JP5034215B2 - 焦点検出用信号の生成機能を有する固体撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像信号の生成機能と、焦点検出用信号の生成機能とを兼ね備えた固体撮像装置に関する。

従来、焦点検出技術の１つとして瞳分割位相差方式が知られている。この方式は、撮影レンズの通過光束を瞳分割して一対の分割像を形成する。この一対の分割像のパターンズレを検出することで、撮影レンズのデフォーカス量を検出するものである。
このような瞳分割位相差方式の原理を適用した固体撮像装置として、特許文献１，２が知られている。

特許文献１では、撮像用画素の全てに、２つずつの光電変換域を対にして設ける。この対になった光電変換域の信号を加算して読み出すことによって、画像信号を生成する。また、対になった光電変換域の信号を別々に読み出すことによって、焦点検出用信号を生成する。

また、特許文献２では、撮像用画素の配列の一部を焦点検出用画素に割り当てる。この焦点検出用画素には、２つずつの光電変換域が設けられ、焦点検出用信号を生成する。特許文献２では、この焦点検出用信号の信号レベルを上げるため、焦点検出用画素に限ってカラーフィルタを省略する。
特開２００２−３１４０６２号公報（図１，図２など） 特開２００３−２４４７１２号公報（図２など）

上述した従来技術では、１画素分のスペース内に、光電変換域を２つずつ設けなければならない。そのため、高解像度の固体撮像装置では、小さな画素スペース内に２つの光電変換域を設けることになり、光電変換域の受光効率が低くなる。
このような理由から、従来の固体撮像装置では、焦点検出用信号の信号レベルが小さく、焦点検出精度の向上が難しいという問題点があった。
そこで、本発明では、焦点検出用信号の信号レベルを増大させることが可能な固体撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の固体撮像装置は、撮像面に複数設けられ、画素単位の受光光束を光電変換して、画像信号を生成する撮像用画素の群と、撮像用画素それぞれの前面に配置される円形のマイクロレンズと、撮像用画素の群の中に設けられ、撮像用画素の群の一の配列方向における複数個の撮像用画素に相当する大きさの矩形状の区画を有し、区画単位の受光光束を瞳分割して光電変換し、焦点検出用信号を生成する複数の焦点検出用画素と、焦点検出用画素それぞれの前面に配置される楕円形のマイクロレンズとを備える。また、焦点検出用画素は、区画のうち楕円形のマイクロレンズの中心から短軸方向にずれた位置に、複数個の撮像用画素に跨るサイズを有する長方形状の光電変換領域をさらに備え、光電変換領域のずらし方向が異なる焦点検出用画素と他の配列方向で隣接して一対をなす。

上述した特許文献１，２では、撮像用／焦点検出用といった用途に応じて、画素サイズを異ならせるという発想がなかった。そのため、高解像度化によって画素サイズが微細化するに従って、焦点検出用信号の信号レベルが低下していた。
本願発明者は、この点に着目して、焦点検出用に使用する画素サイズを、撮像用画素よりも大きくした。これによって、撮像用画素を微細化しても、焦点検出用画素の信号レベルを大きく確保することが可能になる。
その結果、撮像画像の高解像度化と、焦点検出精度の向上という従来相反する課題を同時に解決することが可能になる。また、低照度の環境下でも焦点検出可能なカメラシステムを構築することなどが可能になる。

《第１実施形態》
［画素レイアウトの説明］
図１は、固体撮像装置１１の焦点検出エリア（焦点検出用画素１３の配置エリア）を示す図である。このような焦点検出エリアは、撮像面上の複数箇所に設けられる。
以下、図１を参照しながら、固体撮像装置１１の画素構成を説明する。まず、固体撮像装置１１の撮像面には、撮像用画素１２の群が配置される。個々の撮像用画素１２には、画素単位に受光光束を集光するマイクロレンズ１２ｃと、集光された受光光束を光電変換する光電変換域１２ｅが設けられる。この撮像面には、不図示の撮影レンズを介して被写体像が投影される。撮像用画素１２の群は、この被写体像を画素単位に光電変換することによって、画像信号を生成する。

一方、焦点検出エリアでは、撮像用画素１２の群の間を縫うように、焦点検出用画素１３が配置される。この焦点検出用画素１３の１個分は、撮像用画素１２の複数個分の区画（例えば撮像用画素１２の２×２画素分）を占有する。
焦点検出用画素１３には、その大きな区画をカバーするように、マイクロレンズ１２ｃより大きなマイクロレンズ１３ｃが配置される。このマイクロレンズ１３ｃの集光範囲に収まるように、一組の光電変換域１３ａ，１３ｂが並べて配置される。この光電変換域１３ａ，１３ｂはいずれも長方形状を成し、その長辺方向が複数の撮像用画素１２に跨るサイズを有する。

この配置によって、光電変換域１３ａ，１３ｂは、マイクロレンズ１３ｃの通過光束の内、撮影レンズの射出瞳の異なる位置を通った光束（瞳分割光束）を受光するようになる。
例えば、撮像面の横方向に並べた光電変換域１３ａ，１３ｂは、射出瞳を横方向に分割した瞳分割光束をそれぞれ受光する。
また例えば、撮像面の縦方向に並べた光電変換域１３ａ，１３ｂについては、射出瞳を縦方向に分割した瞳分割光束をそれぞれ受光する。

また、撮像面の斜め方向に並べた光電変換域１３ａ，１３ｂについては、射出瞳を斜め方向に分割した瞳分割光束をそれぞれ受光する。
撮像面上では、これらの焦点検出用画素１３が、その瞳分割の方向に並ぶように、所定のピッチごとに配置される。なお、図１では、これらの焦点検出用画素１３が単純に一直線に並ばないよう、その並び方を千鳥足状にずらしている。

［回路説明］
図２は、固体撮像装置１１の半導体パターンを示す図である。
図３は、固体撮像装置１１の等価回路を示す図である。
固体撮像装置１１は、垂直転送回路３、水平転送回路４、相関二重サンプリング回路５、および画素読み出し回路から概略構成される。この内、画素読み出し回路は、光電変換域１２ｅ，１３ａ，１３ｂごとに１つずつ設けられる。

以下、この画素読み出し回路の構成について説明する。
読み出し回路内には、フローティングデフージョンＦＤが設けられる。このフローティングデフージョンＦＤの隣には、リセットトランジスタＱＲのゲート３４を介して、リセットドレイン３８が配置される。このフローティングデフージョンＦＤと光電変換域１２ｅ，１３ａ，１３ｂとの間には、転送トランジスタＱＴの転送ゲート３３が配置される。このようなフローティングデフージョンＦＤの電圧は、配線を介して増幅素子ＱＡのゲート３５に印加される。増幅素子ＱＡのソース３９は、行選択トランジスタＱＳのゲート３６をオン制御することにより、垂直読み出し線２に接続される。

［焦点検出用信号の読み出し動作の説明］
図４は、固体撮像装置１１の読み出し動作を説明するタイミングチャートである。
以下、図２〜４を参照しながら、焦点検出用信号の読み出し動作について説明する。
まず、垂直転送回路３は、期間Ｔ１の間、制御信号φＬ（ｎ）をハイレベルに設定することにより、焦点検出用画素１３の存在するｎ行目の行選択トランジスタＱＳを選択的に導通させる。

このような行選択中に、垂直転送回路３は、制御信号φＲＳ（ｎ）を用いて、ｎ行目のリセットトランジスタＱＲを期間Ｔ２だけ導通させる。この導通によって、ｎ行目のフローティングデフージョンＦＤの不要電荷はリセットドレイン３８へ排出され、リセットされる。
期間Ｔ２の後、リセットトランジスタＱＲが非導通に変化すると、フローティングデフージョンＦＤは、フローティング状態に戻り、その瞬間の電圧（リセット電圧）を保持する。このｎ行目のリセット電圧は、増幅素子ＱＡを介して垂直読み出し線２にソースホロワ出力される。

このように垂直読み出し線２からは、ｎ行目のリセット電圧が列単位に出力される。これらのリセット電圧は、制御信号φＳＨの立ち下げタイミング（期間Ｔ３の終了時点）に同期して、相関二重サンプリング回路５（回路５内のコンデンサ群）に保持される。
次に、垂直転送回路３は、制御信号φＴＧ（ｎ）を用いて、ｎ行目の転送トランジスタＱＴを期間Ｔ４だけ導通させる。この導通によって、信号電荷がフローティングデフージョンＦＤに転送され、フローティングデフージョンＦＤの電圧がリセット電圧から信号電圧に変化する。このｎ行目の信号電圧は、増幅素子ＱＡを介して垂直読み出し線２にソースホロワ出力される。

このように垂直読み出し線２を介して列単位に出力されるｎ行目の信号電圧は、相関二重サンプリング回路５に印加される。相関二重サンプリング回路５は、この信号電圧とリセット電圧の差に相当する真の信号電圧を出力する。
この状態で、水平転送回路４は、焦点検出用画素１３が存在する列の制御信号φＨ１，φＨ２を用いて、光電変換域１３ａ，１３ｂの真の信号電圧をＶｏｕｔから順次に読み出す。
以上の動作を個々の焦点検出用画素１３について繰り返すことにより、全画素を読み出すことなく、焦点検出用信号を短時間に読み出すことが可能になる。

［焦点検出の原理について］
ここでは、上述した焦点検出用信号を用いた焦点検出の原理について説明する。
まず、１つの焦点検出用画素１３に到達する受光光束は、撮影レンズの射出瞳を通過した光束である。この画素単位の受光光束は、焦点検出用画素１３内に配置した一組の光電変換域１３ａ，１３ｂに分かれて光電変換される。その結果、一組の光電変換域１３ａ，１３ｂは、撮影レンズの射出瞳の異なる位置を通過した光束（瞳分割光束）を光電変換する。なお、マイクロレンズ１３ｃの集光中心を外した位置に光電変換域１３ａ，１３ｂを配置することにより、画素単位の受光光束を効率良く瞳分割することができる。

ところで、合焦被写体の一点（近接点も含む）から出た光束は、撮影レンズの射出瞳のそれぞれ違う位置を通過した後、撮像面上に点像を結ぶために再び集束する。そのため、合焦状態にある場合、一組の光電変換域１３ａ，１３ｂは、被写体の同じ一点から出た瞳分割光束を受光する。したがって、複数の光電変換域１３ａから得られる像パターンと、複数の光電変換域１３ｂから得られる像パターンとは、その位相が略一致してほぼ位相差ゼロを示す。

一方、前ピン状態の被写体から出た光束は、撮影レンズの射出瞳の異なる箇所をそれぞれ通過した後、撮像面の手前で交差してずれた画素位置に到達する。この場合、光電変換域１３ａ側の像パターンと、光電変換域１３ｂ側の像パターンは、瞳分割方向にずれる。
逆に、後ピン状態の被写体から出た光束は、撮影レンズの射出瞳の異なる箇所をそれぞれ通過した後、集束不足のまま撮像面上のずれた画素位置に到達する。この場合、光電変換域１３ａ側の像パターンと、光電変換域１３ｂ側の像パターンは、前ピン状態と逆方向にずれる。
以上説明したように、撮影レンズの合焦状況に応じて、像パターン間の位相差が変化する。そこで、焦点検出用信号から双方の像パターンを求め、パターンマッチングなどで像ズレ（位相差）を検出することによって、撮影レンズの合焦状況やデフォーカス量を検出することが可能になる。

［画像信号の読み出し動作について］
上述した焦点検出用信号の読み出し手順を、撮像用画素１２ごとに順次繰り返すことにより、１画面分の画像信号を読み出すことができる。
なお、焦点検出用画素１３の配置箇所については、画像信号が欠落する。この欠落部分の画像信号は、周辺の画像信号を用いて補間することが可能である。また、焦点検出用画素１３の光電変換域１３ａ，１３ｂの信号に基づいて、欠落部分の画像信号を生成してもよい。

［第１実施形態の効果など］
第１実施形態では、焦点検出用画素１３のサイズが、撮像用画素１２のサイズよりも大きい。そのため、焦点検出用画素１３の受光効率は高く、焦点検出用信号の信号レベルは増大する。その結果、焦点検出の精度を高めることが可能になる。

また、サイズの大きな焦点検出用画素１３に合わせて、マイクロレンズ１３ｃもサイズを大きくする。その分だけ、焦点検出用画素１３の受光効率は高くなり、焦点検出用信号の信号レベルは更に増大する。その結果、低照度の環境下においても焦点検出が可能な固体撮像装置が実現する。

さらに、焦点検出用画素１３のサイズを、撮像用画素１２の複数個分のサイズに一致させる。そのため、撮像用画素１２の群の間に焦点検出用画素１３を配置しても、無駄な隙間が生じず、受光量の損失は少ない。

また、複数の焦点検出用画素１３を撮像面上に千鳥配置する。この千鳥配置では、個々の焦点検出用画素１３の上下左右に、撮像用画素１２が必ず存在する。そのため、焦点検出用画素１３によって欠落する画像信号を、周囲の撮像用画素１２を用いて高品質に補間することが可能になる。

さらに、第１実施形態では、マイクロレンズ１３ｃを等方形状とする。そのため、マイクロレンズ１３ｃの設計や製造が容易となる。

また、行方向に並ぶ光電変換域１３ａ，１３ｂでは、列方向にサイズ拡大しているにも拘わらず、光電変換の期間を一致させることができる。そのため、行方向に並ぶ光電変換域１３ａ，１３ｂでは、時間差なく瞳分割を行うことが可能となり、動体被写体であっても瞳分割像の一致度が損なわれない。その結果、正確かつ確実な焦点検出が可能になる。

《第２実施形態》
図５は、固体撮像装置４１の焦点検出エリア（焦点検出用画素４３，５３の配置エリア）を示す図である。
第２実施形態の特徴は、第１実施形態の焦点検出用画素１３に代えて、撮像用画素１２の（２×１）個分に相当する区画を占有する焦点検出用画素４３，５３を設けた点である。
この焦点検出用画素４３の区画内には、楕円形のマイクロレンズ４３ｃと光電変換域４３ｂとが１つずつ設けられる。この光電変換域４３ｂは、撮像用画素１２の複数個に跨る長さの長方形状を成し、マイクロレンズ４３ｃの中心から短軸方向にずらして配置される。
一方、焦点検出用画素５３の区画内には、楕円形のマイクロレンズ５３ｃと光電変換域５３ａとが１つずつ設けられる。この光電変換域５３ａは、撮像用画素１２の複数個に跨る長さの長方形状を成し、マイクロレンズ５３ｃの中心から短軸方向にずらして配置される。
このように隣接する焦点検出用画素４３，５３において、光電変換域４３ｂ，５３ａのずらし方向を逆にすることで、焦点検出用画素４３，５３を用いて一組の瞳分割光束を受光することが可能になる。
なお、画像信号および焦点検出用信号の読み出し動作については、第１実施形態と同様であるため、ここでの動作説明を省略する。

［第２実施形態の効果など］
第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、第２実施形態では、光電変換域４３ｂ，５３ａごとにマイクロレンズ４３ｃ，５３ｃを専用に設ける。したがって、より適切な形状のマイクロレンズ４３ｃ，５３ｃを設けることが可能になる。

特に、第２実施形態では、マイクロレンズ４３ｃ，５３ｃの短軸方向に光電変換域４３ｂ，５３ａをずらして配置する。この場合、瞳分割方向（短軸方向）と直交する長軸方向については、瞳分割の性能をさほど落とすことなく、光電変換域４３ｂ，５３ａの寸法を長くすることができる。したがって、この長軸方向において受光効率を稼ぐことにより、焦点検出用信号の信号レベルを更に高めることが可能になる。

また、行方向に並ぶ光電変換域４３ｂ，５３ａでは、列方向にサイズ拡大しているにも拘わらず、光電変換の期間を一致させることができる。そのため、行方向に並ぶ光電変換域４３ｂ，５３ａでは、時間差なく瞳分割を行うことが可能となり、動体被写体であっても瞳分割像の一致度が損なわれない。その結果、正確かつ確実な焦点検出が可能になる。

《第３実施形態》
図６は、固体撮像装置５１の焦点検出エリア（焦点検出用画素４３，５３の配置エリア）を示す図である。第３実施形態の特徴は、対を成す焦点検出用画素４３，５３を斜め位置にずらして配置した点である。なお、その他の構成は第２実施形態と同様であるため、ここでの説明を省略する。
なお、図７は、焦点検出用画素４３，５３の配列幅を広げた変形の一例である。
配列幅を広げることで、焦点検出用信号のサンプル数を増やすことが可能になる。その結果、焦点検出の結果を平均化するなどの処理が可能となり、焦点検出精度を更に高めることが可能になる。

［第３実施形態の効果など］
第３実施形態においても、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、第３実施形態では、図６に示すように、対を成す焦点検出用画素４３，５３を斜めに配置するので、個々の焦点検出用画素４３，５３の上下左右には、撮像用画素１２が必ず存在するようになる。その結果、焦点検出用画素４３，５３によって欠落する画像信号を、周囲の撮像用画素１２を用いて高品質に補間することが可能になる。

《第４実施形態》
図８は、第４実施形態の画素配列を示す図である。第４実施形態の特徴は、対を成す焦点検出用画素４３，５３を瞳分割方向と直交する方向（図８では縦方向）に並べて配置した点である。なお、その他の構成は第２実施形態と同様であるため、ここでの説明を省略する。

［第４実施形態の効果など］
第４実施形態においても、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、第４実施形態では、対を成す焦点検出用画素４３，５３間で瞳分割方向における間隔がほぼゼロとなる。したがって、焦点検出用画素４３側で得た像パターンと、焦点検出用画素５３側で得た像パターンとが一致するか否かを、より正確に判定することができる。したがって、より厳密な合焦判定が可能になる。

《第５実施形態》
図９は、固体撮像装置７１の焦点検出エリア（焦点検出用画素７３，８３の配置エリア）を示す図である。第５実施形態の特徴は、焦点検出用画素７３，８３のマイクロレンズ７３ｃ，８３ｃを瞳分割方向に長くする。なお、光電変換域７３ａ，８３ｂについては、マイクロレンズ７３ｃ，８３ｃの短軸方向に収まる寸法まで縮小される。
焦点検出用画素７３，８３は、それぞれ瞳分割方向に並ぶように千鳥配置される。
なお、その他の構成は第３実施形態と同様であるため、ここでの説明を省略する。

［第５実施形態の効果など］
第５実施形態においても、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、第５実施形態では、マイクロレンズ７３ｃ，８３ｃを瞳分割方向に長くする。そのため、瞳分割方向については、マイクロレンズの辺縁が遠くなり、回折現象の影響が小さくなる。したがって、瞳分割方向における光束の乱れが少なくなり、受光光束をより厳密に瞳分割することが可能になる。その結果、焦点検出の精度を高めることが可能になる。

《実施形態の補足事項》
なお、上述した実施形態において、撮像用画素にカラーフィルタを配置することで、カラー画像信号を生成してもよい。また、焦点検出用画素については、カラーフィルタを省略することで、受光効率を高めることが好ましい。

また、上述した実施形態では、予め定められた焦点検出エリア内に限って、焦点検出用画素を配置している。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、撮像面の全域にわたって所定ピッチで焦点検出用画素を配置してもよい。この構成によって、所望の領域を柔軟に選択して、その領域から焦点検出用信号を読み出すことが可能になる。

なお、上述した第１実施形態では、焦点検出用画素１３の区画内に、２つの光電変換域１３ａ，１３ｂを設けている。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。焦点検出用画素の区画内に２つ以上（例えば４つなど）の光電変換域を配列してもよい。これら光電変換域を適宜２方向に分類してそれぞれ合成することで、焦点検出用画素の瞳分割方向を多様に変化させることが可能になる。

さらに、上述した第５実施形態では、１つのマイクロレンズに対して、１つの光電変換域を配置している。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。マイクロレンズの長軸方向に複数の光電変換域を並べて配置してもよい。

以上説明したように、本発明は、焦点検出用信号の生成機能を有する固体撮像装置に利用可能な技術である。

焦点検出用画素１３の配置エリアを示す図である。 固体撮像装置１１の半導体パターンを示す図である。 固体撮像装置１１の等価回路を示す図である。 固体撮像装置１１の読み出し動作を説明するタイミングチャートである。 焦点検出用画素４３，５３の配置エリアを示す図である。 焦点検出用画素４３，５３の配置エリアを示す図である。 焦点検出用画素４３，５３の配列幅を広げた変形の一例である。 第４実施形態の画素配列を示す図である。 焦点検出用画素７３，８３の配置エリアを示す図である。

符号の説明

１１…固体撮像装置，１２…撮像用画素，１２ｃ…マイクロレンズ，１２ｅ…光電変換域，１３…焦点検出用画素，１３ａ…光電変換域，１３ｂ…光電変換域，１３ｃ…マイクロレンズ，４１…固体撮像装置，４３…焦点検出用画素，４３ｂ…光電変換域，４３ｃ…マイクロレンズ，５１…固体撮像装置，５３…焦点検出用画素，５３ａ…光電変換域，５３ｃ…マイクロレンズ，７１…固体撮像装置，７３…焦点検出用画素，７３ａ…光電変換域，７３ｃ…マイクロレンズ，８３…焦点検出用画素，８３ｂ…光電変換域，８３ｃ…マイクロレンズ，ＱＴ…転送トランジスタ，…，ＦＤ…フローティングデフージョン，ＱＡ…増幅素子，ＱＳ…行選択トランジスタ，ＱＲ…リセットトランジスタ

Claims (10)

1. 撮像面に複数設けられ、画素単位の受光光束を光電変換して、画像信号を生成する撮像用画素の群と、
   前記撮像用画素それぞれの前面に配置される円形のマイクロレンズと、
   前記撮像用画素の群の中に設けられ、前記撮像用画素の群の一の配列方向における複数個の前記撮像用画素に相当する大きさの矩形状の区画を有し、区画単位の受光光束を瞳分割して光電変換し、焦点検出用信号を生成する複数の焦点検出用画素と、
   前記焦点検出用画素それぞれの前面に配置される楕円形のマイクロレンズとを備え、
   前記焦点検出用画素は、
   前記区画のうち前記楕円形のマイクロレンズの中心から短軸方向にずれた位置に、前記複数個の撮像用画素に跨るサイズを有する長方形状の光電変換領域をさらに備え、
   前記焦点検出用画素は、前記光電変換領域のずらし方向が異なる焦点検出用画素と他の配列方向で隣接して一対をなす
   ことを特徴とする固体撮像装置。
2. 撮像面に複数設けられ、画素単位の受光光束を光電変換して、画像信号を生成する撮像用画素の群と、
   前記撮像用画素それぞれの前面に配置される円形のマイクロレンズと、
   前記撮像用画素の群の中に設けられ、前記撮像用画素の群の一の配列方向における複数個の前記撮像用画素に相当する大きさの矩形状の区画を有し、区画単位の受光光束を瞳分割して光電変換し、焦点検出用信号を生成する複数の焦点検出用画素と、
   前記焦点検出用画素それぞれの前面に配置される楕円形のマイクロレンズとを備え、
   前記焦点検出用画素は、
   前記区画のうち前記楕円形のマイクロレンズの中心から短軸方向にずれた位置に、前記複数個の撮像用画素に跨るサイズを有する長方形状の光電変換領域をさらに備え、
   前記焦点検出用画素は、前記光電変換領域のずらし方向が異なる焦点検出用画素と前記一の配列方向に対して斜め方向で隣接して一対をなす
   ことを特徴とする固体撮像装置。
3. 撮像面に複数設けられ、画素単位の受光光束を光電変換して、画像信号を生成する撮像用画素の群と、
   前記撮像用画素それぞれの前面に配置される円形のマイクロレンズと、
   前記撮像用画素の群の中に設けられ、前記撮像用画素の群の一の配列方向における複数個の前記撮像用画素に相当する大きさの矩形状の区画を有し、区画単位の受光光束を瞳分割して光電変換し、焦点検出用信号を生成する複数の焦点検出用画素と、
   前記焦点検出用画素それぞれの前面に配置される楕円形のマイクロレンズとを備え、
   前記焦点検出用画素は、
   前記区画のうち前記楕円形のマイクロレンズの中心から短軸方向にずれた位置に、前記複数個の撮像用画素に跨るサイズを有する長方形状の光電変換領域をさらに備え、
   前記焦点検出用画素は、前記光電変換領域のずらし方向が異なる焦点検出用画素と前記一の配列方向で隣接して一対をなす
   ことを特徴とする固体撮像装置。
4. 撮像面に複数設けられ、画素単位の受光光束を光電変換して、画像信号を生成する撮像用画素の群と、
   前記撮像用画素それぞれの前面に配置される円形のマイクロレンズと、
   前記撮像用画素の群の中に設けられ、前記撮像用画素の群の一の配列方向における複数個の前記撮像用画素に相当する大きさの矩形状の区画を有し、区画単位の受光光束を瞳分割して光電変換し、焦点検出用信号を生成する複数の焦点検出用画素と、
   前記焦点検出用画素それぞれの前面に配置される楕円形のマイクロレンズとを備え、
   前記焦点検出用画素は、
   前記区画のうち前記楕円形のマイクロレンズの中心から長軸方向にずれた位置に、光電変換領域をさらに備え、
   前記焦点検出用画素は、前記光電変換領域のずらし方向が異なる焦点検出用画素と前記一の配列方向に対して斜めの方向で隣接して一対をなす
   ことを特徴とする固体撮像装置。
5. 撮像面に複数設けられ、画素単位の受光光束を光電変換して、画像信号を生成する撮像用画素の群と、
   前記撮像用画素それぞれの前面に配置される円形のマイクロレンズと、
   前記撮像用画素の群の中に設けられ、前記撮像用画素の群の一の配列方向における複数個の前記撮像用画素に相当する大きさの矩形状の区画を有し、区画単位の受光光束を瞳分割して光電変換し、焦点検出用信号を生成する複数の焦点検出用画素と、
   前記焦点検出用画素それぞれの前面に配置される楕円形のマイクロレンズと、
   を備えることを特徴とする固体撮像装置。
6. 請求項５に記載の固体撮像装置において、
   前記焦点検出用画素は、
   前記区画のうち前記楕円形のマイクロレンズの中心から短軸方向にずれた位置に、前記複数個の撮像用画素に跨るサイズを有する長方形状の光電変換領域をさらに備え、
   前記焦点検出用画素は、前記光電変換領域のずらし方向が異なる焦点検出用画素と隣接して一対をなす
   ことを特徴とする固体撮像装置。
7. 請求項５に記載の固体撮像装置において、
   前記焦点検出用画素は、
   前記区画のうち前記楕円形のマイクロレンズの中心から長軸方向にずれた位置に光電変換領域をさらに備え、
   前記焦点検出用画素は、前記光電変換領域のずらし方向が異なる焦点検出用画素と隣接して一対をなす
   ことを特徴とする固体撮像装置。
8. 請求項６または請求項７に記載の固体撮像装置において、
   複数の一対の前記焦点検出用画素は、前記瞳分割の方向に沿って配置される
   ことを特徴とする固体撮像装置。
9. 請求項１ないし請求項４、請求項８のいずれか１項に記載の固体撮像装置において、
   複数の一対の前記焦点検出用画素は、前記瞳分割の方向に沿って千鳥配置される
   ことを特徴とする固体撮像装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の固体撮像装置において、
    前記焦点検出用画素は、前記一の配列方向に隣接する前記撮像用画素２個に相当する区画を占有する
    ことを特徴とする固体撮像装置。

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