JP6435612B2 - Imaging device and imaging apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、撮像素子および撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging element and an imaging apparatus.
従来、単位画素における光電変換部を一方向において4分割していた(例えば、特許文献1参照)。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1] 特開2008−134413号公報
Conventionally, a photoelectric conversion unit in a unit pixel has been divided into four in one direction (see, for example, Patent Document 1).
[Prior art documents]
[Patent Literature]
[Patent Document 1] JP 2008-134413 A
しかしながら、単位画素における光電変換部を一方向に4分割すると、受光領域が小さくなるので、撮像素子の感度が低下する。 However, if the photoelectric conversion unit in the unit pixel is divided into four in one direction, the light receiving area becomes small, and thus the sensitivity of the image sensor decreases.
本発明の第1の態様においては、2次元に配列された複数の光電変換部をそれぞれ有する複数の光電変換ブロックを備える撮像素子であって、それぞれの光電変換ブロックは、第1の波長の入射光を光電変換する第1の光電変換部と、第2の波長の入射光を光電変換する第2の光電変換部とを有し、第1の光電変換ブロックに含まれる第1の光電変換部と、第1の光電変換ブロックに隣接する第2の光電変換ブロックに含まれる第1の光電変換部とが、第1の光電変換ブロックおよび第2の光電変換ブロックの境界に対して対称の位置に配置された撮像素子を提供する。 In the first aspect of the present invention, the imaging device includes a plurality of photoelectric conversion blocks each having a plurality of photoelectric conversion units arranged two-dimensionally, and each photoelectric conversion block is incident at a first wavelength. A first photoelectric conversion unit that includes a first photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light and a second photoelectric conversion unit that photoelectrically converts incident light having a second wavelength, and is included in the first photoelectric conversion block And a position where the first photoelectric conversion unit included in the second photoelectric conversion block adjacent to the first photoelectric conversion block is symmetrical with respect to the boundary between the first photoelectric conversion block and the second photoelectric conversion block An image pickup device disposed in is provided.
本発明の第2の態様においては、第1の態様における撮像素子を備える、撮像装置を提供する。 In the 2nd aspect of this invention, an imaging device provided with the image pick-up element in a 1st aspect is provided.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
図1は、一眼レフカメラ400の断面図である。撮像装置としての一眼レフカメラ400は、撮像素子200を有する。一眼レフカメラ400は、レンズユニット500およびカメラボディ600を備える。カメラボディ600には、レンズユニット500が装着される。レンズユニット500は、その鏡筒内に、光軸410に沿って配列された光学系を備え、入射する被写体光束をカメラボディ600の撮像素子200へ導く。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a single-
本例においては、撮像装置として一眼レフカメラ400を例に説明するが、カメラボディ600を撮像装置と捉えても良い。また、撮像装置は、ミラーユニットを備えるレンズ交換式カメラに限らず、ミラーユニットを持たないレンズ交換式カメラ、ミラーユニットの有無に関わらずレンズ一体式カメラであっても良い。
In this example, a single-
図1におけるx方向、y方向およびz方向は、互いに垂直な方向である。本明細書において、x方向は撮像素子200における行方向であってよく、y方向は撮像素子200における列方向であってよい。また、x方向は後述の第1方向であってよく、y方向は後述の第2方向であってよい。さらには、x方向は水平方向と読み替えてよく、y方向は垂直方向と読み替えてもよい。z方向は、光軸410に平行である。z方向は後述の第3向と読み替えてもよい。
The x direction, y direction, and z direction in FIG. 1 are directions perpendicular to each other. In this specification, the x direction may be the row direction in the
カメラボディ600は、レンズマウント550に結合されるボディマウント660の後方にミラー672を備える。ミラー672は、レンズユニット500から入射した被写体光束に斜設される斜設位置と、被写体光束から退避する退避位置との間で回動可能に軸支される。
The
ミラー672が斜設位置にある場合、レンズユニット500を通じて入射した被写体光束の多くはミラー672に反射されてピント板652に導かれる。ピント板652は、撮像素子200の受光面と共役な位置に配されて、レンズユニット500の光学系が形成した被写体像を可視化する。ピント板652に形成された被写体像は、ペンタプリズム654およびファインダ光学系656を通じてファインダ650から観察される。
When the
ピント板652、ペンタプリズム654、ミラー672は、構造体としてのミラーボックス670に支持される。撮像素子200は、ミラーボックス670に取り付けられる。ミラー672が退避位置に退避し、シャッタユニット340の先幕および後幕が開状態となれば、レンズユニット500を透過する被写体光束は、撮像素子の受光面に到達する。
The
撮像素子200の後方には、ボディ基板620および背面表示部634が順次配置される。液晶パネル等が採用される背面表示部634は、カメラボディ600の背面に現れる。ボディ基板620には、CPU622、画像処理ASIC624等の電子回路が実装される。撮像素子の出力は、画像処理ASIC624へ引き渡される。
A
図2は、撮像素子200の構成例を示すブロック図である。撮像素子200は、撮像チップ10および信号処理チップ30を備える。撮像チップ10には、第3方向から光束が入射する。撮像チップ10は、バンプ24を通じて、信号処理チップ30に電気的に接続される。撮像チップ10は、第3方向から入射する光束を電気信号に変換して、アナログの画像信号を出力する。当該アナログの画像信号は信号処理部32へ出力される。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the
信号処理チップ30は、第3方向において撮像チップ10に積層される。信号処理チップ30は、信号処理部32、AD変換部34、および、焦点検出部36を有する。信号処理部32は、撮像チップ10から出力されるアナログの画像信号に所定のアナログ信号処理をする。信号処理部32は、増幅回路およびCDS(相関二重サンプリング)回路などを有する。増幅回路は、アナログの画像信号の信号電圧値を増幅する。また、CDS回路は、ノイズによる当該信号電圧値のばらつきを補正する。
The signal processing chip 30 is stacked on the
AD変換部34は、信号処理部32から出力されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換する。AD変換部34は、デジタルの画像信号を焦点検出部36および画像処理ASIC624に出力する。
The AD converter 34 converts the analog image signal output from the signal processor 32 into a digital image signal. The AD conversion unit 34 outputs the digital image signal to the focus detection unit 36 and the
焦点検出部36は、入射光が通過した光学系の焦点位置を検出する。具体的には、焦点検出部36は、デジタルの画像信号に基づいて、一対の像の像ズレ量を検出する。さらに、焦点検出部36は、像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔と測距瞳距離の比例関係に応じた変換演算を行い、予定結像面に対する現在の結像面の偏差(デフォーカス量)を算出する。当該デフォーカス量を調整するべく、一眼レフカメラ400のレンズユニット500の位置が調整される。
The focus detection unit 36 detects the focus position of the optical system through which the incident light has passed. Specifically, the focus detection unit 36 detects the image shift amount of the pair of images based on the digital image signal. Further, the focus detection unit 36 performs a conversion operation according to the proportional relationship between the distance between the center of gravity of the pair of distance measurement pupils and the distance measurement pupil distance to the image shift amount, and the deviation (decoding) of the current image formation surface with respect to the planned image formation surface. Focus amount). In order to adjust the defocus amount, the position of the
画像処理ASIC624は、メモリ50をワークスペースとして種々の画像処理を施し、画像データを生成する。例えば、JPEGファイル形式の画像データを生成する場合は、ホワイトバランス処理、ガンマ処理等を施した後に圧縮処理を実行する。生成された画像データは、記録部に記録されるとともに、表示信号に変換されて予め設定された時間の間、背面表示部634に表示される。
The
図3は、第1の実施形態における撮像チップ10の一部および当該一部を拡大した領域を示す図である。撮像チップ10は、2次元に配列された複数の光電変換部16を備える。光電変換部16は、第1方向および第2方向において行列状に配置される。なお本例において、第1方向および第2方向は必ずしも行方向および列方向に限定されない。第1方向および第2方向は互いに斜交してもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating a part of the
複数の光電変換ブロック12は、撮像チップ10に設けられる。複数の光電変換ブロック12は、2次元に配列された複数の光電変換部16をそれぞれ有する。本例における1つの光電変換ブロック12は、第1方向に4つの光電変換部16を有し、かつ、第2方向に4つの光電変換部16を有する。図3において、1つの光電変換ブロック12を四角形の破線で示す。
The plurality of photoelectric conversion blocks 12 are provided on the
複数の光電変換ブロック12のそれぞれには、1つのマイクロレンズ14が設けられる。つまり、マイクロレンズ14は、第1方向および第2方向において4×4個の光電変換部16に対して1つ設けられる。1つのマイクロレンズ14は、レンズユニット500を通じて入射する光を、対応して設けられた光電変換部16に導く。
One
それぞれの光電変換ブロック12は、第1の波長の入射光を光電変換する第1の光電変換部16−1と、第2の波長の入射光を光電変換する第2の光電変換部16−2と、第3の波長の入射光を光電変換する第3の光電変換部16−3とを有する。本例では、第1の光電変換部16−1は、緑(G)のフィルタに対応して設けられた光電変換部16である。また、第2の光電変換部16−2および第3の光電変換部16−3は、赤(R)および青(B)のフィルタに対応してそれぞれ設けられた光電変換部16である。なお、配色は例示に過ぎない。予め定められた色のフィルタが、一の光電変換部16に対応して設けられてよい。例えば、第1の光電変換部16−1は、赤(R)または青(B)のフィルタに対応して設けられてもよい。 Each photoelectric conversion block 12 includes a first photoelectric conversion unit 16-1 that performs photoelectric conversion of incident light having a first wavelength, and a second photoelectric conversion unit 16-2 that performs photoelectric conversion of incident light having a second wavelength. And a third photoelectric conversion unit 16-3 that photoelectrically converts incident light having a third wavelength. In the present example, the first photoelectric conversion unit 16-1 is the photoelectric conversion unit 16 provided corresponding to the green (G) filter. The second photoelectric conversion unit 16-2 and the third photoelectric conversion unit 16-3 are the photoelectric conversion units 16 provided corresponding to the red (R) and blue (B) filters, respectively. The color scheme is merely an example. A filter of a predetermined color may be provided corresponding to one photoelectric conversion unit 16. For example, the first photoelectric conversion unit 16-1 may be provided corresponding to a red (R) or blue (B) filter.
領域20は、第1の光電変換ブロック12−1、第2の光電変換ブロック12−2、第3の光電変換ブロック12−3、および、第4の光電変換ブロック12−4を有する領域である。本例において、第2の光電変換ブロック12−2は、第1方向において第1の光電変換ブロック12−1と隣接する。また、第3の光電変換ブロック12−3は、第2方向において第1の光電変換ブロック12−1と隣接する。さらに、第4の光電変換ブロック12−4は、第1方向において第3の光電変換ブロック12−3と隣接し、かつ、第2方向において第2の光電変換ブロック12−2と隣接する。
The
領域20は、撮像チップ10において複数個が隣接して配置される。なお、本例の領域20は、4つの光電変換ブロック12を有し、光電変換ブロック12は4×4個の光電変換部16を有する。しかしながら、1つの光電変換ブロック12における光電変換部16の数は、6×6個としてもよく、また、8×8個としてもよい。
A plurality of
図4は、領域20における第1の光電変換ブロック12−1から第4の光電変換ブロック12−4を示す図である。なお、作図上、図4では各光電変換ブロック12が離れているように描かれているが、各光電変換ブロック12は隣接して配置される。第1の光電変換ブロック12−1および第3の光電変換ブロック12−3と、第2の光電変換ブロック12−2および第4の光電変換ブロック12−4との境界を境界17とする。また、第1の光電変換ブロック12−1および第2の光電変換ブロック12−2と、第3の光電変換ブロック12−3および第4の光電変換ブロック12−4との境界を境界18とする。さらに境界17と境界18との交点を交点19とする。
FIG. 4 is a diagram illustrating the first photoelectric conversion block 12-1 to the fourth photoelectric conversion block 12-4 in the
本明細書において光電変換ブロック12の境界とは、光電変換部16の境界線に対応する。それゆえ、光電変換ブロック12の境界とは、単位画素としての光電変換部16を横切る線ではない。つまり、一の光電変換部16が分割された境界、すなわち分割画素の境界は、本明細書における光電変換ブロック12の境界ではないとする。また、光電変換部16が境界に対して対称であるとは、同一の波長の入射光を光電変換する光電変換部が境界17または境界18に対して対称な位置にあることを意味する。
In this specification, the boundary of the photoelectric conversion block 12 corresponds to the boundary line of the photoelectric conversion unit 16. Therefore, the boundary of the photoelectric conversion block 12 is not a line crossing the photoelectric conversion unit 16 as a unit pixel. That is, the boundary where one photoelectric conversion unit 16 is divided, that is, the boundary of divided pixels, is not the boundary of the photoelectric conversion block 12 in this specification. Further, the fact that the photoelectric conversion unit 16 is symmetric with respect to the boundary means that the photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the incident light having the same wavelength is in a position symmetrical with respect to the
本例においては少なくとも、第1の光電変換ブロック12−1に含まれる第1の光電変換部16−1と、第2の光電変換ブロック12−2に含まれる第1の光電変換部16−1とが、第1の光電変換ブロック12−1および第2の光電変換ブロック12−2の境界17に対して対称の位置に配置される。そして、焦点検出部36は、第1の光電変換ブロック12−1における少なくとも1つの第1の光電変換部16−1が出力する信号と、第2の光電変換ブロック12−2において、当該少なくとも一つの第1の光電変換部16−1と対称の位置に設けられた少なくとも1つの第1の光電変換部16−1が出力する信号とに基づいて、入射光が通過した光学系の焦点位置を検出する。
In this example, at least the first photoelectric conversion unit 16-1 included in the first photoelectric conversion block 12-1 and the first photoelectric conversion unit 16-1 included in the second photoelectric conversion block 12-2. Are arranged at symmetrical positions with respect to the
例えば、第1の光電変換ブロック12−1における第1の光電変換部16−1の一つであるG23と、第2の光電変換ブロック12−2における第1の光電変換部16−1の一つであるG26とは、境界17に対して対称の位置に配置される。これにより、光電変換部16を分割する構成とすることなく、焦点検出が可能となる。
For example, G23 which is one of the first photoelectric conversion units 16-1 in the first photoelectric conversion block 12-1, and one of the first photoelectric conversion units 16-1 in the second photoelectric conversion block 12-2. G26, which is one, is arranged at a position symmetrical to the
境界17または境界18に対して対称の位置に配置される一対の光電変換部16であれば、焦点検出に用いることができる。例えば、第1の光電変換ブロック12−1におけるG23と、第3の光電変換ブロック12−3におけるG73とは、境界18に対して対称の位置に配置される。当該G23およびG73も、焦点検出に用いられてよい。
The pair of photoelectric conversion units 16 disposed at positions symmetrical to the
加えて、第2の光電変換ブロック12−2におけるG26と、第4の光電変換ブロック12−4におけるG76とは、境界18に対して対称の位置に配置される。さらに、第3の光電変換ブロック12−3におけるG73と、第4の光電変換ブロック12−4におけるG76とは、境界17に対して対称の位置に配置される。
In addition, G26 in the second photoelectric conversion block 12-2 and G76 in the fourth photoelectric conversion block 12-4 are arranged at positions symmetrical to the
これにより、光電変換部16を分割する構成とすることなく、第1方向、第2方向、第1方向と第2方向とが成す角を二分する方向、ならびに、第1方向と第2方向とは反対の方向とが成す角を二分する方向、のいずれの方向と平行な直線上においても、焦点検出が可能となる。なお、第1方向と第2方向とが成す角を二分する方向とは、等角二分する方向に限定するものではない。 Thereby, without setting it as the structure which divides | segments the photoelectric conversion part 16, the direction which bisects the angle which a 1st direction, a 2nd direction, a 1st direction, and a 2nd direction make, and a 1st direction and a 2nd direction It is possible to detect the focus on a straight line parallel to any of the directions that bisect the angle formed by the opposite direction. The direction that bisects the angle formed by the first direction and the second direction is not limited to the direction that bisects the equiangularity.
本例では、同一波長の光を光電変換する複数の光電変換部16は、第1の光電変換ブロック12−1および第2の光電変換ブロック12−2において、ブロック間の境界17に対して対称の位置に配置される。具体的には、同一波長の光を光電変換する全ての光電変換部16が、第1の光電変換ブロック12−1および第2の光電変換ブロック12−2において、ブロック間の境界17に対して対称の位置に配置されてよい。
In this example, the plurality of photoelectric conversion units 16 that photoelectrically convert light of the same wavelength are symmetrical with respect to the
同様に、同一波長の光を光電変換する複数の光電変換部16は、第1の光電変換ブロック12−1および第3の光電変換ブロック12−3において、ブロック間の境界18に対して対称の位置に配置される。さらに、同一波長の光を光電変換する複数の光電変換部16は、第2の光電変換ブロック12−2および第4の光電変換ブロック12−4において、ブロック間の境界18に対して対称の位置に配置され、第3の光電変換ブロック12−3および第4の光電変換ブロック12−4において、ブロック間の境界17に対して対称の位置に配置される。つまり、同一波長の光を光電変換する全ての光電変換部16は、境界17または境界18に対して対称の位置に配置されてよい。これにより、光電変換部16を分割する構成とすることなく、第1方向と第2方向とで規定される平面内において、あらゆる方向で焦点検出が可能となる。
Similarly, the plurality of photoelectric conversion units 16 that photoelectrically convert light of the same wavelength are symmetrical with respect to the
本例においては、第1の光電変換ブロック12−1から第4の光電変換ブロック12−4はそれぞれ異なるベイヤ配列となる。本明細書において、光電変換ブロック12間においてベイヤ配列が異なるとは、R、GおよびBの光電変換部16の数を1:2:1の割合で有する光電変換ブロック12において、同一波長の光を光電変換する光電変換部16の配置が、光電変換ブロック12間において異なることを意味する。例えば、第1の光電変換ブロック12−1は、最も左上の光電変換部16がR11である。これに対して、第2の光電変換ブロック12−2、第3の光電変換ブロック12−3、および、第4の光電変換ブロック12−4は、最も左上の光電変換部16がそれぞれG15、G51、B55である。 In this example, the first photoelectric conversion block 12-1 to the fourth photoelectric conversion block 12-4 have different Bayer arrays. In this specification, that the Bayer array is different between the photoelectric conversion blocks 12 means that the light having the same wavelength in the photoelectric conversion block 12 having the number of R, G, and B photoelectric conversion units 16 in a ratio of 1: 2: 1. This means that the arrangement of the photoelectric conversion units 16 that perform photoelectric conversion differs between the photoelectric conversion blocks 12. For example, in the first photoelectric conversion block 12-1, the leftmost photoelectric conversion unit 16 is R11. On the other hand, in the second photoelectric conversion block 12-2, the third photoelectric conversion block 12-3, and the fourth photoelectric conversion block 12-4, the upper left photoelectric conversion unit 16 has G15 and G51, respectively. , B55.
さらに、第2の光電変換ブロック12−2は、最も左上の光電変換部16であるG15に対して第1方向に隣接する光電変換部16がR16である。これに対して、第3の光電変換ブロック12−3は、最も左上の光電変換部16であるG51に対して第1方向に隣接する光電変換部16がB52である。なお、いずれの光電変換ブロック12も、R、GおよびBの光電変換部16の数を1:2:1の割合で有する。したがって、同一波長の光を光電変換する光電変換部16の配置が、光電変換ブロック12間において異なる。 Further, in the second photoelectric conversion block 12-2, the photoelectric conversion unit 16 adjacent in the first direction with respect to G15 which is the uppermost photoelectric conversion unit 16 is R16. On the other hand, as for the 3rd photoelectric conversion block 12-3, the photoelectric conversion part 16 adjacent to a 1st direction with respect to G51 which is the uppermost photoelectric conversion part 16 is B52. Each of the photoelectric conversion blocks 12 has the number of R, G, and B photoelectric conversion units 16 in a ratio of 1: 2: 1. Therefore, the arrangement of the photoelectric conversion units 16 that photoelectrically convert light of the same wavelength differs between the photoelectric conversion blocks 12.
各光電変換ブロック12における全ての光電変換部16は、境界17または境界18に対して対称である。それゆえ、境界17および境界18が交差する交点19に対して、光電変換ブロック12−1の光電変換部16と光電変換ブロック12−4の光電変換部16とは対称な位置にある。同様に、交点19に対して、光電変換ブロック12−2の光電変換部16と光電変換ブロック12−3の光電変換部16とも対称な位置にある。
All the photoelectric conversion units 16 in each photoelectric conversion block 12 are symmetric with respect to the
それゆえ、光電変換ブロック12は、交点19に対して点対称に配置されてもよい。本例では、第1の光電変換ブロック12−1から第4の光電変換ブロック12−4は、交点19に対してそれぞれ点対称である。例えば、第3の光電変換ブロック12−3、第4の光電変換ブロック12−4、および、第2の光電変換ブロック12−2は、第1の光電変換ブロック12−1を交点19に対して、それぞれ90度、180度、および270度だけ回転させた位置にある。
Therefore, the photoelectric conversion block 12 may be arranged point-symmetrically with respect to the
本例では、単位画素における光電変換部16を分割しない。これにより、撮像素子の製造において高度な微細化技術が要求されない。また、読出回路が従来よりも複雑とならず、読出信号の制御は従来よりも高度にならない。さらに、受光領域が小さくならないので、撮像素子の感度が低下することもない。また、同一波長の光を光電変換する光電変換部16が、光電変換ブロック12間において対称に配置される。これにより、第1方向と第2方向とで規定される平面内において、あらゆる方向で焦点検出が可能となる。 In this example, the photoelectric conversion unit 16 in the unit pixel is not divided. As a result, advanced miniaturization technology is not required in the manufacture of the image sensor. Further, the read circuit is not more complicated than the conventional one, and the control of the read signal is not more advanced than the conventional one. Furthermore, since the light receiving area does not become small, the sensitivity of the image sensor does not decrease. In addition, photoelectric conversion units 16 that photoelectrically convert light of the same wavelength are arranged symmetrically between the photoelectric conversion blocks 12. Thereby, focus detection is possible in all directions within a plane defined by the first direction and the second direction.
図5は、領域20における第1の光電変換ブロック12−1から第4の光電変換ブロック12−4の他の例を示す図である。第4の光電変換部16−4は、白(W)のフィルタに対応して設けられた光電変換部16である。
FIG. 5 is a diagram illustrating another example of the first photoelectric conversion block 12-1 to the fourth photoelectric conversion block 12-4 in the
白(W)のフィルタは、赤(R)、緑(G)および青(B)のいずれの波長の光も透過させる。それゆえ、図5の例において光電変換部16が境界に対して対称であるとは、赤(R)、緑(G)、青(B)および白(W)のフィルタに対応して設けられた光電変換部16が境界17または境界18に対して対称な位置にあることを意味するとする。
The white (W) filter transmits light of any wavelength of red (R), green (G), and blue (B). Therefore, in the example of FIG. 5, that the photoelectric conversion unit 16 is symmetric with respect to the boundary is provided corresponding to the red (R), green (G), blue (B), and white (W) filters. It is assumed that the photoelectric conversion unit 16 is in a symmetrical position with respect to the
本例においては、一部の第1の光電変換部16−1に代えて、第4の光電変換部16−4が用いられる。具体的には、第1の光電変換部16−1であるG14、G23、G32、G41、G15、G26、G37、G48、G51、G62、G73、G84、G58、G67、G76およびG85がそれぞれ、第4の光電変換部16−4であるW14からW85に代替される。当該構成により、赤(R)、緑(G)、青(B)および白(W)のフィルタに対応して設けられた光電変換部16が境界17または境界18に対して対称な位置にある。よって、光電変換部16を分割する構成とすることなく、第1方向と第2方向とで規定される平面内において、あらゆる方向で焦点検出が可能となる。
In this example, a fourth photoelectric conversion unit 16-4 is used instead of a part of the first photoelectric conversion units 16-1. Specifically, G14, G23, G32, G41, G15, G26, G37, G48, G51, G62, G73, G84, G58, G67, G76 and G85, which are the first photoelectric conversion units 16-1, respectively, The fourth photoelectric conversion unit 16-4 is replaced by W14 to W85. With this configuration, the photoelectric conversion unit 16 provided corresponding to the red (R), green (G), blue (B), and white (W) filters is located symmetrically with respect to the
本例では、第4の光電変換部16−4として白(W)のフィルタに対応して設けられた光電変換部16を用いたが、他の例においては、第4の光電変換部16−4として白(W)の減光(Neutral Density)フィルタを用いてもよい。さらに他の例においては、第1の光電変換部16−1としてシアン(Cy)のフィルタに対応して設けられた光電変換部16を設け、第2の光電変換部16−2としてマゼンダ(Mg)のフィルタに対応して設けられた光電変換部16を設け、第3の光電変換部16−3として黄色(Ye)のフィルタに対応して設けられた光電変換部16を設け、かつ、第4の光電変換部16−4として緑色(G)のフィルタに対応して設けられた光電変換部16を設けてもよい。シアン(Cy)、マゼンダ(Mg)、黄色(Ye)および緑色(G)のフィルタに対応して設けられた光電変換部16が境界17または境界18に対して対称な位置にある限り、光電変換部16を分割する構成とすることなく、第1方向と第2方向とで規定される平面内において、あらゆる方向で焦点検出が可能となる。
In this example, the photoelectric conversion unit 16 provided corresponding to the white (W) filter is used as the fourth photoelectric conversion unit 16-4. However, in the other examples, the fourth photoelectric conversion unit 16- 4 may be a white (W) neutral density filter. In still another example, the photoelectric conversion unit 16 provided corresponding to a cyan (Cy) filter is provided as the first photoelectric conversion unit 16-1, and the magenta (MgD) is provided as the second photoelectric conversion unit 16-2. ), A photoelectric conversion unit 16 provided corresponding to the filter of (), a photoelectric conversion unit 16 provided corresponding to the yellow (Ye) filter as the third photoelectric conversion unit 16-3, and The photoelectric conversion unit 16 provided corresponding to the green (G) filter may be provided as the fourth photoelectric conversion unit 16-4. As long as the photoelectric conversion unit 16 provided corresponding to the filters of cyan (Cy), magenta (Mg), yellow (Ye), and green (G) is in a symmetric position with respect to the
図6は、F値の大きさに応じて、第1および第2の光電変換ブロック12に照射される光スポットの範囲を示す図である。F値は、レンズの焦点距離を有効口径で除した値である。レンズの焦点距離は一のレンズにおいて一定であるので、有効口径が減少するのに比例してF値は大きくなる。第1領域60の光スポットの範囲は、第2領域62の光スポットの範囲よりも小さい。第1領域60の光スポットに対応するF値は、第2領域62の光スポットに対応するF値よりも大きい。
FIG. 6 is a diagram illustrating a range of light spots irradiated to the first and second photoelectric conversion blocks 12 according to the magnitude of the F value. The F value is a value obtained by dividing the focal length of the lens by the effective aperture. Since the focal length of a lens is constant in one lens, the F value increases in proportion to a decrease in effective aperture. The range of the light spot in the
撮像素子200の焦点検出部36は、光学系のF値に基づいて、焦点位置を検出するのに用いる光電変換部16を選択してよい。例えば撮像素子200に設けられるCPU622により、レンズの焦点距離および有効口径の情報から光スポットの範囲が算出される。それゆえ焦点検出部36は、焦点位置を検出するのに適した光電変換部16を知ることができる。
The focus detection unit 36 of the
焦点検出部36は、例えば光スポットの範囲が第1領域60である場合、第1の光電変換ブロック12−1における第1の光電変換部16−1であるG23と、第2の光電変換ブロック12−2における第1の光電変換部16−1であるG26とを用いて、焦点検出をしてよい。しかしながら、焦点検出部36は、光スポットの範囲が第1領域60である場合、第1領域60の外にある光電変換部16を用いては焦点検出をしない。例えば光スポットの範囲が第1領域60である場合、焦点検出部36はB42およびB47を用いては焦点検出をしない。
For example, when the range of the light spot is the
焦点検出部36は、光スポットの範囲が第2領域62である場合、第1の光電変換ブロック12−1における第3の光電変換部16−3であるB42と、第2の光電変換ブロック12−2における第3の光電変換部16−3であるB47とを用いて、焦点検出をしてよい。光スポットの範囲が第2領域62である場合、焦点検出部36はG23およびG26等の他の光電変換部16を用いて焦点検出をしてもよい。これにより、焦点検出部36は、F値に応じた適切な焦点検出ができる。
When the range of the light spot is the
図7は、射出瞳の位置に応じて、第1の光電変換ブロック12−1に照射される光スポットの位置を示す図である。なお、領域64および領域66は、光電変換ブロック12−1に光スポットが当たる領域を示す。なお、第1の光電変換ブロック12−1の二次元的な中心位置を中心点68として図示する。
FIG. 7 is a diagram illustrating the position of the light spot irradiated to the first photoelectric conversion block 12-1 according to the position of the exit pupil. Note that the
射出瞳の第3方向における位置に起因して、光電変換ブロック12の中心点68からずれて、光スポットが照射される現象が生じ得る。この現象を評価する指標としてPO値が存在する。なお、当該PO値は、第3方向における射出瞳の位置に等しい。光スポットが中心点68に対して略対称な領域66になる場合、PO値がジャストであると称する。これに対して、光スポットが領域64になる場合、PO値はジャストの値と比較して相対的に小さいまたは大きいと称する。
Due to the position of the exit pupil in the third direction, a phenomenon may occur in which the light spot is irradiated with a deviation from the
撮像素子200の焦点検出部36は、光学系の射出瞳の位置に基づいて、焦点位置を検出するのに用いる光電変換部16を選択してよい。PO値がジャストである場合には、領域66に対応する光電変換部16(B22、G23、G32およびR33)に光スポットが当たる。よって、焦点検出部36は、光電変換ブロック12−1における一つの光電変換部16(B22、G23、G32およびR33のいずれか一つ)と、他の光電変換ブロック12における当該一つの光電変換部16に対して対称な位置にある他の光電変換部16を用いて焦点検出をしてよい。
The focus detection unit 36 of the
これに対して、PO値がジャストでない場合には、領域64に対応する光電変換部16(G21およびR31またはB24およびG34)に光スポットが当たる。よって、焦点検出部36は、光電変換ブロック12−1における一つの光電変換部16(G21およびR31またはB24およびG34のいずれか一つ)と、他の光電変換ブロック12における当該一つの光電変換部16に対して対称な位置にある他の光電変換部16を用いて焦点検出をしてよい。これにより、焦点検出部36は、射出瞳に応じて適切な焦点検出ができる。
On the other hand, when the PO value is not just, the light spot hits the photoelectric conversion unit 16 (G21 and R31 or B24 and G34) corresponding to the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the description of the scope of claims that embodiments with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Even if the operation flow in the claims, the description, and the drawings is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.
10 撮像チップ、12 光電変換ブロック、14 マイクロレンズ、16 光電変換部、17 境界、18 境界、19 交点、20 領域、24 バンプ、30 信号処理チップ、32 信号処理部、34 AD変換部、36 焦点検出部、50 メモリ、60 第1領域、62 第2領域、64 領域、66 領域、68 中心点、200 撮像素子、340 シャッタユニット、410 光軸、400 一眼レフカメラ、500 レンズユニット、550 レンズマウント、600 カメラボディ、620 ボディ基板、622 CPU、624 画像処理ASIC、634 背面表示部、650 ファインダ、652 ピント板、654 ペンタプリズム、656 ファインダ光学系、660 ボディマウント、670 ミラーボックス、672 ミラー
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記光学系による像が前記撮像素子に合焦する合焦位置を検出する検出部と、
前記光学系のF値に基づいて、前記検出部が前記合焦位置を検出するために用いる前記第1画素または前記第2画素を選択する範囲を算出する算出部と、を備え、
前記検出部は、前記第1ブロックおよび前記第2ブロックのそれぞれにおいて前記範囲にある前記第1画素または前記第2画素を選択して、選択した前記第1画素または前記第2画素から出力される信号に基づいて、前記合焦位置を検出する撮像装置。 Among the light transmitted through the microlens, the optical system, and the microlens, a plurality of first pixels that photoelectrically convert light of the first wavelength and output a signal, and a second wavelength of a wavelength different from the first wavelength An imaging device having a first block and a second block each having a plurality of second pixels that photoelectrically convert the light of the first and output a signal ;
A detection unit for detecting a focus position at which an image by the optical system is focused on the image sensor;
A calculation unit that calculates a range for selecting the first pixel or the second pixel used by the detection unit to detect the in-focus position based on the F value of the optical system;
The detection unit selects the first pixel or the second pixel within the range in each of the first block and the second block , and outputs from the selected first pixel or the second pixel. An imaging device that detects the in-focus position based on a signal.
前記検出部は、前記第1ブロックおよび前記第2ブロックのそれぞれにおいて前記範囲にある前記第1画素または前記第2画素を選択して、選択した前記第1画素または前記第2画素から出力される信号に基づいて、前記合焦位置を検出する請求項1または2に記載の撮像装置。 The calculation unit calculates the range in each of the first block and the second block based on an F value of the optical system,
The detection unit selects the first pixel or the second pixel within the range in each of the first block and the second block , and outputs from the selected first pixel or the second pixel. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the in-focus position is detected based on a signal.
前記撮像チップに積層され、複数の前記画素が出力する信号を処理する信号処理チップとを備える請求項1から10のいずれか一項に記載の撮像装置。 An imaging chip provided with a plurality of the pixels ;
The imaging device according to claim 1, further comprising: a signal processing chip that is stacked on the imaging chip and processes signals output from the plurality of pixels .
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