專利名稱：攝像裝置、固體攝像器件以及攝像方法
技術領域：
本發明涉及一種攝像裝置，具體地涉及ー種進行相位差檢測的攝像裝置、固體攝像器件、攝像方法以及使計算機執行所述方法的程序。
背景技術：
近年來，諸如數碼靜物相機等攝像裝置得到了普及，所述數碼靜物相機通過對例如人等對象進行攝像以生成攝取圖像并記錄所生成的攝取圖像。而且，為便于使用者進行 攝像操作，廣泛使用設有自聚焦(AF:Auto Focus)功能的攝像裝置以作為這種攝像裝置，所述自聚焦功能用于在攝像時自動進行焦點(focus point, focal point)調整。例如，提出了以下攝像裝置以作為這種攝像裝置，所述攝像裝置通過對穿過攝像透鏡的光進行瞳孔分割以形成一對圖像，并測量所形成的各圖像之間的間隔(檢測相位差)以確定攝像透鏡的位置(例如參照PTL1)。該攝像裝置通過對圖像傳感器設置焦點檢測用像素以形成ー對圖像，并通過測量所形成的各圖像間的間隔以計算焦點的偏移量，在該焦點檢測用像素中為ー個像素設有ー對光接收元件。然后，該攝像裝置基于算出的焦點的偏移量以計算攝像透鏡的移動量，并且基于算出的移動量以調整攝像透鏡的位置，從而有效對焦(焦點調整)。根據上述常規技木，由于為ー個圖像傳感器設有兩個像素，所述兩個像素包括用于相位差檢測(焦點檢測)的像素和用于攝取圖像生成的像素，故不必需單獨設置兩個傳感器、即焦點檢測用傳感器和攝取圖像用傳感器。引用列表專利文件PTLl :日本未審查專利申請2000-305010號公報(圖I)
發明內容
然而，對于上述常規技術，發明人認識到在焦點檢測用像素中，由于兩個光接收元件被經過瞳孔分割后的大致等量的光照射，故在入射至各光接收元件上的光量相對低或者過量的情況下，不能準確地形成ー對圖像。鑒于此，不能準確地計算出焦點偏移量，且可使焦點調整的精度下降。此處公開了ー個以上發明，所述發明用于提高焦點調整的精度。在一個實施方式中，成像器件具有包括兩個感光元件的光傳感器，所述兩個感光元件關于光傳感器的中心線的各相對側不對稱地定位。在一個實施方式中，固體攝像器件包括透鏡、第一光接收元件、第二光接收元件以及元件隔離區。透鏡具有光軸。第一光接收元件配置為從透鏡接收光。第二光接收元件配置為從透鏡接收光。元件隔離區介于第一光接收元件和第二光接收元件之間。透鏡的光軸與元件隔離區的中心偏離。在一個實施方式中，攝像裝置包括圖像傳感器和信號處理單元。圖像傳感器配置為對入射光進行光電轉換以生成電信號。圖像傳感器包括第一像素。第一像素包括(a)透鏡，其具有光軸；(b)第一光接收元件，其配置為將來自透鏡的光轉換為電信號；(c)第二光接收元件，其配置為將來自透鏡的光轉換為電信號；以及(d)元件隔離區，其介于第一光接收元件和第二光接收元件之間。信號處理單元配置為生成與來自第一光接收元件的電信號對應的圖像數據，并且生成與來自第二光接收元件的電信號對應的圖像數據。第一像素的光軸與第一像素的元件隔離區的中心偏離。在一個實施方式中，固體攝像器件的控制方法包括生成第一電信號和生成第二電信號。由第一光接收元件生成第一電信號。第一光接收元件配置為從像素的透鏡接收光。由第二光接收元件生成第二電信號。第二光接收元件配置為從像素的透鏡接收光。所述像 素包括介于第一光接收元件和第二光接收元件之間的元件隔離區。透鏡的光軸與元件隔離區的中心偏離。在一個實施方式中，攝像裝置的控制方法包括從第一光接收元件接收第一電信號、從第二光接收元件接收第二電信號、并且生成與來自第一光接收元件和第二光接收元件的各電信號對應的圖像數據。第一光接收元件配置為從像素的透鏡接收光。第二光接收元件配置為從像素的透鏡接收光。所述像素包括介于第一光接收元件和第二光接收元件之間的元件隔離區。透鏡的光軸與元件隔離區的中心偏離。
圖I為表示第一實施方式的攝像裝置的配置例的框圖。圖2A和圖2B分別為示意性地表示攝像元件的例子的橫截面圖和俯視圖。圖3A和圖3B包括示意性地表示第一實施方式的焦點檢測元件的例子的橫截面圖。圖4A為示意性地表示與現有的焦點檢測元件相同的像素的焦點檢測元件的俯視圖，且圖4B表示入射至焦點檢測元件上的光的光接收量。圖5A為示意性地表示第一實施方式的焦點檢測元件的俯視圖，且圖5B為表示入射至焦點檢測元件上的光的光接收量的例子的圖。圖6A和圖6B為表不第一實施方式的焦點檢測兀件的光接收效果的不意圖。圖7A、圖7B和圖7C為示意性地表示第一實施方式的焦點檢測像素的俯視圖。圖8A和圖8B為示意性地表示第一實施方式的焦點檢測像素的俯視圖。圖9A和圖9B為示意性地表示第一實施方式的焦點檢測像素的俯視圖。圖10為表示在第一實施方式的圖像傳感器中布置焦點檢測像素的區域的例子的示意圖。圖11為表示第一實施方式的焦點檢測區中的像素布置的例子的示意圖。圖12為表示第一實施方式的焦點檢測區中的像素布置的例子的示意圖。圖13為表示第一實施方式的焦點檢測區中的像素布置的例子的示意圖。
圖14為表示第一實施方式的焦點檢測區中的像素布置的例子的示意圖。圖15為表示第一實施方式的焦點檢測區中的像素布置的例子的示意圖。圖16表不第一實施方式的對焦時的相位差檢測例。圖17表示第一實施方式的后聚焦時的相位差檢測例。圖18表不第一實施方式的光量相對低或小時的相位差檢測例。圖19表不第一實施方式的光量飽和時的相位差檢測例。圖20為表示第一實施方式的由攝像裝置進行的焦點控制步驟例的流程圖。圖21A和圖21B分別為示意性地表示第二實施方式的焦點檢測像素的例子的橫截 面圖和俯視圖。圖22A和圖22B為表示第三實施方式的圖像傳感器的信號線的例子的示意圖。
具體實施例方式下面，說明實現本發明的原理的器件和構造(以下稱作實施方式)。以下列順序進行說明I.第一實施方式(攝像控制將ー對光接收元件的布置位置設定為不對稱的例子)2.第二實施方式(攝像控制調整微透鏡的布置位置的例子)3.第三實施方式(攝像控制布置兩個信號線的例子)〈I.第一實施方式>[攝像裝置的功能性配置例]圖I為表示第一實施方式的攝像裝置100的配置例的框圖。該攝像裝置100設有透鏡單元110、圖像傳感器200、信號處理單元130、控制單元140、驅動單元150、存儲單元160以及顯示單元170。應當注意，該攝像裝置100配置為基于相位差檢測系統以進行AF(自聚焦)控制。該相位差檢測系統為測量被兩個透鏡分離的對象的圖像間隔的系統，并且基于該圖像間隔變為預定值的位置以確定攝像透鏡的位置。透鏡單元110由諸如聚焦透鏡和變焦透鏡的多個攝像透鏡構成，并且配置為將經由這些透鏡輸入的來自對象的入射光提供給圖像傳感器200。調整該透鏡單元110以使得在通過驅動單元150調整多個攝像透鏡的位置時,相對于對象的焦點(還稱作焦點(focuspoint)或焦點(focal point))合適。圖像傳感器200為基于控制單元140的控制而將來自對象的透過透鏡單元110的入射光光電轉換為電信號的攝像元件。該圖像傳感器200由產生用于生成攝取圖像的電信號(攝像信號)的像素以及產生用于調整焦點的電信號(焦點調整信號)的像素構成。該圖像傳感器200將由光電轉換生成的電信號提供給信號處理單元130。應當注意，假設圖像傳感器200大致為矩形形狀。而且，參照圖2A和圖2B以詳述生成攝像信號的像素(攝像像素)。而且，參照圖3 圖9以詳述生成焦點調整信號的像素(焦點檢測像素)。而且，參照圖10 圖15以詳述該圖像傳感器200。應當注意，圖像傳感器200為在權利要求的范圍內所述的攝像元件的例子。而且，焦點調整信號為在權利要求的范圍內所述的焦點檢測信號的例子。
信號處理單元130配置為對從圖像傳感器200提供的電信號實施各種信號處理。例如，該信號處理單元130基于從圖像傳感器200提供的攝像信號以生成攝取圖像數據，并且將這種生成的攝取圖像數據提供給存儲単元160以作為圖像文件記錄于存儲單元160中。而且，信號處理單元130將所生成的攝取圖像數據提供給顯示単元170以顯示為攝取圖像。而且，該信號處理單元130基于從圖像傳感器200提供的焦點調整信號以生成焦點調整用圖像數據，并且將這種生成的焦點調整用圖像數據提供給控制単元140。控制單元140配置為基于從信號處理單元130提供的焦點調整用圖像數據以計算焦點的偏移量(離焦量)，并且基于算出的離焦量以計算透鏡單元110的攝像透鏡的移動量。隨后，該控制単元140將關于算出的攝像透鏡的移動量的信息提供給驅動単元150。即，該控制単元140通過計算焦點的偏移量以進行對焦判定、基于該對焦判定結果以生成關于攝像透鏡的移動量的信息并且將這種生成的信息提供給驅動単元150。應當注意，控制單元140為在權利要求的范圍內所述的判定單元的例子。驅動單元150配置為基于由控制單元140提供的關于攝像透鏡的移動量的信息而 移動透鏡單元110的攝像透鏡。存儲單元160配置為將由信號處理單元130提供的攝取圖像數據存儲為圖像文件。顯示單元170配置為將由信號處理單元130提供的攝取圖像數據顯示為攝取圖像(例如，穿過透鏡的圖像)。[攝像像素的配置例]圖2A和圖2B分別為示意性地表示攝像像素310的例子的橫截面圖和俯視圖。圖2A和圖2B所示的攝像像素310為在構成圖像傳感器200的各個像素中的用于生成攝像信號的像素(攝像像素)的例子。圖2A示意性地表示圖像傳感器200中的攝像像素310的橫截面配置。該攝像像素310設有平坦化膜312、絕緣膜313以及光接收元件314。而且，在攝像像素310上設有微透鏡311，微透鏡311用于將入射至攝像像素310上的光聚焦至光接收元件314。應當注意，這里，將透過微透鏡311的光對焦至光接收元件314的光接收面。微透鏡311布置為使得微透鏡311的中心和光接收元件314的中心位于同一軸上。而且，該微透鏡311布置為使得光接收元件314的光接收位置和微透鏡311的焦點Fl的位置在同一面上。平坦化膜312和絕緣膜313為覆蓋光接收元件314的光接收面的由透明絕緣材料制成的層。應當注意，在實際裝置中，在平坦化膜312和絕緣膜313之間布置有紅光、綠光或藍光濾色器，但根據第一實施方式，為便于說明，假設圖像傳感器200用于檢測単色(光的亮度)。光接收元件314配置為通過將接收光轉換為電信號(光電轉換)而生成根據接收光量的強度的電信號。該光接收兀件314例如由光電ニ極管(PD :Photo Diode)構成。此處，參照圖2A，說明入射至光接收元件314上的光(入射光)。圖2A示意性地表示在入射至光接收元件314上的光中的以與軸LI平行的角度入射至微透鏡311上的光(在圖2A所示的范圍Rl內照射的光)，該軸LI平行于穿過微透鏡311的中心位置的光軸。而且，圖2A示意性地表示以相對于軸LI傾斜預定角度的角度(圖2A所示的角度-α、α )而入射至微透鏡311上的光(在圖2Α所示的范圍R2、R3內入射的光)。應當注意，軸LI為在權利要求的范圍內記載的微透鏡的光軸的例子。在范圍Rl內入射的光(范圍Rl入射光)為以與軸LI平行的角度入射至微透鏡311上的光。微透鏡311將該范圍Rl入射光聚焦于焦點Fl處。在范圍R2、R3內入射的光(范圍R2入射光和范圍R3入射光)為以相對于軸LI傾斜預定角度(_α和α)的角度而入射至微透鏡311上的光。這些范圍R2入射光和范圍R3入射光為用于表示以相對于軸LI傾斜預定角度的角度而入射至微透鏡311上的光的例子的入射光。將這些范圍R2入射光和范圍R3入射光聚焦于光接收元件314的光接收面中的預定區域中。圖2Β表示入射于圖2Α所示的攝像像素310上的光的照射位置的例子。
應當注意，在該圖2Β中，說明所假設的xy坐標系，其中，與穿過微透鏡311的中心位置的光軸方向平行的軸LI與光接收元件314的光接收面的交點被設定為原點、將圖像傳感器200的長邊設定為X軸并且將圖像傳感器200的短邊設定為y軸。而且，還與后述的xy坐標系類似地，說明所假設的xy坐標系，其中，與穿過微透鏡的中心位置的光軸平行的軸與光接收元件的光接收面的交點被設定為原點、將圖像傳感器200的長邊設定為X軸并且將圖像傳感器200的短邊設定為y軸。在該圖2B中，除光分布區A3以外的部件與圖2A所示的部件相同，為所述部件指定了與圖2A相同的附圖標記且此處省略了說明。光分布區A3為光接收元件314的光接收面被微透鏡311上的入射光照射的區域。如圖2A所示，照射于該光分布區A3上的光(照射光)變為遠離軸LI以較大的入射角照射在微透鏡311上的光。此處，說明光分布區A3中的照射光。這是由于下列情況而發生，即由于透鏡單元110為遠心光學系統，或者由于微透鏡自身的稱作邊緣亮度下降(例如余弦四次方定律)的現象。例如，在將圖2A所示的α設定為32度的情況下，考慮微透鏡自身的邊緣亮度下降。在此情況下，以角度α (32度)入射的入射光在光接收面上的光量基本上為與光軸平行的光所照射的區域(焦點Fl)上的光量的一半。即，在光接收元件314中的照射光中，在光接收元件314的中心附近(軸LI附近)的光最強，隨著從光接收元件314的中心靠近端部而變弱。[焦點檢測像素的配置例]圖3Α和圖3Β為示意性地表示第一實施方式的焦點檢測像素的例子的橫截面圖。圖3Α表示焦點檢測像素490的橫截面圖，且圖3Β表示與常規攝像裝置中的焦點檢測像素具有不同配置的焦點檢測像素410。這些焦點檢測像素410、490為在構成圖像傳感器200的各個像素中的用于生成焦點調整信號的像素(焦點檢測像素)的例子。應當注意，參照圖11 圖15以詳述圖像傳感器200中的焦點檢測像素的配置構造。應當注意，根據第一實施方式，將焦點檢測像素410、490中的微透鏡311設定為與圖2Α和圖2Β所示的攝像像素310的微透鏡311相同。而且，根據第一實施方式，各個焦點檢測像素410、490中的整個像素的尺寸與圖2Α和圖2Β所示的攝像像素310的尺寸相同。而且，根據第一實施方式，在各個焦點檢測像素410、490中，將焦點檢測像素的中心和軸LI設定為位于同一線上。圖3A示意性地表示焦點檢測像素490的橫截面配置。在圖3A中，圖示了在將圖3A的左右方向設定為焦點檢測像素490中的光接收元件的短邊方向的情況下的橫截面配置。應當注意，由于焦點檢測像素410、490的入射光類似于圖2A中的入射光，故僅圖示了范圍Rl入射光，而省略了對范圍R2入射光和范圍R3入射光的圖示，所述范圍R2入射光和范圍R3入射光為以傾斜預定角度的角度的入射光的例子。應當注意，在圖3A中，除了第一光接收元件491、第二光接收元件492和元件隔離區493以外的配置與圖2A所示的攝像像素310的各個部件相同，因此，這里，在指定了與圖2A相同的附圖標記的情況下省略了說明。
第一光接收元件491為與第二光接收元件492形成一對的光接收元件，并且配置為接收經瞳孔分割的兩個入射光之一。該第一光接收元件491通過與圖2A所示的光接收元件314類似地將接收光轉換(光電轉換)為電信號而根據接收光量生成電信號。而且，該第一光接收元件491為與第二光接收元件492具有相同尺寸和性能的光接收元件。應當注意，由于與攝像像素310具有相同尺寸的焦點檢測像素410、490設有兩個光接收元件，故相比于攝像像素310的光接收元件314，第一光接收元件491的光接收面的面積小于或等于光接收元件314的光接收面的面積的一半。第二光接收元件492為與第一光接收元件491形成一對的光接收元件，并且配置為接收經瞳孔分割的兩個入射光之另ー個(與第一光接收元件491所接收的光不同的光)。該第二光接收元件492的功能類似于第一光接收元件491的功能，因此，此處省略了說明。元件隔離區493為位于第一光接收元件491和第二光接收元件492之間的絕緣區，并且為使得第一光接收元件491與第二光接收元件492相互不接觸的隔離區。該元件隔離區493構成于第一光接收元件491和第二光接收元件492之間以使得第一光接收元件491和第二光接收元件492處于相互平行的位置。而且，該元件隔離區493構成為使得第一光接收元件491和第二光接收元件492位于距軸LI相等的距離處。例如，當將包含軸LI的面設定為對稱面吋，元件隔離區493構成為使得第一光接收元件491和第二光接收元件492相互對稱。S卩，在焦點檢測像素490中，軸LI位于元件隔離區493的中央。而且，由于焦點檢測像素490的中心與軸LI 一致，故第一光接收元件491和第二光接收元件492構造為位于距焦點檢測像素490的中心的等距離處。應當注意，根據第一實施方式，由該元件隔離區493隔離的第一光接收元件491和第二光接收元件492之間的間隔被設定為最窄間隔，在該最窄間隔處，當構成焦點檢測像素時，可使得第一光接收元件491和第二光接收元件492構成為相互不接觸。圖3B示意性地表示焦點檢測像素410的橫截面配置。在圖3B中，圖示了在將圖3B的左右方向設定為焦點檢測像素410中的光接收元件的短邊方向的情況下的橫截面配置。應當注意，圖7 圖9所示的焦點檢測像素420 480的橫截面配置類似于焦點檢測像素410的橫截面配置，因此，這里將說明焦點檢測像素410，而省略了對焦點檢測像素420 480的說明。應當注意，在圖3B中，除第一光接收元件401、第二光接收元件402和元件隔離區403以外的部件與圖2A所示的攝像像素310的各部件相同或基本類似，因此，這里，在指定了相同附圖標記的情況下省略了說明。而且，第一光接收元件401、第二光接收元件402和元件隔離區403類似于圖3A所示的第一光接收元件491、第二光接收元件492和元件隔離區493，因此，這里省略了說明。圖3B所示的焦點檢測像素410中的第一光接收元件401、第二光接收元件402和元件隔離區403的尺寸即為圖3A所示的焦點檢測像素490中的第一光接收元件491、第二光接收元件492和元件隔離區493的尺寸。即，這些焦點檢測像素410和焦點檢測像素490的不同之處僅在于光接收元件的光接收面以及同一面上的光接收元件的布置位置。為此，在圖3B中，僅說明第一光接收元件401、第二光接收元件402和元件隔離區403的布置位置，而省略了其它說明。在該焦點檢測像素410中，在第二光接收元件402的位于元件隔離區403 —側的端部與軸LI相切的位置處構成第二光接收元件402。另一方面，就光接收元件401而言，相比于第二光接收元件402的元件隔離區403 —側的端部，光接收元件401的元件隔離區403 —側的端部遠離軸LI。即，在焦點檢測像素410中，第一光接收元件401和第二光接收 元件402構成為使得第一光接收元件401和第二光接收元件402設定為關于包含軸LI的面不對稱。應當注意，第一光接收元件401和第二光接收元件402為在權利要求的范圍內記載的一對光接收元件的例子。如圖3B所示，通過將第一光接收元件401和第二光接收元件402布置為關于軸LI不對稱，焦點檢測像素410的軸LI附近的照射光的一部分可入射至第二光接收元件492的光接收面上。[焦點檢測像素4洲的光接收例]圖4A為示意性地表示焦點檢測像素490的俯視圖，且圖4B為表示入射至焦點檢測像素490上的光的光接收量的例子的圖。圖4A表示入射至圖3A所示的焦點檢測像素490上的光的照射位置例。應當注意，除光分布區Al和光分布區A2以外的部件類似于圖2B和圖3A所示的部件，因此，這里，在指定相同附圖標記的情況下而省略了說明。而且，在圖4B中，由虛線圓表不光分布區Al和光分布區A2。光分布區Al為這樣的區域，該區域表示由于所述區域中的大部分光照射于元件隔離區493上而接收相對少量的光的區域。S卩，該光分布區Al為光相對于軸LI的夾角小(靠近平行光線(遠心光)的非遠心光)的區域。如圖2B所示，由于邊緣亮度下降等，照射于光接收面的光隨著遠離軸LI (焦點Fl)而顯著下降。S卩，光分布區Al中的照射光的光量大于光分布區Al外側的光分布區A2中的照射光的光量。然而,該光分布區Al中的照射光的大部分照射于元件隔離區493上，因此，所述光分布區Al中的照射光的僅僅一部分照射于第一光接收元件491和第二光接收元件492上。S卩，該光分布區Al中的照射光的大部分照射于元件隔離區493上，于是，在第一光接收元件491和第二光接收元件492中用于進行光電轉換的光少。光分布區A2為在光分布區Al外側的區域，并且是以比相對于光分布區Al中的照射光的軸LI的入射角大的角度而入射至微透鏡311上的光(以與平行光線大大不同的角度入射的非遠心光)所照射的區域。該光分布區A2中的照射光的光量比光分布區Al中的照射光的光量小。因此，根據光分布區Al的寬度,認為第一光接收兀件491和第二光接收元件492中的光接收量(照射光的總量)小于元件隔離區493中的照射光的光量。如該圖4A所示，第一光接收元件491和第二光接收元件492接收在遠離軸LI 一定程度的區域(光分布區Al外側的區域)上照射的光。即，單位面積的光量比照射于光分布區Al上的光弱的光(比照射于光分布區Al上的光的角度大的光)被照射在第一光接收元件491和第二光接收元件492上。圖4B為表示第一光接收元件491和第二光接收元件492的光接收量(照射光的總量)的例子的圖。圖4B中的圖表示棒圖，在將縱軸設定為光接收量的情況下，所述棒圖代表第一光接收元件491中的光接收量(光接收量BI)、第二光接收元件492中的光接收量(光接收量B2)以及元件隔離區493中的照射光的總量(照射量B3)。應當注意，在圖4B中，作為示例，假設且說明了這樣的情況，其中，光分布區Al中的照射光的光量非常大，而另一方面，光分布區A2中的照射光的光量相對小。
光接收量BI和光接收量B2為第一光接收元件491和第二光接收元件492中的光接收量。在這些光接收量BI和光接收量B2中，圖示了第一光接收元件491和第二光接收元件492布置在關于軸LI對稱的位置處，因此，光接收量BI與光接收量B2的光接收量彼此相等。照射量B3為照射于元件隔離區493上的光量。作為示例,對于該照射量B3,圖示了元件隔離區493中的照射光的光量大于第一光接收元件491和第二光接收元件492中的照射光的光量。例如，在透鏡單元110為遠心光學系統、元件隔離區493寬到一定程度并且微透鏡311和光接收元件還彼此鄰近的情況下，可想到元件隔離區493中的照射光的光量以此方式變得極大。這樣，在焦點檢測像素490中，雖然元件隔離區493中的照射光的光量變得極大，但光分布區Al中的照射光幾乎不用于第一光接收元件491和第二光接收元件492中的光電轉換。[焦點檢測像素410的光接收例]圖5A為示意性地表示焦點檢測像素410的俯視圖，且圖5B為表示在第一實施方式的焦點檢測像素490上入射的光的光接收量的例子的圖。圖5A表示在圖3B所示的焦點檢測像素410上照射的光的照射位置例。應當注意，除第一光接收元件401、第二光接收元件402和元件隔離區403以外的部件類似于圖2B所示的部件，因此，這里，在指定了與圖2B相同的附圖標記的情況下，省略了說明。如該圖5A所示，在焦點檢測像素410中，以光分布區Al中的照射光的右半部照射第二光接收元件402。即，在焦點檢測像素410中，在入射至光分布區Al上的光中，在第二光接收元件402中接收從微透鏡311左側(X軸的負側)的方向照射于光分布區Al的右半部(X軸的正側)上的光。另一方面，在入射至焦點Fl上的光中，與焦點檢測像素490類似地，以從微透鏡311的右側(X軸的正側)而在焦點Fl附近聚焦的光照射元件隔離區403。而且，與焦點檢測像素490類似地，光分布區A2中的照射光入射于第一光接收元件401和第二光接收元件402上。然而，在焦點檢測像素410中，光接收元件401上的入射光少于第二光接收元件402上的入射光。
圖5B為表不第一光接收兀件401和第二光接收兀件402的各位置處的光接收量(照射光的總量)的例子的圖。在將縱軸設定為光接收量的情況下，圖5B中的圖表示這樣的棒圖，所述棒圖代表第一光接收元件401中的光接收量(光接收量B4)、第二光接收元件402中的光接收量(光接收量B5)以及元件隔離區403中的照射光的總量(照射量B6)。而且，在本圖中，圖示了用于表示圖4B所示的光接收量BI、光接收量B2和照射量B3的棒圖，以此作為光接收量B4、光接收量B5和照射量B6的比較對象。
這里，說明當與焦點檢測像素490的光接收量比較時的焦點檢測像素410的光接收量。光接收量B4表示焦點檢測像素410中的第一光接收元件401的光接收量。該光接收量B4相比于焦點檢測像素490中的第一光接收元件491中的光接收量(光接收量BI)而略微減少。如圖5A所示，在光接收元件401中，這種減少隨著光分布區A2中的照射光的光接收量下降而發生。光接收量B5表示焦點檢測像素410中的第二光接收元件402的光接收量。該光接收量B5相比于焦點檢測像素490中的第二光接收元件492中的光接收量(光接收量B2)而大幅增加。如圖5A所示，這種增加隨著第二光接收元件492接收光分布區Al的左半部的照射光而發生。照射量B6表示元件隔離區403中的照射光的總量。該照射量B6相比于元件隔離區493中的照射光的總量(照射量B3)而大幅減少。這種減少在以下情況下發生，即第二光接收元件402變得鄰近軸LI且以光分布區Al的右半部的照射光照射第二光接收元件402。這樣，在焦點檢測像素410中，由于第二光接收元件402鄰近軸LI，故在經瞳孔分割的光中，來自微透鏡311左側的入射光可有效入射于所述光接收元件上。應當注意，這里，說明了軸LI位于第二光接收元件402的元件隔離區403 —側的端部的例子，但本發明不限于此。對于第一實施方式，只要第一光接收元件401和第二光接收元件402的位置被調整為使得以在光接收面的軸LI附近(焦點Fl附近)照射的光照射第二光接收元件402即可。即，可想到這樣的情況，其中，第一光接收元件401和第二光接收元件402的位置被調整為使得軸LI位于元件隔離區403的中心和第二光接收元件402的元件隔離區403 —側的端部之間。[焦點檢測像素410的效果例]圖6A和圖6B為表示通過第一實施方式的焦點檢測像素410接收的光的效果的示意圖。圖6A表示這樣的圖，該圖表示在入射至焦點檢測像素410上的光量小或低的情況下的第一光接收元件401和第二光接收元件402的各位置處的光接收量的例子。圖6A的圖所包括的棒圖表示在將縱軸設定為光接收量時的第一光接收元件401中的光接收量(光接收量B9)和第二光接收元件402中的光接收量(光接收量B10)。而且，該圖所包括的棒圖表示在同一入射光入射于焦點檢測像素490的情況下的第一光接收元件491中的光接收量(光接收量B7)和第二光接收元件492中的光接收量(光接收量B8)，以此作為光接收量B9、B10的比較對象。在圖6A中，假設了這樣的狀態，其中，由于入射至焦點檢測像素上的光量小或低，故焦點檢測像素490的第一光接收元件491和第二光接收元件492不能生成電信號。
光接收量B7表示焦點檢測像素490的第一光接收元件491中的光接收量。該光接收量B7表明，第一光接收元件491中的光接收量為比光接收元件的弱光檢測限的光量(弱光檢測限Th2)低的光接收量。在該光接收量處的第一光接收兀件491輸出的電信號表明，由于在光接收量低于或等于弱光檢測限Th2的情況下不能生成電信號，故在第一光接收元件491中未接收到光(例如，256色階的電信號中的“0”)。
光接收量B8表示焦點檢測像素490的第二光接收元件492的光接收量。該光接收量B8表明，第二光接收元件492中的光接收量為低于弱光檢測限Th2的光接收量。在該光接收量處的第二光接收元件492輸出的電信號表示在第二光接收元件492中未接收到光，這與光接收量為光接收量B7的第一光接收元件491類似。光接收量B9和光接收量BlO表示焦點檢測像素410中的第一光接收元件401和第二光接收元件402的各位置處的光接收量。在這些光接收量B9和光接收量BlO中，如圖5A和圖5B所示，第二光接收元件492中的光接收量上升，因此，表明第二光接收元件402的光接收量超過弱光檢測限Th2。在此情況下，光接收元件401輸出表示未接收到光的電信號，并且輸出表示第二光接收元件492接收到光的電信號(例如，256色階的電信號中的“20”)。S卩，即使在焦點檢測像素490中照射低于檢測限的入射光的情況下，由于在第二光接收元件402中存在比弱光檢測限Th2高的光接收量，故焦點檢測像素410仍可檢測出光量。圖6B所示的圖表示在入射至焦點檢測像素410上光量發生飽和的情況下的第一光接收元件401和第二光接收元件402的各位置處的光接收量的例子。圖6B中的圖中的棒圖表示當將縱軸設定為光接收量時的第一光接收元件401中的光接收量(光接收量B13)和第二光接收元件402中的光接收量(光接收量B14)。而且，該圖中的棒圖還表示在同一入射光入射至焦點檢測像素490上的情況下的第一光接收元件491中的光接收量(光接收量Bll)和第二光接收元件492中的光接收量(光接收量B12)，以此作為光接收量B13、B14的比較對象。光接收量BI I表示焦點檢測像素490的第一光接收元件491中的光接收量。該光接收量BI I表明，第一光接收元件491中的光接收量為比光接收元件可檢測出的最大光量(飽和檢測限Thl)高的光接收量。在該光接收量處的第一光接收元件491不能檢測高于或等于飽和檢測限Thl的光接收量的差，因此，輸出表示第一光接收元件491中的光接收最大的電信號(例如，256色階的電信號中的“255”)。光接收量B12表示焦點檢測像素490的第二光接收元件492中的光接收量。該光接收量B8表明，第二光接收元件492中的光接收量為高于飽和檢測限Thl的光接收量。在該光接收量處的第二光接收元件492輸出的電信號表示所述光接收量為第二光接收元件492中的最大光接收，這與在光接收量BI I處的第一光接收元件491類似。光接收量B13和光接收量B14表示在焦點檢測像素410的第一光接收元件401和第二光接收元件402的各位置處的光接收量。在光接收量B13和光接收量B14中，如圖5A和圖5B所示，表明第二光接收元件492中的光接收量上升，而且第一光接收元件491中的光接收量下降，因此，第一光接收元件401中的光接收量變得低于或等于飽和檢測限Thl。S卩，即使在焦點檢測像素490中照射高于檢測限的入射光的情況下，在光接收元件401中，光接收量仍變得低于飽和檢測限Thl并且焦點檢測像素410可檢測出光量的差。[焦點檢測像素似0 4洲的光接收例]圖7 圖9為表不入射至第一實施方式的焦點檢測像素420 480上的光量的光接收例的示意圖。在這些圖7 圖9中，說明焦點檢測像素420 480與圖5A所示的焦點檢測像素410的差異。而且，根據第一實施方式，在焦點檢測像素410 490中，假設鄰近微透鏡311的光軸的光接收元件為第二光接收元件402。圖7A、圖7B和圖7C為示意性地表示第一實施方式的焦點檢測像素420 440的俯視圖。
如圖7A所示，當將xy坐標的原點設定為旋轉中心時,通過使圖5A所示的焦點檢測像素410順時針旋轉180°而獲得焦點檢測像素420。該焦點檢測像素420可在第二光接收元件402中接收從微透鏡311右側(X軸的正側)向光分布區Al左側(X軸的負側)照射的光。在與焦點檢測像素410 —起使用時，該焦點檢測像素420可有效接收在微透鏡311的左右方向上經瞳孔分割的光(分割在X軸的正側和負側上的光)。如圖7B所示，當將xy坐標的原點設定為旋轉中心時,通過使圖5A所示的焦點檢測像素410順時針旋轉270°而獲得焦點檢測像素430。該焦點檢測像素430可在第二光接收元件402中接收從微透鏡311下側(y軸的負側)向光分布區Al上側(y軸的正側)照射的光。如圖7C所示，當將xy坐標的原點設定為旋轉中心時,通過使圖5A所示的焦點檢測像素410順時針旋轉90°而獲得焦點檢測像素440。該焦點檢測像素440可在第二光接收元件402中有效接收從微透鏡311上側(y軸的正側)向光分布區A2下側(關于焦平面上的軸LI的y軸的負側)照射的光。在與焦點檢測像素430 —起使用時，該焦點檢測像素440可有效接收在微透鏡311的上下方向上經瞳孔分割的光(分割在I軸的正側和負側上的光)。圖8A和圖8B為示意性地表示第一實施方式的焦點檢測像素450、460的俯視圖。如圖8A所示，當將xy坐標的原點設定為旋轉中心時,通過使圖5A所示的焦點檢測像素410順時針旋轉315°而獲得焦點檢測像素450。該焦點檢測像素450可在第二光接收元件402中接收從微透鏡311的右下半部(由線y = X分割的區域的下側(y軸的負偵D)向光分布區Al的左上半部(由線y = X分割的區域的上側)照射的光。如圖8B所示，當將xy坐標的原點設定為旋轉中心時,通過使圖5A所示的焦點檢測像素410順時針旋轉135°而獲得焦點檢測像素460。該焦點檢測像素460可在第二光接收元件402中接收從微透鏡311的左上半部(由線y = X分割的區域的上側)向光分布區Al的右下半部(當將軸LI設定為中心時，由線y = X分割的區域的下側)照射的光。當與焦點檢測像素450 —起使用時，該焦點檢測像素460可有效接收在微透鏡311的左上右下(由線y = X分割的)方向上經瞳孔分割的光。圖9A和圖9B為示意性地表示第一實施方式的焦點檢測像素470、480的俯視圖。如圖9A所示，當將xy坐標的原點設定為旋轉中心時,通過使圖5A所示的焦點檢測像素410順時針旋轉225°而獲得焦點檢測像素470。該焦點檢測像素470可在第二光接收元件402中接收從微透鏡311的左下半部(由線y = -X分割的區域的下側)向光分布區Al的右上半部(由線y = -X分割的區域的上側)照射的光。如圖9B所示，當將xy坐標的原點設定為旋轉中心時,通過使圖5A所示的焦點檢測像素410順時針旋轉45°而獲得焦點檢測像素480。該焦點檢測像素480可在第二光接收元件402中接收從微透鏡311的右上半部(由線y = -X分割的區域的上側)向光分布區Al的左下半部(當將軸LI設定為中心時，由線y = -X分割的區域的下側)照射的光。當與焦點檢測像素470 —起使用時，該焦點檢測像素480可有效接收在微透鏡311的左下和右上方向上經瞳孔分割(由線y = -X分割的)的光。這樣，設有焦點檢測像素490和焦點檢測像素410 480以作為圖像傳感器200中的焦點檢測像素，在焦點檢測像素490中，一對光接收元件中的焦點檢測像素的布置位置對稱，而在焦點檢測像素410 480中，一對光接收元件中的焦點檢測像素的布置位置不對稱。應當注意，這里，光接收元件的光接收面與微透鏡311的焦平面對準，但是本發明 不限于此。為準確地分離微透鏡311上的入射光，光接收元件的光接收面還可設置為相對于焦平面而向后。[圖像傳感器中的焦點檢測像素的布置例]圖10為表示在第一實施方式的圖像傳感器200中布置有焦點檢測像素410 490的區域的例子的示意圖。圖10表示圖像傳感器200和焦點檢測區210、230、250、270、290。應當注意，在圖10 圖14中，說明當將圖像傳感器200的中心設定為原點時而假設了其中將左右方向設定為X軸且將上下方向設定為y軸的xy軸。焦點檢測區210、230、250、270、290為表示其中布置有焦點檢測像素410 490的區域的例子。在該焦點檢測區中，以預定圖形布置攝像像素310以及焦點檢測像素410 490之任一個。而且，在圖像傳感器200的除焦點檢測區以外的區域中，僅布置有攝像像素310。參照圖11 圖14，詳述這些焦點檢測區290、210、230、250、270。圖11為表示第一實施方式的焦點檢測區290中的像素布置的例子的示意圖。應當注意，在該圖11及后續圖中，通過使焦點檢測像素490順時針旋轉90°所獲得的焦點檢測像素被稱作焦點檢測像素495。焦點檢測區290為在圖像傳感器200的中心附近布置有焦點檢測像素的區域。在該焦點檢測區290中，例如，如圖11所示，以預定圖形布置攝像像素310以及焦點檢測像素490、495。該圖形為這樣的圖形，其中，攝像像素310布置為使得焦點檢測像素490、495可存儲所布置的像素的攝像數據。該預定圖形為這樣的圖形，其中，例如，如圖11所示，在焦點檢測像素490、495的上下左右布置攝像像素310。圖12為表示第一實施方式的焦點檢測區210中的像素布置的例子的示意圖。焦點檢測區210為這樣的區域，其中布置有在圖像傳感器200的左端中央和右端中央附近的焦點檢測像素。在該焦點檢測區210中，例如，如圖12所示，以類似于圖11的圖形布置攝像像素310以及焦點檢測像素410、420、495。而且，在該焦點檢測區210中，焦點檢測像素410、420相鄰地布置，焦點檢測像素410、420為其中的一對光接收元件的位置相差180度的焦點檢測像素。圖13為表示第一實施方式的焦點檢測區230中的像素布置的例子的示意圖。焦點檢測區230為這樣的區域，其中布置有在圖像傳感器200的上端中央和下端中央附近的焦點檢測像素。在該焦點檢測區230中，例如，如圖13所示，以類似于圖11的圖形布置攝像像素310以及焦點檢測像素430、440、490。而且，在該焦點檢測區230中，焦點檢測像素430、440相鄰地布置，焦點檢測像素430、440為其中的一對光接收元件的位置相差180度的焦點檢測像素。圖14為表示第一實施方式的焦點檢測區250中的像素布置的例子的示意圖。焦點檢測區250為這樣的區域，其中布置有在圖像傳感器200的上端中的左端和下端中的右端附近的焦點檢測像素。在該焦點檢測區250中，例如，如圖14所示，以類似于圖11的圖形布置攝像像素310以及焦點檢測像素450、460、490。而且，在該焦點檢測區250 中，焦點檢測像素450、460相鄰地布置，焦點檢測像素450、460為其中的一對光接收元件的位置相差180度的焦點檢測像素。圖15為表示第一實施方式的焦點檢測區270中的像素布置的例子的示意圖。焦點檢測區270為這樣的區域，其中布置有在圖像傳感器200的上端中的右端和下端中的左端附近的焦點檢測像素。在該焦點檢測區270中，例如，如圖15所示，以類似于圖11的圖形布置攝像像素310以及焦點檢測像素470、480、490。而且，在該焦點檢測區270中，焦點檢測像素470、480相鄰地布置，焦點檢測像素470、480為其中的一對光接收元件的位置相差180度的焦點檢測像素。這樣，根據瞳孔分割的方向，通過將焦點檢測像素410 490布置于圖像傳感器200中，可以光有效地照射第一光接收元件491和第二光接收元件492。應當注意，根據第一實施方式，作為其中布置有焦點檢測像素的區域的例子而圖示了焦點檢測區210、230、250、270、290，但本發明不限于此。可采用焦點檢測像素的任何布置，只要能檢測出焦點的偏移即可，例如，還可想到在X軸方向和7軸方向上成行布置的情況。[相位差檢測例]圖16 圖19為表示第一實施方式的相位差檢測例的示意圖。在這些圖16 圖19中，為方便起見，在假設了其中將焦點檢測像素410和焦點檢測像素420作為焦點檢測像素而以水平方向(例如圖10所示的X軸方向)成行交替布置的圖像傳感器200的情況下進行說明。而且，在圖16 圖19所示的例子中，假設在圖像傳感器200的中央存在光源(對象)。圖16表示第一實施方式的對焦時的相位差檢測例。在該圖中，示意性地說明在控制單元140基于焦點檢測像素410、420的焦點調整信號所生成的焦點調整用圖像數據以檢測出焦點偏移之前的流程。首先，說明由信號處理單元130生成的焦點調整用圖像數據。圖像數據611為示意性地表示由來自焦點檢測像素410的焦點調整信號生成的圖像數據的圖。在該圖像數據611中，將橫軸設定為圖像傳感器中的焦點檢測像素410的像素位置，且縱軸代表焦點調整用圖像數據，所述焦點調整用圖像數據的色階表示焦點檢測像素410的焦點調整信號的強度。該圖像數據611表示第一光接收元件圖像數據Cl和第二光接收元件圖像數據C2。第一光接收元件圖像數據Cl為基于焦點檢測像素410的光接收元件401 (位于X軸的負側的光接收元件)所提供的焦點調整信號而生成的圖像數據。即，該第一光接收元件圖像數據Cl表示從微透鏡311右側(在圖5A所示的微透鏡311的X軸的右側)入射的光在圖像傳感器中的強度分布。在圖16中，由于對焦狀態，故由位于圖像傳感器中央附近的焦點檢測像素410的光接收元件401接收來自對象的光，并且基于接收光量以生成焦點調整信號。第二光接收元件圖像數據C2為基于焦點檢測像素410的第二光接收元件402 (位于X軸的正側的光接收元件)所提供的焦點調整信號而生成的圖像數據。即，該第二光接收元件圖像數據C2表示從微透鏡311的左側(在圖5A所示的微透鏡311的X軸的左側)入射的光在圖像傳感器中的強度分布。在圖16中，由于對焦狀態，故與第一光接收元件圖像數據Cl類似地，由位于圖像傳感器中央附近的焦點檢測像素410的第二光接收元件402接收來自對象的光，并且基于接收光量以生成焦點調整信號。而且，如圖5所示，由第二光 接收元件402生成比光接收元件401的焦點調整信號的色階大的焦點調整信號。圖像數據612為示意性地表示來自焦點檢測像素420的焦點調整信號所生成的圖像數據的圖。在該圖像數據612中，將橫軸設定為圖像傳感器中的焦點檢測像素420的像素位置，且縱軸代表焦點調整用圖像數據，所述焦點調整用圖像數據的色階表示焦點檢測像素420的焦點調整信號的強度。該圖像數據612表示第一光接收元件圖像數據Dl和第二光接收元件圖像數據D2。第一光接收元件圖像數據Dl為基于焦點檢測像素420的光接收元件401 (位于x軸的正側的光接收元件)所提供的焦點調整信號而生成的圖像數據。即，該第一光接收元件圖像數據Dl表示從微透鏡311左側入射的光在圖像傳感器中的強度分布。在該圖16中，由于對焦狀態，故由位于圖像傳感器中央附近的焦點檢測像素420的光接收元件401接收來自對象的光，并且基于接收光量以生成焦點調整信號。第二光接收元件圖像數據D2為基于焦點檢測像素420的第二光接收元件402 (位于X軸的負側的光接收元件)所提供的焦點調整信號而生成的圖像數據。即，該第二光接收元件圖像數據D2表示從微透鏡311右側入射的光在圖像傳感器中的強度分布。在該圖16中，由于對焦狀態，故與第一光接收元件圖像數據Dl類似地，由位于圖像傳感器中央附近的焦點檢測像素420的第二光接收元件402接收來自對象的光，并且基于接收光量以生成焦點調整信號。而且，如圖5A和圖5B所示，由第二光接收元件402生成比光接收元件401的焦點調整信號的色階大的焦點調整信號。而且，由于焦點檢測像素410和焦點檢測像素420以水平方向成行交替布置，故第一光接收元件圖像數據Cl和第一光接收元件圖像數據Dl的圖像位置基本相同。類似地，第二光接收元件圖像數據C2和第二光接收元件圖像數據D2的圖像位置基本相同。這樣，信號處理單元130基于來自焦點檢測像素410和焦點檢測像素420的焦點調整信號以生成四條焦點調整用圖像數據。然后，該信號處理單元130將所生成的四條焦點調整用圖像數據提供給控制單元140。接下來，說明控制單元140中的焦點檢測的例子。焦點檢測比較圖像數據613為示意性地表示當進行焦點檢測時所比較的兩條圖像數據的圖。在該焦點檢測比較圖像數據613中，將橫軸設定為圖像傳感器中的焦點檢測像素410和焦點檢測像素420的像素位置，且縱軸代表焦點調整用圖像數據，所述焦點調整用圖像數據的色階表示焦點調整信號的強度。該焦點檢測比較圖像數據613表示在焦點檢測中所比較的兩條圖像數據(第二光接收元件圖像數據C2和第一光接收元件圖像數據D2)。這里，參照焦點檢測比較圖像數據613以說明控制單元140的操作。首先，控制單元140從信號處理單元130所提供的四 條焦點調整用圖像數據中選擇兩條焦點調整用圖像數據。即，由于該控制單元140進行相位差檢測，故在從微透鏡311右側入射的光的強度分布和從微透鏡311左側入射的光的強度分布中各選擇一個。該控制單元140可通過使用信號的強弱很清晰的焦點調整用圖像數據以準確地檢測焦點差。為此，控制單元140在四條焦點調整用圖像數據中選擇信號強的焦點調整用圖像數據(第二光接收元件圖像數據C2和第一光接收元件圖像數據D2)。然后，控制單元140檢測第二光接收元件圖像數據D2與第二光接收元件圖像數據C2之間的圖像偏移(圖像間隔El)。應當注意，在圖16中，由于對焦狀態，故圖像間隔El變為用于接收最強光量的焦點檢測像素410的第二光接收元件402的位置和用于接收最強光量的焦點檢測像素420的光接收元件401的位置之間的間隔和位置關系。控制單元140基于圖像間隔El以判定當前狀態為對焦狀態，并且將用于保持透鏡單元110中的攝像透鏡的位置的信號提供給驅動單元150。圖17表示第一實施方式的后聚焦時的相位差檢測例。這里，在假設來自對象的光量與圖16相同的情況下進行說明。即，除了由后聚焦引起的焦點調整信號的差異以外的狀態與圖16相同。圖像數據621相當于圖16中的焦點檢測像素410圖像數據611，并且圖像數據622相當于圖16中的圖像數據612。而且，焦點檢測比較圖像數據623相當于圖16中的焦點檢測比較圖像數據613。在該圖17中，說明與圖16所示的對焦狀態的差異。首先，說明用于接收從攝像透鏡左側入射的光的光接收元件的圖像數據。在圖17中，由于后聚焦，故在比對焦時進一步前進至右側之后，以接收從攝像透鏡左側入射的光。即，通過焦點檢測像素410的第二光接收元件402獲得的圖像數據(圖17中的第二光接收元件圖像數據C2)變為類似于通過使對焦時的圖像數據(圖16中的第二光接收元件圖像數據C2)向右偏移而獲得的圖像數據。類似地，通過焦點檢測像素420的光接收元件401獲得的圖像數據(圖17中的第一光接收元件圖像數據Dl)變為類似于通過使對焦時的圖像數據(圖16中的第一光接收元件圖像數據Dl)向右偏移而獲得的圖像數據。隨后，說明用于接收從攝像透鏡右側入射的光的光接收元件的圖像數據。在圖17中，由于后聚焦，故在比對焦時進一步前進至左側之后，以接收從攝像透鏡右側入射的光。即，通過焦點檢測像素410的光接收元件401獲得的圖像數據(第一光接收元件圖像數據C I)變為類似于通過使對焦時的圖像數據向左偏移而獲得的圖像數據。而且，通過焦點檢測像素410的第二光接收元件402獲得的圖像數據(第二光接收元件圖像數據C2)變為類似于使對焦時的圖像數據向左偏移而獲得的圖像數據。接下來，簡述控制單元140中的焦點檢測。首先，與圖16類似地，控制單元140選擇兩條焦點調整用圖像數據(第二光接收元件圖像數據C2和第一光接收元件圖像數據D2)。隨后，該控制單元140基于第二光接收元件圖像數據D2和第二光接收元件圖像數據C2之間的圖像偏移(圖像間隔E2)以確定攝像透鏡的移動量，并且將使攝像透鏡移動的信號提供給驅動單元150。圖18表示第一實施方式的當光量低或小時的相位差檢測例。這里，類似于圖6A，假設光接收元件401不能檢測光量，但是第二光接收元件402能夠檢測光量。而且，除了焦點調整用圖像數據中的信號強度以外，該圖18與圖17相同。圖像數據631相當于圖17中的圖像數據621，并且圖像數據632相當于圖17中的圖像數據622。而且，焦點檢測比較圖像數據633相當于圖16中的焦點檢測比較圖像數據623。如該圖18所示，即使在焦點檢測像素410和焦點檢測像素420的光接收元件401不能檢測光的情況下，仍可基于焦點檢測像素410和焦點檢測像素420的第二光接收元件 402的信號以進行相位差檢測。圖19表不第一實施方式的光量飽和時的相位差檢測例。這里，類似于圖6B，假設在第二光接收元件402中，光接收量發生飽和(不能檢測出光量的強弱的大部分)，但是在光接收元件401中，光接收量不飽和(可檢測出光量的強弱)。而且，除了焦點調整用圖像數據中的信號強度以外，該圖19與圖17相同。圖像數據641相當于圖17中的圖像數據621，并且圖像數據642相當于圖17中的圖像數據622。而且，焦點檢測比較圖像數據643相當于圖17中的焦點檢測比較圖像數據623。如該圖19中的第二光接收元件圖像數據C2和第一光接收元件圖像數據D2所示，在信號的大部分具有最大值(信號上限值Th5)的焦點調整用圖像數據中，焦點調整用圖像數據中的信號的差異減小。因此，發生了難以檢測圖像偏移的問題。鑒于上述情況，在第二光接收元件402的焦點調整用圖像數據中發生光接收量飽和的情況下，控制單元140選擇光接收量小的光接收元件401的焦點調整用圖像數據(第一光接收元件圖像數據Cl和第一光接收元件圖像數據Dl)。隨后，該控制單元140基于第一光接收元件圖像數據Cl和第一光接收元件圖像數據Dl之間的圖像偏移(圖像間隔E2)以確定攝像透鏡的移動量，并且將使攝像透鏡移動的信號提供給驅動單元150。如該圖19所示，在焦點檢測像素410和焦點檢測像素420的第二光接收元件402中，即使在光接收量發生飽和的情況下，仍可基于焦點檢測像素410和焦點檢測像素420的光接收元件401的信號以進行相位差檢測。[控制單元的操作例]接下來，參照附圖，說明第一實施方式的攝像裝置100的操作。圖20為表示通過第一實施方式的攝像裝置100的焦點控制步驟的流程圖。在圖20中，說明從開始焦點控制以進行對象的攝像至由于對焦而結束焦點控制的步驟。而且，這里，假設說明這樣的情況，其中，攝取的光的強度使得可使用第一光接收元件和第二光接收元件之一中的焦點調整信號。首先，通過圖像傳感器200中的焦點檢測像素對對象進行攝像，并且生成焦點調整信號(步驟S901)。隨后，信號處理單元130基于焦點調整信號以生成焦點調整用圖像數據(圖像數據)(步驟S902)。應當注意，步驟S901為在權利要求的范圍內記載的攝像裝置的例子。接下來，控制單元140判斷在所生成的焦點調整用圖像數據中，由第二光接收元件的焦點調整信號生成的焦點調整用圖像數據是否可用于圖像間隔的計算(步驟S903)。隨后，在判定不能使用由第二光接收元件獲得的焦點調整用圖像數據時(步驟S903)，控制單元140選擇由第一光接收元件的焦點調整信號所生成的焦點調整用圖像數據(步驟S905)。這里，在判斷不能使用第二光接收元件所獲得的焦點調整用圖像數據時，例如，如圖19所示，意味著在第二光接收元件402中發生光接收量飽和的情況。然后，基于所選定的第一光接收元件的焦點調整用圖像數據以計算出圖像間隔(步驟S906)。另一方面，在判斷可使用由第二光接收元件的焦點調整信號所生成的焦點調整用圖像數據的情況下(步驟S903)，控制單元140選擇第二光接收元件的焦點調整用圖像數據(步驟S904)。隨后，基于所選定的第二光接收元件的焦點調整用圖像數據以計算出圖像間隔(步驟S906)。 接下來，控制單元140基于算出的圖像間隔以判斷對焦是否有效(步驟S907)。隨后，在判斷對焦無效的情況下(步驟S907)，由控制單元140計算透鏡單元110中的攝像透鏡的驅動量(移動量)(步驟S908)。隨后，驅動單元150驅動透鏡單元110中的攝像透鏡(步驟S909)，且流程返回至步驟S901。應當注意，步驟S907為在權利要求的范圍內記載的判斷裝置的例子。另一方面，在判斷對焦有效的情況下(步驟S907)，終止焦點控制步驟。這樣，根據第一實施方式，將軸LI設定為鄰近于第二光接收元件492，通過調整一對光接收元件的位置，可準確地進行焦點調整。<2.第二實施方式>根據第一實施方式，說明了這樣的例子，其中，使微透鏡的光軸鄰近一對光接收元件之一，以便調整這對光接收元件的焦點檢測像素的位置。在此情況下，可使用以等間隔布置有微透鏡的通用微透鏡陣列。另一方面，還可通過調整微透鏡相對于焦點檢測像素的位置，從而將微透鏡的光軸設定為鄰近于一對光接收元件之一。鑒于上述情況，根據第二實施方式，說明調整微透鏡相對于焦點檢測像素的位置的例子。[焦點檢測像素的配置例]圖21A和圖21B分別為示意性地表示第二實施方式的焦點檢測像素的例子的橫截面圖和俯視圖。圖21A和圖21B作為例子而分別表示設有微透鏡810的焦點檢測像素490的橫截面配置和俯視圖，焦點檢測像素490作為相當于圖3B所示的焦點檢測像素410的焦點檢測像素。圖21A示意性地表示第二實施方式的設有微透鏡810的焦點檢測像素490的橫截
面配置。根據該第二實施方式，除微透鏡810以外的配置與圖3A所示的焦點檢測像素490的配置相同，并且省略了對于圖21A和圖21B的說明。而且，圖21A通過虛線表示作為比較對象的圖3A所示的微透鏡311的位置和范圍Rl入射光。類似于微透鏡311，微透鏡810配置為采集攝像像素490上的入射光。該微透鏡810布置為使得穿過微透鏡810的中央的軸(LI)位于第二光接收元件492的元件隔離區493 一側的端部位置。即，該微透鏡810的軸LI不穿過焦點檢測像素490的中心位置。圖21B為表示第二實施方式的微透鏡810和焦點檢測像素490之間的位置關系的俯視圖。該圖21B表示第二實施方式的焦點檢測區的一部分。應當注意，該圖21B通過虛線表示作為比較對象的圖3A所示的微透鏡311的位置。這里，關注微透鏡810的位置而進行說明。相比于第一實施方式所示的焦點檢測像素490設有的微透鏡311，微透鏡810向右方向偏移。據此，在焦點檢測像素490中，雖然焦點檢測像素490的像素的中心與元件隔離區493的中心相同，但由于微透鏡的位置發生偏移，故所述一對光接收元件變為相對于軸LI不對稱。以此方式，該圖21B表示可通過調整(向右移動)焦點檢測像素490的微透鏡311的位置(圖21B中的虛線)，從而實現類似于焦點檢測像素410的效果。 這樣，根據第二實施方式，通過調整微透鏡相對于焦點檢測像素的位置，類似于第一實施方式，可以用經瞳孔分割的光中的一個入射光有效地照射光接收元件。〈3.第三實施方式〉根據第一實施方式和第二實施方式，已經說明了第二光接收元件上的照射光增加的例子。由于一個焦點檢測像素設有一對光接收元件，故以上所述的焦點檢測像素生成兩個焦點調整信號。因此，通過為這兩個焦點調整信號設計讀出方法，可提高焦點控制的速度。鑒于上述情況，根據第三實施方式，說明這樣的例子，其中，設有僅用于讀出兩個焦點調整信號中的一個焦點調整信號的第二信號線。[圖像傳感器的配置例]圖22A和圖22B為表示第三實施方式的圖像傳感器200的信號線的例子的示意圖。圖22表示與圖像傳感器200類似地連接于信號線的攝像像素310和焦點檢測像素410以及第三實施方式的攝像像素310和焦點檢測像素530。 圖22k示意性地表示與常規攝像裝置中的圖像傳感器200類似地連接于信號線的攝像像素310和焦點檢測像素410。在圖22A中，圖示了一個攝像像素310 (中央)、兩個焦點檢測像素410 (上級、下級)以及第一信號線510。而且，圖示了光接收元件314、FD (浮動擴散部)316和放大器317以作為攝像像素310。而且，圖示了光接收元件401、第二光接收元件402、FD416和放大器417以作為焦點檢測像素410。應當注意，攝像像素310中的光接收元件314以及焦點檢測像素410中的第一光接收元件401和第二光接收元件402類似于第一實施方式中所述的光接收元件，因此，此處省略了說明。FD316和FD416為攝像像素310和焦點檢測像素410的浮動擴散部。這些FD316和FD416檢測光接收元件的電荷。這些FD316和FD416將檢測到的電荷轉換為電壓以提供給放大器317和放大器417。放大器317和放大器417配置為對由FD316和FD416提供的電壓進行放大。該放大器317和放大器417將放大后的電壓提供給第一信號線510。第一信號線510為用于讀出攝像像素310所生成的攝像信號和焦點檢測像素410所生成的焦點調整信號的信號線。將攝像信號和焦點調整信號經由該第一信號線510以讀出至信號處理單元130。例如，首先，讀出圖21A上級的焦點檢測像素410中的光接收元件401的焦點調整信號。接下來，讀出上級的焦點檢測像素410的第二光接收元件402的焦點調整信號，隨后，讀出中央的攝像像素310的攝像信號。隨后，讀出下級的焦點檢測像素410的光接收元件401的焦點調整信號，最后，讀出下級的焦點檢測像素410的第二光接收元件402的焦點調整信號。這樣，類似于常規攝像裝置中的圖像傳感器200，在經由一個信號線以讀出焦點檢測像素410的焦點調整信號的情況下，必需兩次從焦點檢測像素410中讀出焦點調整信號。圖22B示意性地表示第三實施方式的圖像傳感器200的信號線所連接的攝像像素310和焦點檢測像素530。圖22A表示一個攝像像素310 (中央)、兩個焦點檢測像素530 (上級、下級)、第一信號線510以及第二信號線520。攝像像素310(中央)和焦點檢測像素530(上級、下級)的第二光接收元件402連接至第一信號線510。焦點檢測像素530 (上級、下級)的光接收元件401連接至第二信 號線520。這里，說明與圖22A所示的常規攝像裝置中的圖像傳感器200的差異。應當注意，除了焦點檢測像素530和第二信號線520以外的部件類似于圖22A所示的部件，因此，此處省略了說明。通過將圖22A所示的焦點檢測像素410的第一光接收元件401和第二光接收元件402分別連接至第一信號線510和第二信號線520，從而獲得焦點檢測像素530。該焦點檢測像素530設有FD533和放大器534，FD533用于檢測光接收元件401的電荷以轉換為電壓，放大器534用于放大轉換后的電壓。而且，該焦點檢測像素530設有FD531和放大器532，FD531用于檢測第二光接收兀件402的電荷以轉換為電壓，放大器532用于放大轉換后的電壓。第二信號線520為用于讀出由焦點檢測像素530中的光接收元件401所生成的焦點調整信號的信號線。在第一信號線510提取焦點檢測像素530的第二光接收元件402的焦點調整信號的同時，該第二信號線520提取光接收元件401的焦點調整信號。這樣，根據第三實施方式，通過設置第二信號線520，可縮短將焦點調整信號提供給信號處理單元130所用的時間。據此，縮短了用于生成焦點調整用圖像數據的時間，并且可縮短用于焦點控制的時間。這樣，根據本實施方式，通過增加一對光接收元件中的任一光接收元件的光接收量并減少另一光接收元件的光接收量，可提高焦點調整的精度。雖然本領域技術人員可提出各種變型與變化，但發明人旨在將在他們對本領域的貢獻的范圍內合理而適當提出的所有變化和變型包含在此處授權的專利內。而且，各實施方式中所述的處理步驟可理解為包含這一系列步驟的方法，還可理解為使計算機執行這一系列步驟的程序或者存儲所述程序的記錄介質。作為該記錄介質，例如，可使用CD (光盤)、MD (微型碟片)、DVD(數字式多用盤)、存儲卡、藍光光盤(藍光光盤(注冊商標))等。
權利要求
1.一種具有光傳感器的成像器件，所述光傳感器包括兩個感光元件，所述兩個感光元件關于所述光傳感器的中心線的各相對側不對稱地定位。
2.—種固體攝像器件，其包括 透鏡，其具有光軸； 第一光接收元件，其從所述透鏡接收光； 第二光接收元件，其從所述透鏡接收光；以及 元件隔離區，其介于所述第一光接收元件和所述第二光接收元件之間，其中， 所述光軸與所述元件隔離區的中心偏離。
3.如權利要求2所述的固體攝像器件，其中， 所述透鏡位于像素的中心，并且 所述第一光接收元件和第二光接收元件關于所述像素的中心不對稱地定位。
4.如權利要求2所述的固體攝像器件，其中， 所述第一光接收元件和第二光接收元件距像素的中心等距離，并且所述光軸與所述像素的中心偏離。
5.一種攝像裝置，其包括 圖像傳感器，其對入射光進行光電轉換以生成電信號，所述圖像傳感器具有第一像素，所述第一像素包括(a)透鏡，其具有光軸，(b)第一光接收元件，其配置為將來自所述透鏡的光轉換為電信號，(C)第二光接收元件，其配置為將來自所述透鏡的光轉換為電信號，以及(d)元件隔離區，其介于所述第一光接收元件和所述第二光接收元件之間；和 信號處理單元，其生成與來自所述第一光接收元件的電信號對應的圖像數據并且生成與來自所述第二光接收元件的電信號對應的圖像數據，其中， 所述第一像素的所述光軸與所述第一像素的所述元件隔離區的中心偏離。
6.如權利要求5所述的攝像裝置，其中，所述元件隔離區包括將所述第一光接收元件與所述第二光接收元件電隔離的絕緣材料。
7.如權利要求5所述的攝像裝置，所述圖像傳感器還包括第二像素，所述第二像素包括(a)透鏡，其具有光軸，(b)第一光接收元件，其配置為將來自所述透鏡的光轉換為電信號，(C)第二光接收元件，其配置為將來自所述透鏡的光轉換為電信號，以及(d)元件隔離區，其介于所述第一光接收元件和所述第二光接收元件之間，其中， 所述第二像素的光軸與所述第二像素的元件隔離區的中心偏離。
8.如權利要求7所述的攝像裝置，其中，所述圖像傳感器包括焦點檢測區，所述焦點檢測區至少包括所述第一像素和所述第二像素。
9.如權利要求7所述的攝像裝置，其中，所述第一像素和所述第二像素在所述焦點檢測區中被定位為使得所述第一像素朝向第一方向且所述第二像素朝向第二方向，所述第二方向不同于所述第一方向。
10.如權利要求7所述的攝像裝置，還包括控制單元，所述控制單元配置為(a)選擇對應于所述第一像素的圖像數據且選擇對應于所述第二像素的圖像數據；并且(b)基于來自所述第一像素的所選定的圖像數據和來自所述第二像素的所選定的圖像數據以計算圖像間隔。
11.如權利要求10所述的攝像裝置，其中，所述控制單元配置為(a)基于所述圖像間隔以生成焦點檢測信號，所述焦點檢測信號表示所述攝像透鏡的當前狀態是否對焦；并且(b)如果所述攝像透鏡沒有對焦，則基于所述焦點檢測信號以提供關于攝像透鏡的位置的信號。
12.如權利要求8所述的攝像裝置，其中，所述圖像傳感器還包括第三像素，所述第三像素包括(a)透鏡，其具有光軸，(b)第一光接收元件，其配置為將來自所述透鏡的光轉換為電信號，以及(C)第二光接收元件，其配置為將來自所述透鏡的光轉換為電信號，其中，所述第三像素的第一光接收元件和第二光接收元件距所述第三像素的光軸等距離。
13.如權利要求12所述的攝像裝置，其中，所述焦點檢測區包括所述第三像素。
14.一種固體攝像器件的控制方法，所述方法包括 由第一光接收元件生成第一電信號，所述第一光接收元件從第一像素的透鏡接收光；由第二光接收元件生成第二電信號，所述第二光接收元件從所述第一像素的透鏡接收光，其中， 所述第一像素包括介于所述第一光接收元件和所述第二光接收元件之間的元件隔離區，并且 所述透鏡的光軸與所述第一像素的元件隔離區的中心偏離。
15.如權利要求14所述的方法，其中，所述元件隔離區包括將所述第一光接收元件與所述第二光接收元件電隔離的絕緣材料。
16.如權利要求14所述的方法，還包括 由第一光接收元件生成第一電信號，所述第一光接收元件從第二像素的透鏡接收光，由第二光接收元件生成第二電信號，所述第二光接收元件從所述第二像素的透鏡接收光，其中， 所述第二像素包括介于所述第一光接收元件和所述第二光接收元件之間的元件隔離區，并且 所述透鏡的光軸與所述第二像素的元件隔離區的中心偏離。
17.如權利要求16所述的方法，其中， 所述第一像素和所述第二像素位于圖像傳感器的焦點檢測區，并且所述第一像素和所述第二像素布置為使得所述第一像素朝向第一方向且所述第二像素朝向第二方向，所述第二方向不同于所述第一方向。
18.一種攝像裝置的控制方法，所述方法包括 從第一光接收元件接收第一電信號，所述第一光接收元件從第一像素的透鏡接收光；從第二光接收元件接收第二電信號，所述第二光接收元件從所述第一像素的透鏡接收光；并且 生成與來自所述第一像素的第一光接收元件的電信號對應的圖像數據并且生成與來自所述第一像素的第二光接收元件的電信號對應的圖像數據，其中， 所述第一像素包括介于所述第一光接收元件和所述第二光接收元件之間的元件隔離區，并且 所述透鏡的光軸與所述第一像素的元件隔離區的中心偏離。
19.如權利要求18所述的方法，還包括從第一光接收元件接收第一電信號，所述第一光接收元件從第二像素的透鏡接收光；從第二光接收元件接收第二電信號，所述第二光接收元件從所述第二像素的透鏡接收光；并且 生成與來自所述第二像素的第一光接收元件的電信號對應的圖像數據并且生成與來自所述第二像素的第二光接收元件的電信號對應的圖像數據，其中， 所述第二像素包括介于所述第一光接收元件和所述第二光接收元件之間的元件隔離區，并且 所述透鏡的光軸與所述第二像素的元件隔離區的中心偏離。
20.如權利要求18所述的方法，還包括 將圖像數據輸出給控制單元，所述控制單元配置為(a)選擇對應于所述第一像素的圖像數據并且選擇對應于所述第二像素的圖像數據；并且(b)基于來自所述第一像素的所選定的圖像數據和來自所述第二像素的所選定的圖像數據以計算圖像間隔。
全文摘要
一種固體攝像器件，其包括透鏡、第一光接收元件、第二光接收元件以及元件隔離區。第一光接收元件配置為從透鏡接收光。第二光接收元件配置為從透鏡接收光。元件隔離區介于第一光接收元件和第二光接收元件之間。透鏡具有光軸，該光軸與元件隔離區的中心偏離。
文檔編號H04N5/232GK102822716SQ201180016928
公開日2012年12月12日 申請日期2011年4月1日 優先權日2010年4月8日
發明者宇井博貴, 西村豐, 藤井真一 申請人:索尼公司