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公開番号2025011235
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-23
出願番号2024178760,2022138985
出願日2024-10-11,2019-07-19
発明の名称撮像素子、および撮像装置
出願人株式会社ニコン
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 7/34 20210101AFI20250116BHJP(光学)
要約【課題】焦点検出精度を向上する。
【解決手段】撮像素子は、光学系を透過した光を光電変換して電荷を生成する光電変換部を有し、前記光電変換部が光を受光する幅が互いに異なることにより光を受光する面積が互いに異なり、前記光電変換部で生成された電荷に基づく焦点検出に用いる信号をそれぞれ出力する第1のAF画素対と第2のAF画素対と、像面における位置と前記光学系の射出瞳距離とに関する第1情報に基づく前記第1のAF画素対による焦点検出または前記第2のAF画素対による焦点検出の選択に応じて、前記第1のAF画素対または前記第2のAF画素対から信号を出力させる出力部と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
光学系を透過した光を光電変換して電荷を生成する光電変換部を有し、前記光電変換部が光を受光する幅が互いに異なることにより光を受光する面積が互いに異なり、前記光電変換部で生成された電荷に基づく焦点検出に用いる信号をそれぞれ出力する第１画素と第２画素と、
像面における位置と前記光学系の射出瞳距離とに関する第１情報に基づく前記第１画素による焦点検出または前記第２画素による焦点検出の選択に応じて、前記第１画素または前記第２画素から信号を出力させる出力部と、
を備える撮像素子。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
請求項１に記載の撮像素子において、
前記出力部は、前記光学系の焦点距離および撮影距離の少なくとも１方が変化すると、前記第１情報に基づく前記第１画素による焦点検出または前記第２画素による焦点検出の選択に応じて、前記第１画素または前記第２画素から信号を出力させる撮像素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の撮像素子において、
前記第１情報は、像面における位置によって変化する射出瞳距離に関する情報である撮像素子。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１情報は、像面における位置と射出瞳距離との関係を示す情報または射出瞳距離を算出するための式の係数である撮像素子。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
複数の前記第１画素と、複数の前記第２画素とを有し、
複数の前記第１画素は、前記光学系の第１の瞳領域を通過した光を受光する画素と、前記第１の瞳領域と異なる第２の瞳領域を通過した光を受光する画素とを含み、
複数の前記第２画素は、前記第１の瞳領域を通過した光を受光する画素と、前記第２の瞳領域を通過した光を受光する画素とを含む撮像素子。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１画素と前記第２画素とは前記光電変換部に入射する光を遮光する遮光部をそれぞれ有し、
前記第１画素の前記遮光部の面積と、前記第２画素の前記遮光部の面積とが互いに異なる撮像素子。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の撮像素子と、
前記撮像素子から出力された信号に基づいて画像データを生成する生成部と、を備える撮像装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子、および撮像装置に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
複数種類のＡＦ画素対から、レンズの射出瞳位置に応じたＡＦ画素対を選択して、焦点検出を行う撮像装置が知られている（特許文献１）。従来から焦点検出精度の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
日本国特開２００９－２０４９８７号公報
【発明の概要】
【０００４】
発明の第１の態様によると、撮像素子は、光学系を透過した光を光電変換して電荷を生成する光電変換部を有し、前記光電変換部が光を受光する幅が互いに異なることにより光を受光する面積が互いに異なり、前記光電変換部で生成された電荷に基づく焦点検出に用いる信号をそれぞれ出力する第１画素と第２画素と、像面における位置と前記光学系の射出瞳距離とに関する第１情報に基づく前記第１画素による焦点検出または前記第２画素による焦点検出の選択に応じて、前記第１画素または前記第２画素から信号を出力させる出力部と、を備える。
発明の第２態様によると、撮像装置は、第１の態様の撮像素子と、前記撮像素子から出力された信号に基づいて画像データを生成する生成部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
第１の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
第１の実施の形態に係る撮像装置の撮像面の焦点検出領域を示す図である。
第１の実施の形態に係る撮像装置の焦点検出領域内の画素の配置例を示す図である。
第１の実施の形態に係る撮像装置における画素の構成例を示す図である。
第１の実施の形態に係る撮像装置における中央の領域に配置される３種類のＡＦ画素対を示す断面図である。
第１の実施の形態に係る撮像装置における所定の像高位置の領域に配置される３種類のＡＦ画素対を示す断面図である。
第１の実施の形態に係る撮像装置における所定の像高位置の領域に配置される３種類のＡＦ画素対を示す断面図である。
第１の実施の形態に係る撮像装置における基準射出瞳と像高との関係を示す図である。
第１の実施の形態に係る撮像装置における交換レンズの、像高に応じて射出瞳距離が変化する種々の光学特性を示したものである。
第１の実施の形態に係る撮像装置における像高と射出瞳との関係を示す図である。
第１の実施の形態に係る撮像装置におけるフォーカス位置区間とそのフォーカス位置区間の代表光学特性曲線を近似する関数の定数項及び係数とを示す表である。
第１の実施の形態に係る撮像装置における区間とその区間の代表光学特性曲線を近似する関数の定数項及び係数とを示す表である。
第１の実施の形態に係る撮像装置における射出瞳距離に関する閾値と、第１～第３の射出瞳距離範囲と、光学特性曲線とを示す図である。
第１の実施の形態に係る撮像装置における動作を説明するフローチャートである。
第１の実施の形態に係る撮像装置における動作を説明するフローチャートである。
第１の実施の形態に係る撮像装置における動作を説明するフローチャートである。
第１の実施の形態に係る撮像装置における焦点検出画素の構成例を示す図である。
第２の実施の形態に係る撮像装置における射出瞳像が像高によって変化する様子を示すものである。
第２の実施の形態に係る撮像装置における一対の光電変換部と射出瞳像との関係を示す図である。
第２の実施の形態に係る撮像装置における焦点検出部が実行する複数の機能を機能毎にブロック化して示すブロック図である。
第２の実施の形態に係る撮像装置における動作を説明するフローチャートである。
変形例に係る撮像装置における焦点検出画素の構成例を示す図である。
変形例に係る撮像装置における焦点検出画素の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る撮像装置の一例である電子カメラ１（以下、カメラ１と称する）の構成例を示す図である。カメラ１は、カメラボディ２と交換レンズ３とにより構成される。カメラ１は、カメラボディ２と交換レンズ３とから構成されるので、カメラシステムと称することもある。
【０００７】
カメラボディ２には、交換レンズ３が取り付けられるボディ側マウント部２０１が設けられる。交換レンズ３には、カメラボディ２に取り付けられるレンズ側マウント部３０１が設けられる。レンズ側マウント部３０１及びボディ側マウント部２０１には、それぞれレンズ側接続部３０２、ボディ側接続部２０２が設けられる。レンズ側接続部３０２及びボディ側接続部２０２には、それぞれクロック信号用の端子やデータ信号用の端子、電源供給用の端子等の複数の端子が設けられている。交換レンズ３は、レンズ側マウント部３０１及びボディ側マウント部２０１により、カメラボディ２に着脱可能に装着される。
【０００８】
カメラボディ２に交換レンズ３が装着されると、ボディ側接続部２０２に設けられた端子とレンズ側接続部３０２に設けられた端子とが電気的に接続される。これにより、カメラボディ２から交換レンズ３への電力供給や、カメラボディ２及び交換レンズ３間の通信が可能となる。
【０００９】
交換レンズ３は、撮影光学系（結像光学系）３１と、レンズ制御部３２と、レンズメモリ３３とを備える。撮影光学系３１は、焦点距離を変更するズームレンズ（変倍レンズ）３１ａやフォーカスレンズ（焦点調節レンズ）３１ｂを含む複数のレンズと絞り３１ｃとを含み、撮像素子２２の撮像面２２ａに被写体像を形成する。なお、図１では、ズームレンズ３１ａとフォーカスレンズ３１ｂとを模式的に図示したが、通常の撮影光学系は、一般に多数の光学素子から構成される。
【００１０】
また、後述するように、交換レンズ３の撮影光学系３１は、その射出瞳の位置、即ち射出瞳距離が像高によって変化する光学特性を有する。換言すると、撮影光学系３１の射出瞳距離は、撮像面２２ａにおける位置、即ち、撮像面２２ａにおける撮影光学系３１の光軸ＯＡ１からの距離によって変化する。撮影光学系３１の光軸ＯＡ１は、撮像面２２ａの中心位置で、撮像面２２ａと交差する。撮影光学系３１の射出瞳距離は、撮像面２２ａの中心から距離によって変化するともいえる。ここで、射出瞳距離とは、撮影光学系３１の射出瞳と撮影光学系３１による像の像面との間の距離である。なお、撮像素子２２の撮像面２２ａは、例えば、後述する光電変換部が配置される面、またはマイクロレンズが配置される面である。
また、撮影光学系３１は、ボディ側マウント部２０１に装着される交換レンズ３の種類によって異なる。そのため、撮影光学系３１の射出瞳距離は、交換レンズ３の種類によって異なる。さらに、像高によって変化する射出瞳距離の光学特性も、交換レンズ３の種類によって異なる。
（【００１１】以降は省略されています）

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