JP2012242717A - Imaging apparatus, camera system and focus detection method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging device which enables highly accurate focus detection of a phase difference system regardless of colors of a subject while keeping light receiving efficiency of a CMOS type imaging device.SOLUTION: An imaging apparatus comprises: an imaging device including first pixels which receive light passing through a region of an exit pupil of a photographic lens, second pixels which receive light passing through a partial region of the exit pupil of the photographic lens, an electrode part provided on a photoelectric conversion part so as to cover a partial region of a photoelectric conversion part of the second pixels, and a light shield part which has an opening and covers a region different from the region covered by the electrode part of the photoelectric conversion part; and focus detection means for detecting the focus state of the photographic lens on the basis of outputs of the second pixels. The imaging apparatus further comprises: determination means for determining colors of a subject; and storage means for storing light receiving characteristics of the imaging device corresponding to the colors of the subject. The focus detection means detects the focus state of the photographic lens on the basis of subject color information determined by the determination means and the light receiving characteristics of the imaging device.

Description

本発明は、撮影レンズの焦点状態を検出可能な撮像素子を具備した撮像装置、カメラシステムおよび焦点検出方法に関するものである。   The present invention relates to an image pickup apparatus, a camera system, and a focus detection method including an image pickup device capable of detecting a focus state of a photographing lens.

従来、撮像装置であるデジタルカメラに用いられる焦点検出方式には、コントラスト検出方式や位相差検出方式等がある。   Conventional focus detection methods used in digital cameras that are imaging devices include a contrast detection method and a phase difference detection method.

一眼レフカメラでは、撮影者が撮影レンズを通して被写体を観察するために被写体光をファインダー光学系に導くための跳ね上げミラーを有している。跳ね上げミラーは一部の光を透過するハーフミラーで構成され、跳ね上げミラーを透過した光は位相差方式の焦点検出装置に導かれ、撮影レンズの焦点検出を行うことを可能としている。焦点検出装置は、撮影レンズの異なる瞳領域を通過する光束を再結像する1組のレンズと1組のイメージセンサとから構成されている。記録媒体での撮影を行う場合は、跳ね上げミラーは撮影光路から退避する。そのため、フィルムや撮像素子等の記録媒体での撮影を実行中は、従来の位相差検出方式の焦点検出を行うことはできない。   The single-lens reflex camera has a flip-up mirror for guiding the subject light to the viewfinder optical system so that the photographer can observe the subject through the photographing lens. The flip-up mirror is composed of a half mirror that transmits a part of the light, and the light that has passed through the flip-up mirror is guided to a phase difference type focus detection device, thereby making it possible to detect the focus of the photographing lens. The focus detection device is composed of a set of lenses and a set of image sensors that re-image light beams passing through different pupil regions of the photographing lens. When photographing with a recording medium, the flip-up mirror is retracted from the photographing optical path. For this reason, it is not possible to perform focus detection using the conventional phase difference detection method while shooting with a recording medium such as a film or an image sensor.

撮像素子を記録媒体とするカメラにおいて動画画像を観察したり記録したりする場合、コントラスト検出方式の焦点調節方法が用いられるのが一般的である。コントラスト検出方式の焦点調節方法は、撮影レンズのフォーカスレンズを光軸方向に移動しながら撮像素子で撮像された画像の高周波成分を抽出し、コントラストのピークとなるレンズ位置を検出して焦点調節を行うものである。同焦点調節方法では、フォーカスレンズを動かしながら画像のコントラストを比較しているため、高速で焦点調節を行うことができない。   When a moving image is observed or recorded in a camera using an image sensor as a recording medium, a contrast detection focus adjustment method is generally used. The contrast detection focus adjustment method extracts the high-frequency component of the image picked up by the image sensor while moving the focus lens of the photographic lens in the optical axis direction, and detects the lens position where the contrast peak is detected to adjust the focus. Is what you do. In the same focus adjustment method, since the contrast of the images is compared while moving the focus lens, the focus adjustment cannot be performed at high speed.

そこで、本出願人は上記の問題を解決するために、CMOS型撮像素子を構成する一部の焦点検出用画素の光電変換領域を制限することにより、受光可能な撮影レンズの瞳領域を制限して位相差方式の焦点検出が可能なカメラを特許文献1に開示している。同公報では、焦点検出用画素の一部を構成するマイクロレンズが、撮影レンズの瞳と配線電極とが共役関係になるように構成されている。その結果、光電変換部に入射する光束を配線電極で遮光することにより、受光可能な撮影レンズの瞳領域を制限している。   Therefore, in order to solve the above problem, the present applicant limits the pupil region of the photographing lens that can receive light by limiting the photoelectric conversion region of some focus detection pixels constituting the CMOS type image pickup device. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228688 discloses a camera capable of detecting a phase difference type focus. In this publication, a microlens that constitutes a part of a focus detection pixel is configured such that a pupil of a photographing lens and a wiring electrode are in a conjugate relationship. As a result, the pupil region of the photographing lens that can receive light is limited by shielding the light beam incident on the photoelectric conversion unit with the wiring electrode.

しかしながら、撮像素子を構成するマイクロレンズは、撮影レンズの瞳と光電変換部とも略共役関係になるようにしなければならない。そのため、本出願人は光電変換部から離れた位置にある配線電極で遮光する代わりとして、光電変換部上に遮光部を設けることにより、受光可能な撮影レンズの瞳領域を制限する撮像素子を特許文献2に開示している。遮光部には、タングステン等の金属材料が用いられる。   However, the microlens that constitutes the imaging element must have a substantially conjugate relationship between the pupil of the photographing lens and the photoelectric conversion unit. Therefore, the present applicant has patented an imaging device that limits the pupil region of a photographic lens that can receive light by providing a light-shielding portion on the photoelectric conversion portion instead of shielding light with a wiring electrode located at a position away from the photoelectric conversion portion. This is disclosed in Document 2. A metal material such as tungsten is used for the light shielding portion.

特開2010−117679号公報JP 2010-117679 A 特開2009−244854号公報JP 2009-244854 A

ところで、CMOS型撮像素子の光電変換部上の一部領域にはポリシリコンで構成される転送電極が形成されている。ここで、転送電極であるポリシリコンの上を遮光部であるタングステンで覆うように構成してしまうとセンサ高さが高くなってしまい、CMOS型撮像素子の受光効率(受光角度特性またはFno比例性)を低下させてしまう。   Incidentally, a transfer electrode made of polysilicon is formed in a partial region on the photoelectric conversion portion of the CMOS image sensor. Here, if the polysilicon which is the transfer electrode is covered with tungsten which is the light shielding portion, the sensor height becomes high, and the light receiving efficiency (light receiving angle characteristic or Fno proportionality) of the CMOS type image pickup device is increased. ).

このような問題に対し、マイクロレンズから光電変換部までの距離を短くするためには、タングステン等で形成される遮光部は、光軸方向において転送電極と重ならないように略同一の厚さで形成されるのが望ましい。   In order to reduce the distance from the microlens to the photoelectric conversion unit with respect to such a problem, the light shielding unit formed of tungsten or the like has substantially the same thickness so as not to overlap the transfer electrode in the optical axis direction. It is desirable to be formed.

そこで、本発明者は、そのように、遮光部と転送電極を光電変換部上において光軸直交方向に並んで形成する構成を考案した。この場合、遮光部と転送電極を光軸方向において重ならないように配置することができ、マイクロレンズから光電変換部までの距離を短くすることができるため、CMOS型撮像素子の受光効率を上げることができる。   Therefore, the present inventor has devised a configuration in which the light shielding portion and the transfer electrode are formed side by side in the direction perpendicular to the optical axis on the photoelectric conversion portion. In this case, the light-shielding part and the transfer electrode can be arranged so as not to overlap in the optical axis direction, and the distance from the microlens to the photoelectric conversion part can be shortened, so that the light-receiving efficiency of the CMOS image sensor is increased. Can do.

しかしながらこの場合、転送電極を構成するポリシリコンは遮光部を構成するタングステンから覆われずに撮影レンズを通る光にさらされる構成となる。転送電極を構成するポリシリコンの分光透過特性は、波長が短い青色側ではほとんど透過せず赤色側に波長が長くなるに従って透過率が上昇する特性を示す。そのため、被写体の色によって撮像素子にて受光可能な瞳領域と強度が変化し、精度の高い焦点検出ができないという欠点があった。   However, in this case, the polysilicon constituting the transfer electrode is exposed to light passing through the photographing lens without being covered with tungsten constituting the light shielding portion. The spectral transmission characteristic of the polysilicon constituting the transfer electrode shows a characteristic that the transmittance is increased as the wavelength becomes longer on the red side while hardly transmitting on the blue side where the wavelength is short. For this reason, the pupil region and the intensity that can be received by the image sensor change depending on the color of the subject, and there is a drawback in that accurate focus detection cannot be performed.

さらには、撮像素子の多画素化に伴い画素サイズがますます小さくなり、その結果撮像素子の受光特性は撮像素子を構成するマイクロレンズの色収差や回折の影響を受けやすくなる。マイクロレンズの色収差やマイクロレンズによる回折の度合いは波長により異なるため、被写体の色によって撮像素子にて受光可能な瞳領域と強度が変化し、精度の高い焦点検出ができないという欠点があった。   Furthermore, as the number of pixels of the image sensor increases, the pixel size becomes smaller, and as a result, the light receiving characteristics of the image sensor are easily affected by chromatic aberration and diffraction of the microlens that constitutes the image sensor. Since the chromatic aberration of the microlens and the degree of diffraction by the microlens differ depending on the wavelength, the pupil region and intensity that can be received by the image sensor change depending on the color of the subject, and there is a drawback that high-precision focus detection cannot be performed.

そこで、本発明の目的は、CMOS型撮像素子の受光効率を確保しつつ、被写体の色によらず高精度で位相差方式の焦点検出が可能な撮像装置、カメラシステムおよび焦点検出方法を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an imaging apparatus, a camera system, and a focus detection method capable of performing phase difference focus detection with high accuracy regardless of the color of a subject while ensuring the light receiving efficiency of a CMOS image sensor. That is.

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての撮像装置は、撮影レンズの射出瞳の領域を通る光を受光する第1の画素と、前記撮影レンズの射出瞳の一部の領域を通る光を受光する第2の画素と、前記第2の画素の光電変換部の一部の領域を覆うように前記光電変換部上に設けられる電極部と、開口を有して前記光電変換部の前記電極部によって覆われた領域とは異なる領域を覆う遮光部と、を有する撮像素子と、前記第2の画素の出力に基づいて前記撮影レンズの焦点状態を検出する焦点検出手段と、を有する撮像装置であって、前記被写体の色を判定する判定手段と、前記被写体の色に対応する前記撮像素子の受光特性を記憶する記憶手段と、をさらに有し、前記焦点検出手段は、前記判定手段により判定された被写体色情報と前記撮像素子の受光特性とに基づいて前記撮影レンズの焦点状態を検出することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to an aspect of the present invention includes a first pixel that receives light passing through an exit pupil area of a photographing lens, and a partial area of the exit pupil of the photographing lens. A second pixel that receives light passing therethrough, an electrode provided on the photoelectric conversion unit so as to cover a partial region of the photoelectric conversion unit of the second pixel, and the photoelectric conversion unit having an opening A light-shielding unit that covers a region different from the region covered by the electrode unit, and a focus detection unit that detects a focus state of the photographing lens based on an output of the second pixel. An image pickup apparatus comprising: a determination unit that determines a color of the subject; and a storage unit that stores a light receiving characteristic of the image sensor corresponding to the color of the subject. Subject color information determined by determination means and previous And detecting a focus state of the photographing lens based on the light receiving characteristic of the imaging device.

本発明によれば、CMOS型撮像素子の受光効率を確保しつつ、被写体の色によらず高精度で位相差方式の焦点検出が可能な撮像装置、カメラシステムおよび焦点検出方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an imaging apparatus, a camera system, and a focus detection method capable of performing phase difference type focus detection with high accuracy regardless of the color of a subject while ensuring the light receiving efficiency of a CMOS image sensor. it can.

本発明の光学装置(カメラシステム)の構成図である。It is a block diagram of the optical apparatus (camera system) of this invention. 本発明の撮像素子の一部平面図である。(実施例1)It is a partial top view of the image sensor of the present invention. Example 1 本発明の撮像素子の一部断面図である。(実施例1)It is a partial cross section figure of the image sensor of the present invention. Example 1 本発明の撮像素子の製造プロセス説明図である。(実施例1)It is explanatory drawing of the manufacturing process of the image pick-up element of this invention. Example 1 本発明の撮像素子に配設される焦点検出用画素の受光分布説明図である。(実施例1)It is light reception distribution explanatory drawing of the pixel for focus detection arrange | positioned at the image pick-up element of this invention. Example 1 図5の受光分布の射影説明図である。(実施例1)FIG. 6 is a projection explanatory view of the received light distribution of FIG. 5. Example 1 本発明の光学装置の電気回路ブロック図である。It is an electric circuit block diagram of the optical apparatus of the present invention. 本発明の光学装置の撮影動作のフローチャートである。3 is a flowchart of a photographing operation of the optical device according to the present invention. 本発明の撮像素子の一部平面図である。(実施例1の変形例)It is a partial top view of the image sensor of the present invention. (Modification of Example 1) 本発明の撮像素子の一部平面図である。(実施例2)It is a partial top view of the image sensor of the present invention. (Example 2) 本発明の撮像素子の焦点検出画素の平面図である。(実施例2)It is a top view of the focus detection pixel of the image sensor of the present invention. (Example 2) 本発明の撮像素子の製造プロセス説明図である。(実施例2)It is explanatory drawing of the manufacturing process of the image pick-up element of this invention. (Example 2) 本発明の撮像素子に配設される焦点検出用画素の受光分布説明図である。(実施例2)It is light reception distribution explanatory drawing of the pixel for focus detection arrange | positioned at the image pick-up element of this invention. (Example 2) 図13の受光分布の射影説明図である。(実施例2)It is projection explanatory drawing of the light reception distribution of FIG. (Example 2)

以下に、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

図1〜図8は本発明の第1の実施例で、図1は本発明の撮像素子を有した光学装置であるデジタルカメラの構成図、図2は撮像素子の一部平面図、図3は本発明の撮像素子の一部断面図、図4は本発明の撮像素子の製造プロセス説明図である。また、図5は本発明の撮像素子に配設される焦点検出用画素の受光分布説明図、図6は図5の受光分布の射影説明図、図7は本発明のカメラの電気回路ブロック図、図8は本発明のカメラ動作のフローチャートである。   1 to 8 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram of a digital camera which is an optical apparatus having the image sensor of the present invention. FIG. 2 is a partial plan view of the image sensor. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the image sensor of the present invention, and FIG. 4 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the image sensor of the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram of received light distribution of the focus detection pixels arranged in the image sensor of the present invention, FIG. 6 is an explanatory diagram of projection of the received light distribution of FIG. 5, and FIG. 7 is an electric circuit block diagram of the camera of the present invention. FIG. 8 is a flowchart of the camera operation of the present invention.

図1において、本発明のデジタルカメラ(カメラシステム)はカメラ本体100に対してカメラ側マウント111とレンズ側マウント201を介して、撮影レンズ(交換レンズ)200が着脱可能な一眼レフタイプのデジタルカメラを示している。   1, a digital camera (camera system) of the present invention is a single-lens reflex digital camera in which a photographing lens (interchangeable lens) 200 can be attached to and detached from a camera body 100 via a camera side mount 111 and a lens side mount 201. Is shown.

撮影レンズ200は複数のレンズ群(例えばレンズ203)と絞り204とから構成されており、撮影レンズ200を透過した被写体光は、カメラ100の跳ね上げミラー101で反射してピント板102近傍に収斂する。さらにピント板102で拡散透過した被写体光は、ペンタダハプリズム103及び接眼レンズ104を介して、不図示の撮影者の目に導かれる。   The photographing lens 200 includes a plurality of lens groups (for example, a lens 203) and a diaphragm 204, and subject light transmitted through the photographing lens 200 is reflected by the flip-up mirror 101 of the camera 100 and converges near the focusing plate 102. To do. Further, the subject light diffused and transmitted by the focus plate 102 is guided to the eyes of a photographer (not shown) via the penta roof prism 103 and the eyepiece lens 104.

跳ね上げミラー101はハーフミラーで、跳ね上げミラー101を透過した一部の被写体光はサブミラー105で反射して焦点検出装置106に導かれる。焦点検出装置106は、撮影レンズ200の異なる瞳領域を透過する光により生成される像より撮影レンズ200の焦点状態を検出する公知の構成となっている。   The flip-up mirror 101 is a half mirror, and a part of the subject light transmitted through the flip-up mirror 101 is reflected by the sub mirror 105 and guided to the focus detection device 106. The focus detection device 106 has a known configuration for detecting the focus state of the photographic lens 200 from an image generated by light transmitted through different pupil regions of the photographic lens 200.

また、撮影レンズ200の予定結像面には撮像素子(イメージセンサ、CMOS型撮像素子)108が配設されている。   Further, an imaging element (image sensor, CMOS type imaging element) 108 is disposed on the planned imaging plane of the photographing lens 200.

本発明のカメラは動画を撮影することが可能で、動画撮影時には跳ね上げミラー101及びサブミラー105が撮影光路から退避し、シャッター107が開口状態に設定される。この時、撮像素子108で撮影された画像は、液晶表示素子109で視認できるようになっている。   The camera of the present invention can shoot a moving image, and at the time of moving image shooting, the flip-up mirror 101 and the sub mirror 105 are retracted from the shooting optical path, and the shutter 107 is set to an open state. At this time, an image photographed by the image sensor 108 can be visually recognized by the liquid crystal display element 109.

次に、撮像素子108の構成について説明する。   Next, the configuration of the image sensor 108 will be described.

図2は撮像素子108の一部平面図、図3は撮像素子108の一部断面図である。   FIG. 2 is a partial plan view of the image sensor 108, and FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the image sensor 108.

図3は、図2の撮像素子108の一部平面図に示したA−A’面の断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the A-A ′ plane shown in the partial plan view of the image sensor 108 of FIG. 2.

撮像素子108は、シリコン基板310の内部に光電変換部312が形成されている。光電変換部312で発生した信号電荷は、光電変換部312を一部覆うように形成された転送電極(電極部)330により不図示のフローティングディフュージョン部へ転送される。転送電極330は通常ポリシリコンで構成されている。また、図中左側の画素の光電変換部312上には入射する光を制限するための遮光部360_1、360_2(以下、これら一対の遮光部をまとめて遮光部360ともいう。)が形成されている。遮光部360_1、360_2はタングステンで構成され、遮光部360_2は転送電極330とは重ならないよう形成されている。また、遮光部360_0は迷光防止用に各画素の周辺部に形成されている。   In the image sensor 108, a photoelectric conversion unit 312 is formed inside a silicon substrate 310. The signal charge generated in the photoelectric conversion unit 312 is transferred to a floating diffusion unit (not shown) by a transfer electrode (electrode unit) 330 formed so as to partially cover the photoelectric conversion unit 312. The transfer electrode 330 is usually made of polysilicon. Further, on the photoelectric conversion unit 312 of the pixel on the left side in the drawing, light shielding units 360_1 and 360_2 (hereinafter, these pair of light shielding units are collectively referred to as a light shielding unit 360) for limiting incident light are formed. Yes. The light shielding portions 360_1 and 360_2 are made of tungsten, and the light shielding portions 360_2 are formed so as not to overlap the transfer electrode 330. The light shielding portion 360_0 is formed in the peripheral portion of each pixel for preventing stray light.

フローティングディフュージョン部へ転送された信号電荷は電極331及び電極332を介して外部に出力される。光電変換部312と電極331との間には層間絶縁膜321が形成されるが、遮光部360_2は転送電極330とは重ならないよう形成され、かつ遮光部360と転送電極330は略同じ厚さで形成されているため、層間絶縁膜321の膜厚は増加しない。その結果、撮像素子108の受光効率、特に入射角特性の低下を防止している。   The signal charge transferred to the floating diffusion portion is output to the outside through the electrode 331 and the electrode 332. An interlayer insulating film 321 is formed between the photoelectric conversion unit 312 and the electrode 331, but the light shielding unit 360_2 is formed so as not to overlap the transfer electrode 330, and the light shielding unit 360 and the transfer electrode 330 have substantially the same thickness. Therefore, the thickness of the interlayer insulating film 321 does not increase. As a result, it is possible to prevent the light receiving efficiency of the image sensor 108, in particular, the incidence angle characteristic from being lowered.

そして、電極331と電極332との間には層間絶縁膜322が形成されている。さらに、電極332と電極333との間には層間絶縁膜323が形成されている。   An interlayer insulating film 322 is formed between the electrode 331 and the electrode 332. Further, an interlayer insulating film 323 is formed between the electrode 332 and the electrode 333.

また、電極333の光入射側には層間絶縁膜324が形成され、さらにパッシべーション膜340、平坦化層350が形成されている。平坦化層350の光入射側には、カラーフィルタ層351_1、351_2(以下、これらをまとめてカラーフィルタ層351ともいう。)、平坦化層352及びマイクロレンズ353が形成されている。ここで、マイクロレンズ353のパワーは、撮影レンズ200の瞳と光電変換部312が略共役になるように設定されている。   In addition, an interlayer insulating film 324 is formed on the light incident side of the electrode 333, and further a passivation film 340 and a planarizing layer 350 are formed. On the light incident side of the planarization layer 350, color filter layers 351_1 and 351_2 (hereinafter collectively referred to as a color filter layer 351), a planarization layer 352, and a microlens 353 are formed. Here, the power of the micro lens 353 is set so that the pupil of the photographing lens 200 and the photoelectric conversion unit 312 are substantially conjugate.

本実施例では、撮像素子108の中央に位置する画素の断面図を示しており、マイクロレンズ353は画素の略中心に配設されている。   In this embodiment, a cross-sectional view of a pixel located at the center of the image sensor 108 is shown, and the microlens 353 is disposed at the approximate center of the pixel.

撮影レンズ200を透過した被写体光は、カメラ100の予定結像面に配設された撮像素子108近傍に集光する。さらに撮像素子108の各画素に到達した光は、マイクロレンズ353で屈折され光電変換部312に集光する。撮像素子108の光軸方向に積層された各電極331、332、333は、入射する光をできるだけ遮光しないように配設されている。   The subject light that has passed through the photographic lens 200 is condensed in the vicinity of the image sensor 108 disposed on the planned imaging plane of the camera 100. Further, the light that reaches each pixel of the image sensor 108 is refracted by the microlens 353 and collected on the photoelectric conversion unit 312. The electrodes 331, 332, and 333 stacked in the optical axis direction of the image sensor 108 are disposed so as not to block incident light as much as possible.

図中右側の画素は通常の撮影時に使用される撮影用画素(第1の画素)で、撮影レンズ200の全瞳領域を受光可能なように構成されている。   The pixel on the right side in the figure is an imaging pixel (first pixel) used during normal imaging, and is configured to receive the entire pupil region of the imaging lens 200.

一方、図中左側の画素は撮影レンズ200の焦点状態を検出する際に使用される焦点検出用画素(第2の画素)である。この焦点検出用画素は、撮影レンズ200の射出瞳の一部の領域を通る光を受光する。図中左側の画素の光電変換部312上には遮光部360_1、360_2が形成されているため、撮影レンズ200の瞳の一部を透過する光束を受光可能となっている。また焦点検出用画素では受光効率を向上させるため、カラーフィルタ351_1は光吸収のない無色のものが形成されている。   On the other hand, the pixel on the left side in the figure is a focus detection pixel (second pixel) used when detecting the focus state of the photographic lens 200. This focus detection pixel receives light passing through a partial region of the exit pupil of the photographic lens 200. Since the light-shielding portions 360_1 and 360_2 are formed on the photoelectric conversion portion 312 of the pixel on the left side in the drawing, it is possible to receive a light beam that passes through a part of the pupil of the photographing lens 200. Further, in order to improve the light receiving efficiency in the focus detection pixel, the color filter 351_1 is formed of a colorless one that does not absorb light.

次に、撮像素子108の画素配置を図2の平面図で説明する。   Next, the pixel arrangement of the image sensor 108 will be described with reference to the plan view of FIG.

撮像素子108を構成する各画素の周辺部には、迷光防止用の遮光部360_0が配設されている。また、各画素中に書かれた「R」「G」「B」の文字は各画素のカラーフィルタの色相を表している。「R」の文字の書かれた画素は赤の成分の光を透過し、「G」の文字の書かれた画素は緑の成分の光を透過し、「B」の文字の書かれた画素は青の成分の光を透過する。   A light blocking portion 360_0 for preventing stray light is disposed in the peripheral portion of each pixel constituting the image sensor 108. The characters “R”, “G”, and “B” written in each pixel represent the hue of the color filter of each pixel. Pixels with the letter “R” transmit red component light, pixels with the letter “G” transmit green component light, and pixels with the letter “B” written Transmits blue component light.

カラーフィルタの配列がベイヤ配列の場合、1絵素は「R」「B」の画素と2つの「G」の画素から構成されるが、本発明の撮像素子108は「G」に相当する画素の一部に、撮影レンズ200の焦点検出が可能な焦点検出用画素が割り当てられている。   When the color filter array is a Bayer array, one picture element is composed of “R” and “B” pixels and two “G” pixels, but the image sensor 108 of the present invention is a pixel corresponding to “G”. In part of these, focus detection pixels capable of detecting the focus of the photographing lens 200 are allocated.

図中、Pα1、Pβ1、Pα2、Pβ2、Pα3、Pβ3は撮影レンズ200の焦点状態を検出するための画素の遮光部360の開口を示している。また本実施例では、遮光部360の開口の長手方向(図中y方向)と直交する方向(いわゆる相関演算方向または瞳分割方向)に偏位した位置に転送電極330_o、330_e(以下、これらをまとめて転送電極330ともいう。)が配設されている。本発明に係る転送電極330は、光電変換部312の少なくとも一部の領域を覆うように光電変換部312の端部に設けられている。また、本発明に係る遮光部360は、転送電極330を避けるように、転送電極330が覆う光電変換部312の少なくとも一部の領域とは異なる領域を覆っている。換言すれば、遮光部360は、光電変換部312上に転送電極330と光軸直交方向に並んで配置され、光軸方向において転送電極330と重ならないようにされている。また撮像素子108は、遮光部360の開口の位置に対応して転送電極330_o、330_eの配置が異なるように構成されている。これは、遮光部360と転送電極330_o、330_eとの隙間及び転送電極330から光電変換部312に漏れる光によって生じる焦点検出用画像の非対称性を小さくして焦点検出精度の低下を小さくするためである。   In the figure, Pα 1, Pβ 1, Pα 2, Pβ 2, Pα 3, and Pβ 3 indicate the apertures of the pixel light shielding portion 360 for detecting the focus state of the taking lens 200. In the present embodiment, the transfer electrodes 330_o and 330_e (hereinafter referred to as “the transfer electrodes 330_o” and “330_e”) are located at positions shifted in a direction (so-called correlation calculation direction or pupil division direction) orthogonal to the longitudinal direction (y direction in the drawing) of the opening of the light shielding portion 360. Collectively referred to as transfer electrode 330). The transfer electrode 330 according to the present invention is provided at the end of the photoelectric conversion unit 312 so as to cover at least a part of the photoelectric conversion unit 312. In addition, the light shielding unit 360 according to the present invention covers a region different from at least a part of the photoelectric conversion unit 312 covered by the transfer electrode 330 so as to avoid the transfer electrode 330. In other words, the light shielding unit 360 is arranged on the photoelectric conversion unit 312 in a direction orthogonal to the transfer electrode 330 so as not to overlap the transfer electrode 330 in the optical axis direction. Further, the imaging element 108 is configured such that the arrangement of the transfer electrodes 330_o and 330_e is different according to the position of the opening of the light shielding portion 360. This is for reducing the gap between the light shielding unit 360 and the transfer electrodes 330_o and 330_e and the asymmetry of the focus detection image caused by the light leaking from the transfer electrode 330 to the photoelectric conversion unit 312 to reduce the decrease in focus detection accuracy. is there.

図4は、撮像素子108の製造プロセスの一部の説明図で、図2に示した撮像素子108の平面図の1行1列目にある焦点検出用画素を例に説明する。   FIG. 4 is an explanatory diagram of a part of the manufacturing process of the image sensor 108. The focus detection pixel in the first row and the first column of the plan view of the image sensor 108 shown in FIG. 2 will be described as an example.

図4(a)において、n型シリコン基板310にp型のウエル領域311が形成され、さらにこのウエル領域311の表面にn型の光電変換部312が形成される。次に、シリコン基板310を熱酸化することによりシリコン基板310表面上にシリコン酸化膜361が形成される。さらに、転送電極330_oであるポリシリコンが形成される。   4A, a p-type well region 311 is formed on an n-type silicon substrate 310, and an n-type photoelectric conversion portion 312 is formed on the surface of the well region 311. Next, a silicon oxide film 361 is formed on the surface of the silicon substrate 310 by thermally oxidizing the silicon substrate 310. Further, polysilicon that is the transfer electrode 330_o is formed.

図4(b)において、撮像素子108の全面に第1の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜362が形成される。ここで、第1の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜362の屈折率は約1.8で、厚みは約11nmである。   In FIG. 4B, a silicon nitride film 362 that is a first transparent insulating film is formed on the entire surface of the image sensor 108. Here, the refractive index of the silicon nitride film 362 as the first transparent insulating film is about 1.8 and the thickness is about 11 nm.

図4(c)において、シリコン窒化膜362上にタングステンである遮光部360が形成される。遮光部360の膜厚は転送電極330_oであるポリシリコンと略同等の膜厚で、転送電極330_oと光軸方向において重ならないように形成される。ここで、遮光部360_2と転送電極330_oとは第1の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜362で絶縁されているため、遮光部360_2と転送電極330_oとの隙間を小さくすることが可能となる。   In FIG. 4C, a light shielding portion 360 made of tungsten is formed on the silicon nitride film 362. The thickness of the light shielding portion 360 is substantially the same as that of polysilicon as the transfer electrode 330_o, and is formed so as not to overlap the transfer electrode 330_o in the optical axis direction. Here, since the light shielding portion 360_2 and the transfer electrode 330_o are insulated by the silicon nitride film 362 that is the first transparent insulating film, the gap between the light shielding portion 360_2 and the transfer electrode 330_o can be reduced.

図4(d)において、遮光部360を覆うように撮像素子108の全面に第2の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜363が形成される。ここで、第2の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜363の屈折率は約2.0で、厚みは約50nmである。   In FIG. 4D, a silicon nitride film 363 that is a second transparent insulating film is formed on the entire surface of the image sensor 108 so as to cover the light shielding portion 360. Here, the silicon nitride film 363 which is the second transparent insulating film has a refractive index of about 2.0 and a thickness of about 50 nm.

図4(e)において、シリコン酸化膜による層間絶縁膜321が形成される。   In FIG. 4E, an interlayer insulating film 321 made of a silicon oxide film is formed.

図4(e)の後は、不図示の電極331、層間絶縁膜322、電極332、層間絶縁膜323、電極333、層間絶縁膜324、パッシべーション膜340、平坦化層350、カラーフィルタ層351、平坦化層352、マイクロレンズ353が形成される。   After FIG. 4E, an electrode 331, an interlayer insulating film 322, an electrode 332, an interlayer insulating film 323, an electrode 333, an interlayer insulating film 324, a passivation film 340, a planarizing layer 350, a color filter layer (not shown) are illustrated. 351, a planarization layer 352, and a microlens 353 are formed.

ここで、遮光部360の膜厚は転送電極330_oであるポリシリコンと略同等の膜厚でかつ転送電極330_oと重ならないように形成されているため、層間絶縁膜321の厚みも最小にすることが可能となっている。   Here, since the thickness of the light shielding portion 360 is substantially the same as that of the polysilicon that is the transfer electrode 330_o and does not overlap with the transfer electrode 330_o, the thickness of the interlayer insulating film 321 is also minimized. Is possible.

本実施例では、タングステンで構成された遮光部360上に形成された第2の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜363は、遮光部360に対して反射防止膜として機能するようになっている。同様に、ポリシリコンで構成された転送電極330_o上に形成された第1の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜362と第2の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜363とは、転送電極330_oに対して反射防止膜として機能するようになっている。また、光電変換部312上に形成された第1の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜362と第2の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜363とは、光電変換部312に対して反射防止膜として機能するようになっている。   In this embodiment, the silicon nitride film 363 that is the second transparent insulating film formed on the light shielding portion 360 made of tungsten functions as an antireflection film for the light shielding portion 360. Similarly, the silicon nitride film 362 that is the first transparent insulating film and the silicon nitride film 363 that is the second transparent insulating film formed on the transfer electrode 330_o made of polysilicon correspond to the transfer electrode 330_o. It functions as an antireflection film. In addition, the silicon nitride film 362 that is the first transparent insulating film and the silicon nitride film 363 that is the second transparent insulating film formed on the photoelectric conversion unit 312 serve as antireflection films for the photoelectric conversion unit 312. It is supposed to function.

図2の本実施例の撮像素子108の平面図において、撮像素子108の一部に配設される対となる焦点検出用画素は、撮影レンズのF値に対応するために、遮光部360による開口の相対間隔が異なる3種類が設定されている。   In the plan view of the image sensor 108 of this embodiment in FIG. 2, the pair of focus detection pixels arranged in a part of the image sensor 108 is formed by the light shielding unit 360 in order to correspond to the F value of the photographing lens. Three types with different relative intervals of openings are set.

また本実施例では、図中1行1列目の焦点検出用画素において遮光部360_1、360_2による開口Pα1が画素の中心に対して左側(−x方向)に配設されているときは、転送電極330_oは画素の中心に対して右側(+x方向)に配設されている。一方、図中2行2列目の焦点検出用画素において遮光部360_3、360_4による開口Pβ1が画素の中心に対して右側(+x方向)に配設されているときは、転送電極330_eは画素の中心に対して左側(−x方向)に配設されている。また本実施例では、焦点検出用画素を配設していない行においても転送電極330_o、330_eは、奇数行では画素の中心に対して右側(+x方向)に、偶数行では画素の中心に対して左側(−x方向)に配設されている。   Further, in this embodiment, in the focus detection pixel in the first row and the first column in the drawing, when the opening Pα1 by the light shielding portions 360_1 and 360_2 is disposed on the left side (−x direction) with respect to the center of the pixel, transfer is performed. The electrode 330_o is disposed on the right side (+ x direction) with respect to the center of the pixel. On the other hand, in the focus detection pixel in the second row and second column in the figure, when the opening Pβ1 by the light shielding portions 360_3 and 360_4 is disposed on the right side (+ x direction) with respect to the center of the pixel, the transfer electrode 330_e is It is arranged on the left side (−x direction) with respect to the center. Further, in this embodiment, the transfer electrodes 330_o and 330_e are located on the right side (+ x direction) with respect to the center of the pixel in the odd-numbered rows, and with respect to the center of the pixels in the even-numbered rows. On the left side (−x direction).

以下、図5の撮像素子108に配設される焦点検出用画素の受光分布説明図、図6の受光分布の射影説明図を用いて、焦点検出用画素の受光特性を説明する。ここで図5の受光分布説明図は、撮影レンズ200での口径蝕がない場合の例を示している。また、図6に示す受光分布の射影は、図5に示した焦点検出用画素の撮影レンズ200の瞳上の受光分布を図中y方向へ射影をとったもので、焦点検出用画素群により生成される線像分布関数(いわゆる線像)Lを示している。   Hereinafter, the light receiving characteristics of the focus detection pixels will be described with reference to the light reception distribution explanatory diagram of the focus detection pixels arranged in the image sensor 108 of FIG. 5 and the projection explanatory view of the light reception distribution of FIG. Here, the light reception distribution explanatory diagram of FIG. 5 shows an example in the case where there is no vignetting in the photographing lens 200. The projection of the light reception distribution shown in FIG. 6 is obtained by projecting the light reception distribution on the pupil of the photographing lens 200 of the focus detection pixel shown in FIG. A generated line image distribution function (so-called line image) L is shown.

図2の撮像素子108の平面図において、1行1列目に配置された焦点検出が可能な画素の遮光部360_1、360_2による開口Pα1は、画素中心に対して−x方向に第1の偏位量で偏位している。   In the plan view of the image sensor 108 in FIG. 2, the aperture Pα1 formed by the light shielding portions 360_1 and 360_2 of the pixel capable of focus detection arranged in the first row and first column is a first deviation in the −x direction with respect to the pixel center. It is deviated by the amount.

図5(a)は、撮像素子108の1行1列目に配設された焦点検出用画素の受光分布説明図である。図5の受光分布説明図は、撮像素子108の製造誤差が無い場合に、撮影レンズ200の瞳上で受光可能な光量分布を示している。図中、白黒の濃淡が受光可能な光量を示しており、白い領域が受光光量が高くなっている。   FIG. 5A is an explanatory diagram of light reception distribution of focus detection pixels arranged in the first row and first column of the image sensor 108. The light reception distribution explanatory diagram of FIG. 5 shows a light amount distribution that can be received on the pupil of the photographing lens 200 when there is no manufacturing error of the image sensor 108. In the drawing, black and white shades indicate the amount of light that can be received, and the white region has a high amount of received light.

撮像素子108の1行1列目に配設された画素の遮光部の開口Pα1は、撮影レンズ200の瞳上の領域Sα1を受光可能になっている。図中、撮影レンズ200の光軸(図中x−y軸の交点)から−x方向の位置の受光光量が高くなっている領域Sγは、遮光部360_2と転送電極330_oとの隙間からの漏れ光及び転送電極330_oの一部透過光によるものである。   The aperture Pα1 of the light-shielding portion of the pixel arranged in the first row and first column of the image sensor 108 can receive the region Sα1 on the pupil of the photographing lens 200. In the figure, a region Sγ in which the amount of received light at the position in the −x direction from the optical axis of the photographic lens 200 (the intersection of the xy axes in the figure) is high is leakage from the gap between the light shielding portion 360_2 and the transfer electrode 330_o. This is due to the light and the partially transmitted light of the transfer electrode 330_o.

また、図2の撮像素子108の平面図において、1行1列目に配置された焦点検出が可能な画素に対して対となる焦点検出可能な画素が、斜め方向の隣接する位置(図中2行2列目)に配置されている。対となる焦点検出可能な画素には遮光部360_3、360_4が形成され、遮光部360_3、360_4による開口Pβ1の中心は、画素中心に対して+x方向に第1の偏位量で偏位している。   Further, in the plan view of the image sensor 108 in FIG. 2, the focus-detectable pixels that are paired with the focus-detectable pixels arranged in the first row and first column are adjacent to each other in the oblique direction (in the drawing). (2nd row, 2nd column). The pair of focus-detectable pixels are formed with light shielding portions 360_3 and 360_4, and the center of the opening Pβ1 formed by the light shielding portions 360_3 and 360_4 is displaced by a first displacement amount in the + x direction with respect to the pixel center. Yes.

図5(b)は、撮像素子108の2行2列目に配設された画素の受光分布説明図である。図中、白黒の濃淡が受光可能な光量を示しており、白い領域が受光光量が高くなっている。   FIG. 5B is an explanatory diagram of the light reception distribution of the pixels arranged in the second row and second column of the image sensor 108. In the drawing, black and white shades indicate the amount of light that can be received, and the white region has a high amount of received light.

撮像素子108の2行2列目に配設された画素の遮光部360_3、360_4による開口Pβ1は、撮影レンズ200の瞳上の領域Sβ1を受光可能になっている。図中、撮影レンズ200の光軸(図中x−y軸の交点)から+x方向の位置の受光光量が高くなっている領域Sγは、遮光部360_3と転送電極330_eとの隙間からの漏れ光及び転送電極330_eの一部透過光によるものである。   The aperture Pβ1 formed by the light shielding portions 360_3 and 360_4 of the pixels arranged in the second row and second column of the image sensor 108 can receive the region Sβ1 on the pupil of the photographing lens 200. In the figure, a region Sγ where the amount of received light in the position in the + x direction from the optical axis of the photographing lens 200 (the intersection of the xy axes in the figure) is a leaked light from the gap between the light shielding portion 360_3 and the transfer electrode 330_e. This is due to the partially transmitted light of the transfer electrode 330_e.

撮像素子108の製造誤差が無い場合には、撮影レンズ200の瞳上で受光光量が高くなっている領域の光軸からの距離xα1と距離xβ1は等しい。   When there is no manufacturing error of the image sensor 108, the distance xα1 and the distance xβ1 from the optical axis of the region where the amount of received light is high on the pupil of the photographing lens 200 are equal.

図2の撮像素子108の平面図において、1行1列目から−y方向に4画素隣接した行(図中5行目)には、遮光部360_5、360_6が形成された焦点検出可能な画素が配設されている。5行1列目に配置された焦点検出が可能な画素において、遮光部360_5、360_6による開口Pα2の中心は、画素中心に対して−x方向に第1の偏位量とは異なる第2の偏位量で偏位している。   In the plan view of the image sensor 108 in FIG. 2, focus-detectable pixels in which light-shielding portions 360_5 and 360_6 are formed in rows adjacent to four pixels in the −y direction from the first row and first column (the fifth row in the figure). Is arranged. In the pixel arranged in the fifth row and first column and capable of focus detection, the center of the opening Pα2 by the light shielding portions 360_5 and 360_6 is different from the first deviation amount in the −x direction with respect to the pixel center. It is displaced by the amount of displacement.

図5(c)は、撮像素子108の5行1列目に配設された画素の受光分布説明図である。図中、白黒の濃淡が受光可能な光量を示しており、白い領域が受光光量が高くなっている。   FIG. 5C is an explanatory diagram of the light reception distribution of the pixel arranged in the fifth row and the first column of the image sensor 108. In the drawing, black and white shades indicate the amount of light that can be received, and the white region has a high amount of received light.

撮像素子108の5行1列目に配設された画素の遮光部360_5、360_6による開口Pα2は、撮影レンズ200の瞳上の領域Sα2を受光可能になっている。図中、撮影レンズ200の光軸(図中x−y軸の交点)から−x方向の位置の受光光量が高くなっている領域Sγは、遮光部360_6と転送電極330_oとの隙間及び転送電極330_oからの漏れ光及び転送電極330_oの一部透過光によるものである。   The aperture Pα2 formed by the light shielding portions 360_5 and 360_6 of the pixel disposed in the fifth row and first column of the image sensor 108 can receive the region Sα2 on the pupil of the photographing lens 200. In the figure, a region Sγ where the amount of received light at the position in the −x direction from the optical axis of the photographic lens 200 (the intersection of the xy axes in the figure) is a gap between the light shielding portion 360_6 and the transfer electrode 330_o and the transfer electrode. This is due to leakage light from 330_o and partially transmitted light from the transfer electrode 330_o.

また、図2の撮像素子108の平面図において、5行1列目に配置された焦点検出が可能な画素に対して対となる焦点検出可能な画素が、斜め方向の隣接する位置(図中6行2列目)に配置されている。対となる焦点検出可能な画素には、同様に遮光部360_7、360_8が形成され、遮光部360_7、360_8による開口Pβ2の中心は、画素中心に対して+x方向に第2の偏位量で偏位している。   Further, in the plan view of the image sensor 108 in FIG. 2, the focus-detectable pixels that are paired with the focus-detectable pixels arranged in the fifth row and first column are adjacent to each other in the oblique direction (in the drawing). (6th row, 2nd column). Similarly, light shielding portions 360_7 and 360_8 are formed in the pair of focus-detectable pixels, and the center of the opening Pβ2 by the light shielding portions 360_7 and 360_8 is deviated from the pixel center by the second displacement amount in the + x direction. Is ranked.

図5(d)は、撮像素子108の6行2列目に配設された画素の受光分布説明図である。図中、白黒の濃淡が受光可能な光量を示しており、白い領域が受光光量が高くなっている。   FIG. 5D is an explanatory diagram of the light reception distribution of the pixel arranged in the sixth row and second column of the image sensor 108. In the drawing, black and white shades indicate the amount of light that can be received, and the white region has a high amount of received light.

撮像素子108の6行2列目に配設された画素の遮光部360_7、360_8による開口Pβ2は、撮影レンズ200の瞳上の領域Sβ2を受光可能になっている。図中、撮影レンズ200の光軸(図中x−y軸の交点)から+x方向の位置の受光光量が高くなっている領域Sγは、遮光部360_7と転送電極330_eとの隙間からの漏れ光及び転送電極330_eの一部透過光によるものである。   The aperture Pβ2 formed by the light shielding portions 360_7 and 360_8 of the pixel arranged in the sixth row and the second column of the image sensor 108 can receive the region Sβ2 on the pupil of the photographing lens 200. In the figure, a region Sγ where the amount of received light is high at the position in the + x direction from the optical axis of the photographing lens 200 (the intersection of the xy axes in the figure) is leakage light from the gap between the light shielding portion 360_7 and the transfer electrode 330_e. This is due to the partially transmitted light of the transfer electrode 330_e.

撮像素子108の製造誤差が無い場合には、撮影レンズ200の瞳上で受光光量が高くなっている領域の光軸からの距離xα2と距離xβ2は等しい。   When there is no manufacturing error of the image sensor 108, the distance xα2 and the distance xβ2 from the optical axis of the region where the amount of received light is high on the pupil of the photographing lens 200 are equal.

図2の撮像素子108の平面図において、5行1列目からさらに−y方向に4画素隣接した行(図中9行目)には、遮光部360_9、360_10が形成された焦点検出可能な画素が配設されている。9行1列目に配置された焦点検出が可能な画素において、遮光部360_9、360_10による開口Pα3の中心は、画素中心に対して−x方向に第1及び第2の偏位量とは異なる第3の偏位量で偏位している。   In the plan view of the image sensor 108 in FIG. 2, focus detection is possible in which light shielding portions 360_9 and 360_10 are formed in a row adjacent to four pixels in the −y direction from the fifth row and first column (the ninth row in the figure). Pixels are arranged. In the pixel arranged in the 9th row and the 1st column and capable of focus detection, the center of the opening Pα3 by the light shielding portions 360_9 and 360_10 is different from the first and second deviation amounts in the −x direction with respect to the pixel center. It is displaced by the third displacement amount.

図5(e)は、撮像素子108の9行1列目に配設された画素の受光分布説明図である。図中、白黒の濃淡が受光可能な光量を示しており、白い領域が受光光量が高くなっている。   FIG. 5E is an explanatory diagram of the light reception distribution of the pixel arranged in the 9th row and the 1st column of the image sensor 108. In the drawing, black and white shades indicate the amount of light that can be received, and the white region has a high amount of received light.

撮像素子108の9行1列目に配設された画素の遮光部360_9、360_10による開口Pα3は、撮影レンズ200の瞳上の領域Sα3を受光可能になっている。図中、撮影レンズ200の光軸(図中x−y軸の交点)から−x方向の位置の受光光量が高くなっている領域Sγは、遮光部360_10と転送電極330_oとの隙間からの漏れ光及び転送電極330_o の一部透過光によるものである。   The aperture Pα3 formed by the light shielding portions 360_9 and 360_10 of the pixel disposed in the 9th row and the 1st column of the image sensor 108 can receive the region Sα3 on the pupil of the photographing lens 200. In the figure, a region Sγ where the amount of received light at the position in the −x direction from the optical axis of the photographic lens 200 (the intersection of the xy axes in the figure) is leaked from the gap between the light shielding portion 360_10 and the transfer electrode 330_o. This is due to the light and the partially transmitted light of the transfer electrode 330_o.

また、図2の撮像素子108の平面図において、9行1列目に配置された焦点検出が可能な画素に対して対となる焦点検出可能な画素が、斜め方向の隣接する位置(図中10行2列目)に配置されている。対となる焦点検出可能な画素には、同様に遮光部360_11、360_12が形成され、遮光部360_11、360_12による開口Pβ3の中心は、画素中心に対して+x方向に第3の偏位量で偏位している。   Further, in the plan view of the image sensor 108 in FIG. 2, the focus-detectable pixels that are paired with the focus-detectable pixels arranged in the 9th row and the 1st column are adjacent to each other in the oblique direction (in the drawing). (10th row, second column). Similarly, the light-shielding portions 360_11 and 360_12 are formed in the pair of focus-detectable pixels, and the center of the opening Pβ3 by the light-shielding portions 360_11 and 360_12 is deviated with a third displacement amount in the + x direction with respect to the pixel center. Is ranked.

図5(f)は、撮像素子108の10行2列目に配設された画素の受光分布説明図である。図中、白黒の濃淡が受光可能な光量を示しており、白い領域が受光光量が高くなっている。   FIG. 5F is an explanatory view of the light reception distribution of the pixel arranged in the 10th row and the 2nd column of the image sensor 108. In the drawing, black and white shades indicate the amount of light that can be received, and the white region has a high amount of received light.

撮像素子108の10行2列目に配設された画素の遮光部360_11、360_12による開口Pβ3は、撮影レンズ200の瞳上の領域Sβ3を受光可能になっている。図中、撮影レンズ200の光軸(図中x−y軸の交点)から+x方向の位置の受光光量が高くなっている領域Sγは、遮光部360_11と転送電極330_eとの隙間からの漏れ光及び転送電極330_eの一部透過光によるものである。   The aperture Pβ3 formed by the light shielding portions 360_11 and 360_12 of the pixel arranged in the 10th row and the 2nd column of the image sensor 108 can receive the region Sβ3 on the pupil of the photographing lens 200. In the drawing, a region Sγ where the amount of received light is high in the + x direction position from the optical axis of the photographing lens 200 (the intersection of the xy axes in the drawing) is leaked light from the gap between the light shielding portion 360_11 and the transfer electrode 330_e. This is due to the partially transmitted light of the transfer electrode 330_e.

撮像素子108の製造誤差が無い場合には、撮影レンズ200の瞳上で受光光量が高くなっている領域の光軸からの距離xα3と距離xβ3は等しい。   When there is no manufacturing error of the image sensor 108, the distance xα3 and the distance xβ3 from the optical axis of the region where the amount of received light is high on the pupil of the photographing lens 200 are equal.

また、遮光部による開口Pα1を有する焦点検出可能な画素(図2の1行1列目の画素)の+x方向に4画素周期で隣接した位置に同様の開口Pα1を有する焦点検出可能な画素が配設されている。   Further, there is a focus-detectable pixel having a similar opening Pα1 at a position adjacent to the + x direction in the + x direction of the focus-detectable pixel having the opening Pα1 by the light-shielding portion (pixel in the first row and first column in FIG. 2). It is arranged.

同様、遮光部よる開口Pβ1を有する焦点検出可能な画素(図中2行2列目の画素)の+x方向に4画素周期で隣接した位置に同様の開口Pβ1を有する焦点検出可能な画素が配設されている。   Similarly, a focus-detectable pixel having the same aperture Pβ1 is arranged at a position adjacent to the + x direction of the pixel having the aperture Pβ1 by the light-shielding portion (pixel in the second row and second column in the figure) in the + x direction. It is installed.

撮影レンズ200の焦点状態を検出する場合は、開口Pα1を有する焦点検出画素群の及び開口Pβ1を有する焦点検出画素群の信号を出力する。   When detecting the focus state of the photographic lens 200, signals of the focus detection pixel group having the aperture Pα1 and the focus detection pixel group having the aperture Pβ1 are output.

また、遮光部よる開口Pα2を有する焦点検出可能な画素(図2の5行1列目の画素)の+x方向に4画素周期で隣接した位置に同様の開口Pα2を有する焦点検出可能な画素が配設されている。   Further, there is a focus-detectable pixel having a similar aperture Pα2 at a position adjacent to the + x direction in the + x direction of the focus-detectable pixel having the aperture Pα2 by the light-shielding portion (pixel in the fifth row and first column in FIG. 2). It is arranged.

同様、遮光部よる開口Pβ2を有する焦点検出可能な画素(図中6行2列目の画素)の+x方向に4画素周期で隣接した位置に同様の開口Pβ2を有する焦点検出可能な画素が配設されている。   Similarly, a focus-detectable pixel having the same opening Pβ2 is arranged at a position adjacent to the + x-direction in the + x direction of the focus-detectable pixel having the opening Pβ2 by the light-shielding portion (pixel in the sixth row and second column in the figure). It is installed.

図6は、図5に示した焦点検出用画素の撮影レンズ200の瞳上の受光分布を図中y方向へ射影をとったもので、焦点検出用画素群により生成される線像Lを示している。   FIG. 6 is a projection of the received light distribution of the focus detection pixel shown in FIG. 5 on the pupil of the photographing lens 200 in the y direction in the figure, and shows a line image L generated by the focus detection pixel group. ing.

図6(a)は、図2の撮像素子108の平面図において5行目に配置された開口Pα2を有する焦点検出用画素群により生成される線像Lαを示している。線像Lαにおいて、最も強度の大きい位置から図中−x方向の離れた位置に小さな強度の像が発生している。この像は、遮光部360_6と転送電極330_oとの隙間からの漏れ光及び転送電極330_oの一部透過光により生じる像である。   FIG. 6A shows a line image Lα generated by the focus detection pixel group having the opening Pα2 arranged in the fifth row in the plan view of the image sensor 108 of FIG. In the line image Lα, an image having a small intensity is generated at a position away from the position having the highest intensity in the −x direction in the figure. This image is an image generated by light leaked from the gap between the light shielding portion 360_6 and the transfer electrode 330_o and partially transmitted light of the transfer electrode 330_o.

ところで、転送電極330はポリシリコンにより構成されているため、波長の短い光は吸収するが波長の長い光は透過する。そのため、撮影レンズ200の瞳上の受光分布は光の波長によって変化する。図6(a)に示した線像Lαは、図6(c)に示す緑の光に対する線像Lαgと略等価である。   By the way, since the transfer electrode 330 is made of polysilicon, it absorbs light having a short wavelength but transmits light having a long wavelength. Therefore, the light reception distribution on the pupil of the photographing lens 200 changes depending on the wavelength of light. The line image Lα shown in FIG. 6A is substantially equivalent to the line image Lαg for green light shown in FIG.

図6(c)は、図2の撮像素子108の平面図において5行目に配置された開口Pα2を有する焦点検出用画素群により生成される青の光、緑の光及び赤の光に対する線像Lαを示している。青の光に対する線像Lαbは実線で示している。また、緑の光に対する線像Lαgは点線で示している。線像Lαgにおいて最も強度の大きい位置から図中−x方向の離れた位置に漏れ光による像が発生する。この漏れ光による像は、転送電極330_oであるポリシリコンで透過する成分を含むため、青の光の漏れ光による像より緑の光の漏れ光による像の方が大きい。また、赤の光に対する線像Lαrは破線で示している。線像Lαrにおいて最も強度の大きい位置から図中−x方向の離れた位置に漏れ光による像が発生する。この漏れ光による像は、転送電極330_oであるポリシリコンで透過する成分を含むため、緑の光の漏れ光による像より赤の光の漏れ光による像の方が大きい。また線像Lαb、Lαg、Lαrにおいて、撮像素子108の開口Pα2による最も強度の大きい像の位置と半値幅は、撮像素子を構成するマイクロレンズの色収差や回折の影響を受けて波長によって異なっている。   FIG. 6C shows lines for blue light, green light, and red light generated by the focus detection pixel group having the aperture Pα2 arranged in the fifth row in the plan view of the image sensor 108 of FIG. An image Lα is shown. The line image Lαb for blue light is indicated by a solid line. A line image Lαg for green light is indicated by a dotted line. In the line image Lαg, an image due to leakage light is generated at a position away from the position having the highest intensity in the −x direction in the figure. Since the image due to the leakage light includes a component that is transmitted by the polysilicon serving as the transfer electrode 330_o, the image due to the leakage light of green light is larger than the image due to the leakage light of blue light. The line image Lαr for red light is indicated by a broken line. In the line image Lαr, an image due to leakage light is generated at a position away from the position having the highest intensity in the −x direction in the figure. Since the image due to the leakage light includes a component that is transmitted by polysilicon as the transfer electrode 330_o, the image due to the leakage light of red light is larger than the image due to the leakage light of green light. Further, in the line images Lαb, Lαg, and Lαr, the position and the half-value width of the image having the highest intensity due to the aperture Pα2 of the image sensor 108 are different depending on the wavelength due to the influence of chromatic aberration and diffraction of the microlens constituting the image sensor. .

図6(b)は、図2の撮像素子108の平面図において6行目に配置された開口Pβ2を有する焦点検出用画素群により生成される線像Lβを示している。線像Lβにおいて、最も強度の大きい位置から図中+x方向の離れた位置に小さな強度の像が発生している。この像は、遮光部360_7と転送電極330_eとの隙間からの漏れ光及び転送電極330_eの一部透過光により生じる像である。ここで線像Lβは、図6(d)に示す緑の光に対する線像Lβgと略等価である。   FIG. 6B shows a line image Lβ generated by the focus detection pixel group having the aperture Pβ2 arranged in the sixth row in the plan view of the image sensor 108 of FIG. In the line image Lβ, an image having a small intensity is generated at a position away from the position having the highest intensity in the + x direction in the figure. This image is an image generated by light leaked from the gap between the light shielding portion 360_7 and the transfer electrode 330_e and partially transmitted light of the transfer electrode 330_e. Here, the line image Lβ is substantially equivalent to the line image Lβg for green light shown in FIG.

図6(d)は、図2の撮像素子108の平面図において6行目に配置された開口Pβ2を有する焦点検出用画素群により生成される青の光、緑の光及び赤の光に対する線像Lβを示している。青の光に対する線像Lβbは実線で示している。また、緑の光に対する線像は、Lβgは点線で示している。線像Lβgにおいて最も強度の大きい位置から図中+x方向の離れた位置に漏れ光による像が発生する。この漏れ光による像は、転送電極330_eであるポリシリコンで透過する成分を含むため、青の光の漏れ光による像より緑の光の漏れ光の像の方が大きい。また、赤の光に対する線像Lβrは破線で示している。線像Lβrにおいて最も強度の大きい位置から図中+x方向の離れた位置に漏れ光による像が発生する。この漏れ光による像は、転送電極330_eであるポリシリコンで透過する成分を含むため、緑の光の漏れ光による像より赤の光の漏れ光の方が大きい。また線像Lβb、Lβg、Lβrにおいて、撮像素子108の開口Pβ2による最も強度の大きい像の位置と半値幅は、撮像素子を構成するマイクロレンズの色収差や回折の影響を受けて波長によって異なっている。   FIG. 6D shows lines for blue light, green light, and red light generated by the focus detection pixel group having the aperture Pβ2 arranged in the sixth row in the plan view of the image sensor 108 of FIG. An image Lβ is shown. The line image Lβb for blue light is indicated by a solid line. In the line image for green light, Lβg is indicated by a dotted line. In the line image Lβg, an image due to leakage light is generated at a position away from the position having the highest intensity in the + x direction in the figure. Since the image due to the leakage light includes a component that is transmitted by polysilicon which is the transfer electrode 330_e, the image of the leakage light of green light is larger than the image of the leakage light of blue light. A line image Lβr for red light is indicated by a broken line. In the line image Lβr, an image due to leakage light is generated at a position away from the position with the highest intensity in the + x direction in the figure. Since the image due to the leakage light includes a component that is transmitted by the polysilicon that is the transfer electrode 330_e, the leakage light of the red light is larger than the image due to the leakage light of the green light. Further, in the line images Lβb, Lβg, and Lβr, the position and the half-value width of the image having the highest intensity due to the aperture Pβ2 of the image sensor 108 vary depending on the wavelength due to the influence of chromatic aberration and diffraction of the microlens constituting the image sensor. .

撮影レンズ200の焦点状態を検出する場合は、開口Pα2を有する焦点検出画素群及び開口Pβ2を有する焦点検出画素群の信号を出力する。   When the focus state of the photographic lens 200 is detected, signals of the focus detection pixel group having the aperture Pα2 and the focus detection pixel group having the aperture Pβ2 are output.

また、光電変換部Pα3を有する焦点検出可能な画素(図2の9行1列目)の+x方向に4画素周期で隣接した位置に同様の光電変換部Pα3を有する焦点検出可能な画素が配設されている。   Further, a focus-detectable pixel having the same photoelectric conversion unit Pα3 is arranged at a position adjacent to the + x direction of the focus-detectable pixel having the photoelectric conversion unit Pα3 (9th row, first column in FIG. 2) in a 4-pixel cycle. It is installed.

同様、光電変換部Pβ3を有する焦点検出可能な画素(図中10行2列目)の+x方向に4画素周期で隣接した位置に同様の光電変換部Pβ3を有する焦点検出可能な画素が配設されている。   Similarly, a focus-detectable pixel having the same photoelectric conversion unit Pβ3 is disposed at a position adjacent to the + x direction of the focus-detectable pixel having the photoelectric conversion unit Pβ3 (10th row and second column in the figure) in a cycle of 4 pixels. Has been.

撮影レンズ200の焦点状態を検出する場合は、開口Pα3を有する焦点検出画素群及び開口Pβ3を有する焦点検出画素群の信号を出力する。   When the focus state of the photographic lens 200 is detected, signals of the focus detection pixel group having the aperture Pα3 and the focus detection pixel group having the aperture Pβ3 are output.

ここで図6の受光分布の射影説明図で示すように、開口Pα2を有する焦点検出画素群と開口Pβ2を有する焦点検出画素群の線像は非対称であるため、撮像素子108から出力される焦点検出用画像信号も非対称となる。非対称な焦点検出用画像信号を用いて公知の相関演算を行うと算出誤差を生じてしまうため、焦点検出用画像信号の非対称性をなくす補正が必要となる。焦点検出用画像信号の非対称性をなくす補正方法については後述する。   Here, as shown in the projection explanatory view of the light reception distribution in FIG. 6, since the line images of the focus detection pixel group having the aperture Pα2 and the focus detection pixel group having the aperture Pβ2 are asymmetric, the focus output from the image sensor 108 is not shown. The detection image signal is also asymmetric. When a known correlation calculation is performed using an asymmetric focus detection image signal, a calculation error occurs, and thus correction for eliminating the asymmetry of the focus detection image signal is necessary. A correction method for eliminating the asymmetry of the focus detection image signal will be described later.

以下、図7のカメラの電気回路ブロック図と図8のフローチャートを用いて、本発明の撮像素子を有する光学装置であるカメラの撮影動作を説明する。   Hereinafter, with reference to the electric circuit block diagram of the camera in FIG. 7 and the flowchart in FIG. 8, the photographing operation of the camera, which is an optical device having the image sensor of the present invention, will be described.

図8(a)のフローチャートにおいて、カメラ100の不図示の電源がONされると(s100)、カメラ100を制御するカメラCPU150は動画撮影を指示する第1の操作スイッチ151の状態を確認する(s101)。第1の操作スイッチ151がONされ動画撮影が指示されていたら(s101)、カメラCPU150は跳ね上げミラー101及びサブミラー105が撮影光路から退避させるとともに、シャッター駆動回路156を介してシャッター107を開口状態にする。   In the flowchart of FIG. 8A, when a power source (not shown) of the camera 100 is turned on (s100), the camera CPU 150 that controls the camera 100 confirms the state of the first operation switch 151 that instructs to capture a moving image ( s101). When the first operation switch 151 is turned on to instruct moving image shooting (s101), the camera CPU 150 causes the flip-up mirror 101 and the sub mirror 105 to be retracted from the shooting optical path, and the shutter 107 is opened via the shutter drive circuit 156. To.

撮影を行うための準備が整うと、カメラCPU150は撮像素子駆動回路153を介して撮像素子108で被写体の撮影を行う(s102)。撮像素子108で撮影された画像は画像処理回路154で表示用の画像に処理され、液晶表示素子駆動回路155を介して液晶表示素子109に表示される(s103)。さらに、画像処理回路154にて記録用の画像に画像処理された画像は、メモリー回路157に記録される(s104)。ここで、画像を記録するものは、記録メディアでも構わない。   When the preparation for photographing is completed, the camera CPU 150 photographs the subject with the image sensor 108 via the image sensor driving circuit 153 (s102). The image photographed by the image sensor 108 is processed into a display image by the image processing circuit 154 and displayed on the liquid crystal display element 109 via the liquid crystal display element driving circuit 155 (s103). Further, the image subjected to image processing by the image processing circuit 154 is recorded in the memory circuit 157 (s104). Here, what records an image may be a recording medium.

さらにカメラCPU150及び画像処理回路154は焦点検出手段を兼ねており、撮像素子108で撮影された画像に基づいて撮影レンズ200の焦点状態が検出される(s200)。本発明の撮像素子108を用いた焦点検出方法は後述する。   Further, the camera CPU 150 and the image processing circuit 154 also serve as focus detection means, and the focus state of the taking lens 200 is detected based on the image taken by the image sensor 108 (s200). A focus detection method using the image sensor 108 of the present invention will be described later.

撮影レンズ200が合焦状態でなければ(s106)、カメラCPU150は画像処理回路154で検出された撮影レンズ200のデフォーカス量をレンズCPU250に送信する。レンズCPU250は、撮影レンズ200のデフォーカス量をフォーカスレンズのステップ駆動量に変換したのち、フォーカスレンズ駆動回路251に信号を送信してフォーカスレンズを駆動する(s107)。   If the photographing lens 200 is not in focus (s106), the camera CPU 150 transmits the defocus amount of the photographing lens 200 detected by the image processing circuit 154 to the lens CPU 250. The lens CPU 250 converts the defocus amount of the photographing lens 200 into a step drive amount of the focus lens, and then transmits a signal to the focus lens drive circuit 251 to drive the focus lens (s107).

引き続きカメラCPU150は動画撮影を指示する第1の操作スイッチ151の状態を確認し、第1の操作スイッチ151がON状態であれば(s101)、動画撮影を継続する(s102)。   Subsequently, the camera CPU 150 confirms the state of the first operation switch 151 for instructing moving image shooting. If the first operation switch 151 is in the ON state (s101), the moving image shooting is continued (s102).

一方、動画撮影を指示する第1の操作スイッチ151がOFF状態であれば(s101)、カメラCPU150は静止画撮影を指示する第2の操作スイッチ152の状態を確認する(s108)。第2の操作スイッチ152にて静止画撮影の前段操作(SW−1)が実行されていなければ、カメラCPU150は待機する。   On the other hand, if the first operation switch 151 for instructing moving image shooting is in the OFF state (s101), the camera CPU 150 confirms the state of the second operation switch 152 for instructing still image shooting (s108). If the first operation (SW-1) for still image shooting is not executed by the second operation switch 152, the camera CPU 150 stands by.

一方、第2の操作スイッチ152にて静止画撮影のため前段操作(SW−1)が実行されると、カメラCPU150は焦点検出装置106の出力より撮影レンズ200の焦点状態を検出する(s109)。静止画撮影時の焦点検出方法は公知の技術である。   On the other hand, when the previous operation (SW-1) for still image shooting is executed by the second operation switch 152, the camera CPU 150 detects the focus state of the shooting lens 200 from the output of the focus detection device 106 (s109). . A focus detection method at the time of still image shooting is a known technique.

撮影レンズ200が合焦状態であれば(s110)、カメラCPU150は静止画撮影を指示する第2の操作スイッチ152の状態を確認する(s112)。一方、撮影レンズ200が合焦状態でなければ(s110)、カメラCPU150は検出された撮影レンズ200のデフォーカス量をレンズCPU250に送信する。レンズCPU250は、撮影レンズ200のデフォーカス量をフォーカスレンズのステップ駆動量に変換したのち、フォーカスレンズ駆動回路251に信号を送信してフォーカスレンズを駆動する(s111)。   If the taking lens 200 is in focus (s110), the camera CPU 150 checks the state of the second operation switch 152 that instructs to take a still image (s112). On the other hand, if the photographing lens 200 is not in focus (s110), the camera CPU 150 transmits the detected defocus amount of the photographing lens 200 to the lens CPU 250. The lens CPU 250 converts the defocus amount of the photographing lens 200 into a step drive amount of the focus lens, and then transmits a signal to the focus lens drive circuit 251 to drive the focus lens (s111).

さらに、カメラCPU150は静止画撮影を指示する第2の操作スイッチ152の状態を確認する(s112)。第2の操作スイッチ152にて静止画撮影の後段操作(SW−2)が実行されていなければ、カメラCPU150は待機する。   Furthermore, the camera CPU 150 confirms the state of the second operation switch 152 that instructs to capture a still image (s112). If the second operation switch 152 does not perform the subsequent operation (SW-2) for still image shooting, the camera CPU 150 stands by.

一方、第2の操作スイッチ152にて静止画撮影のため後段操作(SW−2)が実行されると(s112)、カメラCPU150は跳ね上げミラー101及びサブミラー105を撮影光路から退避させる。また、シャッター駆動回路156を介してシャッター107を開口状態にするとともに、絞り駆動回路252を介して絞り204の開口状態を調節する。静止画撮影を行うための準備が整うと、カメラCPU150は撮像素子駆動回路153を介して撮像素子108で被写体の撮影を行う(s113)。撮像素子108で撮影された画像は画像処理回路154で表示用の画像に処理され、液晶表示素子駆動回路155を介して液晶表示素子109に表示される(s114)。さらに、画像処理回路154にて記録用の画像に画像処理された画像は、メモリー回路157に記録される(s115)。ここで、画像を記録するものは、記録メディアでも構わない。   On the other hand, when the subsequent operation (SW-2) is performed for still image shooting by the second operation switch 152 (s112), the camera CPU 150 retracts the flip-up mirror 101 and the sub mirror 105 from the imaging optical path. Further, the shutter 107 is opened through the shutter driving circuit 156 and the opening state of the diaphragm 204 is adjusted through the diaphragm driving circuit 252. When the preparation for taking a still image is completed, the camera CPU 150 takes an image of the subject with the image sensor 108 via the image sensor drive circuit 153 (s113). The image captured by the image sensor 108 is processed into a display image by the image processing circuit 154 and displayed on the liquid crystal display element 109 via the liquid crystal display element driving circuit 155 (s114). Further, the image processed into an image for recording by the image processing circuit 154 is recorded in the memory circuit 157 (s115). Here, what records an image may be a recording medium.

画像の記録が終了すると(s115)、一連のカメラ撮影動作を終了する(s116)。   When the image recording is finished (s115), a series of camera photographing operations is finished (s116).

次に、図8(b)のフローチャートを用いて本発明の撮像素子108を有するカメラの焦点検出フローの詳細を説明する。   Next, the details of the focus detection flow of the camera having the image sensor 108 of the present invention will be described using the flowchart of FIG.

まずカメラCPU150(取得手段)は、撮影レンズ200での光束のケラレ状態を知るためにレンズCPU250を介してレンズ情報を取得する又はメモリー回路157から読み出す(s201)。次に、使用者が設定した焦点検出領域を確認する(s202)。さらに、確認された焦点検出領域おける被写体色を画像処理回路154(判定手段)にて判定する(s203)。   First, the camera CPU 150 (acquisition means) acquires lens information via the lens CPU 250 or reads it from the memory circuit 157 in order to know the vignetting state of the light flux at the photographing lens 200 (s201). Next, the focus detection area set by the user is confirmed (s202). Further, the subject color in the confirmed focus detection area is determined by the image processing circuit 154 (determination means) (s203).

次に、CPU150はメモリー回路157(記憶手段)に記憶された撮像素子108の焦点検出用画素の受光分布を読み出す。焦点検出用画素の受光分布は、撮像素子108の光電変換部312を遮光する遮光部360の開口及び波長の違いに対応する複数種類の受光分布が記憶されている。   Next, the CPU 150 reads the received light distribution of the focus detection pixels of the image sensor 108 stored in the memory circuit 157 (storage means). As the light reception distribution of the focus detection pixels, a plurality of types of light reception distributions corresponding to differences in the aperture and wavelength of the light shielding unit 360 that shields the photoelectric conversion unit 312 of the image sensor 108 are stored.

さらに、CPU150は撮影レンズ200のレンズ情報から設定されている焦点検出領域における口径蝕を計算する。そして画像処理回路154にて、設定されている焦点検出領域における被写体色情報と設定されている焦点検出領域における被写体色に対応した受光分布と撮影レンズ200の口径蝕とから線像分布関数Lを算出する(s204)。   Further, the CPU 150 calculates vignetting in the focus detection area set from the lens information of the photographing lens 200. Then, the image processing circuit 154 calculates a line image distribution function L from the subject color information in the set focus detection region, the light reception distribution corresponding to the subject color in the set focus detection region, and the vignetting of the photographing lens 200. Calculate (s204).

本発明の撮像装置であるカメラ100は、以下に示すように被写体色に対応する撮像素子108の受光特性に基づいて撮影レンズ200の焦点状態を検出するため、被写体の色によらず高精度な焦点検出が可能となっている。   Since the camera 100 which is the imaging apparatus of the present invention detects the focus state of the photographic lens 200 based on the light receiving characteristics of the imaging element 108 corresponding to the subject color as described below, it is highly accurate regardless of the subject color. Focus detection is possible.

例えば、図2の撮像素子108の平面図の5行目に配設された遮光部360の開口Pα2を有する焦点検出用画素群の線像分布関数をLα、6行目に配設された遮光部360の開口Pβ2を有する焦点検出用画素群の線像分布関数をLβとする。ここで線像分布関数Lは、図6(c)及び図6(d)の射影説明図に示したように、被写体色によって異なる特性となる。   For example, the line image distribution function of the focus detection pixel group having the opening Pα2 of the light shielding portion 360 disposed in the fifth row in the plan view of the image sensor 108 in FIG. 2 is Lα, and the light shielding disposed in the sixth row. The line image distribution function of the focus detection pixel group having the opening Pβ2 of the part 360 is Lβ. Here, the line image distribution function L has different characteristics depending on the subject color, as shown in the projection explanatory diagrams of FIGS. 6C and 6D.

撮影レンズ200の異なる瞳領域を透過する光束より生成される2像を用いて撮影レンズ200の焦点状態を検出する場合、瞳領域を透過する光束の重心位置により焦点検出精度が決まってくる。撮影レンズ200の異なる瞳領域を通過する光束の重心間隔を基線長と呼び、基線長は画像処理回路154にて撮影レンズ200の異なる瞳領域を透過する焦点検出用画素の受光分布の射影である線像分布関数の重心の間隔から算出される。   When the focus state of the photographing lens 200 is detected using two images generated from light beams that pass through different pupil regions of the photographing lens 200, the focus detection accuracy is determined by the position of the center of gravity of the light beams that pass through the pupil region. The center-of-gravity interval of light beams passing through different pupil regions of the photographing lens 200 is called a base line length, and the base line length is a projection of the light reception distribution of the focus detection pixels that pass through the different pupil regions of the photographing lens 200 by the image processing circuit 154. It is calculated from the center of gravity interval of the line image distribution function.

遮光部360の開口Pα2を有する焦点検出用画素群線の線像分布関数Lαの重心は、   The center of gravity of the line image distribution function Lα of the focus detection pixel group line having the opening Pα2 of the light shielding unit 360 is

と求められる。同様に、遮光部360の開口Pβ2を有する焦点検出用画素群の線像分布関数Lβの重心は、 Is required. Similarly, the center of gravity of the line image distribution function Lβ of the focus detection pixel group having the opening Pβ2 of the light shielding portion 360 is

と求められ。これらの計算結果から基線長Gは、 Asked. From these calculation results, the baseline length G is

と求められる(s205)。 (S205).

本実施例の撮像素子108は、遮光部360と転送電極330との隙間を最小にしているため、遮光部360と転送電極330との隙間からの漏れ光により生じる像の強度は小さい。その結果、遮光部360と転送電極330との隙間からの漏れ光による基線長の変化の影響を最小にしている。   Since the imaging element 108 of the present embodiment minimizes the gap between the light shielding portion 360 and the transfer electrode 330, the intensity of the image generated by the leaked light from the gap between the light shielding portion 360 and the transfer electrode 330 is small. As a result, the influence of the change in the baseline length due to the leaked light from the gap between the light shielding portion 360 and the transfer electrode 330 is minimized.

次に、画像処理回路154にて先に求めた線像分布関数Lα、Lβに基づいて撮像素子108の出力像の均一性を修正する修正データを算出し、焦点検出用画像の出力の偏りを補正(いわゆるシェーディング補正)する(s206)。   Next, correction data for correcting the uniformity of the output image of the image sensor 108 is calculated based on the line image distribution functions Lα and Lβ previously obtained by the image processing circuit 154, and the bias of the output of the focus detection image is calculated. Correction (so-called shading correction) is performed (s206).

さらに画像処理回路154にて、シェーディング補正後の焦点検出用画像を用いて公知の相関演算方法により像ズレ量を求め、式(1)〜(3)で算出した基線長を用いて、暫定的なデフォーカス量を求める(s207)。   Further, the image processing circuit 154 obtains an image shift amount by a known correlation calculation method using the focus detection image after the shading correction, and temporarily uses the baseline length calculated by the equations (1) to (3). A defocus amount is obtained (s207).

算出された暫定デフォーカス量が所定の範囲内であるかどうかをCPU150によって判定する(s208)。暫定デフォーカス量が所定の範囲内であると判定された場合には(s208)、さらに精度良くデフォーカス量を算出するために焦点検出用画像の像修正処理を行う。一方、暫定デフォーカス量が所定の範囲外であると判定された場合には(s208)、メインルーチンに復帰する(s213)。   The CPU 150 determines whether or not the calculated provisional defocus amount is within a predetermined range (s208). When it is determined that the provisional defocus amount is within the predetermined range (s208), image correction processing of the focus detection image is performed in order to calculate the defocus amount with higher accuracy. On the other hand, when it is determined that the provisional defocus amount is outside the predetermined range (s208), the process returns to the main routine (s213).

暫定デフォーカス量が所定の範囲外である場合に像修正処理を行わないのは、デフォーカス量が大きすぎると像修正処理により焦点検出用画像がさらにボケることから、相関演算が困難になるからである。一方、デフォーカス量が小さいときには、2像の非対称性があまり崩れていないので像修正をしなくてもよいからである。以上2点の理由により、像修正は所定のデフォーカス範囲内でのみ行う方が効果的である。   The image correction process is not performed when the provisional defocus amount is outside the predetermined range. If the defocus amount is too large, the image for focus detection is further blurred by the image correction process, which makes the correlation calculation difficult. Because. On the other hand, when the defocus amount is small, the asymmetry of the two images is not so much collapsed, so it is not necessary to correct the image. For the above two reasons, it is more effective to perform image correction only within a predetermined defocus range.

暫定デフォーカス量が所定の範囲内であると判定され(s208)、焦点検出用画像の像修正処理を行うためにCPU150はまず撮像素子108の出力像を修正するためのフィルタ形状を算出し、フィルタLα′、Lβ′を作成する(s209)。像修正フィルタLα′、Lβ′は、既に求められた線像分布関数Lα、Lβと算出された暫定デフォーカス量に基づいて求められる。   When the provisional defocus amount is determined to be within the predetermined range (s208), the CPU 150 first calculates a filter shape for correcting the output image of the image sensor 108 in order to perform image correction processing of the focus detection image. Filters Lα ′ and Lβ ′ are created (s209). The image correction filters Lα ′ and Lβ ′ are obtained based on the already obtained line image distribution functions Lα and Lβ and the calculated provisional defocus amount.

像修正フィルタLα′、Lβ′が作成されると(s209)、撮像素子108で出力された焦点検出用画像Iα、Iβの非対称性をなくすためのフィルタ処理が画像処理回路154にて行われる(s210)。修正後の焦点検出用画像をIα′、Iβ′とすると、   When the image correction filters Lα ′ and Lβ ′ are created (s209), the image processing circuit 154 performs filter processing for eliminating asymmetry of the focus detection images Iα and Iβ output from the image sensor 108 ( s210). If the corrected focus detection images are Iα ′ and Iβ ′,

と算出される。 Is calculated.

焦点検出用画像に対してフィルタ処理を行ったため、基線長算出のための線像分布関数にもフィルタ処理を行って基線長を再計算する(s211)。   Since the filtering process is performed on the focus detection image, the filtering process is also performed on the line image distribution function for calculating the baseline length to recalculate the baseline length (s211).

先ず線像分布関数Lαにフィルタ処理を行った修正線像Lcαは、画像処理回路154にて、   First, a corrected line image Lcα obtained by performing filtering on the line image distribution function Lα is obtained by an image processing circuit 154.

と算出される。よって、修正線像Lcαの重心をGα’とすると、 Is calculated. Therefore, if the center of gravity of the corrected line image Lcα is Gα ′,

と求められる。 Is required.

同様に、線像分布関数Lβにフィルタ処理を行った修正線像Lcβは、画像処理回路154にて、   Similarly, the corrected line image Lcβ obtained by performing the filtering process on the line image distribution function Lβ is obtained by the image processing circuit 154.

と算出される。よって、修正線像Lcβの重心をGβ’とすると、 Is calculated. Therefore, if the center of gravity of the corrected line image Lcβ is Gβ ′,

と求められる。よって、求める基線長をG’とすると、 Is required. Therefore, if the baseline length to be obtained is G ′,

と求められる(S211)。 (S211).

さらに、式(4)(5)で求められた修正された焦点検出用画像被写体像Iα′、Iβ′を用いて、公知の相関演算方法により2つの像の像ズレ量を画像処理回路154にて算出して焦点状態を検出する。さらに、式(6)〜(10)で求めた修正基線長を用いて、デフォーカス量を求める(s212)。デフォーカス量が算出されると、メインルーチンに復帰する(s213)。   Further, using the corrected focus detection image subject images Iα ′ and Iβ ′ obtained by the equations (4) and (5), the image shift amount between the two images is transferred to the image processing circuit 154 by a known correlation calculation method. To calculate the focus state. Further, the defocus amount is obtained using the corrected baseline length obtained by the equations (6) to (10) (s212). When the defocus amount is calculated, the process returns to the main routine (s213).

以上のような構成によれば、焦点検出用の光束のケラレ状態に応じて像の修復が可能となり、合焦精度を向上させることが可能となる。   According to the above configuration, the image can be restored according to the vignetting state of the light beam for focus detection, and the focusing accuracy can be improved.

本実施例の撮像素子108は、第1の透明絶縁膜と第2の透明絶縁膜の組成が異なり第1の透明絶縁膜の屈折率は第2の透明絶縁膜の屈折率より小さい場合を示したが、第1の透明絶縁膜と第2の透明絶縁膜の組成が同じで屈折率も同じであっても構わない。   The image sensor 108 of the present embodiment shows a case where the compositions of the first transparent insulating film and the second transparent insulating film are different and the refractive index of the first transparent insulating film is smaller than the refractive index of the second transparent insulating film. However, the first transparent insulating film and the second transparent insulating film may have the same composition and the same refractive index.

また、光電変換部312及び転送電極330での反射防止効果を得るために第1の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜362の膜厚は約11nmとしたが、より絶縁性を確保するために膜厚を厚くしても構わない。   In order to obtain an antireflection effect at the photoelectric conversion unit 312 and the transfer electrode 330, the silicon nitride film 362 as the first transparent insulating film has a thickness of about 11 nm. The thickness may be increased.

また、転送電極330と遮光部360との隙間を極小にすることができれば、図9の撮像素子の平面図に示すように、遮光部360の開口部に対してより近い側(1行1列目の画素において−x方向側)に転送電極330を配置することも可能である。   If the gap between the transfer electrode 330 and the light shielding portion 360 can be minimized, the side closer to the opening of the light shielding portion 360 (one row and one column) as shown in the plan view of the image sensor in FIG. It is also possible to arrange the transfer electrode 330 on the −x direction side of the eye pixel.

図10〜図14は本発明の第2の実施例で、図10は本発明の撮像素子の一部平面図、図11は本発明の撮像素子の焦点検出画素の平面図、図12は本発明の撮像素子の製造プロセス説明図である。また、図13は本発明の撮像素子に配設される焦点検出用画素の受光分布説明図、図14は図13の受光分布の射影説明図である。本発明の撮像素子を有するカメラは第1の実施例と同様なので説明は省略する。また、第1の実施例と同一の部材には、同一の番号が付番されている。   10 to 14 show a second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a partial plan view of the image sensor of the present invention. FIG. 11 is a plan view of a focus detection pixel of the image sensor of the present invention. It is manufacturing process explanatory drawing of the image pick-up element of invention. FIG. 13 is an explanatory diagram of light reception distribution of focus detection pixels arranged in the image sensor of the present invention, and FIG. 14 is an explanatory diagram of projection of the light reception distribution of FIG. Since the camera having the image sensor of the present invention is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted. Moreover, the same number is attached | subjected to the member same as a 1st Example.

本発明の撮像素子108の画素配置を図10の平面図で説明する。   The pixel arrangement of the image sensor 108 of the present invention will be described with reference to the plan view of FIG.

撮像素子108を構成する各画素の周辺部には、迷光防止用の遮光部360_0が配設されている。また、各画素中に書かれた「R」「G」「B」の文字は各画素のカラーフィルタの色相を表している。「R」の文字の書かれた画素は赤の成分の光を透過し、「G」の文字の書かれた画素は緑の成分の光を透過し、「B」の文字の書かれた画素は青の成分の光を透過する。   A light blocking portion 360_0 for preventing stray light is disposed in the peripheral portion of each pixel constituting the image sensor 108. The characters “R”, “G”, and “B” written in each pixel represent the hue of the color filter of each pixel. Pixels with the letter “R” transmit red component light, pixels with the letter “G” transmit green component light, and pixels with the letter “B” written Transmits blue component light.

カラーフィルタの配列がベイヤ配列の場合、1絵素は「R」「B」の画素と2つの「G」の画素から構成されるが、本発明の撮像素子108は「G」に相当する画素の一部に、撮影レンズ200の焦点検出が可能な焦点検出用画素が割り当てられている。   When the color filter array is a Bayer array, one picture element is composed of “R” and “B” pixels and two “G” pixels, but the image sensor 108 of the present invention is a pixel corresponding to “G”. In part of these, focus detection pixels capable of detecting the focus of the photographing lens 200 are allocated.

図中、Pα1、Pβ1、Pα2、Pβ2、Pα3、Pβ3は撮影レンズ200の焦点状態を検出するための画素の遮光部360の開口を示している。また本実施例では、遮光部360の開口の長手方向(図中y方向)と平行な方向(いわゆる相関演算方向または瞳分割方向と直交方向)に偏位した位置に転送電極330が配設されている。そのため後述するように、遮光部360と転送電極330との隙間及び転送電極330から光電変換部312に漏れる光によって生じる焦点検出用画像の非対称性は小さくなっている。   In the figure, Pα 1, Pβ 1, Pα 2, Pβ 2, Pα 3, and Pβ 3 indicate the apertures of the pixel light shielding portion 360 for detecting the focus state of the taking lens 200. In the present embodiment, the transfer electrode 330 is disposed at a position displaced in a direction parallel to the longitudinal direction (y direction in the drawing) of the light shielding portion 360 (so-called correlation calculation direction or a direction perpendicular to the pupil division direction). ing. Therefore, as will be described later, the asymmetry of the focus detection image caused by the gap between the light shielding unit 360 and the transfer electrode 330 and the light leaking from the transfer electrode 330 to the photoelectric conversion unit 312 is small.

図11は、図10に示した撮像素子の平面図の1行1列目の焦点検出用画素の説明図である。図12は、本発明の撮像素子108の製造プロセスの一部の説明図で、図11に示した焦点検出用画素のE−E′断面を例に説明する。   FIG. 11 is an explanatory diagram of the focus detection pixel in the first row and the first column in the plan view of the image sensor shown in FIG. FIG. 12 is a diagram for explaining a part of the manufacturing process of the image sensor 108 according to the present invention. The focus detection pixel EE ′ section shown in FIG. 11 will be described as an example.

図12(a)において、n型シリコン基板310にp型のウエル領域311が形成され、さらにこのウエル領域311の表面にn型の光電変換部312が形成される。次に、シリコン基板310を熱酸化することによりシリコン基板310表面上にシリコン酸化膜361が形成される。さらに、転送電極330であるポリシリコンが形成される。   In FIG. 12A, a p-type well region 311 is formed on an n-type silicon substrate 310, and an n-type photoelectric conversion portion 312 is formed on the surface of the well region 311. Next, a silicon oxide film 361 is formed on the surface of the silicon substrate 310 by thermally oxidizing the silicon substrate 310. Further, polysilicon that is the transfer electrode 330 is formed.

図12(b)において、撮像素子108の全面に第1の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜362が形成される。ここで、第1の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜362の屈折率は約2.0で、厚みは約10nmである。   In FIG. 12B, a silicon nitride film 362 that is a first transparent insulating film is formed on the entire surface of the image sensor 108. Here, the silicon nitride film 362 as the first transparent insulating film has a refractive index of about 2.0 and a thickness of about 10 nm.

図12(c)において、シリコン窒化膜362上にタングステンである遮光部360が形成される。遮光部360の膜厚は転送電極330であるポリシリコンと略同等の膜厚で、転送電極330と光軸方向において重ならないように形成される。ここで、遮光部360_1及び遮光部360_2と転送電極330とは第1の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜362で絶縁されているため、遮光部360_1と転送電極330との隙間及び遮光部360_2と転送電極330との隙間を小さくすることが可能となる。   In FIG. 12C, a light shielding portion 360 made of tungsten is formed on the silicon nitride film 362. The thickness of the light shielding portion 360 is substantially the same as that of polysilicon as the transfer electrode 330 and is formed so as not to overlap the transfer electrode 330 in the optical axis direction. Here, since the light shielding part 360_1 and the light shielding part 360_2 and the transfer electrode 330 are insulated by the silicon nitride film 362 which is the first transparent insulating film, the gap between the light shielding part 360_1 and the transfer electrode 330 and the light shielding part 360_2 The gap with the transfer electrode 330 can be reduced.

図12(d)において、遮光部360を覆うように撮像素子108の全面に第2の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜363が形成される。ここで、第2の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜363の屈折率は約2.0で、厚みは約50nmである。   In FIG. 12D, a silicon nitride film 363 that is a second transparent insulating film is formed on the entire surface of the image sensor 108 so as to cover the light shielding portion 360. Here, the silicon nitride film 363 which is the second transparent insulating film has a refractive index of about 2.0 and a thickness of about 50 nm.

図12(e)において、シリコン酸化膜による層間絶縁膜321が形成される。   In FIG. 12E, an interlayer insulating film 321 made of a silicon oxide film is formed.

図12(e)の後は、不図示の電極331、層間絶縁膜322、電極332、層間絶縁膜323、電極333、層間絶縁膜324、パッシべーション膜340、平坦化層350、カラーフィルタ層351、平坦化層352、マイクロレンズ353が形成される。   After FIG. 12E, an electrode 331, an interlayer insulating film 322, an electrode 332, an interlayer insulating film 323, an electrode 333, an interlayer insulating film 324, a passivation film 340, a planarizing layer 350, a color filter layer (not shown) are provided. 351, a planarization layer 352, and a microlens 353 are formed.

ここで、遮光部360の膜厚は転送電極330であるポリシリコンと略同等の膜厚でかつ転送電極330と重ならないように形成されているため、層間絶縁膜321の厚みも最小にすることが可能となっている。   Here, since the film thickness of the light shielding portion 360 is substantially the same as that of the polysilicon that is the transfer electrode 330 and does not overlap the transfer electrode 330, the thickness of the interlayer insulating film 321 is also minimized. Is possible.

本実施例では、タングステンで構成された遮光部360上に形成された第2の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜363は、遮光部360に対して反射防止膜として機能するようになっている。同様に、ポリシリコンで構成された転送電極330上に形成された第1の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜362と第2の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜363とは、転送電極330に対して反射防止膜として機能するようになっている。また、光電変換部312上に形成された第1の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜362と第2の透明絶縁膜であるシリコン窒化膜363とは、光電変換部312に対して反射防止膜として機能するようになっている。   In this embodiment, the silicon nitride film 363 that is the second transparent insulating film formed on the light shielding portion 360 made of tungsten functions as an antireflection film for the light shielding portion 360. Similarly, the silicon nitride film 362 that is the first transparent insulating film and the silicon nitride film 363 that is the second transparent insulating film formed on the transfer electrode 330 made of polysilicon are in contact with the transfer electrode 330. It functions as an antireflection film. In addition, the silicon nitride film 362 that is the first transparent insulating film and the silicon nitride film 363 that is the second transparent insulating film formed on the photoelectric conversion unit 312 serve as antireflection films for the photoelectric conversion unit 312. It is supposed to function.

図10の本実施例の撮像素子108の平面図において、撮像素子108の一部に配設される対となる焦点検出用画素は、遮光部360による開口の相対間隔は同じでその位置が異なる3種類が設定されている。これは、撮像素子108の製造誤差により遮光部360の開口とマイクロレンズ353の相対位置関係が所望のものにできなかった場合の対策である。   In the plan view of the image sensor 108 of this embodiment in FIG. 10, the pair of focus detection pixels arranged in a part of the image sensor 108 have the same relative distance between the apertures by the light-shielding portion 360 and the positions thereof are different. Three types are set. This is a countermeasure when the relative positional relationship between the aperture of the light shielding unit 360 and the microlens 353 cannot be achieved due to a manufacturing error of the image sensor 108.

以下、図13の撮像素子108に配設される焦点検出用画素の受光分布説明図、図14の受光分布の射影説明図を用いて、焦点検出用画素の受光特性を説明する。ここで図13の受光分布説明図は、撮影レンズ200での口径蝕がない場合の例を示している。また、図14に示す受光分布の射影は、図13に示した焦点検出用画素の撮影レンズ200の瞳上の受光分布を図中y方向へ射影をとったもので、焦点検出用画素群により生成される線像分布関数(いわゆる線像)Lを示している。   Hereinafter, the light reception characteristics of the focus detection pixels will be described with reference to the light reception distribution explanatory view of the focus detection pixels arranged in the image sensor 108 of FIG. 13 and the projection explanatory view of the light reception distribution of FIG. Here, the light receiving distribution explanatory diagram of FIG. 13 shows an example in the case where there is no vignetting in the photographing lens 200. Further, the projection of the light reception distribution shown in FIG. 14 is obtained by projecting the light reception distribution on the pupil of the photographing lens 200 of the focus detection pixel shown in FIG. 13 in the y direction in the figure, and depends on the focus detection pixel group. A generated line image distribution function (so-called line image) L is shown.

図10の撮像素子108の平面図において、1行1列目に配置された焦点検出が可能な画素の遮光部360_1、360_2による開口Pα1は、画素中心に対して−x方向に第1の偏位量で偏位している。   In the plan view of the image sensor 108 in FIG. 10, the aperture Pα1 formed by the light shielding portions 360_1 and 360_2 of the pixel capable of focus detection arranged in the first row and first column has a first deviation in the −x direction with respect to the pixel center. It is deviated by the amount.

図13(a)は、撮像素子108の1行1列目に配設された焦点検出用画素の受光分布説明図である。図13の受光分布説明図は、撮像素子108の製造誤差が無い場合に、撮影レンズ200の瞳上で受光可能な光量分布を示している。図中、白黒の濃淡が受光可能な光量を示しており、白い領域が受光光量が高くなっている。   FIG. 13A is an explanatory view of the light reception distribution of the focus detection pixels arranged in the first row and the first column of the image sensor 108. The light reception distribution explanatory diagram of FIG. 13 shows a light amount distribution that can be received on the pupil of the photographing lens 200 when there is no manufacturing error of the image sensor 108. In the drawing, black and white shades indicate the amount of light that can be received, and the white region has a high amount of received light.

撮像素子108の1行1列目に配設された画素の遮光部開口Pα1は、撮影レンズ200の瞳上の領域Sα1を受光可能になっている。図中、撮影レンズ200の光軸(図中x−y軸の交点)から+y方向の位置の受光光量が高くなっている領域Sγは、遮光部360_1、360_2と転送電極330との隙間からの漏れ光及び転送電極330の一部透過光によるものである。   The light-shielding portion opening Pα1 of the pixel arranged in the first row and first column of the image sensor 108 can receive the region Sα1 on the pupil of the photographing lens 200. In the figure, the region Sγ where the amount of received light at the position in the + y direction from the optical axis of the photographic lens 200 (the intersection of the xy axes in the figure) is high is from the gap between the light shielding portions 360_1 and 360_2 and the transfer electrode 330. This is due to leakage light and partially transmitted light of the transfer electrode 330.

また、図10の撮像素子108の平面図において、1行1列目に配置された焦点検出が可能な画素に対して対となる焦点検出可能な画素が、斜め方向の隣接する位置(図中2行2列目)に配置されている。対となる焦点検出可能な画素には遮光部360_3、360_4が形成され、遮光部360_3、360_4による開口Pβ1の中心は、画素中心に対して+x方向に第3の偏位量で偏位している。   Further, in the plan view of the image sensor 108 in FIG. 10, the focus-detectable pixels that are paired with the focus-detectable pixels arranged in the first row and first column are adjacent to each other in the oblique direction (in the drawing). (2nd row, 2nd column). The pair of focus-detectable pixels are formed with light shielding portions 360_3 and 360_4, and the center of the opening Pβ1 formed by the light shielding portions 360_3 and 360_4 is displaced by a third displacement amount in the + x direction with respect to the pixel center. Yes.

図13(b)は、撮像素子108の2行2列目に配設された画素の受光分布説明図である。図中、白黒の濃淡が受光可能な光量を示しており、白い領域が受光光量が高くなっている。   FIG. 13B is an explanatory diagram of the light reception distribution of the pixels arranged in the second row and second column of the image sensor 108. In the drawing, black and white shades indicate the amount of light that can be received, and the white region has a high amount of received light.

撮像素子108の2行2列目に配設された画素の遮光部360_3、360_4による開口Pβ1は、撮影レンズ200の瞳上の領域Sβ1を受光可能になっている。図中、撮影レンズ200の光軸(図中x−y軸の交点)から+y方向の位置の受光光量が高くなっている領域Sγは、遮光部360_3、360_4と転送電極330との隙間からの漏れ光及び転送電極330の一部透過光によるものである。   The aperture Pβ1 formed by the light shielding portions 360_3 and 360_4 of the pixels arranged in the second row and second column of the image sensor 108 can receive the region Sβ1 on the pupil of the photographing lens 200. In the figure, the region Sγ where the amount of received light in the + y direction position from the optical axis of the photographing lens 200 (the intersection of the xy axes in the figure) is high is from the gap between the light shielding portions 360_3, 360_4 and the transfer electrode 330. This is due to leakage light and partially transmitted light of the transfer electrode 330.

撮像素子108の製造誤差が無い場合には、撮影レンズ200の瞳上で受光光量が高くなっている領域の光軸からの距離xα1と距離xβ1の和は所定の値になる。   When there is no manufacturing error of the image sensor 108, the sum of the distance xα1 and the distance xβ1 from the optical axis of the region where the amount of received light is high on the pupil of the photographing lens 200 becomes a predetermined value.

図10の撮像素子108の平面図において、1行1列目から−y方向に4画素隣接した行(図中5行目)には、遮光部360_5、360_6が形成された焦点検出可能な画素が配設されている。5行1列目に配置された焦点検出が可能な画素において、遮光部360_5、360_6による開口Pα2の中心は、画素中心に対して−x方向に第1の偏位量とは異なる第2の偏位量で偏位している。   In the plan view of the image sensor 108 in FIG. 10, focus-detectable pixels in which light-shielding portions 360_5 and 360_6 are formed in rows adjacent to four pixels in the −y direction from the first row and first column (the fifth row in the figure). Is arranged. In the pixel arranged in the fifth row and first column and capable of focus detection, the center of the opening Pα2 by the light shielding portions 360_5 and 360_6 is different from the first deviation amount in the −x direction with respect to the pixel center. It is displaced by the amount of displacement.

図13(c)は、撮像素子108の5行1列目に配設された画素の受光分布説明図である。図中、白黒の濃淡が受光可能な光量を示しており、白い領域が受光光量が高くなっている。   FIG. 13C is an explanatory view of the light reception distribution of the pixel arranged in the fifth row and first column of the image sensor 108. In the drawing, black and white shades indicate the amount of light that can be received, and the white region has a high amount of received light.

撮像素子108の5行1列目に配設された画素の遮光部360_5、360_6による開口Pα2は、撮影レンズ200の瞳上の領域Sα2を受光可能になっている。図中、撮影レンズ200の光軸(図中x−y軸の交点)から+y方向の位置の受光光量が高くなっている領域Sγは、遮光部360_5、360_6と転送電極330との隙間からの漏れ光及び転送電極330の一部透過光によるものである。   The aperture Pα2 formed by the light shielding portions 360_5 and 360_6 of the pixel disposed in the fifth row and first column of the image sensor 108 can receive the region Sα2 on the pupil of the photographing lens 200. In the figure, the region Sγ where the amount of received light at the position in the + y direction from the optical axis of the photographic lens 200 (the intersection of the xy axes in the figure) is high is from the gap between the light shielding portions 360_5, 360_6 and the transfer electrode 330. This is due to leakage light and partially transmitted light of the transfer electrode 330.

また、図10の撮像素子108の平面図において、5行1列目に配置された焦点検出が可能な画素に対して対となる焦点検出可能な画素が、斜め方向の隣接する位置(図中6行2列目)に配置されている。対となる焦点検出可能な画素には、同様に遮光部360_7、360_8が形成され、遮光部360_7、360_8による開口Pβ2の中心は、画素中心に対して+x方向に第2の偏位量で偏位している。   In addition, in the plan view of the image sensor 108 in FIG. 10, the focus-detectable pixels that are paired with the focus-detectable pixels arranged in the fifth row and first column are adjacent to each other in the oblique direction (in the drawing). (6th row, 2nd column). Similarly, light shielding portions 360_7 and 360_8 are formed in the pair of focus-detectable pixels, and the center of the opening Pβ2 by the light shielding portions 360_7 and 360_8 is deviated from the pixel center by the second displacement amount in the + x direction. Is ranked.

図13(d)は、撮像素子108の6行2列目に配設された画素の受光分布説明図である。図中、白黒の濃淡が受光可能な光量を示しており、白い領域が受光光量が高くなっている。   FIG. 13D is an explanatory diagram of the light reception distribution of the pixel arranged in the sixth row and second column of the image sensor 108. In the drawing, black and white shades indicate the amount of light that can be received, and the white region has a high amount of received light.

撮像素子108の6行2列目に配設された画素の遮光部360_7、360_8による開口Pβ2は、撮影レンズ200の瞳上の領域Sβ2を受光可能になっている。図中、撮影レンズ200の光軸(図中x−y軸の交点)から+y方向の位置の受光光量が高くなっている領域Sγは、遮光部360_7、360_8と転送電極330との隙間からの漏れ光及び転送電極330の一部透過光によるものである。   The aperture Pβ2 formed by the light shielding portions 360_7 and 360_8 of the pixel arranged in the sixth row and the second column of the image sensor 108 can receive the region Sβ2 on the pupil of the photographing lens 200. In the figure, the region Sγ where the amount of received light in the position in the + y direction from the optical axis of the photographic lens 200 (the intersection of the xy axes in the figure) is high is from the gap between the light shielding portions 360_7, 360_8 and the transfer electrode 330. This is due to leakage light and partially transmitted light of the transfer electrode 330.

撮像素子108の製造誤差が無い場合には、撮影レンズ200の瞳上で受光光量が高くなっている領域の光軸からの距離xα2と距離xβ2の和は所定の値になり、上記距離xα1と距離xβ1の和と等しい。   When there is no manufacturing error of the image sensor 108, the sum of the distance xα2 and the distance xβ2 from the optical axis of the region where the amount of received light is high on the pupil of the photographing lens 200 becomes a predetermined value, and the distance xα1 It is equal to the sum of the distance xβ1.

図10の撮像素子108の平面図において、5行1列目からさらに−y方向に4画素隣接した行(図中9行目)には、遮光部360_9、360_10が形成された焦点検出可能な画素が配設されている。9行1列目に配置された焦点検出が可能な画素において、遮光部360_9、360_10による開口Pα3の中心は、画素中心に対して−x方向に第1及び第2の偏位量とは異なる第3の偏位量で偏位している。   In the plan view of the image sensor 108 in FIG. 10, focus detection is possible in which light-shielding portions 360_9 and 360_10 are formed in a row adjacent to four pixels in the −y direction from the fifth row and first column (the ninth row in the figure). Pixels are arranged. In the pixel arranged in the 9th row and the 1st column and capable of focus detection, the center of the opening Pα3 by the light shielding portions 360_9 and 360_10 is different from the first and second deviation amounts in the −x direction with respect to the pixel center. It is displaced by the third displacement amount.

図13(e)は、撮像素子108の9行1列目に配設された画素の受光分布説明図である。図中、白黒の濃淡が受光可能な光量を示しており、白い領域が受光光量が高くなっている。   FIG. 13E is an explanatory diagram of the light reception distribution of the pixel arranged in the 9th row and the 1st column of the image sensor 108. In the drawing, black and white shades indicate the amount of light that can be received, and the white region has a high amount of received light.

撮像素子108の9行1列目に配設された画素の遮光部360_9、360_10による開口Pα3は、撮影レンズ200の瞳上の領域Sα3を受光可能になっている。図中、撮影レンズ200の光軸(図中x−y軸の交点)から+y方向の位置の受光光量が高くなっている領域Sγは、遮光部360_9、360_10と転送電極330との隙間からの漏れ光及び転送電極330の一部透過光によるものである。   The aperture Pα3 formed by the light shielding portions 360_9 and 360_10 of the pixel disposed in the 9th row and the 1st column of the image sensor 108 can receive the region Sα3 on the pupil of the photographing lens 200. In the figure, the region Sγ where the amount of received light at the position in the + y direction from the optical axis of the photographic lens 200 (the intersection of the xy axes in the figure) is increased from the gap between the light shielding portions 360_9, 360_10 and the transfer electrode 330. This is due to leakage light and partially transmitted light of the transfer electrode 330.

また、図10の撮像素子108の平面図において、9行1列目に配置された焦点検出が可能な画素に対して対となる焦点検出可能な画素が、斜め方向の隣接する位置(図中10行2列目)に配置されている。対となる焦点検出可能な画素には、同様に遮光部360_11、360_12が形成され、遮光部360_11、360_12による開口Pβ3の中心は、画素中心に対して+x方向に第1の偏位量で偏位している。   Further, in the plan view of the image sensor 108 in FIG. 10, the focus-detectable pixels that are paired with the focus-detectable pixels arranged in the 9th row and the 1st column are adjacent to each other in the oblique direction (in the drawing). (10th row, second column). Similarly, the light-shielding portions 360_11 and 360_12 are formed in the pair of focus-detectable pixels, and the center of the opening Pβ3 by the light-shielding portions 360_11 and 360_12 is deviated by the first deviation amount in the + x direction with respect to the pixel center. Is ranked.

図13(f)は、撮像素子108の10行2列目に配設された画素の受光分布説明図である。図中、白黒の濃淡が受光可能な光量を示しており、白い領域が受光光量が高くなっている。   FIG. 13F is an explanatory diagram of the light reception distribution of the pixel arranged in the 10th row and the 2nd column of the image sensor 108. In the drawing, black and white shades indicate the amount of light that can be received, and the white region has a high amount of received light.

撮像素子108の10行2列目に配設された画素の遮光部360_11、360_12による開口Pβ3は、撮影レンズ200の瞳上の領域Sβ3を受光可能になっている。図中、撮影レンズ200の光軸(図中x−y軸の交点)から+y方向の位置の受光光量が高くなっている領域Sγは、遮光部360_11、360_12と転送電極330との隙間からの漏れ光及び転送電極330の一部透過光によるものである。   The aperture Pβ3 formed by the light shielding portions 360_11 and 360_12 of the pixel arranged in the 10th row and the 2nd column of the image sensor 108 can receive the region Sβ3 on the pupil of the photographing lens 200. In the figure, a region Sγ where the amount of received light at the position in the + y direction from the optical axis of the photographing lens 200 (the intersection of the xy axes in the figure) is increased from the gap between the light shielding portions 360_11, 360_12 and the transfer electrode 330. This is due to leakage light and partially transmitted light of the transfer electrode 330.

撮像素子108の製造誤差が無い場合には、撮影レンズ200の瞳上で受光光量が高くなっている領域の光軸からの距離xα3と距離xβ3の和は所定の値となり、上記距離xα1と距離xβ1の和や上記距離xα2と距離xβ2の和と等しい。   When there is no manufacturing error of the image sensor 108, the sum of the distance xα3 and the distance xβ3 from the optical axis of the region where the amount of received light is high on the pupil of the photographing lens 200 becomes a predetermined value, and the distance xα1 and the distance It is equal to the sum of xβ1 and the sum of the distance xα2 and the distance xβ2.

また、遮光部による開口Pα1を有する焦点検出可能な画素(図10の1行1列目の画素)の+x方向に4画素周期で隣接した位置に同様の開口Pα1を有する焦点検出可能な画素が配設されている。   Further, a focus-detectable pixel having a similar opening Pα1 at a position adjacent to the + x direction in the + x direction of the focus-detectable pixel having the opening Pα1 by the light-shielding portion (pixel in the first row and first column in FIG. 10). It is arranged.

同様、遮光部よる開口Pβ1を有する焦点検出可能な画素(図中2行2列目の画素)の+x方向に4画素周期で隣接した位置に同様の開口Pβ1を有する焦点検出可能な画素が配設されている。   Similarly, a focus-detectable pixel having the same aperture Pβ1 is arranged at a position adjacent to the + x direction of the pixel having the aperture Pβ1 by the light-shielding portion (pixel in the second row and second column in the figure) in the + x direction. It is installed.

撮影レンズ200の焦点状態を検出する場合は、開口Pα1を有する焦点検出画素群の及び開口Pβ1を有する焦点検出画素群の信号を出力する。   When detecting the focus state of the photographic lens 200, signals of the focus detection pixel group having the aperture Pα1 and the focus detection pixel group having the aperture Pβ1 are output.

また、遮光部よる開口Pα2を有する焦点検出可能な画素(図10の5行1列目の画素)の+x方向に4画素周期で隣接した位置に同様の開口Pα2を有する焦点検出可能な画素が配設されている。   Further, a focus-detectable pixel having a similar opening Pα2 at a position adjacent to the + x direction in the + x direction of the focus-detectable pixel having the opening Pα2 by the light-shielding portion (the pixel in the fifth row and first column in FIG. 10). It is arranged.

同様、遮光部よる開口Pβ2を有する焦点検出可能な画素(図中6行2列目の画素)の+x方向に4画素周期で隣接した位置に同様の開口Pβ2を有する焦点検出可能な画素が配設されている。   Similarly, a focus-detectable pixel having the same opening Pβ2 is arranged at a position adjacent to the + x-direction in the + x direction of the focus-detectable pixel having the opening Pβ2 by the light-shielding portion (pixel in the sixth row and second column in the figure). It is installed.

図14は、図13に示した焦点検出用画素の撮影レンズ200の瞳上の受光分布を図中y方向へ射影をとったもので、焦点検出用画素群により生成される線像Lを示している。   FIG. 14 is a projection of the received light distribution of the focus detection pixel on the pupil of the photographing lens 200 shown in FIG. 13 in the y direction in the figure, and shows a line image L generated by the focus detection pixel group. ing.

図14(a)は、図10の撮像素子108の平面図において5行目に配置された開口Pα2を有する焦点検出用画素群により生成される線像Lαを示している。本実施例の撮像素子108では、遮光部360の開口の長手方向と平行な方向(いわゆる相関演算方向または瞳分割方向と直交方向)に偏位した位置に転送電極330が配設されている。そのため、遮光部360と転送電極330との隙間及び転送電極330から光電変換部312に漏れる光による線像Lαの変化は小さい。   FIG. 14A shows a line image Lα generated by the focus detection pixel group having the opening Pα2 arranged in the fifth row in the plan view of the image sensor 108 of FIG. In the image sensor 108 of the present embodiment, the transfer electrode 330 is disposed at a position displaced in a direction parallel to the longitudinal direction of the opening of the light shielding portion 360 (so-called correlation calculation direction or a direction orthogonal to the pupil division direction). Therefore, the gap between the light shielding unit 360 and the transfer electrode 330 and the change in the line image Lα due to light leaking from the transfer electrode 330 to the photoelectric conversion unit 312 are small.

ところで、転送電極330はポリシリコンにより構成されているため、波長の短い光は吸収するが波長の長い光は透過する。そのため、撮影レンズ200の瞳上の受光分布は光の波長によって変化する。図14(a)に示した線像Lαは、図14(c)に示す緑の光に対する線像Lαgと略等価である。   By the way, since the transfer electrode 330 is made of polysilicon, it absorbs light having a short wavelength but transmits light having a long wavelength. Therefore, the light reception distribution on the pupil of the photographing lens 200 changes depending on the wavelength of light. The line image Lα shown in FIG. 14A is substantially equivalent to the line image Lαg for green light shown in FIG.

図14(c)は、図10の撮像素子108の平面図において5行目に配置された開口Pα2を有する焦点検出用画素群により生成される青の光、緑の光及び赤の光に対する線像Lαを示している。青の光に対する線像Lαbは実線で示している。また、緑の光に対する線像Lαgは点線で示している。線像Lαgにおいて、最も強度の大きい位置の周辺に転送電極330であるポリシリコンで透過する成分が生じる。また、赤の光に対する線像Lαrは破線で示している。線像Lαrにおいて最も強度の大きい位置の周辺に、転送電極330であるポリシリコンで透過する成分が生じる。赤の光の透過成分は、緑の光の透過成分より大きい。   FIG. 14C shows lines for blue light, green light, and red light generated by the focus detection pixel group having the aperture Pα2 arranged in the fifth row in the plan view of the image sensor 108 of FIG. An image Lα is shown. The line image Lαb for blue light is indicated by a solid line. A line image Lαg for green light is indicated by a dotted line. In the line image Lαg, a component that is transmitted by the polysilicon serving as the transfer electrode 330 is generated around the position having the highest intensity. The line image Lαr for red light is indicated by a broken line. In the vicinity of the position where the intensity is the highest in the line image Lαr, a component that is transmitted by the polysilicon serving as the transfer electrode 330 is generated. The transmission component of red light is larger than the transmission component of green light.

図14(b)は、図10の撮像素子108の平面図において6行目に配置された開口Pβ2を有する焦点検出用画素群により生成される線像Lβを示している。本実施例の撮像素子108では、遮光部360の開口の長手方向と平行な方向(いわゆる相関演算方向または瞳分割方向と直交方向)に偏位した位置に転送電極330が配設されている。そのため、遮光部360と転送電極330との隙間及び転送電極330から光電変換部312に漏れる光による線像Lβの変化は小さい。ここで線像Lβは、図14(d)に示す緑の光に対する線像Lβgと略等価である。   FIG. 14B shows a line image Lβ generated by the focus detection pixel group having the aperture Pβ2 arranged in the sixth row in the plan view of the image sensor 108 of FIG. In the image sensor 108 of the present embodiment, the transfer electrode 330 is disposed at a position displaced in a direction parallel to the longitudinal direction of the opening of the light shielding portion 360 (so-called correlation calculation direction or a direction orthogonal to the pupil division direction). Therefore, the gap between the light shielding unit 360 and the transfer electrode 330 and the change in the line image Lβ due to light leaking from the transfer electrode 330 to the photoelectric conversion unit 312 are small. Here, the line image Lβ is substantially equivalent to the line image Lβg for green light shown in FIG.

図14(d)は、図10の撮像素子108の平面図において6行目に配置された開口Pβ2を有する焦点検出用画素群により生成される青の光、緑の光及び赤の光に対する線像Lβを示している。青の光に対する線像Lβbは実線で示している。また、緑の光に対する線像は、Lβgは点線で示している。線像Lβgにおいて最も強度の大きい位置の周辺に、転送電極330であるポリシリコンで透過する成分が生じる。また、赤の光に対する線像Lβrは破線で示している。線像Lβrにおいて最も強度の大きい位置の周辺に転送電極330であるポリシリコンで透過する成分が生じる。赤の光の透過成分は、緑の光の透過成分より大きい。   FIG. 14D shows lines for blue light, green light, and red light generated by the focus detection pixel group having the aperture Pβ2 arranged in the sixth row in the plan view of the image sensor 108 of FIG. An image Lβ is shown. The line image Lβb for blue light is indicated by a solid line. In the line image for green light, Lβg is indicated by a dotted line. A component that is transmitted by the polysilicon serving as the transfer electrode 330 is generated around the position having the highest intensity in the line image Lβg. A line image Lβr for red light is indicated by a broken line. In the line image Lβr, a component that is transmitted by the polysilicon serving as the transfer electrode 330 is generated around the position having the highest intensity. The transmission component of red light is larger than the transmission component of green light.

焦点検出用画素の受光分布は、撮像素子の光電変換部を遮光する遮光部の開口及び波長の違いに対応する複数種類がカメラのメモリー回路に記憶されている。   A plurality of types of received light distributions of the focus detection pixels are stored in the memory circuit of the camera corresponding to the difference in the aperture and wavelength of the light shielding unit that shields the photoelectric conversion unit of the image sensor.

撮影レンズ200の焦点状態を検出する場合は、開口Pα2を有する焦点検出画素群及び開口Pβ2を有する焦点検出画素群の信号を出力する。   When the focus state of the photographic lens 200 is detected, signals of the focus detection pixel group having the aperture Pα2 and the focus detection pixel group having the aperture Pβ2 are output.

また、光電変換部Pα3を有する焦点検出可能な画素(図10の9行1列目の画素)の+x方向に4画素周期で隣接した位置に同様の光電変換部Pα3を有する焦点検出可能な画素が配設されている。   In addition, a focus-detectable pixel having a similar photoelectric conversion unit Pα3 at a position adjacent to the + x direction of the pixel having the photoelectric conversion unit Pα3 in the + x direction (pixel in the 9th row and the first column in FIG. 10). Is arranged.

同様、光電変換部Pβ3を有する焦点検出可能な画素(図中10行2列目の画素)の+x方向に4画素周期で隣接した位置に同様の光電変換部Pβ3を有する焦点検出可能な画素が配設されている。   Similarly, a focus-detectable pixel having the same photoelectric conversion unit Pβ3 at a position adjacent to the + x direction of the pixel having the photoelectric conversion unit Pβ3 in the + x direction (pixel in the 10th row and the second column in the drawing). It is arranged.

撮影レンズ200の焦点状態を検出する場合は、開口Pα3を有する焦点検出画素群及び開口Pβ3を有する焦点検出画素群の信号を出力する。   When the focus state of the photographic lens 200 is detected, signals of the focus detection pixel group having the aperture Pα3 and the focus detection pixel group having the aperture Pβ3 are output.

撮像素子108より焦点検出用画像信号が出力されると、公知の相関演算法を用いて撮影レンズ200の焦点状態が検出される。   When a focus detection image signal is output from the image sensor 108, the focus state of the photographic lens 200 is detected using a known correlation calculation method.

本実施例では、遮光部360の開口の長手方向(図中y方向)と平行な方向(いわゆる相関演算方向または瞳分割方向と直交方向)に偏位した位置に転送電極330が配設されている。そのため、遮光部360と転送電極330との隙間及び転送電極330から光電変換部312に漏れる光によって生じる焦点検出用画像の非対称性は小さくなっている。   In the present embodiment, the transfer electrode 330 is disposed at a position displaced in a direction parallel to the longitudinal direction (y direction in the drawing) of the light shielding portion 360 (so-called correlation calculation direction or a direction orthogonal to the pupil division direction). Yes. Therefore, the gap between the light shielding unit 360 and the transfer electrode 330 and the asymmetry of the focus detection image caused by the light leaking from the transfer electrode 330 to the photoelectric conversion unit 312 are small.

また本発明の撮像装置であるカメラ100は、第1の実施例と同様に被写体色に対応する撮像素子108の受光特性に基づいて撮影レンズ200の焦点状態を検出するため、被写体の色によらず高精度な焦点検出が可能となっている。   The camera 100, which is the image pickup apparatus of the present invention, detects the focus state of the photographing lens 200 based on the light receiving characteristics of the image pickup element 108 corresponding to the subject color as in the first embodiment. Therefore, highly accurate focus detection is possible.

本発明の撮像装置は、ビデオカメラ、コンパクトカメラあるいは一眼レフカメラなどの光学機器に好適に利用できる。   The imaging apparatus of the present invention can be suitably used for optical equipment such as a video camera, a compact camera, or a single-lens reflex camera.

100 カメラ
101 跳ね上げミラー
102 ピント板
103 ペンタダハプリズム
104 接眼レンズ
105 サブミラー
106 焦点検出装置
107 フォーカルプレーンシャッター
108 撮像素子
109 液晶表示素子
200 撮影レンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Camera 101 Bounce mirror 102 Focus plate 103 Penta roof prism 104 Eyepiece 105 Sub mirror 106 Focus detection apparatus 107 Focal plane shutter 108 Imaging element 109 Liquid crystal display element 200 Shooting lens

Claims (7)

撮影レンズの射出瞳の領域を通る光を受光する第1の画素と、
前記撮影レンズの射出瞳の一部の領域を通る光を受光する第2の画素と、
前記第2の画素の光電変換部の一部の領域を覆うように前記光電変換部上に設けられる電極部と、
開口を有して前記光電変換部の前記電極部によって覆われた領域とは異なる領域を覆う遮光部と、
を有する撮像素子と、
前記第2の画素の出力に基づいて前記撮影レンズの焦点状態を検出する焦点検出手段と、を有する撮像装置であって、
被写体の色を判定する判定手段と、
前記被写体の色に対応する前記撮像素子の受光特性を記憶する記憶手段と、をさらに有し、
前記焦点検出手段は、前記判定手段により判定された被写体色情報と前記撮像素子の受光特性とに基づいて前記撮影レンズの焦点状態を検出することを特徴とする撮像装置。
A first pixel that receives light passing through an exit pupil region of the photographic lens;
A second pixel that receives light passing through a partial region of the exit pupil of the photographing lens;
An electrode unit provided on the photoelectric conversion unit so as to cover a partial region of the photoelectric conversion unit of the second pixel;
A light-shielding portion that has an opening and covers a region different from the region covered by the electrode portion of the photoelectric conversion unit;
An imaging device having:
A focus detection unit that detects a focus state of the photographic lens based on an output of the second pixel,
Determination means for determining the color of the subject;
Storage means for storing the light receiving characteristics of the image sensor corresponding to the color of the subject,
The image pickup apparatus, wherein the focus detection unit detects a focus state of the photographing lens based on subject color information determined by the determination unit and a light receiving characteristic of the image sensor.
前記撮影レンズのレンズ情報を取得する取得手段を有し、
前記焦点検出手段は、前記レンズ情報と前記被写体色情報と前記撮像素子の受光特性とに基づいて前記撮影レンズの焦点状態を検出することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
Obtaining means for obtaining lens information of the photographing lens;
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the focus detection unit detects a focus state of the photographing lens based on the lens information, the subject color information, and a light receiving characteristic of the imaging element.
前記焦点検出手段は、前記レンズ情報と前記被写体色情報と前記撮像素子の受光特性とに基づいて、基線長を算出することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 2, wherein the focus detection unit calculates a baseline length based on the lens information, the subject color information, and a light receiving characteristic of the imaging element. 前記焦点検出手段は、前記レンズ情報と前記被写体色情報と前記撮像素子の受光特性とに基づいて、前記撮像素子の出力像を修正するフィルタ形状を算出することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。   The said focus detection means calculates the filter shape which corrects the output image of the said image pick-up element based on the said lens information, the said object color information, and the light reception characteristic of the said image pick-up element. Imaging device. 前記焦点検出手段は、前記レンズ情報と前記被写体色情報と前記撮像素子の受光特性とに基づいて、前記撮像素子の出力像の均一性を修正する修正データを算出することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。   The focus detection unit calculates correction data for correcting uniformity of an output image of the image sensor based on the lens information, the subject color information, and a light receiving characteristic of the image sensor. 2. The imaging device according to 2. 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置と、
該撮像装置に着脱可能な交換レンズと、を有することを特徴とするカメラシステム。
The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 5,
An interchangeable lens that can be attached to and detached from the imaging apparatus.
撮影レンズの射出瞳の領域を通る光を受光する第1の画素と、前記撮影レンズの射出瞳の一部の領域を通る光を受光する第2の画素と、前記第2の画素の光電変換部の一部の領域を覆うように前記光電変換部上に設けられる電極部と、開口を有して前記光電変換部の前記電極部によって覆われた領域とは異なる領域を覆う遮光部と、を有する撮像素子と、前記第2の画素の出力に基づいて前記撮影レンズの焦点状態を検出する焦点検出手段と、を有する撮像装置の焦点検出方法であって、
被写体の色を判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより判定された被写体色情報と前記撮像装置の記憶手段に記憶された被写体の色に対応する前記撮像素子の受光特性とに基づいて前記撮影レンズの焦点状態を検出する焦点検出ステップと、を有することを特徴とする焦点検出方法。
A first pixel that receives light passing through an exit pupil area of the photographic lens, a second pixel that receives light passing through a partial area of the exit pupil of the photographic lens, and photoelectric conversion of the second pixel An electrode part provided on the photoelectric conversion part so as to cover a partial area of the part, a light shielding part that has an opening and covers an area different from the area covered by the electrode part of the photoelectric conversion part, A focus detection method for an image pickup apparatus, comprising: an image pickup device including: a focus detection unit configured to detect a focus state of the photographing lens based on an output of the second pixel;
A determination step for determining the color of the subject;
A focus detection step for detecting a focus state of the photographing lens based on the subject color information determined in the determination step and the light receiving characteristic of the image sensor corresponding to the color of the subject stored in the storage unit of the imaging device; And a focus detection method.
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