JP2012032723A - 撮像装置、撮像素子、撮像方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】位相差検出と画像生成との両方に用いられるイメージセンサにより画像を生成する場合に、その生成される画像の画質を向上させる。
【解決手段】イメージセンサ２００には、特定の波長領域を２分割した波長領域のうち一方の第１波長領域以外の光を遮光する第１フィルタと、他方の第２波長領域以外の光を遮光する第２フィルタとによって覆われる画素が所定の規則に基づいて配置されている。動作切替フィルタ３１１は、第１波長領域の光を遮光する。合焦判定部１５１は、動作切替フィルタ３１１が被写体光の光路へ挿入されている際に撮像素子が生成する信号に基づいて位相差検出による合焦判定を行う。信号処理部１４０は、撮像素子が生成する信号に基づいて画像を生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に位相差検出を行う撮像装置、撮像素子、撮像方法ならびに当該方法をコンピュータに実行させるプログラムに関する。

近年、人物等の被写体を撮像して撮像画像を生成し、この生成された撮像画像を記録するデジタルスチルカメラ等の撮像装置が普及している。また、この撮像装置として、ユーザの撮影操作を簡便にするため、撮像時のフォーカス（ピント、焦点）調整を自動的に行うオートフォーカス（ＡＦ：Auto Focus）機能を備える撮像装置が広く普及している。

このような撮像装置として、例えば、撮像レンズを通過した光を瞳分割して１対の像を形成し、その形成された像の間隔を計測（位相差を検出）することによって撮像レンズの位置を決定する撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この撮像装置は、１つの画素に１対の受光素子が設けられている焦点検出用の画素をイメージセンサに設けることにより１対の像を形成し、その形成された像の間隔を計測することによってフォーカスのズレの量を算出している。そして、この撮像装置は、算出したフォーカスのズレの量に基づいて撮像レンズの移動量を算出し、算出した移動量に基づいて撮像レンズの位置を調整することによってフォーカスを合わせている（フォーカス調整）。

特開２０００−３０５０１０号公報（図１）

上述の従来技術では、位相差検出（焦点検出）用の画素と撮像画像の生成用の画素との両方の画素を１つのイメージセンサに設けるため、焦点検出用のセンサと撮像画像用のセンサとの２つのセンサを別々に設ける必要がない。

しかしながら、上記の従来技術では、イメージセンサにおいて位相差検出用画素と撮像用画素とを隣接して配置するため、位相差検出用画素が配置される領域においてベイヤー配列を構成することができない。また、位相差検出用画素は画像生成に用いる信号を生成することができないため、位相差検出用画素の位置を欠陥画素扱いとすることになる。これらにより、位相差検出用画素に対応する画像および位相差検出用画素に近接する撮像画素に対応する画像において画質の劣化が生じてしまう可能性がある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、位相差検出と画像生成との両方に用いられるイメージセンサにより画像を生成する場合に、その生成される画像の画質を向上させることを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の側面は、特定の波長領域を２分割した波長領域のうち一方の第１波長領域以外の光を遮光する第１フィルタと上記２分割された波長領域のうち他方の第２波長領域以外の光を遮光する第２フィルタとによって覆われる画素が所定の規則に基づいて配置される撮像素子と、被写体光の上記撮像素子への光路に挿脱可能に設けられ上記第１波長領域の光を遮光する遮光フィルタと、上記遮光フィルタが上記光路へ挿入されている際に上記撮像素子が生成する信号に基づいて位相差検出による合焦判定を行う合焦判定部と、上記撮像素子が生成する信号に基づいて画像を生成する画像生成部と、上記合焦判定の要否に基づいて上記光路上への上記遮光フィルタの挿脱の制御を行う制御部とを具備する撮像装置およびその撮像方法ならびに当該方法をコンピュータに実行させるプログラムである。これにより、第１フィルタおよび第２フィルタにより覆われている各画素が所定の規則に基づいて配置される撮像素子を用いて、画像の生成および位相差検出による合焦判定を行わせるという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記撮像素子は、特定方向に並べて配置される上記第１フィルタと上記第２フィルタとにより覆われている第１画素と、上記第１画素を覆う上記第１フィルタと上記第２フィルタとの配置を入れ替えて当該入れ替えた上記第１フィルタと上記第２フィルタとにより覆われている第２画素とが上記画素として配置され、上記合焦判定部は、上記第１画素が生成した信号と上記第２画素が生成した信号とに基づいて上記位相差検出による合焦判定を行うようにしてもよい。これにより、第１画素が生成した第２信号と、第２画素が生成した第２信号とに基づいて位相差を検出して合焦判定を行わせるという作用をもたらす。また、この場合において、上記第１画素および上記第２画素は、当該画素が備える受光素子の中心を通過する直線を境界として上記第１フィルタおよび上記第２フィルタが並べて配置されるようにしてもよい。これにより、受光素子の中心を通過する直線を境界として第１フィルタおよび第２フィルタが並べて配置されるという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、静止画の記録を指示する記録指示操作を受け付ける操作受付部と、上記画像生成部が生成する上記画像を記録媒体に記録させる記録制御部とをさらに具備し、上記制御部は、上記記録指示操作が受け付けられた際には、上記光路に挿入されている上記遮光フィルタを上記光路から離脱させ、上記画像生成部は、上記遮光フィルタが上記光路から離脱している際に上記撮像素子が生成する信号に基づいて上記画像を生成するようにしてもよい。これにより、静止画の記録を指示する記録指示操作を受け付けた場合には、遮光フィルタが光路から離脱している際に撮像素子が生成する信号に基づいて生成された画像を記録媒体に記録させるという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記画像生成部が生成する上記画像を表示部に表示させる表示制御部をさらに具備し、上記画像生成部は、上記遮光フィルタが上記光路へ挿入されている際に上記撮像素子が生成する信号に基づいて上記画像を生成するようにしてもよい。これにより、遮光フィルタが光路へ挿入されている際に撮像素子が生成する信号に基づいて画像を生成させ、この生成させた画像を表示部に表示させるという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記画像生成部が生成する上記画像により構成される動画を記録媒体に記録させる記録制御部をさらに具備し、上記画像生成部は、上記遮光フィルタが上記光路へ挿入されている際に上記撮像素子が生成する信号に基づいて上記画像を生成するようにしてもよい。これにより、遮光フィルタが光路へ挿入されている際に撮像素子が生成する信号に基づいて画像を生成させ、この生成させた画像により構成される動画を記録媒体に記録させるという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記撮像素子は、分光感度が異なる複数のフィルタのうちのいずれかが１つの画素にそれぞれ１つずつ配置される画素と、上記複数のフィルタのうちの１つのフィルタの波長領域を上記特定の波長領域とする上記第１フィルタおよび上記第２フィルタによって覆われている画素とが所定の規則に基づいて配置されるようにしてもよい。これにより、分光感度が異なる複数のフィルタが１つの画素にそれぞれ１つずつ配置される画素と、第１フィルタおよび第２フィルタにより覆われている画素とが所定の規則に基づいて配置されるという作用をもたらす。また、この場合において、上記撮像素子は、赤色を示す波長領域以外の光を遮光する赤フィルタによって覆われている赤画素と、青色を示す波長領域以外の光を遮光する青フィルタによって覆われている青画素と、緑色を示す波長領域を上記特定の波長領域とする上記第１フィルタおよび上記第２フィルタによって覆われている画素とが配置され、上記画像生成部は、上記赤画素が供給する信号と、上記青画素が供給する信号と、上記第１フィルタおよび上記第２フィルタで覆われている画素が供給する信号とに基づいて上記画像を生成するようにしてもよい。これにより、赤画素と、青画素と、第１フィルタおよび第２フィルタにより覆われている画素とが供給する信号に基づいて画像を生成させるという作用をもたらす。また、この場合において、上記撮像素子は、上記赤画素と、上記青画素と、上記第１フィルタおよび上記第２フィルタにより覆われている画素とがベイヤー配列で配置されるようにしてもよい。これにより、撮像素子において、赤画素と、青画素と、第１フィルタおよび第２フィルタにより覆われている画素とがベイヤー配列で配置されるという作用をもたらす。

また、本発明の第２の側面は、特定の波長領域を２分割した波長領域のうち一方の第１波長領域以外の光を遮光する第１フィルタと上記２分割された波長領域のうち他方の第２波長領域以外の光を遮光する第２フィルタとによって覆われる画素が所定の規則に基づいて配置される撮像素子であって、上記第１フィルタを透過した光および上記第２フィルタを透過した光に基づいて生成される信号と、上記第２フィルタを透過した光に基づいて生成される信号とのいずれかを上記第１波長領域の光を遮光する遮光フィルタの制御に応じて供給する撮像素子である。これにより、第１フィルタおよび第２フィルタにより覆われている各画素が所定の規則に基づいて配置される撮像素子を用いて、第１フィルタを透過した光および第２フィルタを透過した光に基づいて生成される信号と、第２フィルタを透過した光に基づいて生成される信号とのいずれかを、第１波長領域の光を遮光する遮光フィルタの制御に応じて供給させるという作用をもたらす。

本発明によれば、位相差検出と画像生成との両方に用いられるイメージセンサにより画像を生成する場合に、その生成される画像の画質を向上させることができるという優れた効果を奏し得る。

本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態において撮像装置１００に入射する被写体光に対する動作切替フィルタの位置を模式的に示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるイメージセンサ２００に備えられるオンチップカラーフィルタのカラー配置の一例を示す模式図である。 本発明の第１の実施の形態のイメージセンサ２００の領域２１１におけるオンチップカラーフィルタのカラー配置の一例および従来のカラー配置の一例を模式的に示す上面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるオンチップカラーフィルタの分光特性および従来のオンチップカラーフィルタの分光特性の一例を示すグラフである。 本発明の第１の実施の形態におけるＢ画素２２０、Ｇ画素２３０、Ｇ画素２３１およびＲ画素２４０に共通する構造を示す上面図（画素４００）と、Ｂ画素２２０およびＲ画素２４０の光の入射を遮る遮光部および光が入射する開口部を示す上面図である。 従来の位相差検出に用いられる出力信号を生成する画素（焦点検出画素）と、本発明の第１の実施の形態における位相差検出に用いられる出力信号を生成する画素（Ｇ画素２３０およびＧ画素２３１）との上面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるＧ画素２３０と、従来の焦点検出画素４９０との一例を模式的に示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態における動作切替フィルタ３１１の分光特性の一例を示すグラフである。 本発明の第１の実施の形態の位相差検出動作におけるＧ画素２３０に対するＧｓ光の光路を模式的に示すイメージ図である。 本発明の第１の実施の形態の位相差検出動作におけるＧ画素２３０に対するＧｌ光の光路を模式的に示すイメージ図である。 本発明の第１の実施の形態の静止画撮像動作におけるＧ画素２３０に対するＧｓ光の光路を模式的に示すイメージ図である。 本発明の第１の実施の形態の静止画撮像動作におけるＧ画素２３０に対するＧｌ光の光路を模式的に示すイメージ図である。 本発明の第１の実施の形態の位相差検出動作におけるＧ画素２３０の入射光を模式的に示すイメージ図である。 本発明の第１の実施の形態の静止画撮像動作におけるＧ画素２３０の入射光を模式的に示すイメージ図である。 本発明の第１の実施の形態における後ピン時の位相差検出例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における信号処理部１４０によるライブビュー画像生成例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における信号処理部１４０による静止画像生成例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００による静止画を撮像する際の撮像処理手順例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の位相差検出動作における裏面型のイメージセンサのＧ画素（Ｇ画素６３０）の入射光を模式的に示すイメージ図である。同図では、図１４に対応する図を示す。 本発明の第３の実施の形態におけるＧｌ光を遮光する動作切替フィルタ（動作切替フィルタ７１１）の分光特性の一例を示すグラフである。同図では、図９に対応する図を示す。 本発明の第４の実施の形態におけるオンチップカラーフィルタの分光特性および動作切替フィルタの分光特性の一例を示すグラフである。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（撮像制御：表面型イメージセンサの例）
２．第２の実施の形態（撮像制御：裏面型イメージセンサの例）
３．第３の実施の形態（撮像制御：Ｇｌフィルタの波長領域を動作切替フィルタが遮光する波長領域とする例）
４．第４の実施の形態（撮像制御：Ｒ画素のフィルタを位相差を検出するフィルタとする例）

＜１．第１の実施の形態＞
［撮像装置の機能構成例］
図１は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。

撮像装置１００は、レンズ部１１０と、操作受付部１２０と、制御部１３０と、動作切替フィルタ挿入部３００と、イメージセンサ２００と、信号処理部１４０とを備える。また、撮像装置１００は、合焦判定部１５１と、レンズ駆動量生成部１５２と、駆動部１５３と、記憶部１６０と、表示部１７０とを備える。

レンズ部１１０は、被写体からの光（被写体光）をイメージセンサ２００に集光するためのものである。このレンズ部１１０は、ズームレンズ１１１と、絞り１１２と、フォーカスレンズ１１３とを備える。

ズームレンズ１１１は、駆動部１５３の駆動により光軸方向に移動することにより焦点距離を変動させて、撮像画像に含まれる被写体の倍率を調整するものである。

絞り１１２は、駆動部１５３の駆動により開口の度合いを変化させて撮像装置１００に入射する被写体光の光量を調整するための遮蔽物である。

フォーカスレンズ１１３は、駆動部１５３の駆動により光軸方向に移動することにより光軸方向に移動することによりフォーカスを調整するものである。

操作受付部１２０は、ユーザからの操作を受け付けるものである。この操作受付部１２０は、例えば、シャッターボタン１２１（図２に示す）が押下された場合には、その押下に関する信号を、操作信号として制御部１３０に供給する。

制御部１３０は、撮像装置１００における各部動作を制御するものである。例えば、この制御部１３０は、イメージセンサ２００における撮像動作を制御する。また、制御部１３０は、撮像装置１００の撮影モードが設定されて、位相差検出方式によりフォーカスの合焦判定を行う場合には、この合焦判定を行う動作（位相差検出動作）を行う状態を示す信号（位相差検出動作信号）を生成する。ここで、位相差検出方式とは、撮像レンズを通過した光を瞳分割して１対の像を形成し、その形成された像の間隔（像の間のズレ量）を計測（位相差を検出）することによって合焦の度合いを検出する焦点検出方法である。そして、制御部１３０は、この位相差検出動作信号を、信号線１３１を介して、合焦判定部１５１、動作切替フィルタ挿入部３００および信号処理部１４０に供給する。

また、制御部１３０は、シャッターボタンの全押しに関する操作信号が供給された場合には、静止画を記憶部１６０に記録させる動作（静止画撮像動作）を行う状態を示す信号（静止画撮像動作信号）を生成する。そして、制御部１３０は、この静止画撮像動作信号を、信号線１３１を介して、合焦判定部１５１、動作切替フィルタ挿入部３００および信号処理部１４０に供給する。なお、制御部１３０は、静止画を記録する動作が終了した場合には、位相差検出動作信号を、信号線１３１を介して接続される各部に供給する。

動作切替フィルタ挿入部３００は、位相差検出を行う場合において、イメージセンサ２００へ入射する被写体光の光路上に、動作切替フィルタ（図２に示す動作切替フィルタ３１１）を挿入するものである。ここで動作切替フィルタとは、所定の波長範囲の光を透過させない光学フィルタである。動作切替フィルタ挿入部３００は、位相差検出動作信号が制御部１３０から供給された場合には、動作切替フィルタを光路に挿入する。また、動作切替フィルタ挿入部３００は、静止画撮像動作信号が制御部１３０から供給された場合には、動作切替フィルタを光路から外す。なお、動作切替フィルタの光路上への挿入については、図２を参照して説明する。また、動作切替フィルタの特性については、図７を参照して説明する。

イメージセンサ２００は、レンズ部１１０を通過した被写体光を電気信号に光電変換する撮像素子である。このイメージセンサ２００は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサなどにより実現される。このイメージセンサ２００は、光電変換により発生した電気信号を信号処理部１４０に供給する。なお、イメージセンサ２００については、図３乃至８を参照して説明する。

信号処理部１４０は、イメージセンサ２００から供給された電気信号に対して各種の信号処理を施すものである。例えば、この信号処理部１４０は、制御部１３０から位相差検出動作信号が供給されている場合には、位相差検出に用いることができる信号を生成する画素からの出力信号に基づいて、位相差を検出するためのデータ（位相差検出用データ）を生成する。そして、信号処理部１４０は、その生成した位相差検出用データを合焦判定部１５１に供給する。また、信号処理部１４０は、この位相差検出動作信号が供給されている場合において、イメージセンサ２００が受光している被写体の像をリアルタイムに表示するライブビュー用の画像のデータ（ライブビュー画像データ）を生成する。そして、信号処理部１４０は、その生成したライブビュー画像データを表示部１７０に供給し、表示部１７０における表示画面にライブビューを表示させる。また、信号処理部１４０は、制御部１３０から静止画撮像動作信号が供給されている場合には、静止画像のデータ（静止画像データ）を生成する。そして、信号処理部１４０は、この生成した静止画像データを記憶部１６０に供給し、記憶部１６０に記憶させる。なお、信号処理部１４０が生成する位相差検出用データについては、図１６を参照して説明する。なお、信号処理部１４０は、特許請求の範囲に記載の画像生成部、記録制御部および表示制御部の一例である。

合焦判定部１５１は、信号処理部１４０から供給された位相差検出用データに基づいて、フォーカスを合わせる対象の物体（合焦対象物）に対してフォーカスが合っているか否か判定するものである。この合焦判定部１５１は、フォーカシングを行う領域（フォーカスエリア）における物体（合焦対象物）に対して合焦している場合には、合焦していることを示す情報を合焦判定結果情報として、レンズ駆動量生成部１５２に供給する。また、この合焦判定部１５１は、フォーカスエリアにおける物体（合焦対象物）にフォーカスが合っていない場合には、フォーカスのズレの量（デフォーカス量）を算出し、その算出したデフォーカス量を示す情報を合焦判定結果情報とする。

レンズ駆動量生成部１５２は、合焦判定部１５１から出力された合焦判定結果情報に基づいて、フォーカスレンズ１１３の駆動量を示す駆動量信号を生成するものである。このレンズ駆動量生成部１５２は、フォーカスが合っている場合には、フォーカスレンズ１１３の現在の位置を維持させる駆動量信号を生成する。また、レンズ駆動量生成部１５２は、フォーカスがズレている場合には、デフォーカス量を示す合焦判定結果情報およびフォーカスレンズ１１３の位置情報に基づいて、フォーカスレンズ１１３の駆動量（移動距離）を算出する。そして、レンズ駆動量生成部１５２は、その算出した駆動量だけフォーカスレンズ１１３を移動させる（制御させる）ための駆動量信号を生成し、その生成した駆動量信号を駆動部１５３に供給する。

駆動部１５３は、ズームレンズ１１１、絞り１１２およびフォーカスレンズ１１３を駆動させるものである。例えば、駆動部１５３は、レンズ駆動量生成部１５２から供給される駆動量信号に基づいて、フォーカスレンズ１１３を移動させる。駆動部１５３は、例えば、ＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御方式により、各レンズを駆動させる各モータを駆動させる。

記憶部１６０は、信号処理部１４０から供給された静止画像データを記録するものである。例えば、この記憶部１６０として、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のディスクやメモリカード等の半導体メモリ等のリムーバブルな記録媒体（１または複数の記録媒体）を用いることができる。また、これらの記録媒体は、撮像装置１００に内蔵するようにしてもよく、撮像装置１００から着脱可能とするようにしてもよい。なお、記憶部１６０は、特許請求の範囲に記載の記録制御部の一例である。

表示部１７０は、画像を表示するものである。この表示部１７０は、例えば、カラー液晶パネルにより実現される。この表示部１７０は、例えば、信号処理部１４０からライブビュー画像データが供給された場合には、ライブビュー画像を表示する。

［動作切替フィルタの位置例］
図２は、本発明の第１の実施の形態において撮像装置１００に入射する被写体光に対する動作切替フィルタの遷移例を模式的に示す断面図である。なお、同図では、撮像装置１００は、一眼レフカメラであることを想定して説明する。

同図（ａ）には、制御部１３０から位相差検出動作信号が供給されている場合（位相差検出動作設定時）における動作切替フィルタ（動作切替フィルタ３１１）の位置の一例が示されている。同図（ａ）には、撮像装置１００の断面図として、押下されていないシャッターボタン（シャッターボタン１２１）と、表示部１７０の表示画面（液晶表示画面１７１）と、イメージセンサ２００とが示されている。また、同図（ａ）には、動作切替フィルタ挿入部３００におけるフィルタ（動作切替フィルタ３１１）と、レンズ部１１０に備えられているレンズにおける光軸（軸Ｌ１２）と、光が通過する範囲を示す２つの線（線Ｌ１１およびＬ１３）とが示されている。なお、線Ｌ１１およびＬ１３に挟まれた範囲は、イメージセンサ２００に入射する光が通過する範囲を示している。

同図（ａ）において示すように、位相差検出動作設定時においては、イメージセンサ２００に入射する全ての光が動作切替フィルタ３１１を通過するように、動作切替フィルタ３１１は被写体光の光路上に挿入される。

同図（ｂ）には、制御部１３０から静止画撮像動作信号が供給されて静止画を撮像している場合（静止画撮像動作設定時）における動作切替フィルタ３１１の位置の一例が示されている。ここでは、動作切替フィルタ３１１の位置と、シャッターボタン１２１が押下されている点以外は、同図（ａ）において示したものと同様であるため、ここでの説明を省略する。

同図（ｂ）において示すように、静止画撮像動作設定時においては、イメージセンサ２００に入射する全ての光が動作切替フィルタ３１１を通過しないように、動作切替フィルタ３１１は、被写体光の光路上から外される。

なお、同図においては、動作切替フィルタ３１１は、一眼レフカメラのミラーのように跳ね上げることを想定して示したが、これに限定されるものではない。例えば、一眼レフカメラの本体内において、左右や上下にスライドさせることにより、動作切替フィルタ３１１を光路に出し入れするようにしてもよい。また、レンズ一体型のカメラの場合には、内蔵ＮＤフィルタのように、レンズの部分において出し入れするようにすることができる。

［イメージセンサにおける画素の配置例］
図３は、本発明の第１の実施の形態におけるイメージセンサ２００に備えられるオンチップカラーフィルタのカラー配置の一例を示す模式図である。同図では、説明の便宜上、イメージセンサ２００を構成する各画素のうちの一部の画素（８行×１１列の画素）を用いて説明する。また、同図では、１つの画素を１つの円で示し、その画素に備えられるカラーフィルタを表す符号（Ｒ、Ｇｓ、Ｇｌ、Ｂ）をその円の内に示す。

なお、同図では、左右方向をｘ軸とし、上下方向をｙ軸とするｘｙ軸を想定して説明する。なお、このイメージセンサ２００における信号の読み出し方向は、ｘ軸方向（行単位で読み出される）であるものとする。

同図には、イメージセンサ２００における画素として、青色のカラーフィルタが備えられた画素（Ｂ（青色）画素２２０）と、２種類の緑色のカラーフィルタが備えられた画素（Ｇ（緑色）画素２３０および２３１）とが示されている。また、イメージセンサ２００における画素として、赤色のカラーフィルタが備えられた画素（Ｒ（赤色）画素２４０）が示されている。

図３に示すように、Ｂ画素２２０、Ｇ画素２３０、Ｇ画素２３１、およびＲ画素２４０は、Ｂ画素２２０およびＧ画素２３０が交互に配列された行と、Ｒ画素２４０およびＧ画素２３１が交互に配列された行とが交互に繰り返されている配列で配置される。また、Ｇ画素２３０およびＧ画素２３１は、斜めに近接するように配置される。すなわち、オンチップカラーフィルタのカラーの配置はベイヤー配列になっている。

すなわち、イメージセンサ２００において、位相差検出のためだけに用いられる画素は配置されない。

次に、本発明の第１の実施の形態におけるカラーの配置について、領域２１１（２画素×２画素）に含まれる画素に着目し、図４を参照して説明する。

図４は、本発明の第１の実施の形態のイメージセンサ２００の領域２１１におけるオンチップカラーフィルタのカラー配置の一例および従来のカラー配置の一例を模式的に示す上面図である。

なお、同図以降では、左右方向をｘ軸とし、上下方向をｙ軸とするｘｙ軸を想定して説明する。また、信号の読み出し方向は、ｘ軸方向（行単位で読み出される）であることとする。

同図（ａ）には、従来のオンチップカラーフィルタにおけるカラー配置が、２行×２列の画素を用いて示されている。同図（ａ）では、１種類の緑色のカラーフィルタが備えられた画素（Ｇ画素２９０）が左上と右上に配置され、Ｒ画素２４０が左下に配置され、Ｂ画素２２０が右上に配置されている。このように、従来のイメージセンサの撮像画素に備えられるオンチップカラーフィルタでは、緑色のフィルタは１種類であり、青色、緑色および赤色の３色が、ベイヤー配列で配置される。

同図（ｂ）には、本発明の第１の実施の形態におけるオンチップカラーフィルタにおけるカラー配置が図３の領域２１１に示した２行×２列の画素を用いて示されている。図４（ｂ）では、Ｇ画素２３０が左上に配置され、Ｇ画素２３１が右下に配置され、Ｒ画素２４０が左下に配置され、Ｂ画素２２０が右上に配置されている。

ここで、Ｇ画素２３０およびＧ画素２３１について説明する。

Ｇ画素２３０は、左半分（ｘ軸におけるマイナス側）が、Ｇｓ（緑短波長）フィルタの配置される面（Ｇｓ（緑短波長）フィルタ面２３２）である。また、Ｇ画素２３０は、右半分（ｘ軸におけるプラス側）が、Ｇｌ（緑長波長）フィルタの配置される面（Ｇｌ（緑長波長）フィルタ面２３３）である。一方、Ｇ画素２３１は、左半分（ｘ軸におけるマイナス側）がＧｌフィルタ面２３３であり、右半分（ｘ軸におけるプラス側）がＧｓフィルタ面２３２である。なお、Ｇ画素２３０および２３１は、特許請求の範囲に記載の第１画素および第２画素の一例である。

このように、イメージセンサ２００において、２種類のカラーフィルタの画素における位置が互いに逆である２つのＧ画素（Ｇ画素２３０およびＧ画素２３１）が配置される。すなわち、Ｇ画素２３０および２３１では、ＧｓフィルタとＧｌフィルタとが並んで配置される。また、Ｇ画素２３１は、Ｇ画素２３０におけるフィルタの位置を入れ替えた画素である。なお、Ｇｓ（緑短波長）フィルタおよびＧｌ（緑長波長）フィルタについては、図５を参照して説明する。

［オンチップカラーフィルタの分光特性例］
図５は、本発明の第１の実施の形態におけるオンチップカラーフィルタの分光特性および従来のオンチップカラーフィルタの分光特性の一例を示すグラフである。

同図（ａ）には、横軸を光の波長を示す軸とし、縦軸をフィルタの透過率を示す軸とするグラフにおいて、従来のオンチップカラーフィルタにおける各色のフィルタの分光特性が示されている。同図（ａ）では、各色のフィルタの特性として、青色のフィルタ（Ｂ（青色）フィルタ２２５）の特性と、緑色のフィルタ（Ｇ（緑色）フィルタ２９５）の特性と、赤色のフィルタ（Ｒ（赤色）フィルタ２４５）の特性とが示されている。

Ｂ（青色）フィルタ２２５は、４００ｎｍ乃至５００ｎｍ付近の波長領域の光に対する透過率が高いフィルタである。すなわち、このＢ（青色）フィルタ２２５に覆われている画素（図３（ａ）のＢ画素２２０）は、４００ｎｍ乃至５００ｎｍ付近の波長領域の光を受光する。

Ｇ（緑色）フィルタ２９５は、４７０ｎｍ乃至５８０ｎｍ付近の波長領域の光に対する透過率が高いフィルタである。すなわち、このＧ（緑色）フィルタ２９５に覆われている画素（図３（ａ）のＧ画素２９０）は、４７０ｎｍ乃至５８０ｎｍ付近の波長領域の光を受光する。

Ｒ（赤色）フィルタ２４５は、５６０ｎｍ乃至６６０ｎｍ付近の波長領域の光に対する透過率が高いフィルタである。すなわち、このＲ（赤色）フィルタ２４５に覆われている画素（図３（ａ）のＲ画素２４０）は、４７０ｎｍ乃至５７０ｎｍ付近の波長領域の光を受光する。
このように、従来のオンチップカラーフィルタでは、分光感度（分光特性）が異なる３つのフィルタが、１つの画素にそれぞれ１つずつ配置される。

図５（ｂ）には、横軸を光の波長を示す軸とし、縦軸をフィルタの透過率を示す軸とするグラフにおいて、本発明の第１の実施の形態におけるオンチップカラーフィルタの分光特性が示されている。同図（ｂ）では、各色のフィルタの特性として、Ｂ（青色）フィルタ２２５の特性と、Ｇｓフィルタ（Ｇｓ（緑短波長）フィルタ２３６）の特性と、Ｇｌフィルタ（Ｇｌ（緑長波長）フィルタ２３７）の特性と、Ｒ（赤色）フィルタ２４５の特性とが示されている。

なお、Ｂ（青色）フィルタ２２５およびＲ（赤色）フィルタ２４５の特性は、同図（ａ）において示したものと同様のものであるため、ここでの説明を省略する。

Ｇｓ（緑短波長）フィルタ２３６は、４７０ｎｍ乃至５２５ｎｍ付近の波長領域の光に対する透過率が高いフィルタである。このＧｓ（緑短波長）フィルタ２３６は、同図（ａ）において示したＧ（緑色）フィルタ２９５が主に透過させる光（４７０ｎｍ乃至５８０ｎｍ付近）を略２等分する波長（５２５ｎｍ）より短い波長側の光に対する透過率が高い。

Ｇｌ（緑長波長）フィルタ２３７は、５２５ｎｍ乃至５８０ｎｍ付近の波長領域の光に対する透過率が高いフィルタである。このＧｌ（緑長波長）フィルタ２３７は、同図（ａ）において示したＧ（緑色）フィルタ２９５が主に透過させる光を略２等分する波長（５２５ｎｍ）より長い波長側の光に対する透過率が高い。なお、Ｇｓフィルタ２３６およびＧｌフィルタ２３７は、特許請求の範囲に記載の第１フィルタおよび第２フィルタの一例である。

このように、Ｇｓフィルタ２３６およびＧｌフィルタ２３７は、Ｇフィルタ２９５が透過する緑色の光の波長領域を２分割し、そのうちの一方の波長領域の光を透過する（一方の波長領域以外の光を遮光する）ような分光特性のフィルタである。すなわち、Ｇｓフィルタ２３６およびＧｌフィルタ２３７が半面ずつ備えられる画素（Ｇ画素２３０）は、Ｇｓフィルタ２３６を通過した光（４７０ｎｍ乃至５２５ｎｍ付近）と、Ｇｌフィルタ２３７を通過した光（５２５ｎｍ乃至５８０ｎｍ付近）とを受光する。このＧ画素２３０は、Ｇｓフィルタ２３６の面に入射する光は５２５ｎｍ乃至５８０ｎｍ付近の光が遮断され、Ｇｌフィルタ２３７の面に入射する光は４７０ｎｍ乃至５２５ｎｍ付近の光が遮断されるため、従来のＧ画素２９０と比較して受光する光が少なくなる。

なお、図５において示した波長は一例であり、Ｇｓフィルタ２３６およびＧｌフィルタ２３７については、この図に示すように、Ｇ画素が受光する波長を、２つに分けたフィルタであればよい。

［画素の構成例］
図６乃至図７は、本発明の第１の実施の形態における画素と、従来の焦点検出画素との一例を模式的に示す上面図である。

図６は、本発明の第１の実施の形態におけるＢ画素２２０、Ｇ画素２３０、Ｇ画素２３１およびＲ画素２４０に共通する構造を示す上面図（画素４００）と、Ｂ画素２２０およびＲ画素２４０の光の入射を遮る遮光部および光が入射する開口部を示す上面図である。

図６（ａ）には、Ｂ画素２２０、Ｇ画素２３０、Ｇ画素２３１およびＲ画素２４０に共通する構造を示す画素（画素４００）の上面からの像の一例が示されている。同図（ａ）では、画素４００に配置されるマイクロレンズ（マイクロレンズ４０１）と、この画素４００における受光素子４０２とが示されている。同図（ａ）では、マイクロレンズ４０１の中心位置を通り光軸方向に平行する軸Ｌ１と受光素子４０２の受光面との交点を原点とし、イメージセンサ２００における長辺方向をｘ軸とし、その短辺方向をｙ軸とするｘｙ座標を想定して説明する。

マイクロレンズ４０１は、画素４００に照射する光（被写体光）を受光素子４０２に集光するものであり、マイクロレンズ４０１の中心と、受光素子４０２の中心とが同一軸上に位置するように配置される。

受光素子４０２は、受けた光を電気信号に変換（光電変換）することによって、受けた光の量に応じた強さの電気信号を生成するものである。この受光素子４０２は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）により構成される。

このように、Ｂ画素２２０、Ｇ画素２３０、Ｇ画素２３１およびＲ画素２４０は、同じ構成の画素に異なるフィルタを備えることにより実現される。

図６（ｂ）には、Ｂ画素２２０およびＲ画素２４０について、光が入射する部位（開口部４１１）と光が遮光される部位（遮光部４１２）とに着目した上面図として示されている。また、同図（ａ）では、Ｂ画素２２０およびＲ画素２４０のそれぞれのフィルタ（Ｂフィルタ２２５およびＲフィルタ２４５）が示されている。

開口部４１１は、マイクロレンズ４０１が集光した光を妨げずさらに余計な光を入射させないように、マイクロレンズ４０１と同様の大きさの円形に形成されている。

一方、遮光部４１２は、開口部４１１の周囲に余計な光を入射させないように形成されている。

また、Ｂフィルタ２２５およびＲフィルタ２４５は、マイクロレンズ４０１を通過した光の全てが通過するように、開口部４１１の全面を覆うように形成されている。

同図（ｂ）に示すように、Ｂ画素２２０の受光素子４０２に入射する光はＢフィルタ２２５を通過し、Ｒ画素２４０の受光素子４０２に入射する光は、Ｒフィルタ２４５を通過する。

図７は、従来の位相差検出に用いられる出力信号を生成する画素（焦点検出画素）と、本発明の第１の実施の形態における位相差検出に用いられる出力信号を生成する画素（Ｇ画素２３０およびＧ画素２３１）との上面図である。

図７（ａ）には、従来の焦点検出画素（焦点検出画素４９０および４９１）が、光が入射する部位（開口部４９３）と光が遮光される部位（遮光部４９２）とに着目した上面図として示されている。なお、画素の構造は、図６（ａ）において示した画素４００と同様のものとする。

焦点検出画素４９０は、左半分（ｘ軸におけるマイナス側）が全て遮光され、右半分（ｘ軸におけるプラス側）がマイクロレンズの右半分の形状に開口している。

一方、焦点検出画素４９１は、左半分（ｘ軸におけるマイナス側）がマイクロレンズの左半分の形状に開口し、右半分（ｘ軸におけるプラス側）が全て遮光している。

図７（ａ）に示すように、従来の位相差検出においては、開口している側が逆の画素（焦点検出画素４９０および焦点検出画素４９１）を用いて位相差検出を行う。

図７（ｂ）には、Ｇ画素２３０およびＧ画素２３１が、光が入射する部位（開口部４１１）と光が遮光される部位（遮光部４１２）とに着目した上面図として示されている。また、同図（ｂ）では、Ｇ画素２３０およびＧ画素２３１に備えられるＧｓフィルタ２３６およびＧｌフィルタ２３７が示されている。

Ｇ画素２３０およびＧ画素２３１において、開口部４１１および遮光部４１２については、図６（ｂ）において示したＢ画素２２０およびＧ画素２４０と同様である。

また、図４（ｂ）において示したように、Ｇ画素２３０は、左半分（図６（ａ）において示す受光素子４０２の中心を通過する直線（ｙ軸）を境界として）がＧｓフィルタ２３６により覆われ、右半分がＧｌフィルタ２３７により覆われている。一方、Ｇ画素２３１は、左半分がＧｌフィルタ２３７により覆われ、右半分がＧｓフィルタ２３６により覆われている。

すなわち、Ｇ画素２３０およびＧ画素２３１は、２種類のフィルタを備えていること以外は、Ｂ画素２２０およびＲ画素２４０と同様のものである。それに対し、従来の位相差検出に用いられる画素（焦点検出画素４９０および４９１）については、遮光部４９２の大きさなどが異なる。

［位相差を検出する画素の構成例］

図８は、本発明の第１の実施の形態におけるＧ画素２３０と、従来の焦点検出画素４９０との一例を模式的に示す断面図である。

なお、本発明の第１の実施の形態では、イメージセンサ２００は、表面照射型の撮像素子であることとする。

図８（ａ）には、従来の位相差検出に用いる画素（焦点検出画素４９０）の断面構成が模式的に示されている。同図（ａ）では、同図（ａ）の左右方向を、図７（ａ）において示した焦点検出画素４９０における左右方向（ｘ軸方向）とする場合における断面構成を示す。

図８（ａ）では、焦点検出画素４９０の断面図が、焦点検出画素４９０における各回路を接続するための配線（配線４９４および配線４９５）と、受光素子４９６とに着目して示されている。また、焦点検出画素４９０に入射する光を受光素子４９６に集光するマイクロレンズ４９７が、焦点検出画素４９０上に示されている。

なお、同図（ａ）では、焦点検出画素４９０は、カラーフィルタを備えていないことを想定する。

配線４９４および配線４９５は、焦点検出画素４９０における各回路を接続するための配線である。図８（ａ）において、配線４９４および配線４９５は、３本の配線が光軸に対して層状に配置されていることを示している。また、配線４９４および配線４９５は、イメージセンサ２００において、イメージセンサ２００の表面側（受光素子４９６に対してマイクロレンズ４９７が配置される側）に配置される。すなわち、配線４９４および配線４９５は、マイクロレンズ４９７と受光素子４９６との間に位置する。この配線４９４および配線４９５は、光を遮光する役割を果たす。

配線４９４には、マイクロレンズ４９７の光軸（軸Ｌ１）付近まで突出する配線が一本備えられている。この突出は、受光素子４９６とマイクロレンズ４９７との間において、受光素子４９６の左半分を覆うように突出している。

一方、配線４９５はマイクロレンズ４９７から受光素子４９６への被写体光の光路上には配置されずにこの光路の周辺に配置される。

このように、配線４９４は光を遮るように構成され、配線４９５は光を遮らないように構成されるため、焦点検出画素４９０は、図７（ａ）に示すような上面図になる。

なお、焦点検出画素４９１は、突出する配線が配線４９５側である以外は焦点検出画素４９０と同様のものであるため、ここでの説明を省略する。

図８（ｂ）には、Ｇ画素２３０の断面構成が模式的に示されている。同図（ｂ）では、同図（ｂ）の左右方向を、図７（ｂ）において示したＧ画素２３０における左右方向（ｘ軸方向）とする場合における断面構成を示す。

図８（ｂ）では、Ｇ画素２３０の断面図が、Ｇ画素２３０における各回路を接続するための配線（配線４０３および配線４０４）と、受光素子４０２と、Ｇｓフィルタ２３６と、Ｇｌフィルタ２３７とに着目して示されている。また、Ｇ画素２３０に入射する光を受光素子４０２に集光するマイクロレンズ４０１が、Ｇ画素２３０上に示されている。

配線４０３および配線４０４は、図８（ａ）において示した配線４９４および配線４９５と同様に、Ｇ画素２３０における各回路を接続するための配線である。図８（ｂ）において、配線４０３および配線４０４は、３本の配線が光軸に対して層状に配置されていることを示している。また、配線４０３および配線４０４は、配線４９４および配線４９５と同様に、マイクロレンズ４０１と受光素子４０２との間に位置し、光を遮光する役割を果たす。

配線４０３および配線４０４は、マイクロレンズ４０１から受光素子４０２への光の光路上には配置されずに、この光路の周辺に配置される。このように、配線４０３および配線４０４は光を遮らないように構成されるため、Ｇ画素２３０は、図７（ｂ）に示すような上面図になる。

なお、Ｇ画素２３０において、マイクロレンズ４０１の入射光が入射する面（上の球場の面）は、図８（ａ）において示したマイクロレンズ４９７と比較して、受光素子４０２から離れた位置になっている。この位置は、マイクロレンズ４０１の左側から入射する光はＧｌフィルタ２３７を通過し、右側から入射する光はＧｓフィルタ２３６を通過するような位置である。すなわち、Ｇｌフィルタ２３７およびＧｌフィルタ２３７は、マイクロレンズ４０１と受光素子４９６との間において、瞳分割した１対の像を形成できるように光を分離することができる位置に配置される。

なお、Ｇ画素２３１は、Ｇｓフィルタ２３６およびＧｌフィルタ２３７の位置が逆である以外はＧ画素２３０と同様のものであるため、ここでの説明を省略する。

この図（ｂ）に示すようなＧ画素２３０および２３１が、緑色を撮像する画素であり、位相差に用いる出力信号を生成する画素として、イメージセンサ２００に配置される。

［動作切替フィルタの分光特性例］
図９は、本発明の第１の実施の形態における動作切替フィルタ３１１の分光特性の一例を示すグラフである。

同図においては、図５（ｂ）において示したＧｓフィルタ２３６およびＧｌフィルタ２３７の分光特性が上のグラフに示され、動作切替フィルタ３１１の分光特性が下のグラフに示されている。なお、ここで示すグラフの縦軸および横軸は、図５において示したグラフと同様のものであるため、ここでの説明を省略する。

動作切替フィルタ３１１は、Ｇｓフィルタ２３６が主に透過させる波長領域（４７０ｎｍ乃至５２５ｎｍ付近）の光のみを遮光する光学フィルタである。なお、動作切替フィルタ３１１は、特許請求の範囲に記載の遮光フィルタの一例である。

このような動作切替フィルタ３１１が、位相差検出動作設定時には、イメージセンサ２００への被写体光の光路に挿入される。また、静止画撮像動作設定時には、イメージセンサ２００への被写体光の光路から外される。

［位相差検出動作におけるＧ画素への入射光例］
図１０および図１１においては、本発明の第１の実施の形態における位相差検出動作においてＧ画素へ入射する光について説明する。

なお同図以降では、Ｇｓフィルタ２３６が主に透過させる４７０ｎｍ乃至５２５ｎｍの光をＧｓ光と称し、Ｇｌフィルタ２３７が主に透過させる５２５ｎｍ乃至５８０ｎｍの光をＧｌ光と称する。

図１０は、本発明の第１の実施の形態の位相差検出動作におけるＧ画素２３０に対するＧｓ光の光路を模式的に示すイメージ図である。

同図には、図８（ｂ）において示したＧ画素２３０およびマイクロレンズ４０１の断面図と、動作切替フィルタ３１１の断面図とが示されている。また、同図には、射出瞳Ｅ１と、受光素子４０２の右半分（ｘ軸におけるプラス側）で受光されるＧｓ光が通過する領域（領域Ｒ１）と、受光素子４０２の左半分（ｘ軸におけるマイナス側）で受光されるＧｓ光が通過する領域（領域Ｒ２）とが示されている。また、領域Ｒ１および領域Ｒ２を通過したＧｓ光の通過する範囲が、これらの領域から伸びる破線で挟まれた領域により示されている。

同図に示すように、位相差検出動作設定時には、レンズ部１１０からイメージセンサ２００への光路上に動作切替フィルタ３１１が挿入される。これにより、Ｇｓ光は動作切替フィルタ３１１において遮光されて、Ｇｓ光はＧ画素２３０で受光されなくなる。

図１１は、本発明の第１の実施の形態の位相差検出動作におけるＧ画素２３０に対するＧｌ光の光路を模式的に示すイメージ図である。

同図では、Ｇｓ光の代わりにＧｌ光が示されている以外は図１０と同様であるため、Ｇｌ光以外については説明を省略する。

図１１には、図１０において示した領域Ｒ１と領域Ｒ２とに代えて、受光素子４０２の右半分で受光されるＧｌ光が通過する領域（領域Ｒ３）と、受光素子４０２の左半分で受光されるＧｌ光が通過する領域（領域Ｒ４）とが示されている。また、図１１には、領域Ｒ３および領域Ｒ４を通過したＧｌ光の通過する範囲が、これらの領域から伸びる鎖線で挟まれた領域により示されている。なお、領域Ｒ３および領域Ｒ４は、射出瞳Ｅ１において、図１０において示した領域Ｒ１および領域Ｒ２と同じ位置の領域である。

ここで、位相差検出動作において受光素子４０２に入射するＧｌ光について、Ｇｌ光が通過する各フィルタに着目しながら説明する。

Ｇｌ光は、動作切替フィルタ３１１が遮光する波長ではないため、動作切替フィルタ３１１を透過する。そして、マイクロレンズ４０１により集光され、Ｇ画素２３０を半分ずつ覆うＧｓフィルタ２３６およびＧｌフィルタ２３７に到着する。Ｇｓフィルタ２３６はＧｌ光を透過しないがＧｌフィルタ２３７はＧｌ光を透過するため、受光素子４０２は、領域Ｒ３を通過したＧｌ光のみを受光する。

［静止画撮像動作におけるＧ画素への入射光例］
図１２および図１３においては、本発明の第１の実施の形態における静止画撮像動作においてＧ画素へ入射する光について説明する。

図１２は、本発明の第１の実施の形態の静止画撮像動作におけるＧ画素２３０に対するＧｓ光の光路を模式的に示すイメージ図である。

同図には、図１１と同様に、Ｇ画素２３０およびマイクロレンズ４０１の断面図と、射出瞳Ｅ１と、領域Ｒ１と、領域Ｒ２と、領域Ｒ１および領域Ｒ２を通過したＧｓ光とが示されている。

ここで、静止画撮像動作において受光素子４０２に入射するＧｓ光について、Ｇｓ光が通過する各フィルタに着目しながら説明する。

Ｇｓ光は、静止画撮像動作においては動作切替フィルタ３１１が光路から外されるため、動作切替フィルタ３１１が挿入されていた位置で遮光されずに、マイクロレンズ４０１に到着する。そして、マイクロレンズ４０１により集光され、Ｇ画素２３０を半分ずつ覆うＧｓフィルタ２３６およびＧｌフィルタ２３７に到着する。Ｇｓフィルタ２３６はＧｓ光を透過するがＧｌフィルタ２３７はＧｓ光を透過しないため、受光素子４０２は、領域Ｒ２を通過したＧｌ光のみを受光する。

図１３は、本発明の第１の実施の形態の静止画撮像動作におけるＧ画素２３０に対するＧｌ光の光路を模式的に示すイメージ図である。

同図では、Ｇｓ光の代わりにＧｌ光が示されている以外は図１２と同様であるため、Ｇｌ光以外については説明を省略する。

ここで、位相差検出動作において受光素子４０２に入射するＧｌ光について、Ｇｌ光が通過する各フィルタに着目しながら説明する。

Ｇｌ光は、マイクロレンズ４０１により集光された後に、Ｇｓフィルタ２３６およびＧｌフィルタ２３７に到着する。Ｇｓフィルタ２３６はＧｌ光を透過しないがＧｌフィルタ２３７はＧｌ光を透過するため、受光素子４０２は、領域Ｒ３を通過したＧｌ光のみを受光する。

［位相差検出動作および静止画撮像動作におけるＧ画素へ入射するＧ光の比較］
図１４および図１５においては、本発明の第１の実施の形態における位相差検出動作および静止画撮像動作においてＧ画素に入射するＧ光について説明する。

図１４は、本発明の第１の実施の形態の位相差検出動作におけるＧ画素２３０の入射光を模式的に示すイメージ図である。この図１４には、図１０および図１１において説明したことをまとめた図が示されている。図１４では、図１０において示した領域Ｒ２を通過するＧｓ光と、図１１において示した領域Ｒ３を通過するＧｌ光とが示されている。

この図１４に示すように、位相差検出動作において、Ｇ画素２３０は、射出瞳Ｅ１における左側の領域である領域Ｒ３を通過したＧｌ光のみを受光する。

なお、Ｇ画素２３１は、Ｇ画素２３０とフィルタの位置が反対であるため、射出瞳Ｅ１における右側の領域である領域Ｒ４を通過したＧｌ光のみを受光する。

図１５は、本発明の第１の実施の形態の静止画撮像動作におけるＧ画素２３０の入射光を模式的に示すイメージ図である。

この図１５には、図１２および図１３において説明したことをまとめた図が示されている。図１５では、図１２において示した領域Ｒ２を通過するＧｓ光と、図１３において示した領域Ｒ３を通過するＧｌ光とが示されている。

この図１５に示すように、静止画撮像動作において、Ｇ画素２３０は、射出瞳Ｅ１における左側の領域である領域Ｒ３を通過したＧｌ光と、射出瞳Ｅ１における右側の領域であるＲ２を通過したＧｓ光とを受光する。

なお、Ｇ画素２３１は、Ｇ画素２３０とフィルタの位置が反対であるため、射出瞳Ｅ１における右側の領域である領域Ｒ４を通過したＧｌ光と、射出瞳Ｅ１における左側の領域であるＲ１を通過したＧｓ光とを受光する。

ここで、位相差検出動作および静止画撮像動作におけるＧ画素へ入射するＧ光について説明をまとめる。図１４に示すように、被写体光のイメージセンサ２００への光路に動作切替フィルタ３１１を挿入することによって、Ｇ画素２３０は、射出瞳Ｅ１の左側を通過するＧｌ光のみを受光し、この受光したＧｌ光に基づいて出力信号を供給する。また、図１５に示すように、光路から動作切替フィルタ３１１を外すことによって、Ｇ画素２３０は、射出瞳Ｅ１の左側を通過するＧｌ光と、射出瞳Ｅ１の右側を通過するＧｓ光とを受光し、この受光したＧｌ光に基づいて出力信号を供給する。

すなわち、Ｇ画素２３０は、動作切替フィルタ３１１が光路に挿入される場合には図１４に示すように位相差検出用画素として働き、動作切替フィルタ３１１が光路から外される場合には撮像用画素として働く。

なお、Ｇ画素２３０は、マイクロレンズ４０１の焦点を受光素子４０２の表面上として、射出瞳Ｅ１の右側を通過した光は受光素子４０２の左半分で受光され、射出瞳Ｅ１の左側を通過した光は受光素子４０２の右半分で受光されることを想定した。しかしながら、これに限定されるものではなく、射出瞳Ｅ１の右側を通過した光はＧｓフィルタ２３６を通過して受光素子４０２に受光され、射出瞳Ｅ１の左側を通過した光はＧｌフィルタ２３７を通過して受光素子４０２に受光されるものであればよい。例えば、マイクロレンズ４０１の焦点の位置を、受光素子４０２からフィルタにもっと近い位置にする場合なども考えられる。

［位相差検出例］
図１６は、本発明の第１の実施の形態における後ピン時の位相差検出例を示す図である。この図では、位相差検出動作設定時における撮像データに基づいて、合焦判定部１５１がフォーカスのズレを検出するまでの流れを模式的に説明する。

図１６（ａ）には、横軸をイメージセンサ２００におけるＧ画素２３０の画素位置とし、縦軸をＧ画素２３０の出力信号の強度を示す出力階調として、Ｇ画素２３０からの出力信号に基づいて生成された位相差検出用データを模式的に示すグラフが示されている。このグラフには、所定の１つの行に配置（例えば、図３参照）された複数のＧ画素２３０の出力信号において、イメージセンサ２００における位置が右側のＧ画素２３０の出力信号が強いことを示すデータ（Ｇ画素２３０出力信号分布データ５１１）が示されている。このＧ画素２３０出力信号分布データ５１１は、合焦時にイメージセンサ２００の中央付近のＧ画素２３０が検出する光が、後ピン時にイメージセンサ２００の右側にあるＧ画素２３０により検出されたことを示している。

ここで、位相差検出動作設定時におけるＧ画素２３０の出力信号について説明する。Ｇ画素２３０は位相差検出動作設定時にマイクロレンズ４０１の左側から入射したＧｌ光を受光するため、図１６（ａ）のグラフは、射出瞳（図１１の射出瞳Ｅ１参照）の左側から入射したＧｌ光のイメージセンサ２００における行方向の強度分布を示している。図１６では後ピンの状態であるため、撮像レンズの左側から入射した光は、合焦の時よりもさらに右側に進んだ後に受光される。すなわち、Ｇ画素２３０出力信号分布データ５１１は、合焦時の出力信号分布データを右にズラしたような出力信号分布データになる。

図１６（ｂ）には、横軸をイメージセンサ２００におけるＧ画素２３１の画素位置とし、縦軸をＧ画素２３１の出力信号の強度を示す出力階調として、Ｇ画素２３１からの出力信号に基づいて生成された位相差検出用データを模式的に示すグラフが示されている。このグラフには、同図（ａ）の位相差検出用データを出力するＧ画素２３０の行に近接する１つの行に配置された複数のＧ画素２３１の出力信号において、イメージセンサ２００における位置が左側のＧ画素２３１の出力信号が強ことを示すデータが示されている。このデータ（Ｇ画素２３１出力信号分布データ５１２）は、合焦時にイメージセンサ２００の中央付近のＧ画素２３１が検出する光が、後ピン時にイメージセンサ２００の左側にあるＧ画素２３１により検出されたことを示している。

ここで、位相差検出動作設定時におけるＧ画素２３１の出力信号について説明する。Ｇ画素２３１は位相差検出動作設定時にマイクロレンズ４０１の右側から入射したＧｌ光を受光するため、図１６（ｂ）のグラフは、射出瞳（図１１の射出瞳Ｅ１参照）の右側から入射したＧｌ光のイメージセンサ２００における行方向の強度分布を示している。図１６では後ピンの状態であるため、撮像レンズの右側から入射した光は、合焦の時よりもさらに左側に進んだ後に受光される。すなわち、Ｇ画素２３１出力信号分布データ５１２は、合焦時の出力信号分布データを左にズラしたような出力信号分布データになる。

この図１６（ａ）および（ｂ）に示すような位相差検出用データが、信号処理部１４０から合焦判定部１５１に供給される。

図１６（ｃ）には、横軸をイメージセンサ２００におけるＧ画素２３０およびＧ画素２３１の画素位置とし、縦軸をＧ画素２３０およびＧ画素２３１の出力信号の強度を示す出力階調として、焦点検出する際における処理内容を示すグラフが示されている。このグラフには、同図（ａ）において示したＧ画素２３０出力信号分布データ５１１と、同図（ｂ）において示したＧ画素２３１出力信号分布データ５１２とが示されている。また同図（ｃ）のグラフには、Ｇ画素２３０出力信号分布データ５１１と、Ｇ画素２３１出力信号分布データ５１２との間のピークのズレ（像間隔Ａ１）が示されている。

ここで、位相差検出動作設定時における合焦判定部１５１による合焦判定について説明する。合焦判定部１５１は、像間隔Ａ１を算出し、この算出した像間隔Ａ１から、デフォーカス量を算出する。そして、合焦判定部１５１は、その算出したデフォーカス量を示す情報を合焦判定結果情報としてレンズ駆動量生成部１５２に供給する。

このように、被写体光のイメージセンサ２００への光路に動作切替フィルタ３１１を挿入することによって、Ｇ画素２３０およびＧ画素２３１の出力信号に基づく合焦判定を、合焦判定部１５１が行うことができる。

［ライブビュー画像生成例］
図１７は、本発明の第１の実施の形態における信号処理部１４０によるライブビュー画像生成例を示す図である。なお、同図（ａ）では、被写体光は、説明の便宜上、全ての波長において同一の光量であることを想定する。また、Ｇ画素２３１については、Ｇ画素２３０と同様であるため、ここではＧ画素２３０についてのみ説明する。

同図（ａ）には、横軸を光の波長を示す軸とし、縦軸をＧ画素２３０が受光した光の量を示す軸として、位相差検出動作設定時にＧ画素２３０が受光する光と、補正処理によりＧ画素２３０が受光したとみなされる光とを模式的に示すグラフが示されている。同図（ａ）では、Ｇ画素２３０が受光した光の量を波長ごとに示す曲線（Ｇ画素２３０受光光量５３１）と、このＧ画素２３０受光光量５３１が示す光量の補正によりＧ画素２３０が受光したとみなされる光の量を示す曲線（補正受光光量５３２）とが示されている。

Ｇ画素２３０受光光量５３１は、位相差検出動作の際にＧ画素２３０が受光する光の量を光の波長ごとに示したものである。同図（ａ）では、全ての波長において同一の光量の光が被写体光であるため、Ｇ画素２３０受光光量５３１は、図５において示したＧｌフィルタ２３７の分光特性のような曲線を示す。

補正受光光量５３２は、Ｇ画素２３０受光光量５３１に基づいて、信号処理部１４０の補正処理によりＧ画素２３０が受光したとみなされる光の量を光の波長ごとに示したものである。この補正受光光量５３２は、従来のＧフィルタ（図５のＧフィルタ２９５を参照）が備えられたＧ画素（図４のＧ画素２９０を参照）が受光する光の量を波長ごとに示した曲線と同様の曲線を示している。また、補正受光光量５３２は、従来のＧフィルタが全面を覆っているＧ画素が受光する光の量に近い光量を示している。すなわち、信号処理部１４０は、位相差検出動作の際にＧ画素２３０が受光する光量に基づいて、従来のＧフィルタが備えられたＧ画素が受光する光量を算出するような補正を行う。

図１７（ｂ）には、同図（ａ）に示すような補正処理により補正されるＧ画素２３０の出力信号と、表示部１７０に表示されるライブビュー画像とが模式的に示されている。同図（ｂ）に示す棒グラフには、縦軸を出力信号の階調を示す軸として、Ｇ画素２３０の出力信号（Ｇ画素２３０出力信号Ｂ１）と、このＧ画素２３０出力信号Ｂ１を補正処理した後の信号（補正後信号Ｂ２）とが示されている。また、同図（ｂ）に示す画像には、表示部１７０に表示されるライブビュー画像（ライブビュー画像５５１）が模式的に示されている。

Ｇ画素２３０出力信号Ｂ１は、同図（ａ）において示したＧ画素２３０受光光量５３１の示す光量を受光することによりＧ画素２３０が生成した出力信号を模式的に示している。

補正後信号Ｂ２は、同図（ａ）において示した補正受光光量５３２において示した光量を受光した出力信号になるように、Ｇ画素２３０出力信号Ｂ１を補正して生成した出力信号を模式的に示している。Ｇ画素２３０出力信号Ｂ１はＧ画素２３０の半分の面を通過するＧｌ光により出力信号であるのに対し、Ｇ画素２３０出力信号Ｂ１は、Ｇ画素２３０の全面を通過するＧｓ光およびＧｌ光による出力信号である。このため、補正後信号Ｂ２は、Ｇ画素２３０出力信号Ｂ１と比較して、大きな階調値（例えば、４倍ぐらい）の信号となる。すなわち、信号処理部１４０は、Ｂ画素２２０およびＲ画素２４０の出力信号と釣り合うような階調のＧ色の信号を、補正により生成する。

ライブビュー画像５５１は、信号処理部１４０が生成して表示部１７０に表示されるライブビュー画像が模式的に示されている。このライブビュー画像５５１には、合焦判定部１５１において合焦判定が行われる領域を示す矩形の枠（フォーカスエリア５５２）と、合焦判定の対象物であるイヌと、イヌの背景である山とが示されている。

このように、位相差検出動作におけるＧ画素２３０の出力信号を補正することにより、位相差検出動作の際には、位相差検出による合焦処理とともに、ライブビュー画像が生成される。

なお、位相差検出動作の際に位相差検出による合焦処理とともに生成される画像については、ライブビュー画像としての使用に限定されるものではなく、例えば、動画を撮像する場合における動画を構成する画像として用いることなども考えられる。

［静止画像生成例］
図１８は、本発明の第１の実施の形態における信号処理部１４０による静止画像生成例を示す図である。なお、同図（ａ）では、被写体光は、説明の便宜上、全ての波長において同一の光量であることを想定する。また、Ｇ画素２３１については、Ｇ画素２３０と同様であるため、ここではＧ画素２３０についてのみ説明する。

同図（ａ）には、横軸を光の波長を示す軸とし、縦軸をＧ画素２３０が受光した光の量を示す軸として、静止画撮像時にＧ画素２３０が受光する光と、補正処理によりＧ画素２３０が受光したとみなされる光とを模式的に示すグラフが示されている。同図（ａ）では、Ｇ画素２３０が受光した光の量を波長ごとに示す曲線（Ｇ画素２３０受光光量５６１）と、このＧ画素２３０受光光量５６１が示す光量の補正によりＧ画素２３０が受光したとみなされる光の量を示す曲線（補正受光光量５６２）とが示されている。

Ｇ画素２３０受光光量５６１は、静止画撮像動作の際にＧ画素２３０が受光する光の量を光の波長ごとに示したものである。図１８（ａ）では、全ての波長において同一の光量の光が被写体光であるため、Ｇ画素２３０受光光量５６１は、図５において示したＧｓフィルタ２３６およびＧｌフィルタ２３７の分光特性を足し合わせたような曲線を示す。

補正受光光量５６２は、Ｇ画素２３０受光光量５６１に基づいて、信号処理部１４０の補正処理によりＧ画素２３０が受光したとみなされる光の量を光の波長ごとに示したものである。なお、補正受光光量５６２は、図１７（ａ）において示した補正受光光量５３２と同様のものであるため、ここでの説明を省略する。

すなわち、信号処理部１４０は、静止画撮像動作の際にＧ画素２３０が受光する光量に基づいて、従来のＧフィルタが備えられたＧ画素が受光する光量を算出するような補正を行う。

図１８（ｂ）には、同図（ａ）に示すような補正処理により補正されるＧ画素２３０の出力信号と、表示部１７０に表示されるライブビュー画像とが模式的に示されている。同図（ｂ）に示す棒グラフには、縦軸を出力信号の階調を示す軸として、Ｇ画素２３０の出力信号（Ｇ画素２３０出力信号Ｂ１１）と、このＧ画素２３０出力信号Ｂ１１を補正処理した後の信号（補正後信号Ｂ１２）とが示されている。また、同図（ｂ）に示す画像には、記憶部１６０に記憶される静止画像（撮像画像５７１）が模式的に示されている。

この図１８（ｂ）において示している内容は、撮像画像５７１が生成されて記憶部１６０に記憶される以外については、図１７（ｂ）と同様のものであるため、ここでの説明を省略する。なお、この静止画撮像時のＧ画素２３０の出力信号の補正は、補正対象となる出力信号（Ｇ画素２３０出力信号Ｂ１１）の階調値がライブビュー画像作成時の階調値よりも高いため、精度の高い補正となる（画質が良くなる）。

このように、静止画撮像動作におけるＧ画素２３０の出力信号を補正することにより、静止画撮像動作の際には、静止画像（撮像画像５７１）が生成される。

［撮像装置の動作例］
次に、本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００の動作について図面を参照して説明する。

図１９は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００による静止画を撮像する際の撮像処理手順例を示すフローチャートである。

まず、静止画を撮像するための撮像動作の開始指示がユーザによりされたか否かが、制御部１３０により判断される（ステップＳ９０１）。そして、静止画を撮像するための撮像動作の開始指示がユーザによりされていないと判断された場合には（ステップＳ９０１）、撮像処理手順は終了する。

一方、静止画を撮像するための撮像動作の開始指示がユーザによりされていると判断された場合には（ステップＳ９０１）、動作切替フィルタ挿入部３００において、動作切替フィルタ３１１の位置が初期化される（ステップＳ９０２）。この初期化により、イメージセンサ２００に入射する被写体光の光路上に動作切替フィルタ３１１が挿入されていない場合には、この光路上に挿入される。

続いて、イメージセンサ２００において、位相差検出およびライブビュー画像を生成するための撮像処理が行われる（ステップＳ９０３）。その後、撮像処理により生成されたＧ画素２３０およびＧ画素２３１の出力信号に基づいて、合焦判定部１５１において、位相差検出処理が行われる（ステップＳ９０４）。そして、位相差検出処理の結果に基づいて、駆動部１５３によりフォーカスレンズ１１３の位置が調整されて合焦処理が行われる（ステップＳ９０５）。なお、ステップＳ９０４は、特許請求の範囲に記載の合焦判定手順の一例である。

その後、撮像処理（ステップＳ９０５）により生成された全ての画素の出力信号に基づいて、ライブビュー画像が、信号処理部１４０により生成される（ステップＳ９０６）。続いて、生成されたライブビュー画像が、表示部１７０により表示される（ステップＳ９０７）。

次に、操作受付部１２０におけるシャッターボタンが全押しされたか否かが、制御部１３０により判断される（ステップＳ９０８）。そして、シャッターボタンが全押しされていないと判断された場合には（ステップＳ９０８）、ステップＳ９０３に戻る。

一方、シャッターボタンが全押しされたと判断された場合には（ステップＳ９０８）、動作切替フィルタ挿入部３００において、動作切替フィルタ３１１が被写体光の光路上から外される（ステップＳ９０９）。続いて、静止画が、イメージセンサ２００により撮像される（ステップＳ９１１）。そして、信号処理部１４０により信号処理された静止画が、記憶部１６０により記憶される（ステップＳ９１２）。その後、動作切替フィルタ挿入部３００において、動作切替フィルタ３１１が被写体光の光路上に挿入される（ステップＳ９１３）。なお、ステップＳ９０３およびステップＳ９１１は、特許請求の範囲に記載の信号生成手順の一例である。また、ステップＳ９０２およびステップＳ９１３は、特許請求の範囲に記載の遮光手順の一例である。また、ステップＳ９０６およびステップＳ９１２は、特許請求の範囲に記載の画像生成手順の一例である。また、ステップＳ９０２、ステップＳ９０９およびステップＳ９１３は、特許請求の範囲に記載の制御手順の一例である。

次に、静止画を撮像するための撮像動作の終了指示がユーザによりされたか否かが、制御部１３０により判断される（ステップＳ９１４）。そして、静止画を撮像するための撮像動作の終了指示がユーザによりされていないと判断された場合には（ステップＳ９１４）、ステップＳ９０３に戻る。

一方、静止画を撮像するための撮像動作の終了指示がユーザによりされていると判断された場合には（ステップＳ９１４）、撮像処理手順は終了する。

なお、ステップＳ９０４およびＳ９０５と、ステップＳ９０６およびＳ９０７とは、どちらが先であっても良い。

このように、本発明の第１の実施の形態では、動作切替フィルタ３１１と、位相差検出用の信号を生成することができるＧ画素（Ｇ画素２３０および２３１）が配置されるイメージセンサ２００とが、撮像装置１００に備えられる。この撮像装置１００は、被写体光の光路上における動作切替フィルタ３１１の有無でイメージセンサ２００に供給されるＧｌ光の有無を制御することにより、位相差検出専用の画素を備えなくとも位相差検出を行うことができる。すなわち、イメージセンサ２００において、全ての画素がベイヤー配列を構成する。また、位相差検出用画素が無いため、欠陥画素扱いになる画素が無くなる。すなわち、本発明の第１の実施の形態によれば、位相差検出と画像生成との両方に用いられるイメージセンサにより画像を生成する場合に、その生成される画像の画質を向上させることができる。

＜２．第２の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態では、表面照射型のイメージセンサ２００における例について説明した。この表面照射型のイメージセンサ２００は、カラーフィルタと受光素子との間に配線の層が備えられる。このため、この層の厚さに応じてマイクロレンズの光の入射位置（例えば、図１０乃至図１５におけるマイクロレンズ４０１の球状の面）をカラーフィルタから離す必要がある。なお、このカラーフィルタと受光素子との間の間隔が短いほど、マイクロレンズをカラーフィルタに近づけることができる。

そこで、本発明の第２の実施の形態では、配線の層が受光素子の裏側（光の入射面と反対側）に設けられる裏面型のイメージセンサにおける例について、図２０を参照して説明する。

［位相差検出動作におけるＧ画素への入射光例］
図２０は、本発明の第２の実施の位相差検出動作における裏面型のイメージセンサのＧ画素（Ｇ画素６３０）の入射光を模式的に示すイメージ図である。同図では、図１４に対応する図を示す。

同図には、裏面型のイメージセンサのＧ画素（Ｇ画素６３０）およびこのＧ画素６３０のマイクロレンズ（マイクロレンズ６０１）の断面図と、動作切替フィルタ３１１の断面図と、射出瞳Ｅ１と、領域Ｒ３と、領域Ｒ２とが示されている。なお、Ｇ画素６３０およびマイクロレンズ６０１以外については、図１４において示したものと同様のものであるため、ここでの説明を省略する。

Ｇ画素６３０は、Ｇ画素６３０における各回路を接続するための配線（配線６０３および配線６０４）と、受光素子６０２と、Ｇｓフィルタ２３６と、Ｇｌフィルタ２３７とを備えている。裏面型イメージセンサであるため、配線６０３および配線６０４は、受光素子６０２の裏面（マイクロレンズ６０１が備えられる面の反対側の面）に設けられる。すなわち、Ｇｓフィルタ２３６およびＧｌフィルタ２３７は、受光素子６０２に近接して設けられる。また、Ｇｓフィルタ２３６およびＧｌフィルタ２３７が受光素子６０２に近接するため、マイクロレンズ６０１の被写体光の入射面（球状の面）も、受光素子６０２とフィルタとの間の間隔に応じた位置に備えられる。すなわち、表面型イメージセンサと比較して、マイクロレンズ６０１の入射面と受光素子６０２との間隔を狭くすることができる。

このように、本発明の第２の実施の形態によれば、裏面型のイメージセンサに位相差検出専用の画素を備えなくても、そのイメージセンサにより位相差検出を行うことができる。また、表面型のイメージセンサと比較して、マイクロレンズ６０１と受光素子６０２との間の距離が短くなることにより、光を効率的に受光素子６０２に集光することができる。

＜３．第３の実施の形態＞
本発明の第１および第２の実施の形態では、Ｇｓ光を遮光する動作切替フィルタ３１１を用いる例について説明した。ここで、合焦対象物が、Ｇｓ光が主な被写体光であることも想定される。しかしながら、本発明の第１および第２の実施の形態では、Ｇｓ光を遮光しているため、Ｇｓ光が主な被写体光である合焦対象物に対しては、焦点検出をすることができない可能性が考えられる。

そこで、本発明の第３の実施の形態では、Ｇｌ光を遮光する動作切替フィルタを備える例について、図２１を参照して説明する。

［Ｇｌ光を遮光する動作切替フィルタの分光特性例］
図２１は、本発明の第３の実施の形態におけるＧｌ光を遮光する動作切替フィルタ（動作切替フィルタ７１１）の分光特性の一例を示すグラフである。同図では、図９に対応する図を示す。

動作切替フィルタ７１１は、Ｇｌフィルタ２３７の透過率が高い波長領域（５２５ｎｍ乃至５８０ｎｍ付近）の光のみを遮光する光学フィルタである。この動作切替フィルタ７１１が本発明の第１の実施において示した動作切替フィルタ３１１の代わりにイメージセンサへの被写体光の光路上に挿入されることにより、Ｇｓフィルタ２３６を透過したＧｓ光のみをＧ画素２３０および２３１が受光する。これにより、位相差検出動作の際に、合焦判定部１５１は、Ｇ画素２３０およびＧ画素２３１が受光したＧｓ光に基づいて焦点検出を行うことができる。

このように、本発明の第３の実施の形態によれば、位相差検出専用の画素を備えないイメージセンサにより、Ｇｓ光が主な被写体光である場合でも、適切に焦点検出を行うことができる。

＜４．第４の実施の形態＞
本発明の第１乃至第３の実施の形態では、緑色の光を透過するＧｓフィルタ２３６およびＧｌフィルタ２３７を用いる例について説明した。ただし、ＧｓフィルタおよびＧｌフィルタ以外のフィルタが透過する光を用いて位相差検出を行う場合についても、本発明の第１乃至第３の実施の形態を適用することができると考えられる。

そこで、本発明の第４の実施の形態では、２種類のフィルタが設けられるＲ画素と、その２種類のフィルタの一方が透過する波長の光を遮光する動作切替フィルタとを備える例について、図２２を参照して説明する。

［オンチップカラーフィルタの分光特性および動作切替フィルタの分光特性例］
図２２は、本発明の第４の実施の形態におけるオンチップカラーフィルタの分光特性および動作切替フィルタの分光特性の一例を示すグラフである。

同図（ａ）には、横軸を光の波長を示す軸とし、縦軸をフィルタの透過率を示す軸とするグラフにおいて、本発明の第４の実施の形態におけるオンチップカラーフィルタの分光特性が示されている。同図（ａ）では、各色のフィルタの特性として、Ｂ（青色）フィルタ２２５の特性と、Ｇ（緑色）フィルタ２９５の特性と、Ｒｓフィルタ（Ｒｓ（赤短波長）フィルタ７２１）の特性と、Ｒｌフィルタ（Ｒｌ（赤長波長）フィルタ７２２）の特性とが示されている。なお、Ｂ（青色）フィルタ２２５およびＧ（緑色）フィルタ２９５については、図５（ａ）において示したものと同様のものであるため、ここでの説明を省略する。

Ｒｓフィルタ（Ｒｓ（赤短波長）フィルタ７２１）は、５６０ｎｍ乃至６１０ｎｍ付近の波長領域の光に対する透過率が高いフィルタである。このＲｓフィルタ（Ｒｓ（赤短波長）フィルタ７２１）は、図５において示したＲ（赤色）フィルタ２４５が主に透過させる光（５６０ｎｍ乃至６６０ｎｍ）のうち、透過させる光を略２等分する波長（６１０ｎｍ）より短い波長側の光に対する透過率が高い。

Ｒｌフィルタ（Ｒｌ（赤長波長）フィルタ７２２）は、６１０ｎｍ乃至６６０ｎｍ付近の波長領域の光に対する透過率が高いフィルタである。このＲｌフィルタ（Ｒｌ（赤長波長）フィルタ７２２）は、図５において示したＲ（赤色）フィルタ２４５が主に透過させる光のうち、透過させる光を略２等分する波長（６１０ｎｍ）より長い波長の光に対する透過率が高い。

本発明の第４の実施の形態では、Ｒｓフィルタ７２１が左半分を覆いＲｌフィルタ７２２が右半分を覆うＲ画素と、Ｒｓフィルタ７２１が右半分を覆いＲｌフィルタ７２２が左半分をＲ画素との２つのＲ画素が、イメージセンサに備えられる。

図２２（ｂ）には、本発明の第４の実施の形態におけるＲｓ光を遮光する動作切替フィルタ（動作切替フィルタ７２３）の分光特性が示されている。

動作切替フィルタ７２３は、Ｒｓフィルタ７２１の透過率が高い波長領域（５６０ｎｍ乃至６１０ｎｍ付近）の光のみを遮光する光学フィルタである。この動作切替フィルタ７２３がイメージセンサへの被写体光の光路上に挿入されることにより、Ｒｌフィルタ７２２を透過したＲｌ光のみをＲ画素が受光する。これにより、位相差検出動作の際に、合焦判定部は、Ｒ画素が受光したＲｌ光に基づいて焦点検出を行うことができる。

このように本発明の第４の実施の形態によれば、位相差検出専用の画素を備えないイメージセンサにより、Ｒｌ光に基づいた焦点検出を行うことができる。

なお図２２ではＲ画素について説明したが、同様にＢ画素についても行うことができる。

このように、本発明の実施の形態によれば、位相差検出専用の画素を備えないイメージセンサにより、位相差検出を行うことができる。これにより、位相差検出と画像生成との両方に用いられるイメージセンサにより画像を生成する場合に、その生成される画像の画質を向上させることができる。

なお、第１乃至第４の実施の形態において、位相差検出を行うことができるように２種類のフィルタを半面ずつ備える画素は、横方向（ｘ軸方向）に２種類のフィルタが並んでいることを想定したが、これは一例である。他に、縦方向（ｙ軸方向）に並んでいるものや斜めに並んでいるものを用いること、また、これらを組み合わせて備えることも考えられる。

また、第１乃至第４の実施の形態において、赤色、緑色および青色の３種類のフィルタにより構成されるオンチップカラーフィルタを想定したが、これに限定されるものではない。これらと異なる分光特性のフィルタから構成されるオンチップカラーフィルタの場合でも、他のカラーフィルタとほとんど重複しない波長を透過するフィルタに覆われている画素を用いることにより、第１乃至第４の実施の形態と同様にすることができる。

また、第１乃至第３の実施の形態において、イメージセンサ２００における全ての緑色の画素が、２つのフィルタにより覆われている画素（Ｇ画素２３０および２３１）である例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、１つのＧフィルタで覆われているＧ画素２９０と、Ｇ画素２３０と、Ｇ画素２３１とが混在している例なども考えられる。

なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、本発明の実施の形態において明示したように、本発明の実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本発明の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。

また、本発明の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標））等を用いることができる。

１００ 撮像装置
１１０ レンズ部
１１１ ズームレンズ
１１２ 絞り
１１３ フォーカスレンズ
１２０ 操作受付部
１３０ 制御部
１４０ 信号処理部
１５１ 合焦判定部
１５２ レンズ駆動量生成部
１５３ 駆動部
１６０ 記憶部
１７０ 表示部
２００ イメージセンサ

Claims (12)

1. 特定の波長領域を２分割した波長領域のうち一方の第１波長領域以外の光を遮光する第１フィルタと前記２分割された波長領域のうち他方の第２波長領域以外の光を遮光する第２フィルタとによって覆われる画素が所定の規則に基づいて配置される撮像素子と、
   被写体光の前記撮像素子への光路に挿脱可能に設けられ前記第１波長領域の光を遮光する遮光フィルタと、
   前記遮光フィルタが前記光路へ挿入されている際に前記撮像素子が生成する信号に基づいて位相差検出による合焦判定を行う合焦判定部と、
   前記撮像素子が生成する信号に基づいて画像を生成する画像生成部と、
   前記合焦判定の要否に基づいて前記光路上への前記遮光フィルタの挿脱の制御を行う制御部と
   を具備する撮像装置。
2. 前記撮像素子は、特定方向に並べて配置される前記第１フィルタと前記第２フィルタとにより覆われている第１画素と、前記第１画素を覆う前記第１フィルタと前記第２フィルタとの配置を入れ替えて当該入れ替えた前記第１フィルタと前記第２フィルタとにより覆われている第２画素とが前記画素として配置され、
   前記合焦判定部は、前記第１画素が生成した信号と前記第２画素が生成した信号とに基づいて前記位相差検出による合焦判定を行う
   請求項１記載の撮像装置。
3. 前記第１画素および前記第２画素は、当該画素が備える受光素子の中心を通過する直線を境界として前記第１フィルタおよび前記第２フィルタが並べて配置される請求項２記載の撮像装置。
4. 静止画の記録を指示する記録指示操作を受け付ける操作受付部と、
   前記画像生成部が生成する前記画像を記録媒体に記録させる記録制御部と
   をさらに具備し、
   前記制御部は、前記記録指示操作が受け付けられた際には、前記光路に挿入されている前記遮光フィルタを前記光路から離脱させ、
   前記画像生成部は、前記遮光フィルタが前記光路から離脱している際に前記撮像素子が生成する信号に基づいて前記画像を生成する
   請求項１記載の撮像装置。
5. 前記画像生成部が生成する前記画像を表示部に表示させる表示制御部をさらに具備し、
   前記画像生成部は、前記遮光フィルタが前記光路へ挿入されている際に前記撮像素子が生成する信号に基づいて前記画像を生成する
   請求項１記載の撮像装置。
6. 前記画像生成部が生成する前記画像により構成される動画を記録媒体に記録させる記録制御部をさらに具備し、
   前記画像生成部は、前記遮光フィルタが前記光路へ挿入されている際に前記撮像素子が生成する信号に基づいて前記画像を生成する
   請求項１記載の撮像装置。
7. 前記撮像素子は、分光感度が異なる複数のフィルタのうちのいずれかが１つの画素にそれぞれ１つずつ配置される画素と、前記複数のフィルタのうちの１つのフィルタの波長領域を前記特定の波長領域とする前記第１フィルタおよび前記第２フィルタによって覆われている画素とが所定の規則に基づいて配置される請求項１記載の撮像装置。
8. 前記撮像素子は、赤色を示す波長領域以外の光を遮光する赤フィルタによって覆われている赤画素と、青色を示す波長領域以外の光を遮光する青フィルタによって覆われている青画素と、緑色を示す波長領域を前記特定の波長領域とする前記第１フィルタおよび前記第２フィルタによって覆われている画素とが配置され、
   前記画像生成部は、前記赤画素が供給する信号と、前記青画素が供給する信号と、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタで覆われている画素が供給する信号とに基づいて前記画像を生成する
   請求項７記載の撮像装置。
9. 前記撮像素子は、前記赤画素と、前記青画素と、前記第１フィルタおよび前記第２フィルタにより覆われている画素とがベイヤー配列で配置される請求項８記載の撮像装置。
10. 特定の波長領域を２分割した波長領域のうち一方の第１波長領域以外の光を遮光する第１フィルタと前記２分割された波長領域のうち他方の第２波長領域以外の光を遮光する第２フィルタとによって覆われる画素が所定の規則に基づいて配置される撮像素子であって、前記第１フィルタを透過した光および前記第２フィルタを透過した光に基づいて生成される信号と、前記第２フィルタを透過した光に基づいて生成される信号とのいずれかを前記第１波長領域の光を遮光する遮光フィルタの制御に応じて供給する撮像素子。
11. 特定の波長領域を２分割した波長領域のうち一方の第１波長領域以外の光を遮光する第１フィルタと前記２分割された波長領域のうち他方の第２波長領域以外の光を遮光する第２フィルタとによって覆われる画素が所定の規則に基づいて配置される撮像素子を用いて信号を生成する信号生成手順と、
    被写体光の前記撮像素子への光路に挿脱可能に設けられる遮光フィルタを用いて、前記第１波長領域の光を遮光する遮光手順と、
    前記遮光フィルタが前記光路へ挿入されている際に前記撮像素子が生成する信号に基づいて位相差検出による合焦判定を行う合焦判定手順と、
    前記撮像素子が生成する信号に基づいて画像を生成する画像生成手順と、
    前記合焦判定の要否に基づいて前記光路上への前記遮光フィルタの挿脱の制御を行う制御手順と
    を具備する撮像方法。
12. 特定の波長領域を２分割した波長領域のうち一方の第１波長領域以外の光を遮光する第１フィルタと前記２分割された波長領域のうち他方の第２波長領域以外の光を遮光する第２フィルタとによって覆われる画素が所定の規則に基づいて配置される撮像素子が信号を生成する信号生成手順と、
    被写体光の前記撮像素子への光路に挿脱可能に設けられる遮光フィルタを用いて、前記第１波長領域の光を遮光する遮光手順と、
    前記遮光フィルタが前記光路へ挿入されている際に前記撮像素子が生成する信号に基づいて位相差検出による合焦判定を行う合焦判定手順と、
    前記撮像素子が生成する信号に基づいて画像を生成する画像生成手順と、
    前記合焦判定の要否に基づいて前記光路上への前記遮光フィルタの挿脱の制御を行う制御手順と
    をコンピュータに実行させるプログラム。