CN104508531A - 拍摄元件和拍摄装置 - Google Patents

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Abstract

拍摄元件具有：多个受光部，呈二维状配置在第1方向和与所述第1方向不同的第2方向上；以及在一部分上设置有遮光部件的受光部，配置于所述多个受光部中的、在所述第1方向和所述第2方向上相邻的4个所述受光部之间。

Description

拍摄元件和拍摄装置
技术领域
本发明涉及拍摄元件和拍摄装置。
背景技术
已知有如下拍摄装置，基于来自多个焦点检测专用的像素的输出信号，进行光瞳分割型相位差方式的焦点检测，所述多个焦点检测专用的像素配置在拍摄元件的一部分上(参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-77770号公报
发明内容
发明要解决的问题
在现有技术中，由于离散配置焦点检测用像素，所以与连续配置焦点检测用像素的情况相比，焦点检测精度变低。然而，在现有技术中，当欲连续配置焦点检测用像素时，存在如下问题：在配置有焦点检测用像素的位置，插补图像信号的插补处理变复杂。
用于解决问题的手段
根据本发明的第1方式，拍摄元件具有：多个受光部，呈二维状配置在第1方向和与所述第1方向不同的第2方向上；以及配置于所述多个受光部中的在所述第1方向和所述第2方向上相邻的4个所述受光部之间、且在一部分上设置有遮光部件的受光部。
根据本发明的第2方式，优选的是，在第1方式的拍摄元件中，所述在一部分上设置有遮光部件的受光部为焦点检测用受光部。
根据本发明的第3方式，拍摄元件包括由多个像素构成的像素组，所述多个像素接受通过了摄像光学系统的光束，所述像素组具有第1像素、第2像素以及第3像素，所述第1像素、第2像素以及第3像素分别具有相互不同的第1分光灵敏度、第2分光灵敏度以及第3分光灵敏度，第1像素列和第2像素列在与所述第1方向正交的第2方向上交替地并排设置多个，所述第1像素列是多个所述第1像素在第1方向上并排设置而成，所述第2像素列是多个所述第2像素和所述第3像素在所述第1方向上交替地并排设置而成，所述第1像素列和所述第2像素列在所述第1方向上错开大致半个间距，在多个所述第1像素列中的至少一部分所述第1像素列中，在至少一部分所述第1像素进行置换而设置多个具有所述第1分光灵敏度的焦点检测用像素，所述多个焦点检测用像素接受通过了所述摄像光学系统的光瞳的一对区域的一对光束，输出由所述一对光束形成的一对像所对应的一对像信号。
根据本发明的第4方式，拍摄元件包括由多个像素构成的像素组，所述多个像素接受通过摄像光学系统的光束，所述像素组具有第1像素、第2像素以及第3像素，所述第1像素、第2像素以及第3像素分别具有相互不同的第1分光灵敏度、第2分光灵敏度以及第3分光灵敏度，由多个所述第1像素在第2方向上并排设置而成的第1像素列、并排设置在所述第1像素列的右边相邻处且多个所述第2像素在所述第2方向上并排设置而成的第2像素列、并排设置在所述第2像素列的右边相邻处且多个所述第1像素在所述第2方向上并排设置而成的第3像素列、并排设置在所述第3像素列的右边相邻处且多个所述第3像素在所述第2方向上并排设置而成的第4像素列构成像素列的组，所述像素列的组在与所述第2方向正交的第1方向上并排设置多个，在相互相邻的像素列中，所述第1像素列至第4像素列在所述第2方向上错开大致半个间距地并排设置，在多个所述第1像素列和第3像素列中的至少一部分所述第1像素列和第3像素列中，在至少一部分所述第1像素进行置换而设置多个具有所述第1分光灵敏度的焦点检测用像素，所述多个焦点检测用像素接受通过所述摄像光学系统的光瞳的一对区域的一对光束，输出由所述一对光束形成的一对像所对应的一对像信号。
根据本发明的第5方式，优选的是，在第3或第4中的任一方式的拍摄元件中，所述第1像素具有绿色的彩色滤光片，所述第2像素具有蓝色的彩色滤光片，所述第3像素具有红色的彩色滤光片。
根据本发明的第6方式，优选的是，在第3～5中的任一方式的拍摄元件中，所述像素的平面形状为包含相对于所述第1方向倾斜了大致45度的4条边的多边形。
根据本发明的第7方式，优选的是，在第3～6中的任一方式的拍摄元件中，在全部所述第1像素进行置换而设置所述焦点检测用像素。
根据本发明的第8方式，拍摄装置包括：第3～7中的任一方式的拍摄元件；图像生成部，基于来自所述摄像元件的输出信号生成图像信号；以及焦点检测部，基于来自所述摄像元件的输出信号，检测出所述摄像光学系统的焦点调节状态。
根据本发明的第9方式，拍摄装置包括：第5方式的拍摄元件；加法部，通过将来自在所述第1方向上相互相邻的两个所述第1像素的输出信号相加，将来自在所述第2方向上相互相邻的两个所述第2像素的输出信号相加，将来自在所述第2方向上相互相邻的两个第3像素的输出信号相加，输出拜耳排列的信号；以及图像生成部，基于由所述加法部输出的拜耳排列的信号，生成由通过所述摄像光学系统的光束形成的像所对应的图像信号。
根据本发明的第10方式，优选的是，在第9方式的拍摄装置中，所述摄像元件具有接受所述一对光束的一方的第1焦点检测用像素和接受所述一对光束的另一方的第2焦点检测用像素作为所述焦点检测用像素，所述第1焦点检测用像素和第2焦点检测用像素交替地并排设置多个，所述加法部将来自在所述第1方向上相互相邻的所述第1和第2焦点检测用像素的输出信号相加，并输出对该相加得到的信号乘以规定的倍率得到的乘法信号，所述图像生成部基于由所述加法部输出的所述拜耳排列的信号和所述乘法信号，生成所述图像信号。
发明的效果
根据本发明，能够提高焦点检测精度，而不使在焦点检测用像素中插补图像信号的插补处理变复杂。
附图说明
图1是例示本发明的实施方式的数码相机的构成的图。
图2是说明拍摄元件中的单位像素的图。
图3是说明拍摄元件中的单位像素的图。
图4是说明微型透镜的图。
图5是例示拍摄元件中的像素的配置的俯视图。
图6是说明光瞳分割型相位差方式的焦点检测方法的图。
图7是说明G图像信号的生成方法的图。
图8是说明B图像信号和R图像信号的生成方法的图。
图9是说明拜耳排列的图像信号的图。
图10是说明变形例1中的焦点检测用像素的配置例的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明用于实施本发明的方式。另外，在以下的说明和附图中，将X方向作为水平方向，将Y方向作为垂直方向，将Z方向作为前后方向。图1是例示本发明的一个实施方式的数码相机的构成的图。数码相机1由可换透镜2和相机机身3构成。可换透镜2借助安装部4安装在相机机身3上。
可换透镜2包含透镜控制部5、主透镜9、变焦透镜8、聚焦透镜7以及光圈6。透镜控制部5由微型计算机和存储器等构成，并进行聚焦透镜7和光圈6的驱动控制、光圈6的开口状态的检测、变焦透镜8和聚焦透镜7的位置检测、对后述的相机机身3一侧的机身控制部14发送透镜信息、来自机身控制部14的相机信息的接收等。
相机机身3包含拍摄元件12、拍摄元件驱动控制部19、机身控制部14、液晶显示元件驱动电路15、液晶显示元件16、目镜17以及操作部件18等，并安装有可拆装的存储卡20。拍摄元件12由CCD(Charge-coupled Device：电荷耦合元件)或CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)等构成，并拍摄配置于可换透镜2的预定成像面上而通过可换透镜2成像的被拍摄体像。
机身控制部14由微型计算机和存储器等构成。机身控制部14进行数码相机整体的动作控制。机身控制部14和透镜控制部5构成为经由安装部4的电接点部13进行通信。
拍摄元件驱动控制部19根据来自机身控制部14的指令，生成在拍摄元件12中必要的控制信号。液晶显示元件驱动电路15根据来自机身控制部14的指令，驱动构成液晶取景器(EVF：电子取景器)的液晶显示元件16。拍摄者经由目镜17观察显示在液晶显示元件16上的像。存储卡20是保存存储图像数据等的存储介质。
利用可换透镜2成像在拍摄元件12上的被拍摄体像由拍摄元件12光电转换。拍摄元件12利用来自拍摄元件驱动控制部19的控制信号，控制光电转换信号的存储和信号读出的定时(帧率)。来自拍摄元件12的输出信号用未图示的A/D转换部转换成数字数据，并向机身控制部14发送。
机身控制部14基于来自拍摄元件12的与规定的焦点检测区域对应的输出信号，算出散焦量并向透镜控制部5发送该散焦量。透镜控制部5基于从机身控制部14接收到的散焦量，算出聚焦透镜驱动量，并基于该透镜驱动量，用未图示的电机等驱动聚焦透镜7而使之向对焦位置移动。
另外，机身控制部14基于在拍摄指令后从拍摄元件12输出的信号，生成记录用的图像数据。机身控制部14将生成的图像数据保存在存储卡20中，并且发送给液晶显示元件驱动电路15，并使之再现显示在液晶显示元件16上。
此外，在相机机身3上设置有操作部件18，所述操作部件18包含快门按钮、焦点检测区域的设定部件等。机身控制部14检测来自这些操作部件18的操作信号，并进行与检测结果相应的动作(拍摄处理、焦点检测区域的设定等)的控制。
<拍摄元件的说明>
本实施方式在拍摄元件12上具有特征，所以之后以拍摄元件12为中心进行说明。首先，说明拍摄元件12中的单位像素20的形成方法。如图2的(A)所示，单位像素20成为以规定大小设计的大致正方形形状，并具有矩形的光电转换部(PD)30。另外，如图2的(B)所示，单位像素20的各边相对于X方向和Y方向大致旋转45度地配置。此外，这时，光电转换部30不旋转而变更纵横比地配置。另外，这时，为了使之与图2的(A)所示的光电转换部30面积相等，光电转换部30被与单位像素20的形状相匹配地削掉4个角。而且，在单位像素20内配置了未图示的晶体管。
另外，在拍摄元件12上设置有焦点检测用的像素(称为焦点检测用像素)和焦点检测用像素以外的像素(称为拍摄用像素)这两种单位像素20。在焦点检测用像素中，如图3所示，光电转换部30的一半由例如遮光金属膜40等覆盖，光电转换部30的半面开口。此外，作为焦点检测用像素，设置有如图3的(A)所示的光电转换部30的右半部分开口的单位像素20(以下，称为右开口焦点检测用像素)和如图3的(B)所示的光电转换部30的左半部分开口的单位像素20(以下，称为左开口焦点检测用像素)。
之后，在单位像素20上，在经过公知的布线工序和平坦化工序后，配置彩色滤光片层。在接受红颜色成分的光的拍摄用像素(R像素)中，配置了仅使红颜色成分的光透射的彩色滤光片层。在接受绿颜色成分的光的拍摄用像素(G像素)中，配置了仅使绿颜色成分的光透射的彩色滤光片层。在接受蓝颜色成分的光的拍摄用像素(B像素)中，配置了仅使蓝颜色成分的光透射的彩色滤光片层。另外，在焦点检测用像素中，配置了仅使绿颜色成分的光透射的彩色滤光片层。即，焦点检测用像素仅接受绿颜色成分的光。
形成彩色滤光片层后，对单位像素20进行形成微型透镜的片装透镜(on chip lens)形成工序。在本实施方式中，如图4的(A)所示，配置在该单位像素20中的微型透镜设为从圆形的球面透镜去掉4个边的形状。由此，如图4的(B)所示，由于能够密集地配置微型透镜50，能够扩展透镜开口。
接着，使用图5说明拍摄元件12中的像素的配置。此外，在图5中，抽取并图示了拍摄元件12的一部分。另外，在图5中，在左半部分或右半部分中描绘有斜线的像素表示焦点检测用像素。在左半部分描绘有斜线的像素表示右开口焦点检测用像素，在右半部分描绘有斜线的像素表示左开口焦点检测用像素。另外，在图5中，为了图示方便而用圆形示出微型透镜50的形状，但实际上设为图4的(B)所示的形状。
拍摄元件12具有：多个G像素以规定间距在X方向上排列而成的第1像素列60和多个B像素和R像素交替地以规定间距在X方向上排列而成的第2像素列70。多个第1像素列60和第2像素列70交替地以规定间距在Y方向上并排设置。另外，第1像素列60和第2像素列70相互在X方向上错开上述规定间距的一半而配置。如上所述，由于各单位像素20的各边配置成相对于X方向和Y方向倾斜大致45度，所以通过按这种方式将相邻的像素列错开上述规定间距的一半而配置，能够密集地配置多个单位像素20。
换句话说，这种像素配置能够按以下方式说明。拍摄元件12具有：多个G像素以规定间距在Y方向上排列而成的第3像素列80、多个B像素以规定间距在Y方向上排列而成的第4像素列90、多个G像素以规定间距在Y方向上排列而成的第5像素列100以及多个R像素以规定间距在Y方向上排列而成的第6像素列110。在第3像素列80的右边相邻处并排设置有第4像素列90，在第4像素列90的右边相邻处并排设置有第5像素列100，在第5像素列100的右边相邻处并排设置有第6像素列110。第3像素列80～第6像素列110在相互相邻的像素列中在Y方向上错开上述规定间距的一半而配置。而且，在拍摄元件12中，在X方向上并排设置多个由该第3像素列80～第6像素列110构成的像素列的组。
另外，在多个第1像素列60中的一部分第1像素列60中，在一部分G像素进行置换而设置有多个右开口焦点检测用像素和左开口焦点检测用像素。换句话说，在多个第3像素列80和第5像素列100中的一部分第3像素列80和第5像素列100中，在一部分G像素进行置换而设置有多个右开口焦点检测用像素和左开口焦点检测用像素。这些多个右开口焦点检测用像素和左开口焦点检测用像素在预定的焦点检测区域中在X方向上交替地连续并排设置。
<焦点检测处理>
接着，说明基于来自拍摄元件12的输出信号进行焦点检测的焦点检测处理。如图6所示，通过可换透镜2的出瞳200的第1区域201的光束A入射至右开口焦点检测用像素21，通过出瞳200的第2区域202的光束B入射至左开口焦点检测用像素22。
由于对焦时为在拍摄元件12上产生清晰像的状态，如上所述，由在不同的光瞳位置被光瞳分割的光束形成的一对像在拍摄元件12上一致。也就是说，从接受光束A的多个右开口焦点检测用像素得到的信号波形(信号列a1、a2、a3、a4…)和从接受光束B的多个左开口焦点检测用像素得到的信号波形(信号列b1、b2、b3、b4…)的形状重叠。
另一方面，非对焦时为在拍摄元件12的面前产生清晰像的状态或在拍摄元件12的后侧产生清晰像的状态，所以由上述被光瞳分割的光束形成的一对像在拍摄元件12上不一致。该情况下的从右开口焦点检测用像素得到的信号波形(信号列a1、a2、a3、a4…)和从左开口焦点检测用像素得到的信号波形(信号列b1、b2、b3、b4…)根据从对焦状态的偏移(散焦量)而相互的位置关系(像偏移方向和像偏移量)不同。
机身控制部14基于从右开口焦点检测用像素得到的信号波形(信号列a1、a2、a3、a4…)和从左开口焦点检测用像素得到的信号波形(信号列b1、b2、b3、b4…)的位置关系，算出利用可换透镜2的焦点位置的调节状态(散焦量)，并向透镜控制部5发送算出结果作为相机信息。当透镜控制部5基于相机信息使聚焦透镜7向光轴方向进退移动时，调节焦点以在拍摄元件12上产生清晰像。
<图像信号生成处理>
接着，使用图7～图9说明基于来自拍摄元件12的输出信号生成彩色图像信号的图像信号生成处理。图7是说明G图像信号的生成的图。在图7的(A)中，双向箭头示出了将信号相加的G像素的组。图7的(B)是说明该相加后得到的G图像信号的图。在图像信号生成处理中，在各第1像素列60中，机身控制部14将来自在X方向上相互相邻的两个G像素的输出信号相加，而生成G图像信号。
具体而言，在Y方向第n+1列的第1像素列60中，机身控制部14通过将来自X方向第m列、Y方向第n+1列的G像素(以下表示为G(m，n+1)像素)的输出信号和来自G(m+2，n+1)像素的输出信号相加，生成相当于G(m+1，n+1)像素的G图像信号。同样地，机身控制部14通过将来自G(m+4，n+1)像素和G(m+6，n+1)像素的输出信号相加，生成相当于G(m+5，n+1)像素的G图像信号。同样地，在Y方向第n+1列的第1像素列60中，生成相当于G(m+9，n+1)像素、G(m+13，n+1)像素、G(m+17，n+1)像素、…、的G图像信号。
另外，在Y方向第n+3列的第1像素列60中，机身控制部14通过将来自G(m+2，n+3)像素和G(m+4，n+3)像素的输出信号相加，生成相当于G(m+3，n+3)像素的G图像信号。同样地，机身控制部14通过将来自G(m+6，n+3)像素和G(m+8，n+3)像素的输出信号相加，生成相当于G(m+7，n+3)像素的G图像信号。同样地，在Y方向第n+3列的第1像素列60中，生成相当于G(m+11，n+3)像素、G(m+15，n+3)像素、G(m+19，n+3)像素、…、的G图像信号。
另外，在Y方向第n+5列、第n+9列、第n+13列、…、的第1像素列60中，机身控制部14与上述Y方向第n+1列同样地生成G图像信号，在Y方向第n+7列、第n+11列、第n+15列、…、的第1像素列60中，与上述Y方向第n+3列同样地生成G图像信号。即，在Y方向上相互相邻的两个第1像素列60中，使相加的G像素的组在X方向错开1个G像素。结果，如图7的(B)所示，生成相当于如下的G像素配置的G图像信号，所述G像素配置是在X方向上以4个像素间距排列多个G像素而成的G像素列在Y方向上被并排设置多列，在Y方向上相互相邻的G像素列在X方向上错开了两个像素间距。
另外，在图7的(A)中，G(m+6，n+7)像素和G(m+10，n+7)像素是右开口焦点检测用像素，G(m+8，n+7)像素和G(m+12，n+7)像素是左开口焦点检测用像素。机身控制部14针对焦点检测用像素也与上述同样地将在X方向上相邻的右开口焦点检测用像素和左开口焦点检测用像素相加而生成G图像信号。即，机身控制部14将G(m+6，n+7)像素和G(m+8，n+7)像素相加而生成相当于G(m+7，n+7)像素的G图像信号，并将G(m+10，n+7)像素和G(m+12，n+7)像素相加而生成相当于G(m+11，n+7)像素的G图像信号。此外，在图7的(B)中用斜线示出了该G(m+7，n+7)像素和G(m+11，n+7)像素。
由于相当于G(m+7，n+7)像素和G(m+11，n+7)像素的G图像信号是将半面开口的右开口焦点检测用像素和左开口焦点检测用像素相加得到的信号，所以成为将两个拍摄用像素相加得到的信号的二分之一的输出。因此，通过加倍将右开口焦点检测用像素和左开口焦点检测用像素相加得到的信号，能够得到与将两个拍摄用像素相加得到的G图像信号同等的G图像信号。因此，针对焦点检测用像素，机身控制部14通过与拍摄用像素同样地以在X方向上相邻的两个焦点检测用像素为一组相加，并加倍相加得到的信号，从而生成G图像信号。
另外，图8是说明B图像信号和R图像信号的生成的图。在图8的(A)中，双向箭头示出了将信号相加的B像素的组和R像素的组。图8的(B)是说明该相加后得到的B图像信号和R图像信号的图。在图像信号生成处理中，在第4像素列90中，机身控制部14将来自在Y方向上相互相邻的两个B像素的输出信号相加而生成B图像信号。另外，在第6像素列110中，机身控制部14将来自在Y方向上相互相邻的两个R像素的输出信号相加而生成R图像信号。
具体而言，在X方向第m+1列的第4像素列90中，机身控制部14通过将来自X方向第m+1列、Y方向第n+2列的B像素(以下表示为B(m+1，n+2)像素)的输出信号和来自B(m+1，n+4)像素的输出信号相加，生成相当于B(m+1，n+3)像素的B图像信号。同样地，机身控制部14通过将来自B(m+1，n+6)像素和G(m+1，n+8)像素的输出信号相加，生成相当于B(m+1，n+7)像素的B图像信号。同样地，在X方向第m+1列的第4像素列90中，生成相当于B(m+1，n+11)像素、B(m+1，n+15)像素、B(m+1，n+9)像素、…、的B图像信号。而且，在X方向第m+5列、第m+9列、第m+13列、…、的第4像素列90中，机身控制部14与上述X方向第m+1列同样地生成B图像信号。
另外，在X方向第m+3列的第6像素列110中，机身控制部14通过将来自X方向第m+3列、Y方向第n列的R像素(以下表示为R(m+3，n)像素)的输出信号和来自R(m+3，n+2)像素的输出信号相加，生成相当于R(m+3，n+1)像素的R图像信号。同样地，机身控制部14通过将来自R(m+3，n+4)像素和R(m+3，n+6)像素的输出信号相加，生成相当于R(m+3，n+5)像素的R图像信号。同样地，在X方向第m+3列的第4像素列90中，生成相当于R(m+3，n+9)像素、R(m+3，n+13)像素、R(m+3，n+17)像素、…、的R图像信号。而且，在X方向第m+7列、第m+11列、第m+15列、…、的第6像素列110中，机身控制部14与上述X方向第m+3列同样地生成R图像信号。
即，在第4像素列90和第6像素列110中，机身控制部14使相加的B像素或R像素的组在Y方向上错开一个B像素或R像素。结果，如图8的(B)所示，生成相当于如下像素配置的B图像信号和R图像信号，所述像素配置是多个B像素在X方向上以4个像素间距排列而成的B像素列、多个R像素在X方向上以4个像素间距排列而成的R像素列在Y方向上交替地并排设置，在Y方向上相互相邻的B像素列和R像素列在X方向上错开了两个像素间距。
另外，相加的B像素或R像素的组设定为：相加后得到的B图像信号和R图像信号的像素配置与上述G像素的组相加后得到的G图像信号的像素配置不重叠。例如，在将G(m，n+1)像素和G(m+2，n+1)像素相加而生成相当于G(m+1，n+1)像素的G图像信号的情况下，当将B(m+1，n)像素和B(m+1，n+2)像素相加时，生成相当于B(m+1，n+1)像素的B图像信号，像素位置与G图像信号重叠。因此，在该情况下，以B(m+1，n+2)像素和B(m+1，n+4)像素为一组相加，生成相当于B(m+1，n+3)像素的B图像信号，从而像素位置与G图像信号不重叠。
机身控制部14通过合成由此得到的G图像信号、B图像信号以及R图像信号，如图9所示，能够得到以正方形排列的拜耳排列而成的图像信号。此外，在这里得到的图像信号为拍摄元件12所包含的像素数的二分之一的像素数。
机身控制部14对按这种方式得到的拜耳排列的图像信号进行颜色插补处理，生成不足的颜色成分的图像信号。由于拜耳排列中的颜色插补处理是公知的，所以省略详细的说明。该颜色插补处理后，能够得到彩色图像信号(RGB)。机身控制部14使用该彩色图像信号，例如生成记录用图像的文件并记录在存储卡20中。
根据以上说明的实施方式，能够得到以下的作用效果。
(1)拍摄元件12构成为：包括由多个像素构成的像素组，所述多个像素接受通过可换透镜2的光束，像素组具有G像素、B像素以及R像素，所述G像素、B像素以及R像素分别具有相互不同的第1、第2以及第3分光灵敏度，多个G像素在水平方向上并排设置而成的第1像素列60、多个B像素和R像素在水平方向上交替地并排设置而成的第2像素列70在垂直方向上交替地并排设置多列，第1像素列60和第2像素列70在水平方向上错开大致半个间距，在多个第1像素列60中的至少一部分第1像素列60中，在至少一部分G像素进行置换而设置多个具有第1分光灵敏度的焦点检测用像素，多个焦点检测用像素接受通过可换透镜2的光瞳的一对区域的一对光束，并输出由一对光束形成的一对像所对应的一对像信号。由此，能够连续配置焦点检测用像素，并能够提高焦点检测精度，而不使在焦点检测用像素中插补图像信号的插补处理变复杂。
(2)拍摄元件12构成为：包括由多个像素构成的像素组，所述多个像素接受通过可换透镜2的光束，像素组具有G像素、B像素以及R像素，所述G像素、B像素以及R像素分别具有相互不同的第1、第2以及第3分光灵敏度，多个G像素在垂直方向上并排设置而成的第3像素列80、并排设置在第3像素列80的右边相邻处且多个由B像素在垂直方向上并排设置而成的第4像素列90、并排设置在第4像素列90的右边相邻处且多个G像素在垂直方向上并排设置而成的第5像素列100、并排设置在第5像素列100的右边相邻处且多个R像素在垂直方向上并排设置而成的第6像素列110构成的像素列的组120在水平方向上并排设置多个，第3像素列80～第6像素列110在相互相邻的像素列中沿垂直方向错开大致半个间距地并排设置，在多个第3像素列80和第5像素列100中的至少一部分第3像素列80和第5像素列100中，在至少一部分G像素进行置换而设置多个具有第1分光灵敏度的焦点检测用像素，多个焦点检测用像素接受通过可换透镜2的光瞳的一对区域的一对光束，并输出由一对光束形成的一对像所对应的一对像信号。由此，能够连续配置焦点检测用像素，并能够提高焦点检测精度，而不使在焦点检测用像素中插补图像信号的插补处理变复杂。
(3)在上述(1)或(2)的拍摄元件12中，由于构成为单位像素20的平面形状为相对于X方向和Y方向使各边倾斜大致45度的正方形，所以能够提高单位像素20的开口率，并能够提高焦点检测精度。换句话说，能够小型化拍摄元件12，而不使开口率下降。
(4)数码相机1包括：上述(1)或(2)的拍摄元件12；机身控制部14，通过将来自在水平方向上相互相邻的两个G像素的输出信号相加，将来自在垂直方向上相互相邻的两个B像素的输出信号相加，将来自在垂直方向上相互相邻的两个R像素的输出信号相加，从而生成拜耳排列的信号；以及机身控制部14，基于拜耳排列的信号生成彩色图像信号。由此，在颜色插补处理中，能够使用进行拜耳排列中的颜色插补处理的已有的图像处理引擎。
(5)在上述(4)的数码相机中，拍摄元件12构成为：具有：接受通过可换透镜2的出瞳200的第1区域201的光束的右开口焦点检测用像素21、接受通过可换透镜2的出瞳200的第2区域202的光束的左开口焦点检测用像素22，右开口焦点检测用像素21和左开口焦点检测用像素22交替地并排设置多个，机身控制部14将来自在水平方向上相互相邻的右开口焦点检测用像素21和左开口焦点检测用像素22的输出信号相加，将该相加得到的信号乘以规定的倍率(2倍)，基于该相乘得到的信号和上述拜耳排列的信号生成彩色图像信号。由此，能够使用来自焦点检测用像素的输出信号简易地生成图像信号。
(变形例1)
在上述实施方式中，说明了在第3像素列80和第5像素列100中，在一部分G像素进行置换而设置有焦点检测用像素的例子。然而，如图10所示，也可以是，在第3像素列80和第5像素列100中，将全部像素设为焦点检测用像素。
在该情况下，例如如图10的(A)所示，也可以将第3像素列80全部设为左开口焦点检测用像素，将第5像素列100全部设为右开口焦点检测用像素。由此，在第1像素列60中，在X方向上交替地并排设置左开口焦点检测用像素和右开口焦点检测用像素。
另外，例如，如图10的(B)所示，也可以是，在第3像素列80中，在Y方向上交替地排列左开口焦点检测用像素和右开口焦点检测用像素，在第5像素列100中，在Y方向上交替地排列左开口焦点检测用像素和右开口焦点检测用像素。在该情况下，在第1像素列60中，左开口焦点检测用像素和右开口焦点检测用像素在X方向上交替地并排设置。
根据变形例1，由于在拍摄元件12的整体上配置焦点检测用像素，不管在拍摄画面上的哪个位置上都能够进行焦点检测，而不限定焦点检测区域。
(变形例2)
在上述实施方式中，说明了设置左开口焦点检测用像素和右开口焦点检测用像素，针对X方向求出像偏移量而检测出散焦量的例子。然而，也可以是，设置将光电转换部30的上半部分开口而成的上开口焦点检测用像素和将光电转换部30的下半部分开口而成的下开口焦点检测用像素，在Y方向上求出像偏移量从而检测出散焦量。
在该情况下，在第3像素列80和第5像素列100的至少一部分G像素进行置换，在Y方向上交替地并排设置上开口焦点检测用像素和下开口焦点检测用像素。另外，在X方向上相邻地设置至少两列以上该在Y方向上并排设置的焦点检测用像素列，在X方向上也交替地并排设置上开口焦点检测用像素和下开口焦点检测用像素。由此，与上述实施方式同样地，通过将在X方向上相邻的上开口焦点检测用像素和下开口焦点检测用像素相加并加倍，能够生成与拍摄用像素同等的G图像信号。
另外，也可以是，在拍摄元件12中设置左开口焦点检测用像素和右开口焦点检测用像素、上开口焦点检测用像素和下开口焦点检测用像素双方。
(变形例3)
在上述实施方式中，说明了设置光电转换部30的一半开口的焦点检测用像素的例子。然而，也可以设置具有两个光电转换部的焦点检测用像素。在该情况下，两个光电转换部分别接受通过可换透镜2的出瞳200的一对区域的一对光束。
(变形例4)
在上述实施方式中，说明了将单位像素20中的微型透镜的形状设为如图4的(A)所示的从圆形球面透镜去掉4个边而成的形状的例子，但不限于此，例如也可以是圆形的球面透镜。
(变形例5)
在上述实施方式中，说明了将单位像素20的形状设为大致正方形的例子，但不限于此，例如也可以是包含在X方向和Y方向上倾斜了大致45度的4个边的八角形。
另外，在上述实施方式中，说明了使单位像素20的各边在X方向和Y方向上旋转大致45度地配置的例子，但不限于此，也可以平行于X方向或Y方向地配置单位像素20的各边。在该情况下，将相互相邻的单位像素20之间的配置错开半个间距而设为锯齿状配置即可。
(变形例6)
在上述实施方式中，说明了在拍摄元件12中使用原色系统(RGB)的彩色滤光片的情况，但也可以使用补色系统(CMY)的彩色滤光片。
(变形例7)
在上述实施方式中，将本发明应用于在相机机身3上安装了可换透镜2的构成的数码相机1中，但也可以不限定于此。例如，也能够将本发明应用于透镜一体型的数码相机中。
以上说明仅为一例，并不受上述实施方式的构成任何限定。另外，也可以在上述实施方式中适当组合各变形例的构成。
以下优先权基础申请的公开内容并入这里作为参考。
日本国专利申请2012年第129207号(2012年6月6日申请)
附图标记的说明
1数码相机，2可换透镜，12拍摄元件，14机身控制部，50微型透镜，200出瞳。

Claims (10)

1.一种拍摄元件，具有：
多个受光部，呈二维状配置在第1方向和与所述第1方向不同的第2方向上；以及
配置于所述多个受光部中的在所述第1方向和所述第2方向上相邻的4个所述受光部之间、且在一部分上设置有遮光部件的受光部。
2.根据权利要求1所述的拍摄元件，其中，
所述在一部分上设置有遮光部件的受光部为焦点检测用受光部。
3.一种拍摄元件，
包括由多个像素构成的像素组，所述多个像素接受通过了摄像光学系统的光束，
所述像素组具有第1像素、第2像素以及第3像素，所述第1像素、第2像素以及第3像素分别具有相互不同的第1分光灵敏度、第2分光灵敏度以及第3分光灵敏度，
第1像素列和第2像素列在与所述第1方向正交的第2方向上交替地并排设置多个，所述第1像素列是多个所述第1像素在第1方向上并排设置而成，所述第2像素列是多个所述第2像素和所述第3像素在所述第1方向上交替地并排设置而成，
所述第1像素列和所述第2像素列在所述第1方向上错开大致半个间距，
在多个所述第1像素列中的至少一部分所述第1像素列中，在至少一部分所述第1像素进行置换而设置多个具有所述第1分光灵敏度的焦点检测用像素，
多个所述焦点检测用像素接受通过了所述摄像光学系统的光瞳的一对区域的一对光束，输出由所述一对光束形成的一对像所对应的一对像信号。
4.一种拍摄元件，
包括由多个像素构成的像素组，所述多个像素接受通过了摄像光学系统的光束，
所述像素组具有第1像素、第2像素以及第3像素，所述第1像素、第2像素以及第3像素分别具有相互不同的第1分光灵敏度、第2分光灵敏度以及第3分光灵敏度，
由多个所述第1像素在第2方向上并排设置而成的第1像素列、并排设置在所述第1像素列的右边相邻处且多个所述第2像素在所述第2方向上并排设置而成的第2像素列、并排设置在所述第2像素列的右边相邻处且多个所述第1像素在所述第2方向上并排设置而成的第3像素列、以及并排设置在所述第3像素列的右边相邻处且多个所述第3像素在所述第2方向上并排设置而成的第4像素列构成像素列的组，所述像素列的组在与所述第2方向正交的第1方向上并排设置多个，
在相互相邻的像素列中，所述第1像素列至第4像素列在所述第2方向上错开大致半个间距地并排设置，
在多个所述第1像素列和第3像素列中的至少一部分所述第1像素列和第3像素列中，在至少一部分所述第1像素进行置换而设置多个具有所述第1分光灵敏度的焦点检测用像素，
多个所述焦点检测用像素接受通过了所述摄像光学系统的光瞳的一对区域的一对光束，输出由所述一对光束形成的一对像所对应的一对像信号。
5.根据权利要求3或4所述的拍摄元件，其中，
所述第1像素具有绿色的彩色滤光片，所述第2像素具有蓝色的彩色滤光片，所述第3像素具有红色的彩色滤光片。
6.根据权利要求3～5中的任一项所述的拍摄元件，其中，
所述像素的平面形状为包含相对于所述第1方向倾斜了大致45度的4条边的多边形。
7.根据权利要求3～6中的任一项所述的拍摄元件，其中，
在全部所述第1像素进行置换而设置所述焦点检测用像素。
8.一种拍摄装置，包括：
权利要求3～7中任一项所述的拍摄元件；
图像生成部，基于来自所述摄像元件的输出信号生成图像信号；以及
焦点检测部，基于来自所述摄像元件的输出信号，检测出所述摄像光学系统的焦点调节状态。
9.一种拍摄装置，包括：
权利要求5所述的拍摄元件；
加法部，通过将来自在所述第1方向上相互相邻的两个所述第1像素的输出信号相加，将来自在所述第2方向上相互相邻的两个所述第2像素的输出信号相加，将来自在所述第2方向上相互相邻的两个第3像素的输出信号相加，输出拜耳排列的信号；以及
图像生成部，基于由所述加法部输出的拜耳排列的信号，生成由通过了所述摄像光学系统的光束形成的像所对应的图像信号。
10.根据权利要求9所述的拍摄装置，其中，
所述摄像元件具有接受所述一对光束的一方光束的第1焦点检测用像素和接受所述一对光束的另一方光束的第2焦点检测用像素而作为所述焦点检测用像素，所述第1焦点检测用像素和第2焦点检测用像素交替地并排设置多个，
所述加法部将来自在所述第1方向上相互相邻的所述第1焦点检测用像素和第2焦点检测用像素的输出信号相加，并输出对该相加得到的信号乘以规定的倍率得到的乘法信号，
所述图像生成部基于由所述加法部输出的所述拜耳排列的信号和所述乘法信号，生成所述图像信号。
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