(57)【要約】【課題】より適切な分光情報を得ることができるようにする。【解決手段】カメラモジュールは、画像を撮像するための画素が設けられたイメージング領域、および少なくともイメージング領域の画素とは異なる分光情報を取得可能な画素が設けられたセンシング領域を有する画素アレイ部と、外部からの光をイメージング領域へと導くイメージング光学系と、外部からの光をセンシング領域へと導くセンシング光学系とを備える。本技術は撮像装置に適用することができる。【選択図】図１
2019029851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を撮像するための画素が設けられたイメージング領域、および少なくとも前記イメージング領域の画素とは異なる分光情報を取得可能な画素が設けられたセンシング領域を有する画素アレイ部と、
外部からの光を前記イメージング領域へと導くイメージング光学系と、
外部からの光を前記センシング領域へと導くセンシング光学系と
を備えるカメラモジュール。
【請求項２】
前記センシング領域における画素配列が、複数の異なるカラーフィルタのそれぞれが設けられた画素のそれぞれを含む配列単位が繰り返し配置された画素配列となっている
請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記イメージング光学系の光軸方向から見た、前記イメージング光学系の断面の面積が前記イメージング領域の面積よりも小さい
請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記画素アレイ部の中央に前記イメージング領域が設けられ、
前記画素アレイ部の上端、下端、左端、および右端のうちの少なくとも何れかの領域に前記センシング領域が設けられている
請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項５】
前記画素アレイ部の中央に前記イメージング領域が設けられ、
前記画素アレイ部の四隅の各領域のうちの少なくとも何れかの領域に前記センシング領域が設けられている
請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項６】
前記センシング光学系は、前記センシング領域の直上に設けられたピンホールまたはピンホールアレイにより構成される
請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項７】
前記センシング領域における画素配列が、複数の異なるカラーフィルタのそれぞれが設けられた画素のそれぞれを含む配列単位が繰り返し配置された画素配列となっており、
前記ピンホールの開口部分の面積、または前記ピンホールアレイを構成するピンホールの開口部分の面積が、前記配列単位の面積よりも大きい
請求項６に記載のカメラモジュール。
【請求項８】
前記ピンホール、または前記ピンホールアレイを構成するピンホールにおける、深さ方向の長さと、前記深さ方向と垂直な方向の長さとの比が、前記イメージング光学系の焦点距離と、前記イメージング領域の前記深さ方向と垂直な方向の長さとの比と略同じである
請求項６に記載のカメラモジュール。
【請求項９】
前記センシング光学系は、前記ピンホールまたは前記ピンホールアレイ、および前記ピンホールまたは前記ピンホールアレイに対して前記センシング領域側とは反対側に配置された拡散板により構成される
請求項６に記載のカメラモジュール。
【請求項１０】
前記センシング光学系は、１または複数の光学レンズ、および前記光学レンズに対して前記センシング領域側とは反対側に配置された１または複数の拡散板により構成される
請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項１１】
前記光学レンズはシリンドリカルレンズである
請求項１０に記載のカメラモジュール。
【請求項１２】
前記センシング光学系は、１または複数の結像学レンズにより構成される
請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項１３】
複数の前記センシング領域のそれぞれに対して、互いに異なる画角で外部からの光を導く複数の前記センシング光学系のそれぞれを有する
請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項１４】
前記画素アレイ部には、赤外遮光フィルタが設けられた画素からなる前記センシング領域と、前記赤外遮光フィルタが設けられていない画素からなる前記センシング領域とが設けられている
請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項１５】
画像を撮像するための画素が設けられたイメージング領域、および少なくとも前記イメージング領域の画素とは異なる分光情報を取得可能な画素が設けられたセンシング領域を有する画素アレイ部と、
外部からの光を前記イメージング領域へと導くイメージング光学系と、
外部からの光を前記センシング領域へと導くセンシング光学系と
を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、カメラモジュールおよび撮像装置に関し、特に、より適切な分光情報を得ることができるようにしたカメラモジュールおよび撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、R（赤）、G（緑）、およびB（青）の各色のカラーフィルタが設けられた画素を受光面の中央部分に配置し、受光面の周辺部分に少なくともR、G、Bの各色とは異なる他の色のカラーフィルタが設けられた画素を配置したカメラモジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなカメラモジュールでは、画角中心部分ではR、G、およびBの各色の画素によりRGB情報、つまり目的とする被写体のカラーの画像情報が取得される。また、画角の周辺部分、つまり画角の端近傍の部分では、R、G、Bの各色とは異なる他の色の画素等により光源の分光情報が取得される。したがって、単一の固体撮像素子を用いて目的とする画像情報だけでなく分光情報も得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−５９８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した技術では、適切な分光情報を得ることができない場合があった。
【０００６】
例えば上述のカメラモジュールでは、１つの光学系が用いられて被写体からの光が画像情報を取得するための画素や、分光情報を取得するための画素へと導かれる。
【０００７】
そのため、カメラモジュールの画角中心部分にある被写体の情報が画像情報として得られ、画角の周辺部分にある被写体の情報が分光情報として得られることになる。したがって、分光検出に関する興味物体が画角中心部分にあるときには、分光情報として適切な情報を得ることができない。
【０００８】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より適切な分光情報を得ることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本技術の第１の側面のカメラモジュールは、画像を撮像するための画素が設けられたイメージング領域、および少なくとも前記イメージング領域の画素とは異なる分光情報を取得可能な画素が設けられたセンシング領域を有する画素アレイ部と、外部からの光を前記イメージング領域へと導くイメージング光学系と、外部からの光を前記センシング領域へと導くセンシング光学系とを備える。
【００１０】
本技術の第１の側面においては、画像を撮像するための画素が設けられたイメージング領域、および少なくとも前記イメージング領域の画素とは異なる分光情報を取得可能な画素が設けられたセンシング領域を有する画素アレイ部と、外部からの光を前記イメージング領域へと導くイメージング光学系と、外部からの光を前記センシング領域へと導くセンシング光学系とがカメラモジュールに設けられる。
【００１１】
本技術の第２の側面の撮像装置は、第１の側面のカメラモジュールと同様の撮像装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本技術の第１の側面および第２の側面によれば、より適切な分光情報を得ることができる。
【００１３】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載された何れかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本技術について説明する図である。
【図２】カメラモジュールの構成例を示す図である。
【図３】撮像部の構成例を示す図である。
【図４】センシング光学系の構成例を示す図である。
【図５】センシング光学系の構成例を示す図である。
【図６】センシング光学系の構成例を示す図である。
【図７】センシング光学系の構成例を示す図である。
【図８】センシング光学系の構成例を示す図である。
【図９】センシング光学系の構成例を示す図である。
【図１０】センシング領域の他の配置例を示す図である。
【図１１】センシング領域の他の配置例を示す図である。
【図１２】撮像装置の構成例を示す図である。
【図１３】カメラモジュールの使用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本技術を適用した実施の形態について説明する。
【００１６】
〈本技術の概要について〉
本技術は、撮像部の受光面に目的とする画像情報を得るための画素と、分光情報を得るための画素とを配置するとともに、画像情報を得るための光学系と、その光学系とは異なる分光情報を得るための光学系とを設けることで、適切な分光情報を得ることができるようにするものである。
【００１７】
例えば、本技術はイメージセンサと光学系を有するカメラモジュールや、そのようなカメラモジュールを備えるデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話機などの各種の電子機器に適用することが可能である。
【００１８】
また、画像情報とともに取得する情報は分光情報に限らず、画像情報の被写体に関する情報であれば、どのような情報であってもよい。
【００１９】
すなわち、画像情報の被写体に関する情報は、例えば被写体までの距離情報、被写体の視差情報や形状情報、被写体の熱に関する情報、HDR（High Dinamic Range）に関する情報などであってもよい。
【００２０】
以下では、本技術を、画像情報と分光情報を取得可能なカメラモジュールに適用した場合を例として説明を続ける。
【００２１】
まず、本技術の概要について説明する。
【００２２】
本技術を適用したカメラモジュールは、例えば図１に示すように構成される。図１は、カメラモジュール１１の光学系の光軸方向と垂直な方向から見たときの、カメラモジュール１１の断面を示している。
【００２３】
カメラモジュール１１は、撮像部２１、イメージング光学系２２、センシング光学系２３−１、およびセンシング光学系２３−２を有している。
【００２４】
撮像部２１は、例えばCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の固体撮像素子からなり、撮像部２１の受光面には、外部の被写体から入射した光を受光して光電変換する画素が複数配置されている。
【００２５】
ここでは、撮像部２１の受光面の中心部分の領域であるイメージング領域R11には、被写体の画像情報、つまり被写体の画像を撮像するための画素が設けられている。特に、この例では撮像部２１の受光面における、その受光面と略垂直に配置された遮光板２４−１および遮光板２４−２により囲まれた領域がイメージング領域R11となっている。
【００２６】
なお、以下、イメージング領域R11に設けられた画素をイメージング画素とも称し、それらのイメージング画素で得られた画素信号からなる画像の画像信号、つまり被写体の画像を撮像画像とも称することとする。
【００２７】
これに対して、撮像部２１の受光面の端近傍の領域、つまり受光面の周辺領域であるセンシング領域R12-1およびセンシング領域R12-2には、被写体の分光情報を得るための画素が設けられている。
【００２８】
特に、この例では撮像部２１の受光面における、その受光面と略垂直に配置された遮光板２４−１および遮光板２４−３により囲まれた領域がセンシング領域R12-1となっている。また、撮像部２１の受光面における、その受光面と略垂直に配置された遮光板２４−２および遮光板２４−４により囲まれた領域がセンシング領域R12-2となっている。
【００２９】
なお、以下、遮光板２４−１乃至遮光板２４−４を特に区別する必要のない場合、単に遮光板２４とも称し、以下、センシング領域R12-1およびセンシング領域R12-2を特に区別する必要のない場合、単にセンシング領域R12とも称することとする。
【００３０】
さらに、以下、センシング領域R12に設けられた画素をセンシング画素とも称し、それらのセンシング画素で得られた画素信号からなる画像をセンシング画像とも称することとする。
【００３１】
センシング領域R12に設けられた画素のなかには、少なくともイメージング領域R11に設けられた画素で得られる分光情報とは異なる分光情報が得られる画素が含まれている。
【００３２】
例えば撮像画像がRGBのカラー画像であるとする。この場合、イメージング領域R11には、R（赤）の色のカラーフィルタが設けられた画素（以下、R画素とも称する）、G（緑）の色のカラーフィルタが設けられた画素（以下、G画素とも称する）、およびB（青）の色のカラーフィルタが設けられた画素（以下、B画素とも称する）がイメージング画素として配置されている。例えばイメージング領域R11では、R画素、G画素、およびB画素がベイヤー配列で配置されている。
【００３３】
このようなイメージング領域R11に設けられた画素からは、R、G、およびBの各色成分についての分光情報が得られることになる。
【００３４】
これに対して、センシング領域R12には、少なくともR、G、およびBの各色とは異なる他の色のカラーフィルタが設けられた画素がセンシング画素として配置されている。
【００３５】
例えばR、G、およびBの各色とは異なる他の色は、W（ホワイト）、C（シアン）、M（マゼンダ）、Y（イエロー）などとされる。
【００３６】
以下では、特にWのカラーフィルタが設けられた画素をW画素とも称し、Cのカラーフィルタが設けられた画素をC画素とも称し、Mのカラーフィルタが設けられた画素をM画素とも称し、Yのカラーフィルタが設けられた画素をY画素とも称する。
【００３７】
その他、例えばセンシング領域R12には、IR（赤外）のカラーフィルタが設けられた画素（以下、IR画素とも称する）や、E（エメラルド）のカラーフィルタが設けられた画素（以下、E画素とも称する）などがセンシング画素として設けられても勿論よい。
【００３８】
センシング領域R12では、複数の異なる色の画素が所定パターンで配列されている。例えば、複数の異なる色の画素、つまり複数の異なるカラーフィルタが設けられた画素が互いに隣接するように並べられた所定の配列パターンを配列単位と称することとする。
【００３９】
配列単位には、センシング領域R12内にある全色成分の画素が含まれており、配列単位は、複数の色成分の画素の組み合わせからなる繰り返しパターンの最小単位、つまり周期的に繰り返し配置される画素の配列パターンの最小単位となる画素配列の領域である。例えばセンシング領域R12にC画素、M画素、およびY画素が設けられているものとすると、配列単位には、それらのC画素、M画素、およびY画素の各色成分の画素が少なくとも１つは含まれている。
【００４０】
センシング領域R12の画素配列は、このような配列単位が縦方向および横方向に、つまり行列状に繰り返し配置された（周期的に配置された）画素配列となっている。
【００４１】
換言すれば、センシング領域R12の画素配列は、複数の各色成分の画素が周期的に繰り返し配置された画素配列となっている。
【００４２】
W画素やC画素、M画素、Y画素、IR画素、E画素は、R画素、G画素、およびB画素の各色成分とは異なる色成分（波長成分）のカラーフィルタが設けられている画素である。したがって、W画素やC画素、M画素、Y画素、IR画素、E画素からは、R画素、G画素、およびB画素の各色（波長）とは異なる色の情報、つまり異なる分光情報を取得可能である。
【００４３】
以下では、イメージング領域R11にはR画素、G画素、およびB画素が設けられており、センシング領域R12には少なくともW画素、C画素、M画素、Y画素、IR画素、およびE画素のうちの何れかの画素が設けられているものとして説明を続ける。なお、センシング領域R12にR画素やG画素、B画素が設けられていても勿論よい。また、イメージング領域R11内の画素に設けられるカラーフィルタや、センシング領域R12内の画素に設けられるカラーフィルタは、どのようにして形成されてもよい。すなわち、イメージング領域R11やセンシング領域R12の各画素のカラーフィルタは、例えば一般的な吸収型有機材料や誘電体多層膜などでもよいし、プラズモン共鳴体により構成されたものであってもよい。画素のカラーフィルタをプラズモン共鳴体により構成する技術については、例えば特開２０１２−５９８６５号公報等に記載されている。
【００４４】
センシング領域R12に配置されたセンシング画素で外部からの光を受光して光電変換することで得られた画素信号、つまりセンシング画像から得られる分光情報は、各色成分（波長成分）の光の受光量を示す情報である。すなわち、カメラモジュール１１の画角内にある光源からの光のスペクトル情報である。
【００４５】
このような分光情報は、例えば撮像画像に対するホワイトバランス調整等の各種の画像処理や、撮像画像内の被写体の活性状況の検出等のセンシング処理などに利用される。
【００４６】
イメージング光学系２２は、１または複数の光学レンズからなるイメージングレンズであり、外部から入射した光を撮像部２１のイメージング領域R11へと導く。すなわち、イメージング光学系２２は、外部から入射した光を集光してイメージング領域R11上に結像させる。
【００４７】
センシング光学系２３−１は、例えば拡散板（ディフューザ）やシリンドリカルレンズなどからなり、外部から入射した光を撮像部２１のセンシング領域R12-1へと導く。同様に、センシング光学系２３−２は、例えば拡散板やシリンドリカルレンズなどからなり、外部から入射した光を撮像部２１のセンシング領域R12-2へと導く。
【００４８】
なお、以下、センシング光学系２３−１およびセンシング光学系２３−２を特に区別する必要のない場合、単にセンシング光学系２３とも称することとする。
【００４９】
以上のような構成とされたカメラモジュール１１では、撮像画像とセンシング画像を得るために、それぞれ異なる光学系が用いられている。
【００５０】
例えば撮像画像とセンシング画像を得るために、１つのイメージングレンズが用いられるとする。つまり、イメージング領域R11にもセンシング領域R12にも、１つのイメージングレンズにより集光された光が入射するものとする。
【００５１】
この場合、撮像画像はイメージングレンズの画角の中心部分にある被写体の画像、つまりイメージングレンズの視野の中心部分にある被写体の画像となる。また、センシング画像はイメージングレンズの画角の周辺部分（端近傍部分）にある被写体の画像となる。
【００５２】
したがって、この例では撮像画像上の被写体に関する分光情報は得られないことになる。換言すれば、分光検出に関する興味物体、つまり分光情報を取得したい被写体がイメージングレンズの画角中心にあるときには、その被写体を対象とした分光情報を得ることができない。すなわち、適切な分光情報を得ることができない。
【００５３】
一方、図１に示すカメラモジュール１１では、撮像画像を得るための光学系としてイメージング光学系２２が設けられており、そのイメージング光学系２２とは別に、分光情報を得るための光学系としてセンシング光学系２３が設けられている。
【００５４】
そのため、カメラモジュール１１では、分光検出の興味物体に応じたセンシング光学系２３を配置することで、その興味物体の分光情報、つまり適切な分光情報を得ることができる。例えば、適切にセンシング光学系２３を配置すれば、イメージング光学系２２の画角、つまり撮像画像の画角と同一の画角の分光情報、または撮像画像の画角の中心部分に相当する画角の分光情報を得ることができる。
【００５５】
この場合、少なくとも撮像画像の中心部分にある被写体について分光情報を得ることができる。すなわち、撮像部２１という単一のセンサにより、適切な分光情報を取得することができる。
【００５６】
しかも、この場合、１つの撮像部２１に対してイメージング光学系２２とセンシング光学系２３を設けるだけでよいため、カメラモジュール１１の部品数を少なくすることができ、低コスト化および小型化を実現することができる。
【００５７】
例えば撮像画像の画角と同等の画角の分光情報を得るために、撮像部の複数画素からなる領域ごとに、モジュールとしてレンズとカラーフィルタを配置し、多波長画像を得るようにすることも考えられる。しかし、そのような場合、撮像部とは別にレンズアレイやカラーフィルタアレイを設けなければならないので部品数が多くなり、カメラモジュールを小型化することが困難であり、コストも増加してしまう。
【００５８】
これに対して、カメラモジュール１１では、撮像部とは別にカラーフィルタアレイを設ける必要はなく、カラーフィルタごとにレンズを設ける必要もないため、部品数が少なくて済み、カメラモジュール１１の小型化と低コスト化を実現することができる。
【００５９】
なお、センシング光学系２３は、必ずしも光学レンズ等の光学素子（光学部材）を有している必要はなく、センシング領域R12に外部からの光を導くことができるものであれば、どのようなものであってもよい。
【００６０】
すなわち、例えばセンシング光学系２３は、遮光板２４等により形成される円柱構造や多角柱構造のピンホールからなるピンホールアレイや、そのようなピンホールアレイと拡散板、レンズアレイ、レンズアレイと拡散板などとされてもよい。
【００６１】
〈第１の実施の形態〉
〈カメラモジュールの構成例〉
それでは、以下、本技術を適用した、さらに具体的な実施の形態について説明する。
【００６２】
図２は、本技術を適用したカメラモジュールの構成例を示す図である。なお、図２において図１における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００６３】
図２は、カメラモジュール１１をイメージング光学系２２の光軸方向から見た図となっている。以下では、イメージング光学系２２の光軸方向をＺ方向とも称し、図中、左右方向をＸ方向とも称し、図中、上下方向をＹ方向とも称することとする。これらのＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、互いに直交する方向である。
【００６４】
カメラモジュール１１では、撮像部２１の受光面の中心部分の領域がイメージング領域R11となっている。また、撮像部２１の受光面の図中、左端部分の領域がセンシング領域R12-1となっており、同様に撮像部２１の受光面の図中、右端部分の領域がセンシング領域R12-2となっている。
【００６５】
さらに、イメージング領域R11の図中、手前側にはイメージング光学系２２が配置されている。特に、ここではＺ方向から見たときに、つまりＸＹ平面において、イメージング領域R11の面積よりもイメージング光学系２２の断面の領域の面積が小さくなるようになされている。より詳細には、Ｚ方向から見たときに、イメージング光学系２２がイメージング領域R11内に含まれるようになされている。
【００６６】
センシング領域R12-1の図中、手前側にはセンシング光学系２３−１が配置されており、センシング領域R12-2の図中、手前側にはセンシング光学系２３−２が配置されている。
【００６７】
カメラモジュール１１では、Ｚ方向から見たときに、イメージング光学系２２の断面の領域がイメージング領域R11よりも小さくなるようにすることで、イメージング光学系２２に隣接してセンシング領域R12の直上にセンシング光学系２３を配置することができる。これにより、イメージング光学系２２の画角とセンシング光学系２３の画角とにずれが生じてしまうことを防止し、イメージング光学系２２の画角と略同じ画角の分光情報を得ることができるようになる。
【００６８】
〈撮像部の構成例〉
また、撮像部２１は、例えば図３に示すように構成される。
【００６９】
図３に示す撮像部２１は、画素アレイ５１、行走査回路５２、PLL（Phase Locked Loop）５３、DAC（Digital Analog Converter）５４、カラムADC（Analog Digital Converter）回路５５、列走査回路５６、およびセンスアンプ５７を有している。
【００７０】
画素アレイ５１は、２次元に配列された複数の画素６１を有している。画素６１は、行走査回路５２に接続される水平信号線Ｈと、カラムADC回路５５に接続される垂直信号線Ｖとが交差する点にそれぞれ配置されており、光電変換を行うフォトダイオードと、蓄積された信号を読み出すための数種類のトランジスタで構成される。
【００７１】
すなわち、画素６１は、図３の右側に拡大して示されているように、フォトダイオード７１、転送トランジスタ７２、フローティングディフュージョン７３、増幅トランジスタ７４、選択トランジスタ７５、およびリセットトランジスタ７６を有している。
【００７２】
フォトダイオード７１は、外部から入射した光を受光して光電変換する光電変換素子であり、光電変換により得られた電荷を蓄積する。フォトダイオード７１に蓄積された電荷は、転送トランジスタ７２を介してフローティングディフュージョン７３に転送される。
【００７３】
フローティングディフュージョン７３は、増幅トランジスタ７４のゲートに接続されている。画素６１が信号の読み出しの対象となると、行走査回路５２は水平信号線Ｈを介して選択トランジスタ７５を制御し、選択トランジスタ７５をオンさせる。
【００７４】
このようにして選択トランジスタ７５がオンされると、画素６１が選択状態となる。選択された画素６１の信号は、増幅トランジスタ７４をソースフォロワ（Source Follower）駆動することで、フォトダイオード７１に蓄積された電荷の蓄積電荷量に対応する画素信号として、垂直信号線Ｖに読み出される。すなわち、フォトダイオード７１から転送され、フローティングディフュージョン７３に蓄積された電荷に応じた電圧信号が画素信号として、選択トランジスタ７５から垂直信号線Ｖに出力される。
【００７５】
また、行走査回路５２によりリセットトランジスタ７６がオンされると、フローティングディフュージョン７３に蓄積された電荷が排出され、フローティングディフュージョン７３がリセットされる。
【００７６】
行走査回路５２は、画素アレイ５１の画素６１を駆動（転送や、選択、リセットなど）するための駆動信号を、行ごとに順次、出力する。PLL５３は、外部から供給されるクロック信号に基づいて、撮像部２１内部の各ブロックの駆動に必要な所定の周波数のクロック信号を生成して出力する。
【００７７】
DAC５４は、所定の電圧値から一定の傾きで電圧が降下した後に所定の電圧値に戻る形状（略鋸形状）のランプ信号を生成して出力する。
【００７８】
カラムADC回路５５は、比較器８１およびカウンタ８２を、画素アレイ５１の画素６１の列に対応する個数だけ有しており、画素６１から出力される画素信号からCDS（Correlated Double Sampling：相関２重サンプリング）動作により信号レベルを抽出して、デジタルの画素信号を出力する。
【００７９】
すなわち、比較器８１が、DAC５４から供給されるランプ信号と、画素６１から出力される画素信号（輝度値）とを比較し、その結果得られる比較結果信号をカウンタ８２に供給する。そして、カウンタ８２が比較器８１から出力される比較結果信号に応じて、所定の周波数のカウンタクロック信号をカウントすることで、画素信号をA/D変換する。
【００８０】
列走査回路５６は、カラムADC回路５５のカウンタ８２に、順次、所定のタイミングで、画素信号を出力させる信号を供給する。センスアンプ５７は、カラムADC回路５５から供給される画素信号を増幅し、撮像部２１の外部に出力する。
【００８１】
撮像部２１では、画素アレイ５１の領域部分が受光面となっており、その受光面上に上述したイメージング領域R11とセンシング領域R12とが設けられている。
【００８２】
したがって、画素アレイ５１を構成する画素６１のうち、イメージング領域R11に設けられた画素６１がイメージング画素として機能する。また、画素アレイ５１を構成する画素６１のうち、センシング領域R12に設けられた画素６１がセンシング画素として機能する。また、画素６１の開口部分には、RやG、B、C、M、Yなどの各色成分のカラーフィルタが形成されている。
【００８３】
〈センシング光学系の構成例〉
続いて、図４を参照して、センシング光学系２３のより具体的な構成例について説明する。なお、図４において図２における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００８４】
図４では、矢印Q11に示す部分は、図２における場合と同様に、カメラモジュール１１をＺ方向から見た図を示している。
【００８５】
また、図４において矢印Q12に示す部分は、カメラモジュール１１のセンシング領域R12-2の部分を拡大した図であり、矢印Q13に示す部分は、カメラモジュール１１のセンシング領域R12-2およびセンシング光学系２３−２の一部分を拡大した図である。
【００８６】
矢印Q12に示す部分は、センシング領域R12-2をＺ方向から見たときの図を示しており、各四角形は図３に示した画素６１に対応するセンシング画素を表している。
【００８７】
特に、ここではセンシング画素を表す四角形に施されたハッチ（模様）は、そのセンシング画素に設けられたカラーフィルタの色を表している。つまり、同じハッチが施されたセンシング画素は、同じカラーフィルタが設けられた、同じ色成分の画素であり、互いに異なるハッチが施された画素は、互いに異なるカラーフィルタが設けられた、互いに異なる色成分の画素である。
【００８８】
この例では、センシング領域R12には、４種類の色成分のセンシング画素が形成されており、互いに隣接する４つのセンシング画素（２画素×２画素）により、上述した配列単位が形成されている。
【００８９】
配列単位を構成する２画素×２画素の矩形の領域には、互いに異なる色成分の４つのセンシング画素が設けられており、また配列単位にはセンシング領域R12に設けられた全ての色成分のセンシング画素が含まれている。すなわち、ここでは配列単位には４種類の色成分のセンシング画素が含まれている。
【００９０】
また、センシング領域R12では、配列単位となる２画素×２画素の各領域がセンシング領域R12直上に形成された遮光板１２１によって囲まれている。この遮光板１２１は、図１に示した遮光板２４に対応する。
【００９１】
なお、以下、センシング領域R12における遮光板１２１により囲まれる矩形の各領域を遮光領域とも称することとする。例えば図４では、２画素×２画素の領域R41が１つの遮光領域となっている。
【００９２】
また、ここでは１つの配列単位の領域が１つの遮光領域とされる例について説明したが、遮光領域はセンシング領域R12上に設けられた全ての色成分のセンシング画素が含まれている領域、すなわち少なくとも１つの配列単位の領域を含む領域であればよい。したがって、例えば４画素×４画素の領域、つまり互いに隣接する４つの配列単位からなる領域が１つの遮光領域とされてもよい。
【００９３】
カメラモジュール１１のセンシング領域R12-2およびセンシング光学系２３−２の部分をＸ方向から見ると、矢印Q13に示すように、各遮光領域に外部からの光が入射することが分かる。
【００９４】
この例では、各配列単位の領域が遮光板１２１によって囲まれて遮光領域とされており、４つの遮光領域のそれぞれに対して、遮光板１２１によりピンホール１２２−１乃至ピンホール１２２−４のそれぞれが形成されている。
【００９５】
なお、以下、ピンホール１２２−１乃至ピンホール１２２−４を特に区別する必要のない場合、単にピンホール１２２とも称することとする。
【００９６】
図４では、撮像部２１の受光面に対して垂直な方向（Ｚ方向）に長い遮光板１２１が設けられており、遮光板１２１により形成されたＺ方向に長い四角柱形状の空間部分が１つのピンホール１２２となっている。
【００９７】
ここでは、各ピンホール１２２は四角柱形状となっているが、ピンホール１２２は円柱形状や多角柱形状など、どのような形状であってもよい。
【００９８】
また、１つのピンホール１２２に注目すると、そのピンホール１２２に隣接する遮光領域のＸ方向の長さやＹ方向の長さに対して、ピンホール１２２を形成する遮光板１２１のＺ方向の長さがより長くなっている。換言すれば、ピンホール１２２は、Ｘ方向やＹ方向の長さよりもＺ方向の長さがより長い、つまりＺ方向の深さが深いアスペクト付きピンホールとなっている。
【００９９】
さらに、各ピンホール１２２の径、すなわちＸ方向やＹ方向の直径（長さ）は、遮光領域、つまり配列単位の領域のＸ方向の長さやＹ方向の長さよりも長くなるようになされている。換言すれば、ピンホール１２２の開口部分の面積は、遮光領域、すなわち配列単位の面積よりも大きくなるようになされている。これにより、１つのピンホール１２２により、外部からの光を少なくとも配列単位を構成するセンシング画素からなる領域へと導くことができる。
【０１００】
この実施の形態では、受光面におけるセンシング領域R12部分の直上に配置された（設けられた）、Ｘ方向およびＹ方向に並ぶ複数のピンホール１２２からなるピンホールアレイがセンシング光学系２３とされている。なお、ここでは複数のピンホール１２２が設けられているが、センシング領域R12部分の直上に１つのピンホール１２２のみが設けられて、そのピンホール１２２がセンシング光学系２３とされてもよい。
【０１０１】
カメラモジュール１１では、このようなセンシング光学系２３を構成する各ピンホール１２２によって、外部の被写体から入射してくる光がセンシング領域R12の遮光領域内のセンシング画素へと導かれることになる。矢印Q13に示す部分では、図中、左側に被写体があり、被写体からの光が図中、左側からピンホール１２２を通り、センシング画素へと入射する。
【０１０２】
特に、ここではセンシング領域R12がイメージング領域R11に隣接して設けられており、かつピンホール１２２のＺ方向の深さが遮光領域の幅（Ｘ方向やＹ方向の長さ）に対して十分に深くなっている。
【０１０３】
そのため、外部から入射した光のうち、図中、矢印により示されるように、イメージング光学系２２の光軸方向、つまり撮像部２１の受光面と略垂直な方向から入射してくる光のみがピンホール１２２によりセンシング領域R12の遮光領域へと導かれることになる。換言すれば、ある程度以上の角度（入射角）でピンホール１２２へと入射してくる光は、遮光板１２１等により遮光され、遮光領域へは入射しない。
【０１０４】
したがって、各遮光領域のセンシング画素では、撮像部２１の略真正面にある被写体から入射した光のみ、つまりイメージング光学系２２（撮像画像）の画角の略中心部分にある被写体から入射した光のみが光電変換されることになる。
【０１０５】
その結果、センシング画像には、撮像部２１の略真正面にある被写体の情報、つまり撮像画像の略中心部分にある被写体の情報が含まれることになる。
【０１０６】
カメラモジュール１１における撮像部２１の後段のブロックでは、遮光領域内の各センシング画素から読み出された画素信号、つまりセンシング画像に基づいて分光情報が生成される。
【０１０７】
具体的には、例えば１つの遮光領域には互いに色成分の異なる４つのセンシング画素が設けられているので、１つの遮光領域について４つの各色成分の入射光の強度（入射光量）を示す分光情報が得られる。そして、全ての遮光領域で得られた分光情報の色成分ごとの平均値や加重平均値、和、重み付き加算値などが求められ、最終的な１つの分光情報とされる。
【０１０８】
この例では、センシング光学系２３には結像レンズ等の結像光学系は設けられていないので、カメラモジュール１１では、撮像画像の中心部分における領域ごとに分光情報を得ることはできない。つまり、領域ごとの２次元の分光情報を得ることができない。そのため、カメラモジュール１１で得られる分光情報は、撮像画像の画角の中心部分の領域全体における各色成分の情報、すなわち０次元の分光情報となる。
【０１０９】
なお、センシング領域R12の画素配列は、配列単位が周期的（規則的）に繰り返し並べられた画素配列となっている。つまり、遮光領域におけるセンシング画素のカラー配列は、全ての遮光領域で同じとなっている。このように遮光領域内のセンシング画素のカラー配列を全遮光領域で同じとなるようにすることで、各遮光領域の分光情報から最終的な１つの分光情報を得るための信号処理など、センシング画素の後段における信号処理が煩雑になることを防止することができる。つまり、例えばセンシング領域R12全体において各色成分のセンシング画素がランダムに配列される場合と比べて、後段における信号処理を簡単に行うことができる。
【０１１０】
以上のように、センシング光学系２３をイメージング光学系２２とは異なる光学系とし、さらにピンホールアレイによりセンシング光学系２３を構成することで、撮像画像の画角の中心部分の領域の分光情報を得ることができる。すなわち、撮像画像の中心部分の被写体は、分光検出に関する興味物体である可能性が高いので、より適切な分光情報を得ることができる。
【０１１１】
しかも、カメラモジュール１１では、センシング光学系２３としてのピンホールアレイがアスペクト付きのピンホール１２２により構成されているので、カラーフィルタの入射角依存性の影響を受けることなく、正確な分光情報を得ることができる。
【０１１２】
センシング画素に設けられたカラーフィルタは入射角依存性を有しており、カラーフィルタの分光特性は、そのカラーフィルタに対する光の入射角度によって変化する。つまり、センシング画素（カラーフィルタ）への光の入射角度によって、センシング画素で受光される光の受光強度の波長分布が変化する。
【０１１３】
通常のカメラモジュールでは、受光面の周辺領域、つまり端近傍の領域がセンシング領域とされ、イメージング領域と共通のイメージング光学系によりセンシング領域へと光が導かれるので、センシング画素には、ある程度の入射角度で光が入射することになる。そのため、センシング画素の位置によって上述のカラーフィルタの入射角依存性により分光が変化し、正確な分光情報を検出することができない。
【０１１４】
これに対して、カメラモジュール１１では、イメージング光学系２２とは別にセンシング光学系２３が設けられ、アスペクト付きのピンホール１２２によりセンシング光学系２３が構成されている。したがって、各センシング画素には受光面と略垂直な方向から光が入射することになるので、カラーフィルタの入射角依存性の影響を受けることなく正確な分光情報を検出することができる。しかも、センシング画素の位置によらず、全センシング画素で光の入射角度は略同じであるので、つまり同一の光学条件で光が入射するので、センシング画素の位置によって分光情報のばらつきが生じることもない。
【０１１５】
さらに、カメラモジュール１１では、センシング光学系２３としてピンホールアレイを設けるだけでよく、部品数も少なくて済むので、カメラモジュール１１の低コスト化および小型化も実現することができる。
【０１１６】
なお、センシング領域R12-1およびセンシング光学系２３−１の構成も、センシング領域R12-2およびセンシング光学系２３−２の構成と同様の構成となっている。
【０１１７】
また、図４の例では、遮光板１２１によりピンホール１２２を形成する例について説明したが、その他、ミラーやメタル（金属）等の部材や、反射板などよりピンホール１２２を形成するようにしてもよい。すなわち、遮光板１２１に代えてミラーやメタル、反射板などの反射部材で遮光領域を囲むことによりピンホール１２２を形成してもよい。
【０１１８】
そのような場合、ピンホール１２２に入射してくる光のうち、多少の角度を有する光も反射部材で反射されてセンシング画素へと導かれ、センシング画素で受光されるようになる。その結果、遮光板１２１によりピンホール１２２を形成する場合よりもより広い領域を対象とした分光情報を得ることができる。
【０１１９】
さらに、アスペクト付きピンホールであるピンホール１２２のアスペクト比、つまりピンホール１２２のＸ方向やＹ方向の長さと、ピンホール１２２のＺ方向の長さ（深さ）との比を調整することで、所望の広さの領域を対象として分光情報を検出することができる。
【０１２０】
例えば適切なアスペクト比のピンホール１２２を設けることで、イメージング光学系２２の画角と略同じ画角で分光情報を検出することも可能である。
【０１２１】
具体的には、例えばイメージング領域R11のＸ方向の長さおよびＹ方向の長さが、それぞれＸ（例えば、Ｘmm）およびＹ（例えば、Ｙmm）であり、イメージング光学系２２の焦点距離がｆ（例えば、ｆmm）であるとする。
【０１２２】
また、ピンホール１２２のＸ方向の長さおよびＹ方向の長さが、それぞれＸ’（例えば、Ｘ’mm）およびＹ’（例えば、Ｙ’mm）であり、ピンホール１２２のＺ方向の長さ（深さ）がＺ’（例えば、Ｚ’mm）であるとする。
【０１２３】
ここで、ピンホール１２２のＺ方向の長さは、遮光板１２１のＺ方向の長さである。Ｚ方向は、イメージング領域R11やセンシング領域R12と垂直な方向であり、ピンホール１２２の深さ方向（長手方向）、つまりセンシング光学系２３の光軸方向であるともいうことができる。また、ここではピンホール１２２は四角柱形状であり、そのピンホール１２２の開口部分は矩形の形状であるとする。
【０１２４】
さらに、ピンホール１２２のＺ方向（深さ）に対するＸ方向のアスペクト比をＸ’／Ｚ’とし、ピンホール１２２のＺ方向に対するＹ方向のアスペクト比をＹ’／Ｚ’とする。
【０１２５】
このとき、概ねＸ’／Ｚ’＝Ｘ／ｆおよびＹ’／Ｚ’＝Ｙ／ｆが満たされるようにピンホール１２２を形成すれば、イメージング光学系２２の画角と、ピンホール１２２（センシング光学系２３）の画角、つまり分光情報の画角とが略同じとなる。
【０１２６】
例えばＹ方向に注目し、イメージング光学系２２のＹ方向の画角の半分の角度をθｙとすると、tan(θy)＝Y/2fが成立する。したがって、tan(θy)＝Y’/2Z’が成立するようにピンホール１２２のＺ方向の長さＺ’（深さ）と、ピンホール１２２のＹ方向の長さＹ’とを定めれば、結果としてピンホール１２２のＹ方向の画角の半分の角度もθｙとなる。
【０１２７】
以上のように、ピンホール１２２の深さ方向の長さＺ’と、ピンホール１２２の深さ方向に垂直なＸ方向またはＹ方向の長さであるＸ’またはＹ’との比が、イメージング光学系２２の焦点距離ｆと、イメージング領域R11のＸ方向またはＹ方向の長さであるＸまたはＹとの比と略等しくなるようにピンホール１２２を形成すれば、イメージング光学系２２の画角と略同じ画角の分光情報を得ることができる。
【０１２８】
〈第２の実施の形態〉
〈センシング光学系の構成例〉
また、より広い領域を対象とした分光情報を得ることができるように、ピンホールアレイと拡散板を組み合わせてセンシング光学系２３としてもよい。
【０１２９】
そのような場合、センシング光学系２３は、例えば図５に示すように構成される。なお、図５において図４における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１３０】
図５では、矢印Q21に示す部分は、カメラモジュール１１をＺ方向から見た図を示しており、矢印Q22に示す部分はセンシング領域R12-2の部分を拡大した図を示している。これらの矢印Q21に示す部分および矢印Q22に示す部分は、図４の矢印Q11に示す部分および矢印Q12に示す部分と同様であるので、その説明は省略する。
【０１３１】
また、矢印Q23に示す部分は、カメラモジュール１１のセンシング領域R12-2およびセンシング光学系２３−２の一部分をＸ方向から見た図を示している。
【０１３２】
この例では、遮光板１２１によりピンホール１２２が形成されている点は、図４における場合と同じであるが、ピンホール１２２からなるピンホールアレイにおける、撮像部２１側とは反対側、つまり被写体側に拡散板１５１が設けられている点で図４における場合と異なっている。
【０１３３】
図５に示す例では、ピンホール１２２からなるピンホールアレイと、そのピンホールアレイの被写体側に配置された拡散板１５１とからセンシング光学系２３が構成されている。
【０１３４】
この場合、被写体からの光は、まず拡散板１５１に入射し、拡散板１５１により拡散される。そして、被写体から入射し、拡散板１５１により拡散された光が各ピンホール１２２を通って遮光領域内のセンシング画素へと入射することになる。
【０１３５】
したがって、図４に示した例と比較すると、拡散板１５１に入射してくる光のうち、ある程度の角度を有する光でも拡散板１５１で拡散されてセンシング画素で受光されるようになるので、より広い領域を対象とした分光情報を得ることができる。特に、拡散板１５１における拡散度合いによっては、イメージング光学系２２と同等の画角の分光情報を得ることも可能である。
【０１３６】
このようにピンホール１２２からなるピンホールアレイと、拡散板１５１とからセンシング光学系２３を構成する場合においても、カラーフィルタの入射角依存性の影響を受けることなく、適切な分光情報を得ることができる。特に、この実施の形態で得られる分光情報は、図４に示した例と同様に０次元の分光情報となる。
【０１３７】
なお、センシング領域R12-1およびセンシング光学系２３−１の構成も、センシング領域R12-2およびセンシング光学系２３−２の構成と同様の構成となっている。また、１つのピンホール１２２と拡散板１５１とによりセンシング光学系２３が構成されてもよい。
【０１３８】
〈第３の実施の形態〉
〈センシング光学系の構成例〉
さらに、センシング画素に設けられたカラーフィルタの入射角依存性を利用して、実質的にセンシング画素のカラーフィルタの種類を増加させ、分光情報の波長分解能を向上させるようにしてもよい。
【０１３９】
そのような場合、センシング光学系２３は、例えば図６に示すように構成される。なお、図６において図４における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１４０】
図６では、矢印Q31に示す部分は、カメラモジュール１１をＺ方向から見た図を示している。この矢印Q31に示す部分は図４の矢印Q11に示す部分と同様であるので、その説明は省略する。
【０１４１】
また、図６において矢印Q32に示す部分は、カメラモジュール１１のセンシング領域R12-2の部分を拡大した図であり、矢印Q33に示す部分は、カメラモジュール１１のセンシング領域R12-2およびセンシング光学系２３−２の部分を拡大した図である。
【０１４２】
矢印Q32に示す部分は、センシング領域R12-2をＺ方向から見たときの図を示しており、各四角形は図３に示した画素６１に対応するセンシング画素を表している。
【０１４３】
センシング画素を表す四角形に施されたハッチは、そのセンシング画素に設けられたカラーフィルタの色を表しており、ここではセンシング領域R12には７種類の色成分のセンシング画素が設けられている。
【０１４４】
また、ここではセンシング領域R12-2全体が、そのセンシング領域R12-2直上に形成された遮光板１８１によって囲まれており、センシング領域R12-2全体が１つの遮光領域となっている。この遮光板１８１は、図１に示した遮光板２４に対応する。
【０１４５】
カメラモジュール１１のセンシング領域R12-2およびセンシング光学系２３−２の部分をＸ方向から見ると、矢印Q33に示すように、外部の被写体からの光は、拡散板１８２およびシリンドリカルレンズ１８３を介してセンシング画素へと入射する。
【０１４６】
この例では、センシング領域R12-2の全体が遮光板１８１によって囲まれて１つの遮光領域とされており、その遮光領域に対して拡散板１８２、および光学レンズ（結像レンズ）であるシリンドリカルレンズ１８３が設けられている。そして、これらの拡散板１８２およびシリンドリカルレンズ１８３により、センシング光学系２３−２が構成されている。
【０１４７】
図６では、撮像部２１の被写体側にセンシング領域R12-2と略同じ大きさの断面を有するシリンドリカルレンズ１８３が配置され、そのシリンドリカルレンズ１８３の被写体側、つまりセンシング領域R12-2側とは反対側に、さらに拡散板１８２が配置されている。
【０１４８】
この場合、被写体からの光は拡散板１８２に入射し、拡散板１８２によって拡散された後、シリンドリカルレンズ１８３に入射する。そして、拡散板１８２からシリンドリカルレンズ１８３に入射した光は、シリンドリカルレンズ１８３により集光されて遮光領域の各センシング画素へと導かれる。
【０１４９】
シリンドリカルレンズ１８３および拡散板１８２を介して被写体からセンシング画素に入射した光は、センシング画素において光電変換され、その結果得られた電荷の量に応じた画素信号が各センシング画素から読み出されて分光情報が生成される。
【０１５０】
この例では拡散板１８２があるため、カメラモジュール１１で得られる分光情報は、撮像画像の画角の中心部分とその周辺領域からなる領域全体における各色成分の情報となる。すなわち、この実施の形態で得られる分光情報は、図５に示した例と同様の０次の分光情報となる。
【０１５１】
この場合においても、第１の実施の形態や第２の実施の形態と同様に、撮像画像の画角の中心部分やその周辺の領域を対象とした適切な分光情報を得ることができる。
【０１５２】
但し、拡散板１８２で拡散された光は、シリンドリカルレンズ１８３により集光されて遮光領域（センシング領域R12）の各領域で結像するため、同じ被写体からの光であってもセンシング画素の位置によって、それらのセンシング画素への光の入射角度が異なる。
【０１５３】
すなわち、シリンドリカルレンズ１８３は、遮光領域上の互いに異なる位置にあるセンシング画素に対して、それぞれ異なる入射角度で拡散板１８２からの光を入射させる。
【０１５４】
具体的には、例えばセンシング領域R12中央の矢印W11に示す位置にあるセンシング画素では、拡散板１８２の中心位置付近からの光は、矢印AR11に示すように受光面に対して略垂直な方向から入射してくる。つまり、光の入射角度が略０度である。
【０１５５】
これに対して、例えばセンシング領域R12の端近傍の矢印W12に示す位置にあるセンシング画素では、拡散板１８２の中心位置付近からの光は、矢印AR12に示すように受光面に対して斜めの方向から入射してくる。
【０１５６】
このように拡散板１８２における同じ位置から射出された光でも、センシング画素のある遮光領域（センシング領域R12）上の位置によって、それらのセンシング画素へと入射するときの光の入射角が異なる。
【０１５７】
したがって、同じ色成分のセンシング画素でも、それらのセンシング画素のある位置によって分光特性が変化するため、異なる位置に配置された同じ色成分のセンシング画素が、実質的には異なる色成分のセンシング画素として機能することになる。
【０１５８】
具体的には、例えば矢印W11に示す位置と、矢印W12に示す位置とに所定の色成分のセンシング画素があるとする。この場合、それらの２つのセンシング画素の画素信号から、互いに異なる色成分の分光情報が得られるようになる。
【０１５９】
これにより、実質的にセンシング領域R12内のセンシング画素の色成分（カラーフィルタ）の種類を増加させ、分光情報の波長分解能を向上させることができる。すなわち、分光情報の波長チャネル数を増加させることができる。
【０１６０】
なお、どのセンシング画素からどの色成分の情報が得られるかは、センシング画素に設けられたカラーフィルタと、そのセンシング画素のセンシング領域R12上の配置位置とから予め把握することが可能である。
【０１６１】
また、センシング領域R12-1およびセンシング光学系２３−１の構成も、センシング領域R12-2およびセンシング光学系２３−２の構成と同様の構成となっている。
【０１６２】
さらに、図６に示した例ではセンシング領域R12-2全体が１つの遮光領域とされ、その遮光領域に対して拡散板１８２とシリンドリカルレンズ１８３が設けられる例について説明した。その他、例えばセンシング領域R12-1やセンシング領域R12-2に複数の遮光領域が設けられ、それらの複数の遮光領域ごとに拡散板１８２とシリンドリカルレンズ１８３を設けるようにしてもよい。すなわち、センシング光学系２３が１または複数の拡散板１８２と、１または複数のシリンドリカルレンズ１８３とから構成されるようにしてもよい。また、シリンドリカルレンズ１８３とは異なる他の光学レンズと拡散板１８２とからセンシング光学系２３が構成されてもよい。また、この実施の形態では、各画素のカラーフィルタ、特にセンシング画素のカラーフィルタは、誘電体多層膜やプラズモン共鳴体などの入射角ごとの分光依存性の違いが顕著なカラーフィルタであることが望ましい。
【０１６３】
〈第４の実施の形態〉
〈センシング光学系の構成例〉
また、センシング領域R12を複数の遮光領域に分割し、それらの遮光領域ごとにセンシング光学系２３として結像レンズを設けることで、イメージング光学系２２（撮像画像）の画角と略同じ画角の２次元の分光情報を得ることができる。
【０１６４】
そのような場合、センシング光学系２３は、例えば図７に示すように構成される。なお、図７において図４における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１６５】
図７では、矢印Q41に示す部分は、カメラモジュール１１をＺ方向から見た図を示している。この矢印Q41に示す部分は図４の矢印Q11に示す部分と同様であるので、その説明は省略する。
【０１６６】
また、図７において矢印Q42に示す部分は、カメラモジュール１１のセンシング領域R12-2の部分を拡大した図であり、矢印Q43に示す部分は、カメラモジュール１１のセンシング領域R12-2およびセンシング光学系２３−２の部分を拡大した図である。
【０１６７】
矢印Q42に示す部分は、センシング領域R12-2をＺ方向から見たときの図を示しており、各四角形は図３に示した画素６１に対応するセンシング画素を表している。
【０１６８】
センシング画素を表す四角形に施されたハッチは、そのセンシング画素に設けられたカラーフィルタの色を表しており、ここではセンシング領域R12には７種類の色成分のセンシング画素が設けられている。
【０１６９】
また、ここではセンシング領域R12-2が、そのセンシング領域R12-2直上に形成された遮光板２１１によって３つの遮光領域に分割されている。この遮光板２１１は、図１に示した遮光板２４に対応する。
【０１７０】
カメラモジュール１１のセンシング領域R12-2およびセンシング光学系２３−２の部分をＸ方向から見ると、矢印Q43に示すように、外部の被写体からの光は、結像レンズ２１２−１乃至結像レンズ２１２−３のそれぞれを介して、３つの遮光領域のそれぞれに入射する。
【０１７１】
この例では、センシング領域R12-2上の３つの領域のそれぞれが遮光板２１１によって囲まれて遮光領域とされており、それらの遮光領域に対して結像レンズ２１２−１乃至結像レンズ２１２−３が設けられている。そして、これらの結像レンズ２１２−１乃至結像レンズ２１２−３からなるレンズアレイによりセンシング光学系２３−２が構成されている。
【０１７２】
図７では、図中、最も上側の遮光領域に対して、その遮光領域の被写体側に結像レンズ２１２−１が配置され、センシング領域R12-2の中央の遮光領域の被写体側に結像レンズ２１２−２が配置され、図中、最も下側の遮光領域の被写体側に結像レンズ２１２−３が配置されている。なお、以下、結像レンズ２１２−１乃至結像レンズ２１２−３を特に区別する必要のない場合、単に結像レンズ２１２とも称することとする。
【０１７３】
この場合、被写体からの光は結像レンズ２１２により集光され、その結像レンズ２１２の直下に配置された遮光領域の各センシング画素へと導かれる。すなわち、被写体からの光が結像レンズ２１２によって遮光領域上で結像される。
【０１７４】
結像レンズ２１２を介して被写体からセンシング画素に入射した光は、センシング画素において光電変換され、その結果得られた電荷の量に応じた画素信号が各センシング画素から読み出されて分光情報が生成される。
【０１７５】
この例では結像レンズ２１２によりセンシング光学系２３が構成されるので、各遮光領域では結像レンズ２１２により被写体の像が結像されることになる。また、各結像レンズ２１２の画角は、イメージング光学系２２（撮像画像）の画角と略同じ画角となっている。
【０１７６】
そのため、遮光領域の各センシング画素から読み出される画素信号からなる画像は、撮像画像と略同じ画像、より詳細には撮像画像と色成分のみが異なる画像となる。したがって、カメラモジュール１１で得られる分光情報は、撮像画像の画角の中心部分とその周辺領域からなる領域全体（撮像画像の画角全体）を対象とした、領域ごとの各色成分の情報（分光）を示す２次元の分光情報となる。
【０１７７】
すなわち、カメラモジュール１１では各遮光領域について、結像レンズ２１２の画角（観察視野）内の領域ごとに、それらの領域における各色成分の入射光の強度（入射光量）を示す分光情報が得られる。そして、全ての遮光領域で得られた分光情報の各領域について色成分ごとの平均値や加重平均値、和、重み付き加算値などが求められ、最終的な１つの分光情報とされる。この場合、撮像画像の画角全体を対象とした２次元の分光情報を得ることができる。
【０１７８】
なお、センシング領域R12-1およびセンシング光学系２３−１の構成も、図７に示したセンシング領域R12-2およびセンシング光学系２３−２の構成と同様の構成となっている。
【０１７９】
また、ここではセンシング領域R12は図中、縦方向に長い形状となっているので、センシング領域R12が複数の遮光領域に分割され、それらの遮光領域ごとに被写体の像を結像可能な結像レンズ２１２が配置された構成となっている。しかし、センシング領域R12全体が１つの遮光領域とされ、被写体の像を結像可能な１つの結像レンズがセンシング光学系２３として配置されてもよい。
【０１８０】
〈第５の実施の形態〉
〈センシング光学系の構成例〉
また、センシング領域R12を複数の遮光領域に分割し、それらの遮光領域ごとにセンシング光学系２３として結像レンズを設けるときに、遮光領域（結像レンズ）ごとに異なる画角（観察視野）で分光情報の検出を行うようにしてもよい。
【０１８１】
そのような場合、センシング光学系２３は、例えば図８に示すように構成される。なお、図８において図４における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１８２】
図８では、矢印Q51に示す部分は、カメラモジュール１１をＺ方向から見た図を示している。この矢印Q51に示す部分は図４の矢印Q11に示す部分と同様であるので、その説明は省略する。
【０１８３】
また、図８において矢印Q52に示す部分は、カメラモジュール１１のセンシング領域R12-2の部分を拡大した図であり、矢印Q53に示す部分は、カメラモジュール１１のセンシング領域R12-1の部分を拡大した図である。また、矢印Q54に示す部分は、カメラモジュール１１のセンシング領域R12-2およびセンシング光学系２３−２の部分を拡大した図である。
【０１８４】
矢印Q52に示す部分は、センシング領域R12-2をＺ方向から見たときの図を示しており、各四角形は図３に示した画素６１に対応するセンシング画素を表している。
【０１８５】
センシング画素を表す四角形に施されたハッチは、そのセンシング画素に設けられたカラーフィルタの色を表しており、ここではセンシング領域R12には７種類の色成分のセンシング画素が設けられている。
【０１８６】
また、ここではセンシング領域R12-2が、そのセンシング領域R12-2直上に形成された遮光板２４１によって３つの遮光領域に分割されている。この遮光板２４１は、図１に示した遮光板２４に対応する。
【０１８７】
さらに、矢印Q52に示す部分において、各遮光領域を囲む点線は、イメージング光学系２２、すなわち撮像画像の画角を表している。このイメージング光学系２２の画角に対して、各遮光領域の画角（観察視野）は、イメージング光学系２２の画角の領域の図中、左半分の領域となっている。
【０１８８】
これに対して、矢印Q53に示すようにセンシング領域R12-1も遮光板により３つの遮光領域に分割されており、それらの各遮光領域の画角は、それらの遮光領域を囲む点線により表されるイメージング光学系２２の画角の領域の図中、右半分の領域となっている。
【０１８９】
このようにカメラモジュール１１では、センシング領域R12ごとに、すなわちセンシング領域R12の遮光領域ごとに異なる画角（観察視野）で分光情報を得ることができるようになされている。換言すれば、センシング光学系２３のそれぞれは、それらのセンシング光学系２３直下にあるセンシング領域R12のそれぞれに対して、互いに異なる画角で外部の被写体からの光を導くことができるようになされている。
【０１９０】
しかも、各遮光領域の画角をイメージング光学系２２の画角の一部の領域とし、イメージング光学系２２の画角内の各領域が、必ずセンシング領域R12の少なくとも１つの遮光領域の画角内に含まれるようにすることで、イメージング光学系２２の画角と同じ画角の２次元の分光情報を得ることができる。
【０１９１】
図８の例では、センシング領域R12-1では、イメージング光学系２２の画角の領域の右半分の領域を対象とした分光情報が得られ、センシング領域R12-2では、イメージング光学系２２の画角の領域の左半分の領域を対象とした分光情報が得られる。
【０１９２】
そして、センシング領域R12-1で得られる分光情報と、センシング領域R12-2で得られる分光情報とから、イメージング光学系２２の画角全体を対象とした２次元の分光情報が得られることになる。
【０１９３】
ここで、各遮光領域の画角をイメージング光学系２２の画角内のどの領域に対応するものとするかは、センシング光学系２３を適切に選択することで定めることができる。
【０１９４】
すなわち、例えばセンシング光学系２３を構成する結像レンズとして、適切な焦点距離やレンズ径等のレンズを選択することで、所望の画角（観察視野）の分光情報を得ることができるようになる。
【０１９５】
矢印Q52に示したように、センシング領域R12-2でイメージング光学系２２の画角の領域の左半分の領域を対象とした分光情報を得ようとする場合、例えば矢印Q54に示すようにセンシング光学系２３−２を適切な焦点距離等の結像レンズにより構成すればよい。
【０１９６】
矢印Q54に示す部分は、カメラモジュール１１のセンシング領域R12-2およびセンシング光学系２３−２の部分をＸ方向から見た図を示している。
【０１９７】
この例では、外部の被写体からの光は、結像レンズ２４２−１乃至結像レンズ２４２−３のそれぞれを介して、センシング領域R12-2の３つの遮光領域のそれぞれに入射する。
【０１９８】
すなわち、センシング領域R12-2上の３つの領域のそれぞれが遮光板２４１によって囲まれて遮光領域とされており、それらの遮光領域に対して被写体側に結像レンズ２４２−１乃至結像レンズ２４２−３が設けられている。
【０１９９】
そして、センシング領域R12-2上に被写体の像を結像可能なこれらの結像レンズ２４２−１乃至結像レンズ２４２−３からなるレンズアレイによりセンシング光学系２３−２が構成されている。
【０２００】
図８では、図中、最も上側の遮光領域に対して、その遮光領域の被写体側に結像レンズ２４２−１が配置され、センシング領域R12-2の中央の遮光領域の被写体側に結像レンズ２４２−２が配置され、図中、最も下側の遮光領域の被写体側に結像レンズ２４２−３が配置されている。なお、以下、結像レンズ２４２−１乃至結像レンズ２４２−３を特に区別する必要のない場合、単に結像レンズ２４２とも称することとする。
【０２０１】
この場合、被写体からの光は結像レンズ２４２により集光され、その結像レンズ２４２の直下に配置された遮光領域の各センシング画素へと導かれる。すなわち、被写体からの光が結像レンズ２４２によって遮光領域上で結像される。
【０２０２】
結像レンズ２４２を介して被写体からセンシング画素に入射した光は、センシング画素において光電変換され、その結果得られた電荷の量に応じた画素信号が各センシング画素から読み出されて分光情報が生成される。
【０２０３】
この例では結像レンズ２４２によりセンシング光学系２３が構成されるので、各遮光領域では結像レンズ２４２により被写体の像が結像されることになる。また、各結像レンズ２４２の画角は、イメージング光学系２２（撮像画像）の画角の左半分の領域と略同じとなっている。
【０２０４】
そのため、各遮光領域のセンシング画素から読み出される画素信号からなる画像は、撮像画像の左半分の画像、より詳細には撮像画像の左半分の画像と色成分のみが異なる画像となる。したがって、センシング領域R12-2で得られる分光情報は、撮像画像の画角の左半分の領域を対象とした、領域ごとの各色成分の情報（分光）を示す２次元の分光情報となる。
【０２０５】
センシング領域R12-1およびセンシング光学系２３−１の構成も、センシング光学系２３−１の画角（観察視野）が異なるだけで、図８に示したセンシング領域R12-2およびセンシング光学系２３−２の構成と同様の構成となっている。
【０２０６】
センシング領域R12-1の各遮光領域のセンシング画素から読み出される画素信号からなる画像は、撮像画像の右半分の画像、より詳細には撮像画像の右半分の画像と色成分のみが異なる画像となる。したがって、センシング領域R12-1で得られる分光情報は、撮像画像の画角の右半分の領域を対象とした、領域ごとの各色成分の情報（分光）を示す２次元の分光情報となる。
【０２０７】
したがって、これらのセンシング領域R12ごとの分光情報から、最終的に撮像画像の画角の中心部分とその周辺領域からなる領域全体（撮像画像の画角全体）を対象とした、領域ごとの各色成分の情報（分光）を示す２次元の分光情報を得ることができる。
【０２０８】
図８に示した構成のカメラモジュール１１では、基本的には図７に示した構成のカメラモジュール１１における場合と同様の分光情報を得ることができる。
【０２０９】
しかし、図７に示した例では、各遮光領域（結像レンズ２１２）の画角がイメージング光学系２２の画角と略同じであったのに対して、図８に示した例では、各遮光領域（結像レンズ２４２）の画角がイメージング光学系２２の画角内の一部の領域となっている。
【０２１０】
そのため、図８に示した例では、イメージング光学系２２の画角内の所定の領域に注目したときに、その所定の領域の分光情報を得るために用いられるセンシング画素の数が図７に示した例よりも多くなり、分光情報の空間分解能を向上させることができる。
【０２１１】
また、ここではセンシング領域R12は図中、縦方向に長い形状となっているので、１つのセンシング領域R12が複数の遮光領域に分割され、それらの遮光領域ごとに結像レンズ２４２が配置された構成となっている。しかし、１つのセンシング領域R12全体が１つの遮光領域とされ、１つの結像レンズがセンシング光学系２３として配置されてもよい。
【０２１２】
また、ここでは各遮光領域へと光を導く光学部材が、センシング領域R12上に被写体の像を結像可能な結像レンズ２４２である例について説明したが、必ずしも結像レンズである必要はなく、他の光学レンズ等であってもよい。但し、複数のセンシング光学系２３のうちの少なくとも２以上のセンシング光学系２３は、外部からの光を互いに異なる画角でセンシング領域R12（遮光領域）へと導くことができる必要がある。
【０２１３】
〈第６の実施の形態〉
〈センシング光学系の構成例〉
ところで、上述したカラーフィルタの入射角依存性における場合と同様に、入射してくる赤外光を遮断（カット）するIR（Infrared）カットフィルタ（赤外遮光フィルタ）の有無によっても画素の分光特性が変化することが知られている。
【０２１４】
そこで、IRカットフィルタが設けられたセンシング画素と、IRカットフィルタが設けられていないセンシング画素とを配置することで、実質的にセンシング画素のカラーフィルタの種類を増加させ、分光情報の波長分解能を向上させるようにしてもよい。
【０２１５】
そのような場合、センシング光学系２３は、例えば図９に示すように構成される。なお、図９において図７における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０２１６】
図９では、矢印Q61に示す部分は、カメラモジュール１１をＺ方向から見た図を示している。この矢印Q61に示す部分は図７の矢印Q41に示す部分と同様であるので、その説明は省略する。
【０２１７】
また、図９において矢印Q62に示す部分は、カメラモジュール１１のイメージング領域R11とセンシング領域R12の部分を拡大した図であり、矢印Q63に示す部分は、カメラモジュール１１のセンシング領域R12-2およびセンシング光学系２３−２の部分を拡大した図である。
【０２１８】
矢印Q62に示す部分は、イメージング領域R11とセンシング領域R12をＺ方向から見たときの図を示しており、各四角形は図３に示した画素６１に対応するセンシング画素を表している。
【０２１９】
センシング画素を表す四角形に施されたハッチは、そのセンシング画素に設けられたカラーフィルタの色を表しており、ここではセンシング領域R12には７種類の色成分のセンシング画素が設けられている。
【０２２０】
また、イメージング領域R11にも図３に示した画素６１に対応するイメージング画素が設けられているが、ここでは各イメージング画素を表す四角形の図示は省略されている。
【０２２１】
一般的に、イメージング画素では、不要な赤外光を受光してしまわないようにIRカットフィルタが設けられている。このようなIRカットフィルタは、例えばイメージング画素に設けられたカラーフィルタの直上または直下に形成される。
【０２２２】
一方、センシング領域R12に形成されたセンシング画素では、IRカットフィルタが設けられていてもよいし、IRカットフィルタが設けられていなくてもよいが、この例では実質的にカラーフィルタの種類を増加させるため、一部のセンシング画素にIRカットフィルタが設けられた構成とされている。
【０２２３】
具体的には、図９の例では、イメージング領域R11とセンシング領域R12-2とからなる領域R61内の画素に対してIRカットフィルタが設けられている。
【０２２４】
すなわち、センシング領域R12-1内のセンシング画素には、カラーフィルタのみが設けられ、IRカットフィルタは設けられていない。これに対して、センシング領域R12-2内のセンシング画素には、カラーフィルタとIRカットフィルタの両方が設けられている。
【０２２５】
なお、ここでは、例えばセンシング領域R12-1におけるセンシング画素のカラーフィルタの配置と、センシング領域R12-2におけるセンシング画素のカラーフィルタの配置とは同じとなっている。つまり、センシング領域R12-1内の所定位置にあるセンシング画素に設けられたカラーフィルタと、その所定位置に対応するセンシング領域R12-2内の位置にあるセンシング画素に設けられたカラーフィルタとは同じものとなっている。
【０２２６】
図９に示す例では、センシング領域R12-2内のセンシング画素に新たにIRカットフィルタを設ける必要がある。しかし、もともとイメージング画素があるイメージング領域R11にのみIRカットフィルタを形成していたのを、そのイメージング領域R11よりも少し広い領域R61にIRカットフィルタを形成するようにすればよいので、低コストでの実現が可能である。
【０２２７】
また、ここではセンシング領域R12-1が、そのセンシング領域R12-1直上に形成された遮光板２７１によって３つの遮光領域に分割されている。同様に、センシング領域R12-2が、そのセンシング領域R12-2直上に形成された遮光板２１１によって３つの遮光領域に分割されている。これらの遮光板２７１および遮光板２１１は、図１に示した遮光板２４に対応する。
【０２２８】
さらに、カメラモジュール１１のセンシング領域R12-2およびセンシング光学系２３−２の部分をＸ方向から見ると、矢印Q63に示すように、外部の被写体からの光は、結像レンズ２１２を介して遮光領域に入射する。
【０２２９】
この例では、センシング領域R12-2上の３つの領域のそれぞれが遮光板２１１によって囲まれて遮光領域とされており、それらの遮光領域に対して結像レンズ２１２−１乃至結像レンズ２１２−３が設けられている。そして、これらの結像レンズ２１２−１乃至結像レンズ２１２−３からなるレンズアレイによりセンシング光学系２３−２が構成されている。
【０２３０】
図９に示すセンシング光学系２３−２は、図７に示したセンシング光学系２３−２と同じ構成とされている。このことから、図９の例においてもセンシング領域R12-2では、撮像画像の画角の中心部分とその周辺領域からなる領域全体を対象とした、領域ごとの各色成分の情報（分光）を示す２次元の分光情報が得られることになる。
【０２３１】
また、センシング領域R12-1およびセンシング光学系２３−１の構成も、図９に示したセンシング領域R12-2およびセンシング光学系２３−２の構成と同様の構成となっている。
【０２３２】
そのため、センシング領域R12-1においても、センシング領域R12-2で得られる分光情報と同様の分光情報が得られることになる。
【０２３３】
但し、上述したようにセンシング領域R12-1内のセンシング画素にはIRカットフィルタが設けられていないが、センシング領域R12-2内のセンシング画素にはIRカットフィルタが設けられている。
【０２３４】
そのため、同じカラーフィルタが設けられたセンシング画素でも、センシング領域R12-1内のセンシング画素と、センシング領域R12-2内のセンシング画素とでは分光特性が異なる。したがって、センシング領域R12-1内のセンシング画素の画素信号と、そのセンシング画素と同じカラーフィルタが設けられたセンシング領域R12-2内のセンシング画素の画素信号とからは、互いに異なる色成分の分光情報が得られる。
【０２３５】
このことから、センシング領域R12-1では、センシング領域R12-2で得られる分光情報と同様であるが、色成分の異なる分光情報が得られることになる。その結果、センシング領域R12-1で得られた分光情報と、センシング領域R12-2で得られた分光情報とから、より多くの色成分の情報を含む、２次元の最終的な１つの分光情報を得ることができる。
【０２３６】
このように、センシング領域R12内の一部のセンシング画素にIRカットフィルタを設けることで、実質的にセンシング領域R12内のセンシング画素の色成分（カラーフィルタ）の種類を増加させ、分光情報の波長分解能を向上させることができる。すなわち、分光情報の波長チャネル数を増加させることができる。
【０２３７】
なお、どのセンシング画素からどの色成分の情報が得られるかは、センシング画素に設けられたカラーフィルタと、IRカットフィルタの有無とから予め把握することが可能である。
【０２３８】
また、図９では、図７に示した構成において一部のセンシング画素にIRカットフィルタを設ける場合を例として説明したが、その他、図４や図５、図６、図８に示した例にも適用することが可能である。
【０２３９】
すなわち、カメラモジュール１１が例えば図４や図５、図６、図８に示した構成とされる場合において、センシング領域R12-1とセンシング領域R12-2の何れか一方のセンシング領域R12内のセンシング画素にIRカットフィルタを設け、他方のセンシング領域R12内のセンシング画素にIRカットフィルタを設けないようにしてもよい。このようにすることでも、実質的にカラーフィルタの種類を増加させ、波長分解能を向上させることができる。
【０２４０】
〈変形例１〉
〈カメラモジュールの構成例〉
ところで、以上においては、図２に示したように撮像部２１では、イメージング領域R11の左右にセンシング領域R12が設けられる例について説明した。
【０２４１】
しかし、画素アレイ５１の領域内にイメージング領域R11とセンシング領域R12が設けられるようにすれば、センシング領域R12はどのような位置に設けられてもよいし、センシング領域R12がいくつ設けられてもよい。
【０２４２】
したがって、例えば図１０に示すように、イメージング領域R11の上下左右の各端部分の領域に隣接してセンシング領域R12が設けられるようにしてもよい。なお、図１０において図２における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０２４３】
図１０は、カメラモジュール１１をイメージング光学系２２の光軸方向（Ｚ方向）から見た図となっている。
【０２４４】
この例では、撮像部２１の受光面、つまり画素アレイ５１の中心部分（中央部分）の領域がイメージング領域R11とされており、そのイメージング領域R11の図中、左側に隣接する領域がセンシング領域R12-1とされている。
【０２４５】
また、イメージング領域R11の図中、右側に隣接する領域がセンシング領域R12-2とされており、イメージング領域R11の図中、上側に隣接する領域がセンシング領域R12-3とされており、イメージング領域R11の図中、下側に隣接する領域がセンシング領域R12-4とされている。
【０２４６】
換言すれば、センシング領域R12-1乃至センシング領域R12-4は、撮像部２１の受光面における、左端、右端、上端、および下端のそれぞれの領域に設けられている。
【０２４７】
なお、センシング領域R12-3およびセンシング領域R12-4は、センシング領域R12-1やセンシング領域R12-2と同様に、複数のセンシング画素が形成された領域である。
【０２４８】
さらに、センシング領域R12-1乃至センシング領域R12-4のそれぞれの図中、手前側、つまり被写体側には、センシング光学系２３−１乃至センシング光学系２３−４のそれぞれが設けられている。
【０２４９】
ここで、センシング光学系２３−３は、被写体からの光をセンシング領域R12-3へと導く光学系であり、センシング光学系２３−４は、被写体からの光をセンシング領域R12-4へと導く光学系である。これらのセンシング光学系２３−３やセンシング光学系２３−４は、センシング光学系２３−１やセンシング光学系２３−２と同様の構成とされる。
【０２５０】
なお、ここではイメージング領域R11に対して、センシング領域R12-1乃至センシング領域R12-4が設けられる例について説明した。しかし、これに限らず、センシング領域R12-1乃至センシング領域R12-4のうちの少なくとも何れか１つが設けられていればよい。
【０２５１】
例えばイメージング領域R11に対して、センシング領域R12-1とセンシング領域R12-2のみが設けられていてもよいし、センシング領域R12-3とセンシング領域R12-4のみが設けられていてもよい。
【０２５２】
また、イメージング領域R11に対して、センシング領域R12-1のみが設けられていてもよいし、センシング領域R12-2のみが設けられていてもよいし、センシング領域R12-3のみが設けられていてもよいし、センシング領域R12-4のみが設けられていてもよい。
【０２５３】
〈変形例２〉
〈カメラモジュールの構成例〉
さらに画素アレイ５１の受光面の四隅の各領域のうちの何れか１つの領域がセンシング領域として用いられるようにしてもよい。
【０２５４】
そのような場合、カメラモジュール１１は、例えば図１１に示すように構成される。なお、図１１において図２における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０２５５】
図１１は、カメラモジュール１１をイメージング光学系２２の光軸方向（Ｚ方向）から見た図となっている。
【０２５６】
この例では、撮像部２１の受光面、つまり画素アレイ５１の中心部分（中央部分）にある領域R31-1または領域R31-2の何れかの領域がイメージング領域として用いられる。すなわち、領域R31-1や領域R31-2は、図１に示したイメージング領域R11に対応し、これらの領域R31-1や領域R31-2には上述したイメージング画素が形成されている。
【０２５７】
具体的には、例えばカメラモジュール１１において、16：9の画角で撮像画像の撮像が行われるときには領域R31-1がイメージング領域とされ、4：3の画角で撮像画像の撮像が行われるときには領域R31-2がイメージング領域とされる。なお、以下、領域R31-1および領域R31-2を特に区別する必要のない場合、単に領域R31とも称することとする。
【０２５８】
カメラモジュール１１では、16：9の画角と4：3の画角とを切り替えることができるようになされていることがある。
【０２５９】
この場合、どちらの画角で撮像を行うときでも撮像部２１の受光面における四隅の各領域、すなわち、受光面の図中、左上の隅の領域R32-1、受光面の図中、右上の隅の領域R32-2、受光面の図中、右下の隅の領域R32-3、および受光面の図中、左下の隅の領域R32-4の各領域はイメージング領域としては用いられない。
【０２６０】
そこで、カメラモジュール１１では、これらの領域R32-1乃至領域R32-4のうちの少なくとも何れか１つの領域がセンシング領域として用いられる。領域R32-1乃至領域R32-4は、図１に示したセンシング領域R12に対応し、これらの領域R32-1乃至領域R32-4には、上述したセンシング画素が形成される。
【０２６１】
このように受光面の四隅の領域をセンシング領域とすることで、撮像部２１の受光面を有効に活用することができる。なお、以下、領域R32-1乃至領域R32-4を特に区別する必要のない場合、単に領域R32とも称することとする。
【０２６２】
さらに、図１１に示す例では、イメージング領域として用いられる領域R31-1および領域R31-2の図中、手前側、つまり被写体側にはイメージング光学系２２が設けられている。このイメージング光学系２２によって、外部の被写体からの光は、イメージング領域としての領域R31-1や領域R31-2に導かれる。
【０２６３】
また、センシング領域として用いられる領域R32-1の図中、手前側、つまり被写体側にはセンシング光学系３０１−１が設けられており、センシング領域として用いられる領域R32-2の図中、手前側にはセンシング光学系３０１−２が設けられている。
【０２６４】
同様に、センシング領域として用いられる領域R32-3の図中、手前側にはセンシング光学系３０１−３が設けられており、センシング領域として用いられる領域R32-4の図中、手前側にはセンシング光学系３０１−４が設けられている。
【０２６５】
これらのセンシング光学系３０１−１乃至センシング光学系３０１−４のぞれぞれは、図１に示したセンシング光学系２３に対応し、外部の被写体からの光を領域R32-1乃至領域R32-4のそれぞれに導く。なお、以下、センシング光学系３０１−１乃至センシング光学系３０１−４を特に区別する必要のない場合、単にセンシング光学系３０１とも称することとする。各センシング光学系３０１は、上述したセンシング光学系２３と同様の構成とされる。
【０２６６】
このように、図１１に示す例では４つの領域R32や、４つの領域R32のうちの何れか１つなど、受光面の隅にある領域がセンシング領域とされる。この場合においても適切な分光情報を得ることができる。
【０２６７】
〈電子機器への適用例〉
さらに、上述したカメラモジュール１１は、例えばデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置、撮像機能を備えた携帯電話機、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
【０２６８】
図１２は、本技術を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【０２６９】
図１２に示される撮像装置５０１は、光学系５１１、シャッタ装置５１２、固体撮像素子５１３、制御回路５１４、信号処理回路５１５、モニタ５１６、およびメモリ５１７を有しており、静止画像および動画像を撮像可能である。
【０２７０】
光学系５１１は、１枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの光（入射光）を固体撮像素子５１３に導き、固体撮像素子５１３の受光面に結像させる。
【０２７１】
シャッタ装置５１２は、光学系５１１および固体撮像素子５１３の間に配置され、制御回路５１４の制御に従って、固体撮像素子５１３への光照射期間および遮光期間を制御する。
【０２７２】
固体撮像素子５１３は、光学系５１１およびシャッタ装置５１２を介して受光面に結像される光に応じて、一定期間、信号電荷を蓄積する。固体撮像素子５１３に蓄積された信号電荷は、制御回路５１４から供給される駆動信号（タイミング信号）に従って転送される。
【０２７３】
制御回路５１４は、固体撮像素子５１３の転送動作、および、シャッタ装置５１２のシャッタ動作を制御する駆動信号を出力して、固体撮像素子５１３およびシャッタ装置５１２を駆動する。
【０２７４】
信号処理回路５１５は、固体撮像素子５１３から出力された信号電荷に対して各種の信号処理を施す。信号処理回路５１５が信号処理を施すことにより得られた画像（画像データ）は、モニタ５１６に供給されて表示されたり、メモリ５１７に供給されて記録されたりする。
【０２７５】
このように構成されている撮像装置５０１においても本技術を適用することが可能である。すなわち、例えば光学系５１１がイメージング光学系２２およびセンシング光学系２３に対応し、固体撮像素子５１３が撮像部２１に対応する。換言すれば、光学系５１１乃至固体撮像素子５１３がカメラモジュール１１に対応する。さらに、固体撮像素子５１３のセンシング画素から出力された画素信号に基づいて、信号処理回路５１５により分光情報が生成される。
【０２７６】
＜カメラモジュールの使用例＞
図１３は、上述のカメラモジュール１１を使用する使用例を示す図である。
【０２７７】
上述したカメラモジュール１１は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
【０２７８】
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
【０２７９】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０２８０】
さらに、本技術は、以下の構成とすることも可能である。
【０２８１】
（１）
画像を撮像するための画素が設けられたイメージング領域、および少なくとも前記イメージング領域の画素とは異なる分光情報を取得可能な画素が設けられたセンシング領域を有する画素アレイ部と、
外部からの光を前記イメージング領域へと導くイメージング光学系と、
外部からの光を前記センシング領域へと導くセンシング光学系と
を備えるカメラモジュール。
（２）
前記センシング領域における画素配列が、複数の異なるカラーフィルタのそれぞれが設けられた画素のそれぞれを含む配列単位が繰り返し配置された画素配列となっている
（１）に記載のカメラモジュール。
（３）
前記イメージング光学系の光軸方向から見た、前記イメージング光学系の断面の面積が前記イメージング領域の面積よりも小さい
（１）または（２）に記載のカメラモジュール。
（４）
前記画素アレイ部の中央に前記イメージング領域が設けられ、
前記画素アレイ部の上端、下端、左端、および右端のうちの少なくとも何れかの領域に前記センシング領域が設けられている
（１）乃至（３）の何れか一項に記載のカメラモジュール。
（５）
前記画素アレイ部の中央に前記イメージング領域が設けられ、
前記画素アレイ部の四隅の各領域のうちの少なくとも何れかの領域に前記センシング領域が設けられている
（１）乃至（３）の何れか一項に記載のカメラモジュール。
（６）
前記センシング光学系は、前記センシング領域の直上に設けられたピンホールまたはピンホールアレイにより構成される
（１）乃至（５）の何れか一項に記載のカメラモジュール。
（７）
前記センシング領域における画素配列が、複数の異なるカラーフィルタのそれぞれが設けられた画素のそれぞれを含む配列単位が繰り返し配置された画素配列となっており、
前記ピンホールの開口部分の面積、または前記ピンホールアレイを構成するピンホールの開口部分の面積が、前記配列単位の面積よりも大きい
（６）に記載のカメラモジュール。
（８）
前記ピンホール、または前記ピンホールアレイを構成するピンホールにおける、深さ方向の長さと、前記深さ方向と垂直な方向の長さとの比が、前記イメージング光学系の焦点距離と、前記イメージング領域の前記深さ方向と垂直な方向の長さとの比と略同じである
（６）または（７）に記載のカメラモジュール。
（９）
前記センシング光学系は、前記ピンホールまたは前記ピンホールアレイ、および前記ピンホールまたは前記ピンホールアレイに対して前記センシング領域側とは反対側に配置された拡散板により構成される
（６）乃至（８）の何れか一項に記載のカメラモジュール。
（１０）
前記センシング光学系は、１または複数の光学レンズ、および前記光学レンズに対して前記センシング領域側とは反対側に配置された１または複数の拡散板により構成される
（１）乃至（５）の何れか一項に記載のカメラモジュール。
（１１）
前記光学レンズはシリンドリカルレンズである
（１０）に記載のカメラモジュール。
（１２）
前記センシング光学系は、１または複数の結像学レンズにより構成される
（１）乃至（５）の何れか一項に記載のカメラモジュール。
（１３）
複数の前記センシング領域のそれぞれに対して、互いに異なる画角で外部からの光を導く複数の前記センシング光学系のそれぞれを有する
（１）乃至（５）の何れか一項に記載のカメラモジュール。
（１４）
前記画素アレイ部には、赤外遮光フィルタが設けられた画素からなる前記センシング領域と、前記赤外遮光フィルタが設けられていない画素からなる前記センシング領域とが設けられている
（１）乃至（１３）の何れか一項に記載のカメラモジュール。
（１５）
画像を撮像するための画素が設けられたイメージング領域、および少なくとも前記イメージング領域の画素とは異なる分光情報を取得可能な画素が設けられたセンシング領域を有する画素アレイ部と、
外部からの光を前記イメージング領域へと導くイメージング光学系と、
外部からの光を前記センシング領域へと導くセンシング光学系と
を備える撮像装置。
【符号の説明】
【０２８２】
１１  カメラモジュール，  ２１  撮像部，  ２２  イメージング光学系，  ２３−１，２３−２，２３  センシング光学系，  １２１  遮光板，  １２２−１乃至１２２−４，１２２  ピンホール，  １５１  拡散板，  １８１  遮光板，  １８２  拡散板，  １８３  シリンドリカルレンズ，  ２１１  遮光板，  ２１２−１乃至２１２−３，２１２  結像レンズ，  ２４１  遮光板，  ２４２−１乃至２４２−３，２４２  結像レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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