JP2016192645A5

JP2016192645A5 - 撮像素子および撮像装置

Info

Publication number: JP2016192645A5
Application number: JP2015071017A
Authority: JP
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2017-12-07
Anticipated expiration: 2035-03-31

Description

本発明は、撮像素子および撮像装置に関する。

（１）第１の態様によれば、撮像素子は、第１の方向に配置され、入射した光を光電変換して電荷を生成する第１の光電変換部および第２の光電変換部を有する第１画素と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に配置され、前記第１画素を透過した光を受光して電荷を生成する第３の光電変換部および第４の光電変換部を有する第２画素と、を備える。
（２）第２の態様によれば、撮像装置は、光学系による像を撮像する第１の態様の撮像素子と、前記第１の光電変換部で生成された電荷に基づく第１信号と前記第２の光電変換部で生成された電荷に基づく第２信号、および前記第３の光電変換部で生成された電荷に基づく第３信号と前記第４の光電変換部で生成された電荷に基づく第４信号の少なくとも一方に基づいて、前記光学系の合焦位置を制御する制御部と、を備える。

Claims

第１の方向に配置され、入射した光を光電変換して電荷を生成する第１の光電変換部および第２の光電変換部を有する第１画素と、
前記第１の方向とは異なる第２の方向に配置され、前記第１画素を透過した光を受光して電荷を生成する第３の光電変換部および第４の光電変換部を有する第２画素と、を備える撮像素子。
請求項１に記載の撮像素子において、
前記第１画素は、入射した光のうち第１色を光電変換し、
前記第２画素は、前記第１色の補色の光を光電変換する撮像素子。
請求項１または請求項２に記載の撮像素子において、
前記第２方向に配置される複数の前記第１画素と、
前記第１の方向に配置される複数の前記第２画素とを有し、
複数の前記第１画素からの信号を読み出す第１の読み出し部と、
複数の前記第２画素からの信号を読み出す第２の読み出し部とを備える撮像素子。
請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１の光電変換部で生成された電荷に基づく第１信号を出力する第１信号線と、前記第２の光電変換部で生成された電荷に基づく第２信号を出力する第２信号線と、前記第３の光電変換部で生成された電荷に基づく第３信号を出力する第３信号線と、前記第４の光電変換部で生成された電荷に基づく第４信号を出力する第４信号線と、を備える撮像素子。
請求項４に記載の撮像素子において、
前記第１信号または前記第２信号を出力する第１出力線を備える撮像素子。
請求項４または５に記載の撮像素子において、
前記第１信号を記憶する第１記憶部と、
前記第２信号を記憶する第２記憶部と、を備える撮像素子。
請求項４から６のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１信号と前記第２信号とを加算する第１加算部と、
前記第１加算部で加算された信号を出力する第２出力線と、を備える撮像素子。
請求項７に記載の撮像素子において、
前記第１加算部で加算された信号を記憶する記憶部を備える撮像素子。
請求項４から８のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第３信号または前記第４信号を出力する第３出力線を備える撮像素子。
請求項４から９のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第３信号を記憶する第３記憶部と、
前記第４信号を記憶する第４記憶部と、を備える撮像素子。
請求項４から１０のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第３信号と前記第４信号とを加算する第２加算部と、
前記第２加算部で加算された信号を出力する第４出力線と、を備える撮像素子。
請求項１１に記載の撮像素子において、
前記第２加算部で加算された信号を記憶する記憶部を備える撮像素子。
請求項１から１２のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１画素はマイクロレンズを有し、前記第１および第２の光電変換部は前記マイクロレンズを透過した光を光電変換し、
前記第３および第４の光電変換部は前記マイクロレンズと前記第１画素とを透過した光を光電変換する撮像素子。
請求項１から１２のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１画素と前記第２画素との間に焦点位置を有し、前記第１画素よりも光の入射側に設けられるマイクロレンズを備える撮像素子。
請求項１から１２のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１画素または前記第２画素の焦点位置を有し、前記第１画素よりも光の入射側に設けられるマイクロレンズを備える撮像素子。
請求項１から１２のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１画素よりも光の入射側に設けられるマイクロレンズと、
前記第１画素と前記第２画素との間に設けられるレンズとを備える撮像素子。
請求項１から１６のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１乃至第４の光電変換部は、有機光電膜である撮像素子。
請求項１から１７のいずれか一項に記載の撮像素子において、
複数の前記第１画素が配置される第１の撮像素子と、複数の前記第２画素が配置される第２の撮像素子とが積層される撮像素子。
請求項１８に記載の撮像素子において、
前記第２の撮像素子は、前記第１画素と前記第２画素との間に配線層を有する撮像素子。
請求項１８に記載の撮像素子において、
前記第２の撮像素子は配線層を有し、
前記第２画素は、前記第１画素と前記配線層との間にある撮像素子。
請求項１８に記載の撮像素子において、
前記第２の撮像素子は、裏面照射型撮像素子である撮像素子。
光学系による像を撮像する請求項１から２１のいずれか一項に記載の撮像素子と、
前記第１の光電変換部で生成された電荷に基づく第１信号と前記第２の光電変換部で生成された電荷に基づく第２信号、および前記第３の光電変換部で生成された電荷に基づく第３信号と前記第４の光電変換部で生成された電荷に基づく第４信号の少なくとも一方に基づいて、前記光学系の合焦位置を制御する制御部と、を備える撮像装置。
請求項２２に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記第１信号と前記第２信号と前記第３信号と前記第４信号との少なくとも１つに基づいて、前記第１信号と前記第２信号、および前記第３信号と前記第４信号の少なくとも一方を選択して、前記光学系の合焦位置を制御する撮像装置。
請求項２２または２３に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記第１信号と前記第２信号とに基づく第１画像、および前記第３信号と前記第４信号とに基づく第２画像に基づいて、前記第１信号と前記第２信号、および前記第３信号と前記第４信号の少なくとも一方を選択して前記光学系の合焦位置を制御する撮像装置。
請求項２４に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記第１画像のコントラストと前記第２画像のコントラストに基づいて、前記第１信号と前記第２信号、および前記第３信号と前記第４信号の少なくとも一方を選択して前記光学系の合焦位置を制御する撮像装置。
請求項２５に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記第１画像のコントラストと前記第２画像のコントラストとが第１閾値未満であると、前記光学系を移動させる撮像装置。
請求項２５または２６に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記第１画像のコントラストと前記第２画像のコントラストとが第１閾値以上であると、前記第１信号と前記第２信号、および前記第３信号と前記第４信号の少なくとも一方に基づいて前記光学系の合焦位置を制御する撮像装置。
請求項２５から２７のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記第１画像のコントラストと前記第２画像のコントラストとの差が第２閾値未満であると、前記第１信号と前記第２信号、および前記第３信号と前記第４信号に基づいて前記光学系の合焦位置を制御する撮像装置。
請求項２５から２８のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記第１画像のコントラストと前記第２画像のコントラストとの差が第２閾値以上であると、前記第１信号と前記第２信号、または前記第３信号と前記第４信号に基づいて前記光学系の合焦位置を制御する撮像装置。
請求項２９に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記第１画像のコントラストよりも前記第２画像のコントラストが大きいと、前記第３信号と前記第４信号とに基づいて前記光学系の合焦位置を制御し、
前記第２画像のコントラストよりも前記第１画像のコントラストが大きいと、前記第１信号と前記第２信号とに基づいて前記光学系の合焦位置を制御する撮像装置。
請求項２４から３０のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記第１画像に周期パターン像があると、前記第３信号と前記第４信号とに基づいて前記光学系の合焦位置を制御し、前記第２画像に周期パターン像があると、前記第１信号と前記第２信号とに基づいて前記光学系の合焦位置を制御する撮像装置。
請求項２４から３１のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記第１画像において前記第１方向に周期パターン像があると、前記第３信号と前記第４信号とに基づいて前記光学系の合焦位置を制御し、前記第２画像において前記第２方向に周期パターン像があると、前記第１信号と前記第２信号とに基づいて前記光学系の合焦位置を制御する撮像装置。
請求項２２から３２のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記第１信号および前記第２信号に周期パターンがあると、前記第３信号と前記第４信号とに基づいて前記光学系の合焦位置を制御し、前記第３信号および前記第４信号に周期パターンがあると、前記第１信号と前記第２信号とに基づいて前記光学系の合焦位置を制御する撮像装置。
請求項２２から３３のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記第１信号および前記第２信号において前記第１方向に周期パターンがあると、前記第３信号と前記第４信号とに基づいて前記光学系の合焦位置を制御し、前記第３信号および前記第４信号に前記第２方向に周期パターンがあると、前記第１信号および前記第２信号とに基づいて前記光学系の合焦位置を制御する撮像装置。
請求項２２から３４のいずれか一項に記載の撮像装置において、
姿勢を検出する姿勢検出部を備え、
前記姿勢検出部の検出結果に基づいて、前記第１信号と前記第２信号、および前記第３信号と前記第４信号の少なくとも一方を選択して前記光学系の合焦位置を制御する撮像装置。
請求項３５に記載の撮像装置において、
前記姿勢検出部の検出結果により、前記第１の方向が水平方向であると、前記第１信号と前記第２信号とに基づいて前記光学系の合焦位置を制御し、前記第２の方向が水平方向であると、前記第３信号と前記第４信号とに基づいて前記光学系の合焦位置を制御する撮像装置。
請求項２２から３６のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記制御部は、前記光学系による像が前記撮像素子に合焦するようにフォーカスレンズの位置を制御する撮像装置。
請求項２２から３７のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記第１信号と前記第２信号とに基づく画像信号を生成し、前記第３信号と前記第４信号とに基づく画像信号を生成する生成部を備える撮像装置。
請求項３８に記載の撮像装置において、
前記生成部は、前記第１信号と前記第２信号とを加算して生成された画像信号と、前記第３信号と前記第４信号とを加算して生成された画像信号とに基づいて、画像信号を生成する撮像装置。
請求項３８または３９に記載の撮像装置において、
前記生成部は、前記第１信号と前記第２信号とを加算して生成された画像信号と、前記第３信号と前記第４信号とを加算して生成された画像信号とを合成する撮像装置。
請求項３８から４０のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記第１信号と前記第２信号、および、前記第３信号と前記第４信号の少なくとも一方により被写体の移動方向を検出する検出部を備え、
前記生成部は、前記検出部が検出した前記被写体の移動方向に基づいて、前記第１信号と前記第２信号とに基づく画像信号を生成、または前記第３信号と前記第４信号とに基づく画像信号を生成する撮像装置。
請求項４１に記載の撮像装置において、
前記生成部は、前記検出部が検出した前記被写体の移動方向が前記第１の方向であると、前記第３信号と前記第４信号とに基づく画像信号を生成し、前記検出部が検出した前記被写体の移動方向が前記第２の方向であると、前記第１信号と前記第２信号とに基づく画像信号を生成する撮像装置。
請求項４１または４２に記載の撮像装置において、
前記生成部は、前記検出部が検出した前記被写体の移動方向に基づいて、前記第１信号と前記第２信号とに基づく画像信号、または前記第３信号と前記第４信号とに基づく画像信号を補正する補正部を備える撮像装置。