JP2010220192A - 撮像素子および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮影光学系により結像された像を撮像するための撮像用画素2r、2g、2bと、撮影光学系の焦点調節状態を検出するための焦点検出用画素2s1、2s2とを平面上に千鳥状に配列し、撮像用画素2r、2g、2bが配列された行と焦点検出用画素2s1、2s2が配列された行とを交互に配列するとともに、撮像用画素2r、2g、2bと焦点検出用画素2s1、2s2とが互いに略半画素分ずれるように配列する。
【選択図】図3
Description
また、上述した従来の撮像素子では、焦点検出用画素列に高い空間周波数の被写体像が投影されると、上記補間処理における誤差に起因する画像の不連続性、すなわち画像ひずみが発生し、画質が劣化するという問題もある。これについては、撮影画面内の焦点検出位置(焦点検出領域)を最小にすれば画質の劣化が問題になる位置(領域)も少なくなるが、そうすると撮影画面内のさらに限られた位置(領域)でしか焦点検出を実現できなくなる。
図9は、変形例の撮像素子2Aの撮像面における画素配列の部分拡大図である。この撮像素子2Aは、一対の焦点検出用画素2s1、2s2の内の一方の焦点検出画素2s1の光電変換素子27および遮光マスク22の開口28を90度時計方向に回転して焦点検出用画素2s3とするとともに、隣接する一対の焦点検出用画素2s1、2s2の内の他方の焦点検出用画素2s2の光電変換素子27および遮光マスク22の開口28を90度時計方向に回転して焦点検出用画素2s4とし、図9に示すように焦点検出用画素2s1、2s2、2s3、2s4を配置したものである。それ以外の画素配置は図3に示す一実施の形態の撮像素子2と同様である。
上述した一実施の形態の図2、図3および図9に示す撮像素子2、2Aでは、撮像用画素と焦点検出用画素とが平面上に千鳥状に、かつ撮像用画素の行と焦点検出用画素の行とが交互に配列されているので、撮像用画素と焦点検出用画素の画素数はほぼ同数になる。したがって、1000万画素の撮像用画素により撮像を行う撮像素子には、1000万個の撮像用画素の他にほぼ同数の約1000万個の焦点検出用画素があり、合計2000万個の画素が配列されることになる。この撮像素子から例えば60フレーム/秒のフレームレートで画素出力を読み出すとすると、伝送レートが1200メガ画素/秒に増大し、後段の画像信号処理回路までの画素出力の伝送が困難になる。
図11に示す一実施の形態の撮像装置では、撮像素子40から1つの信号系統を介して撮像用画素信号と焦点検出用画素信号とを外部へ出力する例を示したが、撮像用画素信号と焦点検出用画素信号とをそれぞれ別個の信号系統を介して外部へ出力するようにした他の一実施の形態の撮像装置を説明する。
Claims (10)
- 撮影光学系により結像された像を撮像するための撮像用画素と、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出するための焦点検出用画素とが平面上に千鳥状に配列された撮像素子であって、
前記撮像用画素が配列された行と前記焦点検出用画素が配列された行とが交互に配列されるとともに、前記撮像用画素と前記焦点検出用画素とが互いに略半画素分ずれて配列されることを特徴とする撮像素子。 - 請求項1に記載の撮像素子において、
前記撮像用画素および前記焦点検出用画素は、撮像面における形状が正方形であり、前記正方形の対角線が前記撮像面の左右方向と上下方向に向けて配置されることを特徴とする撮像素子。 - 請求項1または請求項2に記載の撮像素子において、
前記焦点検出用画素が撮像面の全域に配列されることを特徴とする撮像素子。 - 請求項1〜3のいずれかの項に記載の撮像素子において、
前記焦点検出用画素の配列は、前記撮影光学系の射出瞳上の一対の領域を通過した一対の光束による一対の像を受光する一対の焦点検出用画素を複数配列したものであり、前記一対の像の相対的なずれ量に基づいて前記撮影光学系の焦点調節状態を検出することを特徴とする撮像素子。 - 請求項4に記載の撮像素子において、
前記一対の焦点検出用画素は、撮像面の左右方向と上下方向とに配列されることを特徴とする撮像素子。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記撮像用画素は、赤色、緑色および青色に感度を有する画素がベイヤー配列されたものであることを特徴とする撮像素子。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の撮像素子と、
前記撮像素子の撮像面に被写体像を結像する撮影光学系と、
前記撮像素子の前記撮像用画素から出力される画像信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、
前記撮像素子の前記焦点検出用画素から出力される焦点検出信号に基づいて前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、
前記焦点検出手段による検出結果に基づいて前記撮影光学系の焦点調節を行う焦点調節手段とを備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項7に記載の撮像装置において、
前記撮像素子の近傍に配置され、前記撮像素子から所定の信号伝送レートで出力される前記撮像用画素の画像信号と前記焦点検出用画素の焦点検出信号とを入力して一時記憶する記憶手段と、
前記画像信号と前記焦点検出信号の前記記憶手段から前記画像生成手段と前記焦点検出手段への出力を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記撮像用画素の画像信号と前記焦点検出用画素の焦点検出信号とを1行ごとに交互に出力するとともに、前記焦点検出用画素の配列行において、前記撮影光学系により結像された前記画面上において予め指定された焦点検出領域に対応する前記焦点検出用画素の焦点検出信号のみを出力し、前記焦点検出領域に非対応の前記焦点検出用画素の焦点検出信号の出力に要すべきであった信号伝送時間を、前記撮像用画素と前記焦点検出領域に対応する前記焦点検出用画素の信号伝送時間に割り当て、前記所定の信号伝送レートを低減することを特徴とする撮像装置。 - 請求項8に記載の撮像装置において、
前記記憶手段の近傍に配置され、前記記憶手段から前記撮像用画素の1行分の前記画像信号を読み出して出力した後に、前記記憶手段から前記焦点検出用画素の1行分の内の前記焦点検出領域に対応する前記焦点検出用画素のみの前記焦点検出信号を出力する信号選択手段を備え、
前記画像信号と前記焦点検出信号とを、同一の信号伝送系統を介して前記画像生成手段と前記焦点検出手段へそれぞれ出力することを特徴とする撮像装置。 - 請求項8に記載の撮像装置において、
前記記憶手段から、第1の信号伝送系統を介して、前記画像生成手段へ前記画像信号を出力するとともに、
前記記憶手段から、前記第1の信号伝送系統とは異なる第2の信号伝送系統を介して、前記焦点検出手段へ前記焦点検出信号を出力することを特徴とする撮像装置。
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