JP5895355B2 - 撮像装置 - Google Patents
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請求項3に記載の撮像装置は、撮影光学系の第1の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光する第1の方向に配置される第1及び第2の光電変換部を有し、前記第1の方向に配置される複数の第1の画素と、前記撮影光学系の第2の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光し前記第1の方向に配置される第1及び第2の光電変換部を有し前記第1の方向に配置される複数の第2の画素とを含む撮像素子と、前記撮影光学系の射出瞳位置に基づき、前記複数の第1の画素と前記複数の第2の画素との一方を選択する選択部と、前記選択部によって選択された前記一方の複数の画素の第1及び第2の光電変換部から生成される第1及び第2の光電変換信号に基づき、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出部と、前記複数の第1及び第2の画素で生成される前記第1及び第2の光電変換信号を加算した第1及び第2の加算信号により、画像を生成する画像生成部と、を備え、前記第1の方向に配列される複数の第2の画素は、前記第1の方向と交差する方向において前記第1の方向に配列された前記複数の第1の画素の次に配置される。
請求項4に記載の撮像装置は、撮影光学系の第1の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光する第1の方向に配置される第1及び第2の光電変換部を有し、前記第1の方向に配置される複数の第1の画素と、前記撮影光学系の第2の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光し前記第1の方向に配置される第1及び第2の光電変換部を有し前記第1の方向に配置される複数の第2の画素とを含む撮像素子と、前記複数の第1の画素と前記複数の第2の画素との一方を選択する選択部と、前記選択部によって選択された前記一方の複数の画素の第1及び第2の光電変換部から生成される第1及び第2の光電変換信号に基づき、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出部と、を備え、前記第1の方向に配列される複数の第2の画素は、前記第1の方向と交差する方向において前記第1の方向に配列された前記複数の第1の画素の次に配置される。
請求項7に記載の撮像装置は、撮影光学系の光路中に設定される第1の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光し第1の方向に配置される第1及び第2の光電変換部を有し前記第1の方向に配置される複数の第1の画素と、前記撮影光学系の光路中に設定される第2の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光し前記第1の方向に配置される第1及び第2の光電変換部を有し前記第1の方向に配置される複数の第2の画素とを少なくとも含む撮像素子と、前記撮影光学系の射出瞳位置に基づき、前記複数の第1の画素と前記複数の第2の画素との一方を選択する選択部と、前記選択部によって選択された前記一方の複数の画素の第1及び第2の光電変換部から生成される第1及び第2の光電変換信号に基づき、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出部と、前記複数の第1及び第2の画素から生成される前記第1及び第2の光電変換信号を加算した第1及び第2の加算信号により、画像を生成する画像生成部と、を備え、前記第1の方向に配置された前記複数の第1の画素と前記第1の方向に配置される複数の第2の画素とは、前記撮像素子の撮像面の全面に配置され、前記撮像素子は、一つの光電変換部のみを有する画素を含まない。
請求項15に記載の撮像装置は、撮影光学系の光路中に設定される第1の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光し第1の方向に配列される第1及び第2の光電変換部を有し前記第1の方向に配列される複数の第1の画素と、前記撮影光学系の光路中に設定される第2の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光し前記第1の方向に配列される第1及び第2の光電変換部を有し前記第1の方向に配列される複数の第2の画素とを少なくとも含む撮像素子と、前記撮影光学系の射出瞳位置に基づき、前記複数の第1の画素と前記複数の第2の画素との一方を選択する選択部と、前記選択部によって選択された前記一方の複数の画素の第1及び第2の光電変換部から出力される第1及び第2の光電変換信号に基づき、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出部と、前記複数の第1及び第2の画素から出力される前記第1及び第2の光電変換信号を加算した第1及び第2の加算信号により、画像を生成する画像生成部と、を備え、前記第1及び第2の画素の各々は、前記第1及び第2の光電変換部が分離領域を隔てて配置され、前記画像生成部は、前記分離領域による前記第1及び第2の加算信号への影響を補正するために、前記第1及び第2の加算信号を、前記撮影光学系のF値が大きくなる程大きな値となる補正値に基づき補正する補正部を有し、前記補正部によって補正された前記加算信号に基づき、前記画像を生成する。
第1の実施の形態の撮像装置として、レンズ交換式のデジタルスチルカメラを例に挙げて説明する。図1は第1の実施の形態のデジタルスチルカメラ201の構成を示す横断面図である。本実施の形態のデジタルスチルカメラ201は、交換レンズ202とカメラボディ203とから構成され、交換レンズ202がマウント部204を介してカメラボディ203に装着される。カメラボディ203にはマウント部204を介して種々の撮影光学系を有する交換レンズ202が装着可能である。
(1) 上述した実施の形態では、交換レンズの射出瞳距離に応じて1つのグループが選択されるとともに、選択された焦点検出エリアの位置に応じて該グループに属する1つの行が選択され、第2読み出しモードにより、その行において単独信号の読み出しが付加的に行われている。しかし、もちろん選択されたグループに属する近接した複数の行を選択するとともに、該複数の行において単独信号の読み出しを行うようにしてもよい。
29 半導体回路基板、30 遮光マスク、31、32 平坦化層、
34 色フィルタ、40 半導体基板表面、41 面、42 光軸、43 軸、
51、52、53 円、61 実線、62 破線、63 点線、
85、86 光束、90 測距瞳面、91 軸(光軸)、92 直線、
95、96、195、196、295、296 領域(測距瞳)、
100 撮影画面、101〜105 焦点検出エリア、
110、111、112、113 破線、
180 領域、191 中心、192、193 位置、
201 デジタルスチルカメラ、202 交換レンズ、203 カメラボディ、
204 マウント部、206 レンズ駆動制御装置、
208 ズーミング用レンズ、209 レンズ、210 フォーカシング用レンズ、
211 絞り、212 撮像素子、213 電気接点、
214 ボディ駆動制御装置、215 液晶表示素子駆動回路、216 液晶表示素子、
217 接眼レンズ、219 メモリカード、220 操作部材、
310 撮像画素、311 焦点検出画素、330 出力回路、
501 垂直信号線、502 CDS回路、
503 垂直走査回路、504 水平走査回路、
510 リセットMOSトランジスタ、512 行選択MOSトランジスタ、
513、514 転送MOSトランジスタ、
521、 522 サンプル&ホールド回路、523 差分回路
Claims (15)
- 撮影光学系の光路中に設定される第1の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光し第1の方向に配置される第1及び第2の光電変換部を有し前記第1の方向に配置される複数の第1の画素と、前記撮影光学系の光路中に設定される第2の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光し前記第1の方向に配置される第1及び第2の光電変換部を有し前記第1の方向に配置される複数の第2の画素とを少なくとも含む撮像素子と、
前記撮影光学系の射出瞳位置に基づき、前記複数の第1の画素と前記複数の第2の画素との一方を選択する選択部と、
前記選択部によって選択された前記一方の複数の画素の第1及び第2の光電変換部から生成される第1及び第2の光電変換信号に基づき、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出部と、
前記複数の第1及び第2の画素から生成される前記第1及び第2の光電変換信号を加算した第1及び第2の加算信号により、画像を生成する画像生成部と、を備え、
前記第1の方向に配置された前記複数の第1の画素と前記第1の方向に配置される複数の第2の画素とは、互いに隣接するように並置される撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、一つの光電変換部を有する撮像画素を有し、
前記画像生成部は、前記第1の加算信号と前記第2の加算信号と前記撮像画素の光電変換部から生成される光電変換信号とに基づき、前記画像を生成する撮像装置。 - 撮影光学系の第1の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光する第1の方向に配置される第1及び第2の光電変換部を有し、前記第1の方向に配置される複数の第1の画素と、前記撮影光学系の第2の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光し前記第1の方向に配置される第1及び第2の光電変換部を有し前記第1の方向に配置される複数の第2の画素とを含む撮像素子と、
前記撮影光学系の射出瞳位置に基づき、前記複数の第1の画素と前記複数の第2の画素との一方を選択する選択部と、
前記選択部によって選択された前記一方の複数の画素の第1及び第2の光電変換部から生成される第1及び第2の光電変換信号に基づき、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出部と、
前記複数の第1及び第2の画素で生成される前記第1及び第2の光電変換信号を加算した第1及び第2の加算信号により、画像を生成する画像生成部と、を備え、
前記第1の方向に配列される複数の第2の画素は、前記第1の方向と交差する方向において前記第1の方向に配列された前記複数の第1の画素の次に配置される撮像装置。 - 撮影光学系の第1の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光する第1の方向に配置される第1及び第2の光電変換部を有し、前記第1の方向に配置される複数の第1の画素と、前記撮影光学系の第2の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光し前記第1の方向に配置される第1及び第2の光電変換部を有し前記第1の方向に配置される複数の第2の画素とを含む撮像素子と、
前記複数の第1の画素と前記複数の第2の画素との一方を選択する選択部と、
前記選択部によって選択された前記一方の複数の画素の第1及び第2の光電変換部から生成される第1及び第2の光電変換信号に基づき、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出部と、を備え、
前記第1の方向に配列される複数の第2の画素は、前記第1の方向と交差する方向において前記第1の方向に配列された前記複数の第1の画素の次に配置される撮像装置。 - 請求項3または請求項4に記載の撮像装置において、
前記第1の方向と交差する方向は、前記第1の方向と直交する方向である撮像装置。 - 請求項3乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記第1の方向は、前記第1及び第2の画素内の各々の前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部との並び方向である撮像装置。 - 撮影光学系の光路中に設定される第1の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光し第1の方向に配置される第1及び第2の光電変換部を有し前記第1の方向に配置される複数の第1の画素と、前記撮影光学系の光路中に設定される第2の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光し前記第1の方向に配置される第1及び第2の光電変換部を有し前記第1の方向に配置される複数の第2の画素とを少なくとも含む撮像素子と、
前記撮影光学系の射出瞳位置に基づき、前記複数の第1の画素と前記複数の第2の画素との一方を選択する選択部と、
前記選択部によって選択された前記一方の複数の画素の第1及び第2の光電変換部から生成される第1及び第2の光電変換信号に基づき、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出部と、
前記複数の第1及び第2の画素から生成される前記第1及び第2の光電変換信号を加算した第1及び第2の加算信号により、画像を生成する画像生成部と、を備え、
前記第1の方向に配置された前記複数の第1の画素と前記第1の方向に配置される複数の第2の画素とは、前記撮像素子の撮像面の全面に配置され、
前記撮像素子は、一つの光電変換部のみを有する画素を含まない撮像装置。 - 請求項7に記載の撮像装置において、
前記第1の方向に配置された前記複数の第1の画素と前記第1の方向に配置される複数の第2の画素とは、互いに隣接するように並置される撮像装置。 - 請求項1、2、7及び8のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記撮像素子は、前記撮影光学系の光路中に設定される第3の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光し、前記第1の方向に配置される第1及び第2の光電変換部を有し、前記第1の方向に配置される複数の第3の画素とを更に含み、
前記第1の方向に配置される前記複数の第3の画素は、前記第1の方向に配置された前記複数の第1の画素と前記第1の方向に配置される複数の第2の画素との一方に隣接するように並置される撮像装置。 - 請求項9に記載の撮像装置において、
前記第1、第2、及び第3の画素の各々は、マイクロレンズを有し、
前記第1の画素の前記マイクロレンズに関して前記第1の画素の前記第1及び第2の光電変換部と前記第1の測距瞳面とが共役であり、
前記第2の画素の前記マイクロレンズに関して前記第2の画素の前記第1及び第2の光電変換部と前記第2の測距瞳面とが共役であり、
前記第3の画素のマイクロレンズに関して前記第3の画素の前記第1及び第2の光電変換部と前記第3の測距瞳面とが共役である撮像装置。 - 請求項9または10に記載の撮像装置において、
前記画像生成部は、前記第1の加算信号と前記第2の加算信号と前記複数の第3の画素の第1及び第2の光電変換部から生成される第1及び第2の光電変換信号を加算した第3の加算信号とに基づき、前記画像を生成する撮像装置。 - 請求項1、2、7及び8のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記複数の第1の画素及び前記複数の第2の画素を含むように焦点検出エリアを設定する設定部と、
前記複数の第1の画素から前記第1の加算信号と前記複数の第2の画素から前記第2の加算信号とを読み出すと共に、前記焦点検出エリアに含まれる前記複数の第1の画素と前記複数の第2の画素とのうち、前記選択部によって選択された前記一方の複数の画素の第1の光電変換部から生成される第1の光電変換信号を読み出す読み出し部と、
前記読み出し部によって読み出された前記第1及び第2の加算信号の一方から、前記読み出し部によって読み出された前記第1の光電変換信号を減算して、前記選択部によって選択された前記一方の複数の画素の第2の光電変換部から生成される第2の光電変換信号を算出する算出部と、を更に備え、
前記焦点検出部は、前記読み出し部によって読み出された前記第1の光電変換信号と前記算出部によって算出された前記第2の光電変換信号とに基づき、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する撮像装置。 - 請求項12に記載の撮像装置において、
前記第1及び第2の画素の前記第1及び第2の光電変換部は、前記受光した第1及び第2の光束の光量に応じた第1及び第2の電荷をそれぞれ発生し、
前記読み出し部は、
前記電荷を一時的に保持する電荷保持部と、
前記電荷保持部に保持された電荷に応じて出力信号を出力する信号出力部と、
前記第1の光電変換部の前記第1の電荷を前記電荷保持部に転送する第1の転送スイッチと、
前記第2の光電変換部の前記第2の電荷を前記電荷保持部に転送する第2の転送スイッチと、
前記第1の転送スイッチを介して前記第1の光電変換部の前記第1の電荷を前記電荷保持部に転送させ、前記電荷保持部に保持された前記第1の電荷に応じた出力信号を前記第1の光電変換信号として前記信号出力部に出力させ、前記第2の転送スイッチを介して前記第2の光電変換部の前記第2の電荷を前記第1の電荷を保持する前記電荷保持部に転送させ、前記第1の電荷と前記第2の電荷との加算値に応じた出力信号を前記第1または第2の加算信号として出力させる制御部とを有する撮像装置。 - 請求項1、2、及び7乃至13のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記第1及び第2の画素の各々は、前記第1及び第2の光電変換部が分離領域を隔てて配置され、
前記画像生成部は、前記分離領域による前記第1及び第2の加算信号への影響を補正するために、前記第1及び第2の加算信号を、前記撮影光学系のF値が大きくなる程大きな値となる補正値に基づき補正する補正部を有し、前記補正部によって補正された前記加算信号に基づき、前記画像を生成する撮像装置。 - 撮影光学系の光路中に設定される第1の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光し第1の方向に配列される第1及び第2の光電変換部を有し前記第1の方向に配列される複数の第1の画素と、前記撮影光学系の光路中に設定される第2の測距瞳面の第1及び第2の領域を通過した第1及び第2の光束をそれぞれ受光し前記第1の方向に配列される第1及び第2の光電変換部を有し前記第1の方向に配列される複数の第2の画素とを少なくとも含む撮像素子と、
前記撮影光学系の射出瞳位置に基づき、前記複数の第1の画素と前記複数の第2の画素との一方を選択する選択部と、
前記選択部によって選択された前記一方の複数の画素の第1及び第2の光電変換部から出力される第1及び第2の光電変換信号に基づき、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出部と、
前記複数の第1及び第2の画素から出力される前記第1及び第2の光電変換信号を加算した第1及び第2の加算信号により、画像を生成する画像生成部と、を備え、
前記第1及び第2の画素の各々は、前記第1及び第2の光電変換部が分離領域を隔てて配置され、
前記画像生成部は、前記分離領域による前記第1及び第2の加算信号への影響を補正するために、前記第1及び第2の加算信号を、前記撮影光学系のF値が大きくなる程大きな値となる補正値に基づき補正する補正部を有し、前記補正部によって補正された前記加算信号に基づき、前記画像を生成する撮像装置。
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