JP6929511B2 - Image sensor and image sensor - Google Patents

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Description

本発明は、撮像素子、及び、撮像装置に関する。 The present invention relates to an image pickup device and an image pickup device.

隣接して設けられた２つのカラーフィルタの間に、隔壁部が設けられた撮像装置が知られている（特許文献１）。特許文献１の撮像装置には、白カラーフィルタと白以外（赤、緑、青）のカラーフィルタとの間に隔壁部が設けられている。しかし、この撮像装置では、焦点検出画素については考慮されていない。 An imaging device in which a partition wall is provided between two color filters provided adjacent to each other is known (Patent Document 1). The image pickup apparatus of Patent Document 1 is provided with a partition wall portion between a white color filter and a color filter other than white (red, green, blue). However, in this image pickup apparatus, the focus detection pixel is not considered.

特開２０１６−９８１３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-9813

発明の第１の態様によると、撮像素子は、第１の分光特性を有する第１のフィルタを有し、前記第１のフィルタを透過した光を光電変換して生成された電荷に基づく信号を出力する第１の画素と、第２の分光特性を有する第２のフィルタを有し、前記第２のフィルタを透過した光を光電変換して生成された電荷に基づく信号を出力する第２の画素と、第３の分光特性を有する第３のフィルタと、隣に配置された前記第１の画素の前記第１のフィルタと前記第３のフィルタとの間に第２のフィルタを透過する光の波長の少なくとも一部の波長の光を透過する第４の分光特性を有する第４のフィルタとを有し、前記第３のフィルタを透過した光を光電変換して生成された電荷に基づく、焦点検出を行うための信号を出力する第３の画素と、を備え、前記第１の画素と前記第２の画素とが隣り合う画素列と、前記第１の画素と前記第３の画素とが隣り合う画素列とを有する。
発明の第２の態様によると、撮像装置は、第１の態様による撮像素子と、フォーカスレンズを有する光学系による像を撮像する前記撮像素子の前記第１の画素から出力される信号と前記第２の画素から出力される信号とに基づいて画像データを生成する画像生成部と、前記撮像素子の前記第３の画素から出力される信号に基づいて、前記光学系による像が前記撮像素子に合焦するよう前記フォーカスレンズの位置を制御する制御部と、を備える。 According to the first aspect of the invention, the imaging device has a first filter having a first spectral characteristic, and a signal based on a charge generated by photoelectric conversion of light transmitted through the first filter is obtained. A second pixel having a first pixel to be output and a second filter having a second spectral characteristic, and outputting a signal based on the charge generated by photoelectric conversion of the light transmitted through the second filter. light transmitted through the pixel, and a third filter having a third spectral characteristic, a second filter between said first filter of the first pixels arranged adjacent to the third filter It has a fourth filter having a fourth spectral characteristic that transmits light of at least a part of the wavelengths of the above, and is based on the charge generated by photoelectric conversion of the light transmitted through the third filter. A third pixel that outputs a signal for performing focus detection, a pixel array in which the first pixel and the second pixel are adjacent to each other, the first pixel, and the third pixel. that having a pixel columns are adjacent.
According to the second aspect of the invention, the image pickup apparatus includes the image pickup element according to the first aspect, the signal output from the first pixel of the image pickup element that captures an image by an optical system having a focus lens, and the first aspect. Based on the image generation unit that generates image data based on the signal output from the two pixels and the signal output from the third pixel of the image sensor, the image by the optical system is transmitted to the image sensor. A control unit that controls the position of the focus lens so as to be in focus is provided.

第１の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the image pickup apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係る撮像素子の画素の配置例を示す図である。It is a figure which shows the arrangement example of the pixel of the image pickup device which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係る撮像素子で生成される信号を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the signal generated by the image pickup device which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係る撮像素子の平面図である。It is a top view of the image pickup device which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係る撮像素子の画素の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the pixel of the image pickup device which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係る撮像素子の画素の別の構成例を示す図である。It is a figure which shows another configuration example of the pixel of the image pickup device which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係る撮像素子の画素の別の構成例を示す図である。It is a figure which shows another configuration example of the pixel of the image pickup device which concerns on 1st Embodiment. 変形例１に係る撮像素子の画素の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the pixel of the image pickup device which concerns on modification 1. FIG. 変形例２に係る撮像素子の画素の構成例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structural example of the pixel of the image pickup device which concerns on modification 2. FIG.

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る撮像装置の一例である電子カメラ１（以下、カメラ１と称する）の構成例を示す図である。カメラ１は、カメラボディ２と交換レンズ３とにより構成される。交換レンズ３は、不図示のマウント部を介してカメラボディ２に着脱可能に装着される。カメラボディ２に交換レンズ３が装着されると、カメラボディ２側の接続部２０２と交換レンズ３側の接続部３０２とが接続され、カメラボディ２及び交換レンズ３間の通信が可能となる。 (First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an electronic camera 1 (hereinafter, referred to as a camera 1) which is an example of an imaging device according to the first embodiment. The camera 1 is composed of a camera body 2 and an interchangeable lens 3. The interchangeable lens 3 is detachably attached to the camera body 2 via a mount portion (not shown). When the interchangeable lens 3 is attached to the camera body 2, the connection portion 202 on the camera body 2 side and the connection portion 302 on the interchangeable lens 3 side are connected, and communication between the camera body 2 and the interchangeable lens 3 becomes possible.

図１において、被写体からの光は、図１のＺ軸プラス方向に向かって入射する。また、座標軸に示すように、Ｚ軸に直交する紙面手前方向をＸ軸プラス方向、Ｚ軸及びＸ軸に直交する下方向をＹ軸プラス方向とする。以降のいくつかの図においては、図１の座標軸を基準として、それぞれの図の向きが分かるように座標軸を表示する。 In FIG. 1, the light from the subject is incident on the Z-axis plus direction of FIG. Further, as shown in the coordinate axes, the front direction of the paper surface orthogonal to the Z axis is defined as the X-axis plus direction, and the downward direction orthogonal to the Z-axis and the X-axis is defined as the Y-axis plus direction. In some subsequent figures, the coordinate axes are displayed so that the orientation of each figure can be understood with reference to the coordinate axes of FIG.

交換レンズ３は、撮像光学系（結像光学系）３１と、レンズ制御部３２と、レンズメモリ３３とを備える。撮像光学系３１は、焦点調節レンズ（フォーカスレンズ）を含む複数のレンズと絞りとを含み、カメラボディ２の撮像素子２２の撮像面上に被写体像を結像する。 The interchangeable lens 3 includes an imaging optical system (imaging optical system) 31, a lens control unit 32, and a lens memory 33. The image pickup optical system 31 includes a plurality of lenses including a focus adjustment lens (focus lens) and an aperture, and forms a subject image on the image pickup surface of the image pickup element 22 of the camera body 2.

レンズ制御部３２は、カメラボディ２のボディ制御部２１から出力される信号に基づき、焦点調節レンズを光軸Ｌ１方向に進退移動させて撮像光学系３１の焦点位置を調節する。ボディ制御部２１から出力される信号には、焦点調節レンズの移動方向や移動量、移動速度などを示す情報が含まれる。また、レンズ制御部３２は、カメラボディ２のボディ制御部２１から出力される信号に基づき、絞りの開口径を制御する。 The lens control unit 32 adjusts the focal position of the imaging optical system 31 by moving the focus adjustment lens forward and backward in the optical axis L1 direction based on the signal output from the body control unit 21 of the camera body 2. The signal output from the body control unit 21 includes information indicating the moving direction, moving amount, moving speed, and the like of the focusing adjustment lens. Further, the lens control unit 32 controls the aperture diameter of the aperture based on the signal output from the body control unit 21 of the camera body 2.

レンズメモリ３３は、例えば、不揮発性の記憶媒体等により構成される。レンズメモリ３３には、交換レンズ３に関連する情報がレンズ情報として記憶される。レンズ情報には、例えば、撮像光学系３１の射出瞳の位置に関する情報が含まれる。レンズメモリ３３へのレンズ情報の書き込みや、レンズメモリ３３からのレンズ情報の読み出しは、レンズ制御部３２によって行われる。 The lens memory 33 is composed of, for example, a non-volatile storage medium or the like. Information related to the interchangeable lens 3 is stored in the lens memory 33 as lens information. The lens information includes, for example, information regarding the position of the exit pupil of the imaging optical system 31. The lens control unit 32 writes the lens information to the lens memory 33 and reads the lens information from the lens memory 33.

カメラボディ２は、ボディ制御部２１と、撮像素子２２と、メモリ２３と、表示部２４と、操作部２５とを備える。ボディ制御部２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成され、制御プログラムに基づきカメラ１の各部を制御する。また、ボディ制御部２１は、各種の信号処理を行う。 The camera body 2 includes a body control unit 21, an image sensor 22, a memory 23, a display unit 24, and an operation unit 25. The body control unit 21 is composed of a CPU, ROM, RAM, etc., and controls each unit of the camera 1 based on a control program. In addition, the body control unit 21 performs various signal processing.

撮像素子２２は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサである。撮像素子２２は、撮像光学系３１の射出瞳を通過した光束を受光して、撮像光学系３１により結像する被写体像を撮像する。撮像素子２２には、光電変換部を有する複数の画素が二次元状（例えば、行方向及び列方向）に配置される。光電変換部は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）によって構成される。撮像素子２２は、入射した光を光電変換部で光電変換して電荷を生成し、生成された電荷に基づく信号をボディ制御部２１に出力する。以下、図２及び図３を用いて、撮像素子２２について説明する。 The image sensor 22 is, for example, a CMOS image sensor or a CCD image sensor. The image sensor 22 receives the light flux that has passed through the exit pupil of the image pickup optical system 31 and images the subject image imaged by the image pickup optical system 31. A plurality of pixels having a photoelectric conversion unit are arranged in the image pickup device 22 in a two-dimensional manner (for example, in the row direction and the column direction). The photoelectric conversion unit is composed of, for example, a photodiode (PD). The image pickup element 22 performs photoelectric conversion of the incident light by the photoelectric conversion unit to generate an electric charge, and outputs a signal based on the generated electric charge to the body control unit 21. Hereinafter, the image sensor 22 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

図２は、第１の実施の形態に係る撮像素子２２の画素の配置例を示す図である。撮像素子２２では、画素が二次元状（行方向（±Ｘ方向）及び列方向（±Ｙ方向））に配置される。図２に示す例は、６行８列の計４８個の画素を図示している。なお、撮像素子２２に配置される画素の数及び配置は、図示した例に限られない。撮像素子２２には、例えば、数百万〜数億、又はそれ以上の画素が設けられる。 FIG. 2 is a diagram showing an example of arranging pixels of the image pickup device 22 according to the first embodiment. In the image sensor 22, the pixels are arranged two-dimensionally (row direction (± X direction) and column direction (± Y direction)). The example shown in FIG. 2 illustrates a total of 48 pixels in 6 rows and 8 columns. The number and arrangement of pixels arranged on the image sensor 22 is not limited to the illustrated example. The image pickup device 22 is provided with, for example, millions to hundreds of millions or more pixels.

撮像素子２２は、複数の撮像画素１２と焦点検出画素１１、１３とを有する。撮像画素１２には、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる分光特性を有する３つのカラーフィルタ（色フィルタ）５１のいずれかが設けられる。Ｇのカラーフィルタは、Ｒのカラーフィルタよりも波長が短い波長域の光を透過する。Ｂのカラーフィルタは、Ｇのカラーフィルタよりも波長が短い波長域の光を透過する。Ｒのカラーフィルタ５１は主に赤色の波長域の光を透過し、Ｇのカラーフィルタ５１は主に緑色の波長域の光を透過し、Ｂのカラーフィルタ５１は主に青色の波長域の光を透過する。これにより、画素は、配置されたカラーフィルタ５１によって異なる分光特性を有する。Ｒ画素とＧ画素とＢ画素とは、ベイヤー配列に従って配置されている。 The image pickup device 22 has a plurality of image pickup pixels 12 and focus detection pixels 11 and 13. The image pickup pixel 12 is provided with any one of three color filters (color filters) 51 having different spectral characteristics of, for example, R (red), G (green), and B (blue). The G color filter transmits light in a wavelength region having a shorter wavelength than the R color filter. The color filter B transmits light in a wavelength range shorter than that of the color filter G. The R color filter 51 mainly transmits light in the red wavelength region, the G color filter 51 mainly transmits light in the green wavelength region, and the B color filter 51 mainly transmits light in the blue wavelength region. Is transparent. As a result, the pixels have different spectral characteristics depending on the arranged color filter 51. The R pixel, the G pixel, and the B pixel are arranged according to the Bayer arrangement.

焦点検出画素１１、１３は、上述のようにベイヤー配列されたＲ、Ｇ、Ｂの撮像画素１２の一部に置換して配置される。焦点検出画素１１、１３には、カラーフィルタ５１及びカラーフィルタ５２と、遮光膜４３とが設けられる。焦点検出画素１１と焦点検出画素１３とは、その遮光部４３の位置が異なる。焦点検出画素１１及び焦点検出画素１３には、カラーフィルタ５１として、例えば、Ｒ、Ｇ、及びＢの波長域の光を透過するＷ（白）のカラーフィルタが配置される。また、カラーフィルタ５２は、カラーフィルタ５１の一部に置換して設けられる。詳細は後述するが、カラーフィルタ５２は、焦点検出画素１１、１３から隣の撮像画素１２へ漏れる光（クロストーク光と称する）の波長域を制限（制御）するクロストーク光制限用のカラーフィルタ（フィルタ部）である。本実施の形態では、クロストーク光制限用のカラーフィルタ５２は、カラーフィルタ５１の四方を囲むように設けられる。 The focus detection pixels 11 and 13 are arranged by replacing them with a part of the image pickup pixels 12 of R, G, and B arranged in Bayer as described above. The focus detection pixels 11 and 13 are provided with a color filter 51, a color filter 52, and a light-shielding film 43. The position of the light-shielding portion 43 is different between the focus detection pixel 11 and the focus detection pixel 13. A W (white) color filter that transmits light in the wavelength ranges of R, G, and B, for example, is arranged in the focus detection pixel 11 and the focus detection pixel 13 as a color filter 51. Further, the color filter 52 is provided by replacing a part of the color filter 51. Although details will be described later, the color filter 52 is a color filter for limiting (controlling) the wavelength range of light (referred to as crosstalk light) leaking from the focus detection pixels 11 and 13 to the adjacent imaging pixel 12. (Filter part). In the present embodiment, the color filter 52 for limiting crosstalk light is provided so as to surround the four sides of the color filter 51.

撮像素子２２は、Ｒのカラーフィルタ５１を有する画素（以下、Ｒ画素と称する）１２及びＧのカラーフィルタ５１を有する画素（以下、Ｇ画素と称する）１２が行方向に交互に配置される第１の画素群４０１を有する。また、撮像素子２２は、Ｇ画素１２及びＢのカラーフィルタ５１を有する画素（以下、Ｂ画素と称する）１２が行方向に交互に配置される第２の画素群４０２を有する。さらに、撮像素子２２は、Ｇ画素１２及び焦点検出画素１１、１３が行方向に配置される第３の画素群４０３を有する。なお、第３の画素群４０３は焦点検出画素１１、１３の両方を有していなくともよい。例えば、画素群４０２がＧ画素１２および焦点検出画素１１を有し、画素群４０３がＧ画素１２および焦点検出画素１３を有していてもよい。また、第３の画素群４０３は、画素群４０２のＢ画素１２と対応する位置に焦点検出画素１１、１３を有しているが、画素群４０２のＢ画素１２と対応する位置の一部に焦点検出画素１１、１３を有していてもよい。例えば、第３の画素群４０３は、焦点検出画素１１および１３の少なくとも一方とＧ画素１２とＢ画素１２とを有していてもよい。 In the image pickup device 22, pixels having R color filters 51 (hereinafter referred to as R pixels) 12 and pixels having G color filters 51 (hereinafter referred to as G pixels) 12 are alternately arranged in the row direction. It has one pixel group 401. Further, the image pickup device 22 has a second pixel group 402 in which pixels (hereinafter, referred to as B pixels) 12 having G pixels 12 and B color filters 51 are alternately arranged in the row direction. Further, the image pickup device 22 has a third pixel group 403 in which the G pixel 12 and the focus detection pixels 11 and 13 are arranged in the row direction. The third pixel group 403 does not have to have both the focus detection pixels 11 and 13. For example, the pixel group 402 may have the G pixel 12 and the focus detection pixel 11, and the pixel group 403 may have the G pixel 12 and the focus detection pixel 13. Further, the third pixel group 403 has the focus detection pixels 11 and 13 at positions corresponding to the B pixel 12 of the pixel group 402, but is part of the position corresponding to the B pixel 12 of the pixel group 402. It may have focus detection pixels 11 and 13. For example, the third pixel group 403 may have at least one of the focus detection pixels 11 and 13, the G pixel 12 and the B pixel 12.

各画素は、撮像光学系３１を介して入射した光を受光し、受光量に応じた信号を生成する。詳細は後述するが、撮像画素１２は、後述する画像データ生成部２１ａが画像データを生成するための信号、即ち撮像信号を出力する。焦点検出画素１１、１３は、後述する焦点検出部２１ｂがデフォーカス量を算出するための信号、即ち第１及び第２の焦点検出信号を出力する。 Each pixel receives light incident on the imaging optical system 31 and generates a signal according to the amount of received light. Although the details will be described later, the image pickup pixel 12 outputs a signal for the image data generation unit 21a described later to generate image data, that is, an image pickup signal. The focus detection pixels 11 and 13 output signals for the focus detection unit 21b, which will be described later, to calculate the defocus amount, that is, the first and second focus detection signals.

図３は、第１の実施の形態に係る撮像素子２２で生成される信号を説明するための図である。図３は、撮像素子２２に設けられた画素のうち、１つの撮像画素１２と、１つの焦点検出画素１１と、１つの焦点検出画素１３とを示している。 FIG. 3 is a diagram for explaining a signal generated by the image pickup device 22 according to the first embodiment. FIG. 3 shows one image pickup pixel 12, one focus detection pixel 11, and one focus detection pixel 13 among the pixels provided in the image sensor 22.

撮像画素１２は、マイクロレンズ４４と、カラーフィルタ５１と、マイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過した光束を受光する光電変換部４２とを有する。焦点検出画素１１、１３は、マイクロレンズ４４と、カラーフィルタ５１と、クロストーク光制限用のカラーフィルタ５２とを有する。また、焦点検出画素１１、１３は、マイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過した光束の一部を遮光する遮光部４３と、マイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過した光束の他の一部が入射する光電変換部４２とを有する。焦点検出画素１１、１３の光電変換部４２は、マイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を透過した光束のうち、遮光部４３で遮光されなかった光束を光電変換する。 The imaging pixel 12 includes a microlens 44, a color filter 51, and a photoelectric conversion unit 42 that receives a light beam transmitted through the microlens 44 and the color filter 51. The focus detection pixels 11 and 13 include a microlens 44, a color filter 51, and a color filter 52 for limiting crosstalk light. Further, the focus detection pixels 11 and 13 are incident with a light-shielding portion 43 that blocks a part of the light flux transmitted through the microlens 44 and the color filter 51, and another part of the light flux transmitted through the microlens 44 and the color filter 51. It has a photoelectric conversion unit 42 and the like. The photoelectric conversion unit 42 of the focus detection pixels 11 and 13 photoelectrically converts the light flux transmitted through the microlens 44 and the color filter 51, which is not shaded by the light shielding unit 43.

焦点検出画素１１の遮光部４３は、光電変換部４２のほぼ左半分（光電変換部４２のマイナスＸ方向側）の領域に対応して配置される。焦点検出画素１１の遮光部４３は、光が入射する方向（Ｚ軸マイナス方向）と交差する面（ＸＹ平面）において、焦点検出画素１１の光電変換部４２の中心よりもＸ軸マイナス方向側の領域に少なくとも一部が配置される。また、焦点検出画素１１の領域４６は、光電変換部４２のほぼ右半分（光電変換部４２のプラスＸ方向側）の領域に対応した領域である。焦点検出画素１１の領域４６は、光が入射する方向（Ｚ軸マイナス方向）と交差する面（ＸＹ平面）において、焦点検出画素１１の光電変換部４２の中心よりもＸ軸プラス方向側の領域に少なくとも一部が配置される領域である。 The light-shielding portion 43 of the focus detection pixel 11 is arranged so as to correspond to a region substantially on the left half of the photoelectric conversion unit 42 (on the negative X direction side of the photoelectric conversion unit 42). The light-shielding portion 43 of the focus detection pixel 11 is on the X-axis minus direction side of the center of the photoelectric conversion portion 42 of the focus detection pixel 11 on a surface (XY plane) intersecting the light incident direction (Z-axis minus direction). At least part of it is placed in the area. Further, the region 46 of the focus detection pixel 11 is a region corresponding to a region substantially right half of the photoelectric conversion unit 42 (on the plus X direction side of the photoelectric conversion unit 42). The region 46 of the focus detection pixel 11 is a region on the X-axis plus direction side of the center of the photoelectric conversion unit 42 of the focus detection pixel 11 on a surface (XY plane) intersecting the light incident direction (Z-axis minus direction). It is an area where at least a part is arranged in.

他方、焦点検出画素１３の遮光部４３は、光電変換部４２のほぼ右半分の領域に対応して配置される。焦点検出画素１３の遮光部４３は、光が入射する方向（Ｚ軸マイナス方向）と交差する面（ＸＹ平面）において、焦点検出画素１３の光電変換部４２の中心よりもＸ軸プラス方向側の領域に少なくとも一部が配置される。また、焦点検出画素１３の領域４６は、光電変換部４２のほぼ左半分の領域に対応した領域である。焦点検出画素１３の領域４６は、光が入射する方向（Ｚ軸マイナス方向）と交差する面（ＸＹ平面）において、焦点検出画素１３の光電変換部４２の中心よりもＸ軸マイナス方向側の領域に少なくとも一部が配置される領域である。 On the other hand, the light-shielding portion 43 of the focus detection pixel 13 is arranged so as to correspond to a region substantially right half of the photoelectric conversion portion 42. The light-shielding portion 43 of the focus detection pixel 13 is on the X-axis plus direction side of the center of the photoelectric conversion portion 42 of the focus detection pixel 13 on the surface (XY plane) intersecting the light incident direction (Z-axis minus direction). At least part of it is placed in the area. Further, the region 46 of the focus detection pixel 13 is a region corresponding to a region substantially left half of the photoelectric conversion unit 42. The region 46 of the focus detection pixel 13 is a region on the X-axis minus direction side of the center of the photoelectric conversion unit 42 of the focus detection pixel 13 on a surface (XY plane) intersecting the light incident direction (Z-axis minus direction). It is an area where at least a part is arranged in.

各画素のマイクロレンズ４４は、図２において上方から撮像光学系３１を介して入射された光を集光する。撮像光学系３１の瞳の第１の瞳領域及び第２の瞳領域をそれぞれ通過した第１の光束６１と第２の光束６２は、マイクロレンズ４４を通過する。マイクロレンズ４４は、焦点検出画素１１、１３の遮光部４３の位置と、撮像光学系３１の瞳の第１の瞳領域及び第２の瞳領域とがそれぞれ共役となるよう光学パワーが定められている。 The microlens 44 of each pixel collects the light incident from above via the imaging optical system 31 in FIG. The first luminous flux 61 and the second luminous flux 62 that have passed through the first pupil region and the second pupil region of the pupil of the imaging optical system 31 pass through the microlens 44, respectively. The optical power of the microlens 44 is determined so that the position of the light-shielding portion 43 of the focus detection pixels 11 and 13 and the first pupil region and the second pupil region of the pupil of the imaging optical system 31 are conjugated to each other. There is.

焦点検出画素１１では、マイクロレンズ４４を透過した光のうち、第２の瞳領域を通過した第２の光束６２は、カラーフィルタ５１を通過した後に遮光部４３で遮光される。また、焦点検出画素１１では、マイクロレンズ４４を透過した光のうち、第１の瞳領域を通過した第１の光束６１は、カラーフィルタ５１及び領域４６を透過して光電変換部４２に入射する。焦点検出画素１１の領域４６は、マイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を通過した第１の光束６１が光電変換部４２に入射することを許容する開口として作用する。焦点検出画素１１の光電変換部４２は、光電変換部４２に入射された第１の光束６１を光電変換して電荷を生成する。 In the focus detection pixel 11, of the light transmitted through the microlens 44, the second luminous flux 62 that has passed through the second pupil region is shielded by the light blocking section 43 after passing through the color filter 51. Further, in the focus detection pixel 11, of the light transmitted through the microlens 44, the first luminous flux 61 that has passed through the first pupil region passes through the color filter 51 and the region 46 and is incident on the photoelectric conversion unit 42. .. The region 46 of the focus detection pixel 11 acts as an opening that allows the first light flux 61 that has passed through the microlens 44 and the color filter 51 to enter the photoelectric conversion unit 42. The photoelectric conversion unit 42 of the focus detection pixel 11 photoelectrically converts the first luminous flux 61 incident on the photoelectric conversion unit 42 to generate an electric charge.

他方、焦点検出画素１３では、マイクロレンズ４４を透過した光のうち、第１の瞳領域を通過した第１の光束６１は、カラーフィルタ５１を通過した後に遮光部４３で遮光される。また、焦点検出画素１３では、マイクロレンズ４４を透過した光のうち、第２の瞳領域を通過した第２の光束６２は、カラーフィルタ５１及び領域４６を透過して光電変換部４２に入射する。焦点検出画素１３の領域４６は、マイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を通過した第２の光束６２が光電変換部４２に入射することを許容する開口として作用する。焦点検出画素１３の光電変換部４２は、光電変換部４２に入射された第２の光束６２を光電変換して電荷を生成する。 On the other hand, in the focus detection pixel 13, of the light transmitted through the microlens 44, the first luminous flux 61 that has passed through the first pupil region is shielded by the light-shielding portion 43 after passing through the color filter 51. Further, in the focus detection pixel 13, of the light transmitted through the microlens 44, the second luminous flux 62 that has passed through the second pupil region passes through the color filter 51 and the region 46 and is incident on the photoelectric conversion unit 42. .. The region 46 of the focus detection pixel 13 acts as an opening that allows the second luminous flux 62 that has passed through the microlens 44 and the color filter 51 to enter the photoelectric conversion unit 42. The photoelectric conversion unit 42 of the focus detection pixel 13 photoelectrically converts the second luminous flux 62 incident on the photoelectric conversion unit 42 to generate an electric charge.

このように、焦点検出画素１１、１３は、撮像光学系３１の瞳の互いに異なる領域を通過した光を受光するように構成され、瞳分割を行っている。焦点検出画素１１は、第１の瞳領域を通過した第１の光束６１を光電変換した電荷に基づく第１の焦点検出信号を出力する。焦点検出画素１３は、第２の瞳領域を通過した第２の光束６２を光電変換した電荷に基づく第２の焦点検出信号を出力する。 In this way, the focus detection pixels 11 and 13 are configured to receive light that has passed through different regions of the pupil of the imaging optical system 31, and perform pupil division. The focus detection pixel 11 outputs a first focus detection signal based on the charge obtained by photoelectrically converting the first luminous flux 61 that has passed through the first pupil region. The focus detection pixel 13 outputs a second focus detection signal based on the charge obtained by photoelectrically converting the second luminous flux 62 that has passed through the second pupil region.

撮像画素１２では、撮像光学系３１の瞳の第１及び第２の瞳領域をそれぞれ通過した第１及び第２の光束６１、６２が、マイクロレンズ４４及びカラーフィルタ５１を介して光電変換部４２に入射する。撮像画素１２は、第１及び第２の瞳領域の両方を通過した光束に関する撮像信号を出力する。即ち、撮像画素１２は、第１及び第２の瞳領域の両方を通過した光を光電変換し、光電変換して生成された電荷に基づく撮像信号を出力する。 In the imaging pixel 12, the first and second luminous fluxes 61 and 62 that have passed through the first and second pupil regions of the pupil of the imaging optical system 31, respectively, pass through the microlens 44 and the color filter 51 and are photoelectric conversion units 42. Incident in. The imaging pixel 12 outputs an imaging signal relating to a luminous flux that has passed through both the first and second pupil regions. That is, the imaging pixel 12 photoelectrically converts the light that has passed through both the first and second pupil regions, and outputs an imaging signal based on the electric charge generated by the photoelectric conversion.

撮像素子２２は、画像データを生成するための撮像信号と、撮像光学系３１の焦点について位相差式焦点検出を行うための第１及び第２の焦点検出信号を、ボディ制御部２１に出力する。この第１及び第２の焦点検出信号は、上述したように、撮像光学系３１の射出瞳の第１及び第２の領域をそれぞれ通過した第１及び第２の光束による第１及び第２の像をそれぞれ光電変換した信号である。 The image sensor 22 outputs an image pickup signal for generating image data and first and second focus detection signals for performing phase-difference focus detection for the focus of the image pickup optical system 31 to the body control unit 21. .. As described above, the first and second focus detection signals are the first and second light fluxes of the first and second light fluxes that have passed through the first and second regions of the exit pupil of the imaging optical system 31, respectively. These are signals obtained by photoelectrically converting each image.

なお、図２及び図３においては、焦点検出画素１１、１３は、行方向（Ｘ軸方向）に配列されたが、列方向（Ｙ軸方向）に配列されてもよい。焦点検出画素１１、１３が列方向に配列された場合には、焦点検出画素１１の遮光部４３が光電変換部４２のほぼ上半分と下半分の一方の領域に対応して配置され、焦点検出画素１３の遮光部４３が光電変換部４２のほぼ上半分と下半分の他方の領域に対応して配置される。例えば、焦点検出画素１１の遮光部４３は、焦点検出画素１１の光電変換部４２の中心よりもＹ軸プラス方向側の領域に少なくとも一部が配置される。焦点検出画素１３の遮光部４３は、焦点検出画素１３の光電変換部４２の中心よりもＹ軸マイナス方向側の領域に少なくとも一部が配置される。 Although the focus detection pixels 11 and 13 are arranged in the row direction (X-axis direction) in FIGS. 2 and 3, they may be arranged in the column direction (Y-axis direction). When the focus detection pixels 11 and 13 are arranged in the column direction, the light-shielding portion 43 of the focus detection pixel 11 is arranged corresponding to one region of substantially the upper half and the lower half of the photoelectric conversion portion 42, and the focus is detected. The light-shielding portion 43 of the pixel 13 is arranged so as to correspond to the other region of the substantially upper half and the lower half of the photoelectric conversion portion 42. For example, at least a part of the light-shielding portion 43 of the focus detection pixel 11 is arranged in a region on the Y-axis plus direction side of the center of the photoelectric conversion portion 42 of the focus detection pixel 11. At least a part of the light-shielding portion 43 of the focus detection pixel 13 is arranged in a region on the Y-axis minus direction side of the center of the photoelectric conversion portion 42 of the focus detection pixel 13.

図１において、メモリ２３は、例えば、メモリカード等の記録媒体である。メモリ２３には、画像データ等が記録される。メモリ２３へのデータの書き込みや、メモリ２３からのデータの読み出しは、ボディ制御部２１によって行われる。表示部２４は、画像データに基づく画像、シャッター速度や絞り値等の撮影に関する情報、及びメニュー画面等を表示する。操作部２５は、レリーズボタン、電源スイッチなどの各種設定スイッチ等を含み、それぞれの操作に応じた操作信号をボディ制御部２１へ出力する。 In FIG. 1, the memory 23 is, for example, a recording medium such as a memory card. Image data and the like are recorded in the memory 23. The body control unit 21 performs writing of data to the memory 23 and reading of data from the memory 23. The display unit 24 displays an image based on the image data, information on shooting such as a shutter speed and an aperture value, a menu screen, and the like. The operation unit 25 includes various setting switches such as a release button and a power switch, and outputs an operation signal corresponding to each operation to the body control unit 21.

ボディ制御部２１は、画像データ生成部２１ａと焦点検出部２１ｂとを有する。画像データ生成部２１ａは、撮像素子２２から出力される撮像信号に各種の画像処理を行って画像データを生成する。画像処理には、例えば、階調変換処理、色補間処理、輪郭強調処理等の公知の画像処理が含まれる。 The body control unit 21 includes an image data generation unit 21a and a focus detection unit 21b. The image data generation unit 21a performs various image processing on the image pickup signal output from the image pickup device 22 to generate image data. The image processing includes known image processing such as gradation conversion processing, color interpolation processing, and contour enhancement processing.

焦点検出部２１ｂは、撮像光学系３１の自動焦点調節（ＡＦ）に必要な焦点検出処理を行う。具体的には、焦点検出部２１ｂは、撮像光学系３１による像が撮像素子２２の撮像面上に合焦するための焦点調節レンズ（フォーカスレンズ）の合焦位置を検出する。焦点検出部２１ｂは、撮像素子２２から出力される焦点検出信号を用いて、瞳分割型の位相差検出方式によりデフォーカス量を算出する。より具体的には、焦点検出部２１ｂは、第１及び第２の焦点検出信号に基づき、合焦位置を求めるため相関演算を行う。焦点検出部２１ｂは、この相関演算によって、第１の瞳領域を通過した第１の光束６１による像と第２の瞳領域を通過した第２の光束６２による像とのズレ量を算出し、この像ズレ量に基づきデフォーカス量を算出する。焦点検出部２１ｂは、算出したデフォーカス量に基づいて、合焦位置までの焦点調節レンズの移動量を算出する。 The focus detection unit 21b performs focus detection processing necessary for automatic focus adjustment (AF) of the imaging optical system 31. Specifically, the focus detection unit 21b detects the focus position of the focus adjustment lens (focus lens) for focusing the image by the image pickup optical system 31 on the image pickup surface of the image pickup element 22. The focus detection unit 21b calculates the defocus amount by the pupil division type phase difference detection method using the focus detection signal output from the image sensor 22. More specifically, the focus detection unit 21b performs a correlation calculation to obtain the in-focus position based on the first and second focus detection signals. The focus detection unit 21b calculates the amount of deviation between the image due to the first luminous flux 61 passing through the first pupil region and the image due to the second luminous flux 62 passing through the second pupil region by this correlation calculation. The defocus amount is calculated based on this image deviation amount. The focus detection unit 21b calculates the amount of movement of the focus adjustment lens to the in-focus position based on the calculated defocus amount.

焦点検出部２１ｂは、デフォーカス量が許容値以内か否かを判定する。焦点検出部２１ｂは、デフォーカス量が許容値以内であれば合焦していると判断する。一方、焦点検出部２１ｂは、デフォーカス量が許容値を超えている場合は合焦していないと判断し、交換レンズ３のレンズ制御部３２へ焦点調節レンズの移動量とレンズ移動指示とを送信する。焦点検出部２１ｂからの指示を受けたレンズ制御部３２が、移動量に応じて焦点調節レンズを移動することにより、焦点調節が自動で行われる。 The focus detection unit 21b determines whether or not the defocus amount is within the permissible value. The focus detection unit 21b determines that the focus is in focus if the defocus amount is within the permissible value. On the other hand, the focus detection unit 21b determines that the focus is not in focus when the defocus amount exceeds the permissible value, and sends the movement amount of the focus adjustment lens and the lens movement instruction to the lens control unit 32 of the interchangeable lens 3. Send. The lens control unit 32, which receives an instruction from the focus detection unit 21b, moves the focus adjustment lens according to the amount of movement, so that the focus adjustment is automatically performed.

図４は、第１の実施の形態に係る撮像素子２２の平面図である。撮像素子２２は、画素が行列状に配置された画素領域（撮像領域）１００を有する。即ち、画素領域１００には、図３に示したように、撮像画素１２及び焦点検出画素１１、１２を含む複数の画素が、二次元状に配置される。画素領域外には、画素からの信号を処理する周辺回路（アナログデジタル変換回路等）が配置される。撮像素子２２の中央領域、即ち画素領域１００の中央領域１０１は、交換レンズ３の光軸Ｌ１上に位置する。 FIG. 4 is a plan view of the image pickup device 22 according to the first embodiment. The image pickup device 22 has a pixel region (imaging region) 100 in which pixels are arranged in a matrix. That is, as shown in FIG. 3, a plurality of pixels including the image pickup pixel 12 and the focus detection pixels 11 and 12 are arranged two-dimensionally in the pixel region 100. Peripheral circuits (analog-digital conversion circuit, etc.) that process signals from pixels are arranged outside the pixel area. The central region of the image sensor 22, that is, the central region 101 of the pixel region 100 is located on the optical axis L1 of the interchangeable lens 3.

また、図４に示す領域１０２は、画素領域１００のうち左端に位置する領域であり、領域１０３は、画素領域１００のうち右端に位置する領域である。領域１０２及び領域１０３は、画素領域１００の中心からの距離（光軸Ｌ１からの距離）が長い領域、即ち像高が高い領域となる。以下では、中央領域１０１、左端領域１０２、及び右端領域１０３のそれぞれに配置される画素を例に、本実施の形態による撮像素子２２の画素の構造について、より詳しく説明する。特に、図５〜図７を用いて、クロストーク光制限用のカラーフィルタ５２の働きを詳細に説明する。 Further, the area 102 shown in FIG. 4 is an area located at the left end of the pixel area 100, and the area 103 is an area located at the right end of the pixel area 100. The region 102 and the region 103 are regions where the distance from the center of the pixel region 100 (distance from the optical axis L1) is long, that is, the region has a high image height. Hereinafter, the structure of the pixels of the image pickup device 22 according to the present embodiment will be described in more detail by taking the pixels arranged in each of the central region 101, the left end region 102, and the right end region 103 as an example. In particular, the function of the color filter 52 for limiting crosstalk light will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 7.

図５は、第１の実施の形態に係る撮像素子２２の左端領域１０２の画素の構成例を示す図である。図５（ａ）は、左端領域１０２に配置される画素群４０３（図３参照）のうち、１つの焦点検出画素１１（Ｗ画素）と、その焦点検出画素１１に隣接して配置される１つの撮像画素１２（Ｇ画素）とを示している。図５（ｂ）は、左端領域１０２に配置される画素群４０２（図３参照）のうち、１つの撮像画素１２（Ｂ画素）と、その撮像画素１２に隣接して配置される１つの撮像画素１２（Ｇ画素）とを示している。 FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of pixels in the left end region 102 of the image sensor 22 according to the first embodiment. FIG. 5A shows one focus detection pixel 11 (W pixel) of the pixel group 403 (see FIG. 3) arranged in the left end region 102, and 1 arranged adjacent to the focus detection pixel 11. Two imaging pixels 12 (G pixels) are shown. FIG. 5B shows one imaging pixel 12 (B pixel) of the pixel group 402 (see FIG. 3) arranged in the left end region 102, and one imaging image arranged adjacent to the imaging pixel 12. Pixel 12 (G pixel) is shown.

焦点検出画素１１及び撮像画素１２には、それぞれ光電変換部４２と、マイクロレンズ４４と、画素間遮光部４７と、カラーフィルタ５１とが設けられる。焦点検出画素１１には、更に、遮光部４３と、クロストーク光制限用のカラーフィルタ５２とが設けられる。図５（ａ）、（ｂ）に示すように、左端領域１０２の焦点検出画素１１及び撮像画素１２の各々のマイクロレンズ４４は、焦点検出画素１１の残部及び撮像画素１２の残部に対して画素領域１００の中央側（Ｘ軸プラス方向側）にずらして配置される。これにより、カメラ１の撮像光学系３１を介して光電変換部４２に入射する光量を多くすることができる。 The focus detection pixel 11 and the image pickup pixel 12 are provided with a photoelectric conversion unit 42, a microlens 44, an inter-pixel light-shielding unit 47, and a color filter 51, respectively. The focus detection pixel 11 is further provided with a light-shielding portion 43 and a color filter 52 for limiting crosstalk light. As shown in FIGS. 5A and 5B, the respective microlenses 44 of the focus detection pixel 11 and the image pickup pixel 12 in the left end region 102 are pixels with respect to the rest of the focus detection pixel 11 and the rest of the image pickup pixel 12. It is arranged so as to be offset to the center side (X-axis plus direction side) of the region 100. As a result, the amount of light incident on the photoelectric conversion unit 42 via the image pickup optical system 31 of the camera 1 can be increased.

撮像素子２２では、例えば画素領域１００の中央から離れて配置される画素ほど、その画素のマイクロレンズ４４は中央側にずらして配置される。画素間遮光部４７は、カラーフィルタ５１と光電変換部４２との間であって隣接する画素の境界部に設けられ、隣接する画素に光が漏れることを抑制する。 In the image sensor 22, for example, the more the pixel is arranged farther from the center of the pixel region 100, the more the microlens 44 of the pixel is arranged so as to be shifted toward the center side. The inter-pixel shading unit 47 is provided between the color filter 51 and the photoelectric conversion unit 42 at the boundary between adjacent pixels to prevent light from leaking to the adjacent pixels.

図５（ａ）に示す画素群４０３の焦点検出画素１１及び撮像画素１２には、カラーフィルタ５１として、それぞれＷのカラーフィルタ、Ｇのカラーフィルタが設けられる。また、図５（ｂ）に示す画素群４０２の２つの撮像画素１２には、カラーフィルタ５１として、それぞれＢのカラーフィルタ、Ｇのカラーフィルタが設けられる。 The focus detection pixel 11 and the imaging pixel 12 of the pixel group 403 shown in FIG. 5A are provided with a W color filter and a G color filter as color filters 51, respectively. Further, the two imaging pixels 12 of the pixel group 402 shown in FIG. 5B are provided with a B color filter and a G color filter as color filters 51, respectively.

焦点検出画素１１では、Ｗのカラーフィルタ５１の外周部に置換して、クロストーク光制限用のカラーフィルタ５２が設けられる。カラーフィルタ５２は、焦点検出画素１１のＷのカラーフィルタ５１とその焦点検出画素１１の隣の撮像画素１２のＧのカラーフィルタ５１との間に設けられる介在部５２でもある。本実施の形態では、図３に示したように、焦点検出画素１１においては、Ｗのカラーフィルタ５１を囲むようにカラーフィルタ５２が配置されている。また、焦点検出画素１３においても同様に、Ｗのカラーフィルタ５１を囲むようにカラーフィルタ５２が配置される。 In the focus detection pixel 11, a color filter 52 for limiting crosstalk light is provided in place of the outer peripheral portion of the W color filter 51. The color filter 52 is also an intervening portion 52 provided between the W color filter 51 of the focus detection pixel 11 and the G color filter 51 of the imaging pixel 12 adjacent to the focus detection pixel 11. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, in the focus detection pixel 11, the color filter 52 is arranged so as to surround the W color filter 51. Similarly, in the focus detection pixel 13, the color filter 52 is arranged so as to surround the W color filter 51.

カラーフィルタ５２は、焦点検出画素１１、１３に置換される撮像画素１２に配置されるカラーフィルタを透過する光の波長の少なくとも一部の波長の光を透過する分光特性を有するフィルタとなる。つまり、焦点検出画素１１、１３のカラーフィルタ５２が有する分光特性は、撮像画素１２のカラーフィルタ５１が有する分光特性と一部が同じであればよい。本実施の形態による撮像素子２２では、カラーフィルタ５２として、焦点検出画素１１、１３に置換される撮像画素１２と同じ色のカラーフィルタが配置される。図２及び図５に示す画素配置の例では、焦点検出画素１１、１３はベイヤー配列された画素のうちのＢ画素１２に置換して配置されるため、カラーフィルタ５２は、Ｂのカラーフィルタとなる。即ち、本実施の形態では、カラーフィルタ５２は、Ｂの分光特性を有する。 The color filter 52 is a filter having a spectral characteristic that transmits light having at least a part of the wavelengths of the light transmitted through the color filter arranged in the imaging pixels 12 replaced by the focus detection pixels 11 and 13. That is, the spectral characteristics of the color filters 52 of the focus detection pixels 11 and 13 may be partially the same as the spectral characteristics of the color filter 51 of the imaging pixels 12. In the image pickup device 22 according to the present embodiment, as the color filter 52, a color filter having the same color as the image pickup pixel 12 replaced with the focus detection pixels 11 and 13 is arranged. In the pixel arrangement example shown in FIGS. 2 and 5, the focus detection pixels 11 and 13 are arranged by replacing the B pixel 12 among the Bayer-arranged pixels, so that the color filter 52 is different from the B color filter. Become. That is, in the present embodiment, the color filter 52 has the spectral characteristics of B.

次に、撮像素子２２における互いに近傍の画素の間に生じる混色、即ちクロストークについて説明する。混色は、或る画素に入射した光束がその画素の近傍の画素に入り込むことで発生する。 Next, the color mixing that occurs between pixels in the vicinity of each other in the image sensor 22, that is, crosstalk will be described. Color mixing occurs when a luminous flux incident on a pixel enters a pixel in the vicinity of that pixel.

カメラ１では、撮像光学系３１を通過した光がカメラボディ２の筐体内や撮像素子２２のマイクロレンズ４４で反射されること等に起因して、異常光（ゴースト光）が生じる。このため、各画素のマイクロレンズ４４には、入射角が大きな光（例えば入射角が４０°〜６０°の光）が入射する場合がある。ゴースト光が生じると、撮像画素１２および焦点検出画素１１、１３には、それぞれが有するマイクロレンズ４４の光軸に対して傾いた光が入射する。この場合、撮像素子２２においては、画素のマイクロレンズ４４およびカラーフィルタを透過した光の一部が、クロストーク光として、その画素の周辺画素の光電変換部４２に漏れる場合が生じる。なお、以下の説明では、マイクロレンズ４４に対する入射角の大きな入射光の代表としてゴースト光に起因するクロストーク光の影響を説明するが、ゴースト光に関する説明は、入射角の大きい種々の入射光に起因するクロストーク光の影響に当てはまるものである。 In the camera 1, abnormal light (ghost light) is generated because the light that has passed through the image pickup optical system 31 is reflected inside the housing of the camera body 2 or by the microlens 44 of the image pickup element 22. Therefore, light having a large incident angle (for example, light having an incident angle of 40 ° to 60 °) may be incident on the microlens 44 of each pixel. When ghost light is generated, light inclined with respect to the optical axis of the microlens 44 possessed by each of the image pickup pixel 12 and the focus detection pixels 11 and 13 is incident. In this case, in the image sensor 22, a part of the light transmitted through the pixel microlens 44 and the color filter may leak to the photoelectric conversion unit 42 of the peripheral pixels of the pixel as crosstalk light. In the following description, the influence of the crosstalk light caused by the ghost light as a representative of the incident light having a large incident angle on the microlens 44 will be described, but the description of the ghost light will be given to various incident lights having a large incident angle. This applies to the effects of crosstalk light caused by it.

先ず、撮像画素１２の間のクロストーク光、具体的にはＢ画素からＧ画素へのクロストーク光の影響を説明する。図５（ｂ）において、破線７１は、撮像画素（Ｂ画素）１２のカラーフィルタ５１を透過して、その隣の撮像画素（Ｇ画素）１２の光電変換部４２に入射するゴースト光を模式的に表している。ゴースト光は、撮像画素（Ｂ画素）１２マイクロレンズ４４の光軸に対して斜めに撮像画素（Ｂ画素）１２に入射する。ゴースト光は、撮像画素（Ｂ画素）１２のマイクロレンズ４４およびカラーフィルタ５１を透過して、その隣の撮像画素（Ｇ画素）１２の光電変換部４２に入射する。この斜めに入射するゴースト光７１の一部は、Ｂ画素１２のＢのカラーフィルタ５１を透過する。Ｂのカラーフィルタ５１を透過したＢの波長域の光が、画素間遮光部４７によって遮られることなく、隣接するＧ画素１２に入射する。このため、画素群４０２においては、Ｇ画素１２の光電変換部４２は、そのＧ画素１２のＧのカラーフィルタ５１を透過した光を光電変換して生成される電荷に加えて、隣接するＢ画素１２のＢのカラーフィルタ５１を透過した光を光電変換して生成される電荷を生成することになる。この結果、画素群４０２のＧ画素１２では、Ｂの波長域の光による信号成分が混入する。 First, the influence of the crosstalk light between the imaging pixels 12, specifically, the effect of the crosstalk light from the B pixel to the G pixel will be described. In FIG. 5B, the broken line 71 schematically represents ghost light that passes through the color filter 51 of the imaging pixel (B pixel) 12 and is incident on the photoelectric conversion unit 42 of the imaging pixel (G pixel) 12 adjacent thereto. It is represented in. The ghost light is incident on the image pickup pixel (B pixel) 12 obliquely with respect to the optical axis of the image pickup pixel (B pixel) 12 microlens 44. The ghost light passes through the microlens 44 of the image pickup pixel (B pixel) 12 and the color filter 51, and is incident on the photoelectric conversion unit 42 of the image pickup pixel (G pixel) 12 adjacent thereto. A part of the obliquely incident ghost light 71 passes through the B color filter 51 of the B pixel 12. Light in the wavelength range of B that has passed through the color filter 51 of B is incident on the adjacent G pixel 12 without being blocked by the inter-pixel light-shielding portion 47. Therefore, in the pixel group 402, the photoelectric conversion unit 42 of the G pixel 12 adds the charge generated by photoelectric conversion of the light transmitted through the G color filter 51 of the G pixel 12 to the adjacent B pixel. The light transmitted through the color filter 51 of B of 12 is photoelectrically converted to generate a charge. As a result, in the G pixel 12 of the pixel group 402, the signal component due to the light in the wavelength region B is mixed.

次に、焦点検出画素１１から撮像画素１２へのクロストーク光の影響を説明する。図５（ａ）のゴースト光は、焦点検出画素１１のマイクロレンズ４４の光軸に対して斜めに焦点検出画素１１に入射する。ゴースト光は、焦点検出画素１１のマイクロレンズ４４およびカラーフィルタ５１を透過して、その隣の撮像画素（Ｇ画素）１２の光電変換部４２に入射する。図５（ａ）のゴースト光７１の一部は、焦点検出画素１１のＢのカラーフィルタ５２を透過する。Ｂのカラーフィルタ５２を透過したＢの波長域の光が、画素間遮光部４７によって遮られることなく、隣接するＧ画素１２に入射する。なお、焦点検出画素１１のＷのカラーフィルタ５１を透過したゴースト光７１は、画素間遮光部４７によって遮られて、隣接するＧ画素１２には入射しない。これにより、図５（ａ）の画素群４０３のＧ画素１２には、隣接する焦点検出画素１１のカラーフィルタ５２を透過したＢの波長域のクロストーク光が入射する。 Next, the influence of the crosstalk light from the focus detection pixel 11 to the image pickup pixel 12 will be described. The ghost light of FIG. 5A is incident on the focus detection pixel 11 obliquely with respect to the optical axis of the microlens 44 of the focus detection pixel 11. The ghost light passes through the microlens 44 of the focus detection pixel 11 and the color filter 51, and is incident on the photoelectric conversion unit 42 of the imaging pixel (G pixel) 12 adjacent to the microlens 44. A part of the ghost light 71 in FIG. 5A passes through the color filter 52 of B of the focus detection pixel 11. Light in the wavelength range of B that has passed through the color filter 52 of B is incident on the adjacent G pixel 12 without being blocked by the inter-pixel light-shielding portion 47. The ghost light 71 that has passed through the W color filter 51 of the focus detection pixel 11 is blocked by the inter-pixel light-shielding portion 47 and does not enter the adjacent G pixel 12. As a result, the crosstalk light in the wavelength range B that has passed through the color filter 52 of the adjacent focus detection pixel 11 is incident on the G pixel 12 of the pixel group 403 of FIG. 5A.

詳細は後述するが、焦点検出画素１１、１３にカラーフィルタ５２がないと、焦点検出画素１１、１３から隣の撮像画素１２へ漏れる光の波長域と、撮像画素１２から隣の撮像画素１２へ漏れる光の波長域とが異なることになる。このため、隣に焦点検出画素１１がある撮像画素（Ｇ画素）１２と、隣に撮像画素（Ｂ画素）１２がある撮像画素（Ｇ画素）１２との出力に差異が生じてしまう。したがって、カラーフィルタ５２がない場合には、撮像画素１２からの撮像信号を用いて生成される画像の画質が悪くなる。 Details will be described later, but if the focus detection pixels 11 and 13 do not have a color filter 52, the wavelength range of light leaking from the focus detection pixels 11 and 13 to the adjacent imaging pixel 12 and the imaging pixel 12 to the adjacent imaging pixel 12 The wavelength range of the leaking light will be different. Therefore, there is a difference in output between the image pickup pixel (G pixel) 12 having the focus detection pixel 11 next to it and the image pickup pixel (G pixel) 12 having the image pickup pixel (B pixel) 12 next to it. Therefore, in the absence of the color filter 52, the image quality of the image generated by using the image pickup signal from the image pickup pixel 12 deteriorates.

これに対して、本実施の形態では、焦点検出画素１１に隣接する撮像画素（Ｇ画素）１２と、Ｂ画素に隣接する撮像画素（Ｇ画素）１２とは共に、ゴースト光等に起因するＢの波長域のクロストーク光が入射する。従って、焦点検出画素１１に隣接する撮像画素（Ｇ画素）１２と、この焦点検出画素１１の近傍に位置するＢ画素に隣接する撮像画素（Ｇ画素）１２とは、互いに略同一のＢの波長域のクロストーク光の影響を受けるので、両方の撮像画素（Ｇ画素）１２の出力に殆ど差異が生じない。よって、両方の撮像画素（Ｇ画素）１２からの撮像信号に基づく画像に違和感が生じることがない。 On the other hand, in the present embodiment, both the image pickup pixel (G pixel) 12 adjacent to the focus detection pixel 11 and the image pickup pixel (G pixel) 12 adjacent to the B pixel are B caused by ghost light or the like. Crosstalk light in the wavelength range of is incident. Therefore, the imaging pixel (G pixel) 12 adjacent to the focus detection pixel 11 and the imaging pixel (G pixel) 12 adjacent to the B pixel located in the vicinity of the focus detection pixel 11 have substantially the same wavelength of B. Since it is affected by the crosstalk light in the region, there is almost no difference in the outputs of both imaging pixels (G pixels) 12. Therefore, there is no sense of discomfort in the image based on the imaging signals from both imaging pixels (G pixels) 12.

このように、本実施の形態では、焦点検出画素１１、１３が配置されない画素群４０２と、焦点検出画素１１、１３が配置される画素群４０３とで、撮像画素１２に漏れる光の波長域が等しくなるように、クロストーク光制限用のカラーフィルタ５２が配置される。 As described above, in the present embodiment, the wavelength range of the light leaking to the image pickup pixel 12 is determined by the pixel group 402 in which the focus detection pixels 11 and 13 are not arranged and the pixel group 403 in which the focus detection pixels 11 and 13 are arranged. Color filters 52 for limiting crosstalk light are arranged so as to be equal.

カラーフィルタ５２の厚さ（図５（ａ）のＺ軸方向のカラーフィルタ５２の高さ）ｈは、画素群４０２の撮像画素１２のＢのカラーフィルタ５１と略同一の厚さにされる。例えば、焦点検出画素１１、１３のカラーフィルタ５１の厚さと撮像画素１２のカラーフィルタ５１の厚さとが異なっていた場合には、カラーフィルタ５２の厚さは、撮像画素１２のカラーフィルタ５１と略同一の厚さにされる。さらに、カラーフィルタ５２は、撮像画素１２のＢのカラーフィルタと同じ材料によって形成される。これにより、焦点検出画素１１、１３が配置されない画素群４０２と、焦点検出画素１１、１３が配置される画素群４０３とで、撮像画素１２に漏れる光の波長域及び光量を略同一にすることができる。なお、カラーフィルタ５２を構成する材料は、Ｂのカラーフィルタと同じ材料に限られるものでなく、撮像画素１２に配置されるカラーフィルタを透過する光の波長の少なくとも一部の波長の光を透過する分光特性を有する材料であればよい。 The thickness of the color filter 52 (height of the color filter 52 in the Z-axis direction in FIG. 5A) h is substantially the same as the thickness of the color filter 51 of B of the image pickup pixel 12 of the pixel group 402. For example, when the thickness of the color filter 51 of the focus detection pixels 11 and 13 and the thickness of the color filter 51 of the image pickup pixel 12 are different, the thickness of the color filter 52 is abbreviated as the color filter 51 of the image pickup pixel 12. Make the same thickness. Further, the color filter 52 is formed of the same material as the color filter B of the imaging pixel 12. As a result, the wavelength range and the amount of light leaking to the image pickup pixel 12 are made substantially the same in the pixel group 402 in which the focus detection pixels 11 and 13 are not arranged and the pixel group 403 in which the focus detection pixels 11 and 13 are arranged. Can be done. The material constituting the color filter 52 is not limited to the same material as the color filter of B, and transmits light having at least a part of the wavelengths of the light transmitted through the color filter arranged in the imaging pixel 12. Any material may be used as long as it has spectral characteristics.

なお、撮像画素１２に配置されるカラーフィルタ５１及び焦点検出画素１１、１３に配置されるカラーフィルタ５１、５１の全てのカラーフィルタの厚みは、略同一であることが好適である。これにより、焦点検出画素１１、１３の隣の撮像画素１２と撮像画素１２の隣の撮像画素１２とで、撮像画素１２に漏れる光の波長域及び光量の差異を、より低減することができる It is preferable that the thicknesses of all the color filters of the color filter 51 arranged in the image pickup pixel 12 and the color filters 51 and 51 arranged in the focus detection pixels 11 and 13 are substantially the same. Thereby, the difference in the wavelength range and the amount of light leaking to the image pickup pixel 12 between the image pickup pixel 12 adjacent to the focus detection pixels 11 and 13 and the image pickup pixel 12 next to the image pickup pixel 12 can be further reduced.

なお、焦点検出画素１１、１３のカラーフィルタ５２は、特定の波長域（上述の例ではＢの波長域）以外の光を透過させないようにするため、所定の幅をもって形成される。この場合、焦点検出画素１１、１３のＷのカラーフィルタ５１の幅がその分小さくなり、焦点検出画素１１、１３の光電変換部４２の受光量が低下する。このため、図５（ａ）に示すように画素ピッチ（画素の間隔）をＬとすると、カラーフィルタ５２の幅（Ｘ軸方向の幅）Ｗは、Ｗ／Ｌ＝５％〜２０％となるように設定されることが望ましい。このようにカラーフィルタ５２の幅Ｗが設定されることで、焦点検出用画素１１、１３の受光量を確保しつつ、焦点検出画素１１、１３の隣接画素と撮像画素１２の隣接画素とでそれらの画素に漏れる光の光量の差異を低減することができる。 The color filters 52 of the focus detection pixels 11 and 13 are formed with a predetermined width so as not to transmit light other than a specific wavelength region (the wavelength region of B in the above example). In this case, the width of the W color filter 51 of the focus detection pixels 11 and 13 is reduced by that amount, and the amount of light received by the photoelectric conversion unit 42 of the focus detection pixels 11 and 13 is reduced. Therefore, assuming that the pixel pitch (pixel spacing) is L as shown in FIG. 5A, the width W of the color filter 52 (width in the X-axis direction) is W / L = 5% to 20%. It is desirable that it is set as follows. By setting the width W of the color filter 52 in this way, the light receiving amount of the focus detection pixels 11 and 13 is secured, and the adjacent pixels of the focus detection pixels 11 and 13 and the adjacent pixels of the image pickup pixel 12 are used. It is possible to reduce the difference in the amount of light leaking to the pixels.

なお、焦点検出画素１１、１３が配置される位置に応じてゴースト光等の入射角が異なるため、撮像素子２２に配置される複数の焦点検出画素１１、１３には、それぞれ異なる幅のカラーフィルタ５２を配置してもよい。例えば、光が入射する方向と交差する方向（Ｘ軸方向）におけるカラーフィルタ５２の幅は、撮像素子２２の中心（画素領域１００の中央）から離れるほど大きくなるようにしてもよい。 Since the incident angle of ghost light or the like differs depending on the position where the focus detection pixels 11 and 13 are arranged, the plurality of focus detection pixels 11 and 13 arranged on the image sensor 22 have different widths of color filters. 52 may be arranged. For example, the width of the color filter 52 in the direction intersecting the light incident direction (X-axis direction) may be increased as the distance from the center of the image sensor 22 (the center of the pixel region 100) increases.

以下では、焦点検出画素１１、１３から隣接する撮像画素１２へ漏れ込む光の波長域と、撮像画素１２から隣接する撮像画素１２へ漏れ込む光の波長域との差異が低減されることを、比較例と対比して説明する。比較例は、図５（ａ）の焦点検出画素１１がクロストーク光制限用のカラーフィルタ５２を有しない場合、即ちＢのカラーフィルタ５２の位置にもＷのカラーフィルタ５１が配置される場合である。この場合、焦点検出画素１１のマイクロレンズ４４に入射するゴースト光の一部は、Ｗのカラーフィルタ５１を透過して、その隣のＧ画素１２の光電変換部４２に入射する。Ｗのカラーフィルタ５１は、Ｒ、Ｇ、及びＢの波長域の光を透過する分光特性を有するため、画素群４０３のＧ画素１２の光電変換部４２に入射する光には、Ｂ以外の波長域の光も含まれる。 In the following, it is described that the difference between the wavelength range of light leaking from the focus detection pixels 11 and 13 to the adjacent imaging pixel 12 and the wavelength range of light leaking from the imaging pixel 12 to the adjacent imaging pixel 12 is reduced. This will be described in comparison with a comparative example. A comparative example is a case where the focus detection pixel 11 of FIG. 5A does not have a color filter 52 for limiting crosstalk light, that is, a case where the W color filter 51 is also arranged at the position of the B color filter 52. be. In this case, a part of the ghost light incident on the microlens 44 of the focus detection pixel 11 passes through the W color filter 51 and is incident on the photoelectric conversion unit 42 of the G pixel 12 adjacent thereto. Since the color filter 51 of W has a spectral characteristic of transmitting light in the wavelength ranges of R, G, and B, the light incident on the photoelectric conversion unit 42 of the G pixel 12 of the pixel group 403 has a wavelength other than B. The light of the region is also included.

一方、焦点検出画素１１、１３が配置されない画素群４０２のＧ画素１２においては、上述したように、隣接するＢ画素１２からＢの波長域の光が入射する。このため、比較例の場合は、焦点検出画素１１、１３から隣接する撮像画素１２へ漏れる光の波長域と、撮像画素１２から隣接する撮像画素１２へ漏れる光の波長域とが異なることになる。また、比較例の場合は、Ｂ以外の波長域の光も撮像画素１２に漏れるため、ゴースト光等による焦点検出画素１１、１３から隣接する撮像画素１２への光の光量は、撮像画素１２から隣接する撮像画素１２への光の光量よりも多くなる。この結果、撮像画素１２からの撮像信号を用いて生成される画像に不自然な色づきが生じることになる。 On the other hand, in the G pixel 12 of the pixel group 402 in which the focus detection pixels 11 and 13 are not arranged, as described above, light in the wavelength region B from the adjacent B pixel 12 is incident. Therefore, in the case of the comparative example, the wavelength range of the light leaking from the focus detection pixels 11 and 13 to the adjacent image pickup pixel 12 and the wavelength range of the light leaking from the image pickup pixel 12 to the adjacent image pickup pixel 12 are different. .. Further, in the case of the comparative example, since light in a wavelength range other than B also leaks to the image pickup pixel 12, the amount of light from the focus detection pixels 11 and 13 due to ghost light or the like to the adjacent image pickup pixel 12 is from the image pickup pixel 12. It is greater than the amount of light to the adjacent imaging pixels 12. As a result, an unnatural coloring occurs in the image generated by using the image pickup signal from the image pickup pixel 12.

これに対して、本実施の形態による焦点検出画素１１、１３では、上述したようにクロストーク光制限用のカラーフィルタ５２としてＢのカラーフィルタを設けることで、Ｂ以外の波長域の光が隣接する撮像画素１２に漏れることを抑制することができる。このため、ゴースト光等による焦点検出用画素１１、１３から近傍の撮像画素１２へ漏れる光の波長域及び光量と、撮像画素１２から近郷の撮像画素１２へ漏れる光の波長域及び光量との差異を低減することができる。この結果、撮像信号を用いて生成される画像に色づきが生じることを防ぐことができる。 On the other hand, in the focus detection pixels 11 and 13 according to the present embodiment, by providing the color filter B as the color filter 52 for limiting the crosstalk light as described above, the light in the wavelength range other than B is adjacent. Leakage to the imaging pixel 12 can be suppressed. Therefore, the difference between the wavelength range and amount of light leaking from the focus detection pixels 11 and 13 due to ghost light or the like to the nearby imaging pixel 12 and the wavelength range and amount of light leaking from the imaging pixel 12 to the nearby imaging pixel 12. Can be reduced. As a result, it is possible to prevent the image generated by using the imaging signal from being colored.

図６は、第１の実施の形態に係る撮像素子２２の右端領域１０３の画素の構成例を示す図である。図６（ａ）は、画素群４０３のうち焦点検出画素１１と、その焦点検出画素１１に隣接して配置されるＧの撮像画素１２を示している。図６（ｂ）は、画素群４０２のうちＢの撮像画素１２と、そのＢの撮像画素１２に隣接して配置されるＧの撮像画素１２を示している。右端領域１０３の焦点検出画素１１及び撮像画素１２の各々のマイクロレンズ４４は、画素領域１００の中央側（Ｘ軸マイナス方向側）にずらして配置される。これにより、カメラ１の撮像光学系３１を介して光電変換部４２に入射する光量を多くすることができる。また、焦点検出画素１１では、カラーフィルタ５１の四方を囲むようにカラーフィルタ５２が配置される。 FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of pixels in the right end region 103 of the image pickup device 22 according to the first embodiment. FIG. 6A shows the focus detection pixel 11 of the pixel group 403 and the image pickup pixel 12 of G arranged adjacent to the focus detection pixel 11. FIG. 6B shows the image pickup pixel 12 of B in the pixel group 402 and the image pickup pixel 12 of G arranged adjacent to the image pickup pixel 12 of B. The microlenses 44 of the focus detection pixel 11 and the image pickup pixel 12 of the right end region 103 are arranged so as to be offset toward the center side (X-axis minus direction side) of the pixel region 100. As a result, the amount of light incident on the photoelectric conversion unit 42 via the image pickup optical system 31 of the camera 1 can be increased. Further, in the focus detection pixel 11, the color filter 52 is arranged so as to surround the four sides of the color filter 51.

図６（ｂ）の画素群４０２においては、破線７１で示すゴースト光は、Ｂ画素１２のマイクロレンズ４４およびＢのカラーフィルタ５１を透過して、Ｇ画素１２の光電変換部４２に入射する。このため、焦点検出画素１１、１３が配置されない画素群４０２に配置されるＧ画素１２では、隣接するＢ画素１２からＢの波長域の光が入射する。一方、図６（ａ）の焦点検出画素１１、１３が配置される画素群４０３においては、破線７１で示すゴースト光は、焦点検出画素１１のマイクロレンズ４４およびカラーフィルタ５２（Ｂのカラーフィルタ）を透過して、Ｇ画素１２の光電変換部４２に入射する。このように、右端領域１０３においても、焦点検出画素１１に隣接する撮像画素１２と、この焦点検出画素１１の近傍に位置するＢ画素に隣接する撮像画素１２とは、互いに略同一のＢの波長域のクロストーク光の影響を受ける。このため、これらの撮像画素１２の撮像信号を用いて生成される画像に違和感が生じることを防ぐことができる。 In the pixel group 402 of FIG. 6B, the ghost light indicated by the broken line 71 passes through the microlens 44 of the B pixel 12 and the color filter 51 of the B, and is incident on the photoelectric conversion unit 42 of the G pixel 12. Therefore, in the G pixel 12 arranged in the pixel group 402 in which the focus detection pixels 11 and 13 are not arranged, light in the wavelength region B from the adjacent B pixel 12 is incident. On the other hand, in the pixel group 403 in which the focus detection pixels 11 and 13 of FIG. 6A are arranged, the ghost light indicated by the broken line 71 is the microlens 44 of the focus detection pixel 11 and the color filter 52 (color filter of B). Is transmitted to the photoelectric conversion unit 42 of the G pixel 12. As described above, even in the right end region 103, the imaging pixel 12 adjacent to the focus detection pixel 11 and the imaging pixel 12 adjacent to the B pixel located in the vicinity of the focus detection pixel 11 have substantially the same wavelength of B. Affected by the crosstalk light in the area. Therefore, it is possible to prevent a feeling of strangeness from occurring in the image generated by using the imaging signals of these imaging pixels 12.

図７は、第１の実施の形態に係る撮像素子２２の中央領域１０１の画素の構成例を示す図である。図７（ａ）では、画素群４０３のうち焦点検出画素（Ｗ画素）１１と、その焦点検出画素１１に隣接して配置されるＧの撮像画素１２を示している。図７（ｂ）では、画素群４０２のうちＢの撮像画素１２と、その撮像画素１２に隣接して配置されるＧの撮像画素１２を示している。中央領域１０１に配置される焦点検出画素１１においても、カラーフィルタ５１の四方を囲むようにカラーフィルタ５２が配置される。 FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of pixels in the central region 101 of the image sensor 22 according to the first embodiment. FIG. 7A shows a focus detection pixel (W pixel) 11 of the pixel group 403 and an image pickup pixel 12 of G arranged adjacent to the focus detection pixel 11. FIG. 7B shows the image pickup pixel 12 of B in the pixel group 402 and the image pickup pixel 12 of G arranged adjacent to the image pickup pixel 12. Also in the focus detection pixel 11 arranged in the central region 101, the color filter 52 is arranged so as to surround all four sides of the color filter 51.

中央領域１０１においても、マイクロレンズ４４で反射した光等による斜め入射光が生じる。そこで、中央領域１０１の焦点検出画素１１、１３では、カラーフィルタ５１の四方を囲むようにカラーフィルタ５２が配置される。これにより、中央領域１０１においても、焦点検出画素１１に隣接する撮像画素１２と、この焦点検出画素１１の近傍に位置するＢ画素に隣接する撮像画素１２とは、互いに略同一のＢの波長域のクロストーク光の影響を受ける。このため、これらの撮像画素１２の撮像信号を用いて生成される画像に違和感が生じることを防ぐことができる。 Also in the central region 101, obliquely incident light due to the light reflected by the microlens 44 or the like is generated. Therefore, in the focus detection pixels 11 and 13 of the central region 101, the color filter 52 is arranged so as to surround the four sides of the color filter 51. As a result, even in the central region 101, the imaging pixel 12 adjacent to the focus detection pixel 11 and the imaging pixel 12 adjacent to the B pixel located in the vicinity of the focus detection pixel 11 have a wavelength range of B that is substantially the same as each other. Affected by the crosstalk light of. Therefore, it is possible to prevent a feeling of strangeness from occurring in the image generated by using the imaging signals of these imaging pixels 12.

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）撮像素子２２は、第１の分光特性を有する第１のフィルタ（例えばＧのカラーフィルタ）を有し、第１のフィルタを透過した光を光電変換して生成された電荷に基づく信号を出力する第１の画素（撮像画素）と、第１の画素と隣に配置された、第２の分光特性を有する第２のフィルタ（例えばＢのカラーフィルタ）を有し、第２のフィルタを透過した光を光電変換して生成された電荷に基づく信号を出力する第２の画素（撮像画素）と、第３の分光特性を有する第３のフィルタ（例えばＷのカラーフィルタ）を有し、隣に配置された第１の画素の第１のフィルタと第３のフィルタとの間に、第２のフィルタを透過する光の波長の少なくとも一部の波長の光を透過する第４の分光特性を有する第４のフィルタ（例えばＢのカラーフィルタ）を有し、第３のフィルタを透過した光を光電変換して生成された電荷に基づく、焦点検出を行うための信号を出力する第３の画素（焦点検出画素）と、を備える。このようにしたので、焦点検出画素の隣に配置された撮像画素と、この焦点検出画素の近傍に位置する撮像画素の隣に配置された撮像画素とは、互いに略同一の波長域のクロストーク光の影響を受ける。このため、両方の撮像画素からの画素信号に、クロストーク光に起因する差異が生じることを抑制することができる。この結果、撮像画素からの撮像信号に基づく画像に色づきが生じて、画質が低下することを防ぐことができる。 According to the above-described embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The image pickup element 22 has a first filter having a first spectral characteristic (for example, a color filter of G), and a signal based on a charge generated by photoelectric conversion of light transmitted through the first filter. A second filter (for example, a color filter of B) having a first pixel (imaging pixel) for outputting It has a second pixel (imaging pixel) that outputs a signal based on the charge generated by photoelectric conversion of the light transmitted through the light, and a third filter (for example, a W color filter) having a third spectral characteristic. , A fourth spectrum that transmits light of at least a part of the wavelengths of light transmitted through the second filter between the first filter and the third filter of the first pixel arranged next to each other. A third filter having a characteristic fourth filter (for example, B color filter) and outputting a signal for performing focus detection based on the charge generated by photoelectric conversion of the light transmitted through the third filter. (Focus detection pixel) and. Therefore, the image pickup pixel arranged next to the focus detection pixel and the image pickup pixel arranged next to the image pickup pixel located in the vicinity of the focus detection pixel are cross-talked in substantially the same wavelength range. Affected by light. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of differences due to crosstalk light in the pixel signals from both imaging pixels. As a result, it is possible to prevent the image based on the image pickup signal from the image pickup pixel from being colored and the image quality from being deteriorated.

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

（変形例１）
上述した実施の形態では、焦点検出画素１１、１３には、Ｗのカラーフィルタ５１を囲むようにクロストーク光制限用のカラーフィルタ５２が配置される例について説明したが、これに限定されず、必要な方向にのみクロストーク光制限用のカラーフィルタ５２を配置するようにしてもよい。焦点検出画素１１、１３には、図８（ａ）に示すように、行方向（水平方向）にのみクロストーク光制限用のカラーフィルタ５２を配置してもよい。例えば、焦点検出画素１１、１３から上下の撮像画素１２へのクロストーク光よりも、焦点検出画素１１、１３から左右の撮像画素１２へのクロストーク光が多い場合には、図８（ａ）に示すようにカラーフィルタ５２を配置する。 (Modification example 1)
In the above-described embodiment, an example in which the color filter 52 for limiting crosstalk light is arranged so as to surround the color filter 51 of W is described in the focus detection pixels 11 and 13, but the present invention is not limited to this. The color filter 52 for limiting the crosstalk light may be arranged only in a necessary direction. As shown in FIG. 8A, the focus detection pixels 11 and 13 may be provided with a color filter 52 for limiting crosstalk light only in the row direction (horizontal direction). For example, when there is more crosstalk light from the focus detection pixels 11 and 13 to the left and right image pickup pixels 12 than the crosstalk light from the focus detection pixels 11 and 13 to the upper and lower image pickup pixels 12, FIG. 8A is shown. The color filter 52 is arranged as shown in.

また、図８（ｂ）に示すように、焦点検出画素１１、１３の右側（Ｘ軸プラス方向側）のみにクロストーク光制限用のカラーフィルタ５２を配置してもよい。例えば、上述した左端領域１０２の焦点検出画素１１、１３においては、カメラボディ２の筐体からのゴースト光等は、図５（ａ）に示したようにＸ軸マイナス側から斜めに入射するため、焦点検出画素１１、１３の右側（Ｘ軸プラス方向側）のみにカラーフィルタ５２を配置してもよい。これにより、Ｘ軸マイナス側から斜めに光が入射した場合に、焦点検出画素１１、１３から右の撮像画素１２へのクロストーク光の波長域を制限することができる。 Further, as shown in FIG. 8B, the color filter 52 for limiting crosstalk light may be arranged only on the right side (X-axis plus direction side) of the focus detection pixels 11 and 13. For example, in the focus detection pixels 11 and 13 of the left end region 102 described above, the ghost light or the like from the housing of the camera body 2 is obliquely incident from the minus side of the X axis as shown in FIG. 5 (a). , The color filter 52 may be arranged only on the right side (X-axis plus direction side) of the focus detection pixels 11 and 13. Thereby, when the light is obliquely incident from the minus side of the X-axis, the wavelength range of the crosstalk light from the focus detection pixels 11 and 13 to the right image pickup pixel 12 can be limited.

さらに、図８（ｃ）に示すように、焦点検出画素１１、１３の左側（Ｘ軸マイナス方向側）のみにクロストーク光制限用のカラーフィルタ５２を配置してもよい。例えば、上述した右端領域１０３の焦点検出画素１１、１３においては、カメラボディ２の筐体からのゴースト光等は、図６（ａ）に示したようにＸ軸プラス側から斜めに入射するため、焦点検出画素１１、１３の左側（Ｘ軸マイナス方向側）のみにクロストーク光制限用のカラーフィルタ５２を配置してもよい。これにより、Ｘ軸プラス側から斜めに光が入射した場合に、焦点検出画素１１、１３から左の撮像画素１２へのクロストーク光を制限することができる。 Further, as shown in FIG. 8C, the color filter 52 for limiting crosstalk light may be arranged only on the left side (X-axis minus direction side) of the focus detection pixels 11 and 13. For example, in the focus detection pixels 11 and 13 of the right end region 103 described above, the ghost light or the like from the housing of the camera body 2 is obliquely incident from the X-axis plus side as shown in FIG. 6A. The color filter 52 for limiting the crosstalk light may be arranged only on the left side (X-axis minus direction side) of the focus detection pixels 11 and 13. Thereby, when the light is obliquely incident from the plus side of the X-axis, the crosstalk light from the focus detection pixels 11 and 13 to the left image pickup pixel 12 can be limited.

図８（ｄ）に示すように、列方向（垂直方向）にのみクロストーク光制限用のカラーフィルタ５２を配置してもよい。例えば、焦点検出画素１１、１３から左右の撮像画素１２へのクロストーク光よりも、焦点検出画素１１、１３から上下の撮像画素１２へのクロストーク光が多い場合には、図８（ｄ）に示すようにクロストーク光制限用のカラーフィルタ５２を配置する。なお、焦点検出画素１１、１３の上側（Ｙ軸マイナス方向側）のみにクロストーク光制限用のカラーフィルタ５２を配置してもよいし、焦点検出画素１１、１３の下側（Ｙ軸プラス方向側）のみにクロストーク光制限用のカラーフィルタ５２を配置してもよい。 As shown in FIG. 8D, the color filter 52 for limiting crosstalk light may be arranged only in the column direction (vertical direction). For example, when there is more crosstalk light from the focus detection pixels 11 and 13 to the upper and lower image pickup pixels 12 than the crosstalk light from the focus detection pixels 11 and 13 to the left and right image pickup pixels 12, FIG. 8D is shown. A color filter 52 for limiting crosstalk light is arranged as shown in. The color filter 52 for limiting crosstalk light may be arranged only on the upper side (Y-axis minus direction side) of the focus detection pixels 11 and 13, or the lower side (Y-axis plus direction) of the focus detection pixels 11 and 13. A color filter 52 for limiting crosstalk light may be arranged only on the side).

（変形例２）
図９は、変形例２に係る撮像素子の画素の構成例を説明するための図である。図９（ａ）に示すクロストーク光制限用のカラーフィルタ５２は、その外側の縁部が焦点検出画素１１、１３と撮像画素１２との境界８０に接するように、焦点検出画素１１、１３内に配置される。即ち、図９（ａ）に示すクロストーク光制限用のカラーフィルタ５２は、その全体が焦点検出画素１１、１３の領域内に配置される。このようにクロストーク光制限用のカラーフィルタ５２を焦点検出画素の領域内に設けることによって、クロストーク光制限用のカラーフィルタ５２は、隣接する撮像画素１２への入射光を遮ることはない。 (Modification 2)
FIG. 9 is a diagram for explaining a configuration example of pixels of the image pickup device according to the second modification. The color filter 52 for limiting crosstalk light shown in FIG. 9A is inside the focus detection pixels 11 and 13 so that the outer edge thereof touches the boundary 80 between the focus detection pixels 11 and 13 and the image pickup pixel 12. Is placed in. That is, the entire color filter 52 for limiting crosstalk light shown in FIG. 9A is arranged in the region of the focus detection pixels 11 and 13. By providing the color filter 52 for limiting the crosstalk light in the region of the focus detection pixel in this way, the color filter 52 for limiting the crosstalk light does not block the incident light to the adjacent imaging pixel 12.

図９（ｂ）では、クロストーク光制限用のカラーフィルタ５２は、その内側の縁部が焦点検出画素１１、１３と撮像画素１２との境界８０に接するように、焦点検出画素１１、１３の周囲の撮像画素１２内に配置されている。即ち、クロストーク光制限用のカラーフィルタ５２は、焦点検出画素１１、１３の領域には存在せず、全て撮像画素１２内に配置されている。従って、クロストーク光制限用のカラーフィルタ５２は、焦点検出画素１１、１３に入射する入射光を遮ることはない。 In FIG. 9B, the color filter 52 for limiting the crosstalk light has the focus detection pixels 11 and 13 so that the inner edge thereof touches the boundary 80 between the focus detection pixels 11 and 13 and the image pickup pixel 12. It is arranged in the surrounding imaging pixels 12. That is, the color filter 52 for limiting the crosstalk light does not exist in the regions of the focus detection pixels 11 and 13, and all of them are arranged in the image pickup pixel 12. Therefore, the color filter 52 for limiting the crosstalk light does not block the incident light incident on the focus detection pixels 11 and 13.

図９（ｃ）に示すクロストーク光制限用のカラーフィルタ５２は、焦点検出画素１１、１３と撮像画素１２との境界８０上に配置され、即ち、境界８０に跨がって配置される。換言すると、クロストーク光制限用のカラーフィルタ５２は、その一部が焦点検出画素１１、１３の領域に設けられ、その残部が撮像画素１２の領域に設けられている。 The color filter 52 for limiting crosstalk light shown in FIG. 9C is arranged on the boundary 80 between the focus detection pixels 11 and 13 and the imaging pixel 12, that is, is arranged across the boundary 80. In other words, a part of the color filter 52 for limiting the crosstalk light is provided in the region of the focus detection pixels 11 and 13, and the rest of the color filter 52 is provided in the region of the imaging pixel 12.

（変形例３）
上述した実施の形態では、撮像素子２２に、原色系（ＲＧＢ）のカラーフィルタを用いる場合について説明したが、補色系（ＣＭＹ）のカラーフィルタを用いるようにしてもよい。 (Modification example 3)
In the above-described embodiment, the case where the primary color system (RGB) color filter is used for the image sensor 22 has been described, but the complementary color system (CMY) color filter may be used.

（変形例４）
上述した実施の形態では、焦点検出画素１１、１３には、Ｗのカラーフィルタ５１を配置する例について説明したが、これに限定されない。例えば、焦点検出画素１１、１３には、カラーフィルタ５１として、Ｇのカラーフィルタを透過する光の少なくとも一部の波長の光とＢのカラーフィルタを透過する光の少なくとも一部の波長の光とが透過する分光特性を有するフィルタを配置してもよい。また、焦点検出画素１１、１３には、カラーフィルタ５１として、Ｇの波長域の光とＢの波長域の光とを透過するカラーフィルタを配置してもよい。Ｇのカラーフィルタや、Ｃｙ（シアン）のカラーフィルタを配置してもよい。 (Modification example 4)
In the above-described embodiment, an example in which the W color filter 51 is arranged on the focus detection pixels 11 and 13 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the focus detection pixels 11 and 13 have, as the color filter 51, light having at least a part of the wavelength of the light transmitted through the color filter of G and light having at least a part of the wavelength of the light passing through the color filter of B. A filter having a spectral characteristic that allows light to pass through may be arranged. Further, the focus detection pixels 11 and 13 may be provided with a color filter 51 that transmits light in the wavelength range of G and light in the wavelength range of B. A G color filter or a Cy (cyan) color filter may be arranged.

（変形例５）
上述した実施の形態では、光電変換部としてフォトダイオードを用いる例について説明した。しかし、光電変換部として光電変換膜を用いるようにしてもよい。 (Modification 5)
In the above-described embodiment, an example in which a photodiode is used as the photoelectric conversion unit has been described. However, a photoelectric conversion film may be used as the photoelectric conversion unit.

（変形例６）
上述した実施の形態では、１画素に１つの光電変換部を配置する例について説明したが、画素の構成はこれに限らない。画素の構成を、１画素あたり２つ以上の光電変換部を有する構成にしてもよい。 (Modification 6)
In the above-described embodiment, an example in which one photoelectric conversion unit is arranged in one pixel has been described, but the pixel configuration is not limited to this. The pixel configuration may be such that each pixel has two or more photoelectric conversion units.

（変形例７）
上述の実施の形態及び変形例で説明した撮像素子及び撮像装置は、カメラ、スマートフォン、タブレット、ＰＣに内蔵のカメラ、車載カメラ、無人航空機（ドローン、ラジコン機等）に搭載されるカメラ等に適用されてもよい。 (Modification 7)
The image sensor and image sensor described in the above-described embodiments and modifications are applied to cameras, smartphones, tablets, cameras built into PCs, in-vehicle cameras, cameras mounted on unmanned aerial vehicles (drones, radio-controlled models, etc.), and the like. May be done.

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these contents. Other aspects conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included within the scope of the present invention.

１…撮像装置、２…カメラボディ、３…交換レンズ、２１…ボディ制御部、２１ａ…画像データ生成部、２１ｂ…焦点検出部、２２…撮像素子、３１…撮像光学系、４２…光電変換部、４４…マイクロレンズ、４３…遮光部、５１…カラーフィルタ、５２…カラーフィルタ
1 ... Imaging device, 2 ... Camera body, 3 ... Interchangeable lens, 21 ... Body control unit, 21a ... Image data generation unit, 21b ... Focus detection unit, 22 ... Image sensor, 31 ... Imaging optical system, 42 ... Photoelectric conversion unit , 44 ... microlens, 43 ... light-shielding part, 51 ... color filter, 52 ... color filter

Claims (13)

第１の分光特性を有する第１のフィルタを有し、前記第１のフィルタを透過した光を光電変換して生成された電荷に基づく信号を出力する第１の画素と、
第２の分光特性を有する第２のフィルタを有し、前記第２のフィルタを透過した光を光電変換して生成された電荷に基づく信号を出力する第２の画素と、
第３の分光特性を有する第３のフィルタと、隣に配置された前記第１の画素の前記第１のフィルタと前記第３のフィルタとの間に第２のフィルタを透過する光の波長の少なくとも一部の波長の光を透過する第４の分光特性を有する第４のフィルタとを有し、前記第３のフィルタを透過した光を光電変換して生成された電荷に基づく、焦点検出を行うための信号を出力する第３の画素と、
を備え、
前記第１の画素と前記第２の画素とが隣り合う画素列と、前記第１の画素と前記第３の画素とが隣り合う画素列とを有する撮像素子。 A first pixel having a first filter having a first spectral characteristic and outputting a signal based on an electric charge generated by photoelectric conversion of light transmitted through the first filter.
A second pixel having a second filter having a second spectral characteristic and outputting a signal based on the electric charge generated by photoelectric conversion of the light transmitted through the second filter, and
A third filter having a third spectral characteristic, a wavelength of light transmitted through the second filter between said first filter of the first pixels arranged adjacent to the third filter Focus detection is based on a charge generated by photoelectric conversion of light transmitted through the third filter, which has a fourth filter having a fourth spectral characteristic that transmits light of at least a part of wavelengths. A third pixel that outputs a signal to do
Bei to give a,
It said first pixel and said second pixel and adjacent pixel lines, the first pixel and the third pixel and the imaging element that have a pixel adjacent rows. 請求項１に記載の撮像素子において、
前記第４のフィルタは、前記第２の分光特性を有する撮像素子。 In the image pickup device according to claim 1,
The fourth filter is an image pickup device having the second spectral characteristic. 請求項１または請求項２に記載の撮像素子において、
前記第１の画素は、前記第１のフィルタおよび前記第４のフィルタの少なくとも一方を透過した光を光電変換して生成された電荷に基づく信号を出力する撮像素子。 In the image pickup device according to claim 1 or 2.
The first pixel is an image pickup device that outputs a signal based on an electric charge generated by photoelectric conversion of light transmitted through at least one of the first filter and the fourth filter. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１の画素と前記第３の画素とは、それぞれマイクロレンズを有し、
前記第１の画素は、前記第３の画素のマイクロレンズを透過して、前記第１の画素のマイクロレンズの光軸に対して斜めに入射した光を光電変換して生成された電荷に基づく信号を出力する撮像素子。 The image sensor according to any one of claims 1 to 3.
The first pixel and the third pixel each have a microlens.
The first pixel is based on a charge generated by photoelectric conversion of light that has passed through the microlens of the third pixel and is obliquely incident on the optical axis of the microlens of the first pixel. An image sensor that outputs a signal. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第２のフィルタは、光が入射する第１の方向に第１の幅を有し、
前記第４のフィルタは、前記第１の方向に前記第１の幅と略同一の幅を有する撮像素子。 The image sensor according to any one of claims 1 to 4.
The second filter has a first width in the first direction in which light is incident.
The fourth filter is an image pickup device having a width substantially the same as the first width in the first direction. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
光が入射する方向と交差する第２の方向における前記第４のフィルタの幅をＷ、前記第３の画素と前記第３の画素と隣り合う前記第１の画素との間隔をＬとすると、Ｗ／Ｌ＝５％〜２０％が成り立つ撮像素子。 The image sensor according to any one of claims 1 to 5.
Let W be the width of the fourth filter in the second direction intersecting the direction in which the light is incident, and L be the distance between the third pixel and the first pixel adjacent to the third pixel. An image sensor in which W / L = 5% to 20% holds. 請求項６に記載の撮像素子において、
複数の前記第３の画素を有し、
複数の前記第３の画素がそれぞれ有する、前記第２の方向における前記第４のフィルタの幅は異なる撮像素子。 In the image pickup device according to claim 6,
It has a plurality of the third pixels and has a plurality of the third pixels.
An image pickup device having a plurality of the third pixels having different widths of the fourth filter in the second direction. 請求項７に記載の撮像素子において、
前記第２の方向における前記第４のフィルタの幅は、前記撮像素子の中心から離れるほど大きくなる撮像素子。 In the image pickup device according to claim 7,
An image pickup device in which the width of the fourth filter in the second direction increases as the distance from the center of the image pickup device increases. 請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第３の画素は、４つの前記第１の画素に囲まれ、４つの前記第１の画素の前記第１のフィルタと前記第３のフィルタとの間に前記第４のフィルタを有する撮像素子。 The image sensor according to any one of claims 1 to 8.
The third pixel is surrounded by four first pixels, and an image sensor having the fourth filter between the first filter and the third filter of the four first pixels. .. 請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第３のフィルタは、前記第１のフィルタを透過する光の少なくとも一部の波長の光と、前記第２のフィルタを透過する光の少なくとも一部の波長の光とが透過する前記第３の分光特性を有する撮像素子。 The image sensor according to any one of claims 1 to 9.
The third filter transmits light having at least a part of wavelengths of light transmitted through the first filter and light having at least a part of wavelengths of light passing through the second filter. An image pickup element having the spectral characteristics of. 請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第１のフィルタは、第１の波長を有する光を透過し、
前記第２のフィルタは、前記第１の波長よりも短い第２の波長を有する光を透過し、
前記第３のフィルタは、前記第１の波長の光と前記第２の波長の光とを透過する前記第３の分光特性を有する撮像素子。 The image sensor according to any one of claims 1 to 10.
The first filter transmits light having a first wavelength and
The second filter transmits light having a second wavelength shorter than the first wavelength.
The third filter is an image pickup device having the third spectral characteristic that transmits light of the first wavelength and light of the second wavelength. 請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の撮像素子において、The image sensor according to any one of claims 1 to 9.
前記第３のフィルタは、前記第１の分光特性を有する撮像素子。The third filter is an image pickup device having the first spectral characteristic. 請求項１から請求項１２までのいずれか一項に記載の撮像素子と、
フォーカスレンズを有する光学系による像を撮像する前記撮像素子の前記第１の画素から出力される信号と前記第２の画素から出力される信号とに基づいて画像データを生成する画像生成部と、
前記撮像素子の前記第３の画素から出力される信号に基づいて、前記光学系による像が前記撮像素子に合焦するよう前記フォーカスレンズの位置を制御する制御部と、
を備える撮像装置。
An imaging element according to any one of claims 1 to 1 2,
An image generation unit that generates image data based on a signal output from the first pixel and a signal output from the second pixel of the image sensor that captures an image by an optical system having a focus lens.
A control unit that controls the position of the focus lens so that an image produced by the optical system is focused on the image sensor based on a signal output from the third pixel of the image sensor.
An imaging device comprising.
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