JP2013228692A5 - - Google Patents

Description

本発明の撮像装置は、
撮像素子と、
被写体の像を前記撮像素子上に結像する結像光学系と、を有する撮像装置であって、
前記撮像素子は、第１の高感度受光部と第１の低感度受光部と第１の瞳分割手段を有する第１の画素、及び第２の高感度受光部と第２の低感度受光部と第２の瞳分割手段を有する第２の画素を備え、
前記第１の画素と前記第２の画素とは互いに近傍位置に配置され、
前記第１の高感度受光部、前記第１の低感度受光部、前記第２の高感度受光部及び前記第２の低感度受光部は、それぞれ光電変換部を備え、
前記第１の高感度受光部及び低感度受光部と、前記第２の高感度受光部及び低感度受光部とは、該第１の画素及び該第２の画素の中心を基準に、瞳分割方向に、互いに反転させた位置関係にあり、
前記第１の瞳分割手段は前記結像光学系の射出瞳の一部の領域からの光を前記第１の高感度受光部に導き、前記第２の瞳分割手段は前記結像光学系の射出瞳の他の一部の領域からの光を該第２の高感度受光部に導くことが可能に構成されると共に、
前記第１の瞳分割手段は前記結像光学系の射出瞳の一部の領域からの光を前記第１の低感度受光部に導き、前記第２の瞳分割手段は前記結像光学系の射出瞳の他の一部の領域からの光を該第２の低感度受光部に導くことが可能に構成されることを特徴とする。
また、本発明の撮像装置は、
撮像素子と、
被写体の像を前記撮像素子上に結像する結像光学系と、を有する撮像装置であって、
前記撮像素子は、第１の高感度受光部と第１の低感度受光部と第１の瞳分割手段を有する第１の画素、及び第２の高感度受光部と第２の低感度受光部と第２の瞳分割手段を有する第２の画素を備え、
前記第１の画素と前記第２の画素とは互いに近傍位置に配置され、
前記第１の高感度受光部、前記第１の低感度受光部、前記第２の高感度受光部及び前記第２の低感度受光部は、それぞれ光電変換部を備え、
前記第１の高感度受光部及び低感度受光部と、前記第２の高感度受光部及び低感度受光部とは、該第１の画素及び該第２の画素の中心を基準に、瞳分割方向に、互いに反転させた位置関係にあり、
前記第１の瞳分割手段は前記結像光学系の射出瞳の一部の領域からの光を前記第１の高感度受光部に導き、前記第２の瞳分割手段は前記結像光学系の射出瞳の他の一部の領域からの光を該第２の高感度受光部に導くことが可能に構成されると共に、
前記第１の瞳分割手段は前記結像光学系の射出瞳の一部の領域からの光を前記第１の低感度受光部に導き、前記第２の瞳分割手段は前記結像光学系の射出瞳の他の一部の領域からの光を該第２の低感度受光部に導くことが可能に構成され、
前記瞳分割手段は、前記第１の画素における前記第１の高感度受光部及び低感度受光部と、第２の画素における前記第２の高感度受光部及び低感度受光部との上に、それぞれ導波路を有することを特徴とする。

Claims (21)

1. 撮像素子と、
   被写体の像を前記撮像素子上に結像する結像光学系と、を有する撮像装置であって、
   前記撮像素子は、第１の高感度受光部と第１の低感度受光部と第１の瞳分割手段を有する第１の画素、及び第２の高感度受光部と第２の低感度受光部と第２の瞳分割手段を有する第２の画素を備え、
   前記第１の画素と前記第２の画素とは互いに近傍位置に配置され、
   前記第１の高感度受光部、前記第１の低感度受光部、前記第２の高感度受光部及び前記第２の低感度受光部は、それぞれ光電変換部を備え、
   前記第１の高感度受光部及び低感度受光部と、前記第２の高感度受光部及び低感度受光部とは、該第１の画素及び該第２の画素の中心を基準に、瞳分割方向に、互いに反転させた位置関係にあり、
   前記第１の瞳分割手段は前記結像光学系の射出瞳の一部の領域からの光を前記第１の高感度受光部に導き、前記第２の瞳分割手段は前記結像光学系の射出瞳の他の一部の領域からの光を該第２の高感度受光部に導くことが可能に構成されると共に、
   前記第１の瞳分割手段は前記結像光学系の射出瞳の一部の領域からの光を前記第１の低感度受光部に導き、前記第２の瞳分割手段は前記結像光学系の射出瞳の他の一部の領域からの光を該第２の低感度受光部に導くことが可能に構成されることを特徴とする撮像装置。
2. 前記瞳分割手段は、
   前記第１の画素における前記第１の高感度受光部及び低感度受光部と、第２の画素における前記第２の高感度受光部及び低感度受光部との上に、それぞれマイクロレンズを有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記低感度受光部は、前記射出瞳の周辺領域を通過した光束を受光し、または前記射出瞳の狭い領域を通過した光束を受光することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記第１及び第２の高感度受光部における光電変換部は、
   前記第１及び第２の低感度受光部における光電変換部よりも大きい受光面を有し、または、前記第１及び第２の画素の中心に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記第１及び第２の高感度受光部と、前記第１及び第２の低感度受光部は、前記第１及び第２の瞳分割手段とそれぞれの前記光電変換部との間に、フィルタを備え、
   前記フィルタは、それぞれの前記光電変換部の上部に配置された遮光部材の一部に、開口部を設けることにより構成され、
   前記第１及び第２の高感度受光部における前記開口部は、前記第１及び第２の低感度受光部における開口部よりも大きい開口幅を有し、または、前記第１及び第２の画素の中心に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
6. 前記第１の画素における前記第１の高感度受光部と前記第２の画素における前記第２の低感度受光部とは、前記射出瞳の互いに同じ領域を通過する光束を受光し、
   前記第１の画素における前記第１の低感度受光部と前記第２の画素における前記第２の高感度受光部とは、前記射出瞳の互いに同じ領域を通過する光束を受光し、
   前記第１及び第２の低感度受光部は、前記第１及び第２の高感度受光部よりも、感度が小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
7. 前記第１及び第２の高感度受光部と、前記第１及び第２の低感度受光部は、
   前記第１及び第２の瞳分割手段とそれぞれの前記光電変換部の間に、フィルタを備え、前記フィルタは、前記第１及び第２の低感度受光部におけるそれぞれの前記光電変換部の上部が吸収媒質で構成され、
   前記第１及び第２の高感度受光部におけるそれぞれの前記光電変換部の上部が非吸収媒質で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
8. 前記第１の画素及び前記第２の画素は、前記瞳分割方向に垂直な方向において、同じ画素列に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
9. 撮像素子と、
   被写体の像を前記撮像素子上に結像する結像光学系と、を有する撮像装置であって、
   前記撮像素子は、第１の高感度受光部と第１の低感度受光部と第１の瞳分割手段を有する第１の画素、及び第２の高感度受光部と第２の低感度受光部と第２の瞳分割手段を有する第２の画素を備え、
   前記第１の画素と前記第２の画素とは互いに近傍位置に配置され、
   前記第１の高感度受光部、前記第１の低感度受光部、前記第２の高感度受光部及び前記第２の低感度受光部は、それぞれ光電変換部を備え、
   前記第１の高感度受光部及び低感度受光部と、前記第２の高感度受光部及び低感度受光部とは、該第１の画素及び該第２の画素の中心を基準に、瞳分割方向に、互いに反転させた位置関係にあり、
   前記第１の瞳分割手段は前記結像光学系の射出瞳の一部の領域からの光を前記第１の高感度受光部に導き、前記第２の瞳分割手段は前記結像光学系の射出瞳の他の一部の領域からの光を該第２の高感度受光部に導くことが可能に構成されると共に、
   前記第１の瞳分割手段は前記結像光学系の射出瞳の一部の領域からの光を前記第１の低感度受光部に導き、前記第２の瞳分割手段は前記結像光学系の射出瞳の他の一部の領域からの光を該第２の低感度受光部に導くことが可能に構成され、
   前記瞳分割手段は、前記第１の画素における前記第１の高感度受光部及び低感度受光部と、第２の画素における前記第２の高感度受光部及び低感度受光部との上に、それぞれ導波路を有することを特徴とする撮像装置。
10. 前記第１の画素の第１の高感度受光部と第１の低感度受光部における少なくとも一方の受光部で取得した信号より、該第１の画素の撮影画像のための画素信号を生成し、
    前記第２の画素の第２の高感度受光部と第２の低感度受光部における少なくとも一方の受光部で取得した信号より、該第２の画素の撮影画像のための画素信号を生成することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
11. 前記第１の画素及び前記第２の画素は、瞳分割方向に垂直な方向において、同じ画素列に配置されていることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の撮像装置。
12. 前記互いに近傍位置に配置されている第１の画素と前記第２の画素とは、互いに２画素以内の距離に配置されていることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
13. 前記低感度受光部は、前記射出瞳の周辺領域を通過した光束を受光し、または前記射出瞳の狭い領域を通過した光束を受光することを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
14. 前記第１及び第２の高感度受光部における光電変換部は、
    前記第１及び第２の低感度受光部における光電変換部よりも大きい受光面を有し、または、前記第１及び第２の画素の中心に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
15. 前記第１及び第２の高感度受光部と、前記第１及び第２の低感度受光部は、
    前記第１及び第２の瞳分割手段とそれぞれの前記光電変換部との間に、フィルタを備え、
    前記フィルタは、それぞれの前記光電変換部の上部に配置された遮光部材の一部に、開口部を設けることにより構成され、
    前記第１及び第２の高感度受光部における前記開口部は、前記第１及び第２の低感度受光部における開口部よりも大きい開口幅を有し、または、前記第１及び第２の画素の中心に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
16. 前記第１及び第２の高感度受光部と、前記第１及び第２の低感度受光部は、前記第１及び第２の瞳分割手段とそれぞれの前記光電変換部との間に、導波路を備え、
    前記第１及び第２の高感度受光部における前記導波路は、前記第１及び第２の低感度受光部における導波路よりも大きいコア径を有し、または、前記第１及び第２の画素の中心に近い位置に前記導波路のコア部が配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
17. 前記第１の画素における前記第１の高感度受光部と前記第２の画素における前記第２の低感度受光部とは、前記射出瞳の互いに同じ領域を通過する光束を受光し、
    前記第１の画素における前記第１の低感度受光部と前記第２の画素における前記第２の高感度受光部とは、前記射出瞳の互いに同じ領域を通過する光束を受光し、
    前記第１及び第２の低感度受光部は、前記第１及び第２の高感度受光部よりも、感度が小さいことを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
18. 前記第１及び第２の高感度受光部と、前記第１及び第２の低感度受光部は、前記第１及び第２の瞳分割手段とそれぞれの前記光電変換部の間に、フィルタを備え、
    前記フィルタは、前記第１及び第２の低感度受光部におけるそれぞれの前記光電変換部の上部が吸収媒質で構成され、
    前記第１及び第２の高感度受光部におけるそれぞれの前記光電変換部の上部が非吸収媒質で構成されていることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
19. 前記第１の画素と前記第２の画素から取得された信号により、測距像又は撮影画像を生成することを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項に記載の撮像装置。
20. 前記測距像により、距離を検出することをと特徴とする請求項１９に記載の撮像装置。
21. 請求項１または請求項９に記載の撮像装置と、該撮像装置で取得した信号を処理する信号処理手段と、を備えることを特徴とするカメラシステム。