JP2013178341A - Imaging device and digital camera - Google Patents
Imaging device and digital camera Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013178341A JP2013178341A JP2012041431A JP2012041431A JP2013178341A JP 2013178341 A JP2013178341 A JP 2013178341A JP 2012041431 A JP2012041431 A JP 2012041431A JP 2012041431 A JP2012041431 A JP 2012041431A JP 2013178341 A JP2013178341 A JP 2013178341A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- focus detection
- color
- focus
- detection signal
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 140
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims abstract description 27
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 19
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 description 39
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、焦点検出用画素を有する撮像素子を備える撮像装置、およびその撮像素子を備えるデジタルカメラに関する。 The present invention relates to an imaging apparatus including an imaging device having focus detection pixels and a digital camera including the imaging device.
撮像光学系からの光束をハーフミラーで2つに分割し、一方の光束を撮像兼焦点検出手段に導き、他方の光束を焦点検出手段に導き、この撮像兼焦点検出手段の焦点検出結果と焦点検出手段の焦点検出結果とに基づいて、撮影光学系の焦点調節を行う撮像装置が知られている。この撮像兼焦点検出手段は、二次元的に配置された多数の撮像用画素中に複数の焦点検出用画素を配置した撮像素子から構成され、この焦点検出用画素が配置された位置における画像信号は、周囲の撮像用画素の画像信号に基づき補間される(例えば、特許文献1参照)。 The light beam from the imaging optical system is divided into two by a half mirror, one light beam is guided to the imaging and focus detection means, the other light beam is guided to the focus detection means, and the focus detection result and focus of this imaging and focus detection means 2. Description of the Related Art An imaging device that performs focus adjustment of a photographing optical system based on a focus detection result of a detection unit is known. The image pickup and focus detection means is composed of an image pickup device in which a plurality of focus detection pixels are arranged in a number of two-dimensionally arranged image pickup pixels, and an image signal at a position where the focus detection pixels are arranged. Are interpolated based on image signals of surrounding imaging pixels (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上述した従来の撮像装置にあっては、撮像兼焦点検出手段が撮影視野内の広範囲に焦点検出エリアを設定するためには、より多くの撮像用画素の代わりに焦点検出用画素に配置する、即ち、より多くの撮像用画素を焦点検出用画素に置換する必要があり、置換した分は補間を行って撮像画像の劣化を回復する必要が避けられない。 However, in the conventional imaging device described above, in order for the imaging and focus detection means to set the focus detection area over a wide range within the photographing field of view, it is arranged in the focus detection pixels instead of more imaging pixels. In other words, it is necessary to replace a larger number of imaging pixels with focus detection pixels, and it is inevitable that interpolation is performed to recover the degradation of the captured image.
(1)請求項1の発明に係る撮像装置は、撮影光学系を通過した後に3色の色光束に分解された光束のうちの第1の色光束を受光して、第1の色信号を生成する複数の第1の画素を有する第1の撮像素子と、前記3色の色光束に分解された光束のうちの前記第1の色光束とは異なる第2の色光束を受光して、第2の色信号を生成する複数の第2の画素を有する第2の撮像素子と、前記3色の色光束に分解された光束のうちの前記第1、第2の色光束とは異なる第3の色光束を受光して、第3の色信号を生成する複数の第3の画素を有する第3の撮像素子と、前記第1の色信号と前記第2の色信号と前記第3の色信号とから画像データを生成する画像データ生成手段と、前記第1の色信号に基づいて前記撮影光学系の焦点検出状態に関する第1の焦点検出信号を生成する第1の焦点検出信号生成手段と、前記第2の色信号に基づいて前記撮影光学系の焦点検出状態に関する第2の焦点検出信号を生成する第2の焦点検出信号生成手段と、前記第3の色信号に基づいて前記撮影光学系の焦点検出状態に関する第3の焦点検出信号を生成する第3の焦点検出信号生成手段と、を備えることを特徴とする。 (1) An image pickup apparatus according to a first aspect of the present invention receives a first color light beam out of light beams separated into color light beams of three colors after passing through a photographing optical system, and outputs a first color signal. Receiving a first imaging element having a plurality of first pixels to be generated and a second color beam different from the first color beam among the light beams separated into the three color light beams; A second imaging device having a plurality of second pixels for generating a second color signal, and a first color beam different from the first and second color beams among the light beams separated into the three color light beams. A third imaging device having a plurality of third pixels that receive the three color light fluxes and generate a third color signal; the first color signal; the second color signal; and the third color signal. Image data generating means for generating image data from the color signal, and a first focus detection state of the photographing optical system based on the first color signal First focus detection signal generation means for generating a focus detection signal, and second focus detection signal generation for generating a second focus detection signal related to a focus detection state of the photographing optical system based on the second color signal And a third focus detection signal generating means for generating a third focus detection signal related to the focus detection state of the photographing optical system based on the third color signal.
本発明の撮像装置は、第1の撮像素子、第2の撮像素子、第3の撮像素子の画素構成がいずれも、撮像用画素と焦点検出用画素とを兼用しているので、補間の必要が全くない。
本発明のデジタルカメラによれば、補間の必要が全くないので、補間に伴う撮像画像の劣化をもたらすことがない。
In the image pickup apparatus of the present invention, since the pixel configurations of the first image pickup element, the second image pickup element, and the third image pickup element share both the image pickup pixel and the focus detection pixel, interpolation is necessary. There is no.
According to the digital camera of the present invention, since there is no need for interpolation, there is no deterioration of the captured image accompanying interpolation.
本発明の実施の形態による撮像装置及びデジタルカメラについて、図1〜6を参照しながら説明する。
−第1の実施の形態−
図1に示されるように、デジタルカメラ1は、撮影レンズ10、第1の撮像素子11、第2の撮像素子12、第3の撮像素子13、第1のプリズム21、第2のプリズム22、第3のプリズム23、画像データ生成部24、画像処理部25、ディスプレイ26、フォーカスエリア選択部27、第1の焦点検出信号生成部31、第2の焦点検出信号生成部32、第3の焦点検出信号生成部33、焦点検出部34、焦点調節部35、レンズ駆動モータ36、及びバッファメモリ40を備える。
撮像装置20は、第1〜第3の撮像素子11〜13、画像データ生成部24、第1〜第3の焦点検出信号生成部31〜33を有する。
An imaging apparatus and a digital camera according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
-First embodiment-
As shown in FIG. 1, the digital camera 1 includes a photographing
The
撮影レンズ10は、図示しないフォーカシングレンズ、ズーミングレンズ、絞りなどを備える。図1では簡単のため、撮影レンズ10は1枚のレンズで示されている。
第1〜第3の撮像素子11〜13はいずれも、CCDイメージセンサーやCMOSイメージセンサーなどから構成され、画素構成が同一であり、同一の画素が規則的に2次元配列されている。
The taking
Each of the first to
図1に示されるように、第1〜第3のプリズム21〜23は、いわゆる3色分解プリズムであり、第1のプリズム21と第3のプリズム23との接触面23a、及び第2のプリズム22と第3のプリズム23との接触面22aには、それぞれダイクロイック膜が形成されている。
As shown in FIG. 1, the first to
撮影レンズ10を通過した被写体光Lは、ダイクロイック膜面23aと22aとによって、赤色、緑色、青色の3色の光束に分割され、第1の撮像素子11には赤色光束L1による被写体像が形成され、第2の撮像素子12には緑色光束L2による被写体像が形成され、第3の撮像素子13には青色光束L3による被写体像が形成される。
こうして、第1、第2、第3の撮像素子11,12,13は、それぞれ赤色被写体像に関する画像信号R、緑色被写体像に関する画像信号G、青色被写体像に関する画像信号Bを出力する。これらの画像信号R、G、Bはバッファメモリ40に一時的に記憶される。
The subject light L that has passed through the photographing
Thus, the first, second, and
画像データ生成部24は、赤色光束L1に関する第1の撮像素子11からの画像信号Rと、緑色光束L2に関する第2の撮像素子12からの画像信号Gと、青色光束L3に関する第3の撮像素子13からの画像信号Bとに基づき、赤色、緑色及び青色の3つの被写体画像データを生成する。
The image
画像処理部25は、例えば、ASICとして構成され、画像データ生成部24で生成された画像データに所定の画像処理を施す。その画像処理には、例えば、輪郭強調、ガンマ補正処理、色温度調整(ホワイトバランス調整)処理、画像信号に対するフォーマット変換処理が含まれる。また、画像処理部25は、画像信号R、G、Bの各々に基づく被写体画像データを合成して1つの被写体画像データを生成する。この画像データは、バッファメモリ40に一時的に記憶され、また、不図示の記録媒体に記録される。
ディスプレイ26は、バッファメモリ40から読み出した被写体画像データに基づくスルー画像を表示したり、記録媒体から読み出した被写体画像データに基づく再生画像を表示する。
The
The
フォーカスエリア選択部27は、撮影画面の任意の領域、即ち撮像素子11、12、13の撮像面の任意の領域を、焦点検出領域、即ちフォーカスエリアとして選択することができる。撮影者は、このフォーカスエリア選択部27を操作して、一以上のフォーカスエリアを選択し、焦点検出部34は、フォーカスエリア選択部27によって選択されたフォーカスエリアにおける被写体像に対して焦点検出を行う。具体的には、フォーカスエリア選択部27がフォーカスエリアを選択すると、その選択されたフォーカスエリアに対応する第1、第2及び第3の撮像素子11、12、13の対応領域に関する被写体像について、焦点検出が行われる。
なお、フォーカスエリア選択部27が選択したフォーカスエリアは、ディスプレイ26に表示されるスルー画像に重畳されて表示される。また、この選択されたフォーカスエリアは、ディスプレイ26への表示に加えて、デジタルカメラ1の不図示のファインダに被写体像に重畳して表示される。このフォーカスエリアは、撮影画面において、水平方向、即ち横方向に伸びた矩形形状である。
The focus
Note that the focus area selected by the focus
第1の焦点検出信号生成部31は、第1の撮像素子11からの赤色画像信号Rを入力し、後に詳述する瞳分割方式の位相差検出用の一対の赤色焦点検出信号列を生成する。
同様に、第2の焦点検出信号生成部32は第2の撮像素子12からの緑色画像信号Gを入力し、後に詳述する位相差検出用の一対の緑色焦点検出信号列を生成し、第3の焦点検出信号生成部33は第3の撮像素子13からの青色画像信号Bを入力し、後に詳述する位相差検出用の一対の青色焦点検出信号列を生成する。
なお、第1、第2、第3の焦点検出信号生成部31、32、33がそれぞれ生成する一対の赤色焦点検出信号列、一対の緑色焦点検出信号列、一対の青色焦点検出信号列は、フォーカスエリア選択部27によって選択されたフォーカスエリアにおける被写体像に関する焦点検出信号列である。これらの一対の赤色焦点検出信号列と一対の緑色焦点検出信号列と一対の青色焦点検出信号列は、バッファメモリ40に一時的に記憶される。
The first focus detection
Similarly, the second focus detection
The pair of red focus detection signal sequences, the pair of green focus detection signal sequences, and the pair of blue focus detection signal sequences generated by the first, second, and third focus detection
焦点検出部34は、焦点検出信号生成部31からの一対の赤色焦点検出信号列の位相差を算出して、この位相差に基づき、フォーカスエリア選択部27によって選択されたフォーカスエリアにおける被写体像のデフォーカス量Drを算出する。同様に、焦点検出部34は、焦点検出信号生成部32からの一対の緑色焦点検出信号列の位相差を算出して、この位相差に基づき、フォーカスエリア選択部27によって選択されたフォーカスエリアにおける被写体像のデフォーカス量Dgを算出し、また、焦点検出信号生成部33からの一対の青色焦点検出信号列の位相差を算出して、この位相差に基づき、フォーカスエリア選択部27によって選択されたフォーカスエリアにおける被写体像のデフォーカス量Dbを算出する。
The
焦点調節部35は、焦点検出部34によって算出された赤色光束L1に関するデフォーカス量Drと緑色光束L2に関するデフォーカス量Dgと青色光束L3に関するデフォーカス量Dbとに基づいてレンズ駆動モータ36を駆動し、撮影レンズ10の焦点調節を行う。
The
具体的には、焦点調節部35は、3つのデフォーカス量Dr、Dg、Dbの平均値に基づき焦点調節を行っても良いし、3つのデフォーカス量Dr、Dg、Dbのうちの最も小さい値のデフォーカス量に基づき焦点調節を行っても良い。
更には、焦点調節部35は、赤色光束L1、緑色光束L2、青色光束L3のうちの最も強度が大きい光束に関するデフォーカス量に基づき焦点調節を行ってもよい。なお、この最も強度が大きい光束に関するデフォーカス量を使用する理由は、最も強度が大きい光束に対応する一対の焦点検出信号列は、信号レベルが相対的に大きいのでノイズの影響が少なく、高い焦点検出精度を得ることができるからである。
Specifically, the
Furthermore, the
以上から分かるように、赤色光束L1に関する第1の撮像素子11からの赤色画像信号Rは、被写体画像データの生成に用いられると共に、一対の赤色焦点検出信号列の生成に用いられる。同様に、緑色光束L2に関する第2の撮像素子12からの緑色画像信号Gは、被写体画像データの生成に用いられると共に、一対の緑色焦点検出信号列の生成にも用いられる。青色光束L3に関する第3の撮像素子13からの青色画像信号Bは、被写体画像データの生成に用いられると共に、一対の青色焦点検出信号列の生成にも用いられる。
As can be seen from the above, the red image signal R from the
次に、3つの撮像素子11〜13の構造を詳細に説明する。これらの撮像素子11〜13は、全く同一構造であるので、撮像素子11の構造で代表して説明する。
図2(a)及び図2(b)は、それぞれ撮像素子11の平面構造と断面構造とを示すもので、図2(b)は図2(a)のI−I線に沿った断面図である。
図2において、撮像素子11は、その露出表面に設けられた多数のマイクロレンズML1、ML2を有し、このマイクロレンズML1、ML2は、図2(a)に示すように、平面形状が円形であるが、これに限ることなく、正方形、長方形、六角形などとすることもできる。
Next, the structure of the three
2A and 2B show a planar structure and a cross-sectional structure of the
In FIG. 2, the
図2(b)に示すように、撮像素子11は、マイクロレンズML1、ML2の下に順次、平坦層113と、透明フィルター114と、配線層115、116と、矩形の開口W11、W12が形成された遮光層117と、フォトダイオード118とが、それぞれ積層配置されている。隣接するフォトダイオード118、118は、分離層119によって電気的に絶縁されている。透明フィルター114は、可視光の全ての波長領域の光を透過する特性を有するものであるが、本例では必ずしも必要ではなく、これを除去してもよい。特に、この透明フィルター114を除去した場合には、マイクロレンズML1,ML2からフォトダイオード118までの光路長を短くすることができるので、焦点検出性能を向上することができる。
As shown in FIG. 2B, the
図2(a)に示すように、横方向に隣接する二つのマイクロレンズML1、ML2に関して、右側のマイクロレンズML1に対応する遮光層117の開口W11は、マイクロレンズML1のほぼ右側半分をカバーするように、その大きさと位置とが定められ、他方、左側のマイクロレンズML2に対応する遮光層117の開口W12は、マイクロレンズML2のほぼ左側半分をカバーするように、その大きさと位置とが定められている。
なお、開口W11と開口W12とは、互いに同一の形状かつ同一の大きさである。
As shown in FIG. 2A, with respect to two microlenses ML1 and ML2 adjacent in the horizontal direction, the opening W11 of the
Note that the opening W11 and the opening W12 have the same shape and the same size.
マイクロレンズML1を透過した赤色光束L1は、その一部が遮光層117によって遮光され、残りが右側開口W11を通過してフォトダイオード118に入射する。同様に、マイクロレンズML2を透過した赤色光束L1は、その一部が遮光層117によって遮光され、残りが左側開口W12を通過してフォトダイオード118に入射する。
このように、撮像素子11は、マイクロレンズML1と右側の開口W11とフォトダイオード118などから構成される第1の画素111と、マイクロレンズML2と左側の開口W12とフォトダイオード118などから構成される第2の画素112とを有し、これらの隣接する一対の第1及び第2の画素111、112が横方向に繰り返し配列されている。これらの第1の画素111と第2の画素112は、図1の撮影レンズ10の射出瞳内の一対の領域をそれぞれ透過した光束を受光して光電信号を出力する。
Part of the red light beam L1 transmitted through the microlens ML1 is shielded by the
As described above, the
図3は、撮像素子11の第1の画素111及び第2の画素112の2次元配列を示したものである。残りの撮像素子12、13の第1及び第2の画素の2次元配列も、撮像素子11と同一である。
図3において、横方向に配列された画素列200は、横方向に隣接する第1の画素111と第2の画素112とが横方向に繰り返し配列されている。この画素列200に上下方向に隣接する画素列201も、横方向に隣接する第1の画素111と第2の画素112とが横方向に繰り返し配列されているが、この画素列201の第1の画素111と第2の画素112の配列は、画素列200の第1の画素111と第2の画素112の配列に対して、一画素分ずれている。このような画素列200と画素列201とは、上下方向に互いに一つ置きに配置されている。
FIG. 3 shows a two-dimensional array of the
In FIG. 3, in the
画素列200,201の各々において、右側開口W11に対応する複数の画素111の出力信号列が位相差検出用の一方の赤色焦点検出信号列に該当し、左側開口W12に対応する複数の画素112の出力信号列が位相差検出用の他方の赤色焦点検出信号列に該当する。この一対の赤色焦点検出信号列の位相差を算出することによって、画素列200、201に結像された被写体像に関するデフォーカス量を求めることができる。
撮像素子12、13についても、撮像素子11の画素列と全く同様に配置され、全く同様にデフォーカス量を求めることができる。
In each of the
The
上述のように、第1の焦点検出信号生成部31は、第1の撮像素子11からの赤色画像信号Rを入力し、フォーカスエリア選択部27によって選択されたフォーカスエリアに対応する一対の赤色焦点検出信号列を生成する。
同様に、第2の焦点検出信号生成部32は、第2の撮像素子12からの緑色画像信号Gを入力し、フォーカスエリア選択部27によって選択されたフォーカスエリアに対応する一対の緑色の焦点検出信号列を生成し、また第3の焦点検出信号生成部33は、第3の撮像素子13からの青色画像信号Bを入力し、フォーカスエリア選択部27によって選択されたフォーカスエリアに対応する一対の青色焦点検出信号列を生成する。
As described above, the first focus detection
Similarly, the second focus detection
<動作>
上記のように構成されたデジタルカメラ1の撮影動作の一例を説明する。
カメラの電源が投入されると、図1に示される第1〜第3の撮像素子11〜13が起動する。撮影レンズ10を通過した被写体光Lは、第1〜第3のプリズム21〜23によって赤色光束L1と緑色光束L2と青色光束L3とに分割され、赤色光束L1は第1の撮像素子11に入射し、緑色光束L2は第2の撮像素子12に入射し、青色光束L3は第3の撮像素子13に入射する。従って、第1の撮像素子11には赤色光束L1による被写体像が形成され、第2の撮像素子12には緑色光束L2による被写体像が形成され、第3の撮像素子13には青色光束L3による被写体像が形成される。
<Operation>
An example of the shooting operation of the digital camera 1 configured as described above will be described.
When the camera is turned on, the first to
図示なきシャッタレリーズボタンが半押し操作されると、第1〜第3の撮像素子11〜13からの画像信号R、G、Bは、画像データ生成部24へ送出され、画像データ生成部24によって各光束に基づく3つの被写体画像データが生成され、画像処理部25は、これらの3つの被写体画像データに種々の画像処理を施して一つの被写体画像データを生成する。この被写体画像データは、スルー画像としてディスプレイ26に表示される。
When a shutter release button (not shown) is pressed halfway, the image signals R, G, and B from the first to
他方、第1〜第3の撮像素子11〜13からの画像信号R、G、Bは、それぞれ、第1〜第3の焦点検出信号生成部31〜33へも送出される。第1、第2、第3の焦点検出信号生成部31、32、33は、それぞれ画像信号R、G、Bから一対の赤色焦点検出信号列、一対の緑色焦点検出信号列、及び一対の青色焦点検出信号列を生成する。これらの一対の焦点検出信号列は、フォーカスエリア選択部27によって選択されたフォーカスエリアに対応するものである。これらの一対の焦点検出信号列は、バッファメモリ40に記憶される。
On the other hand, the image signals R, G, and B from the first to
焦点検出部34は、バッファメモリ40に記憶された3つの対の焦点検出信号列を読み出し、各対の焦点検出信号列の位相差を算出し、これらの位相差に基づき、3つの撮像素子11〜13に関するデフォーカス量Dr、Dg、Dbを算出する。
The
そして、焦点調節部35は、デフォーカス量Dr、Dg、Dbに基づいてレンズ駆動モータ36を駆動し、レンズ駆動モータ36は、撮影レンズ10のフォーカシングレンズをその光軸方向に駆動することにより焦点調節を行う。
なお、焦点調節部35は、前述のように、3つのデフォーカス量Dr、Dg、Dbの平均値に基づき焦点調節を行ってもよいし、3つのデフォーカス量Dr、Dg、Dbのうちの最も小さい値のデフォーカス量に基づき焦点調節を行ってもよいし、更には、赤色光束L1、緑色光束L2、青色光束L3のうちの最も強度が大きい光束に関するデフォーカス量に基づき焦点調節を行ってもよい。
The
As described above, the
シャッタレリーズボタンが押下されて撮影が行われると、第1〜第3の撮像素子11〜13からの画像信号R、G,Bは、画像データ生成部24へ送出され、画像データ生成部24によって3色のR、G、Bに関する被写体画像データがそれぞれ生成され、これらの被写体画像データは、バッファメモリ40に一時的に記憶される。
When shooting is performed by pressing the shutter release button, the image signals R, G, and B from the first to
画像処理部25は、バッファメモリ40に記憶された3色の被写体画像データを読み出し、第1〜第3の撮像素子11〜13において位置的に対応する画素ごとに光強度の加算処理を行い、その画素位置の最終的な色合いを決定し、画像合成して一つの被写体画像データを作成する。
また、画像処理部25は、合成された被写体画像データに対して上述した所定の処理、例えば輪郭強調や色温度調整を適宜施す。被写体画像データは、不図示の不揮発性の記録媒体、例えばメモリーカードに記録される。ディスプレイ26は、記録媒体から読み出した被写体画像データに基づく再生画像を表示する。
The
In addition, the
本実施の形態による撮像装置20、デジタルカメラによれば、以下の作用効果を奏する。
(1)第1〜第3の撮像素子11〜13のいずれにおいても、個々の画素からの電気信号を画像信号及び焦点検出信号として用いるので、撮影画面の任意の領域についてフォーカスエリアを設定することができる。
(2)撮像用画素配列の中に専用の焦点検出用画素を配置した撮像素子にあっては、その専用焦点検出画素位置における撮像信号を補間によって算出するため、撮影画像の劣化を招来する虞があるが、本発明の実施の形態の撮像素子11〜13は、各画素からの信号を画像信号及び焦点検出信号として用いるので、上述の補間処理を必要とせず、従って撮影画像の劣化を招来しない。
(3)第1〜第3の撮像素子11〜13は、構造上は全く同じ素子を使用することができるので、相互の出力バランス調整の調整幅を狭くすることができると共に、製造コストの低減を図ることができる。
(4)第1〜第3の撮像素子11〜13は、構造上は全く同じ素子であるため、製造工程、品質管理を共通化でき、製造コストの大幅な低減が可能となる。
According to the
(1) Since any of the first to
(2) In an image sensor in which a dedicated focus detection pixel is arranged in the image pickup pixel array, an image pickup signal at the position of the dedicated focus detection pixel is calculated by interpolation. However, since the
(3) Since the first to
(4) Since the first to
次に、第1の実施の形態の第1の変形例を説明する。
図4(a)、(b)、(c)はそれぞれ、第1、第2、第3の撮像素子11、12、13の画素配列を示したものである。
図4(a)、(b)に示した第1及び第2の撮像素子11、12は、隣接する一対の画素111、112が横方向に繰り返し配列されており、図3に示した第1の撮像素子の画素配列と同一である。
他方、図4(c)に示した第3の撮像素子13の画素配列は、隣接する一対の画素111、112が縦方向、即ち上下方向に繰り返し配列されている。従って、この第3の撮像素子13からの一対の焦点検出信号列は、上下方向に配列された画素列からの信号列となる。
従って、図1に示される第3の焦点検出信号生成部33は、第3の撮像素子13からの画像信号Bから、図4(c)に示された上下方向に配列された画素に対応する一対の焦点検出信号列を抽出、即ち生成する。
Next, a first modification of the first embodiment will be described.
FIGS. 4A, 4B, and 4C show pixel arrays of the first, second, and
In the first and
On the other hand, in the pixel arrangement of the
Accordingly, the third focus
以上のように、第1及び第2の撮像素子11、12は、横方向に伸びた横方向フォーカスエリアに対して焦点検出が可能であり、第3の撮像素子13は、縦方向、即ち上下方向に伸びた縦方向フォーカスエリアに対して焦点検出が可能である。
従って、この変形例にあっては、横方向フォーカスエリアと縦方向フォーカスエリアとが、ディスプレイ26及び不図示のファインダに、被写体像に重畳して表示される。
As described above, the first and
Therefore, in this modification, the horizontal focus area and the vertical focus area are displayed on the
図1のフォーカスエリア選択部27が横方向フォーカスエリアを選択した場合には、焦点検出信号生成部31、32は、第1及び第2の撮像素子11、12からの画像信号R、Gに基づき、その選択されたフォーカスエリアに対応した一対の焦点検出信号列をそれぞれ生成し、焦点検出部34がそれらの一対の焦点検出信号列に基づき位相差を算出し、この位相差に基づきデフォーカス量を算出する。
他方、図1のフォーカスエリア選択部27が縦方向フォーカスエリアを選択した場合には、焦点検出信号生成部33は、第3の撮像素子13からの画像信号Bに基づき、その選択されたフォーカスエリアに対応した一対の焦点検出信号列をそれぞれ生成し、焦点検出部34がその一対の焦点検出信号列に基づき位相差を算出し、この位相差に基づきデフォーカス量を算出する。
When the focus
On the other hand, when the focus
次に、第1の実施の形態の第2の変形例を説明する。
図5は、撮影レンズ10の光軸50に対する第1の撮像素子11及び第2の撮像素子12の位置関係を示したものである。
第1の撮像素子11と第2の撮像素子12とは、図において上下方向(X方向)及び紙面に垂直な方向(Y方向)にそれぞれ、半画素分、即ち(1/2)×画素ピッチだけ相対的にずれている。なお、第3の撮像素子13は、図5に示していないが、第1の撮像素子11と同一の位置関係である。
従って、第2の撮像素子12は、第1及び第3の撮像素子11、13に対して、画素ピッチに関して半画素分だけX方向及びY方向にずれている。
Next, a second modification of the first embodiment will be described.
FIG. 5 shows the positional relationship between the
The
Accordingly, the
このように、第2の撮像素子12を第1及び第3の撮像素子11、13に対して1/2ピッチだけX方向及びY方向に画素をずらすことにより、X方向及びY方向にそれぞれ2倍の画素数をもつことと等価となり、画像の解像度及び焦点検出精度を向上させることができる。
特に、構造上全く同じ第1〜第3の撮像素子11〜13を用いる本実施の形態では、1/2ピッチの画素ずらしを採用するメリットが大きい。
In this way, by shifting the pixels in the X direction and the Y direction by 1/2 pitch with respect to the first and
In particular, in the present embodiment using the first to
−第2の実施の形態−
図6の第2の実施の形態のデジタルカメラ2は、基本的には、図1の第1の実施の形態のデジタルカメラ1と同様であるが、カラーセンサ41と選択部42が付加されている点が異なる。従って、図1に示す構成要素と同じものには同一符号を付し、説明を省略する。
-Second Embodiment-
The
デジタルカメラ2は、カラーセンサ41は、入射光の色を感知するセンサであり、被写体からの入射光を測光してその色温度を測定する。こうして測定された測色データはバッファメモリ40に一時的に記憶される。
選択部42は、バッファメモリ40に記憶された測色データを読み出し、その測色データが被写体光の色温度が赤色、緑色、青色の何れに最も近いものを判定する。選択部42は、その判定結果に基づき、第1〜第3の焦点検出信号生成部31,32,33のいずれかの一対の焦点検出信号列を選択する。
In the
The
例えば、選択部42は、被写体の色温度が赤色であると判定した場合は、第1焦点検出信号生成部31からの一対の焦点検出信号列を、被写体の色温度が緑色であると判定した場合は、第2焦点検出信号生成部32からの一対の焦点検出信号列を、被写体の色温度が青色であると判定した場合は、第3焦点検出信号生成部33からの一対の焦点検出信号列を、それぞれ選択する。
For example, if the
焦点検出部34は、この選択された一対の焦点検出信号列に基づいて焦点検出演算を行い、デフォーカス量を算出する。焦点調節部35は、このデフォーカス量に基づいてレンズ駆動モータ36を駆動し、撮影レンズ10のフォーカシングレンズをその光軸方向に移動して焦点調節を行う。
The
本実施の形態による撮像装置20、デジタルカメラ2によれば、第1の実施の形態の撮像装置20、デジタルカメラ1と同様の作用効果を奏する。更に、カラーセンサ41と選択部42を設けているので、最も被写体の色に近い光束を受光する撮像素子からの電気信号に基づく焦点検出信号を選択することができる。これは、強度の高い色光束を用いることで、高感度の焦点検出素子を用いることと同じ効果が得られる。
According to the
上述の実施の形態は、本発明をデジタルカメラに適用したものであったが、ビデオカメラに適用することもできる。
本発明は、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されない。
In the above-described embodiment, the present invention is applied to a digital camera, but it can also be applied to a video camera.
The present invention is not limited to the embodiments described above as long as the characteristics are not impaired.
1、2:デジタルカメラ 10:撮影レンズ
11:第1の撮像素子 12:第2の撮像素子
13:第3の撮像素子 20:撮像装置
21:第1のプリズム 22:第2のプリズム
23:第3のプリズム 24:画像データ生成部
25:画像処理部 31:第1の焦点検出信号生成部
32:第2の焦点検出信号生成部 33:第3の焦点検出信号生成部
34:焦点検出部 35:焦点調節部
40:バッファメモリ 41:カラーセンサ
42:選択部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2: Digital camera 10: Shooting lens 11: 1st image sensor 12: 2nd image sensor 13: 3rd image sensor 20: Image pick-up device 21: 1st prism 22: 2nd prism 23: 2nd 3 prism 24: image data generation unit 25: image processing unit 31: first focus detection signal generation unit 32: second focus detection signal generation unit 33: third focus detection signal generation unit 34: focus detection unit 35 : Focus adjustment unit 40: Buffer memory 41: Color sensor 42: Selection unit
Claims (5)
前記3色の色光束に分解された光束のうちの前記第1の色光束とは異なる第2の色光束を受光して、第2の色信号を生成する複数の第2の画素を有する第2の撮像素子と、
前記3色の色光束に分解された光束のうちの前記第1、第2の色光束とは異なる第3の色光束を受光して、第3の色信号を生成する複数の第3の画素を有する第3の撮像素子と、
前記第1の色信号と前記第2の色信号と前記第3の色信号とから画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記第1の色信号に基づいて前記撮影光学系の焦点検出状態に関する第1の焦点検出信号を生成する第1の焦点検出信号生成手段と、
前記第2の色信号に基づいて前記撮影光学系の焦点検出状態に関する第2の焦点検出信号を生成する第2の焦点検出信号生成手段と、
前記第3の色信号に基づいて前記撮影光学系の焦点検出状態に関する第3の焦点検出信号を生成する第3の焦点検出信号生成手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。 First imaging having a plurality of first pixels that receive a first color light beam of light beams separated into three color light beams after passing through the photographing optical system and generate a first color signal Elements,
A second pixel having a plurality of second pixels that receives a second color beam different from the first color beam among the beam beams separated into the three color beam beams and generates a second color signal. Two image sensors;
A plurality of third pixels that receive a third color beam different from the first and second color beams out of the light beams separated into the three color beam beams and generate a third color signal. A third imaging device having:
Image data generating means for generating image data from the first color signal, the second color signal, and the third color signal;
First focus detection signal generating means for generating a first focus detection signal related to a focus detection state of the photographing optical system based on the first color signal;
Second focus detection signal generating means for generating a second focus detection signal related to a focus detection state of the photographing optical system based on the second color signal;
An imaging apparatus comprising: a third focus detection signal generation unit configured to generate a third focus detection signal related to a focus detection state of the photographing optical system based on the third color signal.
前記第1〜第3の焦点検出信号の少なくとも1つに基づいて前記撮影光学系の焦点を検出する焦点検出手段を更に備えることを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 1,
An imaging apparatus, further comprising a focus detection unit that detects a focus of the photographing optical system based on at least one of the first to third focus detection signals.
前記第1の撮像素子と前記第2の撮像素子とは互いに画素を1/2ピッチずらして配設されていることを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 2,
The image pickup apparatus, wherein the first image pickup element and the second image pickup element are arranged with pixels shifted by 1/2 pitch.
被写体の色を感知する色感知手段と、
前記色感知手段が感知した色に応じて、前記第1〜第3の焦点検出信号の1つを選択する焦点検出信号選択手段と、を更に備え、
前記焦点検出手段は、前記焦点検出信号選択手段により選択された焦点検出信号に基づいて前記撮影光学系の焦点を検出することを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 2,
Color sensing means for sensing the color of the subject;
A focus detection signal selection unit that selects one of the first to third focus detection signals according to the color sensed by the color sensing unit;
The imaging apparatus, wherein the focus detection unit detects a focus of the photographing optical system based on a focus detection signal selected by the focus detection signal selection unit.
撮影光学系と、
前記撮影光学系を通過した被写体光を3色の第1〜第3の色光束に分解する色分解部材と、
前記焦点検出手段によって検出された前記撮影光学系の焦点位置に基づいて前記撮影光学系の焦点調節動作を行う焦点調節手段と、を備えるデジタルカメラ。
An imaging device according to claim 2;
Photographic optics,
A color separation member that separates subject light that has passed through the photographing optical system into first to third color light beams of three colors;
A digital camera comprising: a focus adjustment unit that performs a focus adjustment operation of the imaging optical system based on a focal position of the imaging optical system detected by the focus detection unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012041431A JP5929307B2 (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Imaging device and digital camera |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012041431A JP5929307B2 (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Imaging device and digital camera |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013178341A true JP2013178341A (en) | 2013-09-09 |
JP5929307B2 JP5929307B2 (en) | 2016-06-01 |
Family
ID=49270040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012041431A Active JP5929307B2 (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Imaging device and digital camera |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5929307B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015203793A (en) * | 2014-04-15 | 2015-11-16 | キヤノン株式会社 | Image capturing device, control device, control method, program, and storage medium |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55130284A (en) * | 1979-03-30 | 1980-10-08 | Hitachi Ltd | Color solid state pickup device |
JPH0784177A (en) * | 1993-09-10 | 1995-03-31 | Canon Inc | Image pickup device |
JPH09101450A (en) * | 1995-10-05 | 1997-04-15 | Olympus Optical Co Ltd | Image pickup device |
JPH104517A (en) * | 1996-06-14 | 1998-01-06 | Canon Inc | Focus adjustment device |
JP2003032538A (en) * | 2001-07-16 | 2003-01-31 | Canon Inc | Imaging apparatus |
-
2012
- 2012-02-28 JP JP2012041431A patent/JP5929307B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55130284A (en) * | 1979-03-30 | 1980-10-08 | Hitachi Ltd | Color solid state pickup device |
JPH0784177A (en) * | 1993-09-10 | 1995-03-31 | Canon Inc | Image pickup device |
JPH09101450A (en) * | 1995-10-05 | 1997-04-15 | Olympus Optical Co Ltd | Image pickup device |
JPH104517A (en) * | 1996-06-14 | 1998-01-06 | Canon Inc | Focus adjustment device |
JP2003032538A (en) * | 2001-07-16 | 2003-01-31 | Canon Inc | Imaging apparatus |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015203793A (en) * | 2014-04-15 | 2015-11-16 | キヤノン株式会社 | Image capturing device, control device, control method, program, and storage medium |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5929307B2 (en) | 2016-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5547349B2 (en) | Digital camera | |
JP5434761B2 (en) | Imaging device and imaging apparatus | |
JP4720508B2 (en) | Imaging device and imaging apparatus | |
JP5012495B2 (en) | IMAGING ELEMENT, FOCUS DETECTION DEVICE, FOCUS ADJUSTMENT DEVICE, AND IMAGING DEVICE | |
JP5374862B2 (en) | Focus detection apparatus and imaging apparatus | |
JP4952060B2 (en) | Imaging device | |
JP6264284B2 (en) | Imaging device | |
JP2018196143A (en) | Imaging element and imaging device | |
US20150358593A1 (en) | Imaging apparatus and image sensor | |
JP4826507B2 (en) | Focus detection apparatus and imaging apparatus | |
JP4992481B2 (en) | Focus detection apparatus and imaging apparatus | |
JP5274299B2 (en) | Imaging device | |
JP5211590B2 (en) | Image sensor and focus detection apparatus | |
JP2008177903A (en) | Imaging device | |
WO2012073727A1 (en) | Imaging device and focal position detection method | |
JP6740666B2 (en) | Imaging device, focus detection device, and imaging device | |
JP2017152658A (en) | Imaging device and imaging apparatus | |
JP2006165601A (en) | Imaging apparatus and imaging element | |
JP5634614B2 (en) | Imaging device and imaging apparatus | |
JP2010243772A (en) | Imaging apparatus | |
JP5228777B2 (en) | Focus detection apparatus and imaging apparatus | |
JP5929307B2 (en) | Imaging device and digital camera | |
JP2009162845A (en) | Imaging device, focus detecting device and imaging apparatus | |
JP2018046563A (en) | Imaging element | |
JP5699573B2 (en) | Image sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150106 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150903 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150908 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151109 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160405 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160418 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5929307 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |