特許 5853510 撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5853510

(24)【登録日】2015年12月18日

(45)【発行日】2016年2月9日

(54)【発明の名称】撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 35/08 20060101AFI20160120BHJP

   H04N 13/02 20060101ALI20160120BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20160120BHJP

   G03B 19/06 20060101ALI20160120BHJP

【ＦＩ】

   G03B35/08

   H04N13/02

   H04N5/225 Z

   H04N5/225 F

   G03B19/06

【請求項の数】3

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2011-195134(P2011-195134)

(22)【出願日】2011年9月7日

(65)【公開番号】特開2013-57744(P2013-57744A)

(43)【公開日】2013年3月28日

【審査請求日】2014年9月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100084412

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 冬紀

(74)【代理人】

【識別番号】100078189

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 隆男

(72)【発明者】

【氏名】綱井 史郎

【審査官】 荒井 良子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−００７９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０１３７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２５０９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２２０１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１６５６０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０４１１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３１１９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ ３５／０８

Ｇ０３Ｂ １９／０６

Ｈ０４Ｎ ５／２２５

Ｈ０４Ｎ １３／０２

Ｇ０２Ｂ ７／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一方向に順に配置され、光学系の前記第一方向に分割した異なる瞳領域を通過した第１の光と第２の光とをそれぞれ受光する二つの第１の受光部と、前記第一方向と交差する第二方向に順に配置され、前記光学系の前記第二方向に分割した異なる瞳領域を通過した第３の光と第４の光とをそれぞれ受光する二つの第２の受光部とを有し、前記二つの第１の受光部の間隔に比べて前記第１の受光部と前記第２の受光部との間隔が狭い撮像部と、
前記撮像部から出力された画像データのうち、前記二つの第１の受光部から出力されたデータによって形成される第１画像データ、および前記二つの第２の受光部から出力されたデータによって形成される第２画像データをそれぞれ区別するための情報、ならびに前記画像データをそれぞれ記憶媒体に記憶させる制御部と、
を備える撮像装置。

【請求項2】

請求項１に記載の撮像装置において、
前記撮像部は、前記二つの第１の受光部に設けられ、前記第１の受光部に入射する光の一部を遮光する遮光部と前記二つの第２の受光部に設けられ、前記第２の受光部に入射する光の一部を遮光する遮光部とを有する撮像装置。

【請求項3】

請求項２に記載の撮像装置において、
前記撮像部は、前記光学系の前記分割された瞳領域を通過した光を前記遮光部で遮光することにより、前記二つの第１の受光部は、前記第１の光と前記第２の光とをそれぞれ受光し、前記二つの第２の受光部は、前記第３の光と前記第４の光とをそれぞれ受光する撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

立体視用の画像データを取得するステレオカメラが知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−１２１２２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来技術では、２系統の撮影光学系を必要としていた。

【課題を解決するための手段】

【0005】

請求項１に記載の撮像装置は、第一方向に順に配置され、光学系の第一方向に分割した異なる瞳領域を通過した第１の光と第２の光とをそれぞれ受光する二つの第１の受光部と、第一方向と交差する第二方向に順に配置され、光学系の第二方向に分割した異なる瞳領域を通過した第３の光と第４の光とをそれぞれ受光する二つの第２の受光部とを有し、二つの第１の受光部の間隔に比べて第１の受光部と第２の受光部との間隔が狭い撮像部と、撮像部から出力された画像データのうち、二つの第１の受光部から出力されたデータによって形成される第１画像データ、および二つの第２の受光部から出力されたデータによって形成される第２画像データをそれぞれ区別するための情報、ならびに画像データをそれぞれ記憶媒体に記憶させる制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、好適な立体視用の画像を取得できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の第一の実施形態による電子カメラの構成例を説明するブロック図である。

【図2】立体像用画素を拡大した断面図と、単位画素当たりの画素平面図とを例示する図である。

【図3】平面像用画素を拡大した断面図と、単位画素当たりの画素平面図とを例示する図である。

【図4】撮像素子における立体像用画素と平面像用画素の配置を例示する図である。

【図5】ＣＰＵが実行する撮影処理の流れを説明するフローチャートである。

【図6】変形例２による立体像用画素と平面像用画素の配置を例示する図である。

【図7】変形例３による立体像用画素と平面像用画素の配置を例示する図である。

【図8】第二の実施形態による立体像用画素と平面像用画素の配置を例示する図である。

【図9】立体像用画素を拡大した断面図と、単位画素当たりの画素平面図とを例示する図である。

【図10】立体像用画素を拡大した断面図と、単位画素当たりの画素平面図とを例示する図である。

【図11】第三の実施形態による立体像用画素の配置を例示する図である。

【図12】変形例５による立体像用画素の配置を例示する図である。

【図13】第四の実施形態による撮影光学系と撮像素子を説明するブロック図である。

【図14】立体像用画素と平面像用画素の配置を例示する図である。

【図15】立体像用画素と平面像用画素の配置を例示する図である。

【図16】第五の実施形態による撮影光学系と撮像素子を説明するブロック図である。

【図17】立体像用画素と平面像用画素の配置を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態による電子カメラ１の構成例を説明するブロック図である。図１において、電子カメラ１は、撮影光学系１１と、撮像素子１２と、画像処理部１３と、ＲＡＭ１４と、ＬＣＤモニタ１５と、ＣＰＵ１６と、不揮発性メモリ１７と、カードインターフェース(I/F)１８と、通信インターフェース(I/F)１９と、操作部材２０とを備える。

【0009】

ＣＰＵ１６、不揮発性メモリ１７、カードインターフェース１８、通信インターフェース１９、画像処理部１３、ＲＡＭ１４およびＬＣＤモニタ１５は、それぞれがバス２５を介して接続されている。

【0010】

撮影光学系１１は、ズームレンズやフォーカシングレンズを含む複数のレンズ群で構成され、被写体像を撮像素子１２の受光面に結像させる。なお、図１を簡単にするため、撮影光学系１１を単レンズとして図示している。

【0011】

撮像素子１２は、画素を構成する受光素子のフォトダイオードが受光面に二次元配列されたＣＭＯＳイメージセンサなどによって構成される。撮像素子１２は、撮影光学系１１を通過した光束による像を光電変換し、デジタル画像データを生成する。デジタル画像データは、画像処理部１３に入力される。画像処理部１３は、デジタル画像データに対して各種の画像処理（色補間処理、階調変換処理、輪郭強調処理、ホワイトバランス調整処理など）を施す。

【0012】

ＬＣＤモニタ１５は液晶パネルなどによって構成される。ＬＣＤモニタ１５は、ＣＰＵ１６からの指示に応じて画像や操作アイコン、メニュー画面などを表示する。ＲＡＭ１４は、画像処理部１３による画像処理の前工程や後工程でのデジタル画像データを一時的に記憶する他、ＣＰＵ１６によるプログラム実行時に用いられる。ＲＡＭ１４は、電源オフ時には記憶内容を消失する揮発性メモリである。不揮発性メモリ１７は、フラッシュメモリなどによって構成される。不揮発性メモリ１７は、電源オフ時に記憶内容を消失することなく保持するので、ＣＰＵ１６が実行するプログラムなどを記憶する。

【0013】

ＣＰＵ１６は、不揮発性メモリ１７が記憶するプログラムを実行することにより、電子カメラ１が行う動作を制御する。カードインターフェース１８はコネクタ（不図示）を有し、該コネクタにメモリカードなどの記憶媒体３０が接続される。カードインターフェース１８は、接続された記憶媒体３０に対するデータの書き込みや、記憶媒体３０からのデータの読み込みを行う。記憶媒体３０は、半導体メモリを内蔵したメモリカード、またはハードディスクドライブなどで構成される。

【0014】

通信インターフェース１９は、たとえば、不図示のコネクタに接続された外部機器との間でTCP/IPプロトコルを用いた通信を行う。この通信により、外部機器からのコマンドやデータを受信したり、記憶媒体３０が記憶している画像データなどを外部機器へ送信したりする。操作部材２０は、レリーズボタンやメニュースイッチなどを含む。操作部材２０は、撮影操作、モード切替え操作やアイコン選択操作など、各操作に応じた操作信号をＣＰＵ１６へ送出する。

【0015】

上述した撮像素子１２の詳細な構成を説明する。本実施形態では、立体像用画素および平面像用画素が、それぞれ撮像面の略全域にわたって設けられる。図２は、立体像用画素を拡大した断面図と、単位画素当たりの画素平面図とを例示する図である。

【0016】

図２において、立体像用画素にはオンチップレンズ２１０と光電変換部であるフォトダイオード２１３とが設けられる。オンチップレンズ２１０はフォトダイオード２１３に対して撮影光学系１１側（図２において上側）に配置され、フォトダイオード２１３は撮像素子１２内の半導体回路基板（不図示）上に形成される。オンチップレンズ２１０は、撮影光学系１１の焦点面近傍に配置される。

【0017】

光軸Ａｘは、撮影光学系１１の光軸である。射出瞳１１Ａは、オンチップレンズ２１０および、フォトダイオード２１３の光軸Ａｘより右側部分に対応する。射出瞳１１Ｂは、オンチップレンズ２１０および、フォトダイオード２１３の光軸Ａｘより左側部分に対応する。一対の瞳領域１１Ａ、１１Ｂを通過した一対の被写体光束Ａ、Ｂは、それぞれオンチップレンズ２１０を介してフォトダイオード２１３側へ進行する。このうち、光束Ａはフォトダイオード２１３の右側部分へ到達して受光されるが、光束Ｂは遮光部材２１２によって遮られるので、フォトダイオード２１３で受光されない。図２では、光軸Ａｘ上にある立体像用画素の場合を例示しているが、光軸Ａｘ上にない立体像用画素においても同様の構成である。

【0018】

遮光部材２１２を光軸Ａｘの右側へ配置して光束Ａを遮るように構成すると、光束Ｂはフォトダイオード２１３の光軸Ａｘより左側部分へ到達して受光されるようになる。一方、光束Ａは遮光部材２１２によって遮られるので、フォトダイオード２１３で受光されなくなる。このような光束Ｂを受光する画素（不図示）と上述した光束Ａを受光する画素（図２）とを撮像面において混在させることで、それぞれ瞳分割された光束による像が撮像されることになる。この結果、光束Ａに基づくＡ成分の画像データと、光束Ｂに基づくＢ成分の画像データとが得られる。

【0019】

図３は、平面像用画素を拡大した断面図と、単位画素当たりの画素平面図とを例示する図である。図３において、平面像用画素にはオンチップレンズ２１０と光電変換部であるフォトダイオード２１１とが設けられる。オンチップレンズ２１０はフォトダイオード２１１に対して撮影光学系１１側（図３において上側）に配置され、フォトダイオード２１１は撮像素子１２内の半導体回路基板（不図示）上に形成される。平面像用画素は立体像用画素とは異なり、遮光部材２１２が設けられないので、瞳分割されない被写体光束による像が撮像される。なお、光軸Ａｘは撮影光学系１１の光軸である。図３では、光軸Ａｘ上にある平面像用画素の場合を例示しているが、光軸Ａｘ上にない平面像用画素においても同様の構成である。

【0020】

図４は、撮像素子１２における立体像用画素と平面像用画素の配置を例示する図である。図４において、「Ａ」で示した画素位置には、光束Ａを受光する立体像用画素（図２）が配置される。「Ｂ」で示した画素位置には、光束Ｂを受光する立体像用画素（不図示）が配置される。「Ｃ」で示した画素位置には、平面像用画素（図３）が配置される。

【0021】

立体像用画素によって取得されたＡ成分による被写体像、およびＢ成分による被写体像からなる一対の被写体像は、撮影光学系１１が予定焦点面よりも前に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる前ピン状態では互いに近づき、逆に予定焦点面より後ろに被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる後ピン状態では互いに遠ざかる。予定焦点面において被写体の鮮鋭像を結ぶ合焦状態には、上記一対の像が相対的に一致する。したがって、一対の像の相対位置ズレ量は、被写体までの距離（すなわち奥行き情報）に対応する。

【0022】

本実施形態の電子カメラ１は、上述したＡ成分による撮影画像、およびＢ成分による撮影画像を用いて立体視画像を得る。図５は、ＣＰＵ１６が実行する撮影処理の流れを説明するフローチャートである。ＣＰＵ１６は、操作部材２０を構成する不図示のモード切替えダイヤルの回転操作によって「ステレオ撮影モード」に設定されている場合に、図５に例示した処理を実行するプログラムを起動する。

【0023】

図５のステップＳ１１において、ＣＰＵ１６は、撮影指示が行われたか否かを判定する。ＣＰＵ１６は、操作部材２０を構成するレリーズボタンが押下操作されると、ステップＳ１１を肯定判定してステップＳ１２へ進む。ＣＰＵ１６は、レリーズボタンが押下操作されない場合には、ステップＳ１１を否定判定してステップＳ１８へ進む。

【0024】

ステップＳ１８において、ＣＰＵ１６は、タイムアップか否かを判定する。ＣＰＵ１６は、所定時間（たとえば、５秒）を計時した場合にステップＳ１８を肯定判定して図５による処理を終了する。ＣＰＵ１６は、計時時間が所定時間に満たない場合には、ステップＳ１８を否定判定してステップＳ１１へ戻る。

【0025】

ステップＳ１２において、ＣＰＵ１６は、ＡＥ処理を行う。ＣＰＵ１６は、たとえば、撮像素子１２に所定時間の蓄積動作を行わせ、撮像素子１２の所定の測光領域（たとえば撮影画面の中央に相当する領域）に含まれる平面像用画素からの信号値に基づいて露出演算を行う。この露出演算結果に基づいて撮影時に用いるＡＶおよびＴＶを決定する。ＣＰＵ１６は、以上のＡＥ処理を行うとステップＳ１３へ進む。

【0026】

ステップＳ１３において、ＣＰＵ１６は撮影処理を行ってステップＳ１４へ進む。具体的には、上記ＡＶに基づいて不図示の絞り制御部を制御し、上記ＴＶに基づいて撮像素子１２の蓄積時間を制御する。ステップＳ１４において、ＣＰＵ１６は画像処理部１３へ指示を送り、取得された画像データに対して上記各画像処理（色補間処理、階調変換処理、輪郭強調処理、ホワイトバランス調整処理など）を行わせる。

【0027】

画像処理部１３は、光束Ａを受光する立体像用画素（図２）によるＡ成分の撮影画像、光束Ｂを受光する立体像用画素によるＢ成分の撮影画像、および平面像用画素による撮影画像について、それぞれ画像処理を行う。図４に例示した通り、「Ａ」、「Ｂ」および「Ｃ」で表した画素配列はあらかじめ決まっているので、各画素位置に対応するデータが「Ａ」、「Ｂ」および「Ｃ」のいずれに対応するかを示す情報が、あらかじめプログラムデータに含まれている。ＣＰＵ１６は、画像処理部１３に画像処理を行わせるとステップＳ１５へ進む。

【0028】

ステップＳ１５において、ＣＰＵ１６は、ＬＣＤモニタ１５に撮影画像を表示させる。ＣＰＵ１６は、たとえば、Ａ成分の撮影画像とＢ成分の撮影画像とを所定の表示レートで交互に表示させる。ユーザーは、ＬＣＤモニタ１５に表示された立体視画像を確認できる。ＣＰＵ１６は、ＬＣＤモニタ１５に表示を行わせるとステップＳ１６へ進む。

【0029】

ステップＳ１６において、ＣＰＵ１６は画像ファイルを生成する。ＣＰＵ１６は、たとえば、代表画像ファイルと本体画像ファイルとをそれぞれ記録させる。代表画像ファイルと本体画像ファイルは同一のファイル名称を有し、拡張子が異なる構成とする。代表画像ファイルには、たとえば平面像用画素による撮影画像データを含め、拡張子を「ＪＰＧ」とする。本体画像ファイルには、Ａ成分の撮影画像データおよびＢ成分の撮影画像データをそれぞれ含め、拡張子を「ＭＰＯ」とする。ＣＰＵ１６は、画像ファイルを生成するとステップＳ１７へ進む。

【0030】

ステップＳ１７において、ＣＰＵ１６はカードインターフェース１８へ指示を送り、画像ファイルを記憶媒体３０に記録させて図５による処理を終了する。

【0031】

以上説明した第一の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）電子カメラ１は、撮影光学系１１の異なる瞳１１Ａ、１１Ｂの位置に対応する光束Ａと光束Ｂとに分割された被写体光束のうち、光束Ａを受光する複数の立体像用画素および光束Ｂを受光する立体像用画素をそれぞれ有する撮像素子１２と、撮像素子１２から出力された撮影画像データのうち、光束Ａを受光する複数の立体像用画素から出力されたデータによって形成されるＡ成分の撮影画像データ、および光束Ｂを受光する複数の立体像用画素から出力されたデータによって形成されるＢ成分の撮影画像データをそれぞれ区別するための情報、ならびに上記撮影画像データをそれぞれ記憶媒体３０に記憶させるＣＰＵ１６と、を備えるようにしたので、１系統の撮影光学系１１を用いるだけで、適切に視差（視野角情報）を含む立体視用の画像を取得できる。

【0032】

（２）上記（１）の電子カメラ１において、撮像素子１２はさらに、分割されていない被写体光束を受光する複数の平面像用画素を有し、ＣＰＵ１６はさらに、撮像素子１２から出力された画像データのうち、複数の平面像用画素から出力されたデータによって形成される撮影画像データを区別するための情報を記憶させるようにしたので、立体視用画像と別に通常の撮影画像を取得できる。

【0033】

瞳分割しない（すなわち光束を制限しない）で受光した平面像用画素からのデータは、瞳分割した（すなわち光束を制限した）立体像用画素からのデータより信号レベルが高いので、暗い撮影環境においては立体視画像に比べて高品位の画像が得られる。なお、平面像用画素からのデータを補助的に用いて立体視用の画像データ（Ａ成分の撮影画像データ、Ｂ成分の撮影画像データ）を補正することにより、立体視用画像の輝度を高めるようにしてもよい。

【0034】

（３）上記（２）の電子カメラ１において、撮像素子１２は、形成されているオンチップレンズ２１０の１つに対し、光束Ａを受光する立体像用画素または光束Ｂを受光する立体像用画素が１つ形成されるように構成したので、高い解像度で撮影画像を取得できる。

【0035】

（４）上記（２）の電子カメラ１において、撮像素子１２は、形成されているオンチップレンズ２１０の１つに対し、平面像用画素が１つ形成されるように構成したので、立体視用画像に比べて明るく高品位の撮影画像を取得できる。

【0036】

（変形例１）
以上の説明では、画像ファイル内に平面像用画素による撮影画像データ、Ａ成分の撮影画像データおよびＢ成分の撮影画像データをそれぞれ分けて記録するように説明したが、これらの画像データを分けないで記録するようにしてもよい。変形例１のＣＰＵ１６は、各画素位置に対応するデータが「Ａ」、「Ｂ」および「Ｃ」のいずれに対応するかを示す情報を、画像データと関連づけて記録する。データが「Ａ」、「Ｂ」および「Ｃ」のいずれに対応するデータであるかを示す情報を合わせて記録しておくことにより、後から平面像用画素による撮影画像データ、Ａ成分の撮影画像データおよびＢ成分の撮影画像データにそれぞれ区別することが可能になる。なお、上記説明では、撮影画像についてそれぞれ画像処理を行ってから記録する例を説明したが、画像処理を行わずに記録（いわゆるＲＡＷデータのままで記録）しても構わない。

【0037】

（変形例２）
第一の実施形態では、図４に例示したように、行方向に光束Ａを受光する立体像用画素（図２）と平面像用画素（図３）とを交互に配置するとともに、隣接する行には、光束Ｂを受光する立体像用画素（不図示）と平面像用画素（図３）とを交互に配置するようにした。そして、列方向にも、光束Ａを受光する立体像用画素（または光束Ｂを受光する立体像用画素）と、平面像用画素（図３）とを交互に配置した。この代わりに、変形例２では、行方向と列方向のそれぞれにおいて、平面像用画素（図３）を挟んで光束Ａを受光する立体像用画素（図２）と光束Ｂを受光する立体像用画素（不図示）とを交互に配置する。図６は、変形例２による撮像素子１２Ｂにおける立体像用画素と平面像用画素の配置を例示する図である。図６において、「Ａ」で示した画素位置には、光束Ａを受光する立体像用画素（図２）が配置される。「Ｂ」で示した画素位置には、光束Ｂを受光する立体像用画素（不図示）が配置される。「Ｃ」で示した画素位置には、平面像用画素（図３）が配置される。

【0038】

（変形例３）
図７は、変形例３による撮像素子１２Ｃにおける立体像用画素と平面像用画素の配置を例示する図である。図７において、行方向に光束Ａを受光する立体像用画素（図２）と光束Ｂを受光する立体像用画素（不図示）とを隣接して並べ、平面像用画素（図３）を２つ挟んで、さらに光束Ａを受光する立体像用画素（図２）と光束Ｂを受光する立体像用画素（不図示）とを並べる。一方列方向は、光束Ａを受光する立体像用画素（または光束Ｂを受光する立体像用画素）と、平面像用画素（図３）とを交互に配置する。

【0039】

（変形例４）
第一の実施形態では、立体像用画素および平面像用画素（図３）がそれぞれ撮像面の略全域にわたって設けられる例を説明した。この代わりに、平面像用画素（図３）を設けずに立体像用画素を撮像面の略全域にわたって設ける構成としてもよい。変形例４では、光束Ａを受光する立体像用画素（図２）と、光束Ｂを受光する立体像用画素（不図示）とを行方向に交互に配置する。列方向には、光束Ａを受光する立体像用画素（図２）および光束Ｂを受光する立体像用画素（不図示）がそれぞれ連続して並ぶように配置する。なお、光束Ａを受光する立体像用画素（図２）と光束Ｂを受光する立体像用画素（不図示）とが列方向に交互に並ぶように配置するようにしても構わない。

【0040】

（第二の実施形態）
図８は、本発明の第二の実施形態による撮像素子１２Ｄにおける立体像用画素と平面像用画素の配置を例示する図である。図８において、「ＢＡ」で示した画素位置には、光束Ａ、および光束Ｂをそれぞれ受光する立体像用画素（図９）が配置される。また、「Ｃ」で示した画素位置には、平面像用画素（図３）が配置される。

【0041】

図９は、立体像用画素を拡大した断面図と、単位画素当たりの画素平面図とを例示する図である。図９において、立体像用画素にはオンチップレンズ２１０と光電変換部であるフォトダイオード２１３Ａおよび２１３Ｂとが設けられる。オンチップレンズ２１０はフォトダイオード２１３Ａ、２１３Ｂに対して撮影光学系１１側（図９において上側）に配置され、フォトダイオード２１３Ａ、２１３Ｂはそれぞれ撮像素子１２Ｄ内の半導体回路基板（不図示）上に形成される。オンチップレンズ２１０は、撮影光学系１１の焦点面近傍に配置される。

【0042】

光軸Ａｘは、撮影光学系１１の光軸である。射出瞳１１Ａは、オンチップレンズ２１０および、フォトダイオード２１３Ａに対応する。射出瞳１１Ｂは、オンチップレンズ２１０および、フォトダイオード２１３Ｂに対応する。一対の瞳領域１１Ａ、１１Ｂを通過した一対の被写体光束Ａ、Ｂは、それぞれオンチップレンズ２１０を介してフォトダイオード２１３Ａ、２１３Ｂ側へ進行する。このうち、光束Ａはフォトダイオード２１３Ａへ到達して受光される。一方、光束Ｂはフォトダイオード２１３Ｂへ到達して受光される。フォトダイオード２１３Ａと２１３Ｂとの間には、たとえば、配線アルミ−コンタクト−配線アルミによって形成した分離帯２１４を設け、他方の光束が受光されないようにする。分解能の劣化を防ぐためである。なお、図９では光軸Ａｘ上にある立体像用画素の場合を例示しているが、光軸Ａｘ上にない立体像用画素においても同様の構成である。

【0043】

以上説明した第二の実施形態によれば、電子カメラ１において、撮像素子１２Ｄは、形成されているオンチップレンズ２１０の１つに対し、光束Ａを受光する立体像用画素および光束Ｂを受光する立体像用画素の双方が形成されるように構成したので、１つのオンチップレンズ２１０の下で、光束Ａに基づくＡ成分の画像データと、光束Ｂに基づくＢ成分の画像データとの双方が得られる。この結果、上述した第一の実施形態に比べてさらに高い解像度で立体視用の画像を取得できる。

【0044】

第二の実施形態の電子カメラ１において、撮像素子１２Ｄは、光束Ａを受光する立体像用画素を構成するフォトダイオード２１３Ａと光束Ｂを受光する立体像用画素を構成するフォトダイオード２１３Ｂとの間に分離帯２１４を有するようにしたので、解像度の劣化を抑えることができる。

【0045】

（第三の実施形態）
第三の実施形態では、上述した立体像用画素（図２）とは瞳分割の方向が異なる立体像用画素を用いる。図１０は、第三の実施形態において追加する立体像用画素を拡大した断面図と、単位画素当たりの画素平面図とを例示する図である。

【0046】

図１０において、立体像用画素にはオンチップレンズ２１０と光電変換部であるフォトダイオード２１３とが設けられる。オンチップレンズ２１０はフォトダイオード２１３に対して撮影光学系１１側（図１０において上側）に配置され、フォトダイオード２１３は撮像素子１２Ｅ内の半導体回路基板（不図示）上に形成される。オンチップレンズ２１０は、撮影光学系１１の焦点面近傍に配置される。

【0047】

光軸Ａｘは、撮影光学系１１の光軸である。射出瞳１１Ｄは、オンチップレンズ２１０および、フォトダイオード２１３の光軸Ａｘより右側部分に対応する。射出瞳１１Ｅは、オンチップレンズ２１０および、フォトダイオード２１３の光軸Ａｘより左側部分に対応する。射出瞳１１Ｄおよび射出瞳１１Ｅによる瞳分割方向は、図２の射出瞳１１Ａおよび射出瞳１１Ｂによる瞳分割方向と直交する。一対の瞳領域１１Ｄ、１１Ｅを通過した一対の被写体光束Ｄ、Ｅは、それぞれオンチップレンズ２１０を介してフォトダイオード２１３側へ進行する。このうち、光束Ｄはフォトダイオード２１３の右側部分へ到達して受光されるが、光束Ｅは遮光部材２１２によって遮られるので、フォトダイオード２１３で受光されない。図１０では、光軸Ａｘ上にある立体像用画素の場合を例示しているが、光軸Ａｘ上にない立体像用画素においても同様の構成である。

【0048】

遮光部材２１２を光軸Ａｘの右側へ配置して光束Ｄを遮るように構成すると、光束Ｅはフォトダイオード２１３の光軸Ａｘより左側部分へ到達して受光されるようになる。一方、光束Ｄは遮光部材２１２によって遮られるので、フォトダイオード２１３で受光されなくなる。このような光束Ｅを受光する画素（不図示）と上述した光束Ｄを受光する画素（図１０）とを撮像面において混在させることで、それぞれ瞳分割された光束による像が撮像されることになる。この結果、光束Ｄに基づくＤ成分の画像データと、光束Ｅに基づくＥ成分の画像データとが得られる。

【0049】

図１１は、撮像素子１２Ｅにおける立体像用画素の配置を例示する図である。図１１において、「Ａ」で示した画素位置には、光束Ａを受光する立体像用画素（図２）が配置される。「Ｂ」で示した画素位置には、光束Ｂを受光する立体像用画素（不図示）が配置される。「Ｄ」で示した画素位置には、光束Ｄを受光する立体像用画素（図１０）が配置される。「Ｅ」で示した画素位置には、光束Ｅを受光する立体像用画素（不図示）が配置される。

【0050】

第三の実施形態の電子カメラ１は、上述したＡ成分による撮影画像、およびＢ成分による撮影画像を用いて立体視画像を得るとともに、上述したＤ成分による撮影画像、およびＥ成分による撮影画像を用いて立体視画像を得る。ＣＰＵ１６は、たとえば、代表画像ファイルと本体画像ファイルとをそれぞれ記録する。代表画像ファイルと本体画像ファイルは同一のファイル名称を有し、拡張子が異なる構成とする。代表画像ファイルには、たとえばＡ成分の撮影画像データを含め、拡張子を「ＪＰＧ」とする。本体画像ファイルには、Ａ成分の撮影画像データおよびＢ成分の撮影画像データ、Ｄ成分の撮影画像データおよびＥ成分の撮影画像データをそれぞれ含め、拡張子を「ＭＰＯ」とする。

【0051】

以上説明した第三の実施形態によれば、電子カメラ１の撮像素子１２Ｅはさらに、たとえば水平方向と直交する鉛直方向において撮影光学系１１の異なる瞳１１Ｄ、１１Ｅの位置に対応する光束Ｄと光束Ｅとに分割された被写体光束のうち、光束Ｄを受光する複数の立体像用画素および光束Ｅを受光する立体像用画素をそれぞれ有する。ＣＰＵ１６はさらに、撮像素子１２Ｅから出力された画像データのうち、光束Ｄを受光する複数の立体像用画素から出力されたデータによって形成されるＤ成分の撮影画像データ、および光束Ｅを受光する複数の立体像用画素から出力されたデータによって形成されるＥ成分の撮影画像をそれぞれ区別するための情報を記憶媒体３０に記憶させるようにした。これにより、Ａ成分による撮影画像およびＢ成分による撮影画像によって水平方向に視差を有する立体視画像が得られることに加えて、Ｄ成分による撮影画像およびＥ成分による撮影画像によって鉛直方向においても視差を有する立体視画像が得られる。このため、電子カメラ１を横位置に構えて撮影しても、縦位置に構えて撮影しても、適切に立体視画像を得ることができる。

【0052】

（変形例５）
上述した撮像素子１２Ｅの画素を斜めに配置してもよい。図１２は、変形例５の撮像素子１２Ｆにおける立体像用画素の配置を例示する図である。図１２によれば、「Ａ」と「Ｂ」が水平方向に交互に隣接する一方で、鉛直方向にも交互に隣接する。さらに、「Ｄ」と「Ｅ」が水平方向に交互に隣接する一方で、鉛直方向にも交互に隣接する。視差を得るための対を構成する「Ａ」と「Ｂ」、および「Ｄ」と「Ｅ」がそれぞれ一直線上に並ぶことで、図１１の場合に比べて視差の精度を高められる。

【0053】

（第四の実施形態）
撮像素子１２を２つの撮像素子１２Ｇおよび１２Ｈによって構成してもよい。図１３は、第四の実施形態による撮影光学系１１と撮像素子１２Ｇおよび１２Ｈを説明するブロック図である。本実施形態では、撮影光学系１１からの光束をスプリッタ２６によって２つに分割する。このうち、一方の光束を撮像素子１２Ｇへ導き、他方の光束を撮像素子１２Ｈへ導く。

【0054】

図１４は、撮像素子１２Ｇにおける立体像用画素と平面像用画素の配置を例示する図である。図１４において、「Ａ」で示した画素位置には、光束Ａを受光する立体像用画素（図２）が配置される。「Ｃ」で示した画素位置には、平面像用画素（図３）が配置される。図４の場合と比べて「Ａ」の出現頻度が２倍に高まるので、取得する画像の解像度を高めることができる。

【0055】

図１５は、撮像素子１２Ｈにおける立体像用画素と平面像用画素の配置を例示する図である。図１５において、「Ｂ」で示した画素位置には、光束Ｂを受光する立体像用画素（不図示）が配置される。「Ｃ」で示した画素位置には、平面像用画素（図３）が配置される。図４の場合と比べて「Ｂ」の出現頻度が２倍に高まるので、取得する画像の解像度を高めることができる。

【0056】

第四の実施形態によれば、被写体光束を２分割するスプリッタ２６をさらに備え、撮像素子は、光束Ａを受光する複数の立体像用画素を有する撮像素子１２Ｇと、光束Ｂを受光する複数の立体像用画素を有する撮像素子１２Ｈとで構成され、撮像素子１２Ｇは、スプリッタ２６で分割された一方の光束を受光し、撮像素子１２Ｈは、スプリッタ２６で分割された他方の光束を受光するようにした。これにより、第一の実施形態と比べて取得する画像の解像度を高めることができる。なお、撮像素子１２Ｇと１２Ｈとは、実質的に互いの受光面の天地を逆さにした構成にできるので、両撮像素子は同じものを使用できる。すなわち、撮像素子１２Ｇは、光軸回りに１８０度回転させることによって撮像素子１２Ｈとして使用できる。

【0057】

（第五の実施形態）
撮像素子１２を２つの撮像素子１２および１２Ｉによって構成してもよい。図１６は、第五の実施形態による撮影光学系１１と撮像素子１２および１２Ｉを説明するブロック図である。第四の実施形態と同様に、撮影光学系１１からの光束をスプリッタ２６によって２つに分割する。このうち、一方の光束を撮像素子１２へ導き、他方の光束を撮像素子１２Ｉへ導く。撮像素子１２の画素配置は、図４に例示した通りである。

【0058】

図１７は、撮像素子１２Ｉにおける立体像用画素と平面像用画素の配置を例示する図である。図１７において、「Ｄ」で示した画素位置には、光束Ｄを受光する立体像用画素（図１０）が配置される。「Ｅ」で示した画素位置には、光束Ｅを受光する立体像用画素（不図示）が配置される。「Ｃ」で示した画素位置には、平面像用画素（図３）が配置される。

【0059】

第五の実施形態によれば、被写体光束を２分割するスプリッタ２６をさらに備え、撮像素子は、光束Ａを受光する複数の立体像用画素および光束Ｂを受光する複数の立体像用画素をそれぞれ有する撮像素子１２と、光束Ｄを受光する複数の立体像用画素および光束Ｅを受光する複数の立体像用画素をそれぞれ有する撮像素子１２Ｉとで構成する。撮像素子１２は、スプリッタ２６で分割された一方の光束を受光し、撮像素子１２Ｉは、スプリッタ２６で分割された他方の光束を受光する。ＣＰＵ１６はさらに、撮像素子１２および撮像素子１２Ｉから出力された画像データのうち、光束Ｄを受光する複数の立体像用画素から出力されたデータによって形成されるＤ成分の撮影画像データ、および光束Ｅを受光する複数の立体像用画素から出力されたデータによって形成されるＥ成分の撮影画像データをそれぞれ区別するための情報を記憶媒体３０に記憶させる。このような構成によって、撮像素子１２と１２Ｉとは、実質的に互いの受光面の天地方向が直交する関係を有するので、両撮像素子は同じものを使用できる。すなわち、撮像素子１２は、光軸回りに９０度回転させることによって撮像素子１２Ｉとして使用できる。

【0060】

以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。電子カメラ１は、コンパクトタイプのものに限らず、撮影光学系１１をカメラボディに対して交換可能なレンズ交換タイプのカメラであってもよい。

【符号の説明】

【0061】

１…電子カメラ
１１…撮影光学系
１１Ａ,１１Ｂ,１１Ｄ,１１Ｅ…射出瞳
１２,１２Ｂ,１２Ｃ,１２Ｄ,１２Ｅ,１２Ｆ,１２Ｇ,１２Ｈ,１２Ｉ…撮像素子
１３…画像処理部
１４…ＲＡＭ
１５…ＬＣＤモニタ
１６…ＣＰＵ
１７…不揮発性メモリ
１８…カードインターフェース
２０…操作部材
２６…スプリッタ
３０…記憶媒体
２１０…オンチップレンズ
２１１、２１３、２１３Ａ、２１３Ｂ…フォトダイオード
２１２…遮光部材
２１４…分離帯

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】