JP2005106994A - 焦点検出装置、撮像装置、それらの制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 撮影レンズのデフォーカス量が大きい場合にも焦点検出精度が低下することのない焦点検出装置およびそれを備える撮像装置を提供することである。
【解決手段】 撮影レンズの予定結像面に配置されるイメージセンサは、イメージセンサを構成する画素の一部として(a)と(b)に示すような2つに分割された光電変換部を有する第1及び第2の画素(第1及び第2光電変換部)を有する。第2光電変換部は第2光電変換部に比べ、光電変換部の分割方向に対する幅が狭くなるように構成されているためその出力に基づいてデフォーカス量を算出することにより精度良く焦点検出ができる。
【選択図】図4
Description
本発明は、焦点検出装置、撮像装置、それらの制御方法、および制御プログラムに関し、特に撮影レンズの瞳の異なる位置を透過する光束を受光して瞳分割方式の焦点検出を可能とする焦点検出装置、撮像装置、それらの制御方法、および制御プログラムに関する。
撮影レンズの焦点状態を検出する方式の一つとして、センサの各画素にマイクロレンズが形成された2次元のセンサを用いて瞳分割方式の焦点検出を行う装置が開示されている(例えば、特許文献1,2)。また、本出願人は、デジタルスチルカメラに用いられるCMOSイメージセンサ(撮像装置)を用いて瞳分割方式の焦点検出を行う装置を開示している(例えば、特許文献3)。
図14は、特開2001-124984号公報で提案しているイメージセンサを用いて瞳分割方式の焦点検出を行う方法の原理説明図である。イメージセンサ10は撮影レンズ5の予定結像面に配置されている。また、イメージセンサ10の1画素は2つの光電変換部13α、13βとから構成されており、各光電変換部の撮影レンズ側に形成されたマイクロレンズ11によって光電変換部13α、13βは撮影レンズ5の瞳と略結像関係になるように設定されている。
ここで図15に示すように、光電変換部13αは、撮影レンズ5の瞳の図中上方を透過する光束Lαを受光し、光電変換部13βは、撮影レンズ5の瞳の図中下方を透過する光束Lβを受光する。
焦点検出時は、各1画素の光電変換部13α及び光電変換部13βからの出力を独立して読み出し、さらに複数の画素の各光電変換部からの出力に基づいて、図16に示すような撮影レンズの異なる瞳位置を透過した光束による像Iα及びIβが生成される。
なお撮影レンズの異なる瞳位置を透過した光束より生成される像を用いて焦点検出を行う方法は、公知の技術である(例えば、特許文献4)。
一方、通常撮影時は、光電変換部13αと光電変換部13βの出力を画素内で加算して出力するように構成している。
また特開昭55-143404号公報には、2分割された2組の光電変換部を有したセンサを用いて撮影レンズの焦点状態を検出する検出装置が、開示されている(例えば、特許文献5)。同公報の検出装置は、大口径の撮影レンズ用及び小口径の撮影レンズ用に各光電変換部の大きさ及び位置が設定されており、撮影レンズの口径に応じて選択されるようになっている。
特開昭55-111928号公報
特開昭58-24105号公報
特開2001-124984号公報
特開平5-127074号公報
特開昭55-143404号公報
しかしながら、上記説明したような1画素を複数の光電変換部に分割して複数画素の分割された各光電変換部の出力に基づいて撮影レンズの焦点状態を検出する従来の検出装置において、撮影レンズのデフォーカス量が大きい場合には、例えば、図16に示すように、被写体像が大きくぼけてしまい焦点検出の精度が低下してしまうという欠点があった(光束による像Iα及びIβはブロードの曲線となるため像Iα及びIβの最大出力値間の距離(像ずれ量)に基づいて決定される焦点検出の精度が低下する)。
特に大口径の撮影レンズにおいては、デフォーカス量に対する像のボケ量が大きくさらに焦点検出精度の低下が大きいという欠点があった。
また1画素を2組の光電変換部に分割した場合、1対の光電変換部の分割方向の重心間隔が別の対の光電変換部の重心間隔と異なると、焦点検出の演算アルゴリズムが複雑になるという欠点があった。
さらには、2つの光電変換部に分割された画素の1つの光電変換部はその光電変換領域の面積が小さいためS/N比が悪いが、さらにその画素にカラーフィルタを配設すると入射光の一部が吸収されさらにS/N比を悪くするという欠点があった。
本発明は、上記説明した従来技術の問題点を解決することを出発点としてなされたものであり、その目的は、撮影レンズのデフォーカス量が大きい場合にも焦点検出精度が低下しない焦点検出装置、それを備える撮像装置、およびそれらの制御方法を提供することである。
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の焦点検出装置は、以下の構成を有する。すなわち、撮影レンズの予定結像面に配置された焦点検出装置であって、前記焦点検出装置を構成する画素のうちの一部は、それぞれが2つの光電変換部に分割された画素であり、前記2つの光電変換部に分割された画素は、前記2つの光電変換部の分割方向に対する幅が異なる第1画素と第2画素とを含み、前記第1画素の2つの光電変換部の分割方向に対する幅が、前記第2画素の2つの光電変換部の分割方向に対する幅よりも広く、かつ、前記第1画素の2つの光電変換部間の間隔が、前記第2画素の2つの光電変換部間の間隔よりも狭い、ことを特徴とする。
ここで、例えば、前記第1画素の2つの光電変換部の受光面積は略等しく、前記第2画素の2つの光電変換部の受光面積は略等しいことが好ましい。
ここで、例えば、前記第1画素の2つの光電変換部の重心間隔と、前記第2画素の2つの光電変換部の重心間隔とは略等しいことが好ましい。
ここで、例えば、前記第2の画素に含まれる各画素上に形成されるカラーフィルタ層は無色であることが好ましい。
ここで、例えば、前記第1画素または前記第2画素の2つの光電変換部からの出力に基づいて、前記結像面における像ずれ量を算出する算出手段を更に有することが好ましい。
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の撮像装置は、上記に記載の算出手段を有する焦点検出装置を備えることを特徴とする。
ここで、例えば、前記算出手段によって算出された像ずれ量に基づいて前記撮像レンズを所定位置に駆動させる駆動手段を更に有することが好ましい。
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の焦点検出装置の制御方法は、以下の構成を有する。すなわち、撮影レンズの予定結像面に配置された焦点検出装置の制御方法であって、前記撮像装置は、前記焦点検出装置を構成する画素のうちの一部が、それぞれが2つの光電変換部に分割された画素であり、前記2つの光電変換部に分割された画素は、前記2つの光電変換部の分割方向に対する幅が異なる第1画素と第2画素とを含み、前記第1画素の2つの光電変換部の分割方向に対する幅が、前記第2画素の2つの光電変換部の分割方向に対する幅よりも広く、かつ、前記第1画素の2つの光電変換部間の間隔が、前記第2画素の2つの光電変換部間の間隔よりも狭く、前記第1画素または前記第2画素の2つの光電変換部からの出力に基づいて、前記結像面における像ずれ量を算出する算出工程を有することを特徴とする。
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の撮像装置の制御方法は、以下の構成を有する。すなわち、撮影レンズの予定結像面に配置された撮像装置の制御方法であって、前記撮像装置は、前記焦点検出装置を構成する画素のうちの一部は、それぞれが2つの光電変換部に分割された画素であり、前記2つの光電変換部に分割された画素は、前記2つの光電変換部の分割方向に対する幅が異なる第1画素と第2画素とを含み、前記第1画素の2つの光電変換部の分割方向に対する幅が、前記第2画素の2つの光電変換部の分割方向に対する幅よりも広く、かつ、前記第1画素の2つの光電変換部間の間隔が、前記第2画素の2つの光電変換部間の間隔よりも狭く、前記第1画素または前記第2画素の2つの光電変換部からの出力に基づいて、前記結像面における像ずれ量を算出する算出工程と、前記算出工程によって算出された像ずれ量に基づいて前記撮像レンズを所定位置に駆動させる駆動工程とを有することを特徴とする。
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の制御プログラムは、以下の構成を有する。すなわち、撮影レンズの予定結像面に配置された撮像装置を制御する制御プログラムあって、前記撮像装置は、前記焦点検出装置を構成する画素のうちの一部が、それぞれが2つの光電変換部に分割された画素であり、前記2つの光電変換部に分割された画素は、前記2つの光電変換部の分割方向に対する幅が異なる第1画素と第2画素とを含み、前記第1画素の2つの光電変換部の分割方向に対する幅が、前記第2画素の2つの光電変換部の分割方向に対する幅よりも広く、かつ、前記第1画素の2つの光電変換部間の間隔が、前記第2画素の2つの光電変換部間の間隔よりも狭く、前記制御プログラムは、前記第1画素または前記第2画素の2つの光電変換部からの出力に基づいて、前記結像面における像ずれ量を算出する算出工程のプログラムコードと、前記算出工程によって算出された像ずれ量に基づいて前記撮像レンズを所定位置に駆動させる駆動工程のプログラムコードとを有することを特徴とする。
本発明によれば、撮影レンズのデフォーカス量が大きい場合にも焦点検出精度が低下しない焦点検出装置、それを備える撮像装置、およびそれらの制御方法を提供することができる。
以下に図面を参照して、本発明に係る一実施の形態の焦点検出装置を備える撮像装置についてを説明する。
本実施の形態では、焦点検出装置の一例としてイメージセンサを、撮像装置の一例としてデジタルスチルカメラを用いて説明するが、本発明の範囲を記載例に限定する趣旨のものではない。
<第1の実施形態>
[カメラの構成:図1]
まずデジタルスチルカメラの構成について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態のイメージセンサ10を備えるカメラ本体1と撮影レンズ5とを含むデジタルスチルカメラの構成図を示す図である。
[カメラの構成:図1]
まずデジタルスチルカメラの構成について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態のイメージセンサ10を備えるカメラ本体1と撮影レンズ5とを含むデジタルスチルカメラの構成図を示す図である。
図1において、10はイメージセンサ(撮像部)で、カメラ本体1の撮影レンズ5の予定結像面に配置されている。カメラ本体1は、カメラ全体を制御するCPU20、イメージセンサ10を駆動制御するイメージセンサ制御回路21、イメージセンサ10にて撮像した画像信号を画像処理する画像処理回路24、画像処理された画像を表示する液晶表示素子9とそれを駆動する液晶表示素子駆動回路25、液晶表示素子9に表示された被写体像を観察するための接眼レンズ3、イメージセンサ10にて撮像された画像を記録するメモリ回路22、画像処理回路24にて画像処理された画像をカメラ外部に出力するためのインターフェース回路23より構成されている。メモリ回路22には、各種情報に加えて、撮影レンズの固有情報(開放F値、射出窓情報等)も記憶されている。なおCPU20は、焦点検出手段も兼ねている。
撮影レンズ5は、カメラ本体1に対して着脱可能で、図1では、便宜上2枚のレンズ5a、5bで図示しているが、実際は多数枚のレンズで構成され、カメラ本体1のCPU20から送られてくる焦点調節情報を電気接点26を介してレンズCPU50にて受信し、その焦点調節情報に基づいて撮影レンズ駆動機構51によって合焦状態に調節される。また53は絞り部で、絞り駆動機構52によって所定の絞り値に絞り込まれるようになっている。
[カメラの動作:図2]
次に、図2のフローチャートを用いて、上記説明したデジタルスチルカメラの動作について説明する。なお下記の処理は、CPU20がメモリ回路22に格納されている制御プログラムに基づいて、各部を制御しながら行うものである。
次に、図2のフローチャートを用いて、上記説明したデジタルスチルカメラの動作について説明する。なお下記の処理は、CPU20がメモリ回路22に格納されている制御プログラムに基づいて、各部を制御しながら行うものである。
まず、ステップS201において、CPU20は、図1に不図示のデジタルスチルカメラ1のメインスイッチの状態を調べ、メインスイッチが撮影者によって押された(ONにした)のを検出すると、ステップS202に進み、CPU20は撮影レンズ5の焦点検出を実行する(CPU20は、焦点検出手段も兼ねている)。撮影レンズ5の焦点検出はイメージセンサ10の出力によって行われるが、その詳細は後述する。イメージセンサ10の出力に基づいて撮影レンズ5のデフォーカス量が算出されると、撮影レンズの駆動量が算出される。
次に、ステップS203において、CPU20は撮影レンズ駆動機構51にレンズ駆動信号を送って、撮影レンズ5bを算出されたデフォーカス量に対応した量だけ駆動して撮影レンズ5bを合焦状態となる所定位置まで移動する。
焦点調節が終了すると、次に、ステップS204に進み、CPU20はイメージセンサ制御回路21に撮像信号を送ってイメージセンサ10にて通常の撮像を行わせる。
次に、ステップS205において、CPU20は、イメージセンサ10にて撮像された画像信号をイメージセンサ制御回路21でA/D変換し、さらにA/D変換された画像信号を画像処理回路24で画像処理するように制御する。このとき、イメージセンサ10からの出力信号に基づいて色再現のために所定の画像処理も制御する。CPU20は、画像処理された画像信号を液晶表示素子駆動回路25に送って液晶表示素子9に表示するように制御する。この結果、撮影者は接眼レンズ3を通して液晶表示素子9に表示された被写体像を観察することが可能となる。
次に、ステップS206において、CPU20は撮像画像を記録するための操作スイッチSW2の状態を調べ、撮影者が操作スイッチSW2を押し(ONにする)たのを検出しなければ、ステップS201に戻り、上記説明した処理を行う。
一方、ステップS206において、撮影者が被写体を撮影しようとして操作スイッチSW2を押したのを検出すると、ステップS207に進み、CPU20はメージセンサ制御回路21に撮像信号を送ってイメージセンサ10にて本撮像を行うように制御する。
次に、ステップS208において、CPU20はイメージセンサ制御回路21によってA/D変換された画像信号が画像処理回路24にて画像処理された後、液晶表示素子駆動回路25に送られ、液晶表示素子9に表示されるように制御する。
次にステップS209において、CPU20は撮像された画像信号をそのままカメラ本体1のメモリ回路22に記憶するように制御してからステップS201に進む。
次に、ステップS201において、撮影動作が終了し、撮影者がメインスイッチをOFFするのをCPU20が検出すると、ステップS210に進み、CPU20がカメラの電源を落とし(OFFとし)、待機状態となるように制御する。(ステップS210)。
[イメージセンサの平面図:図3]
図3は、イメージセンサの一部の概略平面図である。図中(0,0)、(1,0)および(0,4)などに示す「1ます」が1画素を示しており、「1ます」の中に書かれた「R」「G」「B」の文字は各画素上に形成されるカラーフィルタの色相を表している。カラーフィルタの透過率は、約30%である。
図3は、イメージセンサの一部の概略平面図である。図中(0,0)、(1,0)および(0,4)などに示す「1ます」が1画素を示しており、「1ます」の中に書かれた「R」「G」「B」の文字は各画素上に形成されるカラーフィルタの色相を表している。カラーフィルタの透過率は、約30%である。
ベイヤー(Bayer)配列の場合、1絵素は「R」「B」の画素と2つの「G」の画素から構成されるが、本発明のイメージセンサは「G」であるべき画素の一つに無色透明のカラーフィルタ「W」(「W」の文字は不図示)が形成され、更にこの画素は、2つの光電変換部に分割された構成になっている。この2つの光電変換部に分割された画素(例えば、図中(0,0)(第2画素)および(0,4)(第1画素)など)の各光電変換部の出力に基づいて撮影レンズの焦点状態が検出される。
2つの光電変換部に分割された画素の1つの光電変換部の面積は非分割画素(例えば、図3の(1,0))の光電変換部の面積の半分以下であるためS/N比は相対的に悪い。しかしながら、図中(0,0)(第2画素)および(0,4)(第1画素)などに示す2つの光電変換部に分割された画素には無色透明のカラーフィルタ「W」を形成することにより、入射光の利用効率を上昇させ更なるS/N比の悪化を防止することができる。
またカラーフィルタの配列がベイヤー(Bayer)配列と異なるため、通常画像の撮影時は「R」「G」「B」の画素で色差信号を生成させ、「W」の画素で輝度信号を生成させる。また、同一の色相の画素は千鳥状に配列しており、撮影画像の解像感を向上させている。
また、図3において、2分割された光電変換部を有する画素(図3の(0、0)(第2画素)、(0、4)(第1画素)参照)には、2分割された光電変換部の幅と2つの光電変換部の間隔が異なる2種類の画素が配設されている。また、2分割された光電変換部を有する2種類の画素は、光電変換部の分割方向と平行な方向(図中では行方向)にそれぞれ同種の画素が配設されている。以下、図3の(0、0)(第2画素)およびそれと同等のものを第2光電変換部、(0、4)(第1画素)およびそれと同等のものを第1光電変換部と称す。
[第1および第2の光電変換部の詳細:図4]
図3の(0,0)に示す第2光電変換部および(0,4)に示す第1光電変換部の各画素の詳細を図4(a)、(b)に示す。
図3の(0,0)に示す第2光電変換部および(0,4)に示す第1光電変換部の各画素の詳細を図4(a)、(b)に示す。
図4(a)は、図3の(0,0)(第2の光電変換部)であり、2つの光電変換部α0、β0を有し、その高さLα0、Lβ0と幅Wα0、Wβ0が同じ(Lα0=Lβ0、Wα0=Wβ0:面積が同じ)で、幅Wα0、Wβ0が狭く、2つの光電変換部の間隔W0が広い。
図4(b)は、図3の(0,4)(第1の光電変換部)であり、2つの光電変換部α4、β4を有し、その高さLα4、Lβ4と幅Wα4、Wβ4(Lα4=Lβ4、Wα4=Wβ4:面積が同じ)で、幅Wα4、Wβ4が広く、2つの光電変換部の間隔W4が狭い。
なお図4(a)におけるG1は、2つの光電変換部α0、β0の重心間の間隔であり、図4(b)におけるG2は、2つの光電変換部α4、β4の重心間の間隔であり、G1とG2は任意の値を取ることができるよう構成されている。
[第1光電変換部(幅広)の焦点検出光束:図15]
ここで、図4(b)の構成の画素の各光電変換部(α4、β4)が受光する焦点検出光束を示したのが図15である。各光電変換部(α4、β4)は幅広であり、それぞれ撮影レンズ5の瞳のほぼ全領域の光束を受光できるようになっているため、開放F値の大きい小口径の撮影レンズにおいても焦点検出が可能である。
ここで、図4(b)の構成の画素の各光電変換部(α4、β4)が受光する焦点検出光束を示したのが図15である。各光電変換部(α4、β4)は幅広であり、それぞれ撮影レンズ5の瞳のほぼ全領域の光束を受光できるようになっているため、開放F値の大きい小口径の撮影レンズにおいても焦点検出が可能である。
ところで、撮影レンズ5の焦点状態を検出する際は、光電変換部の分割方向と同一の方向に配設されている画素の2分割された光電変換部の各出力が独立して読み出される。2つの光電変換部からの出力をそれぞれ独立して読み出す方法は後述する。
[第1光電変換部(幅広)による焦点検出用画像:図6(a)]
図4(b)に示す構成の画素の各光電変換部(α4、β4)の各出力に基づいて、読み出された焦点検出用の画像を示したのが図6(a)である。
図4(b)に示す構成の画素の各光電変換部(α4、β4)の各出力に基づいて、読み出された焦点検出用の画像を示したのが図6(a)である。
撮影レンズ5の瞳の異なる領域を透過した光束による像Iα、Iβの像ずれ量δ1から撮影レンズ5のデフォーカス量が算出されるのは公知の技術で、デフォーカス量defは、例えば、
def=K1×δ1
という式で算出される。ここでK1は、三角測量における基線長の逆数に相当するパラメータで、デフォーカス量に対する像ずれ量δの敏感度を表している。撮影レンズ5の開放F値が小さくデフォーカス量が大きい場合、図6(a)に示すように被写体像はボケが大きくコントラストの低いものになる。
def=K1×δ1
という式で算出される。ここでK1は、三角測量における基線長の逆数に相当するパラメータで、デフォーカス量に対する像ずれ量δの敏感度を表している。撮影レンズ5の開放F値が小さくデフォーカス量が大きい場合、図6(a)に示すように被写体像はボケが大きくコントラストの低いものになる。
[第2光電変換部(幅狭)]
一方、図4(a)に示すように、(0、0)の位置に配設された画素(第2の光電変換部)は2分割された光電変換部(α0、β0)の分割方向の幅Wα0及びWβ0が狭く、また2つの光電変換部の分割方向の間隔W0が広い構成になっている。
一方、図4(a)に示すように、(0、0)の位置に配設された画素(第2の光電変換部)は2分割された光電変換部(α0、β0)の分割方向の幅Wα0及びWβ0が狭く、また2つの光電変換部の分割方向の間隔W0が広い構成になっている。
ここで、図4(a)に示す(0、0)の位置に配設された画素(第2光電変換部)は、図4(b)に示す(0、4)の位置に配設された画素(第1光電変換部)の光電変換部の幅と2つの光電変換部の間隔間隔と比較すると、
Wα0(=Wβ0) < Wα4(=Wβ4)
W0 > W4
を満足する。このように第2光電変換部は構成されている。
Wα0(=Wβ0) < Wα4(=Wβ4)
W0 > W4
を満足する。このように第2光電変換部は構成されている。
[第2光電変換部(幅狭)の焦点検出光束:図5]
上式を満足するように構成された画素(第2光電変換部:例(0、0))の各光電変換部が受光する焦点検出光束を示したのが図5である。すなわち、各光電変換部α0、β0はそれぞれ撮影レンズ5の瞳の一部の光束のみ(図の斜線部)を受光できるようになっている。
上式を満足するように構成された画素(第2光電変換部:例(0、0))の各光電変換部が受光する焦点検出光束を示したのが図5である。すなわち、各光電変換部α0、β0はそれぞれ撮影レンズ5の瞳の一部の光束のみ(図の斜線部)を受光できるようになっている。
図4(a)に示す構成の画素(第2光電変換部)の各光電変換部(α0、β0)の各出力に基づいて、読み出された焦点検出用の画像を示したのが図6(b)である。撮影レンズ5のデフォーカス量が大きい場合にも、図6(b)のように被写体像はボケが小さくコントラストの高いものが得られる。
そのため、像Iα、Iβの相関演算を行い算出される像ずれ量δ2の精度は高い。このときのデフォーカス量defは、
def=K2×δ2
として算出される。上式で、K2は、三角測量における基線長の逆数に相当するパラメータ(デフォーカス量に対する像ずれ量δの敏感度を表す)である。
def=K2×δ2
として算出される。上式で、K2は、三角測量における基線長の逆数に相当するパラメータ(デフォーカス量に対する像ずれ量δの敏感度を表す)である。
ここで、光電変換部の幅が広い場合(第1光電変換部)のパラメータK1と、光電変換部の幅が狭い場合(第2光電変換部)のパラメータK2は、
K1>K2
の関係にあるので、同じデフォーカス量において、光電変換部の幅が広い場合(第1光電変換部)の焦点検出像Iα、Iβの像ずれ量δ1と、光電変換部の幅が狭い場合(第2光電変換部)の焦点検出像Iα、Iβの像ずれ量δ2を比較すると、δ1<δ2のため、焦点検出像Iα、Iβによって得られる焦点検出結果は精度の高いものとなる。
K1>K2
の関係にあるので、同じデフォーカス量において、光電変換部の幅が広い場合(第1光電変換部)の焦点検出像Iα、Iβの像ずれ量δ1と、光電変換部の幅が狭い場合(第2光電変換部)の焦点検出像Iα、Iβの像ずれ量δ2を比較すると、δ1<δ2のため、焦点検出像Iα、Iβによって得られる焦点検出結果は精度の高いものとなる。
以上説明したように、本撮像装置では、開放F値が大きい小口径の撮影レンズの場合には、撮像レンズの瞳のほぼ全領域の光束を受光できる光電変換部の幅が広い第1光電変換部(第1画素)を使用して焦点検出を行うとともに、一方、開放F値が小さくデフォーカス量が大きい大口径の撮影レンズの場合には、光電変換部の幅が狭い第2光電変換部(第2画素)を使用して焦点検出を行うことにより、ボケが小さくコントラストの高い被写体像を得ることができる。
[イメージセンサ:図7]
図7は、イメージセンサ10の一例であるCMOSイメージセンサの部分断面図である。図7は、図3における(0、0)(1、0)の2画素の断面を示している。
図7は、イメージセンサ10の一例であるCMOSイメージセンサの部分断面図である。図7は、図3における(0、0)(1、0)の2画素の断面を示している。
図7において、117はP型ウェル、118はMOSのゲート絶縁膜であるSiO2膜である。126は表面P+層であり、n層125と光電変換部101を構成している。120は光電変換部101に蓄積された光電荷を121のフローティングディフュージョン部(以下FD部と称す)へ転送するための転送ゲートである。129はカラーフィルタ、130はマイクロレンズで、マイクロレンズ130は撮影レンズ5の瞳とイメージセンサ10の光電変換部101とが略共役になるような形状及び位置に形成されている。
また図7の(0、0)の画素において、光電変換部101はFD部121α0を挟んで2つの領域、101α0領域と101β0領域とにそれぞれ形成されており、さらに各光電変換部101α0、101β0で発生した光電荷をそれぞれFD部121α0へ転送する転送ゲート120α0、120β0’が形成されている。
また図7の(1、0)の画素において、 FD部121γ0は光電変換部101γ0と隣接する画素の光電変換部101β0との間に形成されており、さらに各光電変換部101γ0、101β0で発生した光電荷をそれぞれFD部121γ0へ転送する転送ゲート120γ0、120β0が形成されている。
ここで、転送ゲート120γ0及び転送ゲート120β0’は、同じ制御パルスΦTXγ0で制御されるように構成されている。そして、光電変換部101β0の光電荷は、制御パルスΦTXβ0及びΦTXγ0のハイ/ロー状態で、FD部121γ0及びFD部121γ0に選択的に転送される。
[イメージセンサの回路構成:図8]
図8は、イメージセンサ10の一例である概略的回路構成図である。図8は図3における(0、0)(1、0)(0、1)(1、1)の4画素を示したものであるが、実際は数百万画素の画素から構成されている。
図8は、イメージセンサ10の一例である概略的回路構成図である。図8は図3における(0、0)(1、0)(0、1)(1、1)の4画素を示したものであるが、実際は数百万画素の画素から構成されている。
図8において、101は光電変換部、103は転送スイッチMOSトランジスタ、104はリセット用MOSトランジスタ、105はソースフォロワアンプMOSトランジスタ、106は水平選択スイッチMOSトランジスタ、107はソースフォロワの負荷MOSトランジスタ、108は暗出力転送MOSトランジスタ、109は明出力MOSトランジスタ、110は暗出力蓄積容量、111は明出力蓄積容量、112は水平転送MOSトランジスタ、113は水平出力線リセットMOSトランジスタ、114は差動出力アンプである。115の水平走査回路と116の垂直走査回路はイメージセンサ10を制御するイメージセンサ制御回路21を構成している。
[通常撮像時のタイミングチャート:図9(a)]
次にイメージセンサ10の動作を説明する。まず図9(a)を用いて通常の撮像時におけるイメージセンサ10の動作について説明する。
次にイメージセンサ10の動作を説明する。まず図9(a)を用いて通常の撮像時におけるイメージセンサ10の動作について説明する。
図9(a)は、イメージセンサ10で通常の撮像を行う際の第0ラインのタイミングチャートである。
通常撮像時において、2つに分割された(0、0)画素の光電変換部101α0及び101β0にて発生した光電荷が同時にFD部121α0に転送され加算されてイメージセンサ10の外に出力されるように構成されている。このとき、同時に、非分割画素(1、0)の光電変換部101γ0にて発生した光電荷もFD部121γ0に転送されイメージセンサ10の外に出力される。
図9(a)において、垂直走査回路116からのタイミング出力によって、制御パルスΦS0を時間t1でハイとして、水平選択スイッチMOSトランジスタ106をオンさせ第0ラインの画素部を選択する。
次に時間t2で制御パルスΦR0をローとし、FD部121のリセットを止めFD部121をフローティング状態とし、ソースフォロワアンプMOSトランジスタ105のゲート・ソース間をスルーとしたのち、次に、所定時間後時間t3で制御パルスΦTNをハイとし、FD部121の暗電圧をソースフォロワ動作で蓄積容量110に出力させる。
次に、第0ラインの各画素の光電変換部101α0、101β0及び101γ0の出力を行うため、時間t4で制御パルスΦTXα0及びΦTXγ0をハイとして、転送スイッチMOSトランジスタ103α0(転送ゲート120α0)、103β0’(転送ゲート120β0’)及び103γ0(転送ゲート120γ0)を導通する。
この時光電変換部101α0及び101β0にて発生した光電荷は、FD部121α0に転送され、光電変換部101γ0にて発生した光電荷は、FD部121γ0に転送される。フォトダイオードの光電変換部101からの電荷がFD部121に転送されることにより、FD部121の電位が光に応じて変化することになる。
この時ソースフォロワアンプMOSトランジスタ105がフローティング状態であるので、FD部121の電位を時間t5で制御パルスΦTSをハイとして蓄積容量111に出力する。
この時点で第0ラインの各画素の暗出力と光出力はそれぞれ蓄積容量110と111に蓄積されており、さらに時間t6で制御パルスΦHCを一時ハイとして水平出力線リセットMOSトランジスタ113を導通して水平出力線をリセットし、水平転送期間において水平走査回路115の水平転送MOSトランジスタ112への走査タイミング信号により水平出力線に画素の暗出力と光出力とが出力される。このとき、蓄積容量110と111を差動増幅器114によって差動出力Voutをとるため、画素のランダムノイズ、固定パターンノイズを除去したS/Nの良い信号が得られる。
さらに垂直走査回路116は,上記説明したのと同様の処理を次のラインの出力を行うことにより、イメージセンサ10の全画素を出力する。
読み出された画像出力は画像処理回路24にて信号処理が行われ、液晶表示素子9に表示され、またメモリ回路22に画像が記憶される。
撮影レンズ5の焦点状態の検出を行う場合には、2つに分割された画素の光電変換部101α0及び光電変換部101β0のそれぞれの出力から得られる2つの画像の相関演算を行い、2つの画像の像ずれ量から撮影レンズ5の焦点状態を検出する。
本実施形態のイメージセンサ10は、撮影レンズ5の焦点状態を検出する際には、2つの光電変換部101α0、101β0に分割された画素(0、0)に隣接する非分割画素(1、0)の光電変換部101γ0の出力は読み出さないように構成されている。
そのため、2つの光電変換部101α0、101β0に分割された画素(0、0)の一方の光電変換部の出力を、同時に隣接する非分割画素(1、0)の転送部から出力することができるので、従来のイメージセンサに比べて、焦点検出時の焦点検出用画像の読み出し時間を半減することができる。
[焦点検出用画像読みだし時のタイミングチャート:図9(b)]
次に、図9(b)を用いて焦点検出用画像を読み出し時におけるイメージセンサ10の動作について説明する。
次に、図9(b)を用いて焦点検出用画像を読み出し時におけるイメージセンサ10の動作について説明する。
図9(b)はイメージセンサ10で焦点検出用画像を読み出す際の第0ラインのタイミングチャートである。
垂直走査回路116は、時間t1で制御パルスΦS0をハイとして水平選択スイッチMOSトランジスタ106をオンさせ第0ラインの画素部を選択する。
次に時間t2で制御パルスΦR0をローとしFD部121のリセットを止めFD部121をフローティング状態とし、ソースフォロワアンプMOSトランジスタ105のゲート・ソース間をスルーとしたのち、所定時間後時間t3で制御パルスΦTNをハイとし、FD部121の暗電圧をソースフォロワ動作で蓄積容量110に出力させる。
次に、制御パルスΦTXα0及びΦTXβ0を時間t4でハイとして転送スイッチMOSトランジスタ103α0(転送ゲート120α0)及び103β0(転送ゲート120β0)を導通し、2つの光電変換部に分割された画素(0、0)の2つの光電変換部101α0、101β0で発生した光発電荷をFD部121α0及び121γ0に同時に転送する。このとき、制御パルスΦTXγ0はローであるため、非分割画素(1、0)の光電変換部101γ0の光電荷はFD部121γ0には転送されない。フォトダイオードの光電変換部101からの電荷がFD部121に転送されることにより、FD部121の電位が光に応じて変化することになる。
この時ソースフォロワアンプMOSトランジスタ105がフローティング状態であるので、FD部121の電位を時間t5で制御パルスΦTSをハイとして蓄積容量111に出力する。この時点で第0ラインの2つの光電変換部を有する各画素の暗出力と光出力はそれぞれ蓄積容量110と111に蓄積される。
イメージセンサ10から外部への出力は、時間t5で制御パルスΦHCを一時ハイとして水平出力線リセットMOSトランジスタ113を導通して水平出力線をリセットし、水平転送期間において水平走査回路115の水平転送MOSトランジスタ112への走査タイミング信号により水平出力線に出力される。このとき、蓄積容量110と111を差動増幅器114によって差動出力Voutをとるため、画素のランダムノイズ、固定パターンノイズを除去したS/Nの良い信号が得られる。
イメージセンサ10からの出力は、焦点検出手段を兼ねるCPU20にて焦点検出用画像信号として整形され、相関演算処理を行った後に撮影レンズ5の焦点状態が算出される。
[別のイメージセンサ:図11]
本実施形態においては、図3に一例を示すように、1つの画素が2つの光電変換部に分割されている2種類の画素(第2光電変換部:(0,0)(第2画素)、第1光電変換部:(0,4)(第1画素))の光電変換部の分割方向が同一の例を示したが、これに限ることはなく、例えば、図10に一例を示すように、2種類の画素の光電変換部(第1および第2光電変換部)の分割方向が直交するようなイメージセンサ11の構成にすると、方向性のある被写体に依存しない、より良好な焦点検出を達成することができる。
本実施形態においては、図3に一例を示すように、1つの画素が2つの光電変換部に分割されている2種類の画素(第2光電変換部:(0,0)(第2画素)、第1光電変換部:(0,4)(第1画素))の光電変換部の分割方向が同一の例を示したが、これに限ることはなく、例えば、図10に一例を示すように、2種類の画素の光電変換部(第1および第2光電変換部)の分割方向が直交するようなイメージセンサ11の構成にすると、方向性のある被写体に依存しない、より良好な焦点検出を達成することができる。
<第2の実施形態>
第1の実施形態では、図4に示すような1つの画素が2つの光電変換部に分割されている2種類の画素(例えば、第2光電変換部:(0,0)(第2画素)、第1光電変換部:(0,4)(第1画素))を備え、2つの光電変換部の重心間の間隔G1とG2は任意の値を取ることができるイメージセンサおよびこのイメージセンサ10を備えるデジタルスチルカメラについて説明した。
第1の実施形態では、図4に示すような1つの画素が2つの光電変換部に分割されている2種類の画素(例えば、第2光電変換部:(0,0)(第2画素)、第1光電変換部:(0,4)(第1画素))を備え、2つの光電変換部の重心間の間隔G1とG2は任意の値を取ることができるイメージセンサおよびこのイメージセンサ10を備えるデジタルスチルカメラについて説明した。
一方、下記に説明する第2の実施形態では、図11Aに示すように、1つの画素が2つの光電変換部に分割されている2種類の画素(例えば、第2光電変換部:(0,0)(第2画素)、第1光電変換部:(0,4)(第1画素))を備え、かつ、図11Bに示すように2つの光電変換部の重心間の間隔G1とG2が等しいことを特徴とするイメージセンサ100およびこのイメージセンサを備えるデジタルスチルカメラについて説明する。
[撮像装置の構成、動作]
なお第2の実施形態のイメージセンサ100を備えるデジタルスチルカメラの構成は、図1を用いて説明した第1の実施形態のデジタルスチルカメラの構成と同じである。また第2の実施形態のデジタルスチルカメラの動作は、図2を用いて説明した第1の実施形態のデジタルスチルカメラの動作と同じである。したがって、第2の実施形態のイメージセンサ100を備えるデジタルスチルカメラの構成、動作の図およびその説明について重複する省略は省略し、異なる点についてのみ以下説明する。
なお第2の実施形態のイメージセンサ100を備えるデジタルスチルカメラの構成は、図1を用いて説明した第1の実施形態のデジタルスチルカメラの構成と同じである。また第2の実施形態のデジタルスチルカメラの動作は、図2を用いて説明した第1の実施形態のデジタルスチルカメラの動作と同じである。したがって、第2の実施形態のイメージセンサ100を備えるデジタルスチルカメラの構成、動作の図およびその説明について重複する省略は省略し、異なる点についてのみ以下説明する。
[イメージセンサの平面図:図11A]
次に、イメージセンサ100について説明する。
次に、イメージセンサ100について説明する。
図11Aは、イメージセンサの100一部の概略平面図である。図中(0,0)、(1,0)および(0,4)などに示す「1ます」が1画素を示しており、「1ます」の中に書かれた「R」「G」「B」の文字は各画素のカラーフィルタの色相を表している。カラーフィルタの透過率は、約30%である。
ベイヤー(Bayer)配列の場合、1絵素は「R」「B」の画素と2つの「G」の画素から構成されるが、本発明のイメージセンサは「G」であるべき画素の一つに無色透明のカラーフィルタ「W」(「W」の文字は不図示)が形成され、更にこの画素は、2つの光電変換部に分割された構成になっている。この2つの光電変換部に分割された画素(例えば、図中(0,0)(第2画素)および(0,4)(第1画素)など)の各光電変換部の出力に基づいて撮影レンズの焦点状態が検出される。
2つの光電変換部に分割された画素の1つの光電変換部の面積は非分割画素(例えば、図3の(1,0))の光電変換部の面積の半分以下であるためS/N比は相対的に悪い。しかしながら、図中(0,0)(第2画素)および(0,4)(第1画素)などに示す2つの光電変換部に分割された画素には無色透明のカラーフィルタ「W」を形成することにより、入射光の利用効率を上昇させ更なるS/N比の悪化を防止することができる。
またカラーフィルタの配列がベイヤー(Bayer)配列と異なるため、通常画像の撮影時は「R」「G」「B」の画素で色差信号を生成させ、「W」の画素で輝度信号を生成させる。また、同一の色相の画素は千鳥状に配列しており、撮影画像の解像感を向上させている。
また、図11Aにおいて、2分割された光電変換部を有する画素(図11Aの(0、0)(第2画素)、(0、4)(第1画素)参照)には、2分割された光電変換部の幅と2つの光電変換部の間隔が異なる2種類の画素が配設されている。また、2分割された光電変換部を有する2種類の画素は、光電変換部の分割方向と平行な方向(図中では行方向)にそれぞれ同種の画素が配設されている。以下、図11Aの(0、0)(第2画素)およびそれと同等のものを第2光電変換部、(0、4)(第1画素)およびそれと同等のものを第1光電変換部と称す。
[第1および第2の光電変換部の詳細:図11B]
図11Aの(0,0)に示す第2光電変換部および(0,4)に示すに示す第1光電変換部画素の詳細を図11Bの(a)、(b)に示す。
図11Aの(0,0)に示す第2光電変換部および(0,4)に示すに示す第1光電変換部画素の詳細を図11Bの(a)、(b)に示す。
図11B(a)は、図11Aの(0,0)(第2の光電変換部)であり、2つの光電変換部α0、β0を有し、その高さLα0、Lβ0と幅Wα0、Wβ0が同じ(Lα0=Lβ0、Wα0=Wβ0:面積が同じ)で、幅Wα0、Wβ0が狭く、2つの光電変換部の間隔W0が広い。
図11Bの(b)は、図11Aの(0,4)(第1の光電変換部)であり、2つの光電変換部α4、β4を有し、その高さLα4、Lβ4と幅Wα4、Wβ4が同じ(Lα4=Lβ4、Wα4=Wβ4:面積が同じ)で、幅Wα4、Wβ4が広く、2つの光電変換部の間隔W4が狭い。
また図11Bの(a)におけるG1は、2つの光電変換部α0、β0の重心間の間隔であり、図11Bの(b)におけるG2は、2つの光電変換部α4、β4の重心間の間隔であり、G1とG2は等しくなるように構成されている。
[イメージセンサ:図12(a)、12(b)]
次に、イメージセンサ100の詳細について説明する。図12(a)、12(b)は、イメージセンサ100の一例であるCMOSイメージセンサの部分断面図である。図12(a)は、図11Aのイメージセンサ100の一部の概略平面図における(0、4)の位置に配設された画素の断面図で、図12(b)は、図11Aにおける(0、0)の位置に配設された画素の断面図である。
次に、イメージセンサ100の詳細について説明する。図12(a)、12(b)は、イメージセンサ100の一例であるCMOSイメージセンサの部分断面図である。図12(a)は、図11Aのイメージセンサ100の一部の概略平面図における(0、4)の位置に配設された画素の断面図で、図12(b)は、図11Aにおける(0、0)の位置に配設された画素の断面図である。
なお図12(a)、Bにおける構成要素とその機能は、第1の実施形態と同様なのでその説明は省略する。なお、転送ゲート及びFD部は紙面垂直方向に配設されているため図示されていない。このような構成の画素より読み出される焦点検出用の画像を示したのが図13(a)および図13(b)である。
[第1光電変換部(幅広)による焦点検出用画像:図13(a)]
図13(a)は、図11B(b)および図12(a)に示した2分割された光電変換部101α4及び101β4の分割方向の幅が広い画素(第1光電変換部)から読み出される焦点検出用の画像を示している。
図13(a)は、図11B(b)および図12(a)に示した2分割された光電変換部101α4及び101β4の分割方向の幅が広い画素(第1光電変換部)から読み出される焦点検出用の画像を示している。
撮影レンズ5の瞳の異なる領域を透過した光束による像Iα、Iβは、撮影レンズ5の開放F値が小さくデフォーカス量が大きい場合、図13(a)に一例を示すように被写体像はボケが大きくコントラストの低いものになる。
図13(a)において、これらの像Iα、Iβの相関演算を行うことにより像ずれ量δ1が算出され、その結果に基づいて撮影レンズ5のデフォーカス量が求められる。デフォーカス量defは、例えば、
def=K1×δ1
という式でで算出される。ここでK1は、三角測量における基線長の逆数に相当するパラメータで、デフォーカス量に対する像ずれ量δの敏感度を表している。
def=K1×δ1
という式でで算出される。ここでK1は、三角測量における基線長の逆数に相当するパラメータで、デフォーカス量に対する像ずれ量δの敏感度を表している。
[第2光電変換部(幅狭)]
一方、図13(b)は、図11B(a)および図12(b)に示した2分割された光電変換部101α0及び101β0の分割方向の幅が狭い画素(第2光電変換部)から読み出される焦点検出用の画像を示している。
一方、図13(b)は、図11B(a)および図12(b)に示した2分割された光電変換部101α0及び101β0の分割方向の幅が狭い画素(第2光電変換部)から読み出される焦点検出用の画像を示している。
撮影レンズ5の瞳の異なる領域を透過した光束による像Iα、Iβは、撮影レンズ5の開放F値が小さくデフォーカス量が大きい場合でも、図13(b)のように被写体像はボケが小さくコントラストの高いものが得られる。
図13(b)において、これらの像Iα、Iβの相関演算を行うことにより像ずれ量δ2が算出されるが、像のコントラストが高いため算出された像ずれ量δ2の精度は高い。さらに、算出された像ずれ量δ2に基づいて撮影レンズ5のデフォーカス量defは、
def=K2×δ2
として算出される。上式で、K2は、三角測量における基線長の逆数に相当するパラメータ(デフォーカス量に対する像ずれ量δの敏感度を表す)である。
def=K2×δ2
として算出される。上式で、K2は、三角測量における基線長の逆数に相当するパラメータ(デフォーカス量に対する像ずれ量δの敏感度を表す)である。
ところで本実施形態では、焦点検出を行う画素、例えば第1光電変換部(0、4)及び第2光電変換部(0、0)に配設された2種類の画素の光電変換部101α4、101β4及び101α0、101β0の重心間隔G1及びG2が略等しくなるように構成されているため、いわゆる三角測量における基線長が等しくなり、
K1=K2
上式を満足する。そのため、本実施形態の演算手段であるCPUは、第1の実施形態のCPUのように2分割された光電変換部の構造が異なる2種類の画素列に応じてデフォーカス量算出パラメータKを切り換える必要がない。すなわち第2の実施形態は第1の実施形態に比較して、焦点検出の演算アルゴリズムを単純化できるのが特徴である。
K1=K2
上式を満足する。そのため、本実施形態の演算手段であるCPUは、第1の実施形態のCPUのように2分割された光電変換部の構造が異なる2種類の画素列に応じてデフォーカス量算出パラメータKを切り換える必要がない。すなわち第2の実施形態は第1の実施形態に比較して、焦点検出の演算アルゴリズムを単純化できるのが特徴である。
結果的に同一被写体を検出している場合、これらの構成の画素から生成される焦点検出用の画像から求められる像ずれ量δ1及びδ2もほぼ等しい値となる。
本実施形態においても、撮像装置では、開放F値が大きい小口径の撮影レンズの場合には、第1の実施形態で説明したのと同様に、撮像レンズの瞳のほぼ全領域の光束を受光できる光電変換部の幅が広い第1光電変換部(第1画素)を使用して焦点検出を行うとともに、一方、開放F値が小さくデフォーカス量が大きい大口径の撮影レンズの場合には、光電変換部の幅が狭い第2光電変換部(第2画素)を使用して焦点検出を行うことにより、ボケが小さくコントラストの高い被写体像を得ることができる。
[他の実施形態]
なお本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体(または記録媒体)を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
なお本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体(または記録媒体)を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した(図2に示す)フローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
以上説明したように、撮影レンズの予定結像面に配置されるイメージセンサは、イメージセンサを構成する画素の一部において、2つの光電変換部に分割され、2つの光電変換部を有する画素の光電変換部の分割方向に対する幅が異なる第1及び第2画素(第1および第2光電変換部)を有しており、この光電変換部の幅が狭い第2画素(第2光電変換部)の2つの光電変換部の間隔は、光電変換部の幅が広い第1画素(第1光電変換部)の光電変換部の間隔よりも広い構成となっている。そのため、開放F値の小さい大口径の撮影レンズにおいてデフォーカス量が大きい場合は、光電変換部の幅が狭い第2画素(第2光電変換部)を使用して焦点検出を行うことにより精度良く焦点検出が可能となる。なお、開放F値が大きい小口径の撮影レンズには、第1光電変換部(第1画素)を用いることにより精度良く焦点検出が可能となる。
また、2つの光電変換部を有する画素のうち光電変換部の分割方向に対する幅が異なる第1及び第2の画素の分割された2つの光電変換部の分割方向の重心間隔を略等しくなるように構成することにより、焦点検出の演算アルゴリズムを単純化することができる。
さらには、少なくとも光電変換部の幅が狭く2つの光電変換部の間隔が広い第1の画素に形成されるカラーフィルタ層を無色透明にすることにより、光電変換部のS/N比のさらなる悪化を防止することもできる。
1 カメラ本体
3 接眼レンズ
5 撮影レンズ
9 液晶表示素子
10 イメージセンサ
20 CPU
50 CPU
21 イメージセンサ制御回路
22 メモリー回路
23 インターフェイス回路
24 画像処理回路
25 液晶表示素子駆動回路
26 電気接点
51 レンズ駆動機構
52 絞り駆動機構
53 絞り部
3 接眼レンズ
5 撮影レンズ
9 液晶表示素子
10 イメージセンサ
20 CPU
50 CPU
21 イメージセンサ制御回路
22 メモリー回路
23 インターフェイス回路
24 画像処理回路
25 液晶表示素子駆動回路
26 電気接点
51 レンズ駆動機構
52 絞り駆動機構
53 絞り部
Claims (10)
- 撮影レンズの予定結像面に配置された焦点検出装置であって、
前記焦点検出装置を構成する画素のうちの一部は、それぞれが2つの光電変換部に分割された画素であり、
前記2つの光電変換部に分割された画素は、前記2つの光電変換部の分割方向に対する幅が異なる第1画素と第2画素とを含み、
前記第1画素の2つの光電変換部の分割方向に対する幅が、前記第2画素の2つの光電変換部の分割方向に対する幅よりも広く、かつ、前記第1画素の2つの光電変換部間の間隔が、前記第2画素の2つの光電変換部間の間隔よりも狭い、
ことを特徴とする焦点検出装置。 - 前記第1画素の2つの光電変換部の受光面積は略等しく、前記第2画素の2つの光電変換部の受光面積は略等しいことを特徴とする請求項1に記載の焦点検出装置。
- 前記第1画素の2つの光電変換部の重心間隔と、前記第2画素の2つの光電変換部の重心間隔とは略等しいことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の焦点検出装置。
- 前記第2の画素に含まれる各画素上に形成されるカラーフィルタ層は無色であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の焦点検出装置。
- 前記第1画素または前記第2画素の2つの光電変換部からの出力に基づいて、前記結像面における像ずれ量を算出する算出手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の焦点検出装置。
- 請求項5に記載の焦点検出装置を備えることを特徴とする撮像装置。
- 前記算出手段によって算出された像ずれ量に基づいて前記撮像レンズを所定位置に駆動させる駆動手段を更に有することを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。
- 撮影レンズの予定結像面に配置された焦点検出装置の制御方法であって、
前記撮像装置は、
前記焦点検出装置を構成する画素のうちの一部が、それぞれが2つの光電変換部に分割された画素であり、
前記2つの光電変換部に分割された画素は、前記2つの光電変換部の分割方向に対する幅が異なる第1画素と第2画素とを含み、
前記第1画素の2つの光電変換部の分割方向に対する幅が、前記第2画素の2つの光電変換部の分割方向に対する幅よりも広く、かつ、前記第1画素の2つの光電変換部間の間隔が、前記第2画素の2つの光電変換部間の間隔よりも狭く、
前記第1画素または前記第2画素の2つの光電変換部からの出力に基づいて、前記結像面における像ずれ量を算出する算出工程を有することを特徴とする焦点検出装置の制御方法。 - 撮影レンズの予定結像面に配置された撮像装置の制御方法であって、
前記撮像装置は、
前記焦点検出装置を構成する画素のうちの一部は、それぞれが2つの光電変換部に分割された画素であり、
前記2つの光電変換部に分割された画素は、前記2つの光電変換部の分割方向に対する幅が異なる第1画素と第2画素とを含み、
前記第1画素の2つの光電変換部の分割方向に対する幅が、前記第2画素の2つの光電変換部の分割方向に対する幅よりも広く、かつ、前記第1画素の2つの光電変換部間の間隔が、前記第2画素の2つの光電変換部間の間隔よりも狭く、
前記第1画素または前記第2画素の2つの光電変換部からの出力に基づいて、前記結像面における像ずれ量を算出する算出工程と、
前記算出工程によって算出された像ずれ量に基づいて前記撮像レンズを所定位置に駆動させる駆動工程と
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 - 撮影レンズの予定結像面に配置された撮像装置を制御する制御プログラムあって、
前記撮像装置は、
前記焦点検出装置を構成する画素のうちの一部が、それぞれが2つの光電変換部に分割された画素であり、
前記2つの光電変換部に分割された画素は、前記2つの光電変換部の分割方向に対する幅が異なる第1画素と第2画素とを含み、
前記第1画素の2つの光電変換部の分割方向に対する幅が、前記第2画素の2つの光電変換部の分割方向に対する幅よりも広く、かつ、前記第1画素の2つの光電変換部間の間隔が、前記第2画素の2つの光電変換部間の間隔よりも狭く、
前記制御プログラムは、
前記第1画素または前記第2画素の2つの光電変換部からの出力に基づいて、前記結像面における像ずれ量を算出する算出工程のプログラムコードと、
前記算出工程によって算出された像ずれ量に基づいて前記撮像レンズを所定位置に駆動させる駆動工程のプログラムコードと
を有することを特徴とする撮像装置の制御プログラム。
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