JP5764884B2 - 撮像素子および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像素子に関し、特に位相差検出および撮像を行う撮像素子、および、撮像装置に関する。

近年、人物等の被写体を撮像して撮像画像を生成し、この生成された撮像画像を記録するデジタルスチルカメラ等の撮像装置が普及している。また、この撮像装置として、ユーザの撮影操作を簡便にするため、撮像時のフォーカス（ピント、焦点）調整を自動的に行うオートフォーカス（ＡＦ：Auto Focus）機能を備える撮像装置が広く普及している。

このような撮像装置として、例えば、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を計測（位相差を検出）することによって撮像レンズの位置を決定する撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この撮像装置は、受光素子が受光する被写体光の半分を遮光することにより瞳分割を行う焦点検出用の画素をイメージセンサに設けることにより１対の像を形成し、その形成された像の間隔を計測することによってフォーカスのズレの量を算出している。そして、この撮像装置は、算出したフォーカスのズレの量に基づいて撮像レンズの移動量を算出し、算出した移動量に基づいて撮像レンズの位置を調整することによってフォーカスを合わせている（フォーカス調整）。

特開２００９−１４５４０１号公報（図１５）

上述の従来技術では、位相差検出（焦点検出）用の画素（位相差検出画素）と撮像画像の生成用の画素（画像生成画素）との両方の画素を１つのイメージセンサに設けるため、焦点検出用のセンサと撮像画像用のセンサとの２つのセンサを別々に設ける必要がない。

しかしながら、上記の従来技術では、位相差検出用画素は画像生成に用いる信号を生成することができないため、位相差検出用画素の位置を欠陥画素扱いとして、近接する画像生成画素のデータから、位相差検出画素の位置のデータを予測（補完）する必要がある。また、位相差検出画素と隣接する画像生成画素は、画像生成画素のみと隣接する画像生成画素と特性が異なることがあるため、画像を生成する際に補正が必要となる。これらにより、位相差検出画素に対応する画像および位相差検出画素に近接する画像生成画素に対応する画像を生成するための画像処理が必要になり、この画像処理の負荷が増加する。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、位相差検出および画像生成に用いられる撮像素子により画像を生成する場合に、画像生成に係る処理の負担を軽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、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複数の位相差検出画素と、画像を生成するための信号を生成する複数の画像生成画素とを具備し、上記複数の位相差検出画素のうちの一部の位相差検出画素が特定方向に並べて構成される第１画素群と、上記複数の画像生成画素のうちの一部の画像生成画素が上記特定方向に並べて構成される第２画素群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ている撮像素子である。これにより、位相差検出画素が特定方向に並べて構成されている第１画素群と、画像生成画素が特定方向に並べて構成されている第２画素群とを交互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、上記複数の画像生成画素の各々は、上記撮像素子における被写体光を受光する領域において、隣接する各画素について上記位相差検出画素と上記画像生成画素との割合が一定であるようにしてもよい。これにより、画像生成画素に隣接する各画素について位相差検出画素と画像生成画素との割合を一定に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、上記第１画素群は、１または複数のラインを構成する複数の位相差検出画素からなり、上記第２画素群は、１または２のラインを構成する複数の画像生成画素からなるようにしてもよい。これにより、第１画素群は、１または複数のラインを構成する複数の位相差検出画素からなり、第２画素群は、１または２のラインを構成する複数の画像生成画素からなるという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記特定方向は、上記位相差検出画素および上記画像生成画素により生成されたデータが上記位相差検出画素および上記画像生成画素から読み出される場合における読み出し方向であるようにしてもよい。これにより、位相差検出画素が読み出し方向に並べて構成されている第１画素群と、画像生成画素が読み出し方向に並べて構成されている第２画素群とを交互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、上記第１画素群は、１のラインを構成する複数の位相差検出画素からなり、上記第２画素群は、１のラインを構成する複数の画像生成画素からなり、上記複数の画像生成画素のうち、同一の特性のカラーフィルタを備え、上記特定方向に並べられている連続する２つの画像生成画素を１組の画像生成画素とし、当該１組の画像生成画素を画素単位として各画素を配置するようにしてもよい。これにより、同一の特性のカラーフィルタを備え、特定方向に並べられている連続する２つの画像生成画素を１組の画像生成画素とし、当該１組の画像生成画素を画素単位として各画素を配置させるという作用をもたらす。また、この場合において、上記複数の画像生成画素は、上記撮像素子において、上記画素単位がベイヤー配列で配置されるようにしてもよい。これにより、画像生成画素の画素単位がベイヤー配列で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、上記複数の位相差検出画素のうち、同一方向の瞳分割を行い上記同一方向におけるいずれか一方に分割された光を受光する２つの位相差検出画素であって、上記特定方向に並べられている連続する２つの位相差検出画素を１組の位相差検出画素とし、当該１組の位相差検出画素を画素単位として各画素を配置するようにしてもよい。これにより、特定方向に並べられている連続する２つの位相差検出画素を１組の位相差検出画素とし、当該１組の位相差検出画素を画素単位として各画素を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、上記複数の画像生成画素が備える受光素子のうち、同一の特性のカラーフィルタを備え、上記特定方向に並べられている連続する２つの受光素子を１組の受光素子とし、当該１組の受光素子に係る２つの画素を画素単位として各画素を配置するようにしてもよい。これにより、２つの受光素子を１組の受光素子として画像生成画素に備え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、上記複数の位相差検出画素が備える受光素子のうち、同一方向の瞳分割を行い上記同一方向におけるいずれか一方に分割された光を受光する２つの受光素子を１組の受光素子とし、当該１組の受光素子に係る２つの画素を画素単位として各画素を配置するようにしてもよい。これにより、２つの受光素子を１組の受光素子として位相差検出画素に備え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、上記第１画素群は、上記特定方向に瞳分割する上記位相差検出画素が上記特定方向に並べて構成されている第１ラインと、上記直交方向に瞳分割する上記位相差検出画素が上記特定方向に並べて構成されている第２ラインとを含み、上記第１ラインおよび上記第２ラインは、上記第２画素群を間に挟んで交互に配置されるようにしてもよい。これにより、特定方向に瞳分割する上記位相差検出画素の第１ラインと、直交方向に瞳分割する位相差検出画素の第２ラインとが第２画素群を間に挟んで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、上記位相差検出画素は、光軸方向における位置が異なる複数の射出瞳にそれぞれ対応する複数の位相差検出画素を含み、上記第１ラインは、上記複数の位相差検出画素のうち上記射出瞳の位置が同一の位相差検出画素が並べで構成されているようにしてもよい。これにより、第１ラインは、複数の位相差検出画素のうち射出瞳の位置が同一の位相差検出画素が並べで構成されるという作用をもたらす。また、この場合において、上記複数の位相差検出画素は、軸方向における位置が異なる複数の射出瞳にそれぞれ対応する複数の位相差検出画素を含み、上記第２ラインは、上記特定方向の位置における同じ位置には上記射出瞳の位置が同一の位相差検出画素が配置されるように構成されるようにしてもよい。これにより、第２ラインは、特定方向の位置における同じ位置には射出瞳の位置が同一の位相差検出画素が配置されるように構成という作用をもたらす。

また、本発明の第２の側面は、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複数の位相差検出画素と、画像を生成するための信号を生成する複数の画像生成画素とを具備し、上記複数の画像生成画素の各々は、被写体光を受光する領域において、隣接する各画素について上記位相差検出画素と上記画像生成画素との割合が一定である撮像素子である。これにより、画像生成画素に隣接する各画素について位相差検出画素と画像生成画素との割合を一定にさせるという作用をもたらす。

また、本発明の第３の側面は、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複数の位相差検出画素と、画像を生成するための信号を生成する複数の画像生成画素とを備え、上記複数の位相差検出画素のうちの一部の位相差検出画素が特定方向に並べて構成されている第１画素群と、上記複数の画像生成画素のうちの一部の画像生成画素が特定方向に並べて構成されている第２画素群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ている撮像素子と、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、上記画像生成画素が生成する信号に基づいて画像を生成する画像生成部とを具備する撮像装置である。これにより、位相差検出画素が特定方向に並べて構成されている第１画素群と、画像生成画素が特定方向に並べて構成されている第２画素群とを交互に配置した撮像素子を用いて、位相差検出による合焦判定および画像生成を行わせるという作用をもたらす。

本発明によれば、位相差検出および画像生成に用いられる撮像素子により画像を生成する場合に、画像生成に係る処理の負担を軽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の実施の形態において撮像装置１００におけるペリクルミラー１６０の位置の例を模式的に示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態における第２イメージセンサ２００に備えられる受光素子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２イメージセンサ２００の領域３４０における画素の配置の一例および従来のイメージセンサにおける画素の配置の一例を模式的に示す上面図である。 本発明の第１の実施の形態における第２イメージセンサ２００の画素の内部構成および従来のイメージセンサの画素の内部構成の一例を示した模式図である。 本発明の第１の実施の形態における位相差検出画素Ｄ１および位相差検出画素Ｄ２による瞳分割を示す模式図である。 本発明の第１の実施の形態における位相差検出画素Ｄ３および位相差検出画素Ｄ４による瞳分割を示す模式図である。 本発明の第１の実施の形態における第２イメージセンサ２００の画像生成画素に隣接する画素および従来のイメージセンサの画像生成画素に隣接する画素を示す模式図である。 本発明の第１の実施の形態における第２イメージセンサ２００の信号から生成される撮像画像および従来のイメージセンサの信号から生成される撮像画像を示す模式図である。 本発明の第１の実施の形態の第２イメージセンサ２００におけるデータ読み出し速度の一例と、従来のイメージセンサにおけるデータ読み出し速度の一例とを示すグラフである。 本発明の第１の実施の形態の変形例として、対となる位相差検出画素の位置が第１の実施の形態と反対である第２イメージセンサの受光素子の配置の一例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態の変形例として、読み出し方向に瞳分割する位相差検出画素のみが位相差検出画素の行に配置される第２イメージセンサの受光素子の配置の一例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態の変形例として、読み出し方向に瞳分割する位相差検出画素のみが位相差検出画素の行に配置される第２イメージセンサの受光素子の配置の図１２とは異なる一例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態の変形例として、位相差検出画素の行と画像生成画素の行とが２行ごとに交互に配置される第２イメージセンサの受光素子の配置の一例を示す図である。

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：位相差検出画素のラインと画像生成画素のラインとを交互に配置する例）
２．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、第１イメージセンサ１４０と、第１信号処理部１５０とを備える。また、撮像装置１００は、ペリクルミラー１６０と、第２イメージセンサ２００と、第２信号処理部１７０と、記憶部１８１と、表示部１８２と、合焦判定部１８３と、駆動部１８４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１８４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１８４の駆動により開口の度合いを変化させて第１イメージセンサ１４０および第２イメージセンサ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１８４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１２１（図２に示す）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。例えば、この制御部１３０は、シャッターボタン１２１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（静止画像撮像動作信号）を、第１信号処理部１５０に供給する。また、制御部１３０は、表示部１８２にライブビューを表示する場合には、第２イメージセンサ２００が出力した信号に基づいてライブビュー画像を生成させるための信号（ライブビュー表示信号）を、第２信号処理部１７０に供給する。ここで、ライブビューとは、撮像装置１００に入射する被写体の像のリアルタイム表示である。また、制御部１３０は、位相差検出方式によりフォーカスの合焦判定を行う場合には、この合焦判定を行う動作（位相差検出動作）を示す信号（位相差検出動作信号）を、第２信号処理部１７０に供給する。ここで、位相差検出方式とは、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方法である。

ペリクルミラー１６０は、レンズ部１１０を介して集光された被写体光を、２つに分割するものである。このペリクルミラー１６０は例えば、半透過型の鏡であり、被写体光の３０％を反射することにより、被写体光を２つに分割する。ペリクルミラー１６０は、２つに分割した光の一方を第１イメージセンサ１４０に供給し、他方を第２イメージセンサ２００に供給する。

第１イメージセンサ１４０は、ペリクルミラー１６０で分割された被写体光の一方を受光して、受光した被写体光を電気信号に光電変換する撮像素子である。この第１イメージセンサ１４０は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどにより実現される。第１イメージセンサ１４０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）のみが、ベイヤー配列により配置される。第１イメージセンサ１４０は、光電変換により発生した電気信号を第１信号処理部１５０に供給する。

第１信号処理部１５０は、第１イメージセンサ１４０から供給された電気信号に対して各種の信号処理を施すものである。この第１信号処理部１５０は、例えば、制御部１３０から静止画像撮像動作信号が供給されている場合には、静止画像のデータ（静止画像データ）を生成する。そして、第１信号処理部１５０は、この生成した画像データを記憶部１８１に供給し、記憶部１８１に記憶させる。

記憶部１８１は、第１信号処理部１５０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１８１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。

第２イメージセンサ２００は、ペリクルミラー１６０で分割された被写体光の一方を受光して、受光した被写体光を電気信号に光電変換する撮像素子である。この第２イメージセンサ２００は、第１イメージセンサ１４０と同様に、例えば、ＣＭＯＳセンサにより実現される。第２イメージセンサ２００には、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。なお、第２イメージセンサ２００については、図３乃至１０を参照して説明する。第２イメージセンサ２００は、光電変換により発生した電気信号を第２信号処理部１７０に供給する。なお、第２イメージセンサ２００は、特許請求の範囲に記載の撮像素子の一例である。

第２信号処理部１７０は、第２イメージセンサ２００から供給された電気信号に対して各種の信号処理を施すものである。例えば、この信号処理部１７０は、制御部１３０から位相差検出動作信号が供給されている場合には、第２イメージセンサ２００における位相差検出画素からの出力信号に基づいて、位相差を検出するためのデータ（位相差検出用データ）を生成する。そして、第２信号処理部１７０は、その生成した位相差検出用データを合焦判定部１８３に供給する。また、第２信号処理部１７０は、制御部１３０からライブビュー表示信号が供給されている場合には、第２イメージセンサ２００における画像生成画素からの出力信号に基づいて、ライブビュー画像のデータ（ライブビュー画像データ）を生成する。そして、第２信号処理部１７０は、その生成したライブビュー画像データを表示部１８２に供給し、表示部１８２における表示画面にライブビューを表示させる。なお、第２信号処理部１７０は、特許請求の範囲に記載の画像生成部の一例である。

表示部１８２は、第２信号処理部１７０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１８２、例えば、カラー液晶パネルにより実現される。この表示部１８２は、例えば、第２信号処理部１７０からライブビュー画像データが供給された場合には、表示画面にライブビュー画像を表示する。

合焦判定部１８３は、第２信号処理部１７０から供給された位相差検出用データに基づいて、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判定するものである。この合焦判定部１８３は、フォーカシングを行う領域（フォーカスエリア）における物体（合焦対象物）に対して合焦している場合には、合焦していることを示す情報を合焦判定結果情報として、駆動部１８４に供給する。また、この合焦判定部１８３は合焦対象物にフォーカスが合っていない場合には、フォーカスのズレの量（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を合焦判定結果情報として、駆動部１８４に供給する。

駆動部１８４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１８４は、合焦判定部１８３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１８４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１８４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。

［ペリクルミラーの位置例］
図２は、本発明の第１の実施の形態において撮像装置１００におけるペリクルミラー１６０の位置の例を模式的に示す断面図である。なお、同図では、撮像装置１００は、一眼レフカメラであることを想定して説明する。

同図には、撮像装置１００の断面図として、シャッターボタン１２１と、表示部１８２の表示画面（液晶表示画面１８２ａ）と、ペリクルミラー１６０と、第１イメージセンサ１４０と、第２イメージセンサ２００とが示されている。また、同図には、レンズ部１１０に備えられているレンズにおける光軸（光軸Ｌ１２）と、被写体光が通過する範囲を示す２つの線（線Ｌ１１およびＬ１３）とが示されている。なお、線Ｌ１１およびＬ１３に挟まれた範囲は、第１イメージセンサ１４０および第２イメージセンサ２００に入射する光が通過する範囲を示している。

ペリクルミラー１６０は、撮像装置１００に入射する被写体光を２つに分割するように配置される。例えば、光軸Ｌ１２に対して４５°となるように配置される。これにより、ペリクルミラー１６０は、被写体光の一部（例えば、３０％）を上方に反射する。

第１イメージセンサ１４０は、ペリクルミラー１６０を透過した被写体光を受光するように、ペリクルミラー１６０の先（被写体光の進行先）に光軸Ｌ１２に対して垂直に配置される。

第２イメージセンサ２００は、ペリクルミラー１６０が反射した被写体光を受光するように、ペリクルミラー１６０の上方に光軸Ｌ１２に対して水平（ペリクルミラー１６０が光軸Ｌ１２に対して４５°であるため）に配置される。

このように、撮像装置１００において、入射する被写体光を２つに分割するようにペリクルミラー１６０が配置される。また、２つに分割された被写体光をそれぞれ受光するように、第１イメージセンサ１４０および第２イメージセンサ２００がそれぞれ配置される。

［第２イメージセンサにおける受光素子の配置例］
図３は、本発明の第１の実施の形態における第２イメージセンサ２００に備えられる受光素子の配置の一例を示す模式図である。本発明の第１の実施の形態では、１つの画像生成画素は２つの受光素子を備え、また、１つの位相差検出画素も２つの受光素子を備えている。このため、同図において、まず、受光素子の配置について説明する。

なお、同図では、左右方向をｙ軸とし、上下方向をｘ軸とするｘｙ軸を想定して説明する。また、同図において、左上隅をｘｙ軸における原点とし、上から下へ向かう方向をｘ軸の＋側とし、左から右へ向かう方向をｙ軸の＋側とする。なお、この第２イメージセンサ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。なお、第２イメージセンサ２００における信号の読み出し方向は、特許請求の範囲に記載の特定方向の一例である。

同図では、説明の便宜上、第２イメージセンサ２００を構成する各画素の受光素子のうちの一部の受光素子（１６行×１６列の受光素子）の領域（領域２１０）を用いて説明する。なお、第２イメージセンサ２００における受光素子の配置は、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方向およびｙ方向に繰り返される配置である。

同図では、１つの受光素子を１つの円で示す。そして、画像生成画素の受光素子については、受光素子に対して備えられるカラーフィルタを表す符号（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））を内に示した円により示す。また、位相差検出画素の受光素子については、入射光が遮光部により遮光される側と同じ側を塗りつぶした（灰色の半円）部分を備える円により示す。なお、位相差検出画素の受光素子については、４つの位置（位置ｄ１乃至ｄ４）の射出瞳にそれぞれ対応する受光素子を符号（Ｄ１乃至Ｄ４）とともに示している。また、位相差検出画素の受光素子の符号におけるアルファベット（ａ乃至ｄ）は、入射光が遮光部により遮光される側（ａはｘ軸の−側、ｂはｘ軸の＋側、ｃはｙ軸の＋側、ｄはｙ軸の−側）を示している。例えば、Ｄ１ａは、位置ｄ１の射出瞳における左右（ｘ軸の＋−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受光素子である。なお、位相差検出画素については、図４乃至図８を参照して説明する。

ここで、第２イメージセンサ２００における画素の配置について説明する。

第２イメージセンサ２００では、画像生成画素の受光素子が配置される行（ライン）と位相差検出画素の受光素子が配置される行（ライン）とが交互に配置される。すなわち、図３に示すように、ｙ軸方向に、画像生成画素、位相差検出画素、画像生成画素、位相差検出画素…と交互に配置される。なお、画像生成画素の受光素子が配置される行は、特許請求の範囲に記載の第２画素群の一例である。また、位相差検出画素の受光素子が配置される行は、特許請求の範囲に記載の第１画素群の一例である。

また、画像生成画素の受光素子は、同色のカラーフィルタが配置される受光素子がｘ軸方向に２個ずつ連続するように配置される（図３では、ｘ軸方向に、ＲＲ、ＧＧ、ＢＢと連続している）。なお、本発明の第１の実施の形態では、この連続する２個の受光素子で１つの画像生成画素を構成するが、これについては、図６を参照して説明する。

位相差検出画素の受光素子は、遮光される側が同一の受光素子がｘ軸方向に２個ずつ連続するように配置される（図３では、ｘ軸方向に、例えば、Ｄ１ａＤ１ａ、Ｄ１ｂＤ１ｂと連続している）。なお、本発明の第１の実施の形態では、この連続する２個の受光素子で１つの位相差検出画素を構成するが、これについては、図６を参照して説明する。

また、位相差検出画素の受光素子は、被写体光の遮光側と入射側との位置関係がｘ軸方向（読み出し方向）の受光素子のみの行と、遮光側と入射側との位置関係がｙ軸方向の受光素子のみの行とが、画像生成画素の受光素子の行を挟んで交互になるように配置される。すなわち、位相差検出画素の受光素子は、同一方向（読み出し方向または読み出し方向に直交する方向）に瞳分割を行う位相差検出画素が行単位で配置される。図３では、ｘ軸方向の受光素子のみの行として、横Ｄ１行３２１、横Ｄ２行３２３、横Ｄ３行３２５および横Ｄ４行３２７が示されている。また、ｙ軸方向の受光素子のみの行として、縦検出行３２２、縦検出行３２４、縦検出行３２６および縦検出行３２８が示されている。

ｘ軸方向の受光素子のみの行には、射出瞳の位置が同一の受光素子が配置される。すなわち、横Ｄ１行３２１にはＤ１ａおよびＤ１ｂのみが配置され、横Ｄ２行３２３にはＤ２ａおよびＤ２ｂのみが配置され、横Ｄ行３２５にはＤ３ａおよびＤ３ｂのみが配置され、横Ｄ４行３２７にはＤ４ａおよびＤ４ｂのみが配置される。また、ｘ軸方向の受光素子のみの行では、ａの受光素子（ｘ軸方向で−側が遮光）の位相差検出画素と、ｂの受光素子の位相差検出画素（ｘ軸方向で＋側が遮光）とが交互に配置されている。例えば、図３の横Ｄ１行３２１では、２つの受光素子Ｄ１ａＤ１ａの隣が常に２つの受光素子Ｄ１ｂＤ１ｂとなっている（２つの受光素子で１つの位相差検出画素であるため、Ｄ１ａの位相差検出画素の隣がＤ１ｂの位相差検出画素）。すなわち、第２イメージセンサ２００の読み出し方向（図３ではｘ軸方向）に瞳分割する受光素子（ａおよびｂタイプの受光素子）は、１行に配置された位相差検出画素の信号のみで位相差検出ができるように配置される。これにより、読み出し方向（ｘ軸方向）に瞳分割する場合には、複数の位相差検出画素の行のうちの１つの行における位相差検出画素のデータのみから位相差検出を行うこと可能となる。

ｙ軸方向の受光素子のみの行には、同一の射出瞳の位置に対して反対側の光を受光する受光素子を２つずつ対にして（例えば、Ｄ１ｃＤ１ｃとＤ１ｄＤ１ｄ）、４つの射出瞳位置に対する４つの対（Ｄ１乃至Ｄ２の対）が順に配置されている。また、ｙ軸方向の受光素子のみの行は、他のｙ軸方向の受光素子のみの行に対して、受光素子がｙ軸方向にお互いに同一になる。すなわち、図３における縦Ｄ１列３１１は、縦検出行におけるこの列に位置する受光素子がＤ１ｃおよびＤ１ｄである列を示している。同様に、縦Ｄ２列３１２はＤ２ｃおよびＤ２ｄである列を示し、縦Ｄ３列３１３はＤ３ｃおよびＤ３ｄである列を示し、縦Ｄ４列３１４はＤ４ｃおよびＤ４ｄである列を示している。すなわち、第２イメージセンサ２００の読み出し方向と９０°異なる方向（図３ではｙ軸方向）に瞳分割する位相差検出画素は、連続する２つの列に配置された位相差検出画素（受光素子では４つの列）の信号に基づいて位相差検出ができるように配置される。また、ｙ軸方向に瞳分割する位相差検出画素の行とｘ軸方向に瞳分割する位相差検出画素の行とが画像生成画素の行を挟んで交互に配置されることにより、ｙ軸方向に瞳分割する位相差検出画素の行の間隔が狭くなるように配置される。

このように、第２イメージセンサ２００において、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なる。

次に、本発明の第１の実施の形態における画素について、領域３４０（受光素子４個×４個）に含まれる画素に着目し、図４を参照して説明する。

［第２イメージセンサにおける画素の配置例］
図４は、本発明の第１の実施の形態の第２イメージセンサ２００の領域３４０における画素の配置の一例および従来のイメージセンサにおける画素の配置の一例を模式的に示す上面図である。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。また、信号の読み出し方向は、ｘ軸方向（行単位で読み出される）であることとする。

同図（ａ）には、画像生成画素および位相差検出画素が両方設けられる従来のイメージセンサにおける画像生成画素の画素配置と、従来のイメージセンサにおける位相差検出画素の画素配置とを模式的に示す３つの画素群（画素群３９１乃至３９３）が示されている。

画素群３９１は、画像生成画素および位相差検出画素が両方設けられる従来のイメージセンサにおける画像生成画素の画素配置を示す２行×２列の画素である。画素群３９１では、赤色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２９１）が左上に配置され、緑色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２９２）が右上と左下に配置されている。また、画素群３９１では、青色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２９３）が右下に配置されている。このように、従来のイメージセンサの画像生成画素では、青色、緑色および赤色の３色が、ベイヤー配列で配置される。また、従来のイメージセンサの画像生成画素では、イメージセンサの大部分が画素群３９１に示す配置の画素で構成される。

画素群３９２は、従来のイメージセンサにおいてｘ軸方向に設けられる位相差検出画素の画素配置を示す１行×４列の画素である。画素群３９２では、左側が遮光された位相差検出画素（位相差検出画素（Ｄ１ａ）２９４）と、右側が遮光された位相差検出画素（位相差検出画素（Ｄ１ｂ）２９５）とがｘ軸方向に交互に配置されている。

画素群３９３は、従来のイメージセンサにおいてｙ軸方向に設けられる位相差検出画素の画素配置を示す４行×１列の画素である。画素群３９３では、上側が遮光された位相差検出画素（位相差検出画素（Ｄ１ｃ）２９６）と、下側が遮光された位相差検出画素（位相差検出画素（Ｄ１ｄ）２９７）とがｙ軸方向に交互に配置されている。

ここで、従来のイメージセンサにおける位相差検出画素の位置について説明する。従来のイメージセンサにおいては、画像生成に用いることが可能な信号を生成できない位相差検出画素の位置の画像情報を補完する必要があるため、位相差検出画素ができるだけ少ない数になるように配置される。すなわち、従来のイメージセンサにおいて、大部分の画素が画素群３９１に示す画素であり、位相差を検出する部位における画素のみが、画素群３９２および画素群３９３に示すような配置の位相差検出画素とされる。

同図（ｂ）には、本発明の第１の実施の形態における第２イメージセンサ２００における画素配置として、図３の領域３４０に対応する画素が示されている。図４（ｂ）では、画像生成画素として、赤色（Ｒ）の光を受光する受光素子を２つ備える画素（Ｒ画素２２０）と、緑色（Ｇ）の光を受光する受光素子を２つ備える画素（Ｇ画素２３０）とが示されている。また、画像生成画素として、青色（Ｂ）の光を受光する受光素子を２つ備える画素（Ｂ画素２４０）が示されている。また、同図（ｂ）では、位相差検出画素として、左側が遮光された受光素子（Ｄ１ａ）を２つ備える画素（位相差検出画素（Ｄ１ａ）２５１）と、右側が遮光された受光素子（Ｄ１ｂ）を２つ備える画素（位相差検出画素（Ｄ１ｂ）２５２）とが示されている。また、位相差検出画素として、上側が遮光された受光素子（Ｄ１ｃ）を２つ備える画素（位相差検出画素（Ｄ１ｃ）２５３）と下側が遮光された受光素子（Ｄ１ａ）を２つ備える画素（位相差検出画素（Ｄ１ｄ）２５４）とが示されている。

このように、第２イメージセンサ２００における画像生成画素および位相差検出画素は、それぞれが２つの受光素子を備えている。なお、位相差検出画素の受光素子が配置される行を除外して、画像生成画素のみで配置をみると、図４（ａ）と同様に、左上がＲ画素２２０であり、右上と左下がＧ画素２３０であり、右下がＢ画素２４０であるベイヤー配列で配置される。第２イメージセンサ２００は、領域２１０に示すような配置で全ての画素が構成されるため、位相差検出画素の受光素子が配置される行を除外した画像生成画素のみにおける配置は、均一なベイヤー配列となる。

［イメージセンサの構成例］
図５は、本発明の第１の実施の形態における第２イメージセンサ２００の画素の内部構成および従来のイメージセンサの画素の内部構成の一例を示した模式図である。

同図（ａ）には、画像生成画素および位相差検出画素が両方設けられる従来のイメージセンサに配置される画像生成画素および位相差検出画素の模式図が示されている。同図（ａ）では、画像生成画素が配置されている行と、位相差検出画素が配置されている行とが隣接している領域を想定して説明する。同図（ａ）には、Ｒ画素２９１と、Ｇ画素２９２と、位相差検出画素（Ｄ１ａ）２９４と、位相差検出画素（Ｄ１ｂ）２９５と、信号線４６１乃至４６８とが示されている。

Ｒ画素２９１は、赤色の光を透過するカラーフィルタが備えられる画素であり、受光素子４１０と、ＦＤ（Floating Diffusion）４４２と、アンプ４４３とを備える。

受光素子４１０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。この受光素子４１０は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）により構成される。

ＦＤ４４２は、受光素子の電荷を検出するものである。このＦＤ４４２は、検出した電荷を電圧に変えてアンプ４４３に供給する。

アンプ４４３は、ＦＤ４４２から供給された電圧を増幅するものである。このアンプ４４３は、増幅した電圧を信号線４６１に供給する。

なお、Ｇ画素２９２は、赤色の光を透過するカラーフィルタに代えて、緑色の光を透過するカラーフィルタが備えられること以外はＲ画素２９１と同様のものであるため、ここでの説明を省略する。

また、位相差検出画素（Ｄ１ａ）２９４および位相差検出画素（Ｄ１ｂ）２９５は、カラーフィルタが無く、さらに、受光素子の半分が遮光部（例えば、配線の一部）により遮光されていること以外はＲ画素２９１と同様のものであるため、ここでの説明を省略する。

信号線４６１乃至４６８は、これらの信号線に接続されている各画素が生成した信号を読み出すためのものである。第２イメージセンサ２００においては、この信号線４６１乃至４６８を介して、読み出し方向である横方向（列方向）に、画素が生成するデータが順次読み出される。例えば、画像生成画素の行（Ｒ画素２９１とＧ画素２９２とが交互に配置されている行）の画素のデータを読み出す場合には、まず、画素からデータを読み出す行として、この画像生成画素の行が設定される（ｙ軸方向の設定）。そして、画素からデータを読み出す列が順次設定（ｘ軸方向の設定）され、画素からデータが順次読み出される。左から順に読み出すことを想定すると、同図（ａ）においては、まず、信号線４６１に接続されている画像生成画素（Ｒ画素２９１）のデータが読み出される。次に、信号線４６２に接続されている画像生成画素（Ｇ画素２９２）のデータが読み出され、続いて信号線４６３に接続されている画像生成画素というように、データが順次読み出される。

このように、従来のイメージセンサは、受光素子４１０、ＦＤ４４２およびアンプ４４３が１つずつ備えられた画素（画像生成画素および位相差検出画素）により構成される。

同図（ｂ）には、本発明の第１の実施の形態における第２イメージセンサ２００に配置される画像生成画素および位相差検出画素の模式図が示されている。同図（ｂ）では、図３において示した領域２１０の１番上の行および上から２番目の行における８×２個の受光素子（４×２個の画素）を想定して説明する。図５（ｂ）には、Ｒ画素２２０と、Ｇ画素２３０と、位相差検出画素（Ｄ１ａ）２５３と、位相差検出画素（Ｄ１ｂ）２５４と、信号線４６２、４６４、４６６および４６８とが示されている。

Ｒ画素２２０は、赤色の光を透過するカラーフィルタが備えられる２つの受光素子を備える画素であり、２つの受光素子４１０と、アンプ４４３と、ＦＤ４５２とを備える。

なお、受光素子４１０およびアンプ４４３は、同図（ａ）において示したものと同様のものであるため、ここでの説明を省略する。

ＦＤ４５２は、受光素子の電荷を検出するものであり、接続された２つの受光素子４１０が検出した電荷を電圧に変えてアンプ４４３に供給する。同図（ａ）において示したＦＤ４４２が１つの受光素子４１０が検出した電荷を検出するのに対し、このＦＤ４５２は２つの受光素子４１０が検出した電荷を検出する。

なお、Ｇ画素２３０は、赤色の光を透過するカラーフィルタに代えて、緑色の光を透過するカラーフィルタが備えられること以外はＲ画素２２０と同様のものであるため、ここでの説明を省略する。

また、位相差検出画素（Ｄ１ａ）２５３および位相差検出画素（Ｄ１ｂ）２５４は、カラーフィルタが無く、さらに、受光素子の半分が遮光部（例えば、配線の一部）により遮光されていること以外はＲ画素２２０と同様のものであるため、ここでの説明を省略する。

信号線４６２、４６４、４６６および４６８は、これらの信号線に接続されている各画素が生成した信号を読み出すためのものである。同図（ｂ）において示す信号線は、同図（ａ）に示した信号線と比較すると、信号線の数が２分の１になっている。なお、信号線４６２、４６４、４６６および４６８は、信号線の数が少なく、また、接続されている各画素が異なること以外は、同図（ａ）に示したものと同様のものであるため、ここでの説明を省略する。

このように、本発明の第１の実施の第２イメージセンサ２００は、２つの受光素子４１０、１つのＦＤ４４２および１つのアンプ４４３が備えられた画素（画像生成画素および位相差検出画素）により構成される。

［４種類の位相差検出画素が行う瞳分割例］
図６および図７は、本発明の第１の実施の形態における４種類の位相差検出画素（Ｄ１乃至Ｄ４）による瞳分割を示す模式図である。なお、第２イメージセンサ２００については、図２に示すように、ペリクルミラー１６０の上方に配置されるが、図６および図７では、説明の容易のため、射出瞳と平行なイメージセンサとして説明する。

図６は、本発明の第１の実施の形態における位相差検出画素Ｄ１および位相差検出画素Ｄ２による瞳分割を示す模式図である。

図６（ａ）は、位置ｄ１の射出瞳に対応する位相差検出画素（位相差検出画素Ｄ１）が行う瞳分割と、位置ｄ１乃至ｄ４の射出瞳との関係が模式的に示されている。同図（ａ）には、第２イメージセンサ２００からの距離がそれぞれ異なる４つの射出瞳（射出瞳Ｅ１乃至Ｅ４）と、第２イメージセンサ２００とが示されている。また、射出瞳Ｅ１乃至Ｅ４には、それぞれの射出瞳の中心を示す中心点（中心Ｃ１乃至Ｃ４）が示されている。

また、第２イメージセンサ２００には、第２イメージセンサ２００における位相差検出画素の位置として、４つの位置（Ｆ１乃至Ｆ４）が示されている。位置Ｆ１および位置Ｆ４は、第２イメージセンサ２００における中心からの距離（像高）が同じものの、中心からの位置が互いに反対である位置を示す。また、位置Ｆ２および位置Ｆ３も同様に、像高が同じものの、中心からの位置が互いに反対である位置を示す。なお、同図（ａ）に示す第２イメージセンサ２００の上下方向は、図３において示した第２イメージセンサ２００の領域２１０の上下方向（ｙ軸方向）であることとする。

また、図６（ａ）には、位置Ｆ１乃至Ｆ４の位相差検出画素Ｄ１がそれぞれ分割する領域の境界を示す軸として、瞳分割ラインＬ２１乃至Ｌ２４が示されている。なお、同図（ａ）においては、説明の便宜上、位置Ｆ１乃至Ｆ４における位相差検出画素Ｄ１は、受光素子の上側（同図（ａ）における上方向）が遮光部により覆われる位相差検出画素（Ｄ１ｃ）２５３であることを想定して説明する。

ここで、位置Ｆ１における位相差検出画素（Ｄ１ｃ）２５３による瞳分割について説明する。

位相差検出画素（Ｄ１ｃ）２５３は、射出瞳Ｅ１を２等分する瞳分割が行えるように遮光部が形成される。これにより、位置Ｆ１における位相差検出画素（Ｄ１ｃ）２５３は、瞳分割ラインＬ２１を境界として、この瞳分割ラインＬ２１より上側からの被写体光を受光する。なお、この射出瞳Ｅ１の位置に応じた遮光部の設置方法として、例えば、遮光部の配置を各画素で異ならせる方法（例えば、特開２００９−２０４９８７参照。）などを用いることができる。

位置Ｆ１における位相差検出画素（Ｄ１ｃ）２５３は、射出瞳Ｅ１の位置に合わせて遮光部を形成することにより、射出瞳Ｅ１に対して、射出瞳Ｅ１を２等分するように瞳分割を行う。しかしながら、瞳分割ラインＬ２１が光軸（図における点線Ｌ２９）に対して斜めであるため、他の位置の射出瞳に関しては、その射出瞳を２等分にするように瞳分割を行うことができない。例えば、位置Ｆ１における位相差検出画素（Ｄ１ｃ）２５３は、射出瞳Ｅ２に対して、射出瞳Ｅ２の上から３／４ぐらいの領域を通過する被写体光を受光してしまう。また、射出瞳Ｅ３に対しては、射出瞳Ｅ３の上から９割ぐらいの領域を通過する被写体光を受光してしまう。そして、射出瞳Ｅ４に対しては、射出瞳Ｅ４を通過する被写体光を全て受光してしまう。

このように、位置Ｆ１における位相差検出画素（Ｄ１ｃ）２５３は、位置ｄ１における射出瞳Ｅ１を２等分に瞳分割できるため、射出瞳Ｅ１に対して精度良く位相差検出を行うことができる。しかしながら、射出瞳Ｅ２乃至Ｅ４に対しては、被写体光が２分割されないため、位相差検出の精度が悪くなる。

なお、位置Ｆ２乃至位置Ｆ４における位相差検出画素（Ｄ１ｃ）２５３も位置Ｆ１と同様に、射出瞳Ｅ１の位置に合わせて遮光部が形成されることにより、射出瞳Ｅ１に対しては精度良く位相差検出を行えるが、射出瞳Ｅ２乃至Ｅ４に対しては精度が悪くなる。

このように、位相差検出画素Ｄ１ｃは、射出瞳Ｅ１に対しては精度良く位相差検出を行えるものの、射出瞳Ｅ２乃至Ｅ４に対しては精度が悪くなる。

図６（ｂ）は、位置ｄ２の射出瞳に対応する位相差検出画素（位相差検出画素Ｄ２）が行う瞳分割と、位置ｄ１乃至ｄ４の射出瞳との関係が模式的に示されている。同図（ｂ）には、同図（ａ）と同様に、射出瞳（射出瞳Ｅ１乃至Ｅ４）と、第２イメージセンサ２００とが示されている。

同図（ｂ）には、同図（ａ）において示した瞳分割ラインＬ２１乃至Ｌ２４の代わりに、位置Ｆ１乃至Ｆ４の位相差検出画素Ｄ２がそれぞれ分割する領域の境界を示す軸として、瞳分割ラインＬ３１乃至Ｌ３４が示されている。

位相差検出画素Ｄ２は、射出瞳Ｅ２を２等分する瞳分割が行えるように遮光部が形成される。すなわち、位相差検出画素Ｄ２は、同図（ｂ）に示すように、射出瞳Ｅ２に対しては精度良く位相差検出を行えるが、射出瞳Ｅ１、Ｅ３およびＥ４に対しては精度が悪くなる。

図７は、本発明の第１の実施の形態における位相差検出画素Ｄ３および位相差検出画素Ｄ４による瞳分割を示す模式図である。

図７（ａ）は、位置ｄ３の射出瞳に対応する位相差検出画素（位相差検出画素Ｄ３）が行う瞳分割と、位置ｄ１乃至ｄ４の射出瞳との関係が模式的に示されている。同図（ａ）には、図６（ａ）と同様に、射出瞳（射出瞳Ｅ１乃至Ｅ４）と、第２イメージセンサ２００とが示されている。

図７（ａ）には、図６（ａ）において示した瞳分割ラインＬ２１乃至Ｌ２４の代わりに、位置Ｆ１乃至Ｆ４の位相差検出画素Ｄ３がそれぞれ分割する領域の境界を示す軸として、瞳分割ラインＬ４１乃至Ｌ４４が示されている。

位相差検出画素Ｄ３は、射出瞳Ｅ３を２等分する瞳分割が行えるように遮光部が形成される。すなわち、位相差検出画素Ｄ３は、図７（ａ）に示すように、射出瞳Ｅ３に対しては精度良く位相差検出を行えるが、射出瞳Ｅ１、Ｅ２およびＥ４に対しては精度が悪くなる。

図７（ｂ）は、位置ｄ４の射出瞳に対応する位相差検出画素（位相差検出画素Ｄ４）が行う瞳分割と、位置ｄ１乃至ｄ４の射出瞳との関係が模式的に示されている。同図（ｂ）には、図６（ａ）と同様に、射出瞳（射出瞳Ｅ１乃至Ｅ４）と、第２イメージセンサ２００とが示されている。

図７（ｂ）には、図６（ａ）において示した瞳分割ラインＬ２１乃至Ｌ２４の代わりに、位置Ｆ１乃至Ｆ４の位相差検出画素Ｄ４がそれぞれ分割する領域の境界を示す軸として、瞳分割ラインＬ５１乃至Ｌ５４が示されている。

位相差検出画素Ｄ４は、射出瞳Ｅ４を２等分する瞳分割が行えるように遮光部が形成される。すなわち、位相差検出画素Ｄ４は、図７（ｂ）に示すように、射出瞳Ｅ４に対しては精度良く位相差検出を行えるが、射出瞳Ｅ１乃至Ｅ３に対しては精度が悪くなる。

このように、位相差検出画素Ｄ１乃至Ｄ４は、それぞれが異なる位置の射出瞳に対応するように遮光部が形成される。このように、異なる位置の射出瞳に対応する位相差検出画素を第２イメージセンサ２００に設けることにより、撮像装置１００がレンズユニットの交換可能な一眼レフカメラである場合などにおいて、射出瞳の位置が異なる交換レンズにも対応することができる。

なお、位相差検出画素は、第１の実施の形態において、４つの射出瞳位置にそれぞれ対応するＤ１乃至Ｄ４を想定したが、これに限定されるものではない。位相差検出画素の行と画像生成画素の行とが交互に配置される（画像生成画素に隣接する位相差検出画素の割合が一定になる）のであれば、４以外でもよい。例えば、レンズ一体型のカメラに第２イメージセンサ２００が設けられる場合には、１つの射出瞳位置に対する位相差検出画素のみを配置することなども考えられる。

［画像生成画素に隣接する画素の一例］
図８は、本発明の第１の実施の形態における第２イメージセンサ２００の画像生成画素に隣接する画素および従来のイメージセンサの画像生成画素に隣接する画素を示す模式図である。なお、同図では、画像生成画素（の受光素子）に対する隣接する位相差検出画素（の受光素子）の影響の一例として、低波長の光が漏れ込むことを想定して説明する。すなわち、低波長の光が漏れ込む量が異なることにより、画像生成画素の受光素子が受光する光の波長特性が僅かに変化してしまうことを想定する。

同図（ａ）には、画像生成画素および位相差検出画素が両方設けられる従来のイメージセンサにおける画像生成画素と位相差検出画素とがともに配置されている領域（６行×１０列）が示されている。同図（ａ）では、上から３行目の行において８個の位相差検出画素が１行に配置され、他の画素は全て画像生成画素である領域が示されている。

同図（ａ）に示すように、画像生成画素および位相差検出画素が両方設けられる従来のイメージセンサにおいては、位相差検出画素が部分的に配置される。このため、この部分的に配置された位相差検出画素の周囲の画像生成画素のみが、位相差検出画素に隣接する画像生成画素となる。

ここで、同図（ａ）に示した領域の画素のうち、隣接する画素が異なる３つのＧ画素（Ｇ画素５１１乃至５１３）について着目し、同図（ｂ）を参照して説明する。

同図（ｂ）には、同図（ａ）において示したＧ画素５１１乃至５１３が、位相差検出画素から漏れ込む光を示す矢印とともに示されている。

Ｇ画素５１１は、隣接する８つの画素が全て画像生成画素であるＧ画素である。このＧ画素５１１は、隣接する画素に位相差検出画素が無いため、位相差検出画素を備えていないイメージセンサの画素と同様の特性になる。

Ｇ画素５１２は、隣接する８つの画素のうち、７つが画像生成画素であり、１つが位相差検出画素であるＧ画素である。このＧ画素５１２は、１つの位相差検出画素と隣接しているため、この１つの位相差検出画素からの影響を受ける。例えば、位相差検出画素にカラーフィルタが設けられていない場合には、隣接する位相差検出画素からＧ画素５１２に短波長の光が漏れ込むことなどが考えられる。これにより、Ｇ画素５１２の受光素子が受光する光の波長特性が、Ｇ画素５１１の波長特性と僅かに異なってしまうことが生じる。

Ｇ画素５１３は、隣接する８つの画素のうち、５つが画像生成画素であり、３つが位相差検出画素であるＧ画素である。このＧ画素５１３は、３つの位相差検出画素と隣接しているため、位相差検出画素３つ分の影響を受ける。すなわち、Ｇ画素５１２と比較して、漏れ込む光の量が増加する。これにより、Ｇ画素５１３の受光素子が受光する光の波長特性が、Ｇ画素５１１の波長特性やＧ画素５１２の波長特性と異なってしまう。

このように、画像生成画素および位相差検出画素が両方設けられる従来のイメージセンサにおいては、位相差検出画素に隣接する画像生成画素と、隣接しない画像生成画素とが混在する。このため、画像生成画素の受光素子の受光する光の波長特性が、ばらつく問題が発生する。

同図（ｃ）には、本発明の第１の実施の形態における第２イメージセンサ２００におけるＧ画素およびＢ画素が画像生成画素として配置される行と、この行の上下に隣接する位相差検出画素が配置される行とが配置される領域が示されている。同図（ｃ）では、図３において示した領域２１０の上から２番目乃至４番目の行における３行×８列の受光素子（３×４個の画素）を想定して説明する。

図８（ｃ）に示すように、第２イメージセンサ２００においては、画像生成画素の行に隣接する行（上下の行）は、位相差検出画素が配置される行である。このため、全ての画像生成画素が、位相差検出画素に隣接する画像生成画素となる。

ここで、隣接する位相差検出画素について、Ｇ画素２３０における１つの受光素子（受光素子５２１）に着目して、同図（ｄ）を参照して説明する。

同図（ｄ）には、同図（ｃ）において示した受光素子５２１が、位相差検出画素から漏れ込む光を示す矢印とともに示されている。

受光素子５２１は、隣接する８つの受光素子のうち、２つが画像生成画素の受光素子であり、６つが位相差検出画素の受光素子である。この受光素子５２１は、位相差検出画素の受光素子６個と隣接しているため、この位相差検出画素の受光素子６つ分の影響を受ける。なお、第２イメージセンサ２００では位相差検出画素の行と画像生成画素の行とが交互であるため、行の端を除いた全ての画像生成画素が、位相差検出画素の受光素子６個と隣接する（隣接する画素についての位相差検出画素と画像生成画素との割合が一定となる）。

同図（ｄ）に示すように、第２イメージセンサ２００において、第２イメージセンサ２００の端の画素は除いた全ての画像生成画素の受光素子が位相差検出画素の受光素子６個からの影響を受けるため、画像生成画素の受光素子の受光する光の波長特性が均一になる。すなわち、第２イメージセンサ２００の端の画素を使わないことにより（有効画素から除く）、受光素子の受光する光の波長特性の補正をする必要がなくなる。

このように、有効画素の領域における画像生成画素の受光素子の隣接する受光素子について、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割合を一定とすることにより、画像生成画素の受光素子の特性を均一にすることができる。なお、本発明の第１の実施の形態では、画像生成画素が２つの受光素子を備える場合について説明しているが、これに限定されるものではなく、画像生成画素が１つの受光素子を備える場合においても、同様の効果を得ることができる。すなわち、有効画素（被写体光を受光して画像を生成する画素）の領域における画像生成画素の隣接する各画素について、位相差検出画素と画像生成画素との割合を一定とすることにより、画像生成画素の受光素子の特性を均一にすることができる。

［第２イメージセンサが生成する画像の一例］
図９は、本発明の第１の実施の形態における第２イメージセンサ２００の信号から生成される撮像画像および従来のイメージセンサの信号から生成される撮像画像を示す模式図である。なお、同図において、生成される撮像画像は、各イメージセンサが生成することのできる最大画素数の画像であることとする。

同図（ａ）には、画像生成画素および位相差検出画素が両方設けられる従来のイメージセンサ（イメージセンサ５４０）と、このイメージセンサ５４０が出力する信号から生成される撮像画像（撮像画像５５０）とが示されている。

イメージセンサ５４０には、４つの行の一部において位相差検出画素が配置されており、この位相差検出画素が配置されている場所が破線（位相差検出画素位置５４１）により模式的に示されている。また、イメージセンサ５４０の横方向（読み出し方向）の大きさ（受光素子（画素）数）をＷ１とし、縦方向（読み出し方向に対して直行する方向）の大きさ（受光素子（画素）数）をＨ１とする。

撮像画像５５０には、位相差検出画素の位置の画像データの場所が、破線（データ補完画素位置５５１）により模式的に示されている。また、撮像画像５５０の横方向（読み出し方向）の大きさ（受光素子数）をＷ２とし、縦方向の大きさ（受光素子数）をＨ２とする。

ここで、イメージセンサ５４０による撮像画像５５０の生成について説明する。

イメージセンサ５４０では、一部の画素が位相差検出画素であるため、撮像画像を生成する際には、その位相差検出画素の位置の画像データを、周囲の画像生成画素のデータから推測して補完する処理が行われる。また、イメージセンサ５４０は１つの画像生成画素に１つの受光素子が備えられるため、イメージセンサ５４０の信号から生成される撮像画像の最大画素数は、イメージセンサ５４０における受光素子数と同数になる。

すなわち、同図（ａ）に示すように、従来のイメージセンサの信号から生成される撮像画像５５０は、位相差検出画素の位置（イメージセンサ５４０の位相差検出画素位置５４１）のデータを補完した位置（データ補完画素位置５５１）を含む画像である。また、撮像画像５５０は、横方向の画素数（Ｗ２）がイメージセンサ５４０の横方向の受光素子（画素）数（Ｗ１）と同一になるとともに、縦方向の画素数（Ｈ２）もイメージセンサ５４０の縦方向の受光素子（画素）数（Ｈ１）と同一になる。例えば、イメージセンサ５４０の有効な受光素子の数（撮像画像を生成する際に用いられる受光素子の数）が４５９２列×３０５６行である場合には、画素数が４５９２列×３０５６行の撮像画像５５０が生成される。

同図（ｂ）には、本発明の第１の実施の形態の第２イメージセンサ２００と、この第２イメージセンサ２００が出力する信号から生成される撮像画像（撮像画像５６０）とが示されている。

第２イメージセンサ２００には、位相差検出画素の行が撮像画像の行と交互に配置されており、この位相差検出画素の行が複数の破線により模式的に示されている。また、第２イメージセンサ２００の横方向（読み出し方向）の大きさ（受光素子数）をＷ１１とし、縦方向の大きさ（受光素子数）をＨ１１とする。また、撮像画像５６０では、撮像画像５６０の横方向（読み出し方向）の大きさ（画素数）をＷ１２とし、縦方向の大きさ（画素数）をＨ１２とする。

ここで、第２イメージセンサ２００による撮像画像５６０の生成について説明する。

第２イメージセンサ２００では、位相差検出画素の行が画像生成画素の行と交互に配置されているため、撮像画像を生成する際には、画像生成画素の行のデータのみで撮像画像が生成される。また、半数の画素が位相差検出画素であるため、撮像画像を生成する際において、位相差検出画素の位置の画像データを補完する処理は行われない。これにより、第２イメージセンサ２００の信号から生成される撮像画像の縦方向の最大画素数は、イメージセンサ５４０における縦方向の受光素子数の２分の１になる（画素数でも２分の１）。また、第２イメージセンサ２００は１つの画像生成画素に２つの受光素子が備えられるため、第２イメージセンサ２００の信号から生成される撮像画像の横方向の最大画素数は、イメージセンサ５４０における横方向の受光素子数の２分の１になる（画素数では同数）。

すなわち、同図（ｂ）に示すように、第２イメージセンサ２００の信号から生成される撮像画像５６０は、位相差検出画素の位置のデータを補完したデータを含んでおらず、撮像素子が生成したデータのみにより構成される画像である。また、撮像画像５６０は、横方向の画素数（Ｗ１２）が第２イメージセンサ２００の横方向の受光素子数（Ｗ１１）の２分の１になるとともに、縦方向の画素数（Ｈ１２）が第２イメージセンサ２００の縦方向の受光素子数（Ｈ１１）の２分の１になる。例えば、第２イメージセンサ２００の有効な受光素子の数が４５９２列×３０５６行である場合には、画素数が２２９６列×１５２８行の撮像画像５６０が生成される。

このように、第２イメージセンサ２００においては、位相差検出画素の行と画像生成画素の行とが交互に配置されているにも係わらず、生成される画像のアスペクト比を画像生成画素のみのイメージセンサと同じ比にすることができる。すなわち、第２イメージセンサ２００の信号から生成される画像（ライブビュー画像）と、第１イメージセンサ１４０の信号から生成される画像（静止画像）とのアスペクト比を同一にすることができる。これにより、第２イメージセンサ２００からの信号から容易に（特別な補正処理を行う必要が無く）、静止画像のライブビュー画像を生成することができる。

なお、本発明の第１の実施の形態では、２つの受光素子を備える位相差検出画素と、２つの受光素子を備える画像生成画素を用いる場合について説明しているが、これに限定されるものではない。１つの受光素子を備える画像生成画素を用いる場合においても、同一のカラーフィルタを備えて読み出し方向に連続する２つの画素を１組の画素（生成する画像における画素単位）として画像を生成することで、アスペクト比を同一にすることができる。

［第２イメージセンサにおけるデータ読み出し速度の一例］
図１０は、本発明の第１の実施の形態の第２イメージセンサ２００におけるデータ読み出し速度の一例と、従来のイメージセンサにおけるデータ読み出し速度の一例とを示すグラフである。また、同図では、各イメージセンサが最大画素数の撮像画像を生成する際のデータ読み出し速度を示す。

なお、同図では、図９と同様に、各イメージセンサが４５９２列×３０５６行の受光素子を備えていることを想定する。すなわち、本発明の第１の実施の形態における第２イメージセンサ２００は、２２９６列×３０５６行の画素を備え、従来のイメージセンサは４５９２列×３０５６行の画素を備えることとする。また、従来のイメージセンサは、大部分が画像生成画素であり、１行乃至３行の読み出しを省略しても読出時間が少なくならないため、説明の便宜上、全ての位相差検出画素からデータを読み出すものとして説明する。

同１０（ａ）には、横軸をデータ読み出し時間を示す軸とするグラフにおいて、１つの行に配置される全ての画素のデータを読み出すのに必要な時間（読み出し方向に関するデータ読み出し時間）が示されている。同図（ａ）では、データ読み出し時間として、従来のイメージセンサのデータ読み出し時間（時間Ｔ１）と、本発明の第１の実施における第２イメージセンサ２００のデータ読み出し時間（時間Ｔ２）とが示されている。

ここで、時間Ｔ１と時間Ｔ２との違いについて説明する。従来のイメージセンサは、１つの画像生成画素に１つの受光素子が備えられるため、画素からのデータ読み出しが１行当たり４５９２回行われる。すなわち、時間Ｔ１は、この４５９２回のデータ読み出しに係る時間を示している。

一方、第２イメージセンサ２００は、１つの画像生成画素に２つの受光素子が備えられるため、画素からのデータ読み出しが１行当たり２２９６回行われる。すなわち、時間Ｔ２は、この２２９６回のデータ読み出しに係る時間を示している。

同図（ａ）に示すように、本発明の第１の実施の第２イメージセンサ２００は、１つの画像生成画素に２つの受光素子が備えられることにより、従来のイメージセンサと比較して、１行当たりのデータ読み出し速度が速くなる。

同図（ｂ）には、横軸をデータ読み出し時間を示す軸とするグラフにおいて、読み出し方向と直交する直交方向の全ての画素のデータを読み出すのに必要な時間（読み出し方向との直交方向に関するデータ読み出し時間）が示されている。同図（ｂ）では、データ読み出し時間として、従来のイメージセンサにおける時間（時間Ｔ３）と、１行の位相差検出画素を用いて位相差検出を行う場合（読み出し方向に瞳分割する場合）における第２イメージセンサ２００の時間（時間Ｔ４）とが示されている。また、同図（ｂ）では、複数行の位相差検出画素を用いて位相差検出を行う場合（読み出し方向に対して直行する方向に瞳分割する場合）における第２イメージセンサ２００のデータ読み出し時間（時間Ｔ５）が示されている。

ここで、時間Ｔ３、時間Ｔ４および時間Ｔ５の違いについて説明する。従来のイメージセンサは、画素の大部分が画像生成画素であり、また、位相差検出画素が備えられる行には画像生成画素も混在するため、画素のデータが読み出されない行はほとんどない。すなわち、従来のイメージセンサにおいて、読み出す行の指定（ｙ軸方向の指定）が３０５６回行われる。すなわち、時間Ｔ３は、３０５６回のデータ読み出しに係る時間を示している。

一方、第２イメージセンサ２００は、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ため、撮像画像を生成するために必要な読み出す行の指定の回数は１５２８回（３０５６行の２分の１の）となる。また、位相差検出画素の行については、横方向の瞳分割で行う場合には、最低１つの行における位相差検出画素のデータで行うことができる。また、縦方向の瞳分割で行う場合には、縦方向に瞳分割する行の画素のうちの、対となる画素が配置されている２つの画素の列に配置されている画素のデータで行うことができる。時間Ｔ４は、横方向に瞳分割する場合における１５２８回＋１回のデータ読み出しに係る時間を示し、時間Ｔ５は縦方向に瞳分割する場合における１５２８回＋７６４回のデータ読み出しに係る時間を示す。

同図（ｂ）に示すように、本発明の第１の実施の第２イメージセンサ２００は、画像生成画素のみが配置される行と位相差検出画素のみが配置される行とを交互に配置することにより、従来のイメージセンサと比較して、読み出されない行の数が多くなる。これにより、従来のイメージセンサと比較して、データ読み出し速度が速くなる。

同図（ｃ）には、横軸をデータ読み出し時間を示す軸とするグラフにおいて、１つの撮像画像を生成する際に画素のデータを読み出すのに必要な時間（イメージセンサ全体に関する読みだし時間）が示されている。同図（ｃ）では、データ読み出し時間として、従来のイメージセンサのデータ読み出し時間（時間Ｔ６）と、１行における位相差検出画素を用いて位相差検出を行う場合における第２イメージセンサ２００のデータ読み出し時間（時間Ｔ７）とが示されている。また、同図（ｃ）では、７６４行における位相差検出画素を用いて位相差検出を行う場合における第２イメージセンサ２００のデータ読み出し時間（時間Ｔ８）が示されている。

ここで、時間Ｔ６、時間Ｔ７および時間Ｔ８の違いについて説明する。従来のイメージセンサは、読み出す行の指定（ｙ軸方向の指定）が３０５６回行われ、指定された各行の画素からのデータ読み出しが４５９２回行われる。すなわち、画素からのデータ読み出しが、３０５６×４５９２回行われる。時間Ｔ６は３０５６×４５９２回のデータ読み出しに係る時間を示す。

一方、第２イメージセンサ２００は、１行の位相差検出画素を用いて位相差検出を行う場合には、読み出す行の指定が１５２８＋１回行われ、指定されている各行の画素からのデータ読み出しが２２９６回行われる。すなわち、画素からのデータ読み出しが、（１５２８＋１）×２２９６回行われる。時間Ｔ７は（１５２８＋１）×２２９６回のデータ読み出しに係る時間を示す。

また、縦方向の位相差検出を行う場合には、読み出す行の指定が１５２８＋７６４回行われ、指定されている各行の画素からのデータ読み出しが２２９６回行われる（便宜上、位相差検出画素の行の全ての画素からもデータを読み出すこととしている）。すなわち、画素からのデータ読み出しが、（１５２８＋７６４）×２２９６回行われる。時間Ｔ８は（１５２８＋７６４）×２２９６回のデータ読み出しに係る時間を示す。

同図（ｃ）に示すように、本発明の第１の実施の第２イメージセンサ２００は、従来のイメージセンサと比較して、データ読み出し速度が速くなる。

このように、本発明の第１の実施では、画像生成画素（受光素子）に隣接する位相差検出画素の割合を一定にすることにより、画像生成画素における特性を均一にすることができる。これにより、撮像画像を生成する際における各画素の特性に関する補正処理を軽減することができる。

また、本発明の第１の実施では、画像生成画素の行において、同一の特性のフィルタを備える２つの受光素子を１つの組として画像生成画素をベイヤー配列状に配置した。このことにより、従来のベイヤー配列における処理と同様の処理を用いて撮像画像を生成することができ、撮像画像を生成する際における色に関する補正処理を軽減することができる。

さらに、本発明の第１の実施では、画像生成画素および位相差検出画素において、１つの画素が２つの受光素子を備えることにした。このことにより、読み出し方向における画素からのデータの読み出しの時間を短くすることができる。また、１つの画素における受光面の面積が広くなるため、１つの画素が生成する信号を強くすることができる。また、画像生成画素のみのイメージセンサと同じアスペクト比の撮像画像を生成することができる。

＜２．変形例＞
本発明の第１の実施の形態では、第２イメージセンサ２００において、読み出し方向に瞳分割する位相差検出画素と、読み出し方向に対して直行する方向に瞳分割する位相差検出画素とを１ライン毎に交互に配置する例について説明した。ただし、位相差検出画素および位相差検出画素については、他の配置とするようにしてもよい。例えば、画像生成画素に隣接する位相差検出画素の数が全ての画像生成画素において均一になる（割合が一定になる）ように、位相差検出画素の行と画像生成画素の行とを交互に配置することができる。このように、位相差検出画素の配置については、第１の実施の形態に示したものの他に、種々のパターンが考えられる。

そこで、種々のパターンの一例として、対となる位相差検出画素の位置が第１の実施の形態の第２イメージセンサと反対であるイメージセンサの例について、図１１を参照して説明する。また、位相差検出画素が読出方向に瞳分割する画素のみであるイメージセンサの例について、図１２および図１３を参照して説明する。さらに、位相差検出画素の行と画像生成画素の行とが２行ごとに交互に配置されるイメージセンサの例について、図１４を参照して説明する。

［第２イメージセンサにおける画素の配置例］
図１１乃至図１４は、本発明の第１の実施の形態の変形例における第２イメージセンサに備えられる受光素子の配置の一例を示す模式図である。同図では、説明の便宜上、第２イメージセンサ２００を構成する各画素の受光素子のうちの一部の受光素子（１６行×１６列の受光素子）の領域を用いて説明する。なお、同図以降では、図３において示した本発明の第１の実施の形態における領域２１０との違いに着目して説明する。

図１１は、本発明の第１の実施の形態の変形例として、対となる位相差検出画素の位置が第１の実施の形態と反対である第２イメージセンサの受光素子の配置の一例を示す図である。

同図には、対となる位相差検出画素の位置が第１の実施の形態と反対である第２イメージセンサにおける１６行×１６列の受光素子の領域であって、図３において示した領域２１０に対応する領域である領域７１０が示されている。図１１では、読み出し方向に瞳分割する受光素子が配置される行として、横Ｄ１行７２１、横Ｄ２行７２３、横Ｄ３行７２５および横Ｄ４行７２７が示されている。また、縦方向に瞳分割する受光素子が配置される行として、縦検出行７２２、縦検出行７２４、縦検出行７２６および縦検出行７２８が示されている。これらの行における受光素子は、図３において示した領域２１０の瞳分割する受光素子が配置される行と比較して、対となる受光素子の位置が逆になっている。例えば、横Ｄ１行７２１と横Ｄ１行３２１（図３参照）とを比較すると、位相差検出画素Ｄ１ａと位相差検出画素Ｄ１ｂとの位置がそれぞれ逆になっている。なお、読み出し方向に瞳分割する受光素子が配置される行と同様に、読み出し方向に対して直行する方向に瞳分割する受光素子が配置される行においても、対となる受光素子の位置が逆になっている。

このように、本発明の第１の実施の形態とは対となる位相差検出画素の位置が異なる場合においても、本発明の第１の実施の形態と同様に、画像生成画素に隣接する位相差検出画素の割合を一定にすることができる。

図１２は、本発明の第１の実施の形態の変形例として、読み出し方向に瞳分割する位相差検出画素のみが位相差検出画素の行に配置される第２イメージセンサの受光素子の配置の一例を示す図である。

同図には、読み出し方向に瞳分割する位相差検出画素のみが位相差検出画素の行に配置される第２イメージセンサにおける１６行×１６列の受光素子の領域であって、図３において示した領域２１０に対応する領域である領域７３０が示されている。図１２では、読み出し方向に瞳分割する受光素子が配置される行として、横Ｄ１行７３１、横Ｄ２行７３２、横Ｄ３行７３３、横Ｄ４行７３４、横Ｄ５行７３５、横Ｄ６行７３６、横Ｄ７行７３７および横Ｄ８行７３８が示されている。横Ｄ５行７３５乃至横Ｄ８行７３８は、横Ｄ１行７３１乃至横Ｄ４行７３４とは異なる射出瞳位置にそれぞれ対応する位相差検出画素が配置される行である。また、領域７３０における位相差検出画素の行では、対となる位相差検出画素が並べて配置されている。

このように、読み出し方向に瞳分割する位相差検出画素のみを対となる位相差検出画素が並ぶように配置することにより、第１の実施の形態に示した第２イメージセンサ２００より多くの射出瞳位置に対応できるようになる。

図１３は、本発明の第１の実施の形態の変形例として、読み出し方向に瞳分割する位相差検出画素のみが位相差検出画素の行に配置される第２イメージセンサの受光素子の配置の図１２とは異なる一例を示す図である。

図１３には、読み出し方向に瞳分割する位相差検出画素のみが位相差検出画素の行に配置される第２イメージセンサにおける１６行×１６列の受光素子の領域であって、図１２において示した領域７３０とは異なるパターンである領域７４０が示されている。図１３では、読み出し方向に瞳分割する受光素子が配置される行として、横Ｄ１ａ行７４１、横Ｄ１ｂ行７４２、横Ｄ２ａ行７４３、横Ｄ２ｂ行７４４、横Ｄ３ａ行７４５、横Ｄ３ｂ行７４６、横Ｄ４ａ行７４７および横Ｄ４ｂ行７４８が示されている。横Ｄ１ａ行７４１は位相差検出画素Ｄ１ａのみが配置される行であり、横Ｄ１ｂ行７４２は位相差検出画素Ｄ１ｂのみが配置される行である。横Ｄ２ａ行７４３乃至横Ｄ４ｂ行７４８も同様に、位相差検出画素Ｄ２ａ乃至Ｄ４ｂのみがそれぞれ配置される行である。

このように、読み出し方向に瞳分割する位相差検出画素のみを対となる位相差検出画素がそれぞれ別の行となるように配置することにより、同一方向に瞳分割された光を受光する位相差検出画素間のピッチが細かくなり、位相差検出の精度が上がる。

なお、図１２および図１３に示したような読み出し方向に瞳分割する位相差検出画素のみが位相差検出画素の行に配置される場合の他に、読み出し方向に対して直行する方向方向に瞳分割する位相差検出画素のみが位相差検出画素の行に配置される場合も考えられる。

図１４は、本発明の第１の実施の形態の変形例として、位相差検出画素の行と画像生成画素の行とが２行ごとに交互に配置される第２イメージセンサの受光素子の配置の一例を示す図である。

同図では、位相差検出画素の行と画像生成画素の行とが２行ごとに交互に配置される第２イメージセンサにおける１６行×１６列の受光素子の領域であって、図３において示した領域２１０に対応する領域である領域７５０が示されている。図１４では、画像生成画素が配置される２つの行と、位相差検出画素が配置される２つの行とが交互にされることが示されている。このように配置した場合において、画像生成画素の受光素子は、３つの位相差検出画素の受光素子と隣接する。すなわち、第１の実施に示すような画像生成画素の行と位相差検出画素の行とが２行ごとに交互である場合においても、画像生成画素に隣接する位相差検出画素の割合を一定にすることができる。

なお、画像生成画素の行が２行ごとであり、位相差検出画素の行が３行ごとである場合においても、画像生成画素に隣接する位相差検出画素の割合が一定になる。この場合においては、撮像画像を生成する際に、アスペクト比が静止画像と同一になるように補正処理をすることにより、静止画像のライブビュー画像を生成することができる。

図１１乃至図１４に示すように、本発明の第１の実施の形態に示すような配置以外においても、画像生成画素に隣接する位相差検出画素の割合を一定にすることができる。

なお、本発明の第１の実施の形態およびその変形例において、位相差検出画素および画像生成画素は２つの受光素子を備え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、画素の数を２分の１にする必要がないほどデータの転送が速い場合には、１つの画素につき１つの受光素子とした位相差検出画素および画像生成画素を、画像生成画素に隣接する位相差検出画素の割合が一定となるように配置しても良い。また、第２イメージセンサを作成する際に長方形（第１の実施の受光素子の２個分の大きさ）の受光素子を作成することにより、１つの受光素子で１つの画素とする場合も考えられる。

なお、本発明の第１の実施の形態およびその変形例において、第２イメージセンサ２００はＣＭＯＳのセンサであることを想定したが、これに限定されるものではなく、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）のセンサを用いる場合も考えられる。また、第２イメージセンサ２００の信号から生成される画像をライブビュー画像として用いることを想定したが、これに限定されるものではなく、例えば、動画の画像として記憶部１８１に保存する場合なども考えられる。

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 第１イメージセンサ
１５０ 第１信号処理部
１６０ ペリクルミラー
１７０ 第２信号処理部
１８１ 記憶部
１８２ 表示部
１８３ 合焦判定部
１８４ 駆動部
２００ 第２イメージセンサ

Claims (12)

1. 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２つの第１受光素子と当該２つの第１受光素子に接続された浮遊拡散層とがそれぞれに設けられた複数の位相差検出画素と、
   画像を生成するための信号を生成する複数の画像生成画素とを具備し、
   前記２つの第１受光素子に接続された前記浮遊拡散層は、合焦判定を行うための前記信号を検出し、
   隣接する２つの前記位相差検出画素の一方に設けられた前記２つの第１受光素子はいずれも特定の部分が遮光され、他方に設けられた前記２つの第１受光素子はいずれも前記特定の部分と異なる部分が遮光され、
   前記複数の位相差検出画素のうちの一部の位相差検出画素が特定方向に並べて構成される第１画素群と、前記複数の画像生成画素のうちの一部の画像生成画素が前記特定方向に並べて構成される第２画素群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ている
   撮像素子。
2. 前記複数の画像生成画素の各々は、前記撮像素子における被写体光を受光する領域において、隣接する各画素について前記位相差検出画素と前記画像生成画素との割合が一定である請求項１記載の撮像素子。
3. 前記第１画素群は、１または複数のラインを構成する複数の位相差検出画素からなり、
   前記第２画素群は、１または２のラインを構成する複数の画像生成画素からなる
   請求項１記載の撮像素子。
4. 前記特定方向は、前記位相差検出画素および前記画像生成画素により生成されたデータが前記位相差検出画素および前記画像生成画素から読み出される場合における読み出し方向である請求項１記載の撮像素子。
5. 前記第１画素群は、１のラインを構成する複数の位相差検出画素からなり、
   前記第２画素群は、１のラインを構成する複数の画像生成画素からなり、
   前記複数の画像生成画素のそれぞれには、同一の波長の光を透過する２つのカラーフィルタが設けられる
   請求項１記載の撮像素子。
6. 前記複数の画像生成画素は、前記撮像素子において、前記画素単位がベイヤー配列で配置される請求項５記載の撮像素子。
7. 前記第１画素群は、前記特定方向に瞳分割する前記位相差検出画素が前記特定方向に並べて構成されている第１ラインと、前記直交方向に瞳分割する前記位相差検出画素が前記特定方向に並べて構成されている第２ラインとを含み、
   前記第１ラインおよび前記第２ラインは、前記第２画素群を間に挟んで交互に配置される
   請求項１記載の撮像素子。
8. 前記位相差検出画素は、光軸方向における位置が異なる複数の射出瞳にそれぞれ対応する複数の位相差検出画素を含み、
   前記第１ラインは、前記複数の位相差検出画素のうち前記射出瞳の位置が同一の位相差検出画素が並べで構成されている
   請求項７記載の撮像素子。
9. 前記複数の位相差検出画素は、軸方向における位置が異なる複数の射出瞳にそれぞれ対応する複数の位相差検出画素を含み、
   前記第２ラインは、前記特定方向の位置における同じ位置には前記射出瞳の位置が同一の位相差検出画素が配置されるように構成される
   請求項７記載の撮像素子。
10. 前記画像を生成するための信号を生成する２つの第２受光素子と当該２つの第２受光素子に接続された前記浮遊拡散層とが前記複数の画像生成画素のそれぞれに設けられ、
    前記２つの第２受光素子に接続された前記浮遊拡散層は、前記画像を生成するための前記信号を検出する
    請求項１記載の撮像素子。
11. 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２つの第１受光素子と当該２つの第１受光素子に接続された浮遊拡散層とがそれぞれに設けられた複数の位相差検出画素と、
    画像を生成するための信号を生成する複数の画像生成画素とを具備し、
    前記２つの第１受光素子に接続された前記浮遊拡散層は、合焦判定を行うための前記信号を検出し、
    隣接する２つの前記位相差検出画素の一方に設けられた前記２つの第１受光素子はいずれも特定の部分が遮光され、他方に設けられた前記２つの第１受光素子はいずれも前記特定の部分と異なる部分が遮光され、
    前記複数の画像生成画素の各々は、被写体光を受光する領域において、隣接する各画素について前記位相差検出画素と前記画像生成画素との割合が一定である
    撮像素子。
12. 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２つの第１受光素子と前記当該２つの第１受光素子に接続された浮遊拡散層とがそれぞれに設けられた複数の位相差検出画素と、画像を生成するための信号を生成する複数の画像生成画素とを備え、前記２つの第１受光素子に接続された前記浮遊拡散層は、合焦判定を行うための前記信号を検出し、隣接する２つの前記位相差検出画素の一方に設けられた前記２つの第１受光素子はいずれも特定の部分が遮光され、他方に設けられた前記２つの第１受光素子はいずれも前記特定の部分と異なる部分が遮光され、前記複数の位相差検出画素のうちの一部の位相差検出画素が特定方向に並べて構成されている第１画素群と、前記複数の画像生成画素のうちの一部の画像生成画素が前記特定方向に並べて構成されている第２画素群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ている撮像素子と、
    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、
    前記画像生成画素が生成する信号に基づいて画像を生成する画像生成部と
    を具備する撮像装置。
    

Images