拍攝元件和拍攝裝置制造方法
【專利摘要】拍攝元件具有：多個受光部，呈二維狀配置在第1方向和與所述第1方向不同的第2方向上；以及在一部分上設(shè)置有遮光部件的受光部，配置于所述多個受光部中的、在所述第1方向和所述第2方向上相鄰的4個所述受光部之間。
【專利說明】拍攝元件和拍攝裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及拍攝元件和拍攝裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]已知有如下拍攝裝置，基于來自多個焦點檢測專用的像素的輸出信號，進行光瞳分割型相位差方式的焦點檢測，所述多個焦點檢測專用的像素配置在拍攝元件的一部分上(參照專利文獻I)。
[0003]在先技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2011-77770號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的問題
[0007]在現(xiàn)有技術(shù)中，由于離散配置焦點檢測用像素，所以與連續(xù)配置焦點檢測用像素的情況相比，焦點檢測精度變低。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，當欲連續(xù)配置焦點檢測用像素時，存在如下問題:在配置有焦點檢測用像素的位置，插補圖像信號的插補處理變復(fù)雜。
[0008]用于解決問題的手段
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第I方式，拍攝元件具有:多個受光部，呈二維狀配置在第I方向和與所述第I方向不同的第2方向上；以及配置于所述多個受光部中的在所述第I方向和所述第2方向上相鄰的4個所述受光部之間、且在一部分上設(shè)置有遮光部件的受光部。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第2方式，優(yōu)選的是，在第I方式的拍攝元件中，所述在一部分上設(shè)置有遮光部件的受光部為焦點檢測用受光部。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第3方式，拍攝元件包括由多個像素構(gòu)成的像素組，所述多個像素接受通過了攝像光學(xué)系統(tǒng)的光束，所述像素組具有第I像素、第2像素以及第3像素，所述第I像素、第2像素以及第3像素分別具有相互不同的第I分光靈敏度、第2分光靈敏度以及第3分光靈敏度，第I像素列和第2像素列在與所述第I方向正交的第2方向上交替地并排設(shè)置多個，所述第I像素列是多個所述第I像素在第I方向上并排設(shè)置而成，所述第2像素列是多個所述第2像素和所述第3像素在所述第I方向上交替地并排設(shè)置而成，所述第I像素列和所述第2像素列在所述第I方向上錯開大致半個間距，在多個所述第I像素列中的至少一部分所述第I像素列中，在至少一部分所述第I像素進行置換而設(shè)置多個具有所述第I分光靈敏度的焦點檢測用像素，所述多個焦點檢測用像素接受通過了所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光瞳的一對區(qū)域的一對光束，輸出由所述一對光束形成的一對像所對應(yīng)的一對像信號。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第4方式，拍攝元件包括由多個像素構(gòu)成的像素組，所述多個像素接受通過攝像光學(xué)系統(tǒng)的光束，所述像素組具有第I像素、第2像素以及第3像素，所述第I像素、第2像素以及第3像素分別具有相互不同的第I分光靈敏度、第2分光靈敏度以及第3分光靈敏度，由多個所述第I像素在第2方向上并排設(shè)置而成的第I像素列、并排設(shè)置在所述第I像素列的右邊相鄰處且多個所述第2像素在所述第2方向上并排設(shè)置而成的第2像素列、并排設(shè)置在所述第2像素列的右邊相鄰處且多個所述第I像素在所述第2方向上并排設(shè)置而成的第3像素列、并排設(shè)置在所述第3像素列的右邊相鄰處且多個所述第3像素在所述第2方向上并排設(shè)置而成的第4像素列構(gòu)成像素列的組，所述像素列的組在與所述第2方向正交的第I方向上并排設(shè)置多個，在相互相鄰的像素列中，所述第I像素列至第4像素列在所述第2方向上錯開大致半個間距地并排設(shè)置，在多個所述第I像素列和第3像素列中的至少一部分所述第I像素列和第3像素列中，在至少一部分所述第I像素進行置換而設(shè)置多個具有所述第I分光靈敏度的焦點檢測用像素，所述多個焦點檢測用像素接受通過所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光瞳的一對區(qū)域的一對光束，輸出由所述一對光束形成的一對像所對應(yīng)的一對像信號。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第5方式，優(yōu)選的是，在第3或第4中的任一方式的拍攝元件中，所述第I像素具有綠色的彩色濾光片，所述第2像素具有藍色的彩色濾光片，所述第3像素具有紅色的彩色濾光片。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第6方式，優(yōu)選的是，在第3?5中的任一方式的拍攝元件中，所述像素的平面形狀為包含相對于所述第I方向傾斜了大致45度的4條邊的多邊形。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第7方式，優(yōu)選的是，在第3?6中的任一方式的拍攝元件中，在全部所述第I像素進行置換而設(shè)置所述焦點檢測用像素。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第8方式，拍攝裝置包括:第3?7中的任一方式的拍攝元件；圖像生成部，基于來自所述攝像元件的輸出信號生成圖像信號；以及焦點檢測部，基于來自所述攝像元件的輸出信號，檢測出所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的焦點調(diào)節(jié)狀態(tài)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第9方式，拍攝裝置包括:第5方式的拍攝元件；加法部，通過將來自在所述第I方向上相互相鄰的兩個所述第I像素的輸出信號相加，將來自在所述第2方向上相互相鄰的兩個所述第2像素的輸出信號相加，將來自在所述第2方向上相互相鄰的兩個第3像素的輸出信號相加，輸出拜耳排列的信號；以及圖像生成部，基于由所述加法部輸出的拜耳排列的信號，生成由通過所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光束形成的像所對應(yīng)的圖像信號。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第10方式，優(yōu)選的是，在第9方式的拍攝裝置中，所述攝像元件具有接受所述一對光束的一方的第I焦點檢測用像素和接受所述一對光束的另一方的第2焦點檢測用像素作為所述焦點檢測用像素，所述第I焦點檢測用像素和第2焦點檢測用像素交替地并排設(shè)置多個，所述加法部將來自在所述第I方向上相互相鄰的所述第I和第2焦點檢測用像素的輸出信號相加，并輸出對該相加得到的信號乘以規(guī)定的倍率得到的乘法信號，所述圖像生成部基于由所述加法部輸出的所述拜耳排列的信號和所述乘法信號，生成所述圖像信號。
[0019]發(fā)明的效果
[0020]根據(jù)本發(fā)明，能夠提高焦點檢測精度，而不使在焦點檢測用像素中插補圖像信號的插補處理變復(fù)雜。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是例示本發(fā)明的實施方式的數(shù)碼相機的構(gòu)成的圖。
[0022]圖2是說明拍攝元件中的單位像素的圖。
[0023]圖3是說明拍攝元件中的單位像素的圖。
[0024]圖4是說明微型透鏡的圖。
[0025]圖5是例示拍攝元件中的像素的配置的俯視圖。
[0026]圖6是說明光瞳分割型相位差方式的焦點檢測方法的圖。
[0027]圖7是說明G圖像信號的生成方法的圖。
[0028]圖8是說明B圖像信號和R圖像信號的生成方法的圖。
[0029]圖9是說明拜耳排列的圖像信號的圖。
[0030]圖10是說明變形例I中的焦點檢測用像素的配置例的俯視圖。

【具體實施方式】
[0031]以下，參照【專利附圖】

【附圖說明】用于實施本發(fā)明的方式。另外，在以下的說明和附圖中，將X方向作為水平方向，將Y方向作為垂直方向，將Z方向作為前后方向。圖1是例示本發(fā)明的一個實施方式的數(shù)碼相機的構(gòu)成的圖。數(shù)碼相機I由可換透鏡2和相機機身3構(gòu)成?？蓳Q透鏡2借助安裝部4安裝在相機機身3上。
[0032]可換透鏡2包含透鏡控制部5、主透鏡9、變焦透鏡8、聚焦透鏡7以及光圈6。透鏡控制部5由微型計算機和存儲器等構(gòu)成，并進行聚焦透鏡7和光圈6的驅(qū)動控制、光圈6的開口狀態(tài)的檢測、變焦透鏡8和聚焦透鏡7的位置檢測、對后述的相機機身3 —側(cè)的機身控制部14發(fā)送透鏡信息、來自機身控制部14的相機信息的接收等。
[0033]相機機身3包含拍攝元件12、拍攝元件驅(qū)動控制部19、機身控制部14、液晶顯示元件驅(qū)動電路15、液晶顯示元件16、目鏡17以及操作部件18等，并安裝有可拆裝的存儲卡20。拍攝元件 12 由 CCD (Charge-coupled Device:電荷親合元件)或 CMOS (ComplementaryMetal Oxide Semiconductor:互補金屬氧化物半導(dǎo)體)等構(gòu)成，并拍攝配置于可換透鏡2的預(yù)定成像面上而通過可換透鏡2成像的被拍攝體像。
[0034]機身控制部14由微型計算機和存儲器等構(gòu)成。機身控制部14進行數(shù)碼相機整體的動作控制。機身控制部14和透鏡控制部5構(gòu)成為經(jīng)由安裝部4的電接點部13進行通信。
[0035]拍攝元件驅(qū)動控制部19根據(jù)來自機身控制部14的指令，生成在拍攝元件12中必要的控制信號。液晶顯示元件驅(qū)動電路15根據(jù)來自機身控制部14的指令，驅(qū)動構(gòu)成液晶取景器(EVF:電子取景器)的液晶顯示元件16。拍攝者經(jīng)由目鏡17觀察顯示在液晶顯示元件16上的像。存儲卡20是保存存儲圖像數(shù)據(jù)等的存儲介質(zhì)。
[0036]利用可換透鏡2成像在拍攝元件12上的被拍攝體像由拍攝元件12光電轉(zhuǎn)換。拍攝元件12利用來自拍攝元件驅(qū)動控制部19的控制信號，控制光電轉(zhuǎn)換信號的存儲和信號讀出的定時(幀率)。來自拍攝元件12的輸出信號用未圖示的A/D轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)，并向機身控制部14發(fā)送。
[0037]機身控制部14基于來自拍攝元件12的與規(guī)定的焦點檢測區(qū)域?qū)?yīng)的輸出信號，算出散焦量并向透鏡控制部5發(fā)送該散焦量。透鏡控制部5基于從機身控制部14接收到的散焦量，算出聚焦透鏡驅(qū)動量，并基于該透鏡驅(qū)動量，用未圖示的電機等驅(qū)動聚焦透鏡7而使之向?qū)刮恢靡苿印?br> [0038]另外，機身控制部14基于在拍攝指令后從拍攝元件12輸出的信號，生成記錄用的圖像數(shù)據(jù)。機身控制部14將生成的圖像數(shù)據(jù)保存在存儲卡20中，并且發(fā)送給液晶顯示元件驅(qū)動電路15，并使之再現(xiàn)顯示在液晶顯示元件16上。
[0039]此外，在相機機身3上設(shè)置有操作部件18，所述操作部件18包含快門按鈕、焦點檢測區(qū)域的設(shè)定部件等。機身控制部14檢測來自這些操作部件18的操作信號，并進行與檢測結(jié)果相應(yīng)的動作(拍攝處理、焦點檢測區(qū)域的設(shè)定等)的控制。
[0040]<拍攝元件的說明>
[0041]本實施方式在拍攝元件12上具有特征，所以之后以拍攝元件12為中心進行說明。首先，說明拍攝元件12中的單位像素20的形成方法。如圖2的(A)所示，單位像素20成為以規(guī)定大小設(shè)計的大致正方形形狀，并具有矩形的光電轉(zhuǎn)換部(PD)30。另外，如圖2的(B)所示，單位像素20的各邊相對于X方向和Y方向大致旋轉(zhuǎn)45度地配置。此外，這時，光電轉(zhuǎn)換部30不旋轉(zhuǎn)而變更縱橫比地配置。另外，這時，為了使之與圖2的(A)所示的光電轉(zhuǎn)換部30面積相等，光電轉(zhuǎn)換部30被與單位像素20的形狀相匹配地削掉4個角。而且，在單位像素20內(nèi)配置了未圖示的晶體管。
[0042]另外，在拍攝元件12上設(shè)置有焦點檢測用的像素(稱為焦點檢測用像素)和焦點檢測用像素以外的像素(稱為拍攝用像素)這兩種單位像素20。在焦點檢測用像素中，如圖3所示，光電轉(zhuǎn)換部30的一半由例如遮光金屬膜40等覆蓋，光電轉(zhuǎn)換部30的半面開口。此外，作為焦點檢測用像素，設(shè)置有如圖3的(A)所示的光電轉(zhuǎn)換部30的右半部分開口的單位像素20(以下，稱為右開口焦點檢測用像素)和如圖3的(B)所示的光電轉(zhuǎn)換部30的左半部分開口的單位像素20 (以下，稱為左開口焦點檢測用像素)。
[0043]之后，在單位像素20上，在經(jīng)過公知的布線工序和平坦化工序后，配置彩色濾光片層。在接受紅顏色成分的光的拍攝用像素(R像素)中，配置了僅使紅顏色成分的光透射的彩色濾光片層。在接受綠顏色成分的光的拍攝用像素(G像素)中，配置了僅使綠顏色成分的光透射的彩色濾光片層。在接受藍顏色成分的光的拍攝用像素(B像素)中，配置了僅使藍顏色成分的光透射的彩色濾光片層。另外，在焦點檢測用像素中，配置了僅使綠顏色成分的光透射的彩色濾光片層。即，焦點檢測用像素僅接受綠顏色成分的光。
[0044]形成彩色濾光片層后，對單位像素20進行形成微型透鏡的片裝透鏡(on chiplens)形成工序。在本實施方式中，如圖4的(A)所示，配置在該單位像素20中的微型透鏡設(shè)為從圓形的球面透鏡去掉4個邊的形狀。由此，如圖4的(B)所示，由于能夠密集地配置微型透鏡50，能夠擴展透鏡開口。
[0045]接著，使用圖5說明拍攝元件12中的像素的配置。此外，在圖5中，抽取并圖示了拍攝元件12的一部分。另外，在圖5中，在左半部分或右半部分中描繪有斜線的像素表示焦點檢測用像素。在左半部分描繪有斜線的像素表示右開口焦點檢測用像素，在右半部分描繪有斜線的像素表示左開口焦點檢測用像素。另外，在圖5中，為了圖示方便而用圓形示出微型透鏡50的形狀，但實際上設(shè)為圖4的(B)所示的形狀。
[0046]拍攝元件12具有:多個G像素以規(guī)定間距在X方向上排列而成的第I像素列60和多個B像素和R像素交替地以規(guī)定間距在X方向上排列而成的第2像素列70。多個第I像素列60和第2像素列70交替地以規(guī)定間距在Y方向上并排設(shè)置。另外，第I像素列60和第2像素列70相互在X方向上錯開上述規(guī)定間距的一半而配置。如上所述，由于各單位像素20的各邊配置成相對于X方向和Y方向傾斜大致45度，所以通過按這種方式將相鄰的像素列錯開上述規(guī)定間距的一半而配置，能夠密集地配置多個單位像素20。
[0047]換句話說，這種像素配置能夠按以下方式說明。拍攝元件12具有:多個G像素以規(guī)定間距在Y方向上排列而成的第3像素列80、多個B像素以規(guī)定間距在Y方向上排列而成的第4像素列90、多個G像素以規(guī)定間距在Y方向上排列而成的第5像素列100以及多個R像素以規(guī)定間距在Y方向上排列而成的第6像素列110。在第3像素列80的右邊相鄰處并排設(shè)置有第4像素列90，在第4像素列90的右邊相鄰處并排設(shè)置有第5像素列100，在第5像素列100的右邊相鄰處并排設(shè)置有第6像素列110。第3像素列80?第6像素列110在相互相鄰的像素列中在Y方向上錯開上述規(guī)定間距的一半而配置。而且，在拍攝元件12中，在X方向上并排設(shè)置多個由該第3像素列80?第6像素列110構(gòu)成的像素列的組。
[0048]另外，在多個第I像素列60中的一部分第I像素列60中，在一部分G像素進行置換而設(shè)置有多個右開口焦點檢測用像素和左開口焦點檢測用像素。換句話說，在多個第3像素列80和第5像素列100中的一部分第3像素列80和第5像素列100中，在一部分G像素進行置換而設(shè)置有多個右開口焦點檢測用像素和左開口焦點檢測用像素。這些多個右開口焦點檢測用像素和左開口焦點檢測用像素在預(yù)定的焦點檢測區(qū)域中在X方向上交替地連續(xù)并排設(shè)置。
[0049]〈焦點檢測處理〉
[0050]接著，說明基于來自拍攝元件12的輸出信號進行焦點檢測的焦點檢測處理。如圖6所示，通過可換透鏡2的出瞳200的第I區(qū)域201的光束A入射至右開口焦點檢測用像素21，通過出瞳200的第2區(qū)域202的光束B入射至左開口焦點檢測用像素22。
[0051]由于對焦時為在拍攝元件12上產(chǎn)生清晰像的狀態(tài)，如上所述，由在不同的光瞳位置被光瞳分割的光束形成的一對像在拍攝元件12上一致。也就是說，從接受光束A的多個右開口焦點檢測用像素得到的信號波形(信號列al、a2、a3、a4…)和從接受光束B的多個左開口焦點檢測用像素得到的信號波形(信號列bl、b2、b3、b4…)的形狀重疊。
[0052]另一方面，非對焦時為在拍攝元件12的面前產(chǎn)生清晰像的狀態(tài)或在拍攝元件12的后側(cè)產(chǎn)生清晰像的狀態(tài)，所以由上述被光瞳分割的光束形成的一對像在拍攝元件12上不一致。該情況下的從右開口焦點檢測用像素得到的信號波形(信號列al、a2、a3、a4…)和從左開口焦點檢測用像素得到的信號波形(信號列bl、b2、b3、b4…)根據(jù)從對焦狀態(tài)的偏移(散焦量)而相互的位置關(guān)系(像偏移方向和像偏移量)不同。
[0053]機身控制部14基于從右開口焦點檢測用像素得到的信號波形(信號列al、a2、a3、a4…)和從左開口焦點檢測用像素得到的信號波形(信號列bl、b2、b3、b4…)的位置關(guān)系，算出利用可換透鏡2的焦點位置的調(diào)節(jié)狀態(tài)(散焦量)，并向透鏡控制部5發(fā)送算出結(jié)果作為相機信息。當透鏡控制部5基于相機信息使聚焦透鏡7向光軸方向進退移動時，調(diào)節(jié)焦點以在拍攝元件12上產(chǎn)生清晰像。
[0054]<圖像信號生成處理>
[0055]接著，使用圖7?圖9說明基于來自拍攝元件12的輸出信號生成彩色圖像信號的圖像信號生成處理。圖7是說明G圖像信號的生成的圖。在圖7的(A)中，雙向箭頭示出了將信號相加的G像素的組。圖7的(B)是說明該相加后得到的G圖像信號的圖。在圖像信號生成處理中，在各第I像素列60中，機身控制部14將來自在X方向上相互相鄰的兩個G像素的輸出信號相加，而生成G圖像信號。
[0056]具體而言，在Y方向第n+1列的第I像素列60中，機身控制部14通過將來自X方向第m列、Y方向第n+1列的G像素(以下表示為G(m，n+1)像素)的輸出信號和來自G(m+2，n+l)像素的輸出信號相加，生成相當于G(m+l，n+l)像素的G圖像信號。同樣地，機身控制部14通過將來自G(m+4，n+l)像素和G (m+6，n+1)像素的輸出信號相加，生成相當于G(m+5，n+l)像素的G圖像信號。同樣地，在Y方向第n+1列的第I像素列60中，生成相當于G(m+9，n+l)像素、G(m+13，n+1)像素、G(m+17，n+1)像素、…、的G圖像信號。
[0057]另外，在Y方向第n+3列的第I像素列60中，機身控制部14通過將來自G(m+2，n+3)像素和G(m+4，n+3)像素的輸出信號相加，生成相當于G(m+3，n+3)像素的G圖像信號。同樣地，機身控制部14通過將來自G(m+6，n+3)像素和G(m+8，n+3)像素的輸出信號相加，生成相當于G(m+7，n+3)像素的G圖像信號。同樣地，在Y方向第n+3列的第I像素列60中，生成相當于G(m+ll，n+3)像素、G(m+15，n+3)像素、G(m+19，n+3)像素、…、的G圖像信號。
[0058]另外，在Y方向第n+5列、第n+9列、第n+13列、…、的第I像素列60中，機身控制部14與上述Y方向第n+1列同樣地生成G圖像信號，在Y方向第n+7列、第n+11列、第n+15列、…、的第I像素列60中，與上述Y方向第n+3列同樣地生成G圖像信號。即，在Y方向上相互相鄰的兩個第I像素列60中，使相加的G像素的組在X方向錯開I個G像素。結(jié)果，如圖7的(B)所示，生成相當于如下的G像素配置的G圖像信號，所述G像素配置是在X方向上以4個像素間距排列多個G像素而成的G像素列在Y方向上被并排設(shè)置多列，在Y方向上相互相鄰的G像素列在X方向上錯開了兩個像素間距。
[0059]另外，在圖7的(A)中，G(m+6，n+7)像素和G(m+10，n+7)像素是右開口焦點檢測用像素，G(m+8，n+7)像素和G(m+12，n+7)像素是左開口焦點檢測用像素。機身控制部14針對焦點檢測用像素也與上述同樣地將在X方向上相鄰的右開口焦點檢測用像素和左開口焦點檢測用像素相加而生成G圖像信號。即，機身控制部14將G(m+6，n+7)像素和G (m+8，n+7)像素相加而生成相當于G(m+7，n+7)像素的G圖像信號，并將G(m+10，n+7)像素和G(m+12，n+7)像素相加而生成相當于G(m+ll，n+7)像素的G圖像信號。此外，在圖7的⑶中用斜線示出了該G(m+7，n+7)像素和G(m+ll，n+7)像素。
[0060]由于相當于G(m+7，n+7)像素和G(m+ll，n+7)像素的G圖像信號是將半面開口的右開口焦點檢測用像素和左開口焦點檢測用像素相加得到的信號，所以成為將兩個拍攝用像素相加得到的信號的二分之一的輸出。因此，通過加倍將右開口焦點檢測用像素和左開口焦點檢測用像素相加得到的信號，能夠得到與將兩個拍攝用像素相加得到的G圖像信號同等的G圖像信號。因此，針對焦點檢測用像素，機身控制部14通過與拍攝用像素同樣地以在X方向上相鄰的兩個焦點檢測用像素為一組相加，并加倍相加得到的信號，從而生成G圖像信號。
[0061]另外，圖8是說明B圖像信號和R圖像信號的生成的圖。在圖8的(A)中，雙向箭頭示出了將信號相加的B像素的組和R像素的組。圖8的⑶是說明該相加后得到的B圖像信號和R圖像信號的圖。在圖像信號生成處理中，在第4像素列90中，機身控制部14將來自在Y方向上相互相鄰的兩個B像素的輸出信號相加而生成B圖像信號。另外，在第6像素列110中，機身控制部14將來自在Y方向上相互相鄰的兩個R像素的輸出信號相加而生成R圖像信號。
[0062]具體而言，在X方向第m+1列的第4像素列90中，機身控制部14通過將來自X方向第m+1列、Y方向第n+2列的B像素(以下表示為B(m+l，n+2)像素)的輸出信號和來自B(m+l，n+4)像素的輸出信號相加，生成相當于B(m+1，n+3)像素的B圖像信號。同樣地，機身控制部14通過將來自B(m+l，n+6)像素和G(m+l，n+8)像素的輸出信號相加，生成相當于B (m+1，n+7)像素的B圖像信號。同樣地，在X方向第m+1列的第4像素列90中，生成相當于B (m+1，n+11)像素、B (m+1，n+15)像素、B (m+1，n+9)像素、…、的B圖像信號。而且，在X方向第m+5列、第m+9列、第m+13列、…、的第4像素列90中，機身控制部14與上述X方向第m+1列同樣地生成B圖像信號。
[0063]另外，在X方向第m+3列的第6像素列110中，機身控制部14通過將來自X方向第m+3列、Y方向第η列的R像素(以下表示為R(m+3，n)像素)的輸出信號和來自R(m+3，n+2)像素的輸出信號相加，生成相當于R(m+3，n+l)像素的R圖像信號。同樣地，機身控制部14通過將來自R(m+3，n+4)像素和R(m+3，n+6)像素的輸出信號相加，生成相當于R(m+3，n+5)像素的R圖像信號。同樣地，在X方向第m+3列的第4像素列90中，生成相當于R(m+3，n+9)像素、R(m+3, n+13)像素、R(m+3, n+17)像素、…、的R圖像信號。而且，在X方向第m+7列、第m+11列、第m+15列、…、的第6像素列110中，機身控制部14與上述X方向第m+3列同樣地生成R圖像信號。
[0064]即，在第4像素列90和第6像素列110中，機身控制部14使相加的B像素或R像素的組在Y方向上錯開一個B像素或R像素。結(jié)果，如圖8的(B)所示，生成相當于如下像素配置的B圖像信號和R圖像信號，所述像素配置是多個B像素在X方向上以4個像素間距排列而成的B像素列、多個R像素在X方向上以4個像素間距排列而成的R像素列在Y方向上交替地并排設(shè)置，在Y方向上相互相鄰的B像素列和R像素列在X方向上錯開了兩個像素間距。
[0065]另外，相加的B像素或R像素的組設(shè)定為:相加后得到的B圖像信號和R圖像信號的像素配置與上述G像素的組相加后得到的G圖像信號的像素配置不重疊。例如，在將G(m，n+1)像素和G(m+2，n+1)像素相加而生成相當于G(m+1，n+1)像素的G圖像信號的情況下，當將B(m+l，n)像素和B(m+l，n+2)像素相加時，生成相當于B (m+1，n+1)像素的B圖像信號，像素位置與G圖像信號重疊。因此，在該情況下，以B(m+l，n+2)像素和B(m+1，n+4)像素為一組相加，生成相當于B(m+1，n+3)像素的B圖像信號，從而像素位置與G圖像信號不重疊。
[0066]機身控制部14通過合成由此得到的G圖像信號、B圖像信號以及R圖像信號，如圖9所示，能夠得到以正方形排列的拜耳排列而成的圖像信號。此外，在這里得到的圖像信號為拍攝元件12所包含的像素數(shù)的二分之一的像素數(shù)。
[0067]機身控制部14對按這種方式得到的拜耳排列的圖像信號進行顏色插補處理，生成不足的顏色成分的圖像信號。由于拜耳排列中的顏色插補處理是公知的，所以省略詳細的說明。該顏色插補處理后，能夠得到彩色圖像信號(RGB)。機身控制部14使用該彩色圖像信號，例如生成記錄用圖像的文件并記錄在存儲卡20中。
[0068]根據(jù)以上說明的實施方式，能夠得到以下的作用效果。
[0069](I)拍攝元件12構(gòu)成為:包括由多個像素構(gòu)成的像素組，所述多個像素接受通過可換透鏡2的光束，像素組具有G像素、B像素以及R像素，所述G像素、B像素以及R像素分別具有相互不同的第1、第2以及第3分光靈敏度，多個G像素在水平方向上并排設(shè)置而成的第I像素列60、多個B像素和R像素在水平方向上交替地并排設(shè)置而成的第2像素列70在垂直方向上交替地并排設(shè)置多列，第I像素列60和第2像素列70在水平方向上錯開大致半個間距，在多個第I像素列60中的至少一部分第I像素列60中，在至少一部分G像素進行置換而設(shè)置多個具有第I分光靈敏度的焦點檢測用像素，多個焦點檢測用像素接受通過可換透鏡2的光瞳的一對區(qū)域的一對光束，并輸出由一對光束形成的一對像所對應(yīng)的一對像信號。由此，能夠連續(xù)配置焦點檢測用像素，并能夠提高焦點檢測精度，而不使在焦點檢測用像素中插補圖像信號的插補處理變復(fù)雜。
[0070](2)拍攝元件12構(gòu)成為:包括由多個像素構(gòu)成的像素組，所述多個像素接受通過可換透鏡2的光束，像素組具有G像素、B像素以及R像素，所述G像素、B像素以及R像素分別具有相互不同的第1、第2以及第3分光靈敏度，多個G像素在垂直方向上并排設(shè)置而成的第3像素列80、并排設(shè)置在第3像素列80的右邊相鄰處且多個由B像素在垂直方向上并排設(shè)置而成的第4像素列90、并排設(shè)置在第4像素列90的右邊相鄰處且多個G像素在垂直方向上并排設(shè)置而成的第5像素列100、并排設(shè)置在第5像素列100的右邊相鄰處且多個R像素在垂直方向上并排設(shè)置而成的第6像素列110構(gòu)成的像素列的組120在水平方向上并排設(shè)置多個，第3像素列80?第6像素列110在相互相鄰的像素列中沿垂直方向錯開大致半個間距地并排設(shè)置，在多個第3像素列80和第5像素列100中的至少一部分第3像素列80和第5像素列100中，在至少一部分G像素進行置換而設(shè)置多個具有第I分光靈敏度的焦點檢測用像素，多個焦點檢測用像素接受通過可換透鏡2的光瞳的一對區(qū)域的一對光束，并輸出由一對光束形成的一對像所對應(yīng)的一對像信號。由此，能夠連續(xù)配置焦點檢測用像素，并能夠提高焦點檢測精度，而不使在焦點檢測用像素中插補圖像信號的插補處理變復(fù)雜。
[0071](3)在上述(I)或(2)的拍攝元件12中，由于構(gòu)成為單位像素20的平面形狀為相對于X方向和Y方向使各邊傾斜大致45度的正方形，所以能夠提高單位像素20的開口率，并能夠提高焦點檢測精度。換句話說，能夠小型化拍攝元件12，而不使開口率下降。
[0072](4)數(shù)碼相機I包括:上述(I)或(2)的拍攝元件12 ;機身控制部14，通過將來自在水平方向上相互相鄰的兩個G像素的輸出信號相加，將來自在垂直方向上相互相鄰的兩個B像素的輸出信號相加，將來自在垂直方向上相互相鄰的兩個R像素的輸出信號相加，從而生成拜耳排列的信號；以及機身控制部14，基于拜耳排列的信號生成彩色圖像信號。由此，在顏色插補處理中，能夠使用進行拜耳排列中的顏色插補處理的已有的圖像處理引擎。
[0073](5)在上述(4)的數(shù)碼相機中，拍攝元件12構(gòu)成為:具有:接受通過可換透鏡2的出瞳200的第I區(qū)域201的光束的右開口焦點檢測用像素21、接受通過可換透鏡2的出瞳200的第2區(qū)域202的光束的左開口焦點檢測用像素22，右開口焦點檢測用像素21和左開口焦點檢測用像素22交替地并排設(shè)置多個，機身控制部14將來自在水平方向上相互相鄰的右開口焦點檢測用像素21和左開口焦點檢測用像素22的輸出信號相加，將該相加得到的信號乘以規(guī)定的倍率(2倍)，基于該相乘得到的信號和上述拜耳排列的信號生成彩色圖像信號。由此，能夠使用來自焦點檢測用像素的輸出信號簡易地生成圖像信號。
[0074](變形例I)
[0075]在上述實施方式中，說明了在第3像素列80和第5像素列100中，在一部分G像素進行置換而設(shè)置有焦點檢測用像素的例子。然而，如圖10所示，也可以是，在第3像素列80和第5像素列100中，將全部像素設(shè)為焦點檢測用像素。
[0076]在該情況下，例如如圖10的㈧所示，也可以將第3像素列80全部設(shè)為左開口焦點檢測用像素，將第5像素列100全部設(shè)為右開口焦點檢測用像素。由此，在第I像素列60中，在X方向上交替地并排設(shè)置左開口焦點檢測用像素和右開口焦點檢測用像素。
[0077]另外，例如，如圖10的⑶所示，也可以是，在第3像素列80中，在Y方向上交替地排列左開口焦點檢測用像素和右開口焦點檢測用像素，在第5像素列100中，在Y方向上交替地排列左開口焦點檢測用像素和右開口焦點檢測用像素。在該情況下，在第I像素列60中，左開口焦點檢測用像素和右開口焦點檢測用像素在X方向上交替地并排設(shè)置。
[0078]根據(jù)變形例1，由于在拍攝元件12的整體上配置焦點檢測用像素，不管在拍攝畫面上的哪個位置上都能夠進行焦點檢測，而不限定焦點檢測區(qū)域。
[0079](變形例2)
[0080]在上述實施方式中，說明了設(shè)置左開口焦點檢測用像素和右開口焦點檢測用像素，針對X方向求出像偏移量而檢測出散焦量的例子。然而，也可以是，設(shè)置將光電轉(zhuǎn)換部30的上半部分開口而成的上開口焦點檢測用像素和將光電轉(zhuǎn)換部30的下半部分開口而成的下開口焦點檢測用像素，在Y方向上求出像偏移量從而檢測出散焦量。
[0081]在該情況下，在第3像素列80和第5像素列100的至少一部分G像素進行置換，在Y方向上交替地并排設(shè)置上開口焦點檢測用像素和下開口焦點檢測用像素。另外，在X方向上相鄰地設(shè)置至少兩列以上該在Y方向上并排設(shè)置的焦點檢測用像素列，在X方向上也交替地并排設(shè)置上開口焦點檢測用像素和下開口焦點檢測用像素。由此，與上述實施方式同樣地，通過將在X方向上相鄰的上開口焦點檢測用像素和下開口焦點檢測用像素相加并加倍，能夠生成與拍攝用像素同等的G圖像信號。
[0082]另外，也可以是，在拍攝元件12中設(shè)置左開口焦點檢測用像素和右開口焦點檢測用像素、上開口焦點檢測用像素和下開口焦點檢測用像素雙方。
[0083](變形例3)
[0084]在上述實施方式中，說明了設(shè)置光電轉(zhuǎn)換部30的一半開口的焦點檢測用像素的例子。然而，也可以設(shè)置具有兩個光電轉(zhuǎn)換部的焦點檢測用像素。在該情況下，兩個光電轉(zhuǎn)換部分別接受通過可換透鏡2的出瞳200的一對區(qū)域的一對光束。
[0085](變形例4)
[0086]在上述實施方式中，說明了將單位像素20中的微型透鏡的形狀設(shè)為如圖4的(A)所示的從圓形球面透鏡去掉4個邊而成的形狀的例子，但不限于此，例如也可以是圓形的球面透鏡。
[0087](變形例5)
[0088]在上述實施方式中，說明了將單位像素20的形狀設(shè)為大致正方形的例子，但不限于此，例如也可以是包含在X方向和Y方向上傾斜了大致45度的4個邊的八角形。
[0089]另外，在上述實施方式中，說明了使單位像素20的各邊在X方向和Y方向上旋轉(zhuǎn)大致45度地配置的例子，但不限于此，也可以平行于X方向或Y方向地配置單位像素20的各邊。在該情況下，將相互相鄰的單位像素20之間的配置錯開半個間距而設(shè)為鋸齒狀配置即可。
[0090](變形例6)
[0091]在上述實施方式中，說明了在拍攝元件12中使用原色系統(tǒng)(RGB)的彩色濾光片的情況，但也可以使用補色系統(tǒng)(CMY)的彩色濾光片。
[0092](變形例7)
[0093]在上述實施方式中，將本發(fā)明應(yīng)用于在相機機身3上安裝了可換透鏡2的構(gòu)成的數(shù)碼相機I中，但也可以不限定于此。例如，也能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用于透鏡一體型的數(shù)碼相機中。
[0094]以上說明僅為一例，并不受上述實施方式的構(gòu)成任何限定。另外，也可以在上述實施方式中適當組合各變形例的構(gòu)成。
[0095]以下優(yōu)先權(quán)基礎(chǔ)申請的公開內(nèi)容并入這里作為參考。
[0096]日本國專利申請2012年第129207號(2012年6月6日申請)
[0097]附圖標記的說曰月
[0098]I數(shù)碼相機，2可換透鏡，12拍攝元件，14機身控制部，50微型透鏡，200出瞳。
【權(quán)利要求】
1.一種拍攝元件，具有: 多個受光部，呈二維狀配置在第I方向和與所述第I方向不同的第2方向上；以及配置于所述多個受光部中的在所述第I方向和所述第2方向上相鄰的4個所述受光部之間、且在一部分上設(shè)置有遮光部件的受光部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝元件，其中， 所述在一部分上設(shè)置有遮光部件的受光部為焦點檢測用受光部。
3.一種拍攝元件， 包括由多個像素構(gòu)成的像素組，所述多個像素接受通過了攝像光學(xué)系統(tǒng)的光束， 所述像素組具有第I像素、第2像素以及第3像素，所述第I像素、第2像素以及第3像素分別具有相互不同的第I分光靈敏度、第2分光靈敏度以及第3分光靈敏度， 第I像素列和第2像素列在與所述第I方向正交的第2方向上交替地并排設(shè)置多個，所述第I像素列是多個所述第I像素在第I方向上并排設(shè)置而成，所述第2像素列是多個所述第2像素和所述第3像素在所述第I方向上交替地并排設(shè)置而成， 所述第I像素列和所述第2像素列在所述第I方向上錯開大致半個間距， 在多個所述第I像素列中的至少一部分所述第I像素列中，在至少一部分所述第I像素進行置換而設(shè)置多個具有所述第I分光靈敏度的焦點檢測用像素， 多個所述焦點檢測用像素接受通過了所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光瞳的一對區(qū)域的一對光束，輸出由所述一對光束形成的一對像所對應(yīng)的一對像信號。
4.一種拍攝元件， 包括由多個像素構(gòu)成的像素組，所述多個像素接受通過了攝像光學(xué)系統(tǒng)的光束， 所述像素組具有第I像素、第2像素以及第3像素，所述第I像素、第2像素以及第3像素分別具有相互不同的第I分光靈敏度、第2分光靈敏度以及第3分光靈敏度， 由多個所述第I像素在第2方向上并排設(shè)置而成的第I像素列、并排設(shè)置在所述第I像素列的右邊相鄰處且多個所述第2像素在所述第2方向上并排設(shè)置而成的第2像素列、并排設(shè)置在所述第2像素列的右邊相鄰處且多個所述第I像素在所述第2方向上并排設(shè)置而成的第3像素列、以及并排設(shè)置在所述第3像素列的右邊相鄰處且多個所述第3像素在所述第2方向上并排設(shè)置而成的第4像素列構(gòu)成像素列的組，所述像素列的組在與所述第2方向正交的第I方向上并排設(shè)置多個， 在相互相鄰的像素列中，所述第I像素列至第4像素列在所述第2方向上錯開大致半個間距地并排設(shè)置， 在多個所述第I像素列和第3像素列中的至少一部分所述第I像素列和第3像素列中，在至少一部分所述第I像素進行置換而設(shè)置多個具有所述第I分光靈敏度的焦點檢測用像素， 多個所述焦點檢測用像素接受通過了所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光瞳的一對區(qū)域的一對光束，輸出由所述一對光束形成的一對像所對應(yīng)的一對像信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的拍攝元件，其中， 所述第I像素具有綠色的彩色濾光片，所述第2像素具有藍色的彩色濾光片，所述第3像素具有紅色的彩色濾光片。
6.根據(jù)權(quán)利要求3?5中的任一項所述的拍攝元件，其中， 所述像素的平面形狀為包含相對于所述第I方向傾斜了大致45度的4條邊的多邊形。
7.根據(jù)權(quán)利要求3?6中的任一項所述的拍攝元件，其中， 在全部所述第I像素進行置換而設(shè)置所述焦點檢測用像素。
8.一種拍攝裝置，包括: 權(quán)利要求3?7中任一項所述的拍攝元件； 圖像生成部，基于來自所述攝像元件的輸出信號生成圖像信號；以及 焦點檢測部，基于來自所述攝像元件的輸出信號，檢測出所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的焦點調(diào)節(jié)狀態(tài)。
9.一種拍攝裝置，包括: 權(quán)利要求5所述的拍攝元件； 加法部，通過將來自在所述第I方向上相互相鄰的兩個所述第I像素的輸出信號相加，將來自在所述第2方向上相互相鄰的兩個所述第2像素的輸出信號相加，將來自在所述第2方向上相互相鄰的兩個第3像素的輸出信號相加，輸出拜耳排列的信號；以及 圖像生成部，基于由所述加法部輸出的拜耳排列的信號，生成由通過了所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光束形成的像所對應(yīng)的圖像信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的拍攝裝置，其中， 所述攝像元件具有接受所述一對光束的一方光束的第I焦點檢測用像素和接受所述一對光束的另一方光束的第2焦點檢測用像素而作為所述焦點檢測用像素，所述第I焦點檢測用像素和第2焦點檢測用像素交替地并排設(shè)置多個， 所述加法部將來自在所述第I方向上相互相鄰的所述第I焦點檢測用像素和第2焦點檢測用像素的輸出信號相加，并輸出對該相加得到的信號乘以規(guī)定的倍率得到的乘法信號， 所述圖像生成部基于由所述加法部輸出的所述拜耳排列的信號和所述乘法信號，生成所述圖像信號。
【文檔編號】G02B7/28GK104508531SQ201380040496
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月6日
【發(fā)明者】村田寬信 申請人:株式會社尼康