JP7180664B2 - Imaging element and imaging device - Google Patents

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Description

本発明は、撮像素子および撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging device and an imaging device .

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

特開2005-106994号公報JP 2005-106994 A

第1の態様によると、撮像素子は、光学系と第1マイクロレンズを透過した光の一部を遮光する第1遮光部と、光を光電変換して電荷を生成する第1光電変換部と、前記第1光電変換部で生成された電荷に基づく第1信号を出力する第1画素と、前記光学系と第2マイクロレンズを透過した光の一部を遮光し、前記第1遮光部と面積が異なる第2遮光部と、光を光電変換して電荷を生成する第2光電変換部と、前記第2光電変換部で生成された電荷に基づく第2信号を出力する第2画素と、前記光学系と第3マイクロレンズを透過した光を光電変換して電荷を生成する第3光電変換部と第4光電変換部と、前記第3光電変換部で生成された電荷に基づく第3信号と前記第4光電変換部で生成された電荷に基づく第4信号とを出力する第3画素と、を備え、前記第1画素の数および前記第2画素の数は、前記第3画素の数よりも少ない
第2の態様によると、撮像装置は、上述の撮像素子と、前記撮像素子から出力された信号に基づいて画像データを生成する生成部と、を備える。
According to the first aspect, the imaging device includes a first light shielding section that shields part of light that has passed through the optical system and the first microlens, and a first photoelectric conversion section that photoelectrically converts the light to generate electric charges. , a first pixel that outputs a first signal based on the charge generated by the first photoelectric conversion unit; a second light shielding portion having a different area, a second photoelectric conversion portion photoelectrically converting light to generate an electric charge, a second pixel outputting a second signal based on the electric charge generated by the second photoelectric conversion portion; a third photoelectric conversion unit and a fourth photoelectric conversion unit photoelectrically converting light transmitted through the optical system and the third microlens to generate electric charges; and a third signal based on the electric charges generated by the third photoelectric conversion unit. and a third pixel that outputs a fourth signal based on the charge generated by the fourth photoelectric conversion unit, wherein the number of the first pixels and the number of the second pixels are equal to the number of the third pixels less than
According to a second aspect, an imaging device includes the imaging device described above, and a generator that generates image data based on a signal output from the imaging device.

本発明の第1の実施の形態に係るカメラシステムの構成を模式的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a camera system according to a first embodiment of the invention; FIG. 撮像素子210の撮像面20を模式的に示す平面図である。2 is a plan view schematically showing an imaging surface 20 of an imaging device 210. FIG. 撮像兼焦点検出画素301の説明図である。3 is an explanatory diagram of an imaging and focus detection pixel 301; FIG. 第1焦点検出画素302NR、NLの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of first focus detection pixels 302NR and NL; 第2焦点検出画素302SR、SLの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of second focus detection pixels 302SR and SL; 第3焦点検出画素302LR、LLの説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of third focus detection pixels 302LR and LL; 撮像素子210の撮像面20を模式的に示す平面図である。2 is a plan view schematically showing an imaging surface 20 of an imaging device 210. FIG. 第1領域60a内の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part in the 1st area|region 60a. 第2領域60b内の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part in the 2nd area|region 60b. 第3領域60c内の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part in the 3rd area|region 60c. ボディCPU220が実行する制御処理のフローチャートである。4 is a flowchart of control processing executed by a body CPU 220; 図11のステップS30から呼び出されるAF処理のフローチャートである。12 is a flowchart of AF processing called from step S30 in FIG. 11; 図11のステップS30から呼び出されるAF処理のフローチャートである。12 is a flowchart of AF processing called from step S30 in FIG. 11; 撮像素子210aの構造を模式的に示す斜視図である。2 is a perspective view schematically showing the structure of an imaging element 210a; FIG. 撮像兼焦点検出画素301および焦点検出画素302を模式的に示す断面図である。3 is a cross-sectional view schematically showing an imaging/focus detection pixel 301 and a focus detection pixel 302. FIG. 撮像素子210aの第1領域60a内の一部を拡大した平面図である。FIG. 3 is a plan view enlarging a part of the first region 60a of the imaging device 210a; 撮像素子210aの第2領域60b内の一部を拡大した平面図である。FIG. 11 is a plan view enlarging a part of the second region 60b of the imaging element 210a; 撮像素子210aの第3領域60c内の一部を拡大した平面図である。FIG. 11 is a plan view enlarging a portion of the inside of a third region 60c of the imaging device 210a; 合成対象の像面S上の光点Pからの光束と撮像素子210aとを模式的に示した断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a light flux from a light point P on an image plane S to be synthesized and an imaging device 210a. 変形例に係る第1焦点検出画素の説明図である。It is explanatory drawing of the 1st focus detection pixel which concerns on a modification. 変形例に係る撮像面の説明図である。It is explanatory drawing of the imaging surface which concerns on a modification. 変形例に係る撮像兼焦点検出画素の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of imaging and focus detection pixels according to a modification;

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るカメラシステムの構成を模式的に示す断面図である。なお図1では、本発明に特に関係する各部を中心に図示し、カメラシステム1を構成する他の各部については図示を省略している。以下、本発明に特に関係する各部を中心に説明し、他の各部については説明を省略する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a camera system according to the first embodiment of the invention. Note that FIG. 1 mainly shows each part particularly related to the present invention, and the other parts constituting the camera system 1 are omitted from the illustration. In the following, each part particularly related to the present invention will be mainly described, and description of other parts will be omitted.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

図5(a)、(b)には、結像光学系110の射出瞳の主光線のうち、マイクロレンズ31の頂上を通る主光線43Sを図示している。主光線43Sは、マイクロレンズ31の光軸41に対して角度θSを成す。角度θSは、図4(a)、(b)に図示した角度θNよりも大きい。つまり、結像光学系110の射出瞳が相対的に近い位置にあり、第1焦点検出画素302NR、302NLの開口部36NR、36NLに被写体光が入射しない場合であっても、開口部36SR、36SLには被写体光が入射する。分割線44Sの位置は、第2焦点検出画素302SR、302SLが想定する主光線43Sの位置に対応している。このように、開口部36NRが第1位置に配置されているのに対し、開口部36SRは、第1位置とは異なる第2位置に配置されている。 5A and 5B show a principal ray 43S passing through the top of the microlens 31 among the principal rays of the exit pupil of the imaging optical system 110. FIG. The principal ray 43 S forms an angle θS with respect to the optical axis 41 of the microlens 31 . The angle θS is larger than the angle θN shown in FIGS. 4(a) and 4(b). That is, even if the exit pupil of the imaging optical system 110 is relatively close to the apertures 36NR and 36NL of the first focus detection pixels 302NR and 302NL, the subject light does not enter the apertures 36SR and 36SL. Subject light is incident on . The position of the dividing line 44S corresponds to the position of the chief ray 43S assumed by the second focus detection pixels 302SR and 302SL. Thus, the opening 36NR is arranged at the first position, while the opening 36SR is arranged at a second position different from the first position.

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

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

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

図6(a)、(b)には、結像光学系110の射出瞳の主光線のうち、マイクロレンズ31の頂点を通る主光線43Sを図示している。主光線43Lは、マイクロレンズ31の光軸41に対して角度θLを成す。角度θLは、図4(a)、(b)に図示した角度θNよりも小さい。つまり、結像光学系110の射出瞳が相対的に遠い位置にあり、第1焦点検出画素302NR、302NLの開口部36NR、36NLに被写体光が入射しない場合であっても、開口部36LR、36LLには被写体光が入射する。分割線44Lの位置は、第3焦点検出画素302LR、302LLが想定する主光線43Lの位置に対応している。 6A and 6B show a principal ray 43S passing through the vertex of the microlens 31 among the principal rays of the exit pupil of the imaging optical system 110. FIG. The principal ray 43L makes an angle θL with respect to the optical axis 41 of the microlens 31 . The angle θL is smaller than the angle θN shown in FIGS. 4(a) and 4(b). That is, even if the exit pupil of the imaging optical system 110 is at a relatively far position and subject light does not enter the apertures 36NR and 36NL of the first focus detection pixels 302NR and 302NL, the apertures 36LR and 36LL Subject light is incident on . The position of the dividing line 44L corresponds to the position of the principal ray 43L assumed by the third focus detection pixels 302LR and 302LL.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

以上のように、第2焦点検出部222は、結像光学系110の射出瞳の位置に応じて適切な焦点検出画素列61を選択するので、射出瞳からの光束が蹴られてしまい焦点検出に支障を来すことがなくなる。なお、第1領域60aでは、結像光学系110の射出瞳が遠い場合であっても、第2領域60bや第3領域60cに比べて、X軸方向における射出瞳からの光束の入射角はそれほど大きくならないので、焦点検出画素列61Nであっても射出瞳からの光束は蹴られることがなく、焦点検出画素列61Nだけで十分に対応可能である。従って、第1領域60aには、焦点検出画素列61Nのみを配置している。第2領域60bに配置されている焦点検出画素の種類が第3領域60cより少ないのも同様の理由による。 As described above, the second focus detection unit 222 selects an appropriate focus detection pixel array 61 according to the position of the exit pupil of the imaging optical system 110. Therefore, the light flux from the exit pupil is rejected and focus detection is performed. will not interfere with In the first region 60a, even if the exit pupil of the imaging optical system 110 is far, the incident angle of the light flux from the exit pupil in the X-axis direction is Since it does not become so large, even the focus detection pixel row 61N does not reject the light flux from the exit pupil, and the focus detection pixel row 61N alone can sufficiently cope with this. Therefore, only the focus detection pixel row 61N is arranged in the first area 60a. For the same reason, fewer types of focus detection pixels are arranged in the second region 60b than in the third region 60c.

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

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

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

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

ステップS30でボディCPU220は、撮像素子210の撮像兼焦点検出画素から、ライブビュー画像を作成するための撮像信号を読み出す。ここで読み出される撮像信号は、ライブビュー画像を作成するための信号であり、すべての撮像兼焦点検出画素から信号を読み出す必要はない。例えば3画素おきに読み出す間引き読み出しを行う。ステップS40でボディCPU220は、表示装置250に表示されているライブビュー画像を更新する。つまり、ステップS30で読み出した撮像信号により、ライブビュー画像を作成して表示装置250に表示する。その後、ボディCPU220は処理をステップS20に進める。 In step S<b>30 , the body CPU 220 reads imaging signals for creating a live view image from the imaging and focus detection pixels of the imaging device 210 . The imaging signal read here is a signal for creating a live view image, and it is not necessary to read signals from all the imaging and focus detection pixels. For example, thinning readout is performed to read every three pixels. In step S<b>40 , body CPU 220 updates the live view image displayed on display device 250 . In other words, a live view image is created and displayed on the display device 250 based on the imaging signal read out in step S30. Thereafter, body CPU 220 advances the process to step S20.

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

ステップS70でボディCPU220は、撮像素子210の撮像兼焦点検出画素から、ライブビュー画像を作成するための撮像信号を読み出す。ステップS80でボディCPU220は、表示装置250に表示されているライブビュー画像を更新する。つまり、ステップS70で読み出した撮像信号により、ライブビュー画像を作成して表示装置250に表示する。その後、ボディCPU220は処理をステップS20に進める。 In step S<b>70 , the body CPU 220 reads imaging signals for creating a live view image from the imaging/focus detection pixels of the imaging device 210 . In step S<b>80 , body CPU 220 updates the live view image displayed on display device 250 . In other words, a live view image is created and displayed on the display device 250 based on the imaging signal read in step S70. Thereafter, body CPU 220 advances the process to step S20.

他方、ステップS60においてレリーズ操作が為されていた場合、ボディCPU220は、処理をステップS90に進める。ステップS90でボディCPU220は、撮像素子210の撮像兼焦点検出画素301から撮像信号を読み出す。ここで読み出される撮像信号は、記録画像データ(本画像データ)の信号である。記録画像データはできるだけ高画質であることが望ましいので、すべての撮像兼焦点検出画素301から信号が読み出される。ステップS100でボディCPU220は、焦点検出画素302の補間を行う。つまり、焦点検出画素302が存在する位置からは撮像信号が得られないので、その位置から本来であれば(その位置に撮像兼焦点検出画素301があれば)得られるはずの撮像信号を、周囲の撮像兼焦点検出画素301から得た撮像信号に基づき擬似的に生成する。 On the other hand, if the release operation has been performed in step S60, body CPU 220 advances the process to step S90. In step S<b>90 , the body CPU 220 reads imaging signals from the imaging/focus detection pixels 301 of the imaging device 210 . The imaging signal read here is a signal of recorded image data (main image data). Since it is desirable that the recorded image data have as high a quality as possible, signals are read out from all the imaging and focus detection pixels 301 . In step S<b>100 , the body CPU 220 interpolates the focus detection pixels 302 . In other words, since no imaging signal can be obtained from the position where the focus detection pixel 302 exists, the imaging signal that should be obtained from that position (if the imaging and focus detection pixel 301 exists at that position) is are generated in a pseudo manner based on the image pickup signals obtained from the image pickup and focus detection pixels 301 of .

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

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

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

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

他方、ステップS230で、所定量以上のデフォーカス量が検出されなかった場合(検出されたデフォーカス量が所定量未満であった場合や、デフォーカス量を検出できなかった場合等)、第2焦点検出部222は処理をステップS250に進める。ステップS250で第1焦点検出部221は、撮像兼焦点検出画素301から受光信号(受光出力)を読み出す。前述の通り、ここで読み出される信号は、撮像信号として扱うこともでき、且つ焦点検出信号として扱うこともできる信号である。 On the other hand, if a defocus amount equal to or greater than a predetermined amount is not detected in step S230 (when the detected defocus amount is less than a predetermined amount, or when the defocus amount cannot be detected, etc.), the second The focus detection unit 222 advances the process to step S250. In step S<b>250 , the first focus detection unit 221 reads light reception signals (light reception outputs) from the imaging and focus detection pixels 301 . As described above, the signal read here is a signal that can be treated as an imaging signal and also as a focus detection signal.

ステップS260でボディCPU220は、表示装置250に表示されているライブビュー画像を更新する。つまり、ステップS250で読み出した信号を撮像信号として扱い、ライブビュー画像を作成して表示装置250に表示する。ステップS270で第1焦点検出部221は、焦点検出エリア近傍から、焦点検出方向(X軸方向)に並んだ撮像兼焦点検出画素301から成る画素列を1つ選択する。ステップS280で第1焦点検出部221は、ステップS250で読み出した信号のうち、ステップS270で選択した画素列に対応する信号を焦点検出信号として、その焦点検出信号に基づく焦点検出演算、すなわち小デフォーカス用の焦点検出演算を行う。 In step S<b>260 , body CPU 220 updates the live view image displayed on display device 250 . That is, the signal read out in step S250 is treated as an imaging signal, and a live view image is created and displayed on the display device 250. FIG. In step S270, the first focus detection unit 221 selects one pixel row composed of imaging and focus detection pixels 301 arranged in the focus detection direction (X-axis direction) from the vicinity of the focus detection area. In step S280, the first focus detection unit 221 uses the signal corresponding to the pixel row selected in step S270 among the signals read out in step S250 as a focus detection signal, and performs focus detection calculation based on the focus detection signal, that is, a small focus detection signal. Perform focus detection calculation for focus.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

(6)撮像素子210は、一対の射出瞳の一方からの光を受光する第1焦点検出画素302NRおよび第2焦点検出画素302SRと、一対の射出瞳の他方からの光を受光する第1焦点検出画素302NLおよび第2焦点検出画素302SLと、を有する。このようにしたので、光電変換部34を個別に変形させる必要がなく、撮像素子210の製造コストが低減される。 (6) The image sensor 210 includes a first focus detection pixel 302NR and a second focus detection pixel 302SR that receive light from one of the pair of exit pupils, and a first focus that receives light from the other of the pair of exit pupils. a detection pixel 302NL and a second focus detection pixel 302SL. Since this is done, there is no need to deform the photoelectric conversion units 34 individually, and the manufacturing cost of the imaging element 210 is reduced.

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

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

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

(10)焦点調節部230は、第2焦点検出部222による焦点検出の結果が所定量以上のデフォーカスを表していた場合にはその焦点検出の結果に基づき結像光学系110の焦点調節を行い、第2焦点検出部222による焦点検出の結果が所定量以上のデフォーカスを表していなかった場合には第1焦点検出部221による焦点検出の結果に基づき結像光学系110の焦点調節を行う。このようにしたので、大デフォーカス状態のときには第1焦点検出部221を動作させる必要がなく、ボディCPU220の処理負荷が軽減し消費電力を削減することができる。 (10) The focus adjustment unit 230 adjusts the focus of the imaging optical system 110 based on the result of focus detection when the result of focus detection by the second focus detection unit 222 indicates defocus of a predetermined amount or more. If the result of focus detection by the second focus detection unit 222 does not indicate defocus of a predetermined amount or more, focus adjustment of the imaging optical system 110 is performed based on the result of focus detection by the first focus detection unit 221. conduct. Since this is done, there is no need to operate the first focus detection section 221 in the large defocus state, the processing load on the body CPU 220 can be reduced, and power consumption can be reduced.

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

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

ステップS410でボディCPU220は、表示装置250に表示されているライブビュー画像を更新する。つまり、ステップS400で読み出した信号を撮像信号として扱い、ライブビュー画像を作成して表示装置250に表示する。 In step S<b>410 , body CPU 220 updates the live view image displayed on display device 250 . That is, the signal read out in step S400 is treated as an imaging signal, and a live view image is created and displayed on the display device 250. FIG.

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

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

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

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

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

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

上述した第2の実施の形態によるカメラシステムによれば、次の作用効果が得られる。(1)焦点調節部230は、第1焦点検出部221による焦点検出が成功した場合にはその焦点検出の結果に基づき結像光学系110の焦点調節を行い、第1焦点検出部221による焦点検出が失敗した場合には第2焦点検出部222による焦点検出の結果に基づき結像光学系110の焦点調節を行う。このようにしたので、第2焦点検出部222による焦点検出は大デフォーカス時にのみ行われるようになり、ボディCPU220の処理負荷が軽減し消費電力を削減することができる。 According to the camera system according to the second embodiment described above, the following effects are obtained. (1) When focus detection by the first focus detection unit 221 is successful, the focus adjustment unit 230 adjusts the focus of the imaging optical system 110 based on the result of the focus detection. If the detection fails, focus adjustment of the imaging optical system 110 is performed based on the result of focus detection by the second focus detection section 222 . With this configuration, the focus detection by the second focus detection section 222 is performed only at the time of large defocus, so that the processing load on the body CPU 220 can be reduced and the power consumption can be reduced.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Claims (11)

光学系と第1マイクロレンズを透過した光の一部を遮光する第1遮光部と、光を光電変換して電荷を生成する第1光電変換部と、前記第1光電変換部で生成された電荷に基づく第1信号を出力する第1画素と、
前記光学系と第2マイクロレンズを透過した光の一部を遮光し、前記第1遮光部と面積が異なる第2遮光部と、光を光電変換して電荷を生成する第2光電変換部と、前記第2光電変換部で生成された電荷に基づく第2信号を出力する第2画素と、
前記光学系と第3マイクロレンズを透過した光を光電変換して電荷を生成する第3光電変換部と第4光電変換部と、前記第3光電変換部で生成された電荷に基づく第3信号と前記第4光電変換部で生成された電荷に基づく第4信号とを出力する第3画素と、
を備え
前記第1画素の数および前記第2画素の数は、前記第3画素の数よりも少ない、
撮像素子。
A first light shielding part that shields part of the light transmitted through the optical system and the first microlens, a first photoelectric conversion part that photoelectrically converts the light to generate electric charges, and a light generated by the first photoelectric conversion part. a first pixel that outputs a first signal based on charge;
a second light shielding part that shields part of the light transmitted through the optical system and the second microlens and has an area different from that of the first light shielding part; and a second photoelectric conversion part that photoelectrically converts light to generate electric charges. , a second pixel that outputs a second signal based on the charge generated by the second photoelectric conversion unit;
a third photoelectric conversion unit and a fourth photoelectric conversion unit photoelectrically converting light transmitted through the optical system and the third microlens to generate electric charges; and a third signal based on the electric charges generated by the third photoelectric conversion unit. and a third pixel that outputs a fourth signal based on the charge generated by the fourth photoelectric conversion unit;
with
the number of the first pixels and the number of the second pixels are less than the number of the third pixels;
image sensor.
請求項1に記載の撮像素子において、
前記第1画素の数は、前記第3画素の数よりも少ない撮像素子。
In the imaging device according to claim 1,
The imaging device, wherein the number of the first pixels is smaller than the number of the third pixels.
請求項1または2に記載の撮像素子において、
前記第1画素の数および前記第2画素の数は異なる撮像素子。
In the imaging device according to claim 1 or 2 ,
An imaging device in which the number of the first pixels and the number of the second pixels are different.
請求項1からのいずれか一項に記載の撮像素子において、
撮像面の第1領域における前記第1画素の数は、前記撮像面の前記第1領域よりも前記光学系の光軸から遠い前記撮像面の第2領域における前記第2画素の数よりも少ない撮像素子。
In the imaging device according to any one of claims 1 to 3 ,
The number of the first pixels in the first region of the imaging surface is smaller than the number of the second pixels in the second region of the imaging surface, which is farther from the optical axis of the optical system than the first region of the imaging surface. image sensor.
請求項に記載の撮像素子において、
前記撮像面の前記第1領域における前記第1画素の数は、前記撮像面の前記第1領域よりも前記光学系の光軸から遠い前記撮像面の前記第2領域における前記第1画素の数および前記第2画素の数よりも少ない撮像素子。
In the imaging device according to claim 4 ,
The number of the first pixels in the first area of the imaging surface is the number of the first pixels in the second area of the imaging surface that is farther from the optical axis of the optical system than the first area of the imaging surface. and an imaging device having a number smaller than the number of the second pixels.
請求項またはに記載の撮像素子において、
前記撮像面の前記第1領域における前記第3画素に対する前記第1画素の数の比率は、前記撮像面の前記第2領域における前記第3画素に対する前記第1画素の数の比率よりも小さい撮像素子。
In the imaging device according to claim 4 or 5 ,
a ratio of the number of the first pixels to the third pixels in the first region of the imaging surface is smaller than a ratio of the number of the first pixels to the third pixels in the second region of the imaging surface; element.
請求項からのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記撮像面の前記第1領域における前記第3画素に対する前記第1画素の数および前記第2画素の数の比率は、前記撮像面の前記第2領域における前記第3画素に対する前記第1画素の数および前記第2画素の数の比率よりも小さい撮像素子。
In the imaging device according to any one of claims 4 to 6 ,
A ratio of the number of the first pixels and the number of the second pixels to the third pixels in the first region of the imaging surface is the ratio of the number of the first pixels to the third pixels in the second region of the imaging surface. an imaging element smaller than the ratio of the number and the number of the second pixels.
請求項1からのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1画素の前記第1遮光部は、第1位置に開口部を有し、
前記第1画素の前記第2遮光部は、前記第1位置とは異なる第2位置に開口部を有する撮像素子。
In the imaging device according to any one of claims 1 to 7 ,
the first light shielding portion of the first pixel has an opening at a first position;
The imaging device, wherein the second light shielding portion of the first pixel has an opening at a second position different from the first position.
請求項1からのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1信号と前記第2信号と前記第3信号と前記第4信号とは、前記光学系の焦点検出に用いられる撮像素子。
In the imaging device according to any one of claims 1 to 8 ,
The first signal, the second signal, the third signal, and the fourth signal are image sensors used for focus detection of the optical system.
請求項1からのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第3信号と前記第4信号とを加算した信号は、画像生成に用いられる撮像素子。
In the imaging device according to any one of claims 1 to 9 ,
A signal obtained by adding the third signal and the fourth signal is an imaging element used for image generation.
請求項1から10のいずれか一項に記載の撮像素子と、
前記撮像素子から出力された信号に基づいて画像データを生成する生成部と、
を備える撮像装置。
An imaging device according to any one of claims 1 to 10 ;
a generation unit that generates image data based on the signal output from the imaging device;
An imaging device comprising:
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