Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2022067733A - Imaging element - Google Patents

Imaging element Download PDF

Info

Publication number
JP2022067733A
JP2022067733A JP2020176488A JP2020176488A JP2022067733A JP 2022067733 A JP2022067733 A JP 2022067733A JP 2020176488 A JP2020176488 A JP 2020176488A JP 2020176488 A JP2020176488 A JP 2020176488A JP 2022067733 A JP2022067733 A JP 2022067733A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
row
pixel
distance
rows
pixels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020176488A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
史人 中山
Fumito Nakayama
智 鈴木
Satoshi Suzuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2020176488A priority Critical patent/JP2022067733A/en
Publication of JP2022067733A publication Critical patent/JP2022067733A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

To appropriately perform focus detection according to a split-pupil phase difference method, in pixels arranged at a position where an image height of a photoelectric conversion region is high.SOLUTION: In an imaging element, a plurality of pixels including a microlens and a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit and configured to perform photoelectric conversion of first and second light fluxes passing through first and second regions of a pupil of an optical system, respectively, are arranged in a region into which light from the optical system enters. The pixel includes a first pixel in which the microlens and the first and second photoelectric conversion units have a first positional relationship corresponding to a position of a first exit pupil of the optical system, and a second pixel in which the microlens and the first and second photoelectric conversion units have a second positional relationship corresponding to a position of a second exit pupil of the optical system. A plurality of first pixel rows with a plurality of the first pixels in a first direction are formed in a second direction, and a second pixel row with a plurality of the second pixels in the first direction is arranged in place of some of the first pixel rows.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、撮像素子に関する。 The present invention relates to an image pickup device.

2つの光電変換部を設けた画素が光電変換領域に配置され、瞳分割位相差方式の焦点検出を行う技術が知られている(特許文献1参照)。このような技術では、光電変換領域の像高が高い位置に配置された画素において検出精度が悪くなる。 A technique is known in which pixels provided with two photoelectric conversion units are arranged in a photoelectric conversion region to perform focal detection by a pupil division phase difference method (see Patent Document 1). In such a technique, the detection accuracy is deteriorated in the pixel arranged at the position where the image height of the photoelectric conversion region is high.

日本国特開2002-314062号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-314062

発明の一態様による撮像素子は、マイクロレンズと、第1の光電変換部および第2の光電変換部とを含み、光学系の瞳の第1および第2の領域を通過した第1および第2の光束をそれぞれ光電変換する画素が、前記光学系からの光が入射される領域に複数配置され、前記画素は、前記マイクロレンズと前記第1および前記第2の光電変換部とが前記光学系の第1の射出瞳の位置に対応する第1の位置関係を有する第1画素と、前記マイクロレンズと前記第1および前記第2の光電変換部とが前記光学系の第2の射出瞳の位置に対応する第2の位置関係を有する第2画素とを含み、前記第1画素が第1方向に複数並ぶ第1の画素行が第2方向に複数行形成されるとともに、前記第2画素が前記第1方向に複数並ぶ第2の画素行が前記第1の画素行の一部に代えて配置される。 The image pickup device according to one aspect of the invention includes a microlens, a first photoelectric conversion unit, and a second photoelectric conversion unit, and the first and second regions of the pupil of the optical system have passed through the first and second regions. A plurality of pixels for photoelectric conversion of each of the light beams are arranged in a region where light from the optical system is incident, and the pixels are such that the microlens and the first and second photoelectric conversion units are in the optical system. The first pixel having the first positional relationship corresponding to the position of the first ejection pupil of the optical system, the microlens, and the first and second photoelectric conversion units are the second ejection pupils of the optical system. A plurality of first pixel rows in which a plurality of the first pixels are arranged in the first direction are formed in the second direction, including a second pixel having a second positional relationship corresponding to the position, and the second pixel. A plurality of second pixel rows arranged in the first direction are arranged in place of a part of the first pixel row.

第1の実施形態によるカメラを例示するブロック図である。It is a block diagram which illustrates the camera by 1st Embodiment. 撮像素子の概略構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the schematic structure of the image pickup device. 撮像素子の画素配置を例示する図である。It is a figure which illustrates the pixel arrangement of the image pickup element. 画素を説明する回路図である。It is a circuit diagram explaining a pixel. a系列およびb系列の信号を例示する図である。It is a figure which illustrates the signal of a-series and b-series. 撮像素子の光電変換領域を説明する図である。It is a figure explaining the photoelectric conversion area of an image sensor. 瞳分割位相差方式による焦点検出光束を説明するための撮像素子の断面図である。It is sectional drawing of the image pickup element for demonstrating the focal detection light flux by the pupil division phase difference method. 瞳分割位相差方式による焦点検出光束を説明するための撮像素子の断面図である。It is sectional drawing of the image pickup element for demonstrating the focal detection light flux by the pupil division phase difference method. 第1の実施形態の変形例1において、短距離対応ML行および長距離対応ML行を設ける領域を説明する図である。It is a figure explaining the region which provides the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row in the modification 1 of the 1st Embodiment. 第1の実施形態の変形例2において、短距離対応ML行および長距離対応ML行を設ける領域を説明する図である。It is a figure explaining the region which provides the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row in the modification 2 of the 1st Embodiment. 第2の実施形態による撮像素子の像高が高い位置に配置されている画素のマイクロレンズの拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a pixel microlens arranged at a position where the image height of the image sensor according to the second embodiment is high. 第2の実施形態による撮像素子の像高が高い位置に配置されている画素のマイクロレンズの拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a pixel microlens arranged at a position where the image height of the image sensor according to the second embodiment is high. 第2の実施形態の変形例3による撮像素子の像高が高い位置に配置されている画素のマイクロレンズの拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a pixel microlens arranged at a position where the image height of the image sensor is high according to the third modification of the second embodiment. 第2の実施形態の変形例3による撮像素子の像高が高い位置に配置されている画素のマイクロレンズの拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a pixel microlens arranged at a position where the image height of the image sensor is high according to the third modification of the second embodiment. 短距離対応ML行および長距離対応ML行の配置の第1態様を説明する図である。It is a figure explaining the 1st aspect of the arrangement of the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row. 短距離対応ML行および長距離対応ML行の配置の第2態様を説明する図である。It is a figure explaining the 2nd mode of arrangement of a short-distance correspondence ML row and a long-distance correspondence ML row. 短距離対応ML行および長距離対応ML行の配置の第3態様を説明する図である。It is a figure explaining the 3rd aspect of the arrangement of the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row. 短距離対応ML行および長距離対応ML行の配置の第4態様を説明する図である。It is a figure explaining the 4th aspect of the arrangement of the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row. 短距離対応ML行および長距離対応ML行の配置の第5態様を説明する図である。It is a figure explaining the 5th aspect of the arrangement of the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row. 短距離対応ML行および長距離対応ML行の配置の第6態様を説明する図である。It is a figure explaining the sixth aspect of the arrangement of the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row. 短距離対応ML行および長距離対応ML行の配置の第7態様を説明する図である。It is a figure explaining the 7th aspect of the arrangement of the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row. 短距離対応ML行および長距離対応ML行の配置の第8態様を説明する図である。It is a figure explaining the 8th aspect of the arrangement of the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態による固体撮像素子3(以降、撮像素子3と称する)を用いた焦点検出装置を搭載するデジタルカメラ1(以降、カメラ1と称する)を例示するブロック図である。
撮像素子3は、1つのマイクロレンズに対して複数の光電変換部を有する画素が、撮像素子3で画像を生成する光電変換領域の全域にわたって配置される。そして、画素ごとに読み出された光電変換信号が、瞳分割位相差方式の焦点検出に用いられる。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a digital camera 1 (hereinafter referred to as a camera 1) equipped with a focus detection device using a solid-state image sensor 3 (hereinafter referred to as an image sensor 3) according to the first embodiment. ..
In the image pickup device 3, pixels having a plurality of photoelectric conversion units for one microlens are arranged over the entire photoelectric conversion region in which the image pickup element 3 generates an image. Then, the photoelectric conversion signal read out for each pixel is used for the focus detection of the pupil division phase difference method.

一般に、光電変換領域の中央部では、光電変換部に対して略垂直に光が入射するのに対し、光電変換領域の中央部より外側(中央部より像高が高い領域)に位置する周辺部では、光電変換部に対して斜めに光が入射される。このため、光電変換領域の周辺部には、光が斜めに入射される場合に適した画素をあらかじめ設けておく。 Generally, in the central portion of the photoelectric conversion region, light is incident substantially perpendicular to the photoelectric conversion portion, whereas the peripheral portion located outside the central portion of the photoelectric conversion region (the region having a higher image height than the central portion). Then, the light is incident on the photoelectric conversion unit at an angle. For this reason, pixels suitable for obliquely incident light are provided in advance in the peripheral portion of the photoelectric conversion region.

ところが、カメラ1に用いられる撮影レンズの特性により、射出瞳から撮像素子3までの距離が変化すると、上記周辺部に対して斜めに入射される光の角度が変わる。そこで、本実施形態では、複数の異なる撮影レンズに対応させて、光が斜めに入射される場合に適した画素を光電変換領域の周辺部に複数通り設けておく。これにより、撮影レンズの特性が異なる場合にも、光電変換領域の周辺部において瞳分割位相差方式の焦点検出を適切に行うことが可能になる。 However, due to the characteristics of the photographing lens used in the camera 1, when the distance from the exit pupil to the image pickup element 3 changes, the angle of the light incident obliquely to the peripheral portion changes. Therefore, in the present embodiment, a plurality of pixels suitable for obliquely incident light are provided in the peripheral portion of the photoelectric conversion region in correspondence with a plurality of different photographing lenses. This makes it possible to appropriately perform the focal detection of the pupil division phase difference method in the peripheral portion of the photoelectric conversion region even when the characteristics of the photographing lens are different.

以下、図面を参照して詳細に説明する。第1の実施形態において、一眼レフタイプやミラーレスタイプ等のレンズ交換式のカメラ1を例に説明するが、レンズ交換式のカメラでなくてもよい。例えば、ズームレンズを備えるレンズ一体型のカメラ、あるいはスマートフォン等の携帯端末に搭載されるカメラのような撮像装置として構成してもよい。また、静止画に限らず、動画を撮像するビデオカメラ、モバイルカメラ等の撮像装置として構成してもよい。 Hereinafter, the description will be described in detail with reference to the drawings. In the first embodiment, an interchangeable lens type camera 1 such as a single-lens reflex type or a mirrorless type will be described as an example, but the camera may not be an interchangeable lens type camera. For example, it may be configured as an image pickup device such as a lens-integrated camera provided with a zoom lens or a camera mounted on a mobile terminal such as a smartphone. Further, the present invention is not limited to a still image, and may be configured as an image pickup device such as a video camera or a mobile camera for capturing a moving image.

<カメラの構成>
カメラ1には、撮像光学系として撮影レンズ2が装着される。撮影レンズ2は、フォーカシングレンズや絞りを有する。撮影レンズ2が有するフォーカシングレンズや絞りは、マイクロプロセッサ9から指示を受けたレンズ制御部2aによって制御される。撮影レンズ2は、撮像素子3の撮像面に光学像(被写体像)を結像させる。撮影レンズ2は、結像光学系とも称する。
<Camera configuration>
A photographing lens 2 is attached to the camera 1 as an imaging optical system. The photographing lens 2 has a focusing lens and an aperture. The focusing lens and the aperture of the photographing lens 2 are controlled by the lens control unit 2a instructed by the microprocessor 9. The photographing lens 2 forms an optical image (subject image) on the image pickup surface of the image pickup element 3. The photographing lens 2 is also referred to as an imaging optical system.

撮像素子3は、複数の画素を有する。後述するように、複数の画素は、撮影レンズ2を透過し入射した光を光電変換して電荷を生成する2つの光電変換部をそれぞれ有する。2つの光電変換部は、光電変換により生成された電荷に基づく信号をそれぞれ出力する。撮像素子3は、マイクロプロセッサ9から指示を受けた撮像制御部4によって制御される。撮像素子3が有する複数の画素から出力される信号は、信号処理部5、およびA/D変換部6を介して処理された後、メモリ7に一旦記憶される。バス8には、レンズ制御部2a、撮像制御部4、メモリ7、マイクロプロセッサ9、焦点演算部(焦点検出処理部)10、記録部11、画像圧縮部12および画像処理部13などが接続される。
なお、撮像素子3が、信号処理部5と、A/D変換部6と、メモリ7との一部または全部を含む積層構成にしてもよい。撮像素子3は、信号処理部5およびA/D変換部6およびメモリ7のうち少なくとも1つと、複数の画素とが積層される構成であってもよい。
The image pickup device 3 has a plurality of pixels. As will be described later, each of the plurality of pixels has two photoelectric conversion units that photoelectrically convert the incident light transmitted through the photographing lens 2 to generate an electric charge. The two photoelectric conversion units each output a signal based on the electric charge generated by the photoelectric conversion. The image pickup device 3 is controlled by the image pickup control unit 4 instructed by the microprocessor 9. The signals output from the plurality of pixels of the image pickup device 3 are processed via the signal processing unit 5 and the A / D conversion unit 6, and then temporarily stored in the memory 7. A lens control unit 2a, an image pickup control unit 4, a memory 7, a microprocessor 9, a focus calculation unit (focus detection processing unit) 10, a recording unit 11, an image compression unit 12, an image processing unit 13, and the like are connected to the bus 8. To.
The image pickup device 3 may have a laminated configuration including a part or all of the signal processing unit 5, the A / D conversion unit 6, and the memory 7. The image pickup device 3 may be configured such that at least one of the signal processing unit 5, the A / D conversion unit 6, and the memory 7 and a plurality of pixels are laminated.

マイクロプロセッサ9には、レリーズ釦などの操作部9aから操作信号が入力される。マイクロプロセッサ9は、操作部9aからの操作信号に基づいて各ブロックへ指示を送り、カメラ1を制御する。 An operation signal is input to the microprocessor 9 from an operation unit 9a such as a release button. The microprocessor 9 controls the camera 1 by sending an instruction to each block based on the operation signal from the operation unit 9a.

焦点演算部10は、撮像素子3が有する画素からの信号に基づき、瞳分割型の位相差検出方式によって撮影レンズ2による焦点調節状態を算出する。焦点演算部10は、後述する画素20が有する第1および第2のフォトダイオードS1およびS2で生成される電荷に基づく信号に基づいて、撮影レンズ2による像が撮像素子3の撮像面上に合焦するためのフォーカスレンズの合焦位置を算出する。具体的には、撮影レンズ2の瞳の異なる領域を通過した複数の光束による像の像ズレ量を検出し、検出した像ズレ量に基づいてデフォーカス量を算出する。デフォーカス量は、撮影レンズ2による像が結像する結像面と撮像素子3の撮像面とのずれ量である。位相差検出方式によるデフォーカス量の演算は公知であるため、詳細な説明は省略する。焦点演算部10は、算出したデフォーカス量に基づいて、合焦位置までのフォーカスレンズの移動量を算出する。
マイクロプロセッサ9は、レンズ制御部2aへフォーカシングレンズの移動を指示するとともに、算出したフォーカスレンズの移動量を送る。これにより、焦点調節が自動で行われる。焦点演算部10、マイクロプロセッサ9およびレンズ制御部2aは、焦点調節部として動作する。
The focus calculation unit 10 calculates the focus adjustment state by the photographing lens 2 by the pupil division type phase difference detection method based on the signal from the pixel of the image sensor 3. In the focus calculation unit 10, the image taken by the photographing lens 2 is aligned on the image pickup surface of the image pickup element 3 based on the signals based on the charges generated by the first and second photodiodes S1 and S2 of the pixel 20 described later. Calculate the in-focus position of the focus lens for focusing. Specifically, the amount of image deviation due to a plurality of light fluxes passing through different regions of the pupil of the photographing lens 2 is detected, and the amount of defocus is calculated based on the detected amount of image deviation. The defocus amount is the amount of deviation between the image plane on which the image formed by the photographing lens 2 is formed and the image pickup surface of the image pickup element 3. Since the calculation of the defocus amount by the phase difference detection method is known, detailed description thereof will be omitted. The focus calculation unit 10 calculates the amount of movement of the focus lens to the in-focus position based on the calculated defocus amount.
The microprocessor 9 instructs the lens control unit 2a to move the focusing lens, and sends the calculated movement amount of the focus lens. As a result, the focus adjustment is automatically performed. The focus calculation unit 10, the microprocessor 9, and the lens control unit 2a operate as a focus adjustment unit.

画像処理部13は、メモリ7に記憶された撮像素子3からの信号に対して所定の画像処理を行って画像データを生成する。画像処理部13は、画像生成部として動作する。画像圧縮部12は、画像処理後の画像データを所定形式でデータ圧縮する。記録部11は、圧縮後の画像データを所定のファイル形式で記録媒体11aに記録したり、記録媒体11aに記録されている画像データを読み出したりする。記録媒体11aは、記録部11に対して着脱自在のメモリカードなどで構成される。 The image processing unit 13 performs predetermined image processing on the signal from the image pickup element 3 stored in the memory 7 to generate image data. The image processing unit 13 operates as an image generation unit. The image compression unit 12 compresses the image data after image processing in a predetermined format. The recording unit 11 records the compressed image data in a predetermined file format on the recording medium 11a, and reads out the image data recorded on the recording medium 11a. The recording medium 11a is composed of a memory card or the like that can be attached to and detached from the recording unit 11.

また、画像処理部13は、画像を表示部14に表示させるための画像データを生成する。表示部14は、画像処理部13で生成された画像データに基づく画像を表示する。表示部14が表示する画像には、記録媒体11aに記録されている画像データに基づく再生画像(静止画、動画)や、撮像素子3によって所定の間隔(例えば60fps)で取得されるモニタ用画像(ライブビュー画像とも称される)が含まれる。 Further, the image processing unit 13 generates image data for displaying the image on the display unit 14. The display unit 14 displays an image based on the image data generated by the image processing unit 13. The images displayed by the display unit 14 include reproduced images (still images, moving images) based on the image data recorded on the recording medium 11a, and monitor images acquired by the image sensor 3 at predetermined intervals (for example, 60 fps). (Also known as a live view image) is included.

<撮像素子の概要>
図2は、撮像素子3の概略構成を例示する図である。撮像素子3は、マトリクス状に配置された複数の画素20と、各画素20からの信号を出力するための周辺回路とを有する。一般に、画像を構成する最小単位が「画素」と称されるが、本実施形態では、画像を構成する最小単位の信号を生成する構成を「画素」と称する。
光電変換領域31は、画素20がマトリクス状に配置されている領域を示す。図2の例では、光電変換領域31として水平に4行×垂直に4列の16画素分の範囲を例示しているが、実際の画素数は図2に例示するものよりはるかに多い。
<Overview of image sensor>
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the image pickup device 3. The image pickup device 3 has a plurality of pixels 20 arranged in a matrix and a peripheral circuit for outputting a signal from each pixel 20. Generally, the smallest unit constituting an image is referred to as a "pixel", but in the present embodiment, a configuration for generating a signal of the smallest unit constituting an image is referred to as a "pixel".
The photoelectric conversion region 31 indicates a region in which the pixels 20 are arranged in a matrix. In the example of FIG. 2, the range of 16 pixels of 4 rows horizontally × 4 columns vertically is illustrated as the photoelectric conversion region 31, but the actual number of pixels is much larger than that illustrated in FIG.

図3は、撮像素子3の画素配置を例示する図である。画素20には、マイクロレンズMLと不図示のカラーフィルタとが設けられる。カラーフィルタは、一画素20につき、例えばR(赤)、G(緑)、B(青)の異なる分光特性を有する3つのカラーフィルタのいずれか一つが設けられる。Rのカラーフィルタは、主に赤色の波長域の光を透過する。また、Gのカラーフィルタは、主に緑色の波長域の光を透過する。さらに、Bのカラーフィルタは、主に青色の波長域の光を透過する。Gのカラーフィルタは、Rのカラーフィルタよりも波長が短い波長域の光を透過する。Bのカラーフィルタは、Gのカラーフィルタよりも波長が短い波長域の光を透過する。これにより、各画素20は、配置されたカラーフィルタによって異なる分光特性を有する。 FIG. 3 is a diagram illustrating the pixel arrangement of the image pickup device 3. The pixel 20 is provided with a microlens ML and a color filter (not shown). As the color filter, one of three color filters having different spectral characteristics of, for example, R (red), G (green), and B (blue) is provided for each pixel 20. The R color filter mainly transmits light in the red wavelength range. Further, the G color filter mainly transmits light in the green wavelength range. Further, the color filter B mainly transmits light in the blue wavelength range. The G color filter transmits light in a wavelength region having a shorter wavelength than the R color filter. The color filter B transmits light in a wavelength region having a shorter wavelength than the color filter G. As a result, each pixel 20 has different spectral characteristics depending on the arranged color filter.

撮像素子3には、RおよびGのカラーフィルタを有する画素20(以下、それぞれ画素20R、画素20Gと称する)が交互に配置される画素行(RG行とも称する)と、GおよびBのカラーフィルタを有する画素20(以下、それぞれ画素20G、画素20Bと称する)が交互に配置される画素行(GB行とも称する)とが、二次元状に繰り返し配置される。第1の実施形態では、画素20R、画素20G、および画素20Bが、ベイヤー配列に従って配置される。
なお、以降の説明において、R、G、Bを付さずに画素20と称する場合は、画素20R、画素20G、および画素20Bを全て含むものとする。
The image pickup element 3 has a pixel row (also referred to as an RG row) in which pixels 20 having R and G color filters (hereinafter, referred to as pixel 20R and pixel 20G, respectively) are alternately arranged, and a color filter of G and B. Pixel rows (also referred to as GB rows) in which pixels 20 (hereinafter, referred to as pixels 20G and pixels 20B, respectively) having the above are alternately arranged are repeatedly arranged in a two-dimensional manner. In the first embodiment, the pixels 20R, the pixels 20G, and the pixels 20B are arranged according to the Bayer arrangement.
In the following description, when the pixel 20 is referred to without R, G, and B, it is assumed that the pixel 20R, the pixel 20G, and the pixel 20B are all included.

各画素20には、それぞれ2つの光電変換部が設けられる。一般に、1画素当たり2つの光電変換部が設けられる場合、2つの光電変換部が水平方向、すなわち行方向に並ぶ場合(水平分割とも称される)と、2つの光電変換部が垂直方向、すなわち列方向に並ぶ場合(垂直分割とも称される)とが存在する。第1の実施形態では、光電変換領域31の全域にわたって水平分割の画素20が配される。ただし、所定の領域には、水平分割の画素20に代えて垂直分割の画素20を配してもよい。 Each pixel 20 is provided with two photoelectric conversion units. Generally, when two photoelectric conversion units are provided per pixel, when the two photoelectric conversion units are arranged in the horizontal direction, that is, in the row direction (also referred to as horizontal division), the two photoelectric conversion units are in the vertical direction, that is, There are cases where they are lined up in the column direction (also called vertical division). In the first embodiment, the horizontally divided pixels 20 are arranged over the entire area of the photoelectric conversion region 31. However, the vertically divided pixels 20 may be arranged in the predetermined area instead of the horizontally divided pixels 20.

図3では、各画素20の2つの光電変換部のうちの一方をハッチングして示す。ハッチングされた光電変換部は、この光電変換部で生成された電荷に基づいて後述する第1信号が生成されることを示す。また、ハッチングされない光電変換部は、この光電変換部で生成された電荷に基づいて、後述する第2信号が生成されることを示す。
各画素20は、周辺回路からの制御信号にしたがって2つの光電変換部で光電変換を行い、光電変換部で生成された電荷に基づく信号を出力する。
In FIG. 3, one of the two photoelectric conversion units of each pixel 20 is hatched and shown. The hatched photoelectric conversion unit indicates that a first signal, which will be described later, is generated based on the electric charge generated by the photoelectric conversion unit. Further, the non-hatched photoelectric conversion unit indicates that a second signal, which will be described later, is generated based on the electric charge generated by the photoelectric conversion unit.
Each pixel 20 performs photoelectric conversion in two photoelectric conversion units according to a control signal from a peripheral circuit, and outputs a signal based on the electric charge generated by the photoelectric conversion unit.

再び図2を用いて説明する。周辺回路は、例えば、垂直走査回路21と、水平走査回路22と、これらと接続されている制御信号線23、24と、画素20からの信号を受け取る第1および第2の垂直信号線25aおよび25bと、第1および第2の垂直信号線25aおよび25bに接続される定電流源26と、相関二重サンプリング回路(CDS回路)27と、CDS回路27から出力される信号を受け取る水平信号線28と、出力アンプ29等により構成される。本実施形態では、列方向に配置された複数の画素20からなる1画素列に対し、2本の垂直信号線、すなわち第1および第2の垂直信号線25aおよび25bが設けられている。 This will be described again with reference to FIG. Peripheral circuits include, for example, a vertical scanning circuit 21, a horizontal scanning circuit 22, control signal lines 23 and 24 connected thereto, first and second vertical signal lines 25a and second vertical signal lines 25a that receive signals from the pixel 20. The 25b, the constant current source 26 connected to the first and second vertical signal lines 25a and 25b, the correlated double sampling circuit (CDS circuit) 27, and the horizontal signal line that receives the signal output from the CDS circuit 27. It is composed of 28 and an output amplifier 29 and the like. In the present embodiment, two vertical signal lines, that is, first and second vertical signal lines 25a and 25b are provided for one pixel row composed of a plurality of pixels 20 arranged in the row direction.

垂直走査回路21および水平走査回路22は、撮像制御部4からの指示により所定の制御信号を出力する。各画素20は、垂直走査回路21から出力される制御信号によって駆動され、光電変換で生成された電荷に基づく信号を第1および第2の垂直信号線25aおよび25bに出力する。画素20から出力された信号は、CDS回路27にてノイズ除去が施され、水平走査回路22からの制御信号によって水平信号線28および出力アンプ29を介して外部へ出力される。 The vertical scanning circuit 21 and the horizontal scanning circuit 22 output a predetermined control signal according to an instruction from the image pickup control unit 4. Each pixel 20 is driven by a control signal output from the vertical scanning circuit 21 and outputs signals based on the charges generated by photoelectric conversion to the first and second vertical signal lines 25a and 25b. The signal output from the pixel 20 is noise-removed by the CDS circuit 27, and is output to the outside via the horizontal signal line 28 and the output amplifier 29 by the control signal from the horizontal scanning circuit 22.

<1画素に2つのフォトダイオードPDを有する構成>
図4は、図3においてM列に並ぶ(垂直方向に並ぶ)画素20、すなわち、例えばN行目の画素20Gと、N+1行目の画素20Rとを説明する回路図である。各画素20は、マイクロレンズMLおよびカラーフィルタの内側(背後)に光電変換部として2つのフォトダイオードS1およびS2を有する。すなわち、各画素20は、画素20の左側に配置された第1のフォトダイオードS1と、画素20の右側に配置された第2のフォトダイオードS2とを有する。
したがって、各画素20の第1のフォトダイオードS1には、撮影レンズ2の瞳の第1の領域を通過した光束が入射し、第2のフォトダイオードS2には、撮影レンズ2の瞳の第2の領域を通過した光束が入射する。
<Structure with two photodiode PDs in one pixel>
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating pixels 20 arranged in column M (arranged in the vertical direction) in FIG. 3, that is, for example, the pixel 20G in the Nth row and the pixel 20R in the N + 1th row. Each pixel 20 has two photodiodes S1 and S2 as photoelectric conversion units inside (behind) the microlens ML and the color filter. That is, each pixel 20 has a first photodiode S1 arranged on the left side of the pixel 20 and a second photodiode S2 arranged on the right side of the pixel 20.
Therefore, the light beam that has passed through the first region of the pupil of the photographing lens 2 is incident on the first photodiode S1 of each pixel 20, and the second photodiode S2 is the second of the pupil of the photographing lens 2. The luminous flux that has passed through the region of is incident.

本実施形態では、例えば、第1のフォトダイオードS1および第2のフォトダイオードS2と、第1および第2のフォトダイオードS1およびS2で生成された電荷に基づく信号を読み出す読み出し部とを含めて「画素」と呼ぶ。読み出し部は、後述する転送トランジスタ、FD領域、増幅トランジスタ、および選択トランジスタを含む例を説明するが、読み出し部の範囲は、必ずしも本例の通りでなくてもよい。 In the present embodiment, for example, a reading unit that reads out a signal based on the charges generated by the first photodiode S1 and the second photodiode S2 and the first and second photodiodes S1 and S2 is included. Called a "pixel". An example in which the reading unit includes a transfer transistor, an FD region, an amplification transistor, and a selection transistor, which will be described later, will be described, but the range of the reading unit does not necessarily have to be as in this example.

各画素20において、上述のように、第1および第2のフォトダイオードS1およびS2には、それぞれ撮影レンズ2の瞳の異なる領域、すなわち第1および第2の領域を通過した光が入射される。第1および第2のフォトダイオードS1およびS2は、それぞれ入射光を光電変換して電荷を生成する。第1のフォトダイオードS1で生成された電荷は、第1の転送トランジスタTx-1を介して第1のFD(フローティング拡散)領域FD1へ転送される。また、第2のフォトダイオードS2で生成された電荷は、第2の転送トランジスタTx-2を介して第2のFD領域FD2へ転送される。 In each pixel 20, as described above, the first and second photodiodes S1 and S2 are incident with light that has passed through different regions of the pupil of the photographing lens 2, that is, the first and second regions, respectively. .. The first and second photodiodes S1 and S2 photoelectrically convert incident light to generate electric charges, respectively. The electric charge generated by the first photodiode S1 is transferred to the first FD (floating diffusion) region FD1 via the first transfer transistor Tx-1. Further, the electric charge generated by the second photodiode S2 is transferred to the second FD region FD2 via the second transfer transistor Tx-2.

第1のFD領域FD1は、受け取った電荷を蓄積し、電圧に変換する。第1のFD領域FD1の電位に応じた信号は、第1の増幅トランジスタAMP1によって増幅される。第1のFD領域FD1および第1の増幅トランジスタAMP1は、第1信号生成部として動作する。そして、生成された信号は、行を選択する第1の選択トランジスタSEL1によって選択された行の信号として、第1の垂直信号線25a(出力部)を介して読み出される。第1のリセットトランジスタRES1は、第1のFD領域FD1の電位をリセットするリセット部として動作する。本実施形態では、第1のフォトダイオードS1で生成された電荷に基づいて生成された信号を第1信号と称する。 The first FD region FD1 accumulates the received charge and converts it into a voltage. The signal corresponding to the potential of the first FD region FD1 is amplified by the first amplification transistor AMP1. The first FD region FD1 and the first amplification transistor AMP1 operate as a first signal generation unit. Then, the generated signal is read out via the first vertical signal line 25a (output unit) as the signal of the row selected by the first selection transistor SEL1 for selecting the row. The first reset transistor RES1 operates as a reset unit for resetting the potential of the first FD region FD1. In the present embodiment, the signal generated based on the charge generated by the first photodiode S1 is referred to as a first signal.

同様に、第2のFD領域FD2は、受け取った電荷を蓄積し、電圧に変換する。第2のFD領域FD2の電位に応じた信号は、第2の増幅トランジスタAMP2によって増幅される。第2のFD領域FD2および第2の増幅トランジスタAMP2は、第2信号生成部として動作する。そして、生成された信号は、行を選択する第2の選択トランジスタSEL2によって選択された行の信号として、第2の垂直信号線25b(出力部)を介して読み出される。第2のリセットトランジスタRES2は、第2のFD領域FD2の電位をリセットするリセット部として動作する。本実施形態では、第2のフォトダイオードS2で生成された電荷に基づいて生成された信号を第2信号と称する。 Similarly, the second FD region FD2 stores the received charge and converts it into a voltage. The signal corresponding to the potential of the second FD region FD2 is amplified by the second amplification transistor AMP2. The second FD region FD2 and the second amplification transistor AMP2 operate as a second signal generation unit. Then, the generated signal is read out via the second vertical signal line 25b (output unit) as the signal of the row selected by the second selection transistor SEL2 for selecting the row. The second reset transistor RES2 operates as a reset unit for resetting the potential of the second FD region FD2. In the present embodiment, the signal generated based on the charge generated by the second photodiode S2 is referred to as a second signal.

なお、第1のフォトダイオードS1で生成された電荷に基づく第1信号が第1の垂直信号線25aを介して読み出され、第2のフォトダイオードS2で生成された電荷に基づく第2信号が第2の垂直信号線25bを介して読み出される場合を例示したが、第1のフォトダイオードS1と第2のフォトダイオードS2との間で共通のFD領域を用いることにより、第1のフォトダイオードS1で生成された電荷に基づく第1信号と、第2のフォトダイオードS2で生成された電荷に基づく第2信号とを1本の垂直信号線、すなわち第1の垂直信号線25aまたは第2の垂直信号線25bを介して時分割的に読み出す構成にしてもよい。 The first signal based on the charge generated by the first photodiode S1 is read out via the first vertical signal line 25a, and the second signal based on the charge generated by the second photodiode S2 is read. Although the case where the signal is read out via the second vertical signal line 25b is illustrated, the first photodiode S1 is used by using a common FD region between the first photodiode S1 and the second photodiode S2. The first signal based on the charge generated by the second photodiode S2 and the second signal based on the charge generated by the second photodiode S2 are combined into one vertical signal line, that is, the first vertical signal line 25a or the second vertical. It may be configured to read out in a time-divided manner via the signal line 25b.

<制御信号>
画素20において、第1のフォトダイオードS1で生成された電荷を転送する第1の転送トランジスタTx-1は、第1の制御信号φTx1によってオンされる。また、第2のフォトダイオードS2で生成された電荷を転送する第2の転送トランジスタTx-2は、第2の制御信号φTx2によってオンされる。
第1信号を第1の垂直信号線25aに出力させる行選択用の第1の選択トランジスタSEL1は、第1の制御信号φSEL1によってオンされる。第1のFD領域FD1の電位をリセットさせる第1のリセットトランジスタRES1は、第1の制御信号φRES1によってオンされる。
また、第2信号を第2の垂直信号線25bに出力させる行選択用の第2の選択トランジスタSEL2は、第2の制御信号φSEL2によってオンされる。第2のFD領域FD2の電位をリセットさせる第2のリセットトランジスタRES2は、第2の制御信号φRES2によってオンされる。
<Control signal>
In the pixel 20, the first transfer transistor Tx-1 that transfers the electric charge generated by the first photodiode S1 is turned on by the first control signal φTx1. Further, the second transfer transistor Tx-2 that transfers the electric charge generated by the second photodiode S2 is turned on by the second control signal φTx2.
The row selection first selection transistor SEL1 for outputting the first signal to the first vertical signal line 25a is turned on by the first control signal φSEL1. The first reset transistor RES1 that resets the potential of the first FD region FD1 is turned on by the first control signal φRES1.
Further, the second selection transistor SEL2 for row selection for outputting the second signal to the second vertical signal line 25b is turned on by the second control signal φSEL2. The second reset transistor RES2 that resets the potential of the second FD region FD2 is turned on by the second control signal φRES2.

<焦点調節>
本実施形態のカメラ1は、焦点検出(合焦位置の検出)に用いる一対の焦点検出信号を、例えば、フォーカスエリアに対応する画素行のうち、画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)から読み出された、画素20Gの第1信号と第2信号とに基づいて生成する。フォーカスエリアは、焦点演算部10が位相差情報としての像ズレ量を検出するエリアであり、焦点検出エリア、測距点、オートフォーカス(AF)ポイントとも称される。
<Focus adjustment>
In the camera 1 of the present embodiment, a pair of focus detection signals used for focus detection (detection of the in-focus position) are arranged alternately, for example, in the pixel rows corresponding to the focus area, the pixels 20G and the pixels 20B. It is generated based on the first signal and the second signal of the pixel 20G read from the pixel row (GB row). The focus area is an area in which the focus calculation unit 10 detects the amount of image shift as phase difference information, and is also referred to as a focus detection area, a focusing point, or an autofocus (AF) point.

マイクロプロセッサ9は、例えば、レリーズ釦が半押し操作されたことを示す操作信号が操作部9aから入力されると、撮像制御部4に焦点調節用の撮像を指示する。焦点調節用の撮像では、撮像素子3の読み出し対象となる画素行に対し、垂直走査回路21および水平走査回路22から焦点調節用の制御信号を供給して焦点調節用の読み出しを行う。焦点調節用の読み出しは、画素行の各画素20Gに第1の制御信号φTx1等を供給して画素20Gから第1のフォトダイオードS1で生成された電荷に基づく第1信号を読み出すとともに、画素行の各画素20Gに第2の制御信号φTx2等を供給して画素20Gから第2のフォトダイオードS2で生成された電荷に基づく第2信号を読み出すことをいう。 For example, when an operation signal indicating that the release button has been half-pressed is input from the operation unit 9a, the microprocessor 9 instructs the image pickup control unit 4 to take an image for focus adjustment. In the image pickup for focus adjustment, the control signal for focus adjustment is supplied from the vertical scanning circuit 21 and the horizontal scanning circuit 22 to the pixel row to be read out by the image pickup element 3, and the reading for focus adjustment is performed. In the reading for focus adjustment, the first control signal φTx1 or the like is supplied to each pixel 20G of the pixel row, and the first signal based on the charge generated by the first photodiode S1 is read from the pixel 20G, and the pixel row is read. A second control signal φTx2 or the like is supplied to each pixel 20G of the above, and a second signal based on the charge generated by the second photodiode S2 is read out from the pixel 20G.

焦点調節用の読み出しにより、各画素20Gから読み出された第1信号と第2信号とがメモリ7に記憶される。メモリ7に記憶された複数の第1信号A1,A2,…,An(a系列の信号と称する)と、メモリ7に記憶された複数の第2信号B1,B2,…,Bn(b系列の信号と称する)とは、撮影レンズ2の瞳の異なる領域を通過した複数の光束による像の強度分布を表す。 By reading for focus adjustment, the first signal and the second signal read from each pixel 20G are stored in the memory 7. A plurality of first signals A1, A2, ..., An (referred to as a-series signals) stored in the memory 7, and a plurality of second signals B1, B2, ..., Bn (b-series signals) stored in the memory 7. (Referred to as a signal) represents the intensity distribution of an image due to a plurality of light fluxes passing through different regions of the pupil of the photographing lens 2.

図5は、複数の第1信号からなるa系列の信号と、複数の第2信号からなるb系列の信号とを例示する図である。図5において、n個のa系列の信号をハッチング処理した丸で表す。また、n個のb系列の信号を白丸で表す。画素20Gからのa系列の信号およびb系列の信号は、それぞれ図3の1列おきに読み出される。図5の縦の破線は、画素列に対応する。
焦点演算部10は、上記a系列の信号とb系列の信号とに基づき、像ズレ検出演算処理(相関演算処理、位相差検出処理)を施すことによって複数の像の像ズレ量を算出し、像ズレ量に所定の変換係数を乗算することによってデフォーカス量を算出する。
FIG. 5 is a diagram illustrating an a-series signal composed of a plurality of first signals and a b-series signal composed of a plurality of second signals. In FIG. 5, n a-series signals are represented by hatched circles. In addition, n b-series signals are represented by white circles. The a-series signal and the b-series signal from the pixel 20G are read out every other row in FIG. The vertical dashed line in FIG. 5 corresponds to the pixel sequence.
The focus calculation unit 10 calculates the amount of image shift of a plurality of images by performing image shift detection calculation processing (correlation calculation processing, phase difference detection processing) based on the a-series signal and the b-series signal. The defocus amount is calculated by multiplying the image shift amount by a predetermined conversion coefficient.

次に、マイクロプロセッサ9は、焦点演算部10によって算出されたデフォーカス量が許容値以内か否かを判定する。マイクロプロセッサ9は、デフォーカス量が許容値を超えている場合は合焦していないと判断し、レンズ制御部2aへレンズ駆動指示を送る。レンズ制御部2aは、デフォーカス量を許容値以内に納める位置(合焦位置)へフォーカシングレンズを移動させる。一方、マイクロプロセッサ9は、デフォーカス量が許容値以内であれば合焦していると判断し、レンズ駆動指示を送らない。 Next, the microprocessor 9 determines whether or not the defocus amount calculated by the focus calculation unit 10 is within the allowable value. When the defocus amount exceeds the permissible value, the microprocessor 9 determines that the subject is out of focus, and sends a lens drive instruction to the lens control unit 2a. The lens control unit 2a moves the focusing lens to a position (focusing position) where the defocus amount is within the allowable value. On the other hand, if the defocus amount is within the allowable value, the microprocessor 9 determines that the subject is in focus and does not send a lens drive instruction.

なお、上述したカメラ1では、画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)から読み出された、画素20Gの第1信号と第2信号とに基づいて焦点調節に用いる画像データを生成した。焦点調節に用いる画像データは、画素20Gによる第1信号と第2信号とに限らず、画素20Bによる第1信号と第2信号とに基づいて生成してもよい。また、画素20Rと画素20Gとが交互に配置される画素行(RG行)から読み出された、画素20Gまたは画素20Rの第1信号と第2信号とに基づいて焦点調節に用いる画像データを生成してもよい。 In the camera 1 described above, the focus is adjusted based on the first signal and the second signal of the pixel 20G read from the pixel row (GB row) in which the pixels 20G and the pixels 20B are alternately arranged. Image data was generated. The image data used for the focus adjustment is not limited to the first signal and the second signal by the pixel 20G, and may be generated based on the first signal and the second signal by the pixel 20B. Further, image data used for focus adjustment based on the first signal and the second signal of the pixel 20G or the pixel 20R read from the pixel row (RG row) in which the pixel 20R and the pixel 20G are alternately arranged is used. May be generated.

<画像データの生成>
本実施形態のカメラ1は、被写体像に関する画像データを、光電変換領域31(図2)の各画素20から読み出された第1信号と第2信号とに基づいて生成する。マイクロプロセッサ9は、例えば、レリーズ釦が全押し操作されたことを示す操作信号が操作部9aから入力されると、撮像制御部4に記録用の撮像を指示する。記録用の撮像では、撮像素子3の各画素行に対し、垂直走査回路21および水平走査回路22から画像用の制御信号を供給して画像用の読み出しを行う。画像用の読み出しは、画素行の各画素20に第1の制御信号φTx1等を供給して画素20から第1のフォトダイオードS1で生成された電荷に基づく第1信号を読み出すとともに、画素行の各画素20に第2の制御信号φTx2等を供給して画素20から第2のフォトダイオードS2で生成された電荷に基づく第2信号を読み出すことをいう。
<Generation of image data>
The camera 1 of the present embodiment generates image data related to a subject image based on the first signal and the second signal read from each pixel 20 of the photoelectric conversion region 31 (FIG. 2). For example, when an operation signal indicating that the release button has been fully pressed is input from the operation unit 9a, the microprocessor 9 instructs the image pickup control unit 4 to take an image for recording. In the imaging for recording, the control signal for the image is supplied from the vertical scanning circuit 21 and the horizontal scanning circuit 22 to each pixel row of the image pickup element 3, and the image is read out. For reading for an image, a first control signal φTx1 or the like is supplied to each pixel 20 of the pixel row, and the first signal based on the charge generated by the first photodiode S1 is read from the pixel 20 and the pixel row is read. It means supplying a second control signal φTx2 or the like to each pixel 20 and reading out a second signal based on the charge generated by the second photodiode S2 from the pixel 20.

画像用の読み出しにより、各画素20から読み出された第1信号と第2信号とがメモリ7に記憶される。画像処理部13は、メモリ7に記憶された第1信号および第2信号を画素20ごとに加算して画像用の信号を生成し、さらに階調処理や色補間処理などを施して、被写体像に関する画像データを生成する。 The first signal and the second signal read from each pixel 20 are stored in the memory 7 by reading for an image. The image processing unit 13 adds the first signal and the second signal stored in the memory 7 for each pixel 20 to generate a signal for an image, and further performs gradation processing, color interpolation processing, and the like to obtain a subject image. Generate image data for.

<スケーリング>
本実施形態では、光電変換領域31に各画素20が等間隔で配置される。すなわち、画素20の第1および第2のフォトダイオードS1およびS2の行方向、列方向の間隔は、光電変換領域31の全域にわたって等間隔である。等間隔に配置することで、第1および第2のフォトダイオードS1およびS2の周りの配線位置や配線密度等を各画素20において同等にできるため、各画素20の電気的な特性(例えば、寄生容量等)のばらつきを抑えることができる。
<Scaling>
In the present embodiment, the pixels 20 are arranged at equal intervals in the photoelectric conversion region 31. That is, the spacing in the row direction and the column direction of the first and second photodiodes S1 and S2 of the pixel 20 is evenly spaced over the entire photoelectric conversion region 31. By arranging them at equal intervals, the wiring positions and wiring densities around the first and second photodiodes S1 and S2 can be made equal in each pixel 20, so that the electrical characteristics (for example, parasitics) of each pixel 20 can be made equal. Variations in capacitance, etc.) can be suppressed.

一方、本実施形態では、光電変換領域31に配置されている画素20の位置により、その画素20に光を集光するマイクロレンズMLの中心位置を、画素20の中心位置からずらして配置する。ずらし量は、画素20が配置された位置の像高が高いほど(光電変換領域31の中心から離れるほど)大きくする。本例では、第1および第2のフォトダイオードS1およびS2の中心位置を、画素20の中心位置とする。マイクロレンズMLの中心位置と画素20の中心位置とのずらし量を、光電変換領域31の中で徐々に変化させることをスケーリングと称する。画素20の中心位置とマイクロレンズMLの中心位置とのずらし量を、画素20の位置により変化させるのは、撮影レンズ2の瞳の異なる領域、すなわち瞳の第1および第2の領域を通過した光を、第1および第2のフォトダイオードS1およびS2に適切に入射させるためである。図6を参照して、さらに詳細に説明する。 On the other hand, in the present embodiment, the center position of the microlens ML that collects light on the pixel 20 is shifted from the center position of the pixel 20 depending on the position of the pixel 20 arranged in the photoelectric conversion region 31. The amount of shift is increased as the image height of the position where the pixels 20 are arranged is higher (as the distance from the center of the photoelectric conversion region 31 increases). In this example, the center positions of the first and second photodiodes S1 and S2 are set as the center positions of the pixel 20. Gradually changing the amount of deviation between the center position of the microlens ML and the center position of the pixel 20 in the photoelectric conversion region 31 is called scaling. The amount of deviation between the center position of the pixel 20 and the center position of the microlens ML is changed depending on the position of the pixel 20 through different regions of the pupil of the photographing lens 2, that is, the first and second regions of the pupil. This is to allow light to be appropriately incident on the first and second photodiodes S1 and S2. This will be described in more detail with reference to FIG.

図6は、撮像素子3の光電変換領域31を説明する図である。上述したように、光電変換領域31の全域に画素20が等間隔で配置される。そして、標準の特性(例えば35mm判換算で焦点距離f=50mm)を有する撮影レンズ2を介して入射される光に適したスケーリングにより、画素20の中心位置に対してマイクロレンズMLの中心位置をずらして配置する。図6の例では、マイクロレンズMLをずらす方向は行方向(水平方向)であり、光電変換領域31の中心に向かう方向である。本実施形態において、標準の特性に適合させてマイクロレンズMLをずらして配置する画素行を、中距離対応ML行と称する。光電変換領域31の全域の画素行を中距離対応ML行によって構成することによって、全ての画素20で、標準の特性を有する撮影レンズ2の瞳の第1および第2の領域を通過した光が、第1および第2のフォトダイオードS1およびS2に適切に入射される。 FIG. 6 is a diagram illustrating a photoelectric conversion region 31 of the image pickup device 3. As described above, the pixels 20 are arranged at equal intervals over the entire photoelectric conversion region 31. Then, the center position of the microlens ML is set with respect to the center position of the pixel 20 by scaling suitable for the light incident through the photographing lens 2 having standard characteristics (for example, the focal length f = 50 mm in the 35 mm format). Arrange them in a staggered manner. In the example of FIG. 6, the direction of shifting the microlens ML is the row direction (horizontal direction), and is the direction toward the center of the photoelectric conversion region 31. In the present embodiment, the pixel row in which the microlens ML is arranged in a staggered manner according to the standard characteristics is referred to as a medium-distance corresponding ML row. By configuring the pixel rows in the entire photoelectric conversion region 31 with medium-distance compatible ML rows, the light that has passed through the first and second regions of the pupil of the photographing lens 2 having standard characteristics is emitted in all the pixels 20. , Is properly incident on the first and second photodiodes S1 and S2.

本実施形態では、標準の特性と異なる特性を有する撮影レンズ2を用いる場合にも、撮影レンズ2の瞳の第1および第2の領域を通過した光が、第1および第2のフォトダイオードS1およびS2に適切に入射されるように、中距離対応ML行と異なるスケーリングによりマイクロレンズMLを配置した画素行を設ける。具体的には、例えば光電変換領域31の左右端30%の領域、すなわち、像高が高い領域の一部において、中距離対応ML行に代えて短距離対応ML行と長距離対応ML行とを設ける。本実施形態において、例えば上記焦点距離f=50mmよりも短い焦点距離を有する広角レンズの特性に適合させてマイクロレンズMLをずらして配置する画素行を、短距離対応ML行と称する。また、上記焦点距離f=50mmよりも長い焦点距離を有する望遠レンズの特性に適合させてマイクロレンズMLをずらして配置する画素行を、長距離対応ML行と称する。 In the present embodiment, even when the photographing lens 2 having characteristics different from the standard characteristics is used, the light passing through the first and second regions of the pupil of the photographing lens 2 is the first and second photodiodes S1. And, a pixel row in which the microlens ML is arranged is provided by scaling different from the medium-distance corresponding ML row so as to be appropriately incident on S2. Specifically, for example, in a region of 30% of the left and right ends of the photoelectric conversion region 31, that is, a part of a region having a high image height, a short-distance correspondence ML row and a long-distance correspondence ML row are used instead of the medium-distance correspondence ML row. Is provided. In the present embodiment, for example, a pixel row in which the microlens ML is arranged in a staggered manner in accordance with the characteristics of a wide-angle lens having a focal length shorter than the focal length f = 50 mm is referred to as a short-distance corresponding ML row. Further, a pixel row in which the microlens ML is arranged in a staggered manner in accordance with the characteristics of a telephoto lens having a focal length longer than the focal length f = 50 mm is referred to as a long-distance compatible ML row.

図6の下部において、光電変換領域31の周辺部、例えば、像高が高い位置にある領域31bに配置されている画素20のマイクロレンズMLの拡大図を示す。本実施形態では、画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)を焦点検出に用いるので、GB行の一部を短距離対応ML行や長距離対応ML行と置換する。拡大図において、短距離対応ML行を挟んで上側2行と下側2行は、それぞれ中距離対応ML行である。中距離対応ML行では、画素20の中心を通る線CSとマイクロレンズMLの中心を通る線CL(中)との間隔がGである。すなわち、画素20の中心位置に対するマイクロレンズMLの中心位置のずらし量はGである。
なお、図6では、画素20Gを白、画素20Bを斜線、画素20Rをハッチングで示す。
The lower part of FIG. 6 shows an enlarged view of the microlens ML of the pixel 20 arranged in the peripheral portion of the photoelectric conversion region 31, for example, the region 31b at a position where the image height is high. In the present embodiment, since the pixel rows (GB rows) in which the pixels 20G and the pixels 20B are alternately arranged are used for focus detection, a part of the GB rows is replaced with a short-distance corresponding ML row or a long-distance corresponding ML row. .. In the enlarged view, the upper two rows and the lower two rows with the short-distance corresponding ML row in between are the middle-distance corresponding ML row, respectively. In the medium-distance corresponding ML line, the distance between the line CS passing through the center of the pixel 20 and the line CL (middle) passing through the center of the microlens ML is G. That is, the amount of deviation of the center position of the microlens ML with respect to the center position of the pixel 20 is G.
In FIG. 6, the pixel 20G is shown in white, the pixel 20B is shown by an oblique line, and the pixel 20R is shown by hatching.

一方、短距離対応ML行では、画素20の中心を通る線CSとマイクロレンズMLの中心を通る線CL(短)との間隔がGsである。すなわち、画素20の中心位置に対するマイクロレンズMLの中心位置のずらし量はGsである。G<Gsが成立するように、短距離対応ML行におけるずらし量Gsは、中距離対応ML行におけるずらし量Gよりも大きい。この理由を図7、図8を参照して説明する。 On the other hand, in the short-distance corresponding ML line, the distance between the line CS passing through the center of the pixel 20 and the line CL (short) passing through the center of the microlens ML is Gs. That is, the amount of deviation of the center position of the microlens ML with respect to the center position of the pixel 20 is Gs. The shift amount Gs in the short-distance corresponding ML row is larger than the shift amount G in the medium-distance corresponding ML row so that G <Gs is satisfied. The reason for this will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

<撮像素子の中央部>
図7は、瞳分割位相差方式による焦点検出光束を説明するための撮像素子3の中距離対応ML行の断面図である。図7では、図6の光電変換領域31の中央部、すなわち像高が低い位置にある領域31aの画素20に対して光が略垂直に入射される場合を示す。図7において、中距離対応ML行の画素20のうち5つの画素20Ga、20Bb、20Gc、20Bd、20Geが例示される。画素20Ga~画素20Geはそれぞれ、マイクロレンズMLa~MLeと、第1のフォトダイオードS1a、第2のフォトダイオードS2a、第1のフォトダイオードS1b、第2のフォトダイオードS2b、第1のフォトダイオードS1c、第2のフォトダイオードS2c、第1のフォトダイオードS1d、第2のフォトダイオードS2d、第1のフォトダイオードS1e、第2のフォトダイオードS2eとを有する。
<Central part of the image sensor>
FIG. 7 is a cross-sectional view of a medium-distance corresponding ML row of the image pickup device 3 for explaining the focal detection light flux by the pupil division phase difference method. FIG. 7 shows a case where light is incident substantially perpendicular to the pixel 20 in the central portion of the photoelectric conversion region 31 of FIG. 6, that is, the region 31a at a position where the image height is low. In FIG. 7, five pixels 20Ga, 20Bb, 20Gc, 20Bd, and 20Ge out of the pixels 20 in the middle-distance corresponding ML row are exemplified. The pixels 20Ga to 20Ge are the microlenses MLa to MLe, the first photodiode S1a, the second photodiode S2a, the first photodiode S1b, the second photodiode S2b, and the first photodiode S1c, respectively. It has a second photodiode S2c, a first photodiode S1d, a second photodiode S2d, a first photodiode S1e, and a second photodiode S2e.

光電変換領域31の中央部では画素20に対して光が略垂直に入射される。このため、マイクロレンズMLの中心位置を、第1および第2のフォトダイオードS1およびS2の中心位置と合わせて配置する。つまり、画素20の中心位置に対するマイクロレンズMLの中心位置のずらしは不要である。また、画素20に対して光が略垂直に入射される光電変換領域31の中央部では、短距離対応ML行および長距離対応ML行を設ける必要もない。図7によれば、画素20の中心を通る線CSとマイクロレンズMLの中心を通る線CL(中)とが一致する。 In the central portion of the photoelectric conversion region 31, light is incident substantially perpendicular to the pixel 20. Therefore, the center position of the microlens ML is arranged so as to be aligned with the center positions of the first and second photodiodes S1 and S2. That is, it is not necessary to shift the center position of the microlens ML with respect to the center position of the pixel 20. Further, it is not necessary to provide a short-distance correspondence ML row and a long-distance correspondence ML row in the central portion of the photoelectric conversion region 31 in which light is incident substantially perpendicular to the pixel 20. According to FIG. 7, the line CS passing through the center of the pixel 20 and the line CL (middle) passing through the center of the microlens ML coincide with each other.

また、第1のフォトダイオードS1a、S1b、S1c、S1d、S1eの平面形状は、マイクロレンズMLa~MLeから測距瞳距離dだけ離間した測距瞳面90上において第1のフォトダイオードS1a、S1b、S1c、S1d、S1eの全てに共通する領域91に投影される。 Further, the planar shapes of the first photodiodes S1a, S1b, S1c, S1d, and S1e are such that the first photodiodes S1a, S1b are separated from the microlenses MLa to MLe by the distance measuring pupil distance d. , S1c, S1d, and S1e are all projected onto the region 91 common to all of the, S1c, S1d, and S1e.

さらに、第2のフォトダイオードS2a、S2b、S2c、S2d、S2eの平面形状は、マイクロレンズMLa~MLeから測距瞳距離dだけ離間した測距瞳面90上において第2のフォトダイオードS2a、S2b、S2c、S2d、S2eの全てに共通する領域92に投影される。領域91および領域92は、光軸を通る線Axに対して対称である。この場合には、測距瞳面90上の第1および第2の領域91、92を通過した光が、画素20の第1および第2のフォトダイオードS1およびS2に適切に入射される。 Further, the planar shapes of the second photodiodes S2a, S2b, S2c, S2d, and S2e are such that the second photodiodes S2a, S2b are separated from the microlenses MLa to MLe by the distance measuring pupil distance d. , S2c, S2d, and S2e are all projected onto the region 92 common to all of the, S2c, S2d, and S2e. The region 91 and the region 92 are symmetrical with respect to the line Ax passing through the optical axis. In this case, the light that has passed through the first and second regions 91 and 92 on the distance measuring pupil surface 90 is appropriately incident on the first and second photodiodes S1 and S2 of the pixel 20.

上記平面形状がそれぞれ投影された測距瞳面90上の一対の領域91、92を、測距瞳と呼ぶ。説明を容易にするために、測距瞳面90は、撮影レンズ2の光学系の射出瞳面と実質的に同じ位置にあるものとする。すなわち、マイクロレンズMLa~MLeから測距瞳面90までの測距瞳距離dが、マイクロレンズMLa~MLeから撮影レンズ2の光学系の射出瞳面までの射出瞳距離と実質的に等しいとみなす。このため、上記の測距瞳面90上の第1および第2の領域91、92を通過した光は、撮影レンズ2の瞳の第1および第2の領域を通過した光に対応する。 The pair of regions 91 and 92 on the distance measuring pupil surface 90 on which the plane shape is projected are referred to as distance measuring pupils. For the sake of simplicity, it is assumed that the distance measuring pupil surface 90 is substantially at the same position as the exit pupil surface of the optical system of the photographing lens 2. That is, it is considered that the distance measuring pupil distance d from the microlenses MLa to MLe to the distance measuring pupil surface 90 is substantially equal to the exit pupil distance from the microlenses MLa to MLe to the exit pupil surface of the optical system of the photographing lens 2. .. Therefore, the light that has passed through the first and second regions 91 and 92 on the ranging pupil surface 90 corresponds to the light that has passed through the first and second regions of the pupil of the photographing lens 2.

画素20Ga~画素20Geのうちの画素20Gcおよび20Bdを例にあげて説明すると、画素20Gcは、第1のフォトダイオードS1cにより、測距瞳91とマイクロレンズMLcとを通過する焦点検出光束81を受光するとともに、第2のフォトダイオードS2cにより、測距瞳92とマイクロレンズMLcとを通過する焦点検出光束82を受光する。 Taking the pixels 20Gc and 20Bd of the pixels 20Ga to 20Ge as an example, the pixel 20Gc receives the focal detection luminous flux 81 passing through the distance measuring pupil 91 and the microlens MLc by the first photodiode S1c. At the same time, the second photodiode S2c receives the focal detection luminous flux 82 passing through the ranging pupil 92 and the microlens MLc.

また、画素20Bdは、第1のフォトダイオードS1dにより、測距瞳91とマイクロレンズMLdとを通過する焦点検出光束71を受光するとともに、第2のフォトダイオードS2dにより、測距瞳92とマイクロレンズMLdとを通過する焦点検出光束72を受光する。 Further, the pixel 20Bd receives the focus detection luminous flux 71 passing through the distance measuring pupil 91 and the microlens MLd by the first photodiode S1d, and the distance measuring pupil 92 and the microlens by the second photodiode S2d. The focus detection luminous flux 72 passing through the MLd is received.

図7における画素20Gcおよび20Bd以外の画素20Ga、20Bb、20Geにおいても同様である。以上説明したように、光電変換領域31の中央部では、画素20の中心位置に対するマイクロレンズMLの中心位置をずらすことなく、撮影レンズ2の瞳の第1および第2の領域を通過した光に対応する、測距瞳91および92を通過した焦点検出光束が、第1および第2のフォトダイオードS1およびS2に適切に入射する。 The same applies to the pixels 20Ga, 20Bb, and 20Ge other than the pixels 20Gc and 20Bd in FIG. 7. As described above, in the central portion of the photoelectric conversion region 31, the light that has passed through the first and second regions of the pupil of the photographing lens 2 without shifting the center position of the microlens ML with respect to the center position of the pixel 20. The focal detection light flux that has passed through the corresponding distance measuring pupils 91 and 92 is appropriately incident on the first and second photodiodes S1 and S2.

これにより、中距離対応ML行では、複数の画素20における第1のフォトダイオードS1が、それぞれ測距瞳91に対応する焦点検出光束によって形成される像の強度に対応した第1信号を出力する。また、複数の画素20における第2のフォトダイオードS2が、それぞれ測距瞳92に対応する焦点検出光束によって形成される像の強度に対応した第2信号を出力する。以上により、焦点検出用の瞳分割を精度よく行うことができる。 As a result, in the medium-distance correspondence ML row, the first photodiode S1 in the plurality of pixels 20 outputs the first signal corresponding to the intensity of the image formed by the focal detection light flux corresponding to the distance measuring pupil 91, respectively. .. Further, the second photodiode S2 in the plurality of pixels 20 outputs a second signal corresponding to the intensity of the image formed by the focal detection light flux corresponding to the distance measuring pupil 92, respectively. As described above, the pupil division for focus detection can be performed with high accuracy.

<撮像素子の周辺部>
図8は、瞳分割位相差方式による焦点検出光束を説明するための撮像素子3の中距離対応ML行の断面図である。図8では、図6の光電変換領域31の周辺部、すなわち中央部に比べて像高が高い位置ある領域31bの画素20に対して光が斜めに入射される場合を示す。図8において、中距離対応ML行の画素20のうち5つの画素20Gg~20Gkが例示される。画素20Gg~画素20Gkはそれぞれ、マイクロレンズMLg~MLkと、第1のフォトダイオードS1g、第2のフォトダイオードS2g、第1のフォトダイオードS1h、第2のフォトダイオードS2h、第1のフォトダイオードS1i、第2のフォトダイオードS2i、第1のフォトダイオードS1j、第2のフォトダイオードS2j、第1のフォトダイオードS1k、第2のフォトダイオードS2kとを有する。
<Peripheral part of image sensor>
FIG. 8 is a cross-sectional view of a medium-distance corresponding ML row of the image pickup device 3 for explaining the focal detection light flux by the pupil division phase difference method. FIG. 8 shows a case where light is obliquely incident on the pixel 20 of the region 31b where the image height is higher than the peripheral portion of the photoelectric conversion region 31 of FIG. 6, that is, the central portion. In FIG. 8, five pixels 20Gg to 20Gk out of the pixels 20 in the ML row corresponding to the middle distance are exemplified. The pixels 20Gg to 20Gk are the microlenses MLg to MLk, the first photodiode S1g, the second photodiode S2g, the first photodiode S1h, the second photodiode S2h, and the first photodiode S1i, respectively. It has a second photodiode S2i, a first photodiode S1j, a second photodiode S2j, a first photodiode S1k, and a second photodiode S2k.

光電変換領域31の周辺部では画素20に対して光が斜めに入射される。このため、マイクロレンズMLの中心位置を、第1および第2のフォトダイオードS1およびS2の中心位置からずらして配置する。つまり、画素20の中心を通る線CSとマイクロレンズMLの中心を通る線CL(中)とのずらし量はGである。 In the peripheral portion of the photoelectric conversion region 31, light is obliquely incident on the pixel 20. Therefore, the center position of the microlens ML is displaced from the center positions of the first and second photodiodes S1 and S2. That is, the amount of deviation between the line CS passing through the center of the pixel 20 and the line CL (middle) passing through the center of the microlens ML is G.

図8によれば、第1のフォトダイオードS1g、S1h、S1i、S1j、S1kの平面形状は、マイクロレンズMLg~MLkから測距瞳距離dだけ離間した測距瞳面90上において第1のフォトダイオードS1g、S1h、S1i、S1j、S1kの全てに共通する領域91に投影される。 According to FIG. 8, the planar shape of the first photodiodes S1g, S1h, S1i, S1j, and S1k is the first photo on the ranging pupil surface 90 separated from the microlenses MLg to MLk by the ranging pupil distance d. It is projected onto the region 91 common to all of the diodes S1g, S1h, S1i, S1j, and S1k.

また、第2のフォトダイオードS2g、S2h、S2i、S2j、S2kの平面形状は、マイクロレンズMLg~MLkから測距瞳距離dだけ離間した測距瞳面90上において第2のフォトダイオードS2g、S2h、S2i、S2j、S2kの全てに共通する領域92に投影される。領域91および領域92は、光軸を通る線Axに対して対称である。この場合には、測距瞳面90上の第1および第2の領域91、92を通過した光が、画素20の第1および第2のフォトダイオードS1およびS2に適切に入射される。 Further, the planar shapes of the second photodiodes S2g, S2h, S2i, S2j, and S2k are such that the second photodiodes S2g and S2h are separated from the microlenses MLg to MLk by the distance measuring pupil distance d. , S2i, S2j, and S2k are all projected onto the region 92 common to all of the, S2i, S2j, and S2k. The region 91 and the region 92 are symmetrical with respect to the line Ax passing through the optical axis. In this case, the light that has passed through the first and second regions 91 and 92 on the distance measuring pupil surface 90 is appropriately incident on the first and second photodiodes S1 and S2 of the pixel 20.

図7の場合と同様に、上記平面形状がそれぞれ投影された測距瞳面90上の一対の領域91、92を、測距瞳と呼ぶ。また、説明を容易にするために、マイクロレンズMLg~MLkから測距瞳面90までの測距瞳距離dが、マイクロレンズMLg~MLkから撮影レンズ2の光学系の射出瞳面までの射出瞳距離と実質的に等しいとみなす。このため、上記の測距瞳面90上の第1および第2の領域91、92を通過した光は、撮影レンズ2の瞳の第1および第2の領域を通過した光に対応する。 Similar to the case of FIG. 7, the pair of regions 91 and 92 on the distance measuring pupil surface 90 on which the plane shape is projected are referred to as distance measuring pupils. Further, for ease of explanation, the exit pupil distance d from the microlenses MLg to MLk to the distance measuring pupil surface 90 is the exit pupil from the microlenses MLg to MLk to the exit pupil surface of the optical system of the photographing lens 2. Considered to be substantially equal to the distance. Therefore, the light that has passed through the first and second regions 91 and 92 on the ranging pupil surface 90 corresponds to the light that has passed through the first and second regions of the pupil of the photographing lens 2.

画素20Gg~画素20Gkのうち画素20Bhおよび20Giを例にあげて説明すると、画素20Bhは、第1のフォトダイオードS1hにより、測距瞳91とマイクロレンズMLhとを通過する焦点検出光束171を受光するとともに、第2のフォトダイオードS2hにより、測距瞳92とマイクロレンズMLhとを通過する焦点検出光束172を受光する。 Taking pixels 20Bh and 20Gi among the pixels 20Gg to 20Gk as an example, the pixel 20Bh receives the focal detection luminous flux 171 passing through the ranging pupil 91 and the microlens MLh by the first photodiode S1h. At the same time, the second photodiode S2h receives the focal detection luminous flux 172 passing through the ranging pupil 92 and the microlens MLh.

また、画素20Giは、第1のフォトダイオードS1iにより、測距瞳91とマイクロレンズMLiとを通過する焦点検出光束181を受光するとともに、第2のフォトダイオードS2iにより、測距瞳92とマイクロレンズMLiとを通過する焦点検出光束182を受光する。 Further, the pixel 20Gi receives the focal detection light flux 181 passing through the distance measuring pupil 91 and the microlens MLi by the first photodiode S1i, and the distance measuring pupil 92 and the microlens by the second photodiode S2i. The focal detection light flux 182 passing through the MLi is received.

図8における画素20Bhおよび20Gi以外の画素20Gg、20Bj、20Gkにおいても同様である。以上説明したように、光電変換領域31の周辺部では、中距離対応ML行の画素20の中心位置に対するマイクロレンズMLの中心位置をずらしたことにより、撮影レンズ2の瞳の第1および第2の領域を通過した光に対応する、測距瞳91および92を通過した焦点検出光束が、第1および第2のフォトダイオードS1およびS2に適切に入射する。 The same applies to the pixels 20Gg, 20Bj, and 20Gk other than the pixels 20Bh and 20Gi in FIG. 8. As described above, in the peripheral portion of the photoelectric conversion region 31, the center position of the microlens ML is shifted with respect to the center position of the pixel 20 in the medium-distance corresponding ML row, so that the first and second pupils of the photographing lens 2 are used. The focal detection light flux that has passed through the ranging pupils 91 and 92, which corresponds to the light that has passed through the region of the above, is appropriately incident on the first and second photodiodes S1 and S2.

これにより、中距離対応ML行では、複数の画素20における第1のフォトダイオードS1が、それぞれ測距瞳91に対応する焦点検出光束によって形成される像の強度に対応した第1信号を出力する。また、複数の画素20における第2のフォトダイオードS2が、それぞれ測距瞳92に対応する焦点検出光束によって形成される像の強度に対応した第2信号を出力する。以上により、焦点検出用の瞳分割を精度よく行うことができる。 As a result, in the medium-distance correspondence ML row, the first photodiode S1 in the plurality of pixels 20 outputs the first signal corresponding to the intensity of the image formed by the focal detection light flux corresponding to the distance measuring pupil 91, respectively. .. Further, the second photodiode S2 in the plurality of pixels 20 outputs a second signal corresponding to the intensity of the image formed by the focal detection light flux corresponding to the distance measuring pupil 92, respectively. As described above, the pupil division for focus detection can be performed with high accuracy.

一般に、マイクロレンズMLg~MLkから撮影レンズ2の光学系の射出瞳面までの射出瞳距離は、交換レンズ2の特性によって変化する。このため、上記射出瞳距離と実質的に等しいとみなした測距瞳距離dが図8の例よりも短くなる場合は、画素20には図8よりもさらに斜めに光が入射される。そこで、図6に例示した短距離対応ML行として、中距離対応ML行におけるずらし量Gよりも大きなずらし量GsでマイクロレンズMLを配置した画素行を設ける。短距離対応ML行は、画素20の中心を通る線CSとマイクロレンズMLの中心を通る線CL(短)との間隔がGs(G<Gs)である。 Generally, the exit pupil distance from the microlenses MLg to MLk to the exit pupil surface of the optical system of the photographing lens 2 varies depending on the characteristics of the interchangeable lens 2. Therefore, when the distance measuring pupil distance d considered to be substantially equal to the exit pupil distance is shorter than that in the example of FIG. 8, light is incident on the pixel 20 at a further angle than in FIG. Therefore, as the short-distance corresponding ML row illustrated in FIG. 6, a pixel row in which the microlens ML is arranged with a shift amount Gs larger than the shift amount G in the medium-distance corresponding ML row is provided. In the short-distance correspondence ML line, the distance between the line CS passing through the center of the pixel 20 and the line CL (short) passing through the center of the microlens ML is Gs (G <Gs).

反対に、測距瞳距離dが図8の例よりも長くなる場合は、画素20には図8よりも垂直に近い光(図7の例に近い)が入射される。そこで、図6に例示した長距離対応ML行として、中距離対応ML行におけるずらし量Gよりも小さなずらし量GLでマイクロレンズMLを配置した画素行を設ける。長距離対応ML行の図示は省略するが、画素20の中心を通る線CSとマイクロレンズMLの中心を通る線CL(長)との間隔はGL(GL<G)である。 On the contrary, when the distance measuring pupil distance d is longer than the example of FIG. 8, light closer to vertical than that of FIG. 8 (close to the example of FIG. 7) is incident on the pixel 20. Therefore, as the long-distance corresponding ML row illustrated in FIG. 6, a pixel row in which the microlens ML is arranged with a shift amount GL smaller than the shift amount G in the medium-distance corresponding ML row is provided. Although not shown in the long-distance correspondence ML line, the distance between the line CS passing through the center of the pixel 20 and the line CL (length) passing through the center of the microlens ML is GL (GL <G).

短距離対応ML行と長距離対応ML行とを設けることにより、測距瞳距離dが図8の例よりも短くなる場合は、短距離対応ML行において、複数の画素20における第1のフォトダイオードS1が、それぞれ測距瞳91に対応する焦点検出光束によって形成される像の強度に対応した第1信号を出力する。また、複数の画素20における第2のフォトダイオードS2が、それぞれ測距瞳92に対応する焦点検出光束によって形成される像の強度に対応した第2信号を出力する。以上により、焦点検出用の瞳分割を精度よく行うことができる。 When the distance measuring pupil distance d becomes shorter than the example of FIG. 8 by providing the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row, the first photo in the plurality of pixels 20 in the short-distance correspondence ML row. The diode S1 outputs a first signal corresponding to the intensity of the image formed by the focal detection light flux corresponding to the distance measuring pupil 91, respectively. Further, the second photodiode S2 in the plurality of pixels 20 outputs a second signal corresponding to the intensity of the image formed by the focal detection light flux corresponding to the distance measuring pupil 92, respectively. As described above, the pupil division for focus detection can be performed with high accuracy.

また、測距瞳距離dが長くなる場合には、長距離対応ML行において、複数の画素20における第1のフォトダイオードS1が、それぞれ測距瞳91に対応する焦点検出光束によって形成される像の強度に対応した第1信号を出力する。また、複数の画素20における第2のフォトダイオードS2が、それぞれ測距瞳92に対応する焦点検出光束によって形成される像の強度に対応した第2信号を出力する。以上により、焦点検出用の瞳分割を精度よく行うことができる。 Further, when the distance measuring pupil distance d becomes long, in the long distance corresponding ML row, the first photodiode S1 in the plurality of pixels 20 is an image formed by the focal detection light flux corresponding to the distance measuring pupil 91, respectively. The first signal corresponding to the intensity of is output. Further, the second photodiode S2 in the plurality of pixels 20 outputs a second signal corresponding to the intensity of the image formed by the focal detection light flux corresponding to the distance measuring pupil 92, respectively. As described above, the pupil division for focus detection can be performed with high accuracy.

なお、以上の説明では、図6において光電変換領域31の中央より左側に位置する領域31bにおいて、マイクロレンズMLの中心位置を、第1および第2のフォトダイオードS1およびS2の中心位置より左方向にずらして配置する例を説明した。図6において光電変換領域31の中央より右側に位置する領域31dにおいては、マイクロレンズMLの中心位置を、第1および第2のフォトダイオードS1およびS2の中心位置より右方向にずらして配置する。図示を省略するが、中距離対応ML行におけるずらし量Gと、短距離対応ML行におけるずらし量Gsと、長距離対応ML行におけるずらし量GLとは、上述した例と同様に、GL<G<Gsの関係を有する。 In the above description, in the region 31b located on the left side of the center of the photoelectric conversion region 31 in FIG. 6, the center position of the microlens ML is set to the left from the center positions of the first and second photodiodes S1 and S2. An example of arranging them in a staggered manner was explained. In the region 31d located on the right side of the center of the photoelectric conversion region 31 in FIG. 6, the center position of the microlens ML is arranged so as to be shifted to the right from the center positions of the first and second photodiodes S1 and S2. Although not shown, the shift amount G in the medium-distance corresponding ML row, the shift amount Gs in the short-distance corresponding ML row, and the shift amount GL in the long-distance corresponding ML row are the same as in the above-mentioned example. <Has a relationship of Gs.

以上説明した第1の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)撮像素子3は、マイクロレンズMLと、第1のフォトダイオードS1および第2のフォトダイオードS2とを含み、撮影レンズ2の瞳の第1および第2の領域を通過した第1および第2の光束をそれぞれ光電変換する画素20が、撮影レンズ2からの光が入射される領域に複数配置され、画素20は、マイクロレンズMLと第1および第2のフォトダイオードS1およびS2とが撮影レンズ2の第1の射出瞳の位置に対応する第1の位置関係を有する(標準の特性を有する撮影レンズ2を介して入射される光に適したスケーリングにより、画素20の中心位置に対してマイクロレンズMLの中心位置をずらして配置する)第1画素と、マイクロレンズMLと第1および第2のフォトダイオードS1およびS2とが撮影レンズ2の第2の射出瞳の位置に対応する第2の位置関係を有する(中距離対応ML行と異なるスケーリングにより、画素20の中心位置に対してマイクロレンズMLの中心位置をずらして配置する)第2画素とを含み、第1画素が第1(水平)方向に複数並ぶ中距離対応ML行が第2(垂直)方向に複数行形成されるとともに、第2画素が第1方向に複数並ぶ、例えば短距離対応ML行が、中距離対応ML行の一部に代えて配置される。
このように構成したので、標準の特性と異なる特性を有する撮影レンズ2を用いる場合にも、撮影レンズ2の瞳の異なる領域、すなわち瞳の第1および第2の領域を通過した光を、短距離対応ML行における第1および第2のフォトダイオードS1およびS2に適切に入射させることができる。この結果、焦点検出用の瞳分割を精度よく行うことができる。
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The image pickup element 3 includes a microlens ML, a first photodiode S1 and a second photodiode S2, and has passed through the first and second regions of the pupil of the photographing lens 2. A plurality of pixels 20 that photoelectrically convert the light beam of 2 are arranged in a region where the light from the photographing lens 2 is incident, and the pixels 20 are photographed by the microlens ML and the first and second photodiodes S1 and S2. It has a first positional relationship corresponding to the position of the first ejection pupil of the lens 2 (with respect to the center position of the pixel 20 by scaling suitable for light incident through the photographing lens 2 having standard characteristics). The first pixel (arranged so that the center position of the microlens ML is offset), the microlens ML, and the first and second photodiodes S1 and S2 correspond to the position of the second ejection pupil of the photographing lens 2. The first pixel is the first (arranged so that the center position of the microlens ML is shifted with respect to the center position of the pixel 20 due to scaling different from that of the medium-distance corresponding ML row). A plurality of medium-distance corresponding ML rows arranged in the horizontal) direction are formed in the second (vertical) direction, and a plurality of second pixels are arranged in the first direction. It is placed in place of a part of.
With this configuration, even when a photographing lens 2 having characteristics different from the standard characteristics is used, the light passing through the different regions of the pupil of the photographing lens 2, that is, the first and second regions of the pupil is shortened. It can be appropriately incident on the first and second photodiodes S1 and S2 in the distance-corresponding ML row. As a result, the pupil division for focus detection can be performed with high accuracy.

(2)撮像素子3の画素20は、マイクロレンズMLと第1および第2のフォトダイオードS1およびS2とが撮影レンズ2の第3の射出瞳の位置に対応する第3の位置関係を有する(さらに異なるスケーリングにより、画素20の中心位置に対してマイクロレンズMLの中心位置をずらして配置する)第3画素を含み、第3画素が第1方向に複数並ぶ、例えば長距離対応ML行が中距離対応ML行の一部に代えて配置され、短距離対応ML行と長距離対応ML行との間に中距離対応ML行を有する。このように構成したので、さらに異なる特性を有する撮影レンズ2を用いる場合にも、撮影レンズ2の瞳の異なる領域、すなわち瞳の第1および第2の領域を通過した光を、長距離対応ML行における第1および第2のフォトダイオードS1およびS2に適切に入射させることができる。この結果、焦点検出用の瞳分割を精度よく行うことができる。 (2) The pixel 20 of the image sensor 3 has a third positional relationship in which the microlens ML and the first and second photodiodes S1 and S2 correspond to the position of the third ejection pupil of the photographing lens 2 (2). Further different scaling is used to shift the center position of the microlens ML with respect to the center position of the pixel 20). It is arranged in place of a part of the distance corresponding ML row, and has a medium distance corresponding ML row between the short distance corresponding ML row and the long distance corresponding ML row. Since it is configured in this way, even when the photographing lens 2 having further different characteristics is used, the light passing through the different regions of the pupil of the photographing lens 2, that is, the first and second regions of the pupil can be transmitted to the long-distance correspondence ML. It can be appropriately incident on the first and second photodiodes S1 and S2 in the row. As a result, the pupil division for focus detection can be performed with high accuracy.

(3)撮像素子3の短距離対応ML行および長距離対応ML行の長さは、撮影レンズ2からの光が入射される領域の第1(水平)方向の長さより短い。このように構成したので、第1の画素に代えて配置する第2の画素、第3の画素の数を抑え、第1の画素を数多く残すことができる。 (3) The length of the short-distance corresponding ML line and the long-distance corresponding ML line of the image sensor 3 is shorter than the length in the first (horizontal) direction of the region where the light from the photographing lens 2 is incident. Since it is configured in this way, the number of the second pixel and the third pixel arranged in place of the first pixel can be suppressed, and a large number of the first pixels can be left.

(4)撮像素子3の短距離対応ML行および長距離対応ML行は、撮影レンズ2からの光が入射される領域の中央からの距離が予め定めた値より遠い領域、換言すると像高が高い領域に配置される。このように構成したので、とくに、画素20に対して光が斜めに入射されやすい領域では、撮影レンズ2の瞳の第1および第2の領域を通過した光を、短距離対応ML行または長距離対応ML行における第1および第2のフォトダイオードS1およびS2に適切に入射させることができる。この結果、焦点検出用の瞳分割を精度よく行うことができる。 (4) The short-distance compatible ML line and the long-distance compatible ML line of the image sensor 3 have a region in which the distance from the center of the region in which the light from the photographing lens 2 is incident is farther than a predetermined value, in other words, the image height. Placed in a high area. With this configuration, especially in the region where light is likely to be obliquely incident on the pixel 20, the light that has passed through the first and second regions of the pupil of the photographing lens 2 is ML line or length corresponding to a short distance. It can be appropriately incident on the first and second photodiodes S1 and S2 in the distance-corresponding ML row. As a result, the pupil division for focus detection can be performed with high accuracy.

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。
(変形例1)
第1の実施形態では、図6に例示したように、中距離対応ML行の一部に代えて設ける短距離対応ML行および長距離対応ML行の長さを、光電変換領域31においてどの画素行も共通にした。すなわち、光電変換領域31の左右端30%の領域の一部において、中距離対応ML行を短距離対応ML行と長距離対応ML行とに置換した。これに対して、第1の実施形態の変形例1では、短距離対応ML行と長距離対応ML行とを設ける光電変換領域31の左右端の領域の範囲(水平方向の長さ)を変化させる。
The following modifications are also within the scope of the present invention, and one or more of the modifications can be combined with the above-described embodiment.
(Modification 1)
In the first embodiment, as illustrated in FIG. 6, the length of the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row provided in place of a part of the medium-distance correspondence ML row is set to which pixel in the photoelectric conversion region 31. The line is also common. That is, in a part of the region of 30% at the left and right ends of the photoelectric conversion region 31, the medium-distance corresponding ML row was replaced with the short-distance corresponding ML row and the long-distance corresponding ML row. On the other hand, in the first modification of the first embodiment, the range (horizontal length) of the left and right end regions of the photoelectric conversion region 31 in which the short-distance corresponding ML row and the long-distance corresponding ML row are provided is changed. Let me.

図9は、第1の実施形態の変形例1において、中距離対応ML行に代えて短距離対応ML行および長距離対応ML行を設ける光電変換領域31の左右端の領域を説明する図である。図9において、中距離対応ML行の一部と置換する短距離対応ML行および長距離対応ML行の長さを、光電変換領域31において不統一にする。例えば、光電変換領域31の左右端25%の領域の一部において中距離対応ML行を短距離対応ML行および長距離対応ML行と置換したり、光電変換領域31の左右端35%の領域の一部において中距離対応ML行を短距離対応ML行および長距離対応ML行と置換したりする。 FIG. 9 is a diagram illustrating a region at the left and right ends of a photoelectric conversion region 31 in which a short-distance ML row and a long-distance ML row are provided in place of the medium-distance ML row in the first modification of the first embodiment. be. In FIG. 9, the lengths of the short-distance corresponding ML row and the long-distance corresponding ML row, which are replaced with a part of the medium-distance corresponding ML row, are not unified in the photoelectric conversion region 31. For example, a medium-distance ML row may be replaced with a short-distance ML row and a long-distance ML row in a part of the region of 25% at the left and right ends of the photoelectric conversion region 31, or a region of 35% at the left and right ends of the photoelectric conversion region 31. In a part of, the medium-distance corresponding ML line is replaced with the short-distance corresponding ML line and the long-distance corresponding ML line.

上述したように、画像データを生成する場合において、画像処理部13は、撮像素子3の各画素20から読み出された第1信号と第2信号とを画素20ごとに加算して画像用の信号を生成する。すなわち、中距離対応ML行だけでなく、短距離対応ML行や長距離対応ML行に含まれる画素20も画像用の信号の生成に用いる。 As described above, when generating image data, the image processing unit 13 adds the first signal and the second signal read from each pixel 20 of the image pickup device 3 for each pixel 20 for an image. Generate a signal. That is, not only the medium-distance correspondence ML row but also the pixels 20 included in the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row are used for generating the signal for the image.

ところが、短距離対応ML行に含まれる画素20によって光電変換された第1信号および第2信号に基づく画像用の信号は、中距離対応ML行に含まれる画素20によって光電変換された第1信号および第2信号に基づく画像用の信号と比べると、厳密には一致しない。
また、長距離対応ML行に含まれる画素20によって光電変換された第1信号および第2信号に基づく画像用の信号は、中距離対応ML行に含まれる画素20によって光電変換された第1信号および第2信号に基づく画像用の信号と比べると、厳密には一致しない。
However, the first signal and the signal for the image based on the second signal photoelectrically converted by the pixel 20 included in the short-distance correspondence ML row are the first signals photoelectrically converted by the pixel 20 included in the medium-distance correspondence ML row. And when compared with the signal for the image based on the second signal, it does not exactly match.
Further, the signal for the image based on the first signal and the second signal photoelectrically converted by the pixel 20 included in the long-distance correspondence ML row is the first signal photoelectrically converted by the pixel 20 included in the medium-distance correspondence ML row. And when compared with the signal for the image based on the second signal, it does not exactly match.

以上のことから、光電変換領域31において中距離対応ML行と置換する短距離対応ML行や長距離対応ML行の長さを光電変換領域31のいずれの画素行においても同じにすると、水平方向において中距離対応ML行から短距離対応ML行に変化する境界、または、水平方向において中距離対応ML行から長距離対応ML行に変化する境界が、上記第1信号および第2信号に基づいて生成された画像において目立ってしまうおそれが生じる。 From the above, if the lengths of the short-distance compatible ML row and the long-distance compatible ML row that replace the medium-distance compatible ML row in the photoelectric conversion region 31 are the same in any of the pixel rows of the photoelectric conversion region 31, the horizontal direction The boundary that changes from the medium-distance corresponding ML line to the short-distance corresponding ML line, or the boundary that changes from the medium-distance corresponding ML line to the long-distance corresponding ML line in the horizontal direction is based on the first signal and the second signal. It may be noticeable in the generated image.

しかしながら、第1の実施形態の変形例1によれば、中距離対応ML行の一部と置換する短距離対応ML行および長距離対応ML行の長さを、光電変換領域31の中で不統一、すなわち不揃いにしたので、水平方向において中距離対応ML行から短距離対応ML行に変化する境界、または、水平方向において中距離対応ML行から長距離対応ML行に変化する境界を、上記第1信号および第2信号に基づいて生成された画像において目立ちにくくすることができる。 However, according to the first modification of the first embodiment, the lengths of the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row that replace a part of the medium-distance correspondence ML row are not set in the photoelectric conversion region 31. Since it is unified, that is, irregular, the boundary that changes from the medium-distance corresponding ML line to the short-distance corresponding ML line in the horizontal direction, or the boundary that changes from the medium-distance corresponding ML line to the long-distance corresponding ML line in the horizontal direction is described above. It can be made inconspicuous in the images generated based on the first signal and the second signal.

上述した通り、第1の実施形態の変形例1によれば、以下の作用効果を得ることができる。すなわち、撮像素子3の短距離対応ML行が複数配置され、第2(垂直)方向に隣り合う短距離対応ML行の配置は、撮影レンズ2からの光が入射される領域の中央からの距離が異なる。このように構成したので、第1(水平)方向において中距離対応ML行から短距離対応ML行に変化する境界、第1(水平)方向において短距離対応ML行から中距離対応ML行に変化する境界を、上記第1信号および第2信号に基づいて生成された画像において目立ちにくくすることができる。 As described above, according to the first modification of the first embodiment, the following effects can be obtained. That is, a plurality of short-distance corresponding ML rows of the image sensor 3 are arranged, and the arrangement of the short-distance corresponding ML rows adjacent to each other in the second (vertical) direction is the distance from the center of the region where the light from the photographing lens 2 is incident. Is different. Since it is configured in this way, the boundary that changes from the medium-distance corresponding ML line to the short-distance corresponding ML line in the first (horizontal) direction, and the change from the short-distance corresponding ML line to the medium-distance corresponding ML line in the first (horizontal) direction. The boundary can be made inconspicuous in the image generated based on the first signal and the second signal.

同様に、撮像素子3の長距離対応ML行が複数配置され、第2(垂直)方向に隣り合う長距離対応ML行の配置は、撮影レンズ2からの光が入射される領域の中央からの距離が異なる。このように構成したので、第1(水平)方向において中距離対応ML行から長距離対応ML行に変化する境界、第1(水平)方向において長距離対応ML行から中距離対応ML行に変化する境界を、上記第1信号および第2信号に基づいて生成された画像において目立ちにくくすることができる。 Similarly, a plurality of long-distance compatible ML rows of the image sensor 3 are arranged, and the arrangement of the long-distance corresponding ML rows adjacent to each other in the second (vertical) direction is from the center of the region where the light from the photographing lens 2 is incident. The distance is different. Since it is configured in this way, the boundary that changes from the medium-distance corresponding ML line to the long-distance corresponding ML line in the first (horizontal) direction, and the change from the long-distance corresponding ML line to the medium-distance corresponding ML line in the first (horizontal) direction. The boundary can be made inconspicuous in the image generated based on the first signal and the second signal.

(変形例2)
第1の実施形態の変形例2では、中距離対応ML行の一部と置換する短距離対応ML行および長距離対応ML行の行間隔を、光電変換領域31の中で不揃いにする。図10は、第1の実施形態の変形例2において、中距離対応ML行に代えて短距離対応ML行および長距離対応ML行を設ける領域を説明する図である。図10において、中距離対応ML行の一部と置換する短距離対応ML行と長距離対応ML行との間隔や、長距離対応ML行と短距離対応ML行との間隔を、光電変換領域31の列方向(垂直方向)において不揃いにする。
(Modification 2)
In the second modification of the first embodiment, the line spacing of the short-distance corresponding ML line and the long-distance corresponding ML line, which are replaced with a part of the medium-distance corresponding ML line, is made irregular in the photoelectric conversion region 31. FIG. 10 is a diagram illustrating a region in which a short-distance correspondence ML row and a long-distance correspondence ML row are provided in place of the medium-distance correspondence ML row in the second modification of the first embodiment. In FIG. 10, the distance between the short-distance-compatible ML line and the long-distance-compatible ML line, which replaces a part of the medium-distance-compatible ML line, and the distance between the long-distance-compatible ML line and the short-distance-compatible ML line are set in the photoelectric conversion region. Arrange in the row direction (vertical direction) of 31.

例えば、短距離対応ML行と長距離対応ML行との間の中距離対応ML行の数、および、長距離対応ML行と短距離対応ML行との間の中距離対応ML行の数を、それぞれ不規則に変化させる。なお、不規則な変化とは、長距離対応ML行および短距離対応ML行の間の中距離対応ML行の数を光電変換領域31の列方向(垂直方向)において非周期的に変化させるこという。
ただし、変形例2においては、長距離対応ML行および短距離対応ML行の間の中距離対応ML行の数の変化を、例えば5乃至8パターン用意し、これらの5乃至8パターンを光電変換領域31の列方向(垂直方向)において周期的に繰り返すことも不規則な変化に含むものとする。
For example, the number of medium-distance ML rows between the short-distance ML row and the long-distance ML row, and the number of medium-distance ML rows between the long-distance ML row and the short-distance ML row. , Each change irregularly. The irregular change means that the number of medium-distance ML rows between the long-distance ML row and the short-distance ML row is changed aperiodically in the column direction (vertical direction) of the photoelectric conversion region 31. That is.
However, in the second modification, for example, 5 to 8 patterns are prepared for the change in the number of medium-distance corresponding ML rows between the long-distance corresponding ML row and the short-distance corresponding ML row, and these 5 to 8 patterns are photoelectrically converted. Periodic repetition in the column direction (vertical direction) of the region 31 is also included in the irregular change.

第1の実施形態の変形例2によれば、中距離対応ML行の一部と置換する短距離対応ML行と長距離対応ML行に関し、短距離対応ML行と長距離対応ML行との間の中距離対応ML行の数、および、長距離対応ML行と短距離対応ML行との間の中距離対応ML行の数を、光電変換領域31の列方向(垂直方向)において不規則に変化させたので、水平方向において中距離対応ML行から短距離対応ML行に変化する境界、または、水平方向において中距離対応ML行から長距離対応ML行に変化する境界を、上記第1信号および第2信号に基づいて生成された画像において目立ちにくくすることができる。 According to the second modification of the first embodiment, regarding the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row that replace a part of the medium-distance correspondence ML row, the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row The number of medium-distance ML rows between and the number of medium-distance ML rows between the long-distance ML row and the short-distance ML row are irregular in the column direction (vertical direction) of the photoelectric conversion region 31. The boundary that changes from the medium-distance-compatible ML line to the short-distance-compatible ML line in the horizontal direction, or the boundary that changes from the medium-distance-compatible ML line to the long-distance-compatible ML line in the horizontal direction is the above-mentioned first. It can be made less noticeable in the image generated based on the signal and the second signal.

上述した通り、第1の実施形態の変形例2によれば、以下の作用効果を得ることができる。すなわち、撮像素子3の短距離対応ML行および長距離対応ML行は、第2(垂直)方向において非周期的に、中距離対応ML行に代えて配置される。このように構成したので、第1(水平)方向において中距離対応ML行から短距離対応ML行に変化する境界、または、第1(水平)方向において中距離対応ML行から長距離対応ML行に変化する境界を、上記第1信号および第2信号に基づいて生成された画像において目立ちにくくすることができる。 As described above, according to the second modification of the first embodiment, the following effects can be obtained. That is, the short-distance corresponding ML row and the long-distance corresponding ML row of the image sensor 3 are arranged aperiodically in the second (vertical) direction in place of the medium-distance corresponding ML row. Since it is configured in this way, the boundary that changes from the medium-distance corresponding ML line to the short-distance corresponding ML line in the first (horizontal) direction, or the medium-distance corresponding ML line to the long-distance corresponding ML line in the first (horizontal) direction. The boundary that changes to can be made inconspicuous in the images generated based on the first signal and the second signal.

なお、第1の実施形態の変形例1と第1の実施形態の変形例2とを組み合わせてもよい。すなわち、中距離対応ML行の一部と置換する短距離対応ML行および長距離対応ML行の長さを、光電変換領域31の中で不揃いにする(不規則に変化させる)とともに、短距離対応ML行と長距離対応ML行との間の中距離対応ML行の数、および、長距離対応ML行と短距離対応ML行との間の中距離対応ML行の数を、光電変換領域31の列方向(垂直方向)において不規則に変化させてもよい。 In addition, the modification 1 of the first embodiment and the modification 2 of the first embodiment may be combined. That is, the lengths of the short-distance ML row and the long-distance ML row that replace a part of the medium-distance ML row are irregular (changed irregularly) in the photoelectric conversion region 31 and are short-distance. The number of medium-distance compatible ML rows between the corresponding ML row and the long-distance compatible ML row, and the number of medium-distance corresponding ML rows between the long-distance compatible ML row and the short-distance compatible ML row are determined in the photoelectric conversion area. It may be changed irregularly in the column direction (vertical direction) of 31.

(第2の実施形態)
第2の実施形態では、第1の実施形態と比べて、中距離対応ML行の一部と置換する短距離対応ML行および長距離対応ML行を、それぞれ隣り合う3行ずつセットで置換する点で相違する。
第2の実施形態におけるカメラ1は、第1の実施形態と同様に、レンズ交換式であってもなくてもよい。また、スマートフォンやビデオカメラ等の撮像装置として構成してもよい。
(Second embodiment)
In the second embodiment, as compared with the first embodiment, the short-distance corresponding ML row and the long-distance corresponding ML row, which are replaced with a part of the medium-distance corresponding ML row, are replaced with three adjacent rows as a set. It differs in that.
The camera 1 in the second embodiment may or may not be of the interchangeable lens type as in the first embodiment. Further, it may be configured as an image pickup device such as a smartphone or a video camera.

図11は、第2の実施形態による撮像素子3において、図6の光電変換領域31の周辺部、例えば、像高が高い位置にある領域31bに配置されている画素20のマイクロレンズMLの拡大図である。第2の実施形態でも、画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)を焦点検出に用いることとし、GB行の一部を短距離対応ML行や長距離対応ML行と置換する。 FIG. 11 shows an enlargement of the microlens ML of the pixel 20 arranged in the peripheral portion of the photoelectric conversion region 31 of FIG. 6, for example, the region 31b at a position where the image height is high in the image sensor 3 according to the second embodiment. It is a figure. Also in the second embodiment, the pixel rows (GB rows) in which the pixels 20G and the pixels 20B are alternately arranged are used for the focus detection, and a part of the GB rows is used as a short-distance correspondence ML row or a long-distance correspondence ML row. Replace with.

図11において、短距離対応ML行を3行セットで設ける。3行の短距離対応ML行を挟んで上側3行と下側3行は、それぞれ中距離対応ML行である。中距離対応ML行では、画素20の中心を通る線CSとマイクロレンズMLの中心を通る線CL(中)との間隔がGである。すなわち、画素20の中心位置に対するマイクロレンズMLの中心位置のずらし量はGである。
なお、図11では、画素20Gを白、画素20Bを斜線、画素20Rをハッチングで示す。
In FIG. 11, short-distance corresponding ML rows are provided as a set of three rows. The upper three rows and the lower three rows, respectively, sandwiching the three short-distance corresponding ML rows are medium-distance corresponding ML rows. In the medium-distance corresponding ML line, the distance between the line CS passing through the center of the pixel 20 and the line CL (middle) passing through the center of the microlens ML is G. That is, the amount of deviation of the center position of the microlens ML with respect to the center position of the pixel 20 is G.
In FIG. 11, the pixel 20G is shown in white, the pixel 20B is shown by an oblique line, and the pixel 20R is shown by hatching.

図11の短距離対応ML行では、画素20の中心を通る線CSとマイクロレンズMLの中心を通る線CL(短)との間隔がGsである。すなわち、画素20の中心位置に対するマイクロレンズMLの中心位置のずらし量はGsである。G<Gsが成立するように、短距離対応ML行におけるずらし量Gsは、中距離対応ML行におけるずらし量Gよりも大きい。この理由は、第1の実施形態において説明した通りである。 In the short-distance corresponding ML line of FIG. 11, the distance between the line CS passing through the center of the pixel 20 and the line CL (short) passing through the center of the microlens ML is Gs. That is, the amount of deviation of the center position of the microlens ML with respect to the center position of the pixel 20 is Gs. The shift amount Gs in the short-distance corresponding ML row is larger than the shift amount G in the medium-distance corresponding ML row so that G <Gs is satisfied. The reason for this is as described in the first embodiment.

また、図11の短距離対応ML行のうち焦点検出に用いるのは、3行の短距離対応ML行の中1行に配置されている、画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)である。短距離対応ML行と中距離対応ML行との境界に接する2行の画素行は、焦点検出に用いない。この理由は、上記境界に接する2行の画素行では、行間のマイクロレンズMLのずらし量が異なるので、マイクロレンズMLの製造上の理由による微小な歪みがマイクロレンズMLに生じる可能性が否定できないことによる。仮に、マイクロレンズMLに歪みが生じていると仮定した場合、画素20の中心位置に対するマイクロレンズMLの中心位置のずらし量を上述したように厳密に制御しても、マイクロレンズMLの歪みによって焦点検出用の瞳分割の精度が低下してしまう。このようなリスクを避けるため、短距離対応ML行と中距離対応ML行との境界に接する2行の画素行については、焦点検出に用いないこととする。 Further, among the short-distance corresponding ML rows of FIG. 11, the pixel 20G and the pixel 20B arranged in one of the three short-distance corresponding ML rows are alternately arranged for focus detection. It is a line (GB line). The two pixel rows tangent to the boundary between the short-distance ML row and the medium-distance ML row are not used for focus detection. The reason for this is that the amount of shift of the microlens ML between rows differs between the two pixel rows tangent to the boundary, so it cannot be denied that minute distortion may occur in the microlens ML due to manufacturing reasons for the microlens ML. It depends. Assuming that the microlens ML is distorted, even if the amount of deviation of the center position of the microlens ML with respect to the center position of the pixel 20 is strictly controlled as described above, the focus is caused by the distortion of the microlens ML. The accuracy of pupil division for detection is reduced. In order to avoid such a risk, the two pixel rows adjacent to the boundary between the short-distance corresponding ML row and the medium-distance corresponding ML row are not used for focus detection.

同様の理由から、図11の中距離対応ML行のうち焦点検出に用いてよいのは、短距離対応ML行との境界に接していない、画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)と、画素20Rと画素20Gとが交互に配置される画素行(RG行)である。この場合、中距離対応ML行の画素20G、画素20Bまたは画素20Rの第1信号と第2信号とに基づいて焦点調節に用いる画像データを生成する。 For the same reason, among the medium-distance corresponding ML rows in FIG. 11, the pixels that may be used for focus detection are pixels in which pixels 20G and pixels 20B are alternately arranged, which are not in contact with the boundary with the short-distance corresponding ML row. A row (GB row) and a pixel row (RG row) in which pixels 20R and pixels 20G are alternately arranged. In this case, image data used for focus adjustment is generated based on the first signal and the second signal of the pixel 20G, the pixel 20B, or the pixel 20R in the medium-distance corresponding ML row.

長距離対応ML行の場合も同様である。図12は、第2の実施形態による撮像素子3の光電変換領域31の像高が高い位置にある領域31c(図6)に配置されている画素20のマイクロレンズMLの拡大図である。図12において、長距離対応ML行を3行セットで設ける。3行の長距離対応ML行を挟んで上側3行と下側3行は、それぞれ中距離対応ML行である。中距離対応ML行では、画素20の中心位置に対するマイクロレンズMLの中心位置のずらし量はGである。
なお、図12でも、画素20Gを白、画素20Bを斜線、画素20Rをハッチングで示す。
The same applies to the long-distance correspondence ML line. FIG. 12 is an enlarged view of the microlens ML of the pixel 20 arranged in the region 31c (FIG. 6) in which the image height of the photoelectric conversion region 31 of the image pickup device 3 according to the second embodiment is high. In FIG. 12, a set of three long-distance ML rows is provided. The upper three rows and the lower three rows are the middle-distance corresponding ML rows, respectively, with the three long-distance corresponding ML rows in between. In the medium-distance corresponding ML row, the amount of deviation of the center position of the microlens ML with respect to the center position of the pixel 20 is G.
Also in FIG. 12, the pixel 20G is shown by white, the pixel 20B is shown by an oblique line, and the pixel 20R is shown by hatching.

図12の長距離対応ML行では、画素20の中心を通る線CSとマイクロレンズMLの中心を通る線CL(長)との間隔がGLである。すなわち、画素20の中心位置に対するマイクロレンズMLの中心位置のずらし量はGLである。GL<Gが成立するように、長距離対応ML行におけるずらし量GLは、中距離対応ML行におけるずらし量Gよりも小さい。この理由は、第1の実施形態において説明した通りである。 In the long-distance correspondence ML line of FIG. 12, the distance between the line CS passing through the center of the pixel 20 and the line CL (length) passing through the center of the microlens ML is GL. That is, the amount of deviation of the center position of the microlens ML with respect to the center position of the pixel 20 is GL. The shift amount GL in the long-distance corresponding ML row is smaller than the shift amount G in the medium-distance corresponding ML row so that GL <G is satisfied. The reason for this is as described in the first embodiment.

また、図12の長距離対応ML行のうち焦点検出に用いるのは、3行の長距離対応ML行の中1行に配置されている、画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)である。長距離対応ML行と中距離対応ML行との境界に接する2行の画素行は、焦点検出に用いない。この理由は、上述した短距離対応ML行の場合と同様である。 Further, among the long-distance corresponding ML rows of FIG. 12, the pixel 20G and the pixel 20B arranged in one of the three long-distance corresponding ML rows are alternately arranged for focus detection. It is a line (GB line). The two pixel rows tangent to the boundary between the long-distance ML row and the medium-distance ML row are not used for focus detection. The reason for this is the same as in the case of the short-distance corresponding ML line described above.

同様の理由から、図12の中距離対応ML行のうち焦点検出に用いてよいのは、長距離対応ML行との境界に接していない、画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)と、画素20Rと画素20Gとが交互に配置される画素行(RG行)である。この場合、中距離対応ML行の画素20G、画素20Bまたは画素20Rの第1信号と第2信号とに基づいて焦点調節に用いる画像データを生成する。 For the same reason, among the medium-distance corresponding ML rows in FIG. 12, the pixels that may be used for focus detection are pixels in which pixels 20G and pixels 20B are alternately arranged, which are not in contact with the boundary with the long-distance corresponding ML rows. A row (GB row) and a pixel row (RG row) in which pixels 20R and pixels 20G are alternately arranged. In this case, image data used for focus adjustment is generated based on the first signal and the second signal of the pixel 20G, the pixel 20B, or the pixel 20R in the medium-distance corresponding ML row.

以上の説明では、図6において光電変換領域31の中央より左側に位置する領域31b、31cにおいて、マイクロレンズMLの中心位置を、第1および第2のフォトダイオードS1およびS2の中心位置より左方向にずらして配置する例を説明した。図6において光電変換領域31の中央より右側に位置する領域31d、31eにおいては、マイクロレンズMLの中心位置を、第1および第2のフォトダイオードS1およびS2の中心位置より右方向にずらして配置する。中距離対応ML行におけるずらし量Gと、短距離対応ML行におけるずらし量Gsと、長距離対応ML行におけるずらし量GLとは、GL<G<Gsの関係を有する。 In the above description, in the regions 31b and 31c located on the left side of the center of the photoelectric conversion region 31 in FIG. 6, the center position of the microlens ML is set to the left from the center positions of the first and second photodiodes S1 and S2. An example of arranging them in a staggered manner was explained. In the regions 31d and 31e located on the right side of the center of the photoelectric conversion region 31 in FIG. 6, the center position of the microlens ML is displaced to the right from the center positions of the first and second photodiodes S1 and S2. do. The shift amount G in the medium-distance corresponding ML row, the shift amount Gs in the short-distance corresponding ML row, and the shift amount GL in the long-distance corresponding ML row have a relationship of GL <G <Gs.

以上説明した第2の実施形態によれば、第1の実施形態の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
(1)撮像素子3の短距離対応ML行および長距離対応ML行は、第2(垂直)方向の全行数のうち予め定めた割合の中距離対応ML行に代えて配置される。このように構成したので、例えば、画素20の中心位置に対するマイクロレンズMLの中心位置のずらし量が同じである画素行を第2(垂直)方向に所定数連続させて、ずらし量が変化する境界の画素行を焦点検出に用いないようにすることができる。この結果、焦点検出用の瞳分割を精度よく行うことができる。
According to the second embodiment described above, in addition to the action and effect of the first embodiment, the following action and effect can be obtained.
(1) The short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row of the image pickup element 3 are arranged in place of the medium-distance correspondence ML row of a predetermined ratio in the total number of rows in the second (vertical) direction. With this configuration, for example, a predetermined number of pixel rows having the same shift amount of the center position of the microlens ML with respect to the center position of the pixel 20 are made continuous in the second (vertical) direction, and the shift amount changes. Pixel rows can be prevented from being used for focus detection. As a result, the pupil division for focus detection can be performed with high accuracy.

(2)撮像素子3の短距離対応ML行および長距離対応ML行は、それぞれ第2(垂直)方向に3行並べて配置される。このように構成したので、3行のうちの真ん中の画素行を焦点検出に用いることにより、焦点検出用の瞳分割を精度よく行うことができる。 (2) The short-distance corresponding ML row and the long-distance corresponding ML row of the image sensor 3 are arranged side by side in the second (vertical) direction, respectively. With this configuration, by using the pixel row in the middle of the three rows for focus detection, it is possible to accurately perform pupil division for focus detection.

(3)撮像素子3の短距離対応ML行および長距離対応ML行は、第2(垂直)方向において周期的に、中距離対応ML行に代えて配置される。このように構成したので、短距離対応ML行および長距離対応ML行を、光電変換領域31の上部または下部に偏らないように配置することができる。この結果、光電変換領域31において偏りなく焦点検出用の瞳分割を行うことができる。 (3) The short-distance corresponding ML row and the long-distance corresponding ML row of the image sensor 3 are periodically arranged in the second (vertical) direction in place of the medium-distance corresponding ML row. With this configuration, the short-distance ML row and the long-distance ML row can be arranged so as not to be biased toward the upper part or the lower part of the photoelectric conversion region 31. As a result, it is possible to perform pupil division for focus detection without bias in the photoelectric conversion region 31.

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。
(変形例3)
第2の実施形態の変形例3では、第2の実施形態と比べて、中距離対応ML行の一部と置換する短距離対応ML行および長距離対応ML行を、それぞれ隣り合う4行ずつセットで置換する点で相違する。
第2の実施形態の変形例3におけるカメラ1は、第2の実施形態と同様に、レンズ交換式であってもなくてもよい。また、スマートフォンやビデオカメラ等の撮像装置として構成してもよい。
The following modifications are also within the scope of the present invention, and one or more of the modifications can be combined with the above-described embodiment.
(Modification 3)
In the third modification of the second embodiment, as compared with the second embodiment, the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row that replace a part of the medium-distance correspondence ML row are adjacent to each other in four rows. The difference is that they are replaced by a set.
The camera 1 in the third modification of the second embodiment may or may not be of the interchangeable lens type as in the second embodiment. Further, it may be configured as an image pickup device such as a smartphone or a video camera.

図13は、第2の実施形態の変形例3による撮像素子3において、図6の光電変換領域31の像高が高い位置にある領域31bに配置されている画素20のマイクロレンズMLの拡大図である。第2の実施形態の変形例3では、画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)と、画素20Rと画素20Gとが交互に配置される画素行(RG行)とをいずれも焦点検出に用いることとし、GB行と、RG行との一部を短距離対応ML行や長距離対応ML行と置換する。 FIG. 13 is an enlarged view of the microlens ML of the pixel 20 arranged in the region 31b where the image height of the photoelectric conversion region 31 of FIG. 6 is high in the image sensor 3 according to the modification 3 of the second embodiment. Is. In the third modification of the second embodiment, the pixel rows (GB rows) in which the pixels 20G and the pixels 20B are alternately arranged, and the pixel rows (RG rows) in which the pixels 20R and the pixels 20G are alternately arranged. Is used for focus detection, and a part of the GB line and the RG line is replaced with a short-distance corresponding ML line and a long-distance corresponding ML line.

図13において、短距離対応ML行を4行セットで設ける。4行の短距離対応ML行を挟んで上側3行と下側4行は、それぞれ中距離対応ML行である。中距離対応ML行では、画素20の中心を通る線CSとマイクロレンズMLの中心を通る線CL(中)との間隔がGである。すなわち、画素20の中心位置に対するマイクロレンズMLの中心位置のずらし量はGである。
なお、図13では、画素20Gを白、画素20Bを斜線、画素20Rをハッチングで示す。
In FIG. 13, short-distance corresponding ML rows are provided as a set of four rows. The upper three rows and the lower four rows are the middle-distance corresponding ML rows, respectively, with the four short-distance corresponding ML rows in between. In the medium-distance corresponding ML line, the distance between the line CS passing through the center of the pixel 20 and the line CL (middle) passing through the center of the microlens ML is G. That is, the amount of deviation of the center position of the microlens ML with respect to the center position of the pixel 20 is G.
In FIG. 13, the pixel 20G is shown in white, the pixel 20B is shown by an oblique line, and the pixel 20R is shown by hatching.

図13の短距離対応ML行では、画素20の中心を通る線CSとマイクロレンズMLの中心を通る線CL(短)との間隔がGsである。すなわち、画素20の中心位置に対するマイクロレンズMLの中心位置のずらし量はGsである。G<Gsが成立するように、短距離対応ML行におけるずらし量Gsは、中距離対応ML行におけるずらし量Gよりも大きい。この理由は、第1の実施形態において説明した通りである。 In the short-distance corresponding ML line of FIG. 13, the distance between the line CS passing through the center of the pixel 20 and the line CL (short) passing through the center of the microlens ML is Gs. That is, the amount of deviation of the center position of the microlens ML with respect to the center position of the pixel 20 is Gs. The shift amount Gs in the short-distance corresponding ML row is larger than the shift amount G in the medium-distance corresponding ML row so that G <Gs is satisfied. The reason for this is as described in the first embodiment.

また、図13の短距離対応ML行のうち焦点検出に用いるのは、4行の短距離対応ML行の中2行に配置されている、画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)と、画素20Rと画素20Gとが交互に配置される画素行(RG行)である。短距離対応ML行と中距離対応ML行との境界に接する2行の画素行は、焦点検出に用いない。この理由は、第2の実施形態において説明した通りである。 Further, among the short-distance corresponding ML rows of FIG. 13, the pixel 20G and the pixel 20B arranged in two of the four short-distance corresponding ML rows are alternately arranged for focus detection. A row (GB row) and a pixel row (RG row) in which pixels 20R and pixels 20G are alternately arranged. The two pixel rows tangent to the boundary between the short-distance ML row and the medium-distance ML row are not used for focus detection. The reason for this is as described in the second embodiment.

同様の理由から、図13の中距離対応ML行のうち焦点検出に用いてよいのは、短距離対応ML行との境界に接していない、画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)と、画素20Rと画素20Gとが交互に配置される画素行(RG行)である。この場合、中距離対応ML行の画素20G、画素20B、または画素20Rの第1信号と第2信号とに基づいて焦点調節に用いる画像データを生成する。 For the same reason, among the medium-distance corresponding ML rows in FIG. 13, the pixels that may be used for focus detection are pixels in which pixels 20G and pixels 20B are alternately arranged, which are not in contact with the boundary with the short-distance corresponding ML rows. A row (GB row) and a pixel row (RG row) in which pixels 20R and pixels 20G are alternately arranged. In this case, image data used for focus adjustment is generated based on the first signal and the second signal of the pixel 20G, the pixel 20B, or the pixel 20R in the medium-distance corresponding ML row.

長距離対応ML行の場合も同様である。図14は、第2の実施形態の変形例3による撮像素子3の光電変換領域31の像高が高い位置にある領域31c(図6)に配置されている画素20のマイクロレンズMLの拡大図である。図14において、長距離対応ML行を4行セットで設ける。4行の長距離対応ML行を挟んで上側3行と下側4行は、それぞれ中距離対応ML行である。中距離対応ML行では、画素20の中心位置に対するマイクロレンズMLの中心位置のずらし量はGである。
なお、図14でも、画素20Gを白、画素20Bを斜線、画素20Rをハッチングで示す。
The same applies to the long-distance correspondence ML line. FIG. 14 is an enlarged view of the microlens ML of the pixel 20 arranged in the region 31c (FIG. 6) in which the image height of the photoelectric conversion region 31 of the image pickup device 3 according to the modification 3 of the second embodiment is high. Is. In FIG. 14, a set of four long-distance ML rows is provided. The upper three rows and the lower four rows are the middle-distance corresponding ML rows, respectively, with the four long-distance corresponding ML rows in between. In the medium-distance corresponding ML row, the amount of deviation of the center position of the microlens ML with respect to the center position of the pixel 20 is G.
Also in FIG. 14, the pixel 20G is shown in white, the pixel 20B is shown by an oblique line, and the pixel 20R is shown by hatching.

図14の長距離対応ML行では、画素20の中心を通る線CSとマイクロレンズMLの中心を通る線CL(長)との間隔がGLである。すなわち、画素20の中心位置に対するマイクロレンズMLの中心位置のずらし量はGLである。GL<Gが成立するように、長距離対応ML行におけるずらし量GLは、中距離対応ML行におけるずらし量Gよりも小さい。この理由は、第1の実施形態において説明した通りである。 In the long-distance correspondence ML line of FIG. 14, the distance between the line CS passing through the center of the pixel 20 and the line CL (length) passing through the center of the microlens ML is GL. That is, the amount of deviation of the center position of the microlens ML with respect to the center position of the pixel 20 is GL. The shift amount GL in the long-distance corresponding ML row is smaller than the shift amount G in the medium-distance corresponding ML row so that GL <G is satisfied. The reason for this is as described in the first embodiment.

また、図14の長距離対応ML行のうち焦点検出に用いるのは、4行の長距離対応ML行の中2行に配置されている、画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)と、画素20Rと画素20Gとが交互に配置される画素行(RG行)である。長距離対応ML行と中距離対応ML行との境界に接する2行の画素行は、焦点検出に用いない。この理由は、上述した短距離対応ML行の場合と同様である。 Further, among the long-distance corresponding ML rows of FIG. 14, the pixel 20G and the pixel 20B arranged in two of the four long-distance corresponding ML rows are alternately arranged for focus detection. A row (GB row) and a pixel row (RG row) in which pixels 20R and pixels 20G are alternately arranged. The two pixel rows tangent to the boundary between the long-distance ML row and the medium-distance ML row are not used for focus detection. The reason for this is the same as in the case of the short-distance corresponding ML line described above.

同様の理由から、図14の中距離対応ML行のうち焦点検出に用いてよいのは、長距離対応ML行との境界に接していない、画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)と、画素20Rと画素20Gとが交互に配置される画素行(RG行)である。この場合、中距離対応ML行の画素20G、画素20B、または画素20Rの第1信号と第2信号とに基づいて焦点調節に用いる画像データを生成する。 For the same reason, among the medium-distance corresponding ML rows in FIG. 14, the pixels that may be used for focus detection are pixels in which pixels 20G and pixels 20B are alternately arranged, which are not in contact with the boundary with the long-distance corresponding ML rows. A row (GB row) and a pixel row (RG row) in which pixels 20R and pixels 20G are alternately arranged. In this case, image data used for focus adjustment is generated based on the first signal and the second signal of the pixel 20G, the pixel 20B, or the pixel 20R in the medium-distance corresponding ML row.

以上の説明では、図6において光電変換領域31の中央より左側に位置する領域31b、31cにおいて、マイクロレンズMLの中心位置を、第1および第2のフォトダイオードS1およびS2の中心位置より左方向にずらして配置する例を説明した。図6において光電変換領域31の中央より右側に位置する領域31d、31eにおいては、マイクロレンズMLの中心位置を、第1および第2のフォトダイオードS1およびS2の中心位置より右方向にずらして配置する。中距離対応ML行におけるずらし量Gと、短距離対応ML行におけるずらし量Gsと、長距離対応ML行におけるずらし量GLとは、GL<G<Gsの関係を有する。 In the above description, in the regions 31b and 31c located on the left side of the center of the photoelectric conversion region 31 in FIG. 6, the center position of the microlens ML is set to the left from the center positions of the first and second photodiodes S1 and S2. An example of arranging them in a staggered manner was explained. In the regions 31d and 31e located on the right side of the center of the photoelectric conversion region 31 in FIG. 6, the center position of the microlens ML is displaced to the right from the center positions of the first and second photodiodes S1 and S2. do. The shift amount G in the medium-distance corresponding ML row, the shift amount Gs in the short-distance corresponding ML row, and the shift amount GL in the long-distance corresponding ML row have a relationship of GL <G <Gs.

上述の通り、第2の実施形態の変形例3によれば、以下の作用効果を得ることができる。すなわち、撮像素子3の短距離対応ML行および長距離対応ML行は、それぞれ第2(垂直)方向に4行並べて配置される。このように構成したので、4行のうちの中寄り2つの画素行を焦点検出に用いることにより、焦点検出用の瞳分割を精度よく行うことができる。 As described above, according to the third modification of the second embodiment, the following effects can be obtained. That is, the short-distance corresponding ML row and the long-distance corresponding ML row of the image sensor 3 are arranged side by side in the second (vertical) direction, respectively. With this configuration, by using the two middle pixel rows out of the four rows for focus detection, it is possible to accurately perform pupil division for focus detection.

(第3の実施形態)
第3の実施形態では、光電変換領域31に配置する短距離対応ML行および長距離対応ML行の位置について説明する。具体的には、中距離対応ML行の一部に代えて置換する短距離対応ML行と長距離対応ML行との配置のバリエーションを例示する。以降に(例1)から(例8)の8態様を例示するが、いずれの配置を採用してもよく、これらの配置の一部を適宜変更しても構わない。
(Third embodiment)
In the third embodiment, the positions of the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row arranged in the photoelectric conversion region 31 will be described. Specifically, a variation of the arrangement of the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row which replaces a part of the medium-distance correspondence ML row is illustrated. Hereinafter, eight embodiments (Example 1) to (Example 8) will be illustrated, but any arrangement may be adopted, and a part of these arrangements may be appropriately changed.

(例1)
図15は、短距離対応ML行および長距離対応ML行の配置の第1態様を説明する図である。図15は、例えば図6の光電変換領域31の領域31xに注目した場合に、中距離対応ML行、短距離対応ML行、および長距離対応ML行がどのような順番で配置されているかを示す。(例1)は、上述した第1の実施形態に対応する。このため、中距離対応ML行のうちの焦点検出に用いるGB行のみを、短距離対応ML行または長距離対応ML行と置換する。
(Example 1)
FIG. 15 is a diagram illustrating a first aspect of the arrangement of the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row. FIG. 15 shows, for example, in what order the medium-distance correspondence ML row, the short-distance correspondence ML row, and the long-distance correspondence ML row are arranged when paying attention to the region 31x of the photoelectric conversion region 31 of FIG. show. (Example 1) corresponds to the first embodiment described above. Therefore, only the GB row used for focus detection among the medium-distance corresponding ML rows is replaced with the short-distance corresponding ML row or the long-distance corresponding ML row.

図15において、中距離対応ML行の画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)のうち、行No.1と、行No.13と、行No.25…とに短距離対応ML行が配置される。これにより、短距離対応ML行が、11行の中距離対応ML行をはさんで繰り返し現れる。このような配置を96行繰り返した後に、97行目以降において、中距離対応ML行の画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)のうち、行No.97と、行No.109…とに長距離対応ML行が配置される。これにより、長距離対応ML行が、11行の中距離対応ML行をはさんで繰り返し現れる。
このように、(例1)によれば、11行おきに短距離対応ML行が繰り返し現れる配置と、11行おきに長距離対応ML行が繰り返し現れる配置とが、96行周期で繰り返される。
In FIG. 15, among the pixel rows (GB rows) in which the pixels 20G and the pixels 20B of the medium-distance corresponding ML row are alternately arranged, the row No. 1 and line No. 13 and line No. A short-distance corresponding ML line is arranged at 25 ... As a result, the short-distance corresponding ML line appears repeatedly with the 11 medium-distance corresponding ML line sandwiched between them. After repeating such an arrangement for 96 rows, in the 97th and subsequent rows, among the pixel rows (GB rows) in which the pixels 20G and the pixels 20B of the medium-distance corresponding ML row are alternately arranged, the row No. 97 and line No. A long-distance correspondence ML line is arranged at 109 ... As a result, the long-distance corresponding ML line appears repeatedly with the 11 medium-distance corresponding ML line sandwiched between them.
As described above, according to (Example 1), the arrangement in which the short-distance corresponding ML rows repeatedly appear every 11 rows and the arrangement in which the long-distance corresponding ML rows repeatedly appear every 11 rows are repeated in a cycle of 96 rows.

(例2)
図16は、短距離対応ML行および長距離対応ML行の配置の第2態様を説明する図である。図16は、図15と同様に、光電変換領域31の領域31x(図6)に注目した場合に、中距離対応ML行、短距離対応ML行、および長距離対応ML行がどのような順番で配置されているかを示す。(例2)は、GB行に加えてRB行も焦点検出に用いる場合を想定した配置である。このため、中距離対応ML行のうちの焦点検出に用いるGB行およびRB行を、短距離対応ML行または長距離対応ML行と置換する。
(Example 2)
FIG. 16 is a diagram illustrating a second aspect of the arrangement of the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row. FIG. 16 shows the order of the medium-distance correspondence ML row, the short-distance correspondence ML row, and the long-distance correspondence ML row when paying attention to the region 31x (FIG. 6) of the photoelectric conversion region 31 as in FIG. Indicates whether it is arranged with. (Example 2) is an arrangement assuming that the RB row is used for focus detection in addition to the GB row. Therefore, the GB row and the RB row used for focus detection among the medium-distance corresponding ML rows are replaced with the short-distance corresponding ML row or the long-distance corresponding ML row.

図16において、中距離対応ML行の画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)のうち、行No.1と、行No.13と、行No.25…とに短距離対応ML行が配置される。また、中距離対応ML行の画素20Rと画素20Gとが交互に配置される画素行(RG行)のうち、行No.2と、行No.14と、行No.26…とに短距離対応ML行が配置される。これにより、列方向(垂直方向)に隣り合う2行の短距離対応ML行が、10行の中距離対応ML行をはさんで繰り返し現れる。 In FIG. 16, among the pixel rows (GB rows) in which the pixels 20G and the pixels 20B of the medium-distance corresponding ML row are alternately arranged, the row No. 1 and line No. 13 and line No. A short-distance corresponding ML line is arranged at 25 ... Further, among the pixel rows (RG rows) in which the pixels 20R and the pixels 20G of the medium-distance corresponding ML row are alternately arranged, the row No. 2 and line No. 14 and line No. A short-distance corresponding ML line is arranged at 26 ... As a result, two rows of short-distance corresponding ML rows adjacent to each other in the column direction (vertical direction) appear repeatedly with 10 rows of medium-distance corresponding ML rows in between.

このような配置を96行繰り返した後に、97行目以降において、中距離対応ML行の画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)のうち、行No.97と、行No.109…とに長距離対応ML行が配置される。また、中距離対応ML行の画素20Rと画素20Gとが交互に配置される画素行(RG行)のうち、行No.98と、行No.110…とに長距離対応ML行が配置される。これにより、列方向(垂直方向)に隣り合う2行の長距離対応ML行が、10行の中距離対応ML行をはさんで繰り返し現れる。
このように、(例2)によれば、10行おきに2行続けて短距離対応ML行が現れる配置と、10行おきに2行続けて長距離対応ML行が現れる配置とが、96行周期で繰り返される。
After repeating such an arrangement for 96 rows, in the 97th and subsequent rows, among the pixel rows (GB rows) in which the pixels 20G and the pixels 20B of the medium-distance corresponding ML row are alternately arranged, the row No. 97 and line No. A long-distance correspondence ML line is arranged at 109 ... Further, among the pixel rows (RG rows) in which the pixels 20R and the pixels 20G of the medium-distance corresponding ML row are alternately arranged, the row No. 98 and line No. A long-distance correspondence ML line is arranged at 110 .... As a result, two rows of long-distance corresponding ML rows adjacent to each other in the column direction (vertical direction) appear repeatedly with 10 rows of medium-distance corresponding ML rows in between.
As described above, according to (Example 2), there are 96 arrangements in which two consecutive short-distance ML rows appear every 10 rows and two consecutive long-distance corresponding ML rows appear every 10 rows. Repeated in a row cycle.

(例3)
図17は、短距離対応ML行および長距離対応ML行の配置の第3態様を説明する図である。図17は、図15と同様に、光電変換領域31の領域31x(図6)に注目した場合に、中距離対応ML行、短距離対応ML行、および長距離対応ML行がどのような順番で配置されているかを示す。(例3)は、GB行に加えてRB行も焦点検出に用いる場合を想定した配置である。このため、中距離対応ML行のうちの焦点検出に用いるGB行およびRB行を、短距離対応ML行または長距離対応ML行と置換する。
(Example 3)
FIG. 17 is a diagram illustrating a third aspect of the arrangement of the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row. FIG. 17 shows the order of the medium-distance correspondence ML row, the short-distance correspondence ML row, and the long-distance correspondence ML row when paying attention to the region 31x (FIG. 6) of the photoelectric conversion region 31 as in FIG. Indicates whether it is arranged with. (Example 3) is an arrangement assuming that the RB row is used for focus detection in addition to the GB row. Therefore, the GB row and the RB row used for focus detection among the medium-distance corresponding ML rows are replaced with the short-distance corresponding ML row or the long-distance corresponding ML row.

図17において、中距離対応ML行の画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)のうち、行No.1と、行No.21と、行No.41…とに短距離対応ML行が配置される。また、中距離対応ML行の画素20Rと画素20Gとが交互に配置される画素行(RG行)のうち、行No.6と、行No.26と、行No.46…とに短距離対応ML行が配置される。 In FIG. 17, among the pixel rows (GB rows) in which the pixels 20G and the pixels 20B of the medium-distance corresponding ML row are alternately arranged, the row No. 1 and line No. 21 and line No. A short-distance corresponding ML line is arranged at 41 ... Further, among the pixel rows (RG rows) in which the pixels 20R and the pixels 20G of the medium-distance corresponding ML row are alternately arranged, the row No. 6 and line No. 26 and line No. A short-distance corresponding ML line is arranged at 46 ....

また、中距離対応ML行の画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)のうち、行No.11と、行No.31…とに長距離対応ML行が配置される。また、中距離対応ML行の画素20Rと画素20Gとが交互に配置される画素行(RG行)のうち、行No.16と、行No.36…とに長距離対応ML行が配置される。 Further, among the pixel rows (GB rows) in which the pixels 20G and the pixels 20B of the medium-distance corresponding ML row are alternately arranged, the row No. 11 and line No. A long-distance correspondence ML line is arranged at 31 ... Further, among the pixel rows (RG rows) in which the pixels 20R and the pixels 20G of the medium-distance corresponding ML row are alternately arranged, the row No. 16 and line No. A long-distance correspondence ML line is arranged at 36 ...

このように、(例3)によれば、4行おきに短距離対応ML行が繰り返し現れる配置と、4行おきに長距離対応ML行が繰り返し現れる配置とが、10行周期で繰り返される。 As described above, according to (Example 3), the arrangement in which the short-distance corresponding ML rows repeatedly appear every four rows and the arrangement in which the long-distance corresponding ML rows repeatedly appear every four rows are repeated in a cycle of 10 rows.

(例4)
図18は、短距離対応ML行および長距離対応ML行の配置の第4態様を説明する図である。図18は、図15と同様に、光電変換領域31の領域31x(図6)に注目した場合に、中距離対応ML行、短距離対応ML行、および長距離対応ML行がどのような順番で配置されているかを示す。(例4)は、GB行に加えてRB行も焦点検出に用いる場合を想定した配置である。このため、中距離対応ML行のうちの焦点検出に用いるGB行およびRB行を、短距離対応ML行または長距離対応ML行と置換する。
(Example 4)
FIG. 18 is a diagram illustrating a fourth aspect of the arrangement of the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row. FIG. 18 shows the order of the medium-distance corresponding ML row, the short-distance corresponding ML row, and the long-distance corresponding ML row when paying attention to the region 31x (FIG. 6) of the photoelectric conversion region 31 as in FIG. Indicates whether it is arranged with. (Example 4) is an arrangement assuming that the RB row is used for focus detection in addition to the GB row. Therefore, the GB row and the RB row used for focus detection among the medium-distance corresponding ML rows are replaced with the short-distance corresponding ML row or the long-distance corresponding ML row.

図18において、中距離対応ML行の画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)のうち、行No.1と、行No.13と、行No.25と、行No.37…とに短距離対応ML行が配置される。また、中距離対応ML行の画素20Rと画素20Gとが交互に配置される画素行(RG行)のうち、行No.4と、行No.16と、行No.28と、行No.40…とに短距離対応ML行が配置される。 In FIG. 18, among the pixel rows (GB rows) in which the pixels 20G and the pixels 20B of the medium-distance corresponding ML row are alternately arranged, the row No. 1 and line No. 13 and line No. 25 and line No. A short-distance corresponding ML line is arranged at 37 ... Further, among the pixel rows (RG rows) in which the pixels 20R and the pixels 20G of the medium-distance corresponding ML row are alternately arranged, the row No. 4 and line No. 16 and line No. 28 and line No. A short-distance corresponding ML line is arranged at 40 ....

また、中距離対応ML行の画素20Gと画素20Bとが交互に配置される画素行(GB行)のうち、行No.7と、行No.19と、行No.31と、行No.43…とに長距離対応ML行が配置される。また、中距離対応ML行の画素20Rと画素20Gとが交互に配置される画素行(RG行)のうち、行No.10と、行No.22と、行No.34と、行No.46…とに長距離対応ML行が配置される。 Further, among the pixel rows (GB rows) in which the pixels 20G and the pixels 20B of the medium-distance corresponding ML row are alternately arranged, the row No. 7 and line No. 19 and line No. 31 and line No. A long-distance correspondence ML line is arranged at 43 ... Further, among the pixel rows (RG rows) in which the pixels 20R and the pixels 20G of the medium-distance corresponding ML row are alternately arranged, the row No. 10 and line No. 22 and line No. 34 and line No. A long-distance correspondence ML line is arranged at 46 ....

このように、(例4)によれば、2行おきに短距離対応ML行が繰り返し現れる配置と、2行おきに長距離対応ML行が繰り返し現れる配置とが、6行周期で繰り返される。 As described above, according to (Example 4), the arrangement in which the short-distance corresponding ML rows repeatedly appear every two rows and the arrangement in which the long-distance corresponding ML rows repeatedly appear every two rows are repeated in a cycle of six rows.

(例5)
図19は、短距離対応ML行および長距離対応ML行の配置の第5態様を説明する図である。図19は、図15と同様に、光電変換領域31の領域31x(図6)に注目した場合に、中距離対応ML行、短距離対応ML行、および長距離対応ML行がどのような順番で配置されているかを示す。(例5)は、上述した第2の実施形態に対応する。このため、例えば行No.12~14に示すように、短距離対応ML行を3行セットで設ける。また、例えば行No.96~98に示すように、長距離対応ML行を3行セットで設ける。
(Example 5)
FIG. 19 is a diagram illustrating a fifth aspect of the arrangement of the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row. FIG. 19 shows the order of the medium-distance correspondence ML row, the short-distance correspondence ML row, and the long-distance correspondence ML row when paying attention to the region 31x (FIG. 6) of the photoelectric conversion region 31 as in FIG. Indicates whether it is arranged with. (Example 5) corresponds to the second embodiment described above. Therefore, for example, line No. As shown in 12 to 14, short-distance corresponding ML rows are provided as a set of three rows. Also, for example, line No. As shown in 96 to 98, a set of three long-distance ML rows is provided.

図19において、列方向(垂直方向)に隣り合う3行の短距離対応ML行が、9行の中距離対応ML行をはさんで繰り返し現れる。このような配置を96行繰り返した後に、97行目以降において、列方向(垂直方向)に隣り合う3行の長距離対応ML行が、9行の中距離対応ML行をはさんで繰り返し現れる。
このように、(例5)によれば、9行おきに3行続けて短距離対応ML行が繰り返し現れる配置と、9行おきに3行続けて長距離対応ML行が繰り返し現れる配置とが、96行周期で繰り返される。
なお、(例5)においては、上述したように、短距離対応ML行と中距離対応ML行との境界に接する2行の画素行、および、長距離対応ML行と中距離対応ML行との境界に接する2行の画素行は、いずれも焦点検出に用いない。
In FIG. 19, three rows of short-distance corresponding ML rows adjacent to each other in the column direction (vertical direction) appear repeatedly with nine rows of medium-distance corresponding ML rows sandwiched between them. After repeating such an arrangement for 96 rows, after the 97th row, 3 rows of long-distance correspondence ML rows adjacent to each other in the column direction (vertical direction) appear repeatedly with 9 rows of medium-distance correspondence ML rows in between. ..
As described above, according to (Example 5), the arrangement in which the short-distance corresponding ML rows repeatedly appear every 9 rows in 3 consecutive rows and the arrangement in which the long-distance corresponding ML rows repeatedly appear in 3 consecutive rows every 9 rows. , Repeated in a 96-line cycle.
In (Example 5), as described above, the two pixel rows adjacent to the boundary between the short-distance corresponding ML row and the medium-distance corresponding ML row, and the long-distance corresponding ML row and the medium-distance corresponding ML row. Neither of the two pixel rows touching the boundary of is used for focus detection.

(例6)
図20は、短距離対応ML行および長距離対応ML行の配置の第6態様を説明する図である。図20は、図15と同様に、光電変換領域31の領域31x(図6)に注目した場合に、中距離対応ML行、短距離対応ML行、および長距離対応ML行がどのような順番で配置されているかを示す。(例6)は、上述した第2の実施形態の変形例3に対応する。このため、例えば行No.12~15に示すように、短距離対応ML行を4行セットで設ける。また、例えば行No.96~99に示すように、長距離対応ML行を4行セットで設ける。
(Example 6)
FIG. 20 is a diagram illustrating a sixth aspect of the arrangement of the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row. FIG. 20 shows the order of the medium-distance correspondence ML row, the short-distance correspondence ML row, and the long-distance correspondence ML row when paying attention to the region 31x (FIG. 6) of the photoelectric conversion region 31 as in FIG. Indicates whether it is arranged with. (Example 6) corresponds to the modification 3 of the second embodiment described above. Therefore, for example, line No. As shown in 12 to 15, short-distance corresponding ML rows are provided as a set of four rows. Also, for example, line No. As shown in 96 to 99, a set of four long-distance ML rows is provided.

図20において、列方向(垂直方向)に隣り合う4行の短距離対応ML行が、8行の中距離対応ML行をはさんで繰り返し現れる。このような配置を96行繰り返した後に、97行目以降において、列方向(垂直方向)に隣り合う4行の長距離対応ML行が、8行の中距離対応ML行をはさんで繰り返し現れる。
このように、(例6)によれば、8行おきに4行続けて短距離対応ML行が繰り返し現れる配置と、8行おきに4行続けて長距離対応ML行が繰り返し現れる配置とが、96行周期で繰り返される。
なお、(例6)においては、上述したように、短距離対応ML行と中距離対応ML行との境界に接する2行の画素行、および、長距離対応ML行と中距離対応ML行との境界に接する2行の画素行は、いずれも焦点検出に用いない。
In FIG. 20, four rows of short-distance corresponding ML rows adjacent to each other in the column direction (vertical direction) appear repeatedly with eight rows of medium-distance corresponding ML rows in between. After repeating such an arrangement for 96 rows, 4 rows of long-distance corresponding ML rows adjacent to each other in the column direction (vertical direction) appear repeatedly across 8 rows of medium-distance corresponding ML rows from the 97th row onward. ..
As described above, according to (Example 6), the arrangement in which the short-distance corresponding ML rows repeatedly appear every 8 rows in a row and the arrangement in which the long-distance corresponding ML rows repeatedly appear in a row every 8 rows. , Repeated in a 96-line cycle.
In (Example 6), as described above, the two pixel rows that touch the boundary between the short-distance corresponding ML row and the medium-distance corresponding ML row, and the long-distance corresponding ML row and the medium-distance corresponding ML row. Neither of the two pixel rows touching the boundary of is used for focus detection.

(例7)
図21は、短距離対応ML行および長距離対応ML行の配置の第7態様を説明する図である。図21は、図15と同様に、光電変換領域31の領域31x(図6)に注目した場合に、中距離対応ML行、短距離対応ML行、および長距離対応ML行がどのような順番で配置されているかを示す。(例7)は、上述した第2の実施形態に対応する。このため、例えば行No.24~26に示すように、短距離対応ML行を3行セットで設ける。また、例えば行No.12~14に示すように、長距離対応ML行を3行セットで設ける。
(Example 7)
FIG. 21 is a diagram illustrating a seventh aspect of arrangement of a short-distance correspondence ML row and a long-distance correspondence ML row. FIG. 21 shows the order of the medium-distance correspondence ML row, the short-distance correspondence ML row, and the long-distance correspondence ML row when paying attention to the region 31x (FIG. 6) of the photoelectric conversion region 31 as in FIG. Indicates whether it is arranged with. (Example 7) corresponds to the second embodiment described above. Therefore, for example, line No. As shown in 24 to 26, short-distance corresponding ML rows are provided as a set of three rows. Also, for example, line No. As shown in 12 to 14, long-distance correspondence ML rows are provided as a set of three rows.

図21において、列方向(垂直方向)に隣り合う3行の短距離対応ML行と、列方向(垂直方向)に隣り合う3行の長距離対応ML行とが、9行の中距離対応ML行をはさんで交互に繰り返し現れる。
なお、(例7)においては、上述したように、短距離対応ML行と中距離対応ML行との境界に接する2行の画素行、および、長距離対応ML行と中距離対応ML行との境界に接する2行の画素行は、いずれも焦点検出に用いない。
In FIG. 21, three rows of short-distance correspondence ML rows adjacent to each other in the column direction (vertical direction) and three rows of long-distance correspondence ML rows adjacent to each other in the column direction (vertical direction) are nine rows of medium-distance correspondence ML rows. It appears repeatedly alternately with a line in between.
In (Example 7), as described above, the two pixel rows adjacent to the boundary between the short-distance corresponding ML row and the medium-distance corresponding ML row, and the long-distance corresponding ML row and the medium-distance corresponding ML row. Neither of the two pixel rows touching the boundary of is used for focus detection.

(例8)
図22は、短距離対応ML行および長距離対応ML行の配置の第8態様を説明する図である。図22は、図15と同様に、光電変換領域31の領域31x(図6)に注目した場合に、中距離対応ML行、短距離対応ML行、および長距離対応ML行がどのような順番で配置されているかを示す。(例8)は、上述した第2の実施形態の変形例3に対応する。このため、例えば行No.24~27に示すように、短距離対応ML行を4行セットで設ける。また、例えば行No.12~15に示すように、長距離対応ML行を4行セットで設ける。
(Example 8)
FIG. 22 is a diagram illustrating an eighth aspect of the arrangement of the short-distance correspondence ML row and the long-distance correspondence ML row. FIG. 22 shows the order of the medium-distance corresponding ML row, the short-distance corresponding ML row, and the long-distance corresponding ML row when paying attention to the region 31x (FIG. 6) of the photoelectric conversion region 31 as in FIG. Indicates whether it is arranged with. (Example 8) corresponds to the modification 3 of the second embodiment described above. Therefore, for example, line No. As shown in 24 to 27, short-distance corresponding ML rows are provided as a set of four rows. Also, for example, line No. As shown in 12 to 15, long-distance correspondence ML rows are provided as a set of four rows.

図22において、列方向(垂直方向)に隣り合う4行の短距離対応ML行と、列方向(垂直方向)に隣り合う4行の長距離対応ML行とが、8行の中距離対応ML行をはさんで交互に繰り返し現れる。
なお、(例8)においては、上述したように、短距離対応ML行と中距離対応ML行との境界に接する2行の画素行、および、長距離対応ML行と中距離対応ML行との境界に接する2行の画素行は、いずれも焦点検出に用いない。
In FIG. 22, four rows of short-distance correspondence ML rows adjacent to each other in the column direction (vertical direction) and four rows of long-distance correspondence ML rows adjacent to each other in the column direction (vertical direction) are eight rows of medium-distance correspondence ML rows. It appears repeatedly alternately with a line in between.
In (Example 8), as described above, the two pixel rows that touch the boundary between the short-distance corresponding ML row and the medium-distance corresponding ML row, and the long-distance corresponding ML row and the medium-distance corresponding ML row. Neither of the two pixel rows touching the boundary of is used for focus detection.

以上説明した第3の実施形態によれば、第1の実施形態の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。すなわち、撮像素子3の短距離対応ML行および長距離対応ML行は、第2(垂直)方向の全行数のうち、上記各例に示したような割合で中距離対応ML行に代えて配置される。このように構成したので、例えば、ずらし量が変化する境界の画素行を焦点検出に用いないようにすることができる他、短距離対応ML行および長距離対応ML行を、光電変換領域31の上部または下部に偏らないように配置することができる。この結果、光電変換領域31において偏りなく、精度よく焦点検出用の瞳分割を行うことができる。 According to the third embodiment described above, in addition to the action and effect of the first embodiment, the following action and effect can be obtained. That is, the short-distance ML row and the long-distance ML row of the image pickup element 3 are replaced with the medium-distance ML row at a ratio as shown in each of the above examples among the total number of rows in the second (vertical) direction. Be placed. With this configuration, for example, the pixel rows at the boundary where the amount of shift changes can be prevented from being used for focus detection, and the short-distance compatible ML row and the long-distance compatible ML row can be used in the photoelectric conversion region 31. It can be arranged so as not to be biased to the upper part or the lower part. As a result, the pupil division for focus detection can be performed accurately in the photoelectric conversion region 31 without bias.

上記では、種々の実施形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these contents. Other aspects considered 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
2…撮影レンズ
3…撮像素子
9…マイクロプロセッサ
10…焦点演算部
13…画像処理部
20、20G、20R、20B…画素
21…垂直走査回路
22…水平走査回路
23、24…制御信号線
25…垂直信号線
AMP…増幅トランジスタ
FD…FD領域
ML…マイクロレンズ
S1、S2…フォトダイオード
SEL…選択トランジスタ
Tx-1、Tx-2…転送トランジスタ
1 ... Camera 2 ... Shooting lens 3 ... Image sensor 9 ... Microprocessor 10 ... Focus calculation unit 13 ... Image processing unit 20, 20G, 20R, 20B ... Pixel 21 ... Vertical scanning circuit 22 ... Horizontal scanning circuit 23, 24 ... Control signal Line 25 ... Vertical signal line AMP ... Amplification transistor FD ... FD region ML ... Microlens S1, S2 ... Photodiode SEL ... Selective transistor Tx-1, Tx-2 ... Transfer transistor

Claims (10)

マイクロレンズと、第1の光電変換部および第2の光電変換部とを含み、光学系の瞳の第1および第2の領域を通過した第1および第2の光束をそれぞれ光電変換する画素が、前記光学系からの光が入射される領域に複数配置され、
前記画素は、前記マイクロレンズと前記第1および前記第2の光電変換部とが前記光学系の第1の射出瞳の位置に対応する第1の位置関係を有する第1画素と、前記マイクロレンズと前記第1および前記第2の光電変換部とが前記光学系の第2の射出瞳の位置に対応する第2の位置関係を有する第2画素とを含み、
前記第1画素が第1方向に複数並ぶ第1の画素行が第2方向に複数行形成されるとともに、前記第2画素が前記第1方向に複数並ぶ第2の画素行が前記第1の画素行の一部に代えて配置される撮像素子。
A pixel that includes a microlens, a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit, and photoelectrically converts first and second light fluxes that have passed through the first and second regions of the pupil of the optical system, respectively. , Multiple arrangements are made in the area where the light from the optical system is incident.
The pixel is a first pixel having a first positional relationship between the microlens and the first and second photoelectric conversion units corresponding to the position of the first exit pupil of the optical system, and the microlens. And the second pixel having a second positional relationship in which the first and second photoelectric conversion units have a second positional relationship corresponding to the position of the second exit pupil of the optical system.
A plurality of first pixel rows in which a plurality of the first pixels are arranged in the first direction are formed in the second direction, and a second pixel row in which a plurality of the second pixels are arranged in the first direction is the first. An image sensor that is placed in place of a part of the pixel row.
請求項1に記載の撮像素子において、
前記画素は、前記マイクロレンズと前記第1および前記第2の光電変換部とが前記光学系の第3の射出瞳の位置に対応する第3の位置関係を有する第3画素を含み、
前記第3画素が前記第1方向に複数並ぶ第3の画素行が前記第1の画素行の一部に代えて配置され、
前記第2の画素行と前記第3の画素行との間に前記第1の画素行を有する撮像素子。
In the image pickup device according to claim 1,
The pixel includes a third pixel in which the microlens and the first and second photoelectric conversion units have a third positional relationship corresponding to the position of the third exit pupil of the optical system.
A third pixel row in which a plurality of the third pixels are arranged in the first direction is arranged in place of a part of the first pixel row.
An image pickup device having the first pixel row between the second pixel row and the third pixel row.
請求項2に記載の撮像素子において、
前記第2の画素行および前記第3の画素行の長さは、前記光学系からの光が入射される領域の前記第1方向の長さより短い撮像素子。
In the image pickup device according to claim 2,
The length of the second pixel row and the third pixel row is shorter than the length of the region in which the light from the optical system is incident in the first direction.
請求項3に記載の撮像素子において、
前記第2の画素行および前記第3の画素行は、前記領域の中央からの距離が予め定めた値より遠い領域に配置される撮像素子。
In the image pickup device according to claim 3,
The second pixel row and the third pixel row are image pickup devices arranged in a region where the distance from the center of the region is farther than a predetermined value.
請求項4に記載の撮像素子において、
前記第2の画素行は複数配置され、前記第2方向に隣り合う前記第2の画素行が配置される前記領域の中央からの距離が異なる撮像素子。
In the image pickup device according to claim 4,
An image pickup device in which a plurality of the second pixel rows are arranged and the distances from the center of the region in which the second pixel rows adjacent to each other in the second direction are arranged are different.
請求項4または5に記載の撮像素子において、
前記第3の画素行は複数配置され、前記第2方向に隣り合う前記第3の画素行が配置される前記領域の中央からの距離が異なる撮像素子。
In the image pickup device according to claim 4 or 5,
An image pickup device in which a plurality of the third pixel rows are arranged and the distances from the center of the region in which the third pixel rows adjacent to each other in the second direction are arranged are different.
請求項2から6のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第2の画素行および前記第3の画素行は、前記第2方向の全行数のうち予め定めた割合の前記第1の画素行に代えて配置される撮像素子。
The image pickup device according to any one of claims 2 to 6.
The second pixel row and the third pixel row are image pickup devices arranged in place of the first pixel row in a predetermined ratio of the total number of rows in the second direction.
請求項7に記載の撮像素子において、
前記第2の画素行および前記第3の画素行は、前記第2方向において周期的に、前記第1の画素行に代えて配置される撮像素子。
In the image pickup device according to claim 7,
The second pixel row and the third pixel row are image pickup devices that are periodically arranged in place of the first pixel row in the second direction.
請求項7に記載の撮像素子において、
前記第2の画素行および前記第3の画素行は、前記第2方向において非周期的に、前記第1の画素行に代えて配置される撮像素子。
In the image pickup device according to claim 7,
The second pixel row and the third pixel row are image pickup devices arranged in place of the first pixel row aperiodically in the second direction.
請求項7に記載の撮像素子において、
前記第2の画素行および前記第3の画素行は、それぞれ前記第2方向に少なくとも3行並べて配置される撮像素子。
In the image pickup device according to claim 7,
An image pickup device in which at least three rows of the second pixel row and the third pixel row are arranged side by side in the second direction, respectively.
JP2020176488A 2020-10-21 2020-10-21 Imaging element Pending JP2022067733A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020176488A JP2022067733A (en) 2020-10-21 2020-10-21 Imaging element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020176488A JP2022067733A (en) 2020-10-21 2020-10-21 Imaging element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022067733A true JP2022067733A (en) 2022-05-09

Family

ID=81456108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020176488A Pending JP2022067733A (en) 2020-10-21 2020-10-21 Imaging element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022067733A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8525917B2 (en) Image sensing apparatus with plural focus detection pixel groups
JP5895355B2 (en) Imaging device
US9357121B2 (en) Image capturing apparatus and control method thereof
JP6066593B2 (en) Imaging system and driving method of imaging system
CN104869290A (en) Image pickup device and image pickup apparatus
JP7556384B2 (en) Image sensor and image pickup device
US11747714B2 (en) Image sensor and image-capturing device that selects pixel signal for focal position
JP7537481B2 (en) Image pickup element and image pickup device
US20220116532A1 (en) Focal point detection device, image capture device, and replacement lens
JP7095774B2 (en) Image sensor and image sensor
JP2018019139A (en) Imaging device and control method of imaging device
JP2024091768A (en) Image pickup element and imaging apparatus
JP5634614B2 (en) Imaging device and imaging apparatus
JP2022067733A (en) Imaging element
JP2015207815A (en) Image pickup element and imaging device having the same
JP7272423B2 (en) Imaging element and imaging device
JP2014107287A (en) Image pickup element and image pickup device
US20220385875A1 (en) Device, capturing device, control method, and storage medium
JP2018046563A (en) Imaging element
JP2017103712A (en) Imaging element, focus detection device, and imaging device
JP2016042623A (en) Imaging device and camera
JP2024160294A (en) Image sensor and image pickup device
JP2020013083A (en) Focus detector, imaging device, and interchangeable lens
JP2013178341A (en) Imaging device and digital camera
JP2015226162A (en) Imaging apparatus and control method thereof, program and storage medium

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20210514

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20210715

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20210812

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230913

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240522

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240604

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240802