TW202044566A - 攝像元件及電子機器 - Google Patents

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Abstract

本發明之攝像元件具備：受光部(11)，其具有：複數個光電轉換元件(110)，其以格子狀之排列配置；及複數個透鏡(30)，其1對1設置於包含複數個光電轉換元件中彼此相鄰配置之2個以上之光電轉換元件之元件之組的各者。受光部為，分別包含元件之組、與複數個透鏡中設置於元件之組之透鏡的複數個像素組中彼此相鄰之至少2個像素組之光瞳修正量彼此不同。

Description

攝像元件及電子機器
本發明係關於一種攝像元件及電子機器。
已知有對排列有分別具備微型透鏡之複數個像素之像素陣列照射來自主透鏡之光之構成。於該構成中，對像素之入射光瞳徑根據各像素相對於主透鏡之光軸位置之像高而變化，且對像素照射之光量變化。因此，已知有藉由根據像高錯開各像素之微型透鏡等之位置而抑制入射光瞳徑之變化之光瞳修正之技術。
又，已知有基於在上述像素陣列中排列於列方向(或行方向)之複數個像素之像素信號之相位差進行自動聚焦(AF(Auto Focus：自動聚焦))處理或視差檢測之像面相位差AF方式。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2017-188633號公報 [專利文獻2]日本專利特開2018-014476號公報
[發明所欲解決之問題]
於現有技術中，對1個像素陣列所包含之各像素之光瞳修正之修正量按各像素設為固定。另一方面，於該像素陣列搭載於一般相機時，藉由透鏡更換或變焦操作等變更主透鏡之情形，主透鏡之入射光瞳徑變化。如此，於主透鏡之入射光瞳徑改變之情形時，不適當進行光瞳修正，難以高精度地取得圖像信號之相位差。
本揭示之目的在於提供一種可於更廣之入射光瞳徑之範圍內高精度地取得圖像信號之相位差之攝像元件及電子機器。 [解決問題之技術手段]
本揭示之攝像元件具備：受光部，其具有：複數個光電轉換元件，其以格子狀之排列配置；及複數個透鏡，其1對1設置於包含複數個光電轉換元件中相互相鄰配置之2個以上之光電轉換元件之元件之組之各者；且受光部為，分別包含元件之組、與複數個透鏡中設置於元件之組之透鏡的複數個像素組中彼此相鄰之至少2個像素組之光瞳修正量彼此不同。
以下，基於圖式對本揭示之實施形態進行詳細說明。另，於以下之實施形態中，藉由對同一部位標註同一符號，省略重複之說明。
(可共通應用於各實施形態之構成) 圖1係顯示可共通應用於各實施形態之電子機器之一例之構成之方塊圖。於圖1中，電子機器1具備光學系統2、控制部3、攝像元件4、圖像處理部5、記憶體6、記憶部7、顯示部8、介面(I/F：interface)部9、及輸入設備10。
此處，作為電子機器1，可應用數位靜態相機、數位視訊攝影機、附攝像功能之行動電話或智慧型手機等。又，作為電子機器1，亦可應用監視相機或車載用相機、醫療用之相機等。
攝像元件4包含例如格子狀之排列配置之複數個光電轉換元件。光電轉換元件將接收之光以光電轉換轉換為電荷。攝像元件4包含：驅動電路，其驅動該複數個光電轉換元件；及信號處理電路，其自複數個光電轉換元件各者讀取電荷，並基於讀取之電荷產生圖像資料。
光學系統2包含組合1片或複數片透鏡之主透鏡、及用於驅動主透鏡之機構，使來自被攝體之像光(入射光)經由主透鏡成像於攝像元件4之受光面上。又，光學系統2具備根據控制信號調整聚焦之自動聚焦機構、或根據控制信號變更變焦率之變焦機構。又，電子機器1可裝卸光學系統2，亦可與其他光學系統2更換。
圖像處理部5對自攝像元件4輸出之圖像資料執行特定之圖像處理。例如，圖像處理部5連接訊框記憶體等之記憶體6，將自攝像元件4輸出之圖像資料寫入記憶體6。圖像處理部5對寫入記憶體6之圖像資料執行特定之圖像處理，並將圖像處理後之圖像資料再次寫入記憶體6。
記憶部7為例如快閃記憶體或硬碟驅動器等非揮發性記憶體，非揮發地記憶自圖像處理部5輸出之圖像資料。顯示部8包含例如稱為LCD(Liquid Crystal Display：液晶顯示器)之顯示設備、及驅動該顯示設備之驅動電路，並可顯示基於圖像處理部5輸出之圖像資料之圖像。I/F部9係用於將自圖像處理部5輸出之圖像資料發送至外部之介面。作為I/F部9，可應用例如USB(Universal Serial Bus：通用串列匯流排)。不限定於此，I/F部9亦可為藉由有線通信或無線通信可連接於網路之介面。
輸入設備10包含用於受理使用者輸入之操作單元等。電子機器1若為例如數位靜態相機、數位視訊攝影機、附攝像功能之行動電話或智慧型手機，則輸入設備10可包含用於指示攝像元件4之拍攝之快門按鈕、或用於實現快門按鈕之功能之操作單元。
控制部3包含例如CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)等處理器、ROM(Read Only Memory：唯讀記憶體)及RAM(Random Access Memory：隨機存取記憶體)，根據預先記憶於ROM之程式，使用RAM作為工作記憶體，控制該電子機器1之整體之動作。例如，控制部3可根據由輸入設備10受理之使用者輸入，控制電子機器1之動作。又，控制部3可基於圖像處理部5之圖像處理結果，控制光學系統2之自動聚焦機構。
圖2係顯示可共通應用於各實施形態之攝像元件4之基本之構成例之方塊圖。於圖2中，攝像元件4包含像素陣列部11、垂直掃描部12、AD(Analog to Digital：類比轉數位)轉換部13、像素信號線16、垂直信號線17、輸出部18、控制部19、及信號處理部20。
像素陣列部11包含具有對分別接收之光進行光電轉換之光電轉換元件之複數個像素110。作為光電轉換元件，可使用光電二極體。於像素陣列部11中，複數個像素110二維格子狀排列於水平方向(列方向)及垂直方向(行方向)。於像素陣列部11中，將像素110之列方向之排列稱為排。於該像素陣列部11中藉由自特定數之排讀取之像素信號，形成1訊框之圖像(圖像資料)。例如，於以3000像素×2000排形成1訊框之圖像之情形時，像素陣列部11至少包含2000排至少含3000個像素110之排。
又，於像素陣列部11，相對於各像素110之列及行，於每列連接像素信號線16，於每行連接垂直信號線17。
像素信號線16之不與像素陣列部11連接之端部連接於垂直掃描部12。垂直掃描部12根據稍後敘述之控制部19之控制，將自像素110讀取像素信號時之驅動脈衝等控制信號經由像素信號線16向像素陣列部11傳送。垂直信號線17之不與像素陣列部11連接之端部連接於AD轉換部13。自像素讀取之像素信號經由垂直信號線17傳送至AD轉換部13。
對來自像素之像素信號之讀取控制進行概略說明。來自像素之像素信號之讀取藉由將利用曝光蓄積於光電轉換元件之電荷傳送至浮動擴散層(FD：Floating Diffusion)，且將於浮動擴散層中傳送之電荷轉換為電壓而進行。於浮動擴散層中電荷所轉換之電壓經由放大器輸出至垂直信號線17。
更具體而言，於像素110中，於曝光中，將光電轉換元件與浮動擴散層之間設為斷開(開)狀態，於光電轉換元件中，使根據藉由光電轉換入射之光產生之電荷蓄積。曝光結束後，根據經由像素信號線16供給之選擇信號連接浮動擴散層與垂直信號線17。進而，根據經由像素信號線16供給之重設脈衝將浮動擴散層與電源電壓VDD或黑位準電壓之供給線短期間連接，重設浮動擴散層。對垂直信號線17，輸出浮動擴散層之重設位準之電壓(設為電壓P)。之後，藉由經由像素信號線16供給之傳送脈衝將光電轉換元件與浮動擴散層之間設為導通(閉)狀態，並將蓄積於光電轉換元件之電荷傳送至浮動擴散層。對垂直信號線17，輸出與浮動擴散層之電荷量相應之電壓(設為電壓Q)。
AD轉換部13包含設置於每根垂直信號線17之AD轉換器1300、參照信號產生部14、及水平掃描部15。AD轉換器1300係對像素陣列部11之各行(行)進行AD轉換處理之行AD轉換器。AD轉換器1300對經由處置信號線17自像素110供給之像素信號實施AD轉換處理，產生用於進行雜訊減少之相關雙重取樣(CDS：Correlated Double Sampling)處理之2個數位值(分別對應電壓P及電壓Q之值)。
AD轉換器1300將產生之2個數位值供給至信號處理部20。信號處理部20基於自AD轉換器1300供給之2個數位值進行CDS處理，產生數位信號之像素信號(像素資料)。將藉由信號處理部20產生之像素資料輸出至攝像元件4之外部。
自信號處理部20輸出之圖像資料供給至例如圖像處理部5，並依序記憶於例如訊框緩衝器即記憶體6。若於訊框緩衝器記憶1訊框量之像素資料，則自訊框緩衝器讀取記憶之像素資料作為1訊框之圖像資料。
參照信號產生部14基於自控制部19輸入之ADC(Analog-to-Digital Converter：數位類比轉換器)控制信號，產生各AD轉換器1300將像素信號轉換為2個數位值而使用之燈信號RAMP。燈信號RAMP係位準(電壓值)相對於時間以特定之斜率降低之信號、或位準階段狀降低之信號。參照信號產生部14將產生之燈信號RAMP供給至各AD轉換器1300。參照信號產生部14使用例如DA(Digital to Analog：數位轉類比)轉換電路等構成。
水平掃描部15於控制部19之控制之下，進行以特定之順序選擇各AD轉換器1300之選擇掃描，藉此使各AD轉換器1300暫時保持之各數位值依序向信號處理部20輸出。水平掃描部15使用例如位移暫存器或位址解碼器等構成。
控制部19進行垂直掃描部12、AD轉換部13、參照信號產生部14及水平掃描部15等驅動控制。控制部19產生成為垂直掃描部12、AD轉換部13、參照信號產生部14及水平掃描部15之動作之基準之各種驅動信號。控制部19基於自外部(例如控制部3)供給之垂直同步信號或外部觸發信號、與水平同步信號，產生垂直掃描部12經由像素信號線16供給至各像素110用之控制信號。控制部19將產生之控制信號供給至垂直掃描部12。
垂直掃描部12基於自控制部19供給之控制信號，以像素陣列部11之被選擇之像素列之像素信號線16，將包含驅動脈衝之各種信號按排供給至各像素110，使像素信號自各像素110輸出至垂直信號線17。垂直掃描部12使用例如位移暫存器或位址解碼器等構成。
如此構成之攝像元件4為按行配置AD轉換器1300之行AD方式之CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互補金屬氧化物半導體)影像感測器。
(彩色濾光片排列之概略) 各像素110可配置使特定之波長頻帶之光選擇性透射之濾光片。於透射之波長頻帶為可見光區域之波長頻帶之情形時，將該濾光片稱為彩色濾光片。以下，設為相對於各像素110，配置構成三原色之紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)之各波長頻帶之彩色濾光片者。不限定於此，亦可相對於各像素110配置處於補色關係之各色之彩色濾光片，又可為使紅外區域之波長頻帶之光選擇性透射之濾光片、或使可見光區域之全波長頻帶之光透射之濾光片。以下，只要無特別記載，則以彩色濾光片為代表說明該等各種濾光片。
圖3係顯示一般使用之拜耳排列之例之圖。於圖3中，拜耳(Bayer)排列包含分別配置G色之彩色濾光片之2個像素110G、配置R色之彩色濾光片之1個像素110R、及配置B色之彩色濾光片之像素110B。於拜耳排列中，該等4個像素為使2個像素110G不相鄰，而以2像素×2像素之格子狀排列構成。換言之，拜耳排列為不使配置有令同一波長頻帶之光透射之彩色濾光片之像素110相鄰之排列。
另，以下，只要無特別記載，則將「配置R色之彩色濾光片之像素110R」稱為「R色之像素110R」、或僅稱為「像素110R」。針對配置G色之彩色濾光片之像素110G、及配置B色之彩色濾光片之像素110B亦同樣。又，於彩色濾光片無特別問題之情形時，以像素110為代表記述各像素110R、110G及110B。
圖4係顯示可應用於稍後敘述之第1實施形態之像素構成之例之圖。於圖4之像素構成中，將同一顏色之2像素×2像素格子狀排列之像素區塊作為單位，將4個R色之像素110R、4個G色之像素110G、及4個B色之像素110B之各像素區塊配置為以拜耳排列為基準之像素排列而構成。以下，只要無特別記載，則將此種像素排列稱為4分割拜耳型RGB排列。
更具體而言，4分割拜耳型RGB排列以R色之像素110R、G色之像素110G、及B色之像素110B之各像素區塊成像素110R、像素110G及像素110B之數量為1：2：1之比例，且同一顏色之像素之像素區塊不相鄰之方式，排列為2×2之格子狀。於圖4之例，於B色之像素110B之像素區塊之左及下配置G色之像素110G之像素區塊，於B色之像素110B之像素區塊之對角，配置有R色之像素110R之像素區塊。
(可共通應用於各實施形態之OCL之配置之概略) 配置於像素陣列部11之各像素110分別設置OCL(On Chip Lense：片上透鏡)。於各實施形態中，相對於彼此相鄰之複數個像素110共通設置1個OCL。圖5係概略顯示可應用於各實施形態之相對於2個像素110設置有1個OCL之例之圖。
舉例更具體說明圖5所示之4分割拜耳型RGB排列之G色之4個像素110G1 、110G2 、110G3 及110G4 。於圖5中相對於沿水平方向彼此相鄰之2個像素110G1 及110G2 之組設置有1個OCL30。同樣，相對於沿水平方向彼此相鄰之2個像素110G3 及110G4 之組，設置1個OCL30。針對R色之像素110R及B色之像素110B亦同樣，於圖5中相對於沿水平方向彼此相鄰之2個像素110R之組、及彼此相鄰之2個像素110B之組，分別設置有1個OCL30。
另，以下，適當將共通設計1個OCL30之彼此相鄰之複數個像素110之組、與該OCL30統稱為「像素組」。於圖5之例，包含像素陣列部11之沿水平方向相鄰之2個像素110構成像素組。另，以下，於圖5所示之顯示像素110之2維格柵上之配置之各圖中，將圖之左右方向作為水平方向，圖之上下方向作為垂直方向進行說明。
圖6係概略顯示可應用於各實施形態之像素組之剖面之圖。於圖6之例，像素組包含彼此相鄰配置之2個像素110。於圖6中，像素組所包含之2個像素110分別概略性成為相對於根據入射之光產生電荷之光電轉換部111之入射面設置彩色濾光片112之構造。1個像素組所包含2個彩色濾光片112使同一波長頻帶之光透射。於該等2個像素110各者之彩色濾光片112上，於該等2個像素110共通地設置有OCL30。
(關於像面相位差AF方式) 其次，對像面相位差AF方式進行概略說明。於像面相位差AF方式中，基於自位置不同之像素110抽出之像素信號之相位差進行自動聚焦控制或視差檢測。於圖5之例中，針對例如包含將1個OCL30設為共通之2個像素110G1 及110G2 之像素組，檢測像素110G1 及110G2 各者之各像素信號之相位差，並基於檢測之相位差取得例如用於進行自動聚焦控制之資訊。
圖7係用於說明用於實現像面相位差AF方式之現有技術之方法之第1例的圖。於該第1例中，1個像素110w包含相鄰配置之2個光電轉換部111wa及111wb構成。光電轉換部111wa及111wb共通地設置1個彩色濾光片112a、與1個OCL31。於彩色濾光片112a、與相鄰於該彩色濾光片112a之與該彩色濾光片112a透射之波長頻帶不同之其他彩色濾光片112b之間設置遮光體113，抑制彩色濾光片112a與彩色濾光片112b之間之光之洩漏。
於此種構成中，例如藉由檢測光電轉換部111wa及111wb各者之各像素信號之相位差，可實現像面相位差AF或視差檢測。即，於圖7之構成中，包含相鄰配置之2個光電轉換部111wa及111wb之像素110w成為相位差檢測用之像素。以下，適當將「相位差檢測用之像素」記述為「相位差像素」。
此處，於圖7之例中，相對於像素110w所包含之各光電轉換部111wa及111wb之入射面，彩色濾光片112a(遮光體113)及OCL31於圖7上朝向右方向，分別按特定之距離錯開而配置。藉此，實施對相對於該入射面自傾斜方向入射之光40之光瞳修正。藉由進行光瞳修正，可將光40入射至該入射面之範圍41設為恰當，並可使像面相位差AF或視差檢測之精度提高。
光瞳修正之量，即彩色濾光片112a(遮光體113)及OCL31相對於入射面之錯開量根據排列像素110w之像素陣列相對於主透鏡之光軸位置之像高設定。例如，配置像素110w之位置之像高越高，則光瞳修正量越大。該像素陣列中與主透鏡之光軸位置對應之位置(像高中心)所配置之像素110w之光瞳修正量設為例如零。
根據該圖7所示之構成，光瞳修正量按各像高為固定。因此，為獲得精度，而需使用與其光瞳修正量對應之EPD(Exit Pupil Distance：出瞳距離)之主透鏡。因此，於藉由透鏡更換等將主透鏡更換為EPD不同之其他主透鏡之情形、或藉由變焦動作改變EPD之情形時，難以獲得高精度。
圖8A及圖8B係用於說明用於實現像面相位差AF方式之現有技術之方法之第2例的圖。於該第2例，於像素陣列中，將相位差像素與用於構成圖像之像素分開設置。於圖8A之例中，作為相位差像素之例，顯示有像素110a及110b之2個像素。
於圖8A中，像素110a及110b分別具有1個光電轉換部111a及111b。像素110a使用遮光體50將光電轉換部111a之入射面之圖8A中之右半部分遮光，且將左半部分設為開口狀態。另一方面，像素110b使用遮光體50將光電轉換部111b之入射面之圖8A中之左半部分遮光，且將右半部分設為開口狀態。
將該等像素110a及110b沿遮光體50之開口位置相對於光電轉換部111a及111b之錯開方向接近(例如相鄰)配置。藉由檢測像素110a及110b各者之各像素信號之相位差，可實現像面相位差AF或視差檢測。即，於該第2例中，可認為藉由2個像素110a及110b，構成1個相位差像素。
此處，圖8A之例顯示有像素陣列之配置於圖8A上之左端側之像素110a及110b。像素110a及像素110b將各OCL31相對於光電轉換部111a及111b各者之入射面，於圖8A上向右錯開配置，進行與像素陣列上之位置(像高)相應之光瞳修正。
於該第2例中，於像素陣列上，與上述像素110a及110b像高大致相等之位置，設置光瞳修正量與該像素110a及110b不同之其他相位差像素。
圖8B係顯示該第2例之其他相位差像素之例之圖。於圖8B中，構成相位差像素之2個像素110a’及110b’以相對於圖8A所示之像素110a及110b，可對應更短之EPD之主透鏡之方式，進而增加光瞳修正量之例。
於圖8B中，像素110a’與圖8A所示之像素110a相比，光電轉換部110a’之依據遮光體50之開口部朝向左端側更窄。另一方面，像素110b’與圖8A所示之像素110b相比，光電轉換部110b’之依據遮光體50之開口部朝向右方向更寬。即，圖8B之構成可對以與圖8A之像素110a及110b可光瞳修正之光40a及40b比較更大之角度入射之光40a’及40b’進行光瞳修正。
於第2例中，如此，藉由對像素陣列配置光瞳修正量不同之複數個相位差像素，可擴大能夠進行依據像面相位差AF之自動聚焦處理之EPD之範圍。然而，於第2例中，因使用相位差像素作為用於構成圖像之像素，故若配置較多光瞳修正量不同之相位差像素，則用於構成圖像之像素數量減少，畫質降低。
[第1實施形態] 其次，對第1實施形態進行說明。圖9係顯示第1實施形態之像素構成之一例之圖。另，圖9顯示有於圖10概略顯示之像素陣列部11中，相對於像高中心於圖10上左端側之區域L中之像素構成之例。
於圖9中，各像素110R、110G及110B設為使用圖4說明之4分割拜耳型排列，藉由4個像素110R、4個像素110G及4個像素110B，構成各像素區塊。又，如使用圖5說明般，於各像素110R、110G及110B中，於沿水平方向相鄰之同一顏色之2個像素共通配置1個OCL30，構成像素組。即，各像素區塊包含上段之2像素之像素組、與下段之2像素之像素組之2個像素組。
此處，於第1實施形態中，各像素區塊所包含之2個像素組之光瞳修正量彼此不同。更具體而言，於各像素區塊之圖9上之上段之像素組中，面向圖9上右方向之像高中心，藉由更多之光瞳修正量進行更強之光瞳修正(以下，稱為「較強之光瞳修正」)。又，於各像素區塊之圖9上之下段之像素組中，面向圖9上右方向之像高中心，藉由與像素區塊之上段之像素組比較較少之光瞳修正量進行更弱之光瞳修正(以下，稱為「較弱之光瞳修正」)。
如此，於第1實施形態中，於同一顏色之像素110以2像素×2像素之排列配置之像素區塊中，使該像素區塊所包含之2個像素組各者之光瞳修正量分別不同。因此，可對EPD不同之2種主透鏡分別適當進行光瞳修正。
使用圖11A及圖11B，對第1實施形態之光瞳修正，更具體地進行說明。
圖11A係概略顯示第1實施形態之進行較強之光瞳修正之像素組之剖面的圖。圖11A對應於上述圖9所示之各像素區塊之上段之像素組之剖面。例如相對於包含4個像素110G之像素區塊，參照圖5，以包含該像素區塊之上段之2個像素110G1 及110G2 之像素組為例進行說明。
於圖11A中，分別設置像素110G1 及110G2 之彩色濾光片112G1 及112G2 相對於像素110G1 及110G2 各者之光電轉換部111G1 及111G2 之各入射面，朝向像高中心(圖11A上之右方向)錯開位置配置。進而，共通設置於像素110G1 及110G2 之OCL30相對於彩色濾光片112G1 及112G2 朝向像高中心錯開位置配置。
如此，將光電轉換部110G1 及110G2 、彩色濾光片112G1 及112G2 、及OCL30分別沿同一方面錯開位置配置。藉此，於各像素110G1 及110G2 中，對由特定之入射角α對光電轉換部111G1 及111G2 之入射面入射之光40c進行光瞳修正。
該光瞳修正基於與共通設置於各彩色濾光片112G1 及112G2 、以及像素110G1 及110G2 之OCL30各者相對於各光電轉換部111G1 及111G2 之錯開量相應之光瞳修正量而進行。藉由該光瞳修正，可將光40c以入射角α入射至光電轉換部111G1 及111G2 之入射面之範圍41c設為恰當。
圖11B係概略顯示第1實施形態之進行較弱之光瞳修正之像素組之剖面的圖。圖11B對應於上述圖9所示之各像素區塊之下段之像素組之剖面。例如相對於包含4個像素110G之像素區塊，參照圖5以該像素區塊之下段之2個像素110G3 及110G4 之像素組為例進行說明。
於圖11B中，分別設置於像素110G3 及110G4 之彩色濾光片112G3 及112G4 相對於像素110G3 及110G4 各者之光電轉換部113G3 及113G4 之各入射面，朝向像高中心(圖11B上之右方向)以小於圖11A之情形之錯開量錯開位置配置。進而，共通設置於像素110G3 及110G4 之OCL30相對於彩色濾光片112G3 及112G4 ，朝向像高中心，以小於圖11A之情形之錯開量錯開位置配置。
如此，將光電轉換部111G3 及111G4 、彩色濾光片112G3 及112G4 、及OCL30分別沿同一方向，以小於圖11A之情形之錯開量錯開位置配置。藉此，於各像素110G3 及110G4 中，對以小於入射角α之特定之入射角β入射光電轉換部111G3 及111G4 之入射面之光40d進行光瞳修正。
該光瞳修正，係基於與共通設置於各彩色濾光片112G3 及112G4 、以及像素110G4 及110G4 之OCL30各者相對於各光電轉換部111G3 及111G4 之錯開量相應之光瞳修正量而進行。藉由該光瞳修正，可將光40d入射至光電轉換部111G3 及111G4 之入射面之範圍41d設為恰當。
另，於圖11A及圖11B之構成中，可進而設置例如用於限制入射光之金屬膜(金屬遮罩)。若取圖11A為例，則考慮於各光電轉換部111R、111G1 及111G2 、與各彩色濾光片112R、112G1 及112G2 之間，設置具有根據光瞳修正量相對於各光電轉換部111R、111G1 及111G2 錯開位置之開口部之金屬遮罩之構成。
圖12係用於說明第1實施形態之於1個像素區塊中藉由複數個光瞳修正量進行光瞳修正之情形之效果之圖。圖12係模式性顯示對主透鏡之EPD之自動聚焦(AF)及視差檢測之精度之圖。於圖12中，橫軸顯示主透鏡EPD，縱軸顯示AF及視差檢測之精度(AF、視差檢測精度)。
於圖12中，特性線51模式性顯示以依據特定之主透鏡之EPD所對應之光瞳修正量進行光瞳修正之情形之AF、視差檢測精度之例。特性線51之峰值位置對應主透鏡之EPD，AF、視差檢測精度相對於依據主透鏡之EPD而沿EPD之方向擴展並衰減。
於圖12中，特性線50a顯示進行較強之光瞳修正之情形之例，特性線50b顯示進行較弱之光瞳修正之情形之例。於該例中，較強之光瞳修正如特性線50a所示般，設定為於相對於特性線51顯示之依據特定之主透鏡之EPD較短之EPD，具有峰值。另一方面，較弱之光瞳修正如特性線50b所示般，設定為於相對於特性線51顯示之依據特定之主透鏡之EPD較長之EPD，具有峰值。
此處，必要之AF、視差檢測精度(必要精度)為相對於各特性線50a、50b及51之峰值具有餘裕而設定者。於圖12之例中，必要精度設定為低於特性線50a及50b之交點位置之精度。
於此情形時，將於以與依據特定之主透鏡之EPD對應之光瞳修正量進行光瞳修正之情形時可獲得必要精度之EPD之範圍，基於特性線51設為範圍A。於該情形時，若於例如廣角至望遠之寬廣範圍內進行變焦，則難以於廣角側及望遠側各者之較廣之範圍內，執行必要之精度之自動聚焦。
對此，於組合較強之光瞳修正、與較弱之光瞳修正之情形時，如特性線50a及50b所示，於藉由較強之光瞳修正可獲得必要精度之EPD之範圍與藉由較弱之光瞳修正可獲得必要精度之EPD之範圍，產生重複部分。藉此，於組合較強之光瞳修正、與較弱之光瞳修正之情形時，可於較範圍A更廣之範圍B之EPD中，獲得必要精度。因此，即使於上述廣角至望遠之較廣之範圍內進行變焦之情形時，亦可於廣角側及望遠側各者中，以必要之精度執行自動聚焦。
(第1實施形態之光瞳修正之具體例) 於上述中，如圖10所示，以相對於像素陣列部11之像高中心於圖10上左端側之區域L為例，對第1實施形態之光瞳修正進行說明。實際上，於像素陣列部11相對於像高中心之各方向，執行與朝向像高及像高中心之方向相應之光瞳修正。
圖13係顯示像素陣列部11之相對於像高中心之方向不同之各區域之例的圖。於圖13中，區域C係對應像高中心之區域。區域L及R分別相對於像高中心為水平方向之端部之區域。區域CT及CB分別相對於像高中心為垂直方向之端部之區域。又，區域LT及RB分別相對於像高中心為圖13上之左上及右下之端部(角部)之區域。
使用圖14A～圖14G，對第1實施形態之上述區域C、L、R、CT、CB、LT及RB之光瞳修正之方向之例進行說明。另，於圖14A～圖14G中，右端之「無」表示於對應之列中不進行光瞳修正。又，右端之「強」表示於對應之列中進行較強之光瞳修正，「弱」表示於對應之列中進行較弱之光瞳修正。
圖14A係顯示第1實施形態之區域C之光瞳修正之例之圖。於區域C中，如圖14A之各列之右端所示，於各像素區塊之各像素組中不進行光瞳修正。
圖14B係顯示第1實施形態之區域L之光瞳修正之例之圖。圖14B係與上述圖9同樣之圖，於區域L中，朝向圖14B上之右側(像高中心)，於各像素區塊之上段之像素組中進行較強之光瞳修正，於下段之像素組中進行較弱之光瞳修正。
圖14C係顯示第1實施形態之區域R之光瞳修正之例之圖。於區域R中，朝向圖14C上之左側(像高中心)，於各像素區塊之上段之像素組中進行較強之光瞳修正，於下段之像素組中進行較弱之光瞳修正。
圖14D係顯示第1實施形態之區域CB之光瞳修正之例之圖。於區域CB中，朝向圖14D上之上側(像高中心)，於各像素區塊之上段及下段之像素組中藉由同一光瞳修正量進行光瞳修正。
圖14E係顯示第1實施形態之區域CT之光瞳修正之例之圖。於區域CT中，朝向圖14E上之下側(像高中心)，於各像素區塊之上段及下段之像素組中藉由同一光瞳修正量進行光瞳修正。
圖14F係顯示第1實施形態之區域LT之光瞳修正之例之圖。於區域LT中，朝向圖14F上之右傾斜下側(像高中心)，於各像素區塊之上段之像素組中進行較強之光瞳修正，於下段之像素組中進行較弱之光瞳修正。於圖14F之例中，設為於區域LT中，於使圖14B之區域L之光瞳修正之方向(右側)、與圖14E之區域CT之光瞳修正之方向(下側)組合之方向，進行光瞳修正者。
圖14G係顯示第1實施形態之區域RB之光瞳修正之例之圖。於區域RB中，朝向圖14G上之左傾斜上側(像高中心)，於各像素區塊之上段之像素組中進行較強之光瞳修正，於下段之像素組中進行較弱之光瞳修正。於圖14G之例中，設為於區域RB中，於使圖14C之區域R之光瞳修正之方向(左側)、與圖14D之區域CB之光瞳修正之方向(上側)組合之方向，進行光瞳修正者。
另，除與相對於上述像高中心之各方向相應之光瞳修正以外，亦可根據像高變更光瞳修正量。
又，於上述中，雖說明像素陣列部11所包含之於包含區域C、CT及CB之水平方向具有特定之寬度之區域以外之所有區域中，各像素區塊包含進行較強之光瞳修正之像素組與進行較弱之光瞳修正之像素組，但此不限定於該例。例如，亦可為像素陣列部11所包含之於包含區域C、區域C、CT及CB之水平方向具有特定之寬度之區域以外之所有區域中，至少1個像素區塊包含進行較強之光瞳修正之像素組與進行較弱之光瞳修正之像素組之構成。
(第1實施形態之各像素區塊之讀取方法) 其次，對第1實施形態之來自各像素區塊之各像素110(光電轉換部111)之信號之讀取方法進行說明。於第1實施形態中，於各像素區塊之各者中，可執行自各像素110個別地讀取信號之第1讀取方法、與加算並集中讀取各像素110之信號之第2讀取方法。
圖15係用於說明第1實施形態之於各像素區塊各者中，自各像素110讀取信號之第1方法之圖。於圖15及稍後敘述之圖16中，以圖5之包含像素110G1 、110G2 、110G3 及110G4 之像素區塊為例進行說明。此處，像素區塊成為各像素110G1 、110G2 、110G3 及110G4 共有1個浮動擴散層之構成。
於第1讀取方法中，於像素110G1 、110G2 、110G3 及110G4 中，依序根據上述之讀取控制而自光電轉換元件(光電轉換部111)讀取電荷。
即，例如根據控制部19之控制，垂直掃描部12於像素區塊中進行浮動擴散層之重設，之後於像素110G1 中自光電轉換部111進行電荷之讀取，並將讀取之電荷傳送至浮動擴散層。於浮動擴散層中，傳送之電荷轉換為與電荷量相應之電壓，作為自像素110G1 讀取之像素信號輸出至垂直信號線17。
其次，垂直掃描部12於像素區塊中進行浮動擴散層之重設，之後於像素110G2 中自光電轉換部111進行電荷之讀取，並將讀取之電荷傳送至浮動擴散層。於浮動擴散層中，將傳送之電荷轉換為與電荷量相應之電壓，並作為自像素110G2 讀取之像素信號輸出至垂直信號線17。
垂直掃描部12亦同樣進行來自像素110G3 及110G4 之像素信號之讀取，於分別進行浮動擴散層之重設之後，若讀取來自光電轉換部111之電荷，則執行讀取之電荷向浮動擴散層之傳送。
自各像素110G1 ～110G4 讀取之各像素信號分別供給至例如圖像處理部5。圖像處理部5基於供給之各像素信號中例如構成像素組之2像素，例如像素110G1 及110G2 之各像素信號、或像素110G3 及110G4 之各像素信號，檢測水平方向之相位差。圖像處理部5將顯示經檢測之相位差之資訊傳遞至控制部3。
控制部3基於自圖像處理部5傳遞之顯示相位差之資訊，產生例如用於執行像面相位差AF之控制信號。控制部3基於該控制信號進行光學系統2之控制，對光學系統2執行AF動作。不限定於此，控制部3亦可基於自圖像處理部5傳遞之顯示相位差之資訊，求得視差資訊。
圖16係用於說明第1實施形態之於各像素區塊各者中，自各像素110讀取信號之第2方法之圖。於第2讀取方法中，於像素110G1 、110G2 、110G3 及110G4 中將蓄積於各光電轉換部111之電荷於像素區塊內部加算並讀取。
即，例如根據控制部19之控制，垂直掃描部12於像素區塊中進行浮動擴散層之重設，之後於特定之時序，於像素110G1 ～110G4 中自各光電轉化部111進行電荷之讀取，將讀取之電荷傳送至浮動擴散層。於浮動擴散層，將自各光電轉換部111傳送之電荷加算於加算部120。於此情形時，加算部120與像素110G1 ～110G4 共通之浮動擴散層對應。於浮動擴散層中，自各光電轉換部111傳送並加算之電荷轉換為與電荷量相應之電壓，並作為各像素110G1 ～110G4 之合計之像素信號輸出至垂直信號線17。
各像素110G1 ～110G4 之合計之像素信號供給至例如圖像處理部 5。圖像處理部5對供給之像素信號實施特定之圖像處理，並作為例如1訊框單位之圖像資料儲存於記憶體6。例如控制部3使圖像處理部5所圖像處理並儲存於記憶體6之圖像資料記憶於記憶部7，又，顯示於顯示部8。控制部3亦可將該圖像資料經由I/F部9發送至外部。
針對該等第1讀取方法及第2讀取方法之活用例進行概略說明。於圖1所示之電子機器1為數位靜態相機之情形時，快門按鈕之按下操作一般而言以半按操作指示自動聚焦動作，且以接續於半按操作之全按操作指示曝光。因此，控制部3根據對作為輸入設備10之快門按鈕之半按操作執行上述第1讀取方法，並執行基於相位差之自動聚焦。根據之後對快門按鈕之全按操作執行上述第2讀取方法，取得基於將像素區塊所包含之4個像素之電荷合計後之電荷的像素信號。
藉由進行此種控制，例如作為數位靜態相機之電子機器1可根據快門按鈕之一連串操作，執行基於相位差之自動聚焦控制，並取得基於複數個像素110單位之像素信號之圖像資料。此時，因基於相位差之自動聚焦可使用像素陣列部11所包含之所有像素110執行，故可進行更高精度之自動聚焦控制。又，因取得之圖像資料基於集中像素區塊所包含之4個像素110而獲得之像素信號構成，故可實現更明亮之畫面。
不限定於此，第1實施形態之電子機器1可藉由第1讀取方法，個別讀取依據像素區塊所包含之各像素110之各像素信號。因此，第1實施形態之電子機器1可容易搭載進行3D(Dimension：維)圖像之產生之應用、或用於實現光場相機之功能之應用。
(對混色之對應) 其次，對可應用於第1實施形態之對像素間之混色之對應進行說明。於第1實施形態中，有與某像素組相對之OCL30覆蓋於與該像素組相鄰之將與設置於該像素組所包含之各像素110之彩色濾光片112不同顏色之彩色濾光片112設置於各像素110的像素組之情形。於此情形時，有因主透鏡之主光線入射角度(CRA(Chief Ray Angle))，導致相鄰之像素組之間產生混色之虞。
圖17係顯示可應用於第1實施形態之用於抑制像素組間(像素110間)之混色之像素110之構成之第1例的剖視圖。另，圖17為方便，顯示有相對於1個光電轉換部111設置1個OCL31之構成。
於圖17中，矽之基板1000之上側為基板1000之背面，下側為正面。即，基板1000於正面側形成光電轉換部111及各配線等之後進行翻轉，於背面形成平坦化膜1011。相對於平坦化膜1011形成遮光體113與R色之彩色濾光片112R。於彩色濾光片112R之左側，形成有G色之彩色濾光片112G。相對於彩色濾光片112R及112G，形成OCL31，且相對於OCL31形成保護膜1010。
又，於圖17中，遮光體113及彩色濾光片112R相對於光電轉換部11錯開形成於圖17之右側，OCL31進而錯開配置於右側。藉此，對自右上方向朝左下方向入射之光進行光瞳修正。
根據該構成，相對於光電轉換部111直接形成彩色濾光片112R及遮光體113。因此，可抑制自圖17之右上方向朝左下方向，經由OCL31及彩色濾光片112R入射至光電轉換部111之光向左側之設置彩色濾光片112G之光電轉換部111之洩漏。
圖18係顯示可應用於第1實施形態之用於抑制像素組間(像素110間)之混色之像素110之構成之第2例的剖視圖。與圖17同樣，圖18為方便，顯示相對於1個光電轉換部111設置1個OCL31之構成。又，矽之基板1000之正背關係亦與圖17之例同樣。
於圖18中，矽之基板1000之上側為基板1000之背面，下側為正面。於圖18之例中，基板1000與上述同樣，於表面側形成光電轉換部111及各配線等之後進行翻轉。於背面側形成依據溝槽之遮光體1020，進而形成平坦化膜1011。因平坦化膜1011上之構成與圖17之例同樣，故省略此處之說明。
根據此種構成，圖18之右上方向朝左下方向，經由例如彩色濾光片112R入射光電轉換部111之光(箭頭C所示)由遮光體1020之表面反射(箭頭D所示)。因此，抑制入射至該光電轉換部111之光向相鄰之設置彩色濾光片112G之光電轉換部111之洩漏。
圖19及圖20係顯示可應用於第1實施形態之圖18所例示之遮光體1020之配置之例的圖。
圖19係顯示可應用於第1實施形態之配置於各像素區塊之邊界之遮光體1020a之例的圖。該圖19之遮光體1020a為抑制顏色不同之彩色濾光片112向設置於各像素110之像素區塊洩漏光者，且對例如使用圖16說明之第2讀取方法更有效果。例如藉由使用該圖19所示之遮光體1020a，可使基於每個像素區塊之像素信號之圖像資料之圖像的畫質提高。
圖20係顯示可應用於第1實施形態之配置於各像素組之邊界之遮光體1020b之例的圖。該圖20之遮光體1020b為抑制檢測相位差之各像素組間之光之洩漏者，且對例如使用圖15說明之第1讀取方法更有效果。例如，藉由使用該圖20所示之遮光體1020b，可更高精度地進行相位差之檢測。又，該圖20所示之遮光體1020b亦可獲得與上述圖19所示之遮光體1020a同等之效果。
[第1實施形態之變化例] 其次，對第1實施形態之變化例進行說明。第1實施形態之變化例為，藉由沿與上述第1實施形態之像素組不同之方向相鄰之像素110構成像素區塊之像素組之例。更具體而言，若例如以圖9為例，則上述第1實施形態之像素組藉由沿水平方向相鄰之2個像素110構成。對此，於第1實施形態之變化例，藉由沿垂直方向相鄰之2個像素110構成像素組。
(第1實施形態之變化例之光瞳修正之具體例) 使用圖21A～圖21G，對第1實施形態之變化例之像素組進行說明，且對圖13所示之區域C、L、R、CT、CB、LT及RB之光瞳修正之方向之例進行說明。另，於圖21A～圖21G中，下端之「無」表示於對應之行中不進行光瞳修正。又，下端之「強」表示於對應之行中進行較強之光瞳修正，「弱」表示於對應之行中進行較弱之光瞳修正。
圖21A係顯示第1實施形態之變化例之區域C之光瞳修正之例之圖。此處，如圖21A所示，於第1實施形態之變化例中，於包含2像素×2像素之各像素區塊中，藉由沿垂直方向相鄰之2個像素110G、沿垂直方向相鄰之2個像素110R、及沿垂直方向相鄰之2個像素110B分別構成像素組。對各像素組，分別設置1個OCL30。
如圖21A所示，於區域C中，如圖21A之各行之下端所示於各像素區塊之各像素組中不進行光瞳修正。
圖21B係顯示第1實施形態之變化例之區域CT之光瞳修正之例之圖。圖21B係於區域CT中，於圖21B上朝向下側(像高中心)，且於各像素區塊之右側之像素組中進行較強之光瞳修正，於左側之像素組中進行較弱之光瞳修正。
圖21C係顯示第1實施形態之變化例之區域CB之光瞳修正之例之圖。於區域CB中，於圖21C上朝向上側(像高中心)，且於各像素區塊之右側之像素組中進行較強之光瞳修正，於左側之像素組中進行較弱之光瞳修正。
圖21D係顯示第1實施形態之變化例之區域L之光瞳修正之例之圖。於區域L中，於圖21D上朝向右側(像高中心)，於各像素區塊之右側及左側之像素組中藉由同一光瞳修正量進行光瞳修正。
圖21E係顯示第1實施形態之變化例之區域R之光瞳修正之例之圖。於區域R中，於圖21E上朝向左側(像高中心)，於各像素區塊之右側及左側之像素組中藉由同一光瞳修正量進行光瞳修正。
圖21F係顯示第1實施形態之變化例之區域LT中之光瞳修正之例之圖。於區域LT中，於圖21F上朝向右傾斜下側(像高中心)，於各像素區塊之右側之像素組中進行較強之光瞳修正，於左側之像素組中進行較弱之光瞳修正。於圖21F之例中，設為於區域LT中組合圖21B之區域CT之光瞳修正方向(下側)、與圖21D之區域L之光瞳修正之方向(右側)之方向，進行光瞳修正者。
圖21G係顯示第1實施形態之變化例之區域RB之光瞳修正之例之圖。於區域RB中，於圖21G上朝向左傾斜上側(像高中心)，於各像素區塊之右側之像素組中進行較強之光瞳修正，於左側之像素組中進行較弱之光瞳修正。於圖21G之例中，設為於區域RB中組合圖21C之區域CB之光瞳修正方向(上側)、與圖21E之區域R之光瞳修正之方向(左側)之方向，進行光瞳修正者。
根據該第1實施形態之變化例，可基於垂直方向之相位差資訊更高精度地執行像面相位差AF或視差檢測。
[第2實施形態] 其次，對第2實施形態進行說明。於上述第1實施形態及其變化例，藉由2像素×2像素之4個像素110構成像素區塊。與此相對，於第2實施形態中，將n設為3以上之整數，藉由n像素×n像素之(n×n)個像素110構成像素區塊。又，與上述第1實施形態之像素組同樣，藉由沿水平方向相鄰之2個像素110構成像素區塊之像素組。
於第2實施形態中，於1個像素區塊中，可實現3以上之不同之光瞳修正量之光瞳修正。藉此，與上述第1實施形態及其變化例比較，可於較主透鏡之EPD更廣之範圍中，以較高之精度執行像面相位差AF或視差檢測。
圖22係顯示可應用於第2實施形態之像素構成之例之圖。於圖22之像素構成中，設為上述之n=4，且以同一顏色之4像素×4像素格子狀排列之像素區塊作為單位，並將依據16個R色之像素110R、16個G色之像素110G、及16個B色之像素110B之各像素區塊由以拜耳排列為基準之像素排列配置而構成。以下，只要無特別記載，則將此種像素排列稱為4分割拜耳型RGB排列(n=4)。
更具體而言，4分割拜耳型RGB排列(n=4)與上述4分割拜耳型RGB排列同樣，以依據R色之像素110R、G色之像素110G、及B色之像素110B之各像素區塊成為像素110R、像素110G及像素110B之數量為1：2：1之比例，且同一顏色之像素之像素區塊不相鄰之方式，排列為4×4之格子狀。於圖22之例中，於B色之像素110B之像素區塊之左及下配置G色之像素110G之像素區塊，於B色之像素110B之像素區塊之對角，配置有R色之像素110R之像素區塊。
(第2實施形態之光瞳修正之具體例) 使用圖23A～圖23G，對第2實施形態之像素組進行說明且對圖13所示之區域C、L、R、CT、CB、LT及RB之光瞳修正之方向之例進行說明｡
另，於圖23A～圖23G中，右端之「無」表示於對應之列中不進行光瞳修正。右端之「強」表示於對應之列中進行較強之光瞳修正，「強強」表示於對應之列中進行與「強」比較更強之光瞳修正(稱為「更強之光瞳修正」)。進而，右端之「弱」表示於對應之列中進行較弱之光瞳修正，「弱弱」表示於對應之列中進行與「弱」比較更弱之光瞳修正(稱為「更弱之光瞳修正」)。
不限定於此，「弱弱」亦可設為負之光瞳修正，即向與「強強」、「強」及「弱」相反之方向之光瞳修正。例如，於主透鏡之徑大於受光面(像素陣列部11)之寬度之情形時，可引起來自主透鏡之緣部分之光自與主透鏡之中央部分之光相反之方向入射至像素陣列部11之情況。如此對自與主透鏡之中央部分之光相反之方向入射至像素陣列部11之光，進行負之光瞳修正。
圖23A係顯示第2實施形態之區域C之光瞳修正之例之圖。此處如圖23A所示，於第2實施形態中，於包含4像素×4像素之各像素區塊中，藉由沿水平方向相鄰之2個像素110G、沿水平方向相鄰之2個像素110R、及沿水平方向相鄰之2個像素110B分別構成像素組。即，於第2實施形態中，1個像素區塊包含8個像素組。相對於各像素組，分別設置1個OCL30。
如圖23A所示，於區域C中如圖23A之各行之右端所示，於各像素區塊之各像素組中不進行光瞳修正。
圖23B係顯示第2實施形態之區域L之光瞳修正之例之圖。於區域L中，於圖23B上朝向右側(像高中心)，於各像素區塊之最上段之2個像素組中進行更強之光瞳修正，於自上第2段之2個像素組中進行較強之光瞳修正，於自上第3段之像素組中進行較弱之光瞳修正，於最下段之像素組中進行更弱之光瞳修正。
圖23C係顯示第2實施形態之區域R之光瞳修正之例之圖。於區域R中，於圖23C上朝向左側(像高中心)，於各像素區塊之最上段之2個像素組中進行更強之光瞳修正，於自上第2段之2個像素組中進行較強之光瞳修正，於自上第3段之像素組中進行較弱之光瞳修正，於最下段之像素組中進行更弱之光瞳修正。
圖23D係顯示第2實施形態之區域CT之光瞳修正之例之圖。於區域CT中，於圖23D上朝向下側(像高中心)，於各像素區塊之各段之像素組中藉由同一光瞳修正量進行光瞳修正。
圖23E係顯示第2實施形態之區域CB之光瞳修正之例之圖。於區域CT中，於圖23E上朝向上側(像高中心)，於各像素區塊之各段之像素組中藉由同一光瞳修正量進行光瞳修正。
圖23F係顯示第2實施形態之區域LT之光瞳修正之例之圖。於區域LT中，於圖23F上朝向右傾斜下側(像高中心)，於各像素區塊之最上段之2個像素組中進行更強之光瞳修正，於自上第2段之2個像素組中進行較強之光瞳修正，於自上第3段之像素組中進行較弱之光瞳修正，於最下段之像素組中進行更弱之光瞳修正。於圖23F之例中，設為於區域LT中組合圖23B之區域L之光瞳修正之方向(右側)、與圖23D之區域CT之光瞳修正之方向(下側)之方向進行光瞳修正者。
圖23G係顯示第2實施形態之區域RB之光瞳修正之例之圖。於區域RB中，於圖23G上朝向左傾斜上側(像高中心)，於各像素區塊之最上段之2個像素組中進行更強之光瞳修正，於自上第2段之2個像素組中進行較強之光瞳修正，於自上第3段之像素組中進行較弱之光瞳修正，於最下段之像素組中進行更弱之光瞳修正。於圖23G之例中，設為於區域RB中組合圖23C之區域R之光瞳修正之方向(左側)、與圖23E之區域CB之光瞳修正之方向(上側)之方向進行光瞳修正者。
另，除與相對於上述像高中心之各方向相應之光瞳修正以外，亦可根據像高變更光瞳修正量。
又，於第2實施形態中，亦與上述第1實施形態之變化例同樣，亦可藉由沿垂直方向相鄰之2個像素110、與共通地設置於該等2個像素110之1個OCL30構成各像素組。
[第2實施形態之變化例] 其次，對第2實施形態之變化例進行說明。第2實施形態之變化例中，於上述第2實施形態之將n設為3以上之整數，且藉由n像素×n像素之(n×n)個像素110構成之像素區塊中，使彼此相鄰之像素110之方向不同之複數個像素組混雜。例如，於1個像素區塊中，使沿水平方向相鄰之2個像素110之像素組(稱為水平像素組)、與沿垂直方向相鄰之2個像素110之像素組(稱為垂直像素組)混雜。
於第2實施形態之變化例中，因於1個像素區塊中，使彼此相鄰之像素110之方向不同之複數個像素組混雜，故可檢測不同之方向各者之相位差。更具體而言，藉由相對於1個像素區塊使水平像素組與垂直像素組混雜，可分別對水平方向及垂直方向檢測相位差。藉此，可更高精度地進行像面相位差AF或視差檢測。
(第2實施形態之變化例之光瞳修正之具體例) 使用圖24A～圖24G，對第2實施形態之變化例之像素組進行說明，且對圖13所示之區域C、L、R、CT、CB、LT及RB之光瞳修正之方向之例進行說明。
另，於圖24A～圖24G中，右端之「無」表示於對應之列中不進行光瞳修正。右端之「強」表示於對應之列中進行較強之光瞳修正，右端「弱」表示於對應之列中進行較弱之光瞳修正。又，右端之「目標CRA」表示對主透鏡之EPD進行最佳之光瞳修正。例如認為「目標CRA」進行較強之光瞳修正、與較弱之光瞳修正之中間程度之強度之光瞳修正。
圖24A係顯示第2實施形態之變化例之區域C之光瞳修正之例之圖。此處，如圖24A所示，於第2實施形態之變化例中，於設為n=4，且包含4像素×4像素之各像素區塊中，使4個水平像素組、與4個垂直像素組混雜。此時，於各像素區塊中，於上段使2個水平像素組沿水平方向相鄰配置，於中段使4個垂直像素組沿水平方向依序相鄰配置，於下段使2個水平像素組沿水平方向相鄰配置。相對於各像素組，分別設置1個OCL30。
如圖24A所示，於區域C中，如圖24A之各行之右端所示，於各像素區塊之上段及下段之各水平像素組中，不進行光瞳修正。中段之各垂直像素組對主透鏡之EPD進行最佳之光瞳修正。因區域C位於像高中心，故圖24A所示之中段之各垂直像素組實際上不進行光瞳修正。
圖24B係顯示第2實施形態之變化例之區域L之光瞳修正之例之圖。於區域L中，於圖24B上朝向右側(像高中心)，於各像素區塊之上段之2個水平像素組中進行較強之光瞳修正，於下段之2個像素組中進行較弱之光瞳修正。又，中段之各垂直像素組根據各垂直像素組之像高及相對於像高中心之方向，對主透鏡之EPD進行最佳之光瞳修正。
圖24C係顯示第2實施形態之變化例之區域R之光瞳修正之例之圖。於區域R中，於圖24C上朝向左側(像高中心)，於各像素區塊之上段之2個水平像素組中進行較強之光瞳修正，於下段之2個像素組中進行較弱之光瞳修正。又，中段之各垂直像素組根據各垂直像素組之像高及相對於像高中心之方向，對主透鏡之EPD進行最佳之光瞳修正。
圖24D係顯示第2實施形態之變化例之區域CT之光瞳修正之例之圖。於區域CT中，於圖24D上朝向下側(像高中心)，於各像素區塊之上段及下段之各水平像素組、與中段之各垂直像素組中藉由同一光瞳修正量進行光瞳修正。
圖24E係顯示第2實施形態之變化例之區域CB之光瞳修正之例之圖。於區域CT中，於圖24E上朝向下側(像高中心)，於各像素區塊之上段及下段之各水平像素組、與中段之各垂直像素組中藉由同一光瞳修正量進行光瞳修正。
圖24F係顯示第2實施形態之變化例之區域LT之光瞳修正之例之圖。於區域LT中，於圖24F上朝向右傾斜下側(像高中心)，於各像素區塊之上段之2個水平像素組中進行較強之光瞳修正，於下段之2個像素組中進行較弱之光瞳修正。又，中段之各垂直像素組根據各垂直像素組之像高及相對於像高中心之方向，對主透鏡之EPD進行最佳之光瞳修正。於圖24F之例中，設為於區域LT中組合圖24B之區域L之光瞳修正之方向(右側)、與圖24D之區域CT之光瞳修正之方向(下側)之方向，進行光瞳修正者。
圖24G係顯示第2實施形態之變化例之區域RB之光瞳修正之例之圖。於區域RB中，於圖24G上朝向左傾斜上側(像高中心)，於各像素區塊之上段之2個水平像素組中進行較強之光瞳修正，於下段之2個像素組中進行較弱之光瞳修正。又，中段之各垂直像素組根據各垂直像素組之像高及相對於像高中心之方向，對主透鏡之EPD進行最佳之光瞳修正。於圖24G之例中，設為於區域RB中組合圖24C之區域R之光瞳修正之方向(左側)、與圖24E之區域CB之光瞳修正之方向(上側)之方向，進行光瞳修正者。
另，除與相對於上述像高中心之各方向相應之光瞳修正以外，亦可根據像高變更光瞳修正量。
[第3實施形態] 其次，作為第3實施形態，對本揭示之第1實施形態及其變化例、以及第2實施形態及其變化例之攝像元件4之應用例進行說明。圖25係顯示使用上述第1實施形態及其變化例、以及第2實施形態及其變化例之攝像元件4之使用例之圖。
上述各攝像元件4可例如以下般使用於感測可見光、或紅外光、紫外光、X射線等光等各種案例。
・數位靜態相機、或附有相機功能之攜帶式機器等拍攝供鑒賞用之圖像之裝置。 ・為了自動停止等安全駕駛、或辨識駕駛者之狀態等，而拍攝汽車之前方或後方、周圍、及車內等車載用感測器、監視行駛車輛與道路之監視相機、進行車輛間等測距之測距感測器等供交通用之裝置。 ・為拍攝使用者之手勢，並進行與該姿勢對應之機器操作，而供TV或、冰箱、空調等家電用之裝置。 ・藉由內視鏡、與紅外光之受光進行血管攝影之裝置等供醫療與保健用之裝置。 ・防範用途之監視相機、或人物認證用途之相機等供安全用之裝置。 ・拍攝肌膚之肌膚測定器、或拍攝頭皮之顯微鏡等供美容用之裝置。 ・面向運動用途等之運動相機或可穿戴式相機等供運動用之裝置。 ・用於監視田地與農作物之狀態之相機等供農業用之裝置。
[包含本揭示之技術之應用例] 本揭示之技術(本技術)可應用於各種製品。例如，本揭示之技術亦可應用於內視鏡手術系統。
(對體內資訊取得系統之應用例) 圖26係顯示可應用本揭示之技術(本技術)之使用膠囊型內視鏡之患者之體內資訊取得系統之概略構成之一例之方塊圖。
體內資訊取得系統10001由膠囊型內視鏡10100、與外部控制裝置10200構成。
膠囊型內視鏡10100於檢查時藉由患者吞入。膠囊型內視鏡10100具有攝像功能及無線通信功能，於直至由患者自然排出之期間內，藉由蠕動運動等於胃或腸等之器官之內部移動，且以特定之間隔依序拍攝該器官內部之圖像(以下，亦稱為體內圖像)，將關於該體內圖像之資訊依序無線發送至體外之外部控制裝置10200。
外部控制裝置10200總括控制體內資訊取得系統10001之動作。又，外部控制裝置10200接收關於自膠囊型內視鏡10100發送而來之體內圖像之資訊，並基於關於接收之體內圖像之資訊，產生用於以顯示裝置(未圖示)顯示該體內圖像之圖像資料。
於體內資訊取得系統10001，如此於吞入膠囊型內視鏡10100至排出之期間，可隨時獲得拍攝患者體內之狀況之體內圖像。
對膠囊型內視鏡10100與外部控制裝置10200之構成及功能更詳細地進行說明。
膠囊型內視鏡10100具有膠囊型之殼體10101，於其殼體10101內，收納有光源部10111、攝像部10112、圖像處理部10113、無線通信部10114、供電部10115、電源部10116、及控制部10117。
光源部10111由例如LED(Light Emitting Diode：發光二極體)等光源構成，對攝像部10112之拍攝視野照射光。
攝像部10112由攝像元件、及包含設置於該攝像元件之前段之複數個透鏡之光學系統構成。照射至觀察對象即身體組織之光之反射光(以下，稱為觀察光)藉由該光學系統聚光，並入射至該攝像元件。攝像部10112於攝像元件中，將入射至此之觀察光進行光電轉換，產生與該觀察光對應之圖像信號。藉由攝像部10112產生之圖像信號被提供至圖像處理部10113。
圖像處理部10113藉由CPU或GPU(Graphics Processing Unit：圖形處理單元)等處理器構成，對藉由攝像部10112產生之圖像信號進行各種信號處理。圖像處理部10113將實施信號處理之圖像信號作為RAW資料提供至無線通信部10114。
無線通信部10114對藉由圖像處理部10113經實施信號處理之圖像信號進行調變處理等特定之處理，將其圖像信號經由天線10114A發送至外部控制裝置10200。又，無線通信部10114自外部控制裝置10200經由天線10114A接收關於膠囊型內視鏡10100之驅動控制之控制信號。無線通信部10114將自外部控制裝置10200接收之控制信號提供至控制部10117。
供電部10115由受電用之天線線圈、自產生於該天線線圈之電流再生電力之電力再生電路、及升壓電路等構成，於供電部10115，使用所謂非接觸充電之原理產生電力。
電源部10116藉由二次電池構成，並蓄電藉由供電部10115產生之電力。於圖26中，為避免圖式變得繁雜，而省略顯示來自電源部10116之電力之供給地之箭頭等圖示，但蓄電於電源部10116之電力被供給至光源部10111、攝像部10112、圖像處理部10113、無線通信部10114、及控制部10117，可用於該等之驅動。
控制部10117藉由CPU等處理器構成，根據自外部控制裝置10200發送之控制信號適當控制光源部10111、攝像部10112、圖像處理部10113、無線通信部10114、及供電部10115之驅動。
外部控制裝置10200由CPU、GPU等處理器、或混載處理器與記憶體等記憶元件之微型電腦或控制基板等構成。外部控制裝置10200藉由經由天線10200A對膠囊型內視鏡10100之控制部10117發送控制信號，控制膠囊型內視鏡10100之動作。於膠囊型內視鏡10100，例如藉由來自外部控制裝置10200之控制信號，可變更光源部10111對觀察對象之光之照射條件。又，藉由來自外部控制裝置10200之控制信號，可變更拍攝條件(例如攝像部10112之訊框率、曝光值等)。又，藉由來自外部控制裝置10200之控制信號，亦可變更圖像處理部10113之處理之內容、或無線通信部10114發送圖像信號之條件(例如發送間隔、發送圖像數等)。
又，外部控制裝置10200對自膠囊型內視鏡10100發送之圖像信號，實施各種圖像處理，產生用於將拍攝之體內圖像顯示於顯示裝置之圖像資料。作為該圖像處理，可分別單獨、或組合例如顯影處理(去馬賽克處理)、高畫質化處理(頻帶強調處理、超解析處理、NR(Noise reduction：降噪)處理、及抖動修正處理等)、及放大處理(電子變焦處理)等進行各種信號處理。外部控制裝置10200控制顯示裝置之驅動，基於產生之圖像資料顯示所拍攝之體內資訊。或，外部控制裝置10200可使產生之圖像資料記錄於記錄裝置(未圖示)或印刷輸出至印刷裝置(未圖示)。
以上，對可應用本揭示之技術之體內資訊取得系統之一例進行說明。本揭示之技術可應用於以上說明之構成中例如攝像部10112。藉由將本揭示之攝像元件4應用於攝像部10112，即使於進行變焦等情形亦可進行良好之自動聚焦，並可取得更高品質之體內圖像等。
(對內視鏡手術系統之應用例) 本揭示之技術亦可進而應用於內視鏡手術系統。例如，圖27係顯示可應用本揭示之技術(本技術)之內視鏡手術系統之概略構成之一例之圖。
於圖27中，圖示有施術者(醫師)11131使用內視鏡手術系統11000，對病床11133上之患者11132進行手術之狀況。如圖所示，內視鏡手術系統11000由內視鏡11100、氣腹管11111或能量處置器具11122等之其他手術器械11110、支持內視鏡11100之支持臂裝置11120、及搭載有用於內視鏡下手術之各種裝置之台車11200構成。
內視鏡11100由距前端特定長度之區域插入至患者11132之體腔內之鏡筒11101、及連接於鏡筒11101之基端之相機頭11102構成。於圖示之例中，圖示有作為具有硬性鏡筒11101之所謂硬性鏡構成之內視鏡11100，但內視鏡11100亦可作為具有軟性鏡筒之所謂軟性鏡構成。
於鏡筒11101之前端，設置嵌入有對物透鏡之開口部。於內視鏡11100連接有光源裝置11203，由該光源裝置11203產生之光藉由於鏡筒11101內部延設之導光件而導光至該鏡筒之前端，並經由對物透鏡向患者11132體腔內之觀察對象照射。另，內視鏡11100可為直視鏡，亦可為斜視鏡或側視鏡。
於相機頭11102之內部設置有光學系統及攝像元件，來自觀察對象之反射光(觀察光)藉由該光學系統而聚光於該攝像元件。藉由該攝像元件將觀察光進行光電轉換，產生對應於觀察光之電性信號，即對應於觀察圖像之圖像信號。該圖像信號作為RAW資料發送至相機控制單元(CCU：Camera Contral Unit)11201。
CCU11201由CPU或GPU等構成，且總括性控制內視鏡11100及顯示裝置11202之動作。再者，CCU11201自相機頭11102接收圖像信號，對該圖像信號實施例如顯影處理(去馬賽克處理)等之用以顯示基於該圖像信號之圖像之各種圖像處理。
顯示裝置11202藉由來自CCU11201之控制，顯示基於由該CCU11201實施圖像處理後之圖像信號之圖像。
光源裝置11203由例如LED(Light Emitting Diode)等光源構成，並將拍攝手術部等時之照射光供給至內視鏡11100。
輸入裝置11204為針對內視鏡手術系統11000之輸入介面。使用者可經由輸入裝置11204，對內視鏡手術系統11000進行各種資訊之輸入或指示輸入。例如，使用者輸入變更內視鏡11100之拍攝條件(照射光之種類、倍率及焦點距離等)之主旨的指示等。
處置器具控制裝置11205控制用於組織之燒灼、切開或血管之密封等之能量處置器具11112之驅動。氣腹裝置11206基於確保內視鏡11100之視野及確保施術者之作業空間之目的，為了使患者11132之體腔鼓起，而經由氣腹管11111對該體腔內送入空氣。記錄器11207係可記錄手術相關之各種資訊之裝置。印表機11208係可以文字、圖像或圖表等各種形式印刷手術相關之各種資訊之裝置。
另，對內視鏡11100供給拍攝手術部時之照射光之光源裝置11203例如可由LED、雷射光源或由該等之組合構成之白色光源構成。於藉由RGB雷射光源之組合構成白色光源之情形時，由於可高精度地控制各色(各波長)之輸出強度及輸出時序，故光源裝置11203中可進行拍攝圖像之白平衡之調整。又，於該情形時，亦可藉由分時對觀察對象照射來自RGB雷射光源各者之雷射光，且與該照射時序同步控制相機頭11102之攝像元件之驅動，而分時拍攝對應於RGB各者之圖像。根據該方法，即便不於該攝像元件設置彩色濾光片，亦可獲得彩色圖像。
又，光源裝置11203亦可以每隔特定時間變更輸出之光的強度之方式控制其驅動。與該光之強度之變更時序同步，控制相機頭11102之攝像元件之驅動，且分時取得圖像，並合成該圖像，藉此可產生不存在所謂欠曝及過曝之高動態範圍之圖像。
又，光源裝置11203亦可構成為能夠供給對應於特殊光觀察之特定波長頻帶之光。於特殊光觀察中，例如進行所謂窄頻帶光觀察(Narrow Band Imaging)，即，利用身體組織之光吸收之波長依存性，照射與通常觀察時之照射光(即白色光)相比更窄頻帶之光，藉此以高對比度拍攝黏膜表層之血管等特定組織。或，於特殊光觀察中，亦可進行藉由因照射激發光產生之螢光獲得圖像之螢光觀察。於螢光觀察中，可進行對身體組織照射激發光，觀察來自該身體組織之螢光(自螢光觀察)、或將吲哚青綠(ICG)等試劑局部注射於身體組織，且對該身體組織照射對應於該試劑之螢光波長之激發光，獲得螢光像等。光源裝置11203可構成為能供給對應於如此之特殊光觀察之窄頻帶光及/或激發光。
圖28係顯示圖27所示之相機頭11102及CCU11201之功能構成之一例之方塊圖。
相機頭11102具有透鏡單元11401、攝像部11402、驅動部11403、通信部11404及相機頭控制部11405。CCU11201具有通信部11411、圖像處理部11412及控制部11413。相機頭11102與CCU11201藉由傳輸纜線11400可相互通信地連接。
透鏡單元11401係設置於與鏡筒11101之連接部之光學系統。自鏡筒11101之前端擷取之觀察光導光至相機頭11102，並入射至該透鏡單元11401。透鏡單元11401係組合包含變焦透鏡及聚焦透鏡之複數個透鏡而構成。
攝像部11402以攝像元件構成。構成攝像部11402之攝像元件可為1個(所謂單板式)，亦可為複數個(所謂多板式)。於攝像部11402以多板式構成之情形時，例如亦可藉由各攝像元件產生對應於RGB各者之圖像信號，並將該等合成，藉此可獲得彩色圖像。或，攝像部11402亦可構成為具有用以分別取得與3D(Dimensional)顯示對應之右眼用及左眼用圖像信號之1對攝像元件。藉由進行3D顯示，施術者11131可更準確地掌握手術部之身體組織之深度。另，於攝像部11402以多板式構成之情形時，亦可對應於各攝像元件，設置複數個透鏡單元11401。
又，攝像部11402亦可不設置於相機頭11102。例如，攝像部11402亦可於鏡筒11101之內部設置於對物透鏡之正後方。
驅動部11403由致動器構成，且根據來自相機頭控制部11405之控制，使透鏡單元11401之變焦透鏡及聚焦透鏡沿光軸移動特定距離。藉此，可適當調整攝像部11402之拍攝圖像之倍率及焦點。
通信部11404由用以與CCU11201之間收發各種資訊之通信裝置構成。通信部11404將自攝像部11402獲得之圖像信號作為RAW資料經由傳輸纜線11400發送至CCU11201。
又，通信部11404自CCU11201接收用以控制相機頭11102之驅動的控制信號，並供給至相機頭控制部11405。該控制信號中包含例如指定拍攝圖像之訊框率之主旨之資訊、指定拍攝時之曝光值之主旨之資訊、及/或指定拍攝圖像之倍率及焦點之主旨之資訊等拍攝條件相關之資訊。
另，上述訊框率或曝光值、倍率、焦點等拍攝條件可由使用者適當設定，亦可基於取得之圖像信號由CCU11201之控制部11413自動設定。於後者之情形時，將所謂之AE(Auto Exposure：自動曝光)功能、AF(Auto Focus)功能及AWB(Auto White Balance：自動白平衡)功能搭載於內視鏡11100。
相機頭控制部11405基於經由通信部11404接收之來自CCU11201之控制信號，控制相機頭11102之驅動。
通信部11411由用以於與相機頭11102之間收發各種資訊之通信裝置構成。通信部11411自相機頭11102接收經由傳輸纜線11400發送之圖像信號。
又，通信部11411對相機頭11102發送用以控制相機頭11102之驅動的控制信號。圖像信號或控制信號可藉由電性通信或光通信等發送。
圖像處理部11412對自相機頭11102發送之RAW資料即圖像信號實施各種圖像處理。
控制部11413進行利用內視鏡11100之手術部等之拍攝、及藉由手術部等之拍攝而獲得之拍攝圖像之顯示相關之各種控制。例如，控制部11413產生用以控制相機頭11102之驅動之控制信號。
又，控制部11413基於由圖像處理部11412實施圖像處理之圖像信號，使顯示裝置11202顯示手術部等映射之拍攝圖像。此時，控制部11413亦可使用各種圖像辨識技術辨識拍攝圖像內之各種物體。例如，控制部11413可藉由檢測拍攝圖像所含之物體之邊緣形狀或顏色等，而辨識鉗子等手術器械、特定之身體部位、出血、使用能量處置器具11112時之霧等。控制部11413於以顯示裝置11202顯示拍攝圖像時，亦可使用該辨識結果，使各種手術支援資訊與該手術部之圖像重疊顯示。可藉由重疊顯示手術支援資訊，對施術者11131提示，而減輕施術者11131之負擔或使施術者11131確實進行手術。
連接相機頭11102及CCU11201之傳輸纜線11400為對應於電性信號通信之電性信號纜線、對應於光通信之光纜、或該等之複合纜線。
此處，於圖28之例中，使用傳輸纜線11400以有線進行通信，亦可以無線進行相機頭11102與CCU11201之間的通信。
以上，對可應用本揭示之技術之內視鏡手術系統之一例進行說明。本揭示之技術可應用於以上說明之構成中例如內視鏡11100、相機頭11102之攝像部11402。藉由將本揭示之攝像元件4應用於攝像部11402，即使於進行變焦等之情形亦可進行良好之自動聚焦，並可取得更高品質之拍攝圖像。藉此，可減輕施術者11131之負擔、或使施術者11131確實地進行手術。
另，此處，雖作為一例對內視鏡手術系統進行說明，但本揭示之技術亦可應用於其他例如顯微鏡手術系統等。
(對移動體之應用例) 本揭示之技術亦可進一步應用於搭載於m汽車、電動汽車、油電混合汽車、機車、腳踏車、個人移動載具、飛機、無人機、船舶、及機器人等各種移動體之裝置。
圖29係顯示可應用本揭示之技術之移動體控制系統之一例即車輛控制系統之概略構成例的方塊圖。
車輛控制系統12000具備經由通信網路12001連接之複數個電子控制單元。於圖29所示之例中，車輛控制系統12000具備驅動系統控制單元12010、車體系統控制單元12020、車外資訊檢測單元12030、車內資訊檢測單元12040及整合控制單元12050。又，作為整合控制單元12050之功能構成，圖示有微電腦12051、聲音圖像輸出部12052、及車載網路I/F (interface)12053。
驅動系統控制單元12010根據各種程式控制與車輛之驅動系統關聯之裝置之動作。例如，驅動系統控制單元12010作為內燃機或驅動用馬達等用以產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、用以將驅動力傳遞至車輪之驅動力傳遞機構、調節車輛舵角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等控制裝置發揮功能。
車體系統控制單元12020根據各種程式控制車體所裝備之各種裝置之動作。例如，車體系統控制單元12020作為無鑰匙門禁系統、智慧型鑰匙系統、電動窗裝置、或頭燈、尾燈、剎車燈、方向燈或霧燈等各種燈之控制裝置發揮功能。於該情形時，可對車體系統控制單元12020輸入自代替鑰匙之可攜帶式機器發送之電波或各種開關之信號。車體系統控制單元12020受理該等電波或信號之輸入，並控制車輛之門鎖裝置、電動窗裝置、燈等。
車外資訊檢測單元12030檢測搭載有車輛控制系統12000之車輛的外部資訊。例如，於車外資訊檢測單元12030連接有攝像部12031。車外資訊檢測單元12030使攝像部12031拍攝車外之圖像，且接收所拍攝之圖像。車外資訊檢測單元12030亦可基於接收到之圖像，進行人、車、障礙物、標識或路面上之文字等物體檢測處理或距離檢測處理。車外資訊檢測單元12030對例如接收之圖像實施圖像處理，並基於圖像處理之結果進行物體檢測處理或距離檢測處理。
攝像部12031係接收光並輸出與該光之受光量相應之電性信號的光感測器。攝像部12031可將電性信號作為圖像輸出，亦可作為測距之資訊輸出。又，攝像部12031接收之光可為可見光，亦可為紅外線等非可見光。
車內資訊檢測單元12040檢測車內之資訊。於車內資訊檢測單元12040連接例如檢測駕駛者之狀態之駕駛者狀態檢測部12041。駕駛者狀態檢測部12041包含例如拍攝駕駛者之相機，車內資訊檢測單元12040可基於自駕駛者狀態檢測部12041輸入之檢測資訊，算出駕駛者之疲勞程度或注意力集中程度，亦可判斷駕駛者是否正在打瞌睡。
微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車內外之資訊，運算驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制目標值，對驅動系統控制單元12010輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行以實現包含避免車輛碰撞或緩和衝擊、基於車輛距離之追隨行駛、車速維持行駛、車輛之碰撞警告或車輛之車道偏離警告等之ADAS(Advanced Driver Assistance System：先進駕駛輔助系統)之功能為目的之協調控制。
又，微電腦12051可藉由基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車輛周圍之資訊，控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，而進行以不拘於駕駛者之操作而自動行駛之自動駕駛為目的之協調控制。
又，微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030取得之車外之資訊，對車體系統控制單元12020輸出控制指令。例如，微電腦12051可根據由車外資訊檢測單元12030檢測出之前方車或對向車之位置控制頭燈，進行以謀求將遠光切換成近光等防眩為目的之協調控制。
聲音圖像輸出部12052將聲音及圖像中之至少一者之輸出信號發送至可對車輛之搭乘者或車外通知視覺性或聽覺性資訊之輸出裝置。於圖29之例中，作為輸出裝置，例示有聲頻揚聲器12061、顯示部12062及儀表板12063。顯示部12062亦可包含例如車載顯示器及抬頭顯示器之至少一者。
圖30係顯示攝像部12031之設置位置之例之圖。於圖30中，車輛12100具有作為攝像部12031之攝像部12101、12102、12103、12104、12105。
攝像部12101、12102、12103、12104及12105設置於例如車輛12100之前鼻、側視鏡、後保險桿、後門及車廂內之擋風玻璃之上部等位置。前鼻所具備之攝像部12101及車廂內之擋風玻璃之上部所具備之攝像部12105主要取得車輛12100前方之圖像。側視鏡所具備之攝像部12102、12103主要取得車輛12100側方之圖像。後保險桿或後門所具備之攝像部12104主要取得車輛12100後方之圖像。以攝像部12101及12105取得之前方圖像主要用於前方車輛或行人、障礙物、號誌機、交通標識或車道線等之檢測。
另，於圖30顯示攝像部12101～12104之拍攝範圍之一例。拍攝範圍12111表示設置於前鼻之攝像部12101之拍攝範圍，拍攝範圍12112及12113分別表示設置於側視鏡之攝像部12102、12103之拍攝範圍，拍攝範圍12114表示設置於後保險桿或後門之攝像部12104之拍攝範圍。例如，藉由使攝像部12101～12104所拍攝之圖像資料重疊，而獲得自上方觀察車輛12100之俯瞰圖像。
攝像部12101～12104之至少一者亦可具有取得距離資訊之功能。例如，攝像部12101～12104之至少一者可為包含複數個攝像元件之攝影機，亦可為具有相位差檢測用像素之攝像元件。
例如，微電腦12051基於自攝像部12101～12104取得之距離資訊，求得拍攝範圍12111～12114內之至各立體物之距離、及該距離之時間變化(相對於車輛12100之相對速度)，藉此可擷取尤其於車輛12100之行進路上某最近之立體物且在與車輛12100大致相同之方向以特定速度(例如為0 km/h以上)行駛之立體物，作為前方車。進而，微電腦12051可設定前方車之近前應預先確保之車間距離，進行自動剎車控制(亦包含追隨停止控制)或自動加速控制(亦包含追隨起動控制)等。可如此地進行以不拘於駕駛者之操作而自動行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
例如，微電腦12051基於自攝像部12101～12104獲得之距離資訊，將立體物相關之立體物資訊分類成二輪車、普通車輛、大型車輛、行人、電線桿等其他立體物並擷取，用於障礙物之自動避開。例如，微電腦12051可將車輛12100周邊之障礙物辨識為車輛12100之駕駛員可視認之障礙物與難以視認之障礙物。且，微電腦12051判斷表示與各障礙物碰撞之危險度之碰撞危險性，碰撞危險性為設定值以上，有可能碰撞之狀況時，經由聲頻揚聲器12061或顯示部12062對駕駛員輸出警報或經由驅動系統控制單元12010進行強制減速或避開轉向，藉此可進行用以避免碰撞之駕駛支援。
攝像部12101～12104之至少一者亦可為檢測紅外線之紅外線相機。例如，微電腦12051可藉由判定攝像部12101～12104之拍攝圖像中是否存在行人而辨識行人。該行人之辨識根據例如擷取作為紅外線相機之攝像部12101～12104之拍攝圖像之特徵點之順序、及對表示物體輪廓之一連串特徵點進行圖案匹配處理而判別是否為行人之順序進行。若微電腦12051判定攝像部12101～12104之拍攝圖像中存在行人且辨識為行人，則聲音圖像輸出部12052以對該辨識出之行人重疊顯示用以強調之方形輪廓線之方式，控制顯示部12062。又，聲音圖像輸出部12052亦可以將表示行人之圖標等顯示於期望之位置之方式控制顯示部12062。
以上，對可應用本揭示之技術之車輛控制系統一例進行說明。本揭示之技術可應用於以上說明之構成中例如攝像部12031。藉由將本揭示之攝像元件4應用於攝像部12031，即使於進行變焦之情形時亦可進行良好之自動聚焦，並可取得更高品質之拍攝圖像。
另，本說明書所記載之效果僅為例示而非限定者，亦可有其他效果。
另，本技術亦可採取如下之構成。 (1) 一種攝像元件，其具備： 受光部，其具有： 複數個光電轉換元件，其以格子狀之排列配置；及 複數個透鏡，其1對1設置於包含上述複數個光電轉換元件中彼此相鄰配置之2個以上之光電轉換元件之元件之組的各者；且 上述受光部為，分別包含上述元件之組、與上述複數個透鏡中設置於該元件之組之透鏡的複數個像素組中彼此相鄰之至少2個該像素組之光瞳修正量彼此不同。 (2) 如上述(1)記載之攝像元件，其中 上述受光部 分別包含上述複數個光電轉換元件中接收同一波長頻帶之光之n個×n個(n為2以上之整數)光電轉換元件以格子狀之排列配置之複數個像素區塊， 上述複數個像素區塊中配置之該光電轉換元件接收之波長頻帶根據同一像素區塊不相鄰之圖案排列， 上述複數個像素區塊中至少1個包含上述光瞳修正量彼此不同之2個上述像素組。 (3) 如上述(2)記載之攝像元件，其中 上述n為3以上之整數，上述複數個像素區塊中至少1個像素區塊包含上述光瞳修正量彼此不同之3個以上之上述像素組。 (4) 如上述(2)或(3)記載之攝像元件，其中 上述n為3以上之整數，上述複數個像素區塊中至少1個像素區塊包含：2個上述像素組，其於上述受光部具有之上述複數個光電轉換元件中相鄰之光電轉換元件於上述排列上排設之方向彼此不同。 (5) 如上述(2)至(4)中任一項記載之攝像元件，其中進而具備： 控制部，其控制對上述複數個光電轉換元件之讀取；且 上述控制部作為對上述複數個像素區塊之各者中配置之各光電轉換元件分別1對1對應之複數個輸出之各者進行讀取之讀取模式，具有： 個別地讀取上述複數個輸出之模式；及 將上述複數個輸出，於配置該複數個輸出所對應之各光電轉換元件之像素區塊內合成而作為1個輸出而讀取之模式。 (6) 如上述(2)記載之攝像元件，其中 上述n為2。 (7) 如上述(2)至(6)中任一項記載之攝像元件，其中 上述受光部進而具有： 濾光片，其設置於上述複數個光電轉換元件各者之入射面，並限制入射之光之波長頻帶；及第1遮光體，其設置於該濾光片之周圍。 (8) 如上述(7)記載之攝像元件，其中 上述濾光片及上述第1遮光體之相對於上述複數個光電轉換元件中與該濾光片及該第1遮光體對應之光電轉換元件之位置，於分別包含該光電轉換元件之彼此相鄰之至少2個上述像素組彼此不同，藉此上述光瞳修正量彼此不同。 (9) 如上述(2)至(8)中任一項記載之攝像元件，其中 上述受光部進而具有： 第2遮光體，其由來自分別形成有上述複數個光電轉換元件之基板之沿相對於該複數個光電轉換元件各者之入射面之深度方向形成之溝槽；且 上述第2遮光體形成於上述複數個像素區塊各者之間。 (10) 如上述(9)之攝像元件，其中 上述第2遮光體進而形成於上述像素組各者之間。 (11) 如上述(1)至(10)中任一項記載之攝像元件，其中 上述像素組所包含之上述透鏡之相對於該像素組所包含之上述元件之組之位置於彼此相鄰之至少2個上述像素組彼此不同，藉此上述光瞳修正量彼此不同。 (12) 如上述(1)至(11)中任一項記載之攝像元件，其中 上述光瞳修正量、與進行根據該光瞳修正量之光瞳修正之方向根據於包含上述複數個光電轉換元件之各入射面之受光面中，與相對於針對該受光面照射光之主透鏡之光軸對應之像高中心之位置進而不同。 (13) 如上述(1)至(12)中任一項之攝像元件，其中 上述受光部進而具有： 遮罩，其用於限制入射至上述像素組所包含之上述元件之組之光； 上述遮罩相對於上述像素組所包含之上述元件之組之位置，於彼此相鄰之至少2個上述像素組彼此不同，藉此上述光瞳修正量不同。 (14) 一種電子機器，其具備： 受光部，其具有： 複數個光電轉換元件，其以格子狀之排列配置；及 複數個透鏡，其1對1設置於包含上述複數個光電轉換元件中彼此相鄰配置之2個以上之光電轉換元件之元件之組的各者； 光學部，其將外部之光導入上述受光部； 圖像處理部，其基於自上述複數個光電轉換元件各者讀取之複數個輸出執行圖像處理並產生圖像資料；及 記憶部，其記憶藉由上述圖像處理部產生之上述圖像資料；且 上述受光部為，分別包含上述元件之組、與上述複數個透鏡中設置於該元件之組之透鏡的複數個像素組中彼此相鄰之至少2個該像素組之光瞳修正量彼此不同。
1:電子機器 2:光學系統 3:控制部 4:攝像元件 5:圖像處理部 6:記憶體 7:記憶部 8:顯示部 9:I/F部 10:輸入設備 11:像素陣列部 12:垂直掃描部 13:AD轉換部 14:參照信號產生部 15:水平掃描部 16:像素信號線 17:垂直信號線 18:輸出部 19:控制部 20:信號處理部 30,31:OCL 40:光 40a:光 40a’:光 40b:光 40b’:光 40c:光 40d:光 41:範圍 41c:範圍 41d:範圍 50,1020,1020a,1020b,113:遮光體 50a:特性線 50b:特性線 51:特性線 110,110a,110B,110b,110a’,110b’,110G,110G1,110G2,110G3,110G4,110R,110w:像素 111,111a,111a’,111b,111b’,111G1,111G2,111G3,111G4,111R,111wa,111wb:光電轉換部 112,112a,112b,112G,112G1,112G2,112G3,112G4,112R:彩色濾光片 113:遮光體 120:加算部 1000:基板 1010:保護膜 1011:平坦化膜 1300:AD轉換器 10001:體內資訊取得系統 10100:膠囊型內視鏡 10101:殼體 10111:光源部 10112:攝像部 10113:圖像處理部 10114:無線通信部 10114A:天線 10115:供電部 10116:電源部 10117:控制部 10200:外部控制裝置 10200A:天線 11000:內視鏡手術系統 11100:內視鏡 11101:鏡筒 11102:相機頭 11110:手術器械 11111:氣腹管 11112:能量處置器具 11120:支持臂裝置 11131:施術者 11132:患者 11133:病床 11200:台車 11201:CCU 11202:顯示裝置 11203:光源裝置 11204:輸入裝置 11205:處置器具控制裝置 11206:氣腹裝置 11207:記錄器 11208:印表機 11400:傳輸纜線 11401:透鏡單元 11402:攝像部 11403:驅動部 11404:通信部 11405:相機頭控制部 11411:通信部 11412:圖像處理部 11413:控制部 12000:車輛控制系統 12001:通信網路 12010:驅動系統控制單元 12020:車體系統控制單元 12030:車外資訊檢測單元 12031:攝像部 12040:車內資訊檢測單元 12041:駕駛者狀態檢測部 12050:整合控制單元 12051:微電腦 12052:聲音圖像輸出部 12053:車載網路I/F 12061:聲頻揚聲器 12062:顯示部 12063:儀表板 12100:車輛 12101:攝像部 12102:攝像部 12103:攝像部 12104:攝像部 12105:攝像部 12111:拍攝範圍 12112:拍攝範圍 12113:拍攝範圍 12114:拍攝範圍 A:範圍 B:範圍 B:藍色 C:區域/箭頭 CB:區域 CT:區域 D:箭頭 G:綠色 L:區域 LT:區域 P:電壓 Q:電壓 R:區域/紅色 RAMP:燈信號 RB:區域 α:入射角 β:入射角
圖1係顯示可共通應用於各實施形態之電子機器之一例之構成之方塊圖。 圖2係顯示可共通應用於各實施形態之攝像元件之基本之構成例之方塊圖。 圖3係顯示一般使用之拜耳排列之例之圖。 圖4係顯示可應用於第1實施形態之像素構成之例之圖。 圖5係概略顯示可應用於各實施形態之相對於2個像素設置有1個OCL之例之圖。 圖6係概略顯示可應用於各實施形態之像素組之剖面之圖。 圖7係用於說明用於實現像面相位差AF方式之現有技術之方法之第1例的圖。 圖8A係用於說明用於實現像面相位差AF方式之現有技術之方法之第2例的圖。 圖8B係用於說明用於實現像面相位差AF方式之現有技術之方法之第2例的圖。 圖9係顯示第1實施形態之像素構成之一例之圖。 圖10係概略顯示像素陣列部之圖。 圖11A係概略顯示第1實施形態之進行較強之光瞳修正之像素組之剖面的圖。 圖11B係概略顯示第1實施形態之進行較弱之光瞳修正之像素組之剖面的圖。 圖12係用於說明第1實施形態之於1個像素區塊中藉由複數個光瞳修正量進行光瞳修正之情形之效果的圖。 圖13係顯示像素陣列部之相對於像高中心之方向不同之各區域之例的圖。 圖14A係顯示第1實施形態之區域C之光瞳修正之例之圖。 圖14B係顯示第1實施形態之區域L之光瞳修正之例之圖。 圖14C係顯示第1實施形態之區域R之光瞳修正之例之圖。 圖14D係顯示第1實施形態之區域CB之光瞳修正之例之圖。 圖14E係顯示第1實施形態之區域CT之光瞳修正之例之圖。 圖14F係顯示第1實施形態之區域LT之光瞳修正之例之圖。 圖14G係顯示第1實施形態之區域RB之光瞳修正之例之圖。 圖15係用於說明第1實施形態之於各像素區塊之各者中，自各像素讀取信號之第1方法之圖。 圖16係用於說明第1實施形態之於各像素區塊之各者中，自各像素讀取信號之第2方法之圖。 圖17係顯示可應用於第1實施形態之用於抑制像素組間之混色之像素之構成之第1例的剖視圖。 圖18係顯示可應用於第1實施形態之用於抑制像素組間之混色之像素之構成之第2例的剖視圖。 圖19係顯示可應用於第1實施形態之配置於各像素區塊之邊界之遮光體之例的圖。 圖20係顯示可應用於第1實施形態之配置於各像素組之邊界之遮光體之例的圖。 圖21A係顯示第1實施形態之變化例之區域C之光瞳修正之例的圖。 圖21B係顯示第1實施形態之變化例之區域CT之光瞳修正之例的圖。 圖21C係顯示第1實施形態之變化例之區域CB之光瞳修正之例的圖。 圖21D係顯示第1實施形態之變化例之區域L之光瞳修正之例的圖。 圖21E係顯示第1實施形態之變化例之區域R之光瞳修正之例的圖。 圖21F係顯示第1實施形態之變化例之區域LT之光瞳修正之例的圖。 圖21G係顯示第1實施形態之變化例之區域RB之光瞳修正之例的圖。 圖22係顯示可應用於第2實施形態之像素構成之例之圖。 圖23A係顯示第2實施形態之區域C之光瞳修正之例之圖。 圖23B係顯示第2實施形態之區域L之光瞳修正之例之圖。 圖23C係顯示第2實施形態之區域R之光瞳修正之例之圖。 圖23D係顯示第2實施形態之區域CT之光瞳修正之例之圖。 圖23E係顯示第2實施形態之區域CB之光瞳修正之例之圖。 圖23F係顯示第2實施形態之區域LT之光瞳修正之例之圖。 圖23G係顯示第2實施形態之區域RB之光瞳修正之例之圖。 圖24A係顯示第2實施形態之變化例之區域C之光瞳修正之例的圖。 圖24B係顯示第2實施形態之變化例之區域L之光瞳修正之例的圖。 圖24C係顯示第2實施形態之變化例之區域R之光瞳修正之例的圖。 圖24D係顯示第2實施形態之變化例之區域CT之光瞳修正之例的圖。 圖24E係顯示第2實施形態之變化例之區域CB之光瞳修正之例的圖。 圖24F係顯示第2實施形態之變化例之區域LT之光瞳修正之例的圖。 圖24G係顯示第2實施形態之變化例之區域RB之光瞳修正之例的圖。 圖25係顯示第1實施形態及其變化例、以及第2實施形態及其變化例之使用攝像元件之使用例之圖。 圖26係顯示可應用本揭示之技術之使用膠囊型內視鏡之患者之體內資訊取得系統之概略構成之一例之方塊圖。 圖27係顯示可應用本揭示之技術之內視鏡手術系統之概略構成之一例之圖。 圖28係顯示相機頭及CCU之功能構成之一例之方塊圖。 圖29係顯示可應用本揭示之技術之移動體控制系統之一例即車輛控制系統之概略構成例之方塊圖。 圖30係顯示攝像部之設置位置之例之圖。
1:電子機器
2:光學系統
3:控制部
4:攝像元件
5:圖像處理部
6:記憶體
7:記憶部
8:顯示部
9:I/F部
10:輸入設備

Claims (14)

  1. 一種攝像元件，其具備：受光部， 該受光部具有： 複數個光電轉換元件，其以格子狀之排列配置；及 複數個透鏡，其1對1設置於包含上述複數個光電轉換元件中彼此相鄰配置之2個以上之光電轉換元件之元件之組的各者；且 上述受光部為，分別包含上述元件之組、與上述複數個透鏡中設置於該元件之組之透鏡的複數個像素組中彼此相鄰之至少2個該像素組之光瞳修正量彼此不同。
  2. 如請求項1之攝像元件，其中 上述受光部分別包含上述複數個光電轉換元件中接收同一波長頻帶之光之n個×n個(n為2以上之整數)光電轉換元件以格子狀之排列配置之複數個像素區塊； 該複數個像素區塊中配置之該光電轉換元件接收之波長頻帶根據同一像素區塊不相鄰之圖案排列； 上述複數個像素區塊中至少1者包含上述光瞳修正量彼此不同之2個上述像素組。
  3. 如請求項2之攝像元件，其中 上述n為3以上之整數，上述複數個像素區塊中至少1個像素區塊包含上述光瞳修正量彼此不同之3個以上之上述像素組。
  4. 如請求項2之攝像元件，其中 上述n為3以上之整數，上述複數個像素區塊中至少1個像素區塊包含：2個上述像素組，其上述受光部具有之上述複數個光電轉換元件中相鄰之光電轉換元件於上述排列上排設之方向彼此不同。
  5. 如請求項2之攝像元件，其中進而具備： 控制部，其控制對上述複數個光電轉換元件之讀取；且 上述控制部作為對上述複數個像素區塊之各者中配置之各光電轉換元件分別1對1對應之複數個輸出之各者進行讀取之讀取模式，具有： 個別地讀取上述複數個輸出之模式；及 將上述複數個輸出，於配置該複數個輸出所對應之各光電轉換元件之像素區塊內合成而作為1個輸出而讀取之模式。
  6. 如請求項2之攝像元件，其中 上述n為2。
  7. 如請求項2之攝像元件，其中 上述受光部進而具有： 濾光片，其設置於上述複數個光電轉換元件各者之入射面，並限制入射之光之波長頻帶；及第1遮光體，其設置於該濾光片之周圍。
  8. 如請求項7之攝像元件，其中 上述濾光片及上述第1遮光體之相對於上述複數個光電轉換元件中與該濾光片及該第1遮光體對應之光電轉換元件之位置，於分別包含該光電轉換元件之彼此相鄰之至少2個上述像素組彼此不同，藉此上述光瞳修正量彼此不同。
  9. 如請求項2之攝像元件，其中 上述受光部進而具有： 第2遮光體，其由來自形成有上述複數個光電轉換元件各者之基板之沿相對於該複數個光電轉換元件各者之入射面之深度方向形成之溝槽；且 上述第2遮光體形成於上述複數個像素區塊各者之間。
  10. 如請求項9之攝像元件，其中 上述第2遮光體進而形成於上述像素組各者之間。
  11. 如請求項1之攝像元件，其中 上述像素組所包含之上述透鏡之相對於該像素組所包含之上述元件之組之位置，於彼此相鄰之至少2個上述像素組彼此不同，藉此上述光瞳修正量彼此不同。
  12. 如請求項1之攝像元件，其中 上述光瞳修正量、與進行根據該光瞳修正量之光瞳修正之方向，根據於包含上述複數個光電轉換元件之各入射面之受光面中，與相對於針對該受光面照射光之主透鏡之光軸對應之像高中心之位置進而不同。
  13. 如請求項1之攝像元件，其中 上述受光部進而具有： 遮罩，其用於限制入射至上述像素組所包含之上述元件之組之光； 上述遮罩相對於上述像素組所包含之上述元件之組之位置，於彼此相鄰之至少2個上述像素組彼此不同，藉此上述光瞳修正量不同。
  14. 一種電子機器，其具備： 受光部，其具有： 複數個光電轉換元件，其以格子狀之排列配置；及 複數個透鏡，其1對1設置於包含上述複數個光電轉換元件中彼此相鄰配置之2個以上之光電轉換元件之元件之組的各者； 光學部，其將外部之光導入上述受光部； 圖像處理部，其基於自上述複數個光電轉換元件各者讀取之複數個輸出執行圖像處理並產生圖像資料；及 記憶部，其記憶藉由上述圖像處理部產生之上述圖像資料；且 上述受光部為，分別包含上述元件之組、與上述複數個透鏡中設置於該元件之組之透鏡的複數個像素組中彼此相鄰之至少2個該像素組之光瞳修正量彼此不同。
TW109111725A 2019-05-10 2020-04-08 攝像元件及電子機器 TWI853915B (zh)

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