JP2017216578A - Image pickup device and electronic camera - Google Patents

Image pickup device and electronic camera Download PDF

Info

Publication number
JP2017216578A
JP2017216578A JP2016108978A JP2016108978A JP2017216578A JP 2017216578 A JP2017216578 A JP 2017216578A JP 2016108978 A JP2016108978 A JP 2016108978A JP 2016108978 A JP2016108978 A JP 2016108978A JP 2017216578 A JP2017216578 A JP 2017216578A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
focus detection
imaging
pixel
detection pixel
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016108978A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6808978B2 (en
Inventor
朗 木下
Akira Kinoshita
朗 木下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2016108978A priority Critical patent/JP6808978B2/en
Publication of JP2017216578A publication Critical patent/JP2017216578A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6808978B2 publication Critical patent/JP6808978B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image pickup device capable of focus detection even in marked defocusing.SOLUTION: The image pickup device comprises: a first focus detection pixel on which light from an imaging optical system is incident through a first opening provided at a first position of a light shielding film; a second focus detection pixel on which the light from the imaging optical system is incident through a second opening provided at a second position different from the first position of the light shielding film; and a pixel part which is provided with a first region in which the first focus detection pixel is disposed and a second region in which an image height is higher than in the first area and the first focus detection pixel and the second focus detection pixel are disposed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、撮像素子および電子カメラに関する。   The present invention relates to an image sensor and an electronic camera.

従来から撮像面に瞳分割方式の焦点検出を行うための焦点検出用画素を設けた撮像素子が知られている。従来からピントが大きく外れているとき(大デフォーカス時)の焦点検出が難しいという問題があった。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an image pickup device in which focus detection pixels for performing pupil division type focus detection are provided on an image pickup surface. Conventionally, there has been a problem that it is difficult to detect the focus when the focus is greatly deviated (at the time of large defocus).

特開2005−106994号公報JP 2005-106994 A

第1の態様によると、撮像素子は、撮影光学系からの光が、遮光膜の第1位置に設けられた第1開口部を介して入射される第1焦点検出画素と、前記撮影光学系からの光が、遮光膜の前記第1位置とは異なる第2位置に設けられた第2開口部を介して入射される第2焦点検出画素と、前記第1焦点検出画素が配置される第1領域と、前記第1領域より像高が高く前記第1焦点検出画素および前記第2焦点検出画素が配置される第2領域とが設けられる画素部と、を有する。
第2の態様によると、撮像素子は、入射光が入射される複数の撮像画素と、複数種類の焦点検出画素と、が配置される画素部を有し、前記画素部は、所定種類の前記焦点検出画素が配置される第1領域と、前記第1領域より像高が高く前記第1領域に配置される所定種類よりも多い種類の前記焦点検出画素が配置される第2領域と、を有する。
第3の態様によると、電子カメラは、第1または第2の態様による撮像素子と、撮影光学系の射出瞳が第1の射出瞳位置にある場合には前記第1焦点検出画素から出力された焦点検出信号に基づき焦点検出を行い、撮影光学系の射出瞳が第2の射出瞳位置にある場合には前記第2焦点検出画素から出力された焦点検出信号に基づき焦点検出を行う焦点検出部と、を備える。
According to the first aspect, the imaging element includes a first focus detection pixel into which light from the photographing optical system is incident through a first opening provided at a first position of the light shielding film, and the photographing optical system. From which the light from the second focus detection pixel is incident through the second opening provided at the second position different from the first position of the light shielding film, and the first focus detection pixel is disposed. And a pixel portion provided with one region and a second region having an image height higher than that of the first region and in which the first focus detection pixel and the second focus detection pixel are arranged.
According to the second aspect, the imaging device includes a pixel unit in which a plurality of imaging pixels on which incident light is incident and a plurality of types of focus detection pixels are arranged, and the pixel unit includes a predetermined type of the pixel A first region in which focus detection pixels are arranged, and a second region in which the image height is higher than the first region and more types of focus detection pixels than the predetermined type are arranged in the first region. Have.
According to the third aspect, the electronic camera is output from the first focus detection pixel when the imaging element according to the first or second aspect and the exit pupil of the photographing optical system are at the first exit pupil position. Focus detection is performed based on the focus detection signal, and when the exit pupil of the imaging optical system is at the second exit pupil position, focus detection is performed based on the focus detection signal output from the second focus detection pixel. A section.

本発明の第1の実施の形態に係るカメラシステムの構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the camera system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 撮像素子210の撮像面20を模式的に示す平面図である。2 is a plan view schematically showing an imaging surface 20 of an imaging element 210. FIG. 撮像兼焦点検出画素301の説明図である。It is explanatory drawing of the imaging and focus detection pixel. 第1焦点検出画素302NR、NLの説明図である。It is explanatory drawing of 1st focus detection pixel 302NR, NL. 第2焦点検出画素302SR、SLの説明図である。It is explanatory drawing of 2nd focus detection pixel 302SR, SL. 第3焦点検出画素302LR、LLの説明図である。It is explanatory drawing of 3rd focus detection pixel 302LR, LL. 撮像素子210の撮像面20を模式的に示す平面図である。2 is a plan view schematically showing an imaging surface 20 of an imaging element 210. FIG. 第1領域60a内の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part in the 1st field 60a. 第2領域60b内の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part in 2nd area | region 60b. 第3領域60c内の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part in 3rd area | region 60c. ボディCPU220が実行する制御処理のフローチャートである。It is a flowchart of the control processing which body CPU220 performs. 図11のステップS30から呼び出されるAF処理のフローチャートである。12 is a flowchart of AF processing called from step S30 in FIG. 図11のステップS30から呼び出されるAF処理のフローチャートである。12 is a flowchart of AF processing called from step S30 in FIG. 撮像素子210aの構造を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the structure of the image pick-up element 210a. 撮像兼焦点検出画素301および焦点検出画素302を模式的に示す断面図である。3 is a cross-sectional view schematically showing an imaging / focus detection pixel 301 and a focus detection pixel 302. FIG. 撮像素子210aの第1領域60a内の一部を拡大した平面図である。It is the top view to which a part in 1st field 60a of image sensor 210a was expanded. 撮像素子210aの第2領域60b内の一部を拡大した平面図である。It is the top view to which a part in 2nd field 60b of image sensor 210a was expanded. 撮像素子210aの第3領域60c内の一部を拡大した平面図である。It is the top view to which a part in 3rd field 60c of image sensor 210a was expanded. 合成対象の像面S上の光点Pからの光束と撮像素子210aとを模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the light beam from the light spot P on the image surface S of a synthetic | combination object, and the image pick-up element 210a. 変形例に係る第1焦点検出画素の説明図である。It is explanatory drawing of the 1st focus detection pixel which concerns on a modification. 変形例に係る撮像面の説明図である。It is explanatory drawing of the imaging surface which concerns on a modification. 変形例に係る撮像兼焦点検出画素の説明図である。It is explanatory drawing of the imaging and focus detection pixel which concerns on a modification.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るカメラシステムの構成を模式的に示す断面図である。なお図1では、本発明に特に関係する各部を中心に図示し、カメラシステム1を構成する他の各部については図示を省略している。以下、本発明に特に関係する各部を中心に説明し、他の各部については説明を省略する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the camera system according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the components particularly related to the present invention are mainly illustrated, and the other components constituting the camera system 1 are not illustrated. The following description will focus on each part that is particularly relevant to the present invention, and description of the other parts will be omitted.

カメラシステム1は、いわゆる一眼レフレックス方式のデジタルカメラである。カメラシステム1は、交換レンズ100とカメラボディ200とから構成される。ユーザは、カメラボディ200に適合する(カメラボディ200に装着可能な)複数の種類の交換レンズ100からいずれか1つを選択してカメラボディ200に装着し、撮影を行うことができる。図1には、複数の種類の交換レンズ100のうちの一つを例示している。   The camera system 1 is a so-called single-lens reflex digital camera. The camera system 1 includes an interchangeable lens 100 and a camera body 200. The user can select any one of a plurality of types of interchangeable lenses 100 that are compatible with the camera body 200 (that can be attached to the camera body 200), attach the camera to the camera body 200, and perform shooting. FIG. 1 illustrates one of a plurality of types of interchangeable lenses 100.

カメラボディ200と交換レンズ100とは、例えばバヨネット式のレンズマウント機構を有している。交換レンズ100のカメラボディ200への装着は、交換レンズ100のマウント部をカメラボディ200のマウント部に嵌め込むことにより行われる。   The camera body 200 and the interchangeable lens 100 have, for example, a bayonet type lens mount mechanism. The interchangeable lens 100 is attached to the camera body 200 by fitting the mount portion of the interchangeable lens 100 into the mount portion of the camera body 200.

交換レンズ100は、結像光学系110と、レンズCPU120と、絞り130とを備える。結像光学系110は、レンズ111およびフォーカシングレンズ112から構成される。結像光学系110は、後述する撮像素子210の撮像面に被写体像を結像させる。結像光学系110の射出瞳位置は、交換レンズ100の種類により異なる。   The interchangeable lens 100 includes an imaging optical system 110, a lens CPU 120, and a diaphragm 130. The imaging optical system 110 includes a lens 111 and a focusing lens 112. The imaging optical system 110 forms a subject image on an imaging surface of an imaging element 210 described later. The exit pupil position of the imaging optical system 110 varies depending on the type of the interchangeable lens 100.

カメラボディ200は、撮像素子210と、ボディCPU220と、焦点調節部230と、ROM240と、表示装置250とを備える。撮像素子210は、例えばCCDやCMOS等の撮像素子である。撮像素子210は、結像光学系110を通過した被写体光を受光して、撮像信号や焦点検出信号を出力する。ボディCPU220は、不図示のマイクロプロセッサおよびその周辺回路から構成される。ボディCPU220は、不揮発性の記憶媒体であるROM240に予め記憶されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、カメラボディ200の各部の制御と、交換レンズ100とのデータ通信を行う。焦点調節部230は、不図示のアクチュエータを備え、ボディCPU220の制御に基づいてフォーカシングレンズ112を光軸方向に駆動することにより、結像光学系110の焦点調節を行う。表示装置250は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置であり、ライブビュー画像や種々の設定画面等を表示する。   The camera body 200 includes an image sensor 210, a body CPU 220, a focus adjustment unit 230, a ROM 240, and a display device 250. The image sensor 210 is an image sensor such as a CCD or CMOS. The imaging element 210 receives the subject light that has passed through the imaging optical system 110 and outputs an imaging signal and a focus detection signal. The body CPU 220 includes a microprocessor (not shown) and its peripheral circuits. The body CPU 220 reads and executes a control program stored in advance in a ROM 240 that is a non-volatile storage medium, thereby performing control of each part of the camera body 200 and data communication with the interchangeable lens 100. The focus adjustment unit 230 includes an actuator (not shown), and adjusts the focus of the imaging optical system 110 by driving the focusing lens 112 in the optical axis direction based on the control of the body CPU 220. The display device 250 is a display device such as a liquid crystal display, for example, and displays a live view image, various setting screens, and the like.

ボディCPU220はソフトウェア形態により、第1焦点検出部221と第2焦点検出部222とを備える。これらの各部は、ボディCPU220がROM240に格納されている所定の制御プログラムを実行することにより、ソフトウェア的に実現される。   The body CPU 220 includes a first focus detection unit 221 and a second focus detection unit 222 in a software form. Each of these units is realized by software when the body CPU 220 executes a predetermined control program stored in the ROM 240.

第1焦点検出部221は、後述する撮像兼焦点検出画素から出力された焦点検出信号に基づき、結像光学系110の焦点調節状態を検出する。第2焦点検出部222は、後述する焦点検出画素から出力された焦点検出信号に基づき、結像光学系110の焦点調節状態を検出する。   The first focus detection unit 221 detects the focus adjustment state of the imaging optical system 110 based on a focus detection signal output from an imaging / focus detection pixel described later. The second focus detection unit 222 detects the focus adjustment state of the imaging optical system 110 based on a focus detection signal output from a focus detection pixel described later.

(撮像素子210の説明)
図2(a)は、撮像素子210の撮像面20を模式的に示す平面図である。なお、図2(a)では、説明の便宜上、撮像面20の上下の辺に平行な方向(紙面左右方向)をX軸、撮像面20の左右の辺に平行な方向(紙面上下方向)をY軸、撮像面20の前後方向すなわち結像光学系110の光軸方向をZ軸とする座標系を設定する。これ以降の図面についても、これと同一の座標系を設定する。
(Description of the image sensor 210)
FIG. 2A is a plan view schematically showing the imaging surface 20 of the imaging element 210. In FIG. 2A, for convenience of explanation, the direction parallel to the upper and lower sides of the imaging surface 20 (the horizontal direction on the paper surface) is the X axis, and the direction parallel to the left and right sides of the imaging surface 20 (the vertical direction on the paper surface). A coordinate system is set with the Y axis and the front-back direction of the imaging surface 20, that is, the optical axis direction of the imaging optical system 110 as the Z axis. The same coordinate system is set for subsequent drawings.

図2(a)には、撮像面20に重畳して、撮像面20を左右方向(X軸方向)に二等分する垂直線OXと、撮像面20を上下方向(Y軸方向)に二等分する水平線OYとを図示している。垂直線OXと水平線OYとの交点は、結像光学系110の光軸と略一致する。図2(a)に図示した撮像面20の全体のうち、撮像面20の中央近傍(垂直線OXと水平線OYとの交点近傍)の領域20aを拡大した模式図を図2(b)に示す。   In FIG. 2A, a vertical line OX that is superimposed on the imaging surface 20 and bisects the imaging surface 20 in the left-right direction (X-axis direction) and the imaging surface 20 in two directions in the vertical direction (Y-axis direction) An equally divided horizontal line OY is shown. The intersection of the vertical line OX and the horizontal line OY substantially coincides with the optical axis of the imaging optical system 110. FIG. 2B is a schematic diagram in which the region 20a in the vicinity of the center of the imaging surface 20 (near the intersection of the vertical line OX and the horizontal line OY) is enlarged in the entire imaging surface 20 illustrated in FIG. 2A. .

図2(b)に示すように、撮像面20には、多数の画素30が二次元状に正方配列されている。画素30には、撮像と焦点検出の両方に利用される撮像兼焦点検出画素301と、焦点検出にのみ利用される焦点検出画素302と、の2種類の画素が含まれるが、図2(b)では両者を特に区別せずに図示している。以下、まず撮像兼焦点検出画素301について、特に撮像面20の中央(垂直線OXと水平線OYとの交点)に位置する撮像兼焦点検出画素301aに注目して説明する。   As shown in FIG. 2B, a large number of pixels 30 are two-dimensionally arranged in a square on the imaging surface 20. The pixel 30 includes two types of pixels: an imaging and focus detection pixel 301 used for both imaging and focus detection, and a focus detection pixel 302 used only for focus detection. FIG. ) Shows the two without any particular distinction. Hereinafter, the imaging / focus detection pixel 301 will be described by paying particular attention to the imaging / focus detection pixel 301a located at the center of the imaging surface 20 (intersection of the vertical line OX and the horizontal line OY).

図3(a)は、図2(b)に図示した画素30のうち、撮像面20の中央(垂直線OXと水平線OYとの交点)に位置する撮像兼焦点検出画素301aを拡大した平面図であり、図3(b)はその撮像兼焦点検出画素301aの断面図である。撮像兼焦点検出画素301aは、マイクロレンズ31と、カラーフィルタ32と、一対の光電変換部34L、34Rとを有する。一対の光電変換部34L、34Rは、円をY軸方向に沿って分割した略半円の形状を有している。すなわち一対の光電変換部34L、34Rは、X軸方向(焦点検出方向)に沿って配列されている。一対の光電変換部34L、34RのX軸方向の幅は、最大でW1である。   3A is an enlarged plan view of the imaging / focus detection pixel 301a located at the center of the imaging surface 20 (intersection of the vertical line OX and the horizontal line OY) among the pixels 30 illustrated in FIG. 2B. FIG. 3B is a cross-sectional view of the imaging / focus detection pixel 301a. The imaging / focus detection pixel 301a includes a microlens 31, a color filter 32, and a pair of photoelectric conversion units 34L and 34R. The pair of photoelectric conversion units 34L and 34R has a substantially semicircular shape obtained by dividing a circle along the Y-axis direction. That is, the pair of photoelectric conversion units 34L and 34R are arranged along the X-axis direction (focus detection direction). The width of the pair of photoelectric conversion units 34L and 34R in the X-axis direction is W1 at the maximum.

マイクロレンズ31は、撮像兼焦点検出画素301aへの入射光を一対の光電変換部34L、34Rに集光する。この入射光は、カラーフィルタ32を介して一対の光電変換部34L、34Rに入射する。カラーフィルタ32は、画素ごとに赤、青、緑のいずれかの光を透過し、他の光を透過しないように形成される。撮像兼焦点検出画素301aのカラーフィルタ32は、いわゆるベイヤ配列を成すように構成される。カラーフィルタ32と一対の光電変換部34L、34Rとの間には配線層33が設けられている。配線層33は、一対の光電変換部34L、34Rへの入射光を遮らないよう、画素と画素との間の部分に配置される。   The microlens 31 condenses incident light on the imaging / focus detection pixel 301a on a pair of photoelectric conversion units 34L and 34R. The incident light enters the pair of photoelectric conversion units 34L and 34R via the color filter 32. The color filter 32 is formed so that each pixel transmits red, blue, or green light and does not transmit other light. The color filter 32 of the imaging / focus detection pixel 301a is configured to form a so-called Bayer array. A wiring layer 33 is provided between the color filter 32 and the pair of photoelectric conversion units 34L and 34R. The wiring layer 33 is arranged in a portion between pixels so as not to block incident light to the pair of photoelectric conversion units 34L and 34R.

図3(b)に図示した破線41は、マイクロレンズ31の光軸を表している(以下、光軸41と呼ぶ)。また、図3(b)に図示した破線42は、光電変換部34Lと光電変換部34Rとの分割位置中央を表している(以下、分割線42と呼ぶ)。光電変換部34Lと光電変換部34Rは、分割線42に対して対称な形状を有すると共に、分割線42に対して対称に配置される。   A broken line 41 illustrated in FIG. 3B represents the optical axis of the microlens 31 (hereinafter referred to as the optical axis 41). 3B represents the center of the division position between the photoelectric conversion unit 34L and the photoelectric conversion unit 34R (hereinafter referred to as the division line 42). The photoelectric conversion unit 34L and the photoelectric conversion unit 34R have a symmetrical shape with respect to the dividing line 42 and are arranged symmetrically with respect to the dividing line 42.

一対の光電変換部34L、34Rは、例えばフォトダイオード等であり、入射光を光電変換した光電変換信号を出力する。撮像兼焦点検出画素301aは、光電変換部34Lにより出力された光電変換信号と、光電変換部34Rにより出力された光電変換信号とを個別に出力する。これら一対の光電変換信号を加算した信号は、一対の光電変換部34L、34Rの外形と略一致する単一の光電変換部が出力する撮像信号と略同一の信号である。つまり撮像兼焦点検出画素301aは、撮像信号を出力することができる。   The pair of photoelectric conversion units 34L and 34R is, for example, a photodiode or the like, and outputs a photoelectric conversion signal obtained by photoelectrically converting incident light. The imaging / focus detection pixel 301a individually outputs the photoelectric conversion signal output by the photoelectric conversion unit 34L and the photoelectric conversion signal output by the photoelectric conversion unit 34R. A signal obtained by adding the pair of photoelectric conversion signals is substantially the same as an imaging signal output by a single photoelectric conversion unit that substantially matches the outer shape of the pair of photoelectric conversion units 34L and 34R. That is, the imaging / focus detection pixel 301a can output an imaging signal.

一方、光電変換部34Lにより出力された光電変換信号と、光電変換部34Rにより出力された光電変換信号は、結像光学系110の射出瞳の一対の領域を通過した一対の光束に対応する。従って、X軸方向(所定の焦点検出方向であり、第1方向とも称する)に沿って一列に配列された多数の撮像兼焦点検出画素301aの光電変換部34Rが出力した光電変換信号から成る信号と、それら多数の撮像兼焦点検出画素301aの光電変換部34Lが出力した光電変換信号から成る信号と、の位相差を検出することで、結像光学系110の焦点評価値(デフォーカス量)を演算することができる。つまり、撮像兼焦点検出画素301aは、周知の位相差方式の焦点検出演算を行うことが可能な焦点検出信号を出力することもできる。   On the other hand, the photoelectric conversion signal output by the photoelectric conversion unit 34L and the photoelectric conversion signal output by the photoelectric conversion unit 34R correspond to a pair of light beams that have passed through a pair of regions of the exit pupil of the imaging optical system 110. Therefore, a signal composed of photoelectric conversion signals output from the photoelectric conversion units 34R of a large number of imaging and focus detection pixels 301a arranged in a line along the X-axis direction (a predetermined focus detection direction, also referred to as the first direction). And a phase difference between the photoelectric conversion signals output from the photoelectric conversion unit 34L of the large number of imaging / focus detection pixels 301a, thereby detecting a focus evaluation value (defocus amount) of the imaging optical system 110. Can be calculated. That is, the imaging and focus detection pixel 301a can also output a focus detection signal capable of performing a known phase difference focus detection calculation.

以上のように、撮像兼焦点検出画素301aが有する一対の光電変換部34L、34Rは、撮像信号としても、瞳分割方式の焦点検出信号としても利用される光電変換信号を出力する。なお、一対の光電変換信号を加算して撮像信号とする工程や、一対の光電変換信号を焦点検出信号とする工程は、撮像兼焦点検出画素301aが実行してもよいし、撮像素子210内に設けられた専用の回路が実行してもよいし、撮像素子210の外部に設けられた専用の回路が実行してもよいし、ボディCPU220が実行してもよい。   As described above, the pair of photoelectric conversion units 34 </ b> L and 34 </ b> R included in the imaging / focus detection pixel 301 a outputs a photoelectric conversion signal that is used as both an imaging signal and a pupil-division focus detection signal. Note that the step of adding a pair of photoelectric conversion signals to obtain an image pickup signal and the step of using the pair of photoelectric conversion signals as a focus detection signal may be executed by the image pickup and focus detection pixel 301a or in the image pickup element 210. May be executed by a dedicated circuit provided in the image sensor 210, may be executed by a dedicated circuit provided outside the imaging device 210, or may be executed by the body CPU 220.

次に、撮像兼焦点検出画素301aよりも、紙面右方向(+X方向)に4画素分だけ離れた別の撮像兼焦点検出画素301b(図2(b)参照)に注目して説明する。図3(c)は、撮像兼焦点検出画素301bの断面図である。撮像兼焦点検出画素301bも撮像兼焦点検出画素301aと同様に、マイクロレンズ31と、カラーフィルタ32と、一対の光電変換部34L、34Rとを有する。ただし、図3(b)と図3(c)とを比較して明らかなとおり、撮像兼焦点検出画素301aは、マイクロレンズ31の光軸41の位置と、一対の光電変換部34L、34Rの分割位置中央を表す分割線42の位置がX軸方向について略一致しているのに対し、撮像兼焦点検出画素301bは、光軸41と分割線42とがX軸方向について距離40だけ離れている。   Next, a description will be given focusing on another imaging and focus detection pixel 301b (see FIG. 2B) that is separated by 4 pixels in the right direction (+ X direction) of the drawing with respect to the imaging and focus detection pixel 301a. FIG. 3C is a cross-sectional view of the imaging / focus detection pixel 301b. Similarly to the imaging and focus detection pixel 301a, the imaging and focus detection pixel 301b includes a microlens 31, a color filter 32, and a pair of photoelectric conversion units 34L and 34R. However, as is apparent from a comparison between FIG. 3B and FIG. 3C, the imaging / focus detection pixel 301a includes the position of the optical axis 41 of the microlens 31 and the pair of photoelectric conversion units 34L and 34R. Whereas the position of the dividing line 42 representing the center of the dividing position is substantially the same in the X-axis direction, the imaging / focus detection pixel 301b is configured such that the optical axis 41 and the dividing line 42 are separated by a distance 40 in the X-axis direction. Yes.

このように、撮像面20の中央から離れた位置にある撮像兼焦点検出画素301bにおいては、マイクロレンズ31の光軸41の位置と、一対の光電変換部34L、34Rの分割線42とが離れており、その距離40は、撮像面20の中央からの距離が大きいほど大きくなる。結像光学系110を通過した光束は、図3(c)の紙面左上方向から紙面右下方向に向かって撮像兼焦点検出画素301bに入射することになるので、集光性を高めるため、マイクロレンズ31が入射光の角度に応じた距離40だけずらして配置される。なお、図3(b)、(c)ではX軸方向のずれについてのみ説明したが、Y軸方向についても同様に、マイクロレンズ31の位置と一対の光電変換部34L、34Rの位置とが異なるように配置される。   Thus, in the imaging / focus detection pixel 301b located away from the center of the imaging surface 20, the position of the optical axis 41 of the microlens 31 and the dividing line 42 of the pair of photoelectric conversion units 34L and 34R are separated. The distance 40 increases as the distance from the center of the imaging surface 20 increases. The light beam that has passed through the imaging optical system 110 is incident on the imaging and focus detection pixel 301b from the upper left side of the drawing in FIG. 3C toward the lower right side of the drawing. The lens 31 is arranged so as to be shifted by a distance 40 corresponding to the angle of incident light. 3B and 3C, only the shift in the X-axis direction has been described. Similarly, in the Y-axis direction, the position of the microlens 31 and the positions of the pair of photoelectric conversion units 34L and 34R are different. Are arranged as follows.

次に、焦点検出画素302について説明する。撮像素子210は、上述した撮像兼焦点検出画素とは別に、第1焦点検出画素302NL、302NR、第2焦点検出画素302SL、302SR、第3焦点検出画素302LL、302LR、第4焦点検出画素302SNL、302SNR、第5焦点検出画素302LNL、302LNR、という多種類の焦点検出画素を有している。これらの焦点検出画素が配置されている場所については後に詳述するものとし、以下では、まずこれらの焦点検出画素の構造について説明する。   Next, the focus detection pixel 302 will be described. In addition to the imaging and focus detection pixels described above, the image sensor 210 includes first focus detection pixels 302NL and 302NR, second focus detection pixels 302SL and 302SR, third focus detection pixels 302LL and 302LR, a fourth focus detection pixel 302SNL, There are many types of focus detection pixels 302SNR and fifth focus detection pixels 302LNL and 302LNR. The locations where these focus detection pixels are arranged will be described in detail later. First, the structure of these focus detection pixels will be described first.

図4(a)は、第1焦点検出画素302NRの断面図である。第1焦点検出画素302NRは、マイクロレンズ31と、光電変換部34と、遮光部材35とを有する。前述の撮像兼焦点検出画素301bと第1焦点検出画素302NRとの差は、カラーフィルタ32を有していないこと、一対の光電変換部34L、34Rの代わりに、分割されていない1つの光電変換部34を有していること、および、遮光部材35を有していることである。   FIG. 4A is a cross-sectional view of the first focus detection pixel 302NR. The first focus detection pixel 302NR includes a microlens 31, a photoelectric conversion unit 34, and a light shielding member 35. The difference between the imaging / focus detection pixel 301b and the first focus detection pixel 302NR is that the color filter 32 is not provided, and one photoelectric conversion that is not divided is used instead of the pair of photoelectric conversion units 34L and 34R. It has the part 34 and has the light-shielding member 35.

遮光部材35は、入射光を遮光する薄膜(遮光膜)である。遮光部材35の所定位置(第1位置と称する)には、開口部36NRが設けられている。光電変換部34には、開口部36NRを通過した光束のみが入射し、他の光束は遮光部材35により遮光されて光電変換部34に入射しない。開口部36NRのX軸方向(焦点検出方向)の幅はW2であり、これは図3に図示した光電変換部34Lや光電変換部34RのX軸方向の幅W1よりも小さい。   The light shielding member 35 is a thin film (light shielding film) that shields incident light. An opening 36NR is provided at a predetermined position (referred to as a first position) of the light shielding member 35. Only the light beam that has passed through the opening 36NR enters the photoelectric conversion unit 34, and the other light beams are shielded by the light shielding member 35 and do not enter the photoelectric conversion unit 34. The width of the opening 36NR in the X-axis direction (focus detection direction) is W2, which is smaller than the width W1 in the X-axis direction of the photoelectric conversion unit 34L and the photoelectric conversion unit 34R illustrated in FIG.

図4(b)は、第1焦点検出画素302NLの断面図である。第1焦点検出画素302NLは第1焦点検出画素302NRとほぼ同一の構成を有しており、遮光部材35に開口部36NRの代わりに開口部36NLを設けている点が、第1焦点検出画素302NRとの差異である。開口部36NLは、開口部36NRと同一の大きさ且つ同一の形状を有しているが、遮光部材35上の位置が開口部36NRと異なる。   FIG. 4B is a cross-sectional view of the first focus detection pixel 302NL. The first focus detection pixel 302NL has substantially the same configuration as the first focus detection pixel 302NR, and the first focus detection pixel 302NR is provided with an opening 36NL instead of the opening 36NR in the light shielding member 35. It is a difference. The opening 36NL has the same size and the same shape as the opening 36NR, but the position on the light shielding member 35 is different from the opening 36NR.

開口部36NR、36NLは、一点鎖線44Nを中心として、その左右に位置している。つまり、一点鎖線44Nは、開口部36NR、36NLの分割中心を定める直線である。以下の説明では、一点鎖線44Nを分割線44Nと呼ぶ。第1焦点検出画素302NRは、分割線44Nの右側に形成された被写体の光像に対応する受光信号を出力し、第1焦点検出画素302NLは、分割線44Nの左側に形成された被写体の光像に対応する受光信号を出力する。換言すると、第1焦点検出画素302NR、302NLは、瞳分割された一対の光束をそれぞれ受光して、一対の焦点検出信号を出力する。   The openings 36NR and 36NL are located on the left and right sides of the alternate long and short dash line 44N. That is, the alternate long and short dash line 44N is a straight line that defines the division center of the openings 36NR and 36NL. In the following description, the alternate long and short dash line 44N is referred to as a dividing line 44N. The first focus detection pixel 302NR outputs a light reception signal corresponding to the light image of the subject formed on the right side of the dividing line 44N, and the first focus detection pixel 302NL outputs the light of the subject formed on the left side of the dividing line 44N. A light reception signal corresponding to the image is output. In other words, the first focus detection pixels 302NR and 302NL receive a pair of pupil-divided light beams and output a pair of focus detection signals.

焦点検出方向(X軸方向)における開口部36NR、36NLの幅は、図3(a)〜(c)で説明した光電変換部34R、34Lの焦点検出方向(X軸方向)における幅よりも小さい。つまり、第1焦点検出画素302NR、302NLの光電変換部34には、撮像兼焦点検出画素301の光電変換部34R、34Lよりも制限された光束が入射する。従って、特にデフォーカス量が大きい場合、すなわち焦点調節の対象とする被写体部分からピントが大きく外れている場合、第1焦点検出画素302NR、302NLから出力される焦点検出信号は、撮像兼焦点検出画素301から出力される焦点検出信号に比べて、コントラストが強くなる。そのため、撮像兼焦点検出画素301から出力される焦点検出信号では位相差が検出しにくいような場合であっても、第1焦点検出画素302NR、302NLから出力される焦点検出信号により位相差の検出を行うことが可能である。   The widths of the openings 36NR and 36NL in the focus detection direction (X-axis direction) are smaller than the widths in the focus detection direction (X-axis direction) of the photoelectric conversion units 34R and 34L described with reference to FIGS. . In other words, the light flux limited by the photoelectric conversion units 34R and 34L of the imaging / focus detection pixel 301 is incident on the photoelectric conversion units 34 of the first focus detection pixels 302NR and 302NL. Therefore, particularly when the defocus amount is large, that is, when the focus is greatly deviated from the subject portion to be focused, the focus detection signals output from the first focus detection pixels 302NR and 302NL are the imaging and focus detection pixels. Compared with the focus detection signal output from 301, the contrast becomes stronger. Therefore, even if it is difficult to detect the phase difference in the focus detection signal output from the imaging and focus detection pixel 301, the phase difference is detected by the focus detection signal output from the first focus detection pixels 302NR and 302NL. Can be done.

なお、以下の説明において、開口部36NR、36NLの焦点検出方向における幅が光電変換部34R、34Lの焦点検出方向(X軸方向)における幅よりも小さいことを指して、「光電変換部34の焦点検出方向(X軸方向)における幅は、光電変換部34R、34Lの焦点検出方向(X軸方向)における幅よりも小さい」と言うことがある。つまり、「光電変換部34の焦点検出方向(X軸方向)における幅」とは、光電変換部34の実際の幅ではなく、光電変換部34に対する入射光の入射範囲の幅を指しているので、「光電変換部34の焦点検出方向(X軸方向)における幅が、光電変換部34R、34Lの焦点検出方向(X軸方向)における幅よりも小さい」とは、光電変換部34を実際に小さな幅になるように形成した場合や、光電変換部34に入射する光の入射範囲が小さな幅になるように遮光部材35等を設けた場合を含んでいる。   In the following description, the width of the openings 36NR and 36NL in the focus detection direction is smaller than the width of the photoelectric conversion units 34R and 34L in the focus detection direction (X-axis direction). The width in the focus detection direction (X-axis direction) may be smaller than the width of the photoelectric conversion units 34R and 34L in the focus detection direction (X-axis direction) ". That is, the “width in the focus detection direction (X-axis direction) of the photoelectric conversion unit 34” indicates not the actual width of the photoelectric conversion unit 34 but the width of the incident range of incident light with respect to the photoelectric conversion unit 34. "The width of the photoelectric conversion unit 34 in the focus detection direction (X-axis direction) is smaller than the width of the photoelectric conversion units 34R and 34L in the focus detection direction (X-axis direction)" means that the photoelectric conversion unit 34 is actually used. It includes the case where the light shielding member 35 is formed so as to have a small width, and the case where the light shielding member 35 is provided so that the incident range of light incident on the photoelectric conversion unit 34 is small.

分割線44Nは、光電変換部34を紙面左右方向(X軸方向)に二等分する分割線42と略一致する。図4(a)、(b)には、結像光学系110の射出瞳の主光線のうち、マイクロレンズ31の頂点を通る主光線43Nを図示している。主光線43Nは、マイクロレンズ31の光軸41に対して角度θNを成す。分割線44Nの位置は、第1焦点検出画素302NR、302NLが想定する主光線43Nの位置に対応している。   The dividing line 44N substantially coincides with the dividing line 42 that bisects the photoelectric conversion unit 34 in the left-right direction (X-axis direction). 4A and 4B show a principal ray 43N passing through the apex of the microlens 31 among the principal rays of the exit pupil of the imaging optical system 110. FIG. The principal ray 43N forms an angle θN with respect to the optical axis 41 of the microlens 31. The position of the dividing line 44N corresponds to the position of the principal ray 43N assumed by the first focus detection pixels 302NR and 302NL.

図5(a)は、第2焦点検出画素302SRの断面図であり、図5(b)は、第2焦点検出画素302SLの断面図である。第2焦点検出画素302SR、302SLは、それぞれ図4(a)、(b)に示した第1焦点検出画素302NR、302NLとほぼ同一の構成を有しており、遮光部材35に開口部36NR、36NLの代わりに開口部36SR、36SLを設けている点が、第1焦点検出画素302NR、302NLとの差異である。   FIG. 5A is a cross-sectional view of the second focus detection pixel 302SR, and FIG. 5B is a cross-sectional view of the second focus detection pixel 302SL. The second focus detection pixels 302SR and 302SL have substantially the same configuration as the first focus detection pixels 302NR and 302NL shown in FIGS. 4A and 4B, respectively. The difference from the first focus detection pixels 302NR and 302NL is that openings 36SR and 36SL are provided instead of 36NL.

開口部36SR、36SLは、それぞれ開口部36NR、36NLと、略同一の大きさ、略同一の形状を有する。開口部36SR、36SLは、二点鎖線44Sを中心として、その左右に位置している。つまり、二点鎖線44Sは、開口部36SR、36SLの分割中心を定める直線である。以下の説明では、二点鎖線44Sを分割線44Sと呼ぶ。   The openings 36SR and 36SL have substantially the same size and the same shape as the openings 36NR and 36NL, respectively. The openings 36SR and 36SL are located on the left and right sides of the two-dot chain line 44S. That is, the two-dot chain line 44S is a straight line that defines the division center of the openings 36SR and 36SL. In the following description, the two-dot chain line 44S is referred to as a dividing line 44S.

分割線44Sは、図4(a)、(b)に示した分割線44Nよりも相対的に右側に位置している。従って、分割線44Sは、光電変換部34を紙面左右方向(X軸方向)に二等分する分割線42から右方向に所定距離だけ離れた位置に存在する。   The dividing line 44S is located on the right side relative to the dividing line 44N shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). Accordingly, the dividing line 44S is present at a position that is a predetermined distance in the right direction from the dividing line 42 that bisects the photoelectric conversion unit 34 in the left-right direction (X axis direction).

図5(a)、(b)には、結像光学系110の射出瞳の主光線のうち、マイクロレンズ31の頂上を通る主光線43Sを図示している。主光線43Sは、マイクロレンズ31の光軸41に対して角度θSを成す。角度θSは、図4(a)、(b)に図示した角度θNよりも大きい。つまり、結像光学系110の射出瞳が相対的に近い位置にあり、第1焦点検出画素302NR、302NLの開口部36NR、36NLに被写体光が入射しない場合であっても、開口部36SR、36SLには被写体光が入射する。分割線44Sの位置は、第2焦点検出画素302SR、302SLが想定する主光線43Sの位置に対応している。このように、開口部36NRが第1位置に配置されているのに対し、開口部36SRは、第1位置とは異なる第2位置に配置されている。   FIGS. 5A and 5B show a principal ray 43S passing through the top of the microlens 31 among the principal rays of the exit pupil of the imaging optical system 110. FIG. The principal ray 43S forms an angle θS with respect to the optical axis 41 of the microlens 31. The angle θS is larger than the angle θN illustrated in FIGS. 4 (a) and 4 (b). That is, even when the exit pupil of the imaging optical system 110 is relatively close and no subject light is incident on the openings 36NR and 36NL of the first focus detection pixels 302NR and 302NL, the openings 36SR and 36SL. Subject light is incident on. The position of the dividing line 44S corresponds to the position of the principal ray 43S assumed by the second focus detection pixels 302SR and 302SL. As described above, the opening 36NR is disposed at the first position, whereas the opening 36SR is disposed at the second position different from the first position.

図6(a)は、第3焦点検出画素302LRの断面図であり、図6(b)は、第3焦点検出画素302LLの断面図である。第3焦点検出画素302LR、302LLは、それぞれ図4(a)、(b)に示した第1焦点検出画素302NR、302NLとほぼ同一の構成を有しており、遮光部材35に開口部36NR、36NLの代わりに開口部36LR、36LLを設けている点が、第1焦点検出画素302NR、302NLとの差異である。   FIG. 6A is a cross-sectional view of the third focus detection pixel 302LR, and FIG. 6B is a cross-sectional view of the third focus detection pixel 302LL. The third focus detection pixels 302LR and 302LL have substantially the same configuration as the first focus detection pixels 302NR and 302NL shown in FIGS. 4A and 4B, respectively. The difference from the first focus detection pixels 302NR and 302NL is that openings 36LR and 36LL are provided instead of 36NL.

開口部36LR、36LLは、それぞれ開口部36NR、36NLと、略同一の大きさ、略同一の形状を有する。開口部36LR、36LLは、二点鎖線44Lを中心として、その左右に位置している。つまり、二点鎖線44Lは、開口部36LR、36LLの分割中心を定める直線である。以下の説明では、二点鎖線44Lを分割線44Lと呼ぶ。   The openings 36LR and 36LL have substantially the same size and the same shape as the openings 36NR and 36NL, respectively. The openings 36LR and 36LL are located on the left and right sides of the two-dot chain line 44L. That is, the two-dot chain line 44L is a straight line that defines the division center of the openings 36LR and 36LL. In the following description, the two-dot chain line 44L is referred to as a dividing line 44L.

分割線44Lは、図4(a)、(b)に示した分割線44Nよりも相対的に左側に位置している。従って、分割線44Lは、光電変換部34を紙面左右方向(X軸方向)に二等分する分割線42から左方向に所定距離だけ離れた位置に存在する。   The dividing line 44L is located on the left side relative to the dividing line 44N shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). Therefore, the dividing line 44L exists at a position away from the dividing line 42 that bisects the photoelectric conversion unit 34 in the left-right direction (X-axis direction) in the drawing by a predetermined distance in the left direction.

図6(a)、(b)には、結像光学系110の射出瞳の主光線のうち、マイクロレンズ31の頂点を通る主光線43Sを図示している。主光線43Lは、マイクロレンズ31の光軸41に対して角度θLを成す。角度θLは、図4(a)、(b)に図示した角度θNよりも小さい。つまり、結像光学系110の射出瞳が相対的に遠い位置にあり、第1焦点検出画素302NR、302NLの開口部36NR、36NLに被写体光が入射しない場合であっても、開口部36LR、36LLには被写体光が入射する。分割線44Lの位置は、第3焦点検出画素302LR、302LLが想定する主光線43Lの位置に対応している。   FIGS. 6A and 6B show a principal ray 43S passing through the apex of the microlens 31 among the principal rays of the exit pupil of the imaging optical system 110. FIG. The principal ray 43L forms an angle θL with respect to the optical axis 41 of the microlens 31. The angle θL is smaller than the angle θN illustrated in FIGS. 4 (a) and 4 (b). That is, even when the exit pupil of the imaging optical system 110 is at a relatively distant position and no subject light is incident on the openings 36NR and 36NL of the first focus detection pixels 302NR and 302NL, the openings 36LR and 36LL. Subject light is incident on. The position of the dividing line 44L corresponds to the position of the principal ray 43L assumed by the third focus detection pixels 302LR and 302LL.

焦点検出画素には更に、第4焦点検出画素302SNL、302SNR(共に不図示)と、第5焦点検出画素302LNL、302LNR(共に不図示)とが存在する。第4焦点検出画素302SNL、302SNRは、それぞれ第1焦点検出画素302NL、302NRに対応し、遮光部材35に設けられた開口部の分割中心が、第1焦点検出画素302NL、302NRにおける分割線44Nと、第3焦点検出画素302LL、302LRにおける分割線44Lとの間に存在する。つまり、結像光学系110の射出瞳が、第1焦点検出画素302NL、302NRが想定している位置よりも遠く、且つ第3焦点検出画素302LL、302LRが想定している位置よりも近い位置にある場合に、焦点検出信号を好適に出力することができる。第5焦点検出画素302LNL、302LNRは、それぞれ第1焦点検出画素302NL、302NRに対応し、遮光部材35に設けられた開口部の分割中心が、第1焦点検出画素302NL、302NRにおける分割線44Nと、第2焦点検出画素302SL、302SRにおける分割線44Sとの間に存在する。つまり、結像光学系110の射出瞳が、第1焦点検出画素302NL、302NRが想定している位置よりも近く、且つ第2焦点検出画素302SL、302SRが想定している位置よりも遠い位置にある場合に、焦点検出信号を好適に出力することができる。   The focus detection pixels further include fourth focus detection pixels 302SNL and 302SNR (both not shown) and fifth focus detection pixels 302LNL and 302LNR (both not shown). The fourth focus detection pixels 302SNL and 302SNR correspond to the first focus detection pixels 302NL and 302NR, respectively, and the division center of the opening provided in the light shielding member 35 is the division line 44N in the first focus detection pixels 302NL and 302NR. And between the third focus detection pixels 302LL and 302LR and the dividing line 44L. That is, the exit pupil of the imaging optical system 110 is farther than the position assumed by the first focus detection pixels 302NL and 302NR and closer to the position assumed by the third focus detection pixels 302LL and 302LR. In some cases, the focus detection signal can be suitably output. The fifth focus detection pixels 302LNL and 302LNR correspond to the first focus detection pixels 302NL and 302NR, respectively, and the division center of the opening provided in the light shielding member 35 is the dividing line 44N in the first focus detection pixels 302NL and 302NR. , Between the second focus detection pixels 302SL and 302SR and the dividing line 44S. That is, the exit pupil of the imaging optical system 110 is closer to the position assumed by the first focus detection pixels 302NL and 302NR and farther than the position assumed by the second focus detection pixels 302SL and 302SR. In some cases, the focus detection signal can be suitably output.

以上のように、撮像素子210は、5種類の焦点検出画素(第1焦点検出画素302NL、302NR、第2焦点検出画素302SL、302SR、第3焦点検出画素302LL、302LR、第4焦点検出画素302SNL、302SNR、第5焦点検出画素302LNL、302LNR)を有しており、それら5種類の焦点検出画素は、想定する射出瞳位置がそれぞれ異なっている。つまり、それぞれ異なる結像光学系110に対応している。射出瞳の位置は、例えば交換レンズ100を異なる種類のものに交換したり、焦点距離が可変ないわゆるズームレンズにおいてズーム位置を変化させたりした場合に変化するが、本実施形態のカメラシステム1であれば、射出瞳がどのような位置にあっても、いずれかの焦点検出画素から確実に焦点検出信号を得ることができる。   As described above, the image sensor 210 includes five types of focus detection pixels (first focus detection pixels 302NL and 302NR, second focus detection pixels 302SL and 302SR, third focus detection pixels 302LL and 302LR, and fourth focus detection pixels 302SNL. , 302SNR, fifth focus detection pixels 302LNL, 302LNR), and these five types of focus detection pixels have different assumed exit pupil positions. That is, each corresponds to a different imaging optical system 110. The position of the exit pupil changes, for example, when the interchangeable lens 100 is replaced with a different type or when the zoom position is changed in a so-called zoom lens with a variable focal length. If so, a focus detection signal can be reliably obtained from any focus detection pixel regardless of the position of the exit pupil.

次に、以上で説明した多種類の焦点検出画素の配置について説明する。図7は、撮像素子210の撮像面20(つまり撮影画面)を模式的に示す平面図である。いま、撮像面20を左右方向に5等分した5つの領域を考える。個々の領域は、それぞれ長辺が垂直線OXに平行な長方形の外形を有する。それら5つの領域のうち、撮像面20の中心を含む領域を第1領域60aと定義する。また、第1領域60aに隣接する2つの領域を第2領域60bと定義する。更に、撮像面20の左右端に隣接する残り2つの領域を第3領域60cと定義する。本実施形態では、焦点検出画素を左右方向(X軸方向)に一列に配列した焦点検出画素列61を、第1領域60a、第2領域60b、第3領域60c内に複数設けている。   Next, the arrangement of the various types of focus detection pixels described above will be described. FIG. 7 is a plan view schematically showing the imaging surface 20 (that is, the imaging screen) of the imaging element 210. Now, consider five regions in which the imaging surface 20 is equally divided in the left-right direction. Each region has a rectangular outer shape whose long side is parallel to the vertical line OX. Of these five regions, a region including the center of the imaging surface 20 is defined as a first region 60a. In addition, two regions adjacent to the first region 60a are defined as a second region 60b. Further, the remaining two areas adjacent to the left and right ends of the imaging surface 20 are defined as a third area 60c. In the present embodiment, a plurality of focus detection pixel columns 61 in which focus detection pixels are arranged in a line in the left-right direction (X-axis direction) are provided in the first region 60a, the second region 60b, and the third region 60c.

第2領域60bは、第1領域60aよりも、結像光学系110の光軸からの紙面左右方向(X軸方向)に沿った距離が長い。すなわち、第2領域60bは、第1領域60aよりも、像高が高い領域である。第3領域60cは、第1領域60aおよび第2領域60bよりも、結像光学系110の光軸からの紙面左右方向(X軸方向)に沿った距離が長い。すなわち、第3領域60cは、第1領域60aおよび第2領域60bよりも、像高が高い領域である。   The second region 60b has a longer distance from the optical axis of the imaging optical system 110 in the left-right direction (X-axis direction) than the first region 60a. That is, the second area 60b is an area having a higher image height than the first area 60a. The third region 60c has a longer distance from the optical axis of the imaging optical system 110 in the left-right direction (X-axis direction) than the first region 60a and the second region 60b. That is, the third region 60c is a region having a higher image height than the first region 60a and the second region 60b.

第1領域60a内の一部を拡大した図を図8に示す。なお、図8において、「R」、「G」、「B」という文字は、それぞれ赤、緑、青のカラーフィルタ32を有する撮像兼焦点検出画素301を表し、「NL」、「NR」という文字は、それぞれ第1焦点検出画素302NL、302NRを表す。   FIG. 8 shows an enlarged view of a part of the first region 60a. In FIG. 8, the letters “R”, “G”, and “B” represent the imaging and focus detection pixels 301 having the red, green, and blue color filters 32, and are referred to as “NL” and “NR”. The characters represent the first focus detection pixels 302NL and 302NR, respectively.

図8に示すように、第1領域60a内の焦点検出画素列61Nには、第1焦点検出画素302NL、302NRが、左右方向(X軸方向)に沿って、一定間隔dごとに交互に配列されている。例えば、左から右に向かって、第1焦点検出画素302NL、複数の撮像兼焦点検出画素301a、第1焦点検出画素302NR、複数の撮像兼焦点検出画素301a、第1焦点検出画素302NL、…のように画素30が配列される。つまり、第1領域60a内において、撮像兼焦点検出画素301の一部が、第1焦点検出画素302NL、302NRに置き換えられている。   As shown in FIG. 8, in the focus detection pixel row 61N in the first region 60a, the first focus detection pixels 302NL and 302NR are alternately arranged at regular intervals d along the left-right direction (X-axis direction). Has been. For example, from left to right, a first focus detection pixel 302NL, a plurality of imaging and focus detection pixels 301a, a first focus detection pixel 302NR, a plurality of imaging and focus detection pixels 301a, a first focus detection pixel 302NL,. Thus, the pixels 30 are arranged. That is, a part of the imaging / focus detection pixel 301 is replaced with the first focus detection pixels 302NL and 302NR in the first region 60a.

図7に示すように、第2領域60bには、焦点検出画素列61が、第1領域60aよりも多く設けられている。第2領域60b内の一部を拡大した図を図9に示す。なお図9では、第2焦点検出画素302SL、302SR、第3焦点検出画素302LL、302LRを、それぞれ「SL」、「SR」、「LL」、「LR」という文字で表現している。第2領域60b内には、焦点検出画素列61Nと、焦点検出画素列61Sと、焦点検出画素列61Lと、の3種類の焦点検出画素列61が、それぞれ複数設けられている。   As shown in FIG. 7, the second region 60b is provided with more focus detection pixel rows 61 than the first region 60a. FIG. 9 shows an enlarged view of a part of the second region 60b. In FIG. 9, the second focus detection pixels 302SL and 302SR and the third focus detection pixels 302LL and 302LR are represented by letters “SL”, “SR”, “LL”, and “LR”, respectively. In the second region 60b, a plurality of three types of focus detection pixel columns 61, that is, a focus detection pixel column 61N, a focus detection pixel column 61S, and a focus detection pixel column 61L are provided.

焦点検出画素列61Nには、第1焦点検出画素302NL、302NRが、左右方向(X軸方向)に沿って一定間隔dごとに交互に配列されている。焦点検出画素列61Sには、第2焦点検出画素302SL、302SRが、左右方向(X軸方向)に沿って一定間隔dごとに交互に配列されている。焦点検出画素列61Lには、第3焦点検出画素302LL、302LRが、左右方向(X軸方向)に沿って一定間隔dごとに交互に配列されている。つまり、第2領域60b内において、撮像兼焦点検出画素301の一部が、第1焦点検出画素302NL、302NR、第2焦点検出画素302SL、302SR、第3焦点検出画素302LL、302LRに置き換えられている。   In the focus detection pixel column 61N, the first focus detection pixels 302NL and 302NR are alternately arranged at regular intervals d along the left-right direction (X-axis direction). In the focus detection pixel row 61S, the second focus detection pixels 302SL and 302SR are alternately arranged at regular intervals d along the left-right direction (X-axis direction). In the focus detection pixel column 61L, the third focus detection pixels 302LL and 302LR are alternately arranged at regular intervals d along the left-right direction (X-axis direction). That is, in the second region 60b, a part of the imaging / focus detection pixel 301 is replaced with the first focus detection pixels 302NL and 302NR, the second focus detection pixels 302SL and 302SR, and the third focus detection pixels 302LL and 302LR. Yes.

図7に示すように、第3領域60cには、焦点検出画素列61が、第2領域60bよりも更に多く設けられている。第3領域60c内の一部を拡大した図を図10に示す。なお図10では、第4焦点検出画素302SNL、302SNR、第5焦点検出画素302LNL、302LNRを、それぞれ「SNL」、「SNR」、「LNL」、「LNR」という文字で表現している。第3領域60c内には、焦点検出画素列61Nと、焦点検出画素列61Sと、焦点検出画素列61Lと、焦点検出画素列61SNと、焦点検出画素列61LNと、の計5種類の焦点検出画素列61が、それぞれ複数設けられている。   As shown in FIG. 7, in the third region 60c, more focus detection pixel columns 61 are provided than in the second region 60b. FIG. 10 shows an enlarged view of a part in the third region 60c. In FIG. 10, the fourth focus detection pixels 302SNL and 302SNR and the fifth focus detection pixels 302LNL and 302LNR are represented by letters “SNL”, “SNR”, “LNL”, and “LNR”, respectively. In the third region 60c, a total of five types of focus detections of a focus detection pixel column 61N, a focus detection pixel column 61S, a focus detection pixel column 61L, a focus detection pixel column 61SN, and a focus detection pixel column 61LN are included. A plurality of pixel columns 61 are provided.

焦点検出画素列61SNには、第4焦点検出画素302SNL、302SNRが、左右方向(X軸方向)に沿って一定間隔dごとに交互に配列されている。焦点検出画素列61LNには、第5焦点検出画素302LNL、302LNRが、左右方向(X軸方向)に沿って一定間隔dごとに交互に配列されている。つまり、第3領域60c内において、撮像兼焦点検出画素301の一部が、第1焦点検出画素302NL、302NR、第2焦点検出画素302SL、302SR、第3焦点検出画素302LL、302LR、第4焦点検出画素302SNL、302SNR、第5焦点検出画素302LNL、302LNRに置き換えられている。   In the focus detection pixel column 61SN, the fourth focus detection pixels 302SNL and 302SNR are alternately arranged at regular intervals d along the left-right direction (X-axis direction). In the focus detection pixel column 61LN, fifth focus detection pixels 302LNL and 302LNR are alternately arranged at regular intervals d along the left-right direction (X-axis direction). That is, in the third region 60c, some of the imaging and focus detection pixels 301 are the first focus detection pixels 302NL and 302NR, the second focus detection pixels 302SL and 302SR, the third focus detection pixels 302LL and 302LR, and the fourth focus. The detection pixels 302SNL and 302SNR are replaced with fifth focus detection pixels 302LNL and 302LNR.

次に、第1焦点検出部221および第2焦点検出部222による焦点検出処理について説明する。焦点検出処理の開始時点で、撮影画面には予め1つの焦点検出エリアが設定されている。焦点検出エリアは、例えばユーザが不図示のボタン等の操作部材により手動で設定してもよいし、顔認識等の周知の主要被写体認識処理によってボディCPU220が自動的に設定してもよい。   Next, focus detection processing by the first focus detection unit 221 and the second focus detection unit 222 will be described. At the start of the focus detection process, one focus detection area is set in advance on the shooting screen. For example, the focus detection area may be manually set by a user using an operation member such as a button (not shown), or may be automatically set by the body CPU 220 by a known main subject recognition process such as face recognition.

焦点検出処理において、まず第2焦点検出部222が、焦点検出エリアにおいて、焦点検出画素302から出力される焦点検出信号に基づく焦点検出演算を行う。この焦点検出演算は、第1焦点検出部221が行う焦点検出演算に比べて、大デフォーカス、すなわちピントが大きく外れている状態の検出に適している(詳細は後述する)。そこで、以下の説明では、第2焦点検出部222が行う焦点検出演算を、大デフォーカス用の焦点検出演算と称する。   In the focus detection process, first, the second focus detection unit 222 performs a focus detection calculation based on the focus detection signal output from the focus detection pixel 302 in the focus detection area. This focus detection calculation is suitable for detection of large defocus, that is, a state in which the focus is greatly deviated compared to the focus detection calculation performed by the first focus detection unit 221 (details will be described later). Therefore, in the following description, the focus detection calculation performed by the second focus detection unit 222 is referred to as a focus detection calculation for large defocus.

第2焦点検出部222によって所定量以上のデフォーカス量が検出された場合、すなわち大デフォーカスが検出された場合、焦点調節部230は、その検出結果に基づきフォーカシングレンズ112を駆動する。他方、所定量未満のデフォーカス量が検出された場合、すなわち結像光学系110のピントがある程度合っている場合には、第1焦点検出部221が、焦点検出エリアにおいて、撮像兼焦点検出画素301から出力される焦点検出信号に基づく焦点検出演算を行う。そして、焦点調節部230は、その検出結果に基づきフォーカシングレンズ112を駆動する。ここで第1焦点検出部221が行う焦点検出演算は、第2焦点検出部222が行う焦点検出演算に比べて、大デフォーカスでないときの焦点検出に適している(詳細は後述する)。そこで、以下の説明では、第1焦点検出部221が行う焦点検出演算を、小デフォーカス用の焦点検出演算と称する。   When a defocus amount of a predetermined amount or more is detected by the second focus detection unit 222, that is, when a large defocus is detected, the focus adjustment unit 230 drives the focusing lens 112 based on the detection result. On the other hand, when a defocus amount less than a predetermined amount is detected, that is, when the imaging optical system 110 is in focus to some extent, the first focus detection unit 221 performs imaging and focus detection pixels in the focus detection area. A focus detection calculation based on the focus detection signal output from 301 is performed. Then, the focus adjustment unit 230 drives the focusing lens 112 based on the detection result. Here, the focus detection calculation performed by the first focus detection unit 221 is more suitable for focus detection when the defocus is not large than the focus detection calculation performed by the second focus detection unit 222 (details will be described later). Therefore, in the following description, the focus detection calculation performed by the first focus detection unit 221 is referred to as a focus detection calculation for small defocus.

以下、第2焦点検出部222が行う、大デフォーカス用の焦点検出演算について説明する。第2焦点検出部222は、まず焦点検出エリア近傍から結像光学系110の射出瞳の位置に応じた焦点検出画素列61を選択する。例えば焦点検出エリアが撮影画面の中央近傍で、その近傍に焦点検出画素列61Nのみがある場合は、必然的にその焦点検出画素列61Nが選択される。   Hereinafter, focus detection calculation for large defocus performed by the second focus detection unit 222 will be described. The second focus detection unit 222 first selects the focus detection pixel row 61 corresponding to the position of the exit pupil of the imaging optical system 110 from the vicinity of the focus detection area. For example, when the focus detection area is near the center of the shooting screen and only the focus detection pixel column 61N is in the vicinity thereof, the focus detection pixel column 61N is inevitably selected.

一方、焦点検出エリアが撮影画面の中央から離れた位置にあり、その近傍に焦点検出画素列61L、61N、61Sの3つが存在する場合には、結像光学系110の射出瞳の位置に応じてその中から1つの焦点検出画素列61を1つ選択する。具体的には、結像光学系110の射出瞳が相対的に遠い位置にある(所定距離以上遠い位置にある)場合には、焦点検出画素列61Lを選択する。逆に、結像光学系110の射出瞳が相対的に近い位置にある(所定距離以内の近い位置にある)場合には、焦点検出画素列61Sを選択する。どちらでもない(中間的な位置にある)場合には、焦点検出画素列61Nを選択する。   On the other hand, when the focus detection area is at a position away from the center of the shooting screen and there are three focus detection pixel rows 61L, 61N, and 61S in the vicinity thereof, the focus detection area depends on the position of the exit pupil of the imaging optical system 110. One focus detection pixel column 61 is selected from the levers. Specifically, when the exit pupil of the imaging optical system 110 is at a relatively distant position (at a position distant from a predetermined distance), the focus detection pixel row 61L is selected. On the contrary, when the exit pupil of the imaging optical system 110 is in a relatively close position (a close position within a predetermined distance), the focus detection pixel row 61S is selected. If neither of them (in an intermediate position), the focus detection pixel column 61N is selected.

次に第2焦点検出部222は、選択した焦点検出画素列61内の焦点検出画素から焦点検出信号を取得する。例えば焦点検出画素列61Nが選択されたとすると、その焦点検出画素列61N内には、第1焦点検出画素302NL、302NRが一列に配列されている。第2焦点検出部222は、多数の第1焦点検出画素302NLの出力(光電変換部34の受光出力)を並べた出力信号と、多数の第1焦点検出画素302NRの出力(光電変換部34の受光出力)を並べた出力信号と、の一対の信号を、一対の焦点検出信号とする。そして、相関演算を行ってこの一対の焦点検出信号の位相差を算出し、デフォーカス量を演算する。このような演算は周知であるので説明を省略する。   Next, the second focus detection unit 222 acquires a focus detection signal from the focus detection pixels in the selected focus detection pixel row 61. For example, if the focus detection pixel column 61N is selected, the first focus detection pixels 302NL and 302NR are arranged in a line in the focus detection pixel column 61N. The second focus detection unit 222 outputs an output signal in which outputs of a large number of first focus detection pixels 302NL (light reception outputs of the photoelectric conversion unit 34) are arranged, and outputs of a large number of first focus detection pixels 302NR (of the photoelectric conversion unit 34). A pair of signals with an output signal in which the light reception outputs are arranged are defined as a pair of focus detection signals. Then, a correlation calculation is performed to calculate a phase difference between the pair of focus detection signals, and a defocus amount is calculated. Since such calculation is well known, description thereof is omitted.

第2焦点検出部222が行う焦点検出演算が、大デフォーカス時の焦点検出に適しているのは、焦点検出画素302の光電変換部34が、遮光部材35によって一部を除き遮光されていることによる。撮像兼焦点検出画素301から得られる焦点検出信号は、結像光学系110のピントが大きく外れている場合(すなわちデフォーカス量が非常に大きい場合)には、コントラストが明確でない、なだらかな信号となる。このような信号は相関演算により位相差を正確に検出することが困難である。   The focus detection calculation performed by the second focus detection unit 222 is suitable for focus detection at the time of large defocus. The photoelectric conversion unit 34 of the focus detection pixel 302 is shielded by the light shielding member 35 except for a part thereof. It depends. The focus detection signal obtained from the imaging and focus detection pixel 301 is a gentle signal with a clear contrast when the focus of the imaging optical system 110 is greatly out of focus (that is, when the defocus amount is very large). Become. It is difficult to accurately detect the phase difference of such a signal by correlation calculation.

これに対して、焦点検出画素302の光電変換部34は、遮光部材35によって入射光が制限されており、結像光学系110を通過した光束が入射する範囲の焦点検出方向(X軸方向)における幅は、撮像兼焦点検出画素301が有する光電変換部34L、34Rの同方向における幅よりも小さい。   On the other hand, in the photoelectric conversion unit 34 of the focus detection pixel 302, the incident light is limited by the light blocking member 35, and the focus detection direction (X-axis direction) in the range in which the light beam that has passed through the imaging optical system 110 enters. Is smaller than the width in the same direction of the photoelectric conversion units 34L and 34R included in the imaging and focus detection pixel 301.

一般に、結像光学系110の絞り130を小絞りにした場合には、被写界深度が深くなり、ぼけ量の小さい被写体像が得られるが、焦点検出画素302もそれと同様の効果が得られる。つまり、結像光学系110のピントが大きく外れている場合(すなわちデフォーカス量が非常に大きい場合)であっても、焦点検出画素302から得られる焦点検出信号は、撮像兼焦点検出画素301から得られる焦点検出信号に比べて、コントラストの高い(より急峻な、本来の被写体像をより正確に表す)信号となる。このような信号であれば、撮像兼焦点検出画素301から得られる焦点検出信号に比べて、相関演算による位相差検出を行いやすい。従って、ピントが大きく外れている場合であっても、撮像兼焦点検出画素301に比べて正確な焦点検出演算を行うことができる。   In general, when the aperture stop 130 of the imaging optical system 110 is made a small stop, the depth of field becomes deep and a subject image with a small amount of blur can be obtained, but the focus detection pixel 302 can also obtain the same effect. . That is, even when the imaging optical system 110 is greatly out of focus (that is, when the defocus amount is very large), the focus detection signal obtained from the focus detection pixel 302 is obtained from the imaging and focus detection pixel 301. Compared to the obtained focus detection signal, the signal has a higher contrast (a steeper, more accurate representation of the original subject image). With such a signal, it is easier to perform phase difference detection by correlation calculation than the focus detection signal obtained from the imaging and focus detection pixel 301. Therefore, even when the focus is greatly deviated, accurate focus detection calculation can be performed as compared with the imaging and focus detection pixel 301.

以上のように、第2焦点検出部222は、結像光学系110の射出瞳の位置に応じて適切な焦点検出画素列61を選択するので、射出瞳からの光束が蹴られてしまい焦点検出に支障を来すことがなくなる。なお、第1領域60aでは、結像光学系110の射出瞳が遠い場合であっても、第2領域60bや第3領域60cに比べて、X軸方向における射出瞳からの光束の入射角はそれほど大きくならないので、焦点検出画素列61Nであっても射出瞳からの光束は蹴られることがなく、焦点検出画素列61Nだけで十分に対応可能である。従って、第1領域60aには、焦点検出画素列61Nのみを配置している。第2領域60bに配置されている焦点検出画素の種類が第3領域60cより少ないのも同様の理由による。   As described above, since the second focus detection unit 222 selects an appropriate focus detection pixel array 61 according to the position of the exit pupil of the imaging optical system 110, the light flux from the exit pupil is kicked and focus detection is performed. Will no longer cause problems. In the first region 60a, even when the exit pupil of the imaging optical system 110 is far, the incident angle of the light beam from the exit pupil in the X-axis direction is smaller than that in the second region 60b and the third region 60c. Since it does not become so large, the light beam from the exit pupil is not kicked even in the focus detection pixel row 61N, and the focus detection pixel row 61N can sufficiently cope with it. Accordingly, only the focus detection pixel column 61N is arranged in the first region 60a. The number of types of focus detection pixels arranged in the second region 60b is smaller than that in the third region 60c for the same reason.

次に、第1焦点検出部221が行う、小デフォーカス用の焦点検出演算について説明する。第1焦点検出部221は、まず焦点検出エリア近傍の撮像兼焦点検出画素301から焦点検出信号を取得する。例えば、焦点検出エリア近傍に横一列に並んだ多数の撮像兼焦点検出画素301を選択する。そして、選択したそれらの撮像兼焦点検出画素301の光電変換部34Lの受光出力を並べた出力信号と、それらの撮像兼焦点検出画素301の光電変換部34Rの受光出力を並べた出力信号と、の一対の信号を、一対の焦点検出信号とする。第1焦点検出部221は、相関演算を行ってこの一対の焦点検出信号の位相差を算出し、デフォーカス量を演算する。このような演算は周知であるので説明を省略する。   Next, the focus detection calculation for small defocusing performed by the first focus detection unit 221 will be described. The first focus detection unit 221 first acquires a focus detection signal from the imaging / focus detection pixel 301 in the vicinity of the focus detection area. For example, a large number of imaging and focus detection pixels 301 arranged in a horizontal row near the focus detection area are selected. Then, an output signal in which the light reception outputs of the photoelectric conversion units 34L of the selected imaging / focus detection pixels 301 are arranged, and an output signal in which the light reception outputs of the photoelectric conversion units 34R of the imaging / focus detection pixels 301 are arranged, Are a pair of focus detection signals. The first focus detection unit 221 performs correlation calculation to calculate the phase difference between the pair of focus detection signals, and calculates the defocus amount. Since such calculation is well known, description thereof is omitted.

撮像兼焦点検出画素301の光電変換部34L、34Rは、焦点検出画素302の光電変換部34のように、入射光の光量が制限されていない。従って、光電変換される光量は、焦点検出画素302に比べて大きくなる。すなわち、焦点検出信号の信号量は焦点検出画素302に比べて大きくなる。従って、デフォーカス量がある程度小さい場合には、第2焦点検出部222が焦点検出演算により得られるデフォーカス量は、第1焦点検出部221が焦点検出演算により得られるデフォーカス量と比べて精度がよい。従って、本実施形態では、小デフォーカス時には、第1焦点検出部221による焦点検出の結果に基づき焦点調節を行っている。   Unlike the photoelectric conversion unit 34 of the focus detection pixel 302, the photoelectric conversion units 34L and 34R of the imaging and focus detection pixel 301 are not limited in the amount of incident light. Therefore, the amount of photoelectrically converted light is larger than that of the focus detection pixel 302. That is, the signal amount of the focus detection signal is larger than that of the focus detection pixel 302. Therefore, when the defocus amount is small to some extent, the defocus amount obtained by the second focus detection unit 222 by the focus detection calculation is more accurate than the defocus amount obtained by the first focus detection unit 221 by the focus detection calculation. Is good. Therefore, in the present embodiment, focus adjustment is performed based on the result of focus detection by the first focus detection unit 221 during small defocus.

図11は、ボディCPU220が実行する制御処理のフローチャートである。ボディCPU220は、カメラボディ200が電源オンされると、ROM240からこの制御処理を含む制御プログラムを読み込んで実行を開始する。   FIG. 11 is a flowchart of control processing executed by the body CPU 220. When the camera body 200 is powered on, the body CPU 220 reads a control program including this control process from the ROM 240 and starts execution.

まずステップS10で、ボディCPU220は、撮像素子210の周期動作、すなわち、ライブビュー画像を作成するための所定時間(例えば60分の1秒)ごとの撮像信号の読み出しを開始する。ステップS20でボディCPU220は、所定の自動焦点調節操作(例えばレリーズスイッチの半押し操作)が為されたか否かを判定する。自動焦点調節操作が為されていなかった場合、ボディCPU220は、処理をステップS30に進める。   First, in step S10, the body CPU 220 starts periodic operation of the image sensor 210, that is, reading of an image signal every predetermined time (for example, 1/60 second) for creating a live view image. In step S20, the body CPU 220 determines whether or not a predetermined automatic focus adjustment operation (for example, a half-press operation of the release switch) has been performed. If the automatic focus adjustment operation has not been performed, the body CPU 220 advances the process to step S30.

ステップS30でボディCPU220は、撮像素子210の撮像兼焦点検出画素から、ライブビュー画像を作成するための撮像信号を読み出す。ここで読み出される撮像信号は、ライブビュー画像を作成するための信号であり、すべての撮像兼焦点検出画素から信号を読み出す必要はない。例えば3画素おきに読み出す間引き読み出しを行う。ステップS40でボディCPU220は、表示装置250に表示されているライブビュー画像を更新する。つまり、ステップS30で読み出した撮像信号により、ライブビュー画像を作成して表示装置250に表示する。その後、ボディCPU220は処理をステップS20に進める。   In step S30, the body CPU 220 reads an imaging signal for creating a live view image from the imaging and focus detection pixels of the imaging device 210. The imaging signal read out here is a signal for creating a live view image, and it is not necessary to read out signals from all imaging and focus detection pixels. For example, thinning readout is performed every three pixels. In step S40, the body CPU 220 updates the live view image displayed on the display device 250. That is, a live view image is created and displayed on the display device 250 based on the imaging signal read in step S30. Thereafter, the body CPU 220 advances the process to step S20.

他方、ステップS20において、自動焦点調節操作が為されていない場合、ボディCPU220は処理をステップS50に進める。ステップS50でボディCPU220は、後述する自動焦点調節(AF)処理を実行する。ステップS60でボディCPU220は、所定のレリーズ操作(例えばレリーズスイッチの全押し操作)が為されたか否かを判定する。レリーズ操作が為されていなかった場合、ボディCPU220は、処理をステップS70に進める。   On the other hand, if the automatic focus adjustment operation is not performed in step S20, the body CPU 220 advances the process to step S50. In step S50, the body CPU 220 executes an automatic focus adjustment (AF) process described later. In step S60, the body CPU 220 determines whether or not a predetermined release operation (for example, a full-press operation of the release switch) has been performed. If the release operation has not been performed, the body CPU 220 advances the process to step S70.

ステップS70でボディCPU220は、撮像素子210の撮像兼焦点検出画素から、ライブビュー画像を作成するための撮像信号を読み出す。ステップS80でボディCPU220は、表示装置250に表示されているライブビュー画像を更新する。つまり、ステップS70で読み出した撮像信号により、ライブビュー画像を作成して表示装置250に表示する。その後、ボディCPU220は処理をステップS20に進める。   In step S <b> 70, the body CPU 220 reads an imaging signal for creating a live view image from the imaging / focus detection pixels of the imaging device 210. In step S80, the body CPU 220 updates the live view image displayed on the display device 250. That is, a live view image is created and displayed on the display device 250 based on the imaging signal read in step S70. Thereafter, the body CPU 220 advances the process to step S20.

他方、ステップS60においてレリーズ操作が為されていた場合、ボディCPU220は、処理をステップS90に進める。ステップS90でボディCPU220は、撮像素子210の撮像兼焦点検出画素301から撮像信号を読み出す。ここで読み出される撮像信号は、記録画像データ(本画像データ)の信号である。記録画像データはできるだけ高画質であることが望ましいので、すべての撮像兼焦点検出画素301から信号が読み出される。ステップS100でボディCPU220は、焦点検出画素302の補間を行う。つまり、焦点検出画素302が存在する位置からは撮像信号が得られないので、その位置から本来であれば(その位置に撮像兼焦点検出画素301があれば)得られるはずの撮像信号を、周囲の撮像兼焦点検出画素301から得た撮像信号に基づき擬似的に生成する。   On the other hand, if a release operation has been performed in step S60, body CPU 220 advances the process to step S90. In step S <b> 90, the body CPU 220 reads an imaging signal from the imaging / focus detection pixel 301 of the imaging element 210. The imaging signal read out here is a signal of recorded image data (main image data). Since it is desirable that the recorded image data has as high image quality as possible, signals are read from all the imaging and focus detection pixels 301. In step S <b> 100, the body CPU 220 performs interpolation of the focus detection pixel 302. That is, since an imaging signal cannot be obtained from the position where the focus detection pixel 302 exists, an imaging signal that should be obtained from that position (if the imaging and focus detection pixel 301 exists at that position) Are generated on the basis of the imaging signal obtained from the imaging and focus detection pixel 301.

ステップS110でボディCPU220は、記録画像データを作成して不図示の記憶媒体(例えばメモリカード等)に記憶する。ステップS120でボディCPU220は、所定の電源オフ操作(例えば電源スイッチの押下操作)が為されたか否かを判定する。電源オフ操作が為されていなかった場合、ボディCPU220は処理をステップS20に進める。他方、電源オフ操作が為された場合、ボディCPU220は図11の処理を終了する。   In step S110, the body CPU 220 creates recording image data and stores it in a storage medium (not shown) (for example, a memory card). In step S120, the body CPU 220 determines whether or not a predetermined power-off operation (for example, a power switch pressing operation) has been performed. If the power-off operation has not been performed, the body CPU 220 advances the process to step S20. On the other hand, when the power-off operation is performed, the body CPU 220 ends the process of FIG.

図12は、図11のステップS30から呼び出されるAF処理のフローチャートである。まずステップS200で第2焦点検出部222は、焦点検出エリア近傍の焦点検出画素列から、現在の結像光学系110の情報(例えば射出瞳位置など)に基づき、焦点検出画素列を1つ選択する。例えば、焦点検出エリアが第3領域60cに位置しており、結像光学系110の射出瞳がある程度遠い場合には、焦点検出画素列61Lを選択する。なお、現在の結像光学系110の情報は、レンズCPU120とボディCPU220とのデータ通信により、ボディCPU220がレンズCPU120から受信すればよい。   FIG. 12 is a flowchart of AF processing called from step S30 in FIG. First, in step S200, the second focus detection unit 222 selects one focus detection pixel row from the focus detection pixel row in the vicinity of the focus detection area, based on information (for example, the exit pupil position) of the current imaging optical system 110. To do. For example, when the focus detection area is located in the third region 60c and the exit pupil of the imaging optical system 110 is far away to some extent, the focus detection pixel row 61L is selected. Information on the current imaging optical system 110 may be received by the body CPU 220 from the lens CPU 120 through data communication between the lens CPU 120 and the body CPU 220.

ステップS210で第2焦点検出部222は、ステップS200で選択した焦点検出画素列に含まれる焦点検出画素302から、焦点検出信号を読み出す。ステップS220で第2焦点検出部222は、ステップS210で読み出した焦点検出信号に基づく焦点検出演算、すなわち大デフォーカス用の焦点検出演算を行う。   In step S210, the second focus detection unit 222 reads a focus detection signal from the focus detection pixels 302 included in the focus detection pixel row selected in step S200. In step S220, the second focus detection unit 222 performs focus detection calculation based on the focus detection signal read in step S210, that is, focus detection calculation for large defocus.

ステップS230で第2焦点検出部222は、ステップS220で行った大デフォーカス用の焦点検出演算によって所定量以上のデフォーカス量、すなわち大デフォーカスが検出されたか否かを判定する。所定量以上のデフォーカス量が検出されていた場合、第2焦点検出部222は処理をステップS240に進める。ステップS240で焦点調節部230は、大デフォーカス用の焦点検出演算により得られたデフォーカス量に基づき、フォーカシングレンズ112を駆動する。その後、第2焦点検出部222は処理をステップS200に進める。   In step S230, the second focus detection unit 222 determines whether or not a defocus amount of a predetermined amount or more, that is, a large defocus is detected by the focus detection calculation for large defocus performed in step S220. If a defocus amount equal to or greater than the predetermined amount has been detected, the second focus detection unit 222 advances the process to step S240. In step S240, the focus adjustment unit 230 drives the focusing lens 112 based on the defocus amount obtained by the focus detection calculation for large defocus. Thereafter, the second focus detection unit 222 proceeds with the process to step S200.

他方、ステップS230で、所定量以上のデフォーカス量が検出されなかった場合(検出されたデフォーカス量が所定量未満であった場合や、デフォーカス量を検出できなかった場合等)、第2焦点検出部222は処理をステップS250に進める。ステップS250で第1焦点検出部221は、撮像兼焦点検出画素301から受光信号(受光出力)を読み出す。前述の通り、ここで読み出される信号は、撮像信号として扱うこともでき、且つ焦点検出信号として扱うこともできる信号である。   On the other hand, if a defocus amount greater than or equal to the predetermined amount is not detected in step S230 (such as when the detected defocus amount is less than the predetermined amount or the defocus amount cannot be detected), the second The focus detection unit 222 advances the process to step S250. In step S250, the first focus detection unit 221 reads a light reception signal (light reception output) from the imaging / focus detection pixel 301. As described above, the signal read here is a signal that can be handled as an imaging signal and can also be handled as a focus detection signal.

ステップS260でボディCPU220は、表示装置250に表示されているライブビュー画像を更新する。つまり、ステップS250で読み出した信号を撮像信号として扱い、ライブビュー画像を作成して表示装置250に表示する。ステップS270で第1焦点検出部221は、焦点検出エリア近傍から、焦点検出方向(X軸方向)に並んだ撮像兼焦点検出画素301から成る画素列を1つ選択する。ステップS280で第1焦点検出部221は、ステップS250で読み出した信号のうち、ステップS270で選択した画素列に対応する信号を焦点検出信号として、その焦点検出信号に基づく焦点検出演算、すなわち小デフォーカス用の焦点検出演算を行う。   In step S260, the body CPU 220 updates the live view image displayed on the display device 250. That is, the signal read in step S250 is handled as an imaging signal, a live view image is created and displayed on the display device 250. In step S <b> 270, the first focus detection unit 221 selects one pixel row including the imaging / focus detection pixels 301 arranged in the focus detection direction (X-axis direction) from the vicinity of the focus detection area. In step S280, the first focus detection unit 221 uses, as a focus detection signal, a signal corresponding to the pixel column selected in step S270 among the signals read out in step S250, that is, a focus detection calculation based on the focus detection signal, that is, a small image. Performs focus detection calculation for focus.

ステップS290でボディCPU220は、ステップS280で行った小デフォーカス用の焦点検出演算が成功したか否かを判定する。例えば被写体像のコントラストが低い等の理由により位相差検出を行えず、焦点検出に失敗した場合、ボディCPU220は処理をステップS300に進める。ステップS300でボディCPU220は、ステップS220で行った直近の大デフォーカス用の焦点検出演算が成功していたか否かを判定する。直近の大デフォーカス用の焦点検出演算によってデフォーカス量の算出に成功していた場合、ボディCPU220は処理をステップS310に進める。   In step S290, the body CPU 220 determines whether or not the focus detection calculation for small defocusing performed in step S280 is successful. For example, if the phase difference cannot be detected due to the low contrast of the subject image and the focus detection fails, the body CPU 220 advances the process to step S300. In step S300, the body CPU 220 determines whether or not the most recent focus detection calculation for large defocusing performed in step S220 has been successful. If the defocus amount has been successfully calculated by the most recent focus detection calculation for large defocus, the body CPU 220 advances the process to step S310.

ステップS310で焦点調節部230は、大デフォーカス用の焦点検出演算により得られたデフォーカス量に基づき、フォーカシングレンズ112を駆動する。その後、ボディCPU220は処理をステップS200に進める。   In step S310, the focus adjustment unit 230 drives the focusing lens 112 based on the defocus amount obtained by the focus detection calculation for large defocus. Thereafter, body CPU 220 advances the process to step S200.

ステップS300において、直近の大デフォーカス用の焦点検出演算がデフォーカス量の算出に失敗していた場合、ボディCPU220は処理をステップS320に進める。ステップS320で焦点調節部230は、フォーカシングレンズを一定範囲にかけて動かす、いわゆる探索駆動(スキャン駆動)を行う。その後、ボディCPU220は処理をステップS200に進める。   In step S300, when the focus detection calculation for the last large defocus has failed to calculate the defocus amount, the body CPU 220 advances the process to step S320. In step S320, the focus adjustment unit 230 performs so-called search driving (scan driving) in which the focusing lens is moved over a certain range. Thereafter, body CPU 220 advances the process to step S200.

ステップS290において、ステップS280で行った小デフォーカス用の焦点検出演算に成功していた場合、ボディCPU220は処理をステップS330に進める。ステップS330でボディCPU220は、結像光学系110が合焦状態であるか、すなわち、ステップS280で検出されたデフォーカス量が十分に小さいか(所定のしきい値より小さいか)否かを判定する。合焦状態でなかった場合、すなわちデフォーカス量が所定のしきい値以上であった場合、ボディCPU220は処理をステップS340に進める。ステップS340で焦点調節部230は、小デフォーカス用の焦点検出演算により得られたデフォーカス量に基づき、フォーカシングレンズ112を駆動する。その後、ボディCPU220は処理をステップS250に進める。なお、ここでステップS200ではなくステップS250に処理を進めるのは、すでにある程度ピントが合っている(大デフォーカス状態でない)ことが明らかであるためである。ステップS330で合焦状態であった場合、すなわちデフォーカス量が所定のしきい値より小さかった場合、ボディCPU220はAF処理を終了する。以上のように、本実施形態のAF処理では、まず大デフォーカス用の焦点検出演算を行い、大デフォーカス状態が検出された場合には、失敗する可能性の高い小デフォーカス用の焦点検出演算を行わずに、大デフォーカス用の焦点検出演算の結果に基づくレンズ駆動を行う。   In step S290, when the focus detection calculation for small defocusing performed in step S280 is successful, the body CPU 220 advances the process to step S330. In step S330, the body CPU 220 determines whether the imaging optical system 110 is in focus, that is, whether the defocus amount detected in step S280 is sufficiently small (smaller than a predetermined threshold value). To do. If it is not in focus, that is, if the defocus amount is greater than or equal to a predetermined threshold, the body CPU 220 advances the process to step S340. In step S340, the focus adjustment unit 230 drives the focusing lens 112 based on the defocus amount obtained by the focus detection calculation for small defocus. Thereafter, body CPU 220 advances the process to step S250. The reason why the process proceeds to step S250 instead of step S200 is that it is clear that the focus has already been achieved to some extent (not in the large defocus state). If the in-focus state is determined in step S330, that is, if the defocus amount is smaller than the predetermined threshold value, the body CPU 220 ends the AF process. As described above, in the AF processing of the present embodiment, first, focus detection calculation for large defocus is performed, and when a large defocus state is detected, focus detection for small defocus that is likely to fail is performed. The lens is driven based on the result of the focus detection calculation for large defocus without performing the calculation.

上述した第1の実施の形態によるカメラシステムによれば、次の作用効果が得られる。
(1)撮像素子210には、所定範囲に入射光が入射される複数の撮像兼焦点検出画素301と、撮像兼焦点検出画素301よりも小さい範囲に入射光が入射される複数種類の焦点検出画素302とが配置される。撮像素子210は、1種類の焦点検出画素302が配置される第1領域60aと、第1領域60aより像高が高く第1領域60aよりも多い種類の焦点検出画素302が配置される第2領域60bとを有する。このようにしたので、大デフォーカス状態であっても小デフォーカス状態であっても、適切に焦点検出を行うことができる。
According to the camera system according to the first embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) The imaging element 210 has a plurality of imaging and focus detection pixels 301 in which incident light is incident in a predetermined range, and a plurality of types of focus detection in which incident light is incident in a range smaller than the imaging and focus detection pixels 301. Pixels 302 are arranged. The image sensor 210 includes a first region 60a in which one type of focus detection pixel 302 is disposed, and a second region in which a type of focus detection pixel 302 having a higher image height than the first region 60a and greater than the first region 60a is disposed. Region 60b. Since it did in this way, focus detection can be appropriately performed even in a large defocus state or a small defocus state.

(2)複数種類の焦点検出画素302は、開口の所定方向の幅が撮像兼焦点検出画素301よりも小さい。このようにしたので、大デフォーカス状態であっても小デフォーカス状態であっても、適切に焦点検出を行うことができる。 (2) The plurality of types of focus detection pixels 302 have a width in the predetermined direction of the opening smaller than that of the imaging and focus detection pixels 301. Since it did in this way, focus detection can be appropriately performed even in a large defocus state or a small defocus state.

(3)第1領域60aには、第1の射出瞳位置に対応する第1焦点検出画素302NR、302NLが配置され、第2領域60bには、第1焦点検出画素302NR、302NLと、第1の射出瞳位置とは異なる第2の射出瞳位置に対応する第2焦点検出画素302SR、302SLが配置される。このようにしたので、例えば交換レンズ100を別の種類のものに交換した等の原因で射出瞳の位置が変化した場合であっても、適切に焦点検出を行うことができる。 (3) The first focus detection pixels 302NR and 302NL corresponding to the first exit pupil position are disposed in the first region 60a, and the first focus detection pixels 302NR and 302NL are disposed in the second region 60b. Second focus detection pixels 302SR and 302SL corresponding to a second exit pupil position different from the exit pupil position are arranged. Since it did in this way, focus detection can be appropriately performed even when the position of the exit pupil changes due to, for example, replacement of the interchangeable lens 100 with another type.

(4)結像光学系110の光軸(撮像面20の中心)から第1領域60aまでのX軸方向に関する距離は、同方向に関する結像光学系110の光軸(撮像面20の中心)から第2領域60bまでの距離よりも短い。このようにしたので、被写体光が蹴られる可能性が低い位置には最低限の焦点検出画素302のみを配置することができ、撮影画像データの画質が向上する。 (4) The distance in the X-axis direction from the optical axis of the imaging optical system 110 (center of the imaging surface 20) to the first region 60a is the optical axis of the imaging optical system 110 in the same direction (center of the imaging surface 20). Is shorter than the distance from the second region 60b. Since it did in this way, only the minimum focus detection pixel 302 can be arrange | positioned in the position where a subject light is unlikely to be kicked, and the image quality of picked-up image data improves.

(5)撮像素子210は、所定範囲に入射光が入射される撮像兼焦点検出画素301と、撮像兼焦点検出画素301よりも小さい範囲に入射光が入射され第1の射出瞳位置に対応する第1焦点検出画素302NR、NLと、撮像兼焦点検出画素301よりも小さい範囲に入射光が入射され第1の射出瞳位置とは異なる第2の射出瞳位置に対応する第2焦点検出画素302SR、SLと、を有する。撮像素子210は、第1焦点検出画素302NR、NLが配置される第1領域60aと、第1領域60aよりも像高が高く第1焦点検出画素302NR、NLおよび第2焦点検出画素302SR、SLが配置される第2領域60bと、を有する。このようにしたので、単一の焦点検出画素302に2つの光電変換部34を設ける場合に比べて、撮像素子210の製造が容易になる。 (5) The imaging device 210 corresponds to the first exit pupil position where the incident light is incident on a range smaller than the imaging / focus detection pixel 301 and the imaging / focus detection pixel 301 in which incident light is incident on a predetermined range. The first focus detection pixels 302NR and NL and the second focus detection pixel 302SR corresponding to a second exit pupil position different from the first exit pupil position when incident light is incident in a range smaller than the imaging and focus detection pixel 301. , SL. The image sensor 210 includes a first region 60a in which the first focus detection pixels 302NR and NL are arranged, an image height higher than that of the first region 60a, and the first focus detection pixels 302NR and NL and the second focus detection pixels 302SR and SL. 2nd area | region 60b where this is arrange | positioned. Since it did in this way, compared with the case where the two photoelectric conversion parts 34 are provided in the single focus detection pixel 302, manufacture of the image pick-up element 210 becomes easy.

(6)撮像素子210は、一対の射出瞳の一方からの光を受光する第1焦点検出画素302NRおよび第2焦点検出画素302SRと、一対の射出瞳の他方からの光を受光する第1焦点検出画素302NLおよび第2焦点検出画素302SLと、を有する。このようにしたので、光電変換部34を個別に変形させる必要がなく、撮像素子210の製造コストが低減される。 (6) The image sensor 210 receives the first focus detection pixel 302NR and the second focus detection pixel 302SR that receive light from one of the pair of exit pupils, and the first focus that receives light from the other of the pair of exit pupils. A detection pixel 302NL and a second focus detection pixel 302SL. Since it did in this way, it is not necessary to deform | transform the photoelectric conversion part 34 separately, and the manufacturing cost of the image pick-up element 210 is reduced.

(7)撮像素子210は、撮像兼焦点検出画素301よりも小さい範囲に入射光が入射される第3焦点検出画素LR、LLと、第2領域60bよりも像高が高く第1焦点検出画素302NR、NL、第2焦点検出画素302SR、SL、および第3焦点検出画素302LR、LLが配置される第3領域60cと、を更に有する。このようにしたので、射出瞳位置に応じて、よりきめ細やかな焦点検出を行うことができる。 (7) The image sensor 210 has third image detection pixels LR and LL in which incident light is incident in a range smaller than the image capture and focus detection pixel 301, and the first image detection pixel having a higher image height than the second region 60b. 302NR, NL, second focus detection pixels 302SR, SL, and a third region 60c in which the third focus detection pixels 302LR, LL are arranged. Since it did in this way, more fine focus detection can be performed according to the exit pupil position.

(8)複数種類の焦点検出画素302は、それぞれがX軸方向に沿って複数個配置される。このようにしたので、位相差検出方式の焦点検出を行うことができる。 (8) A plurality of types of focus detection pixels 302 are arranged in the X-axis direction. Since it did in this way, the focus detection of a phase difference detection system can be performed.

(9)第1焦点検出部221は、撮像兼焦点検出画素301から出力された焦点検出信号に基づき焦点検出を行う。第2焦点検出部222は、結像光学系110の射出瞳が第1位置にある場合には第1焦点検出画素302NR、302NLから出力された焦点検出信号(光電変換信号)に基づき焦点検出を行い、結像光学系110の射出瞳が第2位置にある場合には第2焦点検出画素302SR、302SLから出力された焦点検出信号に基づき焦点検出を行う。このようにしたので、小デフォーカス状態であるか大デフォーカス状態であるか、結像光学系110の射出瞳が第1位置にあるか第2位置にあるかによらず、常に適切な焦点検出を行うことができる。 (9) The first focus detection unit 221 performs focus detection based on the focus detection signal output from the imaging and focus detection pixel 301. When the exit pupil of the imaging optical system 110 is at the first position, the second focus detection unit 222 performs focus detection based on the focus detection signals (photoelectric conversion signals) output from the first focus detection pixels 302NR and 302NL. When the exit pupil of the imaging optical system 110 is at the second position, focus detection is performed based on the focus detection signals output from the second focus detection pixels 302SR and 302SL. Since this is done, an appropriate focus is always obtained regardless of whether it is in a small defocus state or a large defocus state, or whether the exit pupil of the imaging optical system 110 is in the first position or the second position. Detection can be performed.

(10)焦点調節部230は、第2焦点検出部222による焦点検出の結果が所定量以上のデフォーカスを表していた場合にはその焦点検出の結果に基づき結像光学系110の焦点調節を行い、第2焦点検出部222による焦点検出の結果が所定量以上のデフォーカスを表していなかった場合には第1焦点検出部221による焦点検出の結果に基づき結像光学系110の焦点調節を行う。このようにしたので、大デフォーカス状態のときには第1焦点検出部221を動作させる必要がなく、ボディCPU220の処理負荷が軽減し消費電力を削減することができる。 (10) The focus adjustment unit 230 adjusts the focus of the imaging optical system 110 based on the focus detection result when the focus detection result by the second focus detection unit 222 represents a defocus of a predetermined amount or more. If the focus detection result by the second focus detection unit 222 does not indicate a defocus of a predetermined amount or more, the focus adjustment of the imaging optical system 110 is performed based on the focus detection result by the first focus detection unit 221. Do. Since it did in this way, when it is in a large defocus state, it is not necessary to operate the 1st focus detection part 221, and the processing load of body CPU220 can be reduced and power consumption can be reduced.

(第2の実施の形態)
第2の実施の形態に係るカメラシステムは、第1の実施の形態に係るカメラシステムと同一の構成を有しているが、ボディCPU220が実行するAF処理の内容が、第1の実施の形態と異なっている。以下、第2の実施の形態におけるAF処理について説明する。
(Second Embodiment)
The camera system according to the second embodiment has the same configuration as the camera system according to the first embodiment, but the content of the AF processing executed by the body CPU 220 is the same as that of the first embodiment. Is different. Hereinafter, the AF processing in the second embodiment will be described.

図13は、本実施形態において図11のステップS50から呼び出されるAF処理のフローチャートである。まずステップS400で第1焦点検出部221は、撮像兼焦点検出画素301から受光信号(受光出力)を読み出す。前述の通り、ここで読み出される信号は、撮像信号として扱うこともでき、且つ焦点検出信号として扱うこともできる信号である。   FIG. 13 is a flowchart of AF processing called from step S50 of FIG. 11 in the present embodiment. First, in step S <b> 400, the first focus detection unit 221 reads a light reception signal (light reception output) from the imaging / focus detection pixel 301. As described above, the signal read here is a signal that can be handled as an imaging signal and can also be handled as a focus detection signal.

ステップS410でボディCPU220は、表示装置250に表示されているライブビュー画像を更新する。つまり、ステップS400で読み出した信号を撮像信号として扱い、ライブビュー画像を作成して表示装置250に表示する。   In step S410, the body CPU 220 updates the live view image displayed on the display device 250. That is, the signal read in step S400 is treated as an imaging signal, and a live view image is created and displayed on the display device 250.

ステップS415で第1焦点検出部221は、焦点検出エリア近傍から、焦点検出方向(X軸方向)に並んだ撮像兼焦点検出画素301から成る画素列を1つ選択する。ステップS420で第1焦点検出部221は、ステップS400で読み出した信号のうち、ステップS415で選択した画素列に対応する信号を焦点検出信号として、その焦点検出信号に基づく焦点検出演算、すなわち小デフォーカス用の焦点検出演算を行う。   In step S415, the first focus detection unit 221 selects one pixel row including the imaging and focus detection pixels 301 arranged in the focus detection direction (X-axis direction) from the vicinity of the focus detection area. In step S420, the first focus detection unit 221 uses, as a focus detection signal, a signal corresponding to the pixel column selected in step S415 among the signals read out in step S400, that is, a focus detection calculation based on the focus detection signal, that is, small data. Performs focus detection calculation for focus.

ステップS430でボディCPU220は、ステップS420で行った小デフォーカス用の焦点検出演算が成功したか否かを判定する。例えば結像光学系110のピントが大きく外れている、すなわち大デフォーカス状態である等の理由により位相差検出を行えず、焦点検出に失敗した場合、ボディCPU220は処理をステップS440に進める。   In step S430, the body CPU 220 determines whether or not the focus detection calculation for small defocusing performed in step S420 is successful. For example, when the phase difference detection cannot be performed because the imaging optical system 110 is greatly out of focus, that is, in a large defocus state or the like, and the focus detection fails, the body CPU 220 advances the process to step S440.

ステップS440で第2焦点検出部222は、焦点検出エリア近傍の焦点検出画素列から、現在の結像光学系110の情報(例えば射出瞳位置など)に基づき、焦点検出画素列を1つ選択する。ステップS450で第2焦点検出部222は、ステップS440で選択した焦点検出画素列に含まれる焦点検出画素302から、焦点検出信号を読み出す。ステップS460で第2焦点検出部222は、ステップS450で読み出した焦点検出信号に基づく焦点検出演算、すなわち大デフォーカス用の焦点検出演算を行う。   In step S440, the second focus detection unit 222 selects one focus detection pixel row from the focus detection pixel row in the vicinity of the focus detection area based on the information (for example, the exit pupil position) of the current imaging optical system 110. . In step S450, the second focus detection unit 222 reads a focus detection signal from the focus detection pixels 302 included in the focus detection pixel row selected in step S440. In step S460, the second focus detection unit 222 performs focus detection calculation based on the focus detection signal read in step S450, that is, focus detection calculation for large defocus.

ステップS470でボディCPU220は、ステップS460で行った大デフォーカス用の焦点検出演算が成功したか否かを判定する。焦点検出に失敗した場合、ボディCPU220は処理をステップS490に進める。ステップS490で焦点調節部230は、フォーカシングレンズを一定範囲にかけて動かす、いわゆる探索駆動(スキャン駆動)を行う。その後、ボディCPU220は処理をステップS400に進める。   In step S470, the body CPU 220 determines whether or not the focus detection calculation for large defocusing performed in step S460 is successful. If focus detection fails, the body CPU 220 advances the process to step S490. In step S490, the focus adjustment unit 230 performs so-called search driving (scan driving) in which the focusing lens is moved over a certain range. Thereafter, body CPU 220 advances the process to step S400.

他方、ステップS470において、大デフォーカス用の焦点検出演算によるデフォーカス量の算出に成功していた場合、ボディCPU220は処理をステップS480に進める。ステップS480で焦点調節部230は、大デフォーカス用の焦点検出演算により得られたデフォーカス量に基づき、フォーカシングレンズ112を駆動する。その後、ボディCPU220は処理をステップS400に進める。   On the other hand, if the defocus amount has been successfully calculated by the focus detection calculation for large defocus in step S470, the body CPU 220 advances the process to step S480. In step S480, the focus adjustment unit 230 drives the focusing lens 112 based on the defocus amount obtained by the focus detection calculation for large defocus. Thereafter, body CPU 220 advances the process to step S400.

ステップS430において、小デフォーカス用の焦点検出演算によるデフォーカス量の算出に成功していた場合、ボディCPU220は処理をステップS500に進める。ステップS500でボディCPU220は、結像光学系110が合焦状態であるか、すなわち、ステップS420で検出されたデフォーカス量が十分に小さいか(所定のしきい値より小さいか)否かを判定する。合焦状態でなかった場合、すなわちデフォーカス量が所定のしきい値以上であった場合、ボディCPU220は処理をステップS510に進める。ステップS510で焦点調節部230は、小デフォーカス用の焦点検出演算により得られたデフォーカス量に基づき、フォーカシングレンズ112を駆動する。その後、ボディCPU220は処理をステップS400に進める。他方、ステップS500で合焦状態であった場合、すなわちデフォーカス量が所定のしきい値より小さかった場合、ボディCPU220は図13に示す処理を終了する。以上のように、本実施形態のAF処理では、まず小デフォーカス用の焦点検出演算を行い、これに失敗した場合にのみ大デフォーカス用の焦点検出演算を行う。   If the calculation of the defocus amount by the focus detection calculation for small defocus is successful in step S430, the body CPU 220 advances the process to step S500. In step S500, the body CPU 220 determines whether or not the imaging optical system 110 is in focus, that is, whether or not the defocus amount detected in step S420 is sufficiently small (smaller than a predetermined threshold value). To do. If it is not in focus, that is, if the defocus amount is greater than or equal to a predetermined threshold, the body CPU 220 advances the process to step S510. In step S510, the focus adjustment unit 230 drives the focusing lens 112 based on the defocus amount obtained by the focus detection calculation for small defocus. Thereafter, body CPU 220 advances the process to step S400. On the other hand, if the in-focus state is obtained in step S500, that is, if the defocus amount is smaller than the predetermined threshold value, the body CPU 220 ends the process shown in FIG. As described above, in the AF processing of the present embodiment, first, focus detection calculation for small defocus is performed, and focus detection calculation for large defocus is performed only when this fails.

上述した第2の実施の形態によるカメラシステムによれば、次の作用効果が得られる。
(1)焦点調節部230は、第1焦点検出部221による焦点検出が成功した場合にはその焦点検出の結果に基づき結像光学系110の焦点調節を行い、第1焦点検出部221による焦点検出が失敗した場合には第2焦点検出部222による焦点検出の結果に基づき結像光学系110の焦点調節を行う。このようにしたので、第2焦点検出部222による焦点検出は大デフォーカス時にのみ行われるようになり、ボディCPU220の処理負荷が軽減し消費電力を削減することができる。
According to the camera system according to the second embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) When the focus detection by the first focus detection unit 221 is successful, the focus adjustment unit 230 adjusts the focus of the imaging optical system 110 based on the result of the focus detection, and the focus by the first focus detection unit 221. When the detection fails, the focus adjustment of the imaging optical system 110 is performed based on the result of focus detection by the second focus detection unit 222. Since it did in this way, the focus detection by the 2nd focus detection part 222 will be performed only at the time of a large defocus, and the processing load of body CPU220 can be reduced and power consumption can be reduced.

(第3の実施の形態)
第3の実施の形態に係るカメラシステムは、第1の実施の形態に係るカメラシステムと同一の構成を有しているが、撮像素子210の代わりに、それとは異なる構造の撮像素子210aを有している点で、第1の実施の形態と異なっている。以下、第3の実施の形態における撮像素子210aについて説明する。
(Third embodiment)
The camera system according to the third embodiment has the same configuration as the camera system according to the first embodiment, but has an image sensor 210a having a structure different from that of the image sensor 210. This is different from the first embodiment. Hereinafter, the image sensor 210a according to the third embodiment will be described.

図14は、第3の実施の形態に係る撮像素子210aの構造を模式的に示す斜視図である。撮像素子210aは、マイクロレンズアレイ211と光電変換アレイ212とを有する。マイクロレンズアレイ211は、二次元状に正方配列された複数のマイクロレンズ31を有する。光電変換アレイ212は、二次元状に正方配列された複数の光電変換部34を有する。なお、複数のマイクロレンズ31の配列は正方配列でなくてもよい。   FIG. 14 is a perspective view schematically showing the structure of the image sensor 210a according to the third embodiment. The image sensor 210 a includes a microlens array 211 and a photoelectric conversion array 212. The microlens array 211 has a plurality of microlenses 31 arranged in a two-dimensional square shape. The photoelectric conversion array 212 includes a plurality of photoelectric conversion units 34 that are two-dimensionally arranged in a square. Note that the arrangement of the plurality of microlenses 31 may not be a square arrangement.

マイクロレンズアレイ211は、光電変換アレイ212の受光面からマイクロレンズ31の焦点距離fだけ離れた位置に配置される。換言すると、マイクロレンズアレイ211および光電変換アレイ212は、マイクロレンズ31の焦点位置と光電変換アレイ212の受光面とが一致するように配置される。   The microlens array 211 is disposed at a position away from the light receiving surface of the photoelectric conversion array 212 by the focal length f of the microlens 31. In other words, the microlens array 211 and the photoelectric conversion array 212 are arranged so that the focal position of the microlens 31 and the light receiving surface of the photoelectric conversion array 212 coincide.

本実施の形態において、1つのマイクロレンズ31の径は、1つの光電変換部34の幅よりも大きい。つまり、1つのマイクロレンズ31により、複数の光電変換部34が被覆される。1つのマイクロレンズ31を通過した被写体光は、そのマイクロレンズ31に対応する複数の光電変換部34に入射する。図14に例示するように、1つのマイクロレンズ31を通過する光が入射する範囲215には、複数の光電変換部34が含まれる。   In the present embodiment, the diameter of one microlens 31 is larger than the width of one photoelectric conversion unit 34. That is, a plurality of photoelectric conversion units 34 are covered by one microlens 31. The subject light that has passed through one microlens 31 enters a plurality of photoelectric conversion units 34 corresponding to the microlens 31. As illustrated in FIG. 14, a plurality of photoelectric conversion units 34 are included in a range 215 in which light passing through one microlens 31 is incident.

撮像素子210aは、複数の画素30を有する。画素30には、撮像と焦点検出の両方に利用される撮像兼焦点検出画素301と、焦点検出にのみ利用される焦点検出画素302と、の2種類の画素が含まれる。以下、これら2種類の画素について説明する。   The image sensor 210 a has a plurality of pixels 30. The pixel 30 includes two types of pixels: an imaging / focus detection pixel 301 used for both imaging and focus detection, and a focus detection pixel 302 used only for focus detection. Hereinafter, these two types of pixels will be described.

図15は、撮像兼焦点検出画素301および焦点検出画素302を模式的に示す断面図である。なお図15では、撮像素子210aの撮像面の中央部分の断面を模式的に図示している。第1の実施の形態において、1つの画素30は、1つのマイクロレンズ31を有していた。これに対して、本実施の形態では、複数の画素30が1つのマイクロレンズ31を共有する。換言すると、本実施の形態では、ある画素30が有するマイクロレンズ31と、他の画素30が有するマイクロレンズ31が、同一のマイクロレンズ31である場合がある。   FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing the imaging / focus detection pixel 301 and the focus detection pixel 302. Note that FIG. 15 schematically illustrates a cross section of the central portion of the imaging surface of the imaging element 210a. In the first embodiment, one pixel 30 has one microlens 31. On the other hand, in the present embodiment, a plurality of pixels 30 share one microlens 31. In other words, in this embodiment, the microlens 31 included in one pixel 30 and the microlens 31 included in another pixel 30 may be the same microlens 31.

撮像兼焦点検出画素301は、マイクロレンズ31と、カラーフィルタ32と、光電変換部34とを有する。マイクロレンズ31に入射した入射光は、カラーフィルタ32を介して光電変換部34に入射する。カラーフィルタ32は、画素ごとに赤、青、緑のいずれかの光を透過し、他の光を透過しないように形成される。撮像兼焦点検出画素301のカラーフィルタ32は、いわゆるベイヤ配列を成すように構成される。撮像兼焦点検出画素301は、光電変換部34により出力された光電変換信号を出力する。   The imaging / focus detection pixel 301 includes a micro lens 31, a color filter 32, and a photoelectric conversion unit 34. Incident light that has entered the microlens 31 enters the photoelectric conversion unit 34 via the color filter 32. The color filter 32 is formed so that each pixel transmits red, blue, or green light and does not transmit other light. The color filter 32 of the imaging / focus detection pixel 301 is configured to form a so-called Bayer array. The imaging / focus detection pixel 301 outputs the photoelectric conversion signal output by the photoelectric conversion unit 34.

なお、本実施の形態に係る撮像兼焦点検出画素301は、図3(c)に示した第1の実施の形態に係る撮像兼焦点検出画素301と同様に、撮像面の中央から離れたものは、マイクロレンズ31の光軸41の位置と、光電変換部34の中央とが離れており、その距離は、撮像面の中央からの距離が大きいほど大きくなる。この点については、第1の実施の形態と同様であるので図示および説明を省略する。   The imaging / focus detection pixel 301 according to the present embodiment is separated from the center of the imaging surface in the same manner as the imaging / focus detection pixel 301 according to the first embodiment shown in FIG. The position of the optical axis 41 of the microlens 31 and the center of the photoelectric conversion unit 34 are separated from each other, and the distance increases as the distance from the center of the imaging surface increases. Since this point is the same as that of the first embodiment, illustration and description thereof are omitted.

焦点検出画素302は、マイクロレンズ31が複数の画素30間で共有されることを除き、第1の実施の形態と同様である。すなわち焦点検出画素302は、マイクロレンズ31と、カラーフィルタ32と、光電変換部34と、遮光部材35とを有する。マイクロレンズ31に入射した入射光は、カラーフィルタ32を介し、遮光部材35に遮られなかった一部が光電変換部34に入射する。   The focus detection pixel 302 is the same as that of the first embodiment except that the microlens 31 is shared between the plurality of pixels 30. That is, the focus detection pixel 302 includes the micro lens 31, the color filter 32, the photoelectric conversion unit 34, and the light shielding member 35. Part of the incident light that has entered the microlens 31 is not blocked by the light blocking member 35 via the color filter 32 and enters the photoelectric conversion unit 34.

本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様に、焦点検出画素302には、第1焦点検出画素302NL、302NR、第2焦点検出画素302SL、302SR、第3焦点検出画素302LL、302LR、第4焦点検出画素302SNL、302SNR、第5焦点検出画素302LNL、302LNR、という多種類の焦点検出画素が含まれる。第1の実施の形態において、これらの焦点検出画素には、開口部の幅が異なるという差異があったが、本実施の形態では開口部の幅はいずれも同一である。   Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the focus detection pixel 302 includes the first focus detection pixels 302NL and 302NR, the second focus detection pixels 302SL and 302SR, and the third focus detection pixels 302LL and 302LR. , Fourth focus detection pixels 302SNL and 302SNR, and fifth focus detection pixels 302LNL and 302LNR are included. In the first embodiment, these focus detection pixels have a difference that the width of the opening is different, but in the present embodiment, the width of the opening is the same.

図16は、撮像素子210aの第1領域60a(図7)内の一部を拡大した平面図である。なお、図16において、「R」、「G」、「B」という文字は、それぞれ赤、緑、青のカラーフィルタ32を有する撮像画素303を表し、「NL」、「NR」という文字は、それぞれ第1焦点検出画素302NL、302NRを表す。   FIG. 16 is an enlarged plan view of a part in the first region 60a (FIG. 7) of the image sensor 210a. In FIG. 16, the characters “R”, “G”, and “B” represent the imaging pixels 303 having the red, green, and blue color filters 32, respectively, and the characters “NL” and “NR” These represent the first focus detection pixels 302NL and 302NR, respectively.

第1の実施の形態において、第1領域60a内の焦点検出画素列61Nには、第1焦点検出画素302NL、302NRが、左右方向(X軸方向)に沿って、一定間隔dごとに交互に配列されていた。本実施の形態では、焦点検出画素列61Nの代わりに、焦点検出画素302を含むマイクロレンズ31を左右方向(X軸方向)に一列に配列したマイクロレンズ列610Nを考える。第1領域60a内のマイクロレンズ列610Nに含まれるマイクロレンズ31には、一定間隔(図16では1つおき)ごとに、第1焦点検出画素302NL、302NRが交互に配列される。   In the first embodiment, in the focus detection pixel column 61N in the first region 60a, the first focus detection pixels 302NL and 302NR are alternately arranged at regular intervals d along the left-right direction (X-axis direction). Was arranged. In the present embodiment, instead of the focus detection pixel row 61N, consider a microlens row 610N in which microlenses 31 including focus detection pixels 302 are arranged in a line in the left-right direction (X-axis direction). In the microlens 31 included in the microlens array 610N in the first region 60a, the first focus detection pixels 302NL and 302NR are alternately arranged at regular intervals (every other in FIG. 16).

例えば、図16の左端のマイクロレンズ31aを有する6×6の計36個の画素30には、第1焦点検出画素302NLが1つ含まれる。その右隣のマイクロレンズ31bを有する6×6の計36個の画素30には、焦点検出画素302が含まれない。更に1つ右隣のマイクロレンズ31cを有する6×6の計36個の画素30には、第1焦点検出画素302NRが1つ含まれる。   For example, a total of 36 pixels 30 of 6 × 6 having the leftmost microlens 31a in FIG. 16 includes one first focus detection pixel 302NL. The total of 36 pixels 30 of 6 × 6 having the right microlens 31b does not include the focus detection pixel 302. Further, a total of 36 pixels 30 of 6 × 6 having the right microlens 31c on the right side includes one first focus detection pixel 302NR.

一対の第1焦点検出画素302NL、302NRは、個々のマイクロレンズ31内において、想定される射出瞳位置からの主光線に対して点対称に配置される。例えば、図16に示すマイクロレンズ列610Nにおいて、想定される射出瞳位置からの主光線の位置を丸印LPで示す。各々のマイクロレンズ31に注目したとき、第1焦点検出画素302NLと第1焦点検出画素302NRは、この丸印LPに対して点対称となるように配置されている。具体的には、第1焦点検出画素302NLは、丸印LPのすぐ右下に配置されており、第1焦点検出画素302NRは、丸印LPのすぐ左上に配置されている。   The pair of first focus detection pixels 302NL and 302NR are arranged point-symmetrically with respect to the principal ray from the assumed exit pupil position in each microlens 31. For example, in the microlens array 610N shown in FIG. 16, the position of the principal ray from the assumed exit pupil position is indicated by a circle LP. When attention is paid to each microlens 31, the first focus detection pixel 302NL and the first focus detection pixel 302NR are arranged so as to be point-symmetric with respect to the circle LP. Specifically, the first focus detection pixel 302NL is disposed immediately below the circle LP, and the first focus detection pixel 302NR is disposed immediately above the circle LP.

図17は、撮像素子210aの第2領域60b(図7)内の一部を拡大した平面図である。なお図17では、第2焦点検出画素302SL、302SR、第3焦点検出画素302LL、302LRを、それぞれ「SL」、「SR」、「LL」、「LR」という文字で表現している。第2領域60b内には、マイクロレンズ列610Lと、マイクロレンズ列610Nと、マイクロレンズ列610Sと、の3種類のマイクロレンズ列61が、それぞれ複数設けられている。   FIG. 17 is an enlarged plan view of a part in the second region 60b (FIG. 7) of the image sensor 210a. In FIG. 17, the second focus detection pixels 302SL and 302SR and the third focus detection pixels 302LL and 302LR are represented by letters “SL”, “SR”, “LL”, and “LR”, respectively. In the second region 60b, a plurality of three types of microlens arrays 61, that is, a microlens array 610L, a microlens array 610N, and a microlens array 610S, are provided.

マイクロレンズ列610Nに含まれるマイクロレンズ31には、一定間隔(図17では1つおき)ごとに、第1焦点検出画素302NL、302NRが交互に配列される。マイクロレンズ列610Sに含まれるマイクロレンズ31には、一定間隔(図17では1つおき)ごとに、第2焦点検出画素302SL、302SRが交互に配列される。マイクロレンズ列610Lに含まれるマイクロレンズ31には、一定間隔(図17では1つおき)ごとに、第3焦点検出画素302LL、302LRが交互に配列される。   In the microlens 31 included in the microlens array 610N, the first focus detection pixels 302NL and 302NR are alternately arranged at regular intervals (every other in FIG. 17). In the microlens 31 included in the microlens array 610S, the second focus detection pixels 302SL and 302SR are alternately arranged at regular intervals (every other in FIG. 17). In the micro lenses 31 included in the micro lens array 610L, the third focus detection pixels 302LL and 302LR are alternately arranged at regular intervals (every other in FIG. 17).

一対の第2焦点検出画素302SL、302SRおよび一対の第3焦点検出画素302LL、302LRは、個々のマイクロレンズ31内において、想定される射出瞳位置からの主光線に対して点対称に配置される。例えば、図17に示すマイクロレンズ列610Sにおいて、想定される射出瞳位置からの主光線の位置を丸印LPで示す。各々のマイクロレンズ31に注目したとき、第2焦点検出画素302SLと第2焦点検出画素302SRは、この丸印LPに対して点対称となるように配置されている。具体的には、第2焦点検出画素302SLは、丸印LPのすぐ右下に配置されており、第2焦点検出画素302SRは、丸印LPのすぐ左上に配置されている。第3焦点検出画素302LL、302LRについても同様である。   The pair of second focus detection pixels 302SL and 302SR and the pair of third focus detection pixels 302LL and 302LR are arranged point-symmetrically with respect to the principal ray from the assumed exit pupil position in each microlens 31. . For example, in the microlens array 610S shown in FIG. 17, the position of the principal ray from the assumed exit pupil position is indicated by a circle LP. When attention is paid to each microlens 31, the second focus detection pixel 302SL and the second focus detection pixel 302SR are arranged so as to be point-symmetric with respect to the circle LP. Specifically, the second focus detection pixel 302SL is disposed immediately below the circle LP, and the second focus detection pixel 302SR is disposed immediately above the circle LP. The same applies to the third focus detection pixels 302LL and 302LR.

第1焦点検出画素302NL、302NRは、マイクロレンズ31の光軸近傍に配置される。これに対して、第2焦点検出画素302SL、302SRは、マイクロレンズ31の光軸から紙面右方向に一定距離だけ離れた位置に配置される。同様に、第3焦点検出画素302LL、302LRは、マイクロレンズ31の光軸から紙面左方向(第2焦点検出画素302SL、302SRとは逆の方向)に一定距離だけ離れた位置に配置される。   The first focus detection pixels 302NL and 302NR are disposed in the vicinity of the optical axis of the microlens 31. On the other hand, the second focus detection pixels 302SL and 302SR are arranged at positions away from the optical axis of the microlens 31 by a certain distance in the right direction on the paper surface. Similarly, the third focus detection pixels 302LL and 302LR are arranged at positions away from the optical axis of the microlens 31 by a fixed distance in the left direction of the paper (the direction opposite to the second focus detection pixels 302SL and 302SR).

このように、本実施の形態では、想定される瞳位置に応じて、焦点検出画素302の配置される位置が異なっている。すなわち、焦点検出画素302が、想定される瞳位置に応じた位置に配置される。例えば第1焦点検出画素302NL、302NRが想定する射出瞳位置からの光は、マイクロレンズ31の中央付近にスポットが結像されるので、第1焦点検出画素302NL、302NRはマイクロレンズ31の中央付近に配置される。一方、短い瞳位置を想定する第2焦点検出画素302SL、302SRは、マイクロレンズ31の光軸に対して撮像素子210aの光軸に近い側、すなわち図16の左側にスポットが結像するため、第2焦点検出画素302SL、302SRはマイクロレンズ31の光軸の右側に配置される。第3焦点検出画素302LL、302LRはその逆であり、マイクロレンズ31の光軸の左側に配置される。   Thus, in the present embodiment, the position where the focus detection pixel 302 is arranged differs depending on the assumed pupil position. That is, the focus detection pixel 302 is disposed at a position corresponding to the assumed pupil position. For example, since light from the exit pupil position assumed by the first focus detection pixels 302NL and 302NR forms a spot near the center of the microlens 31, the first focus detection pixels 302NL and 302NR are near the center of the microlens 31. Placed in. On the other hand, since the second focus detection pixels 302SL and 302SR assuming a short pupil position form a spot on the side closer to the optical axis of the imaging element 210a than the optical axis of the microlens 31, that is, the left side in FIG. The second focus detection pixels 302SL and 302SR are arranged on the right side of the optical axis of the micro lens 31. The third focus detection pixels 302LL and 302LR are vice versa, and are arranged on the left side of the optical axis of the microlens 31.

図18は、撮像素子210aの第3領域60c(図7)内の一部を拡大した平面図である。なお図18では、第4焦点検出画素302SNL、302SNR、第5焦点検出画素302LNL、302LNRを、それぞれ「SNL」、「SNR」、「LNL」、「LNR」という文字で表現している。第3領域60c内には、マイクロレンズ列610Sと、マイクロレンズ列610SNと、マイクロレンズ列610Nと、マイクロレンズ列610LNと、マイクロレンズ列610Lと、の5種類のマイクロレンズ列610が、それぞれ複数設けられている。   FIG. 18 is an enlarged plan view of a part of the third region 60c (FIG. 7) of the image sensor 210a. In FIG. 18, the fourth focus detection pixels 302SNL and 302SNR and the fifth focus detection pixels 302LNL and 302LNR are represented by characters “SNL”, “SNR”, “LNL”, and “LNR”, respectively. In the third region 60c, there are a plurality of microlens arrays 610 of a microlens array 610S, microlens array 610SN, microlens array 610N, microlens array 610LN, and microlens array 610L, Is provided.

マイクロレンズ列610Nに含まれるマイクロレンズ31には、一定間隔(図18では1つおき)ごとに、第1焦点検出画素302NL、302NRが交互に配列される。マイクロレンズ列610Sに含まれるマイクロレンズ31には、一定間隔(図18では1つおき)ごとに、第2焦点検出画素302SL、302SRが交互に配列される。マイクロレンズ列610Lに含まれるマイクロレンズ31には、一定間隔(図18では1つおき)ごとに、第3焦点検出画素302LL、302LRが交互に配列される。マイクロレンズ列610SNに含まれるマイクロレンズ31には、一定間隔(図18では1つおき)ごとに、第4焦点検出画素302SNL、302SNRが交互に配列される。マイクロレンズ列610LNに含まれるマイクロレンズ31には、一定間隔(図18では1つおき)ごとに、第5焦点検出画素302LNL、302LNRが交互に配列される。   In the microlens 31 included in the microlens array 610N, the first focus detection pixels 302NL and 302NR are alternately arranged at regular intervals (every other in FIG. 18). In the microlens 31 included in the microlens array 610S, the second focus detection pixels 302SL and 302SR are alternately arranged at regular intervals (every other in FIG. 18). In the microlens 31 included in the microlens array 610L, the third focus detection pixels 302LL and 302LR are alternately arranged at regular intervals (every other in FIG. 18). In the microlens 31 included in the microlens array 610SN, the fourth focus detection pixels 302SNL and 302SNR are alternately arranged at regular intervals (every other in FIG. 18). In the microlens 31 included in the microlens array 610LN, the fifth focus detection pixels 302LNL and 302LNR are alternately arranged at regular intervals (every other in FIG. 18).

一対の第4焦点検出画素302SNL、302SNRおよび一対の第5焦点検出画素302LNL、302LNRは、個々のマイクロレンズ31内において、想定される射出瞳位置からの主光線に対して点対称に配置される。例えば、図18に示すマイクロレンズ列610SNにおいて、想定される射出瞳位置からの主光線の位置を丸印LPで示す。各々のマイクロレンズ31に注目したとき、第4焦点検出画素302SNLと第4焦点検出画素302SNRは、この丸印LPに対して点対称となるように配置されている。具体的には、第4焦点検出画素302SNLは、丸印LPのすぐ右下に配置されており、第4焦点検出画素302SNRは、丸印LPのすぐ左上に配置されている。第5焦点検出画素302LNL、302LNRについても同様である。   The pair of fourth focus detection pixels 302SNL and 302SNR and the pair of fifth focus detection pixels 302LNL and 302LNR are arranged point-symmetrically with respect to the principal ray from the assumed exit pupil position in each microlens 31. . For example, in the microlens array 610SN shown in FIG. 18, the position of the principal ray from the assumed exit pupil position is indicated by a circle LP. When attention is paid to each microlens 31, the fourth focus detection pixel 302SNL and the fourth focus detection pixel 302SNR are arranged so as to be point-symmetric with respect to the circle LP. Specifically, the fourth focus detection pixel 302SNL is disposed immediately below the circle LP, and the fourth focus detection pixel 302SNR is disposed immediately above the circle LP. The same applies to the fifth focus detection pixels 302LNL and 302LNR.

第4焦点検出画素302SNL、302SNRは、マイクロレンズ31の光軸から紙面右方向に一定距離だけ離れた位置に配置される。マイクロレンズ31の光軸からの距離は、第2焦点検出画素302SL、302SRに比べて短い。同様に、第5焦点検出画素302LNL、302LNRは、マイクロレンズ31の光軸から紙面左方向(第4焦点検出画素302SNL、302SNRとは逆の方向)に一定距離だけ離れた位置に配置される。マイクロレンズ31の光軸からの距離は、第3焦点検出画素302LL、302LRに比べて短い。   The fourth focus detection pixels 302SNL and 302SNR are arranged at positions away from the optical axis of the microlens 31 by a certain distance in the right direction on the paper surface. The distance from the optical axis of the micro lens 31 is shorter than the second focus detection pixels 302SL and 302SR. Similarly, the fifth focus detection pixels 302LNL and 302LNR are arranged at positions away from the optical axis of the microlens 31 by a fixed distance in the left direction of the paper (the direction opposite to the fourth focus detection pixels 302SNL and 302SNR). The distance from the optical axis of the microlens 31 is shorter than the third focus detection pixels 302LL and 302LR.

以上のように構成された撮像素子210aを用いると、撮像兼焦点検出画素301により出力された撮像信号から、光軸方向の所定範囲内における任意像面の画像(いわゆるリフォーカス画像)を合成する、いわゆるリフォーカス機能を実現することができる。以下、リフォーカス機能について説明する。   When the imaging device 210a configured as described above is used, an image of an arbitrary image plane (so-called refocus image) within a predetermined range in the optical axis direction is synthesized from the imaging signal output from the imaging / focus detection pixel 301. A so-called refocus function can be realized. Hereinafter, the refocus function will be described.

図19は、合成対象の像面S上の光点Pからの光束と撮像素子210aとを模式的に示した断面図である。図19において、合成対象の像面S上に設けた光点Pを考える。この光点Pから撮像素子12に向かう光の広がり角θは、結像光学系110の瞳の大きさ(すなわち結像光学系110の絞り値)により規定される。マイクロレンズ31の絞り値は結像光学系110の絞り値と同じかそれより小さくなるように構成されている。従って、この光点Pから出射し、あるマイクロレンズ31に入射した光束は、そのマイクロレンズ31により被覆されている領域の外には広がらない。   FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing the light flux from the light spot P on the image plane S to be synthesized and the image sensor 210a. In FIG. 19, a light spot P provided on the image plane S to be synthesized is considered. The spread angle θ of light from the light spot P toward the image sensor 12 is defined by the size of the pupil of the imaging optical system 110 (that is, the aperture value of the imaging optical system 110). The aperture value of the micro lens 31 is configured to be the same as or smaller than the aperture value of the imaging optical system 110. Therefore, the light beam emitted from the light spot P and incident on a certain microlens 31 does not spread outside the region covered with the microlens 31.

ここで、図19に示すように、光点Pからの光束が5つのマイクロレンズ31(1)〜31(5)に入射するとすれば、これらのマイクロレンズ31(1)〜31(5)に入射した光束300(1)〜300(5)の受光面上における入射光量(光電変換部34(1)〜34(5)の光電変換出力)を積算することにより、光点Pからの瞳に制限された全入射光量が得られる。すなわち、合成対象の像面S上の光点P(合成対象の画素)の光量が得られることになる。   Here, as shown in FIG. 19, if the light beam from the light spot P is incident on the five microlenses 31 (1) to 31 (5), the microlenses 31 (1) to 31 (5) are incident on the microlenses 31 (1) to 31 (5). By integrating the incident light quantity (photoelectric conversion output of the photoelectric conversion units 34 (1) to 34 (5)) on the light receiving surface of the incident light beams 300 (1) to 300 (5), the pupil from the light spot P is integrated. A limited total amount of incident light is obtained. That is, the amount of light at the light spot P (the pixel to be synthesized) on the image plane S to be synthesized is obtained.

ボディCPU220は、指定された像面S上に複数の光点Pを設定し、各光点Pについて、その光点Pからの光束が入射するマイクロレンズ31を特定する。ボディCPU220は、特定した各マイクロレンズ31について、光点Pからの光束がどの光電変換部34に入射するかを特定する。ボディCPU220は、特定した光電変換部34の光電変換出力を積算することにより、光点Pの画素値を算出する。なお、特定した光電変換部34が、焦点検出画素302の光電変換部34であった場合には、その光電変換部34からの光電変換出力の代わりに、その周囲の光電変換部34による光電変換出力に基づく補間演算を行って得られた光電変換出力を用いることが望ましい。   The body CPU 220 sets a plurality of light spots P on the designated image plane S, and specifies, for each light spot P, the microlens 31 on which the light beam from the light spot P is incident. The body CPU 220 identifies which photoelectric conversion unit 34 the light beam from the light spot P is incident on for each identified microlens 31. The body CPU 220 calculates the pixel value of the light spot P by integrating the photoelectric conversion outputs of the specified photoelectric conversion unit 34. In addition, when the specified photoelectric conversion unit 34 is the photoelectric conversion unit 34 of the focus detection pixel 302, instead of the photoelectric conversion output from the photoelectric conversion unit 34, photoelectric conversion by the surrounding photoelectric conversion unit 34 is performed. It is desirable to use a photoelectric conversion output obtained by performing an interpolation operation based on the output.

以上の処理によって、合成対象として指定された像面Sの画像が合成される。ボディCPU220は、1回の撮像によって撮像素子210aから出力される撮像信号に対して、複数の異なる像面の画像を合成することができる。すなわち、1回の撮像結果から複数像面の画像を得ることができる。   Through the above processing, the image of the image plane S designated as the synthesis target is synthesized. The body CPU 220 can synthesize images of a plurality of different image planes with the imaging signal output from the imaging device 210a by one imaging. That is, an image having a plurality of image planes can be obtained from one imaging result.

ところで、以上の処理により一定の解像度を保ったまま好適に合成可能な像面の位置には、一定の制約がある。例えば、マイクロレンズ31の頂点近傍の像面を合成すると、他の位置の像面を合成した場合に比べて、解像度が低下することが知られている。このように、合成可能な像面位置には制約がある。そこで、ボディCPU220は、撮像範囲に含まれる主要被写体を周知の被写体認識技術等により認識し、それらの主要被写体が好適に合成可能な範囲(以下、単に合成可能範囲と称する)に含まれるように、フォーカシングレンズ112を駆動する。本実施の形態における焦点調節とは、このように、主要被写体が合成可能範囲に含まれるようにフォーカシングレンズ112の位置を調節することを指す。   By the way, there is a certain restriction on the position of the image plane that can be suitably combined while maintaining a certain resolution by the above processing. For example, it is known that when the image plane near the apex of the microlens 31 is synthesized, the resolution is lower than when the image planes at other positions are synthesized. Thus, there are restrictions on the position of the image plane that can be combined. Therefore, the body CPU 220 recognizes main subjects included in the imaging range by using a well-known subject recognition technique or the like so that these main subjects are included in a range in which the main subjects can be suitably combined (hereinafter simply referred to as a compositible range). Then, the focusing lens 112 is driven. The focus adjustment in the present embodiment refers to adjusting the position of the focusing lens 112 so that the main subject is included in the compositable range as described above.

次に、第1焦点検出部221が行う、小デフォーカス用の焦点検出演算について説明する。第1焦点検出部221は、まず焦点検出エリア近傍の撮像兼焦点検出画素301から焦点検出信号を取得する。例えば、焦点検出エリア近傍に横一列に並んだ多数のマイクロレンズ31を選択する。そして、選択したそれらのマイクロレンズ31の各々について、マイクロレンズ31の左半分に配置された撮像兼焦点検出画素301の光電変換部34の受光出力を加算した信号と、マイクロレンズ31の右半分に配置された撮像兼焦点検出画素301の光電変換部34の受光出力を加算した信号とを生成する。これら一対の信号は、第1の実施の形態における光電変換部34L、34Rの受光出力と同様に、一対の焦点検出信号として扱うことができる。第1焦点検出部221は、相関演算を行ってこの一対の焦点検出信号の位相差を算出し、デフォーカス量を演算する。このような演算は周知であるので説明を省略する。   Next, the focus detection calculation for small defocusing performed by the first focus detection unit 221 will be described. The first focus detection unit 221 first acquires a focus detection signal from the imaging / focus detection pixel 301 in the vicinity of the focus detection area. For example, a large number of microlenses 31 arranged in a horizontal row near the focus detection area are selected. Then, for each of the selected microlenses 31, a signal obtained by adding the light reception output of the photoelectric conversion unit 34 of the imaging / focus detection pixel 301 arranged in the left half of the microlens 31 and the right half of the microlens 31 are displayed. A signal obtained by adding the light reception outputs of the photoelectric conversion units 34 of the arranged imaging and focus detection pixels 301 is generated. These pair of signals can be handled as a pair of focus detection signals in the same manner as the light reception outputs of the photoelectric conversion units 34L and 34R in the first embodiment. The first focus detection unit 221 performs correlation calculation to calculate the phase difference between the pair of focus detection signals, and calculates the defocus amount. Since such calculation is well known, description thereof is omitted.

以上の説明では、マイクロレンズ31の左右半分に配置された撮像兼焦点検出画素301の光電変換部34の受光出力を加算していたが、加算に用いる光電変換部34の数を減らすことで、あたかも入射光の光量を制限したかのような焦点検出信号を得ることができる。加算に用いる光電変換部34の数を減らせば減らすほど、大デフォーカスへの対応が良くなるが、その一方で焦点検出信号の信号量は小さくなり、精度は悪くなる。従って、例えば小デフォーカス時には、多くの光電変換部34からの受光出力を加算することが望ましい。一方、2つの(一対の)光電変換部34からの受光出力だけを用いた一対の焦点検出信号を生成することで、大デフォーカスにも対応することができる。   In the above description, the light reception outputs of the photoelectric conversion units 34 of the imaging and focus detection pixels 301 arranged in the left and right halves of the microlens 31 are added, but by reducing the number of photoelectric conversion units 34 used for the addition, A focus detection signal can be obtained as if the amount of incident light was limited. The smaller the number of photoelectric conversion units 34 used for addition, the better the response to large defocusing. On the other hand, the signal amount of the focus detection signal becomes smaller and the accuracy becomes worse. Therefore, for example, at the time of small defocusing, it is desirable to add the light reception outputs from many photoelectric conversion units 34. On the other hand, by generating a pair of focus detection signals using only the light reception outputs from the two (a pair of) photoelectric conversion units 34, it is possible to cope with a large defocus.

更に大デフォーカスである場合、2つの(一対の)光電変換部34からの受光出力だけを用いた一対の焦点検出信号であっても、焦点検出を行えない可能性がある。そのような場合、本実施の形態では、第2焦点検出部222が行う、大デフォーカス用の焦点検出演算の結果を用いて焦点調節がなされる。   Further, in the case of large defocus, there is a possibility that focus detection cannot be performed even with a pair of focus detection signals using only the light reception outputs from the two (pair) photoelectric conversion units 34. In such a case, in the present embodiment, the focus adjustment is performed using the result of the focus detection calculation for large defocusing performed by the second focus detection unit 222.

次に、第2焦点検出部222が行う、大デフォーカス用の焦点検出演算について説明する。第2焦点検出部222は、まず焦点検出エリア近傍から結像光学系110の射出瞳の位置に応じたマイクロレンズ列610を選択する。例えば焦点検出エリアが撮影画面の中央近傍で、その近傍にマイクロレンズ列610Nのみがある場合は、必然的にそのマイクロレンズ列610Nが選択される。   Next, the focus detection calculation for large defocusing performed by the second focus detection unit 222 will be described. First, the second focus detection unit 222 selects the microlens array 610 corresponding to the position of the exit pupil of the imaging optical system 110 from the vicinity of the focus detection area. For example, when the focus detection area is near the center of the shooting screen and only the micro lens array 610N is in the vicinity, the micro lens array 610N is inevitably selected.

一方、焦点検出エリアが撮影画面の中央から離れた位置にあり、その近傍にマイクロレンズ列610S、610N、610Lの3つが存在する場合には、結像光学系110の射出瞳の位置に応じてその中から1つのマイクロレンズ列610を1つ選択する。具体的には、結像光学系110の射出瞳が相対的に遠い位置にある(所定距離以上遠い位置にある)場合には、マイクロレンズ列610Lを選択する。逆に、結像光学系110の射出瞳が相対的に近い位置にある(所定距離以内の近い位置にある)場合には、マイクロレンズ列610Sを選択する。どちらでもない(中間的な位置にある)場合には、マイクロレンズ列610Nを選択する。   On the other hand, when the focus detection area is at a position away from the center of the shooting screen and there are three microlens arrays 610S, 610N, and 610L in the vicinity thereof, the focus detection area depends on the position of the exit pupil of the imaging optical system 110. One microlens array 610 is selected from among them. Specifically, when the exit pupil of the imaging optical system 110 is at a relatively distant position (at a position distant from a predetermined distance), the microlens array 610L is selected. On the other hand, when the exit pupil of the imaging optical system 110 is at a relatively close position (a close position within a predetermined distance), the microlens array 610S is selected. If neither is present (in an intermediate position), the microlens array 610N is selected.

次に第2焦点検出部222は、選択したマイクロレンズ列610内の焦点検出画素302から焦点検出信号を取得する。例えばマイクロレンズ列610Nが選択されたとすると、そのマイクロレンズ列610N内には、第1焦点検出画素302NL、302NRが一列に配列されている。第2焦点検出部222は、多数の第1焦点検出画素302NLの出力(光電変換部34の受光出力)を並べた出力信号と、多数の第1焦点検出画素302NRの出力(光電変換部34の受光出力)を並べた出力信号と、の一対の信号を、一対の焦点検出信号とする。そして、相関演算を行ってこの一対の焦点検出信号の位相差を算出し、デフォーカス量を演算する。このような演算は周知であるので説明を省略する。   Next, the second focus detection unit 222 acquires a focus detection signal from the focus detection pixels 302 in the selected microlens array 610. For example, if the micro lens array 610N is selected, the first focus detection pixels 302NL and 302NR are arranged in a line in the micro lens array 610N. The second focus detection unit 222 outputs an output signal in which outputs of a large number of first focus detection pixels 302NL (light reception outputs of the photoelectric conversion unit 34) are arranged, and outputs of a large number of first focus detection pixels 302NR (of the photoelectric conversion unit 34). A pair of signals with an output signal in which the light reception outputs are arranged are defined as a pair of focus detection signals. Then, a correlation calculation is performed to calculate a phase difference between the pair of focus detection signals, and a defocus amount is calculated. Since such calculation is well known, description thereof is omitted.

ここで得られる一対の焦点検出信号は、遮光部材35により開口が制限されているので、前述した2つの(一対の)光電変換部34からの受光出力だけを用いた一対の焦点検出信号よりも更に大デフォーカスに対応可能な焦点検出信号である。   Since the opening of the pair of focus detection signals obtained here is limited by the light shielding member 35, the pair of focus detection signals is more than the pair of focus detection signals using only the light reception outputs from the two (a pair of) photoelectric conversion units 34 described above. Further, this is a focus detection signal that can cope with large defocus.

上述した第3の実施の形態によるカメラシステムによれば、次の作用効果が得られる。
(1)あるマイクロレンズ31を通過した光が入射する焦点検出画素302および複数の撮像兼焦点検出画素301と、別のマイクロレンズ31を通過した光が入射する焦点検出画素302および複数の撮像兼焦点検出画素301とを設けた。このようにしたので、いわゆるリフォーカスカメラにおいても、大デフォーカス状態であっても小デフォーカス状態であっても適切な焦点検出が可能になる。
According to the camera system of the third embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) A focus detection pixel 302 and a plurality of imaging / focus detection pixels 301 into which light having passed through a certain microlens 31 is incident, and a focus detection pixel 302 and a plurality of imaging / injection in which light having passed through another microlens 31 is incident A focus detection pixel 301 is provided. As described above, even in a so-called refocus camera, appropriate focus detection can be performed even in a large defocus state or a small defocus state.

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。   The following modifications are also within the scope of the present invention, and one or a plurality of modifications can be combined with the above-described embodiment.

(変形例1)
上述した実施形態では、焦点検出画素302に所定幅の開口部を有する遮光部材35を設けていた。このように、遮光部材35を設ける代わりに、光電変換部34の幅を実際に小さくしてもよい。
(Modification 1)
In the embodiment described above, the light shielding member 35 having an opening with a predetermined width is provided in the focus detection pixel 302. In this way, instead of providing the light shielding member 35, the width of the photoelectric conversion unit 34 may be actually reduced.

図20(a)に、開口部36NRを有する遮光部材35の代わりに、開口部36NRの位置および大きさに合わせて形成された光電変換部34NRを有する第1焦点検出画素302NR’を例示する。   FIG. 20A illustrates a first focus detection pixel 302NR ′ having a photoelectric conversion unit 34NR formed in accordance with the position and size of the opening 36NR instead of the light shielding member 35 having the opening 36NR.

また、第1焦点検出画素302NRおよび第1焦点検出画素302NLを、一対の光電変換部を有する単一の画素としてもよい。つまり、1つの画素について、開口部36NRに相当する位置に、開口部36NRに相当するサイズの光電変換部34を設けると共に、開口部36NLに相当する位置に、開口部36NLに相当するサイズの別の光電変換部34を設け、上述した実施形態における第1焦点検出画素302NR、NLを置き換えてもよい。第2〜第5焦点検出画素についても同様である。   The first focus detection pixel 302NR and the first focus detection pixel 302NL may be a single pixel having a pair of photoelectric conversion units. That is, for each pixel, a photoelectric conversion unit 34 having a size corresponding to the opening 36NR is provided at a position corresponding to the opening 36NR, and another size corresponding to the opening 36NL is provided at a position corresponding to the opening 36NL. The photoelectric conversion unit 34 may be provided to replace the first focus detection pixels 302NR and NL in the embodiment described above. The same applies to the second to fifth focus detection pixels.

あるいは、1つの画素について、撮像兼焦点検出画素301と同様の一対の光電変換部34L、34Rを設けると共に、遮光部材35に開口部36NL、NRを両方設けることもできる。第2〜第5焦点検出画素についても同様である。   Alternatively, a pair of photoelectric conversion units 34L and 34R similar to the imaging and focus detection pixel 301 may be provided for one pixel, and both the openings 36NL and NR may be provided in the light shielding member 35. The same applies to the second to fifth focus detection pixels.

(変形例3)
焦点検出画素302に遮光部材35を設けた場合、光電変換部34に入射しなかった光束(遮光部材35に入射した光束)が、隣接する撮像兼焦点検出画素301に漏れ込む可能性がある。このような迷光を防止するため、遮光部材35の表面に反射防止膜を設けてもよい。図20(b)に、遮光部材35の表面に反射防止膜37を設けた第1焦点検出画素302NR’’を例示する。
(Modification 3)
When the light shielding member 35 is provided in the focus detection pixel 302, there is a possibility that a light beam that has not entered the photoelectric conversion unit 34 (light beam that has entered the light shielding member 35) leaks into the adjacent imaging and focus detection pixel 301. In order to prevent such stray light, an antireflection film may be provided on the surface of the light shielding member 35. FIG. 20B illustrates a first focus detection pixel 302NR ″ in which an antireflection film 37 is provided on the surface of the light shielding member 35.

(変形例4)
焦点検出画素302の種類数、配置数、配列は上述した実施形態と異なっていてもよい。同様に、第1領域60a、第2領域60b、第3領域60cとして例示した、焦点検出画素302が配置される領域の種類数、配置数、形状、配置パターンは上述した実施形態と異なっていてもよい。
(Modification 4)
The number of types, the number of arrangement, and the arrangement of the focus detection pixels 302 may be different from those in the above-described embodiment. Similarly, the number of types, the number of arrangement, the shape, and the arrangement pattern of the areas where the focus detection pixels 302 are arranged as exemplified as the first area 60a, the second area 60b, and the third area 60c are different from those of the above-described embodiment. Also good.

図21(a)に、第1領域60a、第2領域60b、第3領域60cを円弧状に配置した例を示す。また、図21(b)には、第1領域60a、第2領域60b、第3領域60cを同心円状に配置した例を示す。このように、焦点検出画素302が配置される領域の形状および配置パターンは種々のものが考えられる。   FIG. 21A shows an example in which the first region 60a, the second region 60b, and the third region 60c are arranged in an arc shape. FIG. 21B shows an example in which the first region 60a, the second region 60b, and the third region 60c are arranged concentrically. As described above, various shapes and arrangement patterns of the area where the focus detection pixels 302 are arranged can be considered.

(変形例5)
撮像兼焦点検出画素301が有する一対の光電変換部34R、34Lの形状は、図3(a)に図示したものと異なっていてもよい。例えば、図22(a)に図示するように、矩形であってもよい。また、焦点検出方向は、X軸方向に限定されず、例えばY軸方向でもよい。この場合、例えば図22(b)に図示するように、Y軸方向に分割された一対の光電変換部34T、34Bを設ければよい。
(Modification 5)
The shape of the pair of photoelectric conversion units 34R and 34L included in the imaging / focus detection pixel 301 may be different from that illustrated in FIG. For example, it may be rectangular as illustrated in FIG. Further, the focus detection direction is not limited to the X-axis direction, and may be, for example, the Y-axis direction. In this case, for example, as illustrated in FIG. 22B, a pair of photoelectric conversion units 34T and 34B divided in the Y-axis direction may be provided.

更に、X軸方向とY軸方向の両方を焦点検出方向とすることもできる。例えば図22(c)に図示するように、4つの光電変換部34a、34b、34c、34dを設ける。このとき、紙面左側に配置された2つの光電変換部34a、34cの受光信号を加算すれば、図22(a)に図示した光電変換部34Lの受光信号に相当する信号が得られる。また、紙面上側に配置された2つの光電変換部34a、34bの受光信号を加算すれば、図22(b)に図示した光電変換部34Tの受光信号に相当する信号が得られる。従って、図22(c)に図示するように撮像兼焦点検出画素301を構成すると共に、4つの光電変換部34a、34b、34c、34dのX軸方向およびY軸方向の幅を小さくした光電変換部を有する焦点検出画素302を設ければ、X軸方向とY軸方向の両方が焦点検出方向となる。   Furthermore, both the X-axis direction and the Y-axis direction can be used as the focus detection direction. For example, as illustrated in FIG. 22C, four photoelectric conversion units 34a, 34b, 34c, and 34d are provided. At this time, if the light reception signals of the two photoelectric conversion units 34a and 34c arranged on the left side of the sheet are added, a signal corresponding to the light reception signal of the photoelectric conversion unit 34L illustrated in FIG. Further, if the light reception signals of the two photoelectric conversion units 34a and 34b arranged on the upper side of the sheet are added, a signal corresponding to the light reception signal of the photoelectric conversion unit 34T illustrated in FIG. 22B is obtained. Accordingly, as shown in FIG. 22 (c), the image pickup and focus detection pixel 301 is configured, and the photoelectric conversion in which the widths of the four photoelectric conversion units 34a, 34b, 34c, and 34d in the X-axis direction and the Y-axis direction are reduced. If the focus detection pixel 302 having a portion is provided, both the X-axis direction and the Y-axis direction become the focus detection direction.

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。   As long as the characteristics of the present invention are not impaired, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention. .

1…カメラシステム、100…交換レンズ、110…結像光学系、112…フォーカシングレンズ、120…レンズCPU、130…絞り、200…カメラボディ、210…撮像素子、220…ボディCPU、221…第1焦点検出部、222…第2焦点検出部、230…焦点調節部、240…ROM、250…表示装置、301、301a、301b…撮像兼焦点検出画素、302…焦点検出画素 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Camera system, 100 ... Interchangeable lens, 110 ... Imaging optical system, 112 ... Focusing lens, 120 ... Lens CPU, 130 ... Aperture, 200 ... Camera body, 210 ... Imaging element, 220 ... Body CPU, 221 ... 1st Focus detection unit, 222 ... second focus detection unit, 230 ... focus adjustment unit, 240 ... ROM, 250 ... display device, 301, 301a, 301b ... imaging and focus detection pixel, 302 ... focus detection pixel

Claims (9)

撮影光学系からの光が、遮光膜の第1位置に設けられた第1開口部を介して入射される第1焦点検出画素と、
前記撮影光学系からの光が、遮光膜の前記第1位置とは異なる第2位置に設けられた第2開口部を介して入射される第2焦点検出画素と、
前記第1焦点検出画素が配置される第1領域と、前記第1領域より像高が高く前記第1焦点検出画素および前記第2焦点検出画素が配置される第2領域とが設けられる画素部と、
を有する撮像素子。
A first focus detection pixel into which light from the imaging optical system is incident through a first opening provided at a first position of the light shielding film;
A second focus detection pixel in which light from the photographing optical system is incident through a second opening provided at a second position different from the first position of the light shielding film;
A pixel unit provided with a first region in which the first focus detection pixel is disposed and a second region in which the image height is higher than that of the first region and in which the first focus detection pixel and the second focus detection pixel are disposed. When,
An imaging device having
請求項1に記載の撮像素子において、
前記第1焦点検出画素は、前記撮影光学系の第1射出瞳の一方からの光、又は前記第1射出瞳の他方からの光が、前記第1開口部を介して入射され、
前記第2焦点検出画素は、前記撮影光学系の第2射出瞳の一方からの光、又は前記第2射出瞳の他方からの光が、前記第2開口部を介して入射される撮像素子。
The imaging device according to claim 1,
The first focus detection pixel receives light from one of the first exit pupils of the imaging optical system or light from the other of the first exit pupils through the first opening.
The second focus detection pixel is an image sensor in which light from one of the second exit pupils of the imaging optical system or light from the other of the second exit pupils is incident through the second opening.
請求項1または請求項2に記載の撮像素子において、
前記画素部には、前記撮影光学系からの光が入射される撮像画素が更に配置され、
第1方向における前記第1開口部および前記第2開口部の幅は第1幅であり、
前記第1方向における前記撮像画素に光が入射される幅は、前記第1幅より大きい第2幅である撮像素子。
The imaging device according to claim 1 or 2,
In the pixel portion, an imaging pixel on which light from the photographing optical system is incident is further arranged,
A width of the first opening and the second opening in the first direction is a first width,
The imaging element in which a width in which light is incident on the imaging pixel in the first direction is a second width larger than the first width.
請求項3に記載の撮像素子において、
前記撮影光学系の光軸から前記第1領域までの前記第1方向に関する距離は、前記光軸から前記第2領域までの前記第1方向に関する距離よりも短い撮像素子。
The imaging device according to claim 3,
The imaging element in which a distance in the first direction from the optical axis of the photographing optical system to the first region is shorter than a distance in the first direction from the optical axis to the second region.
請求項3または請求項4に記載の撮像素子において、
前記第1焦点検出画素および前記第2焦点検出画素は、それぞれが前記第1方向に沿って複数個配置される撮像素子。
In the imaging device according to claim 3 or 4,
An imaging device in which a plurality of the first focus detection pixels and the second focus detection pixels are arranged along the first direction.
請求項3から請求項5までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記画素部は、第1マイクロレンズおよび第2マイクロレンズを更に備え、
前記第1マイクロレンズを通過した光は、一群の前記撮像画素および少なくとも1つの前記第1焦点検出画素に入射し、
前記第2マイクロレンズを通過した光は、前記第1マイクロレンズとは別の一群の前記撮像画素および少なくとも1つの前記第2焦点検出画素に入射する撮像素子。
In the imaging device according to any one of claims 3 to 5,
The pixel unit further includes a first microlens and a second microlens,
The light that has passed through the first microlens is incident on a group of the imaging pixels and at least one first focus detection pixel,
The light that has passed through the second microlens is incident on a group of the imaging pixels different from the first microlens and at least one second focus detection pixel.
請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記撮影光学系からの光が、遮光膜の前記第1位置とも前記第2位置とも異なる第3位置に設けられた第3開口部を介して入射される第3焦点検出画素を更に備え、
前記画素部には、前記第2領域よりも像高が高く前記第1焦点検出画素、前記第2焦点検出画素、および前記第3焦点検出画素が配置される第3領域が更に設けられる撮像素子。
In the imaging device according to any one of claims 1 to 6,
A third focus detection pixel on which light from the imaging optical system is incident through a third opening provided at a third position different from the first position and the second position of the light shielding film;
The pixel unit further includes a third region having an image height higher than that of the second region and in which the first focus detection pixel, the second focus detection pixel, and the third focus detection pixel are arranged. .
入射光が入射される複数の撮像画素と、複数種類の焦点検出画素と、が配置される画素部を有し、
前記画素部は、所定種類の前記焦点検出画素が配置される第1領域と、前記第1領域より像高が高く前記第1領域に配置される所定種類よりも多い種類の前記焦点検出画素が配置される第2領域と、を有する撮像素子。
A plurality of imaging pixels to which incident light is incident and a plurality of types of focus detection pixels, and a pixel unit in which the pixel units are arranged;
The pixel unit includes a first region in which a predetermined type of the focus detection pixel is disposed, and a type of the focus detection pixel having a higher image height than the first region and greater than the predetermined type disposed in the first region. An image sensor having a second region to be arranged.
請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の撮像素子と、
撮影光学系の射出瞳が第1の射出瞳位置にある場合には前記第1焦点検出画素から出力された焦点検出信号に基づき焦点検出を行い、撮影光学系の射出瞳が第2の射出瞳位置にある場合には前記第2焦点検出画素から出力された焦点検出信号に基づき焦点検出を行う焦点検出部と、
を備える電子カメラ。
The image sensor according to any one of claims 1 to 7,
When the exit pupil of the imaging optical system is at the first exit pupil position, focus detection is performed based on the focus detection signal output from the first focus detection pixel, and the exit pupil of the imaging optical system is the second exit pupil. A focus detection unit that performs focus detection based on a focus detection signal output from the second focus detection pixel when in position;
With electronic camera.
JP2016108978A 2016-05-31 2016-05-31 Image sensor and image sensor Active JP6808978B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016108978A JP6808978B2 (en) 2016-05-31 2016-05-31 Image sensor and image sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016108978A JP6808978B2 (en) 2016-05-31 2016-05-31 Image sensor and image sensor

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020204405A Division JP7180664B2 (en) 2020-12-09 2020-12-09 Imaging element and imaging device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017216578A true JP2017216578A (en) 2017-12-07
JP6808978B2 JP6808978B2 (en) 2021-01-06

Family

ID=60577320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016108978A Active JP6808978B2 (en) 2016-05-31 2016-05-31 Image sensor and image sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6808978B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019031000A1 (en) * 2017-08-09 2019-02-14 ソニー株式会社 Signal processing device, image capturing device, signal processing method, and program
TWI676283B (en) * 2019-01-29 2019-11-01 同泰電子科技股份有限公司 Cmos phtosensitive unit, protection glass module thereof and manufaturing method of the same
JPWO2020138350A1 (en) * 2018-12-26 2021-11-11 株式会社ニコン Interchangeable lens, focus detector, and camera body
JP2022106735A (en) * 2018-07-20 2022-07-20 株式会社ニコン Image pick-up device and imaging apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007279312A (en) * 2006-04-05 2007-10-25 Nikon Corp Imaging element, image sensor and imaging apparatus
JP2010039162A (en) * 2008-08-05 2010-02-18 Nikon Corp Focus-detecting device and image pickup device
JP2011221253A (en) * 2010-04-08 2011-11-04 Sony Corp Imaging apparatus, solid-state image sensor, imaging method and program
JP2012182332A (en) * 2011-03-02 2012-09-20 Sony Corp Imaging element and imaging device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007279312A (en) * 2006-04-05 2007-10-25 Nikon Corp Imaging element, image sensor and imaging apparatus
JP2010039162A (en) * 2008-08-05 2010-02-18 Nikon Corp Focus-detecting device and image pickup device
JP2011221253A (en) * 2010-04-08 2011-11-04 Sony Corp Imaging apparatus, solid-state image sensor, imaging method and program
JP2012182332A (en) * 2011-03-02 2012-09-20 Sony Corp Imaging element and imaging device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019031000A1 (en) * 2017-08-09 2019-02-14 ソニー株式会社 Signal processing device, image capturing device, signal processing method, and program
JP2022106735A (en) * 2018-07-20 2022-07-20 株式会社ニコン Image pick-up device and imaging apparatus
US11641519B2 (en) 2018-07-20 2023-05-02 Nikon Corporation Focus detection device, imaging device, and interchangeable lens
US11917292B2 (en) 2018-07-20 2024-02-27 Nikon Corporation Imaging device with pixels, readout unit, and signal line
JPWO2020138350A1 (en) * 2018-12-26 2021-11-11 株式会社ニコン Interchangeable lens, focus detector, and camera body
TWI676283B (en) * 2019-01-29 2019-11-01 同泰電子科技股份有限公司 Cmos phtosensitive unit, protection glass module thereof and manufaturing method of the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP6808978B2 (en) 2021-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5169499B2 (en) Imaging device and imaging apparatus
US8749696B2 (en) Image pickup apparatus having an exit pupil with divided areas
JP5264131B2 (en) Imaging device
JP5424679B2 (en) Imaging apparatus and signal processing apparatus
KR101773168B1 (en) Apparatus and method for controlling focus by image sensor for outputting phase difference signal
KR101917403B1 (en) Image pickup apparatus, image pickup device, image processing method, aperture control method, and program
JP5947602B2 (en) Imaging device
JP4946294B2 (en) Imaging device and imaging apparatus
JP2017016103A (en) Adaptive autofocusing system
JP2009115893A (en) Image-pickup apparatus
JP7352359B2 (en) Image sensor and imaging device
JP6808978B2 (en) Image sensor and image sensor
JP7264192B2 (en) Imaging element and imaging device
JP2007139935A (en) Focus detecting device and imaging device having the focus detecting device
JP6131721B2 (en) Focus detection device and focus adjustment device
JP2017188633A (en) Imaging device and imaging apparatus
JP6929511B2 (en) Image sensor and image sensor
JP7180664B2 (en) Imaging element and imaging device
JP6341668B2 (en) Imaging device
JP6344920B2 (en) Imaging device
JP2014206601A (en) Imaging apparatus and focus adjustment method
JP6257201B2 (en) FOCUS DETECTION DEVICE, ITS CONTROL METHOD, CONTROL PROGRAM, AND IMAGING DEVICE
JP2018046563A (en) Imaging element
JP7019442B2 (en) Image pickup device and its control method
JP2016038467A (en) Image pick-up element, focus detection device and imaging device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190418

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200114

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200313

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200514

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20200514

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200623

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200821

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201022

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201123

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6808978

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250