TW201028754A - Imaging element and imaging device - Google Patents

Imaging element and imaging device Download PDF

Info

Publication number
TW201028754A
TW201028754A TW098131937A TW98131937A TW201028754A TW 201028754 A TW201028754 A TW 201028754A TW 098131937 A TW098131937 A TW 098131937A TW 98131937 A TW98131937 A TW 98131937A TW 201028754 A TW201028754 A TW 201028754A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
pixel
pair
photoelectric conversion
light
microlens
Prior art date
Application number
TW098131937A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Fujii
Hiroki Ui
Yutaka Nishimura
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of TW201028754A publication Critical patent/TW201028754A/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/67Focus control based on electronic image sensor signals
    • H04N23/672Focus control based on electronic image sensor signals based on the phase difference signals
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/34Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B13/00Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/32Means for focusing
    • G03B13/34Power focusing
    • G03B13/36Autofocus systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627Microlenses
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/67Focus control based on electronic image sensor signals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/702SSIS architectures characterised by non-identical, non-equidistant or non-planar pixel layout
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
    • H10K39/30Devices controlled by radiation
    • H10K39/32Organic image sensors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

201028754 六、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於,可將通過攝影光學系之射出光瞳的 被攝體光束予以受光的攝像元件技術。 【先前技術】 於鏡頭更換式的單眼反射數位相機等之攝像裝置中, Ο 將通過了更換鏡頭(攝影光學系)的射出光瞳中的一對部 分領域(例如左側•右側之光瞳部分)的被攝體光束加以 受光而產生各像素訊號的一對光電轉換部(光二極體)是 複數具備’而可利用相位差偵測方式之焦點偵測的攝像元 件(以下亦稱作「具備相位差偵測功能的攝像元件」)之 利用,已被提出。關於該攝像元件,有如下已爲人熟知者 0 例如在專利文獻1中係揭露了,於用來取得被攝體之 ❹ 影像訊號的通常像素(RGB各像素)中將光電轉換部作成 2分割的構造(以下稱作「半尺寸光電轉換部」),亦即 在1個微透鏡的下方配置有一對半尺寸光電轉換部而成的 具備相位差偵測功能的攝像元件。 又,例如在專利文獻2中則是揭露了,於相鄰的一對 像素中’以利用了金屬層的遮光罩的小開口,來限制被攝 體光束,藉此而將上記射出光瞳的一對部分領域,以一對 光電轉換部進行受光的具備相位差偵測功能的攝像元件。 〔先行技術文獻〕 -5- 201028754 〔專利文獻〕 - 〔專利文獻1〕日本特開2001-250931號公報 · 〔專利文獻2〕日本特開2005003409號公報 【發明內容】 〔發明槪要〕 〔發明所欲解決之課題〕 然而,在上記專利文獻1的攝像元件中,用來將半尺 φ 寸光電轉換部各自的輸出轉換成電氣訊號所需之電晶體, 必須要設置在各光電轉換部的附近,因此該設置空間就會 造成必須要縮小光電轉換部,光電轉換部上的受光量(感 度)就會降低。因此,要能精度良好地進行相位差偵測方 式之焦點偵測,是困難的。 另一方面,在上記專利文獻2的攝像元件中,因爲是 在每一像素以遮光罩的小開口來限制被攝體光束,因此隨 著攝像元件的高像素化等,各像素朝微細化演進,遮光罩 © 的開口也更進也要求更進一步小型化,但此種開口的形成 ,在製造上恐怕會有困難。 本發明係有鑑於上記課題而硏發,目的在於提供一種 ,能夠精度良好地進行相位差偵測方式之焦點偵測’並且 即使像素朝微細化演進仍可被良好製造的具備相位差偵測 功能的攝像元件之技術。 〔用以解決課題之手段〕 -6- 201028754 本發明的1個側面’係一種攝像元件,具備:—對第 1像素,係於攝影光學系的射出光瞳中,將通過了沿著所 定方向彼此逆向偏開的一對部分領域的被攝體光束予以受 光’藉此而實現光瞳分割機能;和第2像素群,係由不帶 有前記光瞳分割機能的第2像素所成;前記第2像素群, 係具有:複數光電轉換部’係沿著前記所定方向隔著所定 間隙而相鄰配置;和各微透鏡,係被設在前記複數光電轉 ® 換部每一者的上方;並且,前記一對第1像素係具有:一 對光電轉換部,係具有與前記複數光電轉換部每一者相同 的尺寸,沿著前記所定方向隔著前記所定間隙而配置;在 前記一對光電轉換部的上方,設有:具有將通過前記射出 光瞳之光束予以遮光之2個遮光領域的遮光部;和被前記 2個遮光領域所夾住的1個微透鏡。 〔發明之效果〕 若依據本發明,則攝像元件,係具備:一對第1像素 ’係於攝影光學系的射出光瞳中,將通過了沿著所定方向 彼此逆向偏開的一對部分領域的被攝體光束予以受光,藉 此而實現光瞳分割機能;和第2像素群,係具有:由不帶 有前記光瞳分割機能之第2像素所成,以所定間隙沿著所 定方向配置的複數光電轉換部。然後,一對第1像素,係 具有:一對光電轉換部,係具有與第2像素之光電轉換部 相同的尺寸,沿著所定方向隔著所定間隙相鄰配置;在該 一對光電轉換部的上方,設有:具有將通過射出光瞳之光 201028754 束予以遮光之2個遮光領域的遮光部;和被這2個遮光領 域所夾住的1個微透鏡。於如以上的攝像元件(具備相位 差偵測功能的攝像元件)中’可進行良好精度的相位差偵 測方式之焦點偵測’並且即使像素朝微細化演進,仍可被 良好地製造。 【實施方式】 〈第1實施形態〉 · 〔攝像裝置之要部構成〕 圖1及圖2係本發明之第1實施形態所述之攝像裝置 1的外觀構成之圖示。此處’圖1及圖2係分別圖示正面 圖及背面圖。 攝像裝置1’係例如被構成爲單眼反射式的數位靜態 相機,具備相機機身10、可自由裝卸於相機機身10的做 爲攝影鏡頭的更換鏡頭2。 於圖1中’相機機身10的正面側係設有:在正面略 Θ 中央用來裝著更換鏡頭2的掛接部301、被配置在掛接部 301右邊的鏡頭更換鈕3 02、可握持用的握把部3 03、被配 置在正面左上部的模式設定撥盤3 05、被配置在正面右上 部的控制値設定撥盤306、被配置在握把部3〇3之上面的 快門鈕307。 又’於圖2中’在相機機身的背面側係具備: LCD ( Liquid Crystal Display) 311、被配置在 LCD311 左 方的設定鈕群312、被配置在LCD311右方的十字鍵314 -8 - 201028754 、被配置在十字鍵314中央的按鈕315。又,在相機機身 10的背面側係具備:被配設在LCD3 1 1上方的EVF ( Electronic View Finder) 316、圍繞 EVF316 之周圍的眼罩 321、被配設在 EVF316左方的主開關317、被配設在 EVF3 16右方的曝光補償鈕323及AE鎖定鈕324、被配設 在EVF3 16上方的閃光燈部318及連接端子部319。 掛接部301中係設有,用來與被安裝之更換鏡頭2進 ® 行電性連接用的連接器Ec(參照圖4),和用來進行機械 性連接的連結器75 (參照圖4)。 鏡頭更換鈕3 02,係在將已被安裝在掛接部301的更 換鏡頭2予以拆卸之際所要按下的按鈕。 握把部303,係使用者在攝影時用來把持攝像裝置1 的部份,爲了提高握合性而設有吻合手指形狀的表面凹凸 。此外’握把部3 03的內部係設有電池收容室及記憶卡收 容室(未圖示)。電池收容室中係收納了作爲相機電源的 ® 電池69B(參照圖4);記憶卡收容室中則有用來記錄攝 影影像之影像資料的記憶卡67(參照圖4)是可裝卸式地 收納。此外,在握把部3 03上,亦可設有用來偵測使用者 是否已把持住該當握把部303用的握把感應器。 模式設定撥盤3 05及控制値設定撥盤306,係由可在 與相機機身10之上面呈略平行之面內旋轉的略圓盤狀之 構件所成。模式設定撥盤3 05,係可將自動曝光(AE )控 制模式或自動焦點(AF :自動對焦)控制模式、或進行單 張靜止畫攝影的靜止畫攝影模式或進行連續攝影的連續攝 -9- 201028754 影模式等各種攝影模式,將已記錄之影像予以再生的再生 模式等攝像裝置1所內建的模式或機能,加以擇一選擇。 另一方面,控制値設定撥盤306,係用來設定對於攝像裝 置1所內建之各種機能的控制値。 快門鈕307,係爲可進行只按到中途的「半按狀態」 操作,和可再繼續按下的「全按狀態」操作的按壓開關。 於靜止畫攝影模式時一旦快門鈕307被半按,則會執行用 來拍攝被攝體靜止畫所需之準備動作(曝光控制値的設定 © 或焦點偵測等之準備動作),一旦快門鈕3 07被全按,則 會執行攝影動作(攝像元件1〇1 (參照圖3)曝光、該曝 光所得之影像訊號被施以所定影像處理然後記錄至記憶卡 等一連串動作)。 LCD311,係具備可顯示影像的彩色液晶面板,除了 可進行已被攝像元件101 (參照圖3)所拍攝到之影像顯 示或已記錄之影像的再生顯示,還可顯示攝像裝置1所搭 載的機能或模式的設定畫面。此外,亦可取代LCD311, 〇 改用有機EL或電漿顯示裝置。 設定鈕群312,係用來進行對攝像裝置1所搭載之各 種機能之操作的按鈕。該設定鈕群312中係包含:例如用 來確定LCD311上所顯示之選單畫面上已被選擇之內容的 選擇確定開關、選擇取消開關、切換選單畫面內容的選單 顯示開關、顯示ΟΝ/OFF開關、顯示放大開關等。 十字鍵314係被構成爲,具有在圓周方向上以一定間 隔配置的複數按壓部(圖中三角印部份)之環狀構件,藉 -10 - 201028754 由對應於各按壓部而具備的圖示省略之接點(開關)來偵 測按壓部的按壓操作。又,按鈕315,係被配置在十字鍵 314的中央。十字鍵314及按鈕315,係用來輸入攝影倍 率的變更(變焦透鏡212(參照圖4)往廣角方向或望遠 方向之移動)、在LCD3 11等再生的記錄影像的單格播送 ,及攝影條件(光圈値、快門速度、閃光燈發光之有無等 )的設定等之指示。 ❹ EVF316,係具備液晶面板310(參照圖3),可進行 已被攝像元件1 〇 1 (參照圖3 )所拍攝到之影像的顯示或 已記錄之影像的再生顯示等。於該EVF316或LCD311中 ,藉由在正式攝影(影像記錄用之攝影)前,基於攝像元 件101所依序生成的影像訊號,以動畫樣態顯示被攝體的 即時檢視(預視)顯示,使用者就可以目視確認實際用攝 像元件101拍攝的被攝體。 主開關317,係由可往左右滑動之2接點的滑動開關 ® 所成,若設定至左則攝像裝置1的電源會開啓,若設定至 右則電源會關閉。 閃光燈部3 1 8,係以彈起式內建閃光燈的方式而構成 。另一方面,在將外部閃光燈等安裝至相機機身10時, 則使用連接端子部319來連接。 眼罩321,係爲具有遮光性而抑制外光侵入EVF316 的「门」字狀的遮光構件。 曝光補償鈕3 23,係用來手動調整曝光値(光圈値或 快門速度)之按鈕,AE鎖定鈕3 24,係用來將曝光値加以 -11 - 201028754 固定之按鈕。 更換鏡頭2,係除了身爲將來自被攝體的光(光像) 加以取入之透鏡窗而發揮機能,同時還身爲將該當被攝體 光引導至相機機身10內部所配置之攝像元件101用的攝 影光學系而發揮機能。該更換鏡頭2,係藉由按下操作上 述鏡頭更換鈕3 02,就可從相機機身10拆下。 更換鏡頭2,係具備沿著光軸LT而直列配置的複數 透鏡所成的透鏡群21(圖4)。該透鏡群21中,含有用 @ 來進行焦點調節的對焦透鏡211 (參照圖4),和用來進 行變倍的變焦透鏡212(參照圖4);藉由分別在光軸LT (參照圖3)方向上進行驅動,就可進行變倍或焦點調節 。又,在更換鏡頭2中,在其鏡身的外周適當處所具有可 沿著該鏡身外周面旋動的操作環,上記的變焦透鏡212, 係藉由手動操作或自動操作,隨應於上記操作環的旋轉方 向及旋轉量而在光軸方向上移動,而被設定成相應於其移 動處位置的變焦倍率(攝影倍率)。 〇 〔攝像裝置1之內部構成〕 其次,說明攝像裝置1的內部構成。圖3係攝像裝置 1的縱剖面圖。如圖3所示,在相機機身10的內部,係具 備攝像元件101、EVF316等。 攝像元件101,係於相機機身10被安裝了更換鏡頭2 時的該當更換鏡頭2所具備之透鏡群21的光軸LT上,被 配置在對光軸LT呈垂直之方向上。作爲攝像元件ι〇1, -12- 201028754 係採用例如具有光二極體而構成的複數影像是被矩陣狀地 2維配置而成的CMOS彩色區域感應器(CMOS型攝像元 件)。攝像元件101,係關於通過更換鏡頭2而被受光之 被攝體光束,生成R (紅)、G (綠)、B (藍)各色成份 的類比電性訊號(影像訊號),並以R、G、B各色之影 像訊號的方式加以輸出。關於該攝像元件101的構成,將 詳述於後。 Ο 攝像元件101的光軸方向前方,係配置有快門單元40 。該快門單元40,係具備可上下方向移動的幕體,是被構 成爲,藉由其開動作及閉動作,進行沿光軸LT而被導入 攝像元件101的被攝體光的光路開口動作及光路遮斷動作 的機械焦面快門。此外,快門單元40,係在攝像元件101 是可爲完全電子快門式的攝像元件時,則可省略。 EVF316,係具備液晶面板310、接目透鏡106。液晶 面板310,係例如由可顯示影像之彩色液晶面板所構成, ® 可顯示已被攝像元件101所拍攝到的影像。接目透鏡106 ,係將已被顯示在液晶面板310的被攝體像’導引至 EVF316的外側。藉由此種EVF316之構成,使用者就可目 視確認被攝像元件1〇1所拍攝之被攝體。 〔攝像裝置1之電性構成〕 圖4係攝像裝置1的電性構成的區塊圖。此處,相同 於圖1〜圖3的構件等,係標示同一符號。此外’爲了說 明上的方便,先從更換鏡頭2的電性接點來說明。 -13- 201028754 更換鏡頭2,係除了上述之構成攝影光學系的透鏡群 21以外,還具備透鏡驅動機構24、透鏡位置偵測部25、 透鏡控制部26、光圈驅動機構27。 在透鏡群21中’對焦透鏡211及變焦透鏡212,和用 來調節入射至相機機身10中所具備之攝像元件101之光 量的光圈23,是於鏡身內被保持在光軸LT (圖3)方向 上,將被攝體的光像加以擷取而令其成像在攝像元件101 上。在AF控制時,對焦透鏡211係藉由更換鏡頭2內的 ® AF致動器71M而在光軸LT方向上被驅動,藉此以進行 焦點調節。 對焦驅動控制部7 1 A,係基於透過透鏡控制部2 6而 從主控制部62所給予的AF控制訊號’生成用來使對焦透 鏡211移動至合焦位置所必須之對AF致動器71M的驅動 控制訊號。AF致動器71M,係由步進馬達等所成’對透 鏡驅動機構24給予透鏡驅動力。 透鏡驅動機構24,係由例如螺旋線圈及使該螺旋線圈 © 旋轉的圖示省略之齒輪等所構成,接受來自 AF致動器 71M的驅動力,可使對焦透鏡211等在光軸LT平行方向 上被驅動。此外,對焦透鏡211的移動方向及移動量’係 個別依照AF致動器71M的旋轉方向及旋轉數而定。 透鏡位置偵測部25,係具備於透鏡群2 1移動範圍內 在光軸LT方向上有複數個碼圖案以所定間隙所形成之編 碼板,和折接於該編碼板同時與透鏡一體移動之編碼器電 刷;會偵測出透鏡群21在焦點調節時的移動量。此外, -14- 201028754 被透鏡位置偵測部25所測出的透鏡位置,例如係以脈衝 數的方式加以輸出。 透鏡控制部26,係由微電腦所構成,其係內藏有用來 記憶例如控制程式之ROM或狀態資訊相關資料的快閃記 憶體等之記憶體。 又’透鏡控制部26,係具有透過連接器Ec而與相機 機身10的主控制部62之間進行通訊之通訊機能。藉此, © 除了可將例如透鏡群21的焦距、射出光瞳位置、光圈値 、合焦距離及周邊光量狀態等之狀態資訊資料、或被透鏡 位置偵測部2 5所測出之對焦透鏡2 1 1的位置資訊,發送 至主控制部62,並且還可從主控制部62接收例如對焦透 鏡2 1 1的驅動量之資料。 光圈驅動機構27,係透過連結器75而接受來自光圈 驅動致動器76M的驅動力,以變更光圈23的光圈徑。 接著,說明相機機身10的電性構成。相機機身10中 ® ,係除了之前說明過的攝像元件101、快門單元40等以外 ,還具備:AFE (類比前端)5、影像處理部61、影像記 憶體614、主控制部62、閃光燈電路63、操作部64、 VRAM65 ( 65a ' 65b)、記憶卡介面(I/F) 66、記憶卡 67 、通訊用介面(I/F ) 68、電源電路69、電池69B、快門 驅動控制部73A及快門驅動致動器73M、光圈驅動控制部 76 A及光圈驅動致動器7 6M所構成。 攝像元件101,係如之前說明是由CMOS彩色區域感 應器所成,藉由後述的時序控制電路51,控制該當攝像元 -15- 201028754 件101的曝光動作之開始(及結束)、攝像元件101所具 備之各像素的輸出選擇、像素訊號的讀出等攝像動作。 AFE5,係對攝像元件101給予令其進行所定動作的時 序脈衝,同時,對從攝像元件101輸出的影像訊號( CMOS區域感應器之各像素所受光的類比訊號群)施以所 定的訊號處理,轉換成數位訊號而輸出至影像處理部61。
該AFE5,係具備時序控制電路51、訊號處理部52及A/D 轉換部53等而構成。 Q 時序控制電路5 1,係基於從主控制部62所輸出的基 準時脈而生成所定之時序脈衝(促使垂直掃描脈衝φνη、 水平掃描脈衝重置訊號φνΓ等之產生的脈衝), 並輸出給攝像元件1 0 1,控制攝像元件1 0 1的攝像動作。 又,將所定的時序脈衝分別對訊號處理部52或A/D轉換 部53輸出,以控制訊號處理部52及A/D轉換部53的動 作。 訊號處理部52,係對從攝像元件101所輸出的類比之 @ 影像訊號,實施所定的類比訊號處理。該訊號處理部52 中係具備有:CDS (相關二重取樣)電路、AGC (自動增 益控制)電路及箝位電路等。A/D轉換部53,係將從訊號 處理部52輸出的類比之R、G、B影像訊號,基於從時序 控制電路51所輸出的時序脈衝,轉換成由複數位元(例 如1 2位元)所成之數位影像訊號。 影像處理部61,係對從AFE5 .輸出的影像資料進行所 定之訊號處理以作成影像檔案,因此是具備黑等級補償電 -16- 201028754 路611、白平衡控制電路612及r補償電路613等而構成 。此外,被擷取至影像處理部61的影像資料,係同步於 攝像元件101的讀出而一度被寫入至影像記憶體614,以 後就對該被寫入至影像記憶體614的影像資料進行存取, 於影像處理部61的各區塊中進行處理。 黑位準補償電路611,係將已被A/D轉換部53進行 A/D轉換過的R、G、B之各數位影像訊號的黑位準,補償 Φ 成基準的黑位準。 白平衡補償電路612,係基於光源的白色之基準,進 行R (紅)、G (綠)、B (藍)的各色成份之數位訊號的 位準轉換(白平衡(WB)調整)。亦即,白平衡控制電 路612’係基於從主控制部62所給予的WB調整資料,根 據攝影被攝體中的亮度或彩度資料等,特定出被推定爲原 本屬於白色的部份’對該部份的R、G、B分別求出色成 份的平均、G/R比及G/B比,將其當作R、B的補正增益 ® 以進行位準增益。 r補償電路613,係用來補償已被WB調整過之影像 資料的色階特性。具體而言,了補償電路61 3係將影像資 料的位準’使用按照每一色成份而預先設定好的r補償用 對應表來進行非線性轉換並且進行偏置調整。 影像記億體614,係在攝影模式時,將影像處理部61 所輸出的影像資料予以暫時記憶,並且是對於該影像資料 以主控制部62進行所定處理時當成作業領域使用的記憶 體。又’再生模式時’係將從記億卡67讀出之影像資料 -17- 201028754 予以暫時記憶。 主控制部62,係由微電腦所構成,其係內藏有用來記 億例如控制程式之R Ο Μ或暫時記憶資料的r a Μ等所成的 記憶部;係控制攝像裝置1各部的動作。 閃光燈電路6 3,係於閃光燈攝影模式時,將閃光燈部 318或連接於連接端子部319之外部閃光燈的發光量,控 制成被主控制部62所設定之發光量。 操作部64,係包含上述的模式設定撥盤305、控制値 Q 設定撥盤306、快門鈕307、設定鈕群312、十字鍵314、 按鈕3 1 5、主開關3 1 7等,係用來將操作資訊輸入至主控 制部62。 VRAM65a、65b,係具有對應於LCD311及EVF316像 素數之影像訊號的記憶容量,係爲主控制部62與LCD3 1 1 及EVF3 1 6之間的緩衝記憶體。記憶卡介面66,係使記憶 卡67與主控制部62之間可進行訊號收送訊的介面。記憶 卡67 ’係將主控制部62所生成的影像資料加以保存的記 @ 錄媒體。通訊用介面68,係用來使得對個人電腦或其他外 部機器的影像資料等之傳輸成爲可能的介面。 電源電路69,係例如爲定電壓電路等所成,係生成用 來驅動主控制部62等之控制部、攝像元件101、其他各種 驅動部等攝像裝置1全體所需的電壓。此外,往攝像元件 101的通電控制,係藉由從主控制部62給予電源電路69 的控制訊號來進行。電池69B,係由鹼性乾電池等一次電 池’或鎳氫充電池等二次電池所成,是對攝像裝置1全體 18- 201028754 供給電力的電源。 快門驅動控制部73A,係基於從主控制部62所給予 的控制訊號,生成對快門驅動致動器73M的驅動控制訊號 。快門驅動致動器73M,係進行快門單元40開閉驅動用 的致動器。 光圈驅動控制部76A,係基於從主控制部62所給予 的控制訊號,生成對光圈驅動致動器76M的驅動控制訊號 ❿ 。光圈驅動致動器76M,係透過連結器75而對光圈驅動 機構27給予驅動力。 又,相機機身10,係具備:基於從黑位準補償電路 611輸出的已黑位準補償之影像資料,進行使用攝像元件 1 〇 1之自動對焦(AF )控制時所必須之演算的相位差AF 演算電路77。 接著說明,利用該相位差AF演算電路77的攝像裝置 1之相位差AF動作。 參 〔關於攝像裝置1之相位差AF動作〕 攝像裝置1係構成爲,於攝像元件101中係可接受透 過(通過)異於射出光瞳部份的穿透光,而可進行相位差 偵測方式之焦點偵測(相位差AF )。該攝像元件1 〇 1的 構成,和利用了攝像元件101的相位差AF的原理,說明 如下。 圖5及圖6係用來說明攝像元件101之構成的圖。 在攝像元件101中,在其攝像面l〇lf中,藉由被規 -19- 201028754 定成矩陣狀的複數AF區域Ef之每一者,就可進行相位差 偵測方式之焦點偵測(圖5 )。 在各AF區域Ef中,在作爲聚光透鏡而發揮機能的微 透鏡ML (以虛線圓圈圖示)與光二極體之間,設有被配 設了 R (紅)、G (綠)及B (藍)之各彩色濾光片而成 的R像素111、G像素112及B像素113所成之通常之像
素(以下亦稱作「通常像素」)110。另一方面,在各AF
區域Ef中,爲了進行相位差AF,設有實現光瞳分割機能 Q 的像素配對(以下亦稱作「AF像素對」)Ilf (圖6)。 在此種AF區域Ef中,藉由像素數是多於AF像素對Ilf 之像素的通常像素110,原則上會取得被攝體的影像資訊 〇 然後,在AF區域Ef中係形成有,作爲不具有上記光 瞳分割機能之通常像素(第2像素)110之水平掃描線( 以下亦稱作「通常像素線」)而由G像素112與R像素 111在水平方向交互配置而成的Gr掃描線L1、由B像素 〇 113與G像素112在水平方向交互配置而成的Gb掃描線 L2。藉由該Gr掃描線L1與Gb掃描線L2在垂直方向上 交互配置而構成了通常像素110群(第2像素群)所成的 Bayer 赵g 歹[J 。 又’在AF區域Ef中,係具備有1個與通常像素11〇 相同構成(口徑及曲率)之微透鏡ML的AF像素對Ilf, 沿著水平方向重複排列,AF像素對ilf被複數相鄰配置 而成的AF掃描線(第1像素對之陣列)Lf,是在垂直方 -20- 201028754 向上被週期性形成。此外,在垂直方向上相鄰的各AF掃 描線Lf之間,設置有用來補足AF掃描線Lf上所遺漏的 被攝體之影像資訊所必須之根數(例如4根以上)的通常 像素線,較爲理想。此處,作爲AF掃描線Lf之上下相鄰 的2個通常像素線之組合,係可爲同系統的水平掃描線( Gr掃描線L1彼此或Gb掃描線L2彼此),亦可爲異系統 的水平掃描線(一方是Gr掃描線L1另一方是Gb掃描線 ❿ L2 )。 接著說明通常像素110與AF像素對Ilf之構成的差 異,但首先針對通常像素110的構成,加以說明。 圖7係用來說明通常像素110之構成的縱剖面圖。此 外,圖7所示的通常像素110之排列,係被設在例如Gr 掃描線L1 (圖6)。 在通常像素1 1 〇之排列中,沿著水平方向保持間隙α 而配置的複數光電轉換部(光二極體)PD之每一者的上 β 方,係設有微透鏡ML。然後,在微透鏡ML與光電轉換 部PD之間,配設有3層金屬層,具體而言由上起依序配 設了第1金屬部分41、第2金屬部分42及第3金屬部分 43。此處,第2金屬部分42及第3金屬部分43,係被構 成爲是讓電氣訊號通過的配線(在圖7中配線是沿著紙面 的垂直方向而配置),第1金屬部分41則被構成爲其接 地面(ground面)。在該第1金屬部分41上,係配設有 彩色濾光片,並且在彩色濾光片FL上係設有微透鏡ML。 關於彩色濾光片FL,係例如在被配設於Gr掃描線L1的 -21 - 201028754 通常像素110之排列中,如圖7,綠色的濾光片Fg與紅 色的濾光片Fr是被交互配置。 又,在通常像素110之排列中,爲了防止通過各微透 鏡ML之間的多餘光被光電轉換部PD所受光,各微透鏡 ML之間係用第1金屬部分41予以遮光。換言之,第1金 屬部分41,係作爲在微透鏡ML之正下方形成有開口 〇p 之遮光罩的層之機能。 其次,說明AF像素對Ilf的構成。 圖8及圖9係用來說明AF像素對Uf之構成的縱剖 面圖及平面圖。此外,圖8及圖9所示的AF像素對Ilf 之排列,係被設在AF掃描線Lf (圖6 )。 AF像素對Ilf,係如圖8所示,爲了使關於更換鏡頭 2之來自射出光瞳的左側部分Qa的光束Ta與來自右側部 分Qb的光束Tb分離(光瞳分割),而由跨過微透鏡ML 之光軸而配置一對光電轉換部PD而成的一對像素(一對 第1像素)11a、lib所構成。一對的光電轉換部pd,係 各自具有與通常像素110之光電轉換部PD (圖7)相同的 尺寸’沿著水平方向而以與通常像素11 〇相等之間隙α而 被相鄰配置。 於如此AF像素對Ilf中’爲了精度良好地進行光瞳 分割’係將像素(以下亦稱作「第1AF像素」)11a的光 電轉換部PD、和像素(以下亦稱作「第2af像素」)1 lb 的光電轉換部PD之間所存在的空白空間縮得越小越好。 因此’如圖9所示’具有在水平方向呈細長形狀之光電轉 -22- 201028754 換部PD的本實施形態之攝像元件ιοί中,沿著光電轉換 部PD的長邊方向、亦即水平方向而配置AF像素對Ilf, 較爲適切。因此,藉由AF像素對Ilf是沿著水平方向而 作2以上排列,以形成本實施形態的AF掃描線Lf。 然後,AF像素對1 1 f之排列的槪略構成係採取,對 圖7所示的通常像素110之排列,將從光電轉換部PD起 配置在上方的構件,亦即第1〜第3金屬部分、彩色濾光 Ο 片及微透鏡,往水平方向偏移半個間隙之構成。亦即,AF 像素對Ilf中的一對光電轉換部PD與微透鏡ML的配置 關係是相當於,將在通常像素線上各微透鏡ML當中之AF 像素對Ilf的微透鏡ML所對應的特定微透鏡ML,相對 於各光電轉換部PD而朝水平方向,相對性地偏移間隙α 之一半(所定量)時的配置構成。然後,藉由於該配置構 成中在彼此相鄰的上記特定微透鏡ML之間設置遮光部LS ,以形成AF像素對Ilf之排列(AF掃描線Lf)。如此, β AF掃描線Lf係只要對通常像素線作些許設計變更就能生 成,可使AF掃描線Lf的設計或製造能夠簡要化、容易化 。以下係詳細說明,於AF掃描線Lf中彼此相鄰的微透鏡 ML之間所被設置的遮光部LS之構成。
於AF掃描線Lf中,對於被形成在通常像素110之排 列的第1金屬部分41的開口 OP (圖7),如圖8或圖9 所示,空開1個而以第1金屬部分44進行遮光。換言之 ,爲了使相鄰的AF像素對Ilf最爲靠近以謀求相位差AF 的精度提升,於AF掃描線Lf中彼此相鄰的各微透鏡ML -23- 201028754 之間所被設置的遮光部LS的配置間隔,係相等於在通常 像素線上朝水平方向配置的通常像素110之排列中的空開 1像素之間隔。具體而言,圖7所示的通常像素110之排 列中,形成有開口 OP的地點OQ (圖8)是被第1金屬部 分44所閉塞,在其上,黑色的彩色濾光片(黑濾光片)
Fb係空開1像素而配置。如此將黑濾光片Fb配置在第1 金屬部分44上,係若第1金屬部分44的上面發生剝離外 露則從更換鏡頭2入射的光會被反射而發生鬼影光暈,因 @ 此使該反射光被黑濾光片Fb吸收以用來抑制鬼影光暈。 因此,在本實施形態的各AF像素對Ilf中,在一對的光 電轉換部PD之上方,配置有遮光部LS,其係形成有,由 被形成在地點OQ之第1金屬部分44與黑濾光片Fb所成 ,將通過了射出光瞳之被攝體的光束予以遮光的2個遮光 領域Ea、Eb。如此,於遮光部LS中,藉由黑濾光片Fb 或第1金屬部分(金屬層)44而進行遮光,就可簡易地進 行適切的遮光。然後,在各AF像素對Ilf中係設置有, 〇 被從一對的光電轉換部PD之兩端上方分別朝中央擴展的 2個遮光領域Ea、Eb所夾住的1個微透鏡ML。 又,於AF掃描線Lf中,作爲被設在第1金屬部分 44之開口 OP上的彩色濾光片,是採用了透明的濾光片Ft 。藉此,可使AF像素對Uf中所受光的光量增加,謀求 感度之提升。 再者,在AF掃描線Lf中,爲了確保第丨金屬部分 44的開口 OP正下方的光路夠大,而使第2金屬部分45 -24- 201028754 及第3金屬部分46,從開口 〇P正下方的空間遠離開來。 亦即,相較於圖7所示的通常像素I10之構成’第2金屬 部分45及第3金屬部分46’是往內縮配置而空出空間SP 的部分。這是因爲’若在空間SP內有第2、第3金屬部 分存在,則在實際的射出光瞳會比(在設計上)所想定的 要稍微大等情況下,來自該想定以外部分的光束會打到第 2、第3金屬部分而反射’可能會對光瞳分割帶來不良影 〇 響,因此這是用來防止此事’。 藉由如以上之構成的AF像素對Ilf’來自射出光瞳 中的光瞳分割、亦即射出光瞳的左側部分Qa的光束Ta是 通過微透鏡ML及透明的彩色濾光片Ft而被第2AF像素 11b的光電轉換部PD所受光,並且來自射出光瞳的右側 部分Qb的光束Tb是通過微透鏡ML及濾光片Ft而被第 1AF像素iia的光電轉換部PD所受光。換言之’在AF像 素對Ilf,於更換鏡頭2的射出光瞳中沿著水平方向彼此 ® 逆向偏開的一對(左側部分及右側部分)的部分領域Qa 、Qb中所通過的被攝體之光束Ta、Tb,係被受光。 以下係將於第1AF像素11a中所得之受光資料稱作「 A系列資料」,將於第2AF像素lib中所得之受光資料稱 作「B系列資料」,例如,參照從某1個AF掃描線Lf ( 圖6)上所配置之AF像素對Ilf的群所得的A系列資料 與B系列資料的圖1〇〜圖14,來說明相位差AF的原理 〇 圖10係表示焦點面是從攝像元件101之攝像面iOlf -25- 201028754 起往200μιη近側離焦時的模擬結果圖,圖11係表示焦點 面是從攝像面l〇lf起往ΙΟΟμηι近側離焦時的模擬結果圖 。又,圖12係表示焦點面是和攝像面l〇if —致之合焦狀 態的模擬結果。再者,圖13係表示焦點面l〇lf是從攝像 面起往ΙΟΟμηι遠側離焦時的模擬結果圖,圖Μ係表示焦 點面l〇lf是從攝像面起往200μιη遠側離焦時的模擬結果 圖。此處,於圖10〜圖14中,橫軸係表示AF掃描線Lf 方向的第1AF像素11a、第2AF像素lib的像素位置,縱 _ 軸係表示來自第1AF像素11a及第2 AF像素1 lb個別之 光電轉換部PD的輸出。又,在圖10〜圖14中,圖形 Gal〜Ga5 (以實線圖示)係表示A系列資料,圖形Gbl〜
Gb5 (以虛線圖示)係表示B系列資料。 於圖10〜圖14中若比較A系列的圖形Gal〜Ga5所 示的各A系列之像列,和B系列的圖形Gb 1〜Gb5所示的 各B系列之像列,則可發現離焦量越大,則A系列的像列 與B系列的像列之間所產生的AF掃描線Lf (水平方向) © 方向的平移量(偏移量)是會跟著增大。 若將此種一對之像列像列(A系列及B系列之像列) 的平移量,與離焦量的關係予以圖形化,則可表示如圖1 5 所示的圖形Gc。於該圖15中,橫軸係表示相對於A系列 之像列的重心位置B系列之像列的重心位置的差(像素間 距),縱軸係表示離焦量(μιη )。此外,各像列的重心位 置Xg,係例如藉由如下的演算式(1 )所求出。 -26- 201028754
x g = X1Y1+X2Y2+--…+Xn Vji Y1 + Y2+.-…-hYn 一
,其中,上式(1 )中,Xi〜χη係表示例如AF掃描線 Lf上從左端起的像素位置,Y!〜Υπ係表示來自各位置 X,〜Χη之第1AF像素11a、第2AF像素lib的輸出値。 如圖1 5所示的圖形Gc,一對像列上之重心位置的差 與離焦量的關係,係成比例關係。此關係中,若令離焦量 爲DF ( μπι )、重心位置的差爲C ( μ® )而以數式表現, 則如以下式(2 )所示。 【數2】 D F = k xC …(2) ® 此處,上式(2)的係數k,係表示關於圖15之圖形 GC的斜率Gk (以虛線圖示),是可藉由工廠試驗等而可 事前取得的數據。 如以上,將從AF像素對1 1 f所得之A系列資料與b 系列資料之相關的重心位置的差(相位差)’以相位差 AF演算電路77求出後,利用上式(2)而算出離焦量, 將相當於所算出之離焦量的驅動量,給予對焦透鏡211, 就可使對焦透鏡211移動至所測出之焦點位置’進行自動 對焦(AF )控制。此外’上記離焦量與對焦透鏡2 1 1之驅 -27- 201028754 動量的關係,係隨著相機機身ι〇中所安裝的更換鏡頭2 的設計値而獨特地決定。 如以上的於攝像裝置1中,係攝像元件(具備相位差 偵測功能的攝像元件)101,是對圖7所示的通常像素110 之排列,將光電轉換部PD以上的構件往水平方向偏移半 個間隙,而具備每隔1像素設置遮光部LS (圖8)的AF 掃描線Lf之構成。其結果爲,在攝像元件1〇1中,可進 行良好精度的相位差偵測方式之焦點偵測,並且即使像素 朝微細化演進,仍可被良好地製造。又,相較於如上述專 利文獻2的具備相位差偵測功能的攝像元件這種以金屬層 (遮光罩)的小開口來限制被攝體光束以進行光瞳分割的 形式,可抑制必要之光束被遮斷之情形,可抑制光電轉換 部的感度降低。再者,在專利文獻2的具備相位差偵測功 能的攝像元件中,形成小開口的金屬層在光電轉換部上突 出露出因此會有造成鬼影光暈之可能性,但在本實施形態 的攝像元件101中,在第1金屬部分(金屬層)44上配置 黑濾鏡Fb,因此可防止鬼影光暈。 <第2實施形態> 本發明的第2實施形態所述之攝像裝置1A,係具有 與圖1〜4所示之攝像裝置1類似的構成,但攝像元件之 構成係不同。 亦即,於被設在攝像裝置1A的攝像元件101A中, 在攝像面l〇lf被規定成矩陣狀的各AF區域Efr (圖5) 201028754 之構成是有所不同。該AF區域Efr之構成,詳細說明如 下。 圖16係用來說明被規定在攝像元件ι〇1Α的AF區域 Efr之構成的圖。 在本實施形態的AF區域Efr中係形成有,具有和第 1實施形態同樣構成之通常像素110的水平掃描線亦即Gr 掃描線L1及Gb掃描線L2。另一方面,在被形成在AF區 〇 域Efr的AF掃描線Lfr,設置有在第2實施形態之AF掃 描線Lf上所被設置的微透鏡ML或直徑大於上記設置在 通常像素110之微透鏡ML的微透鏡MLr。具備此種構成 之微透鏡MLr的AF像素對1 1 fr,說明如下。 圖17係對應於圖8,是用來說明AF像素對11 fr之構 成的縱剖面圖。 AF像素對11 fr,係由一對像素11c、lid所成,具備 和第1實施形態之AF像素對Ilf同樣構成的光電轉換部 ® PD、第2·第3金屬部分45、46及透明、黑色的彩色濾 光片Ft、Fb。另一方面,AF像素對llfr,係與第1實施 形態不同地,有上述的大型微透鏡MLr、和對應於該微透 鏡MLr的大型開口 OPr,是被形成在第1金屬部分44r。 該第1金屬部分44r的開口 〇Pr,係尺寸若干小於透明濾 光片Ft,且相對於圖8所示之第1實施形態的開口 OP或 通常像素11〇的開口 0P,是有被大型化。亦即,被設在 AF掃描線Lfr的各微透鏡MLr的下方’係形成比被設在 通常像素110之各微透鏡ML之下方之開口 〇P還大的第1 -29- 201028754 金屬部分(遮光罩)44r的開口 OPr。 此處’關於AF像素對llfr的微透鏡MLr,並不只是 單純將通常像素110的微透鏡ML的口徑放大,而是連曲 率也增大(縮小曲率半徑)以提升光瞳分離之精度,較爲 理想。關於這點,參照圖18來說明。 圖18係用來說明微透鏡的口徑、曲率與光瞳分離之 關係的圖。 圖18的(a )係圖示,例如第1實施形態這樣,在 AF像素對Ilf中採用通常像素11〇的微透鏡ML時的光瞳 分割之狀態。此處,在光電轉換部PD的上面(受光面) ,係例如來自射出光瞳的左側、右側部分的光束Ta、Tb 是以寬度Wla、Wlb而擴展。 此處,爲了提升聚光效率,而將圖18的(a)所示的 微透鏡ML單純大型化而成的微透鏡M Lr (圖18的(b) )中,隨著微透鏡的口徑加大,於光電轉換部PD的受光 面中來自射出光瞳左側•右側部分的光束Ta、Tb,係以 大於圖18之(a)的寬度W2 a、W2b而擴展。 於是,爲了抑制如圖18之(b)所示的受光面上的光 束Ta、Tb之擴展,考慮將被設在通常像素110的微透鏡 ML的曲率加大而成的微透鏡MLr (圖18之(c ))。在 該微透鏡MLr中,曲率大於微透鏡ML的部分,就會使於 光電轉換部PD的受光面中來自射出光瞳左側·右側部分 的光束Ta、Tb,以小於圖18之(b)的恰好寬度W3a、 W3b而擴展。其結果爲,例如圖18的(c)所示’可使來 201028754 自射出光瞳左側部分的光束Ta是僅用右側的光電轉換部 PD受光,來自射出光瞳右側部分的光束Tb是僅用右側的 光電轉換部PD受光,因此可因良好的光瞳分割而謀求相 位差AF的精度提升。 具有以上此種構成的具備相位差偵測功能的攝像元件 101A的攝像裝置1A,可達成和第1實施形態同樣的效果 。甚至,在攝像元件101A中,AF像素對llfr中的微透 〇 鏡MLr之口徑及第1金屬部分44r的開口 OPr,是大於被 設在通常像素110的各微透鏡ML及第1金屬部分41的 開口 OP,因此可謀求AF像素對Ilf中的各像素的感度提 升。 <變形例> •關於上記第1實施形態中的攝像元件,係並不一定 要採用如圖8所示黑濾光片Fb正下方地點OQ被閉塞的 ® 第1金屬部分44,亦可採用如圖19所示黑濾光片Fb正 下方形成有開口 OP的第1金屬部分44a。此時,爲了抑 制通過黑濾光片Fb的光被其正下方的光電轉換部pd所受 光的情形,黑濾光片Fb係使用穿透率低者(例如3%以下 )’較爲理想。若如此設計成在黑濾光片Fb的正下方形 成開口 0P,則即使於AF掃描線Lf上,仍可用與通常像 素110之排列同樣的間隙來對第1金屬部分設置開口 〇P ,可沿用通常像素110的第1金屬部分之設計。此外,採 用如圖19所示黑濾光片Fb正下方地點〇p形成有開口 〇p -31 - 201028754 的第1金屬部分44 a,在第2實施形態的攝像元件中也是 可行。 另一方面,在以上各實施形態中,於圖8或圖17之 構成中’亦可省略黑濾光片Fb。此時,雖然會有如上述 般地第1金屬部分突出而導致鬼影光暈之疑慮,但這可藉 由例如將第1金屬部分的上面著色成黑色,或將由黑色導 電性材料所形成的導電層當作第1金屬部分而採用,就可 加以抑制。 i 馨 •關於上記第1實施形態中的攝像元件,係不一定要 採用如圖6所示具有僅由AF像素對Ilf所構成之AF掃描 線Lf的AF區域Ef,亦可採用如圖20所示具有在AF像 素對1 1 fr之間插隔通常像素1 1 0而成之AF掃描線Lfa的 AF區域Efa。此情況下,AF像素對1 If上所缺損的被攝 體的影像資訊,是可利用被插隔在AF掃描線Lfa的通常 像素110的影像資訊來補足,因此可謀求影像品質之提升 。此外,如圖20所示於AF掃描線Lfa中在AF像素對 Θ 11 fr之間插隔通常像素110,係在第2實施形態的攝像元 件中也是可行。 •於上記各實施形態中,並不一定要採用,對通常像 素110之水平掃描線上所被形成之第1金屬部分41之各 開口 OP,以空開1個的方式設置開口 OP而成的AF掃描 線,亦可採用空開2個、或是3個以上的方式設置開口 OP的AF掃描線。 •關於上記的各實施形態中的AF掃描線,係不一定 -32- 201028754 要將光電轉換部PD上方的構件(微透鏡或彩色濾光片) 對通常像素110之水平掃描線偏移半個間隙,亦可設計成 ,讓光電轉換部PD上方的構件保持不動而是將光電轉換 部PD對通常像素11〇之水平掃描線偏移半個間隙。藉由 如此使光電轉換部PD上方的構件對光電轉換部PD相對 性地偏移半個間隙,就可達到上述各實施形態的效果。 •於上記各實施形態中,具備AF掃描線Lf的攝像元 Ο 件ιοί並不一定要設置在單眼反射式數位相機內,亦可設 置在輕巧型的數位相機。 •關於上記的各實施形態中的AF像素對,係並不一 定要在第1金屬部分44的開口 OP上設置透明的彩色濾光 片,站在重視對焦精度之觀點來看,亦可設置視感度特性 佳的綠色彩色濾光片,或是紅色、藍色的彩色濾光片。 •於上記各實施形態中,在黑濾光片Fb上亦可設置 微透鏡。若是如此設置微透鏡,則可用和通常像素110之 © 排列相同的間隙來配置微透鏡,可沿用通常像素1 1 〇的微 透鏡之配置設計。 •於上記各實施形態中,爲了使AF像素對Ilf的各 像素的輸出平衡良好而使其產生合適的半個間隙(5成的 間隙)之偏移係並非必須,例如亦可使其產生任意(例如 4成左右)之間隙的偏移。此情況下,由於射出光瞳並非 2等分因此第1AF像素與第2AF像素之間的輸出會發生不 平衡,但例如對受光量較小的像素輸出,基於被各個像素 所受光之射出光瞳的各部分領域所相關之面積比等來乘算 -33- 201028754 增益θ ’而實施改善該不平衡的處置。 •本發明中的所謂「所定之間隙的一半」,想當然爾 是包括對所定間隙50%之間隙,但也包括對該50%加入製 造誤差等變動部分γ後的(50±γ) %之範圍內之間隙。 【圖式簡單說明】 〔圖1〕圖1係本發明之第1實施形態所述之攝像裝 置1的外觀構成之圖示。 @ 〔圖2〕圖2係攝像裝置1的外觀構成之圖示。 〔圖3〕圖3係攝像裝置1的縱剖面圖。 〔圖4〕圖4係攝像裝置1的電性構成的區塊圖。 〔圖5〕圖5係用來說明攝像元件1〇1之構成的圖。 〔圖6〕圖6係用來說明攝像元件1〇1之構成的圖。 〔圖7〕圖7係用來說明通常像素11〇之構成的縱剖 面圖。 〔圖8〕圖8係用來說明AF像素對Ilf之構成的縱 0 剖面圖。 〔圖9〕圖9係用來說明AF像素對Ilf之構成的平 面圖。 〔圖10〕圖10係表示焦點面是從攝像元件1〇1之攝 像面起往200μηι近側離焦時的模擬結果圖。 〔圖11〕圖11係表示焦點面是從攝像面起往1〇〇μιη 近側進行離焦時的模擬結果圖。 〔圖12〕圖12係表示焦點面是和攝像面一致之合焦 -34- 201028754 狀態的模擬結果。 〔圖13〕圖13係表示焦點面是從攝像面起往ΙΟΟμηι 遠側進行離焦時的模擬結果圖。 〔圖14〕圖14係表示焦點面是從攝像面起往200 μιη 遠側進行離焦時的模擬結果圖。 〔圖1 5〕圖1 5係用來說明一對像列中的重心位置之 差與離焦量之關係的圖形Gc的圖。 φ 〔圖1 6〕圖1 6係用來說明本發明之第2實施形態所 述之攝像元件101A中所被規定的AF區域Efr之構成的圖 〇 〔圖17〕圖17係用來說明AF像素對11 fr之構成的 縱剖面圖。 〔圖18〕圖18係用來說明微透鏡的口徑、曲率與光 瞳分離之關係的圖。 〔圖19〕圖19係用來說明本發明之變形例所述之第 © 1金屬部分44a之構成的圖。 〔圖20〕圖20係用來說明本發明之變形例所述之AF 區域Efa之構成的圖。 【主要元件符號說明】 1、1 A :攝像裝置 2 :更換鏡頭 10 :相機機身 1 la、1 lc :第 1 AF 像素 -35- 201028754 1 lb、1 Id :第 2AF 像素 1 1 f、1 1 fr : AF 像素對 41、 44、 44a、 44r :第1金屬部分 42、 45 :第2金屬部分 43、 46 :第3金屬部分 62 :主控制部 77 :相位差AF演算電路 1 0 1、1 0 1 A :攝像元件 _ 1 01 f :攝像面 1 1 〇 :通常像素
Ef、Efa、Efr : AF 區域
Fb:黑色的彩色濾光片(黑濾光片)
Lf、Lfa、Lfr : AF 掃描線 ML、MLr :微透鏡
Qa :射出光瞳的左側部分
Qb:射出光瞳的右側部分 〇 PD :光電轉換部 •36-

Claims (1)

  1. 201028754 七、申請專利範圍 1· 一種攝像元件,其特徵爲, 具備: 一對第1像素,係於攝影光學系的射出光瞳中,將通 過了沿著所定方向彼此逆向偏開的一對部分領域的被攝體 光束予以受光’藉此而實現光瞳分割機能;和 第2像素群’係由不帶有前記光瞳分割機能的第2像 〇 素所成; 前記第2像素群,係具有: 複數光電轉換部,係沿著前記所定方向隔著所定間隙 而配置;和 各微透鏡,係被設在前記複數光電轉換部每一者的上 方;並且, 前記一對第1像素,係具有: 一對光電轉換部,係具有與前記複數光電轉換部每一 ® 者相同的尺寸,沿著前記所定方向隔著前記所定間隙而相 鄰配置; 在前記一對光電轉換部的上方,設有:具有將通過前 記射出光瞳之光束予以遮光之2個遮光領域的遮光部;和 被前記2個遮光領域所夾住的1個微透鏡。 2.如申請專利範圍第1項所記載之攝像元件,其中 , 具備:前記一對第1像素是沿著前記所定方向而複數 相鄰配置而成的第1像素對之排列; -37- 201028754 前記第1像素對之排列中的前記一對光電轉換部與前 記1個微透鏡的配置關係,是相當於’在前記第2像素群 ,對於前記複數光電轉換部而將前記各微透鏡當中的所定 微透鏡,朝前記所定方向相對性地偏移了恰好達到所定量 時的配置構成, 前記第1像素對之排列,係藉由在前記配置構成中在 彼此相鄰的前記所定微透鏡之間設置前記遮光部而形成。 3.如申請專利範圍第2項所記載之攝像元件,其中 @ ,前記所定量,係前記所定間隙的一半。 4 .如申請專利範圍第2項所記載之攝像元件,其中 ,於前記第1像素對之排列中彼此相鄰的前記1個微透鏡 之間所被設置的前記遮光部的配置間隔,係相等於在前記 第2像素群朝前記所定方向配置的前記第2像素之排列中 的空開1像素之間隔。 5.如申請專利範圍第1項所記載之攝像元件,其中 ,在前記遮光部,係藉由黑色的彩色濾光片而予以遮光。 Q 6 ·如申請專利範圍第1項所記載之攝像元件,其中 ,在前記遮光部,係藉由所定的金屬層而予以遮光。 7.如申請專利範圍第1項所記載之攝像元件,其中 ,前記1個微透鏡的口徑,係大於前記各微透鏡的口徑。 8 ·如申請專利範圍第7項所記載之攝像元件,其中 , 在前記各微透鏡的下方,係形成有遮光罩的第1開口 ,並且 -38- 201028754 在前記1個微透鏡的下方,係形成有大於前記第1開 口的遮光罩之第2開口。 9. 如申請專利範圍第1項所記載之攝像元件,其中 ,前記1個微透鏡的曲率,係大於前記各微透鏡的曲率。 10. —種攝像裝置,其特徵爲, 具備: 攝影光學系;和 Φ 攝像元件,係用以將通過了前記攝影光學系之射出光 瞳的被攝體光束予以受光; 前記攝像元件,係具有: 一對第1像素,係於前記射出光瞳中,將通過了沿著 所定方向彼此逆向偏開的一對部分領域的被攝體光束予以 受光,藉此而實現光瞳分割機能;和 第2像素群,係由不帶有前記光瞳分割機能的第2像 素所成; Φ 前記第2像素群,係具有: 複數光電轉換部,係沿著前記所定方向隔著所定間隙 而配置;和 各微透鏡,係被設在前記複數光電轉換部每一者的上 方;並且, 前記一對第1像素,係具有: 一對光電轉換部,係具有與前記複數光電轉換部每一 者相同的尺寸,沿著前記所定方向隔著前記所定間隙而相 鄰配置; -39- 201028754 在前記一對光電轉換部的上方,設有:具有將通過前 記射出光瞳之光束予以遮光之2個遮光領域的遮光部;和 被前記2個遮光領域所夾住的1個微透鏡。
    -40-
TW098131937A 2008-09-24 2009-09-22 Imaging element and imaging device TW201028754A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008244690A JP5593602B2 (ja) 2008-09-24 2008-09-24 撮像素子および撮像装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201028754A true TW201028754A (en) 2010-08-01

Family

ID=42059622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098131937A TW201028754A (en) 2008-09-24 2009-09-22 Imaging element and imaging device

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8582019B2 (zh)
EP (1) EP2330449A4 (zh)
JP (1) JP5593602B2 (zh)
KR (1) KR20110059718A (zh)
CN (1) CN102197328B (zh)
BR (1) BRPI0918032A2 (zh)
RU (1) RU2508564C2 (zh)
TW (1) TW201028754A (zh)
WO (1) WO2010035616A1 (zh)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5476702B2 (ja) * 2008-10-31 2014-04-23 株式会社ニコン 撮像素子および撮像装置
JP5229060B2 (ja) * 2009-03-31 2013-07-03 ソニー株式会社 撮像装置および焦点検出方法
JP5563283B2 (ja) * 2009-12-09 2014-07-30 キヤノン株式会社 画像処理装置
JP2012054867A (ja) * 2010-09-03 2012-03-15 Olympus Imaging Corp 撮像装置
JP5907595B2 (ja) * 2011-09-27 2016-04-26 キヤノン株式会社 撮像装置
JP5556823B2 (ja) * 2012-01-13 2014-07-23 株式会社ニコン 固体撮像装置および電子カメラ
JP6019692B2 (ja) 2012-04-16 2016-11-02 ソニー株式会社 撮像素子、撮像素子の制御方法、および、撮像装置
JP6144878B2 (ja) * 2012-04-27 2017-06-07 キヤノン株式会社 画像処理装置およびそれを備える撮像装置、ならびに画像処理方法およびそのプログラム
JP6308717B2 (ja) * 2012-10-16 2018-04-11 キヤノン株式会社 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および撮像システム
JP2014107383A (ja) * 2012-11-27 2014-06-09 Renesas Electronics Corp マスクおよびその製造方法、ならびに半導体装置
JP2014106476A (ja) 2012-11-29 2014-06-09 Canon Inc 焦点検出装置、撮像装置、撮像システム、焦点検出方法、プログラム、および、記憶媒体
EP2738812B8 (en) 2012-11-29 2018-07-18 ams Sensors Belgium BVBA A pixel array
WO2014106917A1 (ja) * 2013-01-04 2014-07-10 富士フイルム株式会社 画像処理装置、撮像装置、画像処理方法及び画像処理プログラム
JP6222949B2 (ja) * 2013-03-15 2017-11-01 キヤノン株式会社 撮像素子および撮像装置
JP6338442B2 (ja) * 2013-07-11 2018-06-06 キヤノン株式会社 固体撮像素子、測距装置、および撮像装置
US9402041B2 (en) * 2013-07-11 2016-07-26 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state image sensor and imaging apparatus using same
JP6372983B2 (ja) * 2013-09-02 2018-08-15 キヤノン株式会社 焦点検出装置およびその制御方法、撮像装置
WO2015046045A1 (ja) * 2013-09-27 2015-04-02 富士フイルム株式会社 撮像装置及び撮像方法
KR102128467B1 (ko) 2014-01-09 2020-07-09 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이미지 센서를 포함하는 영상 촬영 장치
JP6476630B2 (ja) * 2014-07-30 2019-03-06 株式会社ニコン 撮像装置
WO2016067508A1 (ja) * 2014-10-27 2016-05-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 画像形成システム、画像形成方法、撮像素子、およびプログラム
KR102374112B1 (ko) 2015-07-15 2022-03-14 삼성전자주식회사 오토 포커싱 픽셀을 포함하는 이미지 센서, 및 이를 포함하는 이미지 처리 시스템
KR102497812B1 (ko) 2015-08-10 2023-02-09 삼성전자주식회사 이미지 센서
US10237501B2 (en) * 2017-02-28 2019-03-19 BAE Systems Imaging Solutions Inc. Autofocus system for CMOS imaging sensors
KR20200108133A (ko) * 2019-03-06 2020-09-17 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이미징 장치

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61133913A (ja) * 1984-12-03 1986-06-21 Canon Inc 光学装置
US4697905A (en) 1984-12-03 1987-10-06 Canon Kabushiki Kaisha Photographic apparatus
US6819360B1 (en) * 1999-04-01 2004-11-16 Olympus Corporation Image pickup element and apparatus for focusing
JP4007716B2 (ja) * 1999-04-20 2007-11-14 オリンパス株式会社 撮像装置
JP4323002B2 (ja) * 1999-05-26 2009-09-02 オリンパス株式会社 撮像装置
JP2001250931A (ja) 2000-03-07 2001-09-14 Canon Inc 固体撮像装置およびこれを用いた撮像システム
JP4500434B2 (ja) * 2000-11-28 2010-07-14 キヤノン株式会社 撮像装置及び撮像システム、並びに撮像方法
JP4027113B2 (ja) * 2002-02-19 2007-12-26 キヤノン株式会社 撮像装置及びシステム
JP2005303409A (ja) 2004-04-07 2005-10-27 Canon Inc 固体撮像装置
JP2006126652A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Canon Inc 撮像装置
JP4720508B2 (ja) 2006-01-05 2011-07-13 株式会社ニコン 撮像素子および撮像装置
JP4915126B2 (ja) * 2006-04-10 2012-04-11 株式会社ニコン 固体撮像装置、および電子カメラ
JP2008129360A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Canon Inc 焦点検出装置及び撮像装置
JP4321579B2 (ja) * 2006-11-28 2009-08-26 ソニー株式会社 撮像装置
JP5003132B2 (ja) * 2006-12-07 2012-08-15 ソニー株式会社 撮像素子および撮像装置
JP5109641B2 (ja) 2007-12-18 2012-12-26 ソニー株式会社 撮像素子および撮像装置
JP5050928B2 (ja) * 2008-02-28 2012-10-17 ソニー株式会社 撮像装置および撮像素子
JP5229060B2 (ja) * 2009-03-31 2013-07-03 ソニー株式会社 撮像装置および焦点検出方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2330449A1 (en) 2011-06-08
WO2010035616A1 (ja) 2010-04-01
RU2508564C2 (ru) 2014-02-27
JP5593602B2 (ja) 2014-09-24
JP2010078707A (ja) 2010-04-08
BRPI0918032A2 (pt) 2015-12-01
RU2011110066A (ru) 2012-09-27
KR20110059718A (ko) 2011-06-03
CN102197328B (zh) 2014-06-25
US20110273581A1 (en) 2011-11-10
EP2330449A4 (en) 2014-05-14
US8582019B2 (en) 2013-11-12
CN102197328A (zh) 2011-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201028754A (en) Imaging element and imaging device
JP5229060B2 (ja) 撮像装置および焦点検出方法
TWI427351B (zh) Camera device and imaging device
JP5476716B2 (ja) 撮像素子および撮像装置
JP5040700B2 (ja) 撮像素子および撮像装置
JP4973478B2 (ja) 撮像素子および撮像装置
JP5146295B2 (ja) 撮像装置および合焦制御方法
JP5169144B2 (ja) 撮像装置
JP5109641B2 (ja) 撮像素子および撮像装置
TWI400552B (zh) Camera device
JP2010160313A (ja) 撮像素子および撮像装置
JP2010169709A (ja) 撮像素子および撮像装置
JP2009139795A (ja) 撮像装置
TW200824444A (en) Imaging device
JP2008147821A (ja) 撮像素子および撮像装置
JP2009139807A (ja) 撮像装置
JP2012222742A (ja) 撮像素子および撮像装置
JP2008134390A (ja) 撮像装置
JP2008134413A (ja) 撮像装置
JP2009111587A (ja) 撮像装置
JP2009109623A (ja) 撮像装置
JP2010237400A (ja) 撮像装置および焦点検出方法
JP5157525B2 (ja) 撮像装置
JP2009150978A (ja) 撮像素子および撮像装置