(57)【要約】【課題】光導波路が形成された焦点検出画素を有する撮像素子において、良好な瞳分割を行えるようにする。【解決手段】結像光学系により形成された被写体像を検出して撮像用画像を生成する複数の撮像画素と、複数の撮像画素に対して配置され、入射した光を前記撮像画素に集光させるレンズと、を有する撮像素子を備え、複数の撮像画素の各々は、複数に分割された光電変換部を備え、複数の光電変換部は、結像光学系の異なる射出瞳を通過した複数の像を光電変換して位相差検出方式による焦点調節を行う焦点検出信号を出力する機能を備え、複数の撮像画素の各々は、レンズと複数に分割された光電変換部との間に第１光導波路と第２光導波路とを有し、第１光導波路はレンズ側に配置され、第２光導波路は光電変換部側に配置され、第１光導波路の分割数よりも、第２光導波路の分割数の方が多い。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像光学系により形成された被写体像を検出して撮像用画像を生成する複数の撮像画素と、前記複数の撮像画素に対して配置され、入射した光を前記撮像画素に集光させるレンズと、を有する撮像素子を備え、
前記複数の撮像画素の各々は、複数に分割された光電変換部を備え、
前記複数の光電変換部は、前記結像光学系の異なる射出瞳を通過した複数の像を光電変換して位相差検出方式による焦点調節を行う焦点検出信号を出力する機能を備え、
前記複数の撮像画素の各々は、前記レンズと前記複数に分割された光電変換部との間に第１光導波路と第２光導波路とを有し、
前記第１光導波路は前記レンズ側に配置され、前記第２光導波路は前記光電変換部側に配置され、
前記第１光導波路の分割数よりも、前記第２光導波路の分割数の方が多いことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記レンズの焦点位置が、前記第１光導波路内に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記レンズの焦点位置と前記第２光導波路との距離が、前記レンズの片側焦点深度以上であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記レンズと前記光電変換部との間に配線層を有し、前記結像光学系の光軸方向について前記第２光導波路の上端が前記配線層の幅の範囲内に位置することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
レンズと、複数に分割された光電変換部とを有する複数の撮像画素を備え、
前記複数の撮像画素の各々は、前記レンズと前記複数に分割された光電変換部との間に第１光導波路と第２光導波路とを有し、
前記第１光導波路は前記レンズ側に配置され、
前記第２光導波路は前記光電変換部側に配置され、
前記第１光導波路の分割数よりも、前記第２光導波路の分割数の方が多いことを特徴とする撮像素子。
【請求項６】
前記レンズの焦点位置が、前記第１光導波路内に設定されていることを特徴とする請求項５に記載の撮像素子。
【請求項７】
前記レンズの焦点位置と前記第２光導波路との距離が、前記レンズの片側焦点深度以上であることを特徴とする請求項５に記載の撮像素子。
【請求項８】
前記レンズと前記光電変換部との間に配線層を有し、光軸方向について前記第２光導波路の上端が前記配線層の幅の範囲内に位置することを特徴とする請求項５に記載の撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子及びそれを用いた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮影レンズの焦点状態を検出する方式の一つとして、各画素にマイクロレンズが形成された２次元撮像素子を用いた瞳分割位相差方式（撮像面位相差方式）による焦点検出を行う撮像装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１では、１つの画素に対して、１つのマイクロレンズと複数に分割された光電変換部が形成されている２次元撮像素子を用いた撮像装置が開示されている。分割された光電変換部は、１つのマイクロレンズを介して撮影レンズの射出瞳の異なる領域を受光するように構成され、瞳分割を行っている。これらの分割された光電変換部で受光したそれぞれの信号から像ずれ量を求めて、焦点検出を行い、分割された光電変換部で受光した信号を足し合わせることで、撮像信号を取得する。また、焦点検出に限らず、各画素で左右に分割された光電変換部で受光した視差信号を、右眼用と左眼用に別々に表示することで、立体画像が可能となることが開示されている。
【０００４】
２次元撮像素子を用いた瞳分割位相差方式の焦点検出では、焦点検出精度が焦点検出用画素の瞳強度分布（瞳分割性能）に大きく依存する。焦点検出用画素の瞳強度分布のピーク強度を高く、半値幅を狭くすることで、精度の良い焦点検出を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４４１０８０４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、撮像素子の画素サイズが小さい場合に、受光効率を向上するために、マイクロレンズと複数に分割された光電変換部の間に光導波路を形成してしまうと瞳分割性能が低下してしまうという課題がある。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光導波路が形成された焦点検出画素を有する撮像素子において、良好な瞳分割を行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係わる撮像装置は、結像光学系により形成された被写体像を検出して撮像用画像を生成する複数の撮像画素と、前記複数の撮像画素に対して配置され、入射した光を前記撮像画素に集光させるレンズと、を有する撮像素子を備え、前記複数の撮像画素の各々は、複数に分割された光電変換部を備え、前記複数の光電変換部は、前記結像光学系の異なる射出瞳を通過した複数の像を光電変換して位相差検出方式による焦点調節を行う焦点検出信号を出力する機能を備え、前記複数の撮像画素の各々は、前記レンズと前記複数に分割された光電変換部との間に第１光導波路と第２光導波路とを有し、前記第１光導波路は前記レンズ側に配置され、前記第２光導波路は前記光電変換部側に配置され、前記第１光導波路の分割数よりも、前記第２光導波路の分割数の方が多いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光導波路が形成された焦点検出用画素を有する撮像素子において、良好な瞳分割を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態における撮像装置の概略構成図。
【図２】本発明の一実施形態における画素配列の概略図。
【図３】本発明の一実施形態における画素の概略平面図と概略断面図。
【図４】本発明の一実施形態における瞳強度分布例を示す図。
【図５】本発明の比較例１における画素の概略平面図と概略断面図。
【図６】本発明の比較例１における瞳強度分布例を示す図。
【図７】本発明の比較例２における画素の概略平面図と概略断面図。
【図８】本発明の比較例２における瞳強度分布例を示す図。
【図９】本発明の一実施形態における撮像素子と瞳分割の概略説明図。
【図１０】本発明の一実施形態における像ずれ量とデフォーカス量の概略関係図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態に係わる撮像素子を有する撮像装置であるカメラの構成図を示している。図１において、１０１は結像光学系の先端に配置された第１レンズ群で、光軸方向に進退可能に保持される。１０２は絞り兼用シャッタで、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行なうほか、静止画撮影時には露光秒時調節用シャッタとしても機能する。１０３は第２レンズ群である。そして絞り兼用シャッタ１０２及び第２レンズ群１０３は一体となって光軸方向に進退し、第１レンズ群１０１の進退動作との連動により、変倍作用（ズーム機能）をなす。
【００１３】
１０５は第３レンズ群で、光軸方向の進退により、焦点調節を行なう。１０６は光学的ローパスフィルタで、撮影画像の偽色やモアレを軽減するための光学素子である。１０７は２次元ＣＭＯＳフォトセンサーと周辺回路からなる撮像素子である。
【００１４】
１１１はズームアクチュエータで、不図示のカム筒を回動することで、第１レンズ群１１１ないし第３レンズ群１０５を光軸方向に進退駆動し、変倍操作を行なう。１１２は絞りシャッタアクチュエータで、絞り兼用シャッタ１０２の開口径を制御して撮影光量を調節すると共に、静止画撮影時の露光時間制御を行なう。１１４はフォーカスアクチュエータで、第３レンズ群１０５を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行なう。
【００１５】
１１５は撮影時の被写体照明用電子フラッシュで、キセノン管を用いた閃光照明装置が好適であるが、連続発光するＬＥＤを備えた照明装置を用いても良い。１１６はＡＦ補助光装置で、所定の開口パターンを有したマスクの像を、投光レンズを介して被写界に投影し、暗い被写体あるいは低コントラスト被写体に対する焦点検出能力を向上させる。
【００１６】
１２１は、カメラ本体の種々の制御を司るカメラ内ＣＰＵで、演算部、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェイス回路等を有する。そして、ＲＯＭに記憶された所定のプログラムに基づいて、カメラが有する各種回路を駆動し、ＡＦ、撮影、画像処理と記録等の一連の動作を実行する。
【００１７】
１２２は電子フラッシュ制御回路で、撮影動作に同期して電子フラッシュ１１５を点灯制御する。１２３は補助光駆動回路で、焦点検出動作に同期してＡＦ補助光装置１１６を点灯制御する。１２４は撮像素子駆動回路で、撮像素子１０７の撮像動作を制御するとともに、取得した画像信号をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ１２１に送信する。１２５は画像処理回路で、撮像素子１０７が取得した画像のγ変換、カラー補間、ＪＰＥＧ圧縮等の処理を行なう。
【００１８】
１２６はフォーカス駆動回路で、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ１１４を駆動制御し、第３レンズ群１０５を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行なう。１２８は絞りシャッタ駆動回路で、絞りシャッタアクチュエータ１１２を駆動制御して絞り兼用シャッタ１０２の開口を制御する。１２９はズーム駆動回路で、撮影者のズーム操作に応じてズームアクチュエータ１１１を駆動する。
【００１９】
１３１はＬＣＤ等の表示器で、カメラの撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像と撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態表示画像等を表示する。１３２は操作スイッチ群で、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等で構成される。１３３は着脱可能なフラッシュメモリで、撮影済み画像を記録する。
【００２０】
[撮像素子]
本実施形態における撮像素子の画素配列の概略図を図２に示す。図２は、本実施形態の２次元ＣＭＯＳセンサー（撮像素子）の画素配列を、４列×４行画素の範囲で示したものである。図２に示した４列×４行画素を撮像面上に多数配置し、高解像度画像の取得を可能としている。本実施形態においては、画素ピッチが２．７５μm、有効画素数が横３６００列×縦２４００行＝８６４万画素、撮像画面サイズが横９．９ｍｍ×縦６．６ｍｍの撮像素子として説明を行なう。
【００２１】
本実施形態において、図２に示した２列×２行の撮像画素群２００は、対角２画素にＧ（緑）の分光感度を有し、撮像用画像を生成する撮像画素２００Ｇを配置し、他の２画素にＲ(赤)の分光感度を有する撮像画素２００ＲとＢ(青)の分光感度を有し、撮像用画像を生成する撮像画素２００Ｂが配置されている。また、図２に示した各画素２００Ｇ（２００Ｒ、２００Ｂ）には、２列×１行の副画素２０１と副画素２０２が配置されている。
【００２２】
図２に示した撮像素子の１つの画素２００Ｇを、撮像素子の受光面側（＋ｚ側）から見た平面図を図３（ａ）に示し、図３（ａ）のａ−ａ断面を−ｙ側から見た断面図を図３（ｂ）に示す。また、図３（ｃ）に、本実施形態の画素に、平面波の光が、それぞれ、−１５°（左図）、０°（中央図）、１５°（右図）で入射した場合の画素内部における光エネルギー分布をそれぞれ示す。
【００２３】
図３に示すように、本実施形態の画素２００Ｇでは、各画素の受光側に入射光を集光するためのマイクロレンズ３０５と層内レンズ３０６が形成され、ｘ方向に２分割、ｙ方向に１分割された光電変換部３０１と３０２が形成されている。光電変換部３０１と３０２が、それぞれ、副画素２０１と２０２に対応する。
【００２４】
層内レンズ３０６の屈折率は、マイクロレンズ３０５の屈折率より高く構成される。必要に応じて、層内レンズ３０６は省略しても良い。
【００２５】
光電変換部３０１と３０２は、ｐ型層とｎ型層の間にイントリンシック層を挟んだｐｉｎ構造フォトダイオードとしても良いし、必要に応じて、イントリンシック層を省略し、ｐｎ接合フォトダイオードとしても良い。
【００２６】
各画素では、マイクロレンズ３０５と層内レンズ３０６との間に、カラーフィルター（不図示）が形成されている。また、必要に応じて、副画素毎にカラーフィルターの分光透過率を変えても良いし、カラーフィルターを省略しても良い。
【００２７】
マイクロレンズ３０５と層内レンズ３０６から構成される合成マイクロレンズと、複数（２つ）に分割された光電変換部３０１と３０２との間に、第１光導波路３１０と、複数（２つ）に分割された第２光導波路３１１と３１２が形成される。第１光導波路と第２光導波路の屈折率は、配線間を絶縁するための絶縁層３００の屈折率より高い。
【００２８】
本実施形態では、第１光導波路３１０は、マイクロレンズ３０５側（マイクロレンズ側）に配置され、複数（２つ）に分割された第２光導波路３１１と３１２は、複数（２つ）に分割された光電変換部側に配置される。第１光導波路の分割数（分割数１）よりも、第２光導波路の分割数（分割数２）の方が多く構成される。つまり、光導波路が、複数に分割された光電変換部側で、複数に分割されて構成されている。光電変換部の分割数と光導波路（第２光導波路）の分割数は同じであることが望ましい。
【００２９】
また、本実施形態では、マイクロレンズ３０５と層内レンズ３０６から構成される合成マイクロレンズの焦点位置３０７が、第１光導波路３１０内（第１光導波路内）に位置するように設定される。
【００３０】
図３に示した画素２００Ｇに入射した光は、マイクロレンズ３０５により集光され、カラーフィルター（不図示）で分光され、層内レンズ３０６で、再度、集光され、第１光導波路３１０を伝搬する。第１光導波路３１０を伝搬後、第２導波路３１１を伝搬して光電変換部３０１で受光されるか、または、第２導波路３１２を伝搬して光電変換部３０２で受光され、光電変換された信号が出力される。
【００３１】
図３（ｃ）の中央図のように、入射光が光軸に対して０°で（光軸に平行に）入射した場合は、第２導波路３１１を伝搬して光電変換部３０１で受光される受光量と、第２導波路３１２を伝搬して光電変換部３０２で受光される受光量とが、概ね同じとなる。これに対して、図３（ｃ）の左図のように、入射光が光軸に対して−１５°で入射した場合は、第２導波路３１２を伝搬して光電変換部３０２で受光される受光量がより多くなる。一方、図３（ｃ）の右図のように、入射光が光軸に対して１５°で入射した場合は、第２導波路３１１を伝搬して光電変換部３０１で受光される受光量がより多くなる。
【００３２】
光電変換部３０１と３０２では、受光量に応じて電子とホールが対生成し、空乏層で分離された後、負電荷の電子はｎ型層（不図示）に蓄積され、一方、ホールは定電圧源（不図示）に接続されたｐ型層を通じて撮像素子の外部へ排出される。
【００３３】
図４に、本実施形態の画素の瞳強度分布（受光量の入射角依存性）の例を示す。図４の横軸は入射角度、縦軸は受光量を表す。光電変換部３０１により受光される瞳強度分布の例を点線で示す。正の入射角度で入射した光を受光する。これに対し、光電変換部３０２により受光される瞳強度分布の例を鎖線で示す。光電変換部３０１と反対に、負の入射角度で入射した光を受光する。さらに、光電変換部３０１と光電変換部３０２を合わせた画素２００Ｇ全体で受光される瞳強度分布の例を実線で示す。本実施形態では、正の入射角度と負の入射角度で、良好に瞳分割されることがわかる。
【００３４】
以下、本実施形態との比較のため、比較例１と比較例２を示す。
【００３５】
比較例１として、複数（２つ）に分割された光電変換部３０１と３０２に対し、単一の第１光導波路３１０のみ形成される場合を図５に示す。比較例１の画素を受光面側（＋ｚ側）から見た平面図を図５（ａ）に示し、図５（ａ）のａ−ａ断面を−ｙ側から見た断面図を図５（ｂ）に示す。また、図５（ｃ）に、比較例１の画素に、平面波の光が、それぞれ、−１５°（左図）、０°（中央図）、１５°（右図）で入射した場合の画素内部における光エネルギー分布をそれぞれ示す。比較例１では、光導波路が単一の第１光導波路３１０のみである。そのため、画素へ光の入射角度によらず、第１光導波路３１０を伝搬した光は、光電変換部３０１と３０２のそれぞれの受光面に入射し、受光されてしまう。
【００３６】
図６に、比較例１の画素の瞳強度分布（受光量の入射角依存性）の例を示す。図６の横軸は入射角度、縦軸は受光量を表す。光電変換部３０１により受光される瞳強度分布の例を点線で、光電変換部３０２により受光される瞳強度分布の例を鎖線で示す。また、光電変換部３０１と光電変換部３０２を合わせた画素２００Ｇ全体で受光される瞳強度分布の例を実線で示す。光電変換部３０１の瞳強度分布（点線）と３０２の瞳強度分布（鎖線）は、共に、正と負の入射角度で入射した光を受光してしまう。比較例１では、正の入射角度と負の入射角度で、良好に瞳分割することができないことがわかる。
【００３７】
比較例２として、複数（２つ）に分割された光電変換部３０１と３０２に対し、複数（２つ）に分割された第２光導波路３１１と３１２が形成され、第１光導波路が形成されない場合を図７に示す。比較例２の画素を受光面側（＋ｚ側）から見た平面図を図７（ａ）に示し、図７（ａ）のａ−ａ断面を−ｙ側から見た断面図を図７（ｂ）に示す。また、図７（ｃ）に、比較例２の画素に、平面波の光が、それぞれ、−１５°（左図）、０°（中央図）、１５°（右図）で入射した場合の画素内部における光エネルギー分布をそれぞれ示す。
【００３８】
比較例２では、正の入射角度で入射した光は、第２光導波路３１１を伝搬し、光電変換部３０１で受光される。一方、負の入射角度で入射した光は、第２光導波路３１２を伝搬し、光電変換部３０２で受光される。よって、正の入射角度と負の入射角度で、瞳分割を行うことができる。しかしながら、０°近傍の入射角度で入射した光は、導波路の分離帯３１０ａの上端部で、反射されたり、光導波路を伝搬できない角度に進行方向を曲げられてしまい、光電変換部３０１や３０２での受光量が低下してしまう。
【００３９】
図８に、比較例２の画素の瞳強度分布（受光量の入射角依存性）の例を示す。図８の横軸は入射角度、縦軸は受光量を表す。光電変換部３０１により受光される瞳強度分布の例を点線で、光電変換部３０２により受光される瞳強度分布の例を鎖線で示す。また、光電変換部３０１と光電変換部３０２を合わせた画素２００Ｇ全体で受光される瞳強度分布の例を実線で示す。比較例２では、正の入射角度と負の入射角度で、瞳分割ができているが、光電変換部３０１と光電変換部３０２を合わせた画素２００Ｇ全体（撮像画素）の受光感度が、入射角度０°近傍で低下してしまうことがわかる。そのため、撮像画素の性能を良好に保って瞳分割することができないことがわかる。
【００４０】
本実施形態では、図３に示したように、第１光導波路３１０と複数（２つ）に分割された第２光導波路３１１と３１２が形成され、マイクロレンズの焦点位置３０７が、第１光導波路３１０内に位置するように設定される。本実施形態では、０°近傍の入射角度で入射した光は、一度、第１光導波路３１０内で集光されたのち、再度広がり、第２光導波路３１１と３１２を伝搬して光電変換部３０１と３０２で受光される。マイクロレンズによる集光スポットがやや広がった状態で、第２光導波路３１１と３１２の上端受光面に入射するため、導波路の分離帯３１０ａの上端部の影響を抑制し、光電変換部３０１と３０２の受光量を良好に保つことができる。また、正の入射角度で入射した光は、第１光導波路３１０内で集光され、第２光導波路３１１の上端受光面に入射し、その後、第２光導波路３１１を伝搬して、光電変換部３０１で受光される。一方、負の入射角度で入射した光は、第１光導波路３１０内で集光され、第２光導波路３１２の上端受光面に入射し、その後、第２光導波路３１２を伝搬して、光電変換部３０２で受光される。したがって、図４に示したように、本実施形態により、光導波路が形成された画素で、良好な瞳分割を行うことができる。
【００４１】
マイクロレンズの焦点位置３０７を中心に、焦点位置３０７から３０８ａの範囲、焦点位置３０７から３０８ｂの範囲は、それぞれ、マイクロレンズの片側焦点深度の範囲を示している。マイクロレンズによる集光スポットは焦点深度の範囲外で広がり始める。そのため、マイクロレンズの集光スポットをやや広がった状態で第２光導波路３１１と３１２の上端受光面に入射させるため、マイクロレンズの焦点位置３０７と第２光導波路との距離が、マイクロレンズの片側焦点深度以上となるように設定することが望ましい。
【００４２】
第１光導波路と第２光導波路をフォトリソグラフィーとエッチングにより形成する際に、分離帯３１０ａの形状に合わせて配線層３１３の一部を残し、エッチングから保護するマスクとすることで、複数に分割された第２光導波路を簡易に形成することができる。そのため、第２光導波路の形成プロセスを簡易にするため、第２光導波路の上端が配線層３１３の幅の範囲内に形成されることが望ましい。
【００４３】
本実施形態の撮像素子と瞳分割との対応関係を示した概略図を図９に示す。撮像素子の各画素毎に、２×１分割された光電変換部３０１と光電変換部３０２（副画素２０１と副画素２０２）は、それぞれ、瞳部分領域５０１と瞳部分領域５０２の異なる瞳部分領域を通過する光束を受光する。
【００４４】
各画素毎に、副画素２０１と副画素２０２（光電変換部３０１と光電変換部３０２）の中から特定の副画素の信号を選び出すことで、結像光学系の瞳部分領域５０１と瞳部分領域５０２の中の特定の瞳部分領域に対応した視差画像を得ることができる。例えば、各画素毎に、副画素２０１（光電変換部３０１）の信号を選び出すことで、結像光学系の瞳部分領域５０１に対応した有効画素数の解像度の視差画像を得ることができる。副画素３０２でも同様である。
【００４５】
また、各画素毎に、副画素２０１と副画素２０２の信号を全て加算することで、有効画素数の解像度の撮像画像を生成することができる。
【００４６】
以下、本発明における視差画像の像ずれ量とデフォーカス量の関係について説明する。図１０に、視差画像間の像ずれ量とデフォーカス量の概略関係図を示す。撮像面８００に本実施形態の撮像素子（不図示）が配置され、図９と同様に、結像光学系の射出瞳が、瞳部分領域５０１と瞳部分領域５０２に２分割される。
【００４７】
デフォーカス量ｄは、被写体の結像位置から撮像面までの距離を大きさ｜ｄ｜とし、被写体の結像位置が撮像面より被写体側にある前ピン状態を負符号（ｄ＜０）、被写体の結像位置が撮像面より被写体の反対側にある後ピン状態を正符号（ｄ＞０）として定義する。被写体の結像位置が撮像面にある合焦状態はｄ＝０である。図１０で、被写体８０１は合焦状態（ｄ＝０）の例を示しており、被写体８０２は前ピン状態（ｄ＜０）の例を示している。前ピン状態（ｄ＜０）と後ピン状態（ｄ＞０）を合わせて、デフォーカス状態（｜ｄ｜＞０）とする。
【００４８】
前ピン状態（ｄ＜０）では、被写体８０２からの光束のうち、瞳部分領域５０１（５０２）を通過した光束は、一度、集光した後、光束の重心位置Ｇ１（Ｇ２）を中心として幅Γ１（Γ２）に広がり、撮像面８００でボケた像となる。ボケた像は、撮像素子に配列された各画素を構成する副画素２０１（２０２）により受光され、視差画像が生成される。よって、副画素２０１（２０２）の信号から生成される視差画像には、重心位置Ｇ１（Ｇ２）に、被写体８０２が幅Γ１（Γ２）にボケた被写体像として記録される。被写体像のボケ幅Γ１（Γ２）は、デフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜が増加するのに伴い、概ね、比例して増加していく。同様に、視差画像間の被写体像の像ずれ量ｐ（＝Ｇ１−Ｇ２）の大きさ｜ｐ｜も、デフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜が増加するのに伴い、概ね、比例して増加していく。後ピン状態（ｄ＞０）でも、視差画像間の被写体像の像ずれ方向が前ピン状態と反対となるが、同様である。合焦状態（ｄ＝０）では、視差画像間の被写体像の重心位置が一致（ｐ＝０）し、像ずれは生じない。
【００４９】
したがって、本実施形態の２つ（複数）の視差画像は、視差画像のデフォーカス量の大きさが増加するのに伴い、複数の視差画像間の像ずれ量の大きさが増加する。本実施形態では、デフォーカス量の大きさが増加するのに伴い、２つの視差画像間の像ずれ量の大きさが増加する関係性から、視差画像間の像ずれ量を相関演算により算出することで、撮像面位相差検出方式の焦点検出信号を用いた焦点検出を行う。
【００５０】
以上の構成により、光導波路が形成された画素で、良好な瞳分割を行うことが可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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