JP5012328B2 - Image sensor position adjustment method - Google Patents
Image sensor position adjustment method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5012328B2 JP5012328B2 JP2007222288A JP2007222288A JP5012328B2 JP 5012328 B2 JP5012328 B2 JP 5012328B2 JP 2007222288 A JP2007222288 A JP 2007222288A JP 2007222288 A JP2007222288 A JP 2007222288A JP 5012328 B2 JP5012328 B2 JP 5012328B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adjustment
- pixel
- image sensor
- imaging
- adjustment method
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 58
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 123
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 80
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 73
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 33
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 19
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Description
本発明は、撮像素子の位置調整方法に関するものである。 The present invention relates to a position adjusting method of an imaging device.
撮像素子を撮像装置に組み付けるときの位置調整方法として、レーザービーム光を撮像素子に照射し、撮像面で反射したビームの位置や方向に応じて撮像面を結像面に対して位置調整する方法が知られている(特許文献1)。 As a position adjustment method when the image pickup device is assembled to the image pickup apparatus, a method of irradiating the image pickup device with a laser beam and adjusting the position of the image pickup surface with respect to the imaging surface according to the position and direction of the beam reflected on the image pickup surface Is known (Patent Document 1).
しかしながら、こうした位置調整方法は、撮像面以外の撮像素子のカバーガラスやローパスフィルタ等からの反射光の影響で、精度よく撮像素子の位置調整が行えないという問題があった。 However, such a position adjustment method has a problem that the position of the image sensor cannot be accurately adjusted due to the influence of reflected light from a cover glass or a low-pass filter of the image sensor other than the image sensing surface.
本発明が解決しようとする課題は、撮像素子の位置調整精度を高めることができる撮像素子の位置調整方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide is to provide a positioning method that an imaging device can improve the positioning accuracy of the imaging device.
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は本発明の理解を容易にするためだけのものであって本発明を限定する趣旨ではない。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, although the code | symbol corresponding to drawing which shows embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, this code | symbol is only for making an understanding of this invention easy, and is not the meaning which limits this invention.
[1]本発明に係る位置調整方法は、光束を受光して光電変換した信号を出力する撮像画素(115)が所定平面上に二次元状に複数配列された撮像素子(111)に、所定平面に対し一定方向から照射される基準光束(AB1,AB2)を受光する受光部(1162,1163)を有するとともに、撮像素子の姿勢情報を出力する調整用画素(116)とを設け、撮像素子の姿勢を、調整用画素が出力する姿勢情報に基づいて調整する位置調整方法において、
前記撮像素子上に像を結像する光学系の光軸(L)上の第1の位置(P1)に絞り開口(41)を設置し、該絞り開口を介した前記基準光束(AB1,AB2)を前記調整用画素で受光して得られる前記姿勢情報が所定となるように、前記撮像素子を前記所定平面内で移動させるステップと、
前記第1の位置(P1)とは異なる前記光軸上の第2の位置に絞り開口(41a)を設置し、該絞り開口を介した前記基準光束(AB3,AB4)を前記調整用画素で受光して得られる前記姿勢情報が所定となるように、前記第1の位置を中心にして前記撮像素子を回転させるステップと、を有することを特徴とする。
[1] In the position adjustment method according to the present invention, a predetermined number of imaging pixels (115) that receive a light beam and output a photoelectrically converted signal are arranged in a two-dimensional array on a predetermined plane. The image sensor includes a light receiving unit (1162, 1163) that receives a reference light beam (AB1, AB2) irradiated from a certain direction with respect to a plane, and an adjustment pixel (116) that outputs posture information of the image sensor. In the position adjustment method for adjusting the attitude of the image based on the attitude information output by the adjustment pixel ,
A diaphragm aperture (41) is installed at a first position (P1) on the optical axis (L) of the optical system that forms an image on the image sensor, and the reference light flux (AB1, AB2) through the diaphragm aperture. ) Is moved within the predetermined plane so that the posture information obtained by receiving light by the adjustment pixel is predetermined;
A diaphragm aperture (41a) is installed at a second position on the optical axis different from the first position (P1), and the reference luminous flux (AB3, AB4) via the diaphragm aperture is formed by the adjustment pixel. And rotating the image pickup element around the first position so that the posture information obtained by receiving light is predetermined .
上記位置調整方法において、撮像画素の配列中の対称となる位置に一対の調整用画素(116e,116f)を配置し、該一対の調整用画素のそれぞれが出力する姿勢情報の比が所定となるように、撮像素子を該撮像素子の法線方向(Y方向)に移動するステップを有するように構成することができる。 In the position adjustment method, a pair of adjustment pixels (116e, 116f) are arranged at symmetrical positions in the array of image pickup pixels, and the ratio of posture information output from each of the pair of adjustment pixels is predetermined. As described above, the image sensor can be configured to have a step of moving in the normal direction (Y direction) of the image sensor.
本発明によれば、撮像素子の位置調整精度を高めることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the position adjustment accuracy of the image sensor.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
《第1実施形態》
図1は本発明の実施形態に係るデジタルスチルカメラ1を示すブロック図である。本実施形態のカメラ1は、カメラボディ10と交換レンズ20から構成され、これらカメラボディ10と交換レンズ20はマウント部30により機械的に着脱することができる。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a block diagram showing a digital
なお説明の便宜上、同図に示すようにカメラ1を通常姿勢にしたときの光軸L方向をY軸、光軸Lに直交する軸をX軸及びZ軸とし、X軸を同図の紙面に対して垂直な軸、Z軸を同図の上下方向とする。そして、特に断らない限りZ軸方向を上下方向、X軸方向を左右方向、Y軸方向を光軸方向とも称する。
For convenience of explanation, as shown in the figure, the optical axis L direction when the
カメラボディ10は、撮像素子パッケージ110と、ボディCPU120と、液晶ビューファインダを構成する液晶表示素子130と、液晶表示素子130を観察するための接眼レンズ140と、液晶表示素子駆動回路150と、撮影画像信号を格納するメモリカード160とを備える。撮像素子パッケージ110は、位置調整機構を有するブラケット170を介してカメラボディ10に装着される。
The
撮像素子パッケージ110には、交換レンズ20の予定焦点面に調整配置される撮像素子111が内蔵されている。図2は、撮像素子パッケージ110の構造例を示す断面図である。同図に示すように、半導体チップから構成された、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなどからなる撮像素子111が、一端が開口したセラミック基板112に貼り付けられ、この開口部がカバーガラス113により封止されている。同図に示す撮像素子111の一方の主面114が撮像面となる。撮像素子パッケージ110のさらに詳細な構造は後述する。
The
ボディCPU120は、マウント部30に設けられた電気信号接点部310により後述するレンズCPU250と電気的に接続され、このレンズCPUからレンズ情報を受信するとともに、レンズCPU250へデフォーカス量などのカメラボディ情報を送信する。また、ボディCPU120は、撮像素子102からの画像信号を読み出すとともに、所定の情報処理を施して液晶表示素子130やメモリカード160に出力する。また、ボディCPU120は、画像信号の補正や交換レンズ20の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ全体の制御を司る。
The
また、ボディCPU120から液晶表示素子駆動回路150に対して制御信号が出力され、液晶表示素子駆動回路150は、この制御信号に基づいて液晶表示素子130を駆動する。これにより、使用者は接眼レンズ140を介して撮影画像を視認することができる。
Also, a control signal is output from the
一方、交換レンズ20は、レンズ210と、ズーミング用レンズ220と、フォーカシング用レンズ230と、絞り240と、レンズCPU250とを備える。
On the other hand, the
レンズCPU250は、ズーミング用レンズ220とフォーカシング用レンズ230と絞り240それぞれの状態を検出し、必要に応じて上述したボディCPU120との間で情報通信を行いながら、フォーカシング用レンズ230の駆動制御や絞り240の駆動制御を実行する。
The
次に、本実施形態に係る撮像素子111について説明する。
Next, the
図3は本実施形態に係る撮像素子111上の画素の配列を模式的に示す図である。本実施形態の撮像素子111は、複数の撮像画素115が、撮像面114の平面上に二次元的に配列され、緑色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する緑画素Gと、赤色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する赤画素Rと、青色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する青画素Bがいわゆるベイヤー配列(Bayer Arrangement)されたものである。すなわち、隣接する4つの画素群117(稠密正方格子配列)において一方の対角線上に2つの緑画素が配列され、他方の対角線上に赤画素と青画素が1つずつ配列されている。このベイヤー配列された画素群117を単位として、当該画素群117を撮像素子111の撮像面114に二次元状に繰り返し配列することで撮像素子111が構成されている。なお、単位画素群117の配列は、図示する稠密正方格子以外にも、たとえば稠密六方格子配列にすることもできる。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the arrangement of pixels on the
図4Aは、一つの撮像画素115を拡大して示す正面図である。一つの撮像画素115は、マイクロレンズ1151と、光電変換部1152と、図示しないカラーフィルタから構成され、図7の断面図に示すように、撮像素子111の半導体回路基板1111の表面に光電変換部1152が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ1151が形成されている。光電変換部1152は、マイクロレンズ1151により撮像光学系の射出瞳を通過する撮像光束を受光する形状とされている。
FIG. 4A is an enlarged front view showing one
なお、本実施形態のカラーフィルタはマイクロレンズ1151と光電変換部1152との間に設けられ、緑画素Gと赤画素Rと青画素Bのそれぞれのカラーフィルタの分光感度は、たとえば図5に示すとおりとされている。
In addition, the color filter of this embodiment is provided between the
これに対して、本実施形態の撮像素子111の中心位置であって、ベイヤー配列において最も配列密度が高い緑画素Gが配列される位置には、緑画素Gに代えて調整用画素116が配置されている。調整用画素116を配列密度が最も高い緑画素Gの位置に配列した場合の緑画素Gの欠落率は、他の画素R,Bに設けた場合の欠落率に比べて小さいので、撮像素子111で撮像した画像品質の低下度を抑制できるという利点がある。
On the other hand, the
ただし、調整用画素116は、他の画素R,Bの位置に設けることもできる。また、撮像素子111の中心位置以外にもその近傍に設けることもできる。
However, the
調整用画素116は、図4Bに拡大して示すように、マイクロレンズ1161と、一対の光電変換部1162,1163から構成され、図7の断面図に示すように、撮像素子111の半導体回路基板1111の表面に光電変換部1162,1163が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ1161が形成されている。一対の光電変換部1162,1163は同じ大きさで、かつマイクロレンズ1161の光軸に対して上下対称に配置されている。この光電変換部1162,1163は、マイクロレンズ1161により撮像光学系の射出瞳を通過する一対の調整用光束を受光する形状とされている。
4B, the
なお、調整用画素116にはカラーフィルタは設けられておらず、その分光特性は、光電変換を行うフォトダイオードの分光特性と、図示しない赤外カットフィルタの分光特性を総合したものとなっている。図6に調整用画素116の分光特性を示すが、相対感度は、図5に示す青画素B、緑画素G及び赤画素Rの各感度を加算したような分光特性とされ、また感度が現れる光波長領域は、図5に示す青画素B、緑画素G及び赤画素Rの感度の光波長領域を包摂した領域となっている。
Note that the
図7は、調整用画素116とその上下に位置する撮像画素115を示す撮像素子111の断面図であり、撮像画素115の光電変換部1152は撮像光束IBを受光する。また、調整用画素116の一方の光電変換部1162は一方の調整用光束AB1を受光する一方で、調整用画素116の他方の光電変換部1163は、マイクロレンズ1161の光軸に対して調整用光束AB1と対称となる調整用光束AB2を受光する。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
次に、撮像素子111の位置調整方法について説明する。
Next, a method for adjusting the position of the
図8は本実施形態の撮像素子パッケージ110を示す斜視図であり、撮像素子パッケージ110をカメラボディ10に組み付ける際、まず中心の位置調整が行われる。本実施形態の中心位置調整は、撮影光軸Lに一致するレーザービームを撮像素子111に投光し、このレーザービーム位置を撮像素子111の画素出力に基づいて検出する。そして、検出されたレーザービーム位置に応じて、撮像素子パッケージ110を撮影光軸Lに直交する面内において同図に示す左右方向と上下方向に位置調整する。こうして、撮像素子111の中心を交換レンズ20の撮影光軸Lに一致させる。
FIG. 8 is a perspective view showing the image
なお、以下の位置調整も同様であるが、撮像素子111のカメラボディ10に対する位置調整は、ブラケット170の位置調整機構を調整することにより行われる。
The following position adjustment is the same, but the position adjustment of the
撮像素子111の中心位置の調整が完了したら、次に撮像素子111の傾きを調整する。この傾きは、図8に示す撮影光軸Lに直交する水平軸Ax回りの傾きである。なお、撮影光軸Lに直交する垂直軸Az回りの傾きを調整する例は後述する。
When the adjustment of the center position of the
さて、図9Aは、カメラボディ10の予定焦点面FPに撮像素子111を配置し、撮像素子111の中心、すなわち本実施形態の調整用画素116が設けられた位置を撮影光軸Lに一致するように調整した後の状態を示す。この状態では、撮像素子111の撮像面114が予定焦点面FPに対して角度θだけ傾いているものとする。
9A, the
撮像素子111の傾きを調整するに際しては、撮影光軸L上に調整用絞り開口41を有する絞り筒体40をカメラボディ10の前面に装着し、同図の左側から撮像素子111に向けて照明光を照射する。
When adjusting the tilt of the
調整用絞り開口41は、撮影光軸L上に中心が位置する円形の開口であり、この円形の絞り開口41の大きさは調整用光束AB1,AB2の広がりよりも小さく設定されている。なお、絞り開口41には拡散板42が取り付けられ、これにより絞り開口41を同図の左側である前方から一様に照明する。
The
ここで、図9Aに示すように撮像素子111の撮像面114が予定焦点面FPに対して角度θだけ傾いていると、調整用光束のうち上部の調整用光束AB2は、下部の調整用光束AB1に比べて絞り開口41によって大きく制限される。図10Aは、絞り開口41が位置する平面における絞り開口41と調整用光束AB1,AB2との位置関係を撮影光軸L方向から示す図であり、絞り開口41内における調整用光束AB2の面積は、調整用光束AB1の面積より小さくなることを示している。
Here, as shown in FIG. 9A, when the
ここで、撮像素子111の中心に配置された調整用画素116の一対の光電変換部1162,1163の出力の大きさは、絞り開口41内における調整用光束AB1,AB2の面積に比例する。したがって、これら調整用光束AB1,AB2の面積比に応じた値で、下側の光電変換部1163の出力の方が上側の光電変換部1162の出力よりも小さくなる。
Here, the magnitudes of the outputs of the pair of
このことを利用して、一対の光電変換部1162,1163の出力を検出しながら、これら一対の出力が等しくなるように、または一対の光電変換部1162,1163の出力の比が1になるように、撮像素子パッケージ110を傾斜させる。これにより、予定焦点面FPに対する撮像素子111の撮像面114の傾きθをゼロに調整することができる。
By utilizing this, while detecting the outputs of the pair of
ちなみに、図9Bは、予定焦点面FPに対する撮像素子111の撮像面114の傾きθをゼロに調整した後の状態を示す図であり、図10Bは、図9Bに示す状態における絞り開口41と調整用光束AB1,AB2との位置関係を撮影光軸L方向から示す図である。図9Bに示すように撮像素子111の撮像面114の傾きθがゼロになると、図10Bに示すように絞り開口41内における調整用光束AB2の面積と調整用光束AB1の面積は等しくなる。
Incidentally, FIG. 9B is a diagram showing a state after the inclination θ of the
このように、予定焦点面FPに対する撮像素子111の撮像面114の傾きθの方向は、調整用画素116の一対の光電変換部1162,1163の出力の大小により検出することができる。また、同じく傾きの量(角度θ)は、調整用画素116の一対の光電変換部1162,1163の出力の比により検出することができる。したがって、一対の光電変換部1162,1163の出力結果に応じて撮像素子111の撮像面114の水平軸Ax回りの傾きを調整して予定焦点面FPに一致させることができる。
As described above, the direction of the inclination θ of the
なお、一対の光電変換部のうちの光電変換部1162の出力をIa、光電変換部1163の出力をIbとすると、予定焦点面FPに対する撮像面114の傾きθの方向は、Ib/Ia>1の場合には図9Aに示す傾きと同じ方向、Ib/Ia<1の場合は図9Aに示す傾きとは逆の方向であり、Ib/Ia=1の場合は傾きθ=0である。
When the output of the
また、傾きθは、θ=F(Ib/Ia)の式(ただし、関数FはIb/Iaをθに変換する関数であって、実験的又は理論的に求められる。)により求めることができる。 In addition, the inclination θ can be obtained by the equation θ = F (Ib / Ia) (where the function F is a function that converts Ib / Ia into θ and is obtained experimentally or theoretically). .
《撮像素子の他の実施形態》
図11は、本発明の他の実施形態に係る撮像素子111の調整用画素116aを示す図であり、上述した実施形態の図4Bに相当する図である。
<< Other Embodiments of Imaging Device >>
FIG. 11 is a diagram illustrating an
上述した実施形態では、調整用画素116として撮影光軸Lに対して上下対称に一対の光電変換部1162,1163を有するものを用い、図8に示す撮像素子111の水平軸Ax回りの傾きを調整したが、本実施形態では、図11に示すように調整用画素116aとして撮影光軸Lに対して左右対称に一対の光電変換部1164,1165を有するものを用い、図8に示す撮像素子111の垂直軸Az回りの傾きを調整する。
In the above-described embodiment, the
本実施形態の調整用画素116aは、マイクロレンズ1161と、一対の光電変換部1164,1165から構成され、図7に示す断面図と同様、撮像素子111の半導体回路基板1111の表面に光電変換部1164,1165が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ1161が形成されている。一対の光電変換部1164,1165は同じ大きさで、かつマイクロレンズ1161の光軸Lに対して左右対称に配置されている。この光電変換部1164,1165は、マイクロレンズ1161により撮像光学系の射出瞳を通過する一対の調整用光束を受光する形状とされている。
The
本実施形態の調整用画素116aは、図3に示す上述した調整用画素116に代えて撮像素子111の中心位置であって、緑画素Gが配列される位置に配列することができる。
The
ただし、上述した実施形態の調整用画素116を図3に示す撮像素子111の中心位置に配列し、その隣の画素を含めた近傍位置に本実施形態の調整用画素116aを配列することもできる。また逆に、本実施形態の調整用画素116aを撮像素子111の中心位置に配列し、上述した実施形態の調整用画素116をその隣の画素を含めた近傍位置に配列することもできる。
However, it is also possible to arrange the
このような調整用画素116aを用いて撮像素子111の垂直軸Az回りの傾きを調整する場合は、上述した実施形態と同様に(図9A参照)、カメラボディ10の予定焦点面FPに撮像素子111を配置し、撮像素子111の中心、すなわち本実施形態の調整用画素116aを設けた位置を撮影光軸Lに一致するように調整したのち、カメラボディ10の前面に装着された絞り筒体40の調整用絞り開口41を介して調整用光束AB1,AB2による光電変換部1164,1165の出力を検出する。このとき検出される光電変換部1164,1165の出力と垂直軸Az回りの傾きとの関係は、ちょうど上述した実施形態における光電変換部1162,1163の出力と水平軸Ax回りの傾きとの関係と同じになる。
When adjusting the inclination around the vertical axis Az of the
すなわち、予定焦点面FPに対する撮像素子111の撮像面114の垂直軸Az回りの傾きの方向は、調整用画素116aの一対の光電変換部1164,1165の出力の大小により検出することができる。また、同じく傾きの量(角度)は、調整用画素116aの一対の光電変換部1164,1165の出力の比により検出することができる。したがって、一対の光電変換部1164,1165の出力結果に応じて撮像素子111の撮像面114の垂直軸Az回りの傾きを調整して予定焦点面FPに一致させることができる。
That is, the direction of inclination around the vertical axis Az of the
なお、上述した実施形態では、一つの調整用画素116又は116aを撮像素子111の中心に配置したが、撮像素子111の中心を含む部分に複数の調整用画素116又は116aを配置し、複数の調整用画素116又は116aの出力を平均化又はそれに準ずる数学的処理を施して傾きを調整することもできる。複数の調整用画素116又は116aの出力を用いることで傾き調整の精度をより高めることができる。
In the above-described embodiment, one
《撮像素子のさらに他の実施形態》
図12は、本発明のさらに他の実施形態に係る撮像素子111上の画素の配列を模式的に示す図である。
<< Embodiment of Image Sensor >>
FIG. 12 is a diagram schematically illustrating an arrangement of pixels on an
本実施形態の撮像素子111は、複数の撮像画素115が、撮像面114の平面上に二次元的に配列され、3原色のカラーフィルタを有する画素G,R,Bがベイヤー配列されたものである。そして、上述した実施形態では、調整用画素116又は116aとして一つの画素に一対の光電変換部1162,1163又は1164,1165を有するものを用いたのに対し、本実施形態では一対の調整用画素116b,116cのそれぞれに対をなす光電変換部1166,1167を有するものを用いる。
The
図13A及び図13Bは、本実施形態の調整用画素116b,116cをそれぞれ示す図である。図13Aに示す調整用画素116bは、マイクロレンズ1161と、光電変換部1166から構成され、図7に示す断面図と同様に、撮像素子111の半導体回路基板1111の表面に光電変換部1166が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ1161が形成されている。光電変換部1166はマイクロレンズ1161の光軸に対して上下対称の位置のうちの上部に配置されている。
13A and 13B are diagrams showing the
これに対して、図13Bに示す調整用画素116bも、マイクロレンズ1161と、光電変換部1167から構成され、図7に示す断面図と同様に、撮像素子111の半導体回路基板1111の表面に光電変換部1167が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ1161が形成されている。光電変換部1167はマイクロレンズ1161の光軸に対して上下対称の位置のうちの下部に配置されている。
On the other hand, the
そして、図12に示すように、一方の調整用画素116cは撮像画素111の中心位置に配置され、他方の調整用画素116bはその上隣に配置され、撮像光学系の射出瞳を通過する一対の調整用光束をこれら一対の調整用画素116b,116cそれぞれの光電変換部1166,1167で受光する。
Then, as shown in FIG. 12, one
なお、一対の調整用画素116b,116cの撮像素子111に対する配置は、図12に示すものに限定されず、一方の調整用画素116bを撮像画素111の中心位置に配置し、他方の調整用画素116cをその下隣に配置することもできる。また、撮像素子111の中心に限定されず、中心近傍に配列することもできる。
Note that the arrangement of the pair of
このように、異なる画素で構成される一対の調整用画素116b,116cを用いても、一対の光電変換部1166,1167の出力結果に応じて撮像素子パッケージ110の撮像面114の水平軸Ax回りの傾きを調整して予定焦点面FPに一致させることができる。
As described above, even when the pair of
これに加えて、撮像素子111を構成する画素からの出力読出回路の構成がシンプルになるという利点もある。
In addition to this, there is an advantage that the configuration of the output readout circuit from the pixels constituting the
なお、図13A及び図13Bに示す調整用画素116b,116cをそれぞれ同じ方向に90度回転した調整用画素を、図12に示す撮像素子111の中心位置近傍に設けると、これら一対の調整用画素の光電変換部の出力結果に応じて、撮像素子111の撮像面114の垂直軸Az回りの傾きを調整して予定焦点面FPに一致させることができる。
Note that when the adjustment pixels obtained by rotating the
《撮像素子のさらに他の実施形態》
図14は、本発明のさらに他の実施形態に係る撮像素子111上の画素の配列を模式的に示す図である。
<< Embodiment of Image Sensor >>
FIG. 14 is a diagram schematically illustrating an arrangement of pixels on an
本実施形態の撮像素子111は、複数の撮像画素115が、撮像面114の平面上に二次元的に配列され、3原色のカラーフィルタを有する画素G,R,Bがベイヤー配列されたものである。そして、上述した実施形態では、調整用画素116又は116aを撮像素子111の中心又はその近傍に設けたのに対し、本実施形態では調整用画素116dを撮像画素115がベイヤー配列された領域の周縁部又は領域外に設けている。同図には、調整用画素116dを撮像画素115の配列領域外であって撮像素子111の左右方向の中心の下方に設けた例を示す。
The
ここで用いられる調整用画素116dは、図4B、図11又は図13A・図13Bに示す何れのタイプのものでもよい。
The
次に、本実施形態のように撮像素子111の中心及び中心近傍以外の位置に調整用画素116dを設けた場合の撮像素子111の水平軸Ax回りの傾き調整方法を説明する。
Next, an inclination adjustment method around the horizontal axis Ax of the
図15Aはカメラボディ10の予定焦点面FPに撮像素子111を配置し、撮像素子111の中心を撮影光軸Lに一致するように調整した状態を示す。この状態では、撮像素子111の撮像面114が予定焦点面FPに対して角度θだけ傾いているものとする。
FIG. 15A shows a state where the
ここで、撮像素子111の傾きを調整するに際しては、撮影光軸L上に調整用絞り開口41を有する絞り筒体40をカメラボディ10の前面に装着し、同図の左側から撮像素子111に向けて照明光を照射するが、本実施形態の撮像素子111の撮像面114と絞り開口41との距離Dは、次のように設定されている。
Here, when adjusting the tilt of the
図15Bは、予定焦点面FPに対する撮像素子111の撮像面114の傾きθがゼロに調整された状態を示す図である。この傾きθがゼロの状態において、調整用画素116dの一対の光電変換部1162,1163は、絞り開口41によって光軸Lにより等分割される一対の調整用光束AB1,AB2を受光する。絞り開口41の位置は、このような距離Dとされている。
FIG. 15B is a diagram illustrating a state in which the inclination θ of the
つまり、調整用光束AB1,AB2の対称軸AB0が絞り開口41の面で光軸Lと交わるような距離Dとされている。この距離Dは、調整用画素116dの位置、調整用画素116dのマイクロレンズ1161の光学特性および一対の光電変換部1162,1163の相対的位置関係等により一義的に定まることから予め求めておく。
That is, the distance D is such that the axis of symmetry AB0 of the adjustment light beams AB1 and AB2 intersects the optical axis L on the surface of the
そして、図15Aに示すように、撮影光軸L上に、距離Dとされた調整用絞り開口41を有する絞り筒体40をカメラボディ10の前面に装着し、同図の左側から撮像素子111に向けて照明光を照射する。図15Aに示すように撮像素子111の撮像面114が予定焦点面FPに対して角度θだけ傾いていると、調整用光束のうち上部の調整用光束AB2は、下部の調整用光束AB1に比べて絞り開口41によって大きく制限される。
Then, as shown in FIG. 15A, an
撮像素子111の左右方向中心下方であって撮像画素領域外に配置された調整用画素116dの一対の光電変換部1162,1163の出力の大きさは、絞り開口41内における調整用光束AB1,AB2の面積に比例する。したがって、一対の光電変換部1162,1163の出力を検出しながら、これら一対の出力が等しくなるように、または一対の光電変換部1162,1163の出力の比が1になるように、撮像素子111を傾斜させる。これにより、図15Bに示すように、予定焦点面FPに対する撮像素子111の撮像面114の傾きθをゼロに調整することができる。
The magnitudes of the outputs of the pair of
なお、撮像素子111を垂直軸Az回りの傾きを調整する場合は、図11に示す調整用画素116aを用いる。
Note that when adjusting the inclination of the
本実施形態のように調整用画素116dを撮像画素115が配列された領域外に設けると、撮影に際して撮像画素115を全て用いることができるので撮影画像の品質がより高くなる。また、撮像画素115が配列された領域の周縁部に調整用画素116dを設けた場合でも、撮影画像の主要な部分においては撮像画素115をフルに用いることができるので撮影画像品質がより向上することになる。
If the
《位置調整方法の他の実施形態》
図9A及び図9Bに示す実施形態では、撮像素子111の撮像面114の傾きθを調整するにあたり、その前処理として、撮影光軸Lに一致するレーザービームを撮像素子111に投光し、このレーザービーム位置を撮像素子111の画素出力に基づいて検出することで、撮像素子111の中心を撮影光軸Lに一致させた。しかしながら、本実施形態の調整用画素116の出力を用いれば、レーザービーム等を用いることなく撮像素子111の中心位置を光軸Lに合わせることができる。
<< Other Embodiments of Position Adjustment Method >>
In the embodiment shown in FIG. 9A and FIG. 9B, when adjusting the inclination θ of the
図16A〜図16Cは、調整用画素116を用いた中心位置調整方法を説明するための図であり、図16Aは調整前、図16Bは調整途中、図16Cは調整後の状態をそれぞれ示す図である。
16A to 16C are diagrams for explaining a center position adjustment method using the
本実施形態では、図3に示す撮像素子111を有する撮像素子パッケージ110を用いた例で位置調整方法を説明するが、同じ原理で図12や図14に示す撮像素子111を有する撮像素子パッケージ110も同様に適用できる。
In the present embodiment, the position adjustment method will be described using an example in which the image
また、図3に示す撮像素子111を用いて撮像素子パッケージ110の上下方向(Z軸方向)の中心位置を合わせる方法について説明するが、撮像素子111の左右方向(X軸方向)の中心位置は図11に示す調整用画素116aを撮像素子111に設けることで同様の手法で調整することができる。
Further, a method of aligning the center position in the vertical direction (Z-axis direction) of the
まず、図16Aに示すようにカメラボディ10の予定焦点面FPに撮像素子111を配置し、撮影光軸L上に調整用絞り開口41を有する絞り筒体40をカメラボディ10の前面に装着し、同図の左側から撮像素子111に向けて照明光を照射する。この状態では、撮像素子111の中心は撮影光軸Lに一致せず、また撮像素子111の撮像面114が予定焦点面FPに対して角度θだけ傾いているものとする。
First, as shown in FIG. 16A, the
この状態で、絞り開口41により制限された一対の調整用光束AB1,AB2による調整用画素116の一対の光電変換部1162,1163の出力を検出する。同図に示す例では、調整用光束AB1が調整用光束AB2に比べて大きく制限されているので、これに相関して光電変換部1163の出力が光電変換部1162の出力より大きくなる。ここで、光電変換部1162,1163の出力比が1に(出力値が等しく)なるように、撮像素子パッケージ110を予定焦点面FP内で平行移動させる。
In this state, the outputs of the pair of
この状態を図16Bに示すが、一対の光電変換部1162,1163の出力比が1になると、絞り開口41の面における調整用光束AB1,AB2の面積比が1になるので、同図に示すように調整用光束AB1,AB2の対称軸AB0が絞り開口41の面において撮影光軸Lと交わることになる。この交点をP1とする。
This state is shown in FIG. 16B. When the output ratio of the pair of
次に、絞り筒体40をカメラボディ10から取り外し、これに代えて、図16Cに示すように、絞り開口41とは異なる光軸L上の任意位置(撮像面114と絞り開口41aとの距離がD2)に調整用絞り開口41aを有する絞り筒体40aを装着する。この調整用絞り開口41aは、絞り開口41と同様に、撮影光軸L上に中心が位置する円形の開口であり、この円形の絞り開口41aの大きさは調整用光束AB3,AB4の広がりよりも小さく設定されている。なお、絞り開口41aには拡散板42aが取り付けられ、これにより絞り開口41aを同図の左側である前方から一様に照明する。
Next, the
そして、図16Cに示すように、撮像素子111の一対の光電変換部1162,1163の出力を検出し、この一対の出力比が1に(出力値が等しく)なるように、点P1を中心にして撮像素子パッケージ110を、予定焦点面FPと直行する面内で半径をR1として回転させる。予定焦点面FPと直交する面とは撮影光軸Lを含む同図の描写面(図面の紙面自体)である。
Then, as shown in FIG. 16C, the outputs of the pair of
これにより、撮像素子111の中心が予定焦点面FPの中心に一致すると同時に、撮像素子111の撮像面114の予定焦点面FPに対する傾きθもゼロとなる。
As a result, the center of the
本実施形態によれば、レーザービーム等の照射装置を用いることなく撮像素子111の中心位置を調整することができるので、位置調整装置をより簡素化することができる。
According to the present embodiment, since the center position of the
なお、図14に示す撮像素子111を用いて上述した中心位置調整を行う場合には、図16Aに示す調整用絞り開口41の距離D1と図16Cに示す調整用絞り開口41aの距離D2のそれぞれを予め求めておけばよい。
When the above-described center position adjustment is performed using the
《位置調整方法のさらに他の実施形態》
上述した実施形態では、撮像素子111の予定焦点面FPに対する傾きと中心位置を調整したが、調整用画素を用いて予定焦点面FPに対する撮影光軸L方向の位置を調整することもできる。
<< Embodiment of Position Adjustment Method >>
In the embodiment described above, the inclination and the center position of the
図17Aは、本発明のさらに他の実施形態に係る撮像素子パッケージの位置調整方法を説明するための図、図17Bは本実施形態に係る撮像素子の画素の配列を模式的に示す正面図である。 FIG. 17A is a diagram for explaining a method for adjusting the position of an image sensor package according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 17B is a front view schematically showing the arrangement of pixels of the image sensor according to this embodiment. is there.
図17Bに示すように、本実施形態の撮像素子111は、複数の撮像画素115が、撮像面114の平面上に二次元的に配列され、3原色のカラーフィルタを有する画素G,R,Bがベイヤー配列されたものである。そして、本実施形態では撮像画素115がベイヤー配列された領域の左右方向の中心であって、上下方向に対称な位置に一対の調整用画素116e,116fを設ける。同図に、一対の調整用画素116e,116fを撮像素子111の左右中心であって上端縁と下端縁に設けた例を示す。
As shown in FIG. 17B, the
ここで用いられる調整用画素116e,116fは、図4B,図13A・図13B又は図11に示す何れのタイプのものでもよい。ただし、図11に示す調整用画素116aを用いる場合には、調整用画素116e,116fの位置を、たとえば撮像素子111の上下方向の中心であって左右方向に対称な位置に配置する。
The
次に、本実施形態の調整用画素116e,116fを用いて撮像素子111の光軸L方向の位置を調整する方法を説明する。
Next, a method for adjusting the position of the
図17Aは、カメラボディ10に撮像素子パッケージ110を装着し、事前に撮像素子111の中心を撮影光軸Lに一致させるとともに、予定焦点面FPに対する撮像素子111の撮像面114の傾きをゼロに前処理した状態を示す。この状態では、撮像素子111の撮像面114が予定焦点面FPに対して光軸L方向に距離dだけずれているものとする。
17A, the
ここで、撮像素子111の光軸方向の位置を調整するに際しては、撮影光軸L上に調整用絞り開口41を有する絞り筒体40をカメラボディ10の前面に装着し、同図の左側から撮像素子111に向けて照明光を照射するが、本実施形態の撮像素子111の撮像面114と絞り開口41との距離Dは、次のように設定されている。
Here, when adjusting the position of the
すなわち、予定焦点面FPに対する撮像素子111の撮像面114の位置ずれ量dがゼロに調整された状態において、調整用画素116eの一対の光電変換部1162,1163が絞り開口41によって光軸Lにより等分割される一対の調整用光束AB1,AB2を受光する、そのような距離Dとされている。つまり、調整用光束AB1,AB2の対称軸AB0−1が絞り開口41の面で光軸Lと交わるような距離Dとされている。同様に、調整用画素116fの一対の光電変換部1162,1163が絞り開口41によって光軸Lにより等分割される一対の調整用光束AB3,AB4を受光する、そのような距離Dとされている。つまり、調整用光束AB3,AB4の対称軸AB0−2が絞り開口41の面で光軸Lと交わるような距離Dとされている。
That is, in a state in which the positional deviation amount d of the
この距離Dは、調整用画素116e,116fの位置、調整用画素116e,116fのマイクロレンズ1161の光学特性および一対の光電変換部1162,1163の相対的位置関係等により一義的に定まることから、予め求めておく。
This distance D is uniquely determined by the positions of the
そして、図17Aに示すように、撮影光軸L上に、距離Dをもって調整用絞り開口41を有する絞り筒体40をカメラボディ10の前面に装着し、同図の左側から撮像素子111に向けて照明光を照射する。
Then, as shown in FIG. 17A, a
このときの調整用画素116eの一対の光電変換部1162,1163からの出力比が1及び/又は調整用画素116fの一対の光電変換部1162,1163からの出力比が1になるように、撮像素子パッケージ110を光軸L方向の何れかへ移動させる。これにより、予定焦点面FPに対する撮像素子111の撮像面114の位置をゼロに調整することができる。
Imaging is performed such that the output ratio of the
なお、調整用画素116e,116fを何れか一方のみ配置し、同様の手順で撮像素子111の光軸L方向の位置を調整することもできる。
It is also possible to arrange only one of the
《撮像素子及び位置調整方法のさらに他の実施形態》
ところで、上述した実施形態では、撮影光学系の予定焦点面FPに撮像素子111の撮像面114が一致するように位置調整すると、調整用画素116は光軸Lについて対称な一対の調整用光束AB1,AB2を受光することを前提として説明した。
<< Embodiment of Image Sensor and Position Adjustment Method >>
By the way, in the above-described embodiment, when the position is adjusted so that the
しかしながら、撮像素子111の製造誤差が原因となって、図18に示すように調整用光束AB1,AB2の対称軸AB0と光軸Lとには角度誤差ΔQが生じることがある。そこで、撮像素子毎に角度誤差ΔQを事前に計測しておき、既述した位置調整を行う際にこの計測された角度誤差ΔQによる影響を補正することもできる。
However, due to a manufacturing error of the
たとえば、撮像素子111の撮像面114の傾きを調整する場合、調整用画素116の出力比に応じた傾き角度を既述した手順で求め、この傾きがゼロではなく角度誤差ΔQとなるように撮像素子パッケージ111の撮像面114の傾きを調整する。これにより、さらに高精度で撮像面114を予定焦点面FPに一致させることができる。
For example, when the inclination of the
こうした撮像面114等の角度誤差ΔQは、撮像素子パッケージ110のパッケージング工程の前、たとえば半導体ウェーハの状態又はこれをダイシングした半導体チップの状態で、撮像素子111の面を基準にして計測すると高精度に計測することができる。たとえば、撮像素子111の表面を基準面に押し当てた状態で図9A,図9Bに示すものと同様な構成で絞り開口41を通過する一対の調整用光束AB1,AB2に応じた一対の出力比Ib/Iaを計測し、この出力比に応じた角度データを角度誤差ΔQとすることができる。
Such an angle error ΔQ of the
また、こうして得られた角度誤差ΔQのデータは、撮像素子111そのものに記憶させておくこともできる。図19は撮像素子111を拡大して示す図であり、本実施形態の撮像素子111は、既述した撮像画素115や調整用画素116とこれを駆動する駆動用回路が造り込まれた撮像回路117と、EEPROMなどの不揮発性メモリ118とを有し、この不揮発性メモリ118に角度誤差ΔQを記憶させる。
Further, the data of the angle error ΔQ obtained in this way can be stored in the
これにより、撮像素子111として位置調整を行う際に、その撮像素子111固有の角度誤差ΔQを読み出すことができるので、別途に角度誤差のペアリング作業を行う必要がなく管理が容易で、しかも誤って別の撮像素子の角度誤差を用いてしまうおそれもない。
As a result, when position adjustment is performed as the
なお、不揮発性メモリ118に記憶させる誤差として、上記誤差ΔQに代えて調整用画素116の設計値に対する誤差とすることもできる。
Note that the error stored in the
《位置調整方法のさらに他の実施形態》
以上の説明においては、撮像素子111の撮像面114が予定焦点面FPに正確に位置調整された場合に、所定面において光軸Lに対して対称な領域を通過する一対の調整用光束AB1,AB2を、調整用画素116が受光するものとした。
<< Embodiment of Position Adjustment Method >>
In the above description, when the
しかしながら、特定された位置であれば光軸L以外の位置に対して対称な領域を通過する一対の調整用光束を用いて撮像素子の位置調整を行うことも可能である。この場合には、特定された位置に対して対称となる絞り開口を有する絞り筒体を用い、一対の調整用光束に対応する調整用画素の一対の出力が等しくなるように予定焦点面に対して撮像面を調整する。 However, it is also possible to adjust the position of the image sensor using a pair of adjustment light beams that pass through a region symmetric with respect to a position other than the optical axis L at the specified position. In this case, a diaphragm cylinder having a diaphragm aperture that is symmetric with respect to the specified position is used, and the pair of outputs of the adjustment pixels corresponding to the pair of adjustment light beams are equal to the planned focal plane. Adjust the imaging surface.
《撮像素子のさらに他の実施形態》
以上の説明においては、撮像素子111に設けられる調整用画素116,116a〜116fを、撮像素子パッケージ110をカメラボディ10に組み付ける際の位置調整に用いた。しかしながら、この調整用画素は、デジタルスチルカメラ1として使用する場合の焦点検出用画素として兼用することもできる。
<< Embodiment of Image Sensor >>
In the above description, the
図20は、本発明のさらに他の実施形態に係る撮像素子111の画素配列を模式的に示す正面図、図21は図20のXXI部を拡大して示す正面図である。図20では便宜的に図21のような画素の表示を省略する。
FIG. 20 is a front view schematically showing a pixel arrangement of an
本実施形態の撮像画素111は、複数の撮像画素115が、撮像面114を構成する平面上に二次元的に配列され、緑色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する緑画素Gと、赤色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する赤画素Rと、青色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する青画素Bがいわゆるベイヤー配列されたものである。
The
また、撮像面114を構成する平面上には、既述した調整用画素116が複数並列された調節用画素列116A〜116Eが配列されている。撮像素子111の中心を含む領域には調整用画素列116A、その上下の領域には調整用画素列116B,116C、その左右の領域には調整用画素列116D,116Eが配列されている。一つの画素列は、図21に示すようにたとえば複数の調整用画素116を一列に配置したものである。
Further,
これら複数の調整用画素列116A〜116Eは、たとえば使用者の手動操作によって所望の画素列を選択することができ、選択された調整用画素列により撮像光学系の焦点調節状態が検出される。
For the plurality of
次に、上述した調整用画素列116A〜116Eの出力に基づいて焦点を調節する、いわゆる瞳分割位相差検出方式について説明する。
Next, a so-called pupil division phase difference detection method for adjusting the focus based on the outputs of the
図22は、図21のXXII-XXII線に沿う断面図であり、撮影光軸L上に配置された調整用画素116−1と、これに隣接する調整用画素116−2が、射出瞳260の測距瞳261,262から照射される光束AB1-1,AB2−1,AB2−1,AB2−2を受光することを示す。ただし、その他の調整用画素についても、一対の光電変換部は一対の測距瞳261,262から照射される一対の光束を受光する。
FIG. 22 is a cross-sectional view taken along the line XXII-XXII in FIG. 21, and the adjustment pixel 116-1 arranged on the photographing optical axis L and the adjustment pixel 116-2 adjacent thereto are formed by the
ここで、射出瞳260とは、交換レンズ20の予定焦点面に配置された調整用画素116のマイクロレンズ1161の前方D3の位置に設定された像である。距離D3は、マイクロレンズの曲率、屈折率、マイクロレンズと光電変換部との距離などに応じて一義的に決まる値であって、この距離D3を測距瞳距離と称する。また、測距瞳261,262とは、調整用画素116のマイクロレンズ1161により投影された光電変換部1162,1163の像をいう。
Here, the
なお、同図において調整用画素116−1,116−2の配列方向は一対の測距瞳261,262の並び方向と一致している。
In the figure, the arrangement direction of the adjustment pixels 116-1 and 116-2 coincides with the arrangement direction of the pair of
調整用画素116のマイクロレンズ1161−1,1161−2は、交換レンズ20の予定焦点面近傍に配置されており、光軸L上に配置されたマイクロレンズ1161−1により、その背後に配置された一対の光電変換部1162−1,1163−1の形状が測距瞳距離D3だけ離れた射出瞳206上に投影され、その投影形状は測距瞳261,262を形成する。
The microlenses 1161-1 and 1161-2 of the
同様に、光軸L上から離間して配置されたマイクロレンズ1161−2により、その背後に配置された一対の光電変換部1162−2,1163−2の形状が測距瞳距離D3だけ離れた射出瞳206上に投影され、その投影形状は測距瞳261,262を形成する。
Similarly, the shape of the pair of photoelectric conversion units 1162-2 and 1163-2 disposed behind the microlens 1161-2 disposed away from the optical axis L is separated by the distance measuring pupil distance D3. The projected image is projected onto the exit pupil 206, and the projection shape forms
すなわち、測距瞳距離D3にある射出瞳260上で、各調整用画素116の光電変換部1162,1163の投影形状(測距瞳261,262)が一致するように各画素116の投影方向が決定されている。
That is, on the
なお、調整用画素116−1の光電変換部1162−1は、一方の測距瞳261を通過しマイクロレンズ1161−1に向かう一方の焦点検出光束AB1−1により、マイクロレンズ1161−1上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。これに対して、光電変換部1163−1は、他方の測距瞳262を通過しマイクロレンズ1161−1に向かう他方の焦点検出光束AB2−1により、マイクロレンズ1161−1上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
Note that the photoelectric conversion unit 1162-1 of the adjustment pixel 116-1 is placed on the microlens 1161-1 by one focus detection light beam AB1-1 that passes through one
同様に、調整用画素116−2の光電変換部1162−2は、一方の測距瞳261を通過しマイクロレンズ1161−2に向かう一方の焦点検出光束AB1−2により、マイクロレンズ1161−2上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。これに対して、光電変換部1163−2は、他方の測距瞳262を通過しマイクロレンズ1161−2に向かう他方の焦点検出光束AB2−2により、マイクロレンズ1161−2上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
Similarly, the photoelectric conversion unit 1162-2 of the adjustment pixel 116-2 passes through one
以上の調整用画素116を、図21に示すように直線状に複数配置し、各調整用画素116の一対の光電変換部1162,1163の出力を、測距瞳261と測距瞳262のそれぞれに対応した出力グループにまとめることにより、測距瞳261と測距瞳262のそれぞれを通過する焦点検出光束AB1,AB2が調整用画素列上に形成する一対の像の強度分布に関するデータが得られる。この強度分布データに対し、相関演算処理又は位相差検出処理などの像ズレ検出演算処理を施すことにより、いわゆる瞳分割位相差検出方式による像ズレ量を検出することができる。
A plurality of the
そして、得られた像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔に応じた変換演算を施すことにより、予定焦点面に対する現在の焦点面(予定焦点面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出位置における焦点面をいう。)の偏差、すなわちデフォーカス量を求めることができる。 Then, a conversion calculation is performed on the obtained image shift amount according to the center-of-gravity interval of the pair of distance measuring pupils, thereby obtaining a current focal plane with respect to the planned focal plane (the focal point corresponding to the position of the microlens array on the planned focal plane) The deviation of the focal plane at the detection position, that is, the defocus amount can be obtained.
以上の焦点調節状態の検出ステップを含む本実施形態に係るカメラ1の動作例について説明する。図23は本実施形態のデジタルスチルカメラ1の動作例を示すフローチャートである。
An operation example of the
まず、ステップS100でカメラ1の電源がONされると、ステップS110にて撮像素子111の露光制御が実行される。
First, when the
次いで、ステップS120にて撮像画素115と調整用画素116からデータを読み出し、撮像画素115の画像データを液晶表示素子130に表示させる。なお、焦点の検出にどの調整用画素列116A〜116Eを選択するかは予め使用者等により設定されている。
Next, in step S120, data is read from the
次いで、ステップS130にて設定された調整用画素列116A〜116Eに対応した一対の像データに基づいて調整用画素116の出力を読み出し、上述した瞳分割位相差検出方式により像ズレ量を演算し、さらに光学系のデフォーカス量を算出する。
Next, the output of the
次いで、ステップS140にて、算出されたデフォーカス量の絶対値が所定値以内であるか否か、すなわち合焦位置の近傍にあるか否かを判断する。 Next, in step S140, it is determined whether or not the calculated absolute value of the defocus amount is within a predetermined value, that is, whether or not it is in the vicinity of the in-focus position.
そして、ステップS140の判断の結果、現在のフォーカシング用レンズ230の位置が合焦位置の近傍にあるときはステップS160へ進んで使用者によるシャッターリレーズ操作を待機する。
If the result of the determination in step S140 is that the current position of the focusing
これに対してステップS140の判断の結果、現在のフォーカシング用レンズ230の位置が合焦位置から所定値以上離れているときは、レンズCPU250へ算出されたデフォーカス量を送出し、フォーカシング用レンズ230を駆動したのちステップS100へ戻り、ステップS100〜ステップS140の動作を繰り返す。
On the other hand, as a result of the determination in step S140, when the current position of the focusing
なお、図示はしないが、ステップS140による判断結果が焦点検出不能であるときは、レンズCPU250にスキャン駆動命令を送出し、フォーカシング用レンズ230を無限端と至近端との間でスキャン駆動させたのちステップS100へ戻り、再びステップS100〜ステップS140の動作を繰り返す。
Although not shown, when the result of determination in step S140 is that focus detection is impossible, a scan drive command is sent to the
ステップS160にて使用者によるシャッターリレーズの入力が確認されたら、ステップS170にて撮像素子111の露光制御を実行し、撮像画素115と調整用画素116の画像データを読み出す。
When the shutter relays input by the user is confirmed in step S160, exposure control of the
そして、ステップS180では、調整用画素列116A〜116Eの各画素位置における画素データを、調整用画素116の画像データと周囲の撮像画素115の画像データとに基づいて補間演算する。これは、調整用画素116はカラーフィルタが設けられていない画素であるためそのまま画像データが使用できないからである。
In step S180, the pixel data at each pixel position in the
最後に、撮像画素115の画像データ及び補間された画像データからなる画像データをメモリカード160に保存したのち、ステップS100へ戻って以上の動作を繰り返す。
Finally, after storing the image data of the
本実施形態では、撮像素子パッケージ110の組み立て時において用いた調整用画素116を焦点検出用画素としても兼用することができるので、別途専用の調整用画素116を撮像素子111に設ける必要がない。
In the present embodiment, the
なお、上述した実施形態では調整用画素116にカラーフィルタを設けてないが、調整用画素116を配置した位置に相当する撮像画素115の色のカラーフィルタを設けることもできる。この場合は、補間演算することなく、調整用画素116の出力をそのまま画像データとして用いることができる。
In the above-described embodiment, the
1…デジタルスチルカメラ;10…カメラボディ;20…交換レンズ
110…撮像素子パッケージ;111…撮像素子;114…撮像面
115…撮像画素;116,116a〜116f…調整用画素
1161…マイクロレンズ;1162〜1167…光電変換部
230…フォーカシング用レンズ
L…光軸;FP…予定焦点面
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記撮像素子上に像を結像する光学系の光軸上の第1の位置に絞り開口を設置し、該絞り開口を介した前記基準光束を前記調整用画素で受光して得られる前記姿勢情報が所定となるように、前記撮像素子を前記所定平面内で移動させるステップと、
前記第1の位置とは異なる前記光軸上の第2の位置に絞り開口を設置し、該絞り開口を介した前記基準光束を前記調整用画素で受光して得られる前記姿勢情報が所定となるように、前記第1の位置を中心にして前記撮像素子を回転させるステップと、を有することを特徴とする位置調整方法。 A light receiving unit that receives a reference light beam irradiated from a predetermined direction to the predetermined plane is provided on an imaging element in which a plurality of imaging pixels that receive a light beam and output a photoelectrically converted signal are arranged two-dimensionally on a predetermined plane. And a position adjusting method for adjusting the posture of the image sensor based on the posture information output by the adjustment pixel, and an adjustment pixel that outputs posture information of the image sensor .
The posture obtained by installing a stop aperture at a first position on the optical axis of an optical system that forms an image on the image sensor, and receiving the reference light flux through the stop aperture by the adjustment pixel. Moving the image sensor within the predetermined plane so that information is predetermined;
An aperture opening is installed at a second position on the optical axis different from the first position, and the posture information obtained by receiving the reference light flux through the aperture opening with the adjustment pixel is predetermined. And a step of rotating the image sensor about the first position.
前記撮像画素の配列中の対称となる位置に一対の前記調整用画素を配置し、
該一対の調整用画素のそれぞれが出力する前記姿勢情報の比が所定となるように、前記撮像素子を該撮像素子の法線方向に移動するステップを有することを特徴とする位置調整方法。 The position adjustment method according to claim 1,
A pair of the adjustment pixels are arranged at symmetrical positions in the array of the imaging pixels,
A position adjustment method comprising a step of moving the image sensor in a normal direction of the image sensor so that a ratio of the posture information output by each of the pair of adjustment pixels is predetermined.
前記調整用画素は、前記撮像画素の配列された領域外に配置されていることを特徴とする位置調整方法。 In the position adjustment method according to claim 1 or 2 ,
The position adjustment method , wherein the adjustment pixels are arranged outside an area where the imaging pixels are arranged.
前記調整用画素は、前記撮像画素の配列された領域のほぼ中心に配置されていることを特徴とする位置調整方法。 In the position adjustment method according to claim 1 or 2 ,
The position adjustment method , wherein the adjustment pixel is disposed substantially at the center of an area where the imaging pixels are arranged.
前記調整用画素は、前記撮像画素の配列された領域の周縁部に配置されていることを特徴とする位置調整方法。 In the position adjustment method according to claim 1 or 2 ,
The position adjustment method , wherein the adjustment pixels are arranged in a peripheral portion of an area where the imaging pixels are arranged.
前記調整用画素は、前記受光部として一対の光電変換部を備えていることを特徴とする位置調整方法。 In the position adjustment method according to any one of claims 1 to 5 ,
The position adjustment method , wherein the adjustment pixel includes a pair of photoelectric conversion units as the light receiving unit.
前記調整用画素は、第1の光電変換部を有する第1の調整用画素と、前記第1の光電変換部と対を成す第2の光電変換部を有する第2の調整用画素を含むことを特徴とする位置調整方法。 In the position adjustment method according to any one of claims 1 to 5 ,
The adjustment pixel includes a first adjustment pixel having a first photoelectric conversion unit and a second adjustment pixel having a second photoelectric conversion unit paired with the first photoelectric conversion unit. The position adjustment method characterized by this.
前記撮像素子を前記基準光束に対して位置決めした場合の前記姿勢情報の誤差を格納する記憶手段をさらに備えていることを特徴とする位置調整方法。 In the position adjustment method according to any one of claims 1 to 7 ,
A position adjustment method , further comprising storage means for storing an error in the posture information when the image sensor is positioned with respect to the reference light beam.
異なる分光感度特性を有する複数の前記撮像画素が所定配列に従って配列され、
前記調整用画素は、前記配列のうち、最も配列密度の高い分光感度特性を有する撮像画素に相当する位置に配置されていることを特徴とする位置調整方法。 In the position adjustment method according to any one of claims 1 to 8 ,
A plurality of the imaging pixels having different spectral sensitivity characteristics are arranged according to a predetermined arrangement,
The position adjustment method , wherein the adjustment pixel is arranged at a position corresponding to an imaging pixel having the highest spectral density characteristic in the array.
前記撮像素子は、前記光学系の瞳の異なる領域からの光を受光する光電変換部を有し前記光学系の焦点検出状態を検出する焦点検出画素を備え、The imaging device includes a photoelectric conversion unit that receives light from different regions of the pupil of the optical system, and includes a focus detection pixel that detects a focus detection state of the optical system,
前記姿勢情報として前記焦点検出画素の出力情報が用いられることを特徴とする位置調整方法。The position adjustment method characterized in that output information of the focus detection pixel is used as the posture information.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007222288A JP5012328B2 (en) | 2007-08-29 | 2007-08-29 | Image sensor position adjustment method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007222288A JP5012328B2 (en) | 2007-08-29 | 2007-08-29 | Image sensor position adjustment method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009055514A JP2009055514A (en) | 2009-03-12 |
JP5012328B2 true JP5012328B2 (en) | 2012-08-29 |
Family
ID=40506139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007222288A Expired - Fee Related JP5012328B2 (en) | 2007-08-29 | 2007-08-29 | Image sensor position adjustment method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5012328B2 (en) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01216306A (en) * | 1988-02-24 | 1989-08-30 | Canon Inc | Focus detecting device having image pickup means |
JP3592147B2 (en) * | 1998-08-20 | 2004-11-24 | キヤノン株式会社 | Solid-state imaging device |
JP2007093495A (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Olympus Corp | Imaging device and optical apparatus measuring device |
-
2007
- 2007-08-29 JP JP2007222288A patent/JP5012328B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009055514A (en) | 2009-03-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5169499B2 (en) | Imaging device and imaging apparatus | |
JP4946059B2 (en) | Imaging device | |
JP4961993B2 (en) | Imaging device, focus detection device, and imaging device | |
JP5375010B2 (en) | Imaging device | |
JP5159700B2 (en) | Optical apparatus and focus detection method | |
JP4551708B2 (en) | Imaging device | |
JP5404693B2 (en) | IMAGING ELEMENT, IMAGING DEVICE HAVING THE SAME, AND CAMERA SYSTEM | |
JP5029334B2 (en) | Manufacturing method of imaging apparatus | |
JP2007121896A (en) | Focus detector and optical system | |
US20110134310A1 (en) | Image capturing apparatus and method and program for controlling same | |
WO2008032820A1 (en) | Imaging element and imaging device | |
JP4983271B2 (en) | Imaging device | |
JP2009175528A (en) | Focus-adjusting apparatus and imaging apparatus | |
JP5256675B2 (en) | Imaging device | |
WO2009104417A1 (en) | Image pickup device | |
JP4858179B2 (en) | Focus detection apparatus and imaging apparatus | |
JP5380857B2 (en) | Focus detection apparatus and imaging apparatus | |
US7847226B2 (en) | Focus detection device and method with honeycomb lens array and imaging device | |
JP5381646B2 (en) | Imaging device | |
JP5800573B2 (en) | Imaging apparatus, camera system, and focus detection method | |
JP6854619B2 (en) | Focus detection device and method, imaging device, lens unit and imaging system | |
JP2006071950A (en) | Optical equipment | |
JP5012328B2 (en) | Image sensor position adjustment method | |
JP5610005B2 (en) | Imaging device | |
JP2009081522A (en) | Imaging apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100723 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120206 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120214 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120409 |
|
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: 20120508 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120521 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150615 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5012328 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150615 Year of fee payment: 3 |
|
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 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |