JP5034215B2 - Solid-state imaging device having function of generating focus detection signal - Google Patents

Solid-state imaging device having function of generating focus detection signal Download PDF

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Description

本発明は、画像信号の生成機能と、焦点検出用信号の生成機能とを兼ね備えた固体撮像装置に関する。   The present invention relates to a solid-state imaging device having both an image signal generation function and a focus detection signal generation function.

従来、焦点検出技術の1つとして瞳分割位相差方式が知られている。この方式は、撮影レンズの通過光束を瞳分割して一対の分割像を形成する。この一対の分割像のパターンズレを検出することで、撮影レンズのデフォーカス量を検出するものである。
このような瞳分割位相差方式の原理を適用した固体撮像装置として、特許文献1,2が知られている。
Conventionally, a pupil division phase difference method is known as one of focus detection techniques. This method forms a pair of divided images by dividing the luminous flux passing through the photographing lens into pupils. The defocus amount of the photographing lens is detected by detecting the pattern shift between the pair of divided images.
Patent Documents 1 and 2 are known as solid-state imaging devices to which the principle of the pupil division phase difference method is applied.

特許文献1では、撮像用画素の全てに、2つずつの光電変換域を対にして設ける。この対になった光電変換域の信号を加算して読み出すことによって、画像信号を生成する。また、対になった光電変換域の信号を別々に読み出すことによって、焦点検出用信号を生成する。   In Patent Document 1, two photoelectric conversion areas are provided in pairs for all imaging pixels. An image signal is generated by adding and reading the paired photoelectric conversion area signals. Further, a focus detection signal is generated by separately reading out signals in a pair of photoelectric conversion regions.

また、特許文献2では、撮像用画素の配列の一部を焦点検出用画素に割り当てる。この焦点検出用画素には、2つずつの光電変換域が設けられ、焦点検出用信号を生成する。特許文献2では、この焦点検出用信号の信号レベルを上げるため、焦点検出用画素に限ってカラーフィルタを省略する。
特開2002−314062号公報(図1,図2など) 特開2003−244712号公報(図2など)
In Patent Document 2, a part of the array of imaging pixels is assigned to the focus detection pixels. This focus detection pixel is provided with two photoelectric conversion areas, and generates a focus detection signal. In Patent Document 2, in order to increase the signal level of the focus detection signal, the color filter is omitted only for the focus detection pixels.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-314062 (FIGS. 1 and 2) Japanese Patent Laid-Open No. 2003-244712 (FIG. 2 etc.)

上述した従来技術では、1画素分のスペース内に、光電変換域を2つずつ設けなければならない。そのため、高解像度の固体撮像装置では、小さな画素スペース内に2つの光電変換域を設けることになり、光電変換域の受光効率が低くなる。
このような理由から、従来の固体撮像装置では、焦点検出用信号の信号レベルが小さく、焦点検出精度の向上が難しいという問題点があった。
そこで、本発明では、焦点検出用信号の信号レベルを増大させることが可能な固体撮像装置を提供することを目的とする。
In the prior art described above, two photoelectric conversion areas must be provided in a space for one pixel. Therefore, in a high-resolution solid-state imaging device, two photoelectric conversion areas are provided in a small pixel space, and the light receiving efficiency of the photoelectric conversion area is lowered.
For these reasons, the conventional solid-state imaging device has a problem that the signal level of the focus detection signal is small and it is difficult to improve the focus detection accuracy.
Therefore, an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of increasing the signal level of a focus detection signal.

本発明の固体撮像装置は、撮像面に複数設けられ、画素単位の受光光束を光電変換して、画像信号を生成する撮像用画素の群と、撮像用画素それぞれの前面に配置される円形のマイクロレンズと、撮像用画素の群の中に設けられ、撮像用画素の群の一の配列方向における複数個の撮像用画素に相当する大きさの矩形状の区画を有し、区画単位の受光光束を瞳分割して光電変換し、焦点検出用信号を生成する複数の焦点検出用画素と、焦点検出用画素それぞれの前面に配置される楕円形のマイクロレンズとを備える。また、焦点検出用画素は、区画のうち楕円形のマイクロレンズの中心から短軸方向にずれた位置に、複数個の撮像用画素に跨るサイズを有する長方形状の光電変換域をさらに備え、光電変換領域のずらし方向が異なる焦点検出用画素と他の配列方向で隣接して一対をなす。 The solid-state imaging device according to the present invention is provided in a plurality on the imaging surface, and is a circular group disposed on the front surface of each of the imaging pixels and a group of imaging pixels that photoelectrically convert the received light beam in pixel units to generate an image signal. a microlens, provided in the group of image sensing pixels has a rectangular section of a size corresponding to a plurality of image pickup pixels in one array direction of a group of imaging pixels, the light-receiving compartment unit A plurality of focus detection pixels for generating a focus detection signal by photoelectrically converting a light beam by pupil division and an elliptical microlens arranged in front of each focus detection pixel. Further, the focus detection pixels, a position shifted in the minor axis direction from the center of the ellipse of the microlens of the compartments, further comprising a rectangular photoelectric conversion area having a size that spans a plurality of imaging pixels, A pair of focus detection pixels having different shifting directions of the photoelectric conversion regions are adjacent to each other in the other arrangement direction.

上述した特許文献1,2では、撮像用/焦点検出用といった用途に応じて、画素サイズを異ならせるという発想がなかった。そのため、高解像度化によって画素サイズが微細化するに従って、焦点検出用信号の信号レベルが低下していた。
本願発明者は、この点に着目して、焦点検出用に使用する画素サイズを、撮像用画素よりも大きくした。これによって、撮像用画素を微細化しても、焦点検出用画素の信号レベルを大きく確保することが可能になる。
その結果、撮像画像の高解像度化と、焦点検出精度の向上という従来相反する課題を同時に解決することが可能になる。また、低照度の環境下でも焦点検出可能なカメラシステムを構築することなどが可能になる。
In Patent Documents 1 and 2 described above, there has been no idea of changing the pixel size depending on the use such as imaging / focus detection. For this reason, the signal level of the focus detection signal has decreased as the pixel size has become finer due to higher resolution.
The inventor of the present application pays attention to this point and makes the pixel size used for focus detection larger than the imaging pixel. This makes it possible to ensure a large signal level of the focus detection pixels even if the imaging pixels are miniaturized.
As a result, it is possible to simultaneously solve the conflicting problems of increasing the resolution of the captured image and improving the focus detection accuracy. In addition, it is possible to construct a camera system capable of detecting a focus even in a low illumination environment.

《第1実施形態》
[画素レイアウトの説明]
図1は、固体撮像装置11の焦点検出エリア(焦点検出用画素13の配置エリア)を示す図である。このような焦点検出エリアは、撮像面上の複数箇所に設けられる。
以下、図1を参照しながら、固体撮像装置11の画素構成を説明する。まず、固体撮像装置11の撮像面には、撮像用画素12の群が配置される。個々の撮像用画素12には、画素単位に受光光束を集光するマイクロレンズ12cと、集光された受光光束を光電変換する光電変換域12eが設けられる。この撮像面には、不図示の撮影レンズを介して被写体像が投影される。撮像用画素12の群は、この被写体像を画素単位に光電変換することによって、画像信号を生成する。
<< First Embodiment >>
[Description of pixel layout]
FIG. 1 is a diagram illustrating a focus detection area (arrangement area of focus detection pixels 13) of the solid-state imaging device 11. Such focus detection areas are provided at a plurality of locations on the imaging surface.
Hereinafter, the pixel configuration of the solid-state imaging device 11 will be described with reference to FIG. First, a group of imaging pixels 12 is arranged on the imaging surface of the solid-state imaging device 11. Each imaging pixel 12 is provided with a microlens 12c that collects the received light beam in units of pixels and a photoelectric conversion region 12e that photoelectrically converts the collected received light beam. A subject image is projected onto the imaging surface via a photographing lens (not shown). The group of imaging pixels 12 generates an image signal by photoelectrically converting the subject image in units of pixels.

一方、焦点検出エリアでは、撮像用画素12の群の間を縫うように、焦点検出用画素13が配置される。この焦点検出用画素13の1個分は、撮像用画素12の複数個分の区画(例えば撮像用画素12の2×2画素分)を占有する。
焦点検出用画素13には、その大きな区画をカバーするように、マイクロレンズ12cより大きなマイクロレンズ13cが配置される。このマイクロレンズ13cの集光範囲に収まるように、一組の光電変換域13a,13bが並べて配置される。この光電変換域13a,13bはいずれも長方形状を成し、その長辺方向が複数の撮像用画素12に跨るサイズを有する。
On the other hand, in the focus detection area, the focus detection pixels 13 are arranged so as to sew between the groups of the imaging pixels 12. One focus detection pixel 13 occupies a plurality of sections of the imaging pixel 12 (for example, 2 × 2 pixels of the imaging pixel 12).
The focus detection pixel 13 is provided with a microlens 13c larger than the microlens 12c so as to cover the large section. A pair of photoelectric conversion areas 13a and 13b are arranged side by side so as to be within the light condensing range of the microlens 13c. The photoelectric conversion areas 13 a and 13 b are both rectangular and have a size in which the long side direction extends over the plurality of imaging pixels 12.

この配置によって、光電変換域13a,13bは、マイクロレンズ13cの通過光束の内、撮影レンズの射出瞳の異なる位置を通った光束(瞳分割光束)を受光するようになる。
例えば、撮像面の横方向に並べた光電変換域13a,13bは、射出瞳を横方向に分割した瞳分割光束をそれぞれ受光する。
また例えば、撮像面の縦方向に並べた光電変換域13a,13bについては、射出瞳を縦方向に分割した瞳分割光束をそれぞれ受光する。
With this arrangement, the photoelectric conversion regions 13a and 13b receive light beams (pupil-divided light beams) that pass through different positions of the exit pupil of the photographing lens among the light beams that pass through the microlens 13c.
For example, the photoelectric conversion areas 13a and 13b arranged in the horizontal direction of the imaging surface respectively receive pupil-divided light beams obtained by dividing the exit pupil in the horizontal direction.
Further, for example, in the photoelectric conversion areas 13a and 13b arranged in the vertical direction of the imaging surface, the pupil-divided light beams obtained by dividing the exit pupil in the vertical direction are received.

また、撮像面の斜め方向に並べた光電変換域13a,13bについては、射出瞳を斜め方向に分割した瞳分割光束をそれぞれ受光する。
撮像面上では、これらの焦点検出用画素13が、その瞳分割の方向に並ぶように、所定のピッチごとに配置される。なお、図1では、これらの焦点検出用画素13が単純に一直線に並ばないよう、その並び方を千鳥足状にずらしている。
Further, in the photoelectric conversion areas 13a and 13b arranged in the oblique direction of the imaging surface, the pupil division light beams obtained by dividing the exit pupil in the oblique direction are received.
On the imaging surface, these focus detection pixels 13 are arranged at predetermined pitches so as to be aligned in the pupil division direction. In FIG. 1, the focus detection pixels 13 are staggered so that the focus detection pixels 13 are not simply aligned.

[回路説明]
図2は、固体撮像装置11の半導体パターンを示す図である。
図3は、固体撮像装置11の等価回路を示す図である。
固体撮像装置11は、垂直転送回路3、水平転送回路4、相関二重サンプリング回路5、および画素読み出し回路から概略構成される。この内、画素読み出し回路は、光電変換域12e,13a,13bごとに1つずつ設けられる。
[Circuit explanation]
FIG. 2 is a diagram illustrating a semiconductor pattern of the solid-state imaging device 11.
FIG. 3 is a diagram illustrating an equivalent circuit of the solid-state imaging device 11.
The solid-state imaging device 11 is generally configured by a vertical transfer circuit 3, a horizontal transfer circuit 4, a correlated double sampling circuit 5, and a pixel readout circuit. Among these, one pixel readout circuit is provided for each of the photoelectric conversion regions 12e, 13a, and 13b.

以下、この画素読み出し回路の構成について説明する。
読み出し回路内には、フローティングデフージョンFDが設けられる。このフローティングデフージョンFDの隣には、リセットトランジスタQRのゲート34を介して、リセットドレイン38が配置される。このフローティングデフージョンFDと光電変換域12e,13a,13bとの間には、転送トランジスタQTの転送ゲート33が配置される。このようなフローティングデフージョンFDの電圧は、配線を介して増幅素子QAのゲート35に印加される。増幅素子QAのソース39は、行選択トランジスタQSのゲート36をオン制御することにより、垂直読み出し線2に接続される。
Hereinafter, the configuration of the pixel readout circuit will be described.
A floating diffusion FD is provided in the reading circuit. Next to the floating diffusion FD, a reset drain 38 is disposed via the gate 34 of the reset transistor QR. A transfer gate 33 of the transfer transistor QT is disposed between the floating diffusion FD and the photoelectric conversion areas 12e, 13a, and 13b. Such a voltage of the floating diffusion FD is applied to the gate 35 of the amplifying element QA through the wiring. The source 39 of the amplifying element QA is connected to the vertical readout line 2 by turning on the gate 36 of the row selection transistor QS.

[焦点検出用信号の読み出し動作の説明]
図4は、固体撮像装置11の読み出し動作を説明するタイミングチャートである。
以下、図2〜4を参照しながら、焦点検出用信号の読み出し動作について説明する。
まず、垂直転送回路3は、期間T1の間、制御信号φL(n)をハイレベルに設定することにより、焦点検出用画素13の存在するn行目の行選択トランジスタQSを選択的に導通させる。
[Description of read operation of focus detection signal]
FIG. 4 is a timing chart for explaining the reading operation of the solid-state imaging device 11.
The focus detection signal readout operation will be described below with reference to FIGS.
First, the vertical transfer circuit 3 sets the control signal φL (n) to a high level during the period T1, thereby selectively turning on the row selection transistor QS of the nth row in which the focus detection pixels 13 are present. .

このような行選択中に、垂直転送回路3は、制御信号φRS(n)を用いて、n行目のリセットトランジスタQRを期間T2だけ導通させる。この導通によって、n行目のフローティングデフージョンFDの不要電荷はリセットドレイン38へ排出され、リセットされる。
期間T2の後、リセットトランジスタQRが非導通に変化すると、フローティングデフージョンFDは、フローティング状態に戻り、その瞬間の電圧(リセット電圧)を保持する。このn行目のリセット電圧は、増幅素子QAを介して垂直読み出し線2にソースホロワ出力される。
During such row selection, the vertical transfer circuit 3 makes the n-th row reset transistor QR conductive for the period T2 using the control signal φRS (n). By this conduction, unnecessary charges of the floating diffusion FD in the nth row are discharged to the reset drain 38 and reset.
After the period T2, when the reset transistor QR changes to non-conduction, the floating diffusion FD returns to the floating state and holds the instantaneous voltage (reset voltage). The reset voltage in the n-th row is output as a source follower to the vertical readout line 2 via the amplifying element QA.

このように垂直読み出し線2からは、n行目のリセット電圧が列単位に出力される。これらのリセット電圧は、制御信号φSHの立ち下げタイミング(期間T3の終了時点)に同期して、相関二重サンプリング回路5(回路5内のコンデンサ群)に保持される。
次に、垂直転送回路3は、制御信号φTG(n)を用いて、n行目の転送トランジスタQTを期間T4だけ導通させる。この導通によって、信号電荷がフローティングデフージョンFDに転送され、フローティングデフージョンFDの電圧がリセット電圧から信号電圧に変化する。このn行目の信号電圧は、増幅素子QAを介して垂直読み出し線2にソースホロワ出力される。
As described above, the reset voltage of the nth row is output from the vertical read line 2 in units of columns. These reset voltages are held in the correlated double sampling circuit 5 (capacitor group in the circuit 5) in synchronization with the falling timing of the control signal φSH (at the end of the period T3).
Next, the vertical transfer circuit 3 uses the control signal φTG (n) to make the transfer transistor QT in the n-th row conductive for the period T4. By this conduction, the signal charge is transferred to the floating diffusion FD, and the voltage of the floating diffusion FD changes from the reset voltage to the signal voltage. The signal voltage of the nth row is output as a source follower to the vertical readout line 2 via the amplifying element QA.

このように垂直読み出し線2を介して列単位に出力されるn行目の信号電圧は、相関二重サンプリング回路5に印加される。相関二重サンプリング回路5は、この信号電圧とリセット電圧の差に相当する真の信号電圧を出力する。
この状態で、水平転送回路4は、焦点検出用画素13が存在する列の制御信号φH1,φH2を用いて、光電変換域13a,13bの真の信号電圧をVoutから順次に読み出す。
以上の動作を個々の焦点検出用画素13について繰り返すことにより、全画素を読み出すことなく、焦点検出用信号を短時間に読み出すことが可能になる。
Thus, the n-th row signal voltage output in units of columns via the vertical readout line 2 is applied to the correlated double sampling circuit 5. The correlated double sampling circuit 5 outputs a true signal voltage corresponding to the difference between the signal voltage and the reset voltage.
In this state, the horizontal transfer circuit 4 sequentially reads the true signal voltages of the photoelectric conversion areas 13a and 13b from Vout using the control signals φH1 and φH2 of the column in which the focus detection pixels 13 are present.
By repeating the above operation for each focus detection pixel 13, the focus detection signal can be read out in a short time without reading out all the pixels.

[焦点検出の原理について]
ここでは、上述した焦点検出用信号を用いた焦点検出の原理について説明する。
まず、1つの焦点検出用画素13に到達する受光光束は、撮影レンズの射出瞳を通過した光束である。この画素単位の受光光束は、焦点検出用画素13内に配置した一組の光電変換域13a,13bに分かれて光電変換される。その結果、一組の光電変換域13a,13bは、撮影レンズの射出瞳の異なる位置を通過した光束(瞳分割光束)を光電変換する。なお、マイクロレンズ13cの集光中心を外した位置に光電変換域13a,13bを配置することにより、画素単位の受光光束を効率良く瞳分割することができる。
[About the principle of focus detection]
Here, the principle of focus detection using the above-described focus detection signal will be described.
First, the received light beam that reaches one focus detection pixel 13 is a light beam that has passed through the exit pupil of the photographing lens. The received light beam in pixel units is divided into a pair of photoelectric conversion areas 13 a and 13 b arranged in the focus detection pixel 13 and subjected to photoelectric conversion. As a result, the pair of photoelectric conversion areas 13a and 13b photoelectrically convert light beams (pupil divided light beams) that have passed through different positions of the exit pupil of the photographing lens. In addition, by disposing the photoelectric conversion regions 13a and 13b at positions where the condensing center of the microlens 13c is removed, it is possible to efficiently divide the received light beam in pixel units into pupils.

ところで、合焦被写体の一点(近接点も含む)から出た光束は、撮影レンズの射出瞳のそれぞれ違う位置を通過した後、撮像面上に点像を結ぶために再び集束する。そのため、合焦状態にある場合、一組の光電変換域13a,13bは、被写体の同じ一点から出た瞳分割光束を受光する。したがって、複数の光電変換域13aから得られる像パターンと、複数の光電変換域13bから得られる像パターンとは、その位相が略一致してほぼ位相差ゼロを示す。   By the way, the light beam emitted from one point (including the close point) of the in-focus subject passes through different positions of the exit pupil of the photographing lens and then converges again to form a point image on the imaging surface. For this reason, in the in-focus state, the pair of photoelectric conversion areas 13a and 13b receive the pupil-divided light beams emitted from the same point on the subject. Therefore, the image pattern obtained from the plurality of photoelectric conversion areas 13a and the image pattern obtained from the plurality of photoelectric conversion areas 13b have substantially the same phase and show substantially zero phase difference.

一方、前ピン状態の被写体から出た光束は、撮影レンズの射出瞳の異なる箇所をそれぞれ通過した後、撮像面の手前で交差してずれた画素位置に到達する。この場合、光電変換域13a側の像パターンと、光電変換域13b側の像パターンは、瞳分割方向にずれる。
逆に、後ピン状態の被写体から出た光束は、撮影レンズの射出瞳の異なる箇所をそれぞれ通過した後、集束不足のまま撮像面上のずれた画素位置に到達する。この場合、光電変換域13a側の像パターンと、光電変換域13b側の像パターンは、前ピン状態と逆方向にずれる。
以上説明したように、撮影レンズの合焦状況に応じて、像パターン間の位相差が変化する。そこで、焦点検出用信号から双方の像パターンを求め、パターンマッチングなどで像ズレ(位相差)を検出することによって、撮影レンズの合焦状況やデフォーカス量を検出することが可能になる。
On the other hand, the luminous flux emitted from the subject in the front pin state passes through different portions of the exit pupil of the photographing lens, and then reaches a pixel position that intersects and deviates in front of the imaging surface. In this case, the image pattern on the photoelectric conversion area 13a side and the image pattern on the photoelectric conversion area 13b side are shifted in the pupil division direction.
Conversely, the light beam emitted from the rear-pinned subject passes through different locations of the exit pupil of the photographic lens, and then reaches a shifted pixel position on the imaging surface with insufficient focusing. In this case, the image pattern on the photoelectric conversion area 13a side and the image pattern on the photoelectric conversion area 13b side are shifted in the opposite direction to the front pin state.
As described above, the phase difference between the image patterns changes depending on the focusing state of the taking lens. Therefore, by obtaining both image patterns from the focus detection signal and detecting an image shift (phase difference) by pattern matching or the like, it is possible to detect the in-focus state and the defocus amount of the photographing lens.

[画像信号の読み出し動作について]
上述した焦点検出用信号の読み出し手順を、撮像用画素12ごとに順次繰り返すことにより、1画面分の画像信号を読み出すことができる。
なお、焦点検出用画素13の配置箇所については、画像信号が欠落する。この欠落部分の画像信号は、周辺の画像信号を用いて補間することが可能である。また、焦点検出用画素13の光電変換域13a,13bの信号に基づいて、欠落部分の画像信号を生成してもよい。
[Image signal readout operation]
The image signal for one screen can be read by sequentially repeating the above-described reading procedure of the focus detection signal for each imaging pixel 12.
It should be noted that image signals are missing at the locations where the focus detection pixels 13 are arranged. This missing image signal can be interpolated using surrounding image signals. Further, the image signal of the missing portion may be generated based on the signals in the photoelectric conversion areas 13a and 13b of the focus detection pixel 13.

[第1実施形態の効果など]
第1実施形態では、焦点検出用画素13のサイズが、撮像用画素12のサイズよりも大きい。そのため、焦点検出用画素13の受光効率は高く、焦点検出用信号の信号レベルは増大する。その結果、焦点検出の精度を高めることが可能になる。
[Effects of First Embodiment]
In the first embodiment, the size of the focus detection pixel 13 is larger than the size of the imaging pixel 12. For this reason, the light receiving efficiency of the focus detection pixel 13 is high, and the signal level of the focus detection signal increases. As a result, it is possible to improve the accuracy of focus detection.

また、サイズの大きな焦点検出用画素13に合わせて、マイクロレンズ13cもサイズを大きくする。その分だけ、焦点検出用画素13の受光効率は高くなり、焦点検出用信号の信号レベルは更に増大する。その結果、低照度の環境下においても焦点検出が可能な固体撮像装置が実現する。   Further, the size of the microlens 13c is also increased in accordance with the focus detection pixel 13 having a large size. Accordingly, the light receiving efficiency of the focus detection pixel 13 is increased, and the signal level of the focus detection signal is further increased. As a result, a solid-state imaging device capable of focus detection even in an environment with low illuminance is realized.

さらに、焦点検出用画素13のサイズを、撮像用画素12の複数個分のサイズに一致させる。そのため、撮像用画素12の群の間に焦点検出用画素13を配置しても、無駄な隙間が生じず、受光量の損失は少ない。   Further, the size of the focus detection pixel 13 is made to match the size of a plurality of the imaging pixels 12. Therefore, even if the focus detection pixels 13 are arranged between the groups of the imaging pixels 12, no useless gap is generated, and the loss of received light amount is small.

また、複数の焦点検出用画素13を撮像面上に千鳥配置する。この千鳥配置では、個々の焦点検出用画素13の上下左右に、撮像用画素12が必ず存在する。そのため、焦点検出用画素13によって欠落する画像信号を、周囲の撮像用画素12を用いて高品質に補間することが可能になる。   In addition, a plurality of focus detection pixels 13 are staggered on the imaging surface. In this staggered arrangement, the imaging pixels 12 always exist on the top, bottom, left, and right of the individual focus detection pixels 13. For this reason, it is possible to interpolate an image signal lost by the focus detection pixel 13 with high quality using the surrounding imaging pixels 12.

さらに、第1実施形態では、マイクロレンズ13cを等方形状とする。そのため、マイクロレンズ13cの設計や製造が容易となる。   Furthermore, in the first embodiment, the microlens 13c has an isotropic shape. This facilitates the design and manufacture of the microlens 13c.

また、行方向に並ぶ光電変換域13a,13bでは、列方向にサイズ拡大しているにも拘わらず、光電変換の期間を一致させることができる。そのため、行方向に並ぶ光電変換域13a,13bでは、時間差なく瞳分割を行うことが可能となり、動体被写体であっても瞳分割像の一致度が損なわれない。その結果、正確かつ確実な焦点検出が可能になる。   In addition, in the photoelectric conversion regions 13a and 13b arranged in the row direction, the photoelectric conversion periods can be made to coincide with each other even though the size is increased in the column direction. Therefore, in the photoelectric conversion areas 13a and 13b arranged in the row direction, it is possible to perform pupil division without time difference, and the degree of coincidence of the pupil divided images is not impaired even for a moving subject. As a result, accurate and reliable focus detection is possible.

《第2実施形態》
図5は、固体撮像装置41の焦点検出エリア(焦点検出用画素43,53の配置エリア)を示す図である。
第2実施形態の特徴は、第1実施形態の焦点検出用画素13に代えて、撮像用画素12の(2×1)個分に相当する区画を占有する焦点検出用画素43,53を設けた点である。
この焦点検出用画素43の区画内には、楕円形のマイクロレンズ43cと光電変換域43bとが1つずつ設けられる。この光電変換域43bは、撮像用画素12の複数個に跨る長さの長方形状を成し、マイクロレンズ43cの中心から短軸方向にずらして配置される。
一方、焦点検出用画素53の区画内には、楕円形のマイクロレンズ53cと光電変換域53aとが1つずつ設けられる。この光電変換域53aは、撮像用画素12の複数個に跨る長さの長方形状を成し、マイクロレンズ53cの中心から短軸方向にずらして配置される。
このように隣接する焦点検出用画素43,53において、光電変換域43b,53aのずらし方向を逆にすることで、焦点検出用画素43,53を用いて一組の瞳分割光束を受光することが可能になる。
なお、画像信号および焦点検出用信号の読み出し動作については、第1実施形態と同様であるため、ここでの動作説明を省略する。
<< Second Embodiment >>
FIG. 5 is a diagram illustrating a focus detection area (arrangement area of the focus detection pixels 43 and 53) of the solid-state imaging device 41.
A feature of the second embodiment is that, instead of the focus detection pixels 13 of the first embodiment, focus detection pixels 43 and 53 that occupy a section corresponding to (2 × 1) image pickup pixels 12 are provided. It is a point.
In the section of the focus detection pixel 43, one elliptical micro lens 43c and one photoelectric conversion region 43b are provided. The photoelectric conversion region 43b has a rectangular shape extending over a plurality of the imaging pixels 12, and is arranged so as to be shifted in the minor axis direction from the center of the microlens 43c.
On the other hand, one oval microlens 53c and one photoelectric conversion area 53a are provided in the section of the focus detection pixel 53. The photoelectric conversion area 53a has a rectangular shape extending over a plurality of the imaging pixels 12, and is shifted from the center of the microlens 53c in the minor axis direction.
In this way, in the adjacent focus detection pixels 43 and 53, by reversing the shifting direction of the photoelectric conversion areas 43b and 53a, a set of pupil-divided light beams is received using the focus detection pixels 43 and 53. Is possible.
Note that the reading operation of the image signal and the focus detection signal is the same as that in the first embodiment, and thus the description of the operation is omitted here.

[第2実施形態の効果など]
第2実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、第2実施形態では、光電変換域43b,53aごとにマイクロレンズ43c,53cを専用に設ける。したがって、より適切な形状のマイクロレンズ43c,53cを設けることが可能になる。
[Effects of Second Embodiment, etc.]
Also in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
Further, in the second embodiment, microlenses 43c and 53c are provided exclusively for the photoelectric conversion regions 43b and 53a. Therefore, it is possible to provide microlenses 43c and 53c having a more appropriate shape.

特に、第2実施形態では、マイクロレンズ43c,53cの短軸方向に光電変換域43b,53aをずらして配置する。この場合、瞳分割方向(短軸方向)と直交する長軸方向については、瞳分割の性能をさほど落とすことなく、光電変換域43b,53aの寸法を長くすることができる。したがって、この長軸方向において受光効率を稼ぐことにより、焦点検出用信号の信号レベルを更に高めることが可能になる。   In particular, in the second embodiment, the photoelectric conversion areas 43b and 53a are shifted in the short axis direction of the micro lenses 43c and 53c. In this case, in the major axis direction orthogonal to the pupil division direction (short axis direction), the dimensions of the photoelectric conversion regions 43b and 53a can be increased without significantly degrading the pupil division performance. Therefore, it is possible to further increase the signal level of the focus detection signal by increasing the light receiving efficiency in the long axis direction.

また、行方向に並ぶ光電変換域43b,53aでは、列方向にサイズ拡大しているにも拘わらず、光電変換の期間を一致させることができる。そのため、行方向に並ぶ光電変換域43b,53aでは、時間差なく瞳分割を行うことが可能となり、動体被写体であっても瞳分割像の一致度が損なわれない。その結果、正確かつ確実な焦点検出が可能になる。   Further, in the photoelectric conversion regions 43b and 53a arranged in the row direction, the photoelectric conversion periods can be made to coincide with each other even though the size is increased in the column direction. Therefore, in the photoelectric conversion areas 43b and 53a arranged in the row direction, pupil division can be performed without time difference, and the degree of coincidence of the pupil division images is not impaired even for a moving subject. As a result, accurate and reliable focus detection is possible.

《第3実施形態》
図6は、固体撮像装置51の焦点検出エリア(焦点検出用画素43,53の配置エリア)を示す図である。第3実施形態の特徴は、対を成す焦点検出用画素43,53を斜め位置にずらして配置した点である。なお、その他の構成は第2実施形態と同様であるため、ここでの説明を省略する。
なお、図7は、焦点検出用画素43,53の配列幅を広げた変形の一例である。
配列幅を広げることで、焦点検出用信号のサンプル数を増やすことが可能になる。その結果、焦点検出の結果を平均化するなどの処理が可能となり、焦点検出精度を更に高めることが可能になる。
<< Third Embodiment >>
FIG. 6 is a diagram illustrating a focus detection area (arrangement area of the focus detection pixels 43 and 53) of the solid-state imaging device 51. A feature of the third embodiment is that the pair of focus detection pixels 43 and 53 are arranged at an oblique position. Since other configurations are the same as those of the second embodiment, description thereof is omitted here.
FIG. 7 shows an example in which the array width of the focus detection pixels 43 and 53 is increased.
By increasing the array width, the number of samples of the focus detection signal can be increased. As a result, it is possible to perform processing such as averaging the results of focus detection, thereby further improving the focus detection accuracy.

[第3実施形態の効果など]
第3実施形態においても、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、第3実施形態では、図6に示すように、対を成す焦点検出用画素43,53を斜めに配置するので、個々の焦点検出用画素43,53の上下左右には、撮像用画素12が必ず存在するようになる。その結果、焦点検出用画素43,53によって欠落する画像信号を、周囲の撮像用画素12を用いて高品質に補間することが可能になる。
[Effects of Third Embodiment]
Also in the third embodiment, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
Furthermore, in the third embodiment, as shown in FIG. 6, the pair of focus detection pixels 43 and 53 are arranged obliquely, so that the imaging pixels are arranged above, below, left and right of the individual focus detection pixels 43 and 53. 12 must exist. As a result, it is possible to interpolate the image signal lost by the focus detection pixels 43 and 53 with high quality using the surrounding imaging pixels 12.

《第4実施形態》
図8は、第4実施形態の画素配列を示す図である。第4実施形態の特徴は、対を成す焦点検出用画素43,53を瞳分割方向と直交する方向(図8では縦方向)に並べて配置した点である。なお、その他の構成は第2実施形態と同様であるため、ここでの説明を省略する。
<< 4th Embodiment >>
FIG. 8 is a diagram illustrating a pixel array according to the fourth embodiment. A feature of the fourth embodiment is that the pair of focus detection pixels 43 and 53 are arranged side by side in a direction (vertical direction in FIG. 8) orthogonal to the pupil division direction. Since other configurations are the same as those of the second embodiment, description thereof is omitted here.

[第4実施形態の効果など]
第4実施形態においても、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、第4実施形態では、対を成す焦点検出用画素43,53間で瞳分割方向における間隔がほぼゼロとなる。したがって、焦点検出用画素43側で得た像パターンと、焦点検出用画素53側で得た像パターンとが一致するか否かを、より正確に判定することができる。したがって、より厳密な合焦判定が可能になる。
[Effects of Fourth Embodiment, etc.]
Also in the fourth embodiment, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
Further, in the fourth embodiment, the distance in the pupil division direction between the pair of focus detection pixels 43 and 53 is substantially zero. Therefore, it can be more accurately determined whether or not the image pattern obtained on the focus detection pixel 43 side matches the image pattern obtained on the focus detection pixel 53 side. Therefore, a more precise focus determination can be performed.

《第5実施形態》
図9は、固体撮像装置71の焦点検出エリア(焦点検出用画素73,83の配置エリア)を示す図である。第5実施形態の特徴は、焦点検出用画素73,83のマイクロレンズ73c,83cを瞳分割方向に長くする。なお、光電変換域73a,83bについては、マイクロレンズ73c,83cの短軸方向に収まる寸法まで縮小される。
焦点検出用画素73,83は、それぞれ瞳分割方向に並ぶように千鳥配置される。
なお、その他の構成は第3実施形態と同様であるため、ここでの説明を省略する。
<< 5th Embodiment >>
FIG. 9 is a diagram illustrating a focus detection area (arrangement area of focus detection pixels 73 and 83) of the solid-state imaging device 71. A feature of the fifth embodiment is that the micro lenses 73c and 83c of the focus detection pixels 73 and 83 are elongated in the pupil division direction. The photoelectric conversion areas 73a and 83b are reduced to a size that can be accommodated in the minor axis direction of the microlenses 73c and 83c.
The focus detection pixels 73 and 83 are staggered so as to be aligned in the pupil division direction.
Since other configurations are the same as those of the third embodiment, description thereof is omitted here.

[第5実施形態の効果など]
第5実施形態においても、第3実施形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、第5実施形態では、マイクロレンズ73c,83cを瞳分割方向に長くする。そのため、瞳分割方向については、マイクロレンズの辺縁が遠くなり、回折現象の影響が小さくなる。したがって、瞳分割方向における光束の乱れが少なくなり、受光光束をより厳密に瞳分割することが可能になる。その結果、焦点検出の精度を高めることが可能になる。
[Effects of Fifth Embodiment, etc.]
Also in the fifth embodiment, the same effect as in the third embodiment can be obtained.
Furthermore, in the fifth embodiment, the micro lenses 73c and 83c are elongated in the pupil division direction. Therefore, in the pupil division direction, the edge of the microlens becomes far and the influence of the diffraction phenomenon is reduced. Therefore, the disturbance of the light beam in the pupil division direction is reduced, and the received light beam can be more precisely divided into pupils. As a result, it is possible to improve the accuracy of focus detection.

《実施形態の補足事項》
なお、上述した実施形態において、撮像用画素にカラーフィルタを配置することで、カラー画像信号を生成してもよい。また、焦点検出用画素については、カラーフィルタを省略することで、受光効率を高めることが好ましい。
<< Additional items of embodiment >>
In the embodiment described above, a color image signal may be generated by disposing a color filter in the imaging pixel. For the focus detection pixels, it is preferable to increase the light receiving efficiency by omitting the color filter.

また、上述した実施形態では、予め定められた焦点検出エリア内に限って、焦点検出用画素を配置している。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、撮像面の全域にわたって所定ピッチで焦点検出用画素を配置してもよい。この構成によって、所望の領域を柔軟に選択して、その領域から焦点検出用信号を読み出すことが可能になる。   In the embodiment described above, focus detection pixels are arranged only in a predetermined focus detection area. However, the embodiment is not limited to this. For example, focus detection pixels may be arranged at a predetermined pitch over the entire imaging surface. With this configuration, a desired region can be flexibly selected, and a focus detection signal can be read from the region.

なお、上述した第1実施形態では、焦点検出用画素13の区画内に、2つの光電変換域13a,13bを設けている。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。焦点検出用画素の区画内に2つ以上(例えば4つなど)の光電変換域を配列してもよい。これら光電変換域を適宜2方向に分類してそれぞれ合成することで、焦点検出用画素の瞳分割方向を多様に変化させることが可能になる。   In the first embodiment described above, two photoelectric conversion areas 13 a and 13 b are provided in the section of the focus detection pixel 13. However, the embodiment is not limited to this. Two or more (for example, four, etc.) photoelectric conversion regions may be arranged in the focus detection pixel section. By classifying these photoelectric conversion areas into two directions as appropriate and combining them, the pupil division direction of the focus detection pixels can be variously changed.

さらに、上述した第5実施形態では、1つのマイクロレンズに対して、1つの光電変換域を配置している。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。マイクロレンズの長軸方向に複数の光電変換域を並べて配置してもよい。   Furthermore, in the fifth embodiment described above, one photoelectric conversion area is arranged for one microlens. However, the embodiment is not limited to this. A plurality of photoelectric conversion regions may be arranged side by side in the long axis direction of the microlens.

以上説明したように、本発明は、焦点検出用信号の生成機能を有する固体撮像装置に利用可能な技術である。   As described above, the present invention is a technique that can be used for a solid-state imaging device having a function of generating a focus detection signal.

焦点検出用画素13の配置エリアを示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning area of the pixel 13 for focus detection. 固体撮像装置11の半導体パターンを示す図である。2 is a diagram showing a semiconductor pattern of the solid-state imaging device 11. FIG. 固体撮像装置11の等価回路を示す図である。2 is a diagram illustrating an equivalent circuit of the solid-state imaging device 11. FIG. 固体撮像装置11の読み出し動作を説明するタイミングチャートである。3 is a timing chart for explaining a reading operation of the solid-state imaging device 11. 焦点検出用画素43,53の配置エリアを示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning area of the pixels 43 and 53 for focus detection. 焦点検出用画素43,53の配置エリアを示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning area of the pixels 43 and 53 for focus detection. 焦点検出用画素43,53の配列幅を広げた変形の一例である。This is an example of a modification in which the array width of the focus detection pixels 43 and 53 is widened. 第4実施形態の画素配列を示す図である。It is a figure which shows the pixel arrangement of 4th Embodiment. 焦点検出用画素73,83の配置エリアを示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning area of the pixels 73 and 83 for focus detection.

符号の説明Explanation of symbols

11…固体撮像装置,12…撮像用画素,12c…マイクロレンズ,12e…光電変換域,13…焦点検出用画素,13a…光電変換域,13b…光電変換域,13c…マイクロレンズ,41…固体撮像装置,43…焦点検出用画素,43b…光電変換域,43c…マイクロレンズ,51…固体撮像装置,53…焦点検出用画素,53a…光電変換域,53c…マイクロレンズ,71…固体撮像装置,73…焦点検出用画素,73a…光電変換域,73c…マイクロレンズ,83…焦点検出用画素,83b…光電変換域,83c…マイクロレンズ,QT…転送トランジスタ,…,FD…フローティングデフージョン,QA…増幅素子,QS…行選択トランジスタ,QR…リセットトランジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Solid-state imaging device, 12 ... Imaging pixel, 12c ... Micro lens, 12e ... Photoelectric conversion area, 13 ... Focus detection pixel, 13a ... Photoelectric conversion area, 13b ... Photoelectric conversion area, 13c ... Micro lens, 41 ... Solid Imaging device, 43 ... focus detection pixel, 43b ... photoelectric conversion region, 43c ... micro lens, 51 ... solid state imaging device, 53 ... focus detection pixel, 53a ... photoelectric conversion region, 53c ... micro lens, 71 ... solid state imaging device 73 ... Focus detection pixel, 73a ... Photoelectric conversion area, 73c ... Micro lens, 83 ... Focus detection pixel, 83b ... Photoelectric conversion area, 83c ... Micro lens, QT ... Transfer transistor, FD ... Floating diffusion, QA: amplifying element, QS: row selection transistor, QR: reset transistor

Claims (10)

撮像面に複数設けられ、画素単位の受光光束を光電変換して、画像信号を生成する撮像用画素の群と、
前記撮像用画素それぞれの前面に配置される円形のマイクロレンズと、
前記撮像用画素の群の中に設けられ、前記撮像用画素の群の一の配列方向における複数個の前記撮像用画素に相当する大きさの矩形状の区画を有し、区画単位の受光光束を瞳分割して光電変換し、焦点検出用信号を生成する複数の焦点検出用画素と、
前記焦点検出用画素それぞれの前面に配置される楕円形のマイクロレンズとを備え、
前記焦点検出用画素は、
前記区画のうち前記楕円形のマイクロレンズの中心から短軸方向にずれた位置に、前記複数個の撮像用画素に跨るサイズを有する長方形状の光電変換域をさらに備え、
前記焦点検出用画素は、前記光電変換領域のずらし方向が異なる焦点検出用画素と他の配列方向で隣接して一対をなす
ことを特徴とする固体撮像装置。
A group of imaging pixels that are provided on the imaging surface and photoelectrically convert a received light beam in pixel units to generate an image signal;
A circular microlens disposed in front of each of the imaging pixels;
Wherein provided in the group of image sensing pixels has a plurality of rectangular compartments size of which corresponds to the image pickup pixels in one array direction of the group of the image pickup pixels, received light flux compartment unit A plurality of focus detection pixels that divide the pupil and photoelectrically convert them to generate focus detection signals;
An oval microlens disposed in front of each of the focus detection pixels,
The focus detection pixel is:
A position shifted in the minor axis direction from the center of the elliptical microlenses of said compartments, further comprising a rectangular photoelectric conversion area having a size that spans the plurality of imaging pixels,
The solid-state imaging device, wherein the focus detection pixels form a pair adjacent to focus detection pixels having different shift directions of the photoelectric conversion regions in other arrangement directions.
撮像面に複数設けられ、画素単位の受光光束を光電変換して、画像信号を生成する撮像用画素の群と、
前記撮像用画素それぞれの前面に配置される円形のマイクロレンズと、
前記撮像用画素の群の中に設けられ、前記撮像用画素の群の一の配列方向における複数個の前記撮像用画素に相当する大きさの矩形状の区画を有し、区画単位の受光光束を瞳分割して光電変換し、焦点検出用信号を生成する複数の焦点検出用画素と、
前記焦点検出用画素それぞれの前面に配置される楕円形のマイクロレンズとを備え、
前記焦点検出用画素は、
前記区画のうち前記楕円形のマイクロレンズの中心から短軸方向にずれた位置に、前記複数個の撮像用画素に跨るサイズを有する長方形状の光電変換域をさらに備え、
前記焦点検出用画素は、前記光電変換領域のずらし方向が異なる焦点検出用画素と前記一の配列方向に対して斜め方向で隣接して一対をなす
ことを特徴とする固体撮像装置。
A group of imaging pixels that are provided on the imaging surface and photoelectrically convert a received light beam in pixel units to generate an image signal;
A circular microlens disposed in front of each of the imaging pixels;
Wherein provided in the group of image sensing pixels has a plurality of rectangular compartments size of which corresponds to the image pickup pixels in one array direction of the group of the image pickup pixels, received light flux compartment unit A plurality of focus detection pixels that divide the pupil and photoelectrically convert them to generate focus detection signals;
An oval microlens disposed in front of each of the focus detection pixels,
The focus detection pixel is:
A position shifted in the minor axis direction from the center of the elliptical microlenses of said compartments, further comprising a rectangular photoelectric conversion area having a size that spans the plurality of imaging pixels,
The solid-state imaging device, wherein the focus detection pixels form a pair adjacent to the focus detection pixels having different shift directions of the photoelectric conversion regions in the oblique direction with respect to the one arrangement direction.
撮像面に複数設けられ、画素単位の受光光束を光電変換して、画像信号を生成する撮像用画素の群と、
前記撮像用画素それぞれの前面に配置される円形のマイクロレンズと、
前記撮像用画素の群の中に設けられ、前記撮像用画素の群の一の配列方向における複数個の前記撮像用画素に相当する大きさの矩形状の区画を有し、区画単位の受光光束を瞳分割して光電変換し、焦点検出用信号を生成する複数の焦点検出用画素と、
前記焦点検出用画素それぞれの前面に配置される楕円形のマイクロレンズとを備え、
前記焦点検出用画素は、
前記区画のうち前記楕円形のマイクロレンズの中心から短軸方向にずれた位置に、前記複数個の撮像用画素に跨るサイズを有する長方形状の光電変換域をさらに備え、
前記焦点検出用画素は、前記光電変換領域のずらし方向が異なる焦点検出用画素と前記一の配列方向で隣接して一対をなす
ことを特徴とする固体撮像装置。
A group of imaging pixels that are provided on the imaging surface and photoelectrically convert a received light beam in pixel units to generate an image signal;
A circular microlens disposed in front of each of the imaging pixels;
Wherein provided in the group of image sensing pixels has a plurality of rectangular compartments size of which corresponds to the image pickup pixels in one array direction of the group of the image pickup pixels, received light flux compartment unit A plurality of focus detection pixels that divide the pupil and photoelectrically convert them to generate focus detection signals;
An oval microlens disposed in front of each of the focus detection pixels,
The focus detection pixel is:
A position shifted in the minor axis direction from the center of the elliptical microlenses of said compartments, further comprising a rectangular photoelectric conversion area having a size that spans the plurality of imaging pixels,
The solid-state imaging device, wherein the focus detection pixels form a pair adjacent to the focus detection pixels having different shift directions of the photoelectric conversion regions in the one arrangement direction.
撮像面に複数設けられ、画素単位の受光光束を光電変換して、画像信号を生成する撮像用画素の群と、
前記撮像用画素それぞれの前面に配置される円形のマイクロレンズと、
前記撮像用画素の群の中に設けられ、前記撮像用画素の群の一の配列方向における複数個の前記撮像用画素に相当する大きさの矩形状の区画を有し、区画単位の受光光束を瞳分割して光電変換し、焦点検出用信号を生成する複数の焦点検出用画素と、
前記焦点検出用画素それぞれの前面に配置される楕円形のマイクロレンズとを備え、
前記焦点検出用画素は、
前記区画のうち前記楕円形のマイクロレンズの中心から長軸方向にずれた位置に、光電変換域をさらに備え、
前記焦点検出用画素は、前記光電変換領域のずらし方向が異なる焦点検出用画素と前記一の配列方向に対して斜めの方向で隣接して一対をなす
ことを特徴とする固体撮像装置。
A group of imaging pixels that are provided on the imaging surface and photoelectrically convert a received light beam in pixel units to generate an image signal;
A circular microlens disposed in front of each of the imaging pixels;
Wherein provided in the group of image sensing pixels has a plurality of rectangular compartments size of which corresponds to the image pickup pixels in one array direction of the group of the image pickup pixels, received light flux compartment unit A plurality of focus detection pixels that divide the pupil and photoelectrically convert them to generate focus detection signals;
An oval microlens disposed in front of each of the focus detection pixels,
The focus detection pixel is:
A position displaced longitudinally from the center of the elliptical microlenses of said compartments, further comprising a photoelectric conversion area,
The solid-state imaging device, wherein the focus detection pixels are paired with a focus detection pixel having a different shift direction of the photoelectric conversion region in an oblique direction with respect to the one arrangement direction.
撮像面に複数設けられ、画素単位の受光光束を光電変換して、画像信号を生成する撮像用画素の群と、
前記撮像用画素それぞれの前面に配置される円形のマイクロレンズと、
前記撮像用画素の群の中に設けられ、前記撮像用画素の群の一の配列方向における複数個の前記撮像用画素に相当する大きさの矩形状の区画を有し、区画単位の受光光束を瞳分割して光電変換し、焦点検出用信号を生成する複数の焦点検出用画素と、
前記焦点検出用画素それぞれの前面に配置される楕円形のマイクロレンズと、
を備えることを特徴とする固体撮像装置。
A group of imaging pixels that are provided on the imaging surface and photoelectrically convert a received light beam in pixel units to generate an image signal;
A circular microlens disposed in front of each of the imaging pixels;
Wherein provided in the group of image sensing pixels has a plurality of rectangular compartments size of which corresponds to the image pickup pixels in one array direction of the group of the image pickup pixels, received light flux compartment unit A plurality of focus detection pixels that divide the pupil and photoelectrically convert them to generate focus detection signals;
An elliptical microlens disposed in front of each of the focus detection pixels;
A solid-state imaging device comprising:
請求項5に記載の固体撮像装置において、
前記焦点検出用画素は、
前記区画のうち前記楕円形のマイクロレンズの中心から短軸方向にずれた位置に、前記複数個の撮像用画素に跨るサイズを有する長方形状の光電変換域をさらに備え、
前記焦点検出用画素は、前記光電変換領域のずらし方向が異なる焦点検出用画素と隣接して一対をなす
ことを特徴とする固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 5,
The focus detection pixel is:
A position shifted in the minor axis direction from the center of the elliptical microlenses of said compartments, further comprising a rectangular photoelectric conversion area having a size that spans the plurality of imaging pixels,
The solid-state imaging device, wherein the focus detection pixels form a pair adjacent to focus detection pixels having different shift directions of the photoelectric conversion regions.
請求項5に記載の固体撮像装置において、
前記焦点検出用画素は、
前記区画のうち前記楕円形のマイクロレンズの中心から長軸方向にずれた位置に光電変換域をさらに備え、
前記焦点検出用画素は、前記光電変換領域のずらし方向が異なる焦点検出用画素と隣接して一対をなす
ことを特徴とする固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 5,
The focus detection pixel is:
Further comprising a photoelectric conversion area in a position shifted longitudinally from the center of the elliptical microlenses of said compartments,
The solid-state imaging device, wherein the focus detection pixels form a pair adjacent to focus detection pixels having different shift directions of the photoelectric conversion regions.
請求項6または請求項7に記載の固体撮像装置において、
複数の一対の前記焦点検出用画素は、前記瞳分割の方向に沿って配置される
ことを特徴とする固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 6 or 7,
A plurality of pairs of focus detection pixels are arranged along the pupil division direction.
請求項1ないし請求項4、請求項8のいずれか1項に記載の固体撮像装置において、
複数の一対の前記焦点検出用画素は、前記瞳分割の方向に沿って千鳥配置される
ことを特徴とする固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 4 and claim 8,
The solid-state imaging device, wherein the plurality of pairs of focus detection pixels are staggered along the pupil division direction.
請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の固体撮像装置において、
前記焦点検出用画素は、前記一の配列方向に隣接する前記撮像用画素2個に相当する区画を占有する
ことを特徴とする固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 9,
The solid-state imaging device, wherein the focus detection pixels occupy a section corresponding to the two imaging pixels adjacent in the one arrangement direction.
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