(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学ユニットの第１の瞳領域から射出される光束をマイクロレンズを介して光電変換する第１の光電変換手段と、前記第１の瞳領域とは異なる第２の瞳領域から射出される光束をマイクロレンズを介して光電変換する第２の光電変換手段とを撮像面上に多数有する撮像手段と、
前記第１の瞳領域内の部分光を通過させるとともに、前記第２の瞳領域内の部分光を通過させて前記撮像ユニットの撮像面上に光をそれぞれ導く２つの同じ大きさの開口を有する遮光手段と、
前記遮光手段の２つの同じ大きさの開口をそれぞれ通過した部分光に応じて並行して蓄積された前記第１の光電変換手段と前記第２の光電変換手段の各光電変換出力に基づいて、前記撮像光学ユニットの焦点状態を検出する検出手段とを有することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
請求項１の焦点検出装置の出力に基づいて結像レンズの結像状態を検出する演算手段と、前記複数群の結像レンズの位置を変更可能な機構とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルムカメラ、デジタルカラーカメラ等に用いられる焦点検出装置及びその焦点検出装置を内蔵した撮像装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカラーカメラでは、レリーズボタンの押下に応動して、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子に被写界像を所望の時間露光し、これより得られた１つの画面の静止画像を表わす画像信号をデジタル信号に変換して、ＹＣ処理などの所定の画像信号処理を施して、所定の形式の画像信号を得る。
【０００３】
撮像された画像を表わすデジタルの画像信号は、それぞれのフレームの画像毎に、半導体メモリに記録される。記録された画像信号は、随時読み出されて表示または印刷可能な信号に再生され、モニタなどに出力されて表示される。
【０００４】
撮像した画像信号をリアルタイムに画像表示する場合には、半導体メモリに格納せずに表示することも可能であり、動画的に随時変化する画像を表示することは可能であるが、静止画を表示しようとする場合には、ＶＲＡＭ等の半導体メモリに画像信号を一時的に格納して、その半導体メモリの画像信号を読み出して、静止画を表示し、液晶ディスプレイ等のモニタに表示する。従って、静止画を複数枚撮像して、後刻に再生・表示したり、印刷プリントしようとする場合には、画像信号をフラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ等の消去可能なプログラムＲＯＭやメモリスティクやメモリカード等を備えて、一時的に格納したＶＲＡＭの画像信号を半永久的な半導体メモリやメモリテープ等に格納する構成としている。
【０００５】
しかしながら、デジタルカラーカメラにおいて、高画質の画像を取得する場合には、撮像時点でのもっと重要な要素が要求されている。すなわち、撮像時点での焦点検出手段であり、被写体に焦点を合わせたレンズの位置合わせである。
【０００６】
従来より、デジタルカラーカメラには、コントラスト検出方式の焦点検出装置が用いられている。コントラスト検出方式とは、撮像光学系によって形成された物体像の先鋭度を、固体撮像素子の出力を所定の関数で評価することによって求め、関数値が極値をとるように、撮像光学系の光軸上の位置を調節するものである。評価関数としては、隣接する輝度信号の差の絶対値を焦点検出領域内で加算するものや、隣接する輝度信号の差の２乗を焦点検出領域内で加算するもの、あるいはＲ，Ｇ，Ｂの各画像信号について隣接する信号の差を同様に処理するもの等がある。
【０００７】
一般に、このようなコントラスト検出方式の焦点検出装置においては、撮像光学系の光軸上の位置を僅かに移動させながら評価関数値を求めていくため、評価関数処理時間が必要になり、合焦するまでの焦点調節に時間がかかるという問題がある。
【０００８】
また、ＵＳＰ４，４１０，８０４に開示されているように、一対あるいは二対の受光部を、２次元的に配列したマイクロレンズアレイ毎に設け、このマイクロレンズによって、受光部を撮像光学系の瞳に投影することで、瞳を分割する、いわゆる位相差検出方式の焦点検出装置を組み込んだ撮像装置もある。位相差検出方式とは、撮像光学系の瞳の異なる部分を通過した２光束を用いて、物体像をそれぞれ形成し、二つの物体像間の位置的位相差を撮像素子の出力に基づいて検出し、これを撮像光学系のデフォーカス量に換算するものである。
【０００９】
位相差検出方式の焦点検出装置では、デフォーカス量を求めることができるので、コントラスト検出方式に比して、合焦するまでの時間を大幅に短縮することができるという利点がある。
【００１０】
このＵＳＰ４，４１０，８０４に開示されている構造の固体撮像素子にあっては、撮像光学系の瞳の一部分を通った光束で形成される一対あるいは二対の画像を形成するために、マイクロレンズアレイを用いている。各マイクロレンズのパワーは、撮像素子の各受光部を撮像光学系２４の射出瞳に投影するように設定され、撮像素子の各受光部と射出瞳とは共役関係にある。
【００１１】
このとき、受光部に入射する光量と撮像光学系の絞りの開度との関係を線形にするためには、各受光部の投影像が、撮像光学系の絞り開放時の射出瞳よりも大きくなるような投影倍率を選べばよい。こうすれば、被写体輝度、撮像素子の感度が与えられたときに、フィルムカメラと同様の手法で、絞り値とシャッター速度を算出することができる。すなわち、入射光量が絞りの開口面積に比例するようになり、ＡＰＥＸ方式（Additive System of Photographic Exposure）の演算が成り立つ。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、デフォーカスした状態では、分割された瞳の形状がボケ像に重畳するために、大デフォーカスを検知し難いという問題がある。
【００１３】
また、この方式におけるデフォーカス量の検出誤差を大きくする他の要因として、マイクロレンズの製造誤差が挙げられる。前述のように、マイクロレンズは受光部を撮像光学系の射出瞳に投影している。仮に、この投影位置が画素でバラバラであると、デフォーカス時の位相シフト量が画素毎に異なることになってしまう。この影響はデフォーカス量が大きいほど深刻である。しかしながら、マイクロレンズは非常に微細であるために、実際にはある程度の製造ばらつきを許容せざるを得ない。
【００１４】
したがって、本発明に係る第１の目的は、撮像素子への入射光量が、絞りの開口面積におおよそ比例するように構成し、しかも、大デフォーカスを検知することが可能な、撮像装置組込型の位相差検出方式の焦点検出装置を提供することである。
【００１５】
本発明に係る第２の目的は、光電変換素子に設けるマイクロレンズの製造誤差をある程度許容することが可能な、撮像装置の組込型の位相差検出方式の焦点検出装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の焦点検出装置は、撮像光学ユニットの第１の瞳領域から射出される光束をマイクロレンズを介して光電変換する第１の光電変換手段と、前記第１の瞳領域とは異なる第２の瞳領域から射出される光束をマイクロレンズを介して光電変換する第２の光電変換手段とを撮像面上に多数有する撮像手段と、前記第１の瞳領域内の部分光を通過させるとともに、前記第２の瞳領域内の部分光を通過させて前記撮像ユニットの撮像面上に光をそれぞれ導く２つの同じ大きさの開口を有する遮光手段と、前記遮光手段の２つの同じ大きさの開口をそれぞれ通過した部分光に応じて並行して蓄積された前記第１の光電変換手段と前記第２の光電変換手段の各光電変換出力に基づいて、前記撮像光学ユニットの焦点状態を検出する検出手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の撮像装置は、上記焦点検出装置の出力に基づいて結像レンズの結像状態を検出する演算手段と、前記複数群の結像レンズの位置を変更可能な機構とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明による実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２１】
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態に用いる撮像光学系について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の撮像光学系の構成図であって、固体撮像素子を用いるデジタルカラーカメラのズーム光学系である。同図の左手側が被写体の物体側、右手が像面側となっている。同図において、撮像光学系２４は、レンズ面ｒ１，ｒ２を有する負レンズ、レンズ面ｒ３，ｒ４を有する正レンズ、レンズ面ｒ５，ｒ６を有する正レンズからなる正の第１群（ｇｒｐ１）、つぎに、レンズ面ｒ７，ｒ８を有する負レンズ、レンズ面ｒ９，ｒ１０，ｒ１１を有する負と正の接合レンズからなる負の第２群（ｇｒｐ２）、絞りＳＴ、レンズ面ｒ１２，ｒ１３を有する正レンズからなる正の第３群（ｇｒｐ３）、レンズ面ｒ１４，ｒ１５，ｒ１６を有する負と正の接合レンズからなる第４群（ｇｒｐ４）により構成される。また、Ｆ１は赤外線（ＩＲ）カットフィルター、ＬＰＦは光学ローパスフィルター、１００は撮像素子を２次元状に配置した撮像面を有する撮像装置、Ｌ１は撮像光学系２４の光軸である。
【００２３】
また、図１中に矢印で示すように、ズーミングによって焦点距離が、広角から望遠に向かうに従い、負の第２群ｇｒｐ２が像面１００側へ、正の第４群ｇｒｐ４が被写体の物体側へと相互に反対側に同時に動く。
【００２４】
撮像光学系２４は、図示しないレンズ駆動機構を持ち、モーターとギア列を用いて、負の第２群ｇｒｐ２を光軸方向に移動させて、物体像が撮像素子１００上でピントを結ぶように焦点調節する。
【００２５】
図２は撮像装置１００の斜視図である。図において、２０１は撮像光学系２４のうち、絞りＳＴよりも物体側にある第１群（ｇｒｐ１）と第２群（ｇｒｐ２）とをまとめて示した前方レンズ群、２０２は撮像光学系２４のうち、絞りＳＴよりも像面側にある第３群（ｇｒｐ３）、第４群（ｇｒｐ４）、光学ローパスフィルターＬＰＦをまとめて示した後方レンズ群であり、絞りＳＴの開口を通過した光束によって撮像素子１００上に物体像を形成する。絞りＳＴは軸Ｌ２を中心にして回転し、不図示のモーターの駆動力によって、９０度毎に位置する選択的に選択できる４つのポジションをとる。また、絞りＳＴには２０４から２０８で示した５つの開口が設けられ、開口２０４，２０５，２０６は撮像のための開口、開口２０７と２０８は大デフォーカス検出用開口である。
【００２６】
次に、本発明に用いる撮像素子１００について説明する。
【００２７】
撮像素子１００は、増幅型固体撮像装置の１つであるＣＭＯＳプロセスコンパチブルの光電変換用センサ（以降、ＣＭＯＳセンサと略す）である。このタイプのセンサはIEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICE,VOL41,PP452~453,1994などの文献で発表されている。
【００２８】
ＣＭＯＳセンサの特長の１つに、受光部のＭＯＳトランジスタと、垂直・水平走査回路やシェーディング補正回路、クランプ回路或いはＡ／Ｄ変換回路、信号処理回路等の周辺回路のＭＯＳトランジスタを同一工程で形成できるため、マスク枚数、プロセス工程がＣＣＤと比較して大幅に削減できるということが挙げられる。
【００２９】
この特長を生かし、本発明では１画素に２つの光電変換部を構成し、従来各光電変換部毎に設けていたフローティングディフュージョン領域（以降、ＦＤ領域）とソースフォロワアンプを、２つの光電変換部に１個だけ形成し、２つの光電変換領域を転送用ＭＯＳトランジスタスイッチを介してそのＦＤ領域に接続している。
【００３０】
したがって、２つの光電変換部の電荷を同時、または、別々にフローティングディフュージョン部へ転送でき、ＦＤ領域に接続した転送ＭＯＳトランジスタのタイミングだけで、２つの光電変換部の信号電荷の加算、非加算を簡単に行うことができる。この構造を利用して、撮像光学系の射出瞳全体からの光束による光電変換出力を行う第１の出力モードと、撮像レンズの射出瞳の一部からの光束による光電変換出力を行う第２の出力モードとを切り替え可能としている。画素レベルで信号の加算を行う第１の出力モードでは、信号を読み出した後で加算する方式に比べてノイズの少ない信号を得ることができる。
【００３１】
図３は、撮像素子１００内のエリアセンサ部の回路構成図である。同図は、２列×２行画素の２次元エリアセンサを示したものであるが、実際は、図４に示すように１９２０列×１０８０行等と画素数を多くし、実用的な解像度を得る。なお、図４に示す６１から６７は後述する焦点検出領域である。焦点検出領域を縦型に配置して、被写体のヒトなどの縦長の物体内の輝度分布を捉えやすくしている。
【００３２】
図３において、１および５１はＭＯＳトランジスタゲートとゲート下の空乏層からなるフォトダイオード的な第１、第２光電変換部、２および５２は図上キャパシタの記号を付したフォトゲート、３および５３は第１、第２光電変換部１，５１の光電変換による電荷を転送する転送スイッチＭＯＳトランジスタ、４はフローティングディフュージョン部ＦＤの電荷をリセットするリセット用ＭＯＳトランジスタ、５はフローティングディフュージョン部ＦＤの電荷をソースフォロワ型で電圧変換して増幅するソースフォロワアンプＭＯＳトランジスタ、６は水平走査部１６からのパルスφＳ０で画素選択する垂直選択スイッチＭＯＳトランジスタ、７はソースフォロワ型で増幅するソースフォロワアンプＭＯＳトランジスタ５の負荷となる負荷ＭＯＳトランジスタ、８はフローティングディフュージョン部ＦＤの暗時電荷を転送する暗出力転送ＭＯＳトランジスタ、９はフローティングディフュージョン部ＦＤの撮像時の蓄積電荷を明出力とする明出力転送ＭＯＳトランジスタ、１０は暗出力転送ＭＯＳトランジスタ８のオンにより暗出力を蓄積する暗出力蓄積容量ＣTN、１１は明出力転送ＭＯＳトランジスタ９のオンにより暗出力を蓄積する明出力蓄積容量ＣTS、１２および５４は垂直走査部１５からの制御パルスによってオン／オフする垂直転送ＭＯＳトランジスタ、１３および５５は垂直出力線をリセットする垂直出力線リセットＭＯＳトランジスタ、１４は明出力と暗出力との差を出力する差動出力アンプ、１５は垂直転送ＭＯＳトランジスタ１２，５４を制御するパルスを出力する垂直走査部、１６は第１、第２光電変換部１，５１の電荷を読み出す転送パルス、リセットパルス、トリガパルス、選択パルスを出力する水平走査部である。
【００３３】
図５に受光部（例えば、図３の３０−１１）の断面図を示す。なお、受光部３０−２１、３０−１２、３０−２２等も同一の構造である。
【００３４】
図５において、１７はＰ型ウェル、１８，５８はゲート酸化膜、１９，５９は一層目ポリＳｉ、２０，５０は二層目ポリＳｉ、２１はｎ+フローティングディフュージョン領域である。また、図３と同一部分には同一番号を付している。例えば、第１、第２光電変換部１，５１、フォトゲート２，５２、リセット用ＭＯＳトランジスタ４、ソースフォロワアンプＭＯＳトランジスタ５、垂直選択スイッチＭＯＳトランジスタ６、負荷ＭＯＳトランジスタ７である。
【００３５】
ＦＤ領域２１は転送ＭＯＳトランジスタ３，５３を介して第１光電変換部１および第２光電変換部５１と接続される。なお、図５では、第１光電変換部１と第２光電変換部５１を離して描いたが、実際にはその境界部は極めて小さく、実用上は第１光電変換部１と第２光電変換部５１は接しているとみなして良い。以降、隣接した第１光電変換部と第２光電変換部をひとまとめにして受光部と呼ぶことにする。
【００３６】
また、２２は特定の波長域の光を透過するカラーフィルター、２３は撮像光学系２４からの光束を効率的に第１、第２光電変換部に導くためのマイクロレンズである。
【００３７】
図６は画素とカラーフィルターの配置を示す平面図である。ここでは４列×４行のみを抜き出して示している。受光部とＭＯＳトランジスタを含む各画素はほぼ正方形にレイアウトされ、格子状に隣接して配置されている。図３を用いて、先に説明した受光部３０−２１、３０−２２、３０−１１、３０−１２は画素７０−１１、７０−２１、７０−１２、７０−２２内に位置し、ここではエリアセンサ部７２−１１、７２−２１、７２−１２、７２−２２として表している。また、各画素７０は、受光部３０とリセットＭＯＳトランジスタ４と、ソースフォロワアンプＭＯＳトランジスタ５、垂直選択スイッチＭＯＳトランジスタ６を含んでいる。
【００３８】
また、このエリアセンサ部７２は、各画素にＲ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）のカラーフィルター２２を交互に配して、それぞれのカラーフィルター２２上にマイクロレンズ２３を配置し、４画素が一組となる所謂ベイヤー配列を形成している。ベイヤー配列では、観察者が画像を見たときに強く感じやすいＧの画素をＲやＢの画素よりも多く配置する事で、視覚的に総合的な像性能を上げている。一般に、この方式の撮像素子では、輝度信号は主にＧから生成し、色信号はＲ，Ｇ，Ｂから生成する。
【００３９】
前述したように１画素はそれぞれ２つの光電変換部を有している。図６に付した、Ｒ，Ｇ，Ｂは赤色、緑色、青色のカラーフィルターを備えた光電変換部であることを、ＲＧＢに続く１あるいは２は、第１光電変換部か第２光電変換部かの区別を表している。例えば、Ｒ１は赤色カラーフィルターを備えた第１光電変換部であり、Ｇ２は緑色カラーフィルターを備えた第２光電変換部を意味する。
【００４０】
さらに、各画素において受光部の占める割合はおおよそ数１０％程度であって、いわゆる開口度も数１０％程度となり、撮像光学系２４から射出した光束を有効に利用するためには、各受光部毎に集光用レンズを設けて、受光部以外に到達しようとする光を受光部に偏向ことが必要となる。
【００４１】
図７はこのために撮像素子前面に設けたマイクロレンズと受光部との位置関係を示す平面図である。マイクロレンズ７１−１１から７１−４４はそれぞれ受光部の中心と光軸とが、おおよそ一致した軸対称型の球面レンズあるいは非球面レンズであって、各々矩形の有効部を持ち、光入射側を凸形状として格子状に密に並べられている。図８はこのマイクロレンズを斜めから見た表面状態を表す図である。マイクロレンズは各第１光電変換部と第２光電変換部とを一対として一つを形成して、ＸＹマトリクス状に形成されて、被写体の画像を集束して効率よく集光している。
【００４２】
次に、このマイクロレンズの作用について詳述する。
【００４３】
図９はエリアセンサ部の断面図である。撮像光学系２４は図の左側に位置し、撮像光学系２４を射出した光束は、ＩＲカットフィルターＦ１、光学ローパスフィルターＬＰＦを通って、先ずマイクロレンズ７１−１１、７１−２１、７１−３１、７１−４１に入射する。各マイクロレンズの後方にはカラーフィルター２２Ｇ，Ｒ，Ｇ，Ｒが配置され、ここで所望の波長域のみが選択されて、受光部７２−１１から７２−４１の各受光部に到達する。カラーフィルター２２は図６を用いて説明したようにベイヤー配列を構成しており、ＲＧＢの３種がある。また、ベイヤー配列であることから、断面に現れるのはこのうちの２種であって、２２Ｇが緑色透過カラーフィルター、２２Ｒが赤色透過カラーフィルターである。また、他の列方向又は行方向の断面には、２２Ｇが緑色透過カラーフィルター、２２Ｂが青色透過カラーフィルターが配置されている。
【００４４】
各マイクロレンズの拡大率であるパワーは、撮像素子の各受光部を撮像光学系２４の射出瞳に投影するように設定されている。このとき、各受光部の投影像が撮像光学系の絞り開放時の射出瞳よりも大きくなるように投影倍率を設定し、受光部に入射する光量と撮像光学系の絞りＳＴの開度との関係をおおよそ線形にする。こうすれば、被写体輝度、撮像素子の感度が与えられたときに、フィルムカメラと同様の手法で絞り値とシャッター速度を算出することができる。つまり、入射光量が絞りの開口面積に比例するようになり、ＡＰＥＸ方式の演算が成り立つ。フィルムカメラと同じように一般の露出計を用いて露光量を算出することができて、撮影操作は極めて容易である。また、こうしてＡＰＥＸ方式の演算も簡易となり、演算処理時間も少なくて済み、撮像装置組込型の位相差検出方式による焦点検出装置として次のことを含めて提供できる。
【００４５】
また、焦点検出のための光束が絞りＳＴの開度に応じて変化するために、撮像光束と焦点検出光束は常に一致し、合焦検出結果は収差レベルで撮像光学系の実際の最良解像位置によく合致すると言う利点がある。撮像光学系２４によって形成された物体像がマイクロレンズ上に位置するとき、撮像素子１００から得られる画像は最もシャープになる。
【００４６】
なお、撮像光学系２４は主光線の撮像素子への入射角が０度となるようにテレセントリック系とするのがマイクロレンズによる瞳投影精度の点で望ましいが、小型化、ズーム比の高倍率化の要求から完全なテレセントリック系にならない場合もある。この際には、マイクロレンズと受光部とを僅かに偏心させ、偏心量を撮像光学系の光軸から受光部までの距離の関数とすればよい。一般には、この偏心量を距離に応じて単調に増加させれば、画面周辺の受光部も撮像光学系２４の射出瞳上に正しく投影できるようになる。
【００４７】
図１０（ａ），（ｂ）はマイクロレンズの焦点検出機能としての役割の理解を容易にするために、図９に示した受光部７２−１１について、第１光電変換部に入射する光束と、第２光電変換部に入射する光束のそれぞれを分けて示した図である。図１０（ａ），（ｂ）で、マイクロレンズ７１−１１とカラーフィルター２２Ｇとは同一で、第１光電変換部Ｇ１と第２光電変換部Ｇ２とを示している。第１光電変換部に入射する光束を示す図１０（ａ）では、図の下方からの光束が第１光電変換部Ｇ１に入射し、第２光電変換部に入射する光束を示す図１０（ｂ）では、図の上方からの光束が第２光電変換部Ｇ２に入射していることが分かる。
【００４８】
したがって、撮像素子全体では第２光電変換部に入射する光束は図１１に示すようになる。エリアセンサ部１００のいずれの位置に入射する光束も、絞りＳＴの上半分を通過する光束である。一方、エリアセンサ部１００の撮像素子全体の第１光電変換部に入射する光束は撮像レンズの光軸Ｌ１を対称軸として上下を反転したものとして考えればよい。すなわち、射出瞳の分割の様子は、図１２のようになる。図において、２１０は絞りＳＴが図２における開放状態２０４の時の撮像光学系２４の射出瞳であって、絞りＳＴの開口２０４を後方レンズ群２０２を通して見た虚像である。また、図上下側の２１１は撮像素子１００の第１光電変換部に入射する光束が通過する射出瞳上の第一の領域、図上上側の２１２は撮像素子１００の第２光電変換部に入射する光束が通過する射出瞳上の第二の領域である。
【００４９】
また、図１２の２１５，２１６は絞りＳＴを絞り込んだときの射出瞳であって、図２に示した絞りＳＴの開口２０５，２０６を後方レンズ群２０２を通して見た虚像である。絞りＳＴを絞り込んだときは、開口２０７，２０８の場合に示すように、第一の領域２１１と第二の領域２１２のそれぞれが絞り込みの状態に応じて小さくなるが、第１光電変換部から得られた画像信号と第２光電変換部から得られた画像信号は、何れも撮像光学系２４の射出瞳をほぼ２分割した半光束から形成される。
【００５０】
以上のような光学系にあっては、例えば撮像素子１００よりも手前に物体像が焦点を結ぶように形成されているとき、射出瞳の上側を通る半光束は撮像素子１００上で下側にシフトし、射出瞳の下側を通る半光束は上側にシフトする。つまり、撮像光学系２４の瞳の半分ずつを通った光束で形成される一対の画像信号は物体像の結像状態に応じて図６，図７，図９の上下方向に位相がシフトしたものとなる。
【００５１】
撮像素子を用いて画像情報を取り込む場合、その離散的な像のサンプリングに起因して、物体上の空間的輝度分布の高周波成分に対して、その周波数とは別の低周波の「折り返しノイズ」と呼ばれるノイズ画像が発生する。これはデジタルカラーカメラでは、いわゆる「色モワレ」となる。さらに、撮像素子の出力を用いて位相差検出方式の焦点検出を行う際には、この「折り返しノイズ」があると物体像の位相情報が画像出力に正しく反映されないことから、デフォーカス量の検出精度を劣化させる。
【００５２】
ここで用いる撮像素子１００の画素のピッチをＰとすると、図１３に示すように、緑色透過カラーフィルター（Ｇ）を備えた画素のピッチは上下左右方向にそれぞれ２Ｐ、対角方向にルート２Ｐ、また、青色透過カラーフィルター（Ｂ）を備えた画素のピッチと赤色透過カラーフィルター（Ｒ）を備えた画素のピッチは上下左右方向にそれぞれ２Ｐ、対角方向に２ルート２Ｐである。さらに、焦点検出に用いる縦方向のＧ同士間、Ｂ同士間、Ｒ同士間の画素ピッチはいずれも２Ｐである。
【００５３】
仮にピッチＰ＝０．０１ｍｍと想定し、上下左右方向に対して考えると、ナイキスト周波数νｎはνｎ＝１／（２×２Ｐ）＝２５である。一方、撮像素子１００のレスポンス特性は、Ｒ，Ｇ，Ｂ共に図１４に示すようになる。同図において、横軸が空間周波数（本／ｍｍ）、縦軸がレスポンスであり、レスポンスがナイキスと周波数を超えた高周波側の持ち上がりが「折り返しノイズ」である。
【００５４】
こういった不具合を防ぐために、物体の高周波成分が光学像レベルで撮像素子に至らないようにする必要がある。「折り返しノイズ」の発生を抑えるために、水晶より成る光学ローパスフィルターＬＰＦを撮像光学系２４と撮像素子１００との間に配置し、ナイキスト周波数νｎで、結像レンズのＭＴＦ（Modulation Transfer Function，変調伝達関数）が０に近づくように、光学ローパスフィルターＬＰＦの特性を設定すれば、ほぼこの目的は達せられる。
【００５５】
ただし、水晶の複屈折特性を利用した光学ローパスフィルターＬＰＦでは、必ずしもナイキスト周波数νｎでＭＴＦが０になるとは限らないので、焦点検出のために有害な高い周波数成分を取り込むこともある。しかしながら、ＲとＢの像のサンプリングは半ピッチシフトしていること、ＧについてはＲとＢの関係のように半ピッチシフトした系列があることから、Ｒ，Ｂ、それにＧの２つの系列のそれぞれに焦点検出出力を求め、これらを平均すれば、十分な焦点検出精度を得ることが可能である。
【００５６】
さらには、ピント（焦点）が合っているときには、一対の信号に均等に位相エラーが乗るため、この現象が生じても焦点検出誤差にはならない。このことは、仮に一つの焦点検出出力しか得られず、平均することができなかった場合でも、最終的なピントだけは保証できることを意味している。
【００５７】
また、このような光学ローパスフィルターの特性として、平行平板である光学ローパスフィルターＬＰＦに入射した一本の光線は、二本に分離した平行光線として射出する。入射光と射出光が平行であれば、マイクロレンズによる各受光部の撮像光学系２４の射出瞳への投影は２Ｐ程度のボケを生じるだけで、実際上問題にならない。
【００５８】
なお、光学ローパスフィルターに入射した一本の光線が、拡散して射出するタイプの光学ローパスフィルターも知られているが、このタイプでは入射光と射出光が平行でないので、マイクロレンズによる各受光部の撮像光学系２４の射出瞳への投影は大きく崩れてしまい、焦点検出系は機能しない。
【００５９】
図１５は、撮像素子１００の周辺回路を含む内部構成を示したブロック図である。撮像素子１００内には、タイミング発生部１０１、エリアセンサ部１０２、画素の出力を選択する垂直走査部１０３および水平走査部１０４、アナログ信号処理部１０５、アナログ／デジタル変換を行うＡ／Ｄ変換部１０６、デジタル化された信号を出力信号に変換するデジタル信号処理部１０７、デジタル画像信号を外部に出力し、また外部からのコマンドデータを受け取るインターフェイス（ＩＦ）部１０８が設けられている。
【００６０】
図１５において、エリアセンサ部１０２は上述したＣＭＯＳセンサである。図３に示す第１，第２光電変換部を有して１つのソースフォロワ型のソースフォロワアンプＭＯＳトランジスタ５を備えている。
【００６１】
また、タイミング発生部１０１は、外部からの基準周波数であるマスタークロックを元に、各画素で光電変換された画像信号を読み出すためのタイミング信号を発生し、垂直および水平走査部１０３，１０４が、このタイミング信号に従って所要の走査制御を行って、各画素内で光電変換された電荷を読み出す。なお、タイミング発生部１０１から垂直同期信号と水平同期信号を外部に出力し、撮像素子外でタイミング信号が必要なシステム用に、同期信号を供給する。
【００６２】
また、アナログ信号処理部１０５はエリアセンサ部１０２から読み出された画像信号をノイズ低減処理、増幅処理、ガンマ処理、クランプ処理してＡ／Ｄ変換部１０６に出力するためのものである。Ａ／Ｄ変換部１０６はこの画像信号をデジタル信号に変換して出力し、デジタル信号処理部１０７は、Ａ／Ｄ変換部１０６にてデジタル変換された画像信号を画像ＲＡＭメモリ等を用いて表示可能な画像信号に処理して、インターフェイス部１０８に出力する。
【００６３】
また、インターフェイス部１０８はデジタル信号処理部１０７から出力されるデジタル画像信号を撮像素子１００の外部に出力する。
【００６４】
また、撮像素子１００は、外部からコマンド対応で撮像素子１００のモードや出力信号形態、信号出力タイミングなどをコントロールでき、外部からインターフェイス部１０８に所要のコマンドを与えると、インターフェイス部１０８が受けたコマンド対応の制御を行うように、例えば焦点検出のためにエリアセンサ部１０２への読み出しタイミングの制御のため垂直および水平走査部１０３，１０４を制御等の各構成要素を制御する。
【００６５】
撮像素子１００は撮像レンズの射出瞳全体からの光束による光電変換出力を行う第１の出力モードと、撮像レンズの射出瞳の一部からの光束による光電変換出力を行う第２の出力モードとを切り替え可能である。
【００６６】
次に、焦点検出用の画像出力について説明する。図９，図１０，図１１を用いて説明したように、焦点検出用画像は第２の出力モードによって形成された一対の物体像を実質的に同一タイミングで光電変換し、第１の光電変換部からの画像信号と第２光電変換部からの画像信号とに分けて独立に出力したものである。
【００６７】
焦点検出領域に投影されている物体像がデフォーカスしていると、これらの画像信号は瞳の分割方向に位相がシフトしたものとなる。したがって、焦点検出領域を撮像光学系の瞳の分割方向を長手方向とした長方形にすれば、長く連続した画像信号を用いて位相シフト量を検出することとなって、よりシフト量検出の正確さを増すことができる。
【００６８】
焦点検出用画像を簡単に得るため、先に説明したデジタル信号処理部１０７のコマンドの一つとして出力位置指定コマンドを用意する。図１６に信号処理１０７ｅ，…，ｎとして示したのが出力位置指定コマンドであって、エリアセンサ部１０２の撮像領域のうち、図４に示した垂直方向に長方計の焦点検出領域６１から６７の何れか、あるいは、これらの組み合わせを指定する。また、あらかじめ定められた焦点検出領域から選択するのではなく、トラックボールなどのポインティングデバイスを用意することにより、操作制御部に備えたＣＰＵに指示を出すことにより、ＣＰＵの制御機能により、数１００程度の焦点検出領域から幾つかを任意に指定するようにしてもよい。
【００６９】
その指定された特定領域を含むラインについては、焦点検出用として電荷蓄積レベルが最適化された画像を出力するように構成する。焦点検出領域内で適切な信号レベルを得るため、焦点検出領域別に、図２に示した絞りと共に、電子シャッタ設定を行う。ＣＣＤ型の撮像素子は全ての画素の電荷蓄積時間が同じであるが、撮像素子１００はＣＭＯＳセンサの特長を生かして、画素単位、あるいはライン単位、あるいはブロック単位での読み出しを行う構造をとることが容易にでき、さらに、蓄積時間の始まりと終りを単位毎に異ならせることができる。ここでは垂直ライン単位に電荷蓄積時間を変えるものとし、焦点検出領域内の画像がＡ／Ｄ変換レンジを有効に使えるようにする。
【００７０】
図１７を用いて電子シャッタ機能を説明する。画面を図１７（ａ）のように垂直ライン順次で画素を読み出す場合は、図１７（ｂ）に示すように、まず最初の１列に各画素に蓄積されている無効電荷を、上向き矢印で示す画素リセット時にリセットし、有効蓄積動作を開始する。斜線で示す時の一定時間経過の後に下向き矢印で示す画素読み出し時に画素を読み出して、次段の信号処理部に画像信号を与える。次に２列、３列．．と同様に走査される。有効蓄積動作は、垂直ライン毎にタイミングが異なるが、蓄積時間は実質的に同一である。
【００７１】
画面全体について、電荷蓄積時間を短くする場合は、図１７（ｃ）に示すように無効電荷をリセットする画素リセットのタイミングを、時間的に後ろにずらすことで、有効蓄積動作時間を短縮でき、電子シャッタ動作がなされる。この動作は、インターフェイス部１０８が受けた電子シャッタコマンドで、タイミング発生部１０１のモードを切り替えればよい。
【００７２】
また、垂直ライン単位で有効蓄積動作時間を設定する場合は、図１７（ｄ）のようになる。図１７（ｄ）は、仮に焦点検出領域が２列目にあるとして、２列目の信号レベルを適切にすべく有効蓄積時間を他のラインとは異ならせた例である。
【００７３】
なお、このようにして得られた焦点検出用画像は、前述のように第２の出力モードによる半光束ずつの一対の画像であって、しかも、他のラインとは蓄積時間が異なるものとなるが、信号処理上これらを加算して、さらに蓄積時間の差を打ち消すようなゲインを掛ければ、他のラインと同一条件の情報を信号処理上で簡易的に作成することができる。したがって、撮像した画像をモニターに表示する場合には、このような処理を加えることによって、焦点検出を行いつつ、画面全体の情報を得ることが可能である。
【００７４】
では次に、図５，図３に戻って、撮像素子の電荷蓄積動作の詳細を述べる。
【００７５】
先ず、フォトゲート２，５２の下に空乏層を拡げるため制御パルスφＰＧ00（奇数行），φＰＧｅ0（偶数行）に正の電圧を印加する。ＦＤ部２１は蓄積中、ブルーミング防止のため制御パルスφＲ0 をハイにして電圧ＶDDに固定しておく。光子ｈνが照射されフォトゲート２，５２の下でキャリアが発生すると、フォトゲート２，５２の下の空乏層中に電子が蓄積されていき、正孔はＰ型ウェル１７を通して排出される。
【００７６】
光電変換部１とＦＤ部２１の間には転送ＭＯＳトランジスタ３によるエネルギー障壁が、光電変換部５１とＦＤ部２１の間には転送ＭＯＳトランジスタ５３によるエネルギー障壁がそれぞれ形成されている。このため、光電荷蓄積中は電子はフォトゲート２，５２の下に存在する。この後、水平走査部１６を走査させ、同様に他行の光電変換部１、光電変換部５１に電荷蓄積動作を行えば、全光電変換部について電荷の蓄積が成される。
【００７７】
読み出し状態になると転送ＭＯＳトランジスタ３あるいは５３下の障壁をなくし、フォトゲート２や５２の下の電子をＦＤ部２１へ完全に転送させる様に制御パルスφＰＧ00，φＰＧｅ0 、制御パルスφＴＸ00，φＴＸｅ0 を設定する。
【００７８】
（第２の出力モード動作）
図１８のタイミングチャートを用いて撮像素子の読み出し動作を説明する。このタイミングチャートは、２つの光電変換部を独立に出力する第２の出力モードの場合であって、焦点検出用画像の読み出しに用いる。
【００７９】
先ず、水平走査部１６からのタイミング出力によって、制御パルスφＬをハイとして水平出力線を基準電位点Ｖssに落としてリセットする。また、制御パルスφＲ0 ，φＰＧ00，φＰＧｅ0 をハイとし、リセット用ＭＯＳトランジスタ４をオンとし、フォトゲート２の一層目ポリＳｉ１９をハイとしておく。
【００８０】
時刻Ｔ0 において、制御パルスφＳ0 をハイとし、選択スイッチＭＯＳトランジスタ６をオンさせ、受光部３０−１１を選択する。次に制御パルスφＲ0 をローとし、ＦＤ領域２１のリセットを止め、ＦＤ領域２１をフローティング状態とし、ソースフォロワアンプＭＯＳトランジスタ５のゲート・ソース間をスルーとした後、時刻Ｔ1 において制御パルスφＴN をハイとし、ＦＤ領域２１の暗電圧をソースフォロワ動作で蓄積容量ＣTN１０に出力させる。
【００８１】
次に、第１光電変換部の光電変換出力を行うため、第１光電変換部の制御パルスφＴＸ00をハイとして転送スイッチＭＯＳトランジスタ３を導通した後、時刻Ｔ2 において制御パルスφＰＧ00をローとして下げる。この時フォトゲート２の下に拡がっていたポテンシャル井戸を上げて、光発生キャリアをＦＤ領域２１に完全転送させるような電圧関係が好ましい。
【００８２】
時刻Ｔ2 でフォトダイオードの光電変換部１からの電荷がＦＤ領域２１に転送されることにより、ＦＤ領域２１の電位が光に応じて変化することになる。この時ソースフォロワアンプＭＯＳトランジスタ５がフローティング状態であるので、ＦＤ領域２１の電位を時刻Ｔ3 において制御パルスφＴS をハイとして蓄積容量ＣTS１１に出力する。この時点で第１光電変換部の暗出力と光出力はそれぞれ蓄積容量ＣTN１０とＣTS１１に蓄積されており、時刻Ｔ4 の制御パルスφＨＣを一時ハイとして垂直出力線リセットＭＯＳトランジスタ１３と５５を導通して垂直出力線をリセットし、垂直転送期間において垂直走査部１５の走査タイミング信号により垂直信号線にＭＯＳスイッチ１２，５４をオンして、画素の暗出力と光明出力を出力させる。蓄積容量ＣTN１０とＣTS１１の出力は、差動増幅器１４によって、差動出力ＶOUT を取れば、画素のランダムノイズ、固定パターンノイズを除去したＳ／Ｎの良い画像信号が得られる。
【００８３】
なお、受光部３０−１２の光電荷は、受光部３０−１１と同時に夫々の蓄積容量ＣTNとＣTSに蓄積されるが、その読み出しは垂直走査部１５からのタイミングパルスを１受光部分遅らせて、垂直出力線に読み出して差動増幅器１４から出力される。この走査を繰り返して、時系列に異なる時間にそれぞれの光電変換部に応じた画像信号を得ることができる。１受光部分のタイミングパルスの差であるので、両者の蓄積時間は実質的に同一とみなせる。
【００８４】
次に、蓄積容量ＣTS１１に明出力を出力した後、制御パルスφＲ0 をハイとして、リセット用ＭＯＳトランジスタ４を導通しＦＤ領域２１を電源ＶDDにリセットする。
【００８５】
第１光電変換部の垂直転送が終了した後、第２光電変換部の読み出しを行う。第２光電変換部の読み出しは、制御パルスφＲ0 をローとし、ＦＤ領域２１のリセットを止め、ＦＤ領域２１をフローティング状態とし、ソースフォロワアンプＭＯＳトランジスタ５のゲート・ソース間をスルーとした後、時刻Ｔ5 において制御パルスφＴN をハイとし、ＦＤ領域２１の暗電圧をソースフォロワ動作で蓄積容量ＣTN１０に出力させる。
【００８６】
第２光電変換部の光電変換出力を行うため、第２光電変換部の制御パルスφＴＸｅ0 をハイとして転送スイッチＭＯＳトランジスタ５３を導通した後、時刻Ｔ6 において制御パルスφＰＧｅ0 をローとして下げる。
【００８７】
時刻Ｔ6 でフォトダイオードの光電変換部２からの電荷がＦＤ領域２１に転送されることにより、ＦＤ領域２１の電位が光に応じて変化することになる。この時ソースフォロワアンプＭＯＳトランジスタ５がフローティング状態であるので、ＦＤ領域２１の電位を時刻Ｔ7 において制御パルスφＴS をハイとして蓄積容量ＣTS１１に出力する。この時点で第２光電変換部の暗出力と光出力はそれぞれ蓄積容量ＣTN１０とＣTS１１に蓄積されており、時刻Ｔ8 の制御パルスφＨＣを一時ハイとして垂直出力線リセットＭＯＳトランジスタ１３と５５を導通して垂直出力線をリセットし、垂直転送期間において垂直走査部１５の走査タイミング信号により垂直出力線に画素の暗出力と光出力を出力させる。この時、蓄積容量ＣTN１０とＣTS１１の差動増幅器１４によって、差動出力ＶOUT を得る。
【００８８】
以上の駆動により、第１、第２光電変換部の読み出しが夫々独立に行える。
【００８９】
この後、水平走査部１６を走査させ、同様に読み出し動作を行えば、１フレーム分の全光電変換部の独立出力が得られる。即ち、次の列の場合は、まず制御パルスφＳ1 をハイとし、次にφＲ1 をローとし、続いて制御パルスφＴN ，φＴＸ01をハイとし、制御パルスφＰＧ01をロー、制御パルスφＴS をハイ、制御パルスφＨＣを一時ハイとして受光部３０−２１，３０−２２の第１光電変換部の信号を読み出す。続いて、制御パルスφＴＸｅ1 ，φＰＧｅ1 および上記と同様に制御パルスを印加して、受光部３０−２１，３０−２２の第２光電変換部の信号を読み出す。
【００９０】
１画素の２つの光電変換部にそれぞれソースフォロワを設けず、２つの光電変換部に１つのソースフォロワを設けたことにより、ソースフォロワアンプＭＯＳトランジスタ５、選択スイッチＭＯＳトランジスタ６、リセットＭＯＳトランジスタ４を従来の半分にすことができる。これにより、画素の光電変換部の開口率が向上し、画素の集積化による微細化が実現できて、焦点検出のために利用することが極めて容易となる。また、ＦＤ領域２１を２つの光電変換部で共有化させることにより、ソースフォロワアンプＭＯＳトランジスタ５のゲート部分の容量を増やさず済むため、感度の低下を防ぐことができる。
【００９１】
（第１の出力モード動作）
次に、第１および第２の光電変換部の信号をＦＤ領域２１において加算することにより、対物レンズの全瞳からの光束に基づく信号を出力する第１の出力モードについて説明する。この動作モードは通常の撮像素子での画像出力に相当する。
【００９２】
第１および第２の光電変換部の信号を加算する場合のタイミングチャートを図１７に示す。非加算モードの図１８では制御パルスφＴＸ00と制御パルスφＴＸｅ0 、制御パルスφＰＧ00と制御パルスφＰＧｅ0 のタイミングをずらしていたが、この第１の出力モードによる加算の場合は同じタイミングとする。即ち、受光部３０−１１の第１光電変換部と第２光電変換部とから同時に読み出すために、まず制御パルスφＴN をハイとして水平出力線からノイズ成分を読み出し、制御パルスφＴＸ00と制御パルスφＴＸｅ0 を、および制御パルスφＰＧ00と制御パルスφＰＧｅ0 を、夫々同時にハイ、ローとして、ＦＤ領域２１に転送する。これにより、同時刻に上下２つの光電変換部の信号をＦＤ領域２１で加算することが可能となる。画素レベルでの信号の加算であるため、アンプノイズの影響を受けず、信号読み出し後の加算では得られない高Ｓ／Ｎの画像となる。
【００９３】
以上のように、図１８のタイミングによる読み出しによれば撮影レンズの焦点検出を行うための焦点検出用画像を、図１９のタイミングによれば全光束を用いた通常の画像を出力することができる。すなわち、撮像レンズの射出瞳全体からの光束による光電変換出力を行う第１の出力モードと、撮像レンズの射出瞳の一部からの光束による光電変換出力を行う第２の出力モードとを切り替え可能である。
【００９４】
第１の出力モードによれば、不自然な像のボケが生じることはなく、元々撮像光学系の瞳の全光束を使った画像を得るように設計された撮像素子で得られる画像と同レベルのＳ／Ｎ的に優れた高品位画像を得ることができる。
【００９５】
（焦点検出信号処理）
さて、焦点検出のための信号処理について説明する。図２０は図４に示した焦点検出領域６１の拡大図である。他の焦点検出領域６２，６３，６４，６５，６６，６７も同様の構造である。図２１から図２８は図１５によって説明したインターフェイス部１０８から出力された画像のデジタル信号を表す検出特性グラフ図である。
【００９６】
図２０に示すように、焦点検出領域６１は１２個の受光部で構成された画素列を２組備えている。画素列８２は受光部８０−１，８０−２，…，８０−１２で構成され、画素列８３は受光部８１−１，８１−２，…，８１−１２で構成されている。エリアセンサ部１０２のカラーフィルターはベイヤー配列をなしているので、各画素列には２種類のカラーフィルターが交互に配列されることになる。そこで、焦点検出のために、各画素列をカラーフィルターの種類で分類し、さらに、それぞれから、第１光電変換部からの信号と第２光電変換部からの信号とからなる１対の画像信号を生成する。したがって、焦点検出領域６１からは画素列８２のＧ１，Ｇ２，Ｒ１，Ｒ２、画素列８３のＧ１，Ｇ２，Ｂ１，Ｂ２というそれぞれ全部で４対の画像信号ができる。なお、前述のように一つの焦点検出領域については実質的に一律の蓄積時間とする。
【００９７】
図２１から図２４はこの４対の画像信号を示している。
【００９８】
図２１は画素列８２のうち緑色カラーフィルターを備えた受光部８０−１，８０−３，…，８０−１１からの画像信号で、８４はＧ１で示した第１光電変換部の信号、８５はＧ２で示した第２光電変換部の信号である。
【００９９】
図２２は画素列８３のうち緑色カラーフィルターを備えた受光部８１−２，８１−４，…，８１−１２からの画像信号で、８６はＧ１で示した第１光電変換部の信号、８７はＧ２で示した第２光電変換部の信号である。
【０１００】
図２３は画素列８２のうち赤色カラーフィルターを備えた受光部８０−２，８０−４，…，８０−１２からの画像信号で、８８はＲ１で示した第１光電変換部の信号、８９はＲ２で示した第２光電変換部の信号である。
【０１０１】
図２４は画素列８３のうち青色カラーフィルターを備えた受光部８１−１，８１−３，…，８１−１１からの画像信号で、９０はＢ１で示した第１光電変換部の信号、９１はＢ２で示した第２光電変換部の信号である。
【０１０２】
これらは、撮像光学系２４によって焦点検出領域６１上に成された物体像が、オレンジ色と黄色の濃淡である場合の例で、図２１と図２２に示した緑色のコントラストが高く、図２３に示した赤色は低コントラストであるものの強度は強く、さらに、図２４に示した青色はコントラストも強度も低くなっている。図は物体像がデフォーカスした状態を示し、矢印Ａ，Ｂで示すように第１光電変換部の信号と第２の光電変換部の信号とは位相がシフトしていることが分かる。
【０１０３】
また、図２５から図２８は物体像にピントがあった状態での信号であり、図２１から図２４に示した撮像光学系２４の第２群ｇｒｐ２の移動によって、それぞれ変化する様子を表している。
【０１０４】
図２５は画素列８２のうち緑色カラーフィルターを備えた受光部８０−１，８０−３，…，８０−１１からの画像信号で、１８４はＧ１で示した第１光電変換部の信号、１８５はＧ２で示した第２光電変換部の信号である。
【０１０５】
図２６は画素列８３のうち緑色カラーフィルターを備えた受光部８１−２，８１−４，…，８１−１２からの画像信号で、１８６はＧ１で示した第１光電変換部の信号、１８７はＧ２で示した第２光電変換部の信号である。
【０１０６】
図２７は画素列８２のうち赤色カラーフィルターを備えた受光部８０−２，８０−４，…，８０−１２からの画像信号で、１８８はＲ１で示した第１光電変換部の信号、１８９はＲ２で示した第２光電変換部の信号である。
【０１０７】
図２８は画素列８３のうち青色カラーフィルターを備えた受光部８１−１，８１−３，…，８１−１１からの画像信号で、１９０はＢ１で示した第１光電変換部の信号、１９１はＢ２で示した第２光電変換部の信号である。
【０１０８】
物体にピントがあった状態では、第１光電変換部の信号と第２光電変換部の信号とは位相が一致する。したがって、一対の信号の同一性を判定することで合焦検知を行うことができる。さらには、相関演算を用いた公知の手法（例えば、特公平５−８８４４５号公報）を用いて、位相シフト量を検出することにより、デフォーカス量を求めることができる。
【０１０９】
ここで、光電変換された２像の信号処理方法について説明する。上記相関演算は、例えば、第１，第２光電変換部の光電変換素子数をそれぞれＮとし、光電変換素子の出力をそれぞれａ（ｉ），ｂ（ｉ）（ｉ＝１〜Ｎ）としたとき、相互の相関量Ｖ（ｍ）は、
Ｖ（ｍ）＝Σ（｜ａ(i)−ｂ(i+1-m)｜−｜（ａ(i+1)−ｂ(i-m)｜  …(1)
となり、２像のずれ量が最も小さいとき、即ち一致したとき最小値をとる。また、相関量Ｖ（ｍ）としては、
Ｖ（ｍ）＝Σ（｜ａ(i)−ｂ(i+1-m)｜P−｜（ａ(i+1)−ｂ(i-m)｜P  …(２)
として求めてもよい。ただし、Ｐは正数とする定数である。また、相関量Ｖ（ｍ）は、min(x,y)，max(x,y)を２実数ｘ，ｙのうちの小なるもの、もしくは大なるものとすれば、
Ｖ（ｍ）＝Σ［min｛（ａ(i)，ｂ(i+1-m)｝−min｛ａ(i+1)，ｂ(i-m)｝］…(３)
Ｖ（ｍ）＝Σ［max｛（ａ(i)，ｂ(i+1-m)｝−max｛ａ(i+1)，ｂ(i-m)｝］…(４)
を用いてもよい。この演算によって、位相シフト量を検出し、結像レンズの結像状態を検出することが可能となる。
【０１１０】
続いて、デフォーカス量を求め、得られたデフォーカス量を結像光学系２４の第２群ｇｒｐ２を駆動すべき量に換算すれば、自動焦点調節が可能である。レンズの駆動量をあらかじめ知ることができるので、通常、合焦位置までのレンズ駆動はほぼ一回のみで済み、極めて高速な焦点調節が実現できる。
【０１１１】
また、ここでは色分解した信号を用いたが、色分解しない場合はこれらを足しあわせた信号を得ることに相当するために、低コントラストになりやすく、この結果、検出不能状態に陥りやすい。これに対して、色分解した信号を用いれば、ここに示したようにＲＧＢすべての信号に高いコントラストが現れるとは限らないが、逆にＲＧＢの何れかには高コントラストな信号が得られ、ほとんどの場合焦点検出が可能となる。
【０１１２】
なお、撮像素子１００には光学ローパスフィルターＬＰＦを通過した物体像が入射しているものの、光学系の特性上、焦点検出系のナイキスト周波数νｎ＝１／（２×２Ｐ）を上回る高周波成分を全く取り込まないわけではない。したがって、物体のパターンによっては物体像の位相が信号の位相に反映されず、焦点検出結果には若干の誤差が含まれることがある。
【０１１３】
像の位相差がない場合には、一対の信号に均等に位相エラーが乗るため、この現象が生じても焦点検出誤差にはならない。すなわち、図２５、図２６にあるような信号では、合焦判定に誤差は生じないが、図２１、図２２にあるような信号では、デフォーカス量検出に誤差が生じるということになる。
【０１１４】
しかし、このデフォーカス量検出の誤差は、図２０乃至図２２より分かるように、信号８４，８５に対して信号８６，８７は物体像のサンプリング位置が半ピッチずれているため、信号８４，８５から算出された焦点検出結果と、信号８６，８７から算出された焦点検出結果を平均して最終的な焦点検出結果を得ることで、焦点検出誤差を低減することができ、上記の不具合を解決することができる。
【０１１５】
同様に、信号８８，８９に対して信号９０，９１は物体像のサンプリング位置が半ピッチずれているため、信号８８，８９から算出された焦点検出結果と、信号９０，９１から算出された焦点検出結果を平均して最終的な焦点検出結果を得ることで、焦点検出誤差を低減することができる。この場合には赤色と青色に注目した焦点検出結果を平均することになり、結果的に撮像光学系２４の色収差をも平均することになって好ましい。
【０１１６】
また、信号８４，８５から算出された焦点検出結果、信号８６，８７から算出された焦点検出結果、信号８８，８９から算出された焦点検出結果、信号９０，９１から算出された焦点検出結果のうち、信頼性が高いものだけを選択して平均すれば、より高い焦点検出精度を得ることが可能である。例えば、図２３や図２４の場合のように低コントラストな信号では、その焦点検出結果を焦点調節に用いないようにすればよい。
【０１１７】
（デフォーカスの対応処理）
以上は、第１光電変換部の信号と第２光電変換部の信号とは位相のみがシフトした関係にあることを前提に説明してきた。この前提が成り立つのは、比較的デフォーカス量が小さい場合である。次に、大デフォーカスへの対応について説明する。
【０１１８】
図２に示した撮像装置において、絞りＳＴには２０４から２０８で示した５つの開口が設けられ、開口２０４，２０５，２０６は撮像のための開口、開口２０７と２０８は大デフォーカス検出用開口である。撮像時は、撮影する物体の輝度に応じて自動的に開口２０４，２０５，２０６のうちの一つが選択される。あるいは、使用者が任意に開口２０４，２０５，２０６のうちの一つを選択するようにしても良い。開口の大きさを小さくするにしたがって、すなわち、開口２０４よりも開口２０５を、開口２０５よりも開口２０６を選択すると、被写界側でピントが合う範囲が深くなるとともに、電子シャッタによる電荷蓄積時間は長くなる。
【０１１９】
撮像素子１００上に設けられたマイクロレンズは、撮像素子１００の各受光部を撮像光学系２４の射出瞳に投影するが、撮像素子１００の各受光部に入射する光量と絞りＳＴの開度との関係を線形にするために、そのパワーは各受光部の投影像が、撮像光学系の絞り開放時の射出瞳よりも大きくなるように設定してある。すなわち、絞りＳＴ上で受光部の投影像と開口とを比較すると、受光部の投影像は、最も大きい開口２０４よりもさらに大きい。こうすれば、撮像素子１００への入射光量が絞りの開口面積におおよそ比例し、被写体輝度、撮像素子１００の感度が与えられたときに、フィルムカメラと同様の手法で、絞り値とシャッター速度を算出することができる。つまり、入射光量が絞りの開口面積に比例するようになり、ＡＰＥＸ方式の演算が成り立つ。
【０１２０】
先に図１２を用いて説明したように、開口２０４，２０５，２０６の何れを用いて撮像した場合でも、形成された画像は、円を２分割した半光束によるものとなる。一般に、物体像は点像と物体の輝度パターンのコンボルーションで与えられるが、物体像のデフォーカス量が大きくなると、点像には射出瞳の形が現れてくる。この結果、画像には円を２分割した形のボケが重畳することになる。
【０１２１】
一対の焦点検出用画像の形成が、平行移動で重なる形状の一対の射出瞳を介して成されていれば、個々の瞳形状がどういうものであっても、第１光電変換部の信号と第２光電変換部の信号の関係は位相のみがシフトしたものになる。ところが、図１２に示したように、この撮像装置の場合、射出瞳上の第一の領域２１１と第二の領域２１２の形状は互いに裏返しの関係であって、平行移動で重なるわけではない。したがって、画像に重畳するボケ形状も同様に裏返しの関係になり、第１光電変換部の信号と、第２光電変換部の信号は、形状を異ならせながら位相がシフトしたものになってしまう。大デフォーカス時には画像の位相差検出がうまく行かず、デフォーカス量検出誤差は大きい。
【０１２２】
また、大デフォーカス時にデフォーカス量検出誤差を大きくする他の要因として、マイクロレンズの製造誤差が挙げられる。前述のように、マイクロレンズは受光部を撮像光学系の射出瞳に投影している。仮に、この投影位置が画素でバラバラであると、デフォーカス時の位相シフト量が画素毎に異なることになってしまう。この影響はデフォーカス量が大きいほど深刻である。しかしながら、マイクロレンズは非常に微細であるため、実際にはある程度の製造ばらつきを許容せざるを得ない。
【０１２３】
そこで、大デフォーカス検出時には、大デフォーカス検出用である絞りＳＴの開口２０７と２０８を用いる。この場合、射出瞳の分割の様子は図２９のようになる。図２９において、２１３，２１４は絞り開口２０７，２０８を後方レンズ群２０２を通して見た虚像であって、開口２０７と２０８によって形成された射出瞳上の第三の領域と第四の領域である。
【０１２４】
第三の領域２１３は第一の領域２１１に含まれ、第四の領域２１４は第二の領域２１２に含まれ、したがって、開口２０７と２０８が射出瞳の形状を決めることになる。第１光電変換部へは開口２０７を通過した光束が入射し、第２光電変換部へは、開口２０８を通過した光束が入射する。
【０１２５】
第一の領域２１１と第二の領域２１２はマイクロレンズによる瞳投影精度の影響を受けるが、第三の領域２１３と第四の領域２１４はマイクロレンズによる瞳投影精度の影響を受けない。したがって、マイクロレンズの製造誤差があって、画素毎に第一の領域２１１と第二の領域２１２の位置が揺らいでいたとしても、開口２０７と２０８を使えば、揺らぎがなく、確定した第三の領域２１３と第四の領域２１４を得ることができる。
【０１２６】
ここで、開口２０７と２０８を例えば楕円や円とすれば、平行移動で重なる同一の形状であるために、第１光電変換部の信号と第２光電変換部の信号の関係は完全に位相のみがシフトしたものとなる。しかも、マイクロレンズの製造誤差の影響を受けない。したがって、大デフォーカスであっても、デフォーカス量の検出誤差を極めて小さく抑えることが可能である。また、開口２０７と２０８の重心の入射高さを、開放絞り径の０．７倍程度に選べば、一般的な球面収差特性を有する撮像光学系について、最良解像までのデフォーカス量を収差レベルで正確に検出することができる。
【０１２７】
なお、撮像光学系２４の第２群ｇｒｐ２と第４群ｇｒｐ４が光軸方向に動いて、ズーム動作が行われると、一般には開放Ｆナンバーが変化するが、開放絞りに対する開口２０７と２０８の重心位置の関係は、一定の比率を維持するので、開口２０７と２０８の重心の入射高さは、ズーム位置に関わらず常に開放絞り径の０．７倍程度になって都合がよい。
【０１２８】
被写体の物体にピントがあっている可能性が低い初回の焦点調節動作時には、先ず開口２０７と２０８を使用して、仮に大デフォーカスであっても、これに対応できる焦点調節と物体観察用のモニター表示を行い、これに続く２回目以降の焦点調節動作では開口２０４，２０５，２０６の何れかを用いて残る焦点調節とモニター表示を行うとともに、続く撮像に備えるように撮像装置のシーケンスを構成すると良い。
【０１２９】
この撮像装置では、撮像光学系のデフォーカス量を検出するための専用の焦点検出装置を必要としないので、光路分割のためのミラーやプリズムが要らない。したがって、撮像系を小型化することができる。
【０１３０】
［第２の実施形態］
図３０は本発明による第２の実施形態の撮像装置を示す図である。図において、ＳＴ１は第１絞り、ＳＴ２は第１絞りＳＴ１と同軸に回転する第２絞りである。第１絞りＳＴ１は、第１実施形態として図２８に示した絞りＳＴから大デフォーカス検出用開口２０７，２０８を除いたものである。第１絞りＳＴ１と第２絞りＳＴ２は隣接して配置されている。第１絞りＳＴ１と第２絞りＳＴ２は不図示のモーターの駆動力によって、選択的にそれぞれ３つおよび４つのポジションをとる。
【０１３１】
図３０において、２０１は撮像光学系２４のうち、絞りＳＴ１，２よりも物体側にある第１群（ｇｒｐ１）と第２群（ｇｒｐ２）とをまとめて示した前方レンズ群、２０２は撮像光学系２４のうち、絞りＳＴ１，２よりも像面側にある第３群（ｇｒｐ３）、第４群（ｇｒｐ４）、光学ローパスフィルターＬＰＦをまとめて示した後方レンズ群である。絞りＳＴ１，ＳＴ２の開口を通過した光束によって撮像素子１００上に物体像を形成する。絞りＳＴ１，ＳＴ２は軸Ｌ２を中心にして個別に回転し、不図示のモーターの駆動力によって、所定角度毎に位置する選択的に選択できる３つ及び４つのポジションをとる。
【０１３２】
第２絞りＳＴ２には、２２０から２２７で示した７つの開口が設けられ、開口２２７は撮像のための開口、開口２２０と２２１、２２２と２２３、２２４と２２５は対として、大デフォーカス検出用開口である。開口２２７は第１絞りＳＴ１で光束を制限するときに用い、撮像時は、第２絞りの開口２２７が設定されると同時に、撮影する物体の輝度に応じて第１絞りの開口のうちの一つが自動的に選択される。あるいは、使用者が一つを任意に選択するようにしても良い。
【０１３３】
撮像素子１００上に設けられたマイクロレンズは撮像素子の各受光部を撮像光学系２４の射出瞳に投影するが、撮像素子１００の各受光部に入射する光量と第１絞りＳＴ１の開度との関係を線形にするために、そのパワーは各受光部の投影像が撮像光学系の絞り開放時の射出瞳よりも大きくなるように設定してある。すなわち、絞りＳＴ上で受光部の投影像と開口とを比較すると、受光部の投影像は最も大きい第１絞りの開口よりもさらに大きい。こうすれば、撮像素子への入射光量が絞りの開口面積におおよそ比例し、被写体輝度、撮像素子の感度が与えられたときに、フィルムカメラと同様の手法で絞り値とシャッター速度を算出することができる。つまり、入射光量が絞りの開口面積に比例するようになり、ＡＰＥＸ方式の演算が成り立つ。
【０１３４】
大デフォーカスを検出する時には、第２絞りＳＴ２の開口２２０と２２１、２２２と２２３、２２４と２２５の何れかの組と、第２絞りＳＴ２の開口で光束が決まることを保証するために第１絞りＳＴ１の最大の開口を用いる。
【０１３５】
開口２２０と２２１を用いた場合、射出瞳の分割の様子は第１実施形態と同様に図３０のようになる。先にも説明したように、図において、２１３，２１４は絞り開口２０７，２０８に代えて第２絞りの開口２２０と２２１を後方レンズ群２０２を通して見た虚像であって、開口２２０と２２１によって形成された射出瞳上の第三の領域と第四の領域である。
【０１３６】
第三の領域２１３は第一の領域２２０に含まれ、第四の領域２１４は第二の領域２２１に含まれ、したがって、開口２２０と２２１が射出瞳の形状を決めることになる。第１光電変換部へは開口２２０を通過した光束が入射し、第２光電変換部へは開口２２１を通過した光束が入射する。
【０１３７】
第一の領域２２０と第二の領域２２１はマイクロレンズによる瞳投影精度の影響を受けるが、第三の領域２１３と第四の領域２１４はマイクロレンズによる瞳投影精度の影響を受けない。したがって、マイクロレンズの製造誤差があって画素毎に第一の領域２２０と第二の領域２２１の位置が揺らいでいたとしても、開口２２０と２２１を使えば、確定した第三の領域２１３と第四の領域２１４を得ることができる。
【０１３８】
ここで開口２２０と２２１の形状を、例えば楕円や円とすれば、平行移動で重なる同一の形状であるために、第１光電変換部の信号と第２光電変換部の信号の関係は完全に位相のみがシフトしたものとなる。しかも、マイクロレンズの製造誤差の影響を受けない。したがって、大デフォーカスであってもデフォーカス量の検出誤差を極めて小さく抑えることが可能である。
【０１３９】
以上のように、開口２２０と２２１を用いることで、大デフォーカスの検出が可能となった。ところで、一般に、撮影レンズの最短撮影距離Ｄ［ｍ］は、撮影画角θ［°］の関数として、式（１）のようにすると実用上便利である。
【０１４０】
Ｄ＝０．２／ｔａｎ（θ／２）    ……（１）
このように最短撮影距離を規定した場合、最短撮影距離に撮影レンズの繰り出しを設定して、無限遠にある物体を捉えたときのデフォーカス量はおおよそ撮影レンズの焦点距離の２乗に比例する。したがって、撮影レンズの焦点距離が非常に長い超望遠レンズを用いたときや、ズームの望遠側を選んだときには、極めて大きなデフォーカスが生じることがあり、第１光電変換部の信号と第２光電変換部の信号の位相のシフトが大きすぎて、信号の共通範囲が無くなってしまうこともあり得る。このような場合には、当然、位相差の検出はできない。
【０１４１】
図３１はこのような事態に対応すべく、単位デフォーカスで生じる位相シフト量を小さくする方向に機能する開口２２２，２２３を使用した場合の射出瞳の分割の様子である。図３１において、２３０は第１絞りＳＴ１が開放状態の時の射出瞳、２３１は撮像素子１００の第１光電変換部に入射する光束が通過する射出瞳上の第一の領域、２３２は撮像素子１００の第２光電変換部に入射する光束が通過する射出瞳上の第二の領域である。２３３，２３４は絞り開口２２２，２２３を後方レンズ群２０２を通して見た虚像であって、開口２２２と２２３によって形成された射出瞳上の第三の領域と第四の領域である。
【０１４２】
第三の領域２３３は第一の領域２３１に含まれ、第四の領域２３４は第二の領域２３２に含まれる。したがって、開口２２２と２２３が射出瞳の形状を決めることになる。第１光電変換部へは開口２２２を通過した光束が入射し、第２光電変換部へは開口２２３を通過した光束が入射する。
【０１４３】
開口２２０と２２１を用いたときに比べて、射出瞳上の第三の領域と第四の領域が狭いために、単位デフォーカスで生じる位相シフト量を小さくすることができる。さらに、開口２２４と２２５を用いれば、一層、単位デフォーカスで生じる位相シフト量を小さくすることが可能である。
【０１４４】
図３２は開口２２４，２２５を使用した場合の射出瞳の分割の様子である。図３２において、２３５，２３６は図３０に示す絞り開口２２４，２２５を後方レンズ群２０２を通して見た虚像であって、開口２２４と２２５によって形成された射出瞳上の第三の領域と第四の領域である。
【０１４５】
第三の領域２３５は第一の領域２３１に含まれ、第四の領域２３６は第二の領域２３２に含まれる。したがって、開口２２２と２２３が射出瞳の形状を決めることになる。第１光電変換部へは開口２２４を通過した光束が入射し、第２光電変換部へは開口２２５を通過した光束が入射する。
【０１４６】
超望遠レンズを用いたときや、ズームの望遠側を選んだときには、焦点検出等の制御回路は、物体にピントがあっている可能性が極めて低い初回の焦点調節動作時に、先ず開口２２４と２２５を使用して、仮に極めて大きいデフォーカスであっても、これに対応できる焦点調節と物体観察用のモニター表示を行い、これに続く２回目の焦点調節動作では開口２２２，２２３、さらに、３回目の焦点調節動作では開口２２０，２２１といった具合に使用する開口を順次切り換える。
【０１４７】
小デフォーカス量であることが明らかになったところで、制御回路は、第２絞りの開口２２７を設定すると同時に、撮影する物体の輝度に応じて第１絞りの開口のうちの一つを選んで、残る焦点調節とモニター表示を行い、続く撮像に備えるといったように撮像装置のシーケンスを構成すると良い。
【０１４８】
【発明の効果】
以上説明したように、結像レンズと、該結像レンズの射出瞳の第一の領域からの光束の光電変換出力と、第二の領域からの光束の光電変換出力とを得る固体撮像素子と、前記撮影レンズに設けられ、前記第一の領域に含まれる第三の領域と、前記第二の領域に含まれる第四の領域について光を通過させ、該第三の領域と該第四の領域以外を遮光する遮光手段と、前記固体撮像素子の光電変換出力に基づいて前記結像レンズの結像状態を検出する演算手段とを備えたことにより、次の効果が得られた。
【０１４９】
（１）撮像素子への入射光量が絞りの開口面積におおよそ比例するように成した上で、大デフォーカスを検知することが可能な、撮像装置組込型の位相差検出方式焦点検出装置を提供することができた。
【０１５０】
（２）マイクロレンズの製作誤差をある程度許容しつつ、大デフォーカスを検知することが可能になった。
【０１５１】
（３）光路分割のためのミラーやプリズムが要らないため、撮像系を小型化することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による撮像光学系の構成図である。
【図２】本発明による撮像装置の斜視図である。
【図３】本発明に用いる撮像素子１００内のエリアセンサ部の回路構成図である。
【図４】本発明に用いる撮像領域と焦点検出領域の説明図である。
【図５】本発明に用いる受光部の断面図である。
【図６】本発明による画素とカラーフィルターの配置を示す平面図である。
【図７】本発明によるマイクロレンズと受光部との位置関係を示す平面図である。
【図８】本発明によるマイクロレンズを斜めから見た表面状態を表す図である。
【図９】本発明によるエリアセンサ部の断面図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）は、第１光電変換部に入射する光束と、第２光電変換部に入射する光束を各々示した図である。
【図１１】本発明による第２光電変換部に入射する光束を表す図である。
【図１２】本発明による射出瞳の分割の様子を表す説明図である。
【図１３】本発明による画素のピッチを説明するための図である。
【図１４】本発明による撮像素子１００のレスポンス特性を表す図である。
【図１５】本発明による撮像素子１００の周辺回路を含む内部構成を示したブロック図である。
【図１６】本発明による出力位置指定コマンドを説明するための図である。
【図１７】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は電子シャッタ機能を説明する図で、（ａ）は垂直ライン順次で画素を読み出す場合の説明図、（ｂ）は蓄積時間を実質的に同一とする場合のタイミングチャート、（ｃ）は画面全体について電荷蓄積時間を短くする場合のタイミングチャート、（ｄ）は２列目の信号レベルを他のラインとは異ならせた場合のタイミングチャートである。
【図１８】本発明による第１および第２の光電変換部の信号を独立に読み出す場合のタイミングチャートである。
【図１９】本発明による第１および第２の光電変換部の信号を加算する場合のタイミングチャートである。
【図２０】本発明による焦点検出領域６１の拡大図である。
【図２１】本発明による画素列８２のうち緑色カラーフィルターを備えた受光部８０−１，８０−３，…，８０−１１からの画像信号である。
【図２２】本発明による画素列８３のうち緑色カラーフィルターを備えた受光部８１−２，８１−４，…，８１−１２からの画像信号である。
【図２３】本発明による画素列８２のうち赤色カラーフィルターを備えた受光部８０−２，８０−４，…，８０−１２からの画像信号である。
【図２４】本発明による画素列８３のうち青色カラーフィルターを備えた受光部８１−１，８１−３，…，８１−１１からの画像信号である。
【図２５】本発明による画素列８２のうち緑色カラーフィルターを備えた受光部８０−１，８０−３，…，８０−１１からの画像信号である。
【図２６】本発明による画素列８３のうち緑色カラーフィルターを備えた受光部８１−２，８１−４，…，８１−１２からの画像信号である。
【図２７】本発明による画素列８２のうち赤色カラーフィルターを備えた受光部８０−２，８０−４，…，８０−１２からの画像信号である。
【図２８】本発明による画素列８３のうち青色カラーフィルターを備えた受光部８１−１，８１−３，…，８１−１１からの画像信号である。
【図２９】本発明による大デフォーカス検出時の射出瞳の分割の様子を表す説明図である。
【図３０】本発明による実施形態２の撮像装置の斜視図である。
【図３１】本発明による大デフォーカス検出時の射出瞳の分割の様子を表す説明図である。
【図３２】本発明による大デフォーカス検出時の射出瞳の分割の様子を表す説明図である。
【符号の説明】
２４  撮像光学系
ＳＴ  絞り
２０７，２０８  大デフォーカス検出用開口
１００  撮像素子
２３  マイクロレンズ
１，５１  ＭＯＳトランジスタゲートとゲート下の空乏層からなる第１、第２光電変換部
２，５２  フォトゲート
３，５３  転送スイッチＭＯＳトランジスタ
２１０，２１５，２１６  射出瞳
２１１，２１２  射出瞳上の第一の領域と第二の領域
２１３，２１４  射出瞳上の第三の領域と第四の領域
【図１】
0005002086.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005002086.tif 000006
【図６】
0005002086.tif 000007
【図７】
0005002086.tif 000008
【図８】
0005002086.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005002086.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0005002086.tif 000013
【図１３】
0005002086.tif 000014
【図１４】
0005002086.tif 000015
【図１５】
0005002086.tif 000016
【図１６】
0005002086.tif 000017
【図１７】
0005002086.tif 000018
【図１８】
0005002086.tif 000019
【図１９】
0005002086.tif 000020
【図２０】
0005002086.tif 000021
【図２１】
0005002086.tif 000022
【図２２】
0005002086.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
0005002086.tif 000025
【図２５】
0005002086.tif 000026
【図２６】
0005002086.tif 000027
【図２７】
0005002086.tif 000028
【図２８】
0005002086.tif 000029
【図２９】
0005002086.tif 000030
【図３０】
0005002086.tif 000031
【図３１】
0005002086.tif 000032
【図３２】
0005002086.tif 000033