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公開番号2024107924
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-09
出願番号2023012126
出願日2023-01-30
発明の名称撮像装置及び監視システム
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類H04N 25/704 20230101AFI20240802BHJP(電気通信技術)
要約【課題】測距精度の低下を抑制しつつ、位相差検出画素を有する撮像素子を用いてアオリ撮影を行う。
【解決手段】2次元配列された複数の画素を有し、当該複数の画素のうち少なくとも一部の画素が位相差AFを行うための第1の光電変換部と第2の光電変換部を含む位相差検出画素とする撮像素子を有する撮像装置であって、結像光学系の主面に対して撮像素子の撮像面の角度を変更可能な機構を有し、位相差検出画素それぞれに設けられたマイクロレンズは、撮像素子の中心よりもシャインプルーフの原理に従った主面と撮像面との交点の方向に所定距離ずれた偏心中心位置に向かって偏心した構造を有することを特徴とする。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
２次元配列された複数の画素を有し、当該複数の画素のうち少なくとも一部の画素が位相差ＡＦを行うための第１の光電変換部と第２の光電変換部を含む位相差検出画素とする撮像素子を有する撮像装置であって、
結像光学系の主面に対して前記撮像素子の撮像面の角度を変更可能な機構を有し、
前記位相差検出画素それぞれに設けられたマイクロレンズは、前記撮像素子の中心よりもシャインプルーフの原理に従った前記主面と前記撮像面との交点の方向に所定距離ずれた偏心中心位置に向かって偏心した構造を有する
ことを特徴とする撮像装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記機構は、撮像素子を回動する回動機構であって、
前記回動機構による、シャインプルーフの原理に従った前記主面と前記撮像面とがなす最大角をθmaxとしたとき、
前記偏心中心位置は、θmax／２とした場合の前記第１、第２の光電変換部の感度が等しくなる位置とする
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記偏心中心位置に対しシャインプルーフの原理に従った前記主面と前記撮像面との交点から遠い側と前記交点に近い側とでは、前記遠い側のマイクロレンズは前記交点の方向に偏心し、前記近い側では前記交点から遠ざかる方向に偏心することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記マイクロレンズの偏心量の絶対値は、前記偏芯中心位置からの距離が大きくなるほど大きいことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
２次元配列された複数の画素を有し、当該複数の画素のうち少なくとも一部の画素が位相差ＡＦを行うための第１の光電変換部と第２の光電変換部を含む位相差検出画素とする撮像素子を有する撮像装置であって、
結像光学系の主面に対して前記撮像素子の撮像面の角度を変更可能な機構と、前記位相差検出画素それぞれに設けられ偏心するマイクロレンズとを有し、
前記撮像素子は、前記位相差検出画素それぞれにおける前記第１光電変換部と前記第２の光電変換部それぞれの開口サイズは、前記撮像素子上の位置に応じた大小関係となるようにし、且つ、前記撮像素子の中心よりも、シャインプルーフの原理に従った前記主面と前記撮像面との交点の方向に所定距離ずれた位置で等しい、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
前記機構は、撮像素子を回動する回動機構であって、
前記回動機構による、シャインプルーフの原理に従った前記主面と前記撮像面とがなす最大角をθmaxとしたとき、
前記所定距離ずれた位置は、θmax／２とした場合の前記第１、第２の光電変換部の感度が等しくなる位置とする
ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
２次元配列された複数の画素を有し、当該複数の画素のうち少なくとも一部の画素が位相差ＡＦを行うための第１の光電変換部と第２の光電変換部を含む位相差検出画素とする撮像素子を有する撮像装置であって、
結像光学系の主面に対して前記撮像素子の撮像面の角度を変更可能な機構を有し、
前記位相差検出画素それぞれには、
撮像素子の位置に応じて偏心するマイクロレンズを有し、
更に前記第１の光電変換部と前記第２の光電変換部それぞれには、撮像素子の位置に応じたサイズの開口率のサブマイクロレンズが設けられる
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置と、
当該撮像装置から、撮像で得た画像データを受信し、表示するクライアント装置
とを有する監視システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置及び監視システムに関するものである。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
望遠かつ比較的明るいＦ値のレンズを持つカメラの場合、一般に被写界深度は浅いものとなる。よって、このようなレンズを持つカメラで、被写体面に対して斜め方向（被写体面に対して非直交方向）からＡＦ（自動焦点）を機能させて撮影する場合、中央付近だけ合焦し、中央付近から外れる領域は合焦しない像が得られる。同じ状況で、レンズの光軸を固体撮像素子に対して傾ける、所謂アオリ撮影と呼ばれる技術を用いると、合焦する範囲を広くすることができる。
【０００３】
特許文献１は、アオリ撮影時に高速にピント合わせを実現するために、位相差検出画素を有する固体撮像素子を用い、所謂撮像面位相差ＡＦの技術を使用した撮像装置を開示している。
【０００４】
また、特許文献２は、周辺領域に位置する画素に対する入射光量の低下、所謂、周辺光量落ちを抑制するために、画素のマイクロレンズを固体撮像素子の中心側に偏心した撮像装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－７６７７７号公報
特開２０１５－２１６１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている技術によれば、アオリ角度に依存して、複数の光電変換部間で感度差が生じてしまい、測距精度が低下する。結果、ピント撮影の精度の低下、ピント合わせに係る時間が長くなるなどの問題が発生する。
【０００７】
本発明は、測距精度の低下を抑制しつつ、位相差検出画素を有する撮像素子を用いてアオリ撮影が行える技術を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するため、例えば本発明の撮像装置は以下の構成を備える。すなわち、
２次元配列された複数の画素を有し、当該複数の画素のうち少なくとも一部の画素が位相差ＡＦを行うための第１の光電変換部と第２の光電変換部を含む位相差検出画素とする撮像素子を有する撮像装置であって、
結像光学系の主面に対して前記撮像素子の撮像面の角度を変更可能な機構を有し、
前記位相差検出画素それぞれに設けられたマイクロレンズは、前記撮像素子の中心よりもシャインプルーフの原理に従った前記主面と前記撮像面との交点の方向に所定距離ずれた偏心中心位置に向かって偏心した構造を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、測距精度の低下を抑制しつつ、位相差検出画素を有する撮像素子を用いてアオリ撮影が行える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１の実施形態の撮像装置のブロック構成図。
アオリ撮影を行ったときのピント面を説明するための図。
撮像装置における固体撮像素子を示す図。
第１の実施形態の固体撮像素子中の位相差検出画素の構造を示す図。
第１の実施形態における位相差検出画素に入る光束を示す図。
第２の実施形態における位相差検出画素に入る光束を示す図。
第２の実施形態における位相差検出画素の構造を示す図。
第３の実施形態における位相差検出画素の構造を示す図。
第４の実施形態における監視システムの構成を示す図。
従来の撮像装置の位相差検出画素に入る光束を示す図。
従来の撮像装置の位相差検出画素に入る光束を示す図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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