(57)【要約】【課題】簡易な構成で、撮影画像用および焦点検出用の信号を生成可能な撮像装置を提供すること。【解決手段】撮像装置は、撮像素子から読み出された信号を処理して画像を生成する。撮像素子を構成する複数の単位画素１００は、受光面積の異なる光電変換部としてのフォトダイオード（ＰＤ）１０１，１０２が積層された構成である。縦型トランジスタ１０３は入射光に近い表層側のＰＤ１０１から電荷転送を行う。平面型トランジスタ１０４は深層側のＰＤ１０２から電荷転送を行う。深層側のＰＤ１０２は、縦型トランジスタ１０３から離れる方向に偏倚して配置され、かつ、ＰＤ１０１よりも受光面積が小さい。ＰＤ１０１から撮影画像用の信号が取得され、ＰＤ１０２から焦点検出用の信号が取得される。【選択図】  図１
2018117178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光電変換部が積層された構成の画素部を有する撮像素子であって、
前記複数の光電変換部のうち、光の入射側に形成された撮影画像用の第１の光電変換部と、
前記第１の光電変換部よりも光の入射側から離れた位置に形成され、かつ、前記第１の光電変換部とは受光面積が異なる焦点検出用の第２の光電変換部と、
前記第１の光電変換部から電荷転送を行う第１のトランジスタと、
前記第２の光電変換部から電荷転送を行う第２のトランジスタと、
前記第２の光電変換部と前記第１のトランジスタとの間に配置されるフローティングディフュージョン部と、を備える
ことを特徴とする撮像素子。
【請求項２】
前記第２の光電変換部は、前記第１のトランジスタから離れる方向に偏倚して配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
前記画素部はマイクロレンズを有し、
前記第２の光電変換部は、前記マイクロレンズの中心を通る中心線に対して偏倚して配置される
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像素子。
【請求項４】
複数の前記画素部のうち、第１の画素部が有する前記第２の光電変換部は、前記マイクロレンズの中心線に対して直交する第１の方向に偏倚して配置され、第２の画素部が有する前記第２の光電変換部は、前記第１の方向とは反対の第２の方向に偏倚して配置される
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像素子。
【請求項５】
前記第２の光電変換部の受光面積は、前記第１の光電変換部の受光面積よりも小さい
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像素子。
【請求項６】
前記第１のトランジスタは、積層方向に形成された縦型トランジスタであり、
前記第２のトランジスタは、光の入射側とは反対側に形成された平面型トランジスタである
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像素子。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像素子と、
前記撮像素子の出力信号を処理して画像を生成する画像処理手段と、を備える撮像装置。
【請求項８】
撮像光学系の焦点検出および焦点調節の制御を行う制御手段を備え、
前記画像処理手段は、前記撮像光学系を通して結像される光を前記第１の光電変換部が光電変換した信号を取得して画像を生成する処理を行い、
前記制御手段は、前記撮像光学系を通して結像される光を前記第２の光電変換部が光電変換した信号により位相差検出を行い、デフォーカス量を算出して前記焦点調節を行う
ことを特徴とする請求項７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、撮影画像用および焦点検出用の信号を取得可能な撮像素子および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
瞳分割方式の焦点検出を行う撮像素子は、撮像光学系の異なる瞳面をそれぞれ通過する光を光電変換し、複数の像信号を比較して像ずれ量を検出することができる。簡易的な構成として、各画素部は１つのマイクロレンズに対応する複数のフォトダイオード（以下、ＰＤともいう）を備える。ＰＤの前に配した遮光部材等により受光領域が制限され、異なる瞳面をそれぞれ通過する光をＰＤが受光し、複数の画素出力を比較する処理が行われる。この場合、ＰＤの受光領域が制限されるため、画素部単体では撮影画像用として用いることができず、焦点検出専用の画素部となる。特許文献１では、単位画素内にて複数のＰＤを積層し、ＰＤの表層側と深層側とで、撮影画像用と焦点検出用として各部を構成する。撮像画像と焦点検出用画像の双方を取得可能である。
【０００３】
ところで、基板配線層の裏側を光の入射側としてＰＤが受光するように構成された裏面照射型の撮像素子が知られている。特許文献２に開示の固体撮像装置は、半導体層内に積層された光電変換部を備え、１層の光電変換部が、縦型トランジスタのゲート電極の半導体層に埋め込まれた部分まで形成された構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８３９９９０号明細書
【特許文献２】特開２０１３−８４７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示の撮像素子はＰＤを積層させた構造であり、入射光に対する平面部から電荷を取り出す転送用トランジスタまで、縦方向に延長させた部分を要している。このため、縦方向に延長されたＰＤに斜入射光（斜め方向からの入射光）が受光されることで、不要電荷が発生することになる。特許文献２に開示の固体撮像装置は裏面照射型であるが、瞳分割方式の位相差検出用信号を取得するための構造に関して開示がない。
本発明の目的は、簡易な構成で、撮影画像用および焦点検出用の信号を生成可能な撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態の装置は、複数の光電変換部が積層された構成の画素部を有する撮像素子であって、前記複数の光電変換部のうち、光の入射側に形成された撮影画像用の第１の光電変換部と、前記第１の光電変換部よりも光の入射側から離れた位置に形成され、かつ、前記第１の光電変換部とは受光面積が異なる焦点検出用の第２の光電変換部と、前記第１の光電変換部から電荷転送を行う第１のトランジスタと、前記第２の光電変換部から電荷転送を行う第２のトランジスタと、前記第２の光電変換部と前記第１のトランジスタとの間に配置されるフローティングディフュージョン部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡易な構成で、撮影画像用および焦点検出用の信号を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る単位画素の構成を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係る瞳分割方式のペア画素を示す断面図である。
【図３】本実施形態に係る単位画素の構成を示す回路図である。
【図４】本実施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５】本実施形態に係る撮像素子の動作例を示すタイミングチャートである。
【図６】本実施形態に係る撮像装置全体の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】
【０００９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の代表的な実施形態を示す単位画素１００の断面構造を模式的に示す図である。裏面照射型の撮像素子は、半導体基板の表面側に回路部が形成され、半導体基板上の裏面側に受光部が形成された構成である。図１には複数の画素部のうち、１つの単位画素１００を示す。画素部内には、光電変換部であるフォトダイオード（ＰＤ）１０１および１０２が、半導体基板の深さ方向（積層方向）に形成されている。図には、積層された２層のＰＤのうち、ＰＤ１０１を「ＰＤ１」と表記し、ＰＤ１０２を「ＰＤ２」と表記する。
【００１０】
半導体基板上の裏面側（光の入射側）にマイクロレンズ１０７が設けられている。単位画素１００への入射光は、マイクロレンズ１０７によって集光され、ＰＤ１０１とＰＤ１０２が受光して光電変換を行う。本例では、入射光に対する表層側に撮影画像用のＰＤ１０１が配置され、深層側に焦点検出用のＰＤ１０２が配置される。ＰＤ１０１は、マイクロレンズ１０７によって集光される入射光を有効に取り込める受光面積に設計されている。ＰＤ１０２は、瞳分割された入射光を取り込める受光面積を有し、ＰＤ１０１よりも有効面積が小さく設計されている。またＰＤ１０２は、マイクロレンズ１０７の光軸中心に対して、ずらした位置に配置される。すなわち、瞳分割による位相差検出方式では、対をなす画素部の焦点検出用のＰＤ出力と併せて、相関演算を行う事で焦点検出が可能である。また、ＰＤ１０２はＰＤ１０１の領域を透過した波長成分の光を受光して光電変換を行う。そのためＰＤ１０２は、半導体基板材料であるシリコンの深さ方向における光の吸収波長から、深部まで到達する６００ナノメートル以上の長波長の光を主に光電変換して、焦点検出用信号を取得する。
【００１１】
ＰＤ１０１にて光電変換された電荷は、縦型トランジスタ１０３によりフローティングディフュージョン部（以下、ＦＤ部と表記する）１０５へ転送される。縦型トランジスタ１０３は、その電極がＰＤ１０１に達する位置まで形成されており、所望の電圧を印加することで、蓄積された信号電荷をＦＤ部１０５へ転送する。
【００１２】
平面型トランジスタ１０４は、半導体基板の表面側（光の入射側とは反対側）にてＰＤ１０２とＦＤ部１０５に接して形成されている。平面型トランジスタ１０４はＰＤ１０２で蓄積された電荷をＦＤ部１０５へ転送する。配線１０６は画素部内のスイッチを駆動する配線や電源等の配線である。
【００１３】
本実施形態では、撮影画像用のＰＤ１０１を表層側に配置することで、入射光量を多く取り込めるので、画素信号のＳ／Ｎ比（信号対ノイズ比）を高めることができる。ＰＤ１０１の電荷転送は縦型トランジスタ１０３により行われるので、ＰＤ１０１の領域を転送部まで延長する必要はなく、斜入射光の影響を受け難い。なお、縦型トランジスタ１０３を電荷転送状態とした際、表層のＰＤ１０１と縦型トランジスタ１０３の周りに形成されるチャネル部分とが繋がる。このため、その影響により深層のＰＤ１０２が縦型トランジスタ１０３に近接していると電荷の混在が発生する可能性がある。これに対し、本実施形態の構成では、焦点検出用に設けられた深層のＰＤ１０２は、瞳分割された入射光に対する受光面積およびそれに応じた配置でよいため、縦型トランジスタ１０３との間の距離を十分に確保できる。つまり、ＰＤ１０１，ＰＤ１０２の電荷分離に対してその影響を回避することが可能となり、単位画素内で撮影画像用信号と焦点検出用信号を容易に、かつ高精度に取得可能である。
【００１４】
図２は、瞳分割による位相差方式の焦点検出を説明するため、水平方向の瞳分割を行う構成例を示す。図２では隣接した２つの単位画素１００の配置例を示す。右側に示す単位画素は図１に示す単位画素１００と同じ構成であるが、左側に示す単位画素はＰＤ１０１に対するＰＤ１０２の位置関係が異なる。つまり、２列のペア画素は、図２中に１点鎖線で示したマイクロレンズの光軸に対して水平方向において左右対称に配置されている。なお、説明の便宜上、右側に配置された画素をＡ単位画素といい、左側に配置された画素をＢ単位画素という。Ａ単位画素は、図１で説明した単位画素１００と同じ配置であるため、図１と同一の符号を付して示す。また、Ｂ単位画素については、図１で説明した単位画素１００で使用した符号１０１〜１０７に１００を加算した符号を用い、各部に符号２０１〜２０７を付している。
【００１５】
Ａ単位画素のＰＤ１０２およびＢ単位画素のＰＤ２０２は焦点検出用のＰＤであり、１点鎖線で示すマイクロレンズ１０７、２０７の中心線に対して一方向に偏倚して配置される。具体的には、Ａ単位画素のＰＤ１０２はマイクロレンズ１０７の中心線に対して左側に偏倚しているので、撮影レンズの右側の射出瞳の部分領域を通過した光束を受光する。またＢ単位画素のＰＤ２０２はマイクロレンズ２０７の中心線に対して右側に偏倚しているので、撮影レンズの左側の射出瞳の部分領域を通過した光束を受光する。
【００１６】
撮像素子は、Ａ単位画素およびＢ単位画素をそれぞれ水平方向に亘って規則的に配列した画素群を備える。画素群において、Ａ単位画素のＰＤ１０２により取得した被写体像をＡ像とし、Ｂ単位画素のＰＤ２０２により取得した被写体像をＢ像とする。位相差検出方式では、Ａ像とＢ像との相対位置（出力のずれ量）を検出することで、被写体像の焦点ずれ量（デフォーカス量）を検出できる。また、垂直方向（縦方向）の焦点ずれ量を検出する場合には、２次元配列の縦方向において、Ａ単位画素のＰＤ１０２を上側に偏倚させ、Ｂ単位画素のＰＤ２０２を下側に偏倚させた構成にすればよい。
【００１７】
図３は、図１および図２に示す単位画素１００を示す回路図である。光電変換部であるＰＤ１０１、ＰＤ１０２は、マイクロレンズを介して入射光を受光し、光信号電荷を発生する。ＰＤ１０１、ＰＤ１０２の各アノードは接地されている。ＰＤ１０１のカソードは、縦型トランジスタ１０３を介してＦＤ部１０５と接続されている。またＰＤ１０２のカソードは、平面型トランジスタ１０４を介してＦＤ部１０５と接続されている。
【００１８】
ＦＤ部１０５の一端（非接地側の端部）は、増幅トランジスタ１０９のゲートに接続されている。また、増幅トランジスタ１０９は、そのゲートに、該トランジスタをリセットするためのリセットトランジスタ１０８のソースが接続されている。リセットトランジスタ１０８のドレインには、所定の電源電圧ＶＤＤの電源端子が接続されている。増幅トランジスタ１０９のドレインは電源電圧ＶＤＤの電源端子に接続され、そのソースが選択トランジスタ１１０のドレインに接続されている。
【００１９】
図３に示す各信号の意味は以下の通りである。
・ＰＲＥＳ信号：リセットトランジスタ１０８へのリセット信号
・ＰＶＴＧ信号：縦型トランジスタ１０３への転送制御信号
・ＰＴＸ信号：平面型トランジスタ１０４への転送制御信号
・ＶＯＵＴ信号：単位画素の出力信号
・ＰＳＥＬ信号：選択トランジスタ１１０への選択制御信号。
【００２０】
縦型トランジスタ１０３は、ゲート端子へ入力されるＰＶＴＧ信号により駆動され、ＰＤ１０１の信号をＦＤ部１０５および増幅トランジスタ１０９のゲートに転送する。平面型トランジスタ１０４は、ゲート端子へ入力されるＰＴＸ信号により駆動され、ＰＤ１０２の信号をＦＤ部１０５および増幅トランジスタ１０９のゲートに転送する。リセットトランジスタ１０８は、ゲート端子へ入力されるＰＲＥＳ信号により駆動され、ＦＤ部１０５およびＰＤ１０１、ＰＤ１０２をリセットする。このリセット後に読み出される出力信号がノイズ信号として読み出されることになる。選択トランジスタ１１０は、ゲート端子へ入力されるＰＳＥＬ信号により駆動され、増幅トランジスタ１０９によって増幅された単位画素の出力信号ＶＯＵＴが出力端子から出力される。
【００２１】
図４は、撮像素子４００の構成例を示すブロック図である。撮像素子４００は複数の単位画素１００が行列状に配置された撮像部を備える。撮像部を構成する画素群は、撮影レンズにより結像される光を受光して光電変換を行い、電気信号を出力する。なお、図４には４行４列の計１６個の単位画素１００を代表して図示する。単位画素１００は図１および図２に示す通り、複数のＰＤが積層された構造を有する。各ＰＤによる撮影画像用信号および焦点検出用信号が垂直出力線４０１から出力される。つまり図３のＶＯＵＴ信号の出力端子は、図４に示す各列の垂直出力線４０１に接続されるとともに、負荷である定電流源４０２に接続されている。図３の増幅トランジスタ１０９は選択トランジスタ１１０を介して垂直出力線４０１の負荷（定電流源４０２）と接続されることで、ソースフォロワアンプとして機能する。
【００２２】
垂直走査回路４０７は、行ごとに接続される、前記ＰＳＥＬ信号、ＰＲＥＳ信号、ＰＴＸ信号、ＰＶＴＧ信号の信号線４０８を介して単位画素１００とそれぞれ接続され、行選択および駆動を行う。図４において信号線４０８については、先頭行となる０行目のみ図示するが、各行に配線されている。垂直走査回路４０７によって選択された画素部の信号は垂直出力線４０１へ読み出される。読み出し回路４０３は、垂直出力線４０１ごとに構成される列回路を備え、垂直走査回路４０７によって選択された画素部の信号を読み出す。読み出し回路４０３によって読み出された画素信号は、水平走査回路４０４の駆動により、水平出力線４０５、出力アンプ４０６を介して撮像素子の外部に順次出力される。なお、読み出し回路４０３内では、垂直出力線４０１に読み出された画素信号について、ＰＴＮ信号によりノイズ信号分を不図示のノイズ用容量に保持し、ＰＴＳ信号により光信号分を不図示の信号レベル用容量に保持する。ここで保持された信号は、水平走査回路４０４のＰＨ信号により水平出力線４０５へ順次出力され、後段の出力アンプ４０６に転送される。これにより、ノイズ信号分が差し引かれた画素信号が出力される。
【００２３】
次に図５を参照して、本実施形態における撮像素子４００の画素信号の読み出し動作の例を説明する。図５は、各ＰＤに蓄積された電荷を、各行で１画素ずつ読み出す動作を説明するためのタイミングチャートである。撮影画像用のＰＤ１０１から出力を行う場合と、瞳分割方式による焦点検出用のＰＤ１０２からの出力を行う場合を説明する。図中、ＨＤ信号は、単位画素１００の信号の読出しを１行ごとに行う際、ローレベルからハイレベルになる信号である。ＨＤ信号がローレベルからハイレベルに変化するごとに、ＰＳＥＬ信号は行順にハイレベルに変化する。また、各パルス信号はハイレベルで対応するトランジスタをオンさせるものとする。時間軸Ｔは図の左から右方向へ設定され、時刻ｔ０、ｔ１からｔ１４を示す。ここでは説明を簡略化するために、時刻ｔ０以前に、単位画素のＰＤ１０１およびＰＤ１０２の蓄積が行われているものとし、時刻ｔ０以後の動作を説明する。
【００２４】
図５のタイミングチャートを参照して、撮影画像用の画素信号読み出し動作について説明する。始めに時刻ｔ０から時刻ｔ１の期間においてＨＤ信号がローレベル（以下、Ｌｏと記す）となる。時刻ｔ３にてＰＳＥＬ信号がハイレベル（以下、Ｈｉと記す）となり、読み出し行における単位画素の信号が垂直出力線４０１に出力される。このとき、ＰＲＥＳ信号はＨｉ状態であるのでＦＤ部１０５はリセット状態となっている。
【００２５】
時刻ｔ４でＰＲＥＳ信号がＬｏ状態となることで、ＦＤ部１０５のリセットが解除される。このときのＦＤ部１０５の電位が垂直出力線４０１にリセット信号レベル（ノイズ成分）として読み出され、列読み出し回路４０３に入力される。時刻ｔ６から時刻ｔ７の期間にＰＴＮ信号をＨｉ状態とすることで、列読み出し回路４０３において、不図示のノイズ用容量にリセット信号レベルが書き込まれて一時的に記憶される。
【００２６】
次に、時刻ｔ８から時刻ｔ９の期間でＰＶＴＧ信号がＨｉ状態となり、ＰＤ１０１に蓄積された光電荷がＦＤ部１０５に転送される。この動作により、撮影画像用のＰＤ１０１の電荷がＦＤ部１０５に転送される事となる。この際、電荷量に応じたＦＤ部１０５の電位変動が垂直出力線４０１に光信号レベル（光成分＋ノイズ成分）として読み出され、列読み出し回路４０３に入力される。列読み出し回路４０３では、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１の期間にＰＴＳ信号がＨｉ状態となり、不図示の信号レベル用容量に光信号レベルが書き込まれる。
【００２７】
次に、水平転送期間である、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の期間において、列読み出し回路４０３のノイズ用容量および信号レベル用容量に保持された信号が水平走査回路４０４により読み出される。水平転送期間（ｔ１３〜ｔ１４）中、列読み出し回路４０３の列回路ごとに順次ＰＨ信号がＨｉ状態とＬｏ状態を繰り返す。これにより、列読み出し回路４０３の各容量に保持されたリセット信号および光信号は水平出力線４０５を通り、出力アンプ４０６にて差動信号レベル（光成分）として出力される。つまり、垂直出力線４０１の光信号レベル（光成分＋ノイズ成分）からノイズ成分が減算された信号が取得される。
【００２８】
以上の撮像素子の駆動により読み出された画素信号は、撮影画像用の信号として用いることができる。つまり、以上の動作が行ごとに繰り返されて、１画面分の撮影画像用の信号として単位画素の出力信号の読み出しが行われる。
【００２９】
次に、焦点検出用の画素信号の読み出し動作について説明する。図５で説明した撮影画像用信号の読み出し動作では、電荷蓄積されるＰＤが表層側のＰＤ１０１であるが、この場合には深層側のＰＤ１０２である点が異なる。それに応じて電荷転送を行うためのトランジスタが縦型トランジスタ1０３から平面型トランジスタ１０４へと変更される点が異なる。それ以外の駆動については図５と同様の動作となるため、図５を流用して要点のみ説明する。なお説明の便宜上、図５にてＰＶＴＧ信号、ＰＴＸ信号を同タイミングチャート上に記すが、撮影画像用の画像信号の読み出し動作時にはＰＶＴＧ信号のみが、焦点検出用の画素信号の読み出し動作時にはＰＴＸ信号のみが制御されるものとする。
【００３０】
時刻ｔ０から時刻ｔ８の期間は、蓄積期間と、列読み出し回路４０３でのノイズ成分の読み出し動作がなされる期間である。時刻ｔ８から時刻ｔ９の期間でＰＴＸ信号がＨｉ状態となり、焦点検出用のＰＤ１０２に蓄積された電荷がＦＤ部１０５に転送される。この際、電荷量に応じたＦＤ部１０５の電位変動が垂直出力線４０１に光信号レベル（光成分＋ノイズ成分）として読み出され、列読み出し回路４０３に入力される。時刻ｔ１０から時刻ｔ１４までの期間については、前述した動作となる。
【００３１】
以上の撮像素子の駆動により読み出された画素信号は、焦点検出用の画素信号として用いることができる。すなわち、ペア画素の信号となる焦点検出用の画素信号と併せて相関演算が焦点検出演算部で実行される。よって、被写体像の焦点ずれ量（デフォーカス量）を検出する事ができる。なお、図５においては、行単位による撮像素子の駆動動作であり、１行分として撮影画像用の信号と焦点検出用の信号が各々読み出されることになる。上述の駆動にて順次垂直走査されることにより１枚（１画面分）の画像情報と、焦点調節制御に必要な焦点検出情報が生成される。
【００３２】
図６は、本実施形態の撮像装置７００の構成例を示すブロック図である。撮影レンズ部７１１は、撮像光学系を構成するレンズや絞り等の光学部材を備える。例えば、レンズ交換式の撮像システムでは、ユーザが撮影レンズ部７１１をカメラ本体部に装着して撮影することができる。撮影レンズ部７１１は、画角変更を行うためのズームレンズや、焦点調節を行うフォーカスレンズ、手振れ等による画像のブレを補正する像ブレ補正レンズ等を備える。撮影レンズ部７１１では、制御回路７０６によりタイミング発生回路７１０を介して、絞り制御および焦点調節の制御等が行われる。撮影レンズ部７１１を透過する光は撮像素子４００の撮像面上に結像する。
【００３３】
撮影レンズ部７１１を通して結像される被写体からの光は、撮像素子４００が受光して光電変換により電気信号を出力する。撮像素子４００は、基板配線層とは逆側を光の入射側として受光する裏面照射型の構成であり、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）型等のイメージセンサである。本例では単位画素内に２つのＰＤ、つまり撮影画像用のＰＤと焦点検出用のＰＤが積層されている。
【００３４】
アナログ信号処理回路（ＡＦＥ）７０２は、撮像素子４００から出力されるアナログ画像信号に対して信号増幅、基準レベル調整、Ａ（アナログ）／Ｄ（デジタル）変換処理等を行う。デジタル信号処理回路（ＤＦＥ）７０３は、アナログ信号処理回路７０２から出力される画像信号に対して、各種の補正やデータの並べ替え等のデジタル画像処理を行う。
【００３５】
画像処理回路７０５は、デジタル信号処理回路７０３から出力された画像信号に対して、相関演算や焦点検出に必要な処理と所定の画像処理を行う。所定の画像処理とは、欠陥画素の補正処理や現像処理等である。メモリ回路７０４は、画像処理回路７０５から出力された画像信号等を記憶する不揮発性メモリを備える。また記録媒体７０９は、画像処理回路７０５から出力された画像信号等を記録保持するメモリカード等の記録媒体であり、カメラ本体部に装着して使用される。
【００３６】
制御回路７０６は、撮像装置全体を制御する中枢部であり、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を備える。制御回路７０６は、撮影レンズ部７１１や撮像素子４００、画像処理回路７０５等の統括的な駆動および制御を行う。例えば、制御回路７０６はタイミング発生回路７１０を介して撮像素子４００の駆動制御を行う。タイミング発生回路７１０は、制御回路７０６からの信号にしたがって、撮像素子４００および撮影レンズ部７１１の可動光学部材（フォーカスレンズ等）を駆動する各制御信号についてタイミング生成および出力を行う。
【００３７】
操作回路７０７は、撮像装置７００が備える操作部材やタッチパネル等から信号を受け付け、制御回路７０６に対して、焦点検出エリアの設定等に関するユーザの操作指示を通知する。制御回路７０６は、撮像画像内における行ごとの撮影画像用または焦点検出用の選択制御を行い、操作回路７０７で選択操作された焦点検出エリアに応じて焦点検出用の行が選択される。撮像素子４００の駆動制御により、撮影画像用および焦点検出用の双方の画像信号を取得することができる。制御回路７０６は、受光分布の異なる画素部が有する光電変換部（ＰＤ１０２）の出力信号をそれぞれ取得して位相差検出を行い、デフォーカス量を算出する。算出されたデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズが駆動制御されて、撮像光学系の焦点調節が行われる。
【００３８】
表示回路７０８は液晶表示パネル等の表示デバイスを備える。表示回路７０８は、撮影後の画像やライブビュー画像、各種設定画面等を表示してユーザに提示する。ユーザは表示画面を見ながら、画像の確認や所望の操作を行うことができる。
【００３９】
本実施形態では、第１および第２の光電変換部が積層された構成であって、縦型トランジスタを有する撮像素子において、第１の光電変換部を撮影画像用として縦型トランジスタにより電荷転送を行う。また第２の光電変換部は焦点検出用として、縦型トランジスタを避けて所定方向に偏倚して配置される。所定方向とは、各画素部が有するマイクロレンズの中心を通る中心線に対して、直交する方向であって、縦型トランジスタから離れる方向である。積層構造のＰＤは縦方向の感度を有さない構成であるので、斜入射光の影響を受けることがない。また、遮光膜等によりＰＤの受光領域が制限されないので、画素部単体で撮影画像用の信号を取得できる。本実施形態によれば、各画素部内において斜入射光の影響を低減しつつ、撮影画像用および焦点検出用の信号を簡易な構成で容易に取得可能な撮像装置を提供できる。
【符号の説明】
【００４０】
１０１，１０２    ＰＤ（光電変換部）
１０３    縦型トランジスタ
１０４    平面型トランジスタ
１０５    ＦＤ部（フローティングディフュージョン部）
１０７    マイクロレンズ
７００    撮像装置
７０５    画像処理回路
７０６    制御回路
【図１】
2018117178.tif 000003
【図２】
2018117178.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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