JP5750918B2 - Solid-state imaging device and imaging apparatus using the same - Google Patents

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Description

本発明は、固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置に関するものである。   The present invention relates to a solid-state imaging device and an imaging apparatus using the same.

下記特許文献1に開示された固体撮像素子では、分割されていない光電変換部を有する撮像用画素の他に、2分割された光電変換部を有する焦点検出用画素が、設けられている。焦点検出用画素の2分割光電変換部の一方部分及び他方部分は、両方ともそれぞれ入射光を受光して光電変換する。この固体撮像素子では、焦点検出時には、焦点検出用画素の2分割光電変換部の一方部分の信号及び他方部分の信号が、それぞれ個別に読み出される。そして、瞳分割位相差方式の原理に従って、それらの信号に基づいて、撮影レンズの焦点調節状態が検出される。   In the solid-state imaging device disclosed in Patent Document 1 below, a focus detection pixel having a photoelectric conversion unit divided into two is provided in addition to an imaging pixel having a non-divided photoelectric conversion unit. One part and the other part of the two-divided photoelectric conversion unit of the focus detection pixel both receive incident light and perform photoelectric conversion. In this solid-state imaging device, at the time of focus detection, the signal of one part and the signal of the other part of the two-part photoelectric conversion unit of the focus detection pixel are individually read out. Then, according to the principle of the pupil division phase difference method, the focus adjustment state of the photographing lens is detected based on these signals.

また、固体撮像素子では、一般的に、有効画素領域に対する上下や左右に、有効画素と同一の構成を有するが遮光された遮光画素(いわゆるOB画素)が設けられている。そして、遮光画素からの信号を有効画素からの信号に含まれた暗電流成分であると見なして、有効画素からの信号から遮光画素からの信号を差し引くことで、その暗電流成分が低減するように補正している。   In general, a solid-state imaging device is provided with light-shielded pixels (so-called OB pixels) that have the same configuration as the effective pixels but are shielded from light, from the top, and the left and right of the effective pixel region. Then, it is assumed that the signal from the light-shielded pixel is a dark current component included in the signal from the effective pixel, and the dark current component is reduced by subtracting the signal from the light-shielded pixel from the signal from the effective pixel. It is corrected to.

特開2009−158800号公報JP 2009-158800 A

下記特許文献1に開示された固体撮像素子おいても、有効画素領域に対する上下や左右に前記遮光画素(OB画素)を設け、有効画素からの信号から遮光画素からの信号を差し引くことで、その暗電流成分が低減するように補正することが、考えられる。   Even in the solid-state imaging device disclosed in Patent Document 1 below, the above-described light-shielded pixels (OB pixels) are provided above, below, and to the left and right of the effective pixel region, and the signal from the light-shielded pixel is subtracted from the signal from the effective pixel. It is conceivable to perform correction so that the dark current component is reduced.

しかしながら、この場合、有効画素領域の各箇所の画素において暗電流にばらつき(以下、「暗電流ムラ」と呼ぶ。)が存する場合、有効画素領域に対する上下や左右に配置された遮光画素からの信号を、有効画素からの信号に含まれた暗電流成分であると見なしているので、遮光画素からの信号が、有効画素からの信号に含まれた暗電流成分を示す精度が低下してしてしまう。このため、前記遮光画素からの信号に基づいて暗電流成分を低減させる補正を行っても、暗電流成分を必ずしも十分に低減させることができない。   However, in this case, when there is a variation in dark current (hereinafter referred to as “dark current unevenness”) in each pixel in the effective pixel region, signals from light-shielded pixels arranged above and below the effective pixel region and on the left and right sides. Is considered to be a dark current component included in the signal from the effective pixel, the accuracy of the signal from the light-shielded pixel indicating the dark current component included in the signal from the effective pixel is reduced. End up. For this reason, even if correction for reducing the dark current component is performed based on the signal from the light-shielding pixel, the dark current component cannot always be sufficiently reduced.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、焦点検出用信号を得るための画素を活用しつつ、暗電流成分をより低減させることができる補正を行うことができる固体撮像素子、及び、これを用いた撮像装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a solid-state imaging device capable of performing correction that can further reduce a dark current component while utilizing a pixel for obtaining a focus detection signal, And it aims at providing an imaging device using the same.

前記課題を解決するための手段として、以下の各態様を提示する。第1の態様による固体撮像素子は、入射光を受光して光電変換する光電変換部を有する複数の第1の画素と、平面視において分割線により分割される一方側の領域及び他方側の領域にそれぞれ存し互いに独立して信号が読み出される第1の光電変換部及び第2の光電変換部を有し、前記第1の光電変換部は入射光を受光して光電変換する一方で、前記第2の光電変換部は遮光された複数の第2の画素と、を備えたものである。   The following aspects are presented as means for solving the problems. The solid-state imaging device according to the first aspect includes a plurality of first pixels having a photoelectric conversion unit that receives and photoelectrically converts incident light, and a region on one side and a region on the other side that are divided by a dividing line in plan view. Each having a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit from which signals are read out independently of each other, wherein the first photoelectric conversion unit receives incident light and performs photoelectric conversion, The second photoelectric conversion unit includes a plurality of second pixels that are shielded from light.

第2の態様による固体撮像素子は、前記第1の態様において、前記複数の第2の画素のうち隣接する一対の画素の前記第2の光電変換部同士が互いに電気的に接続されたものである。   A solid-state imaging device according to a second aspect is the solid-state imaging device according to the first aspect, wherein the second photoelectric conversion units of a pair of adjacent pixels among the plurality of second pixels are electrically connected to each other. is there.

第3の態様による固体撮像素子は、前記第2の態様において、前記互いに電気的に接続された前記第2の光電変換部の平面視における面積の合計が、前記第1の画素の前記光電変換部の平面視における面積と同一であるものである。   In the solid-state imaging device according to the third aspect, in the second aspect, the total area of the second photoelectric conversion units electrically connected to each other in a plan view is the photoelectric conversion of the first pixel. This is the same as the area of the part in plan view.

第4の態様による撮像装置は、前記第1乃至第3のいずれかの態様による固体撮像素子と、被写体像を前記固体撮像素子に結像させる光学系と、前記第1の光電変換部からの信号に基づいて、前記光学系の焦点調節状態を示す検出信号を出力する検出処理部と、前記検出処理部からの前記検出信号に基づいて前記光学系の焦点調節を行う調節部と、前記第2の光電変換部からの信号に基づいて、前記第1の画素の前記光電変換部からの信号を、その暗電流成分が低減するように補正する補正処理部と、を備えたものである。   An imaging apparatus according to a fourth aspect includes a solid-state imaging element according to any one of the first to third aspects, an optical system that forms a subject image on the solid-state imaging element, and the first photoelectric conversion unit. A detection processing unit that outputs a detection signal indicating a focus adjustment state of the optical system based on a signal; an adjustment unit that performs focus adjustment of the optical system based on the detection signal from the detection processing unit; And a correction processing unit that corrects the signal from the photoelectric conversion unit of the first pixel so that the dark current component is reduced based on the signal from the second photoelectric conversion unit.

第5の態様による撮像装置は、前記第4の態様において、前記複数の第1の画素及び前記複数の第2の画素が2次元状に配置された領域を構成する複数の区画にそれぞれ、前記複数の第1の画素のうちの1つ以上の画素及び前記第2の画素のうちの1つ以上の画素が配置され、前記補正処理部は、前記区画毎に、当該区画内の前記第2の画素の前記第2の光電変換部からの信号に基づいて、当該区画内の前記第1の画素の前記光電変換部からの信号を、その暗電流成分が低減するように補正するものである。   The imaging device according to a fifth aspect is the imaging device according to the fourth aspect, wherein each of the plurality of first pixels and the plurality of second pixels is divided into a plurality of sections that form a two-dimensionally arranged region. One or more pixels of a plurality of first pixels and one or more pixels of the second pixels are arranged, and the correction processing unit is configured to change the second in the partition for each partition. The signal from the photoelectric conversion unit of the first pixel in the section is corrected based on the signal from the second photoelectric conversion unit of the pixel so that the dark current component is reduced. .

第6の態様による撮像装置は、前記第4又は第5の態様において、前記補正処理部は、遮光状態にされたときに得られた前記第1の画素の前記光電変換部からの信号と前記第2の画素の前記第2の光電変換部からの信号との比に基づいて、前記補正を行うものである。   In the imaging device according to a sixth aspect, in the fourth or fifth aspect, the correction processing unit is configured to output the signal from the photoelectric conversion unit of the first pixel obtained when the light-shielding state is obtained, and the The correction is performed based on the ratio of the second pixel to the signal from the second photoelectric conversion unit.

本発明によれば、焦点検出用信号を得るための画素を活用しつつ、暗電流成分をより低減させることができる補正を行うことができる固体撮像素子、及び、これを用いた撮像装置を提供することができる。   According to the present invention, a solid-state imaging device capable of performing correction that can further reduce the dark current component while utilizing a pixel for obtaining a focus detection signal, and an imaging apparatus using the solid-state imaging device are provided. can do.

本発明の第1の実施の形態による撮像装置としての電子カメラを示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the electronic camera as an imaging device by the 1st Embodiment of this invention. 図1中の固体撮像素子の概略構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows schematic structure of the solid-state image sensor in FIG. 図1中の固体撮像素子を模式的に示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows typically the solid-state image sensor in FIG. 図3中の一部を拡大した概略拡大図である。It is the schematic enlarged view which expanded a part in FIG. 図4中の撮像用画素の主要部を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the principal part of the pixel for imaging in FIG. 図4中の所定のAF用画素の主要部を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the principal part of the predetermined AF pixel in FIG. 図4中の他の所定のAF用画素の主要部を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the principal part of the other predetermined AF pixel in FIG. 図1中の固体撮像素子の撮像用画素を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the pixel for an imaging of the solid-state image sensor in FIG. 図1中の固体撮像素子のAF用画素を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the pixel for AF of the solid-state image sensor in FIG. 図1中の固体撮像素子の動作例を示すタイミングチャートである。2 is a timing chart illustrating an operation example of the solid-state imaging device in FIG. 1. 本発明の第2の実施の形態による電子カメラで用いられている固体撮像素子の一部拡大概略平面図である。It is a partially expanded schematic plan view of the solid-state image sensor used with the electronic camera by the 2nd Embodiment of this invention. 図11中の隣接する一対のAF用画素を示す回路図である。FIG. 12 is a circuit diagram illustrating a pair of adjacent AF pixels in FIG. 11.

以下、本発明による固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a solid-state imaging device and an imaging device using the same according to the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態による撮像装置としての電子カメラ1を示す概略ブロック図である。電子カメラ1には、被写体像を結像する光学系としての撮影レンズ2が装着される。この撮影レンズ2は、レンズ制御部2aによってフォーカスや絞りが駆動される。この撮影レンズ2の像空間には、固体撮像素子3の撮像面が配置される。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an electronic camera 1 as an imaging device according to the first embodiment of the present invention. The electronic camera 1 is equipped with a photographing lens 2 as an optical system for forming a subject image. The photographing lens 2 is driven by a lens control unit 2a for focus and diaphragm. In the image space of the photographic lens 2, the imaging surface of the solid-state imaging device 3 is arranged.

固体撮像素子3は、撮像制御部4の指令によって駆動され、信号を出力する。固体撮像素子3から出力される信号は、被写体像を示す画像信号を形成するための撮像用信号、撮影レンズ2の焦点調節状態を検出するための焦点検出用信号、及び、暗電流成分を検出する暗電流成分検出信号のいずれかである。本実施の形態では、いずれにおいても信号は、信号処理部5、及びA/D変換部6を介して処理された後、メモリ7に一旦蓄積される。メモリ7は、バス8に接続される。バス8には、レンズ制御部2a、撮像制御部4、マイクロプロセッサ9、焦点演算部(検出処理部)10、記録部11、画像圧縮部12及び画像処理部13なども接続される。本実施の形態では、画像処理部13は、後述する補正処理部13aとしての機能も担う。上記マイクロプロセッサ9には、レリーズ釦などの操作部9aが接続される。また、上記の記録部11には記録媒体11aが着脱自在に装着される。なお、例えば、撮像制御部4、信号処理部5及びA/D変換部6は、固体撮像素子3と同一のチップに搭載してもよい。   The solid-state imaging device 3 is driven by a command from the imaging control unit 4 and outputs a signal. The signal output from the solid-state imaging device 3 detects an imaging signal for forming an image signal indicating a subject image, a focus detection signal for detecting the focus adjustment state of the photographing lens 2, and a dark current component. One of the dark current component detection signals. In any of the embodiments, the signal is processed through the signal processing unit 5 and the A / D conversion unit 6 and then temporarily stored in the memory 7. The memory 7 is connected to the bus 8. The bus 8 is also connected with a lens control unit 2a, an imaging control unit 4, a microprocessor 9, a focus calculation unit (detection processing unit) 10, a recording unit 11, an image compression unit 12, an image processing unit 13, and the like. In the present embodiment, the image processing unit 13 also functions as a correction processing unit 13a described later. The microprocessor 9 is connected to an operation unit 9a such as a release button. A recording medium 11a is detachably attached to the recording unit 11 described above. For example, the imaging control unit 4, the signal processing unit 5, and the A / D conversion unit 6 may be mounted on the same chip as the solid-state imaging device 3.

図2は、図1中の固体撮像素子3の概略構成を示す回路図である。固体撮像素子3は、2次元マトリクス状に配置された複数の画素20と、画素20から信号を出力するための周辺回路とを有している。画素20がマトリクス状に配置されている有効画素領域(撮像領域)を符号31で示している。図2において、画素数は、横に4行縦に4行の16個の画素を示している。しかし、本実施の形態では、画素数はそれよりもはるかに多くなっている。もっとも、本発明では、画素数は特に限定されるものではない。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the solid-state imaging device 3 in FIG. The solid-state imaging device 3 includes a plurality of pixels 20 arranged in a two-dimensional matrix and a peripheral circuit for outputting a signal from the pixels 20. An effective pixel area (imaging area) in which the pixels 20 are arranged in a matrix is indicated by reference numeral 31. In FIG. 2, the number of pixels indicates 16 pixels of 4 rows horizontally and 4 rows vertically. However, in the present embodiment, the number of pixels is much larger than that. However, in the present invention, the number of pixels is not particularly limited.

本実施の形態では、固体撮像素子3は、画素として後述する3種類の画素20A,20L,20Rを有しているが、図2ではそれらのいずれであるかを区別することなく、符号20で示している。これらの画素20は、周辺回路の駆動信号に従って撮像用信号、焦点検出用信号、及び、暗電流成分検出信号のいずれかを出力する。また、すべての画素20は、同時に光電変換部がリセットされて露光の時間とタイミングが同一にされることも、1行ずつ読み出す所謂ローリングシャッタも可能となっている。   In the present embodiment, the solid-state imaging device 3 includes three types of pixels 20A, 20L, and 20R, which will be described later, as pixels, but in FIG. Show. These pixels 20 output any one of an imaging signal, a focus detection signal, and a dark current component detection signal in accordance with a drive signal of the peripheral circuit. In addition, all the pixels 20 can be reset so that the photoelectric conversion unit is simultaneously reset to have the same exposure time and timing, or can be a so-called rolling shutter that reads out one row at a time.

周辺回路は、垂直走査回路21、水平走査回路22、これらと接続されている駆動信号線23,24、画素20からの信号を受け取る垂直信号線25、垂直信号線25と接続される定電流源26及び相関二重サンプリング回路(CDS回路)27、CDS回路27から出力される信号を受け取る水平信号線28、出力アンプ29等からなる。   The peripheral circuit includes a vertical scanning circuit 21, a horizontal scanning circuit 22, driving signal lines 23 and 24 connected thereto, a vertical signal line 25 for receiving a signal from the pixel 20, and a constant current source connected to the vertical signal line 25. 26, a correlated double sampling circuit (CDS circuit) 27, a horizontal signal line 28 for receiving a signal output from the CDS circuit 27, an output amplifier 29, and the like.

垂直走査回路21及び水平走査回路22は、電子カメラ1の撮像制御部4からの指令に基づいて駆動信号を出力する。各画素20は、垂直走査回路21から出力される駆動信号を所定の駆動信号線23から受け取って駆動され、撮像用信号、焦点検出用信号又は暗電流成分検出信号を垂直信号線25に出力する。垂直走査回路21から出力される駆動信号は複数あり、それに伴い駆動配線23も複数ある。これらについては後述する。   The vertical scanning circuit 21 and the horizontal scanning circuit 22 output drive signals based on a command from the imaging control unit 4 of the electronic camera 1. Each pixel 20 is driven by receiving a drive signal output from the vertical scanning circuit 21 from a predetermined drive signal line 23, and outputs an imaging signal, a focus detection signal, or a dark current component detection signal to the vertical signal line 25. . There are a plurality of drive signals output from the vertical scanning circuit 21, and accordingly, a plurality of drive wirings 23. These will be described later.

画素20から出力された信号は、CDS回路27にて所定のノイズ除去が施される。そして、水平走査回路22の駆動信号により水平信号線28及び出力アンプ29を介して外部に信号が出力される。   The signal output from the pixel 20 is subjected to predetermined noise removal by the CDS circuit 27. Then, a signal is output to the outside through the horizontal signal line 28 and the output amplifier 29 by the drive signal of the horizontal scanning circuit 22.

図3は、図1中の固体撮像素子3(特にその有効画素領域31)を模式的に示す概略平面図である。本実施の形態では、図3に示すように、固体撮像素子3の有効画素領域31には、X軸方向に直線状に延びた4つの焦点検出領域32〜35が上下に並列するように設けられている。   FIG. 3 is a schematic plan view schematically showing the solid-state imaging device 3 (particularly, its effective pixel region 31) in FIG. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the effective pixel region 31 of the solid-state imaging device 3 is provided with four focus detection regions 32 to 35 extending linearly in the X-axis direction so as to be aligned vertically. It has been.

なお、図3に示すように、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸を定義する。また、X軸方向のうち矢印の向きを+X方向又は+X側、その反対の向きを−X方向又は−X側と呼び、Y軸方向についても同様とする。XY平面と平行な平面が固体撮像素子3の撮像面(受光面)と一致している。X軸方向の並びを行、Y軸方向の並びを列とする。なお、入射光は図3の紙面手前側から奥側に入射する。これらの点は、後述する図についても同様である。   As shown in FIG. 3, an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other are defined. The direction of the arrow in the X-axis direction is called the + X direction or + X side, and the opposite direction is called the -X direction or -X side, and the same applies to the Y-axis direction. A plane parallel to the XY plane coincides with the imaging surface (light receiving surface) of the solid-state imaging device 3. The arrangement in the X-axis direction is a row, and the arrangement in the Y-axis direction is a column. Incident light is incident from the front side of the drawing in FIG. These points are the same for the drawings described later.

図4は、図3における焦点検出領域32の付近を拡大した概略拡大図である。前述したように、固体撮像素子3は、画素20として、3種類の画素20A,20L,20Rを有している。図4において、遮光されていないフォトダイオード41,45,46を白抜きの四角形で示し、遮光されている光電変換部45,46をハッチングを付した四角形で示している。この点は、後述する図5(a)、図6(a)及び図7(a)についても同様である。   FIG. 4 is a schematic enlarged view in which the vicinity of the focus detection region 32 in FIG. 3 is enlarged. As described above, the solid-state imaging device 3 includes the three types of pixels 20 </ b> A, 20 </ b> L, and 20 </ b> R as the pixels 20. In FIG. 4, the photodiodes 41, 45, and 46 that are not shielded from light are indicated by white squares, and the light-shielded photoelectric conversion portions 45 and 46 are indicated by hatched squares. This also applies to FIGS. 5A, 6A, and 7A described later.

画素20Aは、撮影レンズ2によって結像される被写体像を示す画像信号を形成するための撮像用信号を出力する撮像用画素(第1の画素)である。図5(a)は撮像用画素20Aの主要部を模式的に示す概略平面図、図5(b)は図5(a)中のX1−X2線に沿った概略断面図である。   The pixel 20 </ b> A is an imaging pixel (first pixel) that outputs an imaging signal for forming an image signal indicating a subject image formed by the photographing lens 2. FIG. 5A is a schematic plan view schematically showing the main part of the imaging pixel 20A, and FIG. 5B is a schematic cross-sectional view taken along line X1-X2 in FIG. 5A.

撮像用画素20Aは、光電変換部としてのフォトダイオード41と、フォトダイオード41上にオンチップで形成されたマイクロレンズ42と、フォトダイオード41の光入射側に設けられたR(赤色),G(緑色),B(青色)のいずれかのカラーフィルタ60とを備えている。図面には示していないが、カラーフィルタ60の色は、ベイヤー配列等に従って設定されている。図5に示すように、マイクロレンズ42の略焦点面には、遮光部としての金属層等の遮光層43が形成されている。遮光層43は、必要に応じて配線層を兼ねる。遮光層43には、撮像用画素20Aにおいて、当該撮像用画素20Aのマイクロレンズ42の光軸Oに対して同心の正方形の開口43aが形成されている。画素20Aのフォトダイオード41は、開口43aを通過した光を全て有効に受光し得る大きさを有している。なお、遮光層43とマイクロレンズ42との間や、基板44と遮光層43との間には、層間絶縁膜等が形成されている。   The imaging pixel 20A includes a photodiode 41 as a photoelectric conversion unit, a microlens 42 formed on-chip on the photodiode 41, and R (red) and G (provided on the light incident side of the photodiode 41). A color filter 60 of either green) or B (blue). Although not shown in the drawing, the color of the color filter 60 is set in accordance with a Bayer array or the like. As shown in FIG. 5, a light shielding layer 43 such as a metal layer as a light shielding portion is formed on a substantially focal plane of the microlens 42. The light shielding layer 43 also serves as a wiring layer as necessary. In the light shielding layer 43, a square opening 43a concentric with the optical axis O of the microlens 42 of the imaging pixel 20A is formed in the imaging pixel 20A. The photodiode 41 of the pixel 20A has a size capable of effectively receiving all the light that has passed through the opening 43a. An interlayer insulating film or the like is formed between the light shielding layer 43 and the microlens 42 or between the substrate 44 and the light shielding layer 43.

本実施の形態では、撮像用画素20Aにおいて、マイクロレンズ42の略焦点面に配置された遮光層43に前記開口43aが形成されていることによって、画素20Aのフォトダイオード41は、撮影レンズ2の射出瞳の中心から実質的に偏心していない前記射出瞳の領域(開口43aのマイクロレンズ42による投影像に相当)からの光束を受光して光電変換することになる。   In the present embodiment, in the imaging pixel 20 </ b> A, the opening 43 a is formed in the light shielding layer 43 disposed substantially at the focal plane of the microlens 42, so that the photodiode 41 of the pixel 20 </ b> A can be A light beam from the exit pupil region (corresponding to a projection image by the microlens 42 of the opening 43a) that is not substantially decentered from the center of the exit pupil is received and photoelectrically converted.

画素20L,20Rは、撮影レンズ2の焦点調節状態を検出するための焦点検出用信号、及び、暗電流成分を検出する暗電流成分検出信号を出力する焦点検出用画素(第2の画素。以下、「AF用画素」という。)である。図6(a)はAF用画素20Lの主要部を模式的に示す概略平面図、図6(b)は図6(a)中のX3−X4線に沿った概略断面図である。図7(a)はAF用画素20Rの主要部を模式的に示す概略平面図、図7(b)は図7(a)中のX5−X6線に沿った概略断面図である。図6及び図7において、図5中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。   The pixels 20L and 20R are focus detection pixels (second pixels, hereinafter) that output a focus detection signal for detecting the focus adjustment state of the photographing lens 2 and a dark current component detection signal for detecting a dark current component. , Referred to as “AF pixels”). FIG. 6A is a schematic plan view schematically showing the main part of the AF pixel 20L, and FIG. 6B is a schematic cross-sectional view taken along line X3-X4 in FIG. 6A. FIG. 7A is a schematic plan view schematically showing the main part of the AF pixel 20R, and FIG. 7B is a schematic cross-sectional view taken along line X5-X6 in FIG. 7A. 6 and 7, the same or corresponding elements as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted.

AF用画素20Lは、1つの光電変換部としての1つのフォトダイオード41に代えて、それを2つに分割したような2つの光電変換部としての2つのフォトダイオード45,46を有している。2つのフォトダイオード45,46は、基板44の法線方向(Z軸方向)から見た平面視においてY軸方向の分割線Y3−Y4により分割される−X側の領域及び+X側の領域に、それぞれ配置されている。マイクロレンズ42は、その光軸Oが分割線Y3−Y4とフォトダイオード45,46のY軸方向の中心線との交点を通るように、配置されている。そして、AF用画素20Lにおいて、遮光層43には、当該AF用画素20Lのマイクロレンズ42の光軸Oに対して同心の正方形(開口43aと同じ大きさの正方形)のちょうど左側(−X側)半分の大きさの長方形の開口43bが形成されている。このため、マイクロレンズ42から導かれる入射光は瞳分割され、その一方の光束のみがフォトダイオード45に入射され、他方の光束は遮光層43により遮光されてフォトダイオード46に入射されない。すなわち、画素20Lでは、フォトダイオード45は、撮影レンズ2の射出瞳の中心から+X側へ偏心した前記射出瞳の領域からの光束を選択的に有効に受光し、フォトダイオード46は、遮光層43により遮光されて受光しない。なお、例えば、有効画素領域の中心部の画素では、マイクロレンズ42をその光軸Oが前記交点を通るように配置する一方、有効画素領域の周辺部の画素では、マイクロレンズ42をその光軸Oが前記交点からずれた位置を通るように配置してもよい。   The AF pixel 20L has two photodiodes 45 and 46 as two photoelectric conversion units that are divided into two instead of one photodiode 41 as one photoelectric conversion unit. . The two photodiodes 45 and 46 are divided into a region on the −X side and a region on the + X side, which are divided by the dividing line Y3-Y4 in the Y axis direction in a plan view as viewed from the normal direction (Z axis direction) of the substrate 44. , Each is arranged. The microlens 42 is arranged so that the optical axis O passes through the intersection of the dividing line Y3-Y4 and the center line of the photodiodes 45 and 46 in the Y-axis direction. In the AF pixel 20L, the light shielding layer 43 includes a concentric square (a square having the same size as the opening 43a) with respect to the optical axis O of the micro lens 42 of the AF pixel 20L (−X side). ) A rectangular opening 43b having a half size is formed. For this reason, the incident light guided from the microlens 42 is divided into pupils, and only one light beam thereof is incident on the photodiode 45, and the other light beam is shielded by the light shielding layer 43 and is not incident on the photodiode 46. That is, in the pixel 20L, the photodiode 45 selectively and effectively receives the light beam from the exit pupil region decentered from the center of the exit pupil of the photographing lens 2 to the + X side, and the photodiode 46 includes the light shielding layer 43. The light is shielded by the light and is not received. For example, in the pixel at the center of the effective pixel region, the microlens 42 is arranged so that the optical axis O passes through the intersection point, while in the pixel at the peripheral portion of the effective pixel region, the microlens 42 is positioned at the optical axis. You may arrange | position so that O may pass through the position which shifted | deviated from the said intersection.

また、AF用画素20Lには、カラーフィルタ60は設けられていない。AF用画素20Lに対する入射光量を増大させ焦点検出精度を高めるためには、画素20Lにはカラーフィルタ60を設けないことが好ましいが、本発明では必ずしもこれに限定されるものではない。   Further, the color filter 60 is not provided in the AF pixel 20L. In order to increase the amount of incident light with respect to the AF pixel 20L and increase the focus detection accuracy, it is preferable not to provide the color filter 60 in the pixel 20L, but the present invention is not necessarily limited thereto.

AF用画素20RがAF用画素20Lと異なる所は、AF用画素20Rでは、AF用画素20Lのマイクロレンズ42の光軸Oに対して同心の正方形(開口43aと同じ大きさの正方形)のちょうど左側(−X側)半分の大きさの長方形の開口43bが形成されているのに対し、AF用画素20Rでは、AF用画素20Lのマイクロレンズ42の光軸Oに対して同心の正方形(開口43aと同じ大きさの正方形)のちょうど右側(+X側)半分の大きさの長方形の開口43cが形成されている点のみである。したがって、AF用画素20Rでは、フォトダイオード46は、撮影レンズ2の射出瞳の中心から−X側へ偏心した前記射出瞳の領域からの光束を選択的に有効に受光し、フォトダイオード45は、遮光層43により遮光されて受光しない。   The AF pixel 20R is different from the AF pixel 20L in that the AF pixel 20R is just a concentric square (a square having the same size as the opening 43a) with respect to the optical axis O of the microlens 42 of the AF pixel 20L. A rectangular opening 43b having a half size on the left side (−X side) is formed, whereas in the AF pixel 20R, a concentric square (opening) with respect to the optical axis O of the microlens 42 of the AF pixel 20L. The only difference is that a rectangular opening 43c that is half the size of the right side (+ X side) of (a square having the same size as 43a) is formed. Therefore, in the AF pixel 20R, the photodiode 46 selectively receives light from the exit pupil region decentered to the −X side from the center of the exit pupil of the photographing lens 2, and the photodiode 45 It is shielded by the light shielding layer 43 and does not receive light.

本実施の形態では、図4に示すように、焦点検出領域32において、AF用画素20L,20RがX軸方向に交互に配置されている。焦点検出領域33〜35についても、焦点検出領域32と同様である。有効画素領域31における焦点検出領域32〜35以外の領域には、撮像用画素20Aが配置されている。そして、図3に示すように、有効画素領域31は、4×4個の区画1〜16から構成され、各区画1〜16内には、焦点検出領域32〜35のいずれかが配置されている。したがって、区画1〜16にそれぞれ、1つ以上(2つ以上でもよい。)の撮像用画素20A及び1つ以上(2つ以上でもよい。)のAF用画素20L,20Rが配置されている。なお、本発明では、有効画素領域31を2つ以上の任意の数の区画に分けてもよいし、各区画の形状も必ずしも長方形状に限定されるものではない。また、焦点検出領域32〜35の本数や配置は、前述した例に限定されるものではないし、AF用画素20L,20Rの配置も、必ずしも一直線状の交互配置に限定されるものではない。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the AF pixels 20 </ b> L and 20 </ b> R are alternately arranged in the X-axis direction in the focus detection region 32. The focus detection areas 33 to 35 are the same as the focus detection area 32. An imaging pixel 20 </ b> A is arranged in an area other than the focus detection areas 32 to 35 in the effective pixel area 31. As shown in FIG. 3, the effective pixel region 31 includes 4 × 4 partitions 1 to 16, and any one of the focus detection regions 32 to 35 is arranged in each partition 1 to 16. Yes. Accordingly, one or more (or two or more) imaging pixels 20A and one or more (or two or more) AF pixels 20L and 20R may be disposed in each of the sections 1 to 16. In the present invention, the effective pixel region 31 may be divided into two or more arbitrary numbers of partitions, and the shape of each partition is not necessarily limited to a rectangular shape. Further, the number and arrangement of the focus detection areas 32 to 35 are not limited to the above-described example, and the arrangement of the AF pixels 20L and 20R is not necessarily limited to the straight alternate arrangement.

図8は、図1中の固体撮像素子3の撮像用画素20Aを示す回路図である。各撮像用画素20Aは、入射光に応じた電荷を生成し蓄積する光電変換部としてのフォトダイオード41と、前記電荷を受け取って前記電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部としてのフローティング容量部47と、フォトダイオード41からフローティング容量部47へ電荷を転送する転送トランジスタ48と、フローティング容量部47の電圧に応じた信号を出力する増幅部としての画素アンプ49と、フローティング容量部47の電圧をリセットするリセット部としてのリセットトランジスタ50と、当該画素20Aを選択するための選択部としての選択トランジスタ51とを有している。なお、図8において、VDDは電源であり、235は電源VDDに接続するための電源配線である。   FIG. 8 is a circuit diagram showing the imaging pixel 20A of the solid-state imaging device 3 in FIG. Each imaging pixel 20A includes a photodiode 41 as a photoelectric conversion unit that generates and accumulates charges according to incident light, and a floating capacitance unit 47 as a charge-voltage conversion unit that receives the charges and converts the charges into voltages. A transfer transistor 48 for transferring charge from the photodiode 41 to the floating capacitor 47, a pixel amplifier 49 as an amplifier for outputting a signal corresponding to the voltage of the floating capacitor 47, and resetting the voltage of the floating capacitor 47 A reset transistor 50 as a reset unit to be selected, and a selection transistor 51 as a selection unit for selecting the pixel 20A. In FIG. 8, VDD is a power supply, and 235 is a power supply wiring for connecting to the power supply VDD.

図9は、図1中の固体撮像素子3のAF用画素20L,20Rを示す回路図である。これらの画素20L,20Rは同一の回路構成を有している。図9において、図8中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。AF用画素20L,20Rが撮像用画素20Aと回路構成上異なる所は、1つの光電変換部としての1つのフォトダイオード41に代えて、それを2つに分割したような2つの光電変換部としての2つのフォトダイオード45,46を有する点と、これに伴い、1つの転送トランジスタ48に代えて、互いに独立して作動し得る2つの転送トランジスタ52,53を有する点のみである。転送トランジスタ52はフォトダイオード45からフローティング容量部47へ電荷を転送し、転送トランジスタ53はフォトダイオード46からフローティング容量部47へ電荷を転送する。これにより、フォトダイオード45,46の信号は、互いに独立して読み出される。   FIG. 9 is a circuit diagram showing the AF pixels 20L and 20R of the solid-state imaging device 3 in FIG. These pixels 20L and 20R have the same circuit configuration. 9, elements that are the same as or correspond to those in FIG. 8 are given the same reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted. The AF pixels 20L and 20R are different from the imaging pixel 20A in terms of circuit configuration in place of one photodiode 41 as one photoelectric conversion unit as two photoelectric conversion units that are divided into two. The two photodiodes 45 and 46 are included, and the two transfer transistors 52 and 53 that can operate independently of each other are replaced with the one transfer transistor 48 instead. The transfer transistor 52 transfers charge from the photodiode 45 to the floating capacitor 47, and the transfer transistor 53 transfers charge from the photodiode 46 to the floating capacitor 47. Thereby, the signals of the photodiodes 45 and 46 are read out independently of each other.

撮像用画素20Aの転送トランジスタ48及びAF用画素20L,20Rの一方の転送トランジスタ52のゲート電極は、画素行ごとに共通に接続されて、垂直走査回路21から駆動配線23のうちの配線231を介して駆動信号φTGAが供給される。AF用画素20L,20Rの他方の転送トランジスタ53のゲート電極は、画素行毎に共通に接続されて、垂直走査回路21から駆動配線23のうちの配線232を介して駆動信号φTGBが供給される。   The gate electrode of the transfer transistor 48 of the imaging pixel 20A and one of the transfer transistors 52 of the AF pixels 20L and 20R is connected in common to each pixel row, and the wiring 231 among the drive wirings 23 is connected from the vertical scanning circuit 21. The drive signal φTGA is supplied through the via. The gate electrodes of the other transfer transistors 53 of the AF pixels 20L and 20R are connected in common to each pixel row, and a drive signal φTGB is supplied from the vertical scanning circuit 21 via the wiring 232 of the drive wiring 23. .

画素20A,20L,20Rの選択トランジスタ51のゲート電極は、画素行毎に共通に接続されて、垂直走査回路21から駆動配線23のうちの配線233を介して駆動信号φSが供給される。画素20A,20L,20Rのリセットトランジスタ50のゲート電極は、画素行毎に共通に接続されて、垂直走査回路21から駆動配線23のうちの配線234を介して駆動信号φRが供給される。   The gate electrodes of the selection transistors 51 of the pixels 20 </ b> A, 20 </ b> L, and 20 </ b> R are commonly connected to each pixel row, and the drive signal φS is supplied from the vertical scanning circuit 21 via the wiring 233 of the drive wirings 23. The gate electrodes of the reset transistors 50 of the pixels 20 </ b> A, 20 </ b> L, and 20 </ b> R are commonly connected to each pixel row, and the drive signal φR is supplied from the vertical scanning circuit 21 via the wiring 234 of the drive wiring 23.

図10は、固体撮像素子3の動作例を示すタイミングチャートである。この動作例では、撮像用画素20Aのフォトダイオード41からの信号(撮像用信号)、AF用画素20Lの遮光されていないフォトダイオード45からの信号(焦点検出用信号)、AF用画素20Rの遮光されていないフォトダイオード46からの信号(焦点検出用信号)、AF用画素20Lの遮光されたフォトダイオード46からの信号(暗電流成分検出信号)、及び、AF用画素20Rの遮光されたフォトダイオード45からの信号(暗電流成分検出信号)を全て読み出す。なお、各画素に含まれるトランジスタはNMOSトランジスタであり、ハイレベル(ハイ)の駆動信号を受けてオン状態とされる。   FIG. 10 is a timing chart showing an operation example of the solid-state imaging device 3. In this operation example, the signal from the photodiode 41 of the imaging pixel 20A (imaging signal), the signal from the photodiode 45 not shielded from the AF pixel 20L (focus detection signal), and the shielding of the AF pixel 20R. The signal from the photodiode 46 (focus detection signal) that has not been processed, the signal from the photodiode 46 that is shielded from the AF pixel 20L (dark current component detection signal), and the photodiode that is shielded from the AF pixel 20R All signals from 45 (dark current component detection signal) are read out. Note that a transistor included in each pixel is an NMOS transistor, and is turned on in response to a high level (high) driving signal.

まず、期間T1において、全行のφTGA,φTGBがハイにされ、全画素20A,20L,20Rの転送トランジスタ48,52,53がオンにされる。このとき、全行のφRがハイにされて全画素20A,20L,20Rのリセットトランジスタ50がオンにされているので、期間T1において、全画素20A,20L,20Rのフォトダイオード41,45,46及びフローティング容量部47がリセットされる。全行のφTGA,φTGBは、期間T1後にローにされ、全画素20A,20L,20Rの転送トランジスタ48,52,53がオフにされる。   First, in the period T1, φTGA and φTGB of all rows are set to high, and the transfer transistors 48, 52, and 53 of all the pixels 20A, 20L, and 20R are turned on. At this time, φR of all rows is set high and the reset transistors 50 of all the pixels 20A, 20L, and 20R are turned on, so that the photodiodes 41, 45, and 46 of all the pixels 20A, 20L, and 20R are turned on during the period T1. And the floating capacitor 47 is reset. ΦTGA and φTGB of all the rows are set to low after the period T1, and the transfer transistors 48, 52, and 53 of all the pixels 20A, 20L, and 20R are turned off.

期間T1の後の期間T2において、メカニカルシャッタ(図示せず)が開かれる。この期間T2が露光期間となる。   In a period T2 after the period T1, a mechanical shutter (not shown) is opened. This period T2 is an exposure period.

次いで、期間T3において、1行目のφSがハイにされる。これにより、1行目の選択トランジスタ51がオンにされ、1行目の行選択が開始され、1行目の画素アンプ49によるソースフォロワ読み出しが開始される。   Next, in a period T3, φS in the first row is set high. As a result, the selection transistor 51 in the first row is turned on, the row selection in the first row is started, and the source follower readout by the pixel amplifier 49 in the first row is started.

期間T3の開始時点から所定期間経過した後に期間T11が開始される。期間T11では、1行目のφRがローにされて1行目のリセットトランジスタ50がオフにされ、1行目のフローティング容量部47のリセットが終了される。期間T11の開始時点から期間T14の開始時点までの間に、1行目のダークレベル(フローティング容量部47のリセット状態に対応して1行目の画素アンプ49から出力される信号)が、画素アンプ49から垂直信号線25を介してCDS回路27にクランプ(保存)される。このダークレベルは、次回に読み出しされる信号が1行目のφTGAに応答してフォトダイオード41,45(図10では、PDAと表記)から転送されて来る信号電荷によるものであるため、フォトダイオード41,45(PDA)に関するダークレベルとして用いられる。   The period T11 is started after a predetermined period has elapsed since the start of the period T3. In the period T11, φR in the first row is set low, the reset transistor 50 in the first row is turned off, and the resetting of the floating capacitor unit 47 in the first row is completed. Between the start time of the period T11 and the start time of the period T14, the dark level in the first row (the signal output from the pixel amplifier 49 in the first row corresponding to the reset state of the floating capacitor 47) is the pixel. Clamped (stored) in the CDS circuit 27 from the amplifier 49 via the vertical signal line 25. This dark level is due to the signal charge transferred from the photodiodes 41 and 45 (denoted as PDA in FIG. 10) in response to the φTGA in the first row because the next read signal is the photodiode. Used as the dark level for 41, 45 (PDA).

期間T14において、1行目のφTGAがハイにされて1行目の転送トランジスタ48,52がオンにされる。これにより、1行目の撮像用画素20Aのフォトダイオード41に蓄積されていた信号電荷及び1行目のAF用画素20L,20Rの一方のフォトダイオード45に蓄積されていた信号電荷が、当該画素のフローティング容量部47に転送される。そして、期間T14の終了時に、1行目のφTGAがローにされて1行目の転送トランジスタ48,52がオフにされる。期間T14の終了時点から期間T11の終了時点(期間T12の開始時点)までの間に、1行目のフローティング容量部47に転送された電荷による電位変動が画素アンプ49から垂直信号線25を介してCDS回路27にクランプされる。すなわち、フォトダイオード41,45(PDA)の信号読出しが行われる。そして、CDS回路27によって、フォトダイオード41,45(PDA)に関するこの信号と、フォトダイオード41,45(PDA)に関する先のダークレベルとの差分信号が取得される。この差分信号のうち撮像用画素20Aのフォトダイオード41に関する信号が、撮像用信号である。前記差分信号のうちAF用画素20Lのフォトダイオード45(すなわち、遮光されていないフォトダイオード45)に関する信号が、焦点検出用信号である。前記差分信号のうちAF用画素20Rのフォトダイオード45(すなわち、遮光されたフォトダイオード45)に関する信号が、暗電流成分検出信号である。   In the period T14, φTGA in the first row is set high, and the transfer transistors 48 and 52 in the first row are turned on. As a result, the signal charge accumulated in the photodiode 41 of the imaging pixel 20A in the first row and the signal charge accumulated in one photodiode 45 of the AF pixels 20L and 20R in the first row become the pixel. Are transferred to the floating capacitor 47. Then, at the end of the period T14, φTGA in the first row is set low, and the transfer transistors 48 and 52 in the first row are turned off. Between the end point of the period T14 and the end point of the period T11 (start point of the period T12), potential fluctuation due to the charge transferred to the floating capacitor portion 47 in the first row is transmitted from the pixel amplifier 49 via the vertical signal line 25. And is clamped to the CDS circuit 27. That is, signal reading of the photodiodes 41 and 45 (PDA) is performed. Then, the CDS circuit 27 acquires a difference signal between this signal relating to the photodiodes 41 and 45 (PDA) and the previous dark level relating to the photodiodes 41 and 45 (PDA). Among the difference signals, a signal related to the photodiode 41 of the imaging pixel 20A is an imaging signal. Among the difference signals, a signal related to the photodiode 45 of the AF pixel 20L (that is, the photodiode 45 that is not shielded from light) is a focus detection signal. Among the difference signals, a signal related to the photodiode 45 of the AF pixel 20R (that is, the light-shielded photodiode 45) is a dark current component detection signal.

期間T12において、1行目のφRがハイにされて1行目のリセットトランジスタ50がオンにされ、1行目のフローティング容量部47がリセットされる。   In the period T12, φR in the first row is set high, the reset transistor 50 in the first row is turned on, and the floating capacitor portion 47 in the first row is reset.

期間T12の終了時点から期間T13が開始される。期間T13では、1行目のφRがローにされて1行目のリセットトランジスタ50がオフにされ、フローティング容量部47のリセットが終了される。期間T13の開始時点(期間T12の終了時点)から期間T15の開始時点までの間に、1行目のダークレベル(フローティング容量部47のリセット状態に対応して1行目の画素アンプ49から出力される信号)が、画素アンプ49から垂直信号線25を介してCDS回路27にクランプ(保存)される。このダークレベルは、次回に読み出しされる信号が1行目のφTGBに応答してフォトダイオード46(図10では、PDBと表記)から転送されて来る信号電荷によるものであるため、フォトダイオード46(PDB)に関するダークレベルとして用いられる。   Period T13 starts from the end of period T12. In the period T13, φR in the first row is set low, the reset transistor 50 in the first row is turned off, and the resetting of the floating capacitor unit 47 is completed. Between the start time of the period T13 (end time of the period T12) and the start time of the period T15, the dark level in the first row (output from the pixel amplifier 49 in the first row corresponding to the reset state of the floating capacitor 47) Signal) is clamped (stored) from the pixel amplifier 49 to the CDS circuit 27 via the vertical signal line 25. This dark level is due to the signal charge transferred from the photodiode 46 (indicated as PDB in FIG. 10) in response to the φTGB in the first row for the next read signal. Used as dark level for PDB).

期間T15において、1行目のφTGBがハイにされて1行目の転送トランジスタ53がオンにされる。これにより、1行目のAF用画素20L,20Rの他方のフォトダイオード46に蓄積されていた信号電荷が、当該画素のフローティング容量部47に転送される。そして、期間T15の終了時に、1行目のφTGBがローにされて1行目の転送トランジスタ53がオフにされる。期間T15の終了時点から期間T13の終了時点(期間T3の終了時点)までの間に、1行目のフローティング容量部47に転送された電荷による電位変動が画素アンプ49から垂直信号線25を介してCDS回路27にクランプされる。すなわち、フォトダイオード46(PDB)の信号読出しが行われる。そして、CDS回路27によって、フォトダイオード46(PDB)に関するこの信号と、フォトダイオード46(PDB)に関する先のダークレベルとの差分信号が取得される。この差分信号のうちAF用画素20Rのフォトダイオード46(すなわち、遮光されていないフォトダイオード46)に関する信号が、焦点検出用信号である。前記差分信号のうちAF用画素20Lのフォトダイオード46(すなわち、遮光されたフォトダイオード46)に関する信号が、暗電流成分検出信号である。   In period T15, φTGB in the first row is set high, and the transfer transistor 53 in the first row is turned on. As a result, the signal charge accumulated in the other photodiode 46 of the AF pixels 20L and 20R in the first row is transferred to the floating capacitor 47 of the pixel. Then, at the end of the period T15, φTGB in the first row is set low and the transfer transistor 53 in the first row is turned off. Between the end point of the period T15 and the end point of the period T13 (end point of the period T3), the potential fluctuation due to the charge transferred to the floating capacitor portion 47 in the first row passes through the vertical signal line 25 from the pixel amplifier 49. And is clamped to the CDS circuit 27. That is, signal reading of the photodiode 46 (PDB) is performed. Then, the CDS circuit 27 acquires a difference signal between this signal relating to the photodiode 46 (PDB) and the previous dark level relating to the photodiode 46 (PDB). Of these difference signals, a signal related to the photodiode 46 of the AF pixel 20R (that is, the photodiode 46 that is not shielded from light) is a focus detection signal. Among the difference signals, a signal related to the photodiode 46 of the AF pixel 20L (that is, the light-shielded photodiode 46) is a dark current component detection signal.

その後、期間T3の終了時点(期間T13の終了時点)において、1行目のφRがハイにされて1行目のリセットトランジスタ50がオンにされ、1行目のフローティング容量部47のリセットが開始されるとともに、1行目のφSがローにされて1行目の選択トランジスタ51がオフにされ、1行目の行選択が終了される。   After that, at the end of the period T3 (end of the period T13), φR in the first row is set high, the reset transistor 50 in the first row is turned on, and resetting of the floating capacitor unit 47 in the first row is started. At the same time, φS in the first row is set low, the selection transistor 51 in the first row is turned off, and the row selection in the first row is completed.

次に、水平帰線期間を経て次の2行目の選択動作の期間T4へと移行する。2行目以降も1行目と同様な動作が繰り返されるので、ここではその説明は省略する。このようにして、すべての行から信号が読み出されると、読み出し動作を終了する。   Next, the process proceeds to the selection operation period T4 of the next second row through the horizontal blanking period. Since the same operation as the first line is repeated in the second and subsequent lines, the description thereof is omitted here. In this way, when signals are read from all rows, the read operation is terminated.

以上説明した図10に示す動作例では、前述したように、撮像用信号、焦点検出用信号及び暗電流成分検出信号のすべてが読み出される。しかしながら、焦点検出モード時には焦点検出用信号のみが読み出せれば良く、撮像モード時には撮像用信号及び暗電流成分検出信号のみが読み出せれば良い。したがって、それぞれモードにおいて、無用な信号読み出しを極力避けて高速化を図るべく、前述した図10に示す動作例を適宜変形してもよい。   In the operation example shown in FIG. 10 described above, as described above, all of the imaging signal, the focus detection signal, and the dark current component detection signal are read out. However, only the focus detection signal needs to be read out in the focus detection mode, and only the image pickup signal and the dark current component detection signal need be read out in the image pickup mode. Therefore, in each mode, the operation example shown in FIG. 10 described above may be appropriately modified in order to avoid unnecessary signal reading as much as possible and to increase the speed.

ここで、本実施の形態による電子カメラ1の動作の一例について、説明する。   Here, an example of the operation of the electronic camera 1 according to the present embodiment will be described.

操作部9aのレリーズ釦の半押し操作が行われると、電子カメラ1内のマイクロプロセッサ9は、その半押し操作に同期して撮像制御部4を駆動する。撮像制御部4は、被写体の確認を行うために予め定めた公知の手法により、撮像用画素20Aのうちの全画素又は所定画素から被写体確認用の撮像信号を読み出し、メモリ7に蓄積する。このとき、全画素を読み出す場合は、例えば、前記図10に示す動作と同様の動作を行う。そして、画像処理部13は、その信号から、画像認識技術を利用して被写体を認識する。例えば、顔認識モードの場合、被写体として顔を認識する。このとき、画像処理部13は、被写体の位置及び形状を得る。   When the half-press operation of the release button of the operation unit 9a is performed, the microprocessor 9 in the electronic camera 1 drives the imaging control unit 4 in synchronization with the half-press operation. The imaging control unit 4 reads an imaging signal for subject confirmation from all the pixels of the imaging pixel 20A or a predetermined pixel and stores it in the memory 7 by a known method predetermined for confirming the subject. At this time, when all the pixels are read out, for example, the same operation as that shown in FIG. 10 is performed. Then, the image processing unit 13 recognizes the subject from the signal using image recognition technology. For example, in the face recognition mode, a face is recognized as a subject. At this time, the image processing unit 13 obtains the position and shape of the subject.

その後、マイクロプロセッサ9は、先に得られた被写体の位置及び形状に従って、焦点検出領域32〜35のうちから、被写体に対する焦点調節状態を精度良く検出するのに最適な、焦点検出に用いるべき、オートフォーカス用ラインセンサに相当する焦点検出領域を設定する。また、マイクロプロセッサ9は、前記認識結果等に基づいて、焦点検出用の撮影条件(絞り、焦点調節状態、シャッタ時間等)を設定する。   Thereafter, the microprocessor 9 should be used for focus detection, which is optimal for accurately detecting the focus adjustment state for the subject from the focus detection regions 32 to 35 according to the position and shape of the subject obtained previously. A focus detection area corresponding to the autofocus line sensor is set. Further, the microprocessor 9 sets shooting conditions (aperture, focus adjustment state, shutter time, etc.) for focus detection based on the recognition result and the like.

引き続いて、マイクロプロセッサ9は、先に設定した絞り等の条件となるようにレンズ制御部2aを作動させ、先に設定したシャッタ時間等の条件でかつ先に設定した焦点検出領域のAF用画素20L,20Rの画素列の座標に従って、撮像制御部4を駆動することで、焦点検出用信号を読み出し、メモリ7に蓄積する。このとき、焦点検出モード時の動作(例えば、前述した図10に示す動作と同様の動作又はこれを変形した動作)によって、焦点検出用信号を読み出す。   Subsequently, the microprocessor 9 operates the lens control unit 2a so as to satisfy the previously set conditions such as the aperture, and the AF pixels in the focus detection area set previously under the conditions such as the previously set shutter time. By driving the imaging control unit 4 in accordance with the coordinates of the pixel rows 20L and 20R, the focus detection signal is read and stored in the memory 7. At this time, the focus detection signal is read out by an operation in the focus detection mode (for example, an operation similar to the operation shown in FIG. 10 described above or an operation obtained by modifying the operation).

次に、マイクロプロセッサ9は、先に取得されメモリ7に格納された全画素の信号のうちから、先に設定した焦点検出領域のAF用画素20L,20Rからの焦点検出用信号をピックアップし、それらの信号に基づいて瞳分割位相差方式に従った演算(焦点調節状態の検出処理)を焦点検出演算部10に行わせることで、焦点検出演算部10にデフォーカス量を算出させる。   Next, the microprocessor 9 picks up the focus detection signals from the AF pixels 20L and 20R in the focus detection area set in advance from the signals of all the pixels acquired and stored in the memory 7, The focus detection calculation unit 10 is made to calculate the defocus amount by causing the focus detection calculation unit 10 to perform calculation (focus adjustment state detection processing) according to the pupil division phase difference method based on these signals.

次いで、マイクロプロセッサ9は、先に算出されたデフォーカス量に応じて合焦状態となるように、レンズ制御部2aに撮影レンズ2を調節させる。このように、レンズ制御部2aは、撮影レンズ2の焦点調節を行う調節部としての機能を担う。引き続いて、マイクロプロセッサ9は、本撮影のための撮影条件(絞り、シャッタ時間等)を設定する。   Next, the microprocessor 9 causes the lens control unit 2a to adjust the photographing lens 2 so that the in-focus state is obtained according to the previously calculated defocus amount. Thus, the lens control unit 2a functions as an adjustment unit that adjusts the focus of the photographing lens 2. Subsequently, the microprocessor 9 sets shooting conditions (aperture, shutter time, etc.) for the main shooting.

次に、マイクロプロセッサ9は、本撮影のために設定した絞り等の条件となるようにレンズ制御部2aを作動させ、操作部9aのレリーズ釦の全押し操作に同期して、本撮影のために設定したシャッタ時間等の条件で撮像制御部4を駆動することで、画像信号を読み出して本撮影を行う。このとき、撮像モード時の動作(例えば、前述した図10に示す動作と同様の動作又はこれを変形した動作)によって、撮像用信号及び暗電流成分検出信号を読み出す。撮像制御部4によって、この撮像用信号及び暗電流成分検出信号は、メモリ7に蓄積される。   Next, the microprocessor 9 operates the lens control unit 2a so as to satisfy the conditions such as the aperture set for the main shooting, and for the main shooting in synchronism with the full pressing operation of the release button of the operation unit 9a. By driving the imaging control unit 4 under the conditions such as the shutter time set to, the image signal is read out and actual imaging is performed. At this time, the imaging signal and the dark current component detection signal are read out by an operation in the imaging mode (for example, an operation similar to the operation shown in FIG. The imaging control unit 4 accumulates the imaging signal and the dark current component detection signal in the memory 7.

次いで、マイクロプロセッサ9は、前記暗電流成分検出信号に基づいて前記撮像用信号を、その暗電流成分が低減するように補正する補正処理部13aとしての機能を、画像処理部13に行わせ、この補正後の信号を画像信号としてメモリ7に蓄積させる。   Next, the microprocessor 9 causes the image processing unit 13 to perform a function as a correction processing unit 13a that corrects the imaging signal based on the dark current component detection signal so that the dark current component is reduced. The corrected signal is stored in the memory 7 as an image signal.

本実施の形態では、このとき、補正処理部13aは、前記区画1〜16毎に、当該区画内のAF用画素20L,20Rからの暗電流成分検出信号に基づいて、当該区画内の撮像用画素20Aからの撮像用信号を、その暗電流成分が低減するように補正する。より具体的には、例えば、補正処理部13aは、区画1内のAF用画素20L,20Rからの暗電流成分検出信号の平均値を算出し、前記平均値に所定係数を乗算してなる補正値を算出し、区画1内の撮像用画素20Aからの各撮像用信号から前記補正値を減算し、この減算後の撮像用信号を補正後の撮像用信号とし、区画2〜16についても区画1と同様の処理を行う。   In the present embodiment, at this time, the correction processing unit 13a for each of the sections 1 to 16 is for imaging in the section based on the dark current component detection signals from the AF pixels 20L and 20R in the section. The imaging signal from the pixel 20A is corrected so that the dark current component is reduced. More specifically, for example, the correction processing unit 13a calculates an average value of the dark current component detection signals from the AF pixels 20L and 20R in the section 1, and corrects the average value by multiplying by a predetermined coefficient. A value is calculated, the correction value is subtracted from each imaging signal from the imaging pixel 20A in the section 1, and the subtracted imaging signal is used as a corrected imaging signal. 1 is performed.

本実施の形態では、先の説明からわかるように、AF用画素20L,20Rの遮光されたフォトダイオード45,46の面積(Z軸方向から見た平面視における面積)aは、撮像用画素20Aのフォトダイオード41の面積(Z軸方向から見た平面視における面積)bよりも小さい。したがって、暗電流成分検出信号が示す暗電流成分は、撮像用画素20Aの撮像用信号に含まれる暗電流成分を、両者の面積比に比例して小さくしたものに、相当することになる。これを是正するため、前記所定係数を用いている。前記所定係数として、両者の面積比(a/b)を用いてもよいが、実際に遮光状態にされたときに得られた撮像用信号cと暗電流成分検出信号dとの比(c/d)を用いることが好ましい。後者の場合、実際に遮光状態にされたときに得られた撮像用信号の平均値と暗電流成分検出信号の平均値との比を用いることが好ましい。この場合、前記所定係数を、区画1〜16毎に求めてもよい。   In the present embodiment, as can be understood from the above description, the area (area in plan view as viewed from the Z-axis direction) a of the light-shielded photodiodes 45 and 46 of the AF pixels 20L and 20R is the imaging pixel 20A. The area of the photodiode 41 (area in a plan view as viewed from the Z-axis direction) b is smaller. Therefore, the dark current component indicated by the dark current component detection signal corresponds to a dark current component included in the imaging signal of the imaging pixel 20A, which is reduced in proportion to the area ratio between the two. In order to correct this, the predetermined coefficient is used. As the predetermined coefficient, an area ratio (a / b) between the two may be used, but a ratio (c /) between the imaging signal c and the dark current component detection signal d obtained when the light is actually blocked. It is preferable to use d). In the latter case, it is preferable to use the ratio of the average value of the imaging signal obtained when the light is actually blocked and the average value of the dark current component detection signal. In this case, you may obtain | require the said predetermined coefficient for every division 1-16.

なお、補正処理部13aによる補正処理は、前述したような区画1〜16毎の処理に限らない。例えば、全てのAF用画素20L,20Rからの暗電流成分検出信号の平均値を算出し、前記平均値に所定係数を乗算してなる補正値を算出し、全ての撮像用画素20Aからの撮像用信号について、各撮像用信号から前記補正値を減算し、この減算後の撮像用信号を補正後の撮像用信号としてもよい。   In addition, the correction process by the correction process part 13a is not restricted to the process for every division 1-16 as mentioned above. For example, an average value of dark current component detection signals from all the AF pixels 20L and 20R is calculated, a correction value obtained by multiplying the average value by a predetermined coefficient is calculated, and imaging from all the imaging pixels 20A is performed. For the signal for use, the correction value may be subtracted from each image pickup signal, and the image pickup signal after the subtraction may be used as the image pickup signal after correction.

補正処理部13aによる補正処理後、マイクロプロセッサ9は、操作部9aの指令に基づき、必要に応じて画像処理部13や画像圧縮部12にて所望の処理を行い、記録部11に処理後の信号を出力させ記録媒体11aに記録する。   After the correction processing by the correction processing unit 13a, the microprocessor 9 performs a desired process in the image processing unit 13 or the image compression unit 12 as necessary based on a command from the operation unit 9a, and performs processing on the recording unit 11 after processing. A signal is output and recorded on the recording medium 11a.

先の説明からわかるように、本実施の形態では、有効画素領域31内に分布しているAF用画素20L,20Rが、遮光されていないフォトダイオード(フォトダイオード45,46の一方)の他に、遮光されているフォトダイオード(フォトダイオード45,46の他方)を有し、遮光画素(OB画素)としての機能も併有している。すなわち、本実施の形態によれば、有効画素領域31内に分布しているAF用画素20L,20Rは、焦点検出用信号の他に、暗電流成分検出信号を出力する。   As can be seen from the above description, in the present embodiment, the AF pixels 20L and 20R distributed in the effective pixel region 31 are not only light-shielded photodiodes (one of the photodiodes 45 and 46). The light-shielding photodiode (the other of the photodiodes 45 and 46) has a function as a light-shielding pixel (OB pixel). That is, according to the present embodiment, the AF pixels 20L and 20R distributed in the effective pixel region 31 output a dark current component detection signal in addition to the focus detection signal.

したがって、暗電流ムラが存するとき、有効画素領域31に対する上下や左右に遮光画素(OB画素)を設ける場合における前記OB画素からの信号が、有効画素からの信号に含まれた暗電流成分を示す精度に比べて、本実施の形態において有効画素領域31内に分布しているAF用画素20L,20Rから得られる暗電流成分検出信号が、有効画素(撮像用画素20A)からの信号に含まれた暗電流成分を示す精度の方が、高くなる。   Therefore, when dark current unevenness exists, a signal from the OB pixel in a case where light-shielding pixels (OB pixels) are provided on the upper and lower sides and the left and right sides of the effective pixel region 31 indicates a dark current component included in the signal from the effective pixel. Compared to the accuracy, the dark current component detection signal obtained from the AF pixels 20L and 20R distributed in the effective pixel region 31 in the present embodiment is included in the signal from the effective pixel (imaging pixel 20A). The accuracy indicating the dark current component is higher.

このため、本実施の形態によれば、有効画素領域31に対する上下や左右に遮光画素(OB画素)を設ける場合に比べて、暗電流成分をより低減させることができる補正を行うことができる。   For this reason, according to the present embodiment, it is possible to perform correction that can further reduce the dark current component as compared with the case where light-shielding pixels (OB pixels) are provided on the upper and lower sides and the left and right sides of the effective pixel region 31.

そして、本実施の形態では、補正処理部13aによる補正処理として前述したような区画1〜16毎の処理が行われるので、単に暗電流成分をより低減することができるというだけではなく、全てのAF用画素20L,20Rからの暗電流成分検出信号の平均値を用いた前述の補正処理を行う場合に比べて、暗電流ムラを低減することができる。もっとも、本発明では、前述したように、全てのAF用画素20L,20Rからの暗電流成分検出信号の平均値を用いた前述の補正処理を行ってもよく、この場合であっても、暗電流成分をより低減することができるという利点は得られる。   And in this Embodiment, since the process for every divisions 1-16 as mentioned above is performed as a correction process by the correction process part 13a, not only a dark current component can be reduced more, but all As compared with the case where the above-described correction processing using the average value of the dark current component detection signals from the AF pixels 20L and 20R is performed, dark current unevenness can be reduced. However, in the present invention, as described above, the correction processing using the average value of the dark current component detection signals from all the AF pixels 20L and 20R may be performed. The advantage that the current component can be further reduced is obtained.

また、本実施の形態によれば、AF用画素20L,20RがOB画素としての機能を併有しているので、AF用画素20L,20Rとは別にOB画素を設ける必要がなくなり、AF用画素20L,20Rを有効に活用することができる。   In addition, according to the present embodiment, since the AF pixels 20L and 20R have both functions as OB pixels, it is not necessary to provide an OB pixel separately from the AF pixels 20L and 20R. 20L and 20R can be used effectively.

[第2の実施の形態]
図11は、本発明の第2の実施の形態による電子カメラで用いられている固体撮像素子の一部拡大概略平面図であり、図4に対応している。図12は、図11中の隣接する一対のAF用画素20L,20Rを示す回路図であり、図9に対応している。図11及び図12において、図4及び図9中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。なお、図11では、理解を容易にするため、配線層70による電気的な接続関係を模式的に記載している。
[Second Embodiment]
FIG. 11 is a partially enlarged schematic plan view of a solid-state imaging device used in an electronic camera according to the second embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. FIG. 12 is a circuit diagram showing a pair of adjacent AF pixels 20L and 20R in FIG. 11, and corresponds to FIG. 11 and 12, elements that are the same as or correspond to elements in FIGS. 4 and 9 are given the same reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted. In FIG. 11, the electrical connection relationship by the wiring layer 70 is schematically described for easy understanding.

本実施の形態が前記第1の実施の形態と異なる所は、隣接する各一対のAF用画素20L,20Rにおいて、AF用画素20Lの遮光されているフォトダイオード46とAF用画素20Rの遮光されているフォトダイオード45とが、配線層70により互いに電気的に接続され、これらのフォトダイオード46,45の面積(Z軸方向から見た平面視における面積)の合計が、撮像用画素20Aのフォトダイオード41の面積(Z軸方向から見た平面視における面積)と同一にされている。   This embodiment is different from the first embodiment in that in each pair of adjacent AF pixels 20L and 20R, the photodiode 46 and the AF pixel 20R which are shielded from the AF pixel 20L are shielded from light. The photodiodes 45 are electrically connected to each other by the wiring layer 70, and the total area of these photodiodes 46 and 45 (area in plan view as viewed from the Z-axis direction) is the photo of the imaging pixel 20A. The area of the diode 41 is the same as the area of the diode 41 as viewed from the Z-axis direction.

本実施の形態では、隣接する一対のAF用画素20L,20Rのフォトダイオード46,45の信号の合計が、暗電流成分検出信号として読み出される。したがって、補正処理部13aで用いる前記所定係数を1にすることができる。もっとも、本実施の形態においても、前記所定係数として、実際に遮光状態にされたときに得られた撮像用信号cと暗電流成分検出信号dとの比(c/d)を用いてもよい。   In the present embodiment, the sum of the signals of the photodiodes 46 and 45 of the pair of adjacent AF pixels 20L and 20R is read as a dark current component detection signal. Therefore, the predetermined coefficient used in the correction processing unit 13a can be set to 1. However, also in the present embodiment, the ratio (c / d) between the imaging signal c and the dark current component detection signal d obtained when the light is actually shielded may be used as the predetermined coefficient. .

本実施の形態によっても、前記第1の実施の形態と同様の利点が得られる。なお、隣接する各一対のAF用画素20L,20Rにおいて、フォトダイオード46,45間を配線層70により電気的に接続する代わりに、フォトダイオード46,45を一体に連続して形成することで、両者を電気的に接続してもよい。   Also in this embodiment, the same advantages as those in the first embodiment can be obtained. In each pair of adjacent AF pixels 20L, 20R, instead of electrically connecting the photodiodes 46, 45 by the wiring layer 70, the photodiodes 46, 45 are integrally formed continuously, Both may be electrically connected.

以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments.

例えば、前記各実施の形態において、有効画素領域31内において、X軸方向に延びた焦点検出領域の他に、Y軸方向に延びた焦点検出領域を追加してもよいし、X軸方向に延びた焦点検出領域を設けずに、Y軸方向に延びた焦点検出領域を設けてもよい。これらの場合には、例えば、Y軸方向に延びた焦点検出領域において、AF用画素20LをZ軸回りに90゜右回転させたAF用画素と、AF用画素20RをZ軸回りに90゜右回転させたAF用画素とを、Y軸方向に交互に配置すればよい。   For example, in each of the above embodiments, in the effective pixel region 31, in addition to the focus detection region extending in the X-axis direction, a focus detection region extending in the Y-axis direction may be added, or in the X-axis direction. A focus detection region extending in the Y-axis direction may be provided without providing the extended focus detection region. In these cases, for example, in the focus detection region extending in the Y-axis direction, the AF pixel 20L is rotated 90 ° clockwise around the Z axis, and the AF pixel 20R is rotated 90 ° around the Z axis. The AF pixels rotated to the right may be alternately arranged in the Y-axis direction.

また、本発明では、白黒用として構成してもよく、その場合には撮像用画素20Aにカラーフィルタを設けなくてよい。また、カラー用として構成する場合であっても、前述したようなベイヤー配列に限定されるものではない。   In the present invention, it may be configured for black and white, and in that case, a color filter may not be provided in the imaging pixel 20A. Further, even when configured for color, it is not limited to the Bayer arrangement as described above.

3 固体撮像素子
20A 撮像用画素(第1の画素)
20L,20R AF用画素(第2の画素)
フォトダイオード 41,45,46
3 Solid-state imaging device 20A Imaging pixel (first pixel)
20L, 20R AF pixel (second pixel)
Photodiode 41, 45, 46

Claims (11)

入射光を受光して光電変換する光電変換部を有する複数の第1の画素と、
方側の領域及び他方側の領域にそれぞれ存し互いに独立して信号が読み出される第1の光電変換部及び第2の光電変換部を有し、前記第1の光電変換部は入射光を受光して光電変換する一方で、前記第2の光電変換部は遮光された複数の第2の画素と、
を備えたことを特徴とする固体撮像素子。
A plurality of first pixels each having a photoelectric conversion unit that receives incident light and performs photoelectric conversion;
Having a first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit independently of each other signal resides respectively in the region and the other side region of one side is read, the first photoelectric conversion unit is the incident light While receiving light and performing photoelectric conversion, the second photoelectric conversion unit includes a plurality of light-shielded second pixels,
A solid-state imaging device comprising:
前記複数の第2の画素のうち隣接する一対の画素の前記第2の光電変換部同士が互いに電気的に接続されたことを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子。   2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the second photoelectric conversion units of a pair of adjacent pixels among the plurality of second pixels are electrically connected to each other. 前記互いに電気的に接続された前記第2の光電変換部の平面視における面積の合計が、前記第1の画素の前記光電変換部の平面視における面積と同一であることを特徴とする請求項2記載の固体撮像素子。   The total area of the second photoelectric conversion units electrically connected to each other in plan view is the same as the area of the first pixel in plan view of the photoelectric conversion unit. 2. The solid-state imaging device according to 2. 請求項1乃至3のいずれかに記載の固体撮像素子と、
被写体像を前記固体撮像素子に結像させる光学系と、
前記第1の光電変換部からの信号に基づいて、前記光学系の焦点調節状態を示す検出信号を出力する検出処理部と、
前記検出処理部からの前記検出信号に基づいて前記光学系の焦点調節を行う調節部と、
前記第2の光電変換部からの信号に基づいて、前記第1の画素の前記光電変換部からの信号を、その暗電流成分が低減するように補正する補正処理部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
A solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 3,
An optical system for forming a subject image on the solid-state imaging device;
A detection processing unit that outputs a detection signal indicating a focus adjustment state of the optical system based on a signal from the first photoelectric conversion unit;
An adjusting unit that adjusts the focus of the optical system based on the detection signal from the detection processing unit;
A correction processing unit that corrects the signal from the photoelectric conversion unit of the first pixel based on the signal from the second photoelectric conversion unit so that the dark current component is reduced;
An imaging apparatus comprising:
前記複数の第1の画素及び前記複数の第2の画素が2次元状に配置された領域を構成する複数の区画にそれぞれ、前記複数の第1の画素のうちの1つ以上の画素及び前記第2の画素のうちの1つ以上の画素が配置され、
前記補正処理部は、前記区画毎に、当該区画内の前記第2の画素の前記第2の光電変換部からの信号に基づいて、当該区画内の前記第1の画素の前記光電変換部からの信号を、その暗電流成分が低減するように補正する、
ことを特徴とする請求項4記載の撮像装置。
Each of the plurality of first pixels and the plurality of second pixels is divided into a plurality of sections constituting a region in which the plurality of first pixels and the plurality of second pixels are two-dimensionally arranged. One or more pixels of the second pixel are disposed;
The correction processing unit, for each of the sections, based on a signal from the second photoelectric conversion unit of the second pixel in the section, from the photoelectric conversion unit of the first pixel in the section Is corrected so that the dark current component is reduced.
The imaging apparatus according to claim 4.
前記補正処理部は、遮光状態にされたときに得られた前記第1の画素の前記光電変換部からの信号と前記第2の画素の前記第2の光電変換部からの信号との比に基づいて、前記補正を行うことを特徴とする請求項4又は5記載の撮像装置。 Wherein the correction processing section, the ratio of the signal from the second photoelectric conversion unit of the signal and the second pixel from the photoelectric conversion portion of the first pixel obtained when it is in the light shielding state 6. The image pickup apparatus according to claim 4, wherein the correction is performed based on the correction. 入射光を受光して光電変換する光電変換部を有する第1の画素と、A first pixel having a photoelectric conversion unit that receives incident light and performs photoelectric conversion;
一方側の領域及び他方側の領域にそれぞれ配置され、独立して信号が読み出される第1の光電変換部及び第2の光電変換部を有し、前記第1の光電変換部は入射光を受光して光電変換し、前記第2の光電変換部は遮光された第2の画素と、A first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit, which are arranged in one side region and the other side region, respectively, from which signals are independently read out, receive incident light. And the second photoelectric conversion unit is shielded from light-shielded second pixels;
を備えたことを特徴とする固体撮像素子。A solid-state imaging device comprising:
前記第2の画素を複数備え、A plurality of the second pixels;
前記複数の第2の画素のうち隣接する一対の画素の前記第2の光電変換部同士が互いに電気的に接続されたことを特徴とする請求項7記載の固体撮像素子。The solid-state imaging device according to claim 7, wherein the second photoelectric conversion units of a pair of adjacent pixels among the plurality of second pixels are electrically connected to each other.
前記互いに電気的に接続された前記第2の光電変換部の平面視における面積の合計が、前記第1の画素の前記光電変換部の平面視における面積と同一であることを特徴とする請求項8記載の固体撮像素子。The total area of the second photoelectric conversion units electrically connected to each other in plan view is the same as the area of the first pixel in plan view of the photoelectric conversion unit. 8. The solid-state image sensor according to 8. 請求項7乃至9のいずれかに記載の固体撮像素子と、A solid-state imaging device according to any one of claims 7 to 9,
被写体像を前記固体撮像素子に結像させる光学系と、An optical system for forming a subject image on the solid-state imaging device;
前記第1の光電変換部からの信号に基づいて、前記光学系の焦点調節状態を示す検出信号を出力する検出処理部と、A detection processing unit that outputs a detection signal indicating a focus adjustment state of the optical system based on a signal from the first photoelectric conversion unit;
前記検出処理部からの前記検出信号に基づいて前記光学系の焦点調節を行う調節部と、An adjusting unit that adjusts the focus of the optical system based on the detection signal from the detection processing unit;
前記第2の光電変換部からの信号に基づいて、前記第1の画素の前記光電変換部からの信号を、その暗電流成分が低減するように補正する補正処理部と、A correction processing unit that corrects the signal from the photoelectric conversion unit of the first pixel based on the signal from the second photoelectric conversion unit so that the dark current component is reduced;
を備えたことを特徴とする撮像装置。An imaging apparatus comprising:
前記補正処理部は、遮光状態にされたときに得られた前記第1の画素の前記光電変換部からの信号と前記第2の画素の前記第2の光電変換部からの信号との比に基づいて、前記補正を行うことを特徴とする請求項10記載の撮像装置。The correction processing unit calculates a ratio between a signal from the photoelectric conversion unit of the first pixel and a signal from the second photoelectric conversion unit of the second pixel obtained when the light is blocked. The imaging apparatus according to claim 10, wherein the correction is performed based on the correction.
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