(57)【要約】【課題】位相差画素の感度の低下を軽減する。【解決手段】撮像素子は、画素、位相差画素、位相差画素中央部レンズおよび位相差画素周辺部レンズを具備する。その画素は、被写体からの入射光に応じて光電変換を行う光電変換部が配置される。その位相差画素は、被写体からの入射光を瞳分割して像面位相差を検出するための画素である。その位相差画素中央部レンズは、位相差画素に配置されて瞳分割の方向において位相差画素の幅より小さい幅の底面に構成されるオンチップレンズである。その位相差画素周辺部レンズは、瞳分割の方向に位相差画素中央部レンズに隣接して配置される。【選択図】図３
2020161648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの入射光に応じて光電変換を行う光電変換部が配置される画素と、
前記被写体からの入射光を瞳分割して像面位相差を検出するための前記画素である位相差画素と、
前記位相差画素に配置されて前記瞳分割の方向において前記位相差画素の幅より小さい幅の底面に構成されるオンチップレンズである位相差画素中央部レンズと、
前記瞳分割の方向に前記位相差画素中央部レンズに隣接して配置される位相差画素周辺部レンズと
を具備する撮像素子。
【請求項２】
前記位相差画素中央部レンズと略同じ形状に構成されて前記画素に配置される画素中央部レンズと、
前記位相差画素周辺部レンズと略同じ形状に構成されて前記画素中央部レンズに隣接して配置される画素周辺部レンズと
をさらに具備する請求項１記載の撮像素子。
【請求項３】
前記位相差画素中央部レンズは、前記瞳分割の方向における前記位相差画素の幅の略２／３の幅の底面に構成される請求項１記載の撮像素子。
【請求項４】
前記位相差画素周辺部レンズは、前記位相差画素中央部レンズとは異なる厚さに構成される請求項１記載の撮像素子。
【請求項５】
前記位相差画素周辺部レンズは、前記位相差画素中央部レンズより小さい厚さに構成される請求項４記載の撮像素子。
【請求項６】
前記位相差画素は、開口部を有する遮光膜により前記入射光の一部を遮光して前記瞳分割を行う請求項１記載の撮像素子。
【請求項７】
前記位相差画素は、複数の前記光電変換部が前記瞳分割の方向に隣接して配置されて構成される請求項１記載の撮像素子。
【請求項８】
被写体からの入射光に応じて光電変換を行う光電変換部が配置される画素と、
前記被写体からの入射光を瞳分割して像面位相差を検出するための前記画素である位相差画素と、
前記位相差画素に配置されて前記瞳分割の方向において前記位相差画素の幅より小さい幅の底面に構成されるオンチップレンズである位相差画素中央部レンズと、
前記瞳分割の方向に前記位相差画素中央部レンズに隣接して配置される位相差画素周辺部レンズと、
前記画素および前記位相差画素により生成された画像信号を処理する処理回路と
を具備する撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、撮像素子および撮像装置に関する。詳しくは、像面位相差を検出する撮像素子および当該撮像素子を備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラ等の撮像装置において３５ｍｍサイズ相当の大型の撮像素子が使用されている。このような撮像素子では、画素サイズが大型化するため、各画素に被写体からの光を集光するオンチップレンズも大面積化する。また、撮像素子の裏面側から入射光が照射される裏面照射型の撮像素子では、オンチップレンズと半導体基板との間の距離が短くなる。入射光を光電変換する光電変換部は半導体基板中に形成されるため、オンチップレンズは半導体基板に入射光を集光する必要がある。このため、裏面照射型の撮像素子においては、曲率を高くして焦点距離を短縮したオンチップレンズが配置される。
【０００３】
しかし、大面積かつ曲率が高いオンチップレンズはレンズ厚さが増加するため、撮像素子が高背化するという問題がある。また、厚い形状のオンチップレンズが配置されると、隣接する画素からの斜めの入射光が増加してクロストークを生じるという問題も生じる。
【０００４】
そこで、単位画素に複数のオンチップレンズを配置することによりオンチップレンズの面積を縮小し、高い曲率に構成した場合であってもオンチップレンズの厚さの増加を軽減した撮像素子が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１６７２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この撮像素子には、像面位相差を検出するための位相差画素が配置される。カメラ等の撮像装置には撮影レンズが配置され、撮像素子に被写体が結像される。像面位相差は、この結像された被写体の左右方向や上下方向の位相差である。この像面位相差を検出することにより、被写体に対する撮影レンズの焦点位置を検出することができる。この焦点位置に基づいて撮影レンズの位置を調整することにより、自動的に被写体にピントを合わせるオートフォーカスが可能となる。上述の従来技術においては、位相差画素を構成する単位画素に配置された複数のオンチップレンズのそれぞれに光電変換部が配置される。この単位画素は、像面位相差を検出しない通常の画素と同じサイズである。このため、位相差画素は、単位画素が複数のオンチップレンズ毎に分割された構成となり、位相差画素の感度が低下するという問題がある。
【０００７】
本開示は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、位相差画素のオンチップレンズの曲率を高くした場合であっても、位相差画素の感度の低下を軽減することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の態様は、被写体からの入射光に応じて光電変換を行う光電変換部が配置される画素と、上記被写体からの入射光を瞳分割して像面位相差を検出するための上記画素である位相差画素と、上記位相差画素に配置されて上記瞳分割の方向において上記位相差画素の幅より小さい幅の底面に構成されるオンチップレンズである位相差画素中央部レンズと、上記瞳分割の方向に上記位相差画素中央部レンズに隣接して配置される位相差画素周辺部レンズとを具備する撮像素子である。
【０００９】
また、この第１の態様において、上記位相差画素中央部レンズと略同じ形状に構成されて上記画素に配置される画素中央部レンズと、上記位相差画素周辺部レンズと略同じ形状に構成されて上記画素中央部レンズに隣接して配置される画素周辺部レンズとをさらに具備してもよい。
【００１０】
また、この第１の態様において、上記位相差画素中央部レンズは、上記瞳分割の方向における上記位相差画素の幅の略２／３の幅の底面に構成されてもよい。
【００１１】
また、この第１の態様において、上記位相差画素周辺部レンズは、上記位相差画素中央部レンズとは異なる厚さに構成されてもよい。
【００１２】
また、この第１の態様において、上記位相差画素周辺部レンズは、上記位相差画素中央部レンズより小さい厚さに構成されてもよい。
【００１３】
また、この第１の態様において、上記位相差画素は、開口部を有する遮光膜により上記入射光の一部を遮光して上記瞳分割を行ってもよい。
【００１４】
また、この第１の態様において、上記位相差画素は、複数の上記光電変換部が上記瞳分割の方向に隣接して配置されて構成されてもよい。
【００１５】
また、本開示の第２の態様は、被写体からの入射光に応じて光電変換を行う光電変換部が配置される画素と、上記被写体からの入射光を瞳分割して像面位相差を検出するための上記画素である位相差画素と、上記位相差画素に配置されて上記瞳分割の方向において上記位相差画素の幅より小さい幅の底面に構成されるオンチップレンズである位相差画素中央部レンズと、上記瞳分割の方向に上記位相差画素中央部レンズに隣接して配置される位相差画素周辺部レンズと、上記画素および上記位相差画素により生成された画像信号を処理する処理回路とを具備する撮像装置である。
【００１６】
このような態様を採ることにより、位相差画素における位相差画素中央部レンズの瞳分割方向のサイズが縮小された領域に位相差画素周辺部レンズが配置されるという作用をもたらす。位相差画素周辺部レンズにより集光された入射光による画像信号の生成が想定される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本開示の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示すブロック図である。
【図２】本開示の第１の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。
【図３】本開示の第１の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。
【図４】本開示の第１の実施の形態に係る位相差画素のオンチップレンズの構成例を示す図である。
【図５】本開示の実施の形態に係る位相差の検出の一例を示す図である。
【図６】本開示の第１の実施の形態に係る位相差画素における入射光の一例を示す図である。
【図７】本開示の第１の実施の形態に係る位相差画素における画像信号の一例を示す図である。
【図８】本開示の第１の実施の形態に係る位相差画素のオンチップレンズの他の構成例を示す図である。
【図９】本開示の第１の実施の形態に係る位相差画素のオンチップレンズの他の構成例を示す断面図である。
【図１０】本開示の第２の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。
【図１１】本開示の第３の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。
【図１２】本開示の第３の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。
【図１３】本開示の第４の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。
【図１４】本開示の第４の実施の形態に係る位相差画素のオンチップレンズの他の構成例を示す図である。
【図１５】本技術が適用され得る撮像装置の一例であるカメラの概略的な構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、図面を参照して、本開示を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）を説明する。以下の図面において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。また、以下の順序で実施の形態の説明を行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．第４の実施の形態
５．カメラへの応用例
【００１９】
＜１．第１の実施の形態＞
［撮像素子の構成］
図１は、本開示の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示すブロック図である。同図の撮像素子１は、画素アレイ部１０と、垂直駆動部２０と、カラム信号処理部３０と、制御部４０とを備える。
【００２０】
画素アレイ部１０は、画素１００が２次元格子状に配置されて構成されたものである。ここで、画素１００は、照射された光に応じた画像信号を生成するものである。この画素１００は、照射された光に応じた電荷を生成する光電変換部を有する。また画素１００は、画素回路をさらに有する。この画素回路は、光電変換部により生成された電荷に基づく画像信号を生成する。画像信号の生成は、後述する垂直駆動部２０により生成された制御信号により制御される。画素アレイ部１０には、信号線１１および１２がＸＹマトリクス状に配置される。信号線１１は、画素１００における画素回路の制御信号を伝達する信号線であり、画素アレイ部１０の行毎に配置され、各行に配置される画素１００に対して共通に配線される。信号線１２は、画素１００の画素回路により生成された画像信号を伝達する信号線であり、画素アレイ部１０の列毎に配置され、各列に配置される画素１００に対して共通に配線される。これら光電変換部および画素回路は、半導体基板に形成される。
【００２１】
垂直駆動部２０は、画素１００の画素回路の制御信号を生成するものである。この垂直駆動部２０は、生成した制御信号を同図の信号線１１を介して画素１００に伝達する。カラム信号処理部３０は、画素１００により生成された画像信号を処理するものである。このカラム信号処理部３０は、同図の信号線１２を介して画素１００から伝達された画像信号の処理を行う。カラム信号処理部３０における処理には、例えば、画素１００において生成されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換するアナログデジタル変換が該当する。カラム信号処理部３０により処理された画像信号は、撮像素子１の画像信号として出力される。制御部４０は、撮像素子１の全体を制御するものである。この制御部４０は、垂直駆動部２０およびカラム信号処理部３０を制御する制御信号を生成して出力することにより、撮像素子１の制御を行う。制御部４０により生成された制御信号は、信号線４１および４２により垂直駆動部２０およびカラム信号処理部３０に対してそれぞれ伝達される。
【００２２】
なお、カラム信号処理部３０は、特許請求の範囲に記載の処理回路の一例である。
【００２３】
［画素アレイ部の構成］
図２は、本開示の第１の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。同図は、撮像素子１のうちの画素アレイ部１０の構成例を表す平面図である。同図の１点鎖線の矩形が画素１００の領域を表す。また、同図において斜線のハッチングが付された領域は、遮光膜１５２を表す。この遮光膜１５２は、画素１００の周縁部を遮光する膜である。画素１００の中央部には、遮光膜１５２の開口部１５３が配置される。また、同図の破線の円は、オンチップレンズ１６０を表す。このオンチップレンズ１６０は、画素１００毎に配置されて入射光を集光するレンズである。
【００２４】
なお、同図の画素アレイ部１０には、画素１００の他に位相差画素２０１および２０２がさらに配置される。この位相差画素２０１および２０２は、被写体を瞳分割することにより被写体の像面位相差を検出するための画素である。位相差画素２０１および２０２は、図面の左右方向に被写体を瞳分割する。位相差画素２０１においては、遮光膜１５２が画素の右側を遮光し、遮光膜１５２の開口部１５４は位相差画素２０１の左側に配置される。同様に、位相差画素２０２においては、遮光膜１５２が画素の左側を遮光し、遮光膜１５２の開口部１５５は位相差画素２０１の右側に配置される。瞳分割の詳細については後述する。このような、対を構成する位相差画素２０１および２０２が画素アレイ部１０に複数配置される。
【００２５】
画素１００とは異なり、位相差画素２０１および２０２には、それぞれ３つのオンチップレンズが配置される。すなわち、位相差画素２０１および２０２には、位相差画素中央部レンズ１７１ならびに位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２が配置される。これらの位相差画素中央部レンズ１７１ならびに位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２は、長円形状に構成されるオンチップレンズである。ここで、長円とは、半径が等しい２つの円を共通外接線でつないだ形である。また、位相差画素中央部レンズ１７１ならびに位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２は、位相差画素２０１および２０２の瞳分割の方向に並べて配置される。位相差画素中央部レンズ１７１は位相差画素２０１および２０２の中央部に配置され、位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２は位相差画素中央部レンズ１７１に隣接して配置される。
【００２６】
［画素の断面の構成］
図３は、本開示の第１の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。同図は、画素１００および位相差画素２０１の構成例を表す断面図である。画素１００および位相差画素２０１は、前述のオンチップレンズおよび遮光膜１５２を除いて共通の構成となる。まず、共通部分の構成について説明する。同図の画素１００および位相差画素２０１は、半導体基板１１０と、配線領域１３０と、支持基板１４０と、保護膜１２０と、平坦化膜１５１と、遮光膜１５２と、カラーフィルタ１９０と、オンチップレンズ１６０とを備える。
【００２７】
半導体基板１１０は、画素１００および位相差画素２０１の光電変換部や画素回路の素子の拡散領域が形成される半導体の基板である。この半導体基板１１０は、シリコン（Ｓｉ）により構成することができる。同図には、この素子等の例として光電変換部１０１を記載した。光電変換部１０１等の素子は、半導体基板１１０に形成されたウェル領域に形成される。便宜上、同図の半導体基板１１０は、ｐ型のウェル領域に構成されると想定する。半導体基板１１０には、ｎ型半導体領域１１２が画素１００毎に配置される。光電変換部１０１は、このｎ型半導体領域１１２により構成される。具体的には、光電変換部１０１は、ｎ型半導体領域１１２とｎ型半導体領域１１２の周囲のｐ型のウェル領域との界面のｐｎ接合により構成される。このｐｎ接合部は、フォトダイオードに該当する。このフォトダイオードにより入射光が光電変換される。
【００２８】
配線領域１３０は、半導体基板１１０の表面に隣接して形成されて、半導体基板１１０の素子等に信号を伝達する配線層１３２が配置される領域である。配線層１３２は、例えば、銅（Ｃｕ）等の金属により構成することができる。また、配線領域１３０には、絶縁層１３１がさらに配置される。この絶縁層１３１は、配線層１３２を絶縁するものである。この絶縁層１３１は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）により構成することができる。
【００２９】
支持基板１４０は、撮像素子１を支持する基板である。この支持基板１４０は、配線領域１３０に接合されて、撮像素子１の製造工程において強度を向上させる基板である。
【００３０】
保護膜１２０は、半導体基板１１０の裏面側に配置されて半導体基板１１０を保護する膜である。また、保護膜１２０は、半導体基板１１０の裏面側の絶縁を行う。この保護膜１２０は、例えば、ＳｉＯ２により構成することができる。
【００３１】
遮光膜１５２は、保護膜１２０に隣接して配置されるとともに画素１００の境界に配置されて入射光を遮光する膜である。この遮光膜１５２は、隣接する画素１００から斜めに入射する光を遮光する。これにより、隣接する他の画素１００に入射した光による干渉であるクロストークを軽減することができる。前述したように、画素１００の遮光膜１５２には、開口部１５３が配置される。開口部１５３を透過した入射光が光電変換部１０１により光電変換される。
【００３２】
平坦化膜１５１は、保護膜１２０および遮光膜１５２に隣接して配置されて半導体基板１１０の裏面側を平坦化する膜である。この平坦化膜１５１は、例えば、ＳｉＯ２により構成することができる。平坦化膜１５１を配置することにより、後述するカラーフィルタ１９０が形成される面を平坦化することができる。
【００３３】
カラーフィルタ１９０は、入射光のうちの所定の波長の入射光を透過する光学的なフィルタである。このカラーフィルタ１９０には、例えば、赤色光、緑色光および青色光を透過するカラーフィルタを使用することができる。
【００３４】
オンチップレンズ１６０は、前述のように、入射光を集光するレンズである。このオンチップレンズ１６０は、例えば、弓形の断面に構成され、入射光を光電変換部１０１に集光する。
【００３５】
一方、位相差画素２０１には、開口部１５４を備える遮光膜１５２が配置される。この遮光膜１５２により、位相差画素２０１の右半分が遮光される。
【００３６】
また、位相差画素２０１には、オンチップレンズ１６０の代わりに位相差画素中央部レンズ１７１ならびに位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２が配置される。同図に表したように、位相差画素中央部レンズ１７１は、その中心が位相差画素２０１の中央部寄りの遮光膜１５２の端部の近傍に配置される。また、位相差画素中央部レンズ１７１は、半球形状の断面に構成される。すなわちオンチップレンズ１６０より高い曲率に構成される。これにより、位相差画素中央部レンズ１７１は、入射光を遮光膜１５２の中央部端部の近傍に集光する。位相差画素中央部レンズ１７１による入射光の集光の詳細については後述する。
【００３７】
位相差画素中央部レンズ１７１を高い曲率に構成することにより、オンチップレンズ１６０と比較して、受光面の浅い位置に入射光を集光させることができる。また、位相差画素２０１の瞳分割方向における位相差画素中央部レンズ１７１の幅を位相差画素２０１の幅より小さくする。同図の位相差画素２０１においては、位相差画素中央部レンズ１７１の左右方向の幅を位相差画素２０１の幅より小さくする。これにより、高い曲率を有するとともにオンチップレンズ１６０と略同じ厚さの位相差画素中央部レンズ１７１を構成することができる。
【００３８】
また、位相差画素中央部レンズ１７１に隣接して位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２が配置される。位相差画素２０１の瞳分割の方向に位相差画素周辺部レンズ１８１、位相差画素中央部レンズ１７１および位相差画素周辺部レンズ１８２が順に並べて配置される。この位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２により、位相差画素中央部レンズ１７１の端部と位相差画素２０１の端部との間に入射する光を集光することができる。これにより、位相差画素中央部レンズ１７１の幅を位相差画素２０１の幅より小さくすることによる感度の低下を補償することができる。また、同図の位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２は、位相差画素中央部レンズ１７１と略同じ厚さに構成することができる。
【００３９】
図２において説明した位相差画素２０２には、遮光膜１５２に開口部１５５が配置される。この開口部１５５は位相差画素２０２の右半分の位置に配置され、位相差画素２０２の左半分が遮光される。これ以外の位相差画素２０２の構成は、位相差画素２０１と同様の構成にすることができる。
【００４０】
［位相差画素のオンチップレンズの構成］
図４は、本開示の第１の実施の形態に係る位相差画素のオンチップレンズの構成例を示す図である。同図は、位相差画素中央部レンズ１７１ならびに位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２の構成例を表す平面図である。同図におけるＡは、図２において説明した画素アレイ部１０の左右方向に瞳分割する位相差画素２０１の例を表した図である。中央部に位相差画素中央部レンズ１７１が配置され、この位相差画素中央部レンズ１７１を挟むように位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２が配置される。なお、同図において点線の矩形は、開口部１５４を表す。
【００４１】
同図におけるＡにおいて、Ｗ１は位相差画素２０１の幅を表し、Ｗ２は位相差画素中央部レンズ１７１の幅を表し、Ｗ３は位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２の幅を表す。位相差画素中央部レンズ１７１の幅Ｗ２は、位相差画素２０１の幅Ｗ１の略２／３の大きさに構成すると好適である。位相差画素２０１からの画像信号出力の低下を防ぐことができるためである。位相差画素中央部レンズ１７１の幅Ｗ２が小さすぎると、後述する位相差画素２０１への入射光の入射角度が高い場合の画像信号出力が低下する。一方、位相差画素中央部レンズ１７１の幅Ｗ２がＷ１の略２／３より大きい場合には、位相差画素中央部レンズ１７１が高背化するとともに位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２の形成が困難になる。
【００４２】
同図におけるＢは、位相差画素２０１および２０２が画素アレイ部１０の上下方向に瞳分割する場合における位相差画素２０１の例を表した図である。遮光膜１５２の開口部１５４が位相差画素２０１の上半分の領域に配置され、位相差画素２０１は下半分の領域が遮光される。この場合には、位相差画素中央部レンズ１７１ならびに位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２は、位相差画素２０１の上下の方向に並べて配置される。位相差画素中央部レンズ１７１は、上下の方向において位相差画素２０１の幅より小さい幅に構成され、位相差画素中央部レンズ１７１を上下に挟むように位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２が配置される。すなわち、同図におけるＢの位相差画素中央部レンズ１７１ならびに位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２は、同図におけるＡの位相差画素中央部レンズ１７１等を９０度回転させた形状に構成することができる。
【００４３】
なお、位相差画素中央部レンズ１７１ならびに位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２の構成は、この例に限定されない。例えば、位相差画素中央部レンズ１７１ならびに位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２を楕円形状に構成することもできる。
【００４４】
［位相差の検出］
図５は、本開示の実施の形態に係る位相差の検出の一例を示す図である。同図は、位相差画素２０１および２０２による位相差の検出を説明する図であり、被写体７を撮影レンズ５により画素アレイ部１０に集光する場合の例を表した図である。同図において入射光６ａおよび６ｂは、それぞれ撮影レンズ５の右側および左側を透過する入射光である。これら入射光６ａおよび６ｂは、それぞれ位相差画素２０１および２０２により画像信号に変換される。同図におけるＡは、合焦の状態、すなわち、ピントが合った状態を表した図である。被写体７の焦点位置が画素アレイ部１０の受光面となり、被写体７からの入射光は画素アレイ部１０の受光面に集光される。前述のように、画素アレイ部１０には、位相差画素２０１および２０２の対が複数配置される。ほぼ同じ位置に配置される位相差画素２０１および２０２の対により入射光６ａおよび６ｂが検出される。
【００４５】
同図におけるＢおよびＣは、ピントがずれた状態を表した図である。同図におけるＢは、焦点位置が画素アレイ部１０の後方に来る場合の例であり、いわゆる後ピンの場合の例である。入射光６ａおよび６ｂは画素アレイ部１０の後方に集光されるため、入射光６ａおよび６ｂによる像がずれることとなり、画素アレイ部１０の受光面において広がった像が形成される。このため、被写体７は、間隔が離れた位置の位相差画素２０１および位相差画素２０２により検出される。同図におけるＣは、焦点位置が画素アレイ部１０の前方に来る場合の例であり、いわゆる前ピンの場合の例である。入射光６ａおよび６ｂは画素アレイ部１０の前方に集光され、受光面において広がった像が形成される。しかし、入射光６ａおよび６ｂによる像は、同図におけるＢとは逆の方向にずれることとなる。
【００４６】
同図におけるＤ乃至Ｆは、同図におけるＡ乃至Ｃのそれぞれにおける位相差画素２０１および２０２による画像信号を表した図である。横軸は、複数の位相差画素２０１および２０２の位置を表す。縦軸は、複数の位相差画素２０１および２０２の画像信号を表す。同図におけるＤ乃至Ｆは、画素アレイ部１０の複数の位相差画素２０１および２０２の画像信号により形成される画像を表す。同図におけるＤ乃至Ｆの実線は、位相差画素２０１による画像を表し、同図におけるＡ乃至Ｃの入射光６ａによる画像を表す。同図におけるＤ乃至Ｆの破線は、位相差画素２０２による画像を表し、同図におけるＡ乃至Ｃの入射光６ｂによる画像を表す。
【００４７】
同図におけるＤは合焦の場合であるため、位相差画素２０１および２０２の画像は重なることとなる。これに対し同図におけるＢおよびＣでは、位相差画素２０１および２０２の画像がずれる。後ピンの場合である同図におけるＢに対応する同図におけるＥでは、位相差画素２０１の画像は右方向に移動し、位相差画素２０２の画像は左方向に移動する。前ピンの場合である同図におけるＣに対応する同図におけるＦでは、位相差画素２０１の画像は左方向に移動し、位相差画素２０２の画像は右方向に移動する。このように、複数の位相差画素２０１および２０２により構成される画像を比較することにより、焦点位置のずれ量およびずれの方向を検出することができる。
【００４８】
［入射光の集光］
図６は、本開示の第１の実施の形態に係る位相差画素における入射光の集光の一例を示す図である。同図は、位相差画素２０１において入射光が集光される様子を模式的に表した図である。同図において、実線の矢印は、位相差画素２０１の光電変換部１０１（ｎ型半導体領域１１２）に入射する入射光を表す。点線の矢印は、遮光膜１５２により遮光される入射光を表す。
【００４９】
また、同図におけるＡおよびＢは、オンチップレンズ１６０が位相差画素２０１に配置されると想定した場合の入射光の集光の様子を表した図であり、比較例として表した図である。同図におけるＡは位相差画素２０１に垂直な入射光が照射される場合を表し、同図におけるＢは位相差画素２０１に右斜め上から入射光が照射される場合を表す。同図におけるＡにおいて、位相差画素２０１の左側半分の領域に入射する光（同図の３０１）は、遮光されることなく光電変換部１０１に照射される。同図におけるＢに表したように、右に傾いた入射光が照射される場合には、同図におけるＡの場合より多くの入射光３０２が光電変換部１０１に照射される。焦点位置の変化に伴う入射光の入射角度の変化の検出が可能となる。
【００５０】
この際、同図におけるＡおよびＢに表したように、オンチップレンズ１６０の焦点位置を遮光膜１５２の端部の近傍に配置することにより、入射光の入射角度の変化に応じた画像信号の変化を大きくすることができる。入射光の入射角度の変化を容易に検出することが可能となる。しかし、オンチップレンズ１６０の曲率が小さいため、遮光膜１５２との距離Ｈ１が比較的長くなる。
【００５１】
同図におけるＣおよびＤは、本開示の位相差画素２０１における入射光の集光の様子を表した図である。同図におけるＣおよびＤは、それぞれ垂直な入射光および右斜め上からの入射光が照射される場合を表す。同図におけるＣにおいて、位相差画素中央部レンズ１７１の左半分の領域に入射する入射光３０４および位相差画素周辺部レンズ１８１に入射する入射光３０３が光電変換部１０１に照射される。位相差画素周辺部レンズ１８１により、位相差画素中央部レンズ１７１の端部と位相差画素２０１の端部との間に入射する入射光が拡散することなく光電変換部１０１に集光される。このため、光電変換部１０１における光電変換に寄与する光量が増加し、位相差画素２０１の感度を向上させることができる。一方、位相差画素中央部レンズ１７１の右半分の領域および位相差画素周辺部レンズ１８２に入射する入射光は、遮光膜１５２により遮光される。
【００５２】
同図におけるＤに表したように、右に傾いた入射光が照射される場合には、位相差画素中央部レンズ１７１における入射光３０６が光電変換部１０１に照射される。同図におけるＡおよびＢにおける入射光３０１および３０２と比較して、同図におけるＣおよびＤの入射光３０４および３０６は変化の比率が大きくなる。入射光３０６の範囲が位相差画素中央部レンズ１７１の表面の多くの領域を占めるためである。同図におけるＤにおいても、位相差画素周辺部レンズ１８１の入射光３０５が光電変換部１０１に照射され、位相差画素周辺部レンズ１８２の入射光は遮光される。また、位相差画素中央部レンズ１７１の曲率が高いため、遮光膜１５２との距離Ｈ２が比較的短くなる。
【００５３】
［位相差画素の画像信号］
図７は、本開示の第１の実施の形態に係る位相差画素における画像信号の一例を示す図である。同図は、位相差画素２０１等における入射光の入射角度および画像信号の関係を表した図である。同図の縦軸は、位相差画素２０１等から出力される画像信号の相対的なレベルを表す。同図の横軸は、入射光の入射角度を表す。位相差画素２０１等に垂直な方向が０度に該当する。横軸の正および負の入射角度は、それぞれ位相差画素２０１等の右斜め方向および左斜め方向からの入射角を表す。また、同図の実線のグラフ３１１および３１２は、それぞれ位相差画素２０１および２０２の画像信号を表する。同図の点線のグラフ３２１および３２２は、図６におけるＡと同様に、位相差画素２０１および２０２にオンチップレンズ１６０が配置されると想定した場合の画像信号を表す。
【００５４】
グラフ３１１および３２１に表したように、位相差画素２０１に左側から入射光が照射される場合には、遮光膜１５２により遮光されるため、出力される画像信号のレベルは低くなる。入射角度が垂直に近い角度になると画像信号のレベルが高くなり、入射角度が右側に傾くと画像信号のレベルは飽和する。位相差画素２０２においては、グラフ３１２および３２２により表される特性となる。このグラフ３１２および３２２は、それぞれグラフ３１１および３２１を反転させた形状のグラフになる。
【００５５】
このような、位相差画素２０１および２０２の画像信号の入射角度依存性は、入射角度−５乃至＋５の範囲の画像信号の変化に基づいて評価される。この入射角度が変化した場合における位相差画素２０１および２０２の画像信号の差分が大きい程、位相差の検出が容易になる。図６において説明したように、本開示の位相差画素２０１および２０２の位相差画素中央部レンズ１７１は、幅が縮小されるとともに高い曲率に構成されるため、入射角度−５乃至＋５の範囲の画像信号の変化が大きくなる。これに対し、オンチップレンズ１６０を配置する場合には、入射角度−５乃至＋５の範囲の画像信号の変化が比較的小さくなる。
【００５６】
［位相差画素のオンチップレンズの他の構成］
図８は、本開示の第１の実施の形態に係る位相差画素のオンチップレンズの他の構成例を示す図である。同図は、図４と同様に、位相差画素中央部レンズ１７１および位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２の構成例を表す平面図である。
【００５７】
同図におけるＡは、位相差画素中央部レンズ１７１の代わりに底面が円形状の位相差画素中央部レンズ１７２を２つ配置する場合の例を表した図である。同図におけるＢは、位相差画素周辺部レンズ１８１の代わりに長さを縮小した位相差画素周辺部レンズ１８３を２つ配置し、位相差画素周辺部レンズ１８２の代わりに長さを縮小した位相差画素周辺部レンズ１８４を２つ配置する場合の例を表した図である。同図におけるＣは、位相差画素中央部レンズ１７２ならびに位相差画素周辺部レンズ１８３および１８４を２組配置する場合の例を表した図である。同図におけるＡ乃至Ｃの位相差画素中央部レンズ等は、位相差画素２０１等が画素アレイ部１０の上下方向に瞳分割する場合には、９０度回転した形状に構成することができる。
【００５８】
また、同図におけるＤは、位相差画素中央部レンズ１７１の形状と位相差画素中央部レンズ１７１を９０度回転した形状とを結合した形状の位相差画素中央部レンズ１７３を中央部に配置する例を表した図である。同図におけるＤでは、円形状の位相差画素周辺部レンズ１８５および１８６が２つずつ配置される。同図におけるＤの位相差画素中央部レンズ１７３ならびに位相差画素周辺部レンズ１８５および１８６は上下左右に対称な形状であるため、位相差画素２０１等が画素アレイ部１０の上下方向に瞳分割する場合にも適用することができる。
【００５９】
図９は、本開示の第１の実施の形態に係る位相差画素のオンチップレンズの他の構成例を示す断面図である。同図は、位相差画素中央部レンズ１７１および位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２の他の構成例を表す断面図である。
【００６０】
同図におけるＡは、位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２の厚さを位相差画素中央部レンズ１７１より小さくする場合の例を表した図である。同図におけるＢは、位相差画素中央部レンズ１７１の底部を位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２より高い位置に配置する場合の例を表した図である。
【００６１】
同図におけるＣは、位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２の厚さを位相差画素中央部レンズ１７１より大きくした場合の例を表した図である。同図におけるＤは、位相差画素中央部レンズ１７１の底部を位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２より低い位置に配置する場合の例を表した図である。
【００６２】
このように位相差画素中央部レンズ１７１ならびに位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２の厚さを調整することにより、それぞれのオンチップレンズの集光位置を調整することができる。位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２の厚さを位相差画素中央部レンズ１７１より小さくした場合には、位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２による集光位置を深くすることができる。曲率が小さくなるためである。光電変換部１０１のｎ型半導体領域１１２に集光させることが可能となる。
【００６３】
以上説明したように、本開示の第１の実施の形態の撮像素子１は、瞳分割の方向に幅を縮小して高い曲率に構成された位相差画素中央部レンズ１７１が位相差画素２０１等に配置される。これにより、撮像素子１の高背化を防ぎながら入射光の入射角度の変化に対する画像信号の変化量を大きくすることができる。また、位相差画素２０１等には、位相差画素中央部レンズ１７１に対して瞳分割の方向に隣接して位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２がさらに配置される。位相差画素中央部レンズ１７１の縮小に伴う感度の低下を軽減することができる。
【００６４】
＜２．第２の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、画素１００と位相差画素２０１および２０２とに異なる形状のオンチップレンズを配置していた。これに対し、本開示の第２の実施の形態の撮像素子１は、画素１００に位相差画素２０１等と同じ形状のオンチップレンズを配置する点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
【００６５】
［画素の断面の構成］
図１０は、本開示の第２の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。同図は、図３と同様に、画素１００および位相差画素２０１の構成例を表す断面図である。位相差画素中央部レンズ１７１と同じ形状の画素中央部レンズ１６１および位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２と同じ形状の画素周辺部レンズ１６２および１６３が画素１００に配置される点で、図３において説明した撮像素子１と異なる。
【００６６】
同図に表したように、位相差画素中央部レンズ１７１ならびに位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２とそれぞれ同じ断面の形状の画素中央部レンズ１６１ならびに画素周辺部レンズ１６２および１６３が画素１００に配置される。また、画素中央部レンズ１６１ならびに画素周辺部レンズ１６２および１６３は、位相差画素中央部レンズ１７１ならびに位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２とそれぞれ同じ底面の形状に構成することができる。これにより、位相差画素２０１および２０２と画素１００とのオンチップレンズの形状が略等しくなる。
【００６７】
図３の撮像素子１のように位相差画素２０１等のオンチップレンズの形状が画素１００と異なる場合、位相差画素２０１等の近傍においてオンチップレンズ１６０の形状の周期性が損なわれる。このため、オンチップレンズ１６０の形成の際の加工精度が変化し、位相差画素２０１等の近くに配置される画素１００と位相差画素２０１等から離れた位置に配置される画素１００とにおいてオンチップレンズ１６０の形状が変化する。これに対し、位相差画素２０１等と画素１００のオンチップレンズの形状が等しい場合には、オンチップレンズの周期性が保たれ、画素１００のオンチップレンズの形状の変動を防ぐことができる。
【００６８】
これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００６９】
以上説明したように、本開示の第２の実施の形態の撮像素子１は、位相差画素２０１および２０２のオンチップレンズと略同じ形状のオンチップレンズを画素１００に配置することにより、画素１００のオンチップレンズの形状の変動を防ぐことができる。
【００７０】
＜３．第３の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、遮光膜１５２により瞳分割を行う位相差画素２０１等が配置されていた。これに対し、本開示の第３の実施の形態の撮像素子１は、位相差画素２０１の光電変換部を分割することにより瞳分割を行う点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
【００７１】
［画素アレイ部の構成］
図１１は、本開示の第３の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。同図は、図２と同様に、撮像素子１のうちの画素アレイ部１０の構成例を表す平面図である。同図の撮像素子１は、次の点で図２において説明した撮像素子１と異なる。位相差画素２０１および２０２の代わりに位相差画素２０３が配置される。また、画素１００および位相差画素２０３に分離領域が配置され、光電変換部が２つに分割される。
【００７２】
同図の位相差画素２０３は、分離領域１１４が配置される。同図の２点鎖線は、分離領域１１４を表す。この分離領域１１４は、位相差画素２０３の半導体基板１１０に配置され、位相差画素２０３の光電変換部を２つに分割するものである。また、分離領域１１４は、画素１００にも配置することができる。
【００７３】
［画素の断面の構成］
図１２は、本開示の第３の実施の形態に係る画素の構成例を示す断面図である。同図は、図３と同様に、画素１００および位相差画素の構成例を表す断面図である。位相差画素２０１の代わりに位相差画素２０３が配置され、半導体基板１１０に分離領域１１４が配置される点で、図３において説明した撮像素子１と異なる。
【００７４】
同図に表したように、分離領域１１４により半導体基板１１０のｎ型半導体領域が分離される。この分離領域１１４は、例えば、イオン注入により形成されたｐ型半導体領域や半導体基板１１０に形成された溝に埋め込まれた絶縁物により構成することができる。分離領域１１４を配置することにより、２つのｎ型半導体領域１１３が位相差画素２０１に配置される。この２つのｎ型半導体領域１１３は、それぞれ光電変換部１０２および１０３を構成する。これら光電変換部１０２および１０３のそれぞれに画素回路が配置され、個別に画像信号が生成される。この光電変換部１０２および１０３により、位相差画素２０３における瞳分割が行われる。光電変換部１０２および１０３には、それぞれ撮影レンズの右側および左側を透過した入射光が照射される。このため、１種類の位相差画素２０３により、像面位相差を検出することができる。
【００７５】
また、分離領域１１４を画素１００にも配置することにより、半導体基板１１０の構成を画素１００および位相差画素２０３において等しくすることができる。このような位相差画素２０３においても、位相差画素中央部レンズ１７１および位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２を配置することにより、位相差画素２０３の高背化を防ぎ、感度の低下を軽減することができる。
【００７６】
なお、図８において説明した位相差画素中央部レンズ１７２および１７３ならびに位相差画素周辺部レンズ１８３乃至１８５を本開示の位相差画素２０３に適用することもできる。
【００７７】
これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００７８】
以上説明したように、本開示の第３の実施の形態の撮像素子１は、位相差画素２０３に位相差画素中央部レンズ１７１ならびに位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２が配置される。これにより、分離領域１１４により瞳分割される位相差画素２０３の高背化を防ぎ、感度の低下を軽減することができる。
【００７９】
＜４．第４の実施の形態＞
上述の第３の実施の形態の撮像素子１は、２つの光電変換部１０２および１０３を備える位相差画素２０３が配置されていた。これに対し、本開示の第４の実施の形態の撮像素子１は、４つの光電変換部を備える位相差画素が配置される点で、上述の第３の実施の形態と異なる。
【００８０】
［画素アレイ部の構成］
図１３は、本開示の第４の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。同図は、図２と同様に、撮像素子１のうちの画素アレイ部１０の構成例を表す平面図である。位相差画素２０３の代わりに位相差画素２０４が配置される点で、図１１において説明した撮像素子１と異なる。
【００８１】
同図の位相差画素２０４は、分離領域１１５が配置される。同図の２点鎖線は、分離領域１１５を表す。この分離領域１１５は、平面視において十字形状に構成され、位相差画素２０４の光電変換部を４つに分割するものである。この４つに分割された光電変換部のそれぞれに画素回路が配置され、画像信号がそれぞれ生成される。これにより、位相差画素２０４は、左右方向に加えて上下方向にも瞳分割される。これにより、左右方向に瞳分割される位相差画素と上下方向に瞳分割される位相差画素の半導体基板１１０部分の構成を共通にすることができる。なお、同図の位相差画素中央部レンズ１７１ならびに位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２は、左右方向の瞳分割に対応する形状である。上下方向の瞳分割に対応する位相差画素においては、同図の位相差画素中央部レンズ１７１ならびに位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２を９０度回転させた形状にする必要がある。また、分離領域１１５は、画素１００にも配置することができる。
【００８２】
［位相差画素のオンチップレンズの他の構成］
図１４は、本開示の第４の実施の形態に係る位相差画素のオンチップレンズの他の構成例を示す図である。同図におけるＡ乃至Ｄは、図８におけるＡ乃至Ｄの位相差画素中央部レンズ１７２等の配置をそれぞれ適用した位相差画素２０４を表したものである。同図におけるＡ乃至Ｃの位相差画素２０４は、左右方向の瞳分割に対応する位相差画素中央部レンズ１７２等の配置を表したものである。上下方向の瞳分割に対応させる場合には、位相差画素中央部レンズ１７２等を９０度回転させた形状にする必要がある。これに対し、同図におけるＤの例は、前述のように、上下左右に対称な位相差画素中央部レンズ１７３ならびに位相差画素周辺部レンズ１８５および１８６が配置される。このため、同図におけるＤの位相差画素２０４は、上下方向および左右方向の瞳分割に対応することができる。
【００８３】
これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第３の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００８４】
以上説明したように、本開示の第４の実施の形態の撮像素子１は、位相差画素２０４に位相差画素中央部レンズ１７１ならびに位相差画素周辺部レンズ１８１および１８２が配置される。これにより、分離領域１１４により上下左右に瞳分割される位相差画素２０４の高背化を防ぎ、感度の低下を軽減することができる。
【００８５】
＜５．カメラへの応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品に応用することができる。例えば、本技術は、カメラ等の撮像装置に搭載される撮像素子として実現されてもよい。
【００８６】
図１５は、本技術が適用され得る撮像装置の一例であるカメラの概略的な構成例を示すブロック図である。同図のカメラ１０００は、レンズ１００１と、撮像素子１００２と、撮像制御部１００３と、レンズ駆動部１００４と、画像処理部１００５と、操作入力部１００６と、フレームメモリ１００７と、表示部１００８と、記録部１００９とを備える。
【００８７】
レンズ１００１は、カメラ１０００の撮影レンズである。このレンズ１００１は、被写体からの光を集光し、後述する撮像素子１００２に入射させて被写体を結像させる。
【００８８】
撮像素子１００２は、レンズ１００１により集光された被写体からの光を撮像する半導体素子である。この撮像素子１００２は、照射された光に応じたアナログの画像信号を生成し、デジタルの画像信号に変換して出力する。
【００８９】
撮像制御部１００３は、撮像素子１００２における撮像を制御するものである。この撮像制御部１００３は、制御信号を生成して撮像素子１００２に対して出力することにより、撮像素子１００２の制御を行う。また、撮像制御部１００３は、撮像素子１００２から出力された画像信号に基づいてカメラ１０００におけるオートフォーカスを行うことができる。ここでオートフォーカスとは、レンズ１００１の焦点位置を検出して、自動的に調整するシステムである。このオートフォーカスとして、撮像素子１００２に配置された位相差画素により像面位相差を検出して焦点位置を検出する方式（像面位相差オートフォーカス）を使用することができる。また、画像のコントラストが最も高くなる位置を焦点位置として検出する方式（コントラストオートフォーカス）を適用することもできる。撮像制御部１００３は、検出した焦点位置に基づいてレンズ駆動部１００４を介してレンズ１００１の位置を調整し、オートフォーカスを行う。なお、撮像制御部１００３は、例えば、ファームウェアを搭載したＤＳＰ（Digital Signal Processor）により構成することができる。
【００９０】
レンズ駆動部１００４は、撮像制御部１００３の制御に基づいて、レンズ１００１を駆動するものである。このレンズ駆動部１００４は、内蔵するモータを使用してレンズ１００１の位置を変更することによりレンズ１００１を駆動することができる。
【００９１】
画像処理部１００５は、撮像素子１００２により生成された画像信号を処理するものである。この処理には、例えば、画素毎の赤色、緑色および青色に対応する画像信号のうち不足する色の画像信号を生成するデモザイク、画像信号のノイズを除去するノイズリダクションおよび画像信号の符号化等が該当する。画像処理部１００５は、例えば、ファームウェアを搭載したマイコンにより構成することができる。
【００９２】
操作入力部１００６は、カメラ１０００の使用者からの操作入力を受け付けるものである。この操作入力部１００６には、例えば、押しボタンやタッチパネルを使用することができる。操作入力部１００６により受け付けられた操作入力は、撮像制御部１００３や画像処理部１００５に伝達される。その後、操作入力に応じた処理、例えば、被写体の撮像等の処理が起動される。
【００９３】
フレームメモリ１００７は、１画面分の画像信号であるフレームを記憶するメモリである。このフレームメモリ１００７は、画像処理部１００５により制御され、画像処理の過程におけるフレームの保持を行う。
【００９４】
表示部１００８は、画像処理部１００５により処理された画像を表示するものである。この表示部１００８には、例えば、液晶パネルを使用することができる。
【００９５】
記録部１００９は、画像処理部１００５により処理された画像を記録するものである。この記録部１００９には、例えば、メモリカードやハードディスクを使用することができる。
【００９６】
以上、本開示が適用され得るカメラについて説明した。本技術は以上において説明した構成のうち、撮像素子１００２に適用され得る。具体的には、図１において説明した撮像素子１は、撮像素子１００２に適用することができる。撮像素子１００２に撮像素子１を適用することにより位相差画素２０１および２０２により像面位相差を検出することができる。画素の高背化を防ぎながら位相差画素の感度の低下を防止することができる。なお、撮像制御部１００３および画像処理部１００５は、特許請求の範囲に記載の処理回路の一例である。カメラ１０００は、特許請求の範囲に記載の撮像装置の一例である。
【００９７】
なお、ここでは、一例としてカメラについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば監視装置等に適用されてもよい。また、本開示は、カメラ等の電子機器の他に、半導体モジュールの形式の半導体装置に適用することもできる。具体的には、図１９の撮像素子１００２および撮像制御部１００３を１つのパッケージに封入した半導体モジュールである撮像モジュールに本開示に係る技術を適用することもできる。
【００９８】
最後に、上述した各実施の形態の説明は本開示の一例であり、本開示は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【００９９】
また、上述の実施の形態における図面は、模式的なものであり、各部の寸法の比率等は現実のものとは必ずしも一致しない。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることは勿論である。
【０１００】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）被写体からの入射光に応じて光電変換を行う光電変換部が配置される画素と、
前記被写体からの入射光を瞳分割して像面位相差を検出するための前記画素である位相差画素と、
前記位相差画素に配置されて前記瞳分割の方向において前記位相差画素の幅より小さい幅の底面に構成されるオンチップレンズである位相差画素中央部レンズと、
前記瞳分割の方向に前記位相差画素中央部レンズに隣接して配置される位相差画素周辺部レンズと
を具備する撮像素子。
（２）前記位相差画素中央部レンズと略同じ形状に構成されて前記画素に配置される画素中央部レンズと、
前記位相差画素周辺部レンズと略同じ形状に構成されて前記画素中央部レンズに隣接して配置される画素周辺部レンズと
をさらに具備する前記（１）に記載の撮像素子。
（３）前記位相差画素中央部レンズは、前記瞳分割の方向における前記位相差画素の幅の略２／３の幅の底面に構成される前記（１）または（２）に記載の撮像素子。
（４）前記位相差画素周辺部レンズは、前記位相差画素中央部レンズとは異なる厚さに構成される前記（１）から（３）の何れかに記載の撮像素子。
（５）前記位相差画素周辺部レンズは、前記位相差画素中央部レンズより小さい厚さに構成される前記（４）に記載の撮像素子。
（６）前記位相差画素は、開口部を有する遮光膜により前記入射光の一部を遮光して前記瞳分割を行う前記（１）から（５）の何れかに記載の撮像素子。
（７）前記位相差画素は、複数の前記光電変換部が前記瞳分割の方向に隣接して配置されて構成される前記（１）から（５）の何れかに記載の撮像素子。
（８）被写体からの入射光に応じて光電変換を行う光電変換部が配置される画素と、
前記被写体からの入射光を瞳分割して像面位相差を検出するための前記画素である位相差画素と、
前記位相差画素に配置されて前記瞳分割の方向において前記位相差画素の幅より小さい幅の底面に構成されるオンチップレンズである位相差画素中央部レンズと、
前記瞳分割の方向に前記位相差画素中央部レンズに隣接して配置される位相差画素周辺部レンズと、
前記画素および前記位相差画素により生成された画像信号を処理する処理回路と
を具備する撮像装置。
【符号の説明】
【０１０１】
１  撮像素子
１０  画素アレイ部
３０  カラム信号処理部
１００  画素
１０１〜１０３  光電変換部
１１４、１１５  分離領域
１５２  遮光膜
１５３〜１５５  開口部
１６０  オンチップレンズ
１６１  画素央部レンズ
１６２  画素周辺部レンズ
１７１〜１７３  位相差画素央部レンズ
１８１〜１８６  位相差画素周辺部レンズ
２０１〜２０４  位相差画素
１０００  カメラ
１００２  撮像素子
１００３  撮像制御部
１００５  画像処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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