JP2000292685A - Image pick-up element - Google Patents

Image pick-up element

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JP2000292685A
JP2000292685A JP11095252A JP9525299A JP2000292685A JP 2000292685 A JP2000292685 A JP 2000292685A JP 11095252 A JP11095252 A JP 11095252A JP 9525299 A JP9525299 A JP 9525299A JP 2000292685 A JP2000292685 A JP 2000292685A
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ccd
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Junichi Ito
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image pick-up element capable of contributing to cost reduction and space-saving and capable of realizing a highly precise focus adjustment function. SOLUTION: This element is an image pick-up element for transferring photoelectrically an optical image imaged on a photoreceiving face after transmitted through a photographing optical system. The image pick-up element is provided with a first micro-lens array 106 and a second micro-lens array 206 respectively arrayed two-dimensionally with the receiving face as a focal position, a first photo-receiving element group 101 arranged in a focal position of the first micro-lens array 106, and having a single photo-receiving element as a constitutional unit for outputting the first image signals respectively, and a second photo-receiving element groups 201a, 201b arranged in a focal position of the second micro-lens array 206, and having a pair of photo-receiving elements as a constitutional unit for outputting the second image signals respectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、撮像素子、詳し
くは自動焦点調節装置を有し電子的画像を取得し得る電
子的撮像装置に使用される撮像素子に関するものであ
る。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an image pickup device, and more particularly to an image pickup device used in an electronic image pickup device having an automatic focusing device and capable of acquiring an electronic image.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、撮影レンズ等の撮影光学系によっ
て結像される光学的な被写体像をCCD(Charge Cou
pled Device;電荷結合素子)等からなる撮像素子を利
用して電気信号に光電変換し、これにより得られた電気
的な画像信号(映像信号ともいう)をデジタルデータ等
の画像データ(映像データ)として所定の記録媒体等に
記録し得るように構成されたデジタルスチルカメラやデ
ジタルビデオカメラ等(以下、電子的撮像装置という)
が広く普及している。
2. Description of the Related Art In recent years, an optical image of a subject formed by a photographing optical system such as a photographing lens or the like has been changed to a CCD (Charge Couple).
The photoelectric conversion into an electric signal is performed by using an imaging device including a pled device (charge coupled device), and the obtained electric image signal (also referred to as a video signal) is converted into image data (video data) such as digital data. Digital still camera, digital video camera, or the like (hereinafter, referred to as an electronic imaging device) configured to be able to record on a predetermined recording medium or the like
Are widely spread.

【0003】このような従来の電子的撮像装置において
は、所望の被写体像に対する合焦位置の検出を撮像素子
を利用して行ない、検出された合焦位置となるように所
定の駆動機構等を用いて所定の撮影レンズ等を移動させ
ることにより、焦点調節動作を自動的に行なうようにし
た自動焦点調節装置(AF手段)を有するものが一般的
に実用化されている。この場合におけるAF手段として
は,様々な方式のものが提案され、また実用化されてい
る.例えば特開平10−213737号公報に開示され
ている電子的撮像装置におけるAF手段の方式として
は、いわゆる山登り方式のAF手段が適用されている。
この山登り方式のAF手段とは、撮影レンズ等の撮影光
学系を透過して撮像素子の受光面上に結像された光学像
(被写体像)のコントラストの最大値を検出すること
で、そのときの所定の撮影レンズ位置を求めるというも
のである。
In such a conventional electronic image pickup apparatus, a focus position with respect to a desired subject image is detected using an image pickup device, and a predetermined drive mechanism or the like is provided so as to obtain the detected focus position. A camera having an automatic focusing device (AF means) that automatically performs a focusing operation by moving a predetermined photographing lens or the like using the camera is generally put into practical use. In this case, various types of AF means have been proposed and put to practical use. For example, a so-called hill-climbing AF unit is applied as an AF unit in an electronic imaging apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-21737.
The hill-climbing AF means detects the maximum value of the contrast of an optical image (subject image) transmitted through a photographic optical system such as a photographic lens and formed on a light receiving surface of an image sensor. Is determined.

【0004】一方、従来の電子的撮像装置におけるAF
手段としては、TTL位相差検出方式のAF手段があ
る。この方式としては、例えば特開平10−19778
3号公報や特公昭57−49841号公報、特開平10
−274562号公報等によって、種々の提案がなされ
ている。
On the other hand, AF in a conventional electronic image pickup apparatus
As the means, there is an AF means of a TTL phase difference detection method. As this method, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-19778
No. 3 and Japanese Patent Publication No. 57-49841,
Various proposals have been made in, for example, JP-A-274562.

【0005】上記特開平10−197783号公報に開
示されている電子的撮像装置におけるAF手段は、絞り
部材を駆動して瞳分割処理を時分割で行なうようにし、
このとき絞り部材の各開口(瞳部)を通過した光束を、
それぞれ単一の撮像素子によって受光することで位相差
検出を行なうようにしたものである。
The AF means in the electronic imaging apparatus disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-197783 drives a diaphragm member to perform pupil division processing in a time-division manner.
At this time, the luminous flux passing through each aperture (pupil) of the aperture member is
The phase difference is detected by receiving light with a single image sensor.

【0006】また、上記特公昭57−49841号公報
に開示されている電子的撮像装置等のAF手段は、いわ
ゆるフライレンズ方式と呼ばれる方式であって、レンズ
アレイを透過した光束をラインセンサーからなる一対の
受光素子によって受光して、このラインセンサーから出
力される信号を処理することにより像ずれ量、即ち位相
差量を演算して、撮影レンズの一部を構成し焦点調節を
司る合焦レンズの繰出量を求めることで、自動焦点調節
動作を実現するというものである。
The AF means such as an electronic image pickup apparatus disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 57-49841 is a so-called fly-lens method, which comprises a line sensor for transmitting a light beam transmitted through a lens array. A focusing lens that receives light by a pair of light receiving elements and processes a signal output from the line sensor to calculate an image shift amount, that is, a phase difference amount, and constitutes a part of a photographing lens and controls focus. The automatic focus adjustment operation is realized by calculating the amount of feeding.

【0007】そして、上記特開平10−274562号
公報に開示されている電子的撮像装置におけるAF手段
は、いわゆる再結像方式と呼ばれるTTL位相差検出方
式のAF手段であって、撮影レンズを透過した被写体か
らの光束をコンデンサレンズによって集光し、さらにセ
パレータレンズによって二分割して受光素子(光電変換
素子)の受光面上に二つの被写体像を再結像させ、この
二像のずれ量を検出することによって焦点位置の検出を
行なうようにしたものである。
The AF means in the electronic imaging apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-274562 is an AF means of a TTL phase difference detection method called a so-called re-imaging method, and transmits through a photographing lens. The light flux from the subject is condensed by a condenser lens, further divided into two by a separator lens, and two subject images are re-imaged on the light receiving surface of a light receiving element (photoelectric conversion element). The focus position is detected by the detection.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開平
10−213737号公報等に開示されている山登り方
式のAF手段は、撮影レンズを移動させながら、撮像素
子の受光面上に結像される被写体像が最大コントラスト
となる位置を検出した後、所定の位置に撮影レンズを移
動させるようにしていることから、一般的に焦点検出時
間を多く必要とし、自動焦点調節動作を実行する際の動
作速度が遅くなってしまうという問題点がある。
However, the hill-climbing AF means disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-21737 mentioned above forms an image on the light receiving surface of the image sensor while moving the photographing lens. After detecting the position at which the subject image has the maximum contrast, the photographing lens is moved to a predetermined position, which generally requires a long focus detection time, and the operation when executing the automatic focus adjustment operation There is a problem that the speed is reduced.

【0009】また、上記特開平10−197783号公
報に開示されている手段によれば、機械的な絞り部材を
駆動して瞳分割処理を行なうようにしていることから、
絞り部材の駆動機構を別に必要とし、そのための構成部
材等を設置するための空間的な余裕も必要となる。した
がって、近年特に要望が強い装置の小型化のためには、
不利な手段であるといえる。
Further, according to the means disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-197783, a pupil division process is performed by driving a mechanical diaphragm member.
A separate drive mechanism for the aperture member is required, and a space for installing components and the like is also required. Therefore, in order to reduce the size of a device that has been particularly demanded recently,
This is a disadvantage.

【0010】さらに、同公報に開示されている手段で
は、瞳分割処理を時分割によって処理しているので、取
得される像の間に時間差が発生することになる。したが
って、高速で移動するような被写体に対しては、その検
出精度が大幅に劣化してしまうことがあるという問題点
が生じる。さらに加えて、同公報に開示の手段では、機
械的な絞り部材を駆動するための所定の時間を必要とす
ることから、焦点検出速度が低下するという問題点があ
る。また、機械的な精度を精密に保持することも困難な
問題である。
Further, in the means disclosed in the publication, the pupil division processing is performed by time division, so that a time difference occurs between the acquired images. Therefore, there is a problem that the detection accuracy of a subject moving at high speed may be significantly deteriorated. In addition, the means disclosed in the publication requires a predetermined time for driving a mechanical diaphragm member, and thus has a problem that the focus detection speed is reduced. It is also a difficult problem to maintain mechanical precision precisely.

【0011】一方、上記特公昭57−49841号公報
や上記特開平10−274562号公報等に開示されて
いる手段によれば、撮影レンズを透過した被写体からの
光束の一部を分割し、所定の位置に配置されるレンズア
レイやコンデンサレンズ等に導くように構成する必要が
あるので、光学的な制約や空間的な制約を受けるという
問題点がある。
On the other hand, according to the means disclosed in JP-B-57-49841 or JP-A-10-274562, a part of a light beam from an object transmitted through a photographing lens is divided into predetermined light beams. It is necessary to guide the lens array, condenser lens, and the like arranged at the position (1), and there is a problem that optical and spatial restrictions are imposed.

【0012】また、上記特開平10−274562号公
報に開示されている手段では、再結像光学系を新たに設
ける必要があることから、電子的撮像装置の内部におけ
る空間的な制約が大きくなり、電子的撮像装置の小型化
を阻害してしまうという問題点がある。
In the means disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-274562, it is necessary to newly provide a re-imaging optical system, so that spatial restrictions inside the electronic image pickup apparatus become large. In addition, there is a problem that the miniaturization of the electronic imaging device is hindered.

【0013】本発明は、上述した点に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、焦点検出のため
の機構部材や光学系を構成する光学部材等の構成部材を
新たに追加することなく、また適用される電子的撮像装
置を大型化することなく焦点検出速度を向上させること
ができ、よって低コスト化及び省スペース化に寄与する
と共に、高精度な焦点調節機能を実現し得る撮像素子を
提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and a purpose thereof is to newly add constituent members such as a mechanism member for focus detection and an optical member constituting an optical system. And the focus detection speed can be improved without increasing the size of the applied electronic imaging device, thereby contributing to cost reduction and space saving and realizing a highly accurate focus adjustment function. It is an object of the present invention to provide an imaging device which can obtain the same.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明によるカメラは、撮影光学系を透過し受
光面上に結像された光学像を光電変換する撮像素子であ
って、受光面近傍を焦点位置とし、それぞれ2次元配列
された第1マイクロレンズアレイ及び第2マイクロレン
ズアレイと、上記第1マイクロレンズアレイの焦点位置
近傍に配置され、それぞれ第1映像信号を出力する単一
の受光素子を構成単位とする第1受光素子群と、上記第
2マイクロレンズアレイの焦点位置近傍に配置され、そ
れぞれ第2映像信号を出力する一対の受光素子を構成単
位とする第2受光素子群とを具備したことを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, a camera according to a first aspect of the present invention is an imaging device for photoelectrically converting an optical image transmitted through a photographing optical system and formed on a light receiving surface. A first micro-lens array and a second micro-lens array arranged two-dimensionally, and a first video signal is output near the focal position of the first micro-lens array. A first light receiving element group having a single light receiving element as a constituent unit, and a second light receiving element arranged near a focal position of the second microlens array and having a pair of light receiving elements each outputting a second video signal. A light receiving element group.

【0015】また、第2の発明は、上記第1の発明によ
るカメラにおいて、少なくとも上記第1マイクロレンズ
アレイの光路中には、ベイヤー配列された色フイルタが
介挿されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the camera according to the first aspect, a Bayer-arranged color filter is interposed at least in an optical path of the first microlens array. .

【0016】そして、第3の発明は、上記第1の発明に
よるカメラにおいて、上記第1マイクロレンズアレイ及
び上記第2マイクロレンズアレイは、焦点距離及び/又
は曲率が互いに異なることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the camera according to the first aspect, the first micro lens array and the second micro lens array are different from each other in focal length and / or curvature.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図示の実施の形態によって
本発明を説明する。図1は、本発明の第1の実施形態の
撮像素子を有する電子的撮像装置における主な光学系を
構成する構成部材を示すブロック構成図であって、合わ
せて被写体からの光束(以下、被写体光束という)の本
電子的撮像装置内における光路を示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a block diagram showing components constituting a main optical system in an electronic image pickup apparatus having an image pickup device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 3 shows an optical path of a light beam (referred to as a light beam) in the electronic imaging apparatus.

【0018】図1に示すように本電子的撮像装置におけ
る光学系は、被写体光束を集光する撮影光学系11と、
被写体光束に基づく被写体像を光電変換することで撮像
を行なう撮像系及び被写体像を視覚的に観察するファイ
ンダー光学系20と、撮影光学系11により集光された
被写体光束を二分割し撮像系とファインダー光学系20
とに導く分割光学系等によって構成されている。
As shown in FIG. 1, the optical system in the electronic image pickup apparatus includes a photographing optical system 11 for condensing a subject light beam,
An imaging system that performs imaging by photoelectrically converting the subject image based on the subject light beam, a finder optical system 20 that visually observes the subject image, and an imaging system that divides the subject light beam condensed by the photographing optical system 11 into two parts. Viewfinder optical system 20
And a divided optical system leading to the above.

【0019】撮影光学系11は、光軸方向に移動するこ
とで焦点調節を行なう合焦レンズ11aを含む複数のレ
ンズ等と、所定の絞り開口を保持し得ると共に、シャッ
ター機能を有し、被写体光束を完全に遮光する機能をも
有する絞り部12等によって構成されている。
The photographing optical system 11 can hold a predetermined aperture, a plurality of lenses including a focusing lens 11a for adjusting the focus by moving in the optical axis direction, and has a shutter function. The aperture unit 12 and the like also have a function of completely blocking light beams.

【0020】分割光学系は、被写体光束を分割し得るよ
うに複数のプリズム等からなる、撮影光学系11の後方
においてその光軸上の所定の位置に配置されたビームス
プリッタ13等によって構成されている。
The splitting optical system is constituted by a beam splitter 13 and the like which are arranged at a predetermined position on the optical axis behind the photographing optical system 11 and comprise a plurality of prisms and the like so as to split the light beam of the subject. I have.

【0021】このビームスプリッタ13の近傍には、撮
影光学系11を透過した被写体光により形成される被写
体像を電気信号に変換し画像信号を生成する撮像系を構
成する各種の部材が配置されている。この撮像系は、ビ
ームスプリッタ13により分割された被写体光束の一部
を透過させて赤外光成分を除去する赤外光カットフイル
タ14と、モアレ等のノイズ成分を低減させるための光
学的ローパスフイルタ(以下、単にLPFという)15
と、光学的な被写体像を光電変換するCCD等の撮像素
子(以下、単にCCDという)16等によって構成され
ている。
In the vicinity of the beam splitter 13, various members constituting an imaging system for converting a subject image formed by subject light transmitted through the photographing optical system 11 into an electric signal and generating an image signal are arranged. I have. The imaging system includes an infrared light cut filter 14 for transmitting a part of a subject light beam split by a beam splitter 13 to remove an infrared light component, and an optical low-pass filter for reducing noise components such as moiré. (Hereinafter simply referred to as LPF) 15
And an imaging element (hereinafter, simply referred to as a CCD) 16 such as a CCD for photoelectrically converting an optical subject image.

【0022】ファインダー光学系20は、ビームスプリ
ッタ13の後方の所定の位置であって、かつ撮影光学系
の光軸上に設けられ、同光軸に対して角度略45度傾け
て設けられた全反射ミラーからなる第1ミラー17と、
この第1ミラー17によって反射された被写体光束の光
軸上にあって、同光軸に対して角度略45度傾けて配設
された第2ミラー18と、この第2ミラー18によって
反射された被写体光束を透過させて観察用の被写体像を
結像させるファインダ接眼レンズ19等によって構成さ
れる。
The finder optical system 20 is provided at a predetermined position behind the beam splitter 13 and on the optical axis of the photographing optical system, and is provided at an angle of about 45 degrees with respect to the optical axis. A first mirror 17 composed of a reflection mirror,
A second mirror 18 disposed on the optical axis of the subject light beam reflected by the first mirror 17 and arranged at an angle of approximately 45 degrees with respect to the optical axis, and reflected by the second mirror 18 It is composed of a finder eyepiece 19 and the like for transmitting a subject light beam to form a subject image for observation.

【0023】このように構成された本電子的撮像装置に
おいて、被写体光束は、まず撮影光学系11に入射し、
絞り部12によって所望の光量となるように規制され
る。なお、例えばCCD16による蓄積電荷の転送中等
のような所定の場合には、必要に応じて絞り部12が被
写体光束を遮光するようにもなっている。
In the electronic imaging apparatus thus configured, the subject light beam first enters the photographing optical system 11,
The amount of light is regulated by the aperture unit 12 so as to have a desired light amount. In a predetermined case, for example, during transfer of accumulated charges by the CCD 16, the aperture unit 12 blocks the subject light beam as necessary.

【0024】そして、撮影光学系11を透過した被写体
光束は、ビームスプリッタ13によって二分割され、一
部の光束が撮像系側に導かれ、赤外光カットフイルタ1
4、LPF15を介してCCD16に導かれる。そし
て、このCCD16の受光面上に被写体像が結像され
る。
The luminous flux transmitted through the photographing optical system 11 is split into two by the beam splitter 13, and a part of the luminous flux is guided to the imaging system side, and the infrared light cut filter 1
4. It is led to the CCD 16 via the LPF 15. Then, a subject image is formed on the light receiving surface of the CCD 16.

【0025】一方、ビームスプリッタ13によって二分
割された被写体光束の他の一部は、同ビームスプリッタ
13を透過して直進し、ファインダー光学系20の側に
導かれる。
On the other hand, another part of the subject light beam split into two by the beam splitter 13 passes through the beam splitter 13, goes straight, and is guided to the finder optical system 20.

【0026】このファインダー光学系20の側に導かれ
た被写体光束の一部は、まず第1ミラー17によって、
角度略90度だけ折り曲げられて本電子的撮像装置の上
方へと向かい、第2ミラー18によってさらに角度略9
0度折り曲げられて後方に配置される接眼レンズ19へ
と向かう。そして、この接眼レンズ19を透過すること
により観察用の被写体像が形成されることになる。これ
によって、本電子的撮像装置の使用者は、自己の眼によ
って被写体像を観察し得る状態になる。なお、このファ
インダー光学系20によって形成される被写体像は、C
CD16の受光面上に結像される被写体像と略等価のも
のとなっている。
A part of the subject light beam guided to the finder optical system 20 is firstly transmitted by the first mirror 17.
The electronic mirror is bent at an angle of about 90 degrees and heads upward from the electronic imaging apparatus.
It is bent by 0 degrees and heads toward the eyepiece 19 arranged behind. Then, by passing through the eyepiece 19, a subject image for observation is formed. As a result, the user of the electronic imaging apparatus is ready to observe the subject image with his own eyes. The subject image formed by the finder optical system 20 is C
This is substantially equivalent to a subject image formed on the light receiving surface of the CD 16.

【0027】次に、本電子的撮像装置の電気系の構成に
ついて、以下に説明する。図2は、本電子的撮像装置の
電気的な構成部材を示す主要ブロック構成図である。
Next, the configuration of the electric system of the electronic imaging apparatus will be described below. FIG. 2 is a main block configuration diagram showing electrical components of the electronic imaging apparatus.

【0028】本電子的撮像装置においては、中央処理装
置(以下、CPUという)31a等からなる制御手段で
あるマイコン31によって全体が制御されるようになっ
ている。即ち、このマイコン31は、本電子的撮像装置
システムの制御装置であって、その内部にCPU31a
と、ROM31bと、RAM31cと、A/Dコンバー
タ(ADC)31dと、EEPROM31e等を有して
構成されるコントローラである。そして、マイコン31
の内部のROM31bに予め格納されているシーケンス
プログラムに従って、本電子的撮像装置における一連の
動作が制御されるようになっている。また、EEPRO
M31eには、焦点調節演算や測光及び露出演算、AW
B(オートホワイトバランス)演算等に関する固有の補
正データが予め記憶されている。
The entire electronic imaging apparatus is controlled by a microcomputer 31 which is a control means including a central processing unit (hereinafter, referred to as a CPU) 31a. That is, the microcomputer 31 is a control device of the present electronic imaging device system, and has a CPU 31a therein.
, A ROM 31b, a RAM 31c, an A / D converter (ADC) 31d, an EEPROM 31e, and the like. And the microcomputer 31
A series of operations in the electronic imaging apparatus is controlled according to a sequence program stored in the ROM 31b inside the electronic imaging device in advance. Also, EEPRO
M31e includes focus adjustment calculation, photometry and exposure calculation, AW
Correction data specific to B (auto white balance) calculation and the like is stored in advance.

【0029】マイコン31には、絞り部12(図1参
照)を駆動制御する絞り駆動部33と、合焦レンズ11
a(図1参照)等を駆動制御するレンズ駆動部32と、
各種の操作部材(図示せず)に連動し各種の指令信号を
発生させるスイッチ群、例えば撮影動作を開始させるに
際して測光及びAF動作等の予備的な動作を実行させる
旨の指令信号を発生させるファーストレリーズスイッチ
(1RSW)47、絞り部12等を駆動させて露出動作
を実行させる旨の指令信号を発生させるセカンドレリー
ズスイッチ(2RSW)48、AF動作を行なうに際し
て予め設定された複数種類のAFエリア(焦点検出を行
なうべき所定の領域)を選択指定する旨の指令信号を発
生させるエリア選択スイッチ49等が電気的に接続され
ている。なお、1RSW47と2RSW48とは、単一
の操作部材によって操作し得るように構成され、いわゆ
る二段スイッチの形態となっている。
The microcomputer 31 includes an aperture driving section 33 for driving and controlling the aperture section 12 (see FIG. 1), and a focusing lens 11.
a (see FIG. 1), etc.
A switch group that generates various command signals in conjunction with various operation members (not shown), for example, a command group that generates a command signal for executing a preliminary operation such as photometry and AF operation when starting a shooting operation. A release switch (1RSW) 47, a second release switch (2RSW) 48 for driving the aperture unit 12 and the like to generate a command signal for executing an exposure operation, a plurality of types of AF areas ( An area selection switch 49 or the like for generating a command signal for selecting and specifying a predetermined area for performing focus detection) is electrically connected. The 1RSW 47 and the 2RSW 48 are configured to be operated by a single operation member, and are in the form of a so-called two-stage switch.

【0030】また、マイコン31には、タイミングジェ
ネレータ(以下、TGという)82及びシグナルジェネ
レータ(以下、SGという)83等(図3参照)によっ
て構成され、CCD16を駆動制御するCCD制御部4
3が電気的に接続されている。そして、このCCD制御
部43には、CCD16が電気的に接続されており、同
CCD16の駆動を制御するようになっている。
The microcomputer 31 includes a timing generator (hereinafter, referred to as TG) 82 and a signal generator (hereinafter, referred to as SG) 83 and the like (see FIG. 3).
3 are electrically connected. The CCD 16 is electrically connected to the CCD control section 43 to control the driving of the CCD 16.

【0031】CCD16は、撮影光学系11を透過した
被写体光束により形成される光学的な被写体像を電気信
号に変換するものである。本電子的撮像装置におけるC
CD16としては、縦型オーバーフロードレイン型CC
Dが適用されており、その詳細な構成については後述す
る(図4〜図12参照)。
The CCD 16 converts an optical subject image formed by a subject light beam transmitted through the photographing optical system 11 into an electric signal. C in the electronic imaging device
As CD16, vertical overflow drain type CC
D is applied, and its detailed configuration will be described later (see FIGS. 4 to 12).

【0032】CCD16には、映像信号処理部42が電
気的に接続されている。この映像信号処理部42は、C
CD16からの出力信号を受けて所定の処理を施して所
定の形態の画像信号を生成するものである。この映像信
号処理部42には、焦点検出演算部50、測光・露出演
算部45、AWB部51、表示部46、記録部44等が
電気的に接続されていて、映像信号処理部42は、それ
ぞれに対して最適な形態の画像信号及びその画像信号に
付随する情報等を生成し出力するようになっている。
A video signal processor 42 is electrically connected to the CCD 16. The video signal processing unit 42
The output signal from the CD 16 is subjected to predetermined processing to generate an image signal in a predetermined form. The video signal processing unit 42 is electrically connected to a focus detection calculation unit 50, a photometry / exposure calculation unit 45, an AWB unit 51, a display unit 46, a recording unit 44, and the like. For each of them, an image signal in an optimal form and information accompanying the image signal are generated and output.

【0033】焦点検出演算部50は、映像信号処理部4
2からの出力信号を受けて焦点位置を検出し演算する回
路であり、その演算結果や合焦状態の判定データ及び合
焦レンズ11aの所定の駆動量データ等は、マイコン3
1へと出力されるようになっている。
The focus detection calculation section 50 is provided with a video signal processing section 4
2 is a circuit for detecting and calculating the focal position in response to the output signal from the microcomputer 2, the calculation result, the data for determining the in-focus state, and the predetermined driving amount data for the focusing lens 11a are stored in the microcomputer 3
1 is output.

【0034】測光・露出演算部45は、映像信号処理部
42からの出力信号を受けて被写体の輝度等を検出し最
適となる露出データ、即ち絞り部12の絞り値及びCC
D16の電子シャッター速度値等を算出する回路であっ
て、その演算結果は、マイコン31へと出力されるよう
になっている。そして、これを受けて、マイコン31
は、絞り駆動部33を介して所定の絞り値となるように
絞り部12を駆動すると共に、CCD制御部43を介し
て所定の電子シャッター速度値でCCD16を駆動制御
することになる。
The photometry / exposure calculation unit 45 receives the output signal from the video signal processing unit 42, detects the brightness of the subject, and optimizes the exposure data, that is, the aperture value of the aperture unit 12 and the CC.
D16 is a circuit for calculating the electronic shutter speed value and the like, and the calculation result is output to the microcomputer 31. Then, in response to this, the microcomputer 31
Drives the aperture unit 12 to have a predetermined aperture value via the aperture driving unit 33 and drives and controls the CCD 16 at a predetermined electronic shutter speed value via the CCD control unit 43.

【0035】AWB部51は、映像信号処理部42から
の出力信号を受けて被写体のホワイトバランスが最適と
なるように自動的に調整するための回路であって、この
AWB部51によって最適に調整された画像信号は、表
示部46へと出力されるようになっている。
The AWB unit 51 is a circuit for receiving the output signal from the video signal processing unit 42 and automatically adjusting the white balance of the subject to be optimal. The image signal thus output is output to the display unit 46.

【0036】表示部46は、例えば液晶ディスプレイ
(LCD)等の画像表示装置によって形成され、映像信
号処理部42及びAWB部51を介して入力される画像
信号を画像として表示し得ると共に、その画像信号に付
随する撮影情報等や撮影モード等の電子的撮像装置自体
の内部情報等を文字や記号等の形態で視覚的に表示する
ものである。
The display section 46 is formed by an image display device such as a liquid crystal display (LCD), and can display an image signal input through the video signal processing section 42 and the AWB section 51 as an image. This is for visually displaying, in the form of characters, symbols, and the like, photographing information and the like accompanying the signal, internal information of the electronic image pickup apparatus itself such as a photographing mode, and the like.

【0037】記録部44は、映像信号処理部42からの
出力信号を受けて画像信号及びそれに付随する撮影情報
等(以下、画像信号等という)を所定の形態で記録もの
である。
The recording section 44 receives an output signal from the video signal processing section 42 and records an image signal and accompanying photographing information and the like (hereinafter referred to as an image signal) in a predetermined form.

【0038】ここで、映像信号処理部42及び記録部4
4、CCD制御部43についての詳細を、以下に説明す
る。図3は、本電子的撮像装置における映像信号処理部
42及び記録部44とこれらに電気的に接続される主要
な電気回路の一部を取り出して示す要部ブロック構成図
である。
Here, the video signal processing section 42 and the recording section 4
4. Details of the CCD controller 43 will be described below. FIG. 3 is a main block diagram showing a video signal processing unit 42 and a recording unit 44 of the present electronic imaging apparatus and a part of a main electric circuit electrically connected thereto.

【0039】映像信号処理部42は、CCD16により
取得される画像信号からリセットノイズ等を除去する相
関二重サンプリング回路(以下、CDSという)78
と、この相関二重サンプリング回路78の出力を増幅さ
せるゲインコントロールアンプ(以下、AMPという)
79と、AMP79の出力(アナログ信号)を受けてこ
れをデジタル信号に変換するADコンバータ(以下、A
/Dという)80と、A/D80によりデジタル信号に
変換された画像信号に対して所定の処理を行なうプロセ
ス処理回路81等によって構成されている。
The video signal processing section 42 is a correlated double sampling circuit (hereinafter referred to as CDS) 78 for removing reset noise and the like from the image signal obtained by the CCD 16.
And a gain control amplifier (hereinafter referred to as AMP) for amplifying the output of the correlated double sampling circuit 78.
And an AD converter (hereinafter referred to as A) that receives the output (analog signal) of AMP 79 and converts it into a digital signal.
/ D) 80, and a process processing circuit 81 for performing predetermined processing on the image signal converted into a digital signal by the A / D 80.

【0040】CCD制御部43は、上述したようにCC
D16に対して駆動信号を出力することで所定の動作を
制御するものであって、次のような構成からなる。即
ち、CCD制御部43を構成するTG82は、CCD1
6を駆動するための転送パルス等の駆動信号を発生させ
ると共に、映像信号処理部42の相関二重サンプリング
回路78のサンプルホールドパルス及びA/Dコンバー
タ80のAD変換タイミングパルス等を発生させるもの
である。
As described above, the CCD control unit 43
A predetermined operation is controlled by outputting a drive signal to D16, and has the following configuration. That is, the TG 82 constituting the CCD control unit 43 is the CCD 1
And a drive signal such as a transfer pulse for driving the A / D converter 6, a sample hold pulse of the correlated double sampling circuit 78 of the video signal processing unit 42, and an AD conversion timing pulse of the A / D converter 80. is there.

【0041】また、CCD制御部43を構成するSG8
3は、TG82とマイコン31との間の同期をとるため
の信号を発生するものである。そして、CCD制御部4
3は、マイコン31の指令により測光・露出演算部45
の演算結果に基づいて露出時におけるCCD16の電子
シャッター、即ち露光時間を制御する役目をしている。
SG8 constituting the CCD controller 43
Reference numeral 3 denotes a signal for synchronizing the TG 82 and the microcomputer 31. Then, the CCD controller 4
3 is a photometry / exposure calculation unit 45 according to a command from the microcomputer 31.
The electronic shutter of the CCD 16 at the time of exposure, that is, the function of controlling the exposure time, is performed based on the calculation result.

【0042】記録部44は、上述したように映像信号処
理部42からの出力信号を受けて画像信号及びそれに付
随する撮影情報等(以下、画像信号等という)を所定の
形態の画像データファイルとして、記録媒体86に格納
し得るように構成されているものである。
The recording unit 44 receives the output signal from the video signal processing unit 42 as described above, and converts the image signal and its associated shooting information and the like (hereinafter referred to as an image signal) into an image data file of a predetermined form. , Can be stored in the recording medium 86.

【0043】即ち、記録部44は、映像信号処理部42
のプロセス処理回路81から出力される画像信号及びそ
れに付随する撮影情報等を受けて一時的に記憶するDR
AM84と、同画像信号等を画像データファイルとして
所定の領域に格納し保存する記録媒体86と、DRAM
84を介して入力された画像信号等を画像データファイ
ルとして記録媒体86に記録するのに最適な信号となる
ように処理する圧縮処理等を施すと共に、記録媒体86
に記録された画像データファイルを読み出して再生表示
をするのに最適な信号となるように処理する伸長回路等
からなる圧縮伸長回路85等によって構成されている。
That is, the recording unit 44 includes the video signal processing unit 42
DR which receives and temporarily stores an image signal output from the process processing circuit 81 and shooting information associated therewith.
An AM 84, a recording medium 86 for storing and storing the image signals and the like in a predetermined area as an image data file, and a DRAM.
In addition to performing compression processing and the like for processing an image signal or the like input via the recording signal 86 into an optimal signal for recording the image signal or the like on the recording medium 86 as an image data file, the recording medium 86
And a compression / decompression circuit 85 comprising a decompression circuit for processing the image data file recorded in the.

【0044】次に、本実施形態の撮像素子、即ちCCD
16の詳細な構成について、以下に説明する。図4・図
5は、本実施形態の撮像素子であるCCD16の一部を
拡大して示す要部拡大構成図である。
Next, the image pickup device of this embodiment, that is, the CCD
The detailed configuration of 16 will be described below. FIG. 4 and FIG. 5 are enlarged views showing the main parts of a part of the CCD 16 which is the image sensor of the present embodiment.

【0045】本実施形態のCCD16は、電荷転送タイ
プがインターライン転送型のCCDである。その受光面
には、複数の受光素子が並べて配置されており、各受光
素子がそれぞれ一つの画素を形成するように構成されて
いる。
The CCD 16 of this embodiment is an interline transfer type CCD. A plurality of light receiving elements are arranged side by side on the light receiving surface, and each light receiving element is configured to form one pixel.

【0046】このCCD16は、図4に示すように取得
される画像信号の全体を構成する個々の画素信号を撮像
のために用いる撮像部100と、各画素信号を焦点検出
を行なうために用いる焦点検出部200との、機能的に
二つの部分によって構成されている。そして、撮像部1
00と焦点検出部200とは、それぞれが一列毎に交互
に配列されている。
As shown in FIG. 4, the CCD 16 includes an image pickup section 100 that uses individual pixel signals constituting the entire image signal obtained for image pickup, and a focus that uses each pixel signal to perform focus detection. The detection unit 200 is functionally constituted by two parts. And the imaging unit 1
00 and the focus detection unit 200 are alternately arranged for each row.

【0047】CCD16の撮像部100は、水平方向と
垂直方向に二次元的に配置された第1受光素子群である
フォトダイオード101と、このフォトダイオード10
1に蓄積された電荷(第1映像信号)を垂直シフトレジ
スタ103に転送するトランスファーゲート102と、
転送された電荷を順次垂直方向に転送する垂直シフトレ
ジスタ103と、垂直シフトレジスタ103により垂直
方向に転送された電荷を水平方向に順次転送する水平シ
フトレジスタ104と、この水平シフトレジスタ104
により水平方向に転送された電荷を電圧信号に変換して
出力する出力部105等によって構成されている。
The imaging section 100 of the CCD 16 includes a photodiode 101 as a first light receiving element group arranged two-dimensionally in the horizontal direction and the vertical direction, and a photodiode 10.
A transfer gate 102 for transferring the electric charge (first video signal) accumulated in 1 to the vertical shift register 103;
A vertical shift register 103 for sequentially transferring the transferred charges in the vertical direction; a horizontal shift register 104 for sequentially transferring the charges transferred in the vertical direction by the vertical shift register 103 in the horizontal direction;
And an output unit 105 that converts the charges transferred in the horizontal direction into voltage signals and outputs the voltage signals.

【0048】また、撮像部100に隣接し、撮像部10
0と交互に配列される焦点検出部200は、同様に水平
方向と垂直方向に二次元的に配置され、各受光素子の前
面に配置される微小レンズ群であるマイクロレンズ(図
4では図示せず。詳細は後述する)によって分割された
光束をそれぞれ受光する第2受光素子群である一対のフ
ォトダイオード201a・201bと、これらフォトダ
イオード201a・201bに蓄積された電荷(第2映
像信号)を垂直シフトレジスタ203に転送するトラン
スファーゲート202と、転送された電荷を順次垂直方
向に転送する垂直シフトレジスタ203と、垂直シフト
レジスタ203により垂直方向に転送された電荷を水平
方向に順次転送する水平シフトレジスタ204と、水平
シフトレジスタ204により水平方向に転送された電荷
を電圧信号に変換して出力する出力部205等によって
構成されている。
Also, adjacent to the imaging unit 100, the imaging unit 10
The focus detection units 200 alternately arranged with 0 are two-dimensionally arranged in the horizontal direction and the vertical direction, and are microlenses (illustrated in FIG. 4) which are microlens groups arranged in front of each light receiving element. A pair of photodiodes 201a and 201b, which are a second light receiving element group for receiving the light fluxes divided by the respective light-receiving elements, and charges (second video signals) accumulated in the photodiodes 201a and 201b. A transfer gate 202 for transferring the transferred charges to a vertical shift register 203; a vertical shift register 203 for sequentially transferring the transferred charges in the vertical direction; and a horizontal shift for sequentially transferring the charges transferred in the vertical direction by the vertical shift register 203 in the horizontal direction. The electric charge transferred in the horizontal direction by the register 204 and the horizontal shift register 204 is converted into a voltage signal. It is constituted by the output unit 205 for outputting Te.

【0049】なお、撮像部100と焦点検出部200と
の垂直シフトレジスタ103・203、水平シフトレジ
スタ104・204、出力部105・205を別々に分
けているのは、それぞれの電気特性を信号電荷量に対し
て最適に設定し、転送効率を向上させるためである。
Note that the vertical shift registers 103 and 203, the horizontal shift registers 104 and 204, and the output units 105 and 205 of the imaging unit 100 and the focus detection unit 200 are separated from each other. This is for optimally setting the amount and improving the transfer efficiency.

【0050】各受光素子(フォトダイオード101・2
01a・202a)の前面、即ち受光面となる側の面に
は、図5の要部拡大図に示すようにそれぞれ第1マイク
ロレンズアレイ106及び第2マイクロレンズアレイ2
06が配置されている。このうち第1マイクロレンズア
レイ106は、撮像素子(CCD16)の光感度を向上
させるために、各受光素子毎に対応させて配置されてい
るものである。
Each light receiving element (photodiode 101.2
The first microlens array 106 and the second microlens array 2 are provided on the front surface of the first microlens array 106a and the second microlens array 2a, respectively, as shown in the enlarged view of the main part of FIG.
06 is arranged. Among them, the first microlens array 106 is arranged corresponding to each light receiving element in order to improve the light sensitivity of the imaging element (CCD 16).

【0051】このように各受光素子の前面、即ち光束の
入射面側にマイクロレンズアレイ(106)を設けるよ
うにすると、これによって入射光を効率よく集光するこ
とができるという効果がある。このような構成のもの
は、一般的に実用化されている手段であって、いわゆる
オンチップマイクロレンズと呼ばれている。なお、撮像
部100においては、第1マイクロレンズアレイ106
は上述のように光感度が最適なものとなるように設定さ
れている。また、焦点検出部200に対応する第2マイ
クロレンズアレイ206は、上述の第1マイクロレンズ
アレイ106とは異なる光学特性を有し、かつ入射光を
一対のフォトダイオード201a・201bに分割する
役目をしている(詳細は後述する)。
By providing the microlens array (106) on the front surface of each light receiving element, that is, on the light incident surface side, there is an effect that the incident light can be efficiently collected. Such a configuration is generally used in practice, and is called an on-chip microlens. In the imaging unit 100, the first micro lens array 106
Is set so that the light sensitivity is optimal as described above. Further, the second micro lens array 206 corresponding to the focus detection unit 200 has optical characteristics different from those of the first micro lens array 106 described above, and serves to split incident light into a pair of photodiodes 201a and 201b. (Details will be described later).

【0052】ここで、図6は、オンチップマイクロレン
ズが形成された従来の固体撮像素子(CCD)の詳細な
構成を示す図であって、固体撮像素子の水平方向、即ち
垂直シフトレジスタの転送方向と直交する方向の断面図
である。この図6を用いて従来の固体撮像素子の構成の
概略を、以下に説明する。
FIG. 6 is a diagram showing a detailed configuration of a conventional solid-state image pickup device (CCD) in which an on-chip micro lens is formed. It is sectional drawing of the direction orthogonal to a direction. An outline of the configuration of the conventional solid-state imaging device will be described below with reference to FIG.

【0053】従来のCCD116は、次のように構成さ
れる。即ち、例えばシリコン材等からなる半導体基板1
31の内部には、拡散層等によって垂直シフトレジスタ
103を構成する電荷転送部132及び受光部を構成す
るフォトダイオード101が形成されている。
The conventional CCD 116 is configured as follows. That is, for example, the semiconductor substrate 1 made of a silicon material or the like
Inside 31, a charge transfer section 132 constituting the vertical shift register 103 and a photodiode 101 constituting a light receiving section are formed by a diffusion layer or the like.

【0054】これら電荷転送部132及びフォトダイオ
ード101の上面側には、透明平坦化層136が形成さ
れており、この透明平坦化層136の内部には、電荷転
送部132の上部に絶縁膜(特に図示せず)を介して垂
直転送電極134が形成されている。また、この垂直転
送電極134を覆うようにして遮光膜135が形成され
ている。
A transparent flattening layer 136 is formed on the upper surface side of the charge transfer portion 132 and the photodiode 101. Inside the transparent flattening layer 136, an insulating film (above the charge transfer portion 132) is formed. A vertical transfer electrode 134 is formed via a not shown). Further, a light shielding film 135 is formed so as to cover the vertical transfer electrode 134.

【0055】そして、フォトダイオード101は、遮光
膜135の開口に対応して形成されており、このフォト
ダイオード101の上部及び遮光膜135の上部、即ち
透明平坦化層136の上面側には、色フイルター137
が形成されている。
The photodiode 101 is formed so as to correspond to the opening of the light-shielding film 135, and the upper part of the photodiode 101 and the upper part of the light-shielding film 135, that is, the upper surface of the transparent flattening layer 136, have a color. Filter 137
Are formed.

【0056】さらに、色フイルター137の上部にも透
明平坦化層136が設けられ、これと一体的に所定の曲
率rを有し焦点距離f1からなる球面レンズにより形成
されるマイクロレンズ106(本実施形態の撮像素子1
6における第1マイクロレンズアレイ106に相当す
る)が配置されている。
Further, a transparent flattening layer 136 is also provided on the color filter 137, and the microlens 106 (in the present embodiment) is formed integrally with the transparent flattening layer 136 and has a predetermined curvature r and a focal length f1. Form imaging device 1
6 (corresponding to the first micro lens array 106).

【0057】そして、本実施形態の撮像素子であるCC
D16における撮像部100は、図6に示す従来の一般
的なオンチップマイクロレンズを有する撮像素子の構成
と略同様に構成されているものである。つまり、本実施
形態のCCD16は、上述の図4等によって示したよう
に、上述の従来の撮像素子に加えて焦点検出部200及
びこれに対応する第2マイクロレンズアレイ206が所
定の配列で配置されている点が異なるのである。
The image pickup device CC of the present embodiment
The imaging unit 100 in D16 has substantially the same configuration as the configuration of an imaging device having a conventional general on-chip microlens shown in FIG. That is, as shown in FIG. 4 and the like described above, the CCD 16 of the present embodiment has the focus detection unit 200 and the corresponding second microlens array 206 arranged in a predetermined arrangement in addition to the above-described conventional imaging device. What is different is that.

【0058】一方、焦点検出部200に対応する第2マ
イクロレンズアレイ206は、上述の撮像部100にお
ける第1マイクロレンズアレイ106とは、異なる光学
特性、即ち異なる曲率、異なる焦点距離となるように形
成されている。そして、この第2マイクロレンズアレイ
206の焦点面には、一対の受光素子であるフォトダイ
オード201a・201bが配置されるようになってい
る。
On the other hand, the second microlens array 206 corresponding to the focus detection unit 200 has different optical characteristics, that is, different curvature and different focal length from the first microlens array 106 in the above-described imaging unit 100. Is formed. Then, on the focal plane of the second micro lens array 206, photodiodes 201a and 201b as a pair of light receiving elements are arranged.

【0059】また、第2マイクロレンズアレイ206
は、図7に示すように撮影光学系11を透過した光束を
受けて、これを瞳分割し、それぞれの光束を一対のフォ
トダイオード201a・201bにそれぞれ入射するよ
うに形成されている。なお、このように構成された本実
施形態のCCD16によってなされる焦点検出動作の原
理については、上述した特公昭57−49841号公報
等によって開示されている位相差検出方式のものと同様
である。したがって、焦点検出動作時の作用について
は、一般的な手段に従うものとして、本明細書中におい
ては、その詳細な説明を省略する。
The second micro lens array 206
Is formed so as to receive a light beam transmitted through the imaging optical system 11, pupil-divide the light beam as shown in FIG. 7, and make each light beam enter a pair of photodiodes 201a and 201b. The principle of the focus detection operation performed by the CCD 16 according to the present embodiment configured as described above is the same as that of the phase difference detection method disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-49841 described above. Therefore, the operation at the time of the focus detection operation follows general means, and a detailed description thereof will be omitted in this specification.

【0060】図8は、本実施形態のCCD16の焦点検
出部200に入射する光束の光路図を示し、合焦状態に
ある場合、前ピン状態にある場合、後ピン状態にある場
合を同一の図面にて示している。
FIG. 8 shows an optical path diagram of a light beam incident on the focus detection unit 200 of the CCD 16 of the present embodiment, and shows the same case when in a focused state, in a front focus state, and in a rear focus state. This is shown in the drawing.

【0061】なお、図8においては、説明を行なう便宜
上、撮影光学系を固定させた状態で、撮像素子(CCD
16)を矢印X1又は矢印X2方向に移動させるように
して各状態を示しているが、本実施形態の撮像素子(C
CD16)が適用される電子的撮像装置においては、実
際には、撮像素子(CCD16)が固定されており、撮
影光学系11の合焦レンズ11aが光軸方向に移動する
ことによって焦点状態の調節が行われるようにしている
(図1参照)。
In FIG. 8, for convenience of explanation, the image pickup device (CCD) is fixed with the photographing optical system fixed.
16) are moved in the direction of the arrow X1 or the arrow X2 to show the respective states.
In an electronic imaging apparatus to which the CD 16) is applied, the imaging device (CCD 16) is actually fixed, and the focus state is adjusted by moving the focusing lens 11a of the imaging optical system 11 in the optical axis direction. (See FIG. 1).

【0062】また、図8では、CCD16を構成する第
2マイクロレンズアレイ206をそれぞれL1・L2…
Lnと、受光素子であるフォトダイオード201a・2
01bをそれぞれA1・A2…An及びB1・B2…B
nとして示している。
In FIG. 8, the second microlens arrays 206 constituting the CCD 16 are respectively denoted by L1, L2,.
Ln and photodiodes 201a and 2 serving as light receiving elements
01b to A1, A2... An and B1, B2.
It is shown as n.

【0063】そして、マイクロレンズLnの焦点距離は
f2に設定されており、この焦点距離はマイクロレンズ
LnとフォトダイオードAn・Bnとの間の距離に略等
しいように設定されている。
The focal length of the micro lens Ln is set to f2, and this focal length is set to be substantially equal to the distance between the micro lens Ln and the photodiodes An and Bn.

【0064】このようなCCD16のモデルを想定した
場合において、合焦状態にあるときには、図8の符号B
(CCD16B)に示すようになる。即ち、同一の被写
体から出射された光束であって異なる射出瞳を通過する
光線R1・R2、光線R3・R4…は、各マイクロレン
ズLnに入射し、このマイクロレンズLnの光軸を中心
に隣合うフォトダイオードAn・Bnがそれぞれ受光す
る受光量が一致することになる。
In the case where such a model of the CCD 16 is assumed, when the camera is in a focused state, the reference numeral B in FIG.
(CCD 16B). That is, light beams R1, R2, R3, R4, which are light beams emitted from the same subject and pass through different exit pupils, enter each microlens Ln, and are adjacent to each other around the optical axis of the microlens Ln. The amounts of light received by the matching photodiodes An and Bn are the same.

【0065】例えば光線R3・R4は、共にマイクロレ
ンズL2に入射して、このマイクロレンズL2によって
瞳分割されてそれぞれがフォトダイオードA2・B2に
受光される。このとき、フォトダイオードA2・B2が
それぞれ受光する受光量は一致する。
For example, the light rays R3 and R4 both enter the microlens L2, are pupil-divided by the microlens L2, and are respectively received by the photodiodes A2 and B2. At this time, the amounts of light received by the photodiodes A2 and B2 match.

【0066】一方、前ピン状態となる場合には、図8の
符号A(CCD16A)に示すようになる。即ち、異な
るマイクロレンズLnを透過した光束が到達するフォト
ダイオードAn・Bnの受光量は、互いに隣接しない位
置にあるフォトダイオードAn・Bnにおいて一致する
ことになる。
On the other hand, when the camera is in the front focus state, it becomes as shown by the symbol A (CCD 16A) in FIG. That is, the amount of light received by the photodiodes An and Bn to which the light flux transmitted through the different microlenses Ln reaches is the same at the photodiodes An and Bn that are not adjacent to each other.

【0067】例えば同一被写体からの光線R3・R4
は、それぞれマイクロレンズL3・L1に入射し、フォ
トダイオードB3・A1に受光される。したがって、こ
の場合において、結像に二ピッチ分のずれが生じること
になる。
For example, rays R3 and R4 from the same subject
Respectively enter the microlenses L3 and L1, and are received by the photodiodes B3 and A1. Therefore, in this case, the image is shifted by two pitches.

【0068】他方、後ピン状態となる場合には、図8の
符号C(CCD16C)に示すようになる。即ち、受光
量が一致するフォトダイオードAn・Bnは隣接してい
るが、この隣接したフォトダイオードAn・Bnに入射
する光線は、異なるマイクロレンズLnを透過した光束
である。
On the other hand, in the case of the back focus state, the state is as shown by the symbol C (CCD 16C) in FIG. That is, the photodiodes An and Bn having the same amount of received light are adjacent to each other, but the light rays incident on the adjacent photodiodes An and Bn are light beams transmitted through different microlenses Ln.

【0069】例えば同一被写体からの光線R3・R4
は、それぞれマイクロレンズL1・L3に入射し、フォ
トダイオードB1・A3に受光される。したがって、こ
のときの結像は、上述の前ピン状態の場合とは逆方向に
二ピッチ分の像ずれが生じることになる。
For example, rays R3 and R4 from the same subject
Respectively enter the microlenses L1 and L3 and are received by the photodiodes B1 and A3. Therefore, in the image formation at this time, an image shift of two pitches occurs in the direction opposite to the case of the above-described front focus state.

【0070】実際には、一ピッチ単位の像ずれ量(位相
差量)では、高精度な焦点検出精度を確保することがで
きない。したがって、所定の補間演算等の処理を行なう
ことによって一ピッチ分以下の焦点検出を行なうように
している。なお、所定の補間演算等については、従来よ
り一般的に実用化されている手段を用いるので、その詳
細な説明は省略する。このようにして、像ずれ量を検出
することで、撮影光学系の合焦位置を求めることができ
ることになる。
In practice, a high-precision focus detection accuracy cannot be ensured with an image shift amount (phase difference amount) of one pitch unit. Accordingly, focus detection for one pitch or less is performed by performing processing such as a predetermined interpolation operation. Note that, for the predetermined interpolation calculation and the like, a means that has been generally put to practical use is used, and a detailed description thereof will be omitted. In this way, by detecting the amount of image shift, the in-focus position of the photographing optical system can be obtained.

【0071】また、上述したように撮像部100を構成
するフォトダイオード101の前面には、色フイルター
137が配置されている(図6参照)。この色フイルタ
ー137の配列は、いわゆるベイヤー配列となっている
(図9参照)。
As described above, the color filter 137 is disposed on the front surface of the photodiode 101 constituting the image pickup unit 100 (see FIG. 6). The arrangement of the color filters 137 is a so-called Bayer arrangement (see FIG. 9).

【0072】ここで、図9は、本実施形態の撮像素子
(CCD16)における色フイルター137の色要素の
配列を示す図である。なお、本実施形態のCCD16
は、実際には、上述したように撮像部100と焦点検出
部200とが交互に配列されるようになっているもので
あるが、図9では、説明の便宜上、撮像部100のみが
二次元的に配列された撮像素子に対応する色フイルター
の受光面の色要素の配列を示し、焦点検出部200に対
応する部分は除外して図示している。
FIG. 9 is a diagram showing an arrangement of color elements of the color filter 137 in the image pickup device (CCD 16) of the present embodiment. Note that the CCD 16 of the present embodiment is
Is actually configured such that the imaging units 100 and the focus detection units 200 are alternately arranged as described above. However, in FIG. 9, for convenience of explanation, only the imaging unit 100 is two-dimensionally arranged. 3 shows an arrangement of color elements on a light receiving surface of a color filter corresponding to an image sensor arranged in a line, and excludes a portion corresponding to a focus detection unit 200.

【0073】図9において、符号R・G・Bは、それぞ
れ赤・緑・青を選択的に透過させ得る各色フイルタ要素
を示している。そして、その配列は、図9に示すように
一般的なベイヤー配列となっている。なお、本実施形態
のCCD16においては、焦点検出部200の一対のフ
ォトダイオード201a・201bの前面には、色フイ
ルターは配置されない。
In FIG. 9, reference characters R, G, and B denote respective color filter elements capable of selectively transmitting red, green, and blue, respectively. The arrangement is a general Bayer arrangement as shown in FIG. Note that, in the CCD 16 of the present embodiment, no color filter is disposed on the front surfaces of the pair of photodiodes 201a and 201b of the focus detection unit 200.

【0074】本実施形態のCCD16は、以上のように
構成されている。上述したように、本実施形態のCCD
16の受光面は、撮像部100と焦点検出部200とを
交互に配列するように構成されている。したがって、焦
点検出部200が、CCD16の受光面の略全面に形成
されることになる。このことから、本実施形態のCCD
16を適用した電子的撮像装置においては、図10に示
すように撮影画面300の略全体が焦点検出領域301
とすることができるように構成される。
The CCD 16 of this embodiment is configured as described above. As described above, the CCD of the present embodiment
The 16 light receiving surfaces are configured such that the imaging units 100 and the focus detection units 200 are alternately arranged. Therefore, the focus detection unit 200 is formed on substantially the entire light receiving surface of the CCD 16. From this, the CCD of the present embodiment
In the electronic imaging apparatus to which the image capturing apparatus 16 is applied, substantially the entire photographing screen 300 is formed as shown in FIG.
It is configured to be able to.

【0075】そして、撮影者は、エリア選択スイッチ4
9(図2参照)を操作することで焦点調節を行なうべき
所望の領域を選択し、任意に自動焦点調節動作(以下、
AF動作という)を実行させることができるようにな
る。このエリア選択スイッチ49による焦点調節領域の
選択を行なう手段については、本発明に直接関係しない
ので、その詳細な説明は省略する。
Then, the photographer sets the area selection switch 4
9 (see FIG. 2) to select a desired region for which focus adjustment is to be performed, and to arbitrarily perform an automatic focus adjustment operation (hereinafter, referred to as “focus adjustment”)
AF operation). Since the means for selecting the focus adjustment area by the area selection switch 49 is not directly related to the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

【0076】なお、本実施形態におけるCCD16で
は、撮像部100と焦点検出部200の配置を撮影画面
300の縦方向に配置するようにしている。したがっ
て、これによれば撮影画面300の縦方向にコントラス
トがある被写体、例えば水平線の焦点検出を行なうこと
が容易な構成になっている。
In the CCD 16 according to the present embodiment, the imaging unit 100 and the focus detection unit 200 are arranged in the vertical direction of the photographing screen 300. Therefore, according to this, it is possible to easily detect the focus of a subject having a contrast in the vertical direction of the photographing screen 300, for example, a horizontal line.

【0077】また、これとは別に、例えばCCD16の
撮像部100と焦点検出部200とを撮影画面300の
横方向に配置するようにしても良い。このような配置に
した場合には、撮影画面の横方向にコントラストがある
被写体、例えば垂直線の焦点検出が容易な構成となる。
Alternatively, for example, the imaging section 100 and the focus detection section 200 of the CCD 16 may be arranged in the horizontal direction of the photographing screen 300. In such an arrangement, it is possible to easily detect the focus of an object having a contrast in the horizontal direction of the photographing screen, for example, a vertical line.

【0078】以上のように構成された本実施形態のCC
D16を適用した電子的撮像装置における作用を、以下
に説明する。図11は、本電子的撮像装置における制御
手段であるマイコン31のメインルーチンを示すフロー
チャートである。また、図12は、本電子的撮像装置に
おいて撮像動作が実行される際のタイムチャートを示し
ている。
The CC of the present embodiment configured as described above
The operation of the electronic imaging device to which D16 is applied will be described below. FIG. 11 is a flowchart showing a main routine of the microcomputer 31 which is a control unit in the electronic imaging apparatus. FIG. 12 shows a time chart when an imaging operation is performed in the electronic imaging apparatus.

【0079】本電子的撮像装置は、例えば主電源スイッ
チのオン操作により、又は電池の挿入操作によってマイ
コン31を含む電気回路への給電が開始されることによ
り起動し、これによってマイコン31の内部のROM3
1bに予め格納されているシーケンスプログラムが実行
される。
The electronic imaging apparatus is activated by, for example, turning on a main power switch or starting power supply to an electric circuit including the microcomputer 31 by inserting a battery. ROM3
The sequence program stored in advance in 1b is executed.

【0080】まずステップS101において、本電子的
撮像装置の各電気回路ブロックの初期化が行なわれる。
First, in step S101, initialization of each electric circuit block of the electronic imaging apparatus is performed.

【0081】次に、ステップS102において、マイコ
ン31は、1RSW47の状態を検出しオン状態にされ
たか否かの確認を行なう。ここで、所定の操作部材が操
作されることによって生じる1RSW47のオン信号が
確認された場合には、ステップS103の処理に進む。
Next, in step S102, the microcomputer 31 detects the state of the 1RSW 47 and confirms whether or not it has been turned on. Here, when an ON signal of the 1RSW 47 generated by operating a predetermined operation member is confirmed, the process proceeds to step S103.

【0082】また、同1RSW47のオン信号が確認さ
れなかった場合には、ステップS105の処理に進む。
このステップS105においては、CCD16の撮像部
100における蓄積(露光)動作及び読出動作等の一連
の測光のための撮像動作(以下、単に測光動作という)
が行なわれて、次のステップS106の処理に進む。
If the ON signal of the 1RSW 47 is not confirmed, the process proceeds to step S105.
In this step S105, an image pickup operation for a series of photometry such as an accumulation (exposure) operation and a readout operation in the image pickup section 100 of the CCD 16 (hereinafter simply referred to as a photometry operation).
Is performed, and the process proceeds to the next step S106.

【0083】次いでステップS106においては、映像
信号処理部42から出力されるCCD16(撮像部10
0)により取得された画像信号を受けて測光・露出演算
部45は、所定の測光及び露出演算処理を実行する。こ
れにより、本露光動作時(画像記録を行なう際)必要と
なる情報、即ち被写体に応じた適正となる露出情報、例
えば絞り部12の絞り値やCCD16の電子シャッタ速
度値等を算出する。
Next, in step S106, the CCD 16 (the imaging unit 10) output from the video signal processing unit 42
In response to the image signal acquired in step (0), the photometry / exposure calculation unit 45 executes predetermined photometry and exposure calculation processing. In this way, information required during the main exposure operation (when performing image recording), that is, exposure information appropriate for the subject, for example, an aperture value of the aperture unit 12, an electronic shutter speed value of the CCD 16, and the like are calculated.

【0084】つまり、本電子的撮像装置が起動される
と、常に測光動作が開始され、この測光動作は継続的に
実行されることになる(図12の符号[2]参照)。ま
た、このとき図12の符号[3]に示すように絞り部1
2は、開放状態にある。
That is, when the electronic imaging apparatus is started, the photometric operation is always started, and the photometric operation is continuously executed (see reference numeral [2] in FIG. 12). At this time, as shown by reference numeral [3] in FIG.
2 is open.

【0085】一方、上述のステップS102において、
1RSW47がオン状態にされたことを確認した場合に
は(図12の符号[1]参照)、次のステップS103
において、CCD16の焦点検出部200の蓄積動作を
(AF用露光。図12の符号[4]参照)行なって、焦
点検出部200を用いて所定の画像信号を読み出し、次
のステップS104において、読み出した画像信号に基
づいて所定の焦点検出演算を行なう(図12の符号
[5]参照)。なお、ここで実行される所定の焦点検出
演算については、従来の電子的撮像装置等のAF手段等
によって実行される一般的な手順によるものとし、詳細
な説明は省略する。
On the other hand, in the above-mentioned step S102,
When it is confirmed that the 1RSW 47 has been turned on (see reference numeral [1] in FIG. 12), the next step S103 is performed.
, The accumulation operation of the focus detection unit 200 of the CCD 16 is performed (exposure for AF; see reference numeral [4] in FIG. 12), and a predetermined image signal is read out using the focus detection unit 200. In the next step S104, the readout is performed. A predetermined focus detection calculation is performed based on the obtained image signal (see reference numeral [5] in FIG. 12). Note that the predetermined focus detection calculation executed here is based on a general procedure executed by an AF unit or the like of a conventional electronic imaging device or the like, and a detailed description thereof will be omitted.

【0086】次いで、ステップS107においては、上
述のステップS104において実行した焦点検出演算の
結果が合焦状態にあるか非合焦状態にあるかの判別を行
なう。ここで、合焦状態であると判別された場合には、
ステップS109の処理に移行し、また非合焦状態であ
ると判別された場合には、ステップS108の処理に移
行する。
Next, in step S107, it is determined whether the result of the focus detection calculation executed in step S104 is in a focused state or an out-of-focus state. Here, when it is determined that the subject is in focus,
The process proceeds to step S109, and if it is determined that the subject is out of focus, the process proceeds to step S108.

【0087】ステップS108において、上述のステッ
プS104における焦点検出演算結果に基づいて合焦状
態とするための合焦レンズ11aの移動量を算出すると
共に、同レンズ11aを駆動させる(図12の符号
[7]参照)。その後、ステップS102の処理に戻
り、以降同様のAF動作を繰り返す。
In step S108, the amount of movement of the focusing lens 11a for bringing the lens into focus is calculated based on the result of the focus detection calculation in step S104, and the lens 11a is driven (reference numeral [FIG. 12]). 7]). After that, the process returns to step S102, and the same AF operation is repeated thereafter.

【0088】一方、ステップS109においては、2R
SW48の状態を検出しオン状態となっているか否かの
確認を行なう。ここで、2RSW48がオン状態である
ことが確認された場合(図12の符号[6]参照)に
は、次のステップS110の処理に進み、同2RSW4
8がオフ状態であることが確認された場合には、ステッ
プS102の処理に戻り、2RSW48がオン状態にな
るのを待機しながら、以降のシーケンスを継続して実行
する。
On the other hand, in step S109, 2R
The state of SW48 is detected to confirm whether or not the switch is on. Here, when it is confirmed that the 2RSW 48 is in the ON state (see reference numeral [6] in FIG. 12), the process proceeds to the next step S110, and the 2RSW 4 is turned on.
If it is confirmed that 8 is in the off state, the process returns to step S102, and the subsequent sequence is continuously executed while waiting for the 2RSW 48 to be in the on state.

【0089】ステップS110以降の処理において、い
わゆる本露光動作(図12の符号[8]参照)が実行さ
れる。まずステップS110において、マイコン31
は、絞り駆動部33を介して絞り部12を制御して、上
述のステップS106において算出した露出用絞り値と
なるように駆動する(絞り制御処理;図12の符号
[9]参照)。
In the processing after step S110, a so-called main exposure operation (see reference numeral [8] in FIG. 12) is executed. First, in step S110, the microcomputer 31
Controls the aperture unit 12 via the aperture drive unit 33 to drive the aperture unit to the exposure aperture value calculated in step S106 (aperture control process; see reference numeral [9] in FIG. 12).

【0090】次いでステップS111において、CCD
制御部43は、CCD16を制御して、電荷掃き出し信
号SUBをオフ状態に切り換えてCCD16による蓄積
動作を開始させ、上述のステップS106における露出
演算処理によって算出した電子シャッタ速度値により露
出(本露光)動作を実行する(図12の符号[8]参
照)。ここで、電子シャッターとは、CCD制御部43
により電子シャッタ速度値に応じた所定のタイミングで
電荷転送パルスTGPを発生させて、フォトダイオード
101の蓄積電荷を垂直シフトレジスタ103へと転送
する動作である。
Next, in step S111, the CCD
The control unit 43 controls the CCD 16 to switch the charge sweeping signal SUB to the off state to start the accumulation operation by the CCD 16, and performs the exposure (main exposure) using the electronic shutter speed value calculated by the exposure calculation processing in step S106 described above. The operation is performed (see reference numeral [8] in FIG. 12). Here, the electronic shutter is a CCD control unit 43
, A charge transfer pulse TGP is generated at a predetermined timing according to the electronic shutter speed value, and the charge stored in the photodiode 101 is transferred to the vertical shift register 103.

【0091】そして、次のステップS112において
は、取得されるべき画像信号に対していわゆるスミア等
のノイズ成分が混入するのを防止するために、絞り駆動
部33を介して絞り部12が閉状態となる方向に駆動さ
れ、同絞り部12は完全に遮閉状態となる(図12の符
号[10]参照)。これによってCCD16の受光面が
遮光状態となる。
In the next step S112, in order to prevent noise components such as so-called smear from being mixed into the image signal to be acquired, the diaphragm unit 12 is closed via the diaphragm driving unit 33. And the diaphragm unit 12 is completely closed (see reference numeral [10] in FIG. 12). As a result, the light receiving surface of the CCD 16 is in a light shielding state.

【0092】続いてステップS113においては、CC
D16の遮光状態を保持したまま、CCD制御部43が
画像読み出し信号DCLKをCCD16へと出力する。
そして、映像信号処理部42は、同信号DCLKに同期
して出力される撮像部100の画像信号(CCD信号)
をA/D変換した後、これを読み出す(図12の符号
[11]参照)。
Subsequently, in step S113, CC
The CCD controller 43 outputs the image read signal DCLK to the CCD 16 while keeping the light-shielded state of D16.
Then, the video signal processing unit 42 outputs the image signal (CCD signal) of the imaging unit 100 which is output in synchronization with the signal DCLK.
Is read out after A / D conversion (see reference numeral [11] in FIG. 12).

【0093】次いで、ステップS114において、マイ
コン31は、絞り駆動部33を介して絞り部12を開放
状態にするべく、所定の絞り開放コマンドを送信し、同
絞り部12を駆動し、これを開放状態に戻す(図12の
符号[12]参照)。
Next, in step S114, the microcomputer 31 transmits a predetermined aperture opening command to open the aperture section 12 via the aperture driving section 33, drives the aperture section 12, and opens the aperture section. Return to the state (see reference numeral [12] in FIG. 12).

【0094】さらに、ステップS115において、映像
信号処理部42は、CCD16によって取得された画像
信号を記録するのに最適な形態とする所定の処理、例え
ば圧縮処理等を行なった後、これを記録媒体86の所定
の領域に格納する(図12の符号[12]参照)。その
後、一連の動作を終了して、上述のステップS102の
処理に戻り、以降の処理を同様に繰り返す。
Further, in step S115, the video signal processing unit 42 performs a predetermined process for optimizing the recording of the image signal acquired by the CCD 16, for example, a compression process and the like. 86 is stored in a predetermined area (see reference numeral [12] in FIG. 12). Thereafter, a series of operations is completed, the process returns to the above-described step S102, and the subsequent processes are similarly repeated.

【0095】以上説明したように上記第1の実施形態に
よれば、撮像素子(CCD16)と同一チップ上に瞳分
割微小レンズ群(第2マイクロレンズアレイ206)と
瞳分割光束を受光する一対の受光素子群(フォトダイオ
ード201a・201b)とを形成し、この受光素子群
の出力信号に基づいて焦点検出動作を行なうようにした
ので、新たな構成部材を追加することなく、低コスト化
及び省スペース化に寄与すると共に、より高速でかつ高
精度な焦点調節装置を実現することができる。
As described above, according to the first embodiment, the pupil-divided minute lens group (second micro-lens array 206) and the pair of pupil-divided light beams that receive the pupil-divided light beam are provided on the same chip as the image pickup device (CCD 16). Since the light receiving element group (photodiodes 201a and 201b) is formed and the focus detection operation is performed based on the output signal of the light receiving element group, cost reduction and cost saving can be achieved without adding new components. It is possible to realize a focus adjustment device that contributes to space and is faster and more accurate.

【0096】なお、上述の第1の実施形態においては、
撮像部100の前面にのみ色フイルター137を配置す
る一方、焦点検出部200の前面には色フイルターを配
置しないように構成している。したがって、このような
構成とした場合には、撮像素子を製造する過程におい
て、製造コストの負担が増加することも考えられる。
In the above-described first embodiment,
The color filter 137 is arranged only on the front surface of the imaging unit 100, while the color filter is not arranged on the front surface of the focus detection unit 200. Therefore, in the case of such a configuration, the burden of the manufacturing cost may increase in the process of manufacturing the imaging device.

【0097】そこで、次に示す本発明の第2の実施形態
では、焦点検出部200の前面にも色フイルターを配置
するようにしている。図13は、本発明の第2の実施形
態の撮像素子を示す図であって、同撮像素子の前面に配
置される色フイルターの構成を示す図である。
Therefore, in the following second embodiment of the present invention, a color filter is arranged also on the front surface of the focus detecting section 200. FIG. 13 is a diagram illustrating an image sensor according to the second embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a configuration of a color filter arranged on the front surface of the image sensor.

【0098】上述の第1の実施形態の撮像素子における
色フイルター137の色要素の配列は、上述したようの
ベイヤー配列としている(図9参照)。
The arrangement of the color elements of the color filter 137 in the image pickup device of the first embodiment is the Bayer arrangement as described above (see FIG. 9).

【0099】本実施形態においては、図9に示すように
同様のベイヤー配列としており、隣接する撮像部100
のフォトダイオード101と焦点検出部200のフォト
ダイオード201a・201bとを一単位として同一色
要素の色フイルターを配置するようにしている。
In the present embodiment, as shown in FIG.
And the photodiodes 101a and 201b of the focus detection unit 200 as one unit, and color filters of the same color element are arranged.

【0100】このように、本実施形態においては、撮像
素子の前面に配置される色フイルターの構成を若干異な
らせたのみであり、その他の構成については、上述の第
1の実施形態と全く同じである。
As described above, in the present embodiment, the configuration of the color filters arranged on the front surface of the image pickup device is slightly different, and the other configurations are exactly the same as those of the above-described first embodiment. It is.

【0101】このように構成した撮像素子において、焦
点検出演算を実行する場合には、焦点検出部200の同
一色の色フイルターに対応するフォトダイオードの画素
信号のみを焦点検出演算に使用するように制御する。
When the focus detection calculation is performed in the image pickup device configured as described above, only the pixel signal of the photodiode corresponding to the same color filter of the focus detection unit 200 is used for the focus detection calculation. Control.

【0102】このようにした場合、検出ピッチが大きく
なってしまうことになるが、その反面、各色毎(R・G
・B)に3回の演算を行なうことで、三種類の演算結果
を得ることができることになる。したがって、このよう
にして得られた三種類の演算結果に対し、平均処理や重
み付け処理等の所定の演算処理を施すことによって、焦
点検出精度の劣化を防ぐことができる。
In such a case, the detection pitch becomes large, but on the other hand, for each color (R · G
By performing the calculation three times in B), three types of calculation results can be obtained. Therefore, by performing predetermined arithmetic processing such as averaging processing and weighting processing on the three types of arithmetic results obtained in this way, it is possible to prevent deterioration in focus detection accuracy.

【0103】また、上述の第1実施形態の撮像素子にお
いては、撮影動作時には、CCD16における撮像部1
00からの出力信号のみを画像信号として扱うようにし
ている。しかし、この第2の実施形態の撮像素子におい
ては、撮影動作時に焦点検出部200の出力信号をも映
像信号として利用するようにしている。
In the image pickup device of the first embodiment, the image pickup section 1 of the CCD 16 is used during the photographing operation.
Only the output signal from 00 is handled as an image signal. However, in the image sensor according to the second embodiment, the output signal of the focus detection unit 200 is also used as a video signal during a shooting operation.

【0104】具体的には、本実施形態の撮像素子を用い
た電子的撮像装置によって撮影動作を行なう際には、撮
像部100のフォトダイオード101による蓄積動作に
加えて、焦点検出部200のフォトダイオード201a
・201bの蓄積動作をも合わせて行なうようにしてい
る。このとき、一対のフォトダイオード201a・20
1bにより取得した画像信号は、加算処理を施した後、
一対の画素信号として処理される。
More specifically, when an electronic image pickup apparatus using the image pickup device of the present embodiment performs a photographing operation, in addition to the accumulation operation by the photodiode 101 of the image pickup unit 100, Diode 201a
-The accumulation operation of 201b is also performed. At this time, the pair of photodiodes 201a and 201a
1b is subjected to an addition process,
Processed as a pair of pixel signals.

【0105】図14は、本実施形態の撮像素子を用いた
電子的撮像装置における映像信号処理部及びCCD制御
部の本露光処理動作を示すフローチャートである。この
図14によって、本撮影素子の撮影動作(露光動作)時
の作用を説明する。なお、この本露光のシーケンスは、
図11のステップS111に相当するものである。
FIG. 14 is a flowchart showing the main exposure processing operation of the video signal processing section and the CCD control section in the electronic image pickup apparatus using the image pickup device of the present embodiment. With reference to FIG. 14, the operation of the present imaging element at the time of a shooting operation (exposure operation) will be described. The sequence of this main exposure is
This corresponds to step S111 in FIG.

【0106】まず、ステップS201において、撮像部
100及び焦点検出部200を用いて所定の蓄積動作を
行なう。
First, in step S201, a predetermined accumulation operation is performed using the imaging unit 100 and the focus detection unit 200.

【0107】次に、ステップS202において、撮像部
100及び焦点検出部200の出力画像信号をA/D変
換し読み出した後、次のステップS203の処理に進
み、このステップS203において、焦点検出部200
のフォトダイオード201a・210bに対応する一対
の画素信号について所定の加算処理を実行する。
Next, in step S202, after the output image signals of the imaging unit 100 and the focus detection unit 200 are A / D converted and read out, the process proceeds to the next step S203, and in this step S203, the focus detection unit 200
A predetermined addition process is performed on a pair of pixel signals corresponding to the photodiodes 201a and 210b.

【0108】続けてステップS204において、撮像部
100の画像信号と焦点検出部200の加算処理後の画
像信号との両者を用いて所定の映像信号を生成する。そ
して、一連の処理を終了する(リターン)。
Subsequently, in step S204, a predetermined video signal is generated by using both the image signal of the imaging section 100 and the image signal after the addition processing of the focus detection section 200. Then, a series of processing ends (return).

【0109】なお、ここで、撮像部100のフォトダイ
オード101の画像信号を用いてフォトダイオード20
1a・201bの加算画像信号の補正処理を行なって、
所定の映像信号を生成するようにしても良い。
Here, the photodiode 20 of the image pickup unit 100 is used by using the image signal of the photodiode 101.
The correction processing of the added image signal of 1a and 201b is performed,
A predetermined video signal may be generated.

【0110】映像信号の生成処理については、例えば任
意のフォトダイオード201a・201bについて、そ
の周辺の四個のフォトダイオード101の画素信号を補
間して求めた補間映像信号と、上述の加算映像信号とを
比較して信頼性の高い方を採用するようにしたり、両者
の平均処理を行なって、その処理結果を映像信号とする
ようにしても良い。
For the video signal generation processing, for example, for any of the photodiodes 201a and 201b, the interpolation video signal obtained by interpolating the pixel signals of the four photodiodes 101 surrounding the photodiodes 201a and 201b, May be compared and the one with higher reliability may be adopted, or both may be averaged, and the processing result may be used as a video signal.

【0111】また、フォトダイオード201a・201
bの加算処理については、取得した画素信号に対してA
/D変換を実行した後におけるデジタル画像データを加
算する処理手段のほかに、例えば垂直シフトレジスタ2
03の内部において電荷信号として加算する処理手段等
がある。
The photodiodes 201a and 201
Regarding the addition processing of b, A
In addition to the processing means for adding the digital image data after executing the / D conversion, for example, the vertical shift register 2
There is a processing means for adding as a charge signal inside the internal circuit 03.

【0112】このように構成された本実施形態によれ
ば、撮像素子を構成する各受光素子の前面側全体に色フ
イルターを配置するように構成したことから、上述の第
1の実施形態の撮像素子に比べて焦点検出精度を劣化さ
せることなく製造工程を簡略化することができるので、
製造コストの低減化に寄与することが容易にできること
になる。
According to the present embodiment configured as described above, since the color filters are arranged on the entire front side of each light receiving element constituting the image pickup device, the image pickup of the first embodiment described above is performed. Since the manufacturing process can be simplified without deteriorating the focus detection accuracy compared to the element,
This can easily contribute to a reduction in manufacturing cost.

【0113】また、焦点検出部200の前面にも色フイ
ルターを配置したことにより、これに対応するフォトダ
イオード201a・201bを撮影動作に用いることが
できる。したがって、これによれば、水平方向の解像力
を約2倍に向上させることが容易にできることになる。
Further, by disposing the color filters also on the front surface of the focus detecting section 200, the corresponding photodiodes 201a and 201b can be used for the photographing operation. Therefore, according to this, it is possible to easily improve the resolution in the horizontal direction about twice.

【0114】ところで、上述の第1の実施形態の撮像素
子では、上述したように撮像部100と焦点検出部20
0の配置を撮影画面300(図10参照)の縦方向又は
横方向に配置するようにしている。このことから、撮影
画面300の縦方向又は横方向のいずれか一方向にコン
トラストがある被写体、例えば水平線又は垂直線のいず
れか一方のみの焦点検出を行なうことができるように構
成される。そこで、縦横二方向のコントラスト変化を検
出し得るように構成すれば、さらに至便なものとなる。
このことを考慮したものが、次に示す第3の実施形態で
ある。
Incidentally, in the image pickup device of the first embodiment, as described above, the image pickup unit 100 and the focus detection unit 20 are used.
The arrangement of 0 is arranged in the vertical direction or the horizontal direction of the photographing screen 300 (see FIG. 10). Thus, the configuration is such that focus detection can be performed on a subject having contrast in one of the vertical and horizontal directions of the photographing screen 300, for example, only one of a horizontal line and a vertical line. Therefore, if the configuration is such that the change in contrast in the vertical and horizontal directions can be detected, it becomes even more convenient.
The third embodiment shown below takes this into consideration.

【0115】図15は、本発明の第3の実施形態の撮像
素子の要部を拡大して示す要部拡大図である。本実施形
態の撮像素子(CCD)は、上述の第1の実施形態と同
様に、撮像を行なう撮像部と焦点検出を実行する焦点検
出部とからなり、撮像部は、撮像用の受光素子であるフ
ォトダイオード401と、このフォトダイオード401
に蓄積された電荷を受けて順次垂直方向に転送する垂直
シフトレジスタ403a等によって構成されている。
FIG. 15 is an enlarged view of a main part of an image pickup device according to a third embodiment of the present invention. The imaging device (CCD) of the present embodiment includes an imaging unit that performs imaging and a focus detection unit that performs focus detection, as in the first embodiment. The imaging unit is a light receiving element for imaging. A certain photodiode 401 and this photodiode 401
And a vertical shift register 403a for sequentially transferring the charges accumulated in the vertical direction in the vertical direction.

【0116】また、焦点検出部は、水平線の焦点検出に
用いられる受光素子である一対のフォトダイオード40
1a・401bと、この一対のフォトダイオード401
a・401bに蓄積された電荷を受けて順次垂直方向に
転送する垂直シフトレジスタ403bと、垂直線の焦点
検出に用いられる受光素子である一対のフォトダイオー
ド501a・501bと、この一対のフォトダイオード
501a・501bに蓄積された電荷を受けて順次垂直
方向に転送する垂直シフトレジスタ403c等によって
構成されている。
The focus detecting section includes a pair of photodiodes 40 which are light receiving elements used for detecting the focus of a horizontal line.
1a and 401b and a pair of photodiodes 401
a, a vertical shift register 403b for sequentially transferring the charges accumulated in the vertical direction in the vertical direction, a pair of photodiodes 501a, 501b as light receiving elements used for focus detection of a vertical line, and the pair of photodiodes 501a. A vertical shift register 403c and the like which sequentially transfer the charges accumulated in the 501b in the vertical direction.

【0117】そして、上述の各フォトダイオード401
・401a・401b・501a・501bの受光面の
前面には、被写体像をこれら五つのフォトダイオードの
受光面上に結像させるマイクロレンズアレイ406が配
置されていて、本撮像素子は、撮像部及び焦点検出部と
マイクロレンズアレイ406等からなるユニットが一単
位(一画素)として構成されている。
Then, each of the above-described photodiodes 401
In front of the light receiving surfaces of 401a, 401b, 501a, and 501b, a microlens array 406 for forming a subject image on the light receiving surfaces of these five photodiodes is arranged. A unit including the focus detection unit and the microlens array 406 is configured as one unit (one pixel).

【0118】水平線の焦点検出用の一対のフォトダイオ
ード401a・401bは、撮影画面300(図10参
照)の縦方向に複数配列される同様の一対のフォトダイ
オード群によって取得される画像信号に基づいて撮影画
面の垂直方向の像ずれを検出するのに使用される。
A pair of photodiodes 401a and 401b for detecting the focus of the horizontal line are based on an image signal obtained by a similar pair of photodiodes arrayed in the vertical direction of the photographing screen 300 (see FIG. 10). It is used to detect a vertical image shift of a shooting screen.

【0119】同様に、垂直線の焦点検出用の一対のフォ
トダイオード501a・501bは、撮影画面300
(図10参照)の横方向に複数配列される一対のフォト
ダイオード群によって取得される画像信号に基づいて撮
影画面の水平方向の像ずれを検出するのに使用される。
Similarly, a pair of photodiodes 501a and 501b for focus detection of a vertical line
It is used to detect a horizontal image shift of a photographed screen based on image signals obtained by a pair of photodiodes arranged in a plurality in the horizontal direction (see FIG. 10).

【0120】マイクロレンズアレイ406は、図16の
要部拡大図に示すように五つのフォトダイオード401
・401a・401b・501a・501bにそれぞれ
対応する五つの部分が一体的に形成された形状を有して
おり、その断面形状は、図17の断面図に示すとおりで
ある。
The microlens array 406 has five photodiodes 401 as shown in an enlarged view of a main part in FIG.
The five parts corresponding to 401a, 401b, 501a, and 501b have a shape formed integrally, and the cross-sectional shape is as shown in the cross-sectional view of FIG.

【0121】つまり、マイクロレンズアレイ406は、
例えば上述の第1の実施形態における第1マイクロレン
ズアレイ106と第2マイクロレンズアレイ206とを
一体的に単一の部材により形成したものと等価であっ
て、対応する上記五つの受光素子(フォトダイオード4
01・401a・401b・501a・501b)に応
じて、その曲率や焦点距離等の光学的な特性が異なるよ
うに形成されている。その他の構成については、上述の
第1の実施形態と略同様である。
That is, the micro lens array 406 is
For example, the first micro lens array 106 and the second micro lens array 206 in the first embodiment are equivalent to those formed integrally by a single member, and the corresponding five light receiving elements (photo Diode 4
01, 401a, 401b, 501a, and 501b) so that their optical characteristics such as curvature and focal length are different. Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment.

【0122】このように構成された本実施形態の撮像素
子(CCD)を用いた電子的撮像装置によって実行され
る焦点検出動作は、上述の第1の実施形態と略同様であ
るが、本実施形態では、まず垂直線の焦点検出用の一対
のフォトダイオード501a・501bを用いて撮影画
面の水平方向の像ずれを検出し、場合によっては、さら
に水平線の焦点検出用の一対のフォトダイオード401
a・401bを用いて撮影画面の垂直方向の像ずれを検
出するようにしている点が異なる。
The focus detection operation performed by the electronic image pickup apparatus using the image pickup device (CCD) of the present embodiment thus configured is substantially the same as that of the above-described first embodiment. In the embodiment, first, a pair of photodiodes 501a and 501b for detecting a focus of a vertical line is used to detect a horizontal image shift of a shooting screen.
The difference is that the image shift in the vertical direction of the photographing screen is detected using a and 401b.

【0123】図18は、本実施形態の撮像素子を用いた
電子的撮像装置によって焦点検出動作が行なわれる際の
作用を示すフローチャートである。なお、この焦点検出
演算処理のシーケンスは、図11のステップS104に
相当するものである。
FIG. 18 is a flowchart showing an operation when a focus detection operation is performed by an electronic image pickup apparatus using the image pickup device of this embodiment. This sequence of the focus detection calculation processing corresponds to step S104 in FIG.

【0124】まず、ステップS301において、撮影画
面の横方向に配列されるフォトダイオード501a・5
01bにより取得される画像信号を用いて、撮影画面の
水平方向の像ずれ量を検出する。この場合においては、
図19に示すような被写体、即ち撮影画面の横方向(水
平方向)にコントラストを有する垂直線等の被写体31
0aに対する水平方向の像ずれ量の検出動作を行なうこ
とになる。
First, in step S301, the photodiodes 501a and 5 are arranged in the horizontal direction of the photographing screen.
The image shift amount in the horizontal direction of the shooting screen is detected by using the image signal acquired by 01b. In this case,
A subject 31 as shown in FIG. 19, that is, a subject 31 such as a vertical line having a contrast in a horizontal direction (horizontal direction) of a photographing screen.
The operation of detecting the amount of image shift in the horizontal direction with respect to 0a is performed.

【0125】続いて、ステップS302においては、上
述のステップS301で実行した焦点検出動作による検
出結果についての判断がなされる。ここで、焦点検出結
果により焦点位置の検出が充分に可能であると判断され
た場合には、その検出結果を採用することとして、一連
の焦点検出動作のシーケンスを終了し、メインルーチン
に復帰する(リターン)。
Subsequently, in step S302, a determination is made as to the detection result of the focus detection operation executed in step S301. Here, if it is determined that the focus position can be sufficiently detected based on the focus detection result, the detection result is adopted, a series of the focus detection operation sequence ends, and the process returns to the main routine. (return).

【0126】一方、上述のステップS302において、
ステップS301で実行した焦点検出動作によっては、
所望の検出結果が得られなかった場合には、ステップS
303の処理に移行する。
On the other hand, in step S302 described above,
Depending on the focus detection operation performed in step S301,
If the desired detection result is not obtained, step S
The process moves to step 303.

【0127】例えば、図20に示すような被写体、即ち
撮影画面の縦方向(垂直方向)にコントラストを有する
水平線等の被写体310bに対しては、撮影画面の横方
向に配列されるフォトダイオード501a・501bに
よっては、充分な焦点検出結果を得ることができない。
For example, with respect to a subject as shown in FIG. 20, ie, a subject 310b such as a horizontal line having a contrast in the vertical direction (vertical direction) of the photographing screen, the photodiodes 501a. Depending on 501b, a sufficient focus detection result cannot be obtained.

【0128】したがって、このような場合には、ステッ
プS303において撮影画面の縦方向に配列されるフォ
トダイオード401a・401bにより取得される画像
信号に基づいて撮影画面の垂直方向の像ずれ量の検出動
作を行なう。そして、その検出結果を採用することとし
て、一連の焦点検出動作のシーケンスを終了し、メイン
ルーチンに復帰する(リターン)。
Accordingly, in such a case, in step S303, the operation of detecting the amount of image shift in the vertical direction of the photographic screen based on the image signals obtained by the photodiodes 401a and 401b arranged in the vertical direction of the photographic screen. Perform Then, assuming that the detection result is adopted, a sequence of the focus detection operation is ended, and the process returns to the main routine (return).

【0129】通常の写真撮影を行なう際に対象となる被
写体は、たいていの場合において撮影画面の横方向(水
平方向)にコントラストを有する被写体310a(図1
9参照)と、撮影画面の縦方向(垂直方向)にコントラ
ストを有する被写体310b(図20参照)とに大別す
ることができるが、一般的には、前者のような被写体の
方が多い傾向に有る。
In most cases, the subject to be photographed during normal photographing is a subject 310a (FIG. 1) having a contrast in the horizontal direction (horizontal direction) of the photographing screen.
9) and a subject 310b (see FIG. 20) having a contrast in the vertical direction (vertical direction) of the photographing screen. In

【0130】そこで、この点を考慮して、本実施形態に
おける焦点検出動作のシーケンスでは、上述したように
水平方向の像ずれ量の検出処理を優先して実行し、この
検出処理によって焦点位置を検出するのに充分な検出結
果が得られた場合には、その検出結果を採用して自動焦
点調節動作を実行するようにしている。
In consideration of this point, in the sequence of the focus detection operation in the present embodiment, the process of detecting the amount of image shift in the horizontal direction is executed with priority as described above, and the focus position is determined by this detection process. When a detection result sufficient for the detection is obtained, the detection result is adopted to execute the automatic focusing operation.

【0131】また、第1回目の水平方向の像ずれ量の焦
点検出動作(図18のステップS301)によって、所
望の検出結果が得られなかった場合には、第2回目の焦
点検出動作として、垂直方向の像ずれ量の検出処理を実
行するようにしている。
If a desired detection result is not obtained by the first focus detection operation of the amount of image shift in the horizontal direction (step S301 in FIG. 18), the second focus detection operation is performed. A process of detecting a vertical image shift amount is executed.

【0132】以上説明したように上記第3の実施形態に
よれば、上述の第1の実施形態と略同様の効果を得るこ
とが出来る。また、撮影画面に対して水平方向及び垂直
方向の両方向に対して焦点検出動作を行ない得るように
したので、これを適用した電子的撮像装置等によって撮
影を行なう際には、撮影画面内の被写体のコントラスト
の状態等に関わらず、容易に高精度な焦点検出動作を行
なうことができる。
As described above, according to the third embodiment, substantially the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In addition, since the focus detection operation can be performed in both the horizontal direction and the vertical direction with respect to the shooting screen, when shooting is performed by an electronic imaging device or the like to which the focus detection operation is applied, the subject in the shooting screen is Irrespective of the contrast state or the like, a highly accurate focus detection operation can be easily performed.

【0133】また、焦点検出動作のシーケンスでは、水
平方向の像ずれ量を優先して検出するようにしているの
で、焦点検出動作によって生じるタイムラグ等は、上述
の第1の実施形態の場合に比べて減少させることができ
る。
Further, in the sequence of the focus detection operation, the amount of image shift in the horizontal direction is preferentially detected, so that the time lag or the like caused by the focus detection operation is smaller than that in the first embodiment. Can be reduced.

【0134】さらに、焦点検出動作のシーケンスにおい
て、水平方向及び垂直方向の両方向に対して焦点検出動
作を行なった場合には、信頼性の高いと思われる検出結
果を採用して、焦点調節動作を行うようにしているの
で、より高精度な焦点検出動作とすることができる。
Further, in the sequence of the focus detection operation, when the focus detection operation is performed in both the horizontal direction and the vertical direction, the focus adjustment operation is performed by employing the detection result considered to be highly reliable. Since this operation is performed, a more accurate focus detection operation can be performed.

【0135】なお、上述の各実施形態においては、撮像
素子の一例としてCCDを例に挙げて説明しているが、
本発明の構成は、例えばMOS型センサーやその他のタ
イプの固体撮像素子等にも容易に適用することができる
ものである。
In each of the above embodiments, the CCD is taken as an example of the image pickup device.
The configuration of the present invention can be easily applied to, for example, a MOS sensor and other types of solid-state imaging devices.

【0136】[付記]上記発明の実施形態により、以下
のような構成の発明を得ることができる。
[Supplementary Note] According to the above-described embodiment, an invention having the following configuration can be obtained.

【0137】(1) 撮像装置に使用可能な撮像素子で
あって、被写体像を受光する第1受光素子群と、これら
第1受光素子群に対して被写体光を集光する第1微小レ
ンズ群と、撮影レンズを通過した光束を瞳分割する第2
微小レンズ群と、これら第2微小レンズ群により瞳分割
された光束をそれぞれ受光し、対をなす第2受光素子群
と、を具備し、第2微小レンズ群と一対の受光素子群と
を当該撮像素子チップ上に形成してなる撮像素子。
(1) An image sensor that can be used in an image pickup apparatus, which includes a first light receiving element group for receiving a subject image, and a first microlens group for condensing subject light on the first light receiving element group. And pupil division of the light beam passing through the taking lens
A microlens group, and a pair of second light receiving element groups that respectively receive light beams pupil-divided by the second micro lens group and form a pair. An image sensor formed on an image sensor chip.

【0138】(2) 付記1に記載の撮像素子におい
て、上記第1微小レンズ群と上記第2微小レンズ群と
は、光学特性が互いに相違するよう構成されている。
(2) In the imaging device described in Appendix 1, the first minute lens group and the second minute lens group are configured to have optical characteristics different from each other.

【0139】(3) 付記1に記載の撮像素子におい
て、上記第1微小レンズ群の前面には、色フイルタが配
置される一方、上記第2微小レンズ群の前面には、色フ
イルタが配置されていない。
(3) In the imaging device described in Appendix 1, a color filter is arranged on the front surface of the first minute lens group, while a color filter is arranged on the front surface of the second minute lens group. Not.

【0140】(4) 付記1に記載の撮像素子におい
て、上記第1受光素子群から出力される信号電荷は、上
記第1電荷転送路を用いて電荷転送が行なわれ、上記第
2受光素子群から出力される信号電荷は、第2電荷転送
路を用いて電荷転送を行なう。
(4) In the image pickup device described in Appendix 1, signal charges output from the first light receiving element group are transferred using the first charge transfer path, and the second light receiving element group is transferred. The signal charge output from the second transfer path is transferred using the second charge transfer path.

【0141】[0141]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、新た
に機構部材や光学系部材等の構成部材を追加することな
く、また電子的撮像装置を大型化することなく焦点検出
速度を向上させることができ、よって低コスト化及び省
スペース化に寄与すると共に、高精度な焦点調節機能を
実現し得る撮像素子を提供することである。
As described above, according to the present invention, the focus detection speed can be improved without newly adding structural members such as mechanical members and optical members, and without increasing the size of the electronic image pickup apparatus. It is therefore an object of the present invention to provide an image pickup device that can realize high-precision focus adjustment function while contributing to cost reduction and space saving.

【0142】を提供することができる。Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態の撮像素子を有する電
子的撮像装置における主な光学系を構成する構成部材を
示すブロック構成図。
FIG. 1 is a block diagram showing components constituting a main optical system in an electronic image pickup apparatus having an image pickup device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の電子的撮像装置の電気的な構成部材を示
す主要ブロック構成図。
FIG. 2 is a main block configuration diagram showing electrical components of the electronic imaging apparatus in FIG. 1;

【図3】図1の電子的撮像装置における映像信号処理部
及び記録部とこれらに電気的に接続される主要な電気回
路の一部を取り出して示す要部ブロック構成図。
FIG. 3 is a main block diagram showing a video signal processing unit and a recording unit in the electronic imaging apparatus shown in FIG. 1 and a part of a main electric circuit electrically connected thereto;

【図4】本発明の第1の実施形態の撮像素子(CCD)
の一部を拡大して示す要部拡大構成図。
FIG. 4 is an imaging device (CCD) according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged configuration diagram of a main part, showing a part of the configuration enlarged.

【図5】図4の撮像素子(CCD)におけるフォトダイ
オード及びマイクロレンズの一部を拡大して示す要部拡
大図。
FIG. 5 is an enlarged view of a main part showing a part of a photodiode and a microlens in the imaging device (CCD) of FIG.

【図6】オンチップマイクロレンズが形成された従来の
固体撮像素子(CCD)の詳細な構成を示す図であっ
て、固体撮像素子の水平方向(垂直シフトレジスタの転
送方向と直交する方向)の断面図。
FIG. 6 is a diagram showing a detailed configuration of a conventional solid-state imaging device (CCD) in which an on-chip microlens is formed, and illustrates a horizontal direction (a direction orthogonal to a transfer direction of a vertical shift register) of the solid-state imaging device. Sectional view.

【図7】図1の電子的撮像装置において、撮影光学系を
透過した光束がマイクロレンズにより瞳分割され一対の
フォトダイオードに入射する際の様子を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a state in which a light beam transmitted through an imaging optical system is pupil-divided by a microlens and is incident on a pair of photodiodes in the electronic imaging apparatus of FIG.

【図8】図4の撮像素子(CCD)の焦点検出部200
に入射する光束の光路図。
8 is a focus detection unit 200 of the imaging device (CCD) of FIG.
FIG. 3 is an optical path diagram of a light beam incident on the light source.

【図9】図4の撮像素子(CCD)における色フイルタ
ーの色要素の配列を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing an arrangement of color elements of a color filter in the imaging device (CCD) of FIG.

【図10】図1の電子的撮像装置において撮影画面に対
する焦点検出領域を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a focus detection area with respect to a shooting screen in the electronic imaging apparatus of FIG. 1;

【図11】図1の電子的撮像装置における制御手段の主
要動作を示すフローチャート。
FIG. 11 is a flowchart showing main operations of a control unit in the electronic imaging apparatus of FIG. 1;

【図12】図1の電子的撮像装置において撮像動作が実
行される際のタイムチャート。
FIG. 12 is a time chart when an imaging operation is performed in the electronic imaging apparatus of FIG. 1;

【図13】本発明の第2の実施形態の撮像素子を示し、
撮像素子の前面に配置される色フイルターの構成を示す
図。
FIG. 13 shows an image sensor according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a color filter arranged on a front surface of an image sensor.

【図14】図13の撮像素子における映像信号処理部及
びCCD制御部の本露光処理動作を示すフローチャー
ト。
14 is a flowchart showing a main exposure processing operation of a video signal processing unit and a CCD control unit in the imaging device of FIG.

【図15】本発明の第3の実施形態の撮像素子の要部を
拡大して示す要部拡大図。
FIG. 15 is a main part enlarged view showing a main part of an image sensor according to a third embodiment of the present invention in an enlarged manner.

【図16】図15の撮像素子における一単位のみを取り
出して示す要部拡大図。
FIG. 16 is an enlarged view of a main part, showing only one unit in the image sensor of FIG. 15;

【図17】図16のA−A線に沿う縦断面図。FIG. 17 is a longitudinal sectional view taken along the line AA of FIG. 16;

【図18】図15の撮像素子を用いた電子的撮像装置に
よって焦点検出動作が行なわれる際の作用を示すフロー
チャート。
FIG. 18 is a flowchart illustrating an operation when a focus detection operation is performed by an electronic imaging device using the imaging device in FIG. 15;

【図19】撮影画面の横方向(水平方向)にコントラス
トを有する被写体の一例を示す図。
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a subject having a contrast in a horizontal direction (horizontal direction) of a shooting screen.

【図20】撮影画面の縦方向(垂直方向)にコントラス
トを有する被写体の一例を示す図。
FIG. 20 is a diagram showing an example of a subject having a contrast in a vertical direction (vertical direction) of a shooting screen.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11……撮影光学系 13……ビームスプリッタ(分割光学系) 14……赤外光カットフイルタ(撮像系) 15……光学的ローパスフイルタ(LPF;ファインダ
ー光学系) 16……撮像素子(CCD) 20……ファインダー光学系 31 マイコン(制御手段) 100……撮像部 101・401……フォトダイオード(撮像用) 102・202……トランスファーゲート 103・203・403a・403b・403c……垂
直シフトレジスタ 104・204……水平シフトレジスタ 105・205……出力部 106……第1マイクロレンズアレイ 206……第2マイクロレンズアレイ 406……マイクロレンズアレイ 137……色フイルター 200……焦点検出部 201a・201b・401a・401b・501a・
501b……フォトダイオード(焦点検出用)
11: Photographing optical system 13: Beam splitter (divided optical system) 14: Infrared light cut filter (imaging system) 15: Optical low-pass filter (LPF; finder optical system) 16: Imaging device (CCD) 20 Finder optical system 31 Microcomputer (control means) 100 Imaging unit 101 401 Photodiode (for imaging) 102 202 Transfer gate 103 203 403 a 403 b 403 c Vertical shift register 104 ·······································································································································································;・ 401a ・ 401b ・ 501a ・
501b Photodiode (for focus detection)

フロントページの続き (72)発明者 伊藤 順一 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Fターム(参考) 2H011 AA01 AA02 AA03 BA33 2H051 AA01 AA07 AA08 BA44 BA47 CB09 CB11 CB13 CB14 CB20 DA03 DA11 DA31 EB02 GA09 5C022 AA13 AB27 AB28 AC42 Continuation of the front page (72) Inventor Junichi Ito 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo F-term in Olympus Optical Co., Ltd. (reference) 2H011 AA01 AA02 AA03 BA33 2H051 AA01 AA07 AA08 BA44 BA47 CB09 CB11 CB13 CB14 CB20 DA03 DA11 DA31 EB02 GA09 5C022 AA13 AB27 AB28 AC42

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮影光学系を透過し受光面上に結像さ
れた光学像を光電変換する撮像素子であって、 受光面近傍を焦点位置とし、それぞれ2次元配列された
第1マイクロレンズアレイ及び第2マイクロレンズアレ
イと、 上記第1マイクロレンズアレイの焦点位置近傍に配置さ
れ、それぞれ第1映像信号を出力する単一の受光素子を
構成単位とする第1受光素子群と、 上記第2マイクロレンズアレイの焦点位置近傍に配置さ
れ、それぞれ第2映像信号を出力する一対の受光素子を
構成単位とする第2受光素子群と、 を具備したことを特徴とする撮像素子。
1. An image pickup device for photoelectrically converting an optical image transmitted through a photographing optical system and formed on a light receiving surface, wherein a first micro lens array two-dimensionally arranged with a focal position near the light receiving surface. And a second microlens array; a first light receiving element group disposed near a focal position of the first micro lens array, each of which has a single light receiving element that outputs a first video signal; A second light-receiving element group disposed near the focal position of the microlens array and configured as a pair of light-receiving elements that respectively output a second video signal.
【請求項2】 少なくとも上記第1マイクロレンズア
レイの光路中には、ベイヤー配列された色フイルタが介
挿されていることを特徴とする請求項1に記載の撮像素
子。
2. The imaging device according to claim 1, wherein a color filter arranged in a Bayer array is interposed at least in an optical path of the first micro lens array.
【請求項3】 上記第1マイクロレンズアレイ及び上
記第2マイクロレンズアレイは、焦点距離及び/又は曲
率が互いに異なることを特徴とする請求項1に記載の撮
像素子。
3. The imaging device according to claim 1, wherein the first micro lens array and the second micro lens array have different focal lengths and / or curvatures.
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Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001083407A (en) * 1999-09-13 2001-03-30 Canon Inc Image pickup device
JP2003153291A (en) * 2001-11-08 2003-05-23 Canon Inc Imaging apparatus and system
JP2003244712A (en) * 2002-02-19 2003-08-29 Canon Inc Imaging apparatus and system
WO2005081020A1 (en) * 2004-02-19 2005-09-01 Canon Kabushiki Kaisha Optical device and beam splitter
JP2007103590A (en) * 2005-10-03 2007-04-19 Nikon Corp Image pick-up device, focus detector and image pick-up system
JP2007233035A (en) * 2006-03-01 2007-09-13 Nikon Corp Focusing device and imaging apparatus
JP2007233032A (en) * 2006-03-01 2007-09-13 Nikon Corp Focusing device and imaging apparatus
JP2007233034A (en) * 2006-03-01 2007-09-13 Nikon Corp Imaging apparatus
JP2007282107A (en) * 2006-04-11 2007-10-25 Nikon Corp Imaging apparatus, camera and image processing method
JP2007282109A (en) * 2006-04-11 2007-10-25 Nikon Corp Imaging apparatus, camera and image processing method
JP2007281296A (en) * 2006-04-10 2007-10-25 Nikon Corp Solid imaging devise and electronic camera
JP2008028105A (en) * 2006-07-20 2008-02-07 Nikon Corp Solid-state imaging element and imaging apparatus using same
JP2008039976A (en) * 2006-08-03 2008-02-21 Canon Inc Imaging apparatus
JP2008071972A (en) * 2006-09-14 2008-03-27 Canon Inc Imaging element and imaging system
JP2008242617A (en) * 2007-03-26 2008-10-09 Hitachi Ltd Personal authentication device
JP2009109965A (en) * 2007-10-11 2009-05-21 Nikon Corp Solid-state image sensor and image-pick up device
JP2009198771A (en) * 2008-02-21 2009-09-03 Nikon Corp Focus detector and imaging device
JP2010147143A (en) * 2008-12-17 2010-07-01 Nikon Corp Solid-state image sensor, process of fabricating the same, and imaging device
JP2012064924A (en) * 2010-08-17 2012-03-29 Canon Inc Microlens array manufacturing method, solid state image pickup device manufacturing range, and solid state image pickup device
JP2012226364A (en) * 2012-06-25 2012-11-15 Nikon Corp Focus detector and imaging apparatus
JP2013003387A (en) * 2011-06-17 2013-01-07 Nikon Corp Imaging device
JP2013232850A (en) * 2012-05-01 2013-11-14 Canon Inc Image pickup device and control method thereof
US8947585B2 (en) 2012-03-21 2015-02-03 Casio Computer Co., Ltd. Image capturing apparatus, image processing method, and storage medium
KR20160025466A (en) 2014-08-27 2016-03-08 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
US9288380B2 (en) 2013-06-28 2016-03-15 Sony Corporation Imaging device and electronic apparatus
JP2016171308A (en) * 2015-03-11 2016-09-23 キヤノン株式会社 Solid-state imaging element, and imaging apparatus including the same
US9686462B2 (en) 2013-11-27 2017-06-20 Sony Corporation Solid-state imaging device and electronic apparatus
JP2017157803A (en) * 2016-03-04 2017-09-07 キヤノン株式会社 Imaging apparatus
US9991297B2 (en) 2015-08-07 2018-06-05 Renesas Electronics Corporation Imaging device and manufacturing method thereof
DE112017000216T5 (en) 2016-01-27 2018-08-09 Sony Corporation Solid state image pickup device and electronic device
JP2020039142A (en) * 2019-10-31 2020-03-12 株式会社ニコン Imaging apparatus
WO2021193915A1 (en) 2020-03-27 2021-09-30 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Imaging device and electronic apparatus

Cited By (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001083407A (en) * 1999-09-13 2001-03-30 Canon Inc Image pickup device
JP2003153291A (en) * 2001-11-08 2003-05-23 Canon Inc Imaging apparatus and system
JP2003244712A (en) * 2002-02-19 2003-08-29 Canon Inc Imaging apparatus and system
WO2005081020A1 (en) * 2004-02-19 2005-09-01 Canon Kabushiki Kaisha Optical device and beam splitter
EP1720045A1 (en) * 2004-02-19 2006-11-08 Canon Kabushiki Kaisha Optical device and beam splitter
EP1720045A4 (en) * 2004-02-19 2009-11-11 Canon Kk Optical device and beam splitter
JP2007103590A (en) * 2005-10-03 2007-04-19 Nikon Corp Image pick-up device, focus detector and image pick-up system
JP2007233035A (en) * 2006-03-01 2007-09-13 Nikon Corp Focusing device and imaging apparatus
JP2007233032A (en) * 2006-03-01 2007-09-13 Nikon Corp Focusing device and imaging apparatus
JP2007233034A (en) * 2006-03-01 2007-09-13 Nikon Corp Imaging apparatus
JP2007281296A (en) * 2006-04-10 2007-10-25 Nikon Corp Solid imaging devise and electronic camera
JP2007282109A (en) * 2006-04-11 2007-10-25 Nikon Corp Imaging apparatus, camera and image processing method
JP2007282107A (en) * 2006-04-11 2007-10-25 Nikon Corp Imaging apparatus, camera and image processing method
JP2008028105A (en) * 2006-07-20 2008-02-07 Nikon Corp Solid-state imaging element and imaging apparatus using same
JP2008039976A (en) * 2006-08-03 2008-02-21 Canon Inc Imaging apparatus
JP2008071972A (en) * 2006-09-14 2008-03-27 Canon Inc Imaging element and imaging system
JP2008242617A (en) * 2007-03-26 2008-10-09 Hitachi Ltd Personal authentication device
JP2009109965A (en) * 2007-10-11 2009-05-21 Nikon Corp Solid-state image sensor and image-pick up device
JP2009198771A (en) * 2008-02-21 2009-09-03 Nikon Corp Focus detector and imaging device
JP2010147143A (en) * 2008-12-17 2010-07-01 Nikon Corp Solid-state image sensor, process of fabricating the same, and imaging device
JP2012064924A (en) * 2010-08-17 2012-03-29 Canon Inc Microlens array manufacturing method, solid state image pickup device manufacturing range, and solid state image pickup device
JP2013003387A (en) * 2011-06-17 2013-01-07 Nikon Corp Imaging device
US8947585B2 (en) 2012-03-21 2015-02-03 Casio Computer Co., Ltd. Image capturing apparatus, image processing method, and storage medium
US9535193B2 (en) 2012-03-21 2017-01-03 Casio Computer Co., Ltd. Image processing apparatus, image processing method, and storage medium
JP2013232850A (en) * 2012-05-01 2013-11-14 Canon Inc Image pickup device and control method thereof
JP2012226364A (en) * 2012-06-25 2012-11-15 Nikon Corp Focus detector and imaging apparatus
US9288380B2 (en) 2013-06-28 2016-03-15 Sony Corporation Imaging device and electronic apparatus
US9686462B2 (en) 2013-11-27 2017-06-20 Sony Corporation Solid-state imaging device and electronic apparatus
KR20160025466A (en) 2014-08-27 2016-03-08 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
JP2016171308A (en) * 2015-03-11 2016-09-23 キヤノン株式会社 Solid-state imaging element, and imaging apparatus including the same
US9991297B2 (en) 2015-08-07 2018-06-05 Renesas Electronics Corporation Imaging device and manufacturing method thereof
DE112017000216T5 (en) 2016-01-27 2018-08-09 Sony Corporation Solid state image pickup device and electronic device
KR20180108414A (en) 2016-01-27 2018-10-04 소니 주식회사 Solid-state imaging devices and electronic devices
US10431619B2 (en) 2016-01-27 2019-10-01 Sony Corporation Solid-state image pickup device having a pixel separation wall
US11024661B2 (en) 2016-01-27 2021-06-01 Sony Corporation Solid-state image pickup device having pixel separation wall
US11444112B2 (en) 2016-01-27 2022-09-13 Sony Group Corporation Solid-state image pickup device and electronic apparatus having a wall between the first pixel and the second pixel
US11776978B2 (en) 2016-01-27 2023-10-03 Sony Group Corporation Solid-state image pickup device and electronic apparatus having a separation wall between the first photodiode and the second photodiode
KR20240010557A (en) 2016-01-27 2024-01-23 소니그룹주식회사 Solid-state image capture element and electronic device
JP2017157803A (en) * 2016-03-04 2017-09-07 キヤノン株式会社 Imaging apparatus
JP2020039142A (en) * 2019-10-31 2020-03-12 株式会社ニコン Imaging apparatus
WO2021193915A1 (en) 2020-03-27 2021-09-30 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Imaging device and electronic apparatus
KR20220159374A (en) 2020-03-27 2022-12-02 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 Imaging devices and electronic devices
DE112021001917T5 (en) 2020-03-27 2023-02-23 Sony Semiconductor Solutions Corporation IMAGING DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE

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