CN104221149B - 摄像元件以及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

固体摄像元件具备使遮光膜的开口彼此向反方向偏心的像素单元。像素单元分别具备检测R光的像素单元、检测G光的像素单元、检测B光的像素单元。在各个像素单元中，检测R光的像素单元上的开口的偏心量(Or)、检测G光的像素单元上的开口的偏心量(Og)、检测B光的像素单元上的开口的偏心量(Ob)的关系为Or＞Og＞Ob。

Description

摄像元件以及摄像装置
技术领域
本发明涉及摄像元件以及具备该摄像元件的摄像装置。
背景技术
近年来，随着CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合元件)图像传感器、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器等固体摄像元件的高分辨率化，数码静物照相机、数码摄像机、移动电话、PDA(PersonalDigital Assistant(个人数字助理)：移动信息终端)等具有拍摄功能的信息设备的需要激增。另外，将以上这样的具有拍摄功能的信息设备称作摄像装置。
另外，检测距主要的被摄体的距离并使焦点对齐该被摄体的对焦控制方法中，存在对比度AF(Auto Focus：自动对焦)方式、相位差AF方式。与对比度AF方式相比，相位差AF方式能够高速、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(例如参照专利文献1)。
在专利文献1中公开了将检测红色光的R像素单元、检测绿色光的G像素单元以及检测蓝色光的B像素单元各像素单元的一部分作为摄影光学系统的焦点检测用的像素单元的摄像元件。
专利文献1：日本特开2010-243772号公报
发明内容
发明所要解决的课题
近年来的摄像元件中，微细化正在发展，所以聚集于各像素单元的光学开口的聚光(spot light)的尺寸根据像素单元所检测的光的波长而大不同。
如专利文献1所公开的那样，当将检测不同颜色的光的多个种类的像素单元作为焦点检测用的像素单元时，由多个种类的焦点检测用的像素单元的微透镜聚集的光在半导体基板表面上展开的范围(聚光的大小)越是检测长波长的光的像素单元则越大。
焦点检测用的像素单元例如由对光电转换部进行遮光的遮光膜的开口相对于光电转换部上方(光入射侧)的微透镜中心而彼此向相反方向偏心的两个像素单元的对构成。
在这样的结构的焦点检测用的像素单元中，越是聚光变大的像素单元，则由成对的像素单元检测的信号的相位差越小。
因此，根据焦点检测用的像素单元的种类，相位差信息(与通过了摄影光学系统的不同的光瞳区域的一对光束分别对应的图像的偏移量)的取得精度产生偏差，不能精度良好地进行相位差AF。
另外，在要使用焦点检测用的像素单元来生成拍摄图像的情况下，由于相位差根据像素单元的检测颜色而不同，所以在拍摄图像上产生不自然的着色，拍摄品质降低。
本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供能够精度良好地检测与通过了摄影光学系统的不同的光瞳区域的一对光束分别对应的图像的偏移量而提高拍摄品质的摄像元件以及具备该摄像元件的摄像装置。
用于解决课题的手段
本发明的摄像元件能够输出与通过摄影光学系统的不同的光瞳区域的一对光束分别对应的一对图像信号，其中，该摄像元件具有像素单元，该像素单元包含：光电转换部；微透镜，设于光电转换部的光入射侧，并将光聚集于光电转换部；及遮光膜，设于光电转换部与微透镜之间，并在光电转换部的光入射侧具有开口，该像素单元包含多组对，所述对具有遮光膜的开口的中心位置相对于微透镜的光轴彼此向反方向偏心的第一像素单元和第二像素单元，第一像素单元和第二像素单元分别分为检测不同的波长区域的光的多个种类，在像素单元中，在上述像素单元中，由上述光电转换部检测的光的波长区域成为波长最长侧的上述第一像素单元和上述第二像素单元的各单元中的从上述微透镜的光轴到上述遮光膜的开口中心的距离比上述光的波长区域成为波长最短侧的上述第一像素单元和上述第二像素单元的各单元中的上述距离长。
本发明的摄像装置具备上述摄像元件。
发明效果
根据本发明，能够精度良好地检测与通过了摄影光学系统的不同的光瞳区域的一对光束分别对应的图像的偏移量。其结果是，能够实现相位差AF的精度提高、拍摄图像上的不自然的着色的防止，能够提高拍摄品质。
附图说明
图1是表示作为用于说明本发明的一实施方式的摄像装置的一例的数码照相机的概略结构的图。
图2是表示图1所示的固体摄像元件5的概略结构的俯视示意图。
图3是放大了图2所示的固体摄像元件5的由虚线所包围的部分70的俯视示意图。
图4是图2、3所示的固体摄像元件5中的R像素单元50b、G像素单元50b以及B像素单元50b的概略剖视图。
图5是从微透镜58侧观察图4所示的各像素单元50a而得到的俯视图。
图6是表示图1所示的固体摄像元件5的各像素单元50中的遮光膜开口形状的变形例的图。
图7是表示图1所示的固体摄像元件5的各像素单元50中的遮光膜开口形状的变形例的图。
图8是表示图1所示的固体摄像元件5的各像素单元50中的遮光膜开口形状的变形例的图。
图9是作为图2所示的固体摄像元件5的变形例的固体摄像元件5a的俯视示意图。
图10是图9所示的固体摄像元件5a的区域H的放大图。
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5b的结构的俯视图。
图12是作为图2所示的固体摄像元件5的变形例的固体摄像元件5c的俯视示意图。
图13是表示图12所示的固体摄像元件5c中的检测R光的像素单元对、检测G光的像素单元对、检测B光的像素单元对的详细情况的图。
图14是将智能手机作为摄像装置进行说明的图。
图15是图14的智能手机的内部框图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
图1是表示作为用于说明本发明的一实施方式的摄像装置的一例的数码照相机的概略结构的图。
图示的数码照相机的拍摄系统具备：包含聚焦透镜、变焦透镜等的单一的摄影光学系统1；CCD图像传感器、COMS图像传感器等固体摄像元件5；设于这两者之间的光圈2；红外截止滤光片3；及光学低通滤波器4。
统一控制数码照相机的电控制系统整体的系统控制部11控制闪光发光部12。另外，系统控制部11控制镜头驱动部8，进行使包含于摄影光学系统1中的聚焦透镜的位置在光轴方向上移动而进行对焦的调节和使包含于摄影光学系统中的变焦透镜的位置在光轴方向上移动而变更拍摄倍率的调节。另外，系统控制部11经由光圈驱动部9控制光圈2的开口量而进行曝光量调节。
另外，系统控制部11经由摄像元件驱动部10来驱动固体摄像元件5，将通过摄影光学系统1拍摄到的被摄体图像作为拍摄图像信号输出。通过操作部14向系统控制部11输入来自用户的指示信号。
数码照相机的电控制系统还具备：与固体摄像元件5的输出连接的进行相关双采样处理等模拟信号处理的模拟信号处理部6；及将从该模拟信号处理部6输出的RGB颜色信号转换为数字信号的A/D转换电路7。模拟信号处理部6和A/D转换电路7由系统控制部11控制。另外，颜色信号也可以是色差信号。
而且，该数码照相机的电控制系统具备：主存储器16、与主存储器16连接的存储器控制部15、数字信号处理部17、压缩解压缩处理部18、3D图像生成部19、供拆装自如的记录介质21连接的外部存储器控制部20、供搭载于照相机背面等的液晶显示部23连接的显示控制部22。
数字信号处理部17对从A/D转换电路7输出的拍摄图像信号进行插值运算、伽马校正运算、RGB/YC转换处理等而生成拍摄图像数据。
压缩解压缩处理部18将由数字信号处理部17生成的拍摄图像数据压缩成JPEG格式或对压缩图像数据进行解压缩。
3D图像生成部19使用由固体摄像元件5拍摄而得到的视点不同的多个拍摄图像数据(存在视差的多个拍摄图像数据)来生成立体图像数据。
液晶显示部23能够可立体视地显示存在视差的两个拍摄图像数据。
存储器控制部15、数字信号处理部17、压缩解压缩处理部18、3D图像生成部19、外部存储器控制部20以及显示控制部22通过控制总线24和数据总线25相互连接，由来自系统控制部11的指令控制。
图2是表示图1所示的固体摄像元件5的概略结构的俯视示意图。
固体摄像元件5具备用于获得与通过摄影光学系统1的不同的光瞳区域的一对光束分别对应的一对图像信号中的一方的像素单元50a和用于获得一对图像信号中的另一方的像素单元50b。以下，在不区分像素单元50a和像素单元50b的情况下将它们称作像素单元50。
像素单元50在行方向X和与行方向X垂直的列方向Y上呈二维状(在图2的例子中为正方格子状)排列。各像素单元50包含光电二极管等光电转换部。
像素单元50的配置是将包含沿行方向X以一定间距排列的多个像素单元50的像素单元行在列方向Y上以一定间距排列多个而得到的。
在该配置中，位于奇数行的像素单元行由像素单元50a构成，位于偶数行的像素单元行由像素单元50b构成。
像素单元50a和像素单元50b分别接收通过摄影光学系统1的不同的光瞳区域的光束。即，能够由位于奇数行的像素单元50a取得上述一对图像信号的一方，由位于偶数行的像素单元50b取得上述一对图像信号的另一方。
像素单元50a包含三种像素单元：检测红色的波长区域的光(R光)的像素单元(称作R像素单元50a)；检测绿色的波长区域的光(G光)的像素单元(称作G像素单元50a)；及检测蓝色的波长区域的光(B光)的像素单元(称作B像素单元50a)。
像素单元50b包含三种像素单元：检测R光的像素单元(称作R像素单元50b)；检测G光的像素单元(称作G像素单元50b)；及检测B光的像素单元(称作B像素单元50b)。
在图2中，对R像素单元50a和R像素单元50b，在框内标注“R”文字。另外，对G像素单元50a和G像素单元50b，在框内标注“G”文字。另外，对B像素单元50a和B像素单元50b，在框内标注“B”文字。
如图2所示，位于奇数行的像素单元50a的检测颜色的排列呈拜耳状。
在与各像素单元50a同一方向(列方向Y)的相邻位置配置有与该像素单元50a相同种类的像素单元50b。即，位于偶数行的像素单元50b的检测颜色的排列也呈拜耳状。
由在列方向Y上相邻的同一种类的像素单元50a和像素单元50b构成像素单元对。固体摄像元件5也能够称作该像素单元对呈正方格子状排列。
图3是表示图2所示的固体摄像元件5的由虚线所包围的部分70的详细情况的示意图。
在各像素单元50中，写入有“R”、“G”或“B”文字的区域是形成于遮光膜55并接收光的开口54，标以阴影线的区域是由遮光膜55遮光的遮光区域。
在像素单元50a中，开口54在行方向X上向右侧偏心。另外，在像素单元50b中，开口54在行方向X上向左侧偏心。
如此，构成对像素单元的像素单元50a和像素单元50b中，开口54在行方向X上彼此向反方向偏移。
其结果是，在使用固体摄像元件5拍摄被摄体的情况下，由像素单元50a得到的第一拍摄图像信号成为由左眼观察被摄体的信号，由像素单元50b得到的第二拍摄图像信号成为由右眼观察被摄体的信号，双方的拍摄图像信号之间产生偏移量(相位差、视差)。
因此，通过将第一拍摄图像信号和第二拍摄图像信号作为左右拍摄图像信号，能够利用单一的摄影光学系统和单一的摄像元件来进行立体图像的拍摄。
图1的3D图像生成部19根据从固体摄像元件5输出的第一拍摄图像信号来生成左眼用拍摄图像数据，根据从固体摄像元件5输出的第二拍摄图像信号来生成右眼用拍摄图像数据，生成将这些数据建立关联而成的数据作为立体图像数据。
图1的系统控制部11基于从固体摄像元件5输出的第一拍摄图像信号与第二拍摄图像信号的相位差来进行摄影光学系统1的焦点调节的相位差AF控制。
图1的数字信号处理部17将从固体摄像元件5输出的第一拍摄图像信号和第二拍摄图像信号中的从像素单元对获得的拍摄信号彼此相加。由此，能够生成与在单一的视点拍摄被摄体所得到的信号相当的拍摄图像信号。数字信号处理部17通过处理该拍摄图像信号而生成通常的二维的拍摄图像数据。
如此，图1所示的数码照相机通过搭载图2所示的结构的固体摄像元件5，立体图像的拍摄和二维图像的拍摄的切换变得容易。另外，由于能够使用拍摄用的固体摄像元件5来进行相位差AF，所以能够不设置相位差AF专用的传感器而进行高速AF。
在本实施方式中，在获得这样的优点的固体摄像元件5中，为了防止立体图像和二维图像的拍摄画质降低、相位差AF的精度降低，将像素单元50的结构对应其每个种类(检测颜色)而变更。以下进行详细说明。
图4是图2、图3所示的固体摄像元件5中的R像素单元50b、G像素单元50b以及B像素单元50b的概略剖视图。图4A是R像素单元50b的剖视图，图4B是G像素单元50b的剖视图，图4C是B像素单元50b的剖视图。
像素单元50a具备：硅基板等半导体基板53、设于半导体基板53内的光电转换部(PD)54a、形成于光电转换部54a上的绝缘层56、形成于绝缘层56上的滤色器57、形成于滤色器57上的微透镜58。
在绝缘层56内形成有用于限制光电转换部54a的光入射范围的遮光膜55。在遮光膜55，在光电转换部54a上方(光入射侧)形成有开口54，由微透镜58聚集的光从该开口54向光电转换部54a入射。
在像素单元50a中形成为以下结构：微透镜58的光轴与开口54的中心不一致且开口54的中心相对于微透镜58的光轴在行方向X上向左侧偏心。并且，开口54的偏心量根据像素单元50a的种类而不同。
具体地，R像素单元50a的开口54的偏心量Or、G像素单元50a的开口54的偏心量Og、B像素单元50a的开口54的偏心量Ob的关系成为Or＞Og＞Ob。
偏心量Or表示R像素单元50a中的微透镜58的光轴位置与开口54的中心位置之间的行方向X上的距离。
偏心量Og表示G像素单元50a中的微透镜58的光轴位置与开口54的中心位置之间的行方向X上的距离。
偏心量Ob表示B像素单元50a中的微透镜58的光轴位置与开口54的中心位置之间的行方向X上的距离。
图5是从微透镜58侧观察图4所示的各像素单元50a而得到的俯视图。在图5中对于微透镜和滤色器省略图示。
图5A表示图4A所示的R像素单元50a的俯视图，图5B表示图4B所示的G像素单元50a的俯视图，图5C表示图4C所示的B像素单元50a的俯视图。
在图4、5的例子中，设遮光膜55的开口54的左侧端部的位置在各像素单元50a中相同，使右侧端部的行方向X上的位置越是检测长波长区域的光的像素单元50a则越从像素单元50a的光学中心(微透镜58的光轴位置)远离，从而实现Or＞Og＞Ob。
如上所述，像素单元50a的检测波长越是长波长，则向像素单元50a入射的光束的光点直径越大，所以越是检测波长成为长波长的像素单元50a则光瞳分割性能(相位差分离量)越降低。因此，如图4、5所示，通过满足Or＞Og＞Ob的关系，能够在各像素单元50a中使光瞳分割性能一致。
因此，相位差信息(与通过了摄影光学系统1的不同的光瞳区域的一对光束分别对应的图像的偏移量)的取得精度不会因像素单元50a的种类而产生偏差，能够精度良好地进行相位差AF。另外，不会在立体图像数据、二维的拍摄图像数据上产生不自然的着色，能够提高拍摄品质。
另外，关于像素单元50b，仅左右翻转了图4、5所示的结构，所以省略说明。
在以上的说明中，在像素单元50中，对应其每个检测波长而改变遮光膜55的开口K的大小。但是，光瞳分割性能由从微透镜58的光轴到开口K的中心的距离决定，所以在各像素单元50中开口K的大小也可以全部相同。
例如，如图6所示，也可以构成为，在全部的像素单元50中，开口54设为同一形状，根据像素单元50的种类而改变该开口54的中心位置。如此，将开口K在全部的像素单元50中设为同一形状，从而制造容易，成本降低。
另外，在以上的说明中，设为Or＞Og＞Ob，但是由于聚光的大小在R像素单元50a、50b与B像素单元50a、50b之间差变得最大，所以若至少为Or＞Ob，则得到相位差AF精度提高、画质提高的效果。
例如，可以如图7所示设为Or＝Og＞Ob，或者也可以如图8所示设为Or＞Og＝Ob。
图9是作为图2所示的固体摄像元件5的变形例的固体摄像元件5a的俯视示意图。
固体摄像元件5a是分别使图2中的像素单元50a和像素单元50b旋转45度之后将奇数行的像素单元行沿行方向X偏移行方向X上的像素单元50的排列间距的1/2而成的所谓蜂窝排列。
图10是图9所示的固体摄像元件5a的区域H的放大图。
如图10所示，各像素单元50中的遮光膜55的开口54的中心位置的、距该各像素单元50的光轴中心的分离距离成为R像素单元50a、50b＞G像素单元50a、50b＞B像素单元50a、50b。
在这样的像素单元配置中，也能够得到与固体摄像元件5相同的效果。
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5b的结构的俯视图。
固体摄像元件5、5a不具有接收通过摄影光学系统1的不同的光瞳区域的一对光束这两者的像素单元(未被光瞳分割的像素单元)。相对于此，固体摄像元件5b具备未被光瞳分割的像素单元50c和至此说明的被光瞳分割的像素单元50a、50b。
在固体摄像元件5b中，将呈二维状(在图11的例子中为正方格子状)排列的像素单元50c中的一部分作为像素单元50a、50b。在图11中，将检测R光的像素单元50c和检测G光的像素单元50c的一部分替换为像素单元50a、50b。
另外，也可以设为将检测R光的像素单元50c和检测B光的像素单元50c各像素单元的一部分替换成像素单元50a、50b的结构，设为将检测G光的像素单元50c和检测B光的像素单元50c各像素单元的一部分替换成像素单元50a、50b的结构，设为将检测R光的像素单元50c、检测G光的像素单元50c和检测B光的像素单元50c各像素单元的一部分替换成像素单元50a、50b的结构。
在固体摄像元件5b作为光瞳分割后的像素单元仅具有检测R光的像素单元50a、50b和检测G光的像素单元50a、50b的情况下，只要上述的Or和Og的关系为Or＞Og即可。
在固体摄像元件5b作为光瞳分割后的像素单元仅具有检测R光的像素单元50a、50b和检测B光的像素单元50a、50b的情况下，只要上述的Or和Ob的关系为Or＞Ob即可。
在固体摄像元件5b作为光瞳分割后的像素单元仅具有检测G光的像素单元50a、50b和检测B光的像素单元50a、50b的情况下，只要上述的Og和Ob的关系为Og＞Ob即可。
在固体摄像元件5b作为光瞳分割后的像素单元具有检测R光的像素单元50a、50b、检测G光的像素单元50a、50b和检测B光的像素单元50a、50b的情况下，只要上述的Or、Og和Ob的关系为Or＞Og＞Og、Or＝Og＞Ob、Or＞Og＝Ob中的任一个即可。
在搭载该固体摄像元件5b的数码照相机中，系统控制部11使用从像素单元50a、50b取得到的信号来进行相位差AF。具体地，系统控制部11基于从像素单元50a取得到的图像信号与从像素单元50b取得到的图像信号的相位差来进行AF控制。
如此，即使在未被光瞳分割的通常的像素单元50c呈二维状排列的固体摄像元件中将其一部分像素单元50c替换为被光瞳分割的像素单元50a、50b，通过如上所述地设定Or、Og、Ob的大小关系，也能够实现相位差AF精度的提高和拍摄图像的品质提高。
另外，固体摄像元件5b采用作为被光瞳分割的像素单元具有检测R光的像素单元50a、50b、检测G光的像素单元50a、50b和检测B光的像素单元50a、50b的元件，并将这三种像素单元50a、50b整体上均匀地配置，从而能够应对3D拍摄和2D拍摄这两方。
例如，能够进行这样的使用方式：在3D拍摄时，使用从三种像素单元50a、50b取得到的拍摄图像信号来生成立体图像数据，在2D拍摄时，使用从像素单元50c取得到的拍摄图像信号来生成拍摄图像数据。另外，在2D拍摄时，对于与像素单元50a、50b对应的信号，只要使用从像素单元50c得到的信号进行插值生成即可。
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5c的结构的俯视图。
固体摄像元件5c在像素单元50a和像素单元50b呈二维状排列的方面与固体摄像元件5相同。固体摄像元件5c是如下结构：在奇数列上像素单元50a呈拜耳状排列，在与各像素单元50a在行方向X上相邻的位置上配置有检测与该各像素单元50a相同颜色的光的像素单元50b。在固体摄像元件5c中，由在行方向X上相邻的同一种类的像素单元50a和像素单元50b构成像素单元对。
图13是表示图12所示的固体摄像元件5c中的检测R光的像素单元对、检测G光的像素单元对、检测B光的像素单元对的详细情况的图。
图13A表示固体摄像元件5c中的检测R光的像素单元对的结构。图13B表示固体摄像元件5c中的检测G光的像素单元对的结构。图13C表示固体摄像元件5c中的检测B光的像素单元对的结构。
如图13所示，在固体摄像元件5c中，对于像素单元对设有一个微透镜53a。微透镜53a成为横跨构成像素单元对的两个像素单元50而设置的椭圆形状。
在该固体摄像元件5c中，也将微透镜53a的光轴与该微透镜53a所对应的各像素单元50的开口54的中心之间的距离设为Or、Og、Ob，这些距离处于如上所述的关系。
如此，即使是对于像素单元对设置一个微透镜的结构，也能够得到与固体摄像元件5相同的效果。
接着，作为摄像装置对智能手机的结构进行说明。
图14表示作为本发明的摄像装置的一实施方式的智能手机200的外观。图14所示的智能手机200具有平板状的壳体201，在壳体201的一侧的面上具备显示输入部204，该显示输入部204是作为显示部的显示面板202和作为输入部的操作面板203成为一体而成的。另外，这样的壳体201具备扬声器205、话筒206、操作部207和照相机部208。另外，壳体201的结构不限于此，例如也能够采用显示部和输入部独立而成的结构，或者采用具有折叠结构或滑动机构的结构。
图15是表示图14所示的智能手机200的结构的框图。如图14所示，作为智能手机的主要结构要素，具备：无线通信部210、显示输入部204、通话部211、操作部207、照相机部208、存储部212、外部输入输出部213、GPS(Global Positioning System：全球定位系统)接收部214、运动传感器部215、电源部216和主控制部220。另外，作为智能手机200的主要功能，具备经由省略图示的基站装置BS和省略图示的移动通信网NW进行移动无线通信的无线通信功能。
无线通信部210根据主控制部220的指示对收容于移动通信网NW的基站装置BS进行无线通信。使用该无线通信进行声音数据、图像数据等各种文档数据、电子邮件数据等的收发、Web数据、流数据等的接收。
显示输入部204是通过主控制部220的控制来显示图像(静止图像和动态图像)、文字信息等而在视觉上向用户传递信息并检测对于所显示的信息的用户操作的所谓触摸屏，具备显示面板202和操作面板203。
显示面板202使用LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)、OELD(OrganicElectro-Luminescence Display：有机发光显示器)等作为显示设备。
操作面板203是载置成能够目视确认显示在显示面板202的显示面上的图像并检测由用户的手指、尖笔操作的一个或多个坐标的设备。当通过用户的手指、尖笔来操作该设备时，因操作产生的检测信号向主控制部220输出。接着，主控制部220基于接收到的检测信号来检测显示面板202上的操作位置(坐标)。
如图14所示，作为本发明的摄像装置的一实施方式例示的智能手机200的显示面板202和操作面板203成为一体而构成显示输入部204，但是操作面板203成为完全覆盖显示面板202那样的配置。
在采用这样的配置的情况下，操作面板203也可以具备对于显示面板202以外的区域也检测用户操作的功能。换言之，操作面板203也可以具备对于与显示面板202重叠的重叠部分的检测区域(以下称作显示区域)和对于除此之外的未与显示面板202重叠的外缘部分的检测区域(以下称作非显示区域)。
另外，也可以使显示区域的大小和显示面板202的大小完全一致，但是没必要一定使两者一致。另外，操作面板203也可以具备外缘部分和除此之外的内侧部分这两个感应区域。而且，外缘部分的宽度根据壳体201的大小等而适当设计。而且，作为在操作面板203中采用的位置检测方式，可列举矩阵开关方式、电阻膜方式、表面弹性波方式、红外线方式、电磁感应方式、静电电容方式等，能够采用任一种方式。
通话部211具备扬声器205、话筒206，将通过话筒206输入的用户的声音转换为能够由主控制部220处理的声音数据并向主控制部220输出，或者将由无线通信部210或外部输入输出部213接收到的声音数据译码并从扬声器205输出。另外，如图14所示，例如能够将扬声器205搭载在与设有显示输入部204的面相同的面上，将话筒206搭载在壳体201的侧面。
操作部207是使用了键开关等的硬件键，接收来自用户的指示。例如，如图14所示，操作部207是搭载在智能手机200的壳体201的侧面且当由手指等压下时接通、当松开手指时通过弹簧等的回复力而成为断开状态的按钮式的开关。
存储部212存储主控制部220的控制程序、控制数据、应用软件、将通信对象的名称、电话号码等建立对应而成的地址数据、所收发的电子邮件的数据、通过Web浏览下载到的Web数据、下载到的内容数据，另外临时存储流数据等。另外，存储部212由智能手机内置的内部存储部217和拆装自如的具有外部存储器插槽的外部存储部218构成。另外，构成存储部212的各个内部存储部217和外部存储部218使用闪存式(flash memory type)、硬盘式(hard disk type)、微型多媒体卡式(multimedia card micro type)、卡式存储器(例如，MicroSD(注册商标)存储器等)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)等收纳介质来实现。
外部输入输出部213起到与连接于智能手机200的全部的外部设备的接口的作用，用于与其他外部设备通过通信等(例如，通用串行总线(USB)、IEEE1394等)或网络(例如，互联网、无线LAN、蓝牙(Bluetooth)(注册商标)、RFID(Radio Frequency Identification：无线射频识别)、红外线通信(Infrared Data Association(红外数据协会)：IrDA)(注册商标)、UWB(Ultra Wideband：超宽带)(注册商标)、紫蜂协议(ZigBee)(注册商标)等)直接或间接地连接。
作为与智能手机200连接的外部设备，例如有：有线/无线头戴式耳机、有线/无线外部充电器、有线/无线数据端口、经由卡槽连接的存储卡(Memory card)、SIM(SubscriberIdentity Module Card：客户识别模块卡)/UIM(User Identity Module Card：用户识别模块卡)卡、经由音频/视频I/O(输入/输出)端子连接的外部音频/视频设备、无线连接的外部音频/视频设备、有线/无线连接的智能手机、有线/无线连接的个人计算机、有线/无线连接的PDA、有线/无线连接的个人计算机、耳机等。外部输入输出部213能够将从这样的外部设备接收传送的数据传递给智能手机200的内部的各结构要素、将智能手机200的内部的数据传送给外部设备。
GPS接收部214根据主控制部220的指示，接收从GPS卫星ST1～STn发送的GPS信号，执行基于接收到的多个GPS信号的测位运算处理，检测该智能手机200的包含纬度、经度、高度的位置。GPS接收部214在能够从无线通信部210、外部输入输出部213(例如，无线LAN)取得位置信息时，也能够使用该位置信息来检测位置。
运动传感器部215例如具备三轴加速度传感器等，根据主控制部220的指示，检测智能手机200的物理性移动。通过检测智能手机200的物理性移动，检测智能手机200移动的方向、加速度。这样的检测结果向主控制部220输出。
电源部216根据主控制部220的指示向智能手机200的各部供给储存于电池(未图示)的电力。
主控制部220具备微处理器，根据存储部212所存储的控制程序、控制数据进行动作，统一控制智能手机200的各部。另外，主控制部220为了通过无线通信部210进行声音通信、数据通信而具备控制通信系统的各部的移动通信控制功能和应用处理功能。
应用处理功能通过使主控制部220根据存储部212所存储的应用软件进行动作来实现。作为应用处理功能，例如有：控制外部输入输出部213而与相对设备进行数据通信的红外线通信功能、进行电子邮件的收发的电子邮件功能、阅览网页的Web浏览功能等。
另外，主控制部220具备基于接收数据、下载到的流数据等图像数据(静止图像、动态图像的数据)而将影像显示于显示输入部204等的图像处理功能。图像处理功能是指，主控制部220对上述图像数据进行译码，对该译码结果实施图像处理，将图像显示于显示输入部204的功能。
而且，主控制部220执行对显示面板202的显示控制和检测通过操作部207、操作面板203进行的用户操作的操作检测控制。通过执行显示控制，主控制部220显示用于起动应用软件的图标、滚动条(用于进行在相连的状态下连续显示的指示)等软件键或者显示用于生成电子邮件的窗口。另外，滚动条是指用于对于未能完全收纳在显示面板202的显示区域中的较大的图像等接收移动图像的显示部分的指示的软件键。
另外，通过执行操作检测控制，主控制部220检测通过操作部207进行的用户操作，或通过操作面板203接收对上述图标的操作、对上述窗口的输入栏的文字列的输入，或者接收通过滚动条进行的显示图像的滚动要求。
而且，通过执行操作检测控制，主控制部220具备如下的触摸屏控制功能：判定对操作面板203的操作位置是与显示面板202重叠的重叠部分(显示区域)还是除此之外的未与显示面板202重叠的外缘部分(非显示区域)，控制操作面板203的感应区域、软件键的显示位置。
另外，主控制部220也能够检测对操作面板203的手势操作，根据所检测出的手势操作，执行预先设定的功能。手势操作非以往的单纯的触摸操作，而是指由手指等绘制轨迹，或同时指定多个位置，或者将这些进行组合，从多个位置对至少一个绘制轨迹的操作。
照相机部208包含图1所示的数码照相机中的外部存储器控制部20、记录介质21、显示控制部22、显示部23以及操作部14以外的结构。由照相机部208生成的拍摄图像数据能够记录在存储部212中或通过外部输入输出部213、无线通信部210输出。在图14所示的智能手机200中，照相机部208搭载在与显示输入部204相同的面上，但是照相机部208的搭载位置不限于此，也可以搭载在显示输入部204的背面。
另外，照相机部208能够利用于智能手机200的各种功能。例如，能够在显示面板202中显示由照相机部208取得到的图像、利用照相机部208的图像作为操作面板203的操作输入之一。另外，在GPS接收部214检测位置时，也能够参照来自照相机部208的图像来检测位置。而且，也能够参照来自照相机部208的图像，不使用三轴加速度传感器，或者与三轴加速度传感器并用，来判断智能手机200的照相机部208的光轴方向、判断当前的使用环境。当然，也能够在应用软件内利用来自照相机部208的图像。
此外，也能够对静止画面或动画的图像数据附加由GPS接收部214取得到的位置信息、由话筒206取得到的声音信息(也可以由主控制部等进行声音文本转换而成为文本信息)、由运动传感器部215取得到的姿势信息等等并记录于存储部212，或通过外部输入输出部213、无线通信部210输出。
在如上所述的结构的智能手机200中，也能够通过使用固体摄像元件5、5a、5b作为照相机部208的摄像元件来进行高精度的相位差AF和高品质的拍摄。
如以上说明的那样，本说明书公开了以下的事项。
所公开的摄像元件能够输出与通过摄影光学系统的不同的光瞳区域的一对光束分别对应的一对图像信号，其中，该摄像元件具有像素单元，该像素单元包含：光电转换部；微透镜，设于上述光电转换部的光入射侧，并将光聚集于上述光电转换部；及遮光膜，设于上述光电转换部与上述微透镜之间，并在上述光电转换部的光入射侧具有开口，上述像素单元包含多组对，所述对具有上述遮光膜的开口的中心位置相对于上述微透镜的光轴彼此向反方向偏心的第一像素单元和第二像素单元，上述第一像素单元和上述第二像素单元分别分为检测不同的波长区域的光的多个种类，在上述像素单元中，由上述光电转换部检测的光的波长区域成为波长最长侧的上述第一像素单元和上述第二像素单元的各单元中的从上述微透镜的光轴到上述遮光膜的开口中心的距离比上述光的波长区域成为波长最短侧的上述第一像素单元和上述第二像素单元的各单元中的上述距离长。
所公开的摄像元件中，上述多个种类的像素单元包含检测红色光的像素单元、检测蓝色光的像素单元以及检测绿色光的像素单元中的至少两个。
所公开的摄像元件中，上述检测红色光的像素单元中的上述距离＞上述检测绿色光的像素单元中的上述距离＞上述检测蓝色光的像素单元中的上述距离。
所公开的摄像元件包含对于上述检测红色光的像素单元、上述检测蓝色光的像素单元和上述检测绿色光的像素单元中的两个，上述距离相同的结构。
所公开的摄像元件中，对于上述检测红色光的像素单元和上述检测绿色光的像素单元，上述距离相同，对于上述检测蓝色光的像素单元，上述距离比上述检测红色光的像素单元和上述检测绿色光的像素单元中的上述距离短。
所公开的摄像元件中，对于上述检测蓝色光的像素单元和上述检测绿色光的像素单元，上述距离相同，对于上述检测红色光的像素单元，上述距离比上述检测蓝色光的像素单元和上述检测绿色光的像素单元中的上述距离长。
所公开的摄像元件中，至少四个上述像素单元中的上述遮光膜的开口成为同一形状。
所公开的摄像元件中，上述对构成为具有上述第一像素单元和与该第一像素单元相邻配置并检测与该第一像素单元相同波长区域的光的上述第二像素单元，上述对呈二维状排列。
所公开的摄像装置具备上述摄像元件。
所公开的摄像装置具备使用从上述多组对得到的信号来生成立体图像数据的立体图像生成部。
所公开的摄像装置具备使用从上述多组对得到的信号来进行焦点调节的焦点调节部。
工业实用性
本发明的摄像元件和摄像装置能够精度良好地检测与通过了摄影光学系统的不同的光瞳区域的一对光束分别对应的图像的偏移量，能够实现相位差AF的精度提高、拍摄图像上的不自然的着色的防止，能够提高拍摄品质。因此，该摄像元件和摄像装置用于数码照相机、智能手机等各种信息设备时是有用的。
本申请基于2012年3月28日提出的日本专利申请(日本特愿2012-74309)，其内容作为参照而并入本文中。
附图标记说明
5 固体摄像元件
50a、50b 像素单元
54 遮光膜开口
Og 遮光膜开口的偏心量

Claims (9)

1.一种摄像元件，能够输出与通过摄影光学系统的不同的光瞳区域的一对光束分别对应的一对图像信号，其中，
所述摄像元件具有像素单元，所述像素单元包含：光电转换部；微透镜，设于所述光电转换部的光入射侧，并将光聚集于所述光电转换部；及遮光膜，设于所述光电转换部与所述微透镜之间，并在所述光电转换部的光入射侧具有开口，
所述像素单元包含多组对，所述对具有所述遮光膜的开口的中心位置相对于所述微透镜的光轴彼此向反方向偏心的第一像素单元和第二像素单元，像素单元对中的第一像素单元和第二像素单元分别用于获得与通过摄影光学系统的不同的光瞳区域的一对光束分别对应的一对图像信号中的一方和另一方，且第一像素单元和第二像素单元相邻配置，
所述第一像素单元和所述第二像素单元分别分为检测不同的波长区域的光的多个种类，
在所述像素单元中，由所述光电转换部检测的光的波长区域的波长为最长的所述第一像素单元和所述第二像素单元的各单元中的从所述微透镜的光轴到所述遮光膜的开口中心的距离比所述光的波长区域的波长为最短的所述第一像素单元和所述第二像素单元的各单元中的所述距离长。
2.如权利要求1所述的摄像元件，其中，
所述多个种类的像素单元包含检测红色光的像素单元、检测蓝色光的像素单元以及检测绿色光的像素单元中的至少两个。
3.如权利要求2所述的摄像元件，其中，
所述检测红色光的像素单元中的所述距离＞所述检测绿色光的像素单元中的所述距离＞所述检测蓝色光的像素单元中的所述距离。
4.如权利要求2所述的摄像元件，其中，
对于所述检测红色光的像素单元和所述检测绿色光的像素单元，所述距离相同，
对于所述检测蓝色光的像素单元，所述距离比所述检测红色光的像素单元和所述检测绿色光的像素单元中的所述距离短。
5.如权利要求2所述的摄像元件，其中，
对于所述检测蓝色光的像素单元和所述检测绿色光的像素单元，所述距离相同，
对于所述检测红色光的像素单元，所述距离比所述检测蓝色光的像素单元和所述检测绿色光的像素单元中的所述距离长。
6.如权利要求1～5中任一项所述的摄像元件，其中，
至少四个所述像素单元中的所述遮光膜的开口成为同一形状。
7.一种摄像装置，具备权利要求1～6中任一项所述的摄像元件。
8.如权利要求7所述的摄像装置，其中，
具备使用从所述多组对得到的信号来生成立体图像数据的立体图像生成部。
9.如权利要求7或8所述的摄像装置，其中，
具备使用从所述多组对得到的信号来进行焦点调节的焦点调节部。
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