JP4414486B2 - 撮像装置およびカメラ - Google Patents
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Description
〔撮像装置の構造〕
図1は、本発明の実施の形態1に係る撮像装置に含まれる撮像素子の断面を一部拡大した図である。図2は、本発明の実施の形態1に係る撮像装置の断面を一部拡大した図である。図2に示す撮像装置1は、図1に示す撮像素子10と、位相差検出方式の焦点検出機構を有する位相差検出センサ20とを有する。
が合っている場合、ラインセンサ22上の予め定められた位置に被写体像が結像する。ここで、ラインセンサ22上の予め定められた位置と異なる位置に被写体像が結像した場合、位相差検出センサ20は、デフォーカス方向およびデフォーカス量を検知することが可能となる。
本実施の形態では、光電変換部12の基板11の一部を薄くすることにより、撮像素子10が光を透過する例について説明したが、これに限られない。例えば、撮像素子に光を透過させる他の方法として、基板11の全体を薄くして光を透過させるようにしてもよい。また、基板11の一部に貫通孔を設けて光を透過させるようにしてもよい。
〔別の撮像装置の構造〕
図3は、本発明の実施の形態2に係る撮像装置の断面を一部拡大した図である。図3に示す撮像装置1aは、図1および図2に示す実施の形態1に対応する撮像素子10と位相差検出センサ20の間にコンデンサーレンズ30を配置した構成を有する。
〔撮像装置の応用例〕
図4は、本発明の実施の形態3に係る撮像装置の斜視図である。図4に示す撮像装置1bには、セパレータレンズ21とラインセンサ22とから構成される選択可能な複数個の位相差検出センサ20が配置される。図4に示すように、本実施の形態では、9個の位相
差検出センサ20が、光透過部18に対応して、それぞれ撮像面に配置されている。9個の位相差検出センサ20は、撮像面に形成された光学像のそれぞれ異なる位置の像により位相差検出を行う。すなわち、撮像素子10は、位相差検出センサ20が配置された複数の測距ポイントを有している。各位相差検出センサ20は、配置された位置に応じて、ラインセンサ22上に結像されたそれぞれの被写体像の位置に応じて測距データを出力する。
〔光透過部上の光電変換素子の出力補正〕
図1および図2に示すように、光電変換部12は、光透過率が低い第1光電変換部19と、光透過部18に形成され第1光電変換部19よりも光透過率が高い第2光電変換部23とを有している。第2光電変換部23では、被写体光の一部が透過することにより、相対的に第1光電変換部19に比べて光電変換効率が小さくなってしまう。したがって、同じ光量を受光しても、蓄積電荷量は、第1光電変換部19よりも第2光電変換部23の方が少なくなってしまう。このため、撮像素子10から出力された電気信号に従来の画像処理を行うだけでは、光透過部18に対応する部分の画像が、第1光電変換部19に対応する部分の画像と異なって撮影されてしまう可能性がある。例えば、光透過部18に対応する部分の画像が、第1光電変換部19に対応する部分の画像よりも暗く撮影されてしまう可能性がある。
第2光電変換部のR画素補正量−第1光電変換部のR画素補正量=Rk
第2光電変換部のG画素補正量−第1光電変換部のG画素補正量=Gk
第2光電変換部のB画素補正量−第1光電変換部のB画素補正量=Bk
Rk>Gk>Bk
上記関係は、第2光電変換部23の赤(R)・緑(G)・青(B)各画素での補正量と第1光電変換部19のRGB各画素での補正量との差を示している。赤・緑・青の3色のうち長波長である赤が最も透過率が高いため、赤の画素での補正量の差が最も大きい。また、上記3色のうち短波長である青が最も透過率が低いため、青の画素での補正量の差が最も小さい。
次に、図5および図6を参照して、CMOSアクティブピクセルセンサ(以下単に「CMOSセンサ」という)を撮像素子10として使用する場合の出力補正について説明する。図5は、CMOSセンサを用いた等価回路の一構成例を示す図である。図6は、単位セルに対応する等価回路の一構成例を示す図である。
次に、図7を参照して、インターライン転送型CCD(以下単に「CCDセンサ」という)を撮像素子10として使用する場合の出力補正について説明する。図7は、インターライン転送型CCDを用いた等価回路の一構成例を示す図である。
した場合は、すべての単位セル61を同一のアンプ65によって増幅するため、このままでは単位セル61毎にアンプ65の増幅率を設定することができない。したがって、単位セル61毎にアンプ65の増幅率を変更しようとすると、回路構成が複雑になる。
〔本発明を用いたカメラの概要〕
図8は、本発明の実施の形態5に係るカメラの本体(デジタルカメラ本体)の制御システムを示すブロック図である。ここでは、図8を参照して、例えば、図1および図2に示す実施の形態1に対応する撮像装置1を有するデジタルカメラ本体(以下単に「カメラ本体」という)70について説明する。撮像装置1は、例えば、撮像素子10に相当するCCDセンサ60(図7参照)および位相差検出センサ20を有する。また、カメラ本体70で撮像素子10の出力に対して行う処理についても説明する。なお、以下に説明する処理は、撮像素子10としてCMOSセンサ50(図5および図6参照)を使用した場合でも適用可能である。
信号に変換して出力する。具体的には、ラインセンサ22から電気信号(画像信号)が出力される。ラインセンサ22から出力される画像信号は、アナログ信号処理部80、A/D変換部81、およびデジタル信号処理部77により、順に処理される。そして、ボディーマイコン71に処理後の当該信号が送られ、ボディーマイコン71は、デフォーカス方向とデフォーカス量を算出する。ボディーマイコン71は、算出したデフォーカス方向とデフォーカス量を交換レンズユニット100のレンズマイコン(図示せず)に送信する。この結果、レンズマイコンからの指令により交換レンズユニット100のフォーカスレンズが駆動され、オートフォーカスが行われる。
て、画像圧縮部83に送信される。画像圧縮部83は、画像記録制御部75の命令に従って画像信号に圧縮処理を行う。画像信号は、この圧縮処理により、元のデータよりも小さなデータサイズになる。例えば、この圧縮方式として、JPEG(Joint Photographic Experts Group)方式などが用いられる。
ーを使用できるように、また、動画撮影などで絞り(アイリス)駆動をボディー側から制御できるように交信が可能なリアルタイム交信端子90bが設けられている。
ここで、図10を用いて、従来の一眼レフカメラ駆動システムの概略について説明する。図10は、従来の一眼レフカメラの概略構成を示す図である。図10において、図9と同じ構成要素については、同じ符号を付す。
算出し、撮影モードに応じてシャッターユニット78の制御シャッタースピードと交換レンズユニット100のアイリス101の絞り値を決定する。同時に、位相差検出ユニット114の出力に応じて焦点状態を検出することで、交換レンズユニット100のフォーカスレンズ102の駆動量を算出し、焦点調整駆動系の駆動を開始する。
Claims (14)
- 光電変換部を有する撮像素子と、
位相差検出方式の焦点検出を行う位相差検出センサと、を有し、
前記位相差検出センサは、前記撮像素子からの透過光を受光して位相差検出方式の焦点検出を行う、
撮像装置。 - 前記撮像素子は、少なくとも一部に光透過部を形成し、
前記位相差検出センサは、前記光透過部に対応する位置に配置される、
請求項1記載の撮像装置。 - 前記光電変換部は、少なくとも一部の厚みが光を透過する厚みである基板を有する、
請求項2記載の撮像装置。 - 前記光電変換部は、基板を有し、
前記光透過部は、前記基板に形成された凹部である、
請求項2記載の撮像装置。 - 前記凹部は、前記基板を切削、研磨、またはエッチングすることにより形成される、
請求項4記載の撮像装置。 - 前記凹部の側面は、透過光を前記位相差検出センサに反射させない角度で形成されている、
請求項4記載の撮像装置。 - 前記位相差検出センサを複数有する、
請求項2記載の撮像装置。 - 前記光電変換部は、第1光電変換部と、前記光透過部に形成され前記第1光電変換部よりも光透過率が高い第2光電変換部とを有し、
前記第2光電変換部からの出力は、前記第1光電変換部からの出力に比して、より増幅される、
請求項2記載の撮像装置。 - 前記光電変換部は、前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との中間領域に位置する第3光電変換部を有し、
前記第3光電変換部からの出力は、段階的に増幅される、
請求項8記載の撮像装置。 - 第1光電変換部および前記第1光電変換部よりも光透過率が高い第2光電変換部を有する光電変換部を有する撮像素子と、前記撮像素子からの透過光を受光して位相差検出方式の焦点検出を行う位相差検出センサとを有する撮像装置と、
前記第2光電変換部からの出力に、前記第1光電変換部からの出力と異なる処理を行う信号処理部と、
を有するカメラ。 - 前記信号処理部は、前記第2光電変換部からの出力を、前記第1光電変換部からの出力に比して、より増幅する、
請求項10記載のカメラ。 - 前記信号処理部は、前記第2光電変換部と前記第1光電変換部との中間領域に位置する光電変換部からの出力を、段階的に増幅する、
請求項10記載のカメラ。 - 前記信号処理部は、前記第2光電変換部からの出力と前記第1光電変換部からの出力とにより表示される画像のホワイトバランスおよび/または輝度を等しくする処理を行う、 請求項10記載のカメラ。
- 増幅部が設けられた光電変換部を有する撮像素子と、
位相差検出方式の焦点検出を行う位相差検出センサと、を有し、
前記位相差検出センサは、前記撮像素子からの透過光を受光して位相差検出方式の焦点検出を行う、
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