JP2014211590A - Image pickup element and focus detection device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image pickup element that enables an image of excellent image quality to be acquired.SOLUTION: An image pickup element is provided with a plurality of image pickup pixels 221a to 221c and a plurality of focus detection pixels 222G, 222G, 222 Nand 222 N. The plurality of image pickup pixels 221a to 221c are two-dimensionally arranged in a longitudinal direction and a lateral direction, and the mutually adjacent image pickup pixels 221a to 221c have mutually different spectral characteristics. The plurality of focus detection pixels 222G, 222G, 222 Nand 222 Nconstitute a one-dimensional focus detection pixel array, and have a pair of first focus detection pixels 222Gand 222Greceiving a pair of beams of light and a pair of second focus detection pixels 222 Nand 222 Nreceiving a pair of beams of light different from the first focus detection pixels 222Gand 222G. The image pickup element is characterized in that spectral characteristics of the first focus detection pixels 222Gand 222Gare mutually different from those of the second focus detection pixels 222 Nand 222 N.

Description

本発明は、撮像素子および焦点検出装置に関する。   The present invention relates to an image sensor and a focus detection device.

従来より、撮像のための撮像画素と位相差検出方式による焦点検出を行うための焦点検出用画素とを有する撮像素子が知られている。このような撮像素子において、画像の画質を向上させるために、隣接する所定数の撮像画素および焦点検出画素を１グループとし、グループごとに同一のカラーフィルタを設けることで、画像撮像時に、焦点検出用画素における画素信号を隣接する撮像画素の画素信号を用いて補間可能とする技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
しかしながら、従来技術では、隣接する所定数の撮像画素および焦点検出画素に同一の色フィルタを設けているために、グループごとに１つの色情報しか得られず、互いに隣接する撮像画素および焦点検出画素が異なる色情報を出力できる場合と比べて、撮像画像の画質が低下してしまう場合があった。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an image sensor having an imaging pixel for imaging and a focus detection pixel for performing focus detection by a phase difference detection method. In such an image pickup device, in order to improve the image quality, a predetermined number of adjacent image pickup pixels and focus detection pixels are made into one group, and the same color filter is provided for each group, so that focus detection is performed during image pickup. A technique is known in which a pixel signal in a working pixel can be interpolated using a pixel signal of an adjacent imaging pixel (see, for example, Patent Document 1).
However, in the prior art, since the same color filter is provided for a predetermined number of adjacent imaging pixels and focus detection pixels, only one color information can be obtained for each group, and adjacent imaging pixels and focus detection pixels are obtained. In some cases, the image quality of a captured image is degraded as compared with the case where color information with different colors can be output.

特開２００８−３１２０７３号公報JP 2008-312073 A

本発明が解決しようとする課題は、良好な画質の画像を得ることができる撮像素子を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an imaging device capable of obtaining an image with good image quality.

本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。   The present invention solves the above problems by the following means.

[１]本発明に係る撮像素子は、光学系による像を撮像するための複数の撮像画素と、位相差検出方式により前記光学系の焦点状態を検出するための複数の焦点検出画素と、を備える撮像素子であって、前記複数の撮像画素は縦方向および横方向に２次元状に配置されるとともに、縦方向および横方向に互いに隣り合う前記撮像画素同士が互いに異なる分光特性を有し、前記複数の焦点検出画素は縦方向または横方向に１次元状の焦点検出画素列を構成するとともに、前記焦点検出画素列を構成する前記複数の焦点検出画素は、瞳分割された一対の光束を受光する一対の第１焦点検出画素と、瞳分割された一対の光束であり、前記第１焦点検出画素が受光する一対の光束とは異なる一対の光束を受光する一対の第２焦点検出画素とを有し、前記第１焦点検出画素が有する分光特性と前記第２焦点検出画素が有する分光特性とが互いに異なることを特徴とする。   [1] An imaging device according to the present invention includes a plurality of imaging pixels for capturing an image by an optical system, and a plurality of focus detection pixels for detecting a focus state of the optical system by a phase difference detection method. The plurality of imaging pixels are two-dimensionally arranged in the vertical direction and the horizontal direction, and the imaging pixels adjacent to each other in the vertical direction and the horizontal direction have different spectral characteristics, The plurality of focus detection pixels form a one-dimensional focus detection pixel row in the vertical direction or the horizontal direction, and the plurality of focus detection pixels constituting the focus detection pixel row receive a pair of pupil-divided light beams. A pair of first focus detection pixels that receive light, and a pair of second focus detection pixels that receive a pair of light beams different from the pair of light beams received by the first focus detection pixel. And said The spectral characteristics and the second focus detection pixels and spectral properties 1 focus detection pixel has has are different from each other to each other.

[２] 上記撮像素子に係る発明において、前記複数の撮像画素には、所定の分光特性を示す第１分光フィルタおよび前記第１分光フィルタとは異なる分光特性を示す第２分光フィルタがそれぞれ設けられているように構成することができる。   [2] In the invention relating to the imaging device, each of the plurality of imaging pixels is provided with a first spectral filter exhibiting predetermined spectral characteristics and a second spectral filter exhibiting spectral characteristics different from the first spectral filter. Can be configured.

[３] 上記撮像素子に係る発明において、前記一対の第１焦点検出画素には、前記第１分光フィルタまたは前記第２分光フィルタが示す分光特性と同じ分光特性を示す分光フィルタが設けられており、前記一対の第２焦点検出画素には、前記第１分光フィルタおよび前記第２分光フィルタとは異なる分光特性を示す分光フィルタが設けられているように構成することができる。   [3] In the invention relating to the imaging device, the pair of first focus detection pixels is provided with a spectral filter having the same spectral characteristic as the spectral characteristic of the first spectral filter or the second spectral filter. The pair of second focus detection pixels may be provided with a spectral filter having spectral characteristics different from those of the first spectral filter and the second spectral filter.

[４] 上記撮像素子に係る発明において、前記一対の第１焦点検出画素には、前記第１分光フィルタまたは前記第２分光フィルタが示す分光特性と同じ分光特性を示す分光フィルタが設けられており、前記一対の第２焦点検出画素には、分光フィルタが設けられていないように構成することができる。   [4] In the invention related to the imaging device, the pair of first focus detection pixels is provided with a spectral filter having the same spectral characteristic as that of the first spectral filter or the second spectral filter. The pair of second focus detection pixels may be configured not to be provided with a spectral filter.

[５] 上記撮像素子に係る発明において、前記一対の第１焦点検出画素には、前記第１分光フィルタが示す分光特性と同じ分光特性を示す分光フィルタが設けられており、前記一対の第２焦点検出画素には、前記第２分光フィルタが示す分光特性と同じ分光特性を示す分光フィルタが設けられていることを特徴とする撮像素子。   [5] In the invention relating to the imaging device, the pair of first focus detection pixels is provided with a spectral filter having the same spectral characteristic as the spectral characteristic of the first spectral filter, and the pair of second focus detection pixels. The focus detection pixel is provided with a spectral filter having the same spectral characteristic as that of the second spectral filter.

[６]本発明に係る撮像素子は、２次元状に配置された光学系による像を撮像するための第１撮像画素、前記第１撮像画素とは異なる分光特性を有する第２撮像画素、並びに、前記第１撮像画素及び前記第２撮像画素とは異なる分光特性を有する第３撮像画素を含む撮像画素群と、前記撮像画素群に隣接して所定方向に沿って備えられた位相差検出方式により前記光学系の焦点調節状態を検出するための第１焦点検出画素、及び、前記第１焦点検出画素とは異なる分光特性を有する第２焦点検出画素とを備える焦点検出画素群とを含み、前記第１焦点検出画素は、前記第１撮像画素、前記第２撮像画素及び前記第３撮像画素の少なくとも１つに備えられた色フィルタと同一色の色フィルタを有し、前記第２焦点検出画素は、ＮＤフィルタを有することを特徴とする。   [6] An image pickup device according to the present invention includes a first image pickup pixel for picking up an image by an optical system arranged two-dimensionally, a second image pickup pixel having a spectral characteristic different from that of the first image pickup pixel, and An imaging pixel group including a third imaging pixel having spectral characteristics different from those of the first imaging pixel and the second imaging pixel, and a phase difference detection method provided along a predetermined direction adjacent to the imaging pixel group A focus detection pixel group including a first focus detection pixel for detecting a focus adjustment state of the optical system and a second focus detection pixel having a spectral characteristic different from that of the first focus detection pixel, The first focus detection pixel has a color filter of the same color as a color filter provided in at least one of the first imaging pixel, the second imaging pixel, and the third imaging pixel, and the second focus detection Pixel has ND filter It is characterized in.

[７] 本発明に係る焦点検出装置は、上記撮像素子と、前記一対の第１焦点検出画素および前記一対の第２焦点検出画素の出力に基づいて、光学系の焦点状態を検出する焦点検出部２１と、前記第１焦点検出画素及び前記第１焦点検出画素の画素位置に対応する画素信号を補間演算する画素補間部とを備えることを特徴とする。   [7] A focus detection apparatus according to the present invention is a focus detection that detects a focus state of an optical system based on outputs of the imaging device, the pair of first focus detection pixels, and the pair of second focus detection pixels. And a pixel interpolating unit that interpolates pixel signals corresponding to the pixel positions of the first focus detection pixels and the first focus detection pixels.

本発明によれば、良好な画質の画像を得ることができる撮像素子を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the image pick-up element which can obtain a favorable image quality image can be provided.

図１は、本実施形態に係るカメラを示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a camera according to the present embodiment. 図２は、図１に示す撮像素子の撮像面を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing an imaging surface of the imaging device shown in FIG. 図３は、第１実施形態に係る撮像素子を示す正面図であり、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の配列を模式的に示す図である。FIG. 3 is a front view showing the image sensor according to the first embodiment, and is a diagram schematically showing the arrangement of the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 . . 図４（Ａ）は、撮像画素２２１ａの一つを拡大して示す正面図であり、図４（Ｂ）は、撮像画素２２１ｂの一つを拡大して示す正面図であり、図４（Ｃ）は、撮像画素２２１ｃの一つを拡大して示す正面図であり、図４（Ｄ）は、撮像画素２２１ａの一つを拡大して示す断面図であり、図４（Ｅ）は、撮像画素２２１ｂの一つを拡大して示す断面図であり、図４（Ｆ）は、撮像画素２２１ｃの一つを拡大して示す断面図である。4A is an enlarged front view showing one of the imaging pixels 221a, and FIG. 4B is an enlarged front view showing one of the imaging pixels 221b, and FIG. ) Is an enlarged front view showing one of the imaging pixels 221c, FIG. 4D is a sectional view showing one of the imaging pixels 221a in an enlarged manner, and FIG. FIG. 4F is an enlarged cross-sectional view illustrating one of the pixels 221b, and FIG. 4F is an enlarged cross-sectional view illustrating one of the imaging pixels 221c. 図５（Ａ）は、第１焦点検出画素２２２Ｇ１の一つを拡大して示す正面図、図５（Ｂ）は、第１焦点検出画素２２２Ｇ２の一つを拡大して示す正面図、図５（Ｃ）は、第２焦点検出画素２２２Ｎ１の一つを拡大して示す正面図、図５（Ｄ）は、第２焦点検出画素２２２Ｎ２の一つを拡大して示す正面図、図５（Ｅ）は、第１焦点検出画素２２２Ｇ１の一つを拡大して示す断面図、図５（Ｆ）は、第１焦点検出画素２２２Ｇ２の一つを拡大して示す断面図、図５（Ｇ）は、第２焦点検出画素２２２Ｎ１の一つを拡大して示す断面図、図５（Ｈ）は、第２焦点検出画素２２２Ｎ２の一つを拡大して示す断面図である。FIG. 5 (A), a front view showing an enlarged one of the first focus detection pixel 222G 1, FIG. 5 (B), a front view showing an enlarged one of the first focus detection pixel 222G 2, FIG. 5 (C) a front view showing an enlarged one second focus detection pixel 222N 1, FIG. 5 (D) a front view showing an enlarged one second focus detection pixel 222N 2, Figure 5 (E) is a sectional view showing an enlarged one of the first focus detection pixel 222G 1, FIG. 5 (F) is a sectional view showing an enlarged one of the first focus detection pixel 222G 2, Figure 5 (G) is a sectional view showing an enlarged one second focus detection pixel 222N 1, FIG. 5 (H) is a sectional view showing an enlarged one second focus detection pixel 222N 2 is there. 図６（Ａ）は、３つの撮像画素ＲＧＢそれぞれの波長に対する相対感度を示す分光特性図であり、図６（Ｂ）は、カラーフィルタおよび減光フィルタを設けていない場合の焦点検出画素の波長に対する相対感度を示す分光特性図であり、図６（Ｃ）は、減光フィルタを設けた第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の波長に対する相対感度を示す分光特性図である。6A is a spectral characteristic diagram showing the relative sensitivity with respect to the wavelength of each of the three imaging pixels RGB, and FIG. 6B is the wavelength of the focus detection pixel when no color filter and neutral density filter are provided. FIG. 6C is a spectral characteristic diagram showing the relative sensitivity with respect to the wavelengths of the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 provided with the neutral density filter. 図７は、図３のVII-VII線に沿う断面図である。7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. 図８は、第１実施形態において出力される画素列データの一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of pixel column data output in the first embodiment. 図９は、第１実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the camera according to the first embodiment. 図１０は、第１実施形態において出力される画素列データの他の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating another example of pixel column data output in the first embodiment. 図１１は、第２実施形態に係る撮像素子を示す正面図であり、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２の配列を模式的に示す図である。FIG. 11 is a front view showing the imaging device according to the second embodiment, and is a diagram schematically showing the arrangement of the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the third focus detection pixels 222E 1 and 222E 2 . . 図１２（Ａ）は、第３焦点検出画素２２２Ｅ１の一つを拡大して示す正面図、図１２（Ｂ）は、第３焦点検出画素２２２Ｅ２の一つを拡大して示す正面図、図１２（Ｃ）は、第３焦点検出画素２２２Ｅ１の一つを拡大して示す断面図、図１２（Ｄ）は、第３焦点検出画素２２２Ｅ２の一つを拡大して示す断面図である。12 (A) shows a front view showing an enlarged one third focus detection pixels 222E 1, FIG. 12 (B) is a front view showing an enlarged one third focus detection pixels 222E 2, FIG. 12 (C) cross-sectional view showing an enlarged one third focus detection pixels 222E 1, FIG. 12 (D) is a sectional view showing an enlarged one third focus detection pixels 222E 2 is there. 図１３は、第２実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the camera according to the second embodiment. 図１４は、第３実施形態に係る撮像素子を示す正面図であり、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２、第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２、および第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２の配列を模式的に示す図である。FIG. 14 is a front view showing an imaging device according to the third embodiment, and includes first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 , fourth focus detection pixels 222B 1 and 222B 2 , and fifth focus detection pixels 222R 1 , the sequence of 222R 2 is a diagram schematically showing. 図１５（Ａ）は、第４焦点検出画素２２２Ｂ１の一つを拡大して示す正面図、図１５（Ｂ）は、第４焦点検出画素２２２Ｂ２の一つを拡大して示す正面図、図１５（Ｃ）は、第５焦点検出画素２２２Ｒ１の一つを拡大して示す正面図、図１５（Ｄ）は、第５焦点検出画素２２２Ｒ２の一つを拡大して示す正面図、図１５（Ｅ）は、第４焦点検出画素２２２Ｂ１の一つを拡大して示す断面図、図１５（Ｆ）は、第４焦点検出画素２２２Ｂ２の一つを拡大して示す断面図、図１５（Ｇ）は、第５焦点検出画素２２２Ｒ１の一つを拡大して示す断面図、図１５（Ｈ）は、第５焦点検出画素２２２Ｒ２の一つを拡大して示す断面図である。FIG. 15 (A) is a front view showing an enlarged one of the fourth focus detection pixels 222B 1, FIG. 15 (B) a front view showing an enlarged one of the fourth focus detection pixels 222B 2, FIG. 15 (C) a front view showing an enlarged one fifth focus detection pixels 222R 1, FIG. 15 (D) is a front view showing an enlarged one fifth focus detection pixels 222R 2, Figure 15 (E) is a sectional view showing an enlarged one of the fourth focus detection pixels 222B 1, FIG. 15 (F) is an enlarged sectional view showing one of the fourth focus detection pixels 222B 2, Figure 15 (G) is an enlarged sectional view showing one fifth focus detection pixels 222R 1, FIG. 15 (H) is a sectional view showing an enlarged one fifth focus detection pixels 222R 2 is there. 図１６は、第３実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart showing the operation of the camera according to the third embodiment. 図１７は、第３実施形態において出力される画素列データの一例を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating an example of pixel column data output in the third embodiment. 図１８は、第３実施形態において出力される画素列データの他の例を示す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating another example of pixel column data output in the third embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

《第１実施形態》
図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１を示す要部構成図である。本実施形態のデジタルカメラ１（以下、単にカメラ１という。）は、カメラ本体２とレンズ鏡筒３から構成され、これらカメラ本体２とレンズ鏡筒３はマウント部４により着脱可能に結合されている。 << First Embodiment >>
FIG. 1 is a main part configuration diagram showing a digital camera 1 according to an embodiment of the present invention. A digital camera 1 according to the present embodiment (hereinafter simply referred to as a camera 1) includes a camera body 2 and a lens barrel 3, and the camera body 2 and the lens barrel 3 are detachably coupled by a mount unit 4. Yes.

レンズ鏡筒３は、カメラ本体２に着脱可能な交換レンズである。図１に示すように、レンズ鏡筒３には、レンズ３１，３２，３３、および絞り３４を含む撮影光学系が内蔵されている。   The lens barrel 3 is an interchangeable lens that can be attached to and detached from the camera body 2. As shown in FIG. 1, the lens barrel 3 includes a photographic optical system including lenses 31, 32, 33 and a diaphragm 34.

レンズ３２は、フォーカスレンズであり、光軸Ｌ１方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ３２は、レンズ鏡筒３の光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ３５によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ３６によってその位置が調節される。   The lens 32 is a focus lens, and can adjust the focal length of the photographing optical system by moving in the direction of the optical axis L1. The focus lens 32 is provided so as to be movable along the optical axis L1 of the lens barrel 3, and its position is adjusted by the focus lens drive motor 36 while its position is detected by the encoder 35.

絞り３４は、上記撮影光学系を通過して撮像素子２２に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸Ｌ１を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り３４による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された適切な開口径が、カメラ制御部２１からレンズ制御部３７を介して送出されることにより行われる。また、カメラ本体２に設けられた操作部２８によるマニュアル操作により、設定された開口径がカメラ制御部２１からレンズ制御部３７に入力される。絞り３４の開口径は図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部３７で現在の開口径が認識される。   The diaphragm 34 is configured such that the aperture diameter around the optical axis L1 can be adjusted in order to limit the amount of light flux that passes through the photographing optical system and reaches the image sensor 22 and to adjust the blur amount. The adjustment of the aperture diameter by the diaphragm 34 is performed, for example, by sending an appropriate aperture diameter calculated in the automatic exposure mode from the camera control unit 21 via the lens control unit 37. Further, the set aperture diameter is input from the camera control unit 21 to the lens control unit 37 by a manual operation by the operation unit 28 provided in the camera body 2. The aperture diameter of the aperture 34 is detected by an aperture sensor (not shown), and the lens controller 37 recognizes the current aperture diameter.

レンズ制御部３７は、カメラ制御部２１からの指令に基づいて、フォーカスレンズ３２の駆動、絞り３４による開口径の調節などレンズ鏡筒３全体の制御を実行する。   The lens control unit 37 executes overall control of the lens barrel 3 such as driving of the focus lens 32 and adjustment of the aperture diameter by the diaphragm 34 based on a command from the camera control unit 21.

一方、カメラ本体２には、上記撮影光学系からの光束Ｌ１を受光する撮像素子２２が、撮影光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター２３が設けられている。撮像素子２２はＣＣＤやＣＭＯＳなどのデバイスから構成され、受光した光信号を電気信号に変換してカメラ制御部２１に送出する。カメラ制御部２１に送出された撮影画像情報は、逐次、液晶駆動回路２５に送出されて観察光学系の電子ビューファインダ（ＥＶＦ）２６に表示されるとともに、操作部２８に備えられたレリーズボタン（不図示）が全押しされた場合には、その撮影画像情報が、記録媒体であるカメラメモリ２４に記録される。なお、カメラメモリ２４は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。撮像素子２２の構造の詳細は後述する。   On the other hand, the camera body 2 is provided with an imaging element 22 that receives the light beam L1 from the photographing optical system on a planned focal plane of the photographing optical system, and a shutter 23 is provided on the front surface thereof. The image sensor 22 is composed of a device such as a CCD or CMOS, converts the received optical signal into an electrical signal, and sends it to the camera control unit 21. The captured image information sent to the camera control unit 21 is sequentially sent to the liquid crystal drive circuit 25 and displayed on the electronic viewfinder (EVF) 26 of the observation optical system, and a release button ( When (not shown) is fully pressed, the photographed image information is recorded in the camera memory 24 which is a recording medium. The camera memory 24 can be either a removable card type memory or a built-in memory. Details of the structure of the image sensor 22 will be described later.

カメラ本体２には、撮像素子２２で撮像される像を観察するための観察光学系が設けられている。本実施形態の観察光学系は、液晶表示素子からなる電子ビューファインダ（ＥＶＦ）２６と、これを駆動する液晶駆動回路２５と、接眼レンズ２７とを備えている。液晶駆動回路２５は、撮像素子２２で撮像され、カメラ制御部２１へ送出された撮影画像情報を読み込み、これに基づいて電子ビューファインダ２６を駆動する。これにより、ユーザは、接眼レンズ２７を通して現在の撮影画像を観察することができる。なお、光軸Ｌ２による上記観察光学系に代えて、または、これに加えて、液晶ディスプレイをカメラ本体２の背面等に設け、この液晶ディスプレイに撮影画像を表示させることもできる。   The camera body 2 is provided with an observation optical system for observing an image picked up by the image pickup device 22. The observation optical system of the present embodiment includes an electronic viewfinder (EVF) 26 composed of a liquid crystal display element, a liquid crystal driving circuit 25 that drives the electronic viewfinder (EVF) 26, and an eyepiece lens 27. The liquid crystal drive circuit 25 reads the captured image information captured by the image sensor 22 and sent to the camera control unit 21, and drives the electronic viewfinder 26 based on the read image information. Thereby, the user can observe the current captured image through the eyepiece lens 27. Note that, instead of or in addition to the observation optical system using the optical axis L2, a liquid crystal display may be provided on the back surface of the camera body 2, and a photographed image may be displayed on the liquid crystal display.

カメラ本体２にはカメラ制御部２１が設けられている。カメラ制御部２１は、各種レンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部３７へデフォーカス量や絞り開口径などの情報を送信する。また、カメラ制御部２１は、上述したように撮像素子２２から画素出力を読み出すとともに、読み出した画素出力について、必要に応じて所定の情報処理を施すことにより画像情報を生成し、生成した画像情報を、電子ビューファインダ２６の液晶駆動回路２５やメモリ２４に出力する。また、カメラ制御部２１は、撮像素子２２からの画像情報の補正やレンズ鏡筒３の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ１全体の制御を司る。   A camera control unit 21 is provided in the camera body 2. The camera control unit 21 receives various types of lens information and transmits information such as a defocus amount and an aperture diameter to the lens control unit 37. The camera control unit 21 reads out the pixel output from the image sensor 22 as described above, generates image information by performing predetermined information processing on the read out pixel output as necessary, and generates the generated image information. Is output to the liquid crystal driving circuit 25 and the memory 24 of the electronic viewfinder 26. The camera control unit 21 controls the entire camera 1 such as correction of image information from the image sensor 22 and detection of a focus adjustment state and an aperture adjustment state of the lens barrel 3.

また、カメラ制御部２１は、上記に加えて、撮像素子２２から読み出した画素データに基づき、位相検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出、およびコントラスト検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出を行う。なお、具体的な焦点状態の検出方法については、後述する。   In addition to the above, the camera control unit 21 detects the focus state of the photographic optical system by the phase detection method and the focus state of the photographic optical system by the contrast detection method based on the pixel data read from the image sensor 22. I do. A specific focus state detection method will be described later.

操作部２８は、シャッターレリーズボタンなどの撮影者がカメラ１の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、オートフォーカスモード／マニュアルフォーカスモードの切換が行えるようになっている。この操作部２８により設定された各種モードはカメラ制御部２１へ送出され、当該カメラ制御部２１によりカメラ１全体の動作が制御される。また、シャッターレリーズボタンは、ボタンの半押しでＯＮとなる第１スイッチＳＷ１と、ボタンの全押しでＯＮとなる第２スイッチＳＷ２とを含む。   The operation unit 28 is an input switch for a photographer to set various operation modes of the camera 1, such as a shutter release button, and can switch between an auto focus mode and a manual focus mode. Various modes set by the operation unit 28 are sent to the camera control unit 21, and the operation of the entire camera 1 is controlled by the camera control unit 21. The shutter release button includes a first switch SW1 that is turned on when the button is half-pressed and a second switch SW2 that is turned on when the button is fully pressed.

次に、本実施形態に係る撮像素子２２について説明する。   Next, the image sensor 22 according to the present embodiment will be described.

図２は、撮像素子２２の撮像面を示す正面図、図３は、図２のIII部分を拡大して第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の配列を模式的に示す正面図である。 Figure 2 is a front view showing an imaging surface of the imaging device 22, in FIG. 3, the first focus detection an enlarged III portion of Fig. 2 pixel 222G 1, 222G 2 and the second focus detection pixel 222N 1, 222N 2 It is a front view which shows a sequence | arrangement typically.

第１実施形態の撮像素子２２は、図３に示すように、複数の撮像画素２２１ａ〜２２１ｃが、撮像面の平面上に二次元的に配列され、緑色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する緑画素Ｇと、赤色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する赤画素Ｒと、青色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する青画素Ｂがいわゆるベイヤー配列（Bayer Arrangement）されたものである。すなわち、縦方向および横方向において隣接する４つの画素群２２３（稠密正方格子配列）において一方の対角線上に２つの緑画素が配列され、他方の対角線上に赤画素と青画素が１つずつ配列されている。このベイヤー配列された画素群２２３を単位として、当該画素群２２３を撮像素子２２の撮像面に二次元状に繰り返し配列することで撮像素子２２が構成されている。   As illustrated in FIG. 3, the imaging element 22 of the first embodiment includes a color filter in which a plurality of imaging pixels 221 a to 221 c are two-dimensionally arranged on the plane of the imaging surface and transmit a green wavelength region. A green pixel G, a red pixel R having a color filter that transmits a red wavelength region, and a blue pixel B having a color filter that transmits a blue wavelength region are arranged in a so-called Bayer Arrangement. That is, in four pixel groups 223 (dense square lattice arrangement) adjacent in the vertical and horizontal directions, two green pixels are arranged on one diagonal line, and one red pixel and one blue pixel are arranged on the other diagonal line. Has been. The image sensor 22 is configured by repeatedly arranging the pixel group 223 on the imaging surface of the image sensor 22 in a two-dimensional manner with the Bayer array pixel group 223 as a unit.

図４（Ａ）は、撮像画素２２１ａの一つを拡大して示す正面図、図４（Ｄ）はその断面図である。撮像画素２２１ａは、マイクロレンズ２２１１と、光電変換部２２１２と、カラーフィルタ２２１４ａから構成され、図４（Ｂ）の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２１２が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２１１が形成されている。また、光電変換部２２１２とマイクロレンズ２２１１との間には、カラーフィルタ２２１４ａが設けられている。光電変換部２２１２は、マイクロレンズ２２１１により撮影光学系の射出瞳（たとえばＦ１．０）を通過する撮像光束を受光する形状とされ、撮像光束を受光する。   4A is an enlarged front view showing one of the imaging pixels 221a, and FIG. 4D is a cross-sectional view thereof. The imaging pixel 221a includes a micro lens 2211, a photoelectric conversion unit 2212, and a color filter 2214a. As illustrated in the cross-sectional view of FIG. 4B, the photoelectric conversion unit is formed on the surface of the semiconductor circuit substrate 2213 of the imaging element 22. 2212 is built in and a microlens 2211 is formed on the surface. Further, a color filter 2214 a is provided between the photoelectric conversion unit 2212 and the microlens 2211. The photoelectric conversion unit 2212 is configured to receive an imaging light beam that passes through an exit pupil (for example, F1.0) of the photographing optical system by the micro lens 2211, and receives the imaging light beam.

ここで、撮像画素２２１ａに設けられたカラーフィルタ２２１４ａは、緑色の波長領域を透過するカラーフィルタであり、これにより、撮像画素２２１ａの分光感度は図６に示す緑画素Ｇの波長に対する相対感度を有することとなる。また、図４（Ｂ）は、撮像画素２２１ｂの一つを拡大して示す正面図、図４（Ｅ）はその断面図であり、図４（Ｃ）は、撮像画素２２１ｃの一つを拡大して示す正面図、図４（Ｆ）はその断面図である。撮像画素２２１ｂは、青色の波長領域を透過するカラーフィルタ２２１４ｂが設けられている以外は、撮像画素２２１ａと同様の構成を有し、また、撮像画素２２１ｃは、赤色の波長領域を透過するカラーフィルタ２２１４ｃが設けられている以外は、撮像画素２２１ａと同様の構成を有する。そして、青色の波長領域を透過するカラーフィルタ２２１４ｂが設けられた撮像画素２２１ｂの分光感度は図６に示す青画素Ｂの波長に対する相対感度となり、赤色の波長領域を透過するカラーフィルタ２２１４ｃが設けられた撮像画素２２１ｃの分光感度は図６に示す赤画素Ｒの波長に対する相対感度となる。なお、図６は、図３に示す３つの撮像画素ＲＧＢそれぞれの波長に対する相対感度を示す分光特性図である。   Here, the color filter 2214a provided in the imaging pixel 221a is a color filter that transmits the green wavelength region, and as a result, the spectral sensitivity of the imaging pixel 221a has a relative sensitivity to the wavelength of the green pixel G shown in FIG. Will have. 4B is an enlarged front view showing one of the imaging pixels 221b, FIG. 4E is a cross-sectional view thereof, and FIG. 4C is an enlarged view of one of the imaging pixels 221c. FIG. 4F is a cross-sectional view of the front view. The imaging pixel 221b has the same configuration as the imaging pixel 221a except that a color filter 2214b that transmits the blue wavelength region is provided, and the imaging pixel 221c is a color filter that transmits the red wavelength region. Except for being provided with 2214c, it has the same configuration as the imaging pixel 221a. The spectral sensitivity of the imaging pixel 221b provided with the color filter 2214b that transmits the blue wavelength region is relative to the wavelength of the blue pixel B shown in FIG. 6, and the color filter 2214c that transmits the red wavelength region is provided. The spectral sensitivity of the imaging pixel 221c is a relative sensitivity to the wavelength of the red pixel R shown in FIG. FIG. 6 is a spectral characteristic diagram showing the relative sensitivity with respect to the wavelength of each of the three imaging pixels RGB shown in FIG.

また、撮像素子２２の撮像面の中心、ならびに中心から左右対称位置の３箇所には、上述した撮像画素２２１ａ〜２２１ｃに代えて第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２が配列された焦点検出画素列２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられている。図３に示すように、焦点検出画素列２２ａ，２２ｂ，２２ｃにおいて、一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２と一対の第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２とは交互に横一列に連続して配置されている。また、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２は、ベイヤー配列された撮像画素２２１ａ（緑画素Ｇ）と撮像画素２２１ｃ（赤画素Ｒ）との位置にギャップを設けることなく密に配列されている。 In addition, the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the second focus detection pixel 222N are provided at the center of the image pickup surface of the image pickup element 22 and at three positions symmetrically from the center instead of the above-described image pickup pixels 221a to 221c. Focus detection pixel rows 22a, 22b, and 22c in which 1 and 222N 2 are arranged are provided. As shown in FIG. 3, in the focus detection pixel rows 22a, 22b, and 22c, the pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the pair of second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 are alternately arranged in a horizontal row. It is arranged continuously. The first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 are positioned at positions of the image pickup pixel 221a (green pixel G) and the image pickup pixel 221c (red pixel R) arranged in a Bayer array. Closely arranged without gaps.

ここで、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の具体的な構成について説明する。第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２は、撮像画素２２１ａ（緑画素Ｇ）と同じ分光特性を有するカラーフィルタ２２１５（以下、緑フィルタ２２１５ともいう）が設けられているのに対して、第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２には、減光フィルタ（ＮＤフィルタ）が設けられている点で、この２つの焦点検出画素は異なっている。 Here, specific configurations of the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 will be described. The first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 are provided with a color filter 2215 (hereinafter also referred to as a green filter 2215) having the same spectral characteristics as the imaging pixel 221a (green pixel G), whereas the second focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 are provided with a second filter. The focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 are different from each other in that a neutral density filter (ND filter) is provided.

図５（Ａ）は、第１焦点検出画素２２２Ｇ１の一つを拡大して示す正面図、図５（Ｅ）は、第１焦点検出画素２２２Ｇ１の断面図である。また、図５（Ｂ）は、第１焦点検出画素２２２Ｇ２の一つを拡大して示す正面図、図５（Ｆ）は、第１焦点検出画素２２２Ｇ２の断面図である。第１焦点検出画素２２２Ｇ１は、図５（Ａ）に示すように、マイクロレンズ２２２１と、矩形状の光電変換部２２２２Ｇ１とから構成され、図５（Ｅ）の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２２２Ｇ１が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２２１が形成されている。また、光電変換部２２２２Ｇ１とマイクロレンズ２２２１との間には、撮像画素２２１ａ（緑画素Ｇ）のカラーフィルタ２２１４ａと同じ分光特性を有する緑フィルタ２２１５が設けられている。また、第１焦点検出画素２２２Ｇ２は、図５（Ｂ）に示すように、マイクロレンズ２２２１と、光電変換部２２２２Ｇ２とから構成され、図５（Ｆ）の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２２２Ｇ２が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２２１が形成されている。また、光電変換部２２２２Ｇ２とマイクロレンズ２２２１との間には、第１焦点検出画素２２２Ｇ１と同様に、撮像画素２２１ａ（緑画素Ｇ）のカラーフィルタ２２１４ａと同じ分光特性を有する緑フィルタ２２１５が設けられている。このように、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２には緑フィルタ２２１５が設けられており、これにより、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２の波長の相対感度は、図６に示す緑画素Ｇと同様となる。 FIG. 5 (A), a front view showing an enlarged one of the first focus detection pixel 222G 1, FIG. 5 (E) is a sectional view of the first focus detection pixel 222G 1. Further, FIG. 5 (B), a front view showing an enlarged one of the first focus detection pixel 222G 2, FIG. 5 (F) is a cross-sectional view of the first focus detection pixel 222G 2. First focus detection pixel 222G 1, as shown in FIG. 5 (A), a microlens 2221 is composed of a rectangular photoelectric conversion unit 2222G 1 Tokyo, as shown in the sectional view of FIG. 5 (E), the the photoelectric conversion unit 2222G 1 is incorporated built on the surface of the semiconductor circuit board 2213 of the imaging device 22, a microlens 2221 is formed on the surface thereof. Between the photoelectric conversion portion 2222G 1 and the microlens 2221, a green filter 2215 is provided with the same spectral characteristics as the color filter 2214a imaging pixels 221a (green pixels G). Further, the first focus detection pixel 222G 2 includes a micro lens 2221 and a photoelectric conversion unit 2222G 2 as shown in FIG. 5B, and takes an image as shown in the cross-sectional view of FIG. photoelectric conversion section 2222G 2 is incorporated built on the surface of the semiconductor circuit board 2213 of the element 22, a microlens 2221 is formed on the surface thereof. Further, between the photoelectric conversion section 2222G 2 and the microlens 2221, in the same manner as the first focus detection pixel 222G 1, a green filter 2215 having the same spectral characteristics as the color filter 2214a imaging pixels 221a (green pixels G) are Is provided. As described above, the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 are provided with the green filter 2215, whereby the relative sensitivities of the wavelengths of the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 are shown in FIG. The same as the pixel G.

また、図５（Ｃ）は、第２焦点検出画素２２２Ｎ１の一つを拡大して示す正面図、図５（Ｇ）は、第２焦点検出画素２２２Ｎ１の断面図であり、図５（Ｄ）は、第２焦点検出画素２２２Ｎ２の一つを拡大して示す正面図、図５（Ｈ）は、第２焦点検出画素２２２Ｎ２の断面図である。第２焦点検出画素２２２Ｎ１は、図５（Ｃ）に示すように、マイクロレンズ２２２１と光電変換部２２２２Ｎ１とから構成され、図５（Ｇ）の断面図に示すように、光電変換部２２２２Ｎ１とマイクロレンズ２２２１との間には、減光フィルタ２２１６が設けられている。同様に、焦点検出画素２２２Ｎ２は、図５（Ｄ）に示すように、マイクロレンズ２２２１と光電変換部２２２２Ｎ２とから構成され、図５（Ｈ）の断面図に示すように、光電変換部２２２２Ｎ２とマイクロレンズ２２２１との間には、減光フィルタ２２１６が設けられている。 Further, FIG. 5 (C) a front view showing an enlarged one second focus detection pixel 222N 1, FIG. 5 (G) is a cross-sectional view of the second focus detection pixel 222N 1, FIG. 5 ( D) is a front view showing an enlarged one second focus detection pixels 222N 2, Fig. 5 (H) is a cross-sectional view of the second focus detection pixel 222N 2. The second focus detection pixel 222N 1, as shown in FIG. 5 (C), is composed of the microlens 2221 and the photoelectric conversion unit 2222N 1 Tokyo, as shown in the sectional view of FIG. 5 (G), the photoelectric conversion unit 2222N A neutral density filter 2216 is provided between 1 and the micro lens 2221. Similarly, the focus detection pixel 222N 2, as shown in FIG. 5 (D), is composed of the microlens 2221 and the photoelectric conversion unit 2222N 2 Prefecture, as shown in the sectional view of FIG. 5 (H), the photoelectric conversion portion A neutral density filter 2216 is provided between the 2222N 2 and the micro lens 2221.

このように、第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２には、減光フィルタ２２１６が設けられており、これにより、第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の分光特性は、分光フィルタが設けられていない焦点検出画素と比べて全体的に小さくなる。ここで、図６（Ｂ）は、カラーフィルタおよび減光フィルタを設けていない場合の焦点検出画素の分光特性を示しており、図６（Ｃ）は、減光フィルタが設けられた第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の分光特性を示している。図６（Ｂ）に示すように、カラーフィルタおよび減光フィルタが設けられていない焦点検出画素の相対感度は、光電変換を行うフォトダイオードの分光特性と、図示しない赤外カットフィルタの分光特性を総合したものとなり、感度を有する波長領域は、図６（Ａ）に示す撮像画素２２１ａ（緑画素Ｇ）、撮像画素２２１ｂ（青画素Ｂ）、および撮像画素２２１ｃ（赤画素Ｒ）の感度の光波長領域を包摂した領域となる。一方、減光フィルタ２２１６を設けた第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２では、図６（Ｃ）に示すように、緑画素Ｇ、青画素Ｂ、および赤画素Ｒの感度の光波長領域を包摂した波長領域で感度を有するが、その感度は、分光フィルタが設けられていない焦点検出画素と比べて全体的に小さくなる。そのため、第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２では、緑色の波長に限定されず、広い範囲の波長の入射光を感知することができるとともに、入射光に対する感度が抑えられるため、第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の出力が飽和しにくくなっている。 In this manner, the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 are provided with the neutral density filter 2216, whereby the spectral characteristics of the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 are provided with the spectral filter. It becomes smaller as a whole compared with the focus detection pixels that are not. Here, FIG. 6B shows the spectral characteristics of the focus detection pixel when the color filter and the neutral density filter are not provided, and FIG. 6C is the second focal point where the neutral density filter is provided. The spectral characteristics of the detection pixels 222N 1 and 222N 2 are shown. As shown in FIG. 6B, the relative sensitivity of the focus detection pixel not provided with the color filter and the neutral density filter is determined by the spectral characteristics of a photodiode that performs photoelectric conversion and the spectral characteristics of an infrared cut filter (not shown). The wavelength region having sensitivity is the light with the sensitivity of the imaging pixel 221a (green pixel G), imaging pixel 221b (blue pixel B), and imaging pixel 221c (red pixel R) shown in FIG. The region includes the wavelength region. On the other hand, in the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 provided with the neutral density filter 2216, as shown in FIG. 6C, the light wavelength regions of the sensitivity of the green pixel G, the blue pixel B, and the red pixel R are set. Although it has sensitivity in the included wavelength region, the sensitivity is generally smaller than that of a focus detection pixel not provided with a spectral filter. For this reason, the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 are not limited to the green wavelength, and can detect incident light having a wide range of wavelengths and can suppress sensitivity to the incident light. The outputs of the pixels 222N 1 and 222N 2 are less likely to be saturated.

そして、第１実施形態に係る撮像素子２２では、図３に示すように、緑フィルタ２２１５（図３中において“Ｇ”で示す）が設けられた一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２と、減光フィルタ２２１６（図３中において“Ｎ”で示す）が設けられた一対の第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２とが交互に横一列に配列されることにより、図２に示す焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃを構成する。 In the imaging device 22 according to the first embodiment, as shown in FIG. 3, a pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 provided with a green filter 2215 (indicated by “G” in FIG. 3). 2 and a pair of second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 provided with a neutral density filter 2216 (indicated by “N” in FIG. 3) are alternately arranged in a horizontal row, as shown in FIG. The focus detection pixel rows 22a to 22c are configured.

なお、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２の光電変換部２２２２２Ｇ１，２２２２Ｇ２、および第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の光電変換部２２２２Ｎ１，２２２２Ｎ２は、マイクロレンズ２２２１Ｇ１，２２２１Ｇ２，２２２１Ｎ１，２２２２Ｎ２により撮影光学系の射出瞳の所定の領域（たとえばＦ２．８）を通過する光束を受光するような形状とされる。また、本実施形態において、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２の光電変換部２２２２Ｇ１，２２２２Ｇ２、および第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の光電変換部２２２２Ｎ１，２２２２Ｎ２は矩形状としたが、光電変換部２２２２Ｇ１，２２２２Ｇ２，２２２２Ｎ１，２２２２Ｎ２の形状はこれに限定されず、他の形状、たとえば、楕円形状、半円形状、多角形状とすることもできる。 The first focus detection pixel 222G 1, 222G photoelectric conversion unit 22222G 1 of 2, 2222G 2, and the second focus detection pixel 222N 1, the photoelectric conversion unit of 222N 2 2222N 1, 2222N 2, the micro lens 2221G 1, 2221G 2 , 2221 N 1 , 2222 N 2 are shaped so as to receive a light beam passing through a predetermined region (for example, F2.8) of the exit pupil of the photographing optical system. Further, in the present embodiment, the photoelectric conversion portion of the first focus detection pixel 222G 1, the photoelectric conversion unit of 222G 2 2222G 1, 2222G 2, and the second focus detection pixel 222N 1, 222N 2 2222N 1, 2222N 2 is rectangular and was, but the photoelectric conversion unit 2222G 1, 2222G 2, 2222N 1 , the 2222N 2 shape is not limited to this, other shapes, for example, an elliptical shape, a semicircular shape, be a polygonal shape.

さらに、図２に示す焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃの位置は図示する位置にのみ限定されず、何れか一箇所、二箇所にすることもでき、また、四箇所以上の位置に配置することもできる。また、実際の焦点検出に際しては、複数配置された焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃの中から、撮影者が操作部２８を手動操作することにより所望の焦点検出画素列を、焦点検出エリアとして選択することもできる。   Furthermore, the positions of the focus detection pixel rows 22a to 22c shown in FIG. 2 are not limited to the illustrated positions, and can be any one or two, or can be arranged at four or more positions. it can. In actual focus detection, a photographer manually operates the operation unit 28 from among a plurality of focus detection pixel rows 22a to 22c, and selects a desired focus detection pixel row as a focus detection area. You can also

また、単位画素群２２３の配列は、図示する稠密正方格子以外にも、たとえば稠密六方格子配列にすることもできる。また、カラーフィルタの構成や配列はこれに限定されることはなく、補色フィルタ（緑：Ｇ、イエロー：Ｙｅ、マゼンタ：Ｍｇ，シアン：Ｃｙ）の配列を採用することもできる。   Further, the unit pixel group 223 may be arranged in a dense hexagonal lattice arrangement other than the dense square lattice shown in the figure. Further, the configuration and arrangement of the color filters are not limited to this, and an arrangement of complementary color filters (green: G, yellow: Ye, magenta: Mg, cyan: Cy) can also be adopted.

次に、上述した第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の画素出力に基づいて撮影光学系の焦点状態を検出する、いわゆる位相差検出方式について説明する。 Next, a so-called phase difference detection method for detecting the focus state of the photographing optical system based on the pixel outputs of the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 described above will be described. .

図７は、図３のVII-VII線に沿う断面図であり、撮影光軸Ｌ１近傍に配置され、第１焦点検出画素２２２Ｇ１−１，２２２Ｇ２−１，２２２Ｇ１−２，２２２Ｇ２−２が、射出瞳３５０の測距瞳３５１，３５２から照射される光束ＡＢ１−１，ＡＢ２−１，ＡＢ１−３，ＡＢ２−３をそれぞれ受光し、第２焦点検出画素２２２Ｎ１−１，２２２Ｎ２−１，２２２Ｎ１−２，２２２Ｎ２−２が、射出瞳３５０の測距瞳３５１，３５２から照射される光束ＡＢ１−２，ＡＢ２−２，ＡＢ１−４，ＡＢ２−４をそれぞれ受光していることを示している。なお、図７においては、複数の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２のうち、撮影光軸Ｌ１近傍に位置するもののみを例示して示したが、図７に示す焦点検出画素以外のその他の焦点検出画素についても、同様に、一対の測距瞳３５１，３５２から照射される光束をそれぞれ受光するように構成されている。 Figure 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. 3 is arranged near the photographing optical axis L1, the first focus detection pixel 222G 1 -1,222G 2 -1,222G 1 -2,222G 2 - 2, the light beam AB1-1 emitted from range-finding pupils 351 and 352 of the exit pupil 350, AB2-1, AB1-3, respectively received the AB2-3, second focus detection pixel 222N 1 -1,222N 2 -1,222N 1 -2,222N 2 -2 the optical beam AB1-2 emitted from range-finding pupils 351 and 352 of the exit pupil 350, AB2-2, AB1-4, are respectively received the AB2-4 It is shown that. In FIG. 7, only the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 that are located in the vicinity of the photographing optical axis L1 are illustrated. Similarly, the other focus detection pixels other than the focus detection pixels shown in FIG. 7 are configured to receive light beams emitted from the pair of distance measurement pupils 351 and 352, respectively.

ここで、射出瞳３５０とは、撮影光学系の予定焦点面に配置された第１焦点検出画素および第２焦点検出画素のマイクロレンズの前方の距離Ｄの位置に設定された像である。距離Ｄは、マイクロレンズの曲率、屈折率、マイクロレンズと光電変換部との距離などに応じて一義的に決まる値であって、この距離Ｄを測距瞳距離と称する。また、測距瞳３５１，３５２とは、焦点検出画素のマイクロレンズにより、それぞれ投影された光電変換部の像をいう。   Here, the exit pupil 350 is an image set at a position of a distance D in front of the microlenses of the first focus detection pixel and the second focus detection pixel arranged on the planned focal plane of the photographing optical system. The distance D is a value uniquely determined according to the curvature and refractive index of the microlens, the distance between the microlens and the photoelectric conversion unit, and the distance D is referred to as a distance measurement pupil distance. The distance measuring pupils 351 and 352 are images of the photoelectric conversion units respectively projected by the microlenses of the focus detection pixels.

なお、図７において第１焦点検出画素２２２Ｇ１−１，２２２Ｇ２−１，２２２Ｇ１−２，２２２Ｇ２−２、および第２焦点検出画素２２２Ｎ１−１，２２２Ｎ２−１，２２２Ｎ１−２，２２２Ｎ２−２の配列方向は一対の測距瞳３５１，３５２の並び方向と一致している。 The first focus detection pixel 222G in FIG. 7 1 -1,222G 2 -1,222G 1 -2,222G 2 -2, and a second focus detection pixel 222N 1 -1,222N 2 -1,222N 1 -2 , 222N 2 -2 is aligned with the arrangement direction of the pair of distance measuring pupils 351 and 352.

また、マイクロレンズは、撮影光学系の予定焦点面近傍に配置されており、マイクロレンズの背後に配置された各光電変換部の形状が、測距距離Ｄだけ離れた射出瞳３５０上に投影され、その投影形状は測距瞳３５１，３５２を形成する。   Further, the microlens is disposed in the vicinity of the planned focal plane of the photographing optical system, and the shape of each photoelectric conversion unit disposed behind the microlens is projected onto the exit pupil 350 separated by the distance measurement distance D. The projection shape forms distance measuring pupils 351 and 352.

すなわち、測距距離Ｄにある射出瞳３５０上で、各焦点検出画素の光電変換部の投影形状（測距瞳３５１，３５２）が一致するように、各焦点検出画素におけるマイクロレンズと光電変換部の相対的位置関係が定められ、それにより各焦点検出画素における光電変換部の投影方向が決定されている。   That is, the microlens and the photoelectric conversion unit in each focus detection pixel so that the projection shapes (distance measurement pupils 351 and 352) of the focus detection pixels coincide on the exit pupil 350 at the distance D. Is determined, and the projection direction of the photoelectric conversion unit in each focus detection pixel is thereby determined.

そして、たとえば図７に示す例では、第１焦点検出画素２２２Ｇ１−１の光電変換部２２２２Ｇ１−１が、測距瞳３５１を通過し、マイクロレンズ２２２１Ｇ１−１に向う光束ＡＢ１−１によりマイクロレンズ２２２１Ｇ１−１上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、第１焦点検出画素２２２Ｇ１−２の光電変換部２２２２Ｇ１−２は測距瞳３５１を通過し、マイクロレンズ２２２１Ｇ１−２に向う光束ＡＢ１−３によりマイクロレンズ２２２１Ｇ１−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。 Then, for example, in the example shown in FIG. 7, the photoelectric conversion unit 2222G 1 -1 of the first focus detection pixel 222G 1 -1 is passed through the focus detection pupil 351, by the light beam AB1-1 toward the microlens 2221G 1 -1 A signal corresponding to the intensity of the image formed on the microlens 2221G 1 −1 is output. Similarly, the photoelectric conversion unit 2222G 1 -2 of the first focus detection pixel 222G 1 -2 has passed through the focus detection pupil 351, by the light beam AB1-3 toward the microlens 2221G 1 -2 on the microlens 2221G 1 -2 A signal corresponding to the intensity of the formed image is output.

また、第１焦点検出画素２２２Ｇ２−１の光電変換部２２２２Ｇ２−１は測距瞳３５２を通過し、マイクロレンズ２２２１Ｇ２−１に向う光束ＡＢ２−１によりマイクロレンズ２２２１Ｇ２−１上に形成される像の強度に対応した信号を出力し、第１焦点検出画素２２２Ｇ２−２の光電変換部２２２２Ｇ２−２は測距瞳３５２を通過し、マイクロレンズ２２２１Ｇ２−２に向う光束ＡＢ２−３によりマイクロレンズ２２２１Ｇ２−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。 The photoelectric conversion unit 2222G 2 -1 of the first focus detection pixel 222G 2 -1 is passed through the focus detection pupil 352, formed on the microlens 2221G 2 -1 by the light beam AB2-1 toward the micro-lens 2221G 2 -1 is output a signal corresponding to the intensity of an image is, the photoelectric conversion portion of the first focus detection pixel 222G 2 -2 2222G 2 -2 is passed through the focus detection pupil 352, the light beam directed to the micro lens 2221G 2 -2 AB2- 3 outputs a signal corresponding to the intensity of the image formed on the microlens 2221G 2 -2.

そして、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２からの出力を、測距瞳３５１と測距瞳３５２とのそれぞれに対応した出力グループにまとめることにより、測距瞳３５１と測距瞳３５２とのそれぞれを通過する焦点検出光束が焦点検出画素列上に形成する一対の像の強度分布に関する緑画素列データが得られる。たとえば、図８に示す例では、ｎ個の第１焦点検出画素２２２Ｇ１−１，２２２Ｇ１−２，・・・２２２Ｇ１−ｎから出力された画素信号Ｇ１−１，Ｇ１−２，・・・Ｇ１−ｎからなる画素列データと、ｎ個の第１焦点検出画素２２２Ｇ２−１，２２２Ｇ２−２，・・・２２２Ｇ２−ｎから出力された画素信号Ｇ２−１，Ｇ２−２，・・・Ｇ２−ｎの出力からなる画素列データとが、一対の緑画素列データとして検出される。なお、図８は、第１実施形態において出力される画素列データの一例を示す図である。 Then, the outputs from the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 are grouped into output groups corresponding to the distance measurement pupil 351 and the distance measurement pupil 352, respectively. Green pixel row data relating to the intensity distribution of a pair of images formed on the focus detection pixel row by the focus detection light beam passing through each is obtained. For example, in the example shown in FIG. 8, n number of first focus detection pixels 222G 1 -1,222G 1 -2, ··· 222G 1 pixel signals output from -n G 1 -1, G 1 -2, · · · G 1 and the pixel string data consisting -n, n number of first focus detection pixel 222G 2 -1,222G 2 -2, ··· 222G 2 pixel signal outputted from -n G 2 -1, G 2 -2, and a pixel line data and an output of ··· G 2 -n, are detected as a pair of green pixel column data. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of pixel column data output in the first embodiment.

同様に、図７に示す例において、焦点検出画素２２２Ｎ１−１の光電変換部２２２２Ｎ１−１は、測距瞳３５１を通過し、マイクロレンズ２２２１Ｎ１に向う光束ＡＢ１−２によりマイクロレンズ２２２１Ｎ１−１上に形成される像の強度に対応した信号を出力し、焦点検出画素２２２Ｎ１−２の光電変換部２２２２Ｎ１−２は、測距瞳３５１を通過し、マイクロレンズ２２２１Ｎ１−２に向う光束ＡＢ１−４によりマイクロレンズ２２２１Ｎ１−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。 Similarly, in the example shown in FIG. 7, the photoelectric conversion unit 2222N 1 -1 of the focus detection pixel 222N 1 -1 is passed through the focus detection pupil 351, the micro-lens 2221N 1 by the light beam AB1-2 toward the microlens 2221N 1 outputting a signal corresponding to the intensity of the image formed on the -1, the photoelectric conversion unit 2222N 1 -2 focus detection pixel 222N 1 -2 has passed through the focus detection pupil 351, the micro lens 2221N 1 -2 A signal corresponding to the intensity of the image formed on the microlens 2221N 1 -2 is output by the light beam AB1-4 facing.

また、焦点検出画素２２２Ｎ２−１の光電変換部２２２２Ｎ２−１は測距瞳３５２を通過し、マイクロレンズ２２２１Ｎ２−１に向う光束ＡＢ２−２によりマイクロレンズ２２２１Ｎ２−１上に形成される像の強度に対応した信号を出力し、焦点検出画素２２２Ｎ２−２の光電変換部２２２２Ｎ２−２は測距瞳３５２を通過し、マイクロレンズ２２２１Ｎ２−２に向う光束ＡＢ２−４によりマイクロレンズ２２２１Ｎ２−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。 The photoelectric conversion unit 2222N 2 -1 of the focus detection pixel 222N 2 -1 is passed through the focus detection pupil 352, is formed on the microlens 2221N 2 -1 by the light beam AB2-2 toward the microlens 2221N 2 -1 outputting a signal corresponding to the intensity of an image, the photoelectric conversion unit 2222N 2 -2 of focus detection pixels 222N 2 -2 is passed through the focus detection pupil 352, the micro-lens with the light flux AB2-4 toward the microlens 2221N 2 -2 A signal corresponding to the intensity of the image formed on 2221N 2 -2 is output.

そして、第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の出力を、測距瞳３５１と測距瞳３５２とのそれぞれに対応した出力グループにまとめることにより、測距瞳３５１と測距瞳３５２とのそれぞれを通過する焦点検出光束が焦点検出画素列上に形成する一対の像の強度分布に関する減光画素列データが得られる。たとえば図８に示す例では、ｎ個の第２焦点検出画素２２２Ｎ１−１，２２２Ｎ１−２，・・・２２２Ｎ１−ｎから出力された画素信号Ｎ１−１，Ｎ１−２，・・・Ｎ１−ｎからなる画素列データと、第２焦点検出画素２２２Ｎ２−１，２２２Ｎ２−２，・・・２２２Ｎ２−ｎから出力された画素信号Ｎ２−１，Ｎ２−２，・・・Ｎ２−ｎの出力からなる画素列データとが、一対の減光画素列データとして検出される。 Then, the outputs of the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 are grouped into output groups corresponding to the distance measuring pupil 351 and the distance measuring pupil 352, respectively, so that each of the distance measuring pupil 351 and the distance measuring pupil 352 is obtained. The light-reduced pixel column data relating to the intensity distribution of a pair of images formed on the focus detection pixel column by the focus detection light beam passing through is obtained. In the example embodiment shown in FIG. 8, n-number of the second focus detection pixel 222N 1 -1,222N 1 -2, ··· 222N 1 pixel output from -n signal N 1 -1, N 1 -2, · · · N 1 and the pixel string data consisting -n, the second focus detection pixel 222N 2 -1,222N 2 -2, ··· 222N 2 pixels output from -n signal N 2 -1, N 2 -2 ,..., N 2 −n are detected as a pair of dimming pixel column data.

このように、本実施形態では、一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２の出力からなる一対の緑画素列データ、および、一対の第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の出力からなる一対の減光画素列データの２つの画素列データが検出される。 As described above, in the present embodiment, the pair of green pixel column data including the outputs of the pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the output of the pair of second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 are included. Two pixel column data of a pair of dimming pixel column data are detected.

そして、得られた緑画素列データおよび減光画素列データに対してそれぞれ、相関演算処理または位相差検出処理などの像ズレ検出演算処理を施すことにより、いわゆる位相差検出方式による２つの像ズレ量を検出することができる。そして、得られた角像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔に応じた変換演算を施すことにより、予定焦点面に対する現在の焦点面（予定焦点面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出エリアにおける焦点面をいう。）の偏差、すなわちデフォーカス量をそれぞれ求めることができる。なお、本実施形態では、緑画素列データおよび減光画素列データの２つの画素列データが得られるため、緑画素列データに基づくデフォーカス量と減光画素列データに基づくデフォーカス量の２つのデフォーカス量が算出される。   The obtained green pixel row data and dimming pixel row data are each subjected to an image shift detection calculation process such as a correlation calculation process or a phase difference detection process, whereby two image shifts by a so-called phase difference detection method are performed. The amount can be detected. Then, by converting the obtained angular image deviation amount according to the center-of-gravity distance between the pair of distance measuring pupils, the current focal plane relative to the planned focal plane (corresponding to the position of the microlens array on the planned focal plane) The deviation of the focal plane in the focus detection area), that is, the defocus amount can be obtained. In the present embodiment, since two pixel column data of green pixel column data and dimming pixel column data are obtained, the defocus amount based on the green pixel column data and the defocus amount based on the dimming pixel column data are 2 One defocus amount is calculated.

なお、これら位相差検出方式による像ズレ量の演算と、これに基づくデフォーカス量の演算は、カメラ制御部２１により実行される。   The calculation of the image shift amount by the phase difference detection method and the calculation of the defocus amount based thereon are executed by the camera control unit 21.

次に、図９を参照して、第１実施形態に係るカメラ１の動作例を説明する。図９は、カメラ１の動作例を示すフローチャートである。   Next, an operation example of the camera 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation example of the camera 1.

まず、ステップＳ１０１では、カメラ制御部２１により、シャッターレリーズボタンの半押し（第１スイッチＳＷ１のオン）がされたか否かの判断が行われる。第１スイッチＳＷ１がオンであると判断された場合はステップＳ１０２へ進み、第１スイッチＳＷ１がオンではないと判断された場合は、第１スイッチＳＷ１がオンされるまで、ステップＳ１０１で待機する。   First, in step S101, the camera control unit 21 determines whether or not the shutter release button is half-pressed (first switch SW1 is turned on). If it is determined that the first switch SW1 is on, the process proceeds to step S102. If it is determined that the first switch SW1 is not on, the process waits in step S101 until the first switch SW1 is turned on.

ステップＳ１０２では、カメラ制御部２１により、緑画素列データおよび減光画素列データの取得が行われる。具体的には、カメラ制御部２１は、緑フィルタ２２１５が設けられた一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２から、緑フィルタ２２１５を通過した光束に対応する一対の緑画素列データを取得する。また、カメラ制御部２１は、減光フィルタ２２１６が設けられた一対の第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２から、減光フィルタ２２１６を通過した光束に対応する一対の減光画素列データを取得する。 In step S102, the camera control unit 21 acquires green pixel column data and dimming pixel column data. Specifically, the camera control unit 21 acquires a pair of green pixel column data corresponding to the light beam that has passed through the green filter 2215 from the pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 provided with the green filter 2215. To do. In addition, the camera control unit 21 acquires a pair of dimming pixel column data corresponding to the light beam that has passed through the neutral density filter 2216 from the pair of second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 provided with the neutral density filter 2216. To do.

また、カメラ制御部２１は、図１０に示すように、緑画素列データの画素信号および減光画素列データの画素信号を補間する構成としてもよい。ここで、図１０は、第１実施形態において出力される画素列データの他の例を示す図であり、説明の便宜上、測距瞳３５１，３５２から照射される一対の光束のうち、測距瞳３５１から照射される光束を受光する第１焦点検出画素２２２Ｇ１、第２焦点検出画素Ｎ１から出力される画素信号についてのみ説明する。 Further, as shown in FIG. 10, the camera control unit 21 may be configured to interpolate the pixel signal of the green pixel column data and the pixel signal of the dimming pixel column data. Here, FIG. 10 is a diagram illustrating another example of pixel column data output in the first embodiment. For convenience of explanation, out of a pair of light beams emitted from the distance measurement pupils 351 and 352, distance measurement is performed. Only pixel signals output from the first focus detection pixel 222G 1 and the second focus detection pixel N 1 that receive the light beam emitted from the pupil 351 will be described.

たとえば、カメラ制御部２１は、図１０（Ａ）に示す例において、緑画素列データを構成する画素信号として、第２焦点検出画素２２２Ｎ１−２の画素位置に対応する画素信号Ｇ１−２’（図１０中、破線で囲む）を補間する場合、第１焦点検出画素２２２Ｇ１−２，２２２Ｇ１−３から出力された画素信号Ｇ１−２，Ｇ１−３と、第２焦点検出画素２２２Ｎ１−１，２２２Ｎ１−２，２２２Ｎ１−３から出力された画素信号Ｎ１−１，Ｎ１−２，Ｎ１−３とを用いて、画素信号Ｇ１−２’を補間する。また、減光画素列データを構成する画素信号として、第１焦点検出画素２２２Ｇ１−２の画素位置に対応する画素信号Ｎ１−２’（図１０（Ｂ）中、実線で囲む）を補間する場合、カメラ制御部２１は、第１焦点検出画素２２２Ｇ１−１，２２２Ｇ１−２，２２２Ｇ１−３から出力された画素信号Ｇ１−１，Ｇ１−２，Ｇ１−３と、第２焦点検出画素２２２Ｎ１−１，２２２Ｎ１−２から出力された画素信号Ｎ１−１，Ｎ１−２とを用いて、画素信号Ｎ１−２’を補間する。 For example, in the example illustrated in FIG. 10A, the camera control unit 21 uses the pixel signal G 1 -2 corresponding to the pixel position of the second focus detection pixel 222N 1 -2 as the pixel signal constituting the green pixel column data. '(in FIG. 10, enclosed by a broken line) when interpolating, first focus detection pixel 222G 1 -2,222G 1 -3 pixel signal G 1 -2 outputted from the G 1 -3, the second focus detection pixel 222N 1 -1,222N 1 -2,222N 1 -3 pixel signal N 1 -1 output from, by using the N 1 -2, N 1 -3, interpolates pixel signal G 1 -2 ' . Further, the pixel signal N 1 -2 ′ (enclosed by a solid line in FIG. 10B) corresponding to the pixel position of the first focus detection pixel 222G 1 -2 is interpolated as a pixel signal constituting the dimming pixel column data. If you, the camera control unit 21, a first focus detection pixel 222G 1 -1,222G 1 -2,222G 1 -3 pixel signal G 1 -1 outputted from the G 1 -2, G 1 -3, the second focus detection pixel 222N 1 -1,222N 1 -2 pixel signal N 1 -1 output from, by using the N 1 -2, interpolates pixel signal N 1 -2 '.

このように、カメラ制御部２１は、補間する画素を中心とした５個の焦点検出画素を用いて、画素信号の補間を行うことができる。そして、カメラ制御部２１は、緑画素列データおよび減光画素列データを構成する他の画素信号についても同様に補間を行うことで、図１０（Ｂ）に示すような画素列データを取得することができる。   As described above, the camera control unit 21 can interpolate the pixel signal using the five focus detection pixels centered on the pixel to be interpolated. Then, the camera control unit 21 obtains pixel column data as shown in FIG. 10B by performing interpolation in the same manner for other pixel signals constituting the green pixel column data and the dimming pixel column data. be able to.

続いてステップＳ１０３では、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０２で取得された一対の緑画素列データおよび一対の減光画素列データに基づいて、２つのデフォーカス量の算出が行われる。具体的には、カメラ制御部２１は、緑フィルタ２２１５を通過した光束に対応する一対の緑画素列データに基づいて像ズレ量を演算し、この像ズレ量をデフォーカス量に変換することで、一対の緑画素列データに基づくデフォーカス量を算出する。同様に、カメラ制御部２１は、減光フィルタ２２１６を通過した光束に対応する一対の減光画素列データに基づいて像ズレ量を演算し、この像ズレ量をデフォーカス量に変換することで、一対の減光画素列データに基づくデフォーカス量を算出する。さらに、カメラ制御部２１は、算出したデフォーカス量の信頼性の評価を行う。なお、デフォーカス量の信頼性の評価は、たとえば、一対の画素列データの一致度やコントラストなどに基づいて行なわれる。   Subsequently, in step S103, the camera control unit 21 calculates two defocus amounts based on the pair of green pixel column data and the pair of dimming pixel column data acquired in step S102. Specifically, the camera control unit 21 calculates an image shift amount based on a pair of green pixel column data corresponding to the light beam that has passed through the green filter 2215, and converts the image shift amount into a defocus amount. The defocus amount based on the pair of green pixel column data is calculated. Similarly, the camera control unit 21 calculates an image shift amount based on a pair of dimming pixel column data corresponding to the light beam that has passed through the neutral density filter 2216, and converts the image shift amount into a defocus amount. A defocus amount based on the pair of dimming pixel column data is calculated. Furthermore, the camera control unit 21 evaluates the reliability of the calculated defocus amount. Note that the reliability of the defocus amount is evaluated based on, for example, the degree of coincidence and contrast of a pair of pixel column data.

ステップＳ１０４では、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０３で算出した緑画素列データに基づくデフォーカス量と減光画素列データに基づくデフォーカス量の中から、焦点検出に用いるデフォーカス量を決定する処理が行われる。具体的には、カメラ制御部２１は、画素列データの信頼性や被写体の輝度に基づいて、焦点検出に用いる画素列データを決定する。   In step S104, the camera control unit 21 determines a defocus amount used for focus detection from the defocus amount based on the green pixel row data calculated in step S103 and the defocus amount based on the dimming pixel row data. Is done. Specifically, the camera control unit 21 determines the pixel column data used for focus detection based on the reliability of the pixel column data and the luminance of the subject.

ここで、人間の眼は緑色の波長領域の光で感度が高くなるため、緑フィルタ２２１５が設けられた第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２から出力された緑画素列データを用いて焦点検出を行うことで、色収差の影響を抑制しながら、人間の眼に応じた焦点検出を行うことができる。また、減光フィルタ２２１６を設けた第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２は、図６（Ｃ）に示すように、青画素Ｂ、緑画素Ｇおよび赤画素Ｒの感度の光波長領域を包摂した領域を検知できるため、緑フィルタ２２１５を設けた第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２と比べて、赤色および青色の被写体を検出することができる。 Here, since the human eye has high sensitivity with light in the green wavelength region, focus detection is performed using the green pixel column data output from the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 provided with the green filter 2215. By performing the above, it is possible to perform focus detection according to the human eye while suppressing the influence of chromatic aberration. Further, the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 provided with the neutral density filter 2216 include the light wavelength regions of the sensitivity of the blue pixel B, the green pixel G, and the red pixel R as shown in FIG. 6C. Therefore, compared to the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 provided with the green filter 2215, it is possible to detect red and blue objects.

そこで、カメラ制御部２１は、たとえば、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２から出力された一対の緑画素列データの検出強度が一定値以上である場合など、一対の緑画素列データが適切に検出できた場合には、一対の緑画素列データに基づくデフォーカス量を焦点検出に用いるデフォーカス量として決定し、一方、一対の緑画素列データの検出強度が一定値未満である場合など、一対の緑画素列データが適切に検出できない場合には、一対の減光画素列データに基づくデフォーカス量を、焦点検出に用いるデフォーカス量として決定する。 Therefore, for example, when the detection intensity of the pair of green pixel column data output from the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 is equal to or higher than a certain value, the camera control unit 21 appropriately selects the pair of green pixel column data. If the defocus amount based on the pair of green pixel column data is determined as the defocus amount used for focus detection, the detection intensity of the pair of green pixel column data is less than a certain value. When the pair of green pixel column data cannot be detected properly, the defocus amount based on the pair of dimming pixel column data is determined as the defocus amount used for focus detection.

また、緑フィルタ２２１５を設けた第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２は、入射波長が限定されるため、入射光量が少なる傾向にある。そこで、被写体の輝度が所定値以上である場合には、一対の緑画素列データに基づくデフォーカス量を、焦点検出に用いるデフォーカス量として決定し、被写体の輝度が所定値未満である場合には、一対の減光画素列データに基づくデフォーカス量を、焦点検出に用いるデフォーカス量として決定する構成としてもよい。 Further, the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 provided with the green filter 2215 tend to have a small amount of incident light because the incident wavelength is limited. Therefore, when the luminance of the subject is equal to or higher than the predetermined value, the defocus amount based on the pair of green pixel column data is determined as the defocus amount used for focus detection, and the luminance of the subject is less than the predetermined value. The defocus amount based on the pair of dimming pixel column data may be determined as the defocus amount used for focus detection.

ステップＳ１０５では、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０４で算出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を、合焦位置まで駆動させるための処理が行われる。具体的には、カメラ制御部２１は、位相差検出方式により算出されたデフォーカス量から、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させるのに必要となるレンズ駆動量を算出し、算出されたレンズ駆動量を、レンズ制御部３７を介して、フォーカスレンズ駆動モータ３６に送出する。そして、フォーカスレンズ駆動モータ３６は、カメラ制御部２１により算出されたレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させる。   In step S105, the camera control unit 21 performs processing for driving the focus lens 32 to the in-focus position based on the defocus amount calculated in step S104. Specifically, the camera control unit 21 calculates the lens driving amount necessary to drive the focus lens 32 to the in-focus position from the defocus amount calculated by the phase difference detection method, and calculates the calculated lens. The drive amount is sent to the focus lens drive motor 36 via the lens control unit 37. The focus lens drive motor 36 drives the focus lens 32 to the in-focus position based on the lens drive amount calculated by the camera control unit 21.

そして、ステップＳ１０６では、カメラ制御部２１により、操作部２８に備えられたシャッターレリーズボタンの全押し（第２スイッチＳＷ２のオン）がされたか否かの判断が行なわれる。第２スイッチＳＷ２がオンされていない場合には、ステップＳ１０１に戻り、第２スイッチＳＷ２がオンされるまで、光学系の焦点調節が繰り返される。一方、第２スイッチＳＷ２がオンされた場合、被写体像を撮影するために、ステップＳ１０７に進む。   In step S106, the camera control unit 21 determines whether or not the shutter release button provided in the operation unit 28 has been fully pressed (the second switch SW2 is turned on). If the second switch SW2 is not turned on, the process returns to step S101, and the focus adjustment of the optical system is repeated until the second switch SW2 is turned on. On the other hand, when the second switch SW2 is turned on, the process proceeds to step S107 in order to capture a subject image.

ステップＳ１０７では、撮像素子２２により電荷の蓄積・転送が行われる。具体的には、撮像素子２２の撮像画像２２１ａ〜２２１ｃ、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２により、入射光に応じた電荷の蓄積が行われ、蓄積された電荷に応じた画像データが、カメラ制御部２１に転送される。 In step S107, charge accumulation / transfer is performed by the image sensor 22. Specifically, charge accumulation according to incident light is performed by the captured images 221a to 221c of the image sensor 22, the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 , Image data corresponding to the accumulated charge is transferred to the camera control unit 21.

ステップＳ１０８では、カメラ制御部２１により、画素信号の補間処理が行われる。すなわち、カメラ制御部２１は、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２において、撮像画素２２１ａ〜２２１ｃと同様の画素信号が得られるように、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の画素信号を補間する。 In step S108, the camera control unit 21 performs pixel signal interpolation processing. That is, the camera control unit 21 has the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 so that pixel signals similar to those of the imaging pixels 221a to 221c are obtained. The pixel signals of the detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 are interpolated.

ここで、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２には、緑フィルタ２２１５が設けられており、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２の出力を撮像用信号として用いることができる。しかし、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２の光電変換素子２２２２Ｇ１，２２２２Ｇ２は、撮像画素２２１ａ〜２２１ｃの光電変換素子２２１２と比べて面積が小さいため、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２において、撮像画素２２１ａ〜２２１ｃと同様の画素出力が得られない可能性が高い。そこで、カメラ制御部２１は、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２においても撮像画素２２１ａ〜２２１ｃと同様の画素信号が得られるように、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２自体の出力と、補間を行う第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２周辺の撮像画素２２１ａ〜２２１ｃの出力とを用いて、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２の画素信号を撮像用に補間する。 Here, the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 are provided with green filters 2215, and the outputs of the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 can be used as imaging signals. However, the photoelectric conversion elements 2222G 1 and 2222G 2 of the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 have a smaller area than the photoelectric conversion elements 2212 of the imaging pixels 221a to 221c, and thus the first focus detection pixels 222G 1 and 222G. 2 , there is a high possibility that a pixel output similar to that of the imaging pixels 221 a to 221 c cannot be obtained. Therefore, the camera control unit 21, as similar to the pixel signal and the imaging pixels 221a~221c also in the first focus detection pixel 222G 1, 222G 2 is obtained, the first focus detection pixel 222G 1, and 222G 2 itself output , by using the output of the first focus detection pixel 222G 1, 222G 2 surrounding imaging pixels 221a~221c performing interpolation interpolates the first pixel signal of the focus detection pixel 222G 1, 222G 2 for imaging.

なお、図９に示すように、ステップＳ１０２で緑画素列データの画素信号を補間した場合には、ステップＳ１０２で補間した焦点検出用の画素信号を用いて、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２の画素信号を撮像用に補間する構成としてもよい。 As shown in FIG. 9, when the pixel signal of the green pixel column data is interpolated in step S102, the first focus detection pixels 222G 1 and 222G are used by using the focus detection pixel signal interpolated in step S102. The two pixel signals may be interpolated for imaging.

また、第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２には、減光フィルタ２２１６が設けられており、第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の出力だけでは色情報を得ることができない。そこで、カメラ制御部２１は、撮像用に、第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２自体の出力と、補間を行う第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２周辺の撮像画素２２１ａ〜２２１ｃの出力とを用いて、第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の画素信号を撮像用に補間する。 The second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 are provided with a neutral density filter 2216, and color information cannot be obtained only by the outputs of the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 . Therefore, the camera control unit 21 outputs the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 themselves for imaging, and the outputs of the imaging pixels 221a to 221c around the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 that perform interpolation. Is used to interpolate the pixel signals of the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 for imaging.

なお、図９に示すように、ステップＳ１０２で減光画素列データの画素信号を補間した場合には、ステップＳ１０２で補間した焦点検出用の画素信号を用いて、第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の画素信号を撮像用に補間する構成としてもよい。具体的には、被写体の輝度が、第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の出力が飽和しない輝度以下である場合には、ステップＳ１０２で補間した画素信号と、補間を行う第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２周辺の撮像画素２２１ａ〜２２１ｃの出力とを用いて、第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の画素信号を撮像用に補間することができる。また、被写体の輝度が、第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の出力が飽和してしまう輝度以上である場合には、補間を行う第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２周辺の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２の出力と、補間を行う第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２周辺の撮像画素２２１ａ〜２２１ｃの出力とを用いて、第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の画素信号を撮像用に補間することができる。 As shown in FIG. 9, when the pixel signal of the dimming pixel column data is interpolated in step S102, the second focus detection pixel 222N 1 , the pixel signal for focus detection interpolated in step S102 is used. The pixel signal of 222N 2 may be interpolated for imaging. Specifically, when the luminance of the subject is equal to or lower than the luminance at which the outputs of the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 are not saturated, the pixel signal interpolated in step S102 and the second focus detection pixel that performs the interpolation. 222N 1, by using the output of 222N 2 surrounding imaging pixels 221A～221c, it is possible to interpolate the second pixel signal of the focus detection pixel 222N 1, 222N 2 for imaging. Further, when the luminance of the subject is equal to or higher than the luminance at which the outputs of the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 are saturated, the first focus around the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 to be interpolated. the output of the detection pixel 222G 1, 222G 2, by using the output of the second focus detection pixel 222N 1, 222N 2 surrounding imaging pixels 221a~221c performing the interpolation, the second focus detection pixel 222N 1, 222N 2 pixels The signal can be interpolated for imaging.

そして、ステップＳ１０９では、カメラ制御部２１により、撮像画素２２１ａ〜２２１ｃにより出力された画素信号と、ステップＳ１０８で補間された第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の画素信号とに基づいて、撮像画像の生成が行われる。 In step S109, the camera control unit 21 outputs the pixel signals output from the imaging pixels 221a to 221c, and the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the second focus detection pixels 222N 1 , interpolated in step S108. A captured image is generated based on the 222N 2 pixel signal.

以上のように、第１実施形態に示す撮像素子２２は、図３に示すように、緑フィルタ２２１５が設けられた一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２と、減光フィルタ２２１６が設けられた一対の第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２とが交互に配置されており、一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２から一対の緑画素列データが出力され、一対の第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２から一対の減光画素列データが出力される。そして、一対の緑画素列データが適切に検出できた場合には、一対の緑画素列データに基づいて、位相差検出方式による光学系の焦点状態の検出を行い、一方、一対の緑画素列データが適切に検出できない場合には、減光フィルタ２２１６を通過した光束に対応する一対の減光画素列データに基づいて、位相差検出方式による光学系の焦点状態の検出が行われる。 As described above, the imaging device 22 according to the first embodiment includes the pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 provided with the green filter 2215 and the neutral density filter 2216 as illustrated in FIG. The pair of second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 are alternately arranged, and the pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 outputs a pair of green pixel column data, and a pair of second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 A pair of dimming pixel column data is output from the focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 . If the pair of green pixel column data can be detected appropriately, the focus state of the optical system is detected by the phase difference detection method based on the pair of green pixel column data, while the pair of green pixel column data If the data cannot be detected properly, the focus state of the optical system is detected by the phase difference detection method based on the pair of light-reducing pixel array data corresponding to the light beam that has passed through the light-reducing filter 2216.

ここで、緑フィルタ２２１５が設けられた第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２は、人間の眼の感度に近い波長領域を検知できるため、一対の緑画素列データを適切に検出できた場合に、緑画素列データを用いて焦点検出を行うことで、人間の眼に合った信頼性の高い焦点検出結果を得ることができる。また、緑フィルタ２２１５で入射光の波長領域を限定することで、色収差の影響が小さくなり、これにより、焦点検出における検出精度を高めることができる。一方、減光フィルタ２２１６が設けられた第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２では、赤色および青色の被写体光も検出することができるため、たとえば被写体が赤色や青色であるため一対の緑画素列データを適切に検出できない場合でも、減光フィルタ２２１６を通過した減光画素列データに基づいて焦点検出を行うことで、被写体の色情報にかかわらず、光学系の焦点状態を適切に検出することができる。また、減光フィルタ２２１６を通過した光束は、フィルタを全く設けていない場合と比べて出力の飽和を抑制することができるため、被写体の輝度が高い場合でも、光学系の焦点状態を適切に検出することができる。 Here, since the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 provided with the green filter 2215 can detect a wavelength region close to the sensitivity of the human eye, when the pair of green pixel column data can be detected appropriately, By performing focus detection using the green pixel column data, it is possible to obtain a highly reliable focus detection result suitable for human eyes. In addition, by limiting the wavelength region of the incident light with the green filter 2215, the influence of chromatic aberration is reduced, and thereby the detection accuracy in focus detection can be increased. On the other hand, the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 provided with the neutral density filter 2216 can also detect red and blue subject light. For example, since the subject is red or blue, a pair of green pixel rows Even when the data cannot be detected properly, the focus state of the optical system can be appropriately detected regardless of the color information of the subject by performing focus detection based on the dimming pixel array data that has passed through the neutral density filter 2216. Can do. In addition, since the light flux that has passed through the neutral density filter 2216 can suppress the saturation of output compared to the case where no filter is provided, the focus state of the optical system can be detected appropriately even when the luminance of the subject is high. can do.

また、本実施形態では、図３に示すように、一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および一対の第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２が一次元状に連続して配置されている。ここで、たとえば焦点検出画素が離散的に配置されている場合には、被写体の像のパターンによっては、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２で被写体の像を検出できない場合があるが、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２を一次元状に連続して配置することで、被写体の像を適切に検出することができ、これにより、焦点検出における検出精度を向上することができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the pair of second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 are continuously arranged in a one-dimensional manner. Yes. For example, when the focus detection pixels are discretely arranged, depending on the pattern of the subject image, the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 Although the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 are continuously arranged in a one-dimensional manner, the image of the subject is appropriately Thus, detection accuracy in focus detection can be improved.

また、第１実施形態では、画像を撮影する際に、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の画素信号を補間し、補間した画素信号を用いて、撮像画像の撮像を行うことで、撮像画像の画質を向上させることができる。特に、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２には緑フィルタ２２１５が設けられており、焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２の出力は色情報を備えるため、焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２の出力を撮像用信号としても用いることで、撮像画像の画質をより向上させることができる。また、第１実施形態では、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２に隣接して撮像画素２２１ａ〜２２１ｃがベイヤー配列で配置されているため、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２の画素位置におけるＲ，Ｇ，Ｂ情報を、隣接する撮像画素２２１ａ〜２２１ｃの出力を用いて補間することができ、これにより、撮像画像の画質をより向上させることができる。 In the first embodiment, when an image is captured, the pixel signals of the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 are interpolated, and the interpolated pixel signals are used. The image quality of the captured image can be improved by capturing the captured image. In particular, since the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 are provided with a green filter 2215, and the outputs of the focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 include color information, the outputs of the focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 are provided. Is also used as an imaging signal, the image quality of the captured image can be further improved. In the first embodiment, since the imaging pixels 221a to 221c are arranged in a Bayer arrangement adjacent to the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 , The R, G, B information at the pixel positions of the focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 can be interpolated using the outputs of the adjacent imaging pixels 221a to 221c. As a result, the image quality of the captured image can be further improved.

《第２実施形態》
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。第２実施形態に係るカメラ１ａは、図１１に示すように、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および図１２に示す第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２が配列された撮像素子２２ａを備え、図１３に示すように動作すること以外は、第１実施形態と同様である。以下に、第２実施形態に係るカメラ１ａについて説明する。 << Second Embodiment >>
Next, 2nd Embodiment of this invention is described based on drawing. As shown in FIG. 11, the camera 1a according to the second embodiment includes an imaging element 22a in which the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the third focus detection pixels 222E 1 and 222E 2 shown in FIG. It is the same as that of 1st Embodiment except having prepared and operate | moving as shown in FIG. The camera 1a according to the second embodiment will be described below.

図１１は、第２実施形態に係る撮像素子２２ａを説明するための図である。図１１に示すように、撮像素子２２ａには、一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２と一対の第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２とが交互に横一列に配列されて構成されている。また、第２実施形態において、一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２および一対の第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２は、ベイヤー配列された撮像画素２２１ａ（緑画素Ｇ）と撮像画素２２１ｃ（赤画素Ｒ）との位置にギャップを設けることなく密に配列されている。 FIG. 11 is a diagram for explaining an image sensor 22a according to the second embodiment. As shown in FIG. 11, the imaging element 22a is configured by a pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and a pair of third focus detection pixels 222E 1 and 222E 2 that are alternately arranged in a horizontal row. ing. Further, in the second embodiment, the pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 and the pair of third focus detection pixels 222E 1 and 222E 2 are the image pickup pixel 221a (green pixel G) and the image pickup pixel arranged in a Bayer array. It is densely arranged without providing a gap at a position with respect to 221c (red pixel R).

ここで、図１２（Ａ）は、第３焦点検出画素２２２Ｅ１の一つを拡大して示す正面図、図１２（Ｃ）は、第３焦点検出画素２２２Ｅ１の断面図である。また、図１２（Ｂ）は、第３焦点検出画素２２２Ｅ２の一つを拡大して示す正面図、図１２（Ｄ）は、第３焦点検出画素２２２Ｅ２の断面図である。第３焦点検出画素２２２Ｅ１は、図１２（Ａ）に示すように、マイクロレンズ２２２１と、矩形状の光電変換部２２２２Ｅ１とから構成され、図１２（Ｃ）の断面図に示すように、光電変換部２２２２Ｅ１とマイクロレンズ２２２１との間には、カラーフィルタや減光フィルタなどの分光フィルタが設けられていない。また、第３焦点検出画素２２２Ｅ２は、図１２（Ｂ）に示すように、マイクロレンズ２２２１と、光電変換部２２２２Ｅ２とから構成され、図１２（Ｄ）の断面図に示すように、光電変換部２２２２Ｅ２とマイクロレンズ２２２１との間には、カラーフィルタや減光フィルタなどの分光フィルタが設けられていない。そのため、第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２の波長の相対感度は、図６（Ｂ）に示すような相対感度を有することとなる。 Here, FIG. 12 (A) is a front view showing an enlarged one third focus detection pixels 222E 1, FIG. 12 (C) is a cross-sectional view of a third focus detection pixels 222E 1. Further, FIG. 12 (B) a front view showing an enlarged one third focus detection pixels 222E 2, FIG. 12 (D) is a cross-sectional view of a third focus detection pixels 222E 2. As shown in FIG. 12A, the third focus detection pixel 222E 1 includes a micro lens 2221 and a rectangular photoelectric conversion unit 2222E 1, and as shown in the cross-sectional view of FIG. between the photoelectric conversion portion 2222E 1 and the microlens 2221, the spectral filter such as a color filter and the neutral density filter is not provided. The third focus detection pixel 222E 2 includes a micro lens 2221 and a photoelectric conversion unit 2222E 2 as shown in FIG. 12B. As shown in the cross-sectional view of FIG. between the converter section 2222E 2 and the microlens 2221, the spectral filter such as a color filter and the neutral density filter is not provided. Therefore, the relative sensitivities of the wavelengths of the third focus detection pixels 222E 1 and 222E 2 have the relative sensitivities as shown in FIG. 6B.

このように、第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２には、分光フィルタが設けられていなため、入射波長の制限がなく、その分、入射光量を多くすることができる。そのため、被写体の輝度が低い場合でも、画素信号のＳＮ比を高くすることができ、第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２の出力に基づいて焦点検出を行った場合に、焦点検出における検出精度を高めることができる。また、第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２には、カラーフィルタを設けられていないため、被写体の色情報にかかわらずに、被写体からの入射光を検知することができる。 Thus, since the spectral filters are not provided in the third focus detection pixels 222E 1 and 222E 2, there is no limitation on the incident wavelength, and the amount of incident light can be increased accordingly. Therefore, even when the luminance of the subject is low, the SN ratio of the pixel signal can be increased, and when focus detection is performed based on the outputs of the third focus detection pixels 222E 1 and 222E 2 , detection accuracy in focus detection Can be increased. Further, since the third focus detection pixels 222E 1 and 222E 2 are not provided with a color filter, incident light from the subject can be detected regardless of the color information of the subject.

そして、第２実施形態に係る撮像素子２２ａでは、図１１に示すように、緑フィルタ２２１５（図１１中において“Ｇ”で示す）が設けられた一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ１と、分光フィルタが設けられていない一対の第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２とが交互に横一列に配列されることにより、焦点検出画素列を構成する。 In the imaging element 22a according to the second embodiment, as shown in FIG. 11, a pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 1 provided with a green filter 2215 (indicated by “G” in FIG. 11). And a pair of third focus detection pixels 222E 1 and 222E 2 not provided with a spectral filter are alternately arranged in a horizontal row to form a focus detection pixel row.

そして、第２実施形態では、緑フィルタ２２１５が設けられた一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２から一対の緑画素列データが出力されるとともに、分光フィルタが設けられていない一対の第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２から、一対のフィルタ無し画素列データが出力される。 In the second embodiment, the pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 provided with the green filter 2215 outputs a pair of green pixel column data and the pair of first focus detection pixels provided with no spectral filter. A pair of unfiltered pixel column data is output from the three focus detection pixels 222E 1 and 222E 2 .

次に、図１３を参照して、第３実施形態に係るカメラ１ａの動作について説明する。なお、図１３は、第２実施形態に係るカメラ１ａの動作を示すフローチャートである。   Next, the operation of the camera 1a according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the camera 1a according to the second embodiment.

まず、ステップＳ２０１では、第１実施形態のステップＳ１０１と同様に、第１スイッチＳＷ１がオンされるまで、ステップＳ２０１で待機し、第１スイッチＳＷ１がオンであると判断された場合は、ステップＳ２０２に進む。そして、ステップＳ２０２では、緑フィルタ２２１５が設けられた一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２から一対の緑画素列データが取得されるとともに、分光フィルタが設けられていない一対の第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２から一対のフィルタ無し画素列データが取得される。 First, in step S201, as in step S101 of the first embodiment, the process waits in step S201 until the first switch SW1 is turned on. If it is determined that the first switch SW1 is turned on, step S202 is performed. Proceed to In step S202, a pair of green pixel column data is acquired from the pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 provided with the green filter 2215, and a pair of third focus provided with no spectral filter. A pair of unfiltered pixel column data is acquired from the detection pixels 222E 1 and 222E 2 .

なお、第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、一対の緑画素列データとして、第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２の画素位置に対応する画素信号を補間し、一対のフィルタ無し画素列データとして、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２の画素位置に対応する画素信号を補間する構成としてもよい。 In the second embodiment, as in the first embodiment, pixel signals corresponding to the pixel positions of the third focus detection pixels 222E 1 and 222E 2 are interpolated as a pair of green pixel column data, and there is no pair of filters. as pixel line data may be configured to interpolate a pixel signal corresponding to the first focus detection pixel 222G 1, the pixel position of 222G 2.

ステップＳ２０３では、第１実施形態のステップＳ１０３と同様に、カメラ制御部２１により、ステップＳ２０２で取得した緑画素列データおよびフィルタ無し画素列データに基づいて、デフォーカス量の算出が行われる。すなわち、カメラ制御部２１は、緑画素列データに基づくデフォーカス量と、フィルタ無し画素列データに基づくデフォーカス量の２つのデフォーカス量を算出する。   In step S203, as in step S103 of the first embodiment, the camera control unit 21 calculates the defocus amount based on the green pixel column data and the unfiltered pixel column data acquired in step S202. That is, the camera control unit 21 calculates two defocus amounts, that is, a defocus amount based on green pixel column data and a defocus amount based on unfiltered pixel column data.

ステップＳ２０４では、カメラ制御部２１により、ステップＳ２０３で算出した緑画素列データに基づくデフォーカス量およびフィルタ無し画素列データに基づくデフォーカス量の中から、焦点検出に用いる画素列データを決定する処理が行われる。具体的には、カメラ制御部２１は、第１実施形態と同様に、焦点検出における画素列データの信頼性や被写体の輝度に基づいて、焦点検出に用いる画素列データを決定する。   In step S204, the camera control unit 21 determines pixel column data used for focus detection from the defocus amount based on the green pixel column data calculated in step S203 and the defocus amount based on the unfiltered pixel column data. Is done. Specifically, as in the first embodiment, the camera control unit 21 determines pixel column data used for focus detection based on the reliability of pixel column data in focus detection and the luminance of the subject.

たとえば、カメラ制御部２１は、緑フィルタ２２１５を通過した光束に対応する一対の緑画素列データの検出強度が一定値以上である場合など、一対の緑画素列データが適切に検出できた場合には、一対の緑画素列データに基づくデフォーカス量を焦点検出に用いるデフォーカス量として決定し、一方、一対の緑画素列データの検出強度が一定値未満である場合など一対の緑画素列データが適切に検出できない場合には、第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２から出力された一対のフィルタ無し画素列データに基づくデフォーカス量を、焦点検出に用いるデフォーカス量として決定する。これにより、たとえば、一対の緑画素列データが適切に検出できた場合には、人間の眼の感度に合った焦点検出を行うことができるとともに、被写体が赤色や青色などにより一対の緑画素列データが適切に検出できない場合でも、被写体の色情報に限定されない一対のフィルタ無し画素列データに基づいて焦点検出を適切に行うことができる。 For example, when the detection intensity of the pair of green pixel column data corresponding to the light beam that has passed through the green filter 2215 is equal to or greater than a certain value, the camera control unit 21 can detect the pair of green pixel column data appropriately. Determines a defocus amount based on a pair of green pixel column data as a defocus amount used for focus detection, while a pair of green pixel column data such as when the detection intensity of the pair of green pixel column data is less than a certain value Is not properly detected, the defocus amount based on the pair of unfiltered pixel column data output from the third focus detection pixels 222E 1 and 222E 2 is determined as the defocus amount used for focus detection. Thereby, for example, when a pair of green pixel row data can be detected appropriately, focus detection suitable for the sensitivity of the human eye can be performed, and the subject is a pair of green pixel rows in red or blue. Even when data cannot be detected properly, focus detection can be appropriately performed based on a pair of unfiltered pixel column data that is not limited to the color information of the subject.

また、カメラ制御部２１は、被写体の輝度が所定値以上である場合に、一対の緑画素列データに基づくデフォーカス量を焦点検出に用いるデフォーカス量として決定し、被写体の輝度が所定値未満である場合には、一対のフィルタ無し画素列データに基づくデフォーカス量を焦点検出に用いるデフォーカス量として決定してもよい。第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２には分光フィルタが設けられていないため、入射光量が多く、被写体の輝度が低い場合でも、ＳＮ比を高くすることができ、光学系の焦点状態を適切に検出することができる。 Further, when the luminance of the subject is equal to or higher than the predetermined value, the camera control unit 21 determines the defocus amount based on the pair of green pixel column data as the defocus amount used for focus detection, and the luminance of the subject is less than the predetermined value In this case, the defocus amount based on the pair of unfiltered pixel column data may be determined as the defocus amount used for focus detection. Since the third focus detection pixels 222E 1 and 222E 2 are not provided with a spectral filter, the SN ratio can be increased even when the amount of incident light is large and the luminance of the subject is low, and the focus state of the optical system is appropriately set. Can be detected.

ステップＳ２０５では、ステップＳ１０５と同様に、ステップＳ２０４で算出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２の合焦駆動が行われる。そして、ステップＳ２０６で、シャッターレリーズボタンの全押し（第２スイッチＳＷ２のオン）がされたか否かの判断が行なわれ、第２スイッチＳＷ２がオンされていない場合には、ステップＳ２０１に戻り、第２スイッチＳＷ２がオンされるまで、光学系の焦点調節が繰り返される。一方、第２スイッチＳＷ２がオンされた場合には、被写体像を撮影するために、ステップＳ２０７に進み、撮像素子２２ａにより電荷の蓄積・転送が行われる。   In step S205, as in step S105, the focus lens 32 is driven to focus based on the defocus amount calculated in step S204. In step S206, it is determined whether or not the shutter release button is fully pressed (second switch SW2 is turned on). If the second switch SW2 is not turned on, the process returns to step S201, and the second switch SW2 is turned on. The focus adjustment of the optical system is repeated until the 2 switch SW2 is turned on. On the other hand, when the second switch SW2 is turned on, in order to capture a subject image, the process proceeds to step S207, and charges are accumulated and transferred by the image sensor 22a.

そして、ステップＳ２０８において、撮像用に画素信号の補間処理が行われる。ここで、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２については、第１実施形態と同様に、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２自体の出力と、補間を行う第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２周辺の撮像画素２２１ａ〜２２１ｃの出力とを用いて、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２の画素信号が撮像用に補間される。 In step S208, pixel signal interpolation processing is performed for imaging. Here, the first focus detection pixel 222G 1, 222G 2, as in the first embodiment, the output of the first focus detection pixel 222G 1, 222G 2 itself, the first focus detection pixel to interpolate 222G 1, The pixel signals of the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 are interpolated for imaging using the outputs of the imaging pixels 221a to 221c around 222G 2 .

一方、第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２については、分光フィルタが設けられていため、第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２の出力が飽和する可能性がある。そのため、カメラ制御部２１は、第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２自体の出力を用いることなく、補間を行う第３焦点検出画素２２２Ｅ１周辺の第１焦点検出画素２２２Ｇ１の出力と、補間を行う第３焦点検出画素２２２Ｅ１周辺の撮像画素２２１ａ〜２２１ｃの出力とを用いて、第３焦点検出画素２２２Ｅ１の画素信号を撮像用に補間し、同様に、補間を行う第３焦点検出画素２２２Ｅ２周辺の第１焦点検出画素２２２Ｇ２の出力と、補間を行う第３焦点検出画素２２２Ｅ２周辺の撮像画素２２１ａ〜２２１ｃの出力とを用いて、第３焦点検出画素２２２Ｅ２の画素信号を撮像用に補間する。 On the other hand, the third focus detection pixels 222E 1, 222E 2, since the spectral filters provided, the output of the third focus detection pixels 222E 1, 222E 2 is likely to saturate. Therefore, the camera control unit 21, the third focus detection pixels 222E 1, 222E without using the output of the 2 itself, and the first focus detection pixel 222G 1 output of the third peripheral focus detection pixels 222E 1 to perform interpolation, interpolation by using the output of the third focus detection pixels 222E 1 surrounding imaging pixels 221a~221c performing, the third pixel signals of the focus detection pixels 222E 1 interpolated for imaging, Similarly, the third focus detection to perform interpolation by using the output of the pixel 222E 2 first focus detection pixels near 222G 2, and an output of the third focus detection pixels 222E 2 surrounding imaging pixels 221a~221c performing interpolation, third focus detection pixels 222E 2 pixel signal Is interpolated for imaging.

なお、ステップＳ２０２で画素列データの画素信号を補間した場合には、第１実施形態と同様に、ステップＳ２０２で補間した焦点検出用の画素信号を用いて、撮像用の画素信号を補間する構成としてもよい。   In the case where the pixel signal of the pixel column data is interpolated in step S202, the pixel signal for imaging is interpolated using the focus detection pixel signal interpolated in step S202, as in the first embodiment. It is good.

そして、ステップＳ２０９では、撮像画素２２１ａ〜２２１ｃにより出力された画素信号と、ステップＳ２０８で補間された第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２の画素信号とに基づいて、撮像画像の生成が行われる。 In step S209, a captured image is generated based on the pixel signals output from the imaging pixels 221a to 221c and the pixel signals of the third focus detection pixels 222E 1 and 222E 2 interpolated in step S208. .

以上のように、第２実施形態では、図１１に示すように、撮像素子２２ａにおいて、緑フィルタ２２１５が設けられた一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２と、分光フィルタが設けられていない一対の第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２とが交互に配置されており、一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２から一対の緑画素列データが出力され、一対の第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２から一対のフィルタ無し画素列データが出力される。 As described above, in the second embodiment, as illustrated in FIG. 11, in the imaging element 22a, the pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 provided with the green filter 2215 and the spectral filter are provided. A pair of third focus detection pixels 222E 1 and 222E 2 that are not present are alternately arranged, and a pair of green pixel column data is output from the pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 , and a pair of third focus points A pair of unfiltered pixel column data is output from the detection pixels 222E 1 and 222E 2 .

ここで、第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２には、カラーフィルタや減光フィルタが設けられていないため、入射波長の制限がなく、入射光量を多くすることができる。そのため、第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２では、被写体の輝度が低い場合でも、画素信号のＳＮ比を高くすることができ、その結果、焦点検出における検出精度を高めることができる。また、第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２には、カラーフィルタを設けられていないため、被写体の色情報にかかわらずに、被写体からの入射光を検知することができ、焦点検出を適切に行うことができる。 Here, since the third focus detection pixels 222E 1 and 222E 2 are not provided with a color filter or a neutral density filter, the incident wavelength is not limited, and the amount of incident light can be increased. Therefore, the third focus detection pixels 222E 1 and 222E 2 can increase the SN ratio of the pixel signal even when the luminance of the subject is low, and as a result, the detection accuracy in focus detection can be increased. In addition, since the third focus detection pixels 222E 1 and 222E 2 are not provided with a color filter, incident light from the subject can be detected regardless of the color information of the subject, and focus detection is appropriately performed. It can be carried out.

《第３実施形態》
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。第３実施形態に係るカメラ１ｂは、図１４に示すように、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２と、図１５に示す第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２および第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２とが配置された撮像素子２２ｂを備え、図１６に示すように動作すること以外は、第１実施形態と同様である。以下に、第３実施形態に係るカメラ１ｂについて説明する。 << Third Embodiment >>
Next, 3rd Embodiment of this invention is described based on drawing. As shown in FIG. 14, the camera 1b according to the third embodiment includes first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2, and fourth focus detection pixels 222B 1 and 222B 2 and a fifth focus detection pixel 222R shown in FIG. 1, 222R 2 and equipped with the imaging device 22b arranged, except that operates as shown in FIG. 16, the same as in the first embodiment. The camera 1b according to the third embodiment will be described below.

図１４は、第３実施形態に係る撮像素子２２ｂを説明するための図である。図１４に示すように、撮像素子２２ｂには、一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２と、一対の第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２と、一対の第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２とが交互に横一列に配列されて構成されている。なお、第３実施形態において、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２、第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２、および第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２は、ベイヤー配列された撮像画素２２１ａ（緑画素Ｇ）と撮像画素２２１ｃ（赤画素Ｒ）との位置にギャップを設けることなく密に配列されている。 FIG. 14 is a diagram for explaining an image sensor 22b according to the third embodiment. As shown in FIG. 14, the image sensor 22b includes a pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 , a pair of fourth focus detection pixels 222B 1 and 222B 2, and a pair of fifth focus detection pixels 222R 1. , and 222R 2 is constituted are arranged in a row alternately. In the third embodiment, the first focus detection pixels 222G 1 , 222G 2 , the fourth focus detection pixels 222B 1 , 222B 2 , and the fifth focus detection pixels 222R 1 , 222R 2 are the Bayer-arrayed imaging pixels 221a. The green pixels G and the imaging pixels 221c (red pixels R) are arranged densely without providing a gap.

図１５（Ａ）は、第４焦点検出画素２２２Ｂ１の一つを拡大して示す正面図、図１５（Ｅ）は、第４焦点検出画素２２２Ｂ１の断面図である。また、図１５（Ｂ）は、第４焦点検出画素２２２Ｂ２の一つを拡大して示す正面図、図１５（Ｄ）は、第４焦点検出画素２２２Ｂ２の断面図である。第４焦点検出画素２２２Ｂ１は、図１５（Ａ）に示すように、マイクロレンズ２２２１と、矩形状の光電変換部２２２２Ｂ１とから構成され、図１５（Ｅ）の断面図に示すように、光電変換部２２２２Ｂ１とマイクロレンズ２２２１との間には、撮像画素２２１ｂ（青画素Ｂ）のカラーフィルタ２２１４ｂと同じ分光特性を有するカラーフィルタ２２１７（以下、青フィルタ２２１７という）が設けられている。また、第４焦点検出画素２２２Ｂ２は、図１５（Ｂ）に示すように、マイクロレンズ２２２１と、光電変換部２２２２Ｂ２とから構成され、図１５（Ｆ）の断面図に示すように、光電変換部２２２２Ｂ２とマイクロレンズ２２２１との間には、青フィルタ２２１７が設けられている。 FIG. 15 (A) is a front view showing an enlarged one of the fourth focus detection pixels 222B 1, FIG. 15 (E) is a sectional view of a fourth focus detection pixels 222B 1. Further, FIG. 15 (B) a front view showing an enlarged one of the fourth focus detection pixels 222B 2, FIG. 15 (D) is a sectional view of a fourth focus detection pixels 222B 2. As shown in FIG. 15A, the fourth focus detection pixel 222B 1 includes a micro lens 2221 and a rectangular photoelectric conversion unit 2222B 1, and as shown in a cross-sectional view of FIG. between the photoelectric conversion portion 2222B 1 and the microlens 2221, the color filter 2217 (hereinafter, referred to as a blue filter 2217) having the same spectral characteristics as the color filter 2214b imaging pixels 221b (blue pixel B) are provided. In addition, the fourth focus detection pixel 222B 2 includes a micro lens 2221 and a photoelectric conversion unit 2222B 2 as illustrated in FIG. 15B. As illustrated in the cross-sectional view of FIG. between the converter unit 2222B 2 and the microlens 2221, the blue filter 2217 is provided.

また、図１５（Ｃ）は、第５焦点検出画素２２２Ｒ１の一つを拡大して示す正面図、図１５（Ｇ）は、第５焦点検出画素２２２Ｒ１の断面図であり、図１５（Ｄ）は、第５焦点検出画素２２２Ｒ２の一つを拡大して示す正面図、図１５（Ｈ）は、第５焦点検出画素２２２Ｒ２の断面図である。第５焦点検出画素２２２Ｒ１は、図１５（Ｃ）に示すように、マイクロレンズ２２２１と、矩形状の光電変換部２２２２Ｒ１とから構成され、図１５（Ｇ）の断面図に示すように、光電変換部２２２２Ｒ１とマイクロレンズ２２２１との間には、撮像画素２２１ｃ（赤画素Ｒ）のカラーフィルタ２２１４ｃと同じ分光特性を有するカラーフィルタ２２１８（以下、赤フィルタ２２１８という）が設けられている。また、第５焦点検出画素２２２Ｒ２は、図１５（Ｄ）に示すように、マイクロレンズ２２２１と、光電変換部２２２２Ｒ２とから構成され、図１５（Ｈ）の断面図に示すように、光電変換部２２２２Ｒ２とマイクロレンズ２２２１との間には、赤フィルタ２２１８が設けられている。 Further, FIG. 15 (C) a front view showing an enlarged one fifth focus detection pixels 222R 1, FIG. 15 (G) is a cross-sectional view of a fifth focus detection pixels 222R 1, FIG. 15 ( D) is a front view showing an enlarged one fifth focus detection pixels 222R 2, FIG. 15 (H) is a sectional view of a fifth focus detection pixels 222R 2. As shown in FIG. 15C, the fifth focus detection pixel 222R 1 includes a micro lens 2221 and a rectangular photoelectric conversion unit 2222R 1, and as shown in the cross-sectional view of FIG. between the photoelectric conversion unit 2222R 1 and the microlens 2221, the color filter 2218 (hereinafter referred to as red filter 2218) having the same spectral characteristics as the color filter 2214c of the imaging pixel 221c (a red pixel R) is provided. Further, the fifth focus detection pixel 222R 2 includes a micro lens 2221 and a photoelectric conversion unit 2222R 2 as shown in FIG. 15D. As shown in the cross-sectional view of FIG. A red filter 2218 is provided between the conversion unit 2222R 2 and the micro lens 2221.

そして、第３実施形態に係る撮像素子２２ｂでは、図１４に示すように、緑フィルタ２２１５（図１４中において“Ｇ”で示す）が設けられた一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２と、青フィルタ２２１７（図１４中において“Ｂ”で示す）が設けられた一対の第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２と、赤フィルタ２２１８（図１４中において“Ｒ”で示す）が設けられた一対の第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ１とが交互に横一列に配列されることにより、焦点検出画素列を構成する。 In the imaging device 22b according to the third embodiment, as shown in FIG. 14, a pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 provided with a green filter 2215 (indicated by “G” in FIG. 14). A pair of fourth focus detection pixels 222B 1 and 222B 2 provided with a blue filter 2217 (indicated by “B” in FIG. 14) and a red filter 2218 (indicated by “R” in FIG. 14). The pair of fifth focus detection pixels 222R 1 and 222R 1 thus arranged are alternately arranged in a horizontal row to constitute a focus detection pixel row.

そして、第３実施形態では、緑フィルタ２２１５が設けられた一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２から一対の緑画素列データが出力され、青フィルタ２２１７が設けられた一対の第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２から一対の青画素列データが出力され、赤フィルタ２２１８が設けられた一対の第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２から一対の赤画素列データが出力される。 In the third embodiment, a pair of green pixel column data is output from the pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 provided with the green filter 2215, and the pair of fourth focus provided with the blue filter 2217. A pair of blue pixel column data is output from the detection pixels 222B 1 and 222B 2, and a pair of red pixel column data is output from the pair of fifth focus detection pixels 222R 1 and 222R 2 provided with the red filter 2218.

次に、図１６を参照して、第３実施形態に係るカメラ１ｂの動作について説明する。なお、図１６は、第３実施形態に係るカメラ１ｂの動作を示すフローチャートである。   Next, the operation of the camera 1b according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a flowchart showing the operation of the camera 1b according to the third embodiment.

まず、ステップＳ３０１では、第１実施形態のステップＳ１０１と同様に、第１スイッチＳＷ１がオンされるまで、ステップＳ３０１で待機し、第１スイッチＳＷ１がオンであると判断された場合は、ステップＳ３０２に進む。そして、ステップＳ３０２では、カメラ制御部２１により、緑画素列データ、青画素列データ、および赤画素列データの３つの画素列データの取得が行われる。   First, in step S301, similarly to step S101 of the first embodiment, the process waits in step S301 until the first switch SW1 is turned on. If it is determined that the first switch SW1 is turned on, step S302 is executed. Proceed to In step S302, the camera control unit 21 acquires three pixel column data of green pixel column data, blue pixel column data, and red pixel column data.

たとえば、図１７に示す例では、カメラ制御部２１は、一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１−１，２２２Ｇ１−２，・・・２２２Ｇ１−ｎ，２２２Ｇ２−１，２２２Ｇ２−２，・・・２２２Ｇ２−ｎから一対の緑画素列データＧ１−１，Ｇ１−２，・・・Ｇ１−ｎ，Ｇ２−１，Ｇ２−２，・・・Ｇ２−ｎを取得する。また、カメラ制御部２１は、一対の第４焦点検出画素２２２Ｂ１−１，２２２Ｂ１−２，・・・２２２Ｂ１−ｎ，２２２Ｂ２−１，２２２Ｂ２−２，・・・２２２Ｂ２−ｎから一対の青画素列データＢ１−１，Ｂ１−２，・・・Ｂ１−ｎ，Ｂ２−１，Ｂ２−２，・・・Ｂ２−ｎを取得する。さらに、カメラ制御部２１は、一対の第５焦点検出画素２２２Ｒ１−１，２２２Ｒ１−２，・・・２２２Ｒ１−ｎ，２２２Ｒ２−１，２２２Ｒ２−２，・・・２２２Ｒ２−ｎから一対の赤画素列データＲ１−１，Ｒ１−２，・・・Ｒ１−ｎ，Ｒ２−１，Ｒ２−２，・・・Ｒ２−ｎを取得する。なお、図１７は、第３実施形態で出力される画素列データの一例を示す図である。 For example, in the example shown in FIG. 17, the camera control unit 21, a pair of first focus detection pixels 222G 1 -1,222G 1 -2, ··· 222G 1 -n, 222G 2 -1,222G 2 -2, · · · 222G 2 from -n pair green line data G 1 -1, G 1 -2, ··· G 1 -n, G 2 -1, G 2 -2, the · · · G 2 -n get. Further, the camera control unit 21, a pair of fourth focus detection pixels 222B 1 -1,222B 1 -2, ··· 222B 1 -n, 222B 2 -1,222B 2 -2, ··· 222B 2 -n a pair of blue pixel column data B 1 -1 from, B 1 -2, ··· B 1 -n, B 2 -1, B 2 -2, acquires ··· B 2 -n. Further, the camera control unit 21, a pair of fifth focus detection pixels 222R 1 -1,222R 1 -2, ··· 222R 1 -n, 222R 2 -1,222R 2 -2, ··· 222R 2 -n a pair of red pixel column data R 1 -1 from, R 1 -2, ··· R 1 -n, R 2 -1, R 2 -2, acquires ··· R 2 -n. FIG. 17 is a diagram illustrating an example of pixel column data output in the third embodiment.

また、カメラ制御部２１は、図１８に示すように、焦点検出用に画素列データの画素信号を補間する構成としてもよい。ここで、図１８は、第３実施形態に係る画素列データの他の例を示す図であり、説明の便宜上、測距瞳３５１，３５２から照射される一対の光束のうち、測距瞳３５１から照射される光束を受光する第１焦点検出画素２２２Ｇ１、第４焦点検出画素Ｂ１、第５焦点検出画素Ｒ１の画素信号について説明する。 Further, as shown in FIG. 18, the camera control unit 21 may be configured to interpolate pixel signals of pixel column data for focus detection. Here, FIG. 18 is a diagram illustrating another example of pixel column data according to the third embodiment. For convenience of explanation, among the pair of light beams emitted from the distance measurement pupils 351 and 352, the distance measurement pupil 351 is illustrated. The pixel signals of the first focus detection pixel 222G 1 , the fourth focus detection pixel B 1 , and the fifth focus detection pixel R 1 that receive the light beam emitted from the first focus detection pixel will be described.

たとえば、カメラ制御部２１は、図１８（Ａ）に示す例において、緑画素列データを構成する画素信号として、第４焦点検出画素２２２Ｂ１−２の画素位置に対応する画素信号Ｇ１−２’（図１８中、破線で囲む）を補間する場合、第１焦点検出画素２２２Ｇ１−２，２２２Ｇ１−３から出力された画素信号Ｇ１−２，Ｇ１−３と、第４焦点検出画素２２２Ｂ１−１，２２２Ｂ１−２，２２２Ｂ１−３から出力された画素信号Ｂ１−１，Ｂ１−２，Ｂ１−３と、第５焦点検出画素２２２Ｒ１−１，２２２Ｒ１−２から出力された画素信号Ｒ１−１，Ｒ１−２とを用いて、画素信号Ｇ１−２’を補間する。同様に、カメラ制御部２１は、赤画素列データを構成する画素信号として、第４焦点検出画素２２２Ｂ１−２の画素位置に対応する画素信号Ｒ１−２’’（図１８（Ｂ）中、実線で囲む）を補間する場合、第１焦点検出画素２２２Ｇ１−２，２２２Ｇ１−３から出力された画素信号Ｇ１−２，Ｇ１−３と、第４焦点検出画素２２２Ｂ１−１，２２２Ｂ１−２，２２２Ｂ１−３から出力された画素信号Ｂ１−１，Ｂ１−２，Ｂ１−３と、第５焦点検出画素２２２Ｒ１−１，２２２Ｒ１−２から出力された画素信号Ｒ１−１，Ｒ１−１とを用いて、画素信号Ｒ１−２’’を補間する。 For example, in the example illustrated in FIG. 18A, the camera control unit 21 uses the pixel signal G 1 -2 corresponding to the pixel position of the fourth focus detection pixel 222B 1 -2 as the pixel signal that constitutes the green pixel column data. '(in FIG. 18, enclosed by a broken line) when interpolating the pixel signal G 1 -2 outputted from the first focus detection pixel 222G 1 -2,222G 1 -3, and G 1 -3, 4 focus detection pixel 222B 1 -1,222B 1 -2,222B 1 -3 pixel signals B 1 -1 output from, B 1 -2, and B 1 -3, 5 focus detection pixels 222R 1 -1,222R 1 - pixel signal R 1 -1 output from 2, using the R 1 -2, interpolates pixel signal G 1 -2 '. Similarly, the camera control unit 21 uses a pixel signal R 1 -2 ″ corresponding to the pixel position of the fourth focus detection pixel 222B 1 -2 (in FIG. 18B) as a pixel signal constituting red pixel column data. , when interpolating surrounded by solid lines), the first focus detection pixel 222G 1 -2,222G 1 -3 pixel signal G 1 -2 outputted from the G 1 -3, the fourth focus detection pixels 222B 1 -1 , 222B 1 -2,222B 1 -3 pixel signals B 1 -1 output from, B 1 -2, and B 1 -3, which is output from the fifth focus detection pixels 222R 1 -1,222R 1 -2 pixel signal R 1 -1, with the R 1 -1, interpolates pixel signals R 1 -2 ''.

このように、カメラ制御部２１は、補間する画素を中心とした７個の焦点検出画素を用いて、画素信号の補間を行うことができる。そして、カメラ制御部２１は、緑画素列データ、青画素列データ、および赤画素列データを構成する他の画素信号についても同様に補間することで、図１８（Ｂ）に示すような画素列データを取得することができる。   As described above, the camera control unit 21 can interpolate the pixel signal using the seven focus detection pixels centered on the pixel to be interpolated. Then, the camera control unit 21 similarly interpolates other pixel signals constituting the green pixel column data, the blue pixel column data, and the red pixel column data, so that the pixel column as illustrated in FIG. Data can be acquired.

また、カメラ制御部２１は、第１焦点検出画素２２２Ｇ１、第４焦点検出画素Ｂ１、第５焦点検出画素Ｒ１の出力を加算するとともに、第１焦点検出画素２２２Ｇ２、第４焦点検出画素Ｂ２、第５焦点検出画素Ｒ２の出力を加算することで、緑画素列データ、青画素列データ、および赤画素列データの３つの画素列データを、１つの画素列データとして取得する構成としてもよい。たとえば、図１７に示す例において、第１焦点検出画素２２２Ｇ１−１から出力された画素信号Ｇ１−１と、第４焦点検出画素２２２Ｂ１−１から出力された画素信号Ｂ１−１と、第５焦点検出画素２２２Ｒ１−１から出力された画素信号Ｒ１−１とを加算して、１つの画素信号として算出し、同様に、他の第１焦点検出画素２２２Ｇ１、第４焦点検出画素Ｂ１、第５焦点検出画素Ｒ１の出力を加算して画素信号を算出することで、第１焦点検出画素２２２Ｇ１、第４焦点検出画素Ｂ１、第５焦点検出画素Ｒ１の出力に基づく画素列データを生成する。同様に、第１焦点検出画素２２２Ｇ２、第４焦点検出画素Ｂ２、第５焦点検出画素Ｒ２の出力を加算して画素信号を算出して画素列データを生成することで、１つの画素列データを生成することができる。 The camera control unit 21 adds the outputs of the first focus detection pixel 222G 1 , the fourth focus detection pixel B 1 , and the fifth focus detection pixel R 1 , and also adds the first focus detection pixel 222G 2 and the fourth focus detection. By adding the outputs of the pixel B 2 and the fifth focus detection pixel R 2 , three pixel column data of green pixel column data, blue pixel column data, and red pixel column data are acquired as one pixel column data. It is good also as a structure. For example, in the example illustrated in FIG. 17, the pixel signal G 1 −1 output from the first focus detection pixel 222G 1 −1 and the pixel signal B 1 −1 output from the fourth focus detection pixel 222B 1 −1 , The pixel signal R 1 -1 output from the fifth focus detection pixel 222R 1 -1 is added and calculated as one pixel signal. Similarly, the other first focus detection pixels 222G 1 and the fourth focus are calculated. By adding the outputs of the detection pixel B 1 and the fifth focus detection pixel R 1 to calculate a pixel signal, the first focus detection pixel 222G 1 , the fourth focus detection pixel B 1 , and the fifth focus detection pixel R 1 are calculated. Pixel column data based on the output is generated. Similarly, one pixel is obtained by adding the outputs of the first focus detection pixel 222G 2 , the fourth focus detection pixel B 2 , and the fifth focus detection pixel R 2 to calculate a pixel signal to generate pixel column data. Column data can be generated.

ステップＳ３０３では、第１実施形態のステップＳ１０３と同様に、カメラ制御部２１により、ステップＳ３０２で取得した緑画素列データ、青画素列データ、および赤画素列データに基づいて、デフォーカス量の算出が行われる。すなわち、カメラ制御部２１は、緑画素列データに基づくデフォーカス量と、青画素列データに基づくデフォーカス量と、赤画素列データに基づくデフォーカス量の３つのデフォーカス量を算出する。   In step S303, as in step S103 of the first embodiment, the camera control unit 21 calculates the defocus amount based on the green pixel column data, blue pixel column data, and red pixel column data acquired in step S302. Is done. That is, the camera control unit 21 calculates three defocus amounts: a defocus amount based on the green pixel column data, a defocus amount based on the blue pixel column data, and a defocus amount based on the red pixel column data.

そして、ステップＳ３０４では、カメラ制御部２１により、ステップＳ３０３で算出した緑画素列データに基づくデフォーカス量、青画素列データに基づくデフォーカス量
および赤画素列データに基づくデフォーカス量の中から、焦点検出に用いる画素列データを決定する処理が行われる。具体的には、カメラ制御部２１は、第１実施形態と同様に、焦点検出における画素列データの信頼性や被写体の輝度に基づいて、焦点検出に用いる画素列データを決定する。 In step S304, the camera control unit 21 determines from the defocus amount based on the green pixel column data calculated in step S303, the defocus amount based on the blue pixel column data, and the defocus amount based on the red pixel column data. Processing for determining pixel column data used for focus detection is performed. Specifically, as in the first embodiment, the camera control unit 21 determines pixel column data used for focus detection based on the reliability of pixel column data in focus detection and the luminance of the subject.

たとえば、カメラ制御部２１は、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２から出力された一対の緑画素列データの検出強度が一定値以上である場合など、一対の緑画素列データが適切に検出できた場合には、一対の緑画素列データに基づくデフォーカス量を焦点検出に用いるデフォーカス量として決定する。一方、一対の緑画素列データの検出強度が一定値未満である場合など、一対の緑画素列データが適切に検出できない場合には、カメラ制御部２１は、一対の青画素列データおよび一対の赤画素列データのうち検出強度が一定以上である画素列データに基づくデフォーカス量を、焦点検出に用いるデフォーカス量として決定する。このように、第３実施形態では、緑画素列データに基づくデフォーカス量、青画素列データに基づくデフォーカス量、および赤画素列データに基づくデフォーカス量の中から焦点検出に用いるデフォーカス量を算出することで、被写体の色情報に限定されずに、被写体に対する焦点検出を適切に行うことができる。 For example, the camera control unit 21 appropriately detects the pair of green pixel column data when the detection intensity of the pair of green pixel column data output from the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 is equal to or higher than a certain value. If it is possible, the defocus amount based on the pair of green pixel column data is determined as the defocus amount used for focus detection. On the other hand, when the pair of green pixel column data cannot be detected properly, such as when the detection intensity of the pair of green pixel column data is less than a certain value, the camera control unit 21 sets the pair of blue pixel column data and the pair of green pixel column data. The defocus amount based on the pixel column data having a detection intensity of a certain level or higher in the red pixel column data is determined as the defocus amount used for focus detection. Thus, in the third embodiment, the defocus amount used for focus detection from the defocus amount based on the green pixel column data, the defocus amount based on the blue pixel column data, and the defocus amount based on the red pixel column data. By calculating, the focus detection for the subject can be appropriately performed without being limited to the color information of the subject.

そして、ステップＳ３０５では、第１実施形態のステップＳ１０５と同様に、ステップＳ３０３で決定されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２の合焦駆動が行われる。そして、ステップＳ３０６で、シャッターレリーズボタンの全押し（第２スイッチＳＷ２のオン）がされたか否かの判断が行なわれ、第２スイッチＳＷ２がオンされていない場合には、ステップＳ３０１に戻り、第２スイッチＳＷ２がオンされるまで、光学系の焦点調節が繰り返される。一方、第２スイッチＳＷ２がオンされた場合、被写体像を撮影するために、ステップＳ３０７に進み、撮像素子２２ｂにより電荷の蓄積・転送が行われる。   In step S305, as in step S105 of the first embodiment, the focus lens 32 is driven based on the defocus amount determined in step S303. In step S306, it is determined whether or not the shutter release button is fully pressed (second switch SW2 is turned on). If the second switch SW2 is not turned on, the process returns to step S301. The focus adjustment of the optical system is repeated until the 2 switch SW2 is turned on. On the other hand, when the second switch SW2 is turned on, in order to capture a subject image, the process proceeds to step S307, and charges are accumulated and transferred by the image sensor 22b.

そして、ステップＳ３０８では、撮像用に画素信号の補間処理が行われる。ここで、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２の画素信号については、第１実施形態と同様に、第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２自体の出力と、補間を行う第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２周辺の撮像画素２２１ａ〜２２１ｃの出力とを用いて撮像用の補間処理が行われる。 In step S308, pixel signal interpolation processing is performed for imaging. Here, as for the pixel signals of the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 , as in the first embodiment, the outputs of the first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 themselves and the first focus detection pixels that perform interpolation are used. An interpolation process for imaging is performed using outputs of the imaging pixels 221a to 221c around 222G 1 and 222G 2 .

また、第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２については、青フィルタ２２１７が設けられているため、第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２の出力を撮像用信号として用いることができるが、第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２の光電変換素子２２２２Ｂ１，２２２２Ｂ２は、撮像画素２２１ａ〜２２１ｃの光電変換素子２２１２と比べて面積が小さいため、第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２において、撮像画素２２１ａ〜２２１ｃと同様の画素出力が得られない可能性が高い。そこで、カメラ制御部２１は、第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２においても撮像画素２２１ａ〜２２１ｃと同様の画素信号が得られるように、第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２自体の出力と、補間を行う第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２周辺の撮像画素２２１ａ〜２２１ｃの出力とを用いて、第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２の画素信号を撮像用に補間する。 As for the fourth focus detection pixels 222B 1, 222B 2, blue because the filter 2217 is provided, it is possible to use the output of the fourth focus detection pixels 222B 1, 222B 2 as an imaging signal, a fourth focus detection pixels 222B 1, the photoelectric conversion element 2222B 1 of 222B 2, 2222B 2, since the area is smaller than the photoelectric conversion element 2212 of the image pickup pixels 221A～221c, in the fourth focus detection pixels 222B 1, 222B 2, imaging There is a high possibility that the same pixel output as the pixels 221a to 221c cannot be obtained. Therefore, the camera control unit 21, as similar to the pixel signal and the imaging pixels 221a~221c in the fourth focus detection pixels 222B 1, 222B 2 is obtained, the output of the fourth focus detection pixels 222B 1, 222B 2 itself , by using the output of the fourth focus detection pixels 222B 1, 222B 2 surrounding imaging pixels 221a~221c performing interpolation interpolates the fourth pixel signals from the focus detection pixels 222B 1, 222B 2 for imaging.

同様に、第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２には、赤フィルタ２２１８が設けられているため、第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２の出力を撮像用信号として用いることができるが、第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２の光電変換素子２２２２Ｒ１，２２２２Ｒ２は、撮像画素２２１ａ〜２２１ｃの光電変換素子２２１２と比べて面積が小さいため、第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２において、撮像画素２２１ａ〜２２１ｃと同様の画素出力が得られない可能性が高い。そこで、カメラ制御部２１は、第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２においても撮像画素２２１ａ〜２２１ｃと同様の画素信号が得られるように、第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２自体の出力と、補間を行う第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２周辺の撮像画素２２１ａ〜２２１ｃの出力とを用いて、第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２の画素信号を補間する。 Similarly, since the fifth focus detection pixels 222R 1 and 222R 2 are provided with the red filter 2218, the output of the fifth focus detection pixels 222R 1 and 222R 2 can be used as an imaging signal. 5 focus detection pixels 222R 1, 222R photoelectric conversion element 2222R 1 of 2, 2222R 2, since the area is smaller than the photoelectric conversion element 2212 of the image pickup pixels 221A～221c, the fifth focus detection pixels 222R 1, 222R 2, There is a high possibility that pixel outputs similar to those of the imaging pixels 221a to 221c cannot be obtained. Therefore, the camera control unit 21, as similar to the pixel signal and the imaging pixels 221a~221c in the fifth focus detection pixels 222R 1, 222R 2 is obtained, and the fifth focus detection pixels 222R 1, 222R 2 itself output , by using the output of the fifth focus detection pixels 222R 1, 222R 2 surrounding imaging pixels 221a~221c performing interpolation interpolates the fifth focus detection pixels 222R 1, pixel signals 222R 2.

なお、ステップＳ３０２で画素列データの画素信号を補間した場合には、第１実施形態と同様に、ステップＳ３０２で補間した焦点検出用の画素信号を用いて、撮像用の画素信号を補間する構成としてもよい。   When the pixel signal of the pixel column data is interpolated in step S302, the pixel signal for imaging is interpolated using the focus detection pixel signal interpolated in step S302, as in the first embodiment. It is good.

そして、ステップＳ３０９では、撮像画素２２１ａ〜２２１ｃにより出力された画素信号と、ステップＳ３０８で補間された第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２および第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２の画素信号とに基づいて、撮像画像の生成が行われる。 In step S309, the pixel signals output from the imaging pixels 221a to 221c, the pixel signals of the fourth focus detection pixels 222B 1 and 222B 2 and the fifth focus detection pixels 222R 1 and 222R 2 interpolated in step S308, and Based on the above, a captured image is generated.

以上のように、第３実施形態に係る撮像素子２２ｂは、図１４に示すように、緑フィルタ２２１５が設けられた一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２と、青フィルタ２２１７が設けられた一対の第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２と、赤フィルタ２２１８が設けられた一対の第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２とが交互に配置されており、一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２から一対の緑画素列データが出力され、一対の第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２から一対の青画素列データが出力され、一対の第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２から一対の赤画素列データが出力される。 As described above, the imaging element 22b according to the third embodiment is provided with the pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 provided with the green filter 2215 and the blue filter 2217 as illustrated in FIG. The pair of fourth focus detection pixels 222B 1 and 222B 2 and the pair of fifth focus detection pixels 222R 1 and 222R 2 provided with the red filter 2218 are alternately arranged, and the pair of first focus detection pixels. 222G 1, a pair of green pixel line data from 222G 2 is outputted, a pair of blue pixel column data from the pair fourth focus detection pixels 222B 1, 222B 2 is outputted, a pair of fifth focus detection pixels 222R 1, 222R 2 to output a pair of red pixel column data.

ここで、第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２には、青色の波長領域を透過する青フィルタ２２１７が設けられているため、青色の被写体に対して適切に焦点状態を検出することができる。また、第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２には、赤色の波長領域を透過する赤フィルタ２２１８が設けられているため、赤色の被写体に対して適切に焦点状態を検出することができる。そのため、第３実施形態では、被写体の色（入射波長）に限定されることなく、被写体に対する光学系の焦点状態を適切に検出することができる。 Here, since the fourth focus detection pixels 222B 1 and 222B 2 are provided with the blue filter 2217 that transmits the blue wavelength region, the focus state can be appropriately detected with respect to the blue subject. Further, since the fifth focus detection pixels 222R 1 and 222R 2 are provided with the red filter 2218 that transmits the red wavelength region, it is possible to appropriately detect the focus state with respect to the red subject. Therefore, in the third embodiment, the focus state of the optical system with respect to the subject can be appropriately detected without being limited to the color (incident wavelength) of the subject.

また、第３実施形態では、一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２、一対の第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２、一対の第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２の出力がそれぞれ色情報を有するため、一対の第１焦点検出画素２２２Ｇ１，２２２Ｇ２、一対の第４焦点検出画素２２２Ｂ１，２２２Ｂ２、一対の第５焦点検出画素２２２Ｒ１，２２２Ｒ２の出力を用いて画像を撮像することで、撮像画像の品質を向上させることができる。特に、第３実施形態では、隣接する焦点検出画素から色情報を得ることができるため、高画質の撮像画像を生成することができる。 In the third embodiment, the outputs of the pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 , the pair of fourth focus detection pixels 222B 1 and 222B 2 , and the pair of fifth focus detection pixels 222R 1 and 222R 2 are respectively output. Since it has color information, an image is output using the outputs of the pair of first focus detection pixels 222G 1 and 222G 2 , the pair of fourth focus detection pixels 222B 1 and 222B 2 , and the pair of fifth focus detection pixels 222R 1 and 222R 2. The quality of the captured image can be improved. In particular, in the third embodiment, since color information can be obtained from adjacent focus detection pixels, a high-quality captured image can be generated.

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。   The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

たとえば、上述した実施形態に加えて、焦点検出画素として、減光フィルタ２２１６が設けられた一対の第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２と分光フィルタが設けられていない一対の第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２のみを有する構成としてもよい。この場合、たとえば被写体の輝度が所定値以上である場合には、減光フィルタ２２１６が設けられた一対の第２焦点検出画素２２２Ｎ１，２２２Ｎ２から出力される減光画素列データを用いて焦点検出を行うことで、焦点検出画素の出力が飽和してしまうことを有効に防止することができるとともに、被写体の輝度が所定値未満である場合には、分光フィルタを設けていない一対の第３焦点検出画素２２２Ｅ１，２２２Ｅ２から出力されるフィルタ無し画素列データを用いて焦点検出を行うことで、画素信号のＳＮ比を高めることができ、焦点検出の検出精度を高めることができる。 For example, in addition to the embodiment described above, a pair of second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 provided with a neutral density filter 2216 and a pair of third focus detection pixels provided with no spectral filter as focus detection pixels. A configuration having only 222E 1 and 222E 2 may be adopted. In this case, for example, when the luminance of the subject is equal to or higher than a predetermined value, the focus is set using the dimming pixel column data output from the pair of second focus detection pixels 222N 1 and 222N 2 provided with the neutral density filter 2216. By performing the detection, it is possible to effectively prevent the output of the focus detection pixel from being saturated, and when the luminance of the subject is less than a predetermined value, a pair of third lenses not provided with a spectral filter is provided. By performing focus detection using the unfiltered pixel column data output from the focus detection pixels 222E 1 and 222E 2 , the SN ratio of the pixel signal can be increased, and the detection accuracy of focus detection can be increased.

また、上述した実施形態では、２以上の画素列データのそれぞれについてデフォーカス量を算出し、算出したデフォーカス量の中から、焦点検出に用いるデフォーカス量を決定する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、２以上の画素列データの中から焦点検出に用いる画素列データを決定し、決定した画素列データに基づいてデフォーカス量を算出する構成としてもよい。   In the above-described embodiment, the defocus amount is calculated for each of two or more pixel column data, and the configuration for determining the defocus amount used for focus detection from the calculated defocus amount is exemplified. The configuration is not limited, and for example, pixel column data used for focus detection may be determined from two or more pixel column data, and a defocus amount may be calculated based on the determined pixel column data.

さらに、上述した実施形態では、各焦点検出画素が１つの光電変換素子を有する構成を例示したが、たとえば、それぞれの焦点検出画素が一対の光電変換素子を有し、該焦点検出画素が有する一対の光電変換素子において、瞳分割された一対の光束を受光する構成としてもよい。この場合、それぞれの焦点検出画素が有する一対の光電変換素子を、本発明の一対の焦点検出画素として扱うことができる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the configuration in which each focus detection pixel has one photoelectric conversion element is exemplified. For example, each focus detection pixel has a pair of photoelectric conversion elements, and the pair of focus detection pixels has The photoelectric conversion element may receive a pair of pupil-divided light beams. In this case, a pair of photoelectric conversion elements included in each focus detection pixel can be handled as a pair of focus detection pixels of the present invention.

加えて、上述した実施形態では、位相差検出方式による焦点検出を行う構成を例示したが、この構成に限定されず、撮像素子２２の撮像画素２２１ａ〜２２１ｃの出力を読み出し、読み出した画素出力に基づき、焦点評価値の演算を行うことで、コントラスト検出方式による焦点検出も行う構成とすることができる。たとえば、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７に駆動信号を送出してフォーカスレンズ３２を所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させ、それぞれの位置における焦点評価値を求め、該焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ３２の位置を合焦位置として求めることができる。   In addition, in the above-described embodiment, the configuration for performing the focus detection by the phase difference detection method has been illustrated. Based on the calculation of the focus evaluation value, the focus detection by the contrast detection method can also be performed. For example, the camera control unit 21 sends a drive signal to the lens control unit 37 to drive the focus lens 32 at a predetermined sampling interval (distance), obtains a focus evaluation value at each position, and the focus evaluation value is maximum. The position of the focus lens 32 can be obtained as the in-focus position.

１…デジタルカメラ
２…カメラ本体
２１…カメラ制御部
２２…撮像素子
２２１ａ〜２２１ｃ…撮像画素
２２２Ｇ１，２２２Ｇ２…第１焦点検出画素
２２２Ｎ１，２２２Ｎ２…第２焦点検出画素
２２２Ｅ１，２２２Ｅ２…第３焦点検出画素
２２２Ｂ１，２２２Ｂ２…第４焦点検出画素
２２２Ｒ１，２２２Ｒ２…第５焦点検出画素
３…レンズ鏡筒
３２…フォーカスレンズ
３６…フォーカスレンズ駆動モータ
３７…レンズ制御部 1 ... The digital camera 2 ... camera body 21 ... camera controller 22 ... imaging element 221A～221c ... imaging pixel 222G 1, 222G 2 ... first focus detection pixel 222N 1, 222N 2 ... second focus detection pixels 222E 1, 222E 2 3rd focus detection pixels 222B 1 and 222B 2 4th focus detection pixels 222R 1 and 222R 2 5th focus detection pixels 3 Lens barrel 32 Focus lens 36 Focus lens drive motor 37 Lens control unit

Claims (7)

光学系による像を撮像するための複数の撮像画素と、位相差検出方式により前記光学系の焦点状態を検出するための複数の焦点検出画素とを備える撮像素子であって、
前記複数の撮像画素は縦方向および横方向に２次元状に配置されるとともに、縦方向および横方向に互いに隣り合う前記撮像画素同士が互いに異なる分光特性を有し、
前記複数の焦点検出画素は縦方向または横方向に１次元状の焦点検出画素列を構成するとともに、前記焦点検出画素列を構成する前記複数の焦点検出画素は、瞳分割された一対の光束を受光する一対の第１焦点検出画素と、瞳分割された一対の光束であり、前記第１焦点検出画素が受光する一対の光束とは異なる一対の光束を受光する一対の第２焦点検出画素とを有し、前記第１焦点検出画素が有する分光特性と前記第２焦点検出画素が有する分光特性とが互いに異なることを特徴とする撮像素子。 An imaging device comprising a plurality of imaging pixels for capturing an image by an optical system and a plurality of focus detection pixels for detecting a focus state of the optical system by a phase difference detection method,
The plurality of imaging pixels are two-dimensionally arranged in the vertical direction and the horizontal direction, and the imaging pixels adjacent to each other in the vertical direction and the horizontal direction have different spectral characteristics,
The plurality of focus detection pixels form a one-dimensional focus detection pixel row in the vertical direction or the horizontal direction, and the plurality of focus detection pixels constituting the focus detection pixel row receive a pair of pupil-divided light beams. A pair of first focus detection pixels that receive light, and a pair of second focus detection pixels that receive a pair of light beams different from the pair of light beams received by the first focus detection pixel. The imaging device is characterized in that the spectral characteristic of the first focus detection pixel and the spectral characteristic of the second focus detection pixel are different from each other. 請求項１に記載の撮像素子であって、
前記複数の撮像画素には、所定の分光特性を示す第１分光フィルタおよび前記第１分光フィルタとは異なる分光特性を示す第２分光フィルタがそれぞれ設けられていることを特徴とする撮像素子。 The imaging device according to claim 1,
The imaging device, wherein the plurality of imaging pixels are each provided with a first spectral filter exhibiting predetermined spectral characteristics and a second spectral filter exhibiting spectral characteristics different from the first spectral filter. 請求項２に記載の撮像素子であって、
前記一対の第１焦点検出画素には、前記第１分光フィルタまたは前記第２分光フィルタが示す分光特性と同じ分光特性を示す分光フィルタがそれぞれ設けられており、
前記一対の第２焦点検出画素には、前記第１分光フィルタおよび前記第２分光フィルタとは異なる分光特性を示す分光フィルタがそれぞれ設けられていることを特徴とする撮像素子。 The imaging device according to claim 2,
Each of the pair of first focus detection pixels is provided with a spectral filter having the same spectral characteristic as the spectral characteristic of the first spectral filter or the second spectral filter,
The pair of second focus detection pixels is provided with a spectral filter having spectral characteristics different from those of the first spectral filter and the second spectral filter, respectively. 請求項２に記載の撮像素子であって、
前記一対の第１焦点検出画素には、前記第１分光フィルタまたは前記第２分光フィルタが示す分光特性と同じ分光特性を示す分光フィルタがそれぞれ設けられており、
前記一対の第２焦点検出画素には、分光フィルタがそれぞれ設けられていないことを特徴とする撮像素子。 The imaging device according to claim 2,
Each of the pair of first focus detection pixels is provided with a spectral filter having the same spectral characteristic as the spectral characteristic of the first spectral filter or the second spectral filter,
The pair of second focus detection pixels are not provided with spectral filters, respectively. 請求項２に記載の撮像素子であって、
前記一対の第１焦点検出画素には、前記第１分光フィルタが示す分光特性と同じ分光特性を示す分光フィルタがそれぞれ設けられており、
前記一対の第２焦点検出画素には、前記第２分光フィルタが示す分光特性と同じ分光特性を示す分光フィルタがそれぞれ設けられていることを特徴とする撮像素子。 The imaging device according to claim 2,
Each of the pair of first focus detection pixels is provided with a spectral filter that exhibits the same spectral characteristics as the spectral characteristics of the first spectral filter,
The imaging device, wherein each of the pair of second focus detection pixels is provided with a spectral filter having the same spectral characteristic as the spectral characteristic of the second spectral filter. ２次元状に配置された光学系による像を撮像するための第１撮像画素、前記第１撮像画素とは異なる分光特性を有する第２撮像画素、並びに、前記第１撮像画素及び前記第２撮像画素とは異なる分光特性を有する第３撮像画素を含む撮像画素群と、
前記撮像画素群に隣接して所定方向に沿って備えられた位相差検出方式により前記光学系の焦点調節状態を検出するための第１焦点検出画素、及び、前記第１焦点検出画素とは異なる分光特性を有する第２焦点検出画素とを備える焦点検出画素群とを含み、
前記第１焦点検出画素は、前記第１撮像画素、前記第２撮像画素及び前記第３撮像画素の少なくとも１つに備えられた色フィルタと同一色の色フィルタを有し、
前記第２焦点検出画素は、ＮＤフィルタを有することを特徴とする撮像素子。 A first imaging pixel for capturing an image by an optical system arranged two-dimensionally, a second imaging pixel having spectral characteristics different from the first imaging pixel, the first imaging pixel, and the second imaging An imaging pixel group including a third imaging pixel having spectral characteristics different from the pixels;
A first focus detection pixel for detecting a focus adjustment state of the optical system by a phase difference detection method provided along a predetermined direction adjacent to the imaging pixel group, and different from the first focus detection pixel A focus detection pixel group including a second focus detection pixel having spectral characteristics,
The first focus detection pixel has a color filter of the same color as a color filter provided in at least one of the first imaging pixel, the second imaging pixel, and the third imaging pixel,
The second focus detection pixel includes an ND filter. 請求項１〜５のいずれかに記載の撮像素子と、
前記一対の第１焦点検出画素および前記一対の第２焦点検出画素の出力に基づいて、光学系の焦点状態を検出する焦点検出部と、前記第１焦点検出画素及び前記第１焦点検出画素の画素位置に対応する画素信号を補間演算する画素補間部とを備えることを特徴とする焦点検出装置。 The imaging device according to any one of claims 1 to 5,
A focus detection unit that detects a focus state of an optical system based on outputs of the pair of first focus detection pixels and the pair of second focus detection pixels, and the first focus detection pixels and the first focus detection pixels. A focus detection apparatus comprising: a pixel interpolation unit that performs an interpolation operation on a pixel signal corresponding to a pixel position.
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