(57)【要約】【課題】異なる入射光角度への対応が可能となる固体撮像装置を提供し、ケラレ、輝度シェーディング、色シェーディングを改善する。【解決手段】複数の受光素子を平面上で配列させた撮像素子２７と、受光素子のそれぞれに対応して撮像素子２７に対面配置された光学機能層５３と、を有する固体撮像装置１００であって、光学機能層５３を、伸縮性を有する透明シートに形成し、撮像素子２７に対する光学機能層５３の位置を変更するシート変位手段５７を、透明シートに備えた。光学機能層５３は、複数の受光素子それぞれの検出色成分を決定する色フィルタ、複数の受光素子それぞれに集光させるためのマイクロレンズが含まれる。【選択図】図１
2007336345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受光素子を平面上で配列させた撮像素子と、前記受光素子のそれぞれに対応して前記撮像素子に対面配置された光学機能層と、を有する固体撮像装置であって、
前記光学機能層は伸縮性を有する透明シートに形成され、
前記撮像素子に対する前記光学機能層の位置を変更するシート変位手段を前記透明シートに備えたことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の固体撮像装置であって、
前記光学機能層が、前記複数の受光素子それぞれの検出色成分を決定する色フィルタを含むことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の固体撮像装置であって、
前記光学機能層が、前記複数の受光素子それぞれに集光させるためのマイクロレンズを含むことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の固体撮像装置であって、
前記シート変位手段が、圧電素子を駆動源として前記透明シートを伸長させることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の固体撮像装置であって、
前記撮像素子の受光素子が行列状に２次元配列されてなり、
前記透明シートの伸長方向が、前記受光素子の行方向及び列方向に沿った方向であることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の固体撮像装置を用いたカメラであって、
前記固体撮像装置に搭載され焦点距離が変更自在な可変焦点レンズと、
撮像時に設定される前記可変焦点レンズの焦点距離に応じて前記固体撮像装置の透明シートの変位量を設定する駆動信号を前記シート変位手段に送出する制御部と、
を備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項７】
請求項６記載のカメラによる撮像方法であって、前記制御部が、撮像直前の前記可変焦点レンズの焦点距離を検出し、該検出距離が短い広角撮像時には前記伸長距離をゼロ又は少なく設定し、前記焦点距離が長い望遠撮像時には前記透明シートの伸長距離を長く設定した状態で撮像することを特徴とする撮像方法。
【請求項８】
請求項６記載のカメラによる撮像方法であって、
前記透明シートを第１の位置で１回目の撮像を行い、
前記第１の位置から前記受光素子の１ピッチ分をずらした第２の位置で２回目の撮像を行い、
前記１回目と２回目の撮像による撮像データ同士を合成し、高解像度画像データを出力することを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機能層を備えた固体撮像装置及びカメラ並びに撮像方法に関し、特に、周辺画素部の傾斜入射光により発生するケラレ、輝度シェーディング、色シェーディングを改善する改良技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＣＣＤ型固体撮像素子は、半導体基板の受光領域表面部に複数のフォトダイオード（受光部：画素）を備える。各フォトダイオードは二次元アレイ状に配列形成され、各フォトダイオードの上にカラーフィルタ層やマイクロレンズ層が積層される。
【０００３】
斯かる固体撮像素子に撮影レンズを通して光が入射すると、入射光は、素子中央部の画素（フォトダイオード）には真っ直ぐ入るが、素子周辺部の画素には斜めに入ることになるため、ケラレ、輝度シェーディング、色シェーディングの発生することがあった。
【０００４】
このような不具合を解消した一例に、例えば特許文献１に開示された固体撮像装置がある。この固体撮像装置は、図９に示すように、マイクロレンズ１の配列周期を画面中心のＰ１に比べて画面周辺のＰ２で短くして集光位置の調整を行っている。これにより画面中心（光軸近傍）の光束３が受光素子５に入射する際の光量と画面周辺部に入射する光束７が受光素子５に入射する際の光量とが略等しくなる。
【０００５】
したがって、この固体撮像装置によれば、固定焦点距離で撮影する場合に画面周辺部の受光素子５に入射する光量が、画面中心部の受光素子５に入射する光量と略等しくなり、画面全体にわたり均一でしかも良好なる画像が得られる。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２２７４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した従来の固体撮像装置では、マイクロレンズ１の配列周期Ｐを画面中心のＰ１に比べて画面周辺のＰ２で短く設定しているが、マイクロレンズや色フィルタを機能セグメントとして備えた光学機能層を撮像素子上に一体形成したオンチップ構造であるため、一定の範囲の入射光角度にしか対処できず、広角撮像時及び望遠撮像時の双方の入射光角度に対応して機能セグメントを受光素子に位置合わせすることは不可能であった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、異なる入射光角度への対応が可能となる固体撮像装置及びカメラ並びに撮像方法を提供し、周辺画素部の傾斜入射光により発生するケラレ、輝度シェーディング、色シェーディングの改善を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１）  複数の受光素子を平面上で配列させた撮像素子と、前記受光素子のそれぞれに対応して前記撮像素子に対面配置された光学機能層と、を有する固体撮像装置であって、
前記光学機能層は伸縮性を有する透明シートに形成され、
前記撮像素子に対する前記光学機能層の位置を変更するシート変位手段を前記透明シートに備えたことを特徴とする固体撮像装置。
【０００９】
この固体撮像装置によれば、シート変位手段が駆動されることにより、光学機能層に配列された機能セグメントの周期が変化し、一定範囲の入射光角度にしか対処できなかった従来の固体撮像装置に対し、異なる入射光角度への対応が可能となる。
【００１０】
（２）  （１）項記載の固体撮像装置であって、
前記光学機能層が、前記複数の受光素子それぞれの検出色成分を決定する色フィルタを含むことを特徴とする固体撮像装置。
【００１１】
この固体撮像装置によれば、光学機能層の機能セグメントとして色フィルタを有することで、透明シートの変位に伴って色フィルタが常に受光素子に対して最適位置に配置され、周辺画素部の傾斜入射光により発生する色シェーディングが改善される。
【００１２】
（３）  （１）項又は（２）項記載の固体撮像装置であって、
前記光学機能層が、前記複数の受光素子それぞれに集光させるためのマイクロレンズを含むことを特徴とする固体撮像装置。
【００１３】
この固体撮像装置によれば、光学機能層の機能セグメントとしてマイクロレンズを有することで、透明シートの変位に伴ってマイクロレンズが常に受光素子に対して最適位置に配置され、周辺画素部の傾斜入射光により発生するケラレ、輝度シェーディングが改善される。
【００１４】
（４）  （１）項〜（３）項のいずれか１項記載の固体撮像装置であって、
前記シート変位手段が、圧電素子を駆動源として前記透明シートを伸長させることを特徴とする固体撮像装置。
【００１５】
この固体撮像装置によれば、圧電素子に制御信号を印加することにより、電気量の機械量への変換によって、透明シートがシート面方向に所望の変位量で伸長可能となる。なお、収縮は、透明シートの弾性復元力と圧電素子の機械的変量との双方によって行われるので、弛みや皺等が透明シートに生じることはない。
【００１６】
（５）  （１）項〜（４）項のいずれか１項記載の固体撮像装置であって、
前記撮像素子の受光素子が行列状に２次元配列されてなり、
前記透明シートの伸長方向が、前記受光素子の行方向及び列方向に沿った方向であることを特徴とする固体撮像装置。
【００１７】
この固体撮像装置によれば、行列状に２次元配列された受光素子の中央部に光軸が配置された場合、この光軸を中心に周辺画素部入射光が放射状の傾斜入射光となるが、透明シートが、受光素子の行方向及び列方向に沿った方向で変位可能となることで、２次元配列された全ての受光素子に対し、光学機能層の各機能セグメントが対向配置可能となる。
【００１８】
（６）  （１）項〜（５）項のいずれか１項記載の固体撮像装置を用いたカメラであって、
前記固体撮像装置に搭載され焦点距離が変更自在な可変焦点レンズと、
撮像時に設定される前記可変焦点レンズの焦点距離に応じて前記固体撮像装置の透明シートの変位量を設定する駆動信号を前記シート変位手段に送出する制御部と、
を備えたことを特徴とするカメラ。
【００１９】
このカメラによれば、可変焦点レンズの焦点距離によって特に変化が顕著となる周辺画素部入射光の傾斜角度に応じ、制御部から駆動信号がシート変位手段へ送出され、シート変位手段によって変位駆動される透明シートに伴って、光学機能層における個々の機能セグメントが変位する。
【００２０】
（７）  （６）項記載のカメラによる撮像方法であって、
前記制御部が、撮像直前の前記可変焦点レンズの焦点距離を検出し、該検出距離が短い広角撮像時には前記伸長距離をゼロ又は少なく設定し、前記焦点距離が長い望遠撮像時には前記透明シートの伸長距離を長く設定した状態で撮像することを特徴とする撮像方法。
【００２１】
この撮像方法によれば、焦点距離が短い広角撮像時には、傾斜角度が大きくなる周辺画素部の入射光に応じて光学機能層の各機能セグメントのピッチが小さく維持され（傾斜光となるので光源側では小ピッチとなる）、焦点距離が長い望遠撮像時には、傾斜角度が小さくなる周辺画素部の入射光に応じて光学機能層の各機能セグメントのピッチが大きく維持される（略直線光となるので光源側では大ピッチとなる）。
【００２２】
（８）  （６）項記載のカメラによる撮像方法であって、
前記透明シートを第１の位置で１回目の撮像を行い、
前記第１の位置から前記受光素子の１ピッチ分をずらした第２の位置で２回目の撮像を行い、
前記１回目と２回目の撮像による撮像データ同士を合成し、高解像度画像データを出力することを特徴とする撮像方法。
【００２３】
この撮像方法によれば、撮像が受光素子の１ピッチ分をずらした位置で可能となることで、同じ受光素子で異なる色成分の検出が可能となる。したがって、サンプリングされた検出信号を処理することで、色分解能が二倍の解像度となり、飽和容量、ダイナミックレンジ、感度、暗時出力耐性を犠牲にすることなく、高解像度画像データを生成することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る固体撮像装置によれば、伸縮性を有する透明シートに光学機能層を形成し、撮像素子に対する光学機能層の位置を変更するシート変位手段を、透明シートに備えたので、シート変位手段を駆動することにより、光学機能層に配列された機能セグメントの周期を変化させることができ、一定範囲の入射光角度にしか対処できなかった従来の固体撮像装置に対し、異なる入射光角度への対応が可能となる。この結果、周辺画素部の傾斜入射光により発生するケラレ、輝度シェーディング、色シェーディングを改善することができる。
【００２５】
本発明に係るカメラによれば、固体撮像装置に搭載され焦点距離が変更自在な可変焦点レンズと、撮像時に設定される可変焦点レンズの焦点距離に応じて固体撮像装置の透明シートの変位量を設定する駆動信号をシート変位手段に送出する制御部とを備えたので、可変焦点レンズの焦点距離によって特に変化が顕著となる周辺画素部入射光の傾斜角度に応じ、シート変位手段を介して透明シートを変位させ、光学機能層における個々の機能セグメントを、受光素子に対応した最適な位置に常に配置することができる。
【００２６】
本発明に係る撮像方法によれば、制御部が、撮像直前の可変焦点レンズの焦点距離を検出し、検出距離が短い広角撮像時には伸長距離をゼロ又は少なく設定し、焦点距離が長い望遠撮像時には透明シートの伸長距離を長く設定した状態で撮像するので、焦点距離が短い広角撮像時には、傾斜角度が大きくなる周辺画素部の入射光に応じて光学機能層の各機能セグメントのピッチを小さく維持し、焦点距離が長い望遠撮像時には、傾斜角度が小さくなる周辺画素部の入射光に応じて光学機能層の各機能セグメントのピッチを大きく維持し、光学機能層における個々の機能セグメントを、受光素子に対応した最適な位置に配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明に係る固体撮像装置及びカメラ並びに撮像方法の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係るカメラの制御系の概略構成を表すブロック図、図２は固体撮像装置の平面図である。
本実施の形態では、固体撮像装置１００が可変焦点レンズを備えたデジタルカメラ（以下、単に「カメラ」という）２００に適用される場合を例に説明するが、本発明は、複数の受光素子、光学機能層を備えるその他の光学装置にも同様に用いて好適なものである。
【００２８】
カメラ２００は、被写体の光学像を、デジタル画像信号に変換し、着脱自在なメモリカード等の記録媒体２１ａを装着する画像記録部２１に記録するものであり、撮影光学系としての可変焦点レンズ２３、絞り２５、及び撮像素子（以下、「ＣＣＤ」と称す。）２７を備えている。なお、ＣＣＤ２７に代えて、ＣＭＯＳ固体撮像素子等他の撮像素子を用いることも可能である。
【００２９】
レンズ２３は、単焦点レンズであってもよいし、ズームレンズ等の焦点距離可変のレンズであってもよい。図１では便宜上１枚のレンズ２３を示したが、実際の撮影光学系は、固定レンズ、変倍レンズ、フォーカス調整用レンズ等、複数枚のレンズ群で構成される。
【００３０】
また、カメラ２００は画像等の表示が可能なカラー液晶画像表示部（ＬＣＤ）２９を有しており、ＬＣＤ２９によって撮像中の映像をモニタ表示したり、記録画像を再生表示することができる。ＬＣＤ２９は、ユーザが各種の設定操作等を行う際のユーザインターフェース用表示画面としても利用され、必要に応じて設定項目等のメニュー情報が表示される。
【００３１】
さらに、カメラ２００は、ＡＥ（自動露出調整）機能及びＡＦ機能を有している。図１において、制御部である中央処理装置（ＣＰＵ）３１は、所定のプログラムに従って本カメラシステムを統括制御する制御手段として機能するとともに、ＡＥ／ＡＦ演算等各種の演算を実施する演算手段として機能する。ＣＰＵ３１に接続されている記憶部であるメモリ３３には、ＣＰＵ３１が実行するプログラム及び制御に必要な各種データ等が格納されている。メモリ３３は書き換え不能なものであってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのように書き換え可能なものでもよい。
【００３２】
カメラ２００の操作部３５は、カメラ２００に対してユーザが各種の指示を入力するための手段である。撮影開始の指示を入力する不図示の撮影スイッチ（シャッターボタン）、その他、動作モードを選択するためモードダイヤル、メニュー画面の表示を指示するメニューボタン、電源スイッチ、ズームスイッチ等各種の操作手段が含まれる。
【００３３】
ＣＰＵ３１は、操作部３５からの指示信号に基づいてカメラ２００内の各回路の動作を制御する。即ち、ＣＰＵ３１は、レンズ２３の駆動制御、ＣＣＤ２７の露光及び読み出し制御、画像処理制御、画像データの記録制御、画像記録部２１の読み書き制御、ファイル管理、ＬＣＤ２９の表示制御等を行う。
【００３４】
ここで、カメラ２００の基本的な撮影機能について説明する。
レンズ２３を通過した光は、絞り２５によって光量が調節された後、ＣＣＤ２７に入射する。ＣＣＤ２７の受光面には多数の受光素子であるフォトダイオード（感光画素）が二次元的に配列され、各フォトダイオードに対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造（ベイヤー配列など）で配置されている。
【００３５】
レンズ２３を介してＣＣＤ２７の受光面に結像された被写体像は、各フォトダイオードによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換され、撮像素子駆動部３７から与えられるパルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出される。ＣＣＤ２７から出力された画像信号は、図示しないアナログ処理部に送られ、アナログ処理部においてアナログゲイン調整、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）等の処理が行われる。アナログ処理部で生成された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器３９によりデジタル信号に変換された後、信号処理部４１に送られる。
【００３６】
信号処理部４１は、ホワイトバランス補正回路、輝度（階調）・色差信号生成回路、ガンマ補正回路、輪郭強調回路等を含む画像処理手段であり、ＣＰＵ３１からのコマンドに従って画像信号を処理する。信号処理部４１に入力された画像データは、輝度信号及び色差信号に変換されるとともに、ガンマ補正等の所定の処理が施された後、画像記録部２１に格納される。
【００３７】
ＣＰＵ３１は、操作部３５の撮影スイッチの半押しを検知するとＡＥ制御及びＡＦ制御を行い、撮影スイッチの全押しを検知すると、記録用の画像を取り込むためのＣＣＤ露光及び読み出し制御を開始する。
【００３８】
カメラ２００には、ＣＰＵ３１によって制御されるレンズ駆動部４３が設けられ、図示しない位置センサ等のフォーカス位置検出手段から得られるフォーカス位置情報はＣＰＵ３１に入力される。
【００３９】
ＣＰＵ３１は、レンズ駆動部４３を制御してレンズ２３を移動させながら、複数のＡＦ検出ポイントでＡＦ評価値の演算を行い、各ＡＦ検出ポイントで算出されたＡＦ評価値のプロファイルからＡＦ評価値が最大となるレンズ位置を合焦位置として決定する。そして、求めた合焦位置にレンズ２３を移動させるようにレンズ駆動部４３を制御する。
【００４０】
ＡＥ制御についても同様に、撮影スイッチの半押しを検知すると、ＲＧＢ信号を取り込み、これらのＲＧＢ信号を積算した積算値に基づいて被写体輝度（撮影ＥＶ値）を求め、この撮影ＥＶ値に基づいて撮影時の絞り値とシャッター速度を決定する。そして、撮影スイッチの全押し時に、決定した絞り値になるように絞り駆動部４５を介して絞り２５を適正な絞り値に制御し、また、決定したシャッター速度となるようにシャッター駆動部４７が電荷蓄積時間を制御する。また、電子シャッターに加えて機械式のシャッター４９を併用してもよい。こうして、撮影スイッチの全押しによって取り込まれた撮影輝度信号は、信号処理部４１を介して画像記録部２１に送られる。
【００４１】
図３は光学機能層が伸長された固体撮像装置の断面図である。
固体撮像装置１００は、複数の受光素子５１を平面上で配列させたＣＣＤ２７と、ＣＣＤ２７に対面配置された光学機能層５３とを有する。光学機能層５３は、伸縮性を有する透明シート５５によって基材シートが形成される。固体撮像装置１００は、ＣＣＤ２７に対する光学機能層５３の位置を変更するシート変位手段５７を透明シート５５に備えている。光学機能層５３は、透明シート５５上に、後述する色フィルタ６１、マイクロレンズ６３等の機能セグメントを有する。これら機能セグメントは、個々の受光素子５１に対応して配置されることから、隣接する機能セグメント同士は、スリットＳによって分離されている。つまり、機能セグメント同士は、透明シート５５のみで連結されている。
【００４２】
シート変位手段５７は、例えば図２に示す圧電素子５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄを駆動源として、透明シート５５を伸長させる。それぞれの圧電素子５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄは、透明シート５５を引っ張る方向および引っ張りを戻す方向の双方に力を加えるようになっている。このシート変位手段５７は、ＣＰＵ３１によって制御される透明シート駆動部５９によって動作制御される。透明シート駆動部５９を介して圧電素子５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄに制御信号を印加することにより、電気量の機械量への変換によって、透明シート５５がシート面方向に所望の変位量で伸長可能となる。なお、収縮方向では、透明シート５５の初期の引っ張り量（オフセット量）に戻ることや、引っ張り量が軽減されることになり、弛みや皺等が透明シート５５に生じることはない。
【００４３】
光学機能層５３は、複数の受光素子５１のそれぞれの検出色成分を決定する色フィルタ６１を含む。光学機能層５３の機能セグメントとして色フィルタ６１を有することで、透明シート５５の変位に伴って色フィルタ６１が常に受光素子５１に対して最適位置に配置され、周辺画素部の傾斜入射光により発生する色シェーディングが改善されるようになっている。
【００４４】
また、光学機能層５３は、複数の受光素子５１のそれぞれに集光させるためのマイクロレンズ６３を含む。光学機能層５３の機能セグメントとしてマイクロレンズ６３を有することで、透明シート５５の変位に伴ってマイクロレンズ６３が常に受光素子５１に対して最適位置に配置され、マイクロレンズ６３による集光光が受光素子５１の受光面に正確に照射され、周辺画素部の傾斜入射光により発生するケラレ、輝度シェーディングが改善されるようになっている。なお、図３中、６５は平坦化層を表す。
【００４５】
ＣＣＤ２７では、受光素子５１が行列状に２次元配列されてなり、透明シート５５の伸長方向は、受光素子５１の行方向及び列方向に沿った方向となっている。行列状に２次元配列された受光素子５１の中央部に光軸が配置された場合、この光軸を中心に周辺画素部への入射光が放射状の傾斜入射光となるが、透明シート５５が、受光素子５１の行方向及び列方向に沿った方向で変位可能となることで、２次元配列された全ての受光素子５１に対し、光学機能層５３の各機能セグメントが光学的に対向配置可能となっている。すなわち、透明シート５５は、画面中心位置を固定として画面周辺部を放射状に変位させることが可能となっている。また、場合によっては透明シート５５を同じ張力の状態として、受光素子５１との相対位置を変更する（受光素子面と平行にスライドさせること）ことも可能である。
【００４６】
このように、固体撮像装置１００では、シート変位手段５７が駆動されることにより、光学機能層５３に配列された機能セグメントの配置周期が変化し、一定範囲の入射光角度にしか対処できなかった従来の固体撮像装置に対し、異なる入射光角度への対応が可能となる。
【００４７】
レンズ２３は、焦点距離が、レンズ駆動部４３によって変更自在な可変焦点レンズとなっている。カメラ２００では、撮像時に設定される可変焦点レンズの焦点距離に応じて、固体撮像装置１００の透明シート５５の変位量を設定する駆動信号をＣＰＵ３１から透明シート駆動部５９を介してシート変位手段５７に送出する。
【００４８】
このように、本発明の構成においては、可変焦点レンズの焦点距離によって特に変化が顕著となる周辺画素部入射光の傾斜角度に応じ、ＣＰＵ３１から駆動信号がシート変位手段５７へ送出されることで、シート変位手段５７によって変位駆動される透明シート５５に伴って、光学機能層５３における個々の機能セグメント（色フィルタ６１、マイクロレンズ６３）が変位するようになっている。
【００４９】
ここで、具体的なシート変位の様子を説明する。
図４は広角撮像時を（ａ）、望遠撮像時を（ｂ）に表した固体撮像装置の断面図である。
カメラ２００は、広角撮像時、及び望遠撮像時に、ＣＰＵ３１が、撮像直前の可変焦点レンズ２３の焦点距離を検出し、この検出距離が短い広角撮像時には伸長距離をゼロ又は少なく設定し、焦点距離が長い望遠撮像時には透明シート５５の伸長距離を長く設定する駆動信号をシート変位手段５７へ送出する。
【００５０】
これにより、図４（ａ）に示す焦点距離が短い広角撮像時には、傾斜角度が大きくなる周辺画素部の入射光に応じて光学機能層５３の各機能セグメントのピッチＰ１が小さく維持され（傾斜光となるので光源側では小ピッチとなる）、図４（ｂ）に示す焦点距離が長い望遠撮像時には、傾斜角度が小さくなる周辺画素部の入射光に応じて光学機能層５３の各機能セグメントのピッチＰ２が大きく（Ｐ１＜Ｐ２）維持される（略直線光となるので光源側では大ピッチとなる）。
【００５１】
次に、上記した固体撮像装置１００の製造方法について説明する。
図５は固体撮像装置の製造手順を（ａ），（ｂ），（ｃ）で表した説明図である。
先ず、図５（ａ）に示すように、透明シート５５上に、色フィルタ６１の各色部Ｒ，Ｇ，Ｂを形成し、さらに、その表面に図５（ｂ）に示す平坦化層６５を形成する。
次いで、平坦化層６５上に、不図示のレンズ材層とレジスト層を形成する。そして、各マイクロレンズ６３に対応するパターンをレジストパターンで形成する。
【００５２】
次いで、リフロー処理してレジスト層を軟化・溶融させてレンズ形状とした後、エッチング処理により、各マイクロレンズ６３を分離するスリットＳを形成して光学機能層５３を得る。
この光学機能層５３を、ＣＣＤ２７の光入射側に対向配置して固体撮像装置１００とする。なお、ＣＣＤ２７に対向配置された光学機能層５３の透明シート５５には、別途工程により、各辺、或いは隣接する一対の辺に、図２に示した圧電素子５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄが接続される。
【００５３】
上記の固体撮像装置１００によれば、伸縮性を有する透明シート５５に光学機能層５３を形成し、ＣＣＤ２７に対する光学機能層５３の位置を変更するシート変位手段５７を、透明シート５５に備えたので、シート変位手段５７を駆動することにより、光学機能層５３に配列された機能セグメントの周期を変化させることができ、一定範囲の入射光角度にしか対処できなかった従来の固体撮像装置に対し、異なる入射光角度への対応が可能となる。この結果、周辺画素部の傾斜入射光により発生するケラレ、輝度シェーディング、色シェーディングを改善することができる。
【００５４】
また、カメラ２００によれば、固体撮像装置１００に搭載され焦点距離が変更自在な可変焦点レンズ２３と、撮像時に設定される可変焦点レンズ２３の焦点距離に応じて固体撮像装置１００の透明シート５５の変位量を設定する駆動信号をシート変位手段５７に送出するＣＰＵ３１とを備えたので、可変焦点レンズ２３の焦点距離によって特に変化が顕著となる周辺画素部入射光の傾斜角度に応じ、シート変位手段５７を介して透明シート５５を変位させ、光学機能層５３における個々の機能セグメントを、受光素子５１に対応した最適な位置に常に配置することができる。
【００５５】
さらに、カメラ２００の撮像方法によれば、ＣＰＵ３１が、撮像直前の可変焦点レンズ２３の焦点距離を検出し、検出距離が短い広角撮像時には伸長距離をゼロ又は少なく設定し、焦点距離が長い望遠撮像時には透明シート５５の伸長距離を長く設定した状態で撮像するので、焦点距離が短い広角撮像時には、傾斜角度が大きくなる周辺画素部の入射光に応じて光学機能層５３の各機能セグメントのピッチを小さく維持し、焦点距離が長い望遠撮像時には、傾斜角度が小さくなる周辺画素部の入射光に応じて光学機能層５３の各機能セグメントのピッチを大きく維持する。これにより、光学機能層５３における個々の機能セグメントを、受光素子５１に対応した最適な位置に配置することができる。
【００５６】
次に、上記のカメラ２００による撮像方法の変形例を説明する。
図６は非変位時を（ａ）、１ピッチ変位時を（ｂ）に表した撮像方法の変形例を表す説明図、図７は１回目撮像時を（ａ）、２回目撮像時を（ｂ）に表した特定の受光素子に対応する色フィルタの模式図、図８は合成された高解像度画像データを色別（ａ），（ｂ），（ｃ）で表した受光素子に対応する色フィルタの模式図である。
本変形例における撮像方法においては、カメラ２００は、固体撮像装置１００の透明シート５５を、図６（ａ）に示す第１の位置で１回目の撮像を行う。これにより図７（ａ）に示す撮像データが得られるものとする。その後、この第１の位置から受光素子５１の１ピッチ分を矢印７１方向にずらした図６（ｂ）に示す第２の位置で２回目の撮像を行う。これにより図７（ｂ）に示す撮像データが得られることになる。
【００５７】
この場合、図２に示した圧電素子５７ａを縮退させ、圧電素子５７ｂを伸長させることで、透明シート５５を左方向へ駆動させる。他の方向に対しても同様である。このような駆動を行うことで、透明シート５５を伸長させることなく、１ピッチ分の変位を行う。そして、撮像して得た１回目と２回目の撮像データ同士を合成することで、Ｒについては図８（ａ）に示す解像度で、Ｇにいついては図８（ｂ）に示す解像度で、Ｂについては図８（ｃ）に示す解像度で色データをサンプリングして、高解像度画像データとして出力することが可能になる。
【００５８】
このような撮像方法によれば、同じ受光素子５１で異なる色成分の検出が可能となり、サンプリングされた検出信号を処理することで、透明シート５５の移動方向に対して色分解能が二倍の解像度となる。さらに、行列方向に１ピッチ分を変位させれば、合計四倍の解像度となる。この結果、飽和容量、ダイナミックレンジ、感度、暗時出力耐性を犠牲にすることなく、簡単にして高解像度画像データを生成することができるようになる。
【００５９】
なお、上述した実施の形態の説明においては、ＣＣＤ型の固体撮像素子１００を例に説明したが、本発明はＣＭＯＳ型の固体撮像素子にも同様に適用可能である。また、受光素子５１の配列も正方格子配列に限らず、例えば千鳥配列であっても勿論良い。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係るカメラの制御系の概略構成を表すブロック図である。
【図２】固体撮像装置の平面図である。
【図３】光学機能層が伸長された固体撮像装置の断面図である。
【図４】広角撮像時を（ａ）、望遠撮像時を（ｂ）に表した固体撮像装置の断面図である。
【図５】固体撮像装置の製造手順を（ａ）（ｂ）（ｃ）で表した説明図である。
【図６】非変位時を（ａ）、１ピッチ変位時を（ｂ）に表した撮像方法の変形例を表す説明図である。
【図７】１回目撮像時を（ａ）、２回目撮像時を（ｂ）に表した特定の受光素子に対応する色フィルタの模式図である。
【図８】合成された高解像度画像データを色別（ａ）（ｂ）（ｃ）で表した受光素子に対応する色フィルタの模式図である。
【図９】従来の固体撮像素子の中央部画素と周辺部画素とを表した断面模式図である。
【符号の説明】
【００６１】
２３  可変焦点レンズ
２７  ＣＣＤ（撮像素子）
３１  ＣＰＵ（制御部）
５１  受光素子
５３  光学機能層
５５  透明シート
５７  シート変位手段
５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄ  圧電素子
６１  色フィルタ
６３  マイクロレンズ
１００  固体撮像装置
２００  カメラ
【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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