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公開番号2025015697
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2024199784,2022146056
出願日2024-11-15,2016-05-31
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H04N 25/70 20230101AFI20250123BHJP(電気通信技術)
要約【課題】大デフォーカス時にも焦点検出を行うことが可能な撮像素子を提供する。
【解決手段】撮像素子は、結像光学系を透過した光を受光して焦点検出に用いる信号を出力する複数の第1画素を有する複数の第1画素列と、結像光学系を透過した光を受光して焦点検出に用いる信号を出力する複数の第2画素を有する複数の第2画素列と、結像光学系の射出瞳位置に関する情報に基づいて第1画素列および第2画素列のいずれか一方を選択する回路と、を備え、第1画素は、遮光部の第1位置に設けられた開口部を介した光を受光し、第2画素は、遮光部の第1位置とは異なる第2位置に設けられた開口部を介した光を受光し、複数の第1画素列および複数の第2画素列のうちのいずれか一方の画素列のみが配置される第1領域と、第1領域よりも像高が高く、複数の第1画素列および複数の第2画素列の両方が配置される第2領域とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
結像光学系を透過した光を受光して焦点検出に用いる信号を出力する複数の第１画素を有する複数の第１画素列と、
前記結像光学系を透過した光を受光して焦点検出に用いる信号を出力する複数の第２画素を有する複数の第２画素列と、
前記結像光学系の射出瞳位置に関する情報に基づいて前記第１画素列および前記第２画素列のいずれか一方を選択する回路と、
を備え、
前記第１画素は、遮光部の第１位置に設けられた開口部を介した光を受光し、
前記第２画素は、前記遮光部の前記第１位置とは異なる第２位置に設けられた開口部を介した光を受光し、
前記複数の第１画素列および前記複数の第２画素列のうちのいずれか一方の画素列のみが配置される第１領域と、前記第１領域よりも像高が高く、前記複数の第１画素列および前記複数の第２画素列の両方が配置される第２領域とを備える、
撮像素子。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記回路は、撮像面における焦点検出エリアの位置と前記結像光学系の射出瞳位置に関する情報とに基づいて、前記第１画素列および前記第２画素列のいずれか一方を選択する、
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
前記第１画素は、瞳分割された一対の光束をそれぞれ受光する一対の画素を含み、
前記第２画素は、瞳分割された一対の光束をそれぞれ受光する一対の画素を含む、
請求項１または請求項２に記載の撮像素子。
【請求項４】
前記回路は、前記結像光学系の射出瞳位置が第１の射出瞳位置にある場合に、前記第１画素列を選択し、前記結像光学系の射出瞳位置が前記第１の射出瞳位置とは異なる第２の射出瞳位置にある場合に、前記第２画素列を選択する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の撮像素子。
【請求項５】
前記第１領域は、撮像面の中心を含む領域である、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮像素子。
【請求項６】
前記第１領域と前記第２領域は面積が等しい、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の撮像素子。
【請求項７】
結像光学系を透過した光を受光して焦点検出に用いる信号を出力する複数の第１画素を有する複数の第１画素列と、前記結像光学系を透過した光を受光して焦点検出に用いる信号を出力する複数の第２画素を有する複数の第２画素列と、を備える撮像素子と、
前記結像光学系の射出瞳位置に関する情報に基づいて前記第１画素列および前記第２画素列のいずれか一方を選択し、選択された画素列からの信号を用いてデフォーカス量を検出する検出部と、
を備え、
前記第１画素は、遮光部の第１位置に設けられた開口部を介した光を受光し、
前記第２画素は、前記遮光部の前記第１位置とは異なる第２位置に設けられた開口部を介した光を受光し、
前記複数の第１画素列および前記複数の第２画素列のうちのいずれか一方の画素列のみが配置される第１領域と、前記第１領域よりも像高が高く、前記複数の第１画素列および前記複数の第２画素列の両方が配置される第２領域とを備える、
撮像装置。
【請求項８】
前記検出部は、撮像面における焦点検出エリアの位置と前記結像光学系の射出瞳位置に関する情報とに基づいて、前記第１画素列および前記第２画素列のいずれか一方を選択する、
請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第１画素は、瞳分割された一対の光束をそれぞれ受光する一対の画素を含み、
前記第２画素は、瞳分割された一対の光束をそれぞれ受光する一対の画素を含む、
請求項７または請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記検出部は、前記結像光学系の射出瞳位置が第１の射出瞳位置にある場合に、前記第１画素列を選択し、前記結像光学系の射出瞳位置が前記第１の射出瞳位置とは異なる第２の射出瞳位置にある場合に、前記第２画素列を選択する、
請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の撮像装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
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 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から撮像面に瞳分割方式の焦点検出を行うための焦点検出用画素を設けた撮像素子が知られている。従来からピントが大きく外れているとき（大デフォーカス時）の焦点検出が難しいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００５－１０６９９４号公報
【発明の概要】
【０００４】
第１の態様によると、撮像素子は、結像光学系を透過した光を受光して焦点検出に用いる信号を出力する複数の第１画素を有する複数の第１画素列と、前記結像光学系を透過した光を受光して焦点検出に用いる信号を出力する複数の第２画素を有する複数の第２画素列と、前記結像光学系の射出瞳位置に関する情報に基づいて前記第１画素列および前記第２画素列のいずれか一方を選択する回路と、を備え、前記第１画素は、遮光部の第１位置に設けられた開口部を介した光を受光し、前記第２画素は、前記遮光部の前記第１位置とは異なる第２位置に設けられた開口部を介した光を受光し、前記複数の第１画素列および前記複数の第２画素列のうちのいずれか一方の画素列のみが配置される第１領域と、前記第１領域よりも像高が高く、前記複数の第１画素列および前記複数の第２画素列の両方が配置される第２領域とを備える。
第２の態様によると、撮像装置は、結像光学系を透過した光を受光して焦点検出に用いる信号を出力する複数の第１画素を有する複数の第１画素列と、前記結像光学系を透過した光を受光して焦点検出に用いる信号を出力する複数の第２画素を有する複数の第２画素列と、を備える撮像素子と、前記結像光学系の射出瞳位置に関する情報に基づいて前記第１画素列および前記第２画素列のいずれか一方を選択し、選択された画素列からの信号を用いてデフォーカス量を検出する検出部と、を備え、前記第１画素は、遮光部の第１位置に設けられた開口部を介した光を受光し、前記第２画素は、前記遮光部の前記第１位置とは異なる第２位置に設けられた開口部を介した光を受光し、前記複数の第１画素列および前記複数の第２画素列のうちのいずれか一方の画素列のみが配置される第１領域と、前記第１領域よりも像高が高く、前記複数の第１画素列および前記複数の第２画素列の両方が配置される第２領域とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本発明の第１の実施の形態に係るカメラシステムの構成を模式的に示す断面図である。
撮像素子２１０の撮像面２０を模式的に示す平面図である。
撮像兼焦点検出画素３０１の説明図である。
第１焦点検出画素３０２ＮＲ、ＮＬの説明図である。
第２焦点検出画素３０２ＳＲ、ＳＬの説明図である。
第３焦点検出画素３０２ＬＲ、ＬＬの説明図である。
撮像素子２１０の撮像面２０を模式的に示す平面図である。
第１領域６０ａ内の一部を拡大した図である。
第２領域６０ｂ内の一部を拡大した図である。
第３領域６０ｃ内の一部を拡大した図である。
ボディＣＰＵ２２０が実行する制御処理のフローチャートである。
図１１のステップＳ３０から呼び出されるＡＦ処理のフローチャートである。
図１１のステップＳ３０から呼び出されるＡＦ処理のフローチャートである。
撮像素子２１０ａの構造を模式的に示す斜視図である。
撮像兼焦点検出画素３０１および焦点検出画素３０２を模式的に示す断面図である。
撮像素子２１０ａの第１領域６０ａ内の一部を拡大した平面図である。
撮像素子２１０ａの第２領域６０ｂ内の一部を拡大した平面図である。
撮像素子２１０ａの第３領域６０ｃ内の一部を拡大した平面図である。
合成対象の像面Ｓ上の光点Ｐからの光束と撮像素子２１０ａとを模式的に示した断面図である。
変形例に係る第１焦点検出画素の説明図である。
変形例に係る撮像面の説明図である。
変形例に係る撮像兼焦点検出画素の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るカメラシステムの構成を模式的に示す断面図である。なお図１では、本発明に特に関係する各部を中心に図示し、カメラシステム１を構成する他の各部については図示を省略している。以下、本発明に特に関係する各部を中心に説明し、他の各部については説明を省略する。
【０００７】
カメラシステム１は、いわゆる一眼レフレックス方式のデジタルカメラである。カメラシステム１は、交換レンズ１００とカメラボディ２００とから構成される。ユーザは、カメラボディ２００に適合する（カメラボディ２００に装着可能な）複数の種類の交換レンズ１００からいずれか１つを選択してカメラボディ２００に装着し、撮影を行うことができる。図１には、複数の種類の交換レンズ１００のうちの一つを例示している。
【０００８】
カメラボディ２００と交換レンズ１００とは、例えばバヨネット式のレンズマウント機構を有している。交換レンズ１００のカメラボディ２００への装着は、交換レンズ１００のマウント部をカメラボディ２００のマウント部に嵌め込むことにより行われる。
【０００９】
交換レンズ１００は、結像光学系１１０と、レンズＣＰＵ１２０と、絞り１３０とを備える。結像光学系１１０は、レンズ１１１およびフォーカシングレンズ１１２から構成される。結像光学系１１０は、後述する撮像素子２１０の撮像面に被写体像を結像させる。結像光学系１１０の射出瞳位置は、交換レンズ１００の種類により異なる。
【００１０】
カメラボディ２００は、撮像素子２１０と、ボディＣＰＵ２２０と、焦点調節部２３０と、ＲＯＭ２４０と、表示装置２５０とを備える。撮像素子２１０は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子である。撮像素子２１０は、結像光学系１１０を通過した被写体光を受光して、撮像信号や焦点検出信号を出力する。ボディＣＰＵ２２０は、不図示のマイクロプロセッサおよびその周辺回路から構成される。ボディＣＰＵ２２０は、不揮発性の記憶媒体であるＲＯＭ２４０に予め記憶されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、カメラボディ２００の各部の制御と、交換レンズ１００とのデータ通信を行う。焦点調節部２３０は、不図示のアクチュエータを備え、ボディＣＰＵ２２０の制御に基づいてフォーカシングレンズ１１２を光軸方向に駆動することにより、結像光学系１１０の焦点調節を行う。表示装置２５０は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置であり、ライブビュー画像や種々の設定画面等を表示する。
（【００１１】以降は省略されています）

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