(57)【要約】【課題】マイクロレンズ方式の焦点検出装置において、受光部と対応関係にあるマイクロレンズ以外のマイクロレンズから当該受光部へ被写体光束が入射するのを防止する。【解決手段】撮影光学系の予定焦点面から所定距離だけ離れた位置に複数のマイクロレンズｍｉ（ｉ＝０，１，２・・）を所定ピッチで配列したマイクロレンズアレイ１５ｂと、マイクロレンズアレイ１５ｂの各マイクロレンズｍｉに対応して複数の光電変換素子（画素）を有する受光部ｐｉを配列し、各マイクロレンズｍｉを介して予定焦点面上の像を受光する受光部アレイ１５ｃと、受光部アレイ１５ｃの複数の受光部ｐｉの画素出力に基づいて撮影光学系の焦点調節状態を演算する焦点状態演算手段とを備える焦点検出装置において、受光部ｐｉと対応関係にあるマイクロレンズｍｉ以外のマイクロレンズから当該受光部ｐｉへ被写体光束が入射するのを防止する遮光膜５１，５２を設ける。【選択図】図６
2007322898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系の予定焦点面から所定距離だけ離れた位置に、複数のマイクロレンズを所定ピッチで配列したマイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズに対応して複数の光電変換素子（以下、画素という）を有する受光部を配列し、前記各マイクロレンズを介して前記予定焦点面上の像を受光する受光部アレイと、
前記受光部と対応関係にある前記マイクロレンズ以外の前記マイクロレンズから当該受光部へ被写体光束が入射するのを防止する遮光膜と、
前記受光部アレイの複数の受光部の画素出力に基づいて前記撮影光学系の焦点調節状態を演算する焦点状態演算手段とを備えることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点検出装置において、
前記遮光膜を、前記マイクロレンズアレイの被写体光束の入射面に設けることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の焦点検出装置において、
前記遮光膜を、前記マイクロレンズアレイの被写体光束の入射面と射出面との間の中間位置に設けることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の焦点検出装置において、
前記遮光膜を、前記マイクロレンズアレイの被写体光束の射出面に設けることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項５】
請求項１に記載の焦点検出装置において、
前記遮光膜を、前記マイクロレンズアレイの被写体光束の入射面、入射面と射出面の間の中間位置および射出面のいずれか複数の位置に複数枚設けることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、
前記マイクロレンズアレイは複数のマイクロレンズが二次元状に配列され、隣り合う前記マイクロレンズにおける前記受光部の画素の並び方向を互いに異なる方向に配列することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、
前記遮光膜は、前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズの光軸を中心とする開口を有することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の焦点検出装置において、
前記開口を円形開口とすることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項９】
請求項７に記載の焦点検出装置において、
前記受光部の画素の並び方向の開口幅を、前記受光部の画素の並び方向と直交する方向の開口幅よりも狭くすることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１０】
請求項１〜９に記載の焦点検出装置を備えることを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出装置と、その焦点検出装置を備えたカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影光学系の予定焦点面にマイクロレンズアレイを配置するとともに、各マイクロレンズごとに光電変換素子対を有する受光部を設け、光電変換素子で得られる光電変換出力を相関演算することによって、撮影光学系の焦点調節状態を検出するようにした焦点検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】特開昭５６−０３２１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のものでは、マイクロレンズに関して光電変換素子と撮影レンズの射出瞳近傍とを共役関係にしていた。しかし今、仮に光電変換素子と予定焦点面近傍を共役とする等、上記共役関係を崩す構成を検討すると、受光部と対応関係にあるマイクロレンズ以外のマイクロレンズから当該受光部へ被写体光束が入射して焦点検出精度が低下したり、焦点検出不能になることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）  請求項１の発明は、撮影光学系の予定焦点面から所定距離だけ離れた位置に複数のマイクロレンズを所定ピッチで配列したマイクロレンズアレイと、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズに対応して複数の光電変換素子（画素）を有する受光部を配列し、各マイクロレンズを介して予定焦点面上の像を受光する受光部アレイと、受光部と対応関係にあるマイクロレンズ以外のマイクロレンズから当該受光部へ被写体光束が入射するのを防止する遮光膜と、受光部アレイの複数の受光部の画素出力に基づいて撮影光学系の焦点調節状態を演算する焦点状態演算手段とを備える。
（２）  請求項２の焦点検出装置は、遮光膜をマイクロレンズアレイの被写体光束の入射面に設けたものである。
（３）  請求項３の焦点検出装置は、遮光膜をマイクロレンズアレイの被写体光束の入射面と射出面との間の中間位置に設けたものである。
（４）  請求項４の焦点検出装置は、遮光膜をマイクロレンズアレイの被写体光束の射出面に設けたものである。
（５）  請求項５の焦点検出装置は、遮光膜をマイクロレンズアレイの被写体光束の入射面、入射面と射出面の間の中間位置および射出面のいずれか複数の位置に複数枚設けたものである。
（６）  請求項６の焦点検出装置は、マイクロレンズアレイは複数のマイクロレンズが二次元状に配列され、隣り合う前記マイクロレンズにおける受光部の画素の並び方向を互いに異なる方向に配列したものである。
（７）  請求項７の焦点検出装置は、遮光膜がマイクロレンズアレイの各マイクロレンズの光軸を中心とする開口を有するものである。
（８）  請求項８の焦点検出装置は、開口を円形開口としたものである。
（９）  請求項９の焦点検出装置は、受光部の画素の並び方向の開口幅を受光部の画素の並び方向と直交する方向の開口幅よりも狭くしたものである。
（１０）  請求項１０の発明は、請求項１〜９のいずれかの焦点検出装置を備えたカメラである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、マイクロレンズ方式の焦点検出装置において、受光部と対応関係にあるマイクロレンズ以外のマイクロレンズから当該受光部へ被写体光束が入射するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本願発明の焦点検出装置を一眼レフレックス・デジタルスチルカメラに適用した一実施の形態を説明する。なお、本願発明は一眼レフカメラやデジタルカメラに限定されず、コンパクトカメラや銀塩フィルムカメラなどのすべての種類のカメラの他、望遠鏡や測量器などの光学機器に適用することができる。
【０００８】
図１は、一実施の形態の焦点検出装置を備えた一眼レフレックス・デジタルスチルカメラの横断面図を示す。なお、本願発明の焦点検出装置に関わる機器および装置以外のカメラの一般的な機器および装置については図示と説明を省略する。一実施の形態のカメラではカメラボディ１にレンズ鏡筒２が装着される。レンズ鏡筒２は各種の撮影レンズに交換可能である。
【０００９】
カメラボディ１はメインミラー１１、サブミラー１２、シャッター１３、撮像素子１４、焦点検出装置１５、制御装置１６、ペンタプリズム１７、接眼レンズ１８、接点１９などを備えている。撮像素子１４はＣＣＤやＣＭＯＳなどから構成され、撮影レンズ（後述）により結像された被写体像を電気信号に変換して出力する。焦点検出装置１５は撮影レンズの焦点調節状態を検出する。この焦点検出装置１５については詳細を後述する。制御装置１６は不図示のマイクロコンピューター、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバーターなどから構成され、カメラの各種演算やシーケンス制御などを行う。
【００１０】
一方、レンズ鏡筒２は撮影レンズ２１（２１ｂ〜２１ｅ）、絞り２２、レンズ駆動制御装置２３などを備えている。レンズ駆動制御装置２３は不図示のマイクロコンピューター、メモリ、レンズ駆動用モーター、絞り駆動用モーターなどから構成され、撮影レンズ２１の焦点調節や絞り２２の開口調節などを行う。なお、カメラボディ１の制御装置１６とレンズ鏡筒２のレンズ駆動制御装置２３は交換レンズマウント部（不図示）に設けられた接点１９を介して各種情報の授受を行う。
【００１１】
非撮影時には図に示すようにメインミラー１１とサブミラー１２が撮影光路中に置かれ、撮影レンズ２１を透過した被写体光の一部はメインミラー１１、ペンタプリズム１７、接眼レンズ１８を介して撮影者の目に導かれ、撮影者に被写体像が視認される。また、被写体光の残りの一部はメインミラー１１、サブミラー１２を介して焦点検出装置１５へ導かれ、焦点検出装置１５により撮影レンズ２１の焦点調節状態、すなわちデフォーカス量が検出される。
【００１２】
図２は焦点検出装置１５の詳細な構成を示す図であり、図３は焦点検出装置１５周辺部の光路を示す図である。図３において、焦点検出装置１５の焦点検出面１５ａは、サブミラー１２の反射面１２ａに対して撮像素子１４の撮像面１４ａと光学的に等価な撮影レンズ２１（図１参照）の予定焦点面である。この焦点検出面１５ａに結像された被写体像によって撮影レンズ２１の焦点調節状態を検出する。なお、２１ａは撮影レンズ２１の射出瞳である。
【００１３】
焦点検出装置１５は、図２に示すようにマイクロレンズアレイ１５ｂ、焦点検出センサー１５ｃ、Ａ／Ｄコンバーター１５ｄ、ＣＰＵ１５ｅ、メモリ１５ｉを備えている。マイクロレンズアレイ１５ｂは、図２に示すように複数のマイクロレンズｍｉ（ｉ＝０、１、２、・・）が所定のピッチＰｍで一列に配列されており、図３に示すように焦点検出面１５ａから所定距離Ｌだけ離れた面に配置される。
【００１４】
このマイクロレンズアレイ１５ｂの後方には焦点検出センサー１５ｃが配置され、撮影レンズ２１により結像された予定焦点面（焦点検出面）１５ａ上の被写体像が各マイクロレンズｍｉにより焦点検出センサー１５ｃ上に結像される。なお、図２では説明を理解しやすくするためにマイクロレンズアレイ１５ｂと焦点検出センサー１５ｃとを離間して表しているが、実際は両者を密着して配置する。
【００１５】
焦点検出センサー１５ｃは、各マイクロレンズｍｉからの焦点検出用光束を受光するために、各マイクロレンズｍｉごとに受光部ｐｉ（ｉ＝０、１、２、・・）を備えている。各受光部ｐｉはそれぞれ複数個、図２に示す例では６個の光電変換素子（以下、画素という）ａｉ〜ｆｉ（ｉ＝０、１、２、・・）が直線上に等間隔に配列されている。なお、図２では一部の画素の符号を省略している。ここで、受光部ｐｉの並び方向および画素ａｉ〜ｆｉの並び方向はともにマイクロレンズｍｉの並び方向と同一である。
【００１６】
なお、図２と図３では簡単のために受光部ｐｉごとに６個の画素を備えた絵で示すが、受光部ｐｉごとの画素の個数は実際は１８個である。なお、これは本実施の形態の場合であり、１８個に限定されるものではない。なお、この明細書ではその時々の説明を解りやすくするために受光部ｐｉごとの画素数をその都度変えて表す。また、すべての受光部ｐｉに対応して多くの画素を直線上に等間隔に配列した１本のイメージセンサーを用い、各受光部ごとに対応する画素の範囲を決めてもよい。
【００１７】
Ａ／Ｄコンバーター１５ｄは、焦点検出センサー１５ｃから出力される各受光部ｐｉの画素ａｉ〜ｆｉごとの信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ１５ｅへ出力する。メモリ１５ｉは画素ａｉ〜ｆｉの出力信号を一時的に記憶するバッファーメモリである。
【００１８】
ＣＰＵ１５ｅはマイクロコンピューターのソフトウエア形態により構成する複数像列作成部１５ｆ、像ズレ量演算部１５ｇ、デフォーカス量演算部１５ｈを備え、焦点検出センサー１５ｃの出力信号に基づいて撮影レンズ２１の焦点調節状態を検出し、デフォーカス量を制御装置１６へ出力する。
【００１９】
一実施の形態の撮影光学系と焦点検出光学系は、撮像素子１４の撮像面１４ａと光学的に等価な撮影レンズ２１の予定焦点面１５ａを焦点検出面とし、この焦点検出面１５ａから所定距離Ｌだけ離間した位置に、複数のマイクロレンズｍｉ（ｉ＝０、１、２、・・）を所定のピッチＰｍで一列に配列したマイクロレンズアレイ１５ｂを配置する。さらに、マイクロレンズアレイ１５ｂの背後（焦点検出面１５ａと反対側）に各マイクロレンズｍｉに対応して複数の画素（ここでは１８個）ａｉ〜ｒｉを有する受光部ｐｉを配置する。
【００２０】
これに対し一実施の形態の撮影光学系と焦点検出光学系は、各マイクロレンズｍｉを介して受光部ｐｉと撮影レンズ２１の予定焦点面（焦点検出面）１５ａとが結像関係（共役関係）となるように、各マイクロレンズｍｉの曲率および／または各マイクロレンズｍｉから対応する受光部ｐｉまでの距離を設定している。これにより、各マイクロレンズｍｉに対応する受光部ｐｉが各マイクロレンズｍｉによって撮影レンズ２１の予定焦点面１５ａに逆投影される。
【００２１】
なお、一実施の形態における受光部ｐｉと撮影レンズ２１の焦点検出面（予定焦点面）１５ａとの結像関係（共役関係）は、各マイクロレンズｍｉの曲率を変えても実現できるし、各マイクロレンズｍｉと受光部ｐｉとの間の距離を変えても実現でき、さらに、両者を変えても実現できる。
【００２２】
図３において、撮像面１４ａと光学的に等価な予定焦点面（焦点検出面）１５ａには、撮影レンズ２１により被写体像が結像される。一方、予定焦点面（焦点検出面）１５ａには、各マイクロレンズｍｉにより各マイクロレンズｍｉに対応する受光部ｐｉの画素ａｉ〜ｆｉの像ａｉ”〜ｆｉ”が逆投影される。焦点検出面１５ａに逆投影された各画素像ａｉ”〜ｆｉ”は、撮影レンズ２１の射出瞳２１ａ上の焦点検出用瞳領域Ａ〜Ｆに対応する。
【００２３】
ただし、Ａ〜Ｆは受光部の画素と共役関係にないので各画素のボケ像であり、後述のようにＡとＢ、ＣとＤなど隣接する領域は実際はボケ部分どおしが互いに重なりあうが、図３では解りやすくするためボケを略し互いに離反させて描写している。また、図３は解りやすくするために部分的に尺度を変えて示した模式図であって、撮影レンズ付近に比べ予定焦点面を拡大して示し、また焦点検出センサー付近はさらに拡大して示している。さらに、図３においては各マイクロレンズｍ０とｍ３におけるＡ〜Ｆをそれぞれ共通しているように描いたが、実際はｍ０とｍ３に対応するＡどうし、Ｂどうしなどはマイクロレンズの３ピッチ分ずれる。しかし、後述のように、一般にこれはＡ、Ｂ間距離などに比べて極めて小さいので、近似して図３では一致させて描いている。なお、上記のように予定焦点面付近を相対的に大きく拡大して描画した関係で、ｍ０に入射する光が斜入射しているように見えるが、実際はｍ３に入射する光線と平行である。
【００２４】
焦点検出センサー１５ｃの各受光部ｐｉの各画素ａｉ〜ｆｉは、撮影レンズ２１の射出瞳２１ａ内の各焦点検出用瞳領域Ａ〜Ｆを通過した被写体からの光束によって焦点検出面１５ａに結像された被写体像の内の、焦点検出面１５ａに逆投影された各画素像ａｉ”〜ｆｉ”の範囲内の被写体像を捕捉する。換言すれば、焦点検出センサー１５ｃの各受光部ｐｉの各画素ａｉ〜ｆｉは、撮影レンズ２１の射出瞳２１ａの各焦点検出用瞳領域Ａ〜Ｆを睨み、各焦点検出用瞳領域Ａ〜Ｆを通過した被写体からの光束により結像される被写体像の光強度分布に応じた信号を出力する。
【００２５】
図４は、図２および図３に示す隣接する６個のマイクロレンズｍ１〜ｍ６による受光部ｐ１〜ｐ６と焦点検出面１５ａとの結像関係（共役関係）を拡大して示した図である。なお、図４では受光部ｐｉごとに備えた１８個の画素を１２個の画素ａｉ〜ｌｉに短縮して示し、各マイクロレンズｍｉによって焦点検出面１５ａ上に逆投影される受光部ｐｉの画素ａｉ〜ｌｉの像を符号ａｉ”〜ｌｉ”で表す。また、図４では、説明を理解しやすくするために、焦点検出面１５ａ上に逆投影される受光部ｐｉの画素ａｉ〜ｌｉの像ａｉ”〜ｌｉ”を撮影レンズ２１の光軸方向にずらして表す。なお、図４において、各受光部ｐｉの画素ａｉ〜ｌｉと焦点検出面１５ａ上の画素像ａｉ”〜ｌｉ”とは並び順が反転する（図２参照）。
【００２６】
この一実施の形態では、図４に拡大して示すように、マイクロレンズｍｉの画素ｐｉの焦点検出面１５ａにおける画素像ａｉ”〜ｌｉ”（実際はａｉ”〜ｒｉ”）が、マイクロレンズｍｉの配列ピッチＰｍ（図２参照）の中に３画素像ずつ入るように、換言すれば、隣接するマイクロレンズｍｉとｍi+1の受光部ｐｉとｐi+1の焦点検出面１５ａにおける画素像ａｉ”〜ｌｉ”とａi+1”〜ｌi+1”が、３画素像ずつずれるように、各マイクロレンズｍｉの曲率および／または各マイクロレンズｍｉから対応する受光部ｐｉまでの距離を設定する。
【００２７】
一実施の形態の焦点検出光学系の具体例を示すと、マイクロレンズｍｉの配列ピッチＰｍを６０μｍとし、焦点検出面１５ａからマイクロレンズアレイ１５ｂまでの距離Ｌを約１３００μｍとして、焦点検出面１５ａにおける１８個の画素像ａｉ”〜ｒｉ”のピッチＰｄ＝２０μｍを実現する。
【００２８】
また、マイクロレンズの厚さＬｄは２５０μｍ、受光部の画素ピッチは２．５μｍである。この具体例の構成を相似に近く描画したのが図５で、説明上不要な部分は略してある。この図においてマイクロレンズアレイ１５ｂと焦点検出センサー１５ｃは、接近していて分離して描画するのが困難なので、一本の太い線分で表している。このとき、撮影レンズの射出瞳を予定焦点面から１００ｍｍとして、ここにある瞳領域Ａ、Ｂ、〜Ｒ（図３におけるＡ、Ｂ、〜Ｆに相当）の各中心位置をＡｏ、Ｂｏ、〜Ｒｏで示し、Ａ、Ｂ、〜Ｒのボケ部分まで含めた形状を紙面の上にずらして描画してある。これにより、図３の説明で述べたように、隣り合う瞳領域が実際は一部重なりあうことがわかる。なお、マイクロレンズごとに対応するＡ、Ｂ、〜Ｒの位置は異なり、隣接するマイクロレンズに対応するＡどうし、ＢどうしなどはＰｍだけずれる。図５に描いたＡｏ〜Ｒｏは、例として中心付近のマイクロレンズに対応した瞳領域の位置を示した。この例で、隣接する瞳領域ＡとＢなどの間隔は、約１．５ｍｍとなる。したがって、上記Ｐｍ（＝６０μｍ）はこれに比べて極めて小さい。上述の図３の説明において、ｍ０とｍ３の間隔（＝３Ｐｍ）が、瞳領域間にくらべ極めて小さいと記したのはこのような事情によるものである。なお、図４で説明したマイクロレンズのピッチＰｍ内に、画素像が３画素づつ入るというのは、実際のこの実施の形態の通りの描写である。
【００２９】
図４において、焦点検出面１５ａ上の画素像ａｉ”〜ｌｉ”のピッチをＰｄとすると、マイクロレンズピッチＰｍの中に３・Ｐｄが入る。隣接する受光部ｐｉとｐi+1はそれぞれ、焦点検出面１５ａ上のマイクロレンズｍｉの配列ピッチＰｍ、すなわち３画素像ピッチ３・Ｐｄだけずれた検出領域の被写体像に応じた光量分布を検出する。そして、隣接する受光部ｐｉとｐi+1の画素像ａｉ”〜ｌｉ”とａi+1”〜ｌi+1”が重なった部分の画素出力とを比較し、光量分布パターンのズレ量を算出することによって、撮影レンズ２１の焦点調節状態を検出する。
【００３０】
例えば図４に示す例では、隣接する受光部ｐ１とｐ２の画素像ａ１”〜ｌ１”とａ２”〜ｌ２”が重なった部分Ｄに対応する画素出力ｄ１’〜ｌ１’とａ２’〜ｉ２’とを比較し、光量分布パターンのズレ量を算出して撮影レンズ２１の焦点調節状態を検出する。なお、さらに間隔のあいた受光部どうし、例えば図４に示す受光部ｐ１とｐ４の画素像ａ１”〜ｌ１”とａ４”〜ｌ４”が重なった部分に対応する画素出力ｊ１’〜ｌ１’とａ４’〜ｃ４’とを比較し、光量分布パターンのズレ量を算出して撮影レンズ２１の焦点調節状態を検出することもできる。後者の場合は受光部ｐｉから撮影レンズ２１の射出瞳２１ａ上における焦点検出領域を睨む開角が前者に比べて大きいので、前者に比べて高い精度で焦点検出を行うことができる。
【００３１】
ここで、隣接する受光部ｐｉとｐi+1の焦点検出面１５ａ上の同一の検出位置へ入射する被写体からの光束は、図３に示すように、撮影レンズ２１の射出瞳２１ａ上の異なる瞳領域（Ａ〜Ｆ；各受光部ｐｉに６個の画素ａｉ〜ｆｉを設けた場合）の内の異なる瞳領域を通過した光束である。例えば図４に示す例では、隣接する受光部ｐ１とｐ２の焦点検出面１５ａ上の同一の検出位置Ｐｘへ入射する被写体からの光束は、撮影レンズ２１の射出瞳２１ａ上の異なる瞳領域（Ａ〜Ｌの内のＥとＢ；不図示）を通過した光束である。
【００３２】
なお、上記のように構成した焦点検出装置において、マイクロレンズアレイ１５ｂの各マイクロレンズｐｉに対応する画素（ａｉ〜ｌｉ）から出力される信号を用いて撮影レンズ２１の焦点調節状態、すなわちデフォーカス量を算出する方法は、撮影レンズの射出瞳面の互いに異なる一対の焦点検出用瞳領域を通過した一対の光束により結像される一対の被写体像の像ズレ量を求め、この像ズレ量をデフォーカス量に変換するものであり、像ズレ検出方式あるいは位相差検出方式として周知であるから説明を省略する。
【００３３】
なお、本実施の形態と同じように、後述のフィールドレンズがない場合も含めた原理説明は応用物理学会分科会、日本光学会刊「光学」第１８巻第１１号（１９８９年１１月）掲載の鈴木著「一眼レフカメラのオートフォーカス技術」などに示されている。
【００３４】
ところで、上述した一実施の形態の焦点検出装置において、撮影レンズ２１の開口が大きい場合、あるいは焦点検出センサー１５ｃの各受光部ｐｉが長い場合には、あるマイクロレンズｍｉに対応する受光部ｐｉへ、隣接するマイクロレンズｍi-1、ｍi+1を通過した被写体光が入射することになる。
【００３５】
また、マイクロレンズとマイクロレンズの間は、平面になっているか、あるいは巨視的に見てレンズの曲面どうしが接しており、後者の場合は製造上の理由から、局部的には本来のレンズ曲面とは異なる不規則な曲面となっている。このようなマイクロレンズどうしの境界部分を通過した被写体光を焦点検出に用いると、検出不能になったり焦点検出精度が低下してしまうため、マイクロレンズどうしの境界部分を通過した迷光を排除しなければならない。
【００３６】
このような迷光が受光部ｐｉへ入射するのを防止する方法として、撮影レンズ２１の光軸と平行な平面で構成した遮光壁を設けることが考えられるが、遮光壁を薄肉にしなければならず、製造上の難点がある。また、マイクロレンズｍｉと対応する受光部ｐｉごとに、薄肉の遮光壁を正確に位置決めして設置しなければならないので、工数や時間がかかる。さらに、このような遮光壁を用いて十分な効果を上げるためにはマイクロレンズｍｉを薄くする必要があり、マイクロレンズｍｉの製作が困難である。
【００３７】
そこで、この一実施の形態では、マイクロレンズアレイ１５ｂの焦点検出面１５ａ側の表面（以下、単に表面という）に第１遮光膜５１を設けるとともに、マイクロレンズアレイ１５ｂの内部に第２遮光膜５２を設ける。
【００３８】
図６(ａ)は、撮影レンズ２１の光軸を含む面でマイクロレンズアレイ１５ｂと焦点検出センサー１５ｃを切断した断面図である。また、図６(ｂ)は、撮影レンズ２１の予定焦点面（焦点検出面）１５ａからマイクロレンズアレイ１５ｂと焦点検出センサー１５ｃを見た図、図６(ｃ)は、図６(ａ)に示すＳ１〜Ｓ１断面図である。なお、図６では各受光部ｐｉに対して１０個の画素ａｉ〜ｊｉを備えた絵に略して示す。実際は前述のように１０ではなく１８画素である。また、受光部Ｐｉの長さは、ピッチ２．５μｍと画素数１８をかけた４５μｍであり、すなわち、マイクロレンズのピッチ６０μｍの約７５％である。図６でもほぼ７５％に描画してある。
【００３９】
第１遮光膜５１は、図６(ａ)、(ｂ)に示すように、マイクロレンズアレイ１５ｂの焦点検出面１５ａ側の表面（被写体光束の入射面）に設置され、各マイクロレンズｍｉの光軸を中心とする円形開口を有し、各マイクロレンズｍｉへ入射する被写体からの光束を部分的に遮るように構成する。この第１遮光膜５１は、マイクロレンズアレイ１５ｂにおけるマイクロレンズｍｉの縁とレンズ曲面を構成していない平面部とを覆うように設置する。
【００４０】
また、第２遮光膜５２は、図６(ａ)、(ｃ)に示すように、マイクロレンズアレイ１５ｂの内部（被写体光束の入射面と射出面との間の中間位置）に設置され、各マイクロレンズｍｉの光軸を中心とする円形開口を有し、各受光部ｐｉへ入射する被写体からの光束を部分的に遮るように構成する。この第２遮光膜５２は、各マイクロレンズｍｉの光軸に垂直な平面上に設置する。なお、図６(ｂ)には、各マイクロレンズｍｉに対して同心円状の二つの円形開口が表されているが、大きい方の円形開口が第１遮光膜５１の開口であり、小さい方の開口が第２遮光膜５２の開口である。これらの遮光膜５１，５２の円形開口の大小関係は必ずしもこの一実施の形態の大小関係に限定されるものではなく、受光部ｐｉと対応関係にあるマイクロレンズｍｉ以外のマイクロレンズから当該受光部ｐｉへ被写体光束が入射するのを防止するために、遮光膜５１，５２ごとに最適な開口径を設定する。
【００４１】
図７は、図６(ａ)の一部を拡大した図である。この一実施の形態では、撮影レンズ２１の絞りＦ５．６に相当する射出瞳２１ａを通過した被写体光束を受光して焦点検出を行う場合に、絞りＦ５．６相当の射出瞳２１ａの縁部を通過して受光部ｐｉの両端へ入射する光束をＪ１、Ｊ２とする。撮影レンズ２１の絞り２２（図１参照）がＦ５．６より明るい（Ｆ値が５．６より小さい）ときには、第１遮光膜５１および第２遮光膜５２がないと、焦点検出センサー１５ｃの各受光部ｐｉに、対応するマイクロレンズｍｉ以外のマイクロレンズを通過した被写体光束すなわち迷光が入射してしまう。
【００４２】
撮影レンズ２１の絞りがＦ５．６より明るい（Ｆ値が５．６より小さい）場合には、例えば絞りＦ２．８相当の射出瞳２１ａの縁部を通過した被写体光束Ｊ３〜Ｊ３が、透過したマイクロレンズｍｉに対応する受光部ｐｉの隣の受光部ｐi-1に入射してしまう。また、図８に示すように、マイクロレンズｍｉの境界部分を通過する被写体光束Ｊ４が隣接する受光部ｐi-1に入射してしまう。
【００４３】
この一実施の形態では、撮影レンズ２１の絞り２２が少なくともＦ２．８に設定された場合の焦点検出光束を、これらの第１遮光膜５１と第２遮光膜５２で遮光して、上記の迷光による影響を防止する。これにより、撮影レンズ２１の絞り２２がＦ２．８まで空いていても、迷光による影響を排除して良好な焦点検出を実現できる。
【００４４】
次に、遮光膜５１，５２の形成方法について説明する。マイクロレンズアレイ１５ｂのマイクロレンズ曲面は板状のガラスの片面に周知のフォトリソグラフィを用いた方法により形成し、その後に第１遮光膜５１を形成する。また、板状ガラスの他方の面は平面であるが、この平面に第２遮光膜５２を形成し、その上に薄板上の同組成のガラス板を接着することによってマイクロレンズアレイ１５ｂを形成する。なお、ガラス板を接着するための接着剤にはガラス板と同じ屈折率の接着剤を用い、接着後のガラス板が一つのマイクロレンズとして光学的に機能するマイクロレンズアレイ１５ｂを構成する。
【００４５】
なお、上記薄板上のガラスに代えて、比較的厚いガラスを貼った後に機械的または化学的に除去、研磨してもよい。これにより、割れやすい薄板ガラスの取り扱い上の問題を解決することができる。また、薄板ガラスを貼り合わせる代わりに、樹脂を注入硬化させて第２遮光膜５２より焦点検出センサー１５ｃ側の部分を形成してもよい。この場合も、硬化後の屈折率がガラスと同じ屈折率の樹脂を用い、硬化後に一つのマイクロレンズとして光学的に機能するマイクロレンズアレイ１５ｂを構成する。なお、第２遮光膜５２の上下で意図的に異なる屈折率とすることもできる。
【００４６】
遮光膜５１，５２の形成には、感光性樹脂（ポジティブタイプのレジスト）をガラス板の全面に塗布後、パターンマスクを通して光を照射し、遮光部としたい部分のみに光を当てて化学分解させる。次に、分解部の樹脂を除去した後にクロムを蒸着し、その後に残った透過部の樹脂を溶かして除去する。レジスト上のクロムはレジストとともに除去され、円形開口を有するクロム膜すなわち遮光膜が形成される。
【００４７】
なお、第２遮光膜５２については、張り合わせる薄板ガラスの方に第２遮光膜５２を形成し、各円形開口の中心を各マイクロレンズｍｉの光軸に位置合わせして張り合わせるようにしてもよい。
【００４８】
また、上記説明では遮光膜５１，５２としてクロム膜を用いた例を示したが、遮光膜はクロム膜に限定されず、光を遮光する材料であればよく、アルミ膜などの他の金属膜や樹脂膜を用いてもよい。さらに、遮光膜５１，５２の形成方法も、遮光膜５１，５２自体の材料に応じた形成方法とすればよい。
【００４９】
さらに、焦点検出センサー１５ｃのチップ面に反射した光が遮光膜５１，５２の下面、すなわち焦点検出センサー１５ｃ側の面に反射して迷光となるのを防ぐため、遮光膜５１，５２を低反射性の物質で形成するか、あるいは低反射性の膜と遮光性の膜とを有する二層構造にすることが望ましい。
【００５０】
上述した一実施の形態では、マイクロレンズｍｉと受光部ｐｉとを１方向に配列した例を示したが、マイクロレンズｍｉと受光部ｐｉを二次元状に配列するとともに、隣り合う受光部ｐｉの画素の並び方向を互いに異なる方向に配列した焦点検出装置に遮光膜を設置することも可能である。
【００５１】
図９、図１０は、マイクロレンズと受光部を二次元状に配列するとともに、隣り合う受光部の画素の並び方向を互いに異なる方向に配列した焦点検出装置に遮光膜を設置した例を示す図であり、図９は焦点検出面１５ａ側からマイクロレンズアレイ１５ｂを見た図であり、図１０は図６(ａ)に示すＳ１〜Ｓ１断面図である。この例では、マイクロレンズｍｉと受光部ｐｉを二次元状に配列するとともに、隣り合う受光部ｐｉの画素の並び方向を互いに異なる縦と横の２方向に配列したものである。
【００５２】
図９において、第１遮光膜５１Ａは、マイクロレンズ１５ｂの被写体光束の入射面に配置し、各マイクロレンズｍｉの光軸を中心とする円形開口を備え、各マイクロレンズｍｉへ入射する被写体からの光束を部分的に遮るように構成する。この第１遮光膜５１Ａは、マイクロレンズｍｉの縁とレンズ局面を構成していない平面部とを覆うように設置する。なお、この例では各マイクロレンズｍｉの境界５５を円形に形成している。
【００５３】
図１０において、第２遮光膜５２Ａは、マイクロレンズアレイ１５ｂの内部（被写体光束の入射面と射出面との間の中間位置）に配置し、各マイクロレンズｍｉの光軸を中心とする円形開口を備え、各受光部ｐｉへ入射する被写体からの光束を部分的に遮るように構成する。この第２遮光膜５２Ａは、各マイクロレンズｍｉの光軸に垂直な平面上に設置する。
【００５４】
なお、図９、図１０に示すように、マイクロレンズｍｉと受光部ｐｉとを二次元平面上に密に配列し、隣り合う受光部ｐｉの画素の並び方向を互いに異なる方向に配列することによって、焦点検出面１５ａ上の任意の位置の撮影レンズの焦点調節状態を互いに異なる方向について検出することができる。
【００５５】
上述した一実施の形態では第１遮光膜５１と第２遮光膜５２の２枚の遮光膜を設置する例を示したが、３枚以上の遮光膜を設置することによって遮光効果をさらに向上させてもよい。図１１は、上述した第１遮光膜５１と第２遮光膜５２の他に、マイクロレンズアレイ１５ｂの内部（被写体光束の入射面と射出面との間の中間位置）に第３遮光膜５３と第４遮光膜５４を設置した例を示す。図１１において、図７および図８に示す構成要素と同様な要素に対しては同一の符号を付して説明する。また、レンズや受光部の寸法は図７と共通である。
【００５６】
撮影レンズ２１の絞りがＦ５．６より明るい（Ｆ値が５．６より小さい）場合には、例えば絞りＦ２．８相当の射出瞳２１ａの縁部を通過した被写体光束Ｊ３〜Ｊ３やＦ２相当の被写体光束Ｊ５〜Ｊ５が、マイクロレンズｍｉに対応する受光部ｐｉの隣の受光部ｐi-1に入射してしまう。撮影レンズ２１の絞り２２が少なくともＦ２に設定された場合の焦点検出用光束を、これらの４枚の遮光膜５１〜５４で遮光して、上記の迷光による影響を防止する。これにより、撮影レンズ２１の絞り２２がＦ２まで開いていても、迷光による影響を確実に排除してさらに良好な焦点検出を実現できる。
【００５７】
なお、３枚以上の遮光膜を設置する場合でも、焦点検出センサー１５ｃに最も近い遮光膜を低反射性の物質で形成するか、あるいは低反射性の膜と遮光性の膜とを有する二層構造にすることが望ましい。なお、焦点検出センサー１５ｃの表面（被写体光束入射面）の、受光部ｐｉの画素のない部分に反射防止膜を貼り付けるか、またはマイクロレンズアレイ１５ｂの裏面に反射防止膜を貼り付けてもよい。
【００５８】
上述した一実施の形態では各マイクロレンズｍｉの境界が円形である例を示したが、図１２に示すように、各マイクロレンズｍｉのレンズ曲面を広くとって境界５６をほぼ四角形にしてもよい。図１２に示す例では、マイクロレンズｍｉと受光部ｐｉを二次元状に配列するとともに受光部ｐｉを２方向に配列し、各マイクロレンズｍｉの境界をほぼ四角形に形成したマイクロレンズアレイ１５ｂの表面（被写体光束入射面）に、第１遮光膜５１Ｂを設置する。
【００５９】
第１遮光膜５１Ｂは、各マイクロレンズｍｉの光軸を中心とする円形開口を有し、各マイクロレンズｍｉへ入射する被写体からの光束を部分的に遮るように構成する。この第１遮光膜５１Ｂは、マイクロレンズアレイ１５ｂ上におけるマイクロレンズｍｉの縁とレンズ局面を構成していない平面部とを覆うように設置する。
【００６０】
上述した一実施の形態では遮光膜の開口部を円形とする例を示したが、遮光膜の開口は円形に限らず、光学系の特性と用途に合わせて多角形や矩形などの種々の形状にしてもよい。図１３は、マイクロレンズｍｉの境界５６を略四角形にしたマイクロレンズアレイ１５ｂにおいて、マイクロレンズｍｉの境界５６近くまで開口を広くした第１遮光膜５１Ｃを示す。このように開口を広くとることによって受光部ｐｉの画素に注ぐ光量が多くなり、より暗い被写体に対しても焦点検出が可能になる。
【００６１】
図１４は、マイクロレンズｍｉの境界５６の近くまで開口を広げる際に、受光部ｐｉの画素の並び方向の開口幅を画素の並び方向と直交する方向の開口幅よりも狭くした第１遮光膜５１Ｄを示す。このように開口を広くとることによって受光部ｐｉの画素に注ぐ光量が多くなり、より暗い被写体に対しても焦点検出が可能になる上に、画素の並び方向の開口幅を狭くすることによって、マイクロレンズｍｉに対向する受光部ｐｉ以外の受光部に被写体光束が入射する、いわゆる迷光の発生を防止しやすくすることができる。
【００６２】
次に、マイクロレンズアレイ１５ｂと焦点検出センサー１５ｃのパッケージング例を説明する。図１５は、マイクロレンズアレイ１５ｂと焦点検出センサー１５ｃを収納するパッケージの断面図である。マイクロレンズアレイ１５ｂと焦点検出センサー１５ｃを開口部６１ａを有するセラミックパッケージ６１内に接着し、ボンディングワイヤー６２で焦点検出センサー１５ｃの出力端子とパッケージ６１内の端子とを接続し、開口部６１ａにカバーガラス６３を接着して封止する。
【００６３】
図１６は、マイクロレンズアレイ１５ｂと焦点検出センサー１５ｃをＣＯＧ(Chip On Glass)構造で形成した断面図である。マイクロレンズアレイ１５ｂは、フォトリソグラフィによりガラス板の一方の面にマイクロレンズｍｉのレンズ曲面を形成し、またガラス板の他方の面を掘り下げて第２遮光膜５２を形成する。さらに、第２遮光膜５２の下部にガラスと同じ屈折率の樹脂６４を所定の厚さだけ貼り付ける。マイクロレンズアレイ１５ｂの下面には通常のＣＯＧと同様に導電性材料でパターンを形成し、焦点検出センサー１５ｃと金属バンプ６５により導通するとともに、ＦＰＣ基板６６も接合して焦点検出センサー１５ｃとＦＰＣ基板６６とを電気的に接続する。なお、６７はガラス板保護用の金属枠である。
【００６４】
上述した一実施の形態では、マイクロレンズアレイ１５ｂと焦点検出センサー１５ｃとを密着して形成する例を示したが、所定距離だけ離間して両者の間に空気層を設けた構成としてもよい。この構成では、第２遮光膜５２をマイクロレンズアレイ１５ｂの裏面（焦点検出センサー１５ｃ側の表面）に設置することもできる。また、この構成は、マイクロレンズアレイ１５ｂの裏面（焦点検出センサー１５ｃ側の表面）の四隅に脚状の凸部を設けるか、あるいはマイクロレンズ１５ｂの周辺に額縁状の凸部を設け、凸部の先端面に焦点検出センサー１５ｃを接着して形成する。
【００６５】
上述した一実施の形態は、撮影レンズ２１の予定焦点面（焦点検出面）１５ａから所定距離Ｌだけ離れた位置に、複数のマイクロレンズｍｉ(ｉ＝０，１，２，・・)を所定ピッチＰｍで配列したマイクロレンズアレイ１５ｂと、マイクロレンズアレイ１５ｂの各マイクロレンズｍｉごとに複数の画素ａｉ〜ｌｉを有する受光部ｐｉを配列し、各マイクロレンズｍｉを介して予定焦点面（焦点検出面）１５ａ上の像を受光する焦点検出センサー１５ｃとを備えており、予定焦点面（焦点検出面）１５ａには各マイクロレンズｍｉによって各マイクロレンズｍｉに対応する受光部ｐｉの複数の画素の像ａｉ”〜ｒｉ”が逆投影され、予定焦点面（焦点検出面）１５ａにおいてマイクロレンズｍｉの配列ピッチＰｍの中に画素の像が３個入るように、マイクロレンズｍｉの曲率および／またはマイクロレンズｍｉと受光部ｐｉとの距離を設定する例を示した。
【００６６】
しかし、予定焦点面（焦点検出面）１５ａにおいて必ずしもマイクロレンズｍｉの配列ピッチＰｍの中に画素の像が３個入る構成とする必要はなく、予定焦点面（焦点検出面）１５ａ上でマイクロレンズｍｉの配列ピッチＰｍの中に画素の像が少なくとも１個よりも多く入る構成とすればよい。
【００６７】
上述した一実施の形態では、マイクロレンズアレイ１５ｂの裏面（焦点検出センサー１５ｃ側の表面）を平面とする例を示したが、裏面にレンズ曲面を形成してもよい。図１７は各マイクロレンズｍｉを両凸レンズとしたマイクロレンズアレイ１５ｂを示す。この例では、マイクロレンズアレイ１５ｂの裏面側のマイクロレンズ曲面に第１遮光膜５１と同様な第５遮光膜６８を設置する。
【００６８】
なお、図１８に示すように、マイクロレンズアレイ１５ｂの裏面のレンズ曲面を表面のレンズ曲面と異なるレンズ曲面に形成してもよい。また、マイクロレンズアレイ１５ｂの一方の面にマイクロレンズｍｉのレンズ曲面を形成し、他方の面を単一のレンズ曲面に形成してもよい。さらに、図１７、図１８において、マイクロレンズアレイ１５ｂの裏面側レンズ曲面と焦点検出センサー１５ｃの表面との間に樹脂などの透明媒質を充填してもよい。
【００６９】
上述の一実施の形態では、マイクロレンズによって対応する瞳領域位置が異なるので、例えば図５に示したマイクロレンズに対する瞳領域Ａに比べ、紙面向かって左端のマイクロレンズに対応する瞳領域は、Ａより左側、すなわち周辺に位置する。したがって、端部の瞳が撮影レンズによりけられて、この部分の対応画素出力が焦点検出に使えなくなる場合もある。このような不具合を避けるために、マイクロレンズアレイ１５ｂの前（撮影レンズ２１側）にフィールドレンズを設置してもよい。
【００７０】
上述した一実施の形態では、マイクロレンズアレイ１５ｂと焦点検出センサー１５ｃとを接着する前は、焦点検出センサー１５ｃの受光部ｐｉが直に露出している例を示したが、通常の撮像用二次元イメージセンサーのように、各画素（光電変換素子）ごとにマイクロレンズが形成されたラインセンサーを用い、それにさらに一実施の形態の数画素当たり一つのマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイを接合してもよい。
【００７１】
上述した一実施の形態では、マイクロレンズアレイ１５ｂのレンズ曲面部分をガラスで形成する例を示したが、２Ｐ法などの公知の手法を応用して平面ガラス基板上に樹脂でレンズ曲面を形成し、マイクロレンズアレイを形成してもよい。
【００７２】
また、マイクロレンズアレイ１５ｂ全体をプラスチックで形成してもよい。ただし、全体をプラスチックで形成すると、熱膨張の焦点検出センサー１５ｃのそれとの差が大きくなるので、例えば上述した一眼レフカメラのように、温度変化の大きな環境で用いる機器にはガラスを基板とする構成が適している。さらにＢＯＥや屈折率分布型レンズ等、種々の製法のマイクロレンズアレイを用いる事ができる。
【００７３】
上述した一実施の形態では迷光を遮光する目的のためだけに遮光膜を設置する例を示したが、ＣＯＧ式のセンサーにおいて導電材質で遮光膜を形成し、そこに電気回路を形成してもよい。
【００７４】
このように、一実施の形態によれば、撮影レンズ２１の予定焦点面１５ａから所定距離Ｌだけ離れた位置に、複数のマイクロレンズｍｉを所定ピッチＰｍで配列したマイクロレンズアレイ１５ｂと、マイクロレンズアレイ１５ｂの各マイクロレンズｍｉに対応して複数の光電変換素子（画素）を有する受光部ｐｉを配列し、各マイクロレンズｍｉを介して予定焦点面１５ａ上の像を受光する焦点検出センサー（受光部アレイ）１５ｃと、焦点検出センサー１５ｃの複数の受光部の画素出力に基づいて撮影レンズ２１の焦点調節状態を演算するＣＰＵ１５ｅとを備えた焦点検出装置１５において、受光部ｐｉと対応関係にあるマイクロレンズｍｉ以外のマイクロレンズから当該受光部ｐｉへ被写体光束が入射するのを防止する遮光膜５１〜５４を備えたので、受光部と対応関係にあるマイクロレンズ以外のマイクロレンズから当該受光部へ被写体光束が入射して焦点検出精度が低下したり、焦点検出不能になるのを防止することができ、小型で高精度の焦点検出装置を安価にかつ容易に実現できる。
【００７５】
また、一実施の形態によれば、遮光膜５１をマイクロレンズアレイ１５ｂの被写体光束の入射面に設けたので、マイクロレンズｍｉの境界部分を通過する被写体光束が当該マイクロレンズｍｉと対応関係にある受光部ｐｉ以外の受光部へ入射して迷光となるのを防止することができる（図８参照）。
【００７６】
一実施の形態によれば、遮光膜５１，５２を、マイクロレンズアレイの被写体光束の入射面と射出面との間の中間位置に設けたので、撮影レンズ２１の絞り２２を小さいＦ値（明るい値）、例えばＦ２．８に設定しても、受光部と対応関係にあるマイクロレンズ以外のマイクロレンズから当該受光部へ被写体光束が入射して焦点検出精度が低下したり、焦点検出不能になるのを防止することができる（図７、図１１参照）。
【００７７】
一実施の形態によれば、遮光膜６８を、マイクロレンズアレイ１５ｂの被写体光束の射出面に設けたので、撮影レンズ２１の絞り２２を小さいＦ値（明るい値）、例えばＦ２に設定しても、受光部と対応関係にあるマイクロレンズ以外のマイクロレンズから当該受光部へ被写体光束が入射して焦点検出精度が低下したり、焦点検出不能になるのを防止することができる（図１７参照）。
【００７８】
一実施の形態によれば、遮光膜５１〜５４、６８を、マイクロレンズアレイ１５ｂの被写体光束の入射面、入射面と射出面の間の中間位置および射出面のいずれか複数の位置に複数枚設けたので、マイクロレンズｍｉの境界部分を通過する被写体光束が当該マイクロレンズｍｉと対応関係にある受光部ｐｉ以外の受光部へ入射して迷光となるのを防止することができる上に、撮影レンズ２１の絞り２２を小さいＦ値（明るい値）、例えばＦ２．８に設定しても、受光部と対応関係にあるマイクロレンズ以外のマイクロレンズから当該受光部へ被写体光束が入射して焦点検出精度が低下したり、焦点検出不能になるのを防止することができる。
【００７９】
一実施の形態によれば、マイクロレンズアレイ１５ｂは複数のマイクロレンズｍｉを二次元状に配列し、隣り合うマイクロレンズｍｉにおける受光部ｐｉの画素の並び方向を互いに異なる方向に配列するようにしたので、撮影画面内の例えば十時型の焦点検出領域などの異なる複数の方向において焦点検出を行うことができる。
【００８０】
一実施の形態によれば、遮光膜５１〜５４に、マイクロレンズアレイ１５ｂの各マイクロレンズｍｉの光軸を中心とする開口を設けたので、受光部ｐｉと対応関係にあるマイクロレンズｍｉ以外のマイクロレンズから当該受光部ｐｉへ被写体光束が入射するのを確実に防止することができる。
【００８１】
一実施の形態によれば、遮光膜５１〜５４の開口を円形開口としたので、受光部ｐｉと対応関係にあるマイクロレンズｍｉ以外のマイクロレンズから当該受光部ｐｉへ被写体光束が入射するのを確実に防止することができる。
【００８２】
一実施の形態によれば、受光部ｐｉの画素の並び方向の開口幅を、受光部ｐｉの画素の並び方向と直交する方向の開口幅よりも狭くしたので、受光部ｐｉの画素に注ぐ光量が多くなり、より暗い被写体に対しても焦点検出が可能になる上に、画素の並び方向の開口幅を狭くすることによって、マイクロレンズｍｉに対向する受光部ｐｉ以外の受光部に被写体光束が入射する、いわゆる迷光の発生を確実に防止することができる。
【００８３】
さらに、上述した一実施の形態とその変形例の焦点検出装置をカメラに装備することによって、小型の装置で撮影レンズの焦点調節における精度、安定性、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】一実施の形態の焦点検出装置を備えた一眼レフレックス・デジタルスチルカメラの横断面図
【図２】焦点検出装置の詳細な構成を示す図
【図３】焦点検出装置周辺部の光路図
【図４】図２および図３に示す隣接する６個のマイクロレンズによる受光部と焦点検出面との結像関係（共役関係）を拡大して示した図
【図５】マイクロレンズの受光部と焦点検出面との関係を示す図
【図６】一実施の形態の遮光膜を示す図
【図７】図５(ａ)に示す遮光膜の一部を拡大した図
【図８】マイクロレンズどうしの境界部を通って受光部へ入射する迷光を示す図
【図９】縦方向と横方向の２方向にマイクロレンズと受光部を配列した焦点検出装置に遮光膜を設置した例を示す図
【図１０】縦方向と横方向の２方向にマイクロレンズと受光部を配列した焦点検出装置に遮光膜を設置した例を示す図
【図１１】第１遮光膜と第２遮光膜の他に、マイクロレンズアレイの内部に第３遮光膜と第４遮光膜を設置した例を示す図
【図１２】各マイクロレンズのレンズ曲面を広くとって境界をほぼ四角形にした図
【図１３】マイクロレンズの境界近くまで開口を広くした遮光膜を示す図
【図１４】マイクロレンズの境界の近くまで開口を広げる際に、受光部の画素の並び方向の開口幅を画素の並び方向と直交する方向の開口幅よりも狭くた遮光膜を示す図
【図１５】マイクロレンズアレイと焦点検出センサーを収納するパッケージの断面図
【図１６】マイクロレンズアレイと焦点検出センサーをＣＯＧ(Chip On Glass)構造で形成した断面図
【図１７】各マイクロレンズを両凸レンズとしたマイクロレンズアレイを示す図
【図１８】マイクロレンズアレイの裏面のレンズ曲面を表面のレンズ曲面と異なるレンズ曲面に形成した図
【符号の説明】
【００８５】
１５  焦点検出装置
１５ａ  焦点検出面
１５ｂ  マイクロレンズアレイ
１５ｃ  焦点検出センサー
１５ｅ  ＣＰＵ
２１  撮影レンズ
５１、５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ  第１遮光膜
５２、５２Ａ  第２遮光膜
５３  第３遮光膜
５４  第４遮光膜
５５、５６  境界
Ｐｉ  受光部
ｍｉ  マイクロレンズ
【図１】
2007322898.tif 000003
【図２】
2007322898.tif 000004
【図３】
2007322898.tif 000005
【図４】
2007322898.tif 000006
【図５】
2007322898.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2007322898.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2007322898.tif 000012
【図１１】
2007322898.tif 000013
【図１２】
2007322898.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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