JP2010169709A - Imaging element and imaging apparatus - Google Patents

Imaging element and imaging apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2010169709A
JP2010169709A JP2009009467A JP2009009467A JP2010169709A JP 2010169709 A JP2010169709 A JP 2010169709A JP 2009009467 A JP2009009467 A JP 2009009467A JP 2009009467 A JP2009009467 A JP 2009009467A JP 2010169709 A JP2010169709 A JP 2010169709A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoelectric conversion
pixel
light
microlens
arrangement
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
JP2009009467A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuto Shimoda
和人 下田
Shinichi Fujii
真一 藤井
Yasutoshi Katsuta
恭敏 勝田
Hirotaka Ui
博貴 宇井
Yutaka Nishimura
豊 西村
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony 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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2009009467A priority Critical patent/JP2010169709A/en
Publication of JP2010169709A publication Critical patent/JP2010169709A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology of an imaging element with a phase difference detecting function, which can detect a focal point with good accuracy in phase difference detecting system, and favorably manufactured even if the pixel is advanced in microstructure. <P>SOLUTION: The imaging element includes an AF pixel pair 11fp provided with a pair of photoelectric conversion parts PD for receiving the respective light beams Ta, Tb passed through a left part and a right part deviated in reverse to each other along the horizontal direction (X direction) at an exit pupil of a photographing optical system through a microlens MLp and metals 45, 46 as a wiring member disposed along the vertical direction (Y direction), thereby achieving a phase difference AF. In the AF pixel pair 11fp, a non-shield space is formed under the microlens ML, and a space SP is provided in a space up to the metals 45, 46 close to the space. As a result, phase difference AF can be performed with good accuracy in the imaging element so that even if the pixel is advanced in microstructure, it can be favorably manufactured. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮影光学系の射出瞳を通った被写体光束を受光可能な撮像素子の技術に関する。   The present invention relates to a technology of an image sensor that can receive a subject light flux that has passed through an exit pupil of a photographing optical system.

レンズ交換式の一眼レフデジタルカメラなどの撮像装置においては、交換レンズ（撮影光学系）の射出瞳における一対の部分領域(例えば左側・右側の瞳部分)を通過した被写体光束を受光して各画素信号を生成する一対の光電変換部(フォトダイオード)を複数備えて位相差検出方式の焦点検出が可能な撮像素子(以下では「位相差検出機能付き撮像素子」ともいう)の利用が提案されている。この撮像素子については、次のようなものが知られている。   In imaging devices such as interchangeable-lens single-lens reflex digital cameras, each pixel receives light from the subject that has passed through a pair of partial areas (for example, the left and right pupils) of the exit pupil of the interchangeable lens (imaging optical system). Proposed use of an image sensor (hereinafter also referred to as `` image sensor with phase difference detection function '') that has a plurality of pairs of photoelectric conversion units (photodiodes) that generate signals and can detect the focus of the phase difference detection method. Yes. The following are known for this image sensor.

例えば特許文献１では、被写体の画像信号を取得する通常画素(ＲＧＢの各画素)において光電変換部を２分割したような構造のもの(以下では「ハーフサイズの光電変換部」という）、つまり１つのマイクロレンズの下方に一対のハーフサイズの光電変換部が配置された位相差検出機能付き撮像素子が開示されている。   For example, in Patent Document 1, a normal pixel (RGB pixels) for obtaining an image signal of a subject has a structure in which a photoelectric conversion unit is divided into two (hereinafter referred to as “half-size photoelectric conversion unit”), that is, 1 An imaging device with a phase difference detection function is disclosed in which a pair of half-size photoelectric conversion units are disposed below one microlens.

また、例えば特許文献２では、隣接する一対の画素において、メタル層を利用した遮光マスクの小さな開口で被写体光束を制限することにより上記射出瞳における一対の部分領域を一対の光電変換部で受光する位相差検出機能付き撮像素子が開示されている。   Further, for example, in Patent Document 2, a pair of partial regions in the exit pupil is received by a pair of photoelectric conversion units by restricting a subject light beam with a small opening of a light shielding mask using a metal layer in a pair of adjacent pixels. An image sensor with a phase difference detection function is disclosed.

特開２００１−２５０９３１号公報JP 2001-250931 A 特開２００５−３０３４０９号公報JP 2005-303409 A

しかしながら、上記特許文献１の撮像素子では、ハーフサイズの光電変換部それぞれの出力を電気信号に変換するためのトランジスタを各光電変換部の近傍に設置する必要があるため、その設置スペースの分、光電変換部を小さくしなければならず、光電変換部での受光量(感度)が低下する。これでは、位相差検出方式の焦点検出を精度良く行うのは困難である。   However, in the image sensor of Patent Document 1, it is necessary to install a transistor for converting the output of each half-size photoelectric conversion unit into an electrical signal in the vicinity of each photoelectric conversion unit. The photoelectric conversion unit must be made small, and the amount of received light (sensitivity) at the photoelectric conversion unit decreases. This makes it difficult to perform focus detection by the phase difference detection method with high accuracy.

一方、上記特許文献２の撮像素子では、画素毎に遮光マスクの小さな開口で被写体光束を制限するため、撮像素子の高画素化等に伴い各画素の微細化が進むと遮光マスクの開口も一層の小型化が要請されることとなるが、そのような開口の形成は製造上困難となる恐れがある。   On the other hand, in the image sensor of Patent Document 2, the subject light flux is limited by a small opening of the light shielding mask for each pixel. Therefore, as the pixels of the image sensor increase in size and the like, the opening of the light shielding mask further increases. However, the formation of such an opening may be difficult in manufacturing.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、位相差検出方式の焦点検出を精度良く行えるとともに、画素の微細化が進んでも良好な製造が可能な位相差検出機能付き撮像素子の技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and is a technology of an image sensor with a phase difference detection function that can accurately perform focus detection by a phase difference detection method and can be manufactured satisfactorily even if pixels are miniaturized. The purpose is to provide.

本発明の第１の側面は、撮像素子であって、第１方向に光電変換部を配列した第１方向の配列が前記第１方向と直交する第２方向に複数設けられて光電変換部のマトリクス配置が形成された受光部と、複数のマイクロレンズからなり、前記受光部の上方に設けられるマイクロレンズ部と、前記受光部と前記マイクロレンズ部との間で、前記マトリクス配置における前記第２方向の光電変換部の各配列に沿って配置される複数の線状部材とを備えており、前記マトリクス配置における特定の第１方向の配列には、撮影光学系の射出瞳において前記第１方向に沿って互いに逆向きに偏った一対の部分領域を通過した被写体光束を所定のマイクロレンズを介して受光する一対の光電変換部が設けられるとともに、前記所定のマイクロレンズの下方には前記受光部に至るまで非遮光性の空間が形成され、前記複数の線状部材のうち前記非遮光性の空間に近接する線状部材と当該非遮光性の空間との間には、所定の間隙が設けられている。   The first aspect of the present invention is an imaging device, wherein a plurality of arrays in the first direction in which photoelectric conversion units are arranged in the first direction are provided in a second direction orthogonal to the first direction, and the photoelectric conversion unit The light receiving part in which the matrix arrangement is formed, a plurality of microlenses, the microlens part provided above the light receiving part, and the second in the matrix arrangement between the light receiving part and the microlens part. A plurality of linear members arranged along each arrangement of the photoelectric conversion units in the direction, and the first direction in the exit pupil of the imaging optical system includes a specific first direction arrangement in the matrix arrangement. And a pair of photoelectric conversion units that receive the subject light flux that has passed through the pair of partial regions that are biased in opposite directions along a predetermined microlens, and below the predetermined microlens A non-light-shielding space is formed up to the light-receiving portion, and a predetermined member between the non-light-shielding space and the linear member adjacent to the non-light-shielding space among the plurality of linear members is formed. A gap is provided.

また、本発明の第２の側面は、撮像素子であって、第１方向に光電変換部を配列した第１方向の配列が前記第１方向と直交する第２方向に複数設けられて光電変換部のマトリクス配置が形成された受光部と、複数のマイクロレンズからなり、前記受光部の上方に設けられるマイクロレンズ部と、前記受光部と前記マイクロレンズ部との間で、前記マトリクス配置における前記第２方向の光電変換部の各配列に沿って配置される複数の線状部材とを備えており、前記マトリクス配置における所定の第１方向の配列の上方に設けられる前記線状部材の配置は、前記受光部の中央からの距離に応じて前記第１方向に沿った調整が加えられる。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an imaging device, wherein a plurality of arrays in the first direction in which photoelectric conversion units are arrayed in the first direction are provided in a second direction orthogonal to the first direction. A light receiving portion formed with a matrix arrangement of a portion, a plurality of micro lenses, a micro lens portion provided above the light receiving portion, and between the light receiving portion and the micro lens portion, the matrix arrangement in the matrix arrangement A plurality of linear members arranged along each array of photoelectric conversion units in the second direction, and the arrangement of the linear members provided above a predetermined first direction array in the matrix arrangement is The adjustment along the first direction is applied according to the distance from the center of the light receiving unit.

また、本発明の第３の側面は、撮像装置であって、撮影光学系と、前記撮影光学系の射出瞳を通った被写体光束を受光する撮像素子とを備えており、前記撮像素子は、第１方向に光電変換部を配列した第１方向の配列が前記第１方向と直交する第２方向に複数設けられて光電変換部のマトリクス配置が形成された受光部と、複数のマイクロレンズからなり、前記受光部の上方に設けられるマイクロレンズ部と、前記受光部と前記マイクロレンズ部との間で、前記マトリクス配置における前記第２方向の光電変換部の各配列に沿って配置される複数の線状部材とを有し、前記マトリクス配置における特定の第１方向の配列には、前記射出瞳において前記第１方向に沿って互いに逆向きに偏った一対の部分領域を通過した被写体光束を所定のマイクロレンズを介して受光する一対の光電変換部が設けられるとともに、前記所定のマイクロレンズの下方には前記受光部に至るまで非遮光性の空間が形成され、前記複数の線状部材のうち前記非遮光性の空間に近接する線状部材と当該非遮光性の空間との間には、所定の間隙が設けられている。   Further, a third aspect of the present invention is an imaging apparatus, which includes an imaging optical system and an imaging element that receives a subject light flux that has passed through an exit pupil of the imaging optical system, A light receiving unit in which a plurality of arrangements in a first direction in which photoelectric conversion units are arranged in a first direction are provided in a second direction orthogonal to the first direction to form a matrix arrangement of photoelectric conversion units, and a plurality of microlenses A plurality of microlens portions provided above the light receiving portion, and arranged along each array of the photoelectric conversion portions in the second direction in the matrix arrangement between the light receiving portion and the microlens portion. In a specific first direction arrangement in the matrix arrangement, the subject luminous flux that has passed through a pair of partial areas that are biased in the first direction in the exit pupil is arranged in the matrix arrangement. My prescribed A pair of photoelectric conversion units that receive light through the b-lens are provided, and a non-light-shielding space is formed below the predetermined microlens to reach the light-receiving unit. Among the plurality of linear members, the non-light-shielding space is formed. A predetermined gap is provided between the linear member adjacent to the light shielding space and the non-light shielding space.

本発明によれば、第１方向に光電変換部を配列した第１方向の配列が第１方向と直交する第２方向に複数設けられて光電変換部のマトリクス配置が形成された受光部と、複数のマイクロレンズからなり、受光部の上方に設けられるマイクロレンズ部と、受光部とマイクロレンズ部との間で、マトリクス配置における第２方向の光電変換部の各配列に沿って配置される複数の線状部材とを備えた撮像素子において、マトリクス配置における特定の第１方向の配列には、撮影光学系の射出瞳において第１方向に沿って互いに逆向きに偏った一対の部分領域を通過した被写体光束を所定のマイクロレンズを介して受光する一対の光電変換部が設けられるとともに、所定のマイクロレンズの下方には受光部に至るまで非遮光性の空間が形成され、複数の線状部材のうち非遮光性の空間に近接する線状部材と当該非遮光性の空間との間には、所定の間隙が設けられている。その結果、撮像素子において位相差検出方式の焦点検出を精度良く行えるとともに、画素の微細化が進んでも良好な製造が可能となる。   According to the present invention, a light receiving unit in which a plurality of arrangements in a first direction in which photoelectric conversion units are arranged in a first direction are provided in a second direction orthogonal to the first direction to form a matrix arrangement of photoelectric conversion units; A plurality of microlenses that are arranged along each array of photoelectric conversion units in the second direction in a matrix arrangement between a microlens unit provided above the light receiving unit and between the light receiving unit and the microlens unit. In the imaging device including the linear member, the arrangement in the specific first direction in the matrix arrangement passes through a pair of partial regions that are biased in the opposite directions along the first direction in the exit pupil of the imaging optical system. A pair of photoelectric conversion units that receive the subject luminous flux through a predetermined microlens are provided, and a non-light-shielding space is formed below the predetermined microlens to reach the light receiving unit. Between the non-light-tight space linear member and the non-light-shielding space adjacent to one of the linear member, a predetermined gap is provided. As a result, the focus detection by the phase difference detection method can be performed with high accuracy in the image sensor, and good manufacture is possible even if the pixels are miniaturized.

また、本発明によれば、第１方向に光電変換部を配列した第１方向の配列が第１方向と直交する第２方向に複数設けられて光電変換部のマトリクス配置が形成された受光部と、複数のマイクロレンズからなり受光部の上方に設けられるマイクロレンズ部と、受光部とマイクロレンズ部との間で、マトリクス配置における第２方向の光電変換部の各配列に沿って配置される複数の線状部材とを備えた撮像素子において、マトリクス配置における所定の第１方向の配列の上方に設けられる線状部材の配置は、受光部の中央からの距離に応じて第１方向に沿った調整が加えられる。その結果、受光部の中央から離れた光電変換部での出力低下を適切に抑制できる。   Further, according to the present invention, a light receiving unit in which a plurality of arrangements in the first direction in which the photoelectric conversion units are arranged in the first direction are provided in the second direction orthogonal to the first direction to form a matrix arrangement of the photoelectric conversion units. And arranged along each array of photoelectric conversion units in the second direction in a matrix arrangement between a microlens unit composed of a plurality of microlenses and provided above the light receiving unit, and the light receiving unit and the microlens unit. In the imaging device including a plurality of linear members, the arrangement of the linear members provided above the array in the predetermined first direction in the matrix arrangement is along the first direction according to the distance from the center of the light receiving unit. Adjustments are made. As a result, it is possible to appropriately suppress an output decrease in the photoelectric conversion unit that is away from the center of the light receiving unit.

本発明の実施形態に係る撮像装置１の外観構成を示す図である。1 is a diagram illustrating an external configuration of an imaging apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. 撮像装置１の外観構成を示す図である。1 is a diagram illustrating an external configuration of an imaging apparatus 1. FIG. 撮像装置１の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of an imaging apparatus 1. FIG. 撮像装置１の電気的な構成を示すブロック図である。2 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the imaging apparatus 1. FIG. 撮像素子１０１の構成を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for describing a configuration of an image sensor 101. 撮像素子１０１の構成を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for describing a configuration of an image sensor 101. 撮像面１０１ｆの中央付近に位置する通常画素１１０の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the normal pixel 110 located in the center vicinity of the imaging surface 101f. 撮像面１０１ｆの端部に位置する通常画素１１０ｐの構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the normal pixel 110p located in the edge part of the imaging surface 101f. 通常画素１１０ｐの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the normal pixel 110p. 通常画素１１０ｐが配設される撮像面１０１ｆの端部領域Ｇｅを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the edge part area | region Ge of the imaging surface 101f by which the normal pixel 110p is arrange | positioned. 撮像面１０１ｆの中央付近に位置するＡＦ画素対１１ｆの構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of AF pixel pair 11f located in the center vicinity of the imaging surface 101f. ＡＦ画素対１１ｆの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of AF pixel pair 11f. 撮像面１０１ｆの端部に位置するＡＦ画素対１１ｆｐの構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of AF pixel pair 11fp located in the edge part of the imaging surface 101f. 焦点面が撮像素子１０１の撮像面１０１ｆから２００μｍ近側にデフォーカスしている場合のシミュレーション結果を示す図である。6 is a diagram illustrating a simulation result when a focal plane is defocused from the imaging surface 101f of the imaging element 101 to a side closer to 200 μm. 焦点面が撮像面１０１ｆから１００μｍ近側にデフォーカスしている場合のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result in case a focal plane defocuses to the near side of 100 micrometers from the imaging surface 101f. 焦点面が撮像面に一致している合焦状態のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the in-focus state whose focal plane corresponds to the imaging surface. 焦点面が撮像面１０１ｆから１００μｍ遠側にデフォーカスしている場合のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result in case a focal plane defocuses to the 100 micrometer far side from the imaging surface 101f. 焦点面が撮像面１０１ｆから２００μｍ遠側にデフォーカスしている場合のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result in case a focal plane defocuses to the 200 micrometer far side from the imaging surface 101f. 一対の像列における重心位置の差とデフォーカス量との関係を示すグラフＧｃを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the graph Gc which shows the relationship between the difference of the gravity center position in a pair of image row | line | column, and the defocus amount. 本発明の変形例に係るＡＦエリアＥｆｒの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of AF area Efr which concerns on the modification of this invention. ＡＦエリアＥｆｒにおけるＡＦ画素対１１ｆｒの構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of AF pixel pair 11fr in AF area Efr. 本発明の変形例に係る第１メタル４４ａの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the 1st metal 44a which concerns on the modification of this invention. 本発明の変形例に係るＡＦエリアＥｆａの構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of AF area Efa which concerns on the modification of this invention.

＜実施形態＞
［撮像装置の要部構成］
図１および図２は、本発明の実施形態に係る撮像装置１の外観構成を示す図である。ここで、図１および図２は、それぞれ正面図および背面図を示している。 <Embodiment>
[Configuration of main part of imaging device]
1 and 2 are diagrams showing an external configuration of an imaging apparatus 1 according to the embodiment of the present invention. Here, FIGS. 1 and 2 show a front view and a rear view, respectively.

撮像装置１は、例えば一眼レフレックスタイプのデジタルスチルカメラとして構成されており、カメラボディ１０と、カメラボディ１０に着脱自在な撮影レンズとしての交換レンズ２とを備えている。   The imaging device 1 is configured as, for example, a single-lens reflex digital still camera, and includes a camera body 10 and an interchangeable lens 2 as a photographic lens that can be attached to and detached from the camera body 10.

図１において、カメラボディ１０の正面側には、正面略中央に交換レンズ２が装着されるマウント部３０１と、マウント部３０１の右横に配置されたレンズ交換ボタン３０２と、把持可能とするためのグリップ部３０３と、正面左上部に配置されたモード設定ダイアル３０５と、正面右上部に配置された制御値設定ダイアル３０６と、グリップ部３０３の上面に配置されたシャッターボタン３０７とが設けられている。   In FIG. 1, on the front side of the camera body 10, a mount portion 301 to which the interchangeable lens 2 is mounted at the center of the front surface, a lens exchange button 302 disposed on the right side of the mount portion 301, and a gripper. Grip portion 303, a mode setting dial 305 disposed at the upper left portion of the front surface, a control value setting dial 306 disposed at the upper right portion of the front surface, and a shutter button 307 disposed on the upper surface of the grip portion 303. Yes.

また、図２において、カメラボディ１０の背面側には、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）３１１と、ＬＣＤ３１１の左方に配置された設定ボタン群３１２と、ＬＣＤ３１１の右方に配置された十字キー３１４と、十字キー３１４の中央に配置されたプッシュボタン３１５とが備えられている。また、カメラボディ１０の背面側には、ＬＣＤ３１１の上方に配設されたＥＶＦ(Electronic View Finder)３１６と、ＥＶＦ３１６の周囲を囲むアイカップ３２１と、ＥＶＦ３１６の左方に配設されたメインスイッチ３１７と、ＥＶＦ３１６の右方に配設された露出補正ボタン３２３およびＡＥロックボタン３２４と、ＥＶＦ３１６の上方に配設されたフラッシュ部３１８および接続端子部３１９とが備えられている。   In FIG. 2, on the rear side of the camera body 10, there are an LCD (Liquid Crystal Display) 311, a setting button group 312 arranged on the left side of the LCD 311, and a cross key 314 arranged on the right side of the LCD 311. And a push button 315 disposed in the center of the cross key 314. Further, on the back side of the camera body 10, an EVF (Electronic View Finder) 316 disposed above the LCD 311, an eye cup 321 surrounding the EVF 316, and a main switch 317 disposed on the left side of the EVF 316. An exposure correction button 323 and an AE lock button 324 disposed on the right side of the EVF 316, and a flash unit 318 and a connection terminal unit 319 disposed above the EVF 316.

マウント部３０１には、装着された交換レンズ２との電気的接続を行うためコネクタＥｃ(図４参照)や、機械的接続を行うためのカプラ７５(図４参照)が設けられている。   The mount 301 is provided with a connector Ec (see FIG. 4) for electrical connection with the mounted interchangeable lens 2 and a coupler 75 (see FIG. 4) for mechanical connection.

レンズ交換ボタン３０２は、マウント部３０１に装着された交換レンズ２を取り外す際に押下されるボタンである。   The lens exchange button 302 is a button that is pressed when the interchangeable lens 2 attached to the mount unit 301 is removed.

グリップ部３０３は、ユーザが撮影時に撮像装置１を把持する部分であり、フィッティング性を高めるために指形状に合わせた表面凹凸が設けられている。なお、グリップ部３０３の内部には電池収納室およびカード収納室(不図示)が設けられている。電池収納室にはカメラの電源として電池６９Ｂ(図４参照)が収納されており、カード収納室には撮影画像の画像データを記録するためのメモリカード６７(図４参照)が着脱可能に収納されるようになっている。なお、グリップ部３０３には、当該グリップ部３０３をユーザが把持したか否かを検出するためのグリップセンサを設けるようにしても良い。   The grip part 303 is a part where the user grips the imaging device 1 at the time of photographing, and is provided with surface irregularities that match the finger shape in order to improve fitting properties. Note that a battery storage chamber and a card storage chamber (not shown) are provided inside the grip portion 303. A battery 69B (see FIG. 4) is housed in the battery compartment as a power source for the camera, and a memory card 67 (see FIG. 4) for recording image data of the photographed image is detachably housed in the card compartment. It has come to be. The grip unit 303 may be provided with a grip sensor for detecting whether or not the user has gripped the grip unit 303.

モード設定ダイアル３０５及び制御値設定ダイアル３０６は、カメラボディ１０の上面と略平行な面内で回転可能な略円盤状の部材からなる。モード設定ダイアル３０５は、自動露出（ＡＥ）制御モードや自動焦点（ＡＦ；オートフォーカス）制御モード、或いは１枚の静止画を撮影する静止画撮影モードや連続撮影を行う連続撮影モード等の各種撮影モード、記録済みの画像を再生する再生モード等、撮像装置１に搭載されたモードや機能を択一的に選択するためのものである。一方、制御値設定ダイアル３０６は、撮像装置１に搭載された各種の機能に対する制御値を設定するためのものである。   The mode setting dial 305 and the control value setting dial 306 are made of a substantially disk-shaped member that can rotate in a plane substantially parallel to the upper surface of the camera body 10. The mode setting dial 305 is used for various types of shooting such as an automatic exposure (AE) control mode, an autofocus (AF) control mode, a still image shooting mode for shooting a single still image, and a continuous shooting mode for continuous shooting. This mode is used to selectively select a mode and a function installed in the imaging apparatus 1, such as a mode and a reproduction mode for reproducing a recorded image. On the other hand, the control value setting dial 306 is for setting control values for various functions installed in the imaging apparatus 1.

シャッターボタン３０７は、途中まで押し込んだ「半押し状態」の操作と、さらに押し込んだ「全押し状態」の操作とが可能とされた押下スイッチである。静止画撮影モードにおいてシャッターボタン３０７が半押しされると、被写体の静止画を撮影するための準備動作（露出制御値の設定や焦点検出等の準備動作）が実行され、シャッターボタン３０７が全押しされると、撮影動作（撮像素子１０１(図３参照)を露光し、その露光によって得られた画像信号に所定の画像処理を施してメモリカード等に記録する一連の動作）が実行される。   The shutter button 307 is a push switch that can be operated in a “half-pressed state” that is pressed halfway and further operated in a “full-pressed state”. When the shutter button 307 is half-pressed in the still image shooting mode, a preparatory operation (preparation operation for setting an exposure control value, focus detection, etc.) for capturing a still image of the subject is executed, and the shutter button 307 is fully pressed. Then, a photographing operation (a series of operations for exposing the image sensor 101 (see FIG. 3), performing predetermined image processing on the image signal obtained by the exposure, and recording the image signal on a memory card or the like) is performed.

ＬＣＤ３１１は、画像表示が可能なカラー液晶パネルを備えており、撮像素子１０１(図３参照)により撮像された画像の表示や記録済みの画像の再生表示等を行うとともに、撮像装置１に搭載される機能やモードの設定画面を表示するものである。なお、ＬＣＤ３１１に代えて、有機ＥＬやプラズマ表示装置を用いるようにしても良い。   The LCD 311 includes a color liquid crystal panel capable of displaying an image. The LCD 311 displays an image picked up by the image pickup device 101 (see FIG. 3), reproduces and displays a recorded image, and is mounted on the image pickup apparatus 1. Function and mode setting screen. Note that an organic EL or a plasma display device may be used instead of the LCD 311.

設定ボタン群３１２は、撮像装置１に搭載された各種の機能に対する操作を行うボタンである。この設定ボタン群３１２には、例えばＬＣＤ３１１に表示されるメニュー画面で選択された内容を確定するための選択確定スイッチ、選択取り消しスイッチ、メニュー画面の内容を切り替えるメニュー表示スイッチ、表示オン／オフスイッチ、表示拡大スイッチなどが含まれる。   The setting button group 312 is a button for performing operations on various functions installed in the imaging apparatus 1. The setting button group 312 includes, for example, a selection confirmation switch for confirming the content selected on the menu screen displayed on the LCD 311, a selection cancel switch, a menu display switch for switching the content of the menu screen, a display on / off switch, A display enlargement switch is included.

十字キー３１４は、円周方向に一定間隔で配置された複数の押圧部（図中の三角印の部分）を備える環状の部材を有し、各押圧部に対応して備えられた図示省略の接点（スイッチ）により押圧部の押圧操作が検出されるように構成されている。また、プッシュボタン３１５は、十字キー３１４の中央に配置されている。十字キー３１４及びプッシュボタン３１５は、撮影倍率の変更（ズームレンズ２１２(図４参照)のワイド方向やテレ方向への移動）、ＬＣＤ３１１等に再生する記録画像のコマ送り、及び撮影条件（絞り値、シャッタスピード、フラッシュ発光の有無等）の設定等の指示を入力するためのものである。   The cross key 314 has an annular member having a plurality of pressing portions (triangle marks in the figure) arranged at regular intervals in the circumferential direction, and is not shown and provided corresponding to each pressing portion. The pressing operation of the pressing portion is detected by the contact (switch). The push button 315 is arranged at the center of the cross key 314. The cross key 314 and the push button 315 are used to change the shooting magnification (movement of the zoom lens 212 (see FIG. 4) in the wide direction or the tele direction), frame-by-frame feeding of a recorded image to be reproduced on the LCD 311 and the like, and shooting conditions (aperture value). , Shutter speed, presence / absence of flash emission, etc.) for inputting instructions.

ＥＶＦ３１６は、液晶パネル３１０(図３参照)を備えており、撮像素子１０１(図３参照)によって撮像された画像の表示や記録済みの画像の再生表示等を行う。このＥＶＦ３１６やＬＣＤ３１１において、本撮影(画像記録用の撮影)前に撮像素子１０１で順次に生成される画像信号に基づき動画的態様で被写体を表示するライブビュー(プレビュー)表示が行われることにより、ユーザは、実際に撮像素子１０１にて撮影される被写体を視認することが可能となる。   The EVF 316 includes a liquid crystal panel 310 (see FIG. 3), and displays an image captured by the image sensor 101 (see FIG. 3), reproduces and displays a recorded image, and the like. In the EVF 316 and the LCD 311, live view (preview) display that displays a subject in a moving image mode based on image signals sequentially generated by the image sensor 101 before actual shooting (shooting for image recording) is performed. The user can visually recognize a subject actually captured by the image sensor 101.

メインスイッチ３１７は、左右にスライドする２接点のスライドスイッチからなり、左にセットすると撮像装置１の電源がオンされ、右にセットすると電源がオフされる。   The main switch 317 is a two-contact slide switch that slides to the left and right. When the switch is set to the left, the power of the imaging apparatus 1 is turned on, and when the switch is set to the right, the power is turned off.

フラッシュ部３１８は、ポップアップ式の内蔵フラッシュとして構成されている。一方、外部フラッシュ等をカメラボディ１０に取り付ける場合には、接続端子部３１９を使用して接続する。   The flash unit 318 is configured as a pop-up built-in flash. On the other hand, when attaching an external flash or the like to the camera body 10, the connection is made using the connection terminal portion 319.

アイカップ３２１は、遮光性を有してＥＶＦ３１６への外光の侵入を抑制する「コ」字状の遮光部材である。   The eye cup 321 is a “U” -shaped light shielding member that has light shielding properties and suppresses intrusion of external light into the EVF 316.

露出補正ボタン３２３は、露出値（絞り値やシャッタースピード）を手動で調整するためのボタンであり、ＡＥロックボタン３２４は、露出を固定するためのボタンである。   The exposure correction button 323 is a button for manually adjusting an exposure value (aperture value or shutter speed), and the AE lock button 324 is a button for fixing exposure.

交換レンズ２は、被写体からの光（光像）を取り込むレンズ窓として機能するとともに、当該被写体光をカメラボディ１０の内部に配置されている撮像素子１０１に導くための撮影光学系として機能するものである。この交換レンズ２は、上述のレンズ交換ボタン３０２を押下操作することで、カメラボディ１０から取り外すことが可能となっている。   The interchangeable lens 2 functions as a lens window that captures light (light image) from a subject, and also functions as a photographing optical system that guides the subject light to the image sensor 101 disposed inside the camera body 10. It is. The interchangeable lens 2 can be detached from the camera body 10 by depressing the lens interchange button 302 described above.

交換レンズ２は、光軸ＬＴに沿って直列的に配置された複数のレンズからなるレンズ群２１を備えている(図４参照)。このレンズ群２１には、焦点の調節を行うためのフォーカスレンズ２１１(図４参照)と、変倍を行うためのズームレンズ２１２(図４参照)とが含まれており、それぞれ光軸ＬＴ(図３参照)方向に駆動されることで、変倍や焦点調節が行われる。また、交換レンズ２には、その鏡胴の外周適所に該鏡胴の外周面に沿って回転可能な操作環が備えられており、上記のズームレンズ２１２は、マニュアル操作或いはオート操作により、上記操作環の回転方向及び回転量に応じて光軸方向に移動し、その移動先の位置に応じたズーム倍率(撮影倍率)に設定されるようになっている。   The interchangeable lens 2 includes a lens group 21 including a plurality of lenses arranged in series along the optical axis LT (see FIG. 4). The lens group 21 includes a focus lens 211 (see FIG. 4) for adjusting the focal point and a zoom lens 212 (see FIG. 4) for zooming, and each includes an optical axis LT ( By driving in the direction (see FIG. 3), zooming and focus adjustment are performed. Further, the interchangeable lens 2 is provided with an operation ring that can rotate along the outer peripheral surface of the lens barrel at a suitable position on the outer periphery of the lens barrel. The zoom lens 212 can be operated by manual operation or automatic operation. It moves in the optical axis direction according to the rotation direction and rotation amount of the operation ring, and is set to a zoom magnification (imaging magnification) according to the position of the movement destination.

［撮像装置１の内部構成］
次に、撮像装置１の内部構成について説明する。図３は、撮像装置１の縦断面図である。図３に示すように、カメラボディ１０の内部には、撮像素子１０１、ＥＶＦ３１６などが備えられている。 [Internal Configuration of Imaging Device 1]
Next, the internal configuration of the imaging apparatus 1 will be described. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the imaging apparatus 1. As shown in FIG. 3, the camera body 10 includes an image sensor 101, an EVF 316, and the like.

撮像素子１０１は、カメラボディ１０に交換レンズ２が装着された場合の当該交換レンズ２が備えているレンズ群の光軸ＬＴ上において、光軸ＬＴに対して垂直となる方向に配置されている。撮像素子１０１としては、例えばフォトダイオードを有して構成される複数の画素がマトリクス状に２次元配置されたＣＭＯＳカラーエリアセンサ（ＣＭＯＳ型の撮像素子）が用いられる。このようにマトリクス配置された複数の画素からなる撮像素子１０１の撮像面１０１ｆ(図５、図１０参照)は、例えば４：３のアスペクト比を有している。そして、撮像素子１０１は、交換レンズ２を通って受光された被写体光束に関するＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色成分のアナログの電気信号（画像信号）を生成し、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の画像信号として出力する。この撮像素子１０１の構成については、後で詳述する。   The imaging element 101 is arranged in a direction perpendicular to the optical axis LT on the optical axis LT of the lens group included in the interchangeable lens 2 when the interchangeable lens 2 is attached to the camera body 10. . As the image sensor 101, for example, a CMOS color area sensor (CMOS type image sensor) in which a plurality of pixels configured with photodiodes are two-dimensionally arranged in a matrix is used. The imaging surface 101f (see FIGS. 5 and 10) of the imaging device 101 composed of a plurality of pixels arranged in a matrix in this way has an aspect ratio of 4: 3, for example. Then, the image sensor 101 generates analog electrical signals (image signals) of R (red), G (green), and B (blue) color components related to the subject luminous flux received through the interchangeable lens 2, and R, Output as image signals of G and B colors. The configuration of the image sensor 101 will be described in detail later.

撮像素子１０１の光軸方向前方には、シャッタユニット４０が配置されている。このシャッタユニット４０は、上下方向に移動する幕体を備え、その開動作および閉動作により光軸ＬＴに沿って撮像素子１０１に導かれる被写体光の光路開口動作および光路遮断動作を行うメカニカルフォーカルプレーンシャッタとして構成されている。なお、シャッタユニット４０は、撮像素子１０１が完全電子シャッター可能な撮像素子である場合には省略可能である。   A shutter unit 40 is disposed in front of the image sensor 101 in the optical axis direction. The shutter unit 40 includes a curtain body that moves in the vertical direction, and a mechanical focal plane that performs an optical path opening operation and an optical path blocking operation of subject light guided to the image sensor 101 along the optical axis LT by the opening operation and the closing operation. It is configured as a shutter. The shutter unit 40 can be omitted when the image sensor 101 is an image sensor capable of complete electronic shutter.

ＥＶＦ３１６は、液晶パネル３１０と、接眼レンズ１０６とを備えている。液晶パネル３１０は、例えば画像表示が可能なカラー液晶パネルとして構成されており、撮像素子１０１により撮像された画像の表示が可能である。接眼レンズ１０６は、液晶パネル３１０に表示された被写体像をＥＶＦ３１６の外側に導く。このようなＥＶＦ３１６の構成により、ユーザは、撮像素子１０１で撮影される被写体を視認できることとなる。   The EVF 316 includes a liquid crystal panel 310 and an eyepiece lens 106. The liquid crystal panel 310 is configured as a color liquid crystal panel capable of displaying an image, for example, and can display an image captured by the image sensor 101. The eyepiece 106 guides the subject image displayed on the liquid crystal panel 310 to the outside of the EVF 316. With such a configuration of the EVF 316, the user can visually recognize a subject photographed by the image sensor 101.

［撮像装置１の電気的構成］
図４は、撮像装置１の電気的な構成を示すブロック図である。ここで、図１〜図３と同一の部材等については、同一の符号を付している。なお、説明の便宜上、交換レンズ２の電気的構成について先ず説明する。 [Electrical Configuration of Imaging Device 1]
FIG. 4 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the imaging apparatus 1. Here, the same members as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals. For convenience of explanation, the electrical configuration of the interchangeable lens 2 will be described first.

交換レンズ２は、上述した撮影光学系を構成するレンズ群２１に加え、レンズ駆動機構２４と、レンズ位置検出部２５と、レンズ制御部２６と、絞り駆動機構２７とを備えている。   The interchangeable lens 2 includes a lens drive mechanism 24, a lens position detection unit 25, a lens control unit 26, and a diaphragm drive mechanism 27 in addition to the lens group 21 constituting the above-described photographing optical system.

レンズ群２１では、フォーカスレンズ２１１及びズームレンズ２１２と、カメラボディ１０に備えられた撮像素子１０１へ入射される光量を調節するための絞り２３とが、鏡胴２２内において光軸ＬＴ(図３)方向に保持されており、被写体の光像を取り込んで撮像素子１０１に結像させる。ＡＦ制御では、フォーカスレンズ２１１が交換レンズ２内のＡＦアクチュエータ７１Ｍにより光軸ＬＴ方向に駆動されることで焦点調節が行われる。   In the lens group 21, a focus lens 211 and a zoom lens 212, and a diaphragm 23 for adjusting the amount of light incident on the image sensor 101 provided in the camera body 10 are arranged in the lens barrel 22 with an optical axis LT (FIG. 3). ), And captures an optical image of the subject and forms it on the image sensor 101. In the AF control, focus adjustment is performed by driving the focus lens 211 in the optical axis LT direction by the AF actuator 71M in the interchangeable lens 2.

フォーカス駆動制御部７１Ａは、レンズ制御部２６を介してメイン制御部６２から与えられるＡＦ制御信号に基づき、フォーカスレンズ２１１を合焦位置に移動させるために必要な、ＡＦアクチュエータ７１Ｍに対する駆動制御信号を生成するものである。ＡＦアクチュエータ７１Ｍは、ステッピングモータ等からなり、レンズ駆動機構２４にレンズ駆動力を与える。   The focus drive control unit 71A generates a drive control signal for the AF actuator 71M necessary for moving the focus lens 211 to the in-focus position based on the AF control signal given from the main control unit 62 via the lens control unit 26. Is to be generated. The AF actuator 71M is composed of a stepping motor or the like, and applies a lens driving force to the lens driving mechanism 24.

レンズ駆動機構２４は、例えばヘリコイド及び該ヘリコイドを回転させる図示省略のギア等で構成され、ＡＦアクチュエータ７１Ｍからの駆動力を受けて、フォーカスレンズ２１１等を光軸ＬＴと平行な方向に駆動させるものである。なお、フォーカスレンズ２１１の移動方向及び移動量は、それぞれＡＦアクチュエータ７１Ｍの回転方向及び回転数に従う。   The lens driving mechanism 24 includes, for example, a helicoid and a gear (not shown) that rotates the helicoid, and receives the driving force from the AF actuator 71M to drive the focus lens 211 and the like in a direction parallel to the optical axis LT. It is. Note that the movement direction and the movement amount of the focus lens 211 are in accordance with the rotation direction and the rotation speed of the AF actuator 71M, respectively.

レンズ位置検出部２５は、レンズ群２１の移動範囲内において光軸ＬＴ方向に複数個のコードパターンが所定ピッチで形成されたエンコード板と、このエンコード板に摺接しながらレンズと一体的に移動するエンコーダブラシとを備えており、レンズ群２１の焦点調節時の移動量を検出する。なお、レンズ位置検出部２４で検出されたレンズ位置は、例えばパルス数として出力される。   The lens position detection unit 25 moves integrally with the lens while being in sliding contact with the encode plate in which a plurality of code patterns are formed at a predetermined pitch in the optical axis LT direction within the movement range of the lens group 21. An encoder brush, and detects the amount of movement of the lens group 21 during focus adjustment. The lens position detected by the lens position detection unit 24 is output as the number of pulses, for example.

レンズ制御部２６は、例えば制御プログラム等を記憶するＲＯＭや状態情報に関するデータを記憶するフラッシュメモリ等のメモリが内蔵されたマイクロコンピュータからなっている。   The lens control unit 26 is composed of, for example, a microcomputer having a built-in memory such as a ROM for storing a control program and the like and a flash memory for storing data relating to status information.

また、レンズ制御部２６は、コネクタＥｃを介してカメラボディ１０のメイン制御部６２との間で通信を行う通信機能を有している。これにより、例えばレンズ群２１の焦点距離、射出瞳位置、絞り値、合焦距離及び周辺光量状態等の状態情報データや、レンズ位置検出部２５で検出されるフォーカスレンズ２１１の位置情報をメイン制御部６２に送信できるとともに、メイン制御部６２から例えばフォーカスレンズ２１１の駆動量のデータを受信できる。   The lens control unit 26 has a communication function for performing communication with the main control unit 62 of the camera body 10 via the connector Ec. Thereby, for example, the state information data such as the focal length, the exit pupil position, the aperture value, the focusing distance, and the peripheral light amount state of the lens group 21 and the position information of the focus lens 211 detected by the lens position detection unit 25 are main-controlled. For example, the driving amount data of the focus lens 211 can be received from the main control unit 62.

絞り駆動機構２７は、カプラ７５を介して絞り駆動アクチュエータ７６Ｍからの駆動力を受けて、絞り２３の絞り径を変更するものである。   The aperture drive mechanism 27 receives the driving force from the aperture drive actuator 76M via the coupler 75 and changes the aperture diameter of the aperture 23.

続いて、カメラボディ１０の電気的構成について説明する。カメラボディ１０には、先に説明した撮像素子１０１、シャッタユニット４０等の他に、ＡＦＥ（アナログフロントエンド）５、画像処理部６１、画像メモリ６１４、メイン制御部６２、フラッシュ回路６３、操作部６４、ＶＲＡＭ６５(６５ａ、６５ｂ)、カード・インターフェース（Ｉ／Ｆ）６６、メモリカード６７、通信用インターフェース（Ｉ／Ｆ）６８、電源回路６９、電池６９Ｂ、シャッタ駆動制御部７３Ａ及びシャッタ駆動アクチュエータ７３Ｍ、絞り駆動制御部７６Ａ及び絞り駆動アクチュエータ７６Ｍを備えて構成されている。   Next, the electrical configuration of the camera body 10 will be described. The camera body 10 includes an AFE (analog front end) 5, an image processing unit 61, an image memory 614, a main control unit 62, a flash circuit 63, an operation unit, in addition to the imaging element 101 and the shutter unit 40 described above. 64, VRAM 65 (65a, 65b), card interface (I / F) 66, memory card 67, communication interface (I / F) 68, power supply circuit 69, battery 69B, shutter drive control unit 73A, and shutter drive actuator 73M The aperture drive controller 76A and the aperture drive actuator 76M are provided.

撮像素子１０１は、先に説明した通りＣＭＯＳカラーエリアセンサからなり、後述のタイミング制御回路５１により、当該撮像素子１０１の露光動作の開始（及び終了）や、撮像素子１０１が備える各画素の出力選択、画素信号の読出し等の撮像動作が制御される。   The image sensor 101 is composed of a CMOS color area sensor as described above, and the timing control circuit 51 described below starts (and ends) the exposure operation of the image sensor 101 and selects the output of each pixel included in the image sensor 101. The imaging operation such as readout of the pixel signal is controlled.

ＡＦＥ５は、撮像素子１０１に対して所定の動作を行わせるタイミングパルスを与えると共に、撮像素子１０１から出力される画像信号（ＣＭＯＳエリアセンサの各画素で受光されたアナログ信号群）に所定の信号処理を施し、デジタル信号に変換して画像処理部６１に出力するものである。このＡＦＥ５は、タイミング制御回路５１、信号処理部５２及びＡ／Ｄ変換部５３などを備えて構成されている。   The AFE 5 gives a timing pulse for causing the image sensor 101 to perform a predetermined operation, and performs predetermined signal processing on an image signal (analog signal group received by each pixel of the CMOS area sensor) output from the image sensor 101. Is converted into a digital signal and output to the image processing unit 61. The AFE 5 includes a timing control circuit 51, a signal processing unit 52, an A / D conversion unit 53, and the like.

タイミング制御回路５１は、メイン制御部６２から出力される基準クロックに基づいて所定のタイミングパルス（垂直走査パルスφＶｎ、水平走査パルスφＶｍ、リセット信号φＶｒ等を発生させるパルス）を生成して撮像素子１０１に出力し、撮像素子１０１の撮像動作を制御する。また、所定のタイミングパルスを信号処理部５２やＡ／Ｄ変換部５３にそれぞれ出力することにより、信号処理部５２及びＡ／Ｄ変換部５３の動作を制御する。   The timing control circuit 51 generates a predetermined timing pulse (a pulse for generating a vertical scanning pulse φVn, a horizontal scanning pulse φVm, a reset signal φVr, etc.) based on the reference clock output from the main control unit 62, and the imaging device 101. And the imaging operation of the image sensor 101 is controlled. In addition, the operation of the signal processing unit 52 and the A / D conversion unit 53 is controlled by outputting predetermined timing pulses to the signal processing unit 52 and the A / D conversion unit 53, respectively.

信号処理部５２は、撮像素子１０１から出力されるアナログの画像信号に所定のアナログ信号処理を施すものである。この信号処理部５２には、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路及びクランプ回路等が備えられている。Ａ／Ｄ変換部５３は、信号処理部５２から出力されたアナログのＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を、タイミング制御回路５１から出力されるタイミングパルスに基づいて、複数のビット（例えば１２ビット）からなるデジタルの画像信号に変換するものである。   The signal processing unit 52 performs predetermined analog signal processing on the analog image signal output from the image sensor 101. The signal processing unit 52 includes a CDS (correlated double sampling) circuit, an AGC (auto gain control) circuit, a clamp circuit, and the like. The A / D conversion unit 53 converts the analog R, G, B image signals output from the signal processing unit 52 into a plurality of bits (for example, 12 bits) based on the timing pulse output from the timing control circuit 51. Is converted into a digital image signal.

画像処理部６１は、ＡＦＥ５から出力される画像データに所定の信号処理を行って画像ファイルを作成するもので、黒レベル補正回路６１１、ホワイトバランス制御回路６１２及びガンマ補正回路６１３等を備えて構成されている。なお、画像処理部６１へ取り込まれた画像データは、撮像素子１０１の読み出しに同期して画像メモリ６１４に一旦書き込まれ、以後この画像メモリ６１４に書き込まれた画像データにアクセスして、画像処理部６１の各ブロックにおいて処理が行われる。   The image processing unit 61 performs predetermined signal processing on the image data output from the AFE 5 to create an image file, and includes a black level correction circuit 611, a white balance control circuit 612, a gamma correction circuit 613, and the like. Has been. The image data captured by the image processing unit 61 is temporarily written in the image memory 614 in synchronization with the reading of the image sensor 101. Thereafter, the image data written in the image memory 614 is accessed to access the image processing unit. Processing is performed in each of the 61 blocks.

黒レベル補正回路６１１は、Ａ／Ｄ変換部５３によりＡ／Ｄ変換されたＲ、Ｇ、Ｂの各デジタル画像信号の黒レベルを、基準の黒レベルに補正するものである。   The black level correction circuit 611 corrects the black level of each of the R, G, and B digital image signals A / D converted by the A / D conversion unit 53 to a reference black level.

ホワイトバランス補正回路６１２は、光源に応じた白の基準に基づいて、Ｒ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の各色成分のデジタル信号のレベル変換（ホワイトバランス(ＷＢ)調整）を行うものである。すなわちホワイトバランス制御回路６１２は、メイン制御部６２から与えられるＷＢ調整データに基づき、撮影被写体において輝度や彩度データ等から本来白色であると推定される部分を特定し、その部分のＲ、Ｇ、Ｂそれぞれを色成分の平均と、Ｇ／Ｒ比及びＧ／Ｂ比とを求め、これをＲ、Ｂの補正ゲインとしてレベル補正する。   The white balance correction circuit 612 performs level conversion (white balance (WB) adjustment) of digital signals of each color component of R (red), G (green), and B (blue) based on a white reference corresponding to the light source. Is what you do. That is, the white balance control circuit 612 identifies a portion that is originally estimated to be white based on luminance, saturation data, and the like in the photographic subject based on the WB adjustment data provided from the main control unit 62, and R, G of that portion. , B, the average of the color components, the G / R ratio and the G / B ratio are obtained, and the levels are corrected as R and B correction gains.

ガンマ補正回路６１３は、ＷＢ調整された画像データの階調特性を補正するものである。具体的にはガンマ補正回路６１３は、画像データのレベルを色成分毎に予め設定されたガンマ補正用テーブルを用いて非線形変換するとともにオフセット調整を行う。   The gamma correction circuit 613 corrects the gradation characteristics of the image data subjected to WB adjustment. Specifically, the gamma correction circuit 613 performs non-linear conversion and offset adjustment using a gamma correction table set in advance for each color component.

画像メモリ６１４は、撮影モード時において、画像処理部６１から出力される画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対しメイン制御部６２により所定の処理を行うための作業領域として用いられるメモリである。また、再生モード時には、メモリカード６７から読み出した画像データを一時的に記憶する。   The image memory 614 temporarily stores the image data output from the image processing unit 61 in the shooting mode, and is used as a work area for performing predetermined processing on the image data by the main control unit 62. It is memory. In the playback mode, the image data read from the memory card 67 is temporarily stored.

メイン制御部６２は、例えば制御プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するＲＡＭ等の記憶部が内蔵されたマイクロコンピュータからなり、撮像装置１各部の動作を制御するものである。   The main control unit 62 is composed of a microcomputer including a storage unit such as a ROM for storing a control program and a RAM for temporarily storing data, and controls the operation of each unit of the imaging apparatus 1.

フラッシュ回路６３は、フラッシュ撮影モードにおいて、フラッシュ部３１８または接続端子部３１９に接続される外部フラッシュの発光量を、メイン制御部６２により設定された発光量に制御するものである。   The flash circuit 63 controls the light emission amount of the external flash connected to the flash unit 318 or the connection terminal unit 319 to the light emission amount set by the main control unit 62 in the flash photographing mode.

操作部６４は、上述のモード設定ダイアル３０５、制御値設定ダイアル３０６、シャッターボタン３０７、設定ボタン群３１２、十字キー３１４、プッシュボタン３１５、メインスイッチ３１７等を含み、操作情報をメイン制御部６２に入力するためのものである。   The operation unit 64 includes the mode setting dial 305, the control value setting dial 306, the shutter button 307, the setting button group 312, the cross key 314, the push button 315, the main switch 317, etc., and the operation information is sent to the main control unit 62. It is for input.

ＶＲＡＭ６５ａ、６５ｂは、ＬＣＤ３１１およびＥＶＦ３１６の画素数に対応した画像信号の記憶容量を有し、メイン制御部６２とＬＣＤ３１１およびＥＶＦ３１６との間のバッファメモリである。カードＩ／Ｆ６６は、メモリカード６７とメイン制御部６２との間で信号の送受信を可能とするためのインターフェースである。メモリカード６７は、メイン制御部６２で生成された画像データを保存する記録媒体である。通信用Ｉ／Ｆ６８は、パーソナルコンピュータやその他の外部機器に対する画像データ等の伝送を可能とするためのインターフェースである。   The VRAMs 65a and 65b have a storage capacity of image signals corresponding to the number of pixels of the LCD 311 and the EVF 316, and are buffer memories between the main control unit 62 and the LCD 311 and the EVF 316. The card I / F 66 is an interface for enabling transmission / reception of signals between the memory card 67 and the main control unit 62. The memory card 67 is a recording medium that stores image data generated by the main control unit 62. The communication I / F 68 is an interface for enabling transmission of image data and the like to a personal computer and other external devices.

電源回路６９は、例えば定電圧回路等からなり、メイン制御部６２等の制御部、撮像素子１０１、その他の各種駆動部等、撮像装置１全体を駆動させるための電圧を生成する。なお、撮像素子１０１への通電制御は、メイン制御部６２から電源回路６９に与えられる制御信号により行われる。電池６９Ｂは、ニッケル水素充電池等の二次電池や、アルカリ乾電池等の一次電池からなり、撮像装置１全体に電力を供給する電源である。   The power supply circuit 69 includes, for example, a constant voltage circuit, and generates a voltage for driving the entire imaging apparatus 1 such as a control unit such as the main control unit 62, the imaging element 101, and other various driving units. Note that energization control to the image sensor 101 is performed by a control signal supplied from the main control unit 62 to the power supply circuit 69. The battery 69B includes a secondary battery such as a nickel metal hydride rechargeable battery or a primary battery such as an alkaline battery, and is a power source that supplies power to the entire imaging apparatus 1.

シャッタ駆動制御部７３Ａは、メイン制御部６２から与えられる制御信号に基づき、シャッタ駆動アクチュエータ７３Ｍに対する駆動制御信号を生成するものである。シャッタ駆動アクチュエータ７３Ｍは、シャッタユニット４０の開閉駆動を行うアクチュエータである。   The shutter drive control unit 73A generates a drive control signal for the shutter drive actuator 73M based on a control signal given from the main control unit 62. The shutter drive actuator 73M is an actuator that performs opening / closing drive of the shutter unit 40.

絞り駆動制御部７６Ａは、メイン制御部６２から与えられる制御信号に基づき、絞り駆動アクチュエータ７６Ｍに対する駆動制御信号を生成するものである。絞り駆動アクチュエータ７６Ｍは、カプラ７５を介して絞り駆動機構２７に駆動力を与える。   The diaphragm drive control unit 76A generates a drive control signal for the diaphragm drive actuator 76M based on the control signal given from the main control unit 62. The aperture driving actuator 76M applies a driving force to the aperture driving mechanism 27 via the coupler 75.

また、カメラボディ１０は、黒レベル補正回路６１１から出力される黒レベル補正済みの画像データに基づき、撮像素子１０１を用いたオートフォーカス(ＡＦ)制御時に必要な演算を行う位相差ＡＦ演算回路７７を備えている。   In addition, the camera body 10 is based on the black level corrected image data output from the black level correction circuit 611 and performs a phase difference AF calculation circuit 77 that performs a calculation necessary for autofocus (AF) control using the image sensor 101. It has.

次に、この位相差ＡＦ演算回路７７を利用した撮像装置１の位相差ＡＦ動作について説明する。   Next, the phase difference AF operation of the image pickup apparatus 1 using the phase difference AF calculation circuit 77 will be described.

［撮像装置１の位相差ＡＦ動作について］
撮像装置１では、撮像素子１０１において射出瞳の異なった部分を透過(通過)した透過光を受光することにより位相差検出方式の焦点検出(位相差ＡＦ)が可能な構成となっている。この撮像素子１０１の構成と、撮像素子１０１を利用した位相差ＡＦの原理とを、以下で説明する。 [Phase Difference AF Operation of Imaging Device 1]
The imaging apparatus 1 is configured to be able to perform focus detection (phase difference AF) using a phase difference detection method by receiving transmitted light that has been transmitted (passed) through different portions of the exit pupil in the image sensor 101. The configuration of the image sensor 101 and the principle of phase difference AF using the image sensor 101 will be described below.

図５および図６は、撮像素子１０１の構成を説明するための図である。   FIG. 5 and FIG. 6 are diagrams for explaining the configuration of the image sensor 101.

撮像素子１０１では、その撮像面１０１ｆにおいてマトリックス状に規定された複数のＡＦエリアＥｆそれぞれで位相差検出方式の焦点検出が可能な構成となっている(図５)。   The imaging element 101 has a configuration capable of performing focus detection by a phase difference detection method in each of a plurality of AF areas Ef defined in a matrix on the imaging surface 101f (FIG. 5).

各ＡＦエリアＥｆには、集光レンズとして機能するマイクロレンズＭＬ（図６に波線円で図示）とフォトダイオードとの間にＲ(赤)、Ｇ(緑)およびＢ(青)の各カラーフィルタが配設されたＲ画素１１１、Ｇ画素１１２およびＢ画素１１３からなる通常の画素(以下では「通常画素」ともいう)１１０が設けられている。一方、各ＡＦエリアＥｆには、位相差ＡＦを行うために瞳分割機能を実現する画素のペア(以下では「ＡＦ画素対」ともいう)１１ｆが設けられている(図６)。このようなＡＦエリアＥｆでは、ＡＦ画素対１１ｆの画素より画素数が多い通常画素１１０によって、基本的には被写体の画像情報が取得されることとなる。   Each AF area Ef includes R (red), G (green), and B (blue) color filters between a microlens ML (shown by a wavy circle in FIG. 6) functioning as a condensing lens and a photodiode. A normal pixel (hereinafter, also referred to as “normal pixel”) 110 including an R pixel 111, a G pixel 112, and a B pixel 113 is provided. On the other hand, each AF area Ef is provided with a pixel pair (hereinafter also referred to as an “AF pixel pair”) 11f that realizes a pupil division function in order to perform phase difference AF (FIG. 6). In such an AF area Ef, the image information of the subject is basically acquired by the normal pixels 110 having a larger number of pixels than the pixels of the AF pixel pair 11f.

そして、ＡＦエリアＥｆには、上記の瞳分割機能を持たない通常画素１１０の水平ライン（以下では「通常画素ライン」ともいう)ＬｎとしてＧ画素１１２とＲ画素１１１とが水平方向に交互に配置されたＧｒラインＬ１と、Ｂ画素１１３とＧ画素１１２とが水平方向に交互に配置されたＧｂラインＬ２とが形成されている。このＧｒラインＬ１とＧｂラインＬ２とが垂直方向に交互に配置されることで通常画素１１０の群によるベイヤー配列が構成される。   In the AF area Ef, the G pixel 112 and the R pixel 111 are alternately arranged in the horizontal direction as a horizontal line (hereinafter also referred to as “normal pixel line”) Ln of the normal pixels 110 that do not have the pupil division function. The Gr line L1 and the Gb line L2 in which the B pixel 113 and the G pixel 112 are alternately arranged in the horizontal direction are formed. The Gr line L1 and the Gb line L2 are alternately arranged in the vertical direction, so that a Bayer arrangement by a group of normal pixels 110 is configured.

また、ＡＦエリアＥｆには、通常画素１１０と同じ構成(径および曲率)のマイクロレンズＭＬを１つ備えたＡＦ画素対１１ｆが水平方向に沿って繰り返し配列されることにより、ＡＦ画素対１１ｆが複数隣接して配置されたＡＦラインＬｆが垂直方向に周期的に形成されている。なお、垂直方向に隣り合う各ＡＦラインＬｆの間には、ＡＦラインＬｆで欠落する被写体の画像情報を補完するのに必要な本数（例えば４本以上）の通常画素ラインＬｎを設けるのが好ましい。ここで、ＡＦラインＬｆの上下に隣接する２つの通常画素ラインＬｎの組合せとしては、同系統の水平ライン（ＧｒラインＬ１同士やＧｂラインＬ２同士）でも良く、異系統の水平ライン（一方がＧｒラインＬ１で他方がＧｂラインＬ２）でも良い。   In the AF area Ef, an AF pixel pair 11f having one microlens ML having the same configuration (diameter and curvature) as that of the normal pixel 110 is repeatedly arranged along the horizontal direction. A plurality of adjacent AF lines Lf are periodically formed in the vertical direction. It should be noted that between the adjacent AF lines Lf in the vertical direction, it is preferable to provide the number of normal pixel lines Ln (for example, four or more) necessary for complementing the image information of the subject that is missing in the AF line Lf. . Here, the combination of two normal pixel lines Ln adjacent to the upper and lower sides of the AF line Lf may be the same horizontal line (Gr lines L1 and Gb lines L2), or a different horizontal line (one is Gr). Line L1 and the other may be Gb line L2).

次に、通常画素１１０とＡＦ画素対１１ｆとの構成を順に説明する。   Next, the configuration of the normal pixel 110 and the AF pixel pair 11f will be described in order.

図７は、撮像面１０１ｆの中央付近に位置する通常画素１１０の構成を示す縦断面図である。なお、図７に示す通常画素１１０の配列は、図５に示す撮像面１０１ｆにおいて例えば中央のＡＦエリアＥｆｏで水平方向(Ｘ方向)に沿って形成された通常画素ラインＬｎのＧｒラインＬ１(図６)に設けられているものである。   FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of the normal pixel 110 located near the center of the imaging surface 101f. Note that the arrangement of the normal pixels 110 shown in FIG. 7 is such that the Gr line L1 of the normal pixel lines Ln formed along the horizontal direction (X direction) in the center AF area Efo on the imaging surface 101f shown in FIG. 6).

通常画素ラインＬｎでは、複数の光電変換部(フォトダイオード)ＰＤが水平方向に沿ってピッチαで配列されている。なお、後述のようにＡＦラインＬｆでも同様に複数の光電変換部ＰＤが水平方向に沿ってピッチαで配列される。このことから、受光部として働く撮像面１０１ｆには、ピッチαで水平方向(第１方向)に光電変換部ＰＤを配列した水平方向の配列(水平ライン)が水平方向と直交する垂直方向(第２方向)に複数設けられて光電変換部ＰＤのマトリクス配置が形成される。   In the normal pixel line Ln, a plurality of photoelectric conversion units (photodiodes) PD are arranged at a pitch α along the horizontal direction. As will be described later, a plurality of photoelectric conversion portions PD are similarly arranged at a pitch α along the horizontal direction in the AF line Lf. From this, on the imaging surface 101f that functions as a light receiving unit, a horizontal arrangement (horizontal line) in which photoelectric conversion units PD are arranged in a horizontal direction (first direction) with a pitch α is a vertical direction (first line) A plurality of (two directions) are provided to form a matrix arrangement of photoelectric conversion parts PD.

通常画素ラインＬｎは、光電変換部ＰＤそれぞれの上方に設けられたマイクロレンズＭＬからなるマイクロレンズ部ＭＳを備えている。なお、図１１のようにＡＦラインＬｆにおいても、光電変換部ＰＤの上方に設けられたマイクロレンズＭＬからなるマイクロレンズ部ＭＳを有している。そして、通常画素ラインＬｎにおける各通常画素１１０のマイクロレンズＭＬは、その光軸ＡＸが光電変換部ＰＤの中心ＡＰを通るように配置されている。また、マイクロレンズ部ＭＳと光電変換部ＰＤの配列との間には、遮光性を有する３層のメタル層、具体的には上から順に第１メタル４１、第２メタル４２および第３メタル４３が配設されている。ここで、第２メタル４２および第３メタル４３は、電気配線に係る配線部材(線状の部材)として垂直方向(Ｙ方向)の光電変換部ＰＤの各配列に沿って配置(図７では配線が紙面の法線方向に沿って配置)されており、第１メタル４１は、その接地面(グランド面)として構成されている。この第１メタル４１上には、カラーフィルタＦＬが配設されるとともに、カラーフィルタＦＬ上にはマイクロレンズＭＬが設けられている。カラーフィルタＦＬに関しては、例えばＧｒラインＬ１に配置された通常画素１１０の配列においては図７のように緑色のフィルタＦｇと赤色のフィルタＦｒとが交互に配置されることとなる。   The normal pixel line Ln includes a microlens unit MS including a microlens ML provided above each photoelectric conversion unit PD. As shown in FIG. 11, the AF line Lf also has a microlens unit MS including a microlens ML provided above the photoelectric conversion unit PD. The microlens ML of each normal pixel 110 in the normal pixel line Ln is disposed so that the optical axis AX passes through the center AP of the photoelectric conversion unit PD. Further, between the arrangement of the microlens unit MS and the photoelectric conversion unit PD, there are three metal layers having light shielding properties, specifically, a first metal 41, a second metal 42, and a third metal 43 in order from the top. Is arranged. Here, the second metal 42 and the third metal 43 are arranged along each arrangement of the photoelectric conversion units PD in the vertical direction (Y direction) as wiring members (linear members) related to the electric wiring (in FIG. 7, wiring is used). Are arranged along the normal direction of the paper surface), and the first metal 41 is configured as a ground surface (ground surface). A color filter FL is disposed on the first metal 41, and a microlens ML is disposed on the color filter FL. Regarding the color filter FL, for example, in the arrangement of the normal pixels 110 arranged on the Gr line L1, the green filter Fg and the red filter Fr are alternately arranged as shown in FIG.

また、通常画素ラインＬｎでは、各マイクロレンズＭＬの間を通った不要な光が光電変換部ＰＤで受光されるのを防ぐため、各マイクロレンズＭＬの間は第１メタル４１で遮光されている。換言すれば、第１メタル４１は、マイクロレンズＭＬの直下に開口ＯＰが形成された遮光マスクの層として機能する。   In the normal pixel line Ln, the first metal 41 is shielded between the microlenses ML in order to prevent unnecessary light passing between the microlenses ML from being received by the photoelectric conversion unit PD. . In other words, the first metal 41 functions as a light shielding mask layer in which the opening OP is formed immediately below the microlens ML.

図８は、撮像面１０１ｆの端部に位置する通常画素１１０ｐの構成を示す縦断面図である。なお、図８に示す通常画素１１０ｐの配列は、図５に示す撮像面１０１ｆにおいて例えば左端中央のＡＦエリアＥｆｐのＧｒラインＬ１(図６)に設けられているものである。   FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the normal pixel 110p located at the end of the imaging surface 101f. The arrangement of the normal pixels 110p shown in FIG. 8 is provided, for example, on the Gr line L1 (FIG. 6) of the AF area Efp at the center of the left end on the imaging surface 101f shown in FIG.

撮像面１０１ｆの端部に配設される通常画素１１０ｐの構成は、上述した撮像面１０１ｆの中央付近に配設される通常画素１１０の構成と類似しているが、マイクロレンズおよび第２・第３メタルの配置が異なっている。   The configuration of the normal pixel 110p disposed at the end of the imaging surface 101f is similar to the configuration of the normal pixel 110 disposed near the center of the imaging surface 101f described above. The arrangement of 3 metals is different.

すなわち、通常画素１１０ｐのマイクロレンズＭＬｐは、その光軸ＡＸが光電変換部ＰＤの中心ＡＰから撮像面１０１ｆの中央Ｃｏ(図５)に向かう方向(＋Ｘ方向)に距離Ｌａずれた位置を通るように配置されている。このように図７の通常画素１１０と比べてマイクロレンズＭＬｐの光軸ＡＸをずらせるのは、撮像面１０１ｆの中央Ｃｏから離れるほど、つまり像高が大きくなるほど射出瞳を通過した被写体光束がマイクロレンズに対して傾斜して入射するので、これを補正するようなマイクロレンズＭＬｐの配置を行うためである。よって、マイクロレンズＭＬｐの光軸ＡＸをずらす距離Ｌａは、像高に応じて増大することとなる。   That is, the microlens MLp of the normal pixel 110p passes through a position where the optical axis AX is shifted by a distance La in the direction (+ X direction) from the center AP of the photoelectric conversion unit PD toward the center Co (FIG. 5) of the imaging surface 101f. Is arranged. In this way, the optical axis AX of the microlens MLp is shifted as compared with the normal pixel 110 in FIG. 7 because the subject luminous flux that has passed through the exit pupil becomes smaller as the distance from the center Co of the imaging surface 101f increases, that is, as the image height increases. This is because the microlens MLp is arranged so as to correct the incident because it is inclined with respect to the lens. Therefore, the distance La for shifting the optical axis AX of the microlens MLp increases according to the image height.

ただし、マイクロレンズの光軸ＡＸをずらすだけでは、撮像面１０１ｆ左端のＡＦエリアＥｆｐ(図５)のように撮像面１０１ｆの中央Ｃｏから相当離れた箇所に配設される通常画素１１０ｐにおいて、例えば図９のようにマイクロレンズＭＬｐの左端付近を通る光線Ｔｅが第２メタル４２に当たって光電変換部ＰＤの受光量が減少してしまう恐れがある。   However, by merely shifting the optical axis AX of the microlens, for example, in the normal pixel 110p disposed at a position considerably away from the center Co of the imaging surface 101f as in the AF area Efp (FIG. 5) at the left end of the imaging surface 101f, for example, As shown in FIG. 9, there is a possibility that the light amount Te passing through the vicinity of the left end of the microlens MLp hits the second metal 42 and the received light amount of the photoelectric conversion unit PD is reduced.

そこで、撮像面１０１ｆ左端のＡＦエリアＥｆｐに配設される通常画素１１０ｐにおいては、第２・第３メタルの配置もずらすことでマイクロレンズＭＬｐを通過して光電変換部ＰＤに至る被写体光束の光路を確保するようにする。具体的には、図８のように図７の通常画素１１０に対して距離Ｌｂだけ撮像面１０１ｆの中央Ｃｏから遠ざかる方向（−Ｘ方向）にずらせて配置調整された第２メタル４２ｐおよび第３メタル４３ｐを設ける。これにより、撮像面１０１ｆの中央Ｃｏから相当離れた通常画素１１０ｐでも、マイクロレンズＭＬｐを通った被写体光束が第２・第３メタルでブロックされなくなるため、光量ロスが発生せず、光電変換部ＰＤでの出力低下を抑制できることとなる。   Therefore, in the normal pixel 110p arranged in the AF area Efp on the left end of the imaging surface 101f, the optical path of the subject luminous flux that passes through the microlens MLp and reaches the photoelectric conversion unit PD by shifting the arrangement of the second and third metals. To ensure. Specifically, as shown in FIG. 8, the second metal 42p and the third metal 42p and the third metal 42p, which are arranged and adjusted in a direction away from the center Co of the imaging surface 101f (−X direction) by the distance Lb with respect to the normal pixel 110 in FIG. A metal 43p is provided. As a result, even in the normal pixel 110p that is considerably distant from the center Co of the imaging surface 101f, the subject light flux that has passed through the microlens MLp is not blocked by the second and third metals, so that no light loss occurs and the photoelectric conversion unit PD Therefore, it is possible to suppress a decrease in output.

このような第２・第３メタルの配置調整は、本実施形態においては図１０に示す左右の端部領域Ｇｅ(平行斜線部)に配設される通常画素で実施するようにする。ここで、各端部領域Ｇｅは、アスペクト比が４：３の撮像面１０１ｆ全体の横幅に対してそれぞれ例えば１／８の横幅を有した領域となる。すなわち、例えば図５に示す上端中央のＡＦエリアＥｆｑ内の通常画素、つまり撮像面１０１ｆの中央Ｃｏから上端までの距離Ｌｃの範囲に配設される通常画素は図９に示すようなマイクロレンズの配置調整だけで光路確保が可能であるものの、この距離Ｌｃを超える左右の端部領域Ｇｅ内の通常画素については、更に第２・第３メタルの配置調整が必要となる。   In the present embodiment, the arrangement adjustment of the second and third metals is performed in the normal pixels arranged in the left and right end regions Ge (parallel oblique line portions) shown in FIG. Here, each end region Ge is a region having a width of, for example, 1/8 of the entire width of the imaging surface 101f having an aspect ratio of 4: 3. That is, for example, the normal pixels in the AF area Efq at the center of the upper end shown in FIG. 5, that is, the normal pixels arranged in the distance Lc from the center Co to the upper end of the imaging surface 101f are the microlenses as shown in FIG. Although the optical path can be secured only by the arrangement adjustment, the arrangement adjustment of the second and third metals is further required for the normal pixels in the left and right end regions Ge exceeding the distance Lc.

次に、ＡＦ画素対１１ｆの構成について説明する。   Next, the configuration of the AF pixel pair 11f will be described.

図１１および図１２は、撮像面１０１ｆの中央付近に位置するＡＦ画素対１１ｆの構成を示す縦断面図および平面図である。なお、図１１および図１２に示すＡＦ画素対１１ｆの配列は、図５に示す撮像面１０１ｆにおいて例えば中央のＡＦエリアＥｆｏのＡＦラインＬｆ(図６)に設けられているものである。   11 and 12 are a longitudinal sectional view and a plan view showing the configuration of the AF pixel pair 11f located near the center of the imaging surface 101f. The array of AF pixel pairs 11f shown in FIGS. 11 and 12 is provided, for example, on the AF line Lf (FIG. 6) of the central AF area Efo on the imaging surface 101f shown in FIG.

ＡＦ画素対１１ｆは、図１１に示すように交換レンズ２に関する射出瞳の左側部分Ｑａからの光束Ｔａと右側部分Ｑｂからの光束Ｔｂとを分離(瞳分割)させるためにマイクロレンズＭＬの光軸ＡＸを跨いで一対の光電変換部ＰＤが配置された一対の画素１１ａ、１１ｂで構成されている。一対の光電変換部ＰＤは、それぞれ通常画素１１０の光電変換部ＰＤ(図７)と同等のサイズを有しており、水平方向に沿って通常画素１１０と等しいピッチαで隣接して配置されている。   As shown in FIG. 11, the AF pixel pair 11f has an optical axis of the microlens ML for separating (pupil dividing) the light beam Ta from the left portion Qa of the exit pupil and the light beam Tb from the right portion Qb of the interchangeable lens 2 as shown in FIG. It is composed of a pair of pixels 11a and 11b in which a pair of photoelectric conversion parts PD are arranged across AX. Each of the pair of photoelectric conversion units PD has the same size as the photoelectric conversion unit PD (FIG. 7) of the normal pixel 110, and is arranged adjacent to each other at the same pitch α as the normal pixel 110 along the horizontal direction. Yes.

このようなＡＦ画素対１１ｆにおいて、瞳分割を精度良く行うためには、画素（以下では「第１ＡＦ画素」ともいう）１１ａの光電変換部ＰＤと、画素（以下では「第２ＡＦ画素」ともいう）１１ｂの光電変換部ＰＤとの間に存在する空スペースを小さくするのが好ましい。よって、図１２のように水平方向に長細い形状となる光電変換部ＰＤを有した本実施形態の撮像素子１０１では、光電変換部ＰＤの長手方向、つまり水平方向に沿ってＡＦ画素対１１ｆを配置するのが適切となる。   In such an AF pixel pair 11f, in order to perform pupil division with high accuracy, the photoelectric conversion unit PD of the pixel (hereinafter also referred to as “first AF pixel”) 11a and the pixel (hereinafter also referred to as “second AF pixel”). It is preferable to reduce the empty space existing between the photoelectric conversion unit PD of 11b. Therefore, in the imaging device 101 of the present embodiment having the photoelectric conversion unit PD that is long and narrow in the horizontal direction as shown in FIG. 12, the AF pixel pair 11f is arranged along the longitudinal direction of the photoelectric conversion unit PD, that is, the horizontal direction. It is appropriate to arrange.

そして、ＡＦ画素対１１ｆの配列の概略構成は、図７に示す通常画素１１０の配列に対して、光電変換部ＰＤから上方に配置される部材、つまり第１〜第３メタル、カラーフィルタおよびマイクロレンズを水平方向に半ピッチずらせた構成となっている。すなわち、ＡＦ画素対１１ｆにおける一対の光電変換部ＰＤとマイクロレンズＭＬとの配置関係は、通常画素ラインＬｎで各マイクロレンズＭＬのうちＡＦ画素対１１ｆのマイクロレンズＭＬに対応した特定のマイクロレンズＭＬを各光電変換部ＰＤに対して水平方向に、ピッチαの半分(所定量)だけ相対的にずらした場合の配置構成に相当している。なお、このピッチαの半分については、ピッチαに対して厳密に５０％となるのが好ましいが、この５０％に製造誤差等の変動分γを加味した(５０±γ)％の範囲内であれば良い。そして、上記の配置構成において隣り合う上記特定のマイクロレンズＭＬの間に遮光部ＬＳが設けられることでＡＦ画素対１１ｆの配列(ＡＦラインＬｆ)が形成されることとなる。このようにＡＦラインＬｆは通常画素ラインＬｎに対する多少の設計変更で生成できるため、ＡＦラインＬｆの設計や製造を簡素化・容易化できる。以下では、ＡＦラインＬｆにおいて隣り合うマイクロレンズＭＬの間に設けられる遮光部ＬＳの構成について詳しく説明する。   The schematic arrangement of the AF pixel pair 11f is such that members arranged above the photoelectric conversion unit PD, that is, the first to third metals, the color filter, and the micro, with respect to the arrangement of the normal pixels 110 illustrated in FIG. The lens is shifted by a half pitch in the horizontal direction. That is, the arrangement relationship between the pair of photoelectric conversion units PD and the microlens ML in the AF pixel pair 11f is a specific microlens ML corresponding to the microlens ML of the AF pixel pair 11f among the microlenses ML in the normal pixel line Ln. Corresponds to an arrangement configuration in which each is shifted relative to each photoelectric conversion unit PD in the horizontal direction by a half (predetermined amount) of the pitch α. It is preferable that half of the pitch α is strictly 50% with respect to the pitch α, but within the range of (50 ± γ)% in which the variation γ such as a manufacturing error is added to the 50%. I just need it. In addition, the arrangement of the AF pixel pairs 11f (AF line Lf) is formed by providing the light shielding portion LS between the specific microlenses ML adjacent to each other in the arrangement configuration. As described above, since the AF line Lf can be generated by a slight design change with respect to the normal pixel line Ln, the design and manufacture of the AF line Lf can be simplified and facilitated. Hereinafter, the configuration of the light shielding part LS provided between the adjacent micro lenses ML in the AF line Lf will be described in detail.

ＡＦラインＬｆにおいては、通常画素ラインＬｎに形成された第１メタル４１の開口ＯＰ(図７)に対して図１１や図１２に示すように１つおきに第１メタル４４による遮光が行われている。換言すれば、隣り合うＡＦ画素対１１ｆを最も近づけて位相差ＡＦの精度向上を図るため、ＡＦラインＬｆにおいて隣り合う各マイクロレンズＭＬの間に設けられる遮光部ＬＳの配置間隔は、通常画素ラインＬｎで水平方向に配置された通常画素１１０の配列における１画素おきの間隔に等しくなっている。具体的には、図７に示す通常画素１１０の配列において開口ＯＰが形成されていた箇所ＯＱ(図１１)が第１メタル４４で塞がれ、その上に黒色のカラーフィルタ(ブラックフィルタ)Ｆｂが１画素おきに載置されている。このようにブラックフィルタＦｂを第１メタル４４上に配置するのは、第１メタル４４の上面が剥き出しとなれば交換レンズ２から入射した光が反射してゴースト・フレアを生じさせるので、この反射光をブラックフィルタＦｂで吸収させてゴースト・フレアを抑制するためである。よって、本実施形態の各ＡＦ画素対１１ｆでは、一対の光電変換部ＰＤの上方に、箇所ＯＱに形成された第１メタル４４とブラックフィルタＦｂとからなり射出瞳を通過した被写体の光束を遮光する２つの遮光領域Ｅａ、Ｅｂが形成された遮光部ＬＳが配置されている。このように遮光部ＬＳにおいてブラックフィルタＦｂや第１メタル(メタル層)４４によって遮光することにより、適切な遮光を簡易に行えることとなる。そして、各ＡＦ画素対１１ｆでは、一対の光電変換部ＰＤの両端上方それぞれから中央に向かって拡がる２つの遮光領域Ｅａ、Ｅｂに挟まれた１つのマイクロレンズＭＬが設けられている。   In the AF line Lf, the opening OP (FIG. 7) of the first metal 41 formed in the normal pixel line Ln is shielded by the first metal 44 every other as shown in FIGS. ing. In other words, in order to improve the accuracy of the phase difference AF by bringing the adjacent AF pixel pair 11f closest to each other, the arrangement interval of the light shielding portions LS provided between the adjacent microlenses ML in the AF line Lf is the normal pixel line. Ln is equal to the interval of every other pixel in the array of normal pixels 110 arranged in the horizontal direction. Specifically, the portion OQ (FIG. 11) where the opening OP is formed in the arrangement of the normal pixels 110 shown in FIG. 7 is closed by the first metal 44, and a black color filter (black filter) Fb is formed thereon. Are placed every other pixel. The black filter Fb is arranged on the first metal 44 in this way because the light incident from the interchangeable lens 2 is reflected when the upper surface of the first metal 44 is exposed to cause ghost / flare. This is because light is absorbed by the black filter Fb to suppress ghost and flare. Therefore, in each AF pixel pair 11f of the present embodiment, the light flux of the subject that has passed through the exit pupil, which is composed of the first metal 44 and the black filter Fb formed at the location OQ, is shielded above the pair of photoelectric conversion units PD. A light shielding part LS in which two light shielding areas Ea and Eb are formed is arranged. In this way, by shielding light by the black filter Fb and the first metal (metal layer) 44 in the light shielding portion LS, appropriate light shielding can be easily performed. Each AF pixel pair 11f is provided with one microlens ML sandwiched between two light-shielding regions Ea and Eb extending from the upper ends of both ends of the pair of photoelectric conversion portions PD toward the center.

また、ＡＦラインＬｆにおいては、第１メタル４４の開口ＯＰ上に設けられるカラーフィルタとして透明なフィルタＦｔが採用されている。これにより、ＡＦ画素対１１ｆで受光する光量を増加させて、感度の向上が図れる。   In the AF line Lf, a transparent filter Ft is employed as a color filter provided on the opening OP of the first metal 44. As a result, the amount of light received by the AF pixel pair 11f can be increased to improve the sensitivity.

ＡＦラインＬｆでは、通常画素ラインＬｎに比べてマイクロレンズＭＬの数が半分であり被写体光束が通る領域が半減しているため、被写体光束が通らない領域（以下では「光束非通過領域」ともいう）が増加している。そこで、ＡＦラインＬｆにおいては、マイクロレンズＭＬ直下、つまり第１メタル４４の開口ＯＰ直下の光路を大きく確保するため、上記の光束非通過領域を活用して第２メタル４５よび第３メタル４６をマイクロレンズＭＬの下方空間から離すようにしている。すなわち、図７に示す通常画素１１０の構成に比べて第２メタル４５および第３メタル４６が、スペースＳＰの分、マイクロレンズＭＬの下方空間から離れて奥の方に配置されている。これは、スペースＳＰ内に第２・第３メタルが存在すれば実際の射出瞳が(設計上)想定したものより大きくなっている場合などに、その想定外の部分からの光束が第２・第３メタルに当たって反射し瞳分割に悪影響を及ぼす可能性があるので、これを防止するためである。   In the AF line Lf, the number of microlenses ML is half that of the normal pixel line Ln, and the area through which the subject luminous flux passes is halved. ) Has increased. Therefore, in the AF line Lf, in order to ensure a large optical path directly below the microlens ML, that is, directly below the opening OP of the first metal 44, the second metal 45 and the third metal 46 are used by utilizing the light flux non-passing region. It is set apart from the space below the microlens ML. That is, as compared with the configuration of the normal pixel 110 shown in FIG. 7, the second metal 45 and the third metal 46 are arranged farther away from the space below the microlens ML by the space SP. This is because if the second and third metals are present in the space SP and the actual exit pupil is larger than expected (by design), the luminous flux from the part other than that expected will be the second and third. This is to prevent the third metal from being reflected and adversely affecting pupil division.

以上のような構成のＡＦ画素対１１ｆにより、射出瞳における瞳分割、つまり射出瞳の左側部分Ｑａからの光束ＴａがマイクロレンズＭＬおよび透明なカラーフィルタＦｔを通って第２ＡＦ画素１１ｂの光電変換部ＰＤで受光されるとともに、射出瞳の右側部分Ｑｂからの光束ＴｂがマイクロレンズＭＬおよびフィルタＦｔを通って第１ＡＦ画素１１ａの光電変換部ＰＤで受光されることとなる。換言すれば、撮像面１０１ｆに形成された光電変換部ＰＤのマトリクス配置における特定の水平方向の配列、つまりＡＦラインＬｆには、交換レンズ２の射出瞳において水平方向(左右方向)に沿って互いに逆向きに偏った一対の部分領域である左側部分Ｑａおよび右側部分Ｑｂを通過した被写体の光束Ｔａ、Ｔｂが一つのマイクロレンズＭＬを介して受光する一対の光電変換部ＰＤが設けられている。   With the AF pixel pair 11f configured as described above, pupil division in the exit pupil, that is, the light beam Ta from the left portion Qa of the exit pupil passes through the microlens ML and the transparent color filter Ft, and the photoelectric conversion unit of the second AF pixel 11b. While being received by the PD, the light beam Tb from the right portion Qb of the exit pupil is received by the photoelectric conversion unit PD of the first AF pixel 11a through the microlens ML and the filter Ft. In other words, a specific horizontal arrangement in the matrix arrangement of the photoelectric conversion units PD formed on the imaging surface 101f, that is, the AF line Lf is mutually aligned along the horizontal direction (left-right direction) at the exit pupil of the interchangeable lens 2. A pair of photoelectric conversion units PD are provided that receive light beams Ta and Tb of the subject that have passed through the left part Qa and the right part Qb, which are a pair of partial areas biased in opposite directions, through one microlens ML.

図１３は、撮像面１０１ｆの端部に位置するＡＦ画素対１１ｆｐの構成を示す縦断面図である。なお、図１３に示すＡＦ画素対１１ｆｐの配列は、図５に示す撮像面１０１ｆにおいて例えば左端中央のＡＦエリアＥｆｐのＡＦラインＬｆ(図６)に設けられているものである。   FIG. 13 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of the AF pixel pair 11fp located at the end of the imaging surface 101f. The array of AF pixel pairs 11fp shown in FIG. 13 is provided, for example, on the AF line Lf (FIG. 6) of the AF area Efp at the center of the left end on the imaging surface 101f shown in FIG.

撮像面１０１ｆの端部に配設されるＡＦ画素対１１ｆｐの構成は、上述した撮像面１０１ｆの中央付近に配設されるＡＦ画素対１１ｆの構成と類似しているが、マイクロレンズの配置が異なっている。   The configuration of the AF pixel pair 11fp disposed at the end of the imaging surface 101f is similar to the configuration of the AF pixel pair 11f disposed near the center of the imaging surface 101f described above, but the arrangement of the microlenses is similar to that of the AF pixel pair 11f disposed near the center of the imaging surface 101f. Is different.

すなわち、ＡＦ画素対１１ｆｐのマイクロレンズＭＬｐは、その光軸ＡＸが図１１のマイクロレンズＭＬの光軸ＡＸに対して撮像面１０１ｆの中央Ｃｏに向かう方向(＋Ｘ方向)に、ＡＦエリアＥｆｐ内の通常画素１１０ｐ(図８)と同様に距離Ｌａずれた位置を通るように配置されている。このように図１１のＡＦ画素対１１ｆに対してマイクロレンズＭＬｐの光軸ＡＸをずらせるのは、上述のように像高が大きくなるほど射出瞳を通過した被写体光束がマイクロレンズに対して傾斜して入射するので、これを補正するようなマイクロレンズＭＬｐの配置調整を行うためである。   That is, the micro lens MLp of the AF pixel pair 11fp has an optical axis AX in the AF area Efp in a direction (+ X direction) toward the center Co of the imaging surface 101f with respect to the optical axis AX of the micro lens ML of FIG. Similar to the normal pixel 110p (FIG. 8), it is arranged so as to pass through a position shifted by a distance La. In this way, the optical axis AX of the microlens MLp is shifted with respect to the AF pixel pair 11f in FIG. 11 as the subject luminous flux that has passed through the exit pupil is inclined with respect to the microlens as the image height increases as described above. This is to adjust the arrangement of the microlenses MLp to correct this.

このようなマイクロレンズＭＬｐの配置調整に付随して図１３のように第１メタル４４ｐにおいてマイクロレンズＭＬｐの直下に開口ＯＰｐを形成するのが好ましい。これにより、ＡＦ画素対１１ｆｐにおいて一対の光電変換部ＰＤの上方に設けられる各遮光領域Ｅａｐ、Ｅｂｐの幅が相違することとなる。   In association with such arrangement adjustment of the microlens MLp, it is preferable to form an opening OPp in the first metal 44p immediately below the microlens MLp as shown in FIG. As a result, in the AF pixel pair 11fp, the widths of the light shielding regions Eap and Ebp provided above the pair of photoelectric conversion portions PD are different.

ただし、本実施形態のＡＦ画素対１１ｆｐでは、通常画素１１０ｐの第２メタル４２ｐおよび第３メタル４３ｐ(図８)のように、撮像面１０１ｆの中央付近のＡＦ画素対１１ｆ(図１１)に対して第２・第３メタルの配置調整(配置変更)を実施しない。すなわち、ＡＦ画素対において、光電変換部ＰＤの配列の上方に設けられるマイクロレンズの配置は撮像面１０１ｆの中央Ｃｏからの距離に応じて水平方向に沿った調整が加えられる一方、当該光電変換部ＰＤの配列の上方に設けられる第２・第３メタル４５、４６の配置は撮像面１０１ｆの中央Ｃｏからの距離に対して非連動である。これは、上述のようにスペースＳＰの分、マイクロレンズＭＬｐ直下、つまり第１メタル４４ｐの開口ＯＰｐ直下の光路が大きく確保されているため、更に第２・第３メタル４５、４６の配置調整を行う必要がないためである。このようなスペースＳＰにより、図１０の端部領域Ｇｅに配設されるＡＦ画素対１１ｆｐでも、マイクロレンズＭＬｐを通った被写体光束が第２・第３メタル４５、４６に当たって光量ロスを生じることがなくなり、光電変換部ＰＤでの出力低下を抑制できる。また、ＡＦラインＬｆでは、撮像面１０１ｆに対するＡＦ画素対の位置に関わらず第２・第３メタル４５、４６の配置を統一できるため、ＡＦラインＬｆの設計等を簡素化できることとなる。なお、ＡＦ画素対１１ｆｐにおいても、通常画素１１０ｐと同様に第２・第３メタル４５、４６の配置調整を実施するようにしても良い。   However, in the AF pixel pair 11fp of the present embodiment, like the second metal 42p and the third metal 43p (FIG. 8) of the normal pixel 110p, the AF pixel pair 11f (FIG. 11) near the center of the imaging surface 101f is used. Do not adjust the placement (placement change) of the second and third metals. That is, in the AF pixel pair, the arrangement of the microlenses provided above the array of the photoelectric conversion units PD is adjusted along the horizontal direction according to the distance from the center Co of the imaging surface 101f, while the photoelectric conversion unit The arrangement of the second and third metals 45 and 46 provided above the PD array is not linked to the distance from the center Co of the imaging surface 101f. As described above, since the optical path directly below the microlens MLp, that is, directly below the opening OPp of the first metal 44p is secured by the space SP, the arrangement adjustment of the second and third metals 45 and 46 is further performed. This is because there is no need to do it. Due to such a space SP, even in the AF pixel pair 11fp arranged in the end region Ge of FIG. 10, the subject luminous flux that has passed through the microlens MLp hits the second and third metals 45 and 46, thereby causing a light amount loss. Therefore, it is possible to suppress a decrease in output at the photoelectric conversion unit PD. Further, in the AF line Lf, the arrangement of the second and third metals 45 and 46 can be unified regardless of the position of the AF pixel pair with respect to the imaging surface 101f, so that the design of the AF line Lf and the like can be simplified. In the AF pixel pair 11fp, the arrangement adjustment of the second and third metals 45 and 46 may be performed similarly to the normal pixel 110p.

以上のような構成のＡＦ画素対１１ｆｐにおいても、上述したＡＦ画素対１１ｆと同様に適切な瞳分割が可能である。   Even in the AF pixel pair 11fp having the above-described configuration, appropriate pupil division can be performed in the same manner as the AF pixel pair 11f described above.

以下では、第１ＡＦ画素１１ａにおいて得られる受光データを「ａ系列のデータ」と呼び、第２ＡＦ画素１１ｂにおいて得られる受光データを「ｂ系列のデータ」と呼ぶこととし、例えば、ある１つのＡＦラインＬｆ(図６)に配置されたＡＦ画素対１１ｆの群から得られるａ系列のデータとｂ系列のデータとを表した図１４〜図１８を参照して位相差ＡＦの原理を説明する。   Hereinafter, the light reception data obtained in the first AF pixel 11a is referred to as “a series data”, and the light reception data obtained in the second AF pixel 11b is referred to as “b series data”. The principle of phase difference AF will be described with reference to FIGS. 14 to 18 showing a series data and b series data obtained from a group of AF pixel pairs 11f arranged in Lf (FIG. 6).

図１４は、焦点面が撮像素子１０１の撮像面１０１ｆから２００μｍ近側にデフォーカスしている場合のシミュレーション結果を示す図であり、図１５は、焦点面が撮像面１０１ｆから１００μｍ近側にデフォーカスしている場合のシミュレーション結果を示す図である。また、図１６は、焦点面が撮像面１０１ｆに一致している合焦状態のシミュレーション結果を示す図である。さらに、図１７は、焦点面が撮像面１０１ｆから１００μｍ遠側にデフォーカスしている場合のシミュレーション結果を示す図であり、図１８は、焦点面が撮像面１０１ｆから２００μｍ遠側にデフォーカスしている場合のシミュレーション結果を示す図である。ここで、図１４〜図１８においては、横軸がＡＦラインＬｆ方向に関する第１ＡＦ画素１１ａ、第２ＡＦ画素１１ｂの画素位置を示し、縦軸が第１ＡＦ画素１１ａおよび第２ＡＦ画素１１ｂそれぞれの光電変換部ＰＤからの出力を示している。また、図１４〜図１８では、グラフＧａ１〜Ｇａ５(実線で図示)がａ系列のデータを表し、グラフＧｂ１〜Ｇｂ５(破線で図示)がｂ系列のデータを表している。   FIG. 14 is a diagram showing a simulation result when the focal plane is defocused closer to the 200 μm side from the imaging surface 101f of the imaging element 101, and FIG. 15 is a diagram illustrating the focal plane defocused closer to the 100 μm side from the imaging surface 101f. It is a figure which shows the simulation result in the case of being focused. FIG. 16 is a diagram illustrating a simulation result in a focused state where the focal plane coincides with the imaging surface 101f. Further, FIG. 17 is a diagram showing a simulation result when the focal plane is defocused 100 μm away from the imaging surface 101 f, and FIG. 18 is a diagram in which the focal plane is defocused 200 μm away from the imaging surface 101 f. It is a figure which shows the simulation result in the case of being. 14 to 18, the horizontal axis indicates the pixel positions of the first AF pixel 11a and the second AF pixel 11b in the AF line Lf direction, and the vertical axis indicates the photoelectric conversion of each of the first AF pixel 11a and the second AF pixel 11b. The output from the part PD is shown. 14 to 18, graphs Ga1 to Ga5 (shown by solid lines) represent a-series data, and graphs Gb1 to Gb5 (shown by broken lines) represent b-series data.

図１４〜図１８においてａ系列のグラフＧａ１〜Ｇａ５で示される各ａ系列の像列とｂ系列のグラフＧｂ１〜Ｇｂ５で示される各ｂ系列の像列とを比較すると、デフォーカス量が大きいほど、ａ系列の像列とｂ系列の像列との間に生じるＡＦラインＬｆ(水平方向)方向のシフト量(ずれ量)が増大していることが分かる。   In FIG. 14 to FIG. 18, when the a-sequence image sequences indicated by the a-sequence graphs Ga1 to Ga5 and the b-sequence image sequences indicated by the b-sequence graphs Gb1 to Gb5 are compared, the defocus amount increases. It can be seen that the shift amount (shift amount) in the AF line Lf (horizontal direction) direction generated between the a-sequence image sequence and the b-sequence image sequence is increased.

このような一対の像列(ａ系列およびｂ系列の像列)におけるシフト量と、デフォーカス量との関係をグラフ化すると、図１９に示すグラフＧｃのように表される。この図１９においては、横軸がａ系列の像列の重心位置に対するｂ系列の像列の重心位置の差(画素ピッチ)を示し、縦軸がデフォーカス量(μｍ)を示している。なお、各像列の重心位置Ｘgは、例えば次のような演算式(１)により求められる。 When the relationship between the shift amount and the defocus amount in such a pair of image sequences (a-sequence and b-sequence image sequences) is graphed, it is expressed as a graph Gc shown in FIG. In FIG. 19, the horizontal axis indicates the difference (pixel pitch) of the centroid position of the b-sequence image sequence to the centroid position of the a-sequence image sequence, and the ordinate indicates the defocus amount (μm). Incidentally, the center-of-gravity position X g for each image column, for example, be determined by the following calculation formula (1).

Figure 2010169709
Figure 2010169709

ただし、上式(１)において、Ｘ1〜Ｘnは、例えばＡＦラインＬｆにおける左端からの画素位置を表し、Ｙ1〜Ｙnは、各位置Ｘ1〜Ｘnの第１ＡＦ画素１１ａ、第２ＡＦ画素１１ｂからの出力値を表している。 However, in the above formula (1), X 1 to X n represent pixel positions from the left end in the AF line Lf, for example, and Y 1 to Y n represent the first AF pixel 11a and the first AF pixels at the respective positions X 1 to X n . The output value from the 2AF pixel 11b is shown.

図１９に示すグラフＧｃのように一対の像列における重心位置の差とデフォーカス量との関係は、比例関係となっている。この関係について、デフォーカス量をＤＦ(μｍ)とし重心位置の差をＣ(μｍ)として数式で表現すると、次の式(２)のようになる。   As in the graph Gc shown in FIG. 19, the relationship between the difference between the centroid positions in the pair of image rows and the defocus amount is a proportional relationship. This relationship can be expressed by the following equation (2) when the defocus amount is DF (μm) and the difference in the center of gravity is C (μm).

Figure 2010169709
Figure 2010169709

ここで、上式(２)の係数ｋは、図１９のグラフＧｃに関する傾きＧｋ(破線で図示)を表しており、工場試験等によって事前に取得できるものである。   Here, the coefficient k in the above equation (2) represents a gradient Gk (shown by a broken line) with respect to the graph Gc in FIG. 19 and can be obtained in advance by a factory test or the like.

以上のことから、ＡＦ画素対１１ｆで得られるａ系列のデータとｂ系列のデータとに関する重心位置の差(位相差)を位相差ＡＦ演算回路７７で求めた後に、上式(２)を利用してデフォーカス量を算出する。なお、ＡＦ画素対１１ｆｐにおいて一対の光電変換部ＰＤから得られるａ系列のデータおよびｂ系列のデータを用いても、同様にデフォーカス量が算出できる。そして、算出されたデフォーカス量に相当する駆動量をフォーカスレンズ２１１に与えることで、検出された焦点位置にフォーカスレンズ２１１を移動させるオートフォーカス(ＡＦ)制御が可能となる。なお、上記のデフォーカス量とフォーカスレンズ２１１の駆動量との関係は、カメラボディ１０に装着されている交換レンズ２の設計値より一意に定まるものである。   From the above, after obtaining the difference (phase difference) of the center of gravity regarding the a-sequence data and the b-sequence data obtained by the AF pixel pair 11f by the phase difference AF calculation circuit 77, the above equation (2) is used. To calculate the defocus amount. Note that the defocus amount can be calculated in the same manner using the a-series data and the b-series data obtained from the pair of photoelectric conversion units PD in the AF pixel pair 11fp. Then, by providing the focus lens 211 with a drive amount corresponding to the calculated defocus amount, autofocus (AF) control for moving the focus lens 211 to the detected focus position becomes possible. The relationship between the defocus amount and the drive amount of the focus lens 211 is uniquely determined from the design value of the interchangeable lens 2 attached to the camera body 10.

以上のような撮像装置１の撮像素子１０１には、通常画素ラインＬｎの光電変換部ＰＤと同等のサイズを有した一対の光電変換部ＰＤと、１つのマイクロレンズＭＬ(ＭＬｐ)と、この直下にマイクロレンズの大きさ程の開口ＯＰが形成された第１メタル４４(４４ｐ)とを備えて位相差ＡＦを実現するＡＦ画素対１１ｆ(１１ｆｐ)が設けられている。これにより、撮像素子（位相差検出機能付き撮像素子）１０１では、位相差検出方式の焦点検出を精度良く行えるとともに、画素の微細化が進んでも良好な製造が可能となる。また、上述した特許文献２の位相差検出機能付き撮像素子のようにメタル層(遮光マスク)の小さな開口で被写体光束を制限して瞳分割を行うタイプに比べて、必要な光束がカットされるのを抑制できるため、ＡＦ画素対における一対の光電変換部ＰＤでの感度低下を抑えることができる。さらに、特許文献２の位相差検出機能付き撮像素子では、小さな開口を形成するメタル層が光電変換部上に張り出して剥き出しとなるためゴースト・フレアの原因となる可能性があるが、本実施形態の撮像素子１０１では、第１メタル(メタル層)４４上にブラックフィルタＦｂを配置しているため、ゴースト・フレアを防止できる。   The imaging device 101 of the imaging apparatus 1 as described above includes a pair of photoelectric conversion units PD having a size equivalent to that of the photoelectric conversion unit PD of the normal pixel line Ln, one microlens ML (MLp), and a position directly below the photoelectric conversion unit PD. In addition, an AF pixel pair 11f (11fp) that realizes the phase difference AF is provided with a first metal 44 (44p) in which an opening OP about the size of a microlens is formed. As a result, the image sensor (image sensor with phase difference detection function) 101 can perform focus detection by the phase difference detection method with high accuracy and can be manufactured well even if the pixels are miniaturized. Further, as compared with the type in which the subject light beam is limited by a small opening of the metal layer (light-shielding mask) as in the above-described image sensor with a phase difference detection function in Patent Document 2, the necessary light beam is cut. Therefore, it is possible to suppress a decrease in sensitivity in the pair of photoelectric conversion units PD in the AF pixel pair. Furthermore, in the imaging device with a phase difference detection function disclosed in Patent Document 2, a metal layer that forms a small opening protrudes and is exposed on the photoelectric conversion unit, which may cause ghost and flare. Since the black filter Fb is disposed on the first metal (metal layer) 44 in the image pickup device 101, ghost and flare can be prevented.

また、撮像素子１０１におけるＡＦ画素対１１ｆ、１１ｆｐでは、図１１、１３のようにマイクロレンズＭＬ、ＭＬｐの下方に光電変換部ＰＤの配列に至るまで遮光性の部材が存在しない非遮光性の空間が形成され、この非遮光性の空間に近接する第２メタル４５および第３メタル４６との間にスペース(間隙)ＳＰが設けられている。その結果、撮像面１０１ｆの中央Ｃｏから大きく離れた領域(像高が大きくなる領域)、例えば図１０に示す端部領域Ｇｅに配設されるＡＦ画素対においても、マイクロレンズを通った被写体光束が第２・第３メタルに当たって光量ロスを生じることがなくなり、一対の光電変換部ＰＤでの出力低下を適切に抑制できる。   Further, in the AF pixel pair 11f and 11fp in the image sensor 101, as shown in FIGS. 11 and 13, a non-light-shielding space in which no light-shielding member exists until the array of the photoelectric conversion units PD is provided below the microlenses ML and MLp. And a space (gap) SP is provided between the second metal 45 and the third metal 46 adjacent to the non-light-shielding space. As a result, the subject light flux that has passed through the microlens also in an AF pixel pair disposed in a region (image region where the image height increases) far away from the center Co of the imaging surface 101f, for example, the end region Ge shown in FIG. However, the light quantity loss does not occur when it hits the second and third metals, and the output decrease in the pair of photoelectric conversion parts PD can be appropriately suppressed.

また、撮像素子１０１の通常画素においては、図８に示す通常画素１１０ｐのように光電変換部ＰＤの配列の上方に設けられる第２メタル４２ｐおよび第３メタル４３ｐの配置は、撮像面１０１ｆの中央Ｃｏからの距離に応じて水平方向(Ｘ方向)に沿った調整が加えられる。これにより、撮像面１０１ｆの中央Ｃｏから大きく離れた領域(像高が大きくなる領域)、例えば図１０に示す端部領域Ｇｅに配設される通常画素においても、マイクロレンズを通った被写体光束が第２・第３メタルに当たって光量のロスを生じることがなくなり、光電変換部ＰＤでの出力低下を適切に抑制できる。   Further, in the normal pixel of the image sensor 101, the arrangement of the second metal 42p and the third metal 43p provided above the arrangement of the photoelectric conversion units PD as in the normal pixel 110p shown in FIG. 8 is the center of the imaging surface 101f. Adjustment along the horizontal direction (X direction) is applied according to the distance from Co. As a result, the subject luminous flux that has passed through the microlens is also present in a region that is far away from the center Co of the imaging surface 101f (region in which the image height increases), for example, a normal pixel disposed in the end region Ge shown in FIG. A loss of light quantity does not occur when hitting the second and third metals, and a decrease in output at the photoelectric conversion unit PD can be appropriately suppressed.

＜変形例＞
・上記の実施形態におけるＡＦ画素対１１ｆｐについては、図１３のようにマイクロレンズＭＬｐの配置調整に連動した第１メタル４４ｐの開口ＯＰｐを形成するのは必須でなく、マイクロレンズＭＬｐの配置調整に連動せず図１１のＡＦ画素対１１ｆと同じ位置に第１メタルの開口ＯＰを形成しても良い。 <Modification>
For the AF pixel pair 11fp in the above embodiment, it is not essential to form the opening OPp of the first metal 44p in conjunction with the adjustment of the arrangement of the microlens MLp as shown in FIG. 13, but for the arrangement adjustment of the microlens MLp. The first metal opening OP may be formed at the same position as the AF pixel pair 11f in FIG.

・上記の実施形態においては、図６のように通常画素１１０と同じ構成のマイクロレンズＭＬを備えたＡＦラインＬｆを有するＡＦエリアＥｆを採用するのは必須でなく、図２０および図２１に示すように通常画素１１０より直径が大きいマイクロレンズＭＬｒを備えたＡＦラインＬｆｒを有するＡＦエリアＥｆｒを採用しても良い。この場合には、マイクロレンズＭＬｒの径に応じた第１メタル４４ｒの開口、具体的には図１１に示す開口ＯＰより多少大きな開口ＯＰｒを形成するようにする。このようなマイクロレンズＭＬｒ(および第１メタル４４ｒの開口ＯＰｒ)とにより、ＡＦ画素対１１ｆｒの感度向上が図れることとなる。   In the above embodiment, it is not essential to employ the AF area Ef having the AF line Lf including the microlens ML having the same configuration as that of the normal pixel 110 as shown in FIG. 6, as shown in FIGS. 20 and 21. As described above, the AF area Efr having the AF line Lfr including the microlens MLr having a diameter larger than that of the normal pixel 110 may be employed. In this case, the opening of the first metal 44r corresponding to the diameter of the microlens MLr, specifically, the opening OPr slightly larger than the opening OP shown in FIG. 11 is formed. Such a micro lens MLr (and the opening OPr of the first metal 44r) can improve the sensitivity of the AF pixel pair 11fr.

・上記の実施形態におけるＡＦ画素対については、図１１のようにブラックフィルタＦｂ直下の箇所ＯＱが塞がれた第１メタル４４を採用するのは必須でなく、図２２のようにブラックフィルタＦｂ直下に開口ＯＰが形成された第１メタル４４ａを採用するようにしても良い。この場合には、ブラックフィルタＦｂを透過する光が、その直下の光電変換部ＰＤで受光されるのを抑制するため、ブラックフィルタＦｂは透過率が低いもの(例えば３％以下)を使用するのが好ましい。このようにブラックフィルタＦｂ直下に開口ＯＰを形成することとすれば、ＡＦラインＬｆにおいても、通常画素１１０の配列と同様のピッチで第１メタルに開口ＯＰを設けることができ、通常画素１１０における第１メタルの設計を流用できる。なお、図２２のようにブラックフィルタＦｂ直下に開口ＯＰが形成された第１メタル４４ａを採用することは、図１３に示すＡＦ画素対１１ｆｐでも可能である。   For the AF pixel pair in the above embodiment, it is not essential to use the first metal 44 in which the portion OQ immediately below the black filter Fb is closed as shown in FIG. 11, and the black filter Fb is used as shown in FIG. You may make it employ | adopt the 1st metal 44a in which opening OP was formed directly under. In this case, in order to suppress the light transmitted through the black filter Fb from being received by the photoelectric conversion unit PD immediately below the black filter Fb, a filter having a low transmittance (for example, 3% or less) is used. Is preferred. As described above, if the opening OP is formed immediately below the black filter Fb, the opening OP can be provided in the first metal at the same pitch as the arrangement of the normal pixels 110 in the AF line Lf. The design of the first metal can be diverted. Note that it is possible to adopt the first metal 44a in which the opening OP is formed immediately below the black filter Fb as shown in FIG. 22 even in the AF pixel pair 11fp shown in FIG.

一方、上記の実施形態では、図１１や図１３のような構成においてブラックフィルタＦｂを省略するようにしても良い。この場合には、上述したように第１メタルが剥き出しとなってゴースト・フレアが懸念されるが、これは例えば第１メタルの上面を黒色に着色したり、黒色の導電性材料で形成された導電層を第１メタルとして採用するなどして抑制することが可能である。   On the other hand, in the above embodiment, the black filter Fb may be omitted in the configuration shown in FIGS. In this case, as described above, the first metal is exposed and there is a concern about ghosts and flares. For example, the upper surface of the first metal is colored black or formed of a black conductive material. It is possible to suppress the conductive layer by adopting it as the first metal.

・上記の実施形態における撮像素子については、図６のようにＡＦ画素対１１ｆのみで構成されるＡＦラインＬｆを有したＡＦエリアＥｆを採用するのは必須でなく、図２３のようにＡＦ画素対１１ｆの間に通常画素１１０が介挿されたＡＦラインＬｆａを有したＡＦエリアＥｆａを採用しても良い。この場合には、ＡＦ画素対１１ｆで欠落する被写体の画像情報を、ＡＦラインＬｆａに介挿された通常画素１１０の画像情報を利用して補完できるため、画像品質の向上が図れる。   For the image sensor in the above-described embodiment, it is not essential to adopt the AF area Ef having the AF line Lf configured by only the AF pixel pair 11f as shown in FIG. 6, and the AF pixel as shown in FIG. An AF area Efa having an AF line Lfa in which the normal pixel 110 is interposed between the pair 11f may be employed. In this case, the image information of the subject missing in the AF pixel pair 11f can be complemented using the image information of the normal pixel 110 inserted in the AF line Lfa, so that the image quality can be improved.

・上記の実施形態においては、通常画素ラインＬｎに形成される第１メタル４１の各開口ＯＰに対して１つおきに開口ＯＰを設けたＡＦラインを採用するのは必須でなく、２つおきや、３つおき以上に開口ＯＰを設けたＡＦラインを採用しても良い。   In the above embodiment, it is not essential to use an AF line in which every other opening OP is provided for each opening OP of the first metal 41 formed in the normal pixel line Ln. Alternatively, an AF line having openings OP every three or more may be employed.

・上記の実施形態におけるＡＦラインＬｆのＡＦ画素対１１ｆについては、光電変換部ＰＤより上方の部材（マイクロレンズやカラーフィルタ）を通常画素ラインＬｎに対して半ピッチずらずのは必須でなく、光電変換部ＰＤより上方の部材はそのままにして光電変換部ＰＤの方を通常画素１１０の水平ラインに対して半ピッチずらずようにしても良い。このように光電変換部ＰＤより上方の部材を光電変換部ＰＤに対して相対的に半ピッチずらすことにより、上述した各実施形態の効果が奏される。   -For the AF pixel pair 11f of the AF line Lf in the above-described embodiment, it is not essential that the members (microlenses and color filters) above the photoelectric conversion unit PD are not shifted by a half pitch with respect to the normal pixel line Ln. The member above the photoelectric conversion unit PD may be left as it is so that the photoelectric conversion unit PD is not shifted by a half pitch with respect to the horizontal line of the normal pixel 110. Thus, the effect of each embodiment mentioned above is show | played by shifting the member above photoelectric conversion part PD by a half pitch relatively with respect to photoelectric conversion part PD.

・上記の実施形態においては、ＡＦラインＬｆを備えた撮像素子１０１を、一眼レフレックスタイプのデジタルカメラに設けるのは必須でなく、コンパクトタイプのデジタルカメラに設けるようにしても良い。   In the above-described embodiment, it is not essential to provide the image sensor 101 having the AF line Lf in a single-lens reflex digital camera, and it may be provided in a compact digital camera.

・上記の実施形態におけるＡＦ画素対については、第１メタル４４の開口ＯＰ上に透明なカラーフィルタを設けるのは必須でなく、ピント合わせの精度を重視する観点から視感度特性に優れた緑色のカラーフィルタを設けても良く、また赤色や青色のカラーフィルタを設けても良い。   For the AF pixel pair in the above-described embodiment, it is not essential to provide a transparent color filter on the opening OP of the first metal 44. From the viewpoint of focusing on the accuracy of focusing, a green color with excellent visibility characteristics is provided. A color filter may be provided, or a red or blue color filter may be provided.

・上記の実施形態においては、ブラックフィルタＦｂ上にマイクロレンズを設置するようにしても良い。このようにマイクロレンズを設置することとすれば、通常画素１１０の配列と同様のピッチでマイクロレンズを配置することができ、通常画素１１０におけるマイクロレンズの配置設計を流用できる。   In the above embodiment, a micro lens may be installed on the black filter Fb. If the microlenses are installed in this way, the microlenses can be arranged at the same pitch as the arrangement of the normal pixels 110, and the arrangement design of the microlenses in the normal pixels 110 can be diverted.

・上記の実施形態においては、ＡＦ画素対１１ｆの各画素からの出力バランスを良好にするのに適した半ピッチ(５割のピッチ)のズレを生じさせるのは必須でなく、例えば任意(例えば４割程度)のピッチのズレを生じさせても良い。この場合には、射出瞳が２等分されなくなるため第１ＡＦ画素と第２ＡＦ画素との間で出力のアンバランスが生じるが、例えば受光量が小さい方の画素出力に、それぞれの画素で受光される射出瞳の各部分領域に関する面積比などに基づくゲインβを乗算してアンバランスを改善する処置を施すことが可能である。   In the above embodiment, it is not essential to cause a half-pitch (50% pitch) shift suitable for improving the output balance from each pixel of the AF pixel pair 11f. A pitch deviation of about 40% may be generated. In this case, since the exit pupil is not divided into two equal parts, an output imbalance occurs between the first AF pixel and the second AF pixel. For example, the pixel output having the smaller light reception amount is received by each pixel. It is possible to perform a treatment for improving the unbalance by multiplying the gain β based on the area ratio of each partial region of the exit pupil.

・上記の実施形態においては、１つのマイクロレンズＭＬを通過した被写体光束を一対の光電変換部ＰＤで受光して瞳分割を行うのは必須でなく、一対のマイクロレンズＭＬを通過した被写体光束を一対の光電変換部ＰＤで受光して瞳分割を行う構成でも良い。このような場合でも、上述した光束非通過領域に第２・第３メタルを寄せることができれば、像高が大きくなっても適切な瞳分割が可能となる。   In the above embodiment, it is not essential that the subject light flux that has passed through one microlens ML is received by the pair of photoelectric conversion units PD and the pupil division is performed, but the subject light flux that has passed through the pair of microlenses ML A configuration in which pupil division is performed by receiving light with a pair of photoelectric conversion units PD may be employed. Even in such a case, if the second and third metals can be brought close to the light flux non-passing region, appropriate pupil division is possible even if the image height increases.

本発明は詳細に説明されたが、以上の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。   Although the present invention has been described in detail, the above description is illustrative in all aspects, and the present invention is not limited thereto. It is understood that countless variations that are not illustrated can be envisaged without departing from the scope of the present invention.

１ 撮像装置
２ 交換レンズ
１０ カメラボディ
１１ａ、１１ａｐ、１１ｃ 第１ＡＦ画素
１１ｂ、１１ｂｐ、１１ｄ 第２ＡＦ画素
１１ｆ、１１ｆｐ、１１ｆｒ ＡＦ画素対
４１、４４、４４ａ、４４ｐ、４４ｒ 第１メタル
４２、４２ｐ、４５ 第２メタル
４３、４３ｐ、４６ 第３メタル
６２ メイン制御部
７７ 位相差ＡＦ演算回路
１０１ 撮像素子
１０１ｆ 撮像面
１１０、１１０ｐ 通常画素
ＡＸ マイクロレンズの光軸
Ｅｆ、Ｅｆａ、Ｅｆｏ〜Ｅｆｒ ＡＦエリア
Ｆｂ 黒色のカラーフィルタ(ブラックフィルタ)
Ｌｆ、Ｌｆａ、Ｌｆｒ ＡＦライン
ＭＬ、ＭＬｒ マイクロレンズ
Ｑａ 射出瞳の左側部分
Ｑｂ 射出瞳の右側部分
ＰＤ 光電変換部
ＳＰ スペース DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging device 2 Interchangeable lens 10 Camera body 11a, 11ap, 11c 1st AF pixel 11b, 11bp, 11d 2nd AF pixel 11f, 11fp, 11fr AF pixel pair 41, 44, 44a, 44p, 44r 1st metal 42, 42p, 45 Second metal 43, 43p, 46 Third metal 62 Main control unit 77 Phase difference AF calculation circuit 101 Imaging element 101f Imaging surface 110, 110p Normal pixel AX Microlens optical axes Ef, Efa, Efo to Efr AF area Fb Black Color filter (black filter)
Lf, Lfa, Lfr AF line ML, MLr Microlens Qa Left side portion Qb of exit pupil Right side portion of exit pupil PD Photoelectric converter SP Space

Claims (5)

第１方向に光電変換部を配列した第１方向の配列が前記第１方向と直交する第２方向に複数設けられて光電変換部のマトリクス配置が形成された受光部と、
複数のマイクロレンズからなり、前記受光部の上方に設けられるマイクロレンズ部と、
前記受光部と前記マイクロレンズ部との間で、前記マトリクス配置における前記第２方向の光電変換部の各配列に沿って配置される複数の線状部材と、
を備えており、
前記マトリクス配置における特定の第１方向の配列には、撮影光学系の射出瞳において前記第１方向に沿って互いに逆向きに偏った一対の部分領域を通過した被写体光束を所定のマイクロレンズを介して受光する一対の光電変換部が設けられるとともに、
前記所定のマイクロレンズの下方には前記受光部に至るまで非遮光性の空間が形成され、前記複数の線状部材のうち前記非遮光性の空間に近接する線状部材と当該非遮光性の空間との間には、所定の間隙が設けられている撮像素子。 A light receiving unit in which a plurality of arrays in a first direction in which photoelectric conversion units are arranged in a first direction are provided in a second direction orthogonal to the first direction to form a matrix arrangement of photoelectric conversion units;
A microlens portion comprising a plurality of microlenses, and provided above the light receiving portion;
A plurality of linear members arranged along each array of the photoelectric conversion units in the second direction in the matrix arrangement between the light receiving unit and the micro lens unit,
With
In the arrangement in the specific first direction in the matrix arrangement, the subject luminous flux that has passed through a pair of partial areas that are biased in opposite directions along the first direction in the exit pupil of the photographing optical system is passed through a predetermined microlens. A pair of photoelectric conversion units for receiving light is provided,
A non-light-shielding space is formed below the predetermined microlens up to the light receiving unit, and a linear member adjacent to the non-light-shielding space and the non-light-shielding property among the plurality of linear members. An imaging device in which a predetermined gap is provided between the space. 前記複数の線状部材それぞれは、電気配線に係る配線部材として構成されている請求項１記載の撮像素子。   The imaging device according to claim 1, wherein each of the plurality of linear members is configured as a wiring member related to electrical wiring. 前記特定の第１方向の配列の上方に設けられる前記所定のマイクロ
レンズの配置は前記受光部の中央からの距離に応じて前記第１方向に沿った調整が加えられる一方、当該特定の第１方向の配列の上方に設けられる前記線状部材の配置は前記受光部の中心からの距離に対して非連動である請求項１記載の撮像素子。 The arrangement of the predetermined microlens provided above the arrangement in the specific first direction is adjusted along the first direction according to the distance from the center of the light receiving unit, while the specific first lens is arranged. The imaging device according to claim 1, wherein the arrangement of the linear members provided above the arrangement of directions is not linked to the distance from the center of the light receiving unit. 第１方向に光電変換部を配列した第１方向の配列が前記第１方向と直交する第２方向に複数設けられて光電変換部のマトリクス配置が形成された受光部と、
複数のマイクロレンズからなり、前記受光部の上方に設けられるマイクロレンズ部と、
前記受光部と前記マイクロレンズ部との間で、前記マトリクス配置における前記第２方向の光電変換部の各配列に沿って配置される複数の線状部材と、
を備えており、
前記マトリクス配置における所定の第１方向の配列の上方に設けられる前記線状部材の配置は、前記受光部の中央からの距離に応じて前記第１方向に沿った調整が加えられる撮像素子。 A light receiving unit in which a plurality of arrays in a first direction in which photoelectric conversion units are arranged in a first direction are provided in a second direction orthogonal to the first direction to form a matrix arrangement of photoelectric conversion units;
A microlens portion comprising a plurality of microlenses, and provided above the light receiving portion;
A plurality of linear members arranged along each array of the photoelectric conversion units in the second direction in the matrix arrangement between the light receiving unit and the micro lens unit,
With
The image sensor in which the arrangement of the linear members provided above the array in the predetermined first direction in the matrix arrangement is adjusted along the first direction according to the distance from the center of the light receiving unit. 撮影光学系と、
前記撮影光学系の射出瞳を通った被写体光束を受光する撮像素子と、
を備えており、
前記撮像素子は、
第１方向に光電変換部を配列した第１方向の配列が前記第１方向と直交する第２方向に複数設けられて光電変換部のマトリクス配置が形成された受光部と、
複数のマイクロレンズからなり、前記受光部の上方に設けられるマイクロレンズ部と、
前記受光部と前記マイクロレンズ部との間で、前記マトリクス配置における前記第２方向の光電変換部の各配列に沿って配置される複数の線状部材と、
を有し、
前記マトリクス配置における特定の第１方向の配列には、前記射出瞳において前記第１方向に沿って互いに逆向きに偏った一対の部分領域を通過した被写体光束を所定のマイクロレンズを介して受光する一対の光電変換部が設けられるとともに、
前記所定のマイクロレンズの下方には前記受光部に至るまで非遮光性の空間が形成され、前記複数の線状部材のうち前記非遮光性の空間に近接する線状部材と当該非遮光性の空間との間には、所定の間隙が設けられている撮像装置。 Photographic optics,
An image sensor for receiving a subject luminous flux that has passed through an exit pupil of the imaging optical system;
With
The image sensor is
A light receiving unit in which a plurality of arrays in a first direction in which photoelectric conversion units are arranged in a first direction are provided in a second direction orthogonal to the first direction to form a matrix arrangement of photoelectric conversion units;
A microlens portion comprising a plurality of microlenses, and provided above the light receiving portion;
A plurality of linear members arranged along each array of the photoelectric conversion units in the second direction in the matrix arrangement between the light receiving unit and the micro lens unit,
Have
In the arrangement in the specific first direction in the matrix arrangement, the subject luminous flux that has passed through a pair of partial areas that are biased in the opposite directions along the first direction in the exit pupil is received through a predetermined microlens. While a pair of photoelectric conversion units are provided,
A non-light-shielding space is formed below the predetermined microlens up to the light receiving unit, and a linear member adjacent to the non-light-shielding space and the non-light-shielding property among the plurality of linear members. An imaging apparatus in which a predetermined gap is provided between the space.
JP2009009467A 2009-01-20 2009-01-20 Imaging element and imaging apparatus Pending JP2010169709A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009009467A JP2010169709A (en) 2009-01-20 2009-01-20 Imaging element and imaging apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009009467A JP2010169709A (en) 2009-01-20 2009-01-20 Imaging element and imaging apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010169709A true JP2010169709A (en) 2010-08-05

Family

ID=42701956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009009467A Pending JP2010169709A (en) 2009-01-20 2009-01-20 Imaging element and imaging apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010169709A (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012128390A1 (en) * 2011-03-24 2012-09-27 Canon Kabushiki Kaisha Image sensor and imaging device
US8682104B2 (en) 2011-03-11 2014-03-25 Sony Corporation Image synthesizing apparatus, image synthesizing method, and image synthesizing program
JP2014082310A (en) * 2012-10-16 2014-05-08 Canon Inc Solid state image pickup device, method for manufacturing solid state image pickup divide, and image pickup system
WO2014109334A1 (en) * 2013-01-10 2014-07-17 オリンパスイメージング株式会社 Image pickup device, image correction method, image processing device and image processing method
EP2797312A4 (en) * 2011-12-21 2015-11-18 Sharp Kk Imaging device and electronic information device
US9491442B2 (en) 2014-04-28 2016-11-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Image processing device and mobile computing device having the same
US9748288B2 (en) 2015-02-16 2017-08-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor including pixels having plural photoelectric converters configured to convert light of different wavelengths and imaging apparatus including the same
JP2018014476A (en) * 2016-07-21 2018-01-25 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司ＶｉｓＥｒａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ Image sensor structure
US10003731B2 (en) 2012-03-28 2018-06-19 Fujifilm Corporation Image element, and imaging device and imaging method using the same for achieving improved image quality regardless of an incident angle of light
CN109255285A (en) * 2017-07-13 2019-01-22 三星电子株式会社 Based on optical fingerprint sensor, include its electronic device and its operating method
KR20190089537A (en) * 2018-01-23 2019-07-31 삼성전자주식회사 Image sensor and manufacturing method thereof
US11595575B2 (en) 2020-05-11 2023-02-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000292686A (en) * 1999-04-06 2000-10-20 Olympus Optical Co Ltd Image pickup device
JP2001237404A (en) * 2000-02-23 2001-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Amplifying solid-state image pickup device
JP2005300992A (en) * 2004-04-13 2005-10-27 Canon Inc Device for detecting focal point
JP2006154065A (en) * 2004-11-26 2006-06-15 Canon Inc Imaging apparatus and its control method
JP2007184840A (en) * 2006-01-10 2007-07-19 Nikon Corp Solid-state imaging apparatus and electronic camera using the same
JP2008263352A (en) * 2007-04-11 2008-10-30 Nikon Corp Imaging element, focus detecting device, and imaging device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000292686A (en) * 1999-04-06 2000-10-20 Olympus Optical Co Ltd Image pickup device
JP2001237404A (en) * 2000-02-23 2001-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Amplifying solid-state image pickup device
JP2005300992A (en) * 2004-04-13 2005-10-27 Canon Inc Device for detecting focal point
JP2006154065A (en) * 2004-11-26 2006-06-15 Canon Inc Imaging apparatus and its control method
JP2007184840A (en) * 2006-01-10 2007-07-19 Nikon Corp Solid-state imaging apparatus and electronic camera using the same
JP2008263352A (en) * 2007-04-11 2008-10-30 Nikon Corp Imaging element, focus detecting device, and imaging device

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8682104B2 (en) 2011-03-11 2014-03-25 Sony Corporation Image synthesizing apparatus, image synthesizing method, and image synthesizing program
US9456135B2 (en) 2011-03-11 2016-09-27 Sony Corporation Image synthesizing apparatus, image synthesizing method, and image synthesizing program
US9231009B2 (en) 2011-03-24 2016-01-05 Canon Kabushiki Kaisha Image sensor and imaging device
WO2012128390A1 (en) * 2011-03-24 2012-09-27 Canon Kabushiki Kaisha Image sensor and imaging device
USRE48548E1 (en) 2011-03-24 2021-05-11 Canon Kabushiki Kaisha Image sensor and imaging device
EP2797312A4 (en) * 2011-12-21 2015-11-18 Sharp Kk Imaging device and electronic information device
US9979950B2 (en) 2011-12-21 2018-05-22 Sharp Kabushiki Kaisha Imaging device and electronic information instrument
US10003731B2 (en) 2012-03-28 2018-06-19 Fujifilm Corporation Image element, and imaging device and imaging method using the same for achieving improved image quality regardless of an incident angle of light
JP2014082310A (en) * 2012-10-16 2014-05-08 Canon Inc Solid state image pickup device, method for manufacturing solid state image pickup divide, and image pickup system
JP2015018256A (en) * 2013-01-10 2015-01-29 オリンパスイメージング株式会社 Imaging apparatus and optical axis position calculation method
US9398207B2 (en) 2013-01-10 2016-07-19 Olympus Corporation Imaging apparatus and image correction method, and image processing apparatus and image processing method
JP5622975B1 (en) * 2013-01-10 2014-11-12 オリンパスイメージング株式会社 Imaging apparatus, image correction method, image processing apparatus, and image processing method
WO2014109334A1 (en) * 2013-01-10 2014-07-17 オリンパスイメージング株式会社 Image pickup device, image correction method, image processing device and image processing method
US9848153B2 (en) 2014-04-28 2017-12-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Image processing device to extract color and depth data from image data, and mobile computing device having the same
US10291872B2 (en) 2014-04-28 2019-05-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Image processing device and mobile computing device having the same
US9491442B2 (en) 2014-04-28 2016-11-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Image processing device and mobile computing device having the same
US11159758B2 (en) 2014-04-28 2021-10-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Image processing device and mobile computing device having the same
US11477409B2 (en) 2014-04-28 2022-10-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Image processing device and mobile computing device having the same
US9748288B2 (en) 2015-02-16 2017-08-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor including pixels having plural photoelectric converters configured to convert light of different wavelengths and imaging apparatus including the same
US10115753B2 (en) 2015-02-16 2018-10-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor including pixels having plural photoelectric converters configured to convert light of different wavelengths and imaging apparatus including the same
JP2018014476A (en) * 2016-07-21 2018-01-25 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司ＶｉｓＥｒａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ Image sensor structure
CN109255285A (en) * 2017-07-13 2019-01-22 三星电子株式会社 Based on optical fingerprint sensor, include its electronic device and its operating method
KR20190089537A (en) * 2018-01-23 2019-07-31 삼성전자주식회사 Image sensor and manufacturing method thereof
KR102490821B1 (en) * 2018-01-23 2023-01-19 삼성전자주식회사 Image sensor and manufacturing method thereof
US11595575B2 (en) 2020-05-11 2023-02-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5476716B2 (en) Imaging device and imaging apparatus
JP5593602B2 (en) Imaging device and imaging apparatus
JP5229060B2 (en) Imaging apparatus and focus detection method
JP5050928B2 (en) Imaging device and imaging device
JP5040700B2 (en) Imaging device and imaging apparatus
JP4321579B2 (en) Imaging device
JP2010169709A (en) Imaging element and imaging apparatus
JP5169144B2 (en) Imaging device
JP2010160313A (en) Imaging element and imaging apparatus
JP4973478B2 (en) Imaging device and imaging apparatus
JP5003132B2 (en) Imaging device and imaging apparatus
JP5109641B2 (en) Imaging device and imaging apparatus
JP2009069255A (en) Imaging device and focusing control method
JP2010139942A (en) Image pickup apparatus and focus control method
JP5071044B2 (en) Imaging device
JP2009139795A (en) Imaging device
JP2008134390A (en) Imaging apparatus
JP2012222742A (en) Imaging element and imaging apparatus
JP5625856B2 (en) IMAGING DEVICE AND IMAGING DEVICE CONTROL METHOD
JP2008134413A (en) Imaging apparatus
JP2010237400A (en) Image capturing apparatus and focus detecting method
JP5157525B2 (en) Imaging device
JP2009150978A (en) Imaging sensor and imaging device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111122

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120815

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120821

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20121211