【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過光の波長特性や透過率の変更可能なフィルタを有する撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、被写体を光学的に結像させる光学系と、光学系により作られた光学的被写体像を電気信号に変換するＣＣＤ等の固体撮像素子と、固体撮像素子により撮像された被写体の画像信号を記録する記録部と、撮影された画像を表示する表示部とを具備したデジタルカメラが、銀塩カメラやビデオカメラと同様に画像記録又は画像表示手段の一つとして一般的になっている。特に、静止画を撮影するデジタルカメラは、近年、固体撮像素子の画素数が数十万画素から数百万画素へと高画素化の傾向があり、一眼レフタイプのデジタルカメラに於いては４００万画素を超える普及タイプも製品化されている。
【０００３】
画素数の増加は同時に画像の解像度のアップにつながるのでメリットになるが、固体撮像素子の大きさも大きくなるため、コストアップという問題も生じる。その為、画素数を増やさずに解像度を上げる方法が幾つか提案されており、例えば、特許文献１は固体撮像素子内に波長変調色フィルタを構成し、時分割にフィルタ特性を切り換えること、つまり最初に１回目の撮影を行い、その後２回フィルターの波長特性を切り換え、その度に撮影することで、１画素毎に完全な色情報、即ち三原色全部の色信号を得ることができるというものである。
【０００４】
また、一眼レフタイプのデジタルカメラの他に見られる特徴として、固体撮像素子とＡＦセンサが別々に構成されている点が挙げられる。このような構成でのＡＦ方式では以下に述べるような問題が発生する。それは、撮影光束とＡＦ検出光束が別々の光路を通る光束であるため、以下に述べる要因により２光学系の光路に差が生じる。その誤差要因とは、各構成部材の部品の精度誤差、さらに各構成部材をデジタルカメラ本体に取り付ける際の取り付け誤差、各構成部材の各々の材質が異なることによる温度変化時の膨張誤差等であり、これらがＡＦ精度を下げる原因となっている。
【０００５】
そこで、上記問題を解決する方法が幾つか提案されており、その１例である特許文献２の撮像装置について、図１５（カラーフィルタ配列を表す図）と図１６（画素の断面を表す図）を用いて簡単に説明する。
【０００６】
この撮像装置は、撮像素子センサ上に撮像を行うためのＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各カラーフィルタを持った画素（＝図１５内のＲ、Ｇ、Ｂと表示している画素）以外に、カラーフィルタを持たないＡＦ専用の画素（＝図１５内のＳ１、Ｓ２と表示している画素）を有している。
【０００７】
この２つのＡＦ専用画素Ｓ１、Ｓ２の内、一方のＡＦ専用画素Ｓ１は、図１６（ａ）に示すように画素の中心から一方に偏った開口部５０１ａを持つ遮光層５０１が有り、もう一方のＡＦ専用画素Ｓ２は、図１６（ｂ）に示すように画素Ｓ１とは反対側に画素中心から等距離の所に開口部５０２ａを持つ遮光層５０２を備えている。ここで、１画素の大きさは数十ミクロンであり、図１５の構成で画素Ｓ１と画素Ｓ２は同一ライン上にあると近似して考えることができる。
【０００８】
そこで今、固体撮像素子に像を結ぶカメラレンズが固体撮像素子上でピントが合っているならば、画素Ｓ１を含む行の画素Ｓ１群からの像信号と、画素Ｓ２を含む行の画素Ｓ２群の信号群からの像信号は一致する。しかし、ピントを結ぶ点が撮像素子のイメージ面よりも前方もしくは後方に有るならば、画素Ｓ１を含む行の画素Ｓ１群からの像信号と、画素Ｓ２を含む行の画素Ｓ２群の信号群からの像信号との位相差を生じる。この様な固体撮像素子上で瞳分割する位相差方式であれば、固体撮像素子とＡＦセンサとが同一部材であるので、上記で説明した固体撮像素子とＡＦセンサを別構成にしたことに依る誤差要因は無くなる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平４−１３１８３２号公報
【特許文献２】
特開２０００−１５６８２３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記説明した特許文献１及び特許文献２は各々、以下に述べるような課題が新たに発生する。
【００１１】
まず、特許文献１に発生する課題は、固体撮像素子をＡＦセンサ兼用として使用する為、カラーフィルタを透過して強度が低下した光を基にＡＦ演算を行うことになり、例えば、低輝度の被写体の場合に合焦不可や、補助光を用いないと合焦できなかったりする等の、いわゆるＡＦ精度低下と言った問題が発生する。
【００１２】
次に特許文献２に発生する課題は、図１５のＡＦ専用の画素であるＳ１、Ｓ２の固体撮像素子上での位置は固定されている為、撮像素子上で、被写体がＳ１及びＳ２（＝測距ポイント）と重ならないと被写体に焦点を合わせられないという欠点があった。
【００１３】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、撮像条件の調整時と撮像時とで固体撮像素子を共通に用いながら、様々な撮影条件に応じて常に最適な合焦状態を保つことができる撮像装置を提供することを目的とする。
【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、本発明の撮像装置は、被写体情報を得るための複数の画素を有する撮像手段と、前記撮像手段の光の入射面側に被写体からの光の透過特性が変更可能であり、且つ画素毎に複数枚のフィルタが配置されたフィルタ部とを有する撮像装置であって、撮像条件を調整するための前記被写体情報を得る第１のモード時に、前記フィルタ部における、前記透過特性を変更する特定のフィルタの個数と配置を設定する変更手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
＜撮像装置の構成＞
図１は、本発明の実施の一形態に係る撮像装置（デジタルカメラ）の構成を示すブロック図である。
【００１７】
図中の３１は撮像装置全体を制御するための制御手段であるメインマイコンで、３２は被写体の撮影状況が表示される液晶パネル３７とユーザが撮像装置に対して操作を行う為の操作スイッチ部３８とを制御するサブマイコンであり、３３は固体撮像素子１に入射する光の量を決める絞り、３４は絞り３３の開閉を行うための絞り駆動部材、３５は固体撮像素子１へ結像する光の焦点を決めるフォーカスレンズ群、３６はフォーカスレンズ群３５を移動させるための自動焦点駆動部である。
【００１８】
＜固体撮像素子の構成＞
図２は、固体撮像素子１の構成を示した図である。
【００１９】
この固体撮像素子１は、ＣＭＯＳプロセスで形成されたセンサ（以下ＣＭＯＳセンサ）であり、被写体情報を得るための複数の画素を含む撮像領域と、周辺回路とを同一半導体チップ上に形成することが可能という利点を有している。
【００２０】
同図において、１はＣＭＯＳプロセスによって半導体チップ上に形成された固体撮像素子であり、撮像領域２、タイミング発生回路３、垂直走査回路４、水平走査回路５、アナログ信号処理回路６、アナログ／デジタル変換を行うＡ／Ｄ変換回路７、デジタル信号処理回路８、インターフェイス（ＩＦ）回路９、ゲートドライバ１０ａ、及びデータドライバ１０ｂを集積化している。
【００２１】
撮像領域２は、フォトダイオード等の光電変換素子を含む画素を垂直方向及び水平方向に２次元状に配列した構成であり、被写体情報を得る機能を有している。また、それぞれの画素には、透過する光の波長特性及び透過率が変更可能な複数枚のカラーフィルタ（カラーフィルタの上下に透明電極が設けられ、この透明電極に電圧を印加することによって透過特性の変更を行う）が設けられている。
【００２２】
タイミング発生回路３は、外部からの基準周波数であるマスタークロックを基に、撮像領域２内の各画素を選択するためのタイミング信号を発生し、垂直・水平走査回路４、５、ゲートドライバ１０ａ及びデータドライバ１０ｂを制御する。なお、タイミング発生回路３から垂直同期信号と水平同期信号を外部に出力し、固体撮像素子１外でタイミング信号が必要なシステム用に同期信号を提供する。垂直・水平走査回路４、５は、タイミング発生回路３からのタイミング信号に基づいて、所要の走査制御を行い、各画素内で光電変換された電荷を読み出す。
【００２３】
アナログ信号処理回路６は、撮像領域２から読み出された信号をノイズ低減処理、増幅処理、ガンマ処理、及びクランプ処理をしてＡ／Ｄ変換回路７に出力するためのものである。Ａ／Ｄ変換回路７は、アナログ信号処理回路６からのアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するものであり、デジタル信号処理回路８はＡ／Ｄ変換回路７にてデジタル変換された信号に対して、色処理等の処理を行い、インターフェイス回路９に出力するためのものである。インターフェイス回路９は、デジタル信号処理回路８から出力されるデジタル信号を固体撮像素子１の外部に出力したり、外部からの制御信号の入力を行ったりする。
【００２４】
固体撮像素子１は、外部からのコマンド対応で固体撮像素子１のモードや出力信号形態、信号出力タイミングなどをコントロールすることができ、外部からインターフェイス回路９に所要のコマンドを与えると、インターフェイス回路９が受けたコマンド対応の制御を行うように各構成要素を制御する。ゲートドライバ１０ａとデータドライバ１０ｂは、画素毎に配置されている複数のカラーフィルタの透過する光の波長特性及び透過率を変更するための変更手段であり、撮像領域２上の任意の画素を選択して所定の電圧をカラーフィルタに印加するように制御する。つまり、ゲートドライバ１０ａにより垂直方向の画素が選択され、データドライバ１０ａにより水平方向の画素が選択される。例えば、ゲートドライバ１０ａより一行目のゲート線にパルスが印加され、データドライバ１０ｂにより一列目のデータ線にパルスが印加された場合には、一行一列目に位置する画素のカラーフィルタの上下に配置されている透明電極に電圧が印加される。
【００２５】
＜撮像領域２の具体的な回路構成＞
図３は、図２に示した撮像領域２の具体的な回路構成を表す図であり、２×２画素を示しているが、実際は１９２０×１０８０画素等の実用的な画素を持っている。図３において、１１は光電変換を行うフォトダイオード等の光電変換素子、１２は光電変換素子１１で発生した信号を転送するための転送用ＭＯＳトランジスタ、１３は転送用ＭＯＳトランジスタ１２によって転送された信号を増幅して出力するための増幅用ＭＯＳトランジスタ、１４は増幅用ＭＯＳトランジスタ１３のゲートにリセット電位を供給するためのリセット用ＭＯＳトランジスタ、１５は信号を読み出す画素を選択するための選択用ＭＯＳトランジスタであり、これらによって１画素を構成する。
【００２６】
＜画素の構造＞
図４は、図３で説明した画素の構造を示す断面図を表す図である。なお、画素内の、光電変換素子１１以外の他の回路部は省略している。
【００２７】
２０はｐ型の半導体領域、２１はｎ型の半導体領域であり、これら半導体領域２０と２１とで光電変換素子であるフォトダイオードを構成している。２２は酸化膜、２３は遮光膜、２４は樹脂で構成された第１の平坦化層、２５は透過特性変更可能なカラーフィルタ、２６、２７は、カラーフィルタ２５の上下に配置された透明電極、２８はカラーフィルタ上部に形成され、樹脂で構成された第２の平坦化層、２９はマイクロレンズである。
【００２８】
そして、透明電極２６，２７に印加する電圧を制御することによって、カラーフィルタ２５の透過特性を変更している。本実施の形態では、変更手段であるゲートドライバ１０ａ、データドライバ１０ｂによって、焦点調整等の撮像条件の調整を行う場合に、カラーフィルタ２５の透過率を高くし（好ましくは、カラーフィルタ２５を略透明もしくは可視光の波長領域を透過する状態にする）、その撮像条件の下で、被写体の画像情報を得るために撮像を行う場合には、カラーフィルタ２５の透過特性を限定する（所定の色（Ｒ、Ｇ、Ｂ等）の波長領域の光のみを透過する）ようにしている。
【００２９】
図５は、固体撮像素子１内の画素の他の構造を示す断面図（図６のＡ−Ａ断面）であり、図４と同じ部材については同じ番号を付し、その説明を省略する。
また、図６は、図５の上側のカラーフィルタ２５ａ〜２５ｄを上から見た図であり、図７は、図５の下側のカラーフィルタ２５ｅを上から見た図である。これらの図から明らかなように、上側のカラーフィルタは４つに分離され、それぞれ独立に電圧を印加できるような構成となっている。
【００３０】
本例の透過特性変更可能なカラーフィルタは、スマート調光材料を用いたものであり、以下、本実施形態では、カラーフィルタはスマート調光材料を用いたものとし、画素の構造は、スマート調光材料を用いたカラーフィルタを光の入射方向に２層構造として構成する。
【００３１】
上側のカラーフィルタ２５ａ〜２５ｄは、４つに分離されており、下側のカラーフィルタ２５ｅは一つで構成されている。上側のカラーフィルタ２５ａ〜２５ｄは、電圧を印加していない状態では透過率が非常に低い遮光の状態となり、電圧を印加した状態では透過率が高い略透明状態となる。なお、左側のカラーフィルタ２５ａ（又は２５ｄ）には、透明電極２６ａ、２７ａ（又は２６ｄ、２７ｄ）によって電圧が印加され、右側のカラーフィルタ２５ｂ（又は２５ｃ）には、透明電極２６ｂ、２７ｂ（又は２６ｃ、２７ｃ）によって電圧が印加される。
【００３２】
下側のカラーフィルタ２５ｅは、電圧を印加した状態では特定の色（Ｒ、Ｇ、Ｂ等）の波長領域の光のみを透過し、電圧を印加していない状態では透明もしくは可視光の波長領域が透過状態となる。なお、透明電極２６ｅ、２７ｅによって電圧が印加される。
【００３３】
＜実施形態の動作＞
次に、本実施形態の動作について説明する。
【００３４】
本実施形態は、最初の焦点調整時（ＳＷ１）に、撮像領域２に於いて、ＡＦ用画素として用いる任意の画素におけるカラーフィルタの上半分を遮光色にし、下側のカラーフィルタを略透明にし、それ以外の画素のカラーフィルタを略透明にする。そして撮像時（ＳＷ２）に、全画素の上側のカラーフィルタを略透明にし、下側のカラーフィルタをＲ、Ｇ、Ｂ色のどれか（主としてＲ、Ｇ、Ｂ色の波長領域の光を透過する）にするものである。
【００３５】
以下に、実際に撮影を行うに際し、どのようなタイミングでカラーフィルタの色を変更させるかについて、図８〜図１４を用いて説明する。なお、図８は、本実施形態の撮影動作を表すフローチャートであり、図９は、本実施形態に於ける初期状態のカラーフィルタ配列を表す図である。図１０は、本実施形態に於ける撮影モード設定時のカラーフィルタ配列を表す図であり、図１１は、本実施形態に於ける撮影モード設定時の他のカラーフィルタ配列を表す図である。図１２は、縦線の多い被写体の一例を示す図である。図１３は、本実施形態に於ける測距点グループＢ設定時のカラーフィルタ配列を表す図であり、図１４は、本実施形態に於ける撮像時のカラーフィルタの配置を示す図である。なお、図８のフローチャートに従ったプログラムをメインマイコン３１内の記憶装置に格納し動作することにより、以下の制御方法を実現させることが可能となる。
【００３６】
最初に、メインスイッチを操作して電源をオンすると（ステップＳ１）、メインマイコン３１は電池の状態をチェックし、サブマイコン３２を介して液晶パネル３７の上面表示パネルに電源状態を表示すると共に、メインマイコン３１内のＣＰＵ（中央演算処理装置）を起動して初期化し（ステップＳ２）、撮影可能なスタンバイ状態にする。このスタンバイ状態では、上側に配置された全画素のカラーフィルタ２５ａ〜２５ｄは全て遮光状態（＝非透過）に、下側に配置された全ての画素のカラーフィルタ２５ｅは略透明である。
【００３７】
ここで、撮影準備動作スイッチであるレリーズ釦をＳＷ１の位置まで押し下げた時の撮像領域２は、初期状態では図９に示すように、画素中心から右半分に位置するカラーフィルタ２５ｂ、２５ｃの２領域を遮光状態（＝非透過）にし且つ左半分のカラーフィルタ２５ａ、２５ｄが略透明であるＡＦ用画素ＮＡと、画素中心から左半分に位置するカラーフィルタ２５ａ、２５ｄの２領域を遮光状態にし且つ右半分のカラーフィルタ２５ｂ、２５ｃが略透明であるＡＦ用画素ＮＢと、ＡＦ用画素ＮＡ、ＮＢ以外のカラーフィルタ２５ａ〜２５ｄ全てが透明状態である画素との、３種類のカラーフィルタ配列を有する画素から構成される。この時、下側に配置されたカラーフィルタ２５ｅは全ての画素に於いて略透明である。
【００３８】
レリーズ釦をＳＷ１の位置まで押し下げる前に、撮影条件を変更するための不図示の撮影条件変更ダイヤルを回転させることで、初期状態である全自動モードから他の撮影モード（例えば、スポーツモード、風景モード）に変更すると、固体撮像素子１は、図９に示すカラーフィルタ配列を有する撮像領域２から、図１０又は図１１に示すカラーフィルタ配列を有する撮像領域２へと画素ＮＡ、ＮＢの配列及び個数が撮影モードに応じて変化する（ステップＳ３）。
【００３９】
また、ＡＦ用画素として遮光されるカラーフィルタの配置を変更させる別の手段として、例えば図１２に示すような縦線の多い被写体を撮影する場合、不図示の測距点変更釦を押して、初期状態である測距点グループＡ（図９）から測距点グループＢ（図１３）へと変更させることができる（ステップＳ３）。ここで、測距点グループＢは、図１３に示すように画素中心から下半分に位置するカラーフィルタ２５ｃ、２５ｄの２領域を遮光状態（＝非透過）にし且つ上半分のカラーフィルタ２５ａ、２５ｂが略透明である画素ＮＣと、画素中心から上半分に位置するカラーフィルタ２５ａ、２５ｂの２領域を遮光状態（＝非透過）にし且つ下半分のカラーフィルタ２５ｃ、２５ｄが略透明である画素ＮＤが複数個配列されている。
【００４０】
なお、測距点グループＢに於いても、撮影条件変更ダイヤルを回すことで、画素ＮＣとＮＤの配列及び個数を図１０、図１１に示すように変更することができる。
【００４１】
撮影条件に適した画素ＮＡ（又はＮＣ）及び画素ＮＢ（又はＮＤ）の配列が決まったら、撮影者が撮影準備動作スイッチであるレリーズ釦をＳＷ１の位置まで押し下げると（ステップＳ４）、撮像領域２の上に配置されたカラーフィルタの配列が全画素遮光状態から、図９〜図１１及び図１３に示す状態のどれかに変更されると同時に（ステップＳ５）、画素ＮＡ（又はＮＣ）の像と画素ＮＢ（又はＮＤ）の像の、２像の位相差によるＡＦ方式を用いることができる。
【００４２】
画素ＮＡ（又はＮＣ）及び画素ＮＢ（又はＮＤ）の各画素に蓄積した電荷から、画素ＮＡ（又はＮＣ）に生成された像と画素ＮＢ（又はＮＤ）に生成された像の相関演算を行い、これらの像のずれ量から、合焦レンズの移動量を算出する（ステップＳ６）。なお、この相関演算は、メインマイコン３１で行われる。そして自動焦点駆動部３６を制御してフォーカスレンズ群３５を合焦位置まで移動させる（ステップＳ７）。このとき同時に、この時の全画素に蓄積された電荷から測光値も算出する。
【００４３】
レリーズ釦をＳＷ１からさらに押し下げて撮影開始動作ＳＷであるＳＷ２の位置まで押し下げると（ステップＳ８）、画素ＮＡ（又はＮＣ）、画素ＮＢ（又はＮＤ）の上側に配置されたカラーフィルタ２５ａ〜２５ｄは、略透明色に変更され、下側に配置されたカラーフィルタ２５ｅは、Ｒ、Ｇ、Ｂのどれか１色に変更される。画素ＮＡ（又はＮＣ）と画素ＮＢ（又はＮＤ）以外の画素のカラーフィルタに於いても、下側に配置されたカラーフィルタは、Ｒ、Ｇ、Ｂのどれか１色に変更され、図１４の状態になる（ステップＳ９）。
【００４４】
この後、測光値及び撮影者の入力による値まで、絞り駆動部材３４により固体撮像素子１面上に最適な光量となるように絞り３３が絞り込まれる。さらに、シャッタ先幕が走行した後、一定の間隔をおいて、シャッタ後幕が走行する（ステップＳ１０）。固体撮像素子１は、シャッタ先幕とシャッタ後幕の間の所定の露光時間中に蓄積された電荷を各画素読み出した後（ステップＳ１１）、Ａ／Ｄ変換を行い、信号処理回路にて輝度・色差信号の生成等の色処理及び圧縮を行い（ステップＳ１２）、画像蓄積メモリに画像ファイルとして保存される（ステップＳ１３）。
【００４５】
このようにして、ファインダー内での被写体の大きさや位置、動きの有無等の撮影条件に応じて、撮影条件変更ダイヤルの撮影モード及び測距点変更釦により固体撮像素子１上におけるＡＦ専用画素のフィルタの遮光方向、さらにはフィルタの数や配置を変更することが可能になるため、常に最適な合焦状態を保つことができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、位相差によるＡＦ方式を提案したが、像のコントラストによるＡＦ方式を用いてもよい。この場合では、図５で説明した画素の構成において、上側のカラーフィルタ２５ａ〜２５ｄを除いた構成にすることが可能となる。そして、焦点調整時では、カラーフィルタ２５ｅを透過率の高い略透明色に変更し、撮像状態では、それぞれフィルタの配列（例えばベイヤー配列）により、Ｒ色（主としてＲ色の波長領域の光を透過する）、Ｇ色（主としてＧ色の波長領域の光を透過する）、Ｂ色（主としてＢ色の波長領域の光を透過する）等の色に変更する。つまり、撮像領域２内の、画素の第１の領域では透明色とＲ色で変更するカラーフィルタ、第２の領域では透明色とＧ色で変更するカラーフィルタ、第３の領域では透明色とＢ色で変更するカラーフィルタが配置される。
【００４７】
上記の実施形態では、焦点調整時とその調整された条件下で撮像する場合とでカラーフィルタの透過特性を変更するものを説明したが、露光条件調整時とその調整された条件下で撮像する場合とでカラーフィルタの透過特性を変更してもよい。また、焦点調整時及び露光条件調整時と、その調整された条件の下で撮像する場合とでカラーフィルタの透過特性を変更してもよい。
【００４８】
本発明は、上述した実施形態の装置に限定されず、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用してもよい。前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、完成されることは言うまでもない。
【００４９】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭを用いることができる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５０】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、次のプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが処理を行って実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５１】
［実施態様］
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００５２】
＜実施態様１＞
被写体情報を得るための複数の画素を有する撮像手段と、前記撮像手段の光の入射面側に被写体からの光の透過特性が変更可能であり、且つ画素毎に複数枚のフィルタが配置されたフィルタ部と、を有する撮像装置であって、撮像条件を調整するための前記被写体情報を得る第１のモード時に、前記フィルタ部における、前記透過特性を変更する特定のフィルタの個数と配置を設定する変更手段を備えたことを特徴とする撮像装置。
【００５３】
＜実施態様２＞
前記撮像条件は、焦点条件及び／又は露光条件であること特徴とする実施態様１に記載の撮像装置。
【００５４】
＜実施態様３＞
前記各画素に配置された前記フィルタは、透明になる状態と非透過になる状態とを有する第１のカラーフィルタと、特定の波長領域のみを透過する状態と透明になる状態とを有する第２のカラーフィルタとを含むことを特徴とする実施態様１又は２に記載の撮像装置。
【００５５】
＜実施態様４＞
前記第１のモードで調整された撮像条件の下で被写体情報を得る第２のモード時には、前記第１のカラーフィルタを透明になる状態にし、且つ前記第２のカラーフィルタは特定の波長領域のみを透過する状態にすることを特徴とする実施態様３に記載の撮像装置。
【００５６】
＜実施態様５＞
被写体情報を得るための複数の画素を有する撮像手段と、前記撮像手段の光の入射面側に被写体からの光の透過特性が変更可能で且つ画素毎に複数枚のフィルタが配置されたフィルタ部と、を有する撮像装置の制御方法であって、撮像条件を調整するために前記被写体情報を得る第１のモード時に、前記フィルタ部における、前記透過特性を変更する特定のフィルタの個数と配置を設定することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【００５７】
＜実施態様６＞
被写体情報を得るための複数の画素を有する撮像手段と、前記撮像手段の光の入射面側に被写体からの光の透過特性が変更可能で且つ画素毎に複数のフィルタが配置されたフィルタ部と、を有する撮像装置の制御方法を実行するために、コンピュータで読み取り可能な制御プログラムであって、撮像条件を調整するために前記被写体情報を得る第１のモード時に、前記フィルタ部における、前記透過特性を変更する特定のフィルタの個数と配置を設定するステップを有することを特徴とする制御プログラム。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、様々な撮影条件に応じて、常に最適な合焦状態を保つことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る撮像装置（デジタルカメラ）の構成を示すブロック図である。
【図２】固体撮像素子１の構成を示した図である。
【図３】図２に示した撮像領域２の具体的な回路構成を表す図である。
【図４】図３で説明した画素の構造を示す断面図を表す図である。
【図５】固体撮像素子１内の画素の他の構造を示す断面図である。
【図６】図５の上側のカラーフィルタ２５ａ〜２５ｄを上から見た図である。
【図７】図５の下側のカラーフィルタ２５ｅを上から見た図である。
【図８】実施形態の撮影動作を表すフローチャートである。
【図９】実施形態に於ける初期状態のカラーフィルタ配列を表す図である。
【図１０】実施形態に於ける撮影モード設定時のカラーフィルタ配列を表す図である。
【図１１】実施形態に於ける撮影モード設定時の他のカラーフィルタ配列を表す図である。
【図１２】縦線の多い被写体の一例を示す図である。
【図１３】実施形態に於ける測距点グループＢ設定時のカラーフィルタ配列を表す図である。
【図１４】実施形態に於ける撮像時のカラーフィルタの配置を示す図である。
【図１５】従来のカラーフィルタ配列を表す図である。
【図１６】従来の画素の断面を表す図である。
【符号の説明】
１ 固体撮像素子
２ 撮像領域
３ タイミング発生回路
４ 垂直走査回路
５ 水平走査回路
６ アナログ信号処理回路
７ Ａ／Ｄ変換回路
８ デジタル信号処理回路
９ インターフェイス回路
２５ａ〜２５ｄ カラーフィルタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image pickup apparatus having a filter capable of changing a wavelength characteristic and a transmittance of transmitted light.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an optical system that optically forms an image of a subject, a solid-state image sensor such as a CCD that converts an optical object image created by the optical system into an electric signal, and an image signal of the object imaged by the solid-state image sensor. 2. Description of the Related Art A digital camera including a recording unit for recording and a display unit for displaying a photographed image has been generally used as one of image recording or image display means, similar to a silver halide camera or a video camera. In particular, digital cameras for photographing still images have a tendency in recent years to increase the number of pixels of a solid-state image sensor from hundreds of thousands of pixels to several millions of pixels. Popular types exceeding 10,000 pixels have also been commercialized.
[0003]
An increase in the number of pixels is also advantageous because it leads to an increase in the resolution of an image at the same time. However, the size of the solid-state imaging device also increases, which causes a problem of an increase in cost. Therefore, several methods of increasing the resolution without increasing the number of pixels have been proposed. For example, Patent Document 1 configures a wavelength modulation color filter in a solid-state imaging device and switches the filter characteristics in a time-division manner. First, the first photographing is performed, and thereafter, the wavelength characteristic of the filter is switched twice, and photographing is performed each time, so that complete color information for each pixel, that is, color signals of all three primary colors can be obtained. is there.
[0004]
Another feature that can be seen in addition to a single-lens reflex digital camera is that a solid-state imaging device and an AF sensor are separately configured. The AF system having such a configuration has the following problems. Since the photographing light beam and the AF detection light beam are light beams that pass through different optical paths, a difference occurs between the optical paths of the two optical systems due to factors described below. The error factors include accuracy errors of parts of each component, mounting errors when each component is attached to the digital camera body, and expansion errors at the time of temperature changes due to different materials of each component. These cause a reduction in AF accuracy.
[0005]
Therefore, several methods for solving the above-mentioned problem have been proposed. One example of the method is shown in FIG. 15 (a diagram showing a color filter array) and FIG. 16 (a diagram showing a cross section of a pixel). This will be briefly described with reference to FIG.
[0006]
This image pickup apparatus has pixels (= R, G, and B in FIG. 15) having R (red), G (green), and B (blue) color filters for imaging on an image sensor. In addition to the pixels shown in FIG. 15, pixels dedicated to AF without a color filter (= pixels indicated as S1 and S2 in FIG. 15) are provided.
[0007]
Of the two AF-dedicated pixels S1 and S2, one AF-dedicated pixel S1 has a light-shielding layer 501 having an opening 501a deviated to one side from the center of the pixel as shown in FIG. The AF-dedicated pixel S2 has a light-shielding layer 502 having an opening 502a at an equal distance from the pixel center on the opposite side of the pixel S1 as shown in FIG. Here, the size of one pixel is several tens of microns, and in the configuration of FIG. 15, it can be considered that the pixel S1 and the pixel S2 are approximately on the same line.
[0008]
Therefore, if the camera lens that forms an image on the solid-state imaging device is focused on the solid-state imaging device, the image signal from the pixel S1 group in the row including the pixel S1 and the pixel S2 group in the row including the pixel S2 are obtained. Are identical. However, if the point connecting the focus is located ahead or behind the image plane of the image sensor, the image signal from the pixel S1 group in the row including the pixel S1 and the signal group from the pixel S2 group in the row including the pixel S2 are used. And a phase difference with the image signal is generated. In the case of such a phase difference method in which pupil division is performed on the solid-state imaging device, the solid-state imaging device and the AF sensor are the same member, and thus the solid-state imaging device and the AF sensor described above are configured differently. Error factors are eliminated.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-4-131832
[Patent Document 2]
JP 2000-156823 A
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 described above each have a new problem as described below.
[0011]
First, a problem that occurs in Patent Document 1 is that since a solid-state imaging device is used also as an AF sensor, an AF calculation is performed based on light whose intensity has been reduced by passing through a color filter. In the case of a subject, there arise problems such as so-called AF accuracy reduction, such as inability to focus or inability to focus without using an auxiliary light.
[0012]
Next, the problem that occurs in Patent Document 2 is that the positions of S1 and S2, which are the pixels dedicated to AF in FIG. 15, on the solid-state image sensor are fixed, so that the objects S1 and S2 (= There is a drawback that the subject cannot be focused unless it overlaps with the distance measurement point).
[0013]
In view of the above conventional problems, the present invention provides an imaging apparatus that can always maintain an optimal focusing state according to various imaging conditions while using a solid-state imaging element commonly when adjusting imaging conditions and when imaging. The purpose is to provide.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the present invention includes an imaging unit having a plurality of pixels for obtaining subject information, and a transmission characteristic of light from a subject on a light incident surface side of the imaging unit can be changed. And a filter unit in which a plurality of filters are arranged for each pixel, and in the first mode for obtaining the subject information for adjusting imaging conditions, the filter unit, The present invention is characterized in that a change unit is provided for setting the number and arrangement of specific filters for changing transmission characteristics.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
<Configuration of imaging device>
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging device (digital camera) according to an embodiment of the present invention.
[0017]
In the figure, reference numeral 31 denotes a main microcomputer which is a control means for controlling the entire image pickup apparatus. Reference numeral 32 denotes a liquid crystal panel 37 on which a photographing state of a subject is displayed and an operation switch section for a user to operate the image pickup apparatus. Reference numeral 38 denotes a sub-microcomputer for controlling the amount of light incident on the solid-state imaging device 1, reference numeral 33 denotes an aperture driving member for opening and closing the aperture 33, and reference numeral 35 denotes an image on the solid-state imaging device 1. A focus lens group 36 for determining the focus of light is an automatic focus drive unit for moving the focus lens group 35.
[0018]
<Structure of solid-state imaging device>
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the solid-state imaging device 1.
[0019]
The solid-state imaging device 1 is a sensor (hereinafter, a CMOS sensor) formed by a CMOS process, and can form an imaging region including a plurality of pixels for obtaining subject information and a peripheral circuit on the same semiconductor chip. It has the advantage of being possible.
[0020]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a solid-state imaging device formed on a semiconductor chip by a CMOS process, and includes an imaging area 2, a timing generation circuit 3, a vertical scanning circuit 4, a horizontal scanning circuit 5, an analog signal processing circuit 6, an analog / digital circuit. An A / D conversion circuit 7 for performing conversion, a digital signal processing circuit 8, an interface (IF) circuit 9, a gate driver 10a, and a data driver 10b are integrated.
[0021]
The imaging region 2 has a configuration in which pixels including photoelectric conversion elements such as photodiodes are arranged two-dimensionally in the vertical and horizontal directions, and has a function of obtaining subject information. Also, each pixel has a plurality of color filters (transparent electrodes are provided above and below the color filters that can change the wavelength characteristics and transmittance of the transmitted light, and the transmission characteristics are determined by applying a voltage to the transparent electrodes. To make changes).
[0022]
The timing generation circuit 3 generates a timing signal for selecting each pixel in the imaging region 2 based on a master clock which is a reference frequency from the outside, and outputs the vertical / horizontal scanning circuits 4 and 5, the gate driver 10a and It controls the data driver 10b. The timing generator 3 outputs a vertical synchronization signal and a horizontal synchronization signal to the outside, and provides a synchronization signal for a system that requires a timing signal outside the solid-state imaging device 1. The vertical / horizontal scanning circuits 4 and 5 perform required scanning control based on the timing signal from the timing generation circuit 3 and read out the photoelectrically converted charges in each pixel.
[0023]
The analog signal processing circuit 6 performs a noise reduction process, an amplification process, a gamma process, and a clamp process on the signal read from the imaging region 2 and outputs the signal to the A / D conversion circuit 7. The A / D conversion circuit 7 converts an analog signal from the analog signal processing circuit 6 into a digital signal and outputs the digital signal. The digital signal processing circuit 8 converts the signal digitally converted by the A / D conversion circuit 7 into a digital signal. On the other hand, it performs processing such as color processing and outputs the result to the interface circuit 9. The interface circuit 9 outputs a digital signal output from the digital signal processing circuit 8 to the outside of the solid-state imaging device 1 or inputs a control signal from the outside.
[0024]
The solid-state imaging device 1 can control the mode, output signal form, signal output timing, and the like of the solid-state imaging device 1 in response to an external command. Each component is controlled so as to perform control corresponding to the received command. The gate driver 10a and the data driver 10b are changing means for changing the wavelength characteristic and transmittance of light transmitted by a plurality of color filters arranged for each pixel, and select an arbitrary pixel on the imaging region 2. Then, control is performed so that a predetermined voltage is applied to the color filter. That is, pixels in the vertical direction are selected by the gate driver 10a, and pixels in the horizontal direction are selected by the data driver 10a. For example, when a pulse is applied to the gate line in the first row by the gate driver 10a and a pulse is applied to the data line in the first column by the data driver 10b, the pixel is arranged above and below the color filter of the pixel located in the first row and first column. A voltage is applied to the transparent electrode.
[0025]
<Specific circuit configuration of imaging region 2>
FIG. 3 is a diagram showing a specific circuit configuration of the imaging area 2 shown in FIG. 2 and shows 2 × 2 pixels, but actually has practical pixels such as 1920 × 1080 pixels. 3, reference numeral 11 denotes a photoelectric conversion element such as a photodiode for performing photoelectric conversion, 12 denotes a transfer MOS transistor for transferring a signal generated by the photoelectric conversion element 11, and 13 denotes a signal transferred by the transfer MOS transistor 12. Amplifying MOS transistor for amplifying and outputting the same, 14 is a reset MOS transistor for supplying a reset potential to the gate of the amplifying MOS transistor 13, and 15 is a selecting MOS transistor for selecting a pixel from which a signal is read. And these constitute one pixel.
[0026]
<Pixel structure>
FIG. 4 is a diagram illustrating a cross-sectional view illustrating the structure of the pixel described with reference to FIG. Note that circuit portions other than the photoelectric conversion element 11 in the pixel are omitted.
[0027]
Reference numeral 20 denotes a p-type semiconductor region, and reference numeral 21 denotes an n-type semiconductor region. These semiconductor regions 20 and 21 constitute a photodiode as a photoelectric conversion element. 22 is an oxide film, 23 is a light-shielding film, 24 is a first flattening layer made of resin, 25 is a color filter whose transmission characteristic can be changed, 26 and 27 are transparent electrodes arranged above and below the color filter 25. , 28 are a second flattening layer formed on the color filter and made of resin, and 29 is a microlens.
[0028]
The transmission characteristics of the color filter 25 are changed by controlling the voltage applied to the transparent electrodes 26 and 27. In the present embodiment, when adjusting imaging conditions such as focus adjustment by the gate driver 10a and the data driver 10b that are changing means, the transmittance of the color filter 25 is increased (preferably, the color filter 25 is substantially When imaging is performed to obtain image information of a subject under the imaging conditions, the transmission characteristics of the color filter 25 are limited (predetermined color). (Only light in the wavelength range of (R, G, B, etc.) is transmitted).
[0029]
FIG. 5 is a cross-sectional view (cross-section AA in FIG. 6) showing another structure of the pixel in the solid-state imaging device 1. The same members as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
FIG. 6 is a view of the upper color filters 25a to 25d of FIG. 5 as viewed from above, and FIG. 7 is a view of the lower color filters 25e of FIG. 5 as viewed from above. As is clear from these figures, the upper color filter is divided into four and has a configuration in which a voltage can be applied independently of each other.
[0030]
The color filter whose transmission characteristics can be changed in this example uses a smart light control material. Hereinafter, in the present embodiment, it is assumed that the color filter uses a smart light control material, and the pixel structure is a smart light control material. A color filter using an optical material is formed as a two-layer structure in the light incident direction.
[0031]
The upper color filters 25a to 25d are separated into four, and the lower color filter 25e is formed as one. The upper color filters 25a to 25d are in a light-shielding state with a very low transmittance when no voltage is applied, and are in a substantially transparent state with a high transmittance when a voltage is applied. A voltage is applied to the left color filter 25a (or 25d) by the transparent electrodes 26a, 27a (or 26d, 27d), and the right color filter 25b (or 25c) is applied to the transparent electrodes 26b, 27b (or 25c). 26c, 27c), a voltage is applied.
[0032]
The lower color filter 25e transmits only light of a specific color (R, G, B, etc.) wavelength region when a voltage is applied, and is transparent or visible light wavelength region when no voltage is applied. Is in a transmission state. Note that a voltage is applied by the transparent electrodes 26e and 27e.
[0033]
<Operation of Embodiment>
Next, the operation of the present embodiment will be described.
[0034]
In the present embodiment, at the time of the first focus adjustment (SW1), in the imaging area 2, the upper half of the color filter of an arbitrary pixel used as an AF pixel is made a light-shielding color, and the lower color filter is made substantially transparent. And make the color filters of the other pixels substantially transparent. Then, at the time of imaging (SW2), the upper color filters of all pixels are made substantially transparent, and the lower color filters are transmitted through any of the R, G, and B colors (mainly light in the R, G, and B wavelength regions). Do).
[0035]
Hereinafter, the timing at which the color of the color filter is changed in actual photographing will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a flowchart illustrating a photographing operation according to the present embodiment, and FIG. 9 is a diagram illustrating a color filter array in an initial state according to the present embodiment. FIG. 10 is a diagram illustrating a color filter array when a shooting mode is set in the present embodiment, and FIG. 11 is a diagram illustrating another color filter array when a shooting mode is set in the present embodiment. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a subject having many vertical lines. FIG. 13 is a diagram illustrating a color filter array when a ranging point group B is set in the present embodiment, and FIG. 14 is a diagram illustrating an arrangement of the color filters during imaging in the present embodiment. The following control method can be realized by storing and operating a program according to the flowchart of FIG. 8 in a storage device in the main microcomputer 31.
[0036]
First, when the power is turned on by operating the main switch (step S1), the main microcomputer 31 checks the state of the battery, displays the power state on the upper display panel of the liquid crystal panel 37 via the sub microcomputer 32, and The CPU (Central Processing Unit) in the main microcomputer 31 is activated and initialized (step S2), and is set in a standby state capable of photographing. In this standby state, the color filters 25a to 25d of all pixels arranged on the upper side are all in a light-shielded state (= non-transmission), and the color filters 25e of all pixels arranged on the lower side are substantially transparent.
[0037]
Here, when the release button, which is a shooting preparation operation switch, is depressed to the position of SW1, the imaging area 2 in the initial state is a color filter 25b, 25c located at the right half from the pixel center as shown in FIG. The area is set in a light-shielded state (= non-transmissive), and the two areas of the AF pixel NA in which the left half color filters 25a and 25d are substantially transparent and the two color filters 25a and 25d located in the left half from the pixel center are set in the light-shielded state. In addition, three types of color filter arrays are provided: an AF pixel NB in which the right half color filters 25b and 25c are substantially transparent, and a pixel in which all the color filters 25a to 25d other than the AF pixels NA and NB are in a transparent state. Pixels. At this time, the color filter 25e disposed on the lower side is substantially transparent in all pixels.
[0038]
Before the release button is depressed to the position of SW1, by turning a shooting condition change dial (not shown) for changing shooting conditions, the shooting mode can be changed from the initial state of the fully automatic mode to another shooting mode (for example, sports mode, landscape mode). Mode, the solid-state imaging device 1 changes the arrangement of the pixels NA and NB from the imaging region 2 having the color filter array shown in FIG. 9 to the imaging region 2 having the color filter array shown in FIG. The number changes according to the shooting mode (step S3).
[0039]
Further, as another means for changing the arrangement of the color filters which are shaded as AF pixels, for example, when photographing a subject having many vertical lines as shown in FIG. The state can be changed from the ranging point group A (FIG. 9) to the ranging point group B (FIG. 13) (step S3). Here, as shown in FIG. 13, the ranging point group B sets the two regions of the color filters 25c and 25d located in the lower half from the pixel center in a light shielding state (= non-transmissive) and the upper half color filters 25a and 25b. Is a transparent pixel and a color filter 25a, 25b located in the upper half from the pixel center is in a light-shielding state (= non-transmissive), and the lower half color filters 25c, 25d are substantially transparent. Are arranged in plurality.
[0040]
In the ranging point group B, the arrangement and the number of the pixels NC and ND can be changed as shown in FIGS. 10 and 11 by turning the shooting condition change dial.
[0041]
When the arrangement of the pixels NA (or NC) and the pixels NB (or ND) suitable for the photographing conditions is determined, when the photographer presses the release button, which is the photographing preparation operation switch, to the position of SW1 (step S4), the photographing area 2 At the same time as the arrangement of the color filters arranged above is changed from the all-pixel light-shielded state to one of the states shown in FIGS. 9 to 11 and 13 (step S5), the image of the pixel NA (or NC) is And an image of the pixel NB (or ND), and an AF method using a phase difference between two images can be used.
[0042]
A correlation operation is performed between the image generated in the pixel NA (or NC) and the image generated in the pixel NB (or ND) from the charge accumulated in each pixel of the pixel NA (or NC) and the pixel NB (or ND). Then, the amount of movement of the focusing lens is calculated from the amounts of displacement of these images (step S6). This correlation operation is performed by the main microcomputer 31. Then, the auto focus drive unit 36 is controlled to move the focus lens group 35 to the in-focus position (step S7). At this time, at the same time, a photometric value is also calculated from the charges accumulated in all the pixels at this time.
[0043]
When the release button is further depressed from SW1 to the position of SW2, which is a shooting start operation switch (step S8), the color filters 25a to 25d arranged above the pixels NA (or NC) and the pixels NB (or ND) are turned off. , And the color filter 25e disposed on the lower side is changed to any one of R, G, and B colors. In the color filters of the pixels other than the pixel NA (or NC) and the pixel NB (or ND), the color filter arranged on the lower side is changed to any one of R, G, and B, and FIG. (Step S9).
[0044]
Thereafter, the aperture 33 is stopped down by the aperture driving member 34 so that the optimum light amount is obtained on the surface of the solid-state image sensor 1 up to the photometric value and the value input by the photographer. Further, after the shutter front curtain has run, the shutter rear curtain runs at a fixed interval (step S10). The solid-state imaging device 1 reads out the electric charges accumulated during a predetermined exposure time between the shutter first curtain and the shutter rear curtain for each pixel (step S11), performs A / D conversion, and performs luminance in the signal processing circuit. Color processing such as generation of a color difference signal and compression are performed (step S12), and stored as an image file in the image storage memory (step S13).
[0045]
In this manner, the AF-only pixel on the solid-state image sensor 1 is operated by the photographing mode of the photographing condition change dial and the distance measuring point change button according to the photographing conditions such as the size, position, and presence or absence of movement of the subject in the viewfinder. Since it is possible to change the light shielding direction of the filter, and further the number and arrangement of the filters, it is possible to always keep the optimum focus state.
[0046]
In the present embodiment, the AF method based on the phase difference is proposed, but the AF method based on the contrast of the image may be used. In this case, it is possible to adopt a configuration in which the upper color filters 25a to 25d are removed from the pixel configuration described with reference to FIG. Then, at the time of focus adjustment, the color filter 25e is changed to a substantially transparent color having a high transmittance, and in the imaging state, light of the R color (mainly light of the R color wavelength region) is transmitted by the filter arrangement (for example, Bayer arrangement). ), G (which mainly transmits light in the G wavelength region), and B (which mainly transmits light in the B wavelength region). That is, in the imaging region 2, a color filter that changes between transparent and R colors in the first region of pixels, a color filter that changes between transparent and G colors in the second region, and a transparent color in the third region. A color filter that changes in the B color is arranged.
[0047]
In the above embodiment, the case where the transmission characteristic of the color filter is changed between the time of focus adjustment and the case of imaging under the adjusted condition has been described. However, the image is captured at the time of exposure condition adjustment and under the adjusted condition. The transmission characteristics of the color filter may be changed depending on the case. Further, the transmission characteristics of the color filters may be changed between the time of focus adjustment and the adjustment of exposure conditions, and the case of imaging under the adjusted conditions.
[0048]
The present invention is not limited to the apparatus of the above-described embodiment, and may be applied to a system including a plurality of devices or an apparatus including a single device. A storage medium storing program codes of software for realizing the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus, and a computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus reads out and executes the program code stored in the storage medium. It goes without saying that it will be completed by doing so.
[0049]
In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the function of the above-described embodiment, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention. As a storage medium for supplying the program code, for example, a floppy (registered trademark) disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, magnetic tape, nonvolatile memory card, or ROM is used. Can be. When the computer executes the readout program code, not only the functions of the above-described embodiment are realized, but also the OS or the like running on the computer performs the actual processing based on the instruction of the program code. It goes without saying that a case where some or all of the functions are performed and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing is also included.
[0050]
Further, after the program code read from the storage medium is written to a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the expansion is performed based on the instruction of the next program code. It goes without saying that the CPU of the expansion board or the expansion unit performs the processing and performs part or all of the actual processing, and the processing realizes the functions of the above-described embodiments.
[0051]
[Embodiment]
Examples of embodiments of the present invention are listed below.
[0052]
<Embodiment 1>
An imaging unit having a plurality of pixels for obtaining subject information, and a transmission characteristic of light from the subject is changeable on a light incident surface side of the imaging unit, and a plurality of filters are arranged for each pixel. An image pickup apparatus comprising: a filter unit that sets the number and arrangement of specific filters for changing the transmission characteristics in the filter unit in a first mode for obtaining the subject information for adjusting imaging conditions. An image pickup apparatus, comprising: a change unit configured to perform the change.
[0053]
<Embodiment 2>
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging condition is a focus condition and / or an exposure condition.
[0054]
<Embodiment 3>
The filter disposed in each pixel has a first color filter having a transparent state and a non-transmissive state, and a second color filter having a transparent state and a transparent state only in a specific wavelength region. 3. The imaging device according to claim 1, further comprising: a color filter.
[0055]
<Embodiment 4>
In the second mode in which subject information is obtained under the imaging conditions adjusted in the first mode, the first color filter is made transparent, and the second color filter is only in a specific wavelength region. The imaging device according to the third embodiment, wherein the imaging device is configured to transmit light.
[0056]
<Embodiment 5>
An imaging unit having a plurality of pixels for obtaining subject information; and a filter unit on the light incident surface side of the imaging unit, the transmission characteristic of light from the subject being changeable and a plurality of filters arranged for each pixel And a control method of the imaging apparatus, comprising: in the first mode for obtaining the subject information for adjusting imaging conditions, the number and arrangement of specific filters for changing the transmission characteristics in the filter unit. A method for controlling an imaging device, wherein the setting is performed.
[0057]
<Embodiment 6>
An imaging unit having a plurality of pixels for obtaining subject information; and a filter unit in which a transmission characteristic of light from the subject is changeable on a light incident surface side of the imaging unit and a plurality of filters are arranged for each pixel. A control program readable by a computer to execute a control method of the imaging apparatus, the method comprising: obtaining a subject information in order to adjust imaging conditions; A control program having a step of setting the number and arrangement of specific filters whose characteristics are changed.
[0058]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to always maintain an optimum focus state according to various photographing conditions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging device (digital camera) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the solid-state imaging device 1.
FIG. 3 is a diagram illustrating a specific circuit configuration of an imaging region 2 illustrated in FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a cross-sectional view illustrating a structure of a pixel described in FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating another structure of a pixel in the solid-state imaging device 1.
6 is a view of the upper color filters 25a to 25d in FIG. 5 as viewed from above.
7 is a view of the lower color filter 25e of FIG. 5 as viewed from above.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a shooting operation according to the embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating a color filter array in an initial state according to the embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating a color filter array when a shooting mode is set in the embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating another color filter array when a shooting mode is set in the embodiment.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a subject having many vertical lines.
FIG. 13 is a diagram illustrating a color filter array when a ranging point group B is set in the embodiment.
FIG. 14 is a diagram showing an arrangement of color filters at the time of imaging in the embodiment.
FIG. 15 is a diagram illustrating a conventional color filter array.
FIG. 16 is a diagram illustrating a cross section of a conventional pixel.
[Explanation of symbols]
1 solid-state imaging device
2 Imaging area
3 Timing generation circuit
4 Vertical scanning circuit
5 Horizontal scanning circuit
6. Analog signal processing circuit
7 A / D conversion circuit
8 Digital signal processing circuit
9 Interface circuit
25a-25d color filter
