JP2018139272A - 撮像素子および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の撮像素子の実施形態として、有効画素領域の水平方向サイズ22.32ミリメートル、垂直方向サイズ14.88ミリメートル、水平方向の有効画素数6000、垂直方向の有効画素数4000のものを挙げる。図1(a)は、撮像素子の撮像面上に配列された複数の撮像画素の一部として2行2列分の基本画素群101を表す模式図である。基本画素群101は、赤色相当の波長帯域に分光感度を有する画素(R画素)102、青色相当の波長帯域に分光感度を有する画素(B画素)103を備える。さらに、緑色相当の波長帯域に分光感度を有する二つの画素(G画素)104と105により構成されているものとする。
本発明の撮像素子の第2の実施形態として、第1の実施形態と同様の有効画素数及び画素配列を有する。撮像素子の撮像面上の基本画素群101の並びも実施形態と同等とし、基本画素群101が、撮像面上に2次元状に配列されている。ただし、基本画素群101をなす各撮像画素の内部構造の詳細は実施形態と異なるため、以下詳細に説明する。
本発明の撮像装置の具体的な構成例を第2の実施形態として以下に図を用いて説明する。図9は、本実施形態にかかる撮像装置の機能構成例を示すブロック図であり、実施形態で説明した撮像素子106を有するものである。一例としてはデジタルカメラであるが、撮像素子を有し撮像する機能を有する、携帯電話、監視カメラ、移動体カメラ等であってもよい。本実施形態の撮像装置では、撮像素子106の第1の光電変換部904からの二つの視差画像を瞳分割による位相差検出方式の焦点調節に用いると同時に、動画撮像、LV撮像に用いる。この際、同色周辺の9画素における分割された下部透明電極のうち同一配置のものから得られる信号を加算する。第1の光電変換部904の信号を用いた画像は、9画素を1画素に加算処理していることから解像度は低下するが、高速な焦点調節が可能である。第1の光電変換部904を透過し下方の第2の光電変換部902にて受光された光に基づく信号は、静止画撮像に用いられる。カラーフィルター206の透過後の約90%光が、所定の間隔離間した第2の光電変換部902に光導波路を介して到達する。そのため、第2の光電変換部902からは第1の光電変換部904で得られる信号の約9倍という大きな信号が得られ、静止画撮像では画素間の信号加算を行わず、高解像度の画像を得ることが可能である。静止画撮像では、撮像素子駆動回路823を通してグローバルシャッター撮像が行われ、ローリングシャッターなどに起因する画像歪を極力抑制することが可能である。
202 第2の光電変換部
204 第1の光電変換部
205 上部透明電極
208 下部透明電極
209 下部透明電極
Claims (11)
- 撮像面上に複数の撮像画素を備える撮像素子であって、
前記複数の撮像画素は、
外部からの光を画素内部に導くためのマイクロレンズと、所定の波長帯域の光を透過するカラーフィルターと、前記カラーフィルターを透過した光を光電変換するための第1の光電変換部と、前記第1の光電変換部の下方に所定の間隔を有して設けられた第2の光電変換部と、
を有し、
前記第1の光電変換部には前記第1の光電変換部の一部の領域から第1の信号を取得するための第1の電極と、前記一部の領域とは異なる領域から第2の信号を取得する第2の電極が設けられ、
前記第1の光電変換部の前記所定の波長帯域における光の透過率は、50%よりも大きいことを特徴とする撮像素子。 - 前記マイクロレンズの焦点の位置は前記第1の光電変換部の位置と略一致し、
前記第1の信号と前記第2の信号とは、前記第1の電極と前記第2の電極の配置に基づく視差を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像素子。 - 前記第1の光電変換部は前記複数の画素で共通した膜層を含み、
前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部の間には、高屈折材料からなる光導波路を有し、
前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部とは前記光導波路を介して前記所定の間隔を有して設けられている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の撮像素子。 - 前記第1の光電変換部は前記複数の画素で共通した第1の膜層を含み、
前記第2の光電変換部は前記複数の画素で共通した第2の膜層を含み、
前記第1の膜層と前記第2の膜層とは前記複数の画素で共通電極を備え、
前記第1の光電変換部と前記第2の光電変換部とは前記共通電極を介して前記所定の間隔を有して設けられている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の撮像素子。 - 前記所定の波長帯域は可視光の波長帯域であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像素子。
- 異なる2以上の撮像画素の前記第1の光電変換部から読み出される前記第1の信号及び前記第2の信号を加算する加算手段を更に備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像素子。
- 前記加算手段は前記第1の信号及び前記第2の信号を加算する加算単位ごとに設けられていることを特徴とする請求項6に記載の撮像素子。
- 前記第1の光電変換部の前記所定の波長帯域における光の透過率の逆数と前記加算手段によって加算される前記第1の信号及び前記第2の信号の加算数は略同一であることを特徴とする請求項6又は7に記載の撮像素子。
- 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の撮像素子を有し、前記第1の信号及び前記第2の信号に基づいて位相差方式の焦点検出を行う焦点検出手段を備えることを特徴とする撮像装置。
- 前記第1の光電変換部及び前記第2の光電変換部から信号を読み出す読み出し周期を制御するための制御手段を更に備え、
前記制御手段は前記第1の光電変換部からの信号を読み出す周期を前記第2の光電変換部から信号を読み出す周期よりも短く制御することを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。 - 外部装置より制御信号を通信により取得可能な通信手段を更に備えることを特徴とする請求項9または10に記載の撮像装置。
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