成像装置和信号处理方法与流程

本技术涉及包括具有被配置为输出相差信号的像素组的成像元件的成像装置，并且还涉及用于该成像装置的信号处理方法。

背景技术：

1、为了提供自动对焦(下文中可以被称为“af”)控制，一些成像装置具有用于获取关于被摄体的聚焦信息的功能。例如，包括具有用于焦点检测的像素的成像元件的成像装置是已知的。

2、ptl 1中公开了一种技术，该技术能够在读出由成像元件对其应用光瞳划分的多个图像信号以检测焦点的情况下通过与光瞳划分的对称性无关地对饱和(溢出)的信号执行计算(其中，将信号值替换为其极限值)来检测焦点。

3、[引文列表]

4、[专利文献]

5、[ptl1]

6、日本专利特许公开no.2016-109938

技术实现思路

1、[技术问题]

2、用于检测对焦状态的已知方法是将一个图像形成像素变成光电二极管(下文中简称为“pd”)分割像素。pd分割像素被配置为左右分割的一对pd像素。

3、在pd分割像素的情况下，可以读出对其应用光瞳划分的多个图像信号(像素值)。但是，在其中一个pd像素中发生溢出的情况下，左右pd像素的输出值之间的平衡与原始状态不同，从而不能准确地确定散焦量。上面提到的ptl1中描述的方法虽然使得有可能对饱和信号进行焦点检测，但没有实现足够的检测准确性。

4、鉴于上述情形，本技术被设计为即使在具有pd分割像素的成像元件中发生溢出的情况下也能实现足够的检测精度。

5、[问题的解决方案]

6、由本技术提供的成像装置包括成像元件和信号处理部。成像元件包括光电二极管分割像素，每个像素包括第一光电二极管像素和第二光电二极管像素。第一光电二极管像素和第二光电二极管像素分别输出不同的像素信号。在像素信号的输出值达到饱和值的情况下，信号处理部执行饱和应对处理。执行饱和应对处理，以根据饱和值和预测的输出值对输出值进行校正。

7、当由于光接收而引起的电荷量溢出时，来自光电二极管(pd)像素的图像信号的输出值受到饱和度阈值(即，最大值)的限制。因此，在发生溢出的情况下，pd像素的输出值不是准确的值。在这种情况下，执行饱和应对处理以校正输出值。

8、在本技术提供的上述成像装置中，可以想到的是，饱和应对处理可以包括计算预测的输出值与饱和值之间的差值的处理。

9、预测的输出值与饱和值之间的差异被计算并用于校正输出值。

10、在本技术提供的上述成像装置中，可以想到的是，可以对第一光电二极管像素和第二光电二极管像素中的一个光电二极管像素执行饱和应对处理，以计算预测的输出值与饱和值之间的差值。

11、在光电二极管分割像素中，溢出事件可以发生在一侧的光电二极管像素中。为了处置这种情况，计算预测的输出值与饱和值之间的差值并用于校正溢出的光电二极管像素的输出值。

12、在本技术提供的上述成像装置中，可以想到的是，可以执行饱和应对处理以不仅将针对一个光电二极管像素计算的差值加到该一个光电二极管像素的输出值，而且还从另一个光电二极管像素的输出值中减去所述差值。

13、光电二极管分割像素可以以这样的方式构造，使得在其中一个光电二极管像素溢出的情况下，所产生的过量电荷泄漏到另一个光电二极管像素中。在这种情况下，由此产生的泄漏得到校正。

14、可以想到的是，本技术提供的上述成像装置可以包括控制部。控制部确定对焦状态并使信号处理部根据对焦状态执行饱和应对处理。

15、当通过自动对焦操作接近对焦状态时执行饱和应对处理。

16、在本技术提供的上述成像装置中，可以想到，在不允许信号处理部分执行饱和应对处理的状态下，控制部可以基于通过使用第一光电二极管像素的输出值和第二光电二极管像素的输出值确定的散焦量来提供自动对焦控制，然后在满足对焦条件之后允许信号处理部分执行饱和应对处理的状态下，可以基于通过使用第一光电二极管像素的输出值和第二光电二极管像素的输出值确定的散焦量提供自动对焦控制。

17、首先，在不执行饱和应对处理的情况下提供自动对焦控制以大致接近对焦状态，然后在执行饱和应对处理的状态下提供自动对焦控制。

18、在本技术提供的上述成像装置中，可以想到，预测的输出值可以是基于第一和第二光电二极管像素的光接收角度特性以及基于透镜信息而确定的值。

19、光接收角度特性是已知的。因此，通过获取透镜渐晕信息或关于附接的透镜镜筒的其它透镜信息来确定预测的输出值。

20、可以想到的是，由本技术提供的上述成像装置可以是能够附接可更换透镜镜筒的成像装置，并且可以从附接的透镜镜筒接收透镜信息。

21、在使用可更换透镜的情况下，从相关联的透镜镜筒获取透镜信息以便能够确定预测的输出值。

22、在本技术提供的上述成像装置中，可以想到的是，信号处理部可以对第一和第二光电二极管像素的输出值进行光瞳不平衡校正，以便平滑化由于图像高度引起的输出值波动。

23、进行瞳孔不平衡校正以校正输出值从而获得与图像高度无关的平坦特性。

24、在本技术提供的上述成像装置中，可以想到的是，信号处理部可以对经过饱和应对处理的第一和第二光电二极管像素的输出值进行光瞳不平衡校正。

25、对饱和应对处理反映出溢出的输出值进行瞳孔不平衡校正。

26、包括成像元件的成像装置使用由本技术提供的信号处理方法。成像元件包括光电二极管分割像素，每个光电二极管分割像素包括第一光电二极管像素和第二光电二极管像素。第一光电二极管像素和第二光电二极管像素分别输出不同的像素信号。在像素信号的输出值达到饱和值的情况下，成像装置根据饱和值和预测的输出值执行对输出值进行校正的饱和应对处理。

27、这优化了发生饱和时的输出值。

技术特征：

1.一种成像装置，包括：

2.根据权利要求1所述的成像装置，

3.根据权利要求1所述的成像装置，

4.根据权利要求3所述的成像装置，

5.根据权利要求1所述的成像装置，还包括：

6.根据权利要求5所述的成像装置，

7.根据权利要求1所述的成像装置，

8.根据权利要求7所述的成像装置，

9.根据权利要求1所述的成像装置，

10.根据权利要求9所述的成像装置，

11.一种由包括成像元件的成像装置使用的信号处理方法，该成像元件包括光电二极管分割像素，每个光电二极管分割像素包括第一光电二极管像素和第二光电二极管像素，第一光电二极管像素和第二光电二极管像素分别输出不同的像素信号，该信号处理方法包括：

技术总结
一种成像装置，被配置为包括：成像元件，其配备有光电二极管分割像素，光电二极管分割像素包括输出彼此不同的像素信号的第一光电二极管像素和第二光电二极管像素；以及，信号处理单元，当像素信号的输出值达到饱和值时，信号处理单元执行用于基于饱和值和预测的输出值对输出值进行校正的饱和应对处理。

技术研发人员：藤井真一
受保护的技术使用者：索尼集团公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15