(57)【要約】【課題】光を分岐しない手法を採用することにより、光量損失の防止を図るとともに、カメラの大型化につながる光分離光学系の省略を可能とし、さらに、高速なＡＦ動作を可能とし得る撮像素子および撮像装置を提供する。【解決手段】  被写体像が結像される撮像面上に複数の画素が配列された撮像素子１０において、これら複数の画素は、第１、第２および第３の画素群１４Ｇ、Ａ、Ｂからなり、前記第１の画素群１４Ｇを構成する媒質１３は、空気換算長ａとなるように、また前記第２の画素群１４Ｂを構成する媒質１３は、空気換算長ａ＋ｃとなるように、さらに前記第３の画素群１４Ａを構成する媒質１３は、空気換算長ａ−ｃとなるように、各々厚みおよび屈折率が設定されてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像が結像される撮像面上に複数の画素が配列された撮像素子において、
前記複数の画素は、第１、第２および第３の画素群からなり、前記第１の画素群を構成する各画素の空気換算長調整用媒質は、空気換算長がａとなるように、また、前記第２の画素群を構成する空気換算長調整用媒質は、空気換算長がａ＋ｃとなるように、さらに、前記第３の画素群を構成する空気換算長調整用媒質は、空気換算長がａ−ｃとなるように、各々厚みおよび屈折率が設定されてなることを特徴とする撮像素子。
【請求項２】
前記第１の画素群を構成する空気換算長調整用媒質は、厚みがｄ１、屈折率がｎに設定され、前記第２の画素群を構成する空気換算長調整用媒質は、前記厚みがｄ２（ｄ２＜ｄ１）、前記屈折率が前記ｎに設定され、前記第３の画素群を構成する空気換算長調整用媒質は、前記厚みがｄ３（ｄ１＜ｄ３）、前記屈折率が前記ｎに設定されてなることを特徴とする請求項１記載の撮像素子。
【請求項３】
前記第１の画素群を構成する空気換算長調整用媒質は、厚みがｄ１、屈折率がｎ１に設定され、前記第２の画素群を構成する空気換算長調整用媒質は、前記厚みがｄ２（ｄ２＜ｄ１）、前記屈折率がｎ２（ｎ２＜ｎ１）に設定され、前記第３の画素群を構成する空気換算長調整用媒質は、前記厚みがｄ３（ｄ１＜ｄ３）、前記屈折率がｎ３（ｎ１＜ｎ３）に設定されてなることを特徴とする請求項１記載の撮像素子。
【請求項４】
前記画素の各々に形成された前記空気換算長調整用媒質上に画素開口率を向上させるマイクロレンズを配設し、該マイクロレンズ各々の曲率が、前記被写体像を担持した入射光が当該マイクロレンズに対応する画素各々の受光位置に集光され得るように形成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の撮像素子。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の撮像素子と、前記撮像素子からの信号を処理してフォーカス調整用映像信号およびその他の各種映像信号を生成して出力する映像信号処理手段と、前記映像信号上のフォーカス調整対象領域に係る情報を選択して出力するフォーカス対象領域選択手段と、前記フォーカス調整用映像信号および前記フォーカス調整対象領域に係る情報を入力され、この入力された信号および情報に基づきフォーカス制御信号を出力するフォーカス制御手段と、該フォーカス制御信号に応じてフォーカス位置を調整すべく光軸方向に移動するフォーカスレンズと、を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
前記フォーカス制御手段は、前記フォーカス調整用映像信号のうち前記フォーカス調整対象領域に係る情報に基づき選択された特定の映像領域を出力する領域抽出部と、前記特定の映像領域の画素のうち空気換算長が最も長い前記第２の画素群と空気換算長が最も短い前記第３の画素群を抽出する画素群抽出部と、前記第１の画素群と前記第２の画素群を入力され、該画素群各々に対応するコントラスト評価値Ｃ２およびＣ３を演算して出力するコントラスト評価部と、前記コントラスト評価値Ｃ２および前記コントラスト評価値Ｃ３を入力され、該Ｃ２と該Ｃ３の差分がゼロとなるようにフォーカス位置を調整するためのフォーカス制御信号を生成して出力するフォーカス制御信号生成部と、を備えたことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記映像信号処理手段は、前記空気換算長が最も長い前記第２の画素群および前記空気換算長が最も短い前記第３の画素群の画素値をそのまま用いる代わりに、当該画素の周辺の画素値から画素補間して生成した画素値を当該画素の画素値とみなして、前記その他の各種映像信号を生成するものであることを特徴とする請求項５または６に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像素子および撮像装置に関し、特にオートフォーカス機能を備えたカメラ等の撮像装置に搭載される撮像素子およびその撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビデオカメラの多画素化が進み、より高精細な画質が要求されるのに伴い、マニュアルフォーカス（ＭＦ）によるフォーカス調整が困難になってきていることから、ビデオカメラにおいてもオートフォーカス（ＡＦ）の役割が重要なものとなってきている。ところが、ビデオカメラの場合、ＡＦ動作が映像や音声の記録（撮像や録音）処理中に行われるために、赤外線等で測距を行うと、どうしても撮像や録音に影響を及ぼし易いことから、いわゆるパッシブ方式（赤外線等で測距を行わない方式）によるＡＦを採用することが望ましい。
【０００３】
上記パッシブ方式としては、フォーカスのサーボを駆動して映像のコントラストのピークを探索する山登りサーボ方式や、レンズから入射した光をプリズムにより分離して専用の測距センサーに導き、その測距センサー上に結像させた像の位相差から被写体までの距離を検出するＴＴＬ位相差検出方式が知られている（特許文献１を参照）。このＴＴＬ位相差検出方式のものではカメラの撮像光学系中で被写体像を担持した光の一部を分岐し、この一部の光をカメラの撮像面に相当する位置を挟む前後の各位置に配置した２つの撮像素子上に照射する。このような位置に配された２つの撮像素子による各コントラスト評価値が互いに同等となるように制御することにより、高速にフォーカス制御を行うことが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０３２８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した山登りサーボ方式は映像信号に基づき直接フォーカスを調整するようにしているので特別な機構を必要としない点で有利であるが、ピント最良位置を一旦通り過ぎる必要があり、合焦までに時間を要する。また、上記ＴＴＬ位相差検出方式は得られた光学像のコントラストに基づき測距を行うので高速な処理動作が可能であるが、光を分岐する光学系を設ける必要があり、カメラが大型化し、カメラの感度低下も招く。
【０００６】
位相差検出方式の中でも上述した特許文献１に記載された手法を用いた場合には、レンズ側に分離光学系を設けることでカメラ側に特殊な分離光学系を必要とせず、高速動作が可能という利点はあるものの、光を分離することは同じであるため、やはり感度低下を招来する。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、光を分岐しない手法を採用することにより、カメラの大型化や光量の低下を招来する光分離光学系を設けることを必要とせず、さらに、高速なＡＦ動作を可能とし得る撮像素子および撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像素子は、
被写体像が結像される撮像面上に複数の画素が配列された撮像素子において、
前記複数の画素は、第１、第２および第３の画素群からなり、前記第１の画素群を構成する各画素の空気換算長調整用媒質は、空気換算長がａとなるように、また、前記第２の画素群を構成する空気換算長調整用媒質は、空気換算長がａ＋ｃとなるように、さらに、前記第３の画素群を構成する空気換算長調整用媒質は、空気換算長がａ−ｃとなるように、各々厚みおよび屈折率が設定されてなることを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記撮像素子において、
前記第１の画素群を構成する空気換算長調整用媒質は、厚みがｄ１、屈折率がｎに設定され、前記第２の画素群を構成する空気換算長調整用媒質は、前記厚みがｄ２（ｄ２＜ｄ１）、前記屈折率が前記ｎに設定され、前記第３の画素群を構成する空気換算長調整用媒質は、前記厚みがｄ３（ｄ１＜ｄ３）、前記屈折率が前記ｎに設定されてなることが好ましい。
【００１０】
また、上記撮像素子において、
前記第１の画素群を構成する空気換算長調整用媒質は、厚みがｄ１、屈折率がｎ１に設定され、前記第２の画素群を構成する空気換算長調整用媒質は、前記厚みがｄ２（ｄ２＜ｄ１）、前記屈折率がｎ２（ｎ２＜ｎ１）に設定され、前記第３の画素群を構成する空気換算長調整用媒質は、前記厚みがｄ３（ｄ１＜ｄ３）、前記屈折率がｎ３（ｎ１＜ｎ３）に設定されてなることが好ましい。
【００１１】
また、上述した撮像素子のうちいずれかの撮像素子であって、
前記画素の各々に形成された前記空気換算長調整用媒質上に画素開口率を向上させるマイクロレンズを配設し、該マイクロレンズ各々の曲率が、前記被写体像を担持した入射光が当該マイクロレンズに対応する画素各々の受光位置に集光され得るように形成されていることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の撮像装置は、
上述した撮像素子のうちいずれかの撮像素子と、前記撮像素子からの信号を処理してフォーカス調整用映像信号およびその他の各種映像信号を生成して出力する映像信号処理手段と、前記映像信号上のフォーカス調整対象領域に係る情報を選択して出力するフォーカス対象領域選択手段と、前記フォーカス調整用映像信号および前記フォーカス調整対象領域に係る情報を入力され、この入力された信号および情報に基づきフォーカス制御信号を出力するフォーカス制御手段と、該フォーカス制御信号に応じてフォーカス位置を調整すべく光軸方向に移動するフォーカスレンズと、を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、上述した撮像装置において、
前記フォーカス制御手段は、前記フォーカス調整用映像信号のうち前記フォーカス調整対象領域に係る情報に基づき選択された特定の映像領域を出力する領域抽出部と、前記特定の映像領域の画素のうち空気換算長が最も長い前記第２の画素群と空気換算長が最も短い前記第３の画素群を抽出する画素群抽出部と、前記第１の画素群と前記第２の画素群を入力され、該画素群各々に対応するコントラスト評価値Ｃ２およびＣ３を演算して出力するコントラスト評価部と、前記コントラスト評価値Ｃ２および前記コントラスト評価値Ｃ３を入力され、該Ｃ２と該Ｃ３の差分がゼロとなるようにフォーカス位置を調整するためのフォーカス制御信号を生成して出力するフォーカス制御信号生成部と、を備えることが好ましい。
【００１４】
また、上述したいずれかの撮像装置において、
前記映像信号処理手段は、前記空気換算長が最も長い前記第２の画素群および前記空気換算長が最も短い前記第３の画素群の画素値をそのまま用いる代わりに、当該画素の周辺の画素値から画素補間して生成した画素値を当該画素の画素値とみなして、前記その他の各種映像信号を生成することが可能である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の撮像素子および撮像装置によれば、撮像素子の画素が、空気換算長が互いに異なる３種類の画素群（空気換算長ａ、ａ＋ｃ、ａ−ｃ）より構成されてなる。すなわち、第１の画素群は、空気換算長がａとなるように、また第２の画素群は、空気換算長がａ＋ｃ（ａ＞ｃ＞０）となるように、さらに第３の画素群は、空気換算長がａ−ｃ（ａ＞ｃ＞０）となるように、各々媒質の厚みと屈折率とが調整されている。
【００１６】
このように構成された画素群のうち、第２の画素群と第３の画素群のコントラストを分散等を計算することにより求めてカメラのＡＦ処理に用いた場合について説明する。すなわち、上記それぞれの画素群におけるコントラストの評価値をＣ２およびＣ３とすると、Ｃ２＜Ｃ３となっているときはピントが手前側にずれていると判定してフォーカス位置を奥側に移動させ、Ｃ２＞Ｃ３となっているときはピントが奥側にずれていると判定してフォーカス位置を手前側に移動させる。このようにしてフォーカスレンズのフォーカス位置を光軸方向に移動させ、Ｃ２＝Ｃ３となった時点でフォーカス位置調整を終了するようにすれば、空気換算長がａの第１の画素群にピントが合った状態となる。なお、撮像素子の画素のうち、大部分の画素を空気換算長がａの第１の画素群としておけば、実際の被写体の撮影画像に及ぼすピントずれの影響を極めて小さいものとすることができる。
【００１７】
したがって、本発明の撮像素子および撮像装置によれば、従来技術の如く、入射光の一部を分岐する必要がないので、光量の損失を阻止することができるとともにカメラの大型化につながる光分離光学系を設けることを必要としない。また、山登り制御を用いずにフォーカス制御を行うことができるので、高速なＡＦ動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１に係る撮像素子の画素構造を表す概念図である。
【図２】本発明の実施例１に係る撮像素子を用いたオートフォーカス機構を有する撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例１に係るフォーカス制御手段の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例１に係るフォーカスレンズ位置とコントラスト評価値の関係を示す概念図である。
【図５】本発明の実施例２に係る撮像素子の画素構造を表す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、上記図面を参照しながら説明する。
まず、本発明の実施形態に係る、CCD等の撮像素子の具体的な断面構成（実施例１）について図１を用いて説明する。
【実施例１】
【００２０】
この撮像素子１０は、撮像面上において格子状に複数個（例えば１０００万個）の画素を配列してなるものであり、各画素毎にマイクロレンズ１１と、空気換算長調整部１３と、ウエル空間部（１４Ｇ、Ａ、Ｂ）と、光電変換部ＰＤ（１４Ｇｐ、Ａｐ、Ｂｐ）と、を備えている。
【００２１】
図１に示すように、画素のうち大多数のものは、空気換算長調整部１３の厚みがｄとされた通常画素群（第１の画素群）であり、その余の画素のうち半分は空気換算長調整部１３の厚みがｄ−ｃとされた画素群Ａ（第２の画素群）であり、その余の画素のうち残りの半分は空気換算長調整部１３の厚みがｄ＋ｃとされた画素群Ｂ（第３の画素群）である。なお、本実施例においては、空気換算長調整部１３の材質の屈折率ｎが、いずれの画素においても同じであるので、それらの屈折率も互いに同じに設定されている。一般に、光が屈折率ｎの媒質中を距離ｄだけ通過する場合の空気換算長はｄ／ｎで表される。したがって、各画素に入射した光（被写体からの光）の空気換算長の差は、空気換算長調整部１３の厚みの差ｃに、（１−1／ｎ）を乗じることにより得られる。
【００２２】
すなわち、この空気換算長調整部１３を構成する材質の屈折率をｎとすれば、通常画素群と画素群Ａ、および通常画素群と画素群Ｂの空気換算長差は、いずれもｃ（１−１/ｎ）となる。
【００２３】
また、いずれの画素群の画素においてもマイクロレンズ１１の屈折率は同じとされている。
【００２４】
なお、各画素によって、マイクロレンズ１１から各光電変換素子１４Ｇｐ、１４Ａｐ、１４Ｂｐまでの距離が異なることから、入射した光が各光電変換素子１４Ｇｐ、１４Ａｐ、１４Ｂｐに集束され得るように、マイクロレンズ１１の曲率を多少変更するように構成することが好ましい。この場合、各画素におけるマイクロレンズ１１は、光軸上での長さ（面間隔）が互いに等しくなるように構成されることが好ましい。
【００２５】
また、各画素の境界部には、隣接する画素にも当該画素への入射光が入射するのを防止する遮光壁１６が設けられている。この遮光壁１６において、遮光材を金属、合金、あるいは金属化合物とすることで、遮光壁１６に照射された光を反射させることができ、受光感度の低下を防止することができる。また、遮光材をＴｉＮ（チタンナイトライト）などの光吸収係数の高い材料で形成すれば、遮光壁１６に照射された光を吸収させることができ、混色を防止することができる。
【００２６】
図２は上記実施例1に係る撮像素子を搭載したＡＦ機構を有する撮像装置１を示すブロック図である。
【００２７】
被写体情報を担持した光はレンズ６０を介して撮像素子１０の撮像面上の各画素（通常画素群、画素群Ａ、画素群Ｂ）に入射する。各画素の光電変換素子（ＰＤ）に入射することで撮像された被写体像は、映像信号に変換されて映像信号処理手段２０に入力され、この映像信号処理手段２０からは、カメラの出力端子に送出される出力用映像信号とＡＦ情報として寄与するＡＦ用映像信号が出力される。
【００２８】
一方、フォーカス対象領域選択手段３０には、ＡＦの対象となる被写体のフォーカス調整対象領域（画素）が、例えばタッチパネル等の指示手段から入力され、これに基づきフォーカス調整対象領域を示す情報が出力される。
【００２９】
次に、フォーカス制御手段４０には、このフォーカス調整対象領域を示す情報と上記ＡＦ用映像信号が入力され、これら２つの信号に基づき演算されたフォーカス制御信号が出力される。
出力されたフォーカス制御信号によりレンズ６０のフォーカス駆動部５０においてこのレンズ６０のフォーカス制御が行われる。
【００３０】
以下、上記のように構成された撮像装置１、およびこの撮像装置１を搭載した撮像素子１０を用いて行われるＡＦ処理について説明する。
【００３１】
上記それぞれの画素群におけるコントラストの評価値をＣ２（画素群Ａ）およびＣ３（画素群Ｂ）とすると、Ｃ２＜Ｃ３となっているときはピントが奥側にずれていると判定して（図４の下段の図を参照）フォーカス位置を手前側に移動させ、Ｃ２＞Ｃ３となっているときはピントが手前側にずれていると判定して（図４の上段の図を参照）フォーカス位置を奥側に移動させる。このようにしてフォーカス位置を移動させ、Ｃ２＝Ｃ３となった時点でフォーカス位置調整を終了するようにすれば、空気換算長がａの通常画素群にピントが合った状態に調整することができる。上記のような構成とされた場合、通常画素群にピントを合わせると、画素群Ａではピントが奥側にずれることによりぼけた状態に、また画素群Ｂではピントが手前側にずれることによりぼけた状態になるが、前述したように、これら両画素群の画素と通常画素群の画素との各々の空気換算長の差が等しいので、画素群Ａと画素群Ｂのぼけ量はほぼ同一になることから、本発明においては、このような性質をＡＦに適用している。
【００３２】
すなわち、このＡＦ処理は、まず、ＡＦの対象となる評価領域（全画素から通常画素群（第１の画素群）を除いた画素が配された領域）を選択し、その領域内に含まれる画素のうち、媒質の厚みがｄ−ｃの画素群Ａ（第２の画素群）と、媒質の厚みがｄ＋ｃの画素群Ｂ（第３の画素群）を選択する。画素群Ａと画素群Ｂのコントラストを分散等の値に基づいて各々求め、それぞれの画素群のコントラストを評価値Ｃ２（画素群Ａ）、Ｃ３（画素群Ｂ）とする。
【００３３】
なお、撮像素子の画素のうち、ＡＦの評価に係る画素としても使用される画素は全画素のうちの少数（例えば１/１６あるいは１/６４）とされているので、ほとんどの画素は、被写体の撮影にのみ用いられることになり撮影画像におけるピントずれの影響を、画質に影響を及ぼさない程度まで小さいものとすることができる。
【００３４】
通常画素群を通過した光における、被写体からフォトダイオード（ＰＤ）までの空気換算長をＬ１とすると、画素群Ａを通過した光における、被写体からフォトダイオード（ＰＤ）までの空気換算長は、Ｌ１よりも（１−１/ｎ）ｃだけ長くなり、他方、画素群Ｂを通過した光における、被写体からフォトダイオード（ＰＤ）までの空気換算長は、Ｌ１よりも（１−１/ｎ）ｃだけ短くなる。ただし空気の屈折率は１とする。画素群Ａおよび画素群Ｂは、互いに同等の数だけ撮像素子全体（全画素の大多数を示す通常画素群中）にちりばめられている。なお、この媒質の形成処理はカラーフィルタやマイクロレンズの形成プロセスを用いて実現することができる。
【００３５】
図３は、上記フォーカス制御手段４０の構成を示すブロック図である。
このフォーカス制御手段４０は、フォーカス調整対象領域に係る情報およびＡＦ用映像信号が入力され、このＡＦ用映像信号の中からフォーカス調整対象領域を抽出し、映像領域に対応する信号（以下、映像領域対応信号と称する）として出力する領域抽出部４１と、この映像領域対応信号を入力され、画素群Ａと画素群Ｂを抽出して出力する画素群抽出部４２と、画素群Ａと画素群Ｂの各コントラストを評価して、その評価値であるＣ２とＣ３を出力するコントラスト評価部４３と、これらの評価値Ｃ２、Ｃ３を入力され、フォーカス制御信号を出力するフォーカス制御信号生成部４４を備えている。なお、フォーカス制御信号生成部４４では、入力されたＣ２とＣ３の値を比較して、フォーカス位置を手前側と奥側のいずれに移動させればよいかを判定し、これに基づいてフォーカス制御信号を出力する。このような操作はＣ２＝Ｃ３となるまで続けられる。すなわち、通常画素群にピントが合った状態であるＣ２＝Ｃ３となった時に終了する。
【００３６】
図４はフォーカスレンズの位置とコントラスト評価値との関係を説明するための概念図である。なお、図４では、空気換算長調整用媒質の屈折率をｎ１とし、通常画素位置に対して、空気換算長を考慮した画素群Ａ、Ｂの結像位置は（１−１/ｎ１）ｃだけ離間した構成とされている。
【００３７】
図４の上段の図に示すように、フォーカスレンズ６１のピントが通常画素群の画素位置よりも手前側に合っているときは、コントラスト評価値はＣ２＞Ｃ３の関係になるのでフォーカス位置を画素位置から見て奥側に移動する必要があることが明らかである。逆に、図４の下段の図に示すように、ピントが通常画素群の画素位置よりも奥側に合っているときはコントラスト評価値はＣ２＜Ｃ３となるので、フォーカス位置を手前側に移動する必要があることが明らかである。この動作を、コントラスト評価値がＣ２＝Ｃ３となる（図４の中段の図を参照）まで続けることで、ジャストフォーカスの位置を通り過ぎることなくピント合わせを行うことができる。また、光束の一部を分岐してフォーカス位置を検出する従前の手法のように光量が無駄となる虞がない。
【００３８】
上述したようにして生成された映像は通常画素にのみピントが合った状態となるが、前述したように全体の画素のうち画素群Ａおよび画素群Ｂのタイプの画素の割合は、全体の画質に影響を与えるほど多くは設定されていないため、カメラ（撮像装置）から出力された映像信号により生成された映像は、良好な画質を有するものとされている。
【００３９】
なお、フォーカス位置の変化に対するボケ量の変化の関係については、本願発明者により開示された論文（「スーパーハイビジョン用フォーカス補助信号」船津良平ほか、映像情報メディア学会誌  Vol. 65(2011)  No. 4  P531-539）を参照することにより理解が容易となる。
【実施例２】
【００４０】
実施例２における撮像素子の画素構造を図５に示す。本実施例は上記実施例１と略同様に構成されているが、上記実施例１においては、空気換算長調整部１３の屈折率は互いに同じ値に設定されているのに対し、本実施例においては、空気換算長調整部１１３Ｇ、Ａ、Ｂの材質が互いに異なったものとされているので、各々の屈折率は互いに異なった値とされている点において相違している。
【００４１】
すなわち、画素のうち大多数のものは、空気換算長調整部１１３Ｇの厚みがｄとされた通常画素群（第１の画素群）であり、その余の画素のうち半分は空気換算長調整部１１３Ｂの厚みがｄ−ｃとされた画素群Ａ（第２の画素群）であり、その余の画素のうち残りの半分は空気換算長調整部１１３Ａの厚みがｄ＋ｃとされた画素群Ｂ（第３の画素群）である。そして、本実施例においては空気換算長調整部１１３Ｇ、Ａ、Ｂの材質が互いに異なったものとされているので、各々の屈折率は互いに異なったものとされている。なお、本実施例においては、通常画素群の画素を構成する空気換算長調整部１１３Ｇの材質の屈折率がｎ１、画素群Ａの画素を構成する空気換算長調整部１１３Ａの材質の屈折率がｎ２、さらに画素群Ｂの画素を構成する空気換算長調整部１１３Ｂの材質の屈折率がｎ３、に各々設定されている。
【００４２】
したがって、通常画素群と画素群Ａの空気換算長差はｄ（１／ｎ２−１／ｎ１）＋ｃ（１−１／ｎ２）となり、通常画素群と画素群Ｂの空気換算長差はｄ（１／ｎ１−１／ｎ３）＋ｃ（１−１／ｎ３）となる。
【００４３】
このように構成された実施例２によれば、画素群Ａと画素群Ｂにおいて、媒質の厚みだけではなく、媒質の材質（屈折率）を通常画素群と異なるものに選択している。そして、画素群Ａの場合の画素の媒質の屈折率を、通常画素群の画素の媒質の屈折率ｎ１より小さいｎ２とすることにより、実施例１と比べて画素群Ａの場合の空気換算長をより長くすることができ、画素群Ｂの画素の媒質の屈折率を、通常画素群の画素の媒質の屈折率ｎ１より大きいｎ３とすることにより、実施例１と比べて画素群Ｂの場合の空気換算長をより長くすることができる。
【００４４】
その結果、実施例１と比べて構造は複雑になるものの、画素群Ａと画素群Ｂのコントラスト評価値の差をより大きくできるので、微小な画素であってもフォーカス調整の精度を向上させることができる。
【００４５】
本発明の撮像素子および撮像装置としては上記実施例のものに限られるものではなく、例えば、上述した実施例１，２のものは、画素群Ａの各画素で得られた画素値、および画素群Ｂの各画素で得られた画素値をそのまま利用しているが、得られた各画素そのままの画素値を使用せずに、画素群Ａ・Ｂの画素周辺の画素の画素値に基づき、画素補間することにより得られる当該画素の画素値を用いる方が、生成した画像の画質を良好とし得る場合には、このような画素補間の手法を採用することが好ましい。この場合には、前述した映像信号処理手段に、画素群Ａ・画素群Ｂの各画素について上記画素補間の処理を行う画素補間部を備えるように構成する。これにより、出力映像信号の品質を向上させることができる。
【００４６】
また、上記実施形態のものにおいては、画素群Ａや画素群Ｂの各画素の空気換算長調整部の厚みを、通常画素群の各画素のそれとは異なるように構成しているが、画素群Ａや画素群Ｂの各画素の空気換算長調整部の厚みは通常画素群の各画素のそれとは同じとし、その替わりに、画素群Ａや画素群Ｂの各画素の空気換算長調整部の屈折率を、通常画素群の各画素のそれとは異なるように構成して空気換算長を画素群毎に異ならせるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１        撮像装置
１０、１１０      撮像素子
１１、１１１      マイクロレンズ
１３、１１３Ｇ、Ａ、Ｂ    空気換算長調整部
１４Ｇ、Ａ、Ｂ、１１４Ｇ、Ａ、Ｂ    ウエル空間部
１４Ｇｐ、Ａｐ、Ｂｐ、１１４Ｇｐ、Ａｐ、Ｂｐ    光電変換部（ＰＤ）
１６、１１６      遮光壁
２０      映像信号処理手段
３０      フォーカス対象領域選択手段
４０      フォーカス制御手段
４１      領域抽出部
４２      画素群抽出部
４３      コントラスト評価部
４４      フォーカス制御信号生成部
５０      フォーカス駆動部
６０      レンズ
６１      フォーカスレンズ
【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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