图像拍摄元件和图像拍摄设备的制作方法

专利名称：图像拍摄元件和图像拍摄设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有对焦检测功能的图像拍摄元件以及与该图像拍摄元件相关的技术。
背景技术：
已有技术在图像拍摄元件(固态图像拍摄元件)中结合了使用相差检测方法的对焦检测功能。
例如，在日本未审查的专利申请公开No.2000-156823所公开的图像拍摄元件中，设有多个光接收元件和多个微透镜，每个微透镜布置在相应的光接收元件的入射侧。多个光电接收元件包括用于图像拍摄的光接收元件和用于相差检测的光接收元件，这两种类型的光接收元件都布置在相同布置表面(平面)上。
用于相差检测的光接收元件设有光屏蔽膜(光屏蔽板)，光屏蔽膜在微透镜与光接收元件之间带有在预定方向上偏移的开口 ，使得来自预定方向的对象光由光接收元件接收，所述预定方向是在光瞳划分(pupiledivision)的情况下光被接收的方向。

发明内容
在现有技术的上述图像拍摄元件中，由于带有开口的光屏蔽板的数量是一个，所以不仅从预定方向进入的对象光穿过开口，而且从与该预定方向相反的方向进入的光也穿过开口。因此，存在这样的情况来自与该预定方向相反的方向的对象光被光接收元件接收到。在这样的情况下，对焦检测精度降低了。
因此，希望提供一种技术，能够在光瞳划分的情况下避免来自与预定方向相反的方向的对象光被光接收元件接收，并能够提髙具有对焦检测功能的图像拍摄元件中的对焦检测精度。
根据本发明的一种实施例，提供了一种图像拍摄元件，包括 一对光 电转换单元，其在第一方向和第二方向上对对象光进行光瞳划分并输出测 距信号，所述第一方向和所述第二方向彼此不同，其中，所述一对光电转 换单元中的每个光电转换单元都包括光接收元件，其被设置成接收所述 对象光并产生测距信号；具有第一光透射区域的第一光屏蔽层，所述第一 光屏蔽层布置在所述光接收元件上方；具有第二光透射区域的第二光屏蔽 层，所述第二光屏蔽层布置在所述光接收元件与所述第一光屏蔽层之间， 并且其中，所述一对光电转换单元包括第一光电转换单元，在所述第一 光电转换单元中，所述第一光透射区域在所述第一光屏蔽层上向所述第一 方向偏移，并且所述第二光透射区域在所述第二光屏蔽层上向所述第二方 向偏移；第二光电转换单元，在所述第二光电转换单元中，所述第一光透
射区域在所述第一光屏蔽层上向所述第二方向偏移，并且所述第二光透射 区域在所述第二光屏蔽层上向所述第一方向偏移。
根据本发明的另一种实施例，提供了一种图像拍摄元件，包括 一对 光电转换单元，其在第一方向和第二方向上对对象光进行光瞳划分并输出 测距信号，所述第一方向和所述第二方向彼此不同，其中，所述一对光电 转换单元中的每个光电转换单元都包括光接收元件，其被设置成接收所 述对象光并产生测距信号;具有第一光透射区域的第一光屏蔽层，所述第 一光屏蔽层布置在所述光接收元件上方；第二光屏蔽层，所述第二光屏蔽
层布置在所述光电接收元件与所述第一光屏蔽层之间，并且其中，所述一
对光电转换单元包括第一光电转换单元，在所述第一光电转换单元中，
所述第一光透射区域在所述第一光屏蔽层上向所述第一方向偏移，并且所 述第二光屏蔽层布置的位置使得当与所述图像拍摄元件的光接收表面垂直 的光束向所述第一光屏蔽层照射时，已经透射经过所述第一光透射区域的
光束中的光被屏蔽；第二光电转换单元，在所述第二光电转换单元中，所
述第一光透射区域在所述第一光屏蔽层上向所述第二方向偏移，并且所述 第二光屏蔽层布置的位置使得当与所述光接收表面垂直的光束向所述第一 光屏蔽层照射时，已经透射经过所述第一光透射区域的光束中的光被屏蔽。
根据本发明的另一种实施例，提供了一种图像拍摄设备，包括图像拍 摄元件，其中，所述图像拍摄元件包括 一对光电转换单元，其在第一方 向和第二方向上对对象光进行光瞳划分并输出测距信号，所述第一方向和 所述第二方向彼此不同，并且其中，所述一对光电转换单元中的每个广的 那转换单元都包括光接收元件，其设置成接收所述对象光并产生测距信 号；具有第一光透射区域的第一光屏蔽层，所述第一光屏蔽层布置在所述 光接收元件上方；具有第二光透射区域的第二光屏蔽层，所述第二光屏蔽
层布置在所述光电接收元件与所述第一光屏蔽层之间，并且其中，所述一
对光电转换单元包括第一光电转换单元，在所述第一光电转换单元中， 所述第一光透射区域在所述第一光屏蔽层上向所述第一方向偏移，并且所 述第二光透射区域在所述第二光屏蔽层上向所述第二方向偏移；第二光电
转换单元，在所述第二光电转换单元中，所述第一光透射区域在所述第一 光屏蔽层上向所述第二方向偏移，并且所述第二光透射区域在所述第二光 屏蔽层上向所述第一方向偏移。
根据本发明的另一种实施例，提供了一种图像拍摄设备，包括图像拍
摄元件，其中，所述图像拍摄元件包括 一对光电转换单元，其在第一方 向和第二方向上对对象光进行光瞳划分并输出测距信号，所述第一方向和 所述第二方向彼此不同，其中，所述一对光电转换单元中的每个光电转换 单元都包括光接收元件，其被设置成接收所述对象光并产生测距信号； 具有第一光透射区域的第一光屏蔽层，所述第一光屏蔽层布置在所述光电 接收元件上方；第二光屏蔽层，所述第二光屏蔽层布置在所述光电接收元 件与所述第一光屏蔽层之间，并且其中，所述一对光电转换单元包括第 一光电转换单元，在所述第一光电转换单元中，所述第一光透射区域在所 述第一光屏蔽层上向所述第一方向偏移，并且所述第二光屏蔽层布置的位 置使得当与所述图像拍摄元件的光接收表面垂直的光束向所述第一光屏蔽 层照射时，已经透射经过所述第一光透射区域的光束中的光被屏蔽；第二 光电转换单元，在所述第二光电转换单元中，所述第一光透射区域在所述 第一光屏蔽层上向所述第二方向偏移，并且所述第二光屏蔽层布置的位置使得当与所述光接收表面垂直的光束向所述第一光屏蔽层照射时，已经透射经过所述第一光透射区域的光束中的光被屏蔽。
根据本发明的这些实施例，由于来自与使光被接收的方向相反的方向的对象光被第二光屏蔽层屏蔽，所以可以抑制这部分对象光被光电接收元件接收，并可以提高对焦检测精度。


图1示出了根据本发明的第一实施例的图像拍摄设备的外部构造；
图2示出了根据本发明的第一实施例的图像拍摄设备的外部构造；
图3是图像拍摄设备的纵剖视图4是图像拍摄设备的纵剖视图5是示出图像拍摄设备的电构造的框图6图示了图像拍摄元件的构造；
图7图示了图像拍摄元件的构造；
图8是AF像素llf的纵剖视图9是AF像素的俯视图IO示出了第二光屏蔽板的作用；
图ll示出了 AF线的像素输出；
图12示出了像素输出的移动量和失焦量；
图13示出了具有第一光屏蔽板和第二光屏蔽板的AF像素；
图14示出了对比示例中的AF像素的光接收元件能够接收对象光的范
围；
图15示出了对比示例中的一对AF像素中的各个光接收元件的光接收
范围与出射瞳中的与该光接收范围相对应的区域之间的关系；
图16示出了第一 AF像素的光接收元件能够接收对象光的范围；
图n示出了一对AF像素中的各个光接收元件的光接收范围与出射瞳
中的与该光接收范围相对应的区域之间的关系；图18示出了视角；
图19示出了根据本发明第二实施例的AF像素；
9图20示出了第二光屏蔽板的作用。
具体实施方式
第一实施例
图像拍摄设备1A的外部构造
图1和图2示出了根据本发明第一实施例的图像拍摄设备1A的外部 构造。这里，图l和图2分别示出了正视图和后视图。
图像拍摄设备1A被构造成例如单镜头反光数码相机，并包括相机体 10和用作图像拍摄镜头的可更换镜头2，该镜头2能够安装到相机体10以 及从相机体10拆卸。
更具体而言，如图1所示，相机体10的正面设有安装单元301，其 中可更换镜头2安装在正面的大体中心处；镜头释放按钮302，其布置在 安装单元301的右侧；握持单元303，可以通过该单元进行握持；模式设 定转盘305，其布置在正面的左上区域；控制值设定转盘306，布置在正 面的右上区域；快门按钮307，其布置在握持单元303的顶表面上。
可更换镜头2用作镜头窗，也用作图像拍摄光学系统，所述镜头窗用 于接收来自对象的光(对象光)，所述图像拍摄光学系统用于将对象光导 向布置在相机体10内部的图像拍摄元件101。
更具体而言，可更换镜头2包括透镜组21，透镜组21由沿光轴LT以 串联方式布置的多个透镜形成(见图5)。透镜组21包括用于调节焦点的 对焦透镜211 (图5)以及用于执行倍率变化的变焦透镜212 (图5)。由 于这些透镜沿光轴LT的方向受到驱动，对焦调节和倍率变化分别得以执 行。可更换镜头2设有操作环，操作环可在镜筒的适当的外周位置处沿外 周表面旋转。根据手动操作或自动操作的旋转方向和旋转量，变焦透镜 212在光轴方向上移动，从而使变焦透镜212被设定在与移动目的地的位 置对应的变焦放大率(图像拍摄放大率)。
安装单元301设有连接器Ec (见图5)和耦合器75 (图5)，连接器 Ec用于与所安装的可更换镜头2进行电连接，耦合器75用于进行机械连 接。镜头更换按钮302是在要将安装在安装单元301中的可更换镜头2拆 卸时按压的按钮。
握持单元303是在图像拍摄过程中由图像拍摄者(用户)对图像拍摄 设备1A进行握持的部分。握持单元303设有表面槽，这些槽与手指形状 相配以提高舒适度。电池舱和卡舱(未示出)设在握持单元303内部。电 池舱容纳有电池69B (见图5)，电池69B作为用于图像拍摄设备1A的 电源，卡舱以可安装存储卡67并可将存储卡67拆卸的方式容纳有存储卡 67 (图5)，存储卡67用于记录所拍摄图像的图像数据。握持单元303可 以设有握持传感器，用于检测用户是否已经握持了握持单元303。
模式设定转盘305和控制值设定转盘306由大体上盘状、并能够在与 相机体10的顶表面大体平行的平面内旋转的构件制成。模式设定转盘305 用于选择各种模式(图像拍摄设备1A中搭载的各种图像拍摄模式(人像 图像拍摄模式、风景图像拍摄模式、全自动图像拍摄模式等)、对所拍摄 的图像进行回放的回放模式、与外部设备进行数据通信的通信模式等)。 另一方面，控制值设定转盘306用来设定在图像拍摄设备1A中搭载的各 种功能的控制值。
快门按钮307是按压开关，能够对快门按钮307被按压到半途的"半 按压状态"和快门按钮307受到进一步按压的"全按压状态"进行检测。 在图像拍摄模式中当快门按钮307被半按压(Sl)时，执行用于拍摄对象 的静止图像的预备操作(预备操作，例如设定曝光控制值和对焦检测)。 当快门按钮307受到全按压(S2)时，执行图像拍摄操作(用于对图像拍 摄元件101 (见图3)进行曝光、对通过曝光所获得的图像信号执行预定 图像处理、并将图像信号记录在存储卡中等的一系列操作)。
如图2所示，相机体IO的背面设有液晶显示器(LCD) 311，其用 作显示单元；取景器窗口 316，其布置在LCD 311上方；目罩321，其围 绕取景器窗口 316;主开关317，其布置在取景器窗口 316的左侧；曝光 校正按钮323和AE锁定按钮324，其布置在取景器窗口 316的右侧；闪 光单元318，其布置在取景器窗口 316上方；连接端子单元319，其布置 在取景器窗口316上方。相机体10的背面设有设定按钮组312，其布置
ii在LCD311的左侧；方向选择键314，其布置在LCD 311的右侧；按压按钮315，其布置在方向选择键314的中央；显示选择器开关85，其布置在方向选择键314的右下方。
LCD 311包括彩色液晶面板，该面板能够执行图像显示，从而显示用图像拍摄元件101 (见图3)拍摄的图像，或者回放和显示所记录的图像，或者显示用于对图像拍摄设备1A中搭载的功能和模式进行设定的屏幕。也可以用有机EL显示装置或等离子体显示装置来代替LCD 311 。
取景器窗口 (目镜窗口) 316形成光学取景器(OVF)，并且经过可更换镜头2而形成对象图像的光(对象光)被导向取景器窗口 316。通过观看取景器窗口 316，用户可以目视识别由图像拍摄元件101实际拍摄的对象图像。
主开关317由横向滑动的两点接触式滑动开关形成。当主开关317被设定到左侧时，图像拍摄设备1A的电源被接通；当主开关317被设定到右侧时，电源被关断。
闪光单元318被构造为弹出式内置闪光灯。另一方面，在要将外部闪光灯等安装在相机体10中时，用连接端子单元319进行连接。
目罩321是U形的光屏蔽部件，该部件对外部光入侵取景器窗口 316进行抑制。
曝光校正按钮323是用于对曝光值(光圈值和快门速度)进行手动调节的按钮。AE锁定按钮324是用于对曝光进行固定的按钮。
设定按钮组312包括用于针对图像拍摄设备1A中搭载的各种功能执行操作的按钮。设定按钮组312的示例包括菜单按钮和菜单切换按钮，菜单按钮用于在LCD 311上显示菜单屏幕，菜单切换按钮用于在菜单屏幕上显示的内容之间进行切换。
方向选择键314具有环形部件，该环形部件包括沿周向以固定间隔布置的多个按压单元(图中的三角形标记)，从而利用以与各个按压单元对应的方式设置的触点(开关)(未示出)来检测按压单元的按压操作。按压按钮315布置在方向选择键314的中心。方向选择键314和按压按钮315用于输入指令，以改变图像拍摄放大率(变焦透镜212 (见图5)在广
12角方向或增距方向上的移动)、使LCD 311等上回放的记录图像的图帧前
进、以及设定图像拍摄条件(光圈值、快门速度、是否存在闪光灯照明 等)。
显示选择器开关85由两点式滑动开关形成。当触点被设定在上部区 域中的"光学"位置时，选择光学取景器模式(也称为"OVF模式")， 并在光学取景器的视场内显示对象图像。结果，用户可以经由取景器窗口 316，通过目视识别显示在光学取景器的视场内的对象图像来执行构图确 定操作(取景)。
另一方面，当显示选择器开关85的触点被设定在下部区域中的"监 视器"位置时，选择电子取景器模式(也称为"EVF模式"或"实时取景 模式")，并以类似于电影的模式在LCD 311上显示与对象图像相关的实 时图像。由此，用户可以通过目视识别显示在LCD 311上的实时图像来执 行取景。
如上所述，用户可以通过对显示选择器开关85进行操作来切换取景 器模式。在图像拍摄设备1A中，可以通过电子取景器或光学取景器来执 行对象的构图确定，其中在电子取景器中执行的是实时取景显示。 图像拍摄设备1A的内部构造
下面将说明图像拍摄设备1A的内部构造，图3和图4是图像拍摄设 备1A的纵剖视图。如图3所示，相机体10内部设有图像拍摄元件101、 取景器单元102 (取景器光学系统)、反射镜单元103、相差AF模块(也 简称为"AF模i央")107等。
在相机体10中安装了可更换镜头2的情况下，图像拍摄元件101与可 更换镜头2中设置的透镜组21的光轴LT垂直地布置在光轴LT上。对于 图像拍摄单元101，例如使用CMOS彩色面传感器(CMOS图像拍摄元 件)，在该传感器中，多个像素以二维方式布置成阵列，每个像素都具有 光电二极管。图像拍摄元件101产生R (红色)、G (绿色)和B (蓝 色)各个色彩成分的模拟电信号(图像信号)，并输出R、 G、 B各个色 彩的图像信号，这些色彩分量与穿过可更换镜头2后形成为图像的对象图 像相关。此外，图像拍摄元件101具有用于对图像拍摄平面上的相差进行检测 的像素，其详细情况将在下文中说明。
在光轴LT中，反射镜单元103布置在使对象光朝向取景器单元102 反射的位置。穿过可更换镜头2的对象光由反射镜单元103 (主反射镜 1031 (下文中将说明))向上反射，另外，对象光中的一部分透射穿过反 射镜单元103。
取景器单元102包括五棱镜105、目镜106和取景器窗口 316。五棱 镜105是截面具有五边形状的棱镜，利用该棱镜，由进入棱镜底面的光形 成的对象图像的上下和左右通过内部的反射而翻转，并形成倒像。目镜 106把由五角棱镜105形成倒像的对象图像的光导向取景器窗口 316的外 部。通过这样的构造，取景器单元102用作光学取景器，用于在实际图像 拍摄之前的图像拍摄等待时间确认对象视野。
反射镜单元iU3包括主反射镜1031和副反射镜1032。在主反射镜 1031的背面，以可朝向主反射镜1031的背面倒下的方式旋转地设置副反 射镜1032。穿过主反射镜1031的对象光的一部分由副反射镜1032反射， 所反射的对象光进入AF模块107。
反射镜单元103被构造成所谓的快速返回反射镜。例如，在曝光时间 过程中(在实际图像拍摄过程中)(参见图4)，反射镜单元103通过利 用作为支点的旋转轴1033向上跳起，并到达从对象光的光路退避的状态 (反射镜升起状态)。此时，当反射镜单元103停在五棱镜105下方的位 置时，副反射镜1032折叠成与主反射镜1031大体平行。由此，来自可更 换镜头2的对象光在不受反射镜单元103阻挡的情况下到达图像拍摄单元 101，图像拍摄元件101受到曝光。当图像拍摄元件101中的图像拍摄操 作完成时，反射镜单元103返回初始位置(图3所示的位置)并到达反射 镜落下状态。
此外，通过在实际图像拍摄(用于图像记录的图像拍摄)之前使反射 镜单元103到达反射镜升起状态，图像拍摄设备1A可以执行实时取景 (预览)显示，在这种显示中，根据由图像拍摄单元101依次产生的图像 信号而以像电影一样的模式在LCD 311上显示对象。AF模块被构造成由测距元件形成的所谓AF传感器(也称为"测距传
感器")，以检测对象的对焦信息。AF模块布置在反射镜单元103的底部，并具有相差检测功能，该功能产生与对象图像的对焦程度相对应的相差检测信号。即，在图像拍摄等待时间期间用户要通过取景器窗口 316确认对象的情况下，如图3所示，以主反射镜1031和副反射镜1032落下的状态将对象光导向AF模块107，并从AF模块107输出相差检测信号。
在图像拍摄元件101的沿光轴方向的前方，布置有快门单元40。快门单元40包括沿上下方向移动的幕帘，并被构造成机械式焦平面快门，用于对沿光轴LT导向图像拍摄元件101的对象光执行光路打开操作和光路屏蔽操作。在图像拍摄元件101是允许完全电子式快门的图像拍摄元件的情况下，可以省略快门单元40。图像拍摄设备1A的电构造
图5是示出图像拍摄设备1A的电构造的框图。这里，与图1至图4中相同的部件由相同的附图标记表示。为了说明目的，将说明可更换镜头2的电构造。
可更换镜头2除了组成上述图像拍摄光学系统的透镜组21之外，还包括透镜驱动机构24、透镜位置检测器25、镜头控制器26和光圈驱动机构27。
在透镜组21中，对焦透镜211、变焦透镜212和用于对进入图像拍摄元件101的光量进行调节的光圈23在光轴LT (图3)的方向上保持在镜筒内。由透镜组21接收的对象光在图像拍摄元件101中形成为图像。在自动对焦(AF)控制中，由对焦透镜211执行对焦调节，由可更换镜头2内部的AF致动器71M沿光轴LT的方向驱动对焦透镜211 。
根据从中央控制器62经镜头控制器26供应的AF控制信号，对焦驱动控制器71A产生使对焦透镜211移动到对焦位置所需的驱动控制信号，并用该驱动控制信号控制AF致动器71M。 AF致动器71M由步进电机等形成，并向透镜驱动机构24供应透镜驱动力。
透镜驱动机构24例如由螺纹件(helicoid)和使螺纹件旋转的齿轮(未示出)形成。通过从AF致动器71M接收力，透镜驱动机构24使对焦透镜211等沿与光轴LT平行的方向受到驱动。对焦透镜211的移动方 向和移动量分别与AF致动器71M的旋转方向和旋转量相对应。
透镜位置检测器25包括编码板和编码器刷，并在透镜组21要受到调 节时检测移动量，其中，在编码板上，在透镜组21的移动范围内沿光轴 LT的方向以预定节距形成有多个编码图案，编码器刷随着透镜一体移动 并同时以可滑动方式接触编码板。透镜位置检测器24检测到的透镜位置 例如以脉冲数的形式输出。
镜头控制器26由微计算机构成，在微计算机中结合有例如存储控制 程序的ROM或存储与状态信息相关的数据的存储器(例如闪存)。
镜头控制器26具有经由连接器Ec而与相机体10的中央控制器62执 行通信的通信功能。由此，例如，可以向中央控制器62传送状态信息数 据(例如焦距、光圈值、合焦(in-focus)距离、或透镜组21的周围光量 状态)、以及由镜头位置检测器25检测到的与对焦透镜211相关的位置 信息。另外，例如，可以从中央控制器62接收与对焦透镜211的驱动量 相关的数据。
在通过耦合器75从光圈驱动致动器76M接收到驱动力时，光圈驱动 机构27改变光圈23的光圈直径。
下面将说明相机体10的电构造。相机体10除了上述图像拍摄元件 101、快门单元40等之外，还包括模拟前端(AFE) 5、图像处理器61、 图像存储器614、中央控制器62、闪光电路63、操作单元64、 VRAM 65、卡I/F 66、存储卡67、通信I/F 68、电源电路69、电池69B、反射镜 驱动控制器72A、快门驱动控制器73A和光圈驱动控制器76A。 . 如前所述，图像拍摄元件101由CMOS彩色面传感器形成。定时控制 电路519 (下文中说明)控制图像拍摄操作，例如图像拍摄元件101的曝 光操作的开始(和结束)、对图像拍摄元件101中设置的各个像素的输出 的选择、以及像素信号的读取。
AFE 5具有向图像拍摄元件101供应定时脉冲(在该定时脉冲时执行 预定操作)、对从图像拍摄元件101输出的图像信号执行预定信号处理使 该图像信号转换成数字信号、并向图像处理器61输出该数字信号的功能。AFE 5被构造成具有定时控制电路51、信号处理器52、 A/D转换器 53等。
定时控制电路51根据来自中央控制器62的基准时钟输出而产生预定 的定时脉冲(用于产生垂直扫描脉冲())Vn、水平扫描脉冲())Vm、复位信号 ([)Vr等)，并向图像拍摄元件101输出定时信号，从而控制图像拍摄元件 101的图像拍摄操作。通过向信号处理器52和A/D转换器53分别输出预 定的定时脉冲，来控制信号处理器52和A/D转换器53的操作。
信号处理器52对从图像拍摄元件101输出的模拟图像信号执行预定 的模拟信号处理。信号处理器52包括相关双取样(CDS)电路、自动增益 控制(AGC)电路、箝位电路等。根据从定时控制电路51输出的定时脉 冲，A/D转换器53将从信号处理器52输出的R、 G、 B模拟图像信号转换 成由多个位(例如12位)组成的数字信号。
图像处理器61通过对从AFE 5输出的图像数据执行预定的信号处理 而创建图像文件。图像处理器61被构造成具有黑水平(black level)校正 电路611、白平衡控制电路612、伽马校正电路613等。由图像处理器61 接收的图像数据以与图像拍摄元件101的读取同步的方式被一次写入图像 存储器614中。随后，对写入图像存储器614中的图像数据进行访问，并 在图像处理器61的各个组成部分中执行处理。
黑水平校正电路611将受到A/D转换器53的A/D转换的R、 G、 B的 各个数字图像信号的黑水平校正到基准黑水平。
根据与光源相应的白色的基准，白平衡控制电路612对R (红色)、 G (绿色)和B (蓝色)各个色彩分量的数字信号执行水平(level)转换 (白平衡(WB)调节)。更具体而言，根据从中央控制器62供应的WB 调节数据，白平衡控制电路612根据亮度数据、色饱和数据等识别图像拍 摄对象中估计原本为白色的部分，确定该部分的R、 G、 B各个成分的平 均值、G/R比、G/B比，并用这些比作为R和B的校正增益来执行水平校 正。
伽马校正电路613对经过WB调节的图像数据的灰度特性进行校正。 更具体而言，利用预设的伽马校正表，伽马校正电路613对于各个色彩成分执行图像数据的非线性水平转换以及偏移调节(offset adjustment)。
图像存储器614是用作工作区域的存储器，在图像拍摄模式期间，从 图像处理器61输出的图像数据被临时存储在所述工作区域中，并且由中 央处理器62在所述工作区域中对图像数据执行预定处理。此外，在回放 模式期间，从存储卡67读取的图像数据被临时存储。
中央控制器62被构造成微计算机，该微计算机主要包括CPU、存储 器、ROM等。中央控制器62读取存储在ROM中的程序并使CPU执行该 程序，从而实施图像拍摄设备1A的各种功能。
通过执行这些程序，中央控制器62以功能性的方式实现了显示控制 器62A、相差AF控制器62B和对比AF控制器62C。
显示控制器62A对LCD311上的显示内容进行控制。例如，显示控制 器62A使由图像拍摄元件101连续获得的多个图像中的每个以实时取景图 像的形式在LCD 311上顺序地显示。
此外，显示控制器62A还将用于获取对焦信息(其用于AF操作)的 区域(也称为"AF区域"、"测距区域"或"对焦区域")Ef (见图6) 与实时取景图像合并，使它们以重叠方式显示，其细节将在下文中说明。
相差AF控制器62B通过利用相差检测方法执行对焦位置检测，并执 行自动对焦操作。更具体而言，根据由AF模块107获得的相差检测信号 或来自相差AF计算电路77 (下文中说明)的输出信号，相差AF控制器 62B执行对焦透镜位置指定操作，该操作指定了合焦期间图像拍摄透镜 (更具体地说，对焦透镜)的位置(对焦透镜位置)。
对比AF控制器62C通过利用对比检测方法执行对焦位置检测，来执 行自动对焦操作(也称为"对比AF操作")。更具体而言，对比AF控 制器62C执行评估值计算操作和对焦透镜位置指定操作，其中，评估值计 算操作用于分别对不同镜头位置处获得的多个拍摄图像根据对象图像的对 比度来确定评估值，而对焦透镜位置指定操作用于将使评估值最优化(例 如最小化)的透镜位置指定为对焦透镜位置。
闪光电路63控制闪光单元318或连接到连接端子单元319的外部闪光 灯的发光量，以将其设定为由中央控制器62设定的发光量。操作单元64包括模式设定转盘305、控制值设定转盘306、快门按钮307、设定按钮组312、方向选择键314、按压按钮315、主开关317等，
并用于向中央控制器62输入操作信息。
VRAM 65是中央控制器62与LCD 311之间的缓冲存储器，并具有与LCD 311的像素数相对应的图像信号存储容量。卡I/F 66是用于使存储卡67与中央控制器62之间能够进行信号发送和接收的接口 。存储卡67是用于对由中央控制器62产生的图像数据进行存储的记录介质。通信I/F 68是用于使图像数据等能够传送到个人计算机或其他外部设备的接口。
电源电路69例如由恒压电路等形成，并产生用于对整个图像拍摄设备1A (例如控制器(例如中央控制器62)、图像拍摄元件101、以及其他各种驱动单元)进行驱动的电压。向图像拍摄元件101供电的控制是根据从中央控制器62向电源电路69供应的控制信号来执行的。电池69B是由原电池(例如碱性干电池)或二次电池(例如镍金属氢化物可充电电池)形成的电源，并向整个图像拍摄设备1A供应电能。
反射镜驱动控制器72A根据取景器模式的切换或图像拍摄操作的定时来产生用于对反射镜驱动致动器72M进行驱动的驱动信号。反射镜驱动致动器72M是使反射镜单元103 (快速返回反射镜)旋转到水平姿态或倾斜姿态的致动器。
快门驱动控制器73A根据从中央控制器62供应的控制信号，产生用于快门驱动致动器73M的驱动控制信号。快门驱动致动器73M是用于对快门单元40的打开/关闭进行驱动的致动器。
光圈驱动控制器76A根据从中央控制器62供应的控制信号，产生用于光圈驱动致动器76M的驱动控制信号。光圈驱动致动器76M经由耦合器75向光圈驱动机构27供应驱动力。
相机体10包括相差AF计算电路77，该电路用于根据从黑水平校正电路611输出的、已经经过黑水平校正的图像数据来执行自动对焦(AF)控制时所需的计算。
下面将详细说明使用来自相差AF计算电路77的输出信号进行的相差AF操作，还将说明能够由图像拍摄设备1A执行的AF操作。图像拍摄元件101
图像拍摄设备1A以这样的方式构造由图像拍摄元件101接收从图 像拍摄镜头的出射瞳内的不同部分经过(透射穿过)的光，从而可以进行
相差AF。下面首先说明图像拍摄元件101的构造和利用图像拍摄元件101 的相差AF的原理。图6和图7图示了图像拍摄元件101的构造。
如图6所示，图像拍摄元件101以这样的方式构造在其图像拍摄平 面101f中具有以阵列形式界定的AF区域Ef，使得可以对每个AF区域Ef 进行相差检测方法的对焦检测。
在每个AF区域Ef中，设有由R像素111、 G像素112和B像素113 形成的常规像素110 (其中R (红色)、G (绿色)和B (蓝色)各自的色 彩滤波器布置在光电二极管中)，并设有用于执行相差AF的像素(下文 中也称为"AF像素"或"光电转换单元")(图7)。
这样，在AF区域Ef中形成了作为常规像素的水平线的Gr线Ll和 Gb线L2，在Gr线Ll中，G像素112和R像素111在水平方向上交替布 置，而在Gb线L2中，B像素113和G像素112在水平方向上交替布置。 通过使Gr线Ll和Gb线L2在竖直方向上交替布置，形成了 Bayer布局。
此外，在AF区域Ef中，例如形成有AF线Lf，在AF线Lf中，在水 平方向上每隔常规像素的六个水平线布置AF像素llf。
下面将详细说明利用AF线Lf进行的相差AF的原理。
图8是AF像素llf的纵剖视图。图9是AF像素llf (这里是第一 AF 像素lla (下文中说明))的俯视图。在图9中，略去了用于在光接收元 件PD中聚集对象光的微透镜ML以及光屏蔽板AS1和AS2的光屏蔽区 域，而示出了光屏蔽板AS1和AS2的开口 (也称为"光透射区域")0P1 和OP2。图IO示出了第二光屏蔽板AS2的作用。在图10中，为了简化附 图，示出了其中略去微透镜ML的AF像素llf。
在AF线Lf中， 一对像素lla和lib (见图8)沿水平方向布置，接 收对于可更换镜头2而言来自出射瞳的右侧部分Qa的光通量Ta和来自其 左侧部分Qb的光通量Tb。更具体地说，AF像素(也称为"第一 AF像 素")lla包括第一光屏蔽板(也称为"第一光屏蔽膜")AS1和第二光屏蔽板(也称为"第二光屏蔽膜")AS2，第一光屏蔽板AS1具有用于把来自出射瞳的光通量分开的狭缝(矩形)形状的第一开口 0P1，第二光屏
蔽板AS2布置在第一光屏蔽板AS1下方并具有狭缝(矩形)形状的第二开口 OP2。如图9所示，第一开口 OP1 (图9中由倾斜线所示阴影区域)设置在以光电转换器(也称为"光接收元件"或"光电二极管")的中心CP作为基准(原点)向指定方向(这里是右侧方向(+X方向))偏移的位置处。第二开口 OP2 (图9中由水平线所示的阴影区域)设置在以光接收元件PD的中心作为基准向与所述指定方向相反的方向(这里是左侧方向(一X方向))偏移的位置处。更具体而言，在第一 AF像素lla中，在第一开口 OPl和第二开口 OP2沿Z轴方向投影在光接收元件PD的顶面上的情况下，以光接收元件PD的中心CP为基准，第一开口 OP1设置在指定方向上，而第二开口 OP2设置在与所述指定方向相反的方向上。
另一方面，AF像素(下文中也称为"第二 AF像素")llb包括第一光屏蔽板AS1和第二光屏蔽板AS2，在第一光屏蔽板AS1中，以光接收元件PD的中心为基准，第一开口 0P1设置在向与所述指定方向相反的方向偏移的位置处，而在第二光屏蔽板AS2中，以光接收元件PD的中心为基准，第二开口 OP2设在向指定方向偏移的位置处。更具体而言，在第二AF像素llb中，在第一开口 0P1和第二开口 OP2沿Z轴方向投影在光电接收元件PD的顶面上的情况下，以光接收元件PD的中心CP为基准，第一开口 0P1设置在与所述指定方向相反的方向上，而第二开口 OP2设置在所述指定方向上。
艮口，在这对AF像素lla和llb中，第一开口 OPl和第二开口 OP2以
向彼此不同的方向偏移的方式设置。
AF像素llf中的第二光屏蔽板AS2也可以表示为布置在如下所述的乂5晋々h, :jfcj^E U象始寧i/f生101的l旌lMr表而恭亩的,市W図像站摄云^t
101的光接收表面向第一光屏蔽板AS1照射的情况下，把已透射经过第一开口OPl的全部光PLl屏蔽的位置(见图10)。
在这对AF像素lla和lib中，来自出射瞳的右侧部分Qa的光通量Ta经过微透镜ML和第一光屏蔽板AS1的第一开口 OPl。此外，光通量Ta在其受到第二光屏蔽板AS2的限制之后，由第一 AF像素lla的光接收 元件PD接收。来自出射瞳的左侧部分Qb的光通量Tb经过微透镜ML和 第二光屏蔽板AS2的第一开口 0P1。此外，光通量Tb在其受到第二光屏 蔽板AS2的限制之后，由第二AF像素llb的光接收元件PD接收。
如上所述，在这对AF像素1 la和1 lb中的每个光接收元件PD中，已 经穿过可更换镜头2的出射瞳的右侧部分Qa和左侧部分Qb (—对部分区 域)透射的对象光的光通量Ta和Tb分别被接收，并产生与所接收的光通 量Ta和Tb对应的测距信号。
此外，在这对AF像素lla和llb中，由于来自出射瞳的光通量能够 被恰当地分离(光瞳划分)和接收，所以提高了对焦检测精度，其具体情 况将在下文中说明。
下面，第一 AF像素lla的像素输出将被称为"序列a的像素输 出"，第二 AF像素lib的像素输出将被称为"序列b的像素输出"。例 如，将说明序列a的像素输出与序列b的像素输出之间的关系，这些像素 输出是由布置在图7中的一条AF线Lfl中的AF像素llf的像素布局获得 的。图11示出了 AF线Lfl的像素输出。图12示出了像素输出的移动量 Sf和失焦(defocus)量Df。
在AF线Lfl中，来自出射瞳两侧的光通量Ta和Tb分别由第一 AF 像素lla和第二 AF像素lib接收。这样，包括序列a的像素al至a3的 AF线Lfl中的序列a的像素输出由图11中的图线Ga (用实线示出)表 示。另一方面，包括序列b的像素bl至b3的AF线Lfl中的序列b的像 素输出由图线Gb (用虚线示出)表示。
将图11所示图线Ga和图线Gb相比可以看到，对于序列a的像素输 出和序列b的像素输出，在AF线Lfl的线方向(即AF像素llf的交替布 置方向)上的偏移量(移动量)Sf中产生了相差。
另一方面，上述移动量Sf与焦平面相对于图像拍摄元件101的图像拍 摄平面失焦的量(失焦量)Df之间的关系由图12所示基函数的图线Gc表 示。图线Gc的斜率可以预先通过工厂测试等方式获得。
因此，在根据来自图像拍摄元件101的AF线Lf的输出由相差AF计算电路77确定了移动量Sf之后，相差AF控制器62B根据图12的图线 Gc计算失焦量Df，并向对焦透镜211提供与所计算出的失焦量Df对应的 驱动量，使得能够使对焦透镜211移动到合焦位置的相差AF成为可能。
如上所述，利用来自图像拍摄元件101的光接收表面上所带的AF像 素llf的输出信号，图像拍摄设备1A可以执行相差检测方法的自动对焦 操作(也称为图像拍摄元件101的"相差AF操作")。 关于AF像素llf
下面将详细说明AF像素llf。图13示出了分别具有第一光屏蔽板 AS1和第二光屏蔽板AS2的AF像素llf (第一 AF像素lla和第二AF像 素llb)。
如上所述，图像拍摄元件101中包括的AF像素llf具有第一光屏蔽 板AS1和第二光屏蔽板AS2 (见图13)。
来自图像拍摄光学系统的对象光进入第一 AF像素1 la的微透镜ML， 该对象光受到第一光屏蔽板AS1的限制。更具体而言，第一光屏蔽板AS1 对进入第一光屏蔽板AS1的光屏蔽区域的对象光进行屏蔽，并允许进入第 一开口 0P1的对象光通过。第一开口 0P1以在第一光屏蔽板AS1中向指 定方向(AF像素llf的交替布置方向之一)偏移的方式设置。因此，透射 通过第一开口 0P1的对象光的大部分将穿过出射瞳中的在所述指定方向上 的区域。
然后，已经穿过第一开口 0P1的对象光受到第二光屏蔽板AS2进一 步限制，穿过第二光屏蔽板AS2的第二开口 OP2的对象光由光接收元件 PD接收。更具体而言，由于第二开口 OP2以在第二光屏蔽板AS2中向与 所述指定方向相反的方向偏移的方式设置，所以穿过第一开口 0P1的对象 光中的、已经穿过出射瞳中的在与所述指定方向相反的方向上的区域的对 象光FL1被第二光屏蔽板AS2的光屏蔽区域屏蔽(图13)。相比而言， 穿过出射瞳中的在所述指定方向上的区域的对象光FL2将穿过第二开口 OP2。
在第二 AF像素llb中，由于第一开口 OPl和第二开口 OP2各自以与 第一 AF像素lla相反的方向偏移的方式设置，所以穿过第一开口 0P1的对象光中的、已经穿过出射瞳中的在所述指定方向上的区域的对象光FL3 将被第二光屏蔽区域AS2的光屏蔽区域屏蔽。然后，穿过第一开口 0P1 的对象光中的、已经穿过出射瞳中的在与所述指定方向相反的方向上的区 域的对象光FL4穿过第二开口 OP2并由光接收元件PD接收。
如上所述，第一光屏蔽板AS1和第二光屏蔽板AS2布置在已经穿过 微透镜ML透射的对象光的光路中，并且第二光屏蔽板AS2中设有第二开 口 OP2，第二开口 OP2向着与第一光屏蔽板AS1中的第一开口 OP1的偏 移方向相反的方向偏移。根据以上情况，由于己经穿过与期望方向(接收 的光在出射瞳中所处的方向)(期望方向也被称为"光接收目标方向") 相反的方向上的区域的对象光FL1和对象光FL3能够被屏蔽，所以可以恰 当地将来自出射瞳的光通量分离。即，在形成一对的AF像素lla和lib 的各自的光接收元件PD中，可以接收经过图像拍摄镜头的出射瞳内的不 同部分的对象光。
此外，两个光屏蔽板AS1和AS2还可以表示为具有对使光能够由光 接收元件PD接收的范围(也称为"光接收范围")进行限制的功能。下 面将说明这样的情况具有一个光屏蔽板ASr的AF像素llr用作比较示 例，并与本实施例的AF像素llf进行比较；还将说明对使光由两个光屏 蔽板AS1和AS2接收的范围进行限制的功能。图14示出了比较示例中的 AF像素llr的光接收元件PD能够接收对象光的范围。图15示出了比较 示例中的一对AF像素llr中各个光接收元件PD的光接收范围与出射瞳中 的与该光接收范围相对应的区域之间的关系。图16示出了第一 AF像素 lla的光接收元件PD能够接收对象光的范围。图17示出了一对AF像素 llf中的各个光接收元件PD的光接收范围与出射瞳中的与该光接收范围相 对应的区域之间的关系。
如图14所示，在仅具有光屏蔽板ASr的AF像素llr (这里是第一AF 像素llm)中，光接收元件PDr的光接收范围是由双向箭头LMr表示的范 围。更具体而言，光接收范围是由平面Frl和平面Fr2界定的范围，所述 平面Frl包括光屏蔽板ASr的右侧RHr和光接收元件PDr的左侧LP，所 述平面Fr2包括光屏蔽板ASr的左侧LHr和光电接收元件PDr的右侧RP。
这里，形成一对的第一 AF像素llra和第二 AF像素llrb的各个光接收元件PD的光接收范围与出射瞳EY之间的关系如图15所示。更具体而言，第一 AF像素lira的光接收元件PD可以接收经过出射瞳EY中向指定方向偏移的区域Ea2的对象光。第二 AF像素llrb的光电接收元件PD可以接收经过向与所述指定方向相反的方向偏移的区域Eb2的对象光。但是，如图15所示，在出射瞳EY中，与第一 AF像素llra的光接收范围相对应的区域Ea2的大部分和与第二 AF像素llrb的光接收范围相对应的区域Eb2重叠。因此，这对AF像素1 lra和1 lrb的各个光接收元件PD接收了经过出射瞳EY的共同部分的大部分对象光，而不能以高精度对已经进入这对AF像素1 lra和1 lrb的光通量中的相差进行检测。
另一方面，如图16所示，在本实施例的具有两个光屏蔽板AS1和AS2的AF像素llf (这里是第一 AF像素lla)中，光接收元件PD的光接收范围是用双向箭头LM表示的范围。更具体而言，光接收范围是由平面FK1和平面FK2界定的范围，所述平面FK1包括第一开口 0P1的右侧RH1 (见图9)和第二开口 OP2的左侧LH2，所述平面FK2包括第一开口OP1的左侧LH1和第二开口 OP2的右侧RH2。
这里，形成一对的第一 AF像素lla和第二 AF像素llb的各个光接收元件PD的光接收范围与出射瞳EY之间的关系如图17所示。第一 AF像素lla的光接收元件PD可以接收经过出射瞳EY中指定方向的区域Eal的对象光，第二AF像素llb的光电接收元件PD可以接收经过出瞳EY中的在与所述指定方向相反的方向上的区域Ebl的对象光。即，这对AF像素lla和lib的各个光接收元件PD接收经过出射瞳EY中不同区域(部分)的对象光。
如上所述，在本实施例的AF像素llf中，从与第一光屏蔽板AS1中的第一开口 OP1的偏移方向相反的方向进入的对象光被第二光屏蔽板AS2的光屏蔽区域屏蔽，光接收元件PD的光接收范围得到了限制。
AF像素llf中的光接收元件PD的光接收范围可以用视角(staringangle) AG来表示。图18示出了视角AG。更具体而言，如图18所示，视角AG的大小e可以如表达式(1)中那
样，用第一开口 0P1对于光接收目标方向的宽度与第二开口对于光接收目
标方向的宽度之和(开口宽度之和)DW、以及第一光屏蔽板AS1和第二 光屏蔽板AS2之间的距离(也称为"光屏蔽板间距")DT来表示。 6 = tan 1 - ... ( 1 )
如表达式(1)所示，可以通过改变开口宽度之和DW和/或光屏蔽板 间距DT，来调节视角AG，即光接收元件PD的光接收范围。
第二实施例
下面将说明本发明的第二实施例。在根据第二实施例的图像拍摄设备 1B中，两个光屏蔽板AH1和AH2中的开口 OH1和OH2的相对位置与第 一实施例中开口 OP1和OP2的相对位置不同。图19示出了根据第二实施 例的AF像素llh。图20示出了第二光屏蔽板AH2的作用。在图20中， 为了简化附图，示出了其中略去微透镜ML的AF像素llh。
除了开口 0H1和OH2的相对位置方面不同之外，根据第二实施例的 图像拍摄设备1B具有与根据第一实施例的图像拍摄设备1A几乎相同的构 造和功能(见图1至图5)。共同的元件由相同的附图标记表示，并将略 去其说明。
如图19所示，图像拍摄设备1B的AF像素llh (更具体而言，第一 AF像素11Ha和第二 AF像素11Hb)具有包括第一开口 OH1的第一光屏 蔽板AH1和包括第二开口 OH2的第二光屏蔽板AH2。以光接收元件PD 的中心CP为基准，第一开口 OHl设在向指定方向(这里是右侧)偏移的 位置处。以光接收元件PD的中心为基准，第二开口 OH2设在向与所述指 定方向相反的方向(这里是左侧)偏移的位置处。
这里，在根据第一实施例的AF像素llf中，第一开口OPl和第二开 口 OP2设在这样的位置处所述位置使得在第一开口 OP1和第二开口 OP2沿Z轴方向投影在光接收元件PD的顶面上的情况下，这些开口彼此 不重叠。相比之下，在第二实施例的AF像素llh中，第一开口OHl和第 二开口 OH2设在这样的位置处所述位置使得在第一开口 OHl和第二开口 OH2沿Z轴方向投影在光接收元件PD的顶面上的情况下，这些开口彼
此部分地重叠。
更具体而言，在第一 AF像素11Ha中，第一开口 OH1以这样的方式 设置以光接收元件PD的中心附近为基准(原点)向指定方向偏移；第 二开口 OH2以这样的方式设置以光电接收元件PD的中心附近为基准 (原点)向与所述指定方向相反的方向偏移。此外，在第二AF像素llHb 中，第一开口 OH1以这样的方式设置以光接收元件PD的中心附近为基 准，其向与所述指定方向相反的方向偏移；第二开口 OH2以这样的方式设 置以光接收元件PD的中心附近为基准，其向所述指定方向偏移。
在具有上述构造的第一 AF像素11Ha中，经过第一开口 OHl的对象 光中的、己经经过出射瞳中的在与所述指定方向相反的方向上的区域的对 象光HL1被第二光屏蔽板AH2的光屏蔽区域屏蔽的可能性较高。相比之 下，经过第一开口 OH1的对象光中的、已经经过出射瞳中的在所述指定方 向上的区域的对象光HL2由光接收元件PD接收。
此外，在第二 AF像素11Hb中，经过第一开口 OH1的对象光中的、 已经经过出射瞳中的在所述指定方向上的区域的对象光HL3被第二光屏蔽 板AH2的光屏蔽区域屏蔽的可能性较高。相比之下，经过第一开口 OH1 的对象光中的、已经经过出射瞳中的在与所述指定方向相反的方向上的区 域的对象光HL4由光电接收元件PD接收。
如上所述，在AF像素llh中，从与使光被接收的期望方向(光接收 目标方向)相反的方向进入的对象光被第二光屏蔽板AH2屏蔽的可能性较 高。因此，在到达光接收元件PD的对象光中，可以增大经过出射瞳的在 光接收目标方向上的区域的对象光的比率。
第二光屏蔽板AH2可以表示为布置在这样的位置在与图像拍摄元件 101的光接收表面垂直的光束从图像拍摄元件101的光接收表面向第一光 屏蔽板AH1照射的情况下，所述位置使已经经过第一开口 OH1透射的光 PL1中在光接收目标方向上的透射光PL2被屏蔽(见图20)。
修改方案已经说明了本发明的实施例。但是本发明不限于上述情况。
例如，在每种实施例中，第一开口 OPl和OHl以及第二开口 OP2和
OH2的位置是用光接收元件PD的中心CP为基准来定义的。不限于上述情况，第一开口 OP1和OH1以及第二开口 OP2和OH2的位置也可以用微透镜ML的光学中心或AF像素llf的中心为基准(原点)来定义。
在每种上述实施例中，采用了具有第二开口 OH2的第二光屏蔽板AS2和AH2，但是这些实施例不限于此。更具体而言，第二光屏蔽板可以布置在这样的位置处在用不具有开口的光屏蔽板作为第二光屏蔽板、并且与图像拍摄元件101的光接收表面垂直的光束从图像拍摄元件101的光接收表面向第一光屏蔽板AS1和AH1照射的情况下，所述位置使得已经经过第一开口 OP1和OH1透射的光被屏蔽。更具体而言，第二光屏蔽板AS2禾B AH2中存在于与光接收目标方向相反那侧的光屏蔽区域对于从与光接收目标方向相反的方向进入的对象光的光屏蔽没有贡献。因此，也可以用只在光接收目标方向上具有光屏蔽区域的光屏蔽板作为第二光屏蔽板AS2禾卩AH2。
本领域技术人员可以理解，在所附权利要求及其等同含义的范围内，根据设计需求和其他因素，可以有各种变更、组合、子组合和替换形式。
本申请包含与2007年12月11日递交给日本专利局的日本专利申请JP 2007-319665相关的主题，该申请的全部内容通过引用结合于此。
权利要求
1. 一种图像拍摄元件，包括一对光电转换单元，其在第一方向和第二方向上对对象光进行光瞳划分并输出测距信号，所述第一方向和所述第二方向彼此不同，其中，所述一对光电转换单元中的每个光电转换单元都包括光接收元件，其被设置成接收所述对象光并产生测距信号，具有第一光透射区域的第一光屏蔽层，所述第一光屏蔽层布置在所述光接收元件上方，和具有第二光透射区域的第二光屏蔽层，所述第二光屏蔽层布置在所述光接收元件与所述第一光屏蔽层之间，并且其中，所述一对光电转换单元包括第一光电转换单元，在所述第一光电转换单元中，所述第一光透射区域在所述第一光屏蔽层上向所述第一方向偏移，并且所述第二光透射区域在所述第二光屏蔽层上向所述第二方向偏移，和第二光电转换单元，在所述第二光电转换单元中，所述第一光透射区域在所述第一光屏蔽层上向所述第二方向偏移，并且所述第二光透射区域在所述第二光屏蔽层上向所述第一方向偏移。
2. 根据权利要求1所述的图像拍摄元件，其中，在所述第一光电转换 单元中，所述第一光透射区域以将所述光电转换单元的中心附近作为原点 向所述第一方向偏移的方式设置，并且所述第二光透射区域以将所述中心 附近作为原点向所述第二方向偏移的方式设置，并且在所述第二光电转换单元中，所述第一光透射区域以将所述光电转换 单元的中心附近作为原点向所述第二方向偏移的方式设置，并且所述第二 光透射区域以将所述中心附近作为原点向所述第一方向偏移的方式设置。
3. 根据权利要求1所述的图像拍摄元件，其中，在所述第一光电转换 单元中，所述第一光透射区域以将所述光接收元件的中心作为原点向所述 第一方向偏移的方式设置，并且所述第二光透射区域以将所述中心作为原 点向所述第二方向偏移的方式设置，并且在所述第二光电转换单元中，所述第一光透射区域以将所述光接收元 件的中心作为原点向所述第二方向偏移的方式设置，并且所述第二光透射 区域以将所述中心作为原点向所述第一方向偏移的方式设置。
4. 根据权利要求1所述的图像拍摄元件，其中，所述一对光电转换单元中的每个光电转换单元都还包括透镜，所述透镜被设置成在所述第一光 屏蔽层上方聚集所述对象光。
5. —种图像拍摄元件，包括一对光电转换单元，其在第一方向和第二方向上对对象光进行光瞳划 分并输出测距信号，所述第一方向和所述第二方向彼此不同，其中，所述一对光电转换单元中的每个光电转换单元都包括光接收元件，其被设置成接收所述对象光并产生测距信号， 具有第一光透射区域的第一光屏蔽层，所述第一光屏蔽层布置在 所述光接收元件上方，和 第二光屏蔽层，所述第二光屏蔽层布置在所述光接收元件与所述 第一光屏蔽层之间，并且其中，所述一对光电转换单元包括第一光电转换单元，在所述第一光电转换单元中，所述第一光透 射区域在所述第一光屏蔽层上向所述第一方向偏移，并且所述第二光屏蔽 层布置的位置使得当与所述图像拍摄元件的光接收表面垂直的光束向所述 第一光屏蔽层照射时，己经透射经过所述第一光透射区域的光束中的光被 屏蔽，和第二光电转换单元，在所述第二光电转换单元中，所述第一光透 射区域在所述第一光屏蔽层上向所述第二方向偏移，并且所述第二光屏蔽 层布置的位置使得当与所述光接收表面垂直的光束向所述第一光屏蔽层照 射时，已经透射经过所述第一光透射区域的光束中的光被屏蔽。
6. 根据权利要求5所述的图像拍摄元件，其中，所述第一光电转换单 元的所述第二光屏蔽层布置在使得所述透射的光全部被屏蔽的位置，并且所述第二光电转换单元的所述第二光屏蔽层布置在使得所述透射的光 全部被屏蔽的位置。
7. 根据权利要求5所述的图像拍摄元件，其中，所述第一光电转换单元的所述第二光屏蔽层布置在使得所述透射的光中在所述第一方向上的透射光被屏蔽的位置，并且所述第二光电转换单元的所述第二光屏蔽层布置在使得所述透射的光中在所述第二方向上的透射光被屏蔽的位置。
8. 根据权利要求5所述的图像拍摄元件，其中，所述一对光电转换单元中的每个光电转换单元都还包括透镜，所述透镜被设置成在所述第一光屏蔽层上方聚集所述对象光。
9. 一种图像拍摄设备，包括图像拍摄元件，其中，所述图像拍摄元件包括一对光电转换单元，其在第一方向和第二方向上对对象光进行光瞳划分并输出测距信号，所述第一方向和所述第二方向彼此不同，并且其中，所述一对光电转换单元中的每个光电转换单元都包括光接收元件，其被设置成接收所述对象光并产生测距信号，具有第一光透射区域的第一光屏蔽层，所述第一光屏蔽层布置在所述光接收元件上方，和具有第二光透射区域的第二光屏蔽层，所述第二光屏蔽层布置在所述光电接收元件与所述第一光屏蔽层之间，并且其中，所述一对光电转换单元包括第一光电转换单元，在所述第一光电转换单元中，所述第一光透射区域在所述第一光屏蔽层上向所述第一方向偏移，并且所述第二光透射区域在所述第二光屏蔽层上向所述第二方向偏移，和第二光电转换单元，在所述第二光电转换单元中，所述第一光透射区域在所述第一光屏蔽层上向所述第二方向偏移，并且所述第二光透射区域在所述第二光屏蔽层上向所述第一方向偏移。
10. —种图像拍摄设备，包括图像拍摄元件，其中，所述图像拍摄元件包括一对光电转换单元，其在第一方向和第二方向上对对象光进行光瞳划 分并输出测距信号，所述第一方向和所述第二方向彼此不同，其中，所述一对光电转换单元中的每个光电转换单元都包括 光接收元件，其设置成接收所述对象光并产生测距信号， 具有第一光透射区域的第一光屏蔽层，所述第一光屏蔽层布置在 所述光接收元件上方，和第二光屏蔽层，所述第二光屏蔽层布置在所述光接收元件与所述 第一光屏蔽层之间，并且其中，所述一对光电转换单元包括第一光电转换单元，在所述第一光电转换单元中，所述第一光透 射区域在所述第一光屏蔽层上向所述第一方向偏移，并且所述第二光屏蔽 层布置的位置使得当与所述图像拍摄元件的光接收表面垂直的光束向所述 第一光屏蔽层照射时，已经透射经过所述第一光透射区域的光束中的光被 屏蔽，和第二光电转换单元，在所述第二光电转换单元中，所述第一光透 射区域在所述第一光屏蔽层上向所述第二方向偏移，并且所述第二光屏蔽 层布置的位置使得当与所述光接收表面垂直的光束向所述第一光屏蔽层照 射时，已经透射经过所述第一光透射区域的光束中的光被屏蔽。
全文摘要
本发明涉及图像拍摄元件和图像拍摄设备。图像拍摄元件包括一对光电转换单元，其在第一方向和第二方向上对对象光进行光瞳划分并输出测距信号。光电转换单元包括光接收元件，其被设置成接收对象光并产生测距信号；具有第一光透射区域的第一光屏蔽层；以及具有第二光透射区域的第二光屏蔽层。光电转换单元包括第一光电转换单元和第二光电转换单元，在第一光电转换单元中，第一光透射区域在第一光屏蔽层上向第一方向偏移，并且第二光透射区域在第二光屏蔽层上向第二方向偏移，在第二光电转换单元中，第一光透射区域在第一光屏蔽层上向第二方向偏移，并且第二光透射区域在第二光屏蔽层上向第一方向偏移。
文档编号H04N101/00GK101459786SQ200810185179
公开日2009年6月17日 申请日期2008年12月11日 优先权日2007年12月11日
发明者柳生玄太, 胜田恭敏, 藤井真一 申请人:索尼株式会社