摄像装置及信号处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及摄像装置及信号处理方法。
【背景技术】
[0002]近年来，伴随着CO)(Charge Coupled Device，电荷親合元件)图像传感器、CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补性金属氧化物半导体)图像传感器等固体摄像元件的高分辨率化，数码静态相机、数码摄像机、智能手机等移动电话机、PDA (Personal Digital Assistant，个人数码助理)等具有摄影功能的信息设备的需求急剧增加。另外，将具有以上那样的摄像功能的信息设备称为摄像装置。
[0003]在这些摄像装置中，作为主要的使焦点对准于被摄体的对焦控制方法，采用了对比度AF(Auto Focus，自动对焦)方式、相位差AF方式。相位差AF方式与对比度AF方式相比，能够更加高速、高精度地进行对焦位置的检测，所以在各种摄像装置中被广泛采用。
[0004]例如，在专利文献I中，公开了将摄像元件的像素单元的一部分设成相位差检测用的像素单元，并使用从相位差检测用的像素单元读出的信号而进行相位差AF的摄像装置。
[0005]专利文献I的摄像装置根据镜头信息、测距点信息及最新的散焦信息，预测由一对相位差检测用的像素单元中的一个进行摄像而得到的被摄体像A像与由一对相位差检测用的像素单元中的另一个进行摄像而得到的被摄体像B像的阴影，通过进行调节A像B像的光量比的阴影校正，从而提高相位差AF的精度。
[0006]另外，虽然不是与相位差AF相关的技术，但作为与阴影校正相关的技术，在专利文献2中公开了使用即时预览图像来计算出阴影校正系数的可更换镜头式的摄像装置。
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本国特开2010-286826号公报
[0009]专利文献2:日本国特开2009-159093号公报
【发明内容】
[0010]发明所要解决的课题
[0011]在如专利文献I那样使用镜头信息来对存在相位差的一对图像进行阴影校正的方法中，无法应对未内置有镜头信息的镜头。
[0012]根据专利文献2，使用即时预览图像来计算出阴影校正系数，所以，无论对什么样的镜头都能够准确地进行阴影校正。但是，在专利文献2所记载的技术中，前提是使用不具有相位差检测用的像素单元的摄像元件。因此，无法适用于对存在相位差的一对图像进行阴影校正的技术。
[0013]本发明鉴于上述情况而做，其目的在于提供一种能够高精度地对存在相位差的一对图像进行阴影校正的摄像装置及信号处理方法。
[0014]用于解决课题的技术方案
[0015]本发明的摄像装置是能够装卸摄像光学系统的摄像装置，具备:摄像元件，包括:对由通过了上述摄像光学系统的光瞳区域的光束形成的像进行摄像的多个摄像用像素单元、对由通过了上述摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的一对光束形成的一对像中的一方进行摄像的多个第一相位差检测用像素单元及对上述一对像中的另一方进行摄像的多个第二相位差检测用像素单元；校正数据生成部，使用由上述摄像元件对被摄体进行摄像而得到的摄像图像信号所含的上述摄像用像素单元的输出信号、上述第一相位差检测用像素单元的输出信号及上述第二相位差检测用像素单元的输出信号，生成用于对上述第一相位差检测用像素单元与上述第二相位差检测用像素单元的灵敏度差进行校正的校正数据；及信号校正部，按照上述校正数据对上述第一相位差检测用像素单元的输出信号与上述第二相位差检测用像素单元的输出信号中的至少一方进行校正，上述校正数据生成部算出上述第一相位差检测用像素单元的输出信号与接近该第一相位差检测用像素单元的上述摄像用像素单元的输出信号之比及接近该第一相位差检测用像素单元的上述第二相位差检测用像素单元的输出信号与接近该第二相位差检测用像素单元的上述摄像用像素单元的输出信号之比，并基于两个上述比来生成上述校正数据。
[0016]本发明的信号处理方法是能够装卸摄像光学系统的摄像装置中的信号处理方法，具备:校正数据生成步骤，由摄像元件对被摄体进行摄像，使用通过该摄像得到的摄像图像信号包括的摄像用像素单元的输出信号、第一相位差检测用像素单元的输出信号及第二相位差检测用像素单元的输出信号，生成用于对上述第一相位差检测用像素单元与上述第二相位差检测用像素单元的灵敏度差进行校对的校正数据，上述摄像元件包括:对由通过了上述摄像光学系统的光瞳区域的光束形成的像进行摄像的多个摄像用像素单元、对由通过了上述摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的一对光束形成的一对像中的一方进行摄像的多个第一相位差检测用像素单元及对上述一对像中的另一方进行摄像的多个第二相位差检测用像素单元；及信号校正步骤，按照上述校正数据对上述第一相位差检测用像素单元的输出信号与上述第二相位差检测用像素单元的输出信号中的至少一方进行校正，在上述校正数据生成步骤中，算出上述第一相位差检测用像素单元的输出信号与接近该第一相位差检测用像素单元的上述摄像用像素单元的输出信号之比及接近该第一相位差检测用像素单元的上述第二相位差检测用像素单元的输出信号与接近该第二相位差检测用像素单元的上述摄像用像素单元的输出信号之比，并基于两个上述比而生成上述校正数据。
[0017]发明效果
[0018]根据本发明，能够提供一种能够高精度地对存在相位差的一对图像进行阴影校正的摄像装置及信号处理方法。
【附图说明】
[0019]图1是表示用于说明本发明的一实施方式的作为摄像装置的一例的数码相机的概略结构的图。
[0020]图2是表示搭载于图1所示的数码相机的固体摄像元件5的结构的俯视示意图。
[0021]图3是表示在固体摄像元件5中的行方向X的位置上的相位差检测用像素单元51R、51L的灵敏度比的图。
[0022]图4是表示使图3所示的相位差检测用像素单元51R、51L的灵敏度比一致的状态的图。
[0023]图5是表示用于对图1所示的数码相机的动作进行说明的流程图。
[0024]图6是表示用于对图1所示的数码相机的动作的变形例进行说明的流程图。
[0025]图7是表示图5的步骤S4?S6的处理的变形例的流程图。
[0026]图8是用于对图7的步骤S44进行说明的图。
[0027]图9是表示图7所示的流程图的变形例的图。
[0028]图10是表示在被摄体的边缘涉及有固体摄像元件时的状态的图。
[0029]图11是表示作为图2所示的固体摄像元件5的变形例的固体摄像元件5a的图。
[0030]图12是表示作为图2所示的固体摄像元件5的变形例的固体摄像元件5b的图。
【具体实施方式】
[0031]下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0032]图1是表示用于说明本发明的一实施方式的作为摄像装置的一例的数码相机的概略结构的图。
[0033]图1所示的数码相机的摄像系统具备:作为摄像光学系统的镜头装置(包括摄影透镜I与光圈2) ,CMOS型的固体摄像元件5。在图1的例子中，将固体摄像元件5设成CMOS型，但也可以使用CXD型的固体摄像元件。
[0034]包括摄影透镜I及光圈2的镜头装置能够相对于相机主体装卸，能够更换成其他镜头装置。
[0035]对数码相机的电控制系统整体进行统一控制的系统控制部11对闪光灯发光部12及受光部13进行控制。另外，系统控制部11控制透镜驱动部8而调整摄影透镜I所包含的聚焦透镜的位置，或者，对摄影透镜I所包含的变焦透镜的位置进行调整。此外，系统控制部11通过经由光圈驱动部9而控制光圈2的开口量，对曝光量进行调整。
[0036]另外，系统控制部n经由摄像元件驱动部10而驱动固体摄像元件5，使通过摄影透镜I拍摄的被摄体像作为摄像图像信号输出。系统控制部11中通过操作部14而输入来自用户的指示信号。
[0037]数码相机的电控制系统还具备:模拟信号处理部6，与固体摄像元件5的输出连接，并进行相关双采样处理等的模拟信号处理；及A/D转换电路7，将从该模拟信号处理部6输出的模拟信号转换成数字信号。模拟信号处理部6及A/D转换电路7由系统控制部11控制。模拟信号处理部6及A/D转换电路7有时也内置于固体摄像元件5。
[0038]该数码相机的电控制系统还具备:主存储器16 ;连接于主存储器16的存储器控制部15;数字信号处理部17，对从A/D转换电路7输出的摄像图像信号进行插值运算、伽马校正运算及RGB/YC转换处理等而生成摄影图像数据；压缩解压处理部18，将由数字信号处理部17生成的摄影图像数据压缩成JPEG格式或者对压缩图像数据进行解压；计算出散焦量的散焦量计算部19 ;连接有装卸自如的记录介质21的外部存储器控制部20 ;及连接有搭载于相机背面等的显示部23的显示控制部22。存储器控制部15、数字信号处理部17、压缩解压处理部18、散焦量计算部19、外部存储器控制部20及显示控制部22通过控制总线24及数据总线25而相互连接，通过来自系统控制部11的指令而被控制。
[0039]图2是表示搭载于图1所示的数码相机的固体摄像元件5的结构的俯视示意图。
[0040]固体摄像元件5具备二维状地排列在行方向X及与其正交的列方向Y上的大量的像素单元51 (图中的各正方形的方块)。在图2中，未图示出所有的像素单元51，但实际上有几百万?一千几万个左右的像素单元51 二维状地排列。当通过固体摄像元件5进行摄像时，分别从该大量的像素单元51得到输出信号。在本说明书中，将该大量的输出信号的集合称为摄像图像信号。
[0041]各像素单元51包括:光电二极管等光电转换部、形成于该光电转换部上方的滤色器及输出与蓄积于光电转换部的信号电荷对应的信号的信号输出电路。
[0042]信号输出电路是众所周知的MOS电路，构成为例如包括:对蓄积于光电转换部的电荷进行转送的电荷蓄积部、用于将光电转换部的电荷转送到电荷蓄积部的转送晶体管、对电荷蓄积部的电位进行复位的复位晶体管、输出与电荷蓄积部的电位对应的信号的输出晶体管及用于使信号选择性地从输出晶体管输出至输出信号线的行选择晶体管。
[0043]在图2中，对包括使红色光透过的滤色器的像素单元51标注“R”的符号，对包括使绿色光透过的滤色器的像素单元51标注“G”的符号，对包括使蓝色光透过的滤色器的像素单元51标注“B”的符号。
[0044]大量的像素单元51构成为将由在行方向X上排列的多个像素单元51构成的像素单元行在列方向Y上排列多个而得到的排列。而且，奇数行的像素单元行与偶数行的像素单元行在行方向X上偏移了各像素单元行的像素单元51的排列间距的约1/2。
[0045]奇数行的像素单元行的各像素单元51所包括的滤色器的排列作为整体形成拜耳排列。另外，偶数行的像素单元行的各像素单元51所包括的滤色器的排列也作为整体形成拜耳排列。处于奇数行的像素单元51和在右下方与该像素单元51相邻并检测与该像素单元51相同颜色的光的像素单元51构成对像素。
[0046]根据这样的像素单元排列的固体摄像元件5，通过对构成对像素的两个像素单元51的输出信号相加从而实现相机的高灵敏度化，或者，通过改变构成对像素的两个像素单元51的曝光时间并且对该两个像素单元51的输出信号相加，从而能够实现相机的宽动态范围化。
[0047]在固体摄像元件5中，大量的像素单元51中的一部分成为相位差检测用像素单
J L.ο
[0048]相位差检测用像素单元包括多个相位差检测用像素单元51R和多个相位差检测用像素单元51L。
[0049]多个相位差检测用像素单元51R对通过了摄影透