摄像元件及摄像装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能够高精度地获得具有相位差的两个摄像图像信号的摄像元件。摄像元件（100）具有包括像素（10）和像素（11）这两种像素的多个像素，像素（10）接收通过了摄影光学系统（1）的不同光瞳区域的一对光束中的一个光束，像素（11）接收该一对光束中的另一个光束，上述多个像素配置成正方格子状。像素（10）的受光区域相对于像素（10）的中心向右侧偏心。像素（11）的受光区域相对于像素（11）的中心向左侧偏心。在将周围有3个或4个像素相邻的各像素作为关注像素时，与关注像素相邻的3个或4个像素中和关注像素相比位于关注像素中的受光区域的偏心方向侧的像素成为与关注像素相同种类的像素。
【专利说明】摄像元件及摄像装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及摄像元件及摄像装置。
【背景技术】
[0002]公知有如下摄像装置:通过将由微透镜和光电转换部构成的像素排列成二维状所得的摄像元件，接收透过了摄影光学系统的来自被摄体的光，使用该摄像元件的摄像图像信号来生成图像，并且检测摄影光学系统的焦点调节状态(例如，参照专利文献I)。
[0003]专利文献1:日本特开2003-007994号公报
【发明内容】
[0004]发明要解决的问题
[0005]图11是专利文献I所记载的摄像元件的平面示意图。图11所示的摄像元件具有:像素A，像素的受光区域a相对于像素的中心向右侧偏心；及像素B，像素的受光区域b相对于像素的中心向左侧偏心。在该摄像元件中，像素的受光区域a和像素的受光区域b在行方向X上彼此向相反方向偏心，因此能够取得行方向X上的相位差信息。
[0006]当着眼于图11中的由框W围成的像素A和像素B时，向像素B的像素的受光区域b入射来自图中空心粗箭头所示的方向的光，向像素A的像素的受光区域a入射与向像素B的像素的受光区域b入射的光相反方向的光。像素B的像素的受光区域b与框W内的像素A的像素的受光区域a的右侧邻接。因此，会产生入射到像素A的像素的受光区域a的光的一部分(图中空心细箭头)漏入到相邻的像素的受光区域b或者入射到像素B的像素的受光区域b的光的一部分(图中空心细箭头)漏入到相邻的像素的受光区域a的所谓串扰。由该串扰形成的光成分成为与在像素A、B中分别被检测出的光的入射方向相反方向的光成分。因此，当产生这种串扰时，在像素A、B中，检测信号会因串扰成分而被消除，无法高精度地获得具有相位差的两个摄像图像信号。并且也会产生混色。
[0007]近年来的摄像元件的微小化正在发展，变得易于产生串扰。因此，如何才能高精度地获得具有相位差的两个摄像图像信号变得重要。
[0008]本发明鉴于以上情况而作出，其目的在于提供能够高精度地获得具有相位差的两个摄像图像信号的摄像元件及搭载该摄像元件的摄像装置。
[0009]用于解决问题的方法
[0010]本发明的摄像元件具有包括第一像素和第二像素这两种像素的多个像素，该第一像素接收通过了摄影光学系统的不同光瞳区域的一对光束中的一个光束，该第二像素接收该一对光束中的另一个光束，多个像素配置成二维状，第一像素的受光区域相对于第一像素的中心向一个方向偏心，第二像素的受光区域相对于第二像素的中心向与一个方向相反的方向偏心，在将周围有3个或4个像素单元相邻的各像素作为关注像素时，与关注像素相邻的3个或4个像素中的、和关注像素相比位于关注像素中的受光区域的偏心方向一侧的像素至少包括与关注像素相同种类的像素。此外，相邻表示按照关注像素的中心与其周边的像素的中心的距离近的顺序的4个像素。
[0011]本发明的摄像装置具有:摄像元件；单一的摄影光学系统；及立体图像数据生成部，使用基于从摄像元件的第一像素输出的摄像图像信号的图像数据和基于从摄像元件的第二像素输出的摄像图像信号的图像数据，生成立体图像数据。
[0012]发明效果
[0013]根据本发明，提供能够高精度地获得具有相位差的两个摄像图像信号的摄像元件及搭载该摄像元件的摄像装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是用于说明本发明的一个实施方式的摄像装置的概略构成的图。
[0015]图2是表示图1所示的摄像元件100的概略构成的平面示意图。
[0016]图3是图1所示的搭载于数码相机上的摄像元件100的变形例即摄像元件IOOa的平面示意图。
[0017]图4是图1所示的搭载于数码相机上的摄像元件100的变形例即摄像元件IOOb的平面示意图。
[0018]图5是表示摄像元件的像素排列的参考例的图。
[0019]图6是表示摄像元件的像素排列的参考例的图。
[0020]图7是图1所示的搭载于数码相机上的摄像元件100的变形例即摄像元件IOOc的平面示意图。
[0021]图8是用于说明图4所示的摄像元件IOOb的信号读出方法的图。
[0022]图9是用于说明图7所示的摄像元件IOOc的信号读出方法的图。
[0023]图10是用于说明图3所示的摄像元件IOOa的信号读出方法的图。
[0024]图11是现有摄像元件的平面示意图。
【具体实施方式】
[0025]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0026]图1是表示用于说明本发明的一个实施方式的摄像装置的概略构成的图。作为摄像装置，包括数码相机及数码摄像机等摄像装置、搭载于电子内视镜及带相机的便携式电话机等的摄像模块等，在此以数码相机为例进行说明。
[0027]图示的数码相机的摄像系统具有:包括聚焦镜头、变焦镜头等的单一的摄影光学系统I ;(XD图像传感器、CMOS图像传感器等摄像元件100 ;设于这两者之间的光圈2 ;红外截止滤波器3 ;及光学低通滤波器4。
[0028]统一控制数码相机的电子控制系统整体的系统控制部11控制闪光发光部12及受光部13。并且，系统控制部11控制镜头驱动部8，调节摄影光学系统I中含有的聚焦镜头的位置，或者调节摄影光学系统中含有的变焦镜头的位置。并且，系统控制部11经由光圈驱动部9控制光圈2的开口量，进行曝光量调节。
[0029]并且，系统控制部11经由摄像元件驱动部10驱动摄像元件100，将通过摄影光学系统I拍摄到的被摄体图像作为摄像图像信号输出。在系统控制部11中，通过操作部14输入来自用户的指示信号。[0030]数码相机的电子控制系统进一步具有:模拟信号处理部6，进行与摄像元件100的输出连接的相关双重采样处理等模拟信号处理；及A/D转换电路7，将从该模拟信号处理部6输出的RGB颜色信号转换为数字信号。模拟信号处理部6和A/D转换电路7由系统控制部11控制。
[0031]而且，该数码相机的电子控制系统具有:主存储器16 ;与主存储器16连接的存储器控制部15 ;数字信号处理部17，进行插值运算、伽玛校正运算、RGB/YC转换处理等，生成摄影图像数据；压缩扩展处理部18，将由数字信号处理部17生成的摄影图像数据压缩成JPEG格式，或对压缩图像数据进行扩展；立体图像生成部19，使用由摄像元件100拍摄获得的多个摄影图像数据来生成立体图像数据；外部存储器控制部20，连接有装卸自如的记录介质21 ;及显示控制部22，连接有搭载于相机背面等的液晶显示部23。存储器控制部15、数字信号处理部17、压缩扩展处理部18、立体图像生成部19、外部存储器控制部20及显示控制部22通过控制总线24及数据总线25相互连接，由来自系统控制部11的指令进行控制。液晶显示部23可立体视地显示存在视差的两个摄影图像数据。
[0032]图2是表示图1所示的摄像元件100的概略构成的平面示意图。
[0033]摄像元件100具有在行方向X及与其正交的列方向Y上排列成二维状的多个像素。该多个像素包括以下两种像素:像素10，检测通过了摄影光学系统I的不同光瞳区域的一对光束中的一个光束；及像素11，检测该一对光束中的另一个光束。这两种像素分别设有相同个数。此外，在摄像元件100上未设置能够检测通过了摄影光学系统I的不同光瞳区域的一对光束中的两方的像素。
[0034]在图2的例子中，像素10构成为，接收光并进行光电转换的区域即受光区域(图2中白色矩形所示的部分)相对于像素10的中心向左方向偏心。像素10的除受光区域以外的区域(带阴影的区域)由遮光膜遮光。
[0035]并且，像素11构成为，接收光并进行光电转换的区域即受光区域(图2中白色矩形所示的部分)相对于像素11的中心向与像素10中的受光区域的偏心方向(左方向)相反的右方向偏心。像素11的除受光区域以外的区域(带阴影的区域)由遮光膜遮光。
[0036]像素10、11例如通过使在形成有光电二极管的半导体基板上方设置的遮光膜上所形成的开口的中心相对于像素中心偏心而形成。此外，像素10、11也可以构成为，使在半导体基板内形成的光电二极管的中心位置相对于像素中心偏心(仅在像素的右半部分或左半部分形成有光电二极管)。像素10、11的构成能够采用公知的构成，不限于本说明书中例示的构成。
[0037]图2所示的像素排列是由排列于行方向X的多个像素10构成的行和由排列于行方向X的多个像素11构成的行在列方向Y上交替地排列而成的排列。S卩，在摄像元件100的像素的行中，在奇数行上配置有像素10,在偶数行上配置有像素11。此外,也可以在奇数行上配置有像素11、在偶数行上配置有像素10。
[0038]如此构成的摄像元件100中当着眼于各像素10时，与各像素10相邻的像素中的、和各像素10相比位于各像素10的受光区域的偏心方向一侧(图中左侧)的像素是相同种类的像素10。此外，这里所说的相邻是指像素的中心间的距离近的4个像素。例如，在位于图2左上角的像素10的周围，在该像素10的右、下、右下存在像素，但这3个像素中右边的像素和下边的像素成为与位于图2左上角的像素10相邻的像素。[0039]并且，当着眼于各像素11时，与各像素11相邻的像素中的、和各像素11相比位于各像素11的受光区域的偏心方向一侧(图中右侧)的像素是与各像素11相同种类的像素11。
[0040]当着眼于位于图2所示的框H内的像素10和像素11时，向像素10的受光区域入射图中从右向左的倾斜光(空心粗箭头所示)。并且，向位于框H内的像素11的受光区域入射图中从右向左的倾斜光(空心粗箭头所不)。
[0041]与框H内的像素10同样，也向位于框H内的像素10的右侧相邻的其他像素10的受光区域入射图中从右向左的倾斜光，但该倾斜光的一部分(图中空心细箭头所示)漏入到框H内的像素10中。但是，该漏入的光入射到框H内的像素10的遮光区域，因此基本不会到达至框H内的像素10的受光区域。并且，即使该光到达了框H内的像素10的受光区域，由于该泄漏光的方向和在框H内的像素10的受光区域被检测出的光的方向一致，所以不会因泄漏光而消除相位差信息。因此，能够防止从框H内的像素10获得的信号的精度下降。
[0042]并且，与框H内的像素11同样，也向位于框H内的像素11的左侧相邻的其他像素11的受光区域入射图中从左向右的倾斜光，但该倾斜光的一部分(图中空心细箭头所示)漏入到框H内的像素11中。但是，该漏入的光入射到框H内的像素11的遮光区域，因此基本不会到达至框H内的像素11的受光区域。并且，即使该光到达了框H内的像素11的受光区域，由于该泄漏光的方向和在框H内的像素11的受光区域被检测出的光的方向一致，所以不会因泄漏光而消除相位差信息。因此，能够防止从框H内的像素11获得的信号的精度下降。
[0043]在图1所示的数码相机中，数字信号处理部17对作为从摄像元件100的各像素10输出的信号集合的摄像图像信号进行处理，生成右眼用图像数据，并对作为从摄像元件100的各像素11输出的信号集合的摄像图像信号进行处理，生成左眼用图像数据。并且，立体图像合成部19根据由数字信号处理部17生成的右眼用图像数据和左眼用图像数据，生成可立体重放的格式的立体图像数据，并将其记录到记录介质21中。并且，系统控制部11将基于该立体图像数据的立体图像显示于显示部23中。
[0044]如上所述，通过使用摄像元件100，右眼用图像数据和左眼用图像数据成为具有正确的视差的数据。因此，能够使通过右眼用图像数据及左眼用图像数据生成的立体图像数据的质量良好。
[0045]在图1所示的数码相机中也可以是:系统控制部11使用作为从摄像元件100的各像素10输出的信号集合的摄像图像信号及作为从摄像元件100的各像素11输出的信号集合的摄像图像信号，算出相位差信息，根据该相位差信息，进行驱动摄影光学系统I中含有的聚焦镜头的相位差AF控制。通过使用摄像元件100，也能够防止相位差AF的精度下降。
[0046]此外，在摄像元件100中，只要以满足以下条件的方式决定摄像元件100的像素10和像素11的布局，则能够获得上述效果，该条件是:在将周围有3个或4个像素相邻的各像素作为关注像素时，与该关注像素相邻的3个或4个像素中的、和该关注像素相比位于关注像素的受光区域的偏心方向一侧的像素成为与关注像素相同种类的像素。对于周围没有3个或4个像素相邻的像素(在图2中位于4个角的像素)，在按照上述条件布局了周围有3个或4个像素相邻的各像素后，只要以上述条件不被破坏的方式适当决定布局即可。
[0047]例如，也可以将位于图2右上角的像素10置换为像素11。并且，也可以将位于图2左下角的像素11置换为像素10。
[0048]图3是图1所示的搭载于数码相机上的摄像元件100的变形即的摄像元件IOOa的平面示意图。
[0049]摄像元件IOOa除了在各像素的受光区域搭载有3种滤色器的任一种外，是与摄像元件100相同的构成。此外，除了 3种滤色器以外，也可以是互补色的滤色器，或者白色的滤色器。
[0050]在图3中，在透射红色的滤色器设于受光区域的像素的受光区域内标有字母“R”。并且，在透射绿色的滤色器设于受光区域(上方)的像素的受光区域内标有字母“G”。并且，在透射蓝色的滤色器设于受光区域的像素的受光区域内标有字母“B”。
[0051]如图3所示，摄像元件IOOa的像素10上搭载的滤色器的排列是拜耳排列，摄像元件IOOa的像素11上搭载的滤色器的排列也是拜耳排列。
[0052]并且，在将沿列方向Y相邻的检测同色光的像素10和像素11设为一对时，检测红色光的对、检测绿色光的对及检测蓝色光的对整体上排列成拜耳状。
[0053]通过使用摄像元件IOOa替代摄像元件100，能够将右眼用图像数据和左眼用图像数据分别设为彩色图像数据，能够进行彩色的立体摄影。在彩色摄影时，因串扰引起的混色有可能对画质造成影响。根据摄像元件IOOa的构成，在各像素中抑制了因串扰引起的混色，因此能够防止画质变差。
[0054]并且，作为从摄像元件100的各像素10输出的信号集合的摄像图像信号和作为从摄像元件100的各像素11输出的信号集合的摄像图像信号分别与由普通的拜耳型摄像元件获得的信号相同。因此，数码相机直接利用对普通的拜耳型摄像元件的信号处理，能够简单地生成立体图像数据。
[0055]图4是图1所示的搭载于数码相机上的摄像元件100的变形例即摄像元件IOOb的平面示意图。
[0056]摄像元件IOOb具有在行方向X及与其正交的列方向Y上排列成二维状的多个像素(以将图中有阴影的三角形和没有阴影的三角形对合而成的形状的矩形块来表示)。该多个像素排列为，由沿行方向X排列的多个像素构成的像素行在列方向Y上排列多个，并且，该多个像素行中位于奇数行的像素行相对于位于偶数行的像素行，沿行方向X错开各像素行中的像素在行方向X上的排列间距的1/2。
[0057]该多个像素包括:第一像素(像素20R、20G、20B)，检测通过了摄影光学系统I的不同光瞳区域的一对光束中的一个光束；及第二像素(像素21R、21G、21B),检测该一对光束中的另一个光束。此外，在摄像元件IOOb中未设置能够检测通过了摄影光学系统I的不同光瞳区域的一对光束中的两方的像素。
[0058]在图4的例子中，各像素20R、20G、20B构成为，接收光并进行光电转换的区域即受光区域(图4中白色三角形(其中包括字母R、G、B)所示的部分)相对于对应像素的中心向右方向偏心。在各像素20R、20G、20B中，除受光区域以外的区域(带阴影的区域)由遮光膜遮光。
[0059]并且，各像素21R、21G、21B构成为，接收光并进行光电转换的区域即受光区域(图4中白色三角形(其中包括字母R、G、B)所示的部分)相对于对应像素的中心向左方向偏心。在各像素21R、21G、21B中，除受光区域以外的区域(带阴影的区域)由遮光膜遮光。[0060]各像素20R、20G、20B和各像素21R、21G、21B与图2所示的像素10及像素11同样，能够采用公知的构成。
[0061]像素20R、21R中，透射红色(R)光的滤色器分别设于受光区域上方。像素20G、21G中，透射绿色(G)光的滤色器分别设于受光区域上方。像素20B、21B中，透射蓝色(B)光的滤色器分别设于受光区域上方。
[0062]在图4中，在表示各像素的受光区域的三角形中，以字母“R”、“G”、“B”表示各像素中含有的滤色器的颜色。在图4的例子中，像素元件IOOb中含有的多个像素中位于奇数行的像素上搭载的滤色器的排列是拜耳排列，位于偶数行的像素上搭载的滤色器的排列也是拜耳排列。
[0063]并且，在摄像元件IOOb中，在沿相对于行方向X倾斜45°的方向F观察像素排列时，由第一像素(受光区域向行方向X的右侧偏心的像素)构成的列和由第二像素(受光区域向行方向X的左侧偏心的像素)构成的列在与方向F正交的方向G上交替排列。并且，由第一像素构成的列所含的各像素和相对于该各像素沿方向G上的预定方向(右方向)相邻的第二像素检测相同的颜色。
[0064]这样的构成的摄像元件IOOb中，在关注于各像素20R、20G、20B时，在关注的像素中的受光区域偏心的方向(关注的像素的右侧)上，未相邻配置有两个以上与该关注的像素种类不同的第二像素(像素2IR、21G、2IB)。例如，在图4的摄像元件IOOb中，将以偶数行像素为第一像素、以奇数行像素为第二像素的摄像元件作为参考在图5、6中表示。
[0065]在图5、6中，在由粗线围成的第一像素的右侧，相邻配置有两个第二像素。在这种构成下，向图5、6中由粗线围成的第一像素的受光区域入射来自与该右侧相邻的两个第二像素的泄漏光，因此由该第一像素获得的信号的可靠性下降。
[0066]另一方面，在图4中由粗线围成的像素20B的右侧，相邻配置有像素21B和像素20G。因此，向图4中由粗线围成的像素20B的受光区域入射来自与该右侧相邻的像素21B的泄漏光。来自图4中由粗线围成的像素20B的信号由于该泄漏光而略微被抵消。但是，该泄漏光是从像素21B漏出的光的大约一半的量，与图5、6所示的构成相比，其抵消的量变少。并且，该泄漏光的颜色是与图4中由粗线围成的像素20B所检测出的光相同的颜色。因此，与图4中由粗线围成的像素20B所检测出的光和泄漏光的颜色不同时相比，由泄漏光造成的影响减轻。因此，根据图4所示的摄像元件100b，能够防止由第一像素获得的信号的可靠性下降。
[0067]并且，摄像元件IOOb中，在关注于各像素21R、21G、21B时，在关注的像素中的受光区域偏心的方向(关注的像素的左侧)上，未相邻配置有两个以上与该关注的像素种类不同的第一像素(像素20R、20G、20B)。因此，与各像素20R、20G、20B同样，对于由第二像素获得的信号，也能够防止其可靠性下降。
[0068]图4示意性地表示摄像元件的平面图，因此在行方向X上，受光区域彼此相向的两个像素间的距离变小，但实际上该距离更大。因此，这两个像素间的串扰造成的影响小到可以忽略。
[0069]此外，摄像元件IOOb只要以满足以下条件的方式决定第一像素和第二像素的布局，则能够获得上述效果，该条件是:在将周围有4个像素相邻的各像素作为关注像素时，与该关注像素相邻的4个像素中的、和该关注像素相比位于关注像素中的受光区域的偏心方向一侧的像素至少包括与关注像素相同种类的像素。
[0070]在摄像元件IOOb中，对于周围没有4个像素相邻的像素(在图4中位于最外周的像素)，只要适当决定布局以使对周围有4个像素相邻的各像素的条件不被破坏即可。
[0071]例如，位于图4的第I行的各像素20G在附近不存在成对的像素21G，并且左右有其他像素的遮光区域相邻，因此即使将第I行的各像素20G置换为像素21G也没有问题。并且，位于图4最后一行的各像素21G在附近不存在成对的像素20G，并且左右有其他像素的遮光区域相邻，因此即使将最后一行的各像素21G置换为像素20G也没有问题。
[0072]图7是图1所示的搭载于数码相机上的摄像元件100的变形例即摄像元件IOOc的平面示意图。
[0073]摄像元件IOOc除了各像素中含有的滤色器的排列和第一像素及第二像素的配置不同之外，是与摄像元件IOOb相同的构成。
[0074]在摄像元件IOOc中，在沿相对于行方向X倾斜45°的方向F观察像素排列时，由第一像素构成的列和由第二像素构成的列在与方向F正交的方向G上分别每两列地交替排列。并且，由第一像素构成的列中含有的各像素和相对于该各像素沿方向G上的预定方向(右方向)相邻的第二像素检测相同的颜色。并且，由第一像素构成的列中含有的各像素和相对于该各像素沿方向G上的与预定方向相反的方向(左方向)相邻的第二像素检测相同的颜色。
[0075]图7所示的构成也满足以下条件:在将周围有4个像素相邻的各像素作为关注像素时，与该关注像素相邻的4个像素中的、和该关注像素相比位于关注像素中的受光区域的偏心方向一侧的像素至少包括与关注像素相同种类的像素。即，摄像元件IOOc中，对于各像素，在对应像素中的受光区域偏心的方向上，未相邻配置有两个以上与对应像素种类不同的像素。因此，根据摄像元件100c，与摄像元件IOOb同样，能够防止由第一像素及第二像素分别获得的信号的可靠性下降。
[0076]此外，对于图7中由粗框围成的像素，也可以将其种类置换为不同种类的像素。然而对于位于第一行的像素20B、20R和位于最后一行的像素21B、21R，当将它们置换为相反种类的像素时，泄漏光入射到与它们相邻的像素，因此优选保持图7的形态。即使在进行了置换的情况下，入射到与它们相邻的像素的泄漏光和图5、6的构成相比减少，因此也能够获得效果。
[0077]并且,在图7中也可以构成为,将像素20R置换为像素20B,将像素20B置换为像素20R,将像素21R置换为像素21B,将像素21B置换为像素21R。
[0078]图1所示的数码相机的摄像元件驱动部10在数码相机搭载有摄像元件IOOb时，如图8所示，独立进行以下驱动:读出由图8中虚线连接而成的像素所获得的摄像图像信号的驱动；及读出由除此以外的像素获得的摄像图像信号的驱动。如此，通过分开读出两种摄像图像信号，之后的信号处理变得容易。并且，在摄像元件IOOb中，例如通过将图8中的由黑圈围成的像素彼此的信号相加，能够进行像素加算。
[0079]摄像元件驱动部10在数码相机搭载有摄像元件IOOc时,如图9所示,独立进行以下驱动:读出由图9中虚线连接而成的像素所获得的摄像图像信号的驱动；及读出由除此以外的像素获得的摄像图像信号的驱动。如此，通过分开读出两种摄像图像信号，之后的信号处理变得容易。并且，在摄像元件IOOc中，例如通过将图9中的由黑圈围成的像素彼此的信号相加，能够进行像素加算。
[0080]并且，摄像元件驱动部10在数码相机搭载有摄像元件IOOa时,如图10所示,独立进行以下驱动:读出由图10中虚线连接而成的像素所获得的摄像图像信号的驱动；及读出由除此以外的像素获得的摄像图像信号的驱动。并且，在摄像元件IOOa中，例如通过将图10中的由黑圈围成的像素彼此的信号相加，能够进行像素加算。
[0081]比较图9和图8及图10可知，根据摄像元件100a、100b，能够使进行像素加算的两个信号的列方向Y上的距离比摄像元件IOOc短，因此在进行像素加算时有利。另一方面，摄像元件IOOc中，作为检测同色光的相近的第一像素和第二像素的对，受光区域彼此接近的像素对和受光区域彼此远离的像素对混合存在。受光区域彼此远离的像素对与受光区域彼此接近的像素对相比，串扰的影响较小。因此，与只存在受光区域彼此接近的像素对的摄像元件IOOb相比，摄像元件IOOc能够提高由第一像素和第二像素分别获得的摄像图像信号的可靠性。
[0082]此外，摄像元件IOOb和摄像元件IOOc均可以不在各像素上设置滤色器。即使在没有滤色器的情况下，也可获得能够降低串扰的效果。
[0083]如上所述，本说明书中公开了以下事项。
[0084]所公开的摄像元件具有包括第一像素和第二像素这两种像素的多个像素，该第一像素接收通过了摄影光学系统的不同光瞳区域的一对光束中的一个光束，该第二像素接收该一对光束中的另一个光束，多个像素配置成二维状，第一像素的受光区域相对于第一像素的中心向一个方向偏心，第二像素的受光区域相对于第二像素的中心向与一个方向相反的方向偏心，在将周围有3个或4个像素相邻的各像素作为关注像素时，与关注像素相邻的3个或4个像素中的、和关注像素相比位于关注像素的受光区域的偏心方向一侧的像素至少包括与关注像素相同种类的像素。
[0085]所公开的摄像元件中，多个像素排列成正方格子状(在此，格子状也称为方格花纹旗状)，在正方格子状的排列中的奇数行上排列有第一像素，在正方格子状的排列中的偶数行上排列有第二像素。
[0086]所公开的摄像元件中，在列方向上相邻的第一像素和第二像素的对检测相同颜色的光，在正方格子状的排列中包括检测第一颜色的光的对、检测与第一颜色的光不同颜色的第二颜色的光的对、检测与第一颜色的光及第二颜色的光不同颜色的第三颜色的光的对的多个颜色的对，三种对配置成拜耳状。具体而言，检测第一颜色的光的对是检测红色光的对，检测第二颜色的光的对是检测绿色光的对，检测第三颜色的光的对是检测蓝色光的对。此外，作为三种对以外的颜色也可以是互补色或白色。
[0087]所公开的摄像元件中，多个像素配置为，由沿行方向排列的多个像素构成的像素行在与行方向正交的列方向上排列多个，并且，多个像素行中位于奇数行的像素行相对于位于偶数行的像素行，沿行方向错开各像素行中的像素在行方向上的排列间距的1/2。
[0088]所公开的摄像元件中，在沿相对于行方向倾斜45°的方向观察多个像素的排列时，由第一像素构成的列和由第二像素构成的列在与倾斜45°的方向正交的方向上交替排列。
[0089]所公开的摄像元件中，第一像素和第二像素分别包括检测红色光的像素、检测绿色光的像素、检测蓝色光的像素这三种像素，由第一像素构成的列中含有的各像素和相对于各像素沿与倾斜45°的方向正交的方向上的预定方向相邻的第二像素为检测相同颜色的像素。此外，除三种像素之外，也可以是检测互补色光的像素，或检测白色光的像素。
[0090]所公开的摄像元件中，在沿相对于行方向倾斜45°的方向观察多个像素的排列时，由第一像素构成的列和由第二像素构成的列在与倾斜45°的方向正交的方向上每隔两列地交替排列。
[0091]所公开的摄像元件中，第一像素和第二像素分别包括检测红色光的像素、检测绿色光的像素、检测蓝色光的像素这三种像素，由第一像素构成的列中含有的各像素和相对于各像素沿与倾斜45°的方向正交的方向上的预定方向相邻的第二像素为检测相同颜色的像素，由第一像素构成的列中含有的各像素和相对于各像素沿与倾斜45°的方向正交的方向上的与预定方向相反的方向相邻的第二像素为检测相同颜色的像素。此外，除三种像素之外，也可以是检测互补色光的像素，或检测白色光的像素。
[0092]所公开的摄像装置具有:摄像元件；单一的摄影光学系统；及立体图像数据生成部，使用基于从摄像元件的第一像素输出的摄像图像信号的图像数据和基于从摄像元件的第二像素输出的摄像图像信号的图像数据，生成立体图像数据。
[0093]附图标记的说明
[0094]I摄影光学系统
[0095]10、11 像素
[0096]100摄像元件
【权利要求】
1.一种摄像元件，具有包括第一像素和第二像素的多个像素，上述第一像素检测通过了单一摄影光学系统的不同光瞳区域的一对光束中的一个光束，上述第二像素检测该一对光束中的另一个光束，上述多个像素配置成二维状， 上述第一像素的受光区域相对于上述第一像素的中心向一个方向偏心， 上述第二像素的受光区域相对于上述第二像素的中心向与上述一个方向相反的方向偏心， 在将周围有4个上述像素相邻的所有像素作为关注像素时，与上述关注像素相邻的上述4个像素中的、和上述关注像素相比位于上述关注像素中的上述受光区域的偏心方向一侧的像素包括与上述关注像素相同种类的像素。
2.根据权利要求1所述的摄像元件，其中， 上述多个像素排列成正方格子状， 在上述正方格子状的排列中的奇数行上排列有上述第一像素，在上述正方格子状的排列中的偶数行上排列有上述第二像素。
3.根据权利要求2所述的摄像元件，其中， 在列方向上相邻的上述第一像 素和上述第二像素的对检测相同颜色的光， 在上述正方格子状的排列中包括检测第一颜色的光的对、检测颜色与上述第一颜色的光不同的第二颜色的光的对、检测颜色与上述第一颜色的光及第二颜色的光不同的第三颜色的光的对的多个颜色的对， 上述多个颜色的对配置成拜耳状。
4.根据权利要求1所述的摄像元件，其中， 上述多个像素如下配置:由排列于行方向上的多个上述像素构成的像素行在与上述行方向正交的列方向上排列多个，并且，上述多个像素行中位于奇数行的像素行相对于位于偶数行的像素行，沿上述行方向错开各像素行中的上述像素在上述行方向上的排列间距的1/2。
5.根据权利要求4所述的摄像元件，其中， 在沿相对于上述行方向倾斜45°的方向观察上述多个像素的排列时，由上述第一像素构成的列和由上述第二像素构成的列在与上述倾斜45°的方向正交的方向上交替地排列。
6.根据权利要求5所述的摄像元件，其中， 上述第一像素和上述第二像素分别包括检测第一颜色的光的像素、检测与上述第一颜色的光不同颜色的第二颜色的光的像素、检测与上述第一颜色的光及第二颜色的光不同颜色的第三颜色的光的像素的多个颜色的像素， 由上述第一像素构成的列所含的各像素和相对于上述各像素沿与上述倾斜45°的方向正交的方向上的预定方向相邻的上述第二像素为检测相同颜色的像素。
7.根据权利要求4所述的摄像元件，其中， 在沿相对于上述行方向倾斜45°的方向观察上述多个像素的排列时，由上述第一像素构成的列和由上述第二像素构成的列在与上述倾斜45°的方向正交的方向上每隔两列地交替排列。
8.根据权利要求7所述的摄像元件，其中， 上述第一像素和上述第二像素分别包括检测红色光的像素、检测绿色光的像素、检测蓝色光的像素的多个颜色的像素， 由上述第一像素构成的列所含的各像素和相对于上述各像素沿与上述倾斜45°的方向正交的方向上的预定方向相邻的上述第二像素为检测相同颜色的像素， 由上述第一像素构成的列所含的各像素和相对于上述各像素沿与上述倾斜45°的方向正交的方向上的与上述预定方向相反的方向相邻的上述第二像素为检测相同颜色的像素。
9.一种摄像装置，具有: 权利要求1~8中任一项所述的摄像元件； 单一的上述摄影光学系统；及 立体图像数据生成部，使用基于从上述摄像元件的上述第一像素输出的摄像图像信号的图像数据和基于从上述摄像元件的上述第二像素输出的摄像图像信号的图像数据，生成立体图像数据。`
【文档编号】G02B7/34GK103843319SQ201280047716
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年9月6日 优先权日:2011年9月29日
【发明者】高桥周, 菅原一文 申请人:富士胶片株式会社