JP5664270B2 - 撮像素子および撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、撮像素子に関し、特に位相差検出画素および画像生成画素を備える撮像素子および撮像装置に関する。
近年、撮像素子を用いて人物や動物等の被写体を撮像して画像データを生成し、この画像データを記録するデジタルスチルカメラおよびデジタルビデオカメラ等の撮像装置が普及している。例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサを用いる撮像装置が広く普及している。
このＣＭＯＳセンサは、ｘ軸（横方向）とｙ軸（縦方向）とを指定することにより、画素回路（画素）ごとに画像信号を読み出すｘ−ｙアドレス型のセンサである。このため、撮像装置においては、一般的に、ライン（水平または垂直）ごとに画像信号が読み出され、このラインごとの読出しにより、ラインごとに画素が順次露光する。これにより、ラインごとに露光のタイミングが異なり、動体を撮像する際に、動体の像が歪んでしまう現象（フォーカルプレーン現象）が生じる。
そこで、例えば、画素ごとに画像信号を保持する保持部を設けることにより画像信号の生成タイミング（露光タイミング）を全画素で同一にする撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平４−２８１６８１号公報
上述の従来技術では、露光の終了タイミングにおいて、各画素の受光素子が蓄積した電荷（画像信号）を各画素の保持部に同時に読み出すことにより、全画素の露光タイミングを同一にするグローバルシャッタ機能を実現している。これにより、上述の従来技術では、フォーカルプレーン現象を軽減することができる。
しかしながら、各画素において受光素子と保持部とを同一平面上に配置するため、保持部を設けない（グローバルシャッタ機能を備えない）撮像装置と比較して、撮像素子における各画素の受光素子の面積が減少する。これにより、集光面積の減少による受光光量の減少や蓄積可能な電荷の総量の減少によるダイナミックレンジの減少などにより、画像の画質が劣化するおそれがある。また、位相差検出を行うための位相差検出画素を、１つの撮像素子に備える場合には、画像信号を生成するための画素が減少することにより、さらに画質が劣化するおそれがある。そこで、例えば、位相差検出機能およびグローバルシャッタ機能を備える撮像装置により生成される画像の画質の劣化を低減させることが重要となる。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、画質の劣化を低減させることを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の側面は、画像を生成するための信号を生成する受光素子を備える画像生成画素と、位相差検出による合焦判定を行うための信号を生成する受光素子を備える位相差検出画素と、上記画像生成画素における上記受光素子において生成された信号を保持する保持部であって、上記位相差検出画素における遮光層により被写体光が遮光される領域に配置される保持部とを具備する撮像素子である。これにより、画像生成画素のグローバルシャッタ機能のための保持部を位相差検出画素の遮光層により被写体光が遮光される領域に配置させるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記画像生成画素に隣接する各画素のうちの少なくとも１つの画素は上記位相差検出画素であり、かつ、当該画像生成画素における上記受光素子と当該位相差検出画素における上記受光素子との間に上記保持部が配置されるようにしてもよい。これにより、画像生成画素における受光素子と位相差検出画素における受光素子との間に保持部が配置されるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記画像生成画素に隣接する各画素のうちの少なくとも１つの画素は上記位相差検出画素であり、かつ、当該位相差検出画素における上記保持部の長手方向の一方の端部と上記画像生成画素における上記受光素子とが近接するようにしてもよい。これにより、位相差検出画素における保持部の長手方向の一方の端部と画像生成画素における受光素子とが近接するように画素が配置されるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記画像生成画素および上記位相差検出画素は、上記画像生成画素が特定方向に並べて構成される第１ラインと、上記位相差検出画素が上記特定方向に並べて構成される第２ラインとが上記特定方向とは直交する直交方向に交互に配置されるようにしてもよい。これにより、画像生成画素の行と位相差検出画素の行とが交互に配置されるという作用をもたらす。
また、この場合において、上記画像生成画素および上記位相差検出画素は、上記第１ラインを構成する画像生成画素と上記第１ラインに隣接する上記第２ラインを構成する位相差検出画素とが上記直交方向においてそれらの一部が重複するように当該画像生成画素と当該位相差検出画素とが交互に配置されるようにしてもよい。これにより、画像生成画素と位相差検出画素とが略半画素ずつ重複するように交互に配置されるという作用をもたらす。また、この場合において、上記画像生成画素および上記位相差検出画素は、斜め画素配列により配置されるようにしてもよい。これにより、画像生成画素および位相差検出画素が斜め画素配列により配置されるという作用をもたらす。
また、この場合において、上記位相差検出画素は、上記特定方向に対して斜め方向に瞳分割する位相差検出画素であるようにしてもよい。これにより、特定方向に対して斜め方向に瞳分割する位相差検出画素に保持部が配置されるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記画像生成画素および上記位相差検出画素は、各画素の一辺が上記特定方向に対して平行な略正方形の画素であり、正方格子配置されるようにしてもよい。これにより、各画素の一辺が特定方向に対して平行な略正方形の画素が正方格子配置により配置されるという作用をもたらす。
また、この第１の側面において、上記画像生成画素に隣接する各画素のうちの少なくとも１つの画素は上記位相差検出画素であり、上記保持部は、当該位相差検出画素における上記受光素子において生成された信号と、当該画像生成画素における上記受光素子において生成された信号とをフレーム単位で交互に保持するようにしてもよい。これにより、保持部に、当該保持部が配置される位相差検出画素における受光素子において生成された信号と、画像生成画素における受光素子において生成された信号とを交互に保持させるという作用をもたらす。
また、本発明の第２の側面は、画像を生成するための信号を生成する受光素子を備える画像生成画素と、位相差検出による合焦判定を行うための信号を生成する受光素子を備える位相差検出画素と、上記画像生成画素における上記受光素子において生成された信号を保持する保持部であって、上記位相差検出画素における遮光層により被写体光が遮光される領域に配置される保持部とを備える撮像素子と、上記位相差検出画素が生成する信号に基づいて位相差検出による合焦判定を行う合焦判定部と、上記合焦判定部による合焦判定結果に基づいて、レンズの駆動を制御する制御部とを具備する撮像装置である。これにより、画像生成画素のグローバルシャッタ機能のための保持部が位相差検出画素の遮光層により被写体光が遮光される領域に配置された撮像素子を用いて合焦判定を行わせるという作用をもたらす。
本発明によれば、画質の劣化を低減させることができるという優れた効果を奏し得る。
本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における撮像素子２００に備えられる画素の配置の一例を示す模式図である。 本発明の第１の実施の形態の撮像素子２００の領域２４０における画像生成画素および位相差検出画素の配置を示す上面図である。 本発明の第１の実施における画像生成画素および位相差検出画素の上面構成および断面構成を示す模式図である。 グローバルシャッタ機能のためのメモリを備える一般的な画像生成画素と一般的な位相差検出画素との上面構成および断面構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施の形態の撮像素子２００における画像生成画素と、位相差検出画素に配置されるメモリとの間の接続を図２において示した画素の配置を用いて示す模式図である。 本発明の第２の実施の形態の撮像素子の領域（領域５４０）における画像生成画素および位相差検出画素の配置を示す上面図である。 本発明の第１の実施の形態の第１の変形例として、正方形の画素が格子状に配置される撮像素子における画素配置の一例を示す模式図である。 本発明の第１の実施の形態の第２の変形例として、画像生成画素の受光素子がメモリの長辺（短手方向の一端）とのみ接続される画素の配置の一例を示す模式図である。 本発明の第１の実施の形態の第３の変形例として、画像生成画素の受光素子がメモリの長辺（短手方向の一端）とのみ接続される画素の配置の図９とは異なる一例を示す模式図である。 図９において示した領域８１０が縦横２つずつ並んだ場合の画素の配置を示す模式図である。
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（撮像制御：斜め画素配列の例）
２．第２の実施の形態（撮像制御：正方格子配列の例）
３．変形例
＜１．第１の実施の形態＞
［撮像装置の機能構成例］
図１は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。撮像装置１００は、被写体を撮像して画像データ（撮像画像）を生成し、生成された画像データを画像コンテンツ（静止画コンテンツまたは動画コンテンツ）として記録する撮像装置である。なお、以下では、画像コンテンツ（画像ファイル）として静止画コンテンツ（静止画ファイル）を記録する例を主に示す。
撮像装置１００は、レンズ部１１０と、操作受付部１２０と、制御部１３０と、撮像素子２００と、信号処理部１４０と、表示部１５１と、記憶部１５２とを備える。また、撮像装置１００は、位相差検出部１６０と、駆動部１７０とを備える。
レンズ部１１０は、被写体からの光（被写体光）を集光するためのものである。このレンズ部１１０は、ズームレンズ１１１と、絞り１１２と、フォーカスレンズ１１３とを備える。
ズームレンズ１１１は、駆動部１７０の駆動により光軸方向に移動することにより焦点距離を変動させて、撮像画像に含まれる被写体の倍率を調整するものである。
絞り１１２は、駆動部１７０の駆動により開口の度合いを変化させて、撮像素子２００に入射する被写体光の光量を調整するための遮蔽物である。
フォーカスレンズ１１３は、駆動部１７０の駆動により光軸方向に移動することによりフォーカスを調整するものである。
操作受付部１２０は、ユーザからの操作を受け付けるものである。この操作受付部１２０は、例えば、シャッターボタン（図示せず）が押下された場合には、その押下に関する信号を、操作信号として制御部１３０に供給する。
制御部１３０は、撮像装置１００における各部動作を制御するものである。なお、図１では、主要な信号線のみを示し、他は省略する。例えば、この制御部１３０は、シャッターボタンが押下されて、静止画像の記録を開始するための操作信号を受け付けた場合には、静止画像の記録実行に関する信号を、信号処理部１４０に供給する。
撮像素子２００は、受光した被写体光を電気信号に光電変換するイメージセンサである。この撮像素子２００は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどのｘ−ｙアドレス型のセンサにより実現される。撮像素子２００には、受光した被写体光に基づいて撮像画像を生成するための信号を生成する画素（画像生成画素）と、位相差検出を行うための信号を生成する画素（位相差検出画素）とが配置される。ここで、位相差検出とは、撮像レンズを通過した光を瞳分割して１対の像を形成し、その形成された像の間隔（像の間のズレ量）を計測（位相差を検出）することによって合焦の度合いを検出する焦点検出の方法である。
また、撮像素子２００には、画像生成画素として、赤色（Ｒ）の光を透過するカラーフィルタにより赤色の光を受光する画素（Ｒ画素）と、緑色（Ｇ）の光を透過するカラーフィルタにより緑色の光を受光する画素（Ｇ画素）とが配置される。また、撮像素子２００には、Ｒ画素およびＧ画素の他に、画像生成画素として、青色（Ｂ）の光を透過するカラーフィルタにより青色の光を受光する画素（Ｂ画素）が配置される。さらに、各画像生成画素には、撮像素子２００に備えられている画像生成画素に対して、露光タイミングズレを発生させることなく同時に露光させるためのメモリ（保持部）が接続されている。すなわち、撮像素子２００は、画像生成画素に関して、グローバルシャッタ機能を備える。なお、撮像素子２００については、図２を参照して説明する。撮像素子２００は、光電変換により発生した電気信号（画像信号）を、フレーム（画像データ）ごとに信号処理部１４０に供給する。
信号処理部１４０は、撮像素子２００から供給された電気信号に所定の信号処理を施して画像信号を補正するものである。この信号処理部１４０は、例えば、撮像素子２００から供給された電気信号をデジタルの電気信号（画素値）に変換した後に、黒レベル補正、欠陥補正、シェーディング補正、混色補正等を行う。信号処理部１４０は、これらの補正処理を施した画素値のうち位相差検出画素により生成された画素値を位相差検出部１６０に供給する。
また、信号処理部１４０は、これらの補正処理を施した画素値のうち画像生成画素により生成された画素値について、所定の信号処理を施して、表示部１５１に表示させる画像データまたは記憶部１５２に記憶させる画像データを生成する。例えば、信号処理部１４０は、ホワイトバランス補正、γ補正、デモザイク処理、画像圧縮処理等を行う。信号処理部１４０は、表示部１５１に表示させる画像データを表示部１５１に供給し、表示部１５１に表示させる。また、信号処理部１４０は、記憶部１５２に記憶させる画像データを記憶部１５２に供給し、記憶部１５２に記憶させる。
表示部１５１は、信号処理部１４０から供給された画像データに基づいて、画像を表示するものである。この表示部１５１は、例えば、カラー液晶パネルにより実現される。
記憶部１５２は、信号処理部１４０から供給された画像データを画像コンテンツ（画像ファイル）として記録するものである。例えば、この記憶部１５２として、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のディスクやメモリカード等の半導体メモリ等のリムーバブルな記録媒体（１または複数の記録媒体）を用いることができる。また、これらの記録媒体は、撮像装置１００に内蔵するようにしてもよく、撮像装置１００から着脱可能とするようにしてもよい。
位相差検出部１６０は、信号処理部１４０から供給された位相差検出画素の画素値に基づいて、フォーカスを合わせる対象の物体（合焦対象物）に対してフォーカスが合っているか否かを位相差検出により判定するものである。そして位相差検出部１６０は、合焦している場合には、合焦していることを示す情報（合焦判定結果情報）を駆動部１７０に供給する。また、合焦対象物にフォーカスが合っていない場合には、フォーカスのズレ量（デフォーカス量）を算出し、その算出したデフォーカス量を示す情報（例えば、ズレの画素数を示す値）を合焦判定結果情報として、駆動部１７０に供給する。なお、位相差検出部１６０は、特許請求の範囲に記載の合焦判定部の一例である。
駆動部１７０は、ズームレンズ１１１、絞り１１２およびフォーカスレンズ１１３を駆動させるものである。例えば、駆動部１７０は、位相差検出部１６０から出力された合焦判定結果情報に基づいて、フォーカスレンズ１１３の駆動量を算出し、その算出した駆動量に応じてフォーカスレンズ１１３を移動させる。この駆動部１７０は、フォーカスが合っている場合には、フォーカスレンズ１１３の現在の位置を維持させる。また、駆動部１７０は、フォーカスがズレている場合には、デフォーカス量を示す合焦判定結果情報およびフォーカスレンズ１１３の位置情報に基づいて駆動量（移動距離）を算出し、その駆動量に応じてフォーカスレンズ１１３を移動させる。なお、駆動部１７０は、特許請求の範囲に記載の制御部の一例である。
［撮像素子における画素の配置例］
図２は、本発明の第１の実施の形態における撮像素子２００に備えられる画素の配置の一例を示す模式図である。
同図では、上下方向をＹ軸とし、左右方向をＸ軸とするＸＹ軸を想定して説明する。また、同図において、左下隅をＸＹ軸における原点とし、下から上へ向かう方向をＹ軸の＋側とし、左から右へ向かう方向をＸ軸の＋側とする。なお、同図では、撮像素子２００における特定方向（撮像画像の水平方向（左右方向）に対応する方向）をＸ軸方向とし、特定方向と直交する直交方向（撮像画像の垂直方向（上下方向）に対応する方向）をＹ軸方向とする。また、この撮像素子２００における信号の読み出し方向は、Ｘ軸方向（行単位で読み出される）であるものとする。
同図では、説明の便宜上、撮像素子２００を構成する各画素のうちの一部の画素の領域（領域２１０）を用いて説明する。なお、撮像素子２００における画素の配置は、領域２１０において示す画素配置を１つの単位として、この単位に対応する画素配置（領域２１０に対応する画素配置）が、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に繰り返される配置である。
同図では、１つの画素を、Ｘ軸方向に対して４５°回転した形状の１つの正方形（斜め正方形）で示す。画像生成画素については、備えられるカラーフィルタを表す符号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を内に示した斜め正方形により示す。すなわち、画像生成画素のＲ画素は同図におけるＲ画素２１１として示され、画像生成画素のＢ画素は、同図におけるＢ画素２１４として示されている。また、Ｇ画素については、Ｒ画素（Ｒ画素２１１）を含む行（ライン）におけるＧ画素がＧｒ画素（Ｇｒ画素２１２）として示され、Ｂ画素（Ｂ画素２１４）を含む行（ライン）におけるＧ画素がＧｂ画素（Ｇｂ画素２１３）として示されている。
また、位相差検出画素については、白色の長方形が付加された灰色の斜め正方形により示す。なお、位相差検出画素における白色の長方形については、入射光が遮光層に遮光されないで受光素子により受光される側（遮光層に開口部分がある側）を示す。ここで、同図において示す位相差検出画素（位相差検出画素２２１乃至２２４）について説明する。
位相差検出画素２２１は、位相差検出画素２２１のマイクロレンズに入射する被写体光のうち射出瞳の右上半分（ｙ＝−ｘの線で分割した領域の上側）を通過した被写体光を遮光するように遮光層が形成される位相差検出画素である。すなわち、この位相差検出画素２２１は、射出瞳の右上半分を通過した被写体光を遮光し、左下半分を通過した被写体光を受光する。
位相差検出画素２２２は、位相差検出画素２２２のマイクロレンズに入射する被写体光のうち射出瞳の左下半分（ｙ＝−ｘの線で分割した領域の下側）を通過した被写体光を遮光するように遮光層が形成される位相差検出画素である。すなわち、この位相差検出画素２２２は、射出瞳の左下半分を通過した被写体光を遮光し、右上半分を通過した被写体光を受光する。また、位相差検出画素２２２は、位相差検出画素２２１と対に用いられることで、一対の像を形成する。
位相差検出画素２２３は、位相差検出画素２２３のマイクロレンズに入射する被写体光のうち射出瞳の左上半分（ｙ＝ｘの線で分割した領域の上側）を通過した被写体光を遮光するように遮光層が形成される位相差検出画素である。すなわち、この位相差検出画素２２３は、射出瞳の左上半分を通過した被写体光を遮光し、右下半分を通過した被写体光を受光する。
位相差検出画素２２４は、位相差検出画素２２４のマイクロレンズに入射する被写体光のうち射出瞳の右下半分（ｙ＝ｘの線で分割した領域の下側）を通過した被写体光を遮光するように遮光層が形成される位相差検出画素である。すなわち、この位相差検出画素２２４は、射出瞳の右下半分を通過した被写体光を遮光し、左上半分を通過した被写体光を受光する。また、位相差検出画素２２４は、位相差検出画素２２３と対に用いられることで、一対の像を形成する。
ここで、撮像素子２００における画素の配置について説明する。
撮像素子２００では、画像生成画素および位相差検出画素が格子状に斜め方向（斜め格子）に配置（本発明の実施の形態では、斜め画素配列と称する）されている。また、撮像素子２００では、読み出し方向に対して直行する方向（本発明の第１の実施では列方向とする）に、画像生成画素が配置される行（ライン）と位相差検出画素が配置される行（ライン）とが交互に配置される。すなわち、図２に示すように、Ｙ軸方向に、画像生成画素のライン、位相差検出画素のライン、画像生成画素のライン、位相差検出画素のライン…と交互に配置される。さらに、画像生成画素と位相差検出画素とがそれらの一部ずつ（略半画素ずつ）重複するように交互に配置される。なお、撮像素子２００における画素の配置は斜め画素配列であるため、列方向（Ｘ軸方向）に関しても、画像生成画素と位相差検出画素とが半画素ずつ重複するように、画像生成画素が配置される列と位相差検出画素が配置される列とが交互に配置される。
また、撮像素子２００では、位相差検出画素２２１および位相差検出画素２２４が配置されるラインと、位相差検出画素２２２および位相差検出画素２２３が配置されるラインとが、画像生成画素の行を挟んで交互になるように配置される。そして、位相差検出画素２２１と位相差検出画素２２２とが左下から右上に向かう１つのライン（ｙ＝ｘの線）上に配置されるとともに、位相差検出画素２２３と位相差検出画素２２４とが右下から左上に向かう１つのライン（ｙ＝−ｘの線）上に配置される。すなわち、対となる位相差検出画素同士が斜めの１ライン上に配置される。
また、撮像素子２００では、位相差検出画素が配置されるラインを除外して画像生成画素のみで配置をみると、ベイヤー配列となる。さらに、画像生成画素のみにおける配置において、行方向（Ｘ軸方向）および列方向（Ｙ軸方向）における画像生成画素同士の間隔をみると、行方向の間隔と列方向の間隔とが同一になる。すなわち、撮像素子２００は、位相差検出画素および画像生成画素が両方とも配置されるにもかかわらず、行方向および列方向における画像生成画素同士の距離が均一になるとともに、画像生成画素の配置がベイヤー配列となる。これにより、位相差検出画素の位置に対応する画像データを補完する必要が無くなる。
なお、撮像素子２００において、画像生成画素におけるグローバルシャッタ機能のためのメモリが位相差検出画素の遮光領域の下（被写体光が遮光される領域）に配置される。そこで、位相差検出画素の遮光領域の下に配置されるメモリ（保持部）について、同図において示す領域２４０に含まれる画素に着目し、図３を参照して説明する。
［画像生成画素および位相差検出画素の配置例］
図３は、本発明の第１の実施の形態の撮像素子２００の領域２４０における画像生成画素および位相差検出画素の配置を示す上面図である。なお、同図では、左右方向をＸ軸とし、上下方向をＹ軸とするＸＹ軸を想定する。
同図には、図２の領域２１０に示されている領域２４０における画像生成画素および位相差検出画素の配置が、各画素の受光素子（受光素子２５１および２７２）と画像生成画素に配置されるメモリ（メモリ２７１）とともに示されている。また、同図には、画像生成画素の受光素子（受光素子２５１）と、その受光素子２５１が接続されるメモリ（メモリ２７１）との間の接続関係が、電気信号（電荷）の流れを示す矢印（矢印２６１）により示されている。
受光素子２５１および２７２は、受けた光を電気信号に変換（光の量に応じて電荷を蓄積）することによって、受けた光の量に応じた強さの電気信号を生成するものである。この受光素子２５１および２７２は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）により構成される。なお、受光素子２５１は画像生成画素の受光素子であり、受光素子２７２は位相差検出画素の受光素子である。
また、受光素子２５１は、各画像生成画素のマイクロレンズにより集光された光を無駄なく受光するため、できる限り受光面の面積が広いものが配置される。一方、受光素子２７２は、遮光層により遮光されない被写体光を受光できればよいため、その遮光されない被写体光が照射する領域に対応する大きさのものが配置される。
メモリ２７１は、露光期間（露光タイミング）において受光素子２５１が蓄積した電荷を一時的に保持するものである。このメモリ２７１は、位相差検出画素における遮光層により被写体光が遮光される領域（遮光領域）に配置される。また、メモリ２７１は、このメモリ２７１が配置される位相差検出画素に隣接する画像生成画素のうちの１つの画像生成画素の受光素子と接続され、受光素子において蓄積された電荷を露光期間の終了の際に受け取り一時的に保持する。そして、撮像素子２００における信号の読み出しの際には、各画像生成画素に接続されているメモリ２７１が保持する電荷が順次読み出しされる。なお、露光期間の終了の際における受光素子から保持部への電荷の転送動作は、撮像素子２００における全ての画像生成画素で同時に行われる。すなわち、全ての画像生成画素で電荷がメモリ２７１に同時に転送されることにより、グローバルシャッタ機能が実現される。
なお、矢印２６１により示すように、位相差検出画素は、位相差検出が行える配置（対の像が形成可能な配置）であるとともに、メモリ２７１に接続されない画像生成画素がないように配置される。
［画像生成画素および位相差検出画素の断面構成例］
図４は、本発明の第１の実施における画像生成画素および位相差検出画素の上面構成および断面構成を示す模式図である。
なお、同図では、同図（ａ）において示すように、遮光される側が左であり開口部分が右である位相差検出画素と、Ｂ画素とが左右（位相差検出画素が右でＢ画素が左）に隣接する配置を想定して説明する。また、この位相差検出画素のメモリとＢ画素の受光素子とは接続されていることとする。
同図（ｂ）には、同図（ａ）において示した線Ｌ１における断面構成が示されている。同図（ｂ）では、Ｂ画素３２０および位相差検出画素３１０のマイクロレンズ（マイクロレンズ３２１および３１１）と、Ｂ画素３２０および位相差検出画素３１０の受光素子（受光素子３２３および受光素子３１３）とが示されている。また、同図（ｂ）では、Ｂ画素３２０の受光素子（受光素子３２３）に接続されるメモリ（メモリ３２４）と、Ｂ画素３２０および位相差検出画素３１０の縁に配置される配線（配線３３１、３３２および３３３）とが示されている。なお、位相差検出画素３１０は、カラーフィルタを備えていないことを想定する。
マイクロレンズ３２１は、被写体光を受光素子３２３に集光するためのレンズである。また、マイクロレンズ３１１は、被写体光を受光素子３１３に集光するためのレンズである。
受光素子３２３および３１３は、受けた光を電気信号に変換（光電変換）することによって、受けた光の量に応じた強さの電気信号を生成するものである。なお、受光素子３２３は図３において示した受光素子２５１の断面構成であり、受光素子３１３は図３において示した受光素子２７２の断面構成であるため、ここでの説明を省略する。
配線３３１、３３２および３３３は、画像生成画素および位相差検出画素における各回路を接続するための配線である。また、配線３３１、３３２および３３３は、メタルであるため、被写体光を遮光する遮光層としても機能する。同図（ｂ）において、配線３３１、３３２および３３３は、３本の配線が光軸に対して層状に配置されていることを示している。
また、配線３３２には、位相差検出画素３１０の中心付近まで突出する配線が一本備えられている。この突出は、受光素子３１３とマイクロレンズ３１１との間において、射出瞳の右半分を通過した被写体光を遮光する。一方、射出瞳の左半分を通過した被写体光は、この突出と配線３３３との間の部分（遮光層の開口部分）を通過し、受光素子３１３に受光される。
メモリ３２４は、露光期間において受光素子３２３が蓄積した電荷を一時的に保持するものである。なおメモリ３２４は、図３において示したメモリ２７１の断面構成であるため、ここでの説明を省略する。同図（ｂ）に示すように、メモリ３２４は、配線３３２における突出により被写体光が遮光される領域（遮光領域）に配置される。また、メモリ３２４は、このメモリ３２４が接続されている受光素子（受光素子３２３）と近接する（接続を容易にするため）。
同図に示すように、画像生成画素におけるグローバルシャッタ機能のためのメモリ（メモリ３２４）が位相差検出画素３１０における遮光領域に配置されるため、画像生成画素の受光素子（受光素子３２３）の受光面積を大きくすることができる。
ここで、撮像素子２００において配置される位相差検出画素２２１乃至２２４について説明する。位相差検出画素２２１および２２３については、断面構成における断面の方向が異なるものの、図４（ｂ）において示した断面構成と略同じである。すなわち、メモリが接続される画像生成画素の受光素子と、位相差検出画素２２１および２２３の受光素子との間にメモリが配置される。
また、位相差検出画素２２２および２２４については、メモリに接続される画像生成画素と位相差検出画素との間の位置関係が同図（ｂ）とは異なる。位相差検出画素２２２および２２４については、メモリに接続される画像生成画素の受光素子と、メモリの長手方向の一端とが隣接する。しかしながら、大きい突出がある配線３３２の下にメモリが配置されること、および、メモリに接続される受光素子がメモリに隣接することは、同図（ｂ）と同様である。これらのため、位相差検出画素２２１乃至２２４の個々の断面構成は省略する。
［メモリを備える一般的な画像生成画素の断面構成例］
図５は、グローバルシャッタ機能のためのメモリを備える一般的な画像生成画素と一般的な位相差検出画素との上面構成および断面構成を示す模式図である。
同図（ａ）には、グローバルシャッタ機能のためのメモリを備える一般的な画像生成画素と一般的な位相差検出画素とを示す上面図が示されている。なお、同図（ａ）では、説明の便宜上、画像生成画素および位相差検出画素はＸ軸に対して一辺が平行な正方形の画素であることとする。
同図（ａ）では、グローバルシャッタ機能のためのメモリを備える一般的な画像生成画素（画像生成画素３８０）と、一般的な位相差検出画素（位相差検出画素３９０）とが示されている。画像生成画素３８０には、画像生成画素３８０の受光素子を白い領域で示す点線の枠（受光素子３８３）と、画像生成画素３８０のメモリを示す網目模様の領域（メモリ３８４）とが示されている。さらに、画像生成画素３８０では、受光素子３８３とメモリ３８４との接続関係が、電荷の流れを示す矢印（矢印３７１）により示されている。また、位相差検出画素３９０には、位相差検出画素３９０の受光素子が、点線の枠（受光素子３９３）により示されている。
同図（ａ）に示すように、メモリを備える一般的な画像生成画素において、受光素子３８３およびメモリ３８４は、各画像生成画素の領域を分け合っている。すなわち、グローバルシャッタ機能のために画像生成画素にメモリを備えることにより、受光素子３８３の受光面の面積が減少してしまう。これにより、受光素子に受光される光の量の減少や受光素子３８３が蓄積できる電荷の量の減少が生じ、撮像した像の画質が劣化してしまう。
続いて、グローバルシャッタ機能のためのメモリを備える一般的な画像生成画素と一般的な位相差検出画素との断面構成について、同図（ｂ）を参照して説明する。
なお、同図（ｂ）では、画像生成画素３８０についてはｘ軸方向の線（線Ｌ１１）における断面構成を示し、また、位相差検出画素３９０についても、ｘ軸方向の線（線Ｌ１２）における断面構成を示す。
同図（ｂ）では、画像生成画素３８０の断面構成として、マイクロレンズ３８１、カラーフィルタ３８２、受光素子３８３、メモリ３８４、配線３８６および３８７が示されている。また、同図（ｂ）では、位相差検出画素３９０の断面構成として、マイクロレンズ３９１、受光素子３９３、配線３９６および３９７が示されている。なお、位相差検出画素３９０は、カラーフィルタを備えていないことを想定する。
マイクロレンズ３８１、３９１および受光素子３８３、３９３は、図４において示したマイクロレンズおよび受光素子と同様のものであるため、ここでの説明を省略する。
配線３８６、３８７、３９６および３９７は、図４において示した配線と同様に、画像生成画素および位相差検出画素における各回路を接続するための配線である。
配線３８７には、画像生成画素３８０のメモリ３８４に照射する光を妨げるように画像生成画素３８０の中央付近まで突出した配線が一本備えられている。メモリ３８４に被写体光が当たるとメモリ３８４で光電変換が発生し電荷が蓄積されてしまうため、この突出した配線は、メモリ３８４への被写体光の照射を妨げるようにメモリ３８４を遮光する。
メモリ３８４は、図４において示したメモリ３２４と同様に、露光期間において受光素子３８３が蓄積した電荷を一時的に保持するものである。また、このメモリ３８４は、画像生成画素３８０の領域のうちの配線３８７により遮光された遮光領域に、受光素子３８３と同一の面上に形成される。
また、位相差検出画素３９０における受光素子（受光素子３９３）は、半分が遮光層により覆われている。すなわち、グローバルシャッタ機能のためのメモリを備えない一般的な画像生成画素と同様の大きさの受光素子が、一般的な位相差検出画素３９０に配置される。
同図（ｂ）に示すように、グローバルシャッタ機能のためのメモリを備える一般的な画像生成画素においては、受光素子３８３の受光面の面積が、メモリを備えない場合と比較して大幅に減少する。一方、図４（ｂ）において示したように、本発明の第１の実施の形態の画像生成画素においては、画像生成画素のグローバルシャッタ機能のためのメモリが位相差検出画素の遮光層の下に配置される。このため、本発明の第１の実施の形態の画像生成画素においては、画像生成画素の受光素子の面積を、メモリを設けない場合と同様にすることができる。
［画像生成画素と位相差検出画素に配置されるメモリとの間の接続例］
図６は、本発明の第１の実施の形態の撮像素子２００における画像生成画素と、位相差検出画素に配置されるメモリとの間の接続を図２において示した画素の配置を用いて示す模式図である。
なお、同図は、図３において示した領域２４０において示した図面において図２において示した領域２１０を表したものであるため、ここでの詳細な説明を省略する。
同図に示すように、画像生成画素が配置される行（ライン）と位相差検出画素が配置される行（ライン）とが交互に配置されることにより、画像生成画素に複数の位相差検出画素が隣接し、画像生成画素の受光素子と接続されるメモリの配置が容易になる。また、斜め方向に瞳分割を行う位相差検出画素を設け、位相差検出画素において矩形のメモリおよび受光素子を一辺が斜めになるように配置することにより、位相差検出画素の領域を効率良く使用することができる。さらに、斜め方向に瞳分割を行う位相差検出画素を設け、矩形のメモリを配置することにより、画像生成画素の受光素子とこの受光素子に接続されるメモリとの間の距離を短くすることができる。
このように本発明の第１の実施によれば、画像生成画素のグローバルシャッタ機能のための保持部を位相差検出画素の遮光領域に設けることにより、画像生成画素における受光素子の面積の減少を軽減させることができる。すなわち、本発明の第１の実施によれば、グローバルシャッタ機能を備える撮像素子が生成する画像の画質の劣化を低減させることができる。
＜２．本発明の第２の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態では、位相差検出画素の遮光領域に配置されるメモリには、画像生成画素のみが接続される例について説明した。これにより、画像生成画素が生成する画像信号については、動体を撮像する際に動体の像が歪んでしまう現象（フォーカルプレーン現象）が軽減される。
しかしながら、位相差検出画素については、メモリに接続されないため、動体を撮像する際に像がゆがんでしまう。この位相差検出画素の画像信号から生成される像における歪みにより、位相差検出部１６０における合焦判定の精度が悪くなることが想定される。
そこで、本発明の第２の実施の形態では、位相差検出画素の受光素子もメモリに接続される撮像素子の例について図７を参照して説明する。
［画像生成画素および位相差検出画素の配置例］
図７は、本発明の第２の実施の形態の撮像素子の領域（領域５４０）における画像生成画素および位相差検出画素の配置を示す上面図である。なお、同図は、図３の変形例であり、位相差検出画素の受光素子からメモリへの電荷の転送がある点のみが異なる。そのため、同一のものについては同一の符号を付してここでの説明を省略する。
図７では、位相差検出画素からメモリへの電荷の転送を示す矢印（矢印５４１）が示されている。矢印５４１において示すように、位相差検出画素の受光素子（受光素子２７２）は、それぞれの位相差検出画素の遮光層の位置に配置されるメモリ（メモリ２７１）に接続される。すなわち、メモリ２７１には、メモリ２７１が配置される位相差検出画素に隣接する４つの画像生成画素のうちの１つの画素の受光素子と、メモリ２７１が配置される位相差検出画素の受光素子とが接続される。
ここで、画像生成画素の受光素子と位相差検出画素の受光素子とが両方ともメモリ２７１に接続される場合における撮像装置の動作について説明する。本発明の第２の実施の形態の撮像素子では、画像生成画素の受光素子と位相差検出画素の受光素子とが１つのメモリに接続される。すなわち、メモリを介して信号を読み出す際には（グローバルシャッタを実行する際）、１つのフレームの読み出し期間において、画像生成画素の信号または位相差検出画素の信号のうちいずれかの一方の信号しか読み出すことができない。このため、本発明の第２の実施の形態では、画像生成画素の信号のみを読み出すフレームの期間と、位相差検出画素の信号のみを読み出すフレームの期間とが交互に繰り返される。
このように、本発明の第２の実施の形態によれば、位相差検出画素の信号の読み出しにおいてもグローバルシャッタ機能を実現することにより、合焦判定の精度を向上させることができる。
＜３．変形例＞
本発明の第１および第２の実施の形態では、Ｘ軸方向に対して４５°回転した正方形の画素が格子状に配置され（斜め格子配置）、さらに、画像生成画素のラインと位相差検出画素のラインとが交互に配置される例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な形状および様々な配置の画素に対しても適用することができる。
そこで、画素の形状が正方形で回転していない場合（正方格子配置）の例について、図８を参照して説明する。
また、本発明の第１および第２の実施の形態とは異なる斜め格子配置の例について、図９乃至図１１を参照して説明する。
［撮像素子における画素配置例］
図８は、本発明の第１の実施の形態の第１の変形例として、正方形の画素が格子状に配置される撮像素子における画素配置の一例を示す模式図である。
同図では、説明の便宜上、撮像素子を構成する各画素のうちの一部の画素（８行×８列の画素）の領域（領域６１０）を用いて説明する。なお、撮像素子における画素の配置は、領域６１０において示す画素配置を１つの単位として、この単位に対応する画素配置（領域６１０に対応する画素配置）が、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に繰り返される配置である。
領域６１０は、本発明の第１の実施の形態と同様に、画像生成画素が配置される行と位相差検出画素が配置される行とが交互に配置される。画像生成画素（Ｒ画素６１１、Ｇｒ画素６１２、Ｇｂ画素６１３、Ｂ画素６１４）は、位相差検出画素が配置される行を除外して配置をみると、Ｂ画素およびＧ画素が配置される行と、Ｒ画素およびＧ画素が配置される行とが交互になり、ベイヤー配列となる。
また、位相差検出画素（位相差検出画素６２１乃至６２４）には、受光素子を示す白色の領域（受光素子６４２）と、メモリを示す網目模様の領域（メモリ６４１）とが示されている。
位相差検出画素６２１は、位相差検出画素６２１のマイクロレンズに入射する被写体光のうち射出瞳の右半分を通過した被写体光を遮光するように遮光層が形成される位相差検出画素である。すなわち、この位相差検出画素６２１は、射出瞳の左右（Ｘ軸方向の＋−側）に瞳分割された光のうちの右半分の光を遮光し、左半分の瞳分割された光を受光する。
位相差検出画素６２２は、位相差検出画素６２２のマイクロレンズに入射する被写体光のうち射出瞳の左半分を通過した被写体光を遮光するように遮光層が形成される位相差検出画素である。すなわち、この位相差検出画素６２２は、射出瞳の左右（Ｘ軸方向の＋−側）に瞳分割された光のうちの左半分の光を遮光し、右半分の瞳分割された光を受光する。また、位相差検出画素６２２は、位相差検出画素６２１と対に用いられることで、一対の像を形成する。
位相差検出画素６２３は、位相差検出画素６２３のマイクロレンズに入射する被写体光のうち射出瞳の上半分を通過した被写体光を遮光するように遮光層が形成される位相差検出画素である。すなわち、この位相差検出画素６２３は、射出瞳の上下（Ｙ軸方向の＋−側）に瞳分割された光のうちの上半分の光を遮光し、下半分の瞳分割された光を受光する。
位相差検出画素６２４は、位相差検出画素６２４のマイクロレンズに入射する被写体光のうち射出瞳の下半分を通過した被写体光を遮光するように遮光層が形成される位相差検出画素である。すなわち、この位相差検出画素６２４は、射出瞳の上下（Ｙ軸方向の＋−側）に瞳分割された光のうちの下半分の光を遮光し、上半分の瞳分割された光を受光する。また、位相差検出画素６２４は、位相差検出画素６２３と対に用いられることで、一対の像を形成する。
また、同図には、各画像生成画素の受光素子（受光素子６７１）と、受光素子６７１それぞれが接続されるメモリ（メモリ６４１）との間の接続関係が、電荷（画像信号）の流れを示す矢印（矢印６６１）により示されている。
同図に示すように、領域６１０では、正方形の画素が格子状に配置（正方格子配置）され、画像生成画素が配置される行と位相差検出画素が配置される行とが交互に配置される。そして、画像生成画素および位相差検出画素は、画像生成画素の上に接する位相差検出画素のメモリに接続される列と、画像生成画素の下に接する位相差検出画素のメモリに接続される列とが交互になるように配置される。
同図に示すように、正方形の画素が格子状に配置される撮像素子においても、画像生成画素のグローバルシャッタ機能のための保持部を位相差検出画素の遮光領域に設けることができる。
図９は、本発明の第１の実施の形態の第２の変形例として、画像生成画素の受光素子がメモリの長辺（短手方向の一端）とのみ接続される画素の配置の一例を示す模式図である。
同図（ａ）には、画像生成画素の受光素子がメモリの長辺（短手方向の一端）とのみ接続される撮像素子のうちの一部の画素の領域（領域７１０）における画像生成画素および位相差検出画素の配置を示す上面図である。
なお、同図（ａ）は、図３に対応する図であり、画素の個数、位相差検出画素の配置パターン、および、画像生成画素の受光素子の接続先のメモリの配置位置などが異なるものの、図３と同様に画素の配置を示している。このため、同一のものについては同一の符号を付してここでの説明を省略する。
同図（ａ）では、位相差検出画素２２２が連続して配置される斜めのラインを示す破線の矢印（矢印７２１）と、位相差検出画素２２１が連続して配置される斜めのラインを示す破線の矢印（矢印７２２）とが示されている。
ここで、この変形例における画素の配置について説明する。領域７１０に示す配置では、全ての画像生成画素の受光素子が、それぞれの接続対象のメモリの長辺（短手方向の一端）と隣接される（領域７１０における各矢印２６１を参照）。すなわち、接続対象のメモリが備えられる位相差検出画素の受光素子と、画像生成画素の受光素子との間にメモリが配置される。これにより、この変形例では、画像生成画素の受光素子とメモリとの接続面の広さが、全ての画像生成画素で均一になる。
すなわち、この変形例の配置（領域７１０）によれば、メモリの長辺に接続される画像生成画素と、短辺に接続される画像生成画素とが混在する本発明の第１の実施の形態と比較して、画像生成画素の構造を均一にすることができる。これにより、画像生成画素の構造がばらつくことに起因するノイズを軽減することができ、撮像画像の画質を向上させることができる。
図９（ｂ）には、同図（ａ）において示した領域７１０が縦横２つずつ並んだ場合の配置が示されている。同図（ｂ）に示すように、全ての画像生成画素の受光素子が接続対象のメモリの長辺（短手方向の一端）と接続される場合においても、位相差検出画素の配置を、一対の像を形成できる配置にすることができる。
図１０は、本発明の第１の実施の形態の第３の変形例として、画像生成画素の受光素子がメモリの長辺（短手方向の一端）とのみ接続される画素の配置の図９とは異なる一例を示す模式図である。なお、同図で示す領域（領域８１０）は、図９（ａ）に対応する図であり、画素の個数、位相差検出画素の配置パターン、および、画像生成画素の受光素子の接続先のメモリの配置位置などが異なるものの、図９（ａ）と同様に画素の配置を示している。このため、同一のものについては同一の符号を付してここでの説明を省略する。
同図では、位相差検出画素２２１が連続して配置される斜めのラインを示す矢印（矢印８２１）と、位相差検出画素２２２が連続して配置される斜めのラインを示す矢印（矢印８２２）とが示されている。さらに、同図では、位相差検出画素２２４が連続して配置される斜めのラインを示す破線の矢印（矢印８２３および矢印８２４）と、位相差検出画素２２３が連続して配置される斜めのラインを示す破線の矢印（矢印８２５および矢印８２６）とが示されている。
図１１は、図１０において示した領域８１０が縦横２つずつ並んだ場合の画素の配置を示す模式図である。
図１１には、図１０において示した領域８１０が縦横２つずつ並んだ場合の画素の配置（領域８４０）が示されている。同図に示すように、領域８１０を縦横に複数並べると、右上左下に瞳分割を行う位相差検出画素が７つ連続するライン（矢印８４１および８４２）と、左上右下に瞳分割を行う位相差検出画素が７つ連続するライン（矢印８４３および８４４）とが複数形成される。
すなわち、図１０および図１１に示すように、画像生成画素の受光素子がメモリの長辺に接続される場合においても、左上右下への瞳分割による一対の像と、右上左下への瞳分割による一対の像とを両方とも生成できるように画素を配置することができる。
なお、図９および図１０では、画像生成画素の受光素子がメモリの長辺（短手方向の一端）とのみ接続される場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、画像生成画素の受光素子がメモリの短辺（長手方向の一端）とのみ接続されるにおいても、接続面の広さが狭くなるものの、画像生成画素の構造がばらつくことに起因するノイズを軽減することができ、撮像画像の画質を向上させることができる。
このように、本発明の実施の形態によれば、画像生成画素のグローバルシャッタ機能のためのメモリを位相差検出画素の遮光領域に配置することにより、グローバルシャッタ機能を備える撮像素子における受光素子の面積の減少を軽減させることができる。これにより、集光面積の減少による受光光量の減少や、蓄積可能な電荷の総量の減少によるダイナミックレンジの減少などによる画質の劣化を軽減することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に示すように、斜め画素配列にすることで、位相差検出画素と画像生成画素とが受光素子に配置されるにもかかわらず画像生成画素間の間隔が均一になることにより画質が向上する。
また、本発明の実施の形態によれば、従来の位相差検出画素と画像生成画素とを両方とも備える受光素子と比較して、位相差検出画素の画素数が多くなる。このため、位相差の検出の精度を向上させることができる。
また、本発明の実施の形態によれば、位相差検出画素の大きさと画像生成画素の大きさとを同じ大きさにすることができるため、撮像素子の設計および製造を容易にすることができる。
なお、本発明の実施の形態では、画像生成画素に備えられるカラーフィルタが３原色（ＲＧＢ）のカラーフィルタであることを想定して説明したが、これに限定されるものではない。例えば、画像生成画素に補色のカラーフィルタが備えられる場合においても、同様に適用できる。
また、本発明の実施の形態では、配線の層が受光素子の表側（光の入射面の側）に設けられる表面照射型のイメージセンサを想定して説明したが、これに限定されるものではない。配線の層が受光素子の裏側（光の入射面と反対側）に設けられる裏面型のイメージセンサである場合においても、位相差検出画素の遮光層により被写体光が遮光される領域にメモリを配置することにより、本発明の実施の形態と同様に実施することができる。
また、本発明の実施の形態では、画像生成画素の受光素子の形状が正方形であり、位相差検出画素の受光素子およびメモリの形状が正方形を２つに分割したような形状（矩形）であることを想定して説明したが、これに限定されるものではない。画像生成画素の受光素子の形状が多角形や円形である場合においても、本発明の実施の形態と同様に実施することができる。
なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、本発明の実施の形態において明示したように、本発明の実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本発明の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
また、本発明の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標））等を用いることができる。
１００ 撮像装置
１１０ レンズ部
１１１ ズームレンズ
１１２ 絞り
１１３ フォーカスレンズ
１２０ 操作受付部
１３０ 制御部
１４０ 信号処理部
１５１ 表示部
１５２ 記憶部
１６０ 位相差検出部
１７０ 駆動部
２００ 撮像素子

Claims (10)

  1. 画像を生成するための信号を生成する受光素子を備える画像生成画素と、
    位相差検出による合焦判定を行うための信号を生成する受光素子と被写体光を遮光する遮光層と当該遮光層により前記被写体光が遮光される領域に配置された保持部とを備える位相差検出画素と
    を具備し、
    前記保持部は、前記画像生成画素における前記受光素子において生成された前記信号を保持する
    撮像素子。
  2. 前記画像生成画素に隣接する各画素のうちの少なくとも１つの画素は前記位相差検出画素であり、かつ、当該画像生成画素における前記受光素子と当該位相差検出画素における前記受光素子との間に前記保持部が配置される請求項１記載の撮像素子。
  3. 前記画像生成画素に隣接する各画素のうちの少なくとも１つの画素は前記位相差検出画素であり、かつ、当該位相差検出画素における前記保持部の長手方向の一方の端部と前記画像生成画素における前記受光素子とが近接する請求項１記載の撮像素子。
  4. 前記画像生成画素および前記位相差検出画素は、前記画像生成画素が特定方向に並べて構成される第１ラインと、前記位相差検出画素が前記特定方向に並べて構成される第２ラインとが前記特定方向とは直交する直交方向に交互に配置される
    請求項１記載の撮像素子。
  5. 前記画像生成画素および前記位相差検出画素は、前記第１ラインを構成する画像生成画素と前記第１ラインに隣接する前記第２ラインを構成する位相差検出画素とが前記直交方向においてそれらの一部が重複するように当該画像生成画素と当該位相差検出画素とが交互に配置される
    請求項４記載の撮像素子。
  6. 前記画像生成画素および前記位相差検出画素は、斜め画素配列により配置される請求項５記載の撮像素子。
  7. 前記位相差検出画素は、前記特定方向に対して斜め方向に瞳分割する位相差検出画素である請求項６記載の撮像素子。
  8. 前記画像生成画素および前記位相差検出画素は、各画素の一辺が前記特定方向に対して平行な略正方形の画素であり、正方格子配置される
    請求項４記載の撮像素子。
  9. 前記画像生成画素に隣接する各画素のうちの少なくとも１つの画素は前記位相差検出画素であり、
    前記保持部は、当該位相差検出画素における前記受光素子において生成された信号と、当該画像生成画素における前記受光素子において生成された信号とをフレーム単位で交互に保持する請求項１記載の撮像素子。
  10. 画像を生成するための信号を生成する受光素子を備える画像生成画素と、位相差検出による合焦判定を行うための信号を生成する受光素子と被写体光を遮光する遮光層と当該遮光層により前記被写体光が遮光される領域に配置された保持部とを備える位相差検出画素とを具備し、前記保持部は、前記画像生成画素における前記受光素子において生成された前記信号を保持する撮像素子と、
    前記位相差検出画素が生成する信号に基づいて位相差検出による合焦判定を行う合焦判定部と、
    前記合焦判定部による合焦判定結果に基づいて、レンズの駆動を制御する制御部と
    を具備する撮像装置。
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