摄像装置、固体摄像器件以及摄像方法相关申请的交叉引用
本申请要求2010年4月8日向日本专利局提交的日本专利申请JP
2010-089796的优先权，按照法律所允许的程度，将其全部内容通过引用
并入此处。
技术领域
本发明涉及一种摄像装置，具体地涉及一种进行相位差检测的摄像
装置、固体摄像器件、摄像方法以及使计算机执行所述方法的程序。
背景技术
近年来，诸如数码静物相机等摄像装置得到了普及，所述数码静物
相机通过对例如人等对象进行摄像以生成摄取图像并记录所生成的摄取
图像。而且，为便于使用者进行摄像操作，广泛使用设有自聚焦(AF：
Auto Focus)功能的摄像装置以作为这种摄像装置，所述自聚焦功能用于
在摄像时自动进行焦点(focus point，focal point)调整。
例如，提出了以下摄像装置以作为这种摄像装置，所述摄像装置通
过对穿过摄像透镜的光进行瞳孔分割以形成一对图像，并测量所形成的
各图像之间的间隔(检测相位差)以确定摄像透镜的位置(例如参照PTL1)。
该摄像装置通过对图像传感器设置焦点检测用像素以形成一对图像，并
通过测量所形成的各图像间的间隔以计算焦点的偏移量，在该焦点检测
用像素中为一个像素设有一对光接收元件。然后，该摄像装置基于算出
的焦点的偏移量以计算摄像透镜的移动量，并且基于算出的移动量以调
整摄像透镜的位置，从而有效对焦(焦点调整)。
根据上述常规技术，由于为一个图像传感器设有两个像素，所述两
个像素包括用于相位差检测(焦点检测)的像素和用于摄取图像生成的像
素，故不必需单独设置两个传感器、即焦点检测用传感器和摄取图像用
传感器。
引用列表
专利文件
PTL1：日本未审查专利申请2000-305010号公报(图1)
发明内容
然而，对于上述常规技术，发明人认识到在焦点检测用像素中，由
于两个光接收元件被经过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对低或者过量的情况下，不能准确地形成一对
图像。鉴于此，不能准确地计算出焦点偏移量，且可使焦点调整的精度
下降。
此处公开了一个以上发明，所述发明用于提高焦点调整的精度。
在一个实施方式中，成像器件具有包括两个感光元件的光传感器，
所述两个感光元件关于光传感器的中心线的各相对侧不对称地定位。
在一个实施方式中，固体摄像器件包括透镜、第一光接收元件、第
二光接收元件以及元件隔离区。透镜具有光轴。第一光接收元件配置为
从透镜接收光。第二光接收元件配置为从透镜接收光。元件隔离区介于
第一光接收元件和第二光接收元件之间。透镜的光轴与元件隔离区的中
心偏离。
在一个实施方式中，摄像装置包括图像传感器和信号处理单元。图
像传感器配置为对入射光进行光电转换以生成电信号。图像传感器包括
第一像素。第一像素包括：(a)透镜，其具有光轴；(b)第一光接收元件，
其配置为将来自透镜的光转换为电信号；(c)第二光接收元件，其配置为
将来自透镜的光转换为电信号；以及(d)元件隔离区，其介于第一光接收
元件和第二光接收元件之间。信号处理单元配置为生成与来自第一光接
收元件的电信号对应的图像数据，并且生成与来自第二光接收元件的电
信号对应的图像数据。第一像素的光轴与第一像素的元件隔离区的中心
偏离。
在一个实施方式中，固体摄像器件的控制方法包括生成第一电信号
和生成第二电信号。由第一光接收元件生成第一电信号。第一光接收元
件配置为从像素的透镜接收光。由第二光接收元件生成第二电信号。第
二光接收元件配置为从像素的透镜接收光。所述像素包括介于第一光接
收元件和第二光接收元件之间的元件隔离区。透镜的光轴与元件隔离区
的中心偏离。
在一个实施方式中，摄像装置的控制方法包括从第一光接收元件接
收第一电信号、从第二光接收元件接收第二电信号、并且生成与来自第
一光接收元件和第二光接收元件的各电信号对应的图像数据。第一光接
收元件配置为从像素的透镜接收光。第二光接收元件配置为从像素的透
镜接收光。所述像素包括介于第一光接收元件和第二光接收元件之间的
元件隔离区。透镜的光轴与元件隔离区的中心偏离。
附图说明
图1为表示第一实施方式的摄像装置的配置例的框图。
图2A和图2B分别为示意性地表示摄像元件的例子的横截面图和俯视
图。
图3A和图3B包括示意性地表示第一实施方式的焦点检测元件的例子
的横截面图。
图4A为示意性地表示与现有的焦点检测元件相同的像素的焦点检测
元件的俯视图，且图4B表示入射至焦点检测元件上的光的光接收量。
图5A为示意性地表示第一实施方式的焦点检测元件的俯视图，且图
5B为表示入射至焦点检测元件上的光的光接收量的例子的图。
图6A和图6B为表示第一实施方式的焦点检测元件的光接收效果的示
意图。
图7A、图7B和图7C为示意性地表示第一实施方式的焦点检测像素的
俯视图。
图8A和图8B为示意性地表示第一实施方式的焦点检测像素的俯视
图。
图9A和图9B为示意性地表示第一实施方式的焦点检测像素的俯视
图。
图10为表示在第一实施方式的图像传感器中布置焦点检测像素的区
域的例子的示意图。
图11为表示第一实施方式的焦点检测区中的像素布置的例子的示意
图。
图12为表示第一实施方式的焦点检测区中的像素布置的例子的示意
图。
图13为表示第一实施方式的焦点检测区中的像素布置的例子的示意
图。
图14为表示第一实施方式的焦点检测区中的像素布置的例子的示意
图。
图15为表示第一实施方式的焦点检测区中的像素布置的例子的示意
图。
图16表示第一实施方式的对焦时的相位差检测例。
图17表示第一实施方式的后聚焦时的相位差检测例。
图18表示第一实施方式的光量相对低或小时的相位差检测例。
图19表示第一实施方式的光量饱和时的相位差检测例。
图20为表示第一实施方式的由摄像装置进行的焦点控制步骤例的流
程图。
图21A和图21B分别为示意性地表示第二实施方式的焦点检测像素的
例子的横截面图和俯视图。
图22A和图22B为表示第三实施方式的图像传感器的信号线的例子的
示意图。
具体实施方式
下面，说明实现本发明的原理的器件和构造(以下称作实施方式)。以
下列顺序进行说明：
1.第一实施方式(摄像控制：将一对光接收元件的布置位置设定为不
对称的例子)
2.第二实施方式(摄像控制：调整微透镜的布置位置的例子)
3.第三实施方式(摄像控制：布置两个信号线的例子)
<1.第一实施方式>
[摄像装置的功能性配置例]
图1为表示第一实施方式的摄像装置100的配置例的框图。该摄像装
置100设有透镜单元110、图像传感器200、信号处理单元130、控制单元
140、驱动单元150、存储单元160以及显示单元170。
应当注意，该摄像装置100配置为基于相位差检测系统以进行AF(自
聚焦)控制。该相位差检测系统为测量被两个透镜分离的对象的图像间隔
的系统，并且基于该图像间隔变为预定值的位置以确定摄像透镜的位置。
透镜单元110由诸如聚焦透镜和变焦透镜的多个摄像透镜构成，并且
配置为将经由这些透镜输入的来自对象的入射光提供给图像传感器200。
调整该透镜单元110以使得在通过驱动单元150调整多个摄像透镜的位置
时，相对于对象的焦点(还称作焦点(focus point)或焦点(focal point))合适。
图像传感器200为基于控制单元140的控制而将来自对象的透过透镜
单元110的入射光光电转换为电信号的摄像元件。该图像传感器200由产
生用于生成摄取图像的电信号(摄像信号)的像素以及产生用于调整焦点
的电信号(焦点调整信号)的像素构成。该图像传感器200将由光电转换生
成的电信号提供给信号处理单元130。应当注意，假设图像传感器200大
致为矩形形状。而且，参照图2A和图2B以详述生成摄像信号的像素(摄像
像素)。而且，参照图3～图9以详述生成焦点调整信号的像素(焦点检测像
素)。而且，参照图10～图15以详述该图像传感器200。应当注意，图像传
感器200为在权利要求的范围内所述的摄像元件的例子。而且，焦点调整
信号为在权利要求的范围内所述的焦点检测信号的例子。
信号处理单元130配置为对从图像传感器200提供的电信号实施各种
信号处理。例如，该信号处理单元130基于从图像传感器200提供的摄像
信号以生成摄取图像数据，并且将这种生成的摄取图像数据提供给存储
单元160以作为图像文件记录于存储单元160中。而且，信号处理单元130
将所生成的摄取图像数据提供给显示单元170以显示为摄取图像。而且，
该信号处理单元130基于从图像传感器200提供的焦点调整信号以生成焦
点调整用图像数据，并且将这种生成的焦点调整用图像数据提供给控制
单元140。
控制单元140配置为基于从信号处理单元130提供的焦点调整用图像
数据以计算焦点的偏移量(离焦量)，并且基于算出的离焦量以计算透镜单
元110的摄像透镜的移动量。随后，该控制单元140将关于算出的摄像透
镜的移动量的信息提供给驱动单元150。即，该控制单元140通过计算焦
点的偏移量以进行对焦判定、基于该对焦判定结果以生成关于摄像透镜
的移动量的信息并且将这种生成的信息提供给驱动单元150。应当注意，
控制单元140为在权利要求的范围内所述的判定单元的例子。
驱动单元150配置为基于由控制单元140提供的关于摄像透镜的移动
量的信息而移动透镜单元110的摄像透镜。
存储单元160配置为将由信号处理单元130提供的摄取图像数据存储
为图像文件。
显示单元170配置为将由信号处理单元130提供的摄取图像数据显示
为摄取图像(例如，穿过透镜的图像)。
[摄像像素的配置例]
图2A和图2B分别为示意性地表示摄像像素310的例子的横截面图
和俯视图。图2A和图2B所示的摄像像素310为在构成图像传感器200的各
个像素中的用于生成摄像信号的像素(摄像像素)的例子。
图2A示意性地表示图像传感器200中的摄像像素310的横截面配置。
该摄像像素310设有平坦化膜312、绝缘膜313以及光接收元件314。
而且，在摄像像素310上设有微透镜311，微透镜311用于将入射至摄像像
素310上的光聚焦至光接收元件314。
应当注意，这里，将透过微透镜311的光对焦至光接收元件314的光
接收面。
微透镜311布置为使得微透镜311的中心和光接收元件314的中心位
于同一轴上。而且，该微透镜311布置为使得光接收元件314的光接收位
置和微透镜311的焦点F1的位置在同一面上。
平坦化膜312和绝缘膜313为覆盖光接收元件314的光接收面的由透
明绝缘材料制成的层。应当注意，在实际装置中，在平坦化膜312和绝缘
膜313之间布置有红光、绿光或蓝光滤色器，但根据第一实施方式，为便
于说明，假设图像传感器200用于检测单色(光的亮度)。
光接收元件314配置为通过将接收光转换为电信号(光电转换)而生成
根据接收光量的强度的电信号。该光接收元件314例如由光电二极管(PD：
Photo Diode)构成。
此处，参照图2A，说明入射至光接收元件314上的光(入射光)。图2A
示意性地表示在入射至光接收元件314上的光中的以与轴L1平行的角度
入射至微透镜311上的光(在图2A所示的范围R1内照射的光)，该轴L1平行
于穿过微透镜311的中心位置的光轴。而且，图2A示意性地表示以相对于
轴L1倾斜预定角度的角度(图2A所示的角度-α、α)而入射至微透镜311上
的光(在图2A所示的范围R2、R3内入射的光)。应当注意，轴L1为在权利
要求的范围内记载的微透镜的光轴的例子。
在范围R1内入射的光(范围R1入射光)为以与轴L1平行的角度入射至
微透镜311上的光。微透镜311将该范围R1入射光聚焦于焦点F1处。
在范围R2、R3内入射的光(范围R2入射光和范围R3入射光)为以相对
于轴L1倾斜预定角度(-α和α)的角度而入射至微透镜311上的光。这些范
围R2入射光和范围R3入射光为用于表示以相对于轴L1倾斜预定角度的
角度而入射至微透镜311上的光的例子的入射光。将这些范围R2入射光和
范围R3入射光聚焦于光接收元件314的光接收面中的预定区域中。
图2B表示入射于图2A所示的摄像像素310上的光的照射位置的例
子。
应当注意，在该图2B中，说明所假设的xy坐标系，其中，与穿过微
透镜311的中心位置的光轴方向平行的轴L1与光接收元件314的光接收面
的交点被设定为原点、将图像传感器200的长边设定为x轴并且将图像传
感器200的短边设定为y轴。而且，还与后述的xy坐标系类似地，说明所
假设的xy坐标系，其中，与穿过微透镜的中心位置的光轴平行的轴与光
接收元件的光接收面的交点被设定为原点、将图像传感器200的长边设定
为x轴并且将图像传感器200的短边设定为y轴。
在该图2B中，除光分布区A3以外的部件与图2A所示的部件相同，为
所述部件指定了与图2A相同的附图标记且此处省略了说明。
光分布区A3为光接收元件314的光接收面被微透镜311上的入射光照
射的区域。如图2A所示，照射于该光分布区A3上的光(照射光)变为远离
轴L1以较大的入射角照射在微透镜311上的光。
此处，说明光分布区A3中的照射光。这是由于下列情况而发生，即
由于透镜单元110为远心光学系统，或者由于微透镜自身的称作边缘亮度
下降(例如余弦四次方定律)的现象。例如，在将图2A所示的α设定为32
度的情况下，考虑微透镜自身的边缘亮度下降。在此情况下，以角度α(32
度)入射的入射光在光接收面上的光量基本上为与光轴平行的光所照射
的区域(焦点F1)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(轴L1附近)的光最强，随着从光接收元件
314的中心靠近端部而变弱。
[焦点检测像素的配置例]
图3A和图3B为示意性地表示第一实施方式的焦点检测像素的例子
的横截面图。图3A表示焦点检测像素490的横截面图，且图3B表示与常
规摄像装置中的焦点检测像素具有不同配置的焦点检测像素410。这些焦
点检测像素410、490为在构成图像传感器200的各个像素中的用于生成焦
点调整信号的像素(焦点检测像素)的例子。应当注意，参照图11～图15以
详述图像传感器200中的焦点检测像素的配置构造。
应当注意，根据第一实施方式，将焦点检测像素410、490中的微透
镜311设定为与图2A和图2B所示的摄像像素310的微透镜311相同。
而且，根据第一实施方式，各个焦点检测像素410、490中的整个像
素的尺寸与图2A和图2B所示的摄像像素310的尺寸相同。而且，根据第
一实施方式，在各个焦点检测像素410、490中，将焦点检测像素的中心
和轴L1设定为位于同一线上。
图3A示意性地表示焦点检测像素490的横截面配置。在图3A中，图
示了在将图3A的左右方向设定为焦点检测像素490中的光接收元件的短
边方向的情况下的横截面配置。
应当注意，由于焦点检测像素410、490的入射光类似于图2A中的入
射光，故仅图示了范围R1入射光，而省略了对范围R2入射光和范围R3入
射光的图示，所述范围R2入射光和范围R3入射光为以倾斜预定角度的角
度的入射光的例子。
应当注意，在图3A中，除了第一光接收元件491、第二光接收元件492
和元件隔离区493以外的配置与图2A所示的摄像像素310的各个部件相
同，因此，这里，在指定了与图2A相同的附图标记的情况下省略了说明。
第一光接收元件491为与第二光接收元件492形成一对的光接收元
件，并且配置为接收经瞳孔分割的两个入射光之一。该第一光接收元件
491通过与图2A所示的光接收元件314类似地将接收光转换(光电转换)为
电信号而根据接收光量生成电信号。而且，该第一光接收元件491为与第
二光接收元件492具有相同尺寸和性能的光接收元件。应当注意，由于与
摄像像素310具有相同尺寸的焦点检测像素410、490设有两个光接收元
件，故相比于摄像像素310的光接收元件314，第一光接收元件491的光接
收面的面积小于或等于光接收元件314的光接收面的面积的一半。
第二光接收元件492为与第一光接收元件491形成一对的光接收元
件，并且配置为接收经瞳孔分割的两个入射光之另一个(与第一光接收元
件491所接收的光不同的光)。该第二光接收元件492的功能类似于第一光
接收元件491的功能，因此，此处省略了说明。
元件隔离区493为位于第一光接收元件491和第二光接收元件492之
间的绝缘区，并且为使得第一光接收元件491与第二光接收元件492相互
不接触的隔离区。该元件隔离区493构成于第一光接收元件491和第二光
接收元件492之间以使得第一光接收元件491和第二光接收元件492处于
相互平行的位置。而且，该元件隔离区493构成为使得第一光接收元件491
和第二光接收元件492位于距轴L1相等的距离处。例如，当将包含轴L1
的面设定为对称面时，元件隔离区493构成为使得第一光接收元件491和
第二光接收元件492相互对称。
即，在焦点检测像素490中，轴L1位于元件隔离区493的中央。而且，
由于焦点检测像素490的中心与轴L1一致，故第一光接收元件491和第二
光接收元件492构造为位于距焦点检测像素490的中心的等距离处。
应当注意，根据第一实施方式，由该元件隔离区493隔离的第一光接
收元件491和第二光接收元件492之间的间隔被设定为最窄间隔，在该最
窄间隔处，当构成焦点检测像素时，可使得第一光接收元件491和第二光
接收元件492构成为相互不接触。
图3B示意性地表示焦点检测像素410的横截面配置。在图3B中，图
示了在将图3B的左右方向设定为焦点检测像素410中的光接收元件的短
边方向的情况下的横截面配置。应当注意，图7～图9所示的焦点检测像素
420～480的横截面配置类似于焦点检测像素410的横截面配置，因此，这
里将说明焦点检测像素410，而省略了对焦点检测像素420～480的说明。
应当注意，在图3B中，除第一光接收元件401、第二光接收元件402
和元件隔离区403以外的部件与图2A所示的摄像像素310的各部件相同或
基本类似，因此，这里，在指定了相同附图标记的情况下省略了说明。
而且，第一光接收元件401、第二光接收元件402和元件隔离区403类似于
图3A所示的第一光接收元件491、第二光接收元件492和元件隔离区493，
因此，这里省略了说明。
图3B所示的焦点检测像素410中的第一光接收元件401、第二光接收
元件402和元件隔离区403的尺寸即为图3A所示的焦点检测像素490中的
第一光接收元件491、第二光接收元件492和元件隔离区493的尺寸。即，
这些焦点检测像素410和焦点检测像素490的不同之处仅在于光接收元件
的光接收面以及同一面上的光接收元件的布置位置。为此，在图3B中，
仅说明第一光接收元件401、第二光接收元件402和元件隔离区403的布置
位置，而省略了其它说明。
在该焦点检测像素410中，在第二光接收元件402的位于元件隔离区
403一侧的端部与轴L1相切的位置处构成第二光接收元件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的元件隔离区403一侧
的端部，光接收元件401的元件隔离区403一侧的端部远离轴L1。即，在
焦点检测像素410中，第一光接收元件401和第二光接收元件402构成为使
得第一光接收元件401和第二光接收元件402设定为关于包含轴L1的面不
对称。应当注意，第一光接收元件401和第二光接收元件402为在权利要
求的范围内记载的一对光接收元件的例子。
如图3B所示，通过将第一光接收元件401和第二光接收元件402布置
为关于轴L1不对称，焦点检测像素410的轴L1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。
[焦点检测像素490的光接收例]
图4A为示意性地表示焦点检测像素490的俯视图，且图4B为表示入射
至焦点检测像素490上的光的光接收量的例子的图。
图4A表示入射至图3A所示的焦点检测像素490上的光的照射位置
例。
应当注意，除光分布区A1和光分布区A2以外的部件类似于图2B和图
3A所示的部件，因此，这里，在指定相同附图标记的情况下而省略了说
明。而且，在图4B中，由虚线圆表示光分布区A1和光分布区A2。
光分布区A1为这样的区域，该区域表示由于所述区域中的大部分光
照射于元件隔离区493上而接收相对少量的光的区域。即，该光分布区A1
为光相对于轴L1的夹角小(靠近平行光线(远心光)的非远心光)的区域。如
图2B所示，由于边缘亮度下降等，照射于光接收面的光随着远离轴L1(焦
点F1)而显著下降。即，光分布区A1中的照射光的光量大于光分布区A1
外侧的光分布区A2中的照射光的光量。然而，该光分布区A1中的照射光
的大部分照射于元件隔离区493上，因此，所述光分布区A1中的照射光的
仅仅一部分照射于第一光接收元件491和第二光接收元件492上。即，该
光分布区A1中的照射光的大部分照射于元件隔离区493上，于是，在第一
光接收元件491和第二光接收元件492中用于进行光电转换的光少。
光分布区A2为在光分布区A1外侧的区域，并且是以比相对于光分布
区A1中的照射光的轴L1的入射角大的角度而入射至微透镜311上的光(以
与平行光线大大不同的角度入射的非远心光)所照射的区域。该光分布区
A2中的照射光的光量比光分布区A1中的照射光的光量小。因此，根据光
分布区A1的宽度，认为第一光接收元件491和第二光接收元件492中的光
接收量(照射光的总量)小于元件隔离区493中的照射光的光量。
如该图4A所示，第一光接收元件491和第二光接收元件492接收在远
离轴L1一定程度的区域(光分布区A1外侧的区域)上照射的光。即，单位
面积的光量比照射于光分布区A1上的光弱的光(比照射于光分布区A1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。
图4B为表示第一光接收元件491和第二光接收元件492的光接收量
(照射光的总量)的例子的图。图4B中的图表示棒图，在将纵轴设定为光
接收量的情况下，所述棒图代表第一光接收元件491中的光接收量(光接
收量B1)、第二光接收元件492中的光接收量(光接收量B2)以及元件隔离
区493中的照射光的总量(照射量B3)。
应当注意，在图4B中，作为示例，假设且说明了这样的情况，其中，
光分布区A1中的照射光的光量非常大，而另一方面，光分布区A2中的照
射光的光量相对小。
光接收量B1和光接收量B2为第一光接收元件491和第二光接收元件
492中的光接收量。在这些光接收量B1和光接收量B2中，图示了第一光
接收元件491和第二光接收元件492布置在关于轴L1对称的位置处，因此，
光接收量B1与光接收量B2的光接收量彼此相等。
照射量B3为照射于元件隔离区493上的光量。作为示例，对于该照射
量B3，图示了元件隔离区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，在透镜单元110为远心
光学系统、元件隔离区493宽到一定程度并且微透镜311和光接收元件还
彼此邻近的情况下，可想到元件隔离区493中的照射光的光量以此方式变
得极大。
这样，在焦点检测像素490中，虽然元件隔离区493中的照射光的光
量变得极大，但光分布区A1中的照射光几乎不用于第一光接收元件491
和第二光接收元件492中的光电转换。
[焦点检测像素410的光接收例]
图5A为示意性地表示焦点检测像素410的俯视图，且图5B为表示在第
一实施方式的焦点检测像素490上入射的光的光接收量的例子的图。
图5A表示在图3B所示的焦点检测像素410上照射的光的照射位置
例。
应当注意，除第一光接收元件401、第二光接收元件402和元件隔离
区403以外的部件类似于图2B所示的部件，因此，这里，在指定了与图2B
相同的附图标记的情况下，省略了说明。
如该图5A所示，在焦点检测像素410中，以光分布区A1中的照射光
的右半部照射第二光接收元件402。即，在焦点检测像素410中，在入射
至光分布区A1上的光中，在第二光接收元件402中接收从微透镜311左侧
(x轴的负侧)的方向照射于光分布区A1的右半部(x轴的正侧)上的光。另一
方面，在入射至焦点F1上的光中，与焦点检测像素490类似地，以从微透
镜311的右侧(x轴的正侧)而在焦点F1附近聚焦的光照射元件隔离区403。
而且，与焦点检测像素490类似地，光分布区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，在焦点检测像素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。
图5B为表示第一光接收元件401和第二光接收元件402的各位置处的
光接收量(照射光的总量)的例子的图。在将纵轴设定为光接收量的情况
下，图5B中的图表示这样的棒图，所述棒图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)
以及元件隔离区403中的照射光的总量(照射量B6)。而且，在本图中，图
示了用于表示图4B所示的光接收量B1、光接收量B2和照射量B3的棒图，
以此作为光接收量B4、光接收量B5和照射量B6的比较对象。
这里，说明当与焦点检测像素490的光接收量比较时的焦点检测像素
410的光接收量。
光接收量B4表示焦点检测像素410中的第一光接收元件401的光接收
量。该光接收量B4相比于焦点检测像素490中的第一光接收元件491中的
光接收量(光接收量B1)而略微减少。如图5A所示，在光接收元件401中，
这种减少随着光分布区A2中的照射光的光接收量下降而发生。
光接收量B5表示焦点检测像素410中的第二光接收元件402的光接收
量。该光接收量B5相比于焦点检测像素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。如图5A所示，这种增加随着第二光
接收元件492接收光分布区A1的左半部的照射光而发生。
照射量B6表示元件隔离区403中的照射光的总量。该照射量B6相比
于元件隔离区493中的照射光的总量(照射量B3)而大幅减少。这种减少在
以下情况下发生，即第二光接收元件402变得邻近轴L1且以光分布区A1
的右半部的照射光照射第二光接收元件402。
这样，在焦点检测像素410中，由于第二光接收元件402邻近轴L1，
故在经瞳孔分割的光中，来自微透镜311左侧的入射光可有效入射于所述
光接收元件上。
应当注意，这里，说明了轴L1位于第二光接收元件402的元件隔离区
403一侧的端部的例子，但本发明不限于此。对于第一实施方式，只要第
一光接收元件401和第二光接收元件402的位置被调整为使得以在光接收
面的轴L1附近(焦点F1附近)照射的光照射第二光接收元件402即可。即，
可想到这样的情况，其中，第一光接收元件401和第二光接收元件402的
位置被调整为使得轴L1位于元件隔离区403的中心和第二光接收元件402
的元件隔离区403一侧的端部之间。
[焦点检测像素410的效果例]
图6A和图6B为表示通过第一实施方式的焦点检测像素410接收的光
的效果的示意图。
图6A表示这样的图，该图表示在入射至焦点检测像素410上的光量小
或低的情况下的第一光接收元件401和第二光接收元件402的各位置处的
光接收量的例子。图6A的图所包括的棒图表示在将纵轴设定为光接收量
时的第一光接收元件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，该图所包括的棒图表示在同一
入射光入射于焦点检测像素490的情况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
此作为光接收量B9、B10的比较对象。
在图6A中，假设了这样的状态，其中，由于入射至焦点检测像素上
的光量小或低，故焦点检测像素490的第一光接收元件491和第二光接收
元件492不能生成电信号。
光接收量B7表示焦点检测像素490的第一光接收元件491中的光接收
量。该光接收量B7表明，第一光接收元件491中的光接收量为比光接收元
件的弱光检测限的光量(弱光检测限Th2)低的光接收量。在该光接收量处
的第一光接收元件491输出的电信号表明，由于在光接收量低于或等于弱
光检测限Th2的情况下不能生成电信号，故在第一光接收元件491中未接
收到光(例如，256色阶的电信号中的“0”)。
光接收量B8表示焦点检测像素490的第二光接收元件492的光接收
量。该光接收量B8表明，第二光接收元件492中的光接收量为低于弱光检
测限Th2的光接收量。在该光接收量处的第二光接收元件492输出的电信
号表示在第二光接收元件492中未接收到光，这与光接收量为光接收量B7
的第一光接收元件491类似。
光接收量B9和光接收量B10表示焦点检测像素410中的第一光接收
元件401和第二光接收元件402的各位置处的光接收量。在这些光接收量
B9和光接收量B10中，如图5A和图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的光接收量超过弱光检测限
Th2。在此情况下，光接收元件401输出表示未接收到光的电信号，并且
输出表示第二光接收元件492接收到光的电信号(例如，256色阶的电信号
中的“20”)。
即，即使在焦点检测像素490中照射低于检测限的入射光的情况下，
由于在第二光接收元件402中存在比弱光检测限Th2高的光接收量，故焦
点检测像素410仍可检测出光量。
图6B所示的图表示在入射至焦点检测像素410上光量发生饱和的情
况下的第一光接收元件401和第二光接收元件402的各位置处的光接收量
的例子。图6B中的图中的棒图表示当将纵轴设定为光接收量时的第一光
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，该图中的棒图还表示在同一入射光入射至
焦点检测像素490上的情况下的第一光接收元件491中的光接收量(光接
收量B11)和第二光接收元件492中的光接收量(光接收量B12)，以此作为
光接收量B13、B14的比较对象。
光接收量B11表示焦点检测像素490的第一光接收元件491中的光接
收量。该光接收量B11表明，第一光接收元件491中的光接收量为比光接
收元件可检测出的最大光量(饱和检测限Th1)高的光接收量。在该光接收
量处的第一光接收元件491不能检测高于或等于饱和检测限Th1的光接收
量的差，因此，输出表示第一光接收元件491中的光接收最大的电信号(例
如，256色阶的电信号中的“255”)。
光接收量B12表示焦点检测像素490的第二光接收元件492中的光接
收量。该光接收量B8表明，第二光接收元件492中的光接收量为高于饱和
检测限Th1的光接收量。在该光接收量处的第二光接收元件492输出的电
信号表示所述光接收量为第二光接收元件492中的最大光接收，这与在光
接收量B11处的第一光接收元件491类似。
光接收量B13和光接收量B14表示在焦点检测像素410的第一光接收
元件401和第二光接收元件402的各位置处的光接收量。在光接收量B13
和光接收量B14中，如图5A和图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中的光接收量变得低于或等于饱和检测限Th1。
即，即使在焦点检测像素490中照射高于检测限的入射光的情况下，
在光接收元件401中，光接收量仍变得低于饱和检测限Th1并且焦点检测
像素410可检测出光量的差。
[焦点检测像素420～480的光接收例]
图7～图9为表示入射至第一实施方式的焦点检测像素420～480上的光
量的光接收例的示意图。
在这些图7～图9中，说明焦点检测像素420～480与图5A所示的焦点检
测像素410的差异。
而且，根据第一实施方式，在焦点检测像素410～490中，假设邻近微
透镜311的光轴的光接收元件为第二光接收元件402。
图7A、图7B和图7C为示意性地表示第一实施方式的焦点检测像素
420～440的俯视图。
如图7A所示，当将xy坐标的原点设定为旋转中心时，通过使图5A所
示的焦点检测像素410顺时针旋转180°而获得焦点检测像素420。该焦点
检测像素420可在第二光接收元件402中接收从微透镜311右侧(x轴的正
侧)向光分布区A1左侧(x轴的负侧)照射的光。在与焦点检测像素410一起
使用时，该焦点检测像素420可有效接收在微透镜311的左右方向上经瞳
孔分割的光(分割在x轴的正侧和负侧上的光)。
如图7B所示，当将xy坐标的原点设定为旋转中心时，通过使图5A所
示的焦点检测像素410顺时针旋转270°而获得焦点检测像素430。该焦点
检测像素430可在第二光接收元件402中接收从微透镜311下侧(y轴的负
侧)向光分布区A1上侧(y轴的正侧)照射的光。
如图7C所示，当将xy坐标的原点设定为旋转中心时，通过使图5A所
示的焦点检测像素410顺时针旋转90°而获得焦点检测像素440。该焦点检
测像素440可在第二光接收元件402中有效接收从微透镜311上侧(y轴的
正侧)向光分布区A2下侧(关于焦平面上的轴L1的y轴的负侧)照射的光。
在与焦点检测像素430一起使用时，该焦点检测像素440可有效接收在微
透镜311的上下方向上经瞳孔分割的光(分割在y轴的正侧和负侧上的光)。
图8A和图8B为示意性地表示第一实施方式的焦点检测像素450、460
的俯视图。
如图8A所示，当将xy坐标的原点设定为旋转中心时，通过使图5A所
示的焦点检测像素410顺时针旋转315°而获得焦点检测像素450。该焦点
检测像素450可在第二光接收元件402中接收从微透镜311的右下半部(由
线y＝x分割的区域的下侧(y轴的负侧))向光分布区A1的左上半部(由线y＝x
分割的区域的上侧)照射的光。
如图8B所示，当将xy坐标的原点设定为旋转中心时，通过使图5A所
示的焦点检测像素410顺时针旋转135°而获得焦点检测像素460。该焦点
检测像素460可在第二光接收元件402中接收从微透镜311的左上半部(由
线y＝x分割的区域的上侧)向光分布区A1的右下半部(当将轴L1设定为中
心时，由线y＝x分割的区域的下侧)照射的光。当与焦点检测像素450一起
使用时，该焦点检测像素460可有效接收在微透镜311的左上右下(由线
y＝x分割的)方向上经瞳孔分割的光。
图9A和图9B为示意性地表示第一实施方式的焦点检测像素470、480
的俯视图。
如图9A所示，当将xy坐标的原点设定为旋转中心时，通过使图5A所
示的焦点检测像素410顺时针旋转225°而获得焦点检测像素470。该焦点
检测像素470可在第二光接收元件402中接收从微透镜311的左下半部(由
线y＝-x分割的区域的下侧)向光分布区A1的右上半部(由线y＝-x分割的区
域的上侧)照射的光。
如图9B所示，当将xy坐标的原点设定为旋转中心时，通过使图5A所
示的焦点检测像素410顺时针旋转45°而获得焦点检测像素480。该焦点检
测像素480可在第二光接收元件402中接收从微透镜311的右上半部(由线
y＝-x分割的区域的上侧)向光分布区A1的左下半部(当将轴L1设定为中心
时，由线y＝-x分割的区域的下侧)照射的光。当与焦点检测像素470一起使
用时，该焦点检测像素480可有效接收在微透镜311的左下和右上方向上
经瞳孔分割(由线y＝-x分割的)的光。
这样，设有焦点检测像素490和焦点检测像素410～480以作为图像传
感器200中的焦点检测像素，在焦点检测像素490中，一对光接收元件中
的焦点检测像素的布置位置对称，而在焦点检测像素410～480中，一对光
接收元件中的焦点检测像素的布置位置不对称。
应当注意，这里，光接收元件的光接收面与微透镜311的焦平面对准，
但是本发明不限于此。为准确地分离微透镜311上的入射光，光接收元件
的光接收面还可设置为相对于焦平面而向后。
[图像传感器中的焦点检测像素的布置例]
图10为表示在第一实施方式的图像传感器200中布置有焦点检测像
素410～490的区域的例子的示意图。
图10表示图像传感器200和焦点检测区210、230、250、270、290。
应当注意，在图10～图14中，说明当将图像传感器200的中心设定为
原点时而假设了其中将左右方向设定为x轴且将上下方向设定为y轴的xy
轴。
焦点检测区210、230、250、270、290为表示其中布置有焦点检测像
素410～490的区域的例子。在该焦点检测区中，以预定图形布置摄像像素
310以及焦点检测像素410～490之任一个。而且，在图像传感器200的除焦
点检测区以外的区域中，仅布置有摄像像素310。
参照图11～图14，详述这些焦点检测区290、210、230、250、270。
图11为表示第一实施方式的焦点检测区290中的像素布置的例子的
示意图。
应当注意，在该图11及后续图中，通过使焦点检测像素490顺时针旋
转90°所获得的焦点检测像素被称作焦点检测像素495。
焦点检测区290为在图像传感器200的中心附近布置有焦点检测像素
的区域。在该焦点检测区290中，例如，如图11所示，以预定图形布置摄
像像素310以及焦点检测像素490、495。该图形为这样的图形，其中，摄
像像素310布置为使得焦点检测像素490、495可存储所布置的像素的摄像
数据。该预定图形为这样的图形，其中，例如，如图11所示，在焦点检
测像素490、495的上下左右布置摄像像素310。
图12为表示第一实施方式的焦点检测区210中的像素布置的例子的
示意图。
焦点检测区210为这样的区域，其中布置有在图像传感器200的左端
中央和右端中央附近的焦点检测像素。在该焦点检测区210中，例如，如
图12所示，以类似于图11的图形布置摄像像素310以及焦点检测像素410、
420、495。而且，在该焦点检测区210中，焦点检测像素410、420相邻地
布置，焦点检测像素410、420为其中的一对光接收元件的位置相差180度
的焦点检测像素。
图13为表示第一实施方式的焦点检测区230中的像素布置的例子的
示意图。
焦点检测区230为这样的区域，其中布置有在图像传感器200的上端
中央和下端中央附近的焦点检测像素。在该焦点检测区230中，例如，如
图13所示，以类似于图11的图形布置摄像像素310以及焦点检测像素430、
440、490。而且，在该焦点检测区230中，焦点检测像素430、440相邻地
布置，焦点检测像素430、440为其中的一对光接收元件的位置相差180度
的焦点检测像素。
图14为表示第一实施方式的焦点检测区250中的像素布置的例子的
示意图。
焦点检测区250为这样的区域，其中布置有在图像传感器200的上端
中的左端和下端中的右端附近的焦点检测像素。在该焦点检测区250中，
例如，如图14所示，以类似于图11的图形布置摄像像素310以及焦点检测
像素450、460、490。而且，在该焦点检测区250中，焦点检测像素450、
460相邻地布置，焦点检测像素450、460为其中的一对光接收元件的位置
相差180度的焦点检测像素。
图15为表示第一实施方式的焦点检测区270中的像素布置的例子的
示意图。
焦点检测区270为这样的区域，其中布置有在图像传感器200的上端
中的右端和下端中的左端附近的焦点检测像素。在该焦点检测区270中，
例如，如图15所示，以类似于图11的图形布置摄像像素310以及焦点检测
像素470、480、490。而且，在该焦点检测区270中，焦点检测像素470、
480相邻地布置，焦点检测像素470、480为其中的一对光接收元件的位置
相差180度的焦点检测像素。
这样，根据瞳孔分割的方向，通过将焦点检测像素410～490布置于图
像传感器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。
应当注意，根据第一实施方式，作为其中布置有焦点检测像素的区
域的例子而图示了焦点检测区210、230、250、270、290，但本发明不限
于此。可采用焦点检测像素的任何布置，只要能检测出焦点的偏移即可，
例如，还可想到在x轴方向和y轴方向上成行布置的情况。
[相位差检测例]
图16～图19为表示第一实施方式的相位差检测例的示意图。在这些图
16～图19中，为方便起见，在假设了其中将焦点检测像素410和焦点检测
像素420作为焦点检测像素而以水平方向(例如图10所示的x轴方向)成行
交替布置的图像传感器200的情况下进行说明。而且，在图16～图19所示
的例子中，假设在图像传感器200的中央存在光源(对象)。
图16表示第一实施方式的对焦时的相位差检测例。在该图中，示意
性地说明在控制单元140基于焦点检测像素410、420的焦点调整信号所生
成的焦点调整用图像数据以检测出焦点偏移之前的流程。
首先，说明由信号处理单元130生成的焦点调整用图像数据。
图像数据611为示意性地表示由来自焦点检测像素410的焦点调整信
号生成的图像数据的图。在该图像数据611中，将横轴设定为图像传感器
中的焦点检测像素410的像素位置，且纵轴代表焦点调整用图像数据，所
述焦点调整用图像数据的色阶表示焦点检测像素410的焦点调整信号的
强度。该图像数据611表示第一光接收元件图像数据C1和第二光接收元件
图像数据C2。
第一光接收元件图像数据C1为基于焦点检测像素410的光接收元件
401(位于x轴的负侧的光接收元件)所提供的焦点调整信号而生成的图像
数据。即，该第一光接收元件图像数据C1表示从微透镜311右侧(在图5A
所示的微透镜311的x轴的右侧)入射的光在图像传感器中的强度分布。在
图16中，由于对焦状态，故由位于图像传感器中央附近的焦点检测像素
410的光接收元件401接收来自对象的光，并且基于接收光量以生成焦点
调整信号。
第二光接收元件图像数据C2为基于焦点检测像素410的第二光接收
元件402(位于x轴的正侧的光接收元件)所提供的焦点调整信号而生成的
图像数据。即，该第二光接收元件图像数据C2表示从微透镜311的左侧(在
图5A所示的微透镜311的x轴的左侧)入射的光在图像传感器中的强度分
布。在图16中，由于对焦状态，故与第一光接收元件图像数据C1类似地，
由位于图像传感器中央附近的焦点检测像素410的第二光接收元件402接
收来自对象的光，并且基于接收光量以生成焦点调整信号。而且，如图5
所示，由第二光接收元件402生成比光接收元件401的焦点调整信号的色
阶大的焦点调整信号。
图像数据612为示意性地表示来自焦点检测像素420的焦点调整信号
所生成的图像数据的图。在该图像数据612中，将横轴设定为图像传感器
中的焦点检测像素420的像素位置，且纵轴代表焦点调整用图像数据，所
述焦点调整用图像数据的色阶表示焦点检测像素420的焦点调整信号的
强度。该图像数据612表示第一光接收元件图像数据D1和第二光接收元件
图像数据D2。
第一光接收元件图像数据D1为基于焦点检测像素420的光接收元件
401(位于x轴的正侧的光接收元件)所提供的焦点调整信号而生成的图像
数据。即，该第一光接收元件图像数据D1表示从微透镜311左侧入射的光
在图像传感器中的强度分布。在该图16中，由于对焦状态，故由位于图
像传感器中央附近的焦点检测像素420的光接收元件401接收来自对象的
光，并且基于接收光量以生成焦点调整信号。
第二光接收元件图像数据D2为基于焦点检测像素420的第二光接收
元件402(位于x轴的负侧的光接收元件)所提供的焦点调整信号而生成的
图像数据。即，该第二光接收元件图像数据D2表示从微透镜311右侧入射
的光在图像传感器中的强度分布。在该图16中，由于对焦状态，故与第
一光接收元件图像数据D1类似地，由位于图像传感器中央附近的焦点检
测像素420的第二光接收元件402接收来自对象的光，并且基于接收光量
以生成焦点调整信号。而且，如图5A和图5B所示，由第二光接收元件402
生成比光接收元件401的焦点调整信号的色阶大的焦点调整信号。
而且，由于焦点检测像素410和焦点检测像素420以水平方向成行交
替布置，故第一光接收元件图像数据C1和第一光接收元件图像数据D1的
图像位置基本相同。类似地，第二光接收元件图像数据C2和第二光接收
元件图像数据D2的图像位置基本相同。
这样，信号处理单元130基于来自焦点检测像素410和焦点检测像素
420的焦点调整信号以生成四条焦点调整用图像数据。然后，该信号处理
单元130将所生成的四条焦点调整用图像数据提供给控制单元140。
接下来，说明控制单元140中的焦点检测的例子。
焦点检测比较图像数据613为示意性地表示当进行焦点检测时所比
较的两条图像数据的图。在该焦点检测比较图像数据613中，将横轴设定
为图像传感器中的焦点检测像素410和焦点检测像素420的像素位置，且
纵轴代表焦点调整用图像数据，所述焦点调整用图像数据的色阶表示焦
点调整信号的强度。该焦点检测比较图像数据613表示在焦点检测中所比
较的两条图像数据(第二光接收元件图像数据C2和第一光接收元件图像
数据D2)。
这里，参照焦点检测比较图像数据613以说明控制单元140的操作。
首先，控制单元140从信号处理单元130所提供的四条焦点调整用图像数
据中选择两条焦点调整用图像数据。即，由于该控制单元140进行相位差
检测，故在从微透镜311右侧入射的光的强度分布和从微透镜311左侧入
射的光的强度分布中各选择一个。该控制单元140可通过使用信号的强弱
很清晰的焦点调整用图像数据以准确地检测焦点差。为此，控制单元140
在四条焦点调整用图像数据中选择信号强的焦点调整用图像数据(第二
光接收元件图像数据C2和第一光接收元件图像数据D2)。
然后，控制单元140检测第二光接收元件图像数据D2与第二光接收元
件图像数据C2之间的图像偏移(图像间隔E1)。应当注意，在图16中，由
于对焦状态，故图像间隔E1变为用于接收最强光量的焦点检测像素410
的第二光接收元件402的位置和用于接收最强光量的焦点检测像素420的
光接收元件401的位置之间的间隔和位置关系。
控制单元140基于图像间隔E1以判定当前状态为对焦状态，并且将用
于保持透镜单元110中的摄像透镜的位置的信号提供给驱动单元150。
图17表示第一实施方式的后聚焦时的相位差检测例。
这里，在假设来自对象的光量与图16相同的情况下进行说明。即，
除了由后聚焦引起的焦点调整信号的差异以外的状态与图16相同。
图像数据621相当于图16中的焦点检测像素410图像数据611，并且图
像数据622相当于图16中的图像数据612。而且，焦点检测比较图像数据
623相当于图16中的焦点检测比较图像数据613。
在该图17中，说明与图16所示的对焦状态的差异。
首先，说明用于接收从摄像透镜左侧入射的光的光接收元件的图像
数据。在图17中，由于后聚焦，故在比对焦时进一步前进至右侧之后，
以接收从摄像透镜左侧入射的光。即，通过焦点检测像素410的第二光接
收元件402获得的图像数据(图17中的第二光接收元件图像数据C2)变为
类似于通过使对焦时的图像数据(图16中的第二光接收元件图像数据C2)
向右偏移而获得的图像数据。类似地，通过焦点检测像素420的光接收元
件401获得的图像数据(图17中的第一光接收元件图像数据D1)变为类似
于通过使对焦时的图像数据(图16中的第一光接收元件图像数据D1)向右
偏移而获得的图像数据。
随后，说明用于接收从摄像透镜右侧入射的光的光接收元件的图像
数据。在图17中，由于后聚焦，故在比对焦时进一步前进至左侧之后，
以接收从摄像透镜右侧入射的光。即，通过焦点检测像素410的光接收元
件401获得的图像数据(第一光接收元件图像数据C 1)变为类似于通过使
对焦时的图像数据向左偏移而获得的图像数据。而且，通过焦点检测像
素410的第二光接收元件402获得的图像数据(第二光接收元件图像数据
C2)变为类似于使对焦时的图像数据向左偏移而获得的图像数据。
接下来，简述控制单元140中的焦点检测。首先，与图16类似地，控
制单元140选择两条焦点调整用图像数据(第二光接收元件图像数据C2和
第一光接收元件图像数据D2)。随后，该控制单元140基于第二光接收元
件图像数据D2和第二光接收元件图像数据C2之间的图像偏移(图像间隔
E2)以确定摄像透镜的移动量，并且将使摄像透镜移动的信号提供给驱动
单元150。
图18表示第一实施方式的当光量低或小时的相位差检测例。
这里，类似于图6A，假设光接收元件401不能检测光量，但是第二光
接收元件402能够检测光量。
而且，除了焦点调整用图像数据中的信号强度以外，该图18与图17
相同。图像数据631相当于图17中的图像数据621，并且图像数据632相当
于图17中的图像数据622。而且，焦点检测比较图像数据633相当于图16
中的焦点检测比较图像数据623。
如该图18所示，即使在焦点检测像素410和焦点检测像素420的光接
收元件401不能检测光的情况下，仍可基于焦点检测像素410和焦点检测
像素420的第二光接收元件402的信号以进行相位差检测。
图19表示第一实施方式的光量饱和时的相位差检测例。
这里，类似于图6B，假设在第二光接收元件402中，光接收量发生饱
和(不能检测出光量的强弱的大部分)，但是在光接收元件401中，光接收
量不饱和(可检测出光量的强弱)。
而且，除了焦点调整用图像数据中的信号强度以外，该图19与图17
相同。图像数据641相当于图17中的图像数据621，并且图像数据642相当
于图17中的图像数据622。而且，焦点检测比较图像数据643相当于图17
中的焦点检测比较图像数据623。
如该图19中的第二光接收元件图像数据C2和第一光接收元件图像数
据D2所示，在信号的大部分具有最大值(信号上限值Th5)的焦点调整用图
像数据中，焦点调整用图像数据中的信号的差异减小。因此，发生了难
以检测图像偏移的问题。
鉴于上述情况，在第二光接收元件402的焦点调整用图像数据中发生
光接收量饱和的情况下，控制单元140选择光接收量小的光接收元件401
的焦点调整用图像数据(第一光接收元件图像数据C1和第一光接收元件
图像数据D1)。随后，该控制单元140基于第一光接收元件图像数据C1和
第一光接收元件图像数据D1之间的图像偏移(图像间隔E2)以确定摄像透
镜的移动量，并且将使摄像透镜移动的信号提供给驱动单元150。
如该图19所示，在焦点检测像素410和焦点检测像素420的第二光接
收元件402中，即使在光接收量发生饱和的情况下，仍可基于焦点检测像
素410和焦点检测像素420的光接收元件401的信号以进行相位差检测。
[控制单元的操作例]
接下来，参照附图，说明第一实施方式的摄像装置100的操作。
图20为表示通过第一实施方式的摄像装置100的焦点控制步骤的流
程图。
在图20中，说明从开始焦点控制以进行对象的摄像至由于对焦而结
束焦点控制的步骤。而且，这里，假设说明这样的情况，其中，摄取的
光的强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点调
整信号。
首先，通过图像传感器200中的焦点检测像素对对象进行摄像，并且
生成焦点调整信号(步骤S901)。随后，信号处理单元130基于焦点调整信
号以生成焦点调整用图像数据(图像数据)(步骤S902)。应当注意，步骤
S901为在权利要求的范围内记载的摄像装置的例子。
接下来，控制单元140判断在所生成的焦点调整用图像数据中，由第
二光接收元件的焦点调整信号生成的焦点调整用图像数据是否可用于图
像间隔的计算(步骤S903)。随后，在判定不能使用由第二光接收元件获得
的焦点调整用图像数据时(步骤S903)，控制单元140选择由第一光接收元
件的焦点调整信号所生成的焦点调整用图像数据(步骤S905)。这里，在判
断不能使用第二光接收元件所获得的焦点调整用图像数据时，例如，如
图19所示，意味着在第二光接收元件402中发生光接收量饱和的情况。然
后，基于所选定的第一光接收元件的焦点调整用图像数据以计算出图像
间隔(步骤S906)。
另一方面，在判断可使用由第二光接收元件的焦点调整信号所生成
的焦点调整用图像数据的情况下(步骤S903)，控制单元140选择第二光接
收元件的焦点调整用图像数据(步骤S904)。随后，基于所选定的第二光接
收元件的焦点调整用图像数据以计算出图像间隔(步骤S906)。
接下来，控制单元140基于算出的图像间隔以判断对焦是否有效(步
骤S907)。随后，在判断对焦无效的情况下(步骤S907)，由控制单元140
计算透镜单元110中的摄像透镜的驱动量(移动量)(步骤S908)。随后，驱
动单元150驱动透镜单元110中的摄像透镜(步骤S909)，且流程返回至步骤
S901。应当注意，步骤S907为在权利要求的范围内记载的判断装置的例
子。
另一方面，在判断对焦有效的情况下(步骤S907)，终止焦点控制步骤。
这样，根据第一实施方式，将轴L1设定为邻近于第二光接收元件492，
通过调整一对光接收元件的位置，可准确地进行焦点调整。
<2.第二实施方式>
根据第一实施方式，说明了这样的例子，其中，使微透镜的光轴邻
近一对光接收元件之一，以便调整这对光接收元件的焦点检测像素的位
置。在此情况下，可使用以等间隔布置有微透镜的通用微透镜阵列。
另一方面，还可通过调整微透镜相对于焦点检测像素的位置，从而
将微透镜的光轴设定为邻近于一对光接收元件之一。鉴于上述情况，根
据第二实施方式，说明调整微透镜相对于焦点检测像素的位置的例子。
[焦点检测像素的配置例]
图21A和图21B分别为示意性地表示第二实施方式的焦点检测像素
的例子的横截面图和俯视图。图21A和图21B作为例子而分别表示设有微
透镜810的焦点检测像素490的横截面配置和俯视图，焦点检测像素490作
为相当于图3B所示的焦点检测像素410的焦点检测像素。
图21A示意性地表示第二实施方式的设有微透镜810的焦点检测像素
490的横截面配置。
根据该第二实施方式，除微透镜810以外的配置与图3A所示的焦点检
测像素490的配置相同，并且省略了对于图21A和图21B的说明。而且，
图21A通过虚线表示作为比较对象的图3A所示的微透镜311的位置和范
围R1入射光。
类似于微透镜311，微透镜810配置为采集摄像像素490上的入射光。
该微透镜810布置为使得穿过微透镜810的中央的轴(L1)位于第二光接收
元件492的元件隔离区493一侧的端部位置。即，该微透镜810的轴L1不穿
过焦点检测像素490的中心位置。
图21B为表示第二实施方式的微透镜810和焦点检测像素490之间的
位置关系的俯视图。该图21B表示第二实施方式的焦点检测区的一部分。
应当注意，该图21B通过虚线表示作为比较对象的图3A所示的微透镜311
的位置。
这里，关注微透镜810的位置而进行说明。相比于第一实施方式所示
的焦点检测像素490设有的微透镜311，微透镜810向右方向偏移。据此，
在焦点检测像素490中，虽然焦点检测像素490的像素的中心与元件隔离
区493的中心相同，但由于微透镜的位置发生偏移，故所述一对光接收元
件变为相对于轴L1不对称。
以此方式，该图21B表示可通过调整(向右移动)焦点检测像素490的
微透镜311的位置(图21B中的虚线)，从而实现类似于焦点检测像素410的
效果。
这样，根据第二实施方式，通过调整微透镜相对于焦点检测像素的
位置，类似于第一实施方式，可以用经瞳孔分割的光中的一个入射光有
效地照射光接收元件。
<3.第三实施方式>
根据第一实施方式和第二实施方式，已经说明了第二光接收元件上
的照射光增加的例子。由于一个焦点检测像素设有一对光接收元件，故
以上所述的焦点检测像素生成两个焦点调整信号。因此，通过为这两个
焦点调整信号设计读出方法，可提高焦点控制的速度。鉴于上述情况，
根据第三实施方式，说明这样的例子，其中，设有仅用于读出两个焦点
调整信号中的一个焦点调整信号的第二信号线。
[图像传感器的配置例]
图22A和图22B为表示第三实施方式的图像传感器200的信号线的例
子的示意图。
图22表示与图像传感器200类似地连接于信号线的摄像像素310和焦
点检测像素410以及第三实施方式的摄像像素310和焦点检测像素530。
图22A示意性地表示与常规摄像装置中的图像传感器200类似地连接
于信号线的摄像像素310和焦点检测像素410。在图22A中，图示了一个摄
像像素310(中央)、两个焦点检测像素410(上级、下级)以及第一信号线
510。
而且，图示了光接收元件314、FD(浮动扩散部)316和放大器317以作
为摄像像素310。而且，图示了光接收元件401、第二光接收元件402、
FD416和放大器417以作为焦点检测像素410。
应当注意，摄像像素310中的光接收元件314以及焦点检测像素410中
的第一光接收元件401和第二光接收元件402类似于第一实施方式中所述
的光接收元件，因此，此处省略了说明。
FD316和FD416为摄像像素310和焦点检测像素410的浮动扩散部。这
些FD316和FD416检测光接收元件的电荷。这些FD316和FD416将检测到
的电荷转换为电压以提供给放大器317和放大器417。
放大器317和放大器417配置为对由FD316和FD416提供的电压进行
放大。该放大器317和放大器417将放大后的电压提供给第一信号线510。
第一信号线510为用于读出摄像像素310所生成的摄像信号和焦点检
测像素410所生成的焦点调整信号的信号线。将摄像信号和焦点调整信号
经由该第一信号线510以读出至信号处理单元130。例如，首先，读出图
21A上级的焦点检测像素410中的光接收元件401的焦点调整信号。接下
来，读出上级的焦点检测像素410的第二光接收元件402的焦点调整信号，
随后，读出中央的摄像像素310的摄像信号。随后，读出下级的焦点检测
像素410的光接收元件401的焦点调整信号，最后，读出下级的焦点检测
像素410的第二光接收元件402的焦点调整信号。
这样，类似于常规摄像装置中的图像传感器200，在经由一个信号线
以读出焦点检测像素410的焦点调整信号的情况下，必需两次从焦点检测
像素410中读出焦点调整信号。
图22B示意性地表示第三实施方式的图像传感器200的信号线所连接
的摄像像素310和焦点检测像素530。图22A表示一个摄像像素310(中央)、
两个焦点检测像素530(上级、下级)、第一信号线510以及第二信号线520。
摄像像素310(中央)和焦点检测像素530(上级、下级)的第二光接收元
件402连接至第一信号线510。焦点检测像素530(上级、下级)的光接收元
件401连接至第二信号线520。
这里，说明与图22A所示的常规摄像装置中的图像传感器200的差异。
应当注意，除了焦点检测像素530和第二信号线520以外的部件类似于图
22A所示的部件，因此，此处省略了说明。
通过将图22A所示的焦点检测像素410的第一光接收元件401和第二
光接收元件402分别连接至第一信号线510和第二信号线520，从而获得焦
点检测像素530。该焦点检测像素530设有FD533和放大器534，FD533用
于检测光接收元件401的电荷以转换为电压，放大器534用于放大转换后
的电压。而且，该焦点检测像素530设有FD531和放大器532，FD531用于
检测第二光接收元件402的电荷以转换为电压，放大器532用于放大转换
后的电压。
第二信号线520为用于读出由焦点检测像素530中的光接收元件401
所生成的焦点调整信号的信号线。在第一信号线510提取焦点检测像素
530的第二光接收元件402的焦点调整信号的同时，该第二信号线520提取
光接收元件401的焦点调整信号。
这样，根据第三实施方式，通过设置第二信号线520，可缩短将焦点
调整信号提供给信号处理单元130所用的时间。据此，缩短了用于生成焦
点调整用图像数据的时间，并且可缩短用于焦点控制的时间。
这样，根据本实施方式，通过增加一对光接收元件中的任一光接收
元件的光接收量并减少另一光接收元件的光接收量，可提高焦点调整的
精度。
虽然本领域技术人员可提出各种变型与变化，但发明人旨在将在他
们对本领域的贡献的范围内合理而适当提出的所有变化和变型包含在此
处授权的专利内。
而且，各实施方式中所述的处理步骤可理解为包含这一系列步骤的
方法，还可理解为使计算机执行这一系列步骤的程序或者存储所述程序
的记录介质。作为该记录介质，例如，可使用CD(光盘)、MD(微型碟片)、
DVD(数字式多用盘)、存储卡、蓝光光盘(蓝光光盘(注册商标))等。