(57)【要約】【課題】消費電力を削減することができるようにする。【解決手段】第１の画素部と、第１の画素部とは異なる第２の画素部とを有する画素アレイ部を備え、第１の画素部及び第２の画素部のそれぞれは、第１の光電変換部と、第１の光電変換部に隣接する第２の光電変換部とを有し、画素アレイ部は、第１の画素部及び第２の画素部の第１の光電変換部に接続される第１の駆動線と、第１の画素部の第２の光電変換部に接続される第２の駆動線と、第２の画素部の第２の光電変換部に接続される第３の駆動線とを有する撮像装置が提供される。本技術は、例えば、位相差検出用の画素を有するCMOSイメージセンサに適用することができる。【選択図】図１４
2019140528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の画素部と、前記第１の画素部とは異なる第２の画素部とを有する画素アレイ部を備え、
前記第１の画素部及び前記第２の画素部のそれぞれは、第１の光電変換部と、前記第１の光電変換部に隣接する第２の光電変換部とを有し、
前記画素アレイ部は、
前記第１の画素部及び前記第２の画素部の前記第１の光電変換部に接続される第１の駆動線と、
前記第１の画素部の前記第２の光電変換部に接続される第２の駆動線と、
前記第２の画素部の前記第２の光電変換部に接続される第３の駆動線と
を有する
撮像装置。
【請求項２】
前記第２の駆動線は、前記第２の画素部の前記第２の光電変換部に未接続とされる
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第３の駆動線は、前記第１の画素部の前記第２の光電変換部に未接続とされる
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記画素アレイ部の撮像領域における照度を検出する照度検出部をさらに備え、
前記照度検出部によって検出された前記照度が所定の閾値よりも小さい場合は、前記第１の画素部において、前記第１の駆動線と前記第２の駆動線を用いて前記第１の光電変換部に対応する画素信号と前記第２の光電変換部に対応する画素信号がそれぞれ生成され、
前記照度検出部によって検出された前記照度が所定の閾値よりも大きい場合は、前記第２の画素部において、前記第１の駆動線と前記第３の駆動線を用いて前記第１の光電変換部に対応する画素信号と前記第２の光電変換部に対応する画素信号がそれぞれ生成される一方、前記第１の画素部において前記第１の光電変換部に対応する画素信号と前記第２の光電変換部に対応する画素信号が合算して生成される
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記画素信号を用いた位相差検出の精度に関わる精度関係情報を取得する取得部をさらに備え、
前記取得部によって取得された前記精度関係情報が示す値を、前記照度が示す値とともに前記所定の閾値との判定に用いる
請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記精度関係情報は、対象の画像フレーム内の対象の領域における輝度レベルを含む
請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記精度関係情報は、位相差検出に用いられた画素のうち、有効な画素の数を含む
請求項５に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記精度関係情報は、対象の画像フレーム内の関心領域のサイズを含む
請求項５に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第１の画素部は、１以上の光電変換部を有する画素ユニットであり、
前記第２の画素部は、１以上の光電変換部を有する画素ユニットである
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第１の画素部は、偶数の光電変換部を有し、
前記第２の画素部は、偶数の光電変換部を有する
請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第１の画素部は、２つの光電変換部を有し、
前記第２の画素部は、２つの光電変換部を有する
請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記第１の画素部は、４つの光電変換部を有し、
前記第２の画素部は、４つの光電変換部を有する
請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記照度検出部は、露光情報に基づいて、前記照度を検出する
請求項４に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記照度検出部は、対象の画像フレームよりも前の画像フレームから得られる露光量に基づいて、前記照度を検出する
請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記照度検出部は、装置の内部又は外部に設けられる
請求項４に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記照度検出部によって検出された前記照度に基づいて、前記第１の画素部及び前記第２の画素部の駆動を制御する駆動制御部をさらに備える
請求項４に記載の撮像装置。
【請求項１７】
位相差検出に用いられた前記画素信号を補正する補正部をさらに備える
請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１８】
第１の画素部と、前記第１の画素部とは異なる第２の画素部とを有する画素アレイ部を備え、
前記第１の画素部及び前記第２の画素部のそれぞれは、第１の光電変換部と、前記第１の光電変換部に隣接する第２の光電変換部とを有し、
前記画素アレイ部は、
前記第１の画素部及び前記第２の画素部の前記第１の光電変換部に接続される第１の駆動線と、
前記第１の画素部の前記第２の光電変換部に接続される第２の駆動線と、
前記第２の画素部の前記第２の光電変換部に接続される第３の駆動線と
を有する撮像部
を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、撮像装置、及び電子機器に関し、特に、消費電力を削減することができるようにした撮像装置、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、位相差検出用の画素を画素アレイ部に配列した固体撮像素子が使用されている。
【０００３】
例えば、画素アレイ部に配列される画素において、１つのマイクロレンズの下に、フォトダイオードＡ，Ｂを設けた構造を用いることで、Ａ＋Ｂ信号を、画像取得用の信号として用いる一方で、Ａ信号とＢ信号のそれぞれを位相差検出用の信号として用いる構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１０５６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、画素において、１つのマイクロレンズの下に、フォトダイオードＡ，Ｂを設けた構造を用いる場合、１つのフォトダイオードを設けた構造と比べて、電荷を読み出す対象となるフォトダイオードの数が２倍になるため、消費電力の増加につながってしまう。
【０００６】
このような消費電力の増加に対し、上述した特許文献１に開示されている技術では、画素アレイ部に配列される画素（フォトダイオードＡ，Ｂを含む）のうち、一部の画素ではＡ信号とＢ信号を別々に読み出し、残りの画素ではＡ＋Ｂ信号だけを読み出すようにしている。しかしながら、一部の画素では、Ａ信号とＢ信号を別々に読み出す必要があるため、低消費電力化が不十分であり、消費電力を削減することが求められていた。
【０００７】
本技術はこのような状況に鑑みてなされたものであり、消費電力を削減することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本技術の一側面の撮像装置は、第１の画素部と、前記第１の画素部とは異なる第２の画素部とを有する画素アレイ部を備え、前記第１の画素部及び前記第２の画素部のそれぞれは、第１の光電変換部と、前記第１の光電変換部に隣接する第２の光電変換部とを有し、前記画素アレイ部は、前記第１の画素部及び前記第２の画素部の前記第１の光電変換部に接続される第１の駆動線と、前記第１の画素部の前記第２の光電変換部に接続される第２の駆動線と、前記第２の画素部の前記第２の光電変換部に接続される第３の駆動線とを有する撮像装置である。
【０００９】
本技術の一側面の電子機器は、第１の画素部と、前記第１の画素部とは異なる第２の画素部とを有する画素アレイ部を備え、前記第１の画素部及び前記第２の画素部のそれぞれは、第１の光電変換部と、前記第１の光電変換部に隣接する第２の光電変換部とを有し、前記画素アレイ部は、前記第１の画素部及び前記第２の画素部の前記第１の光電変換部に接続される第１の駆動線と、前記第１の画素部の前記第２の光電変換部に接続される第２の駆動線と、前記第２の画素部の前記第２の光電変換部に接続される第３の駆動線とを有する撮像部を備えた電子機器である。
【００１０】
本技術の一側面の撮像装置、及び電子機器においては、第１の画素部と、前記第１の画素部とは異なる第２の画素部とを有する画素アレイ部が設けられ、前記第１の画素部及び前記第２の画素部のそれぞれは、第１の光電変換部と、前記第１の光電変換部に隣接する第２の光電変換部とを有し、前記画素アレイ部が、前記第１の画素部及び前記第２の画素部の前記第１の光電変換部に接続される第１の駆動線と、前記第１の画素部の前記第２の光電変換部に接続される第２の駆動線と、前記第２の画素部の前記第２の光電変換部に接続される第３の駆動線を含んでいる。
【発明の効果】
【００１１】
本技術の一側面によれば、消費電力を削減することができることができる。
【００１２】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本技術を適用した固体撮像素子の一実施の形態の構成の例を示すブロック図である。
【図２】デュアルPD型の画素の構造の例を示す図である。
【図３】第１の実施の形態の画素の駆動の例を示した図である。
【図４】画素のタイプごとの性能の評価結果を表した図である。
【図５】第２の実施の形態の撮像装置の構成の例を示すブロック図である。
【図６】第２の実施の形態の画素の駆動の例を示した図である。
【図７】第３の実施の形態の撮像装置の構成の例を示すブロック図である。
【図８】第３の実施の形態の画素の駆動の例を示した図である。
【図９】第４の実施の形態の撮像装置の構成の例を示すブロック図である。
【図１０】第４の実施の形態の画素の駆動の例を示した図である。
【図１１】第５の実施の形態の撮像装置の構成の例を示すブロック図である。
【図１２】現状の読み出しの機能の構成を示す図である。
【図１３】現状の読み出しの機能の構成を示す図である。
【図１４】本技術の読み出し機能の構成を示す図である。
【図１５】本技術の読み出し機能の構成を示す図である。
【図１６】２×２OCL構造を有する画素の構造の例を示す図である。
【図１７】現状の読み出しの機能の構成を示す図である。
【図１８】現状の読み出しの機能の構成を示す図である。
【図１９】本技術の読み出し機能の第１の構成を示す図である。
【図２０】本技術の読み出し機能の第１の構成を示す図である。
【図２１】本技術の読み出し機能の第２の構成を示す図である。
【図２２】本技術の読み出し機能の第２の構成を示す図である。
【図２３】本技術を適用した固体撮像素子を有する電子機器の構成例を示すブロック図である。
【図２４】本技術を適用した固体撮像素子の使用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本技術の実施の形態について説明する。なお、説明は以下の順序で行うものとする。
【００１５】
１．第１の実施の形態：画素の構造とその駆動制御
２．第２の実施の形態：他の駆動制御
３．第３の実施の形態：他の駆動制御
４．第４の実施の形態：他の駆動制御
５．第５の実施の形態：補正処理を含む構成
６．第６の実施の形態：画素の読み出し機能
７．第７の実施の形態：画素の他の構造とその読み出し機能
８．変形例
９．電子機器の構成
１０．固体撮像素子の使用例
【００１６】
＜１．第１の実施の形態＞
【００１７】
（固体撮像素子の構成例）
図１は、本技術を適用した固体撮像素子の一実施の形態の構成の例を示すブロック図である。
【００１８】
図１の固体撮像素子１０は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)を用いたCMOSイメージセンサとして構成される。固体撮像素子１０は、光学レンズ系（不図示）を介して被写体からの入射光（像光）を取り込んで、撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。
【００１９】
図１において、固体撮像素子１０は、画素アレイ部１１、垂直駆動回路１２、カラム信号処理回路１３、水平駆動回路１４、出力回路１５、制御回路１６、及び入出力端子１７を含んで構成される。
【００２０】
画素アレイ部１１には、複数の画素１００が２次元状（行列状）に配列される。
【００２１】
垂直駆動回路１２は、例えばシフトレジスタによって構成され、所定の画素駆動線２１を選択して、選択された画素駆動線２１に画素１００を駆動するための駆動信号（パルス）を供給し、行単位で画素１００を駆動する。
【００２２】
すなわち、垂直駆動回路１２は、画素アレイ部１１の各画素１００を行単位で順次垂直方向に選択走査し、各画素１００のフォトダイオード（光電変換部）において受光量に応じて生成された電荷（信号電荷）に基づく画素信号を、垂直信号線２２を通してカラム信号処理回路１３に供給する。
【００２３】
カラム信号処理回路１３は、画素１００の列ごとに配置されており、１行分の画素１００から出力される信号を画素列ごとにノイズ除去などの信号処理を行う。例えば、カラム信号処理回路１３は、画素固有の固定パターンノイズを除去するための相関二重サンプリング（CDS：Correlated Double Sampling）、及びAD(Analog Digital)変換等の信号処理を行う。
【００２４】
水平駆動回路１４は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路１３の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路１３の各々から画素信号を水平信号線２３に出力させる。
【００２５】
出力回路１５は、カラム信号処理回路１３の各々から水平信号線２３を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。なお、出力回路１５は、例えば、バッファリングだけする場合もあるし、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理などが行われる場合もある。
【００２６】
制御回路１６は、固体撮像素子１０の各部の動作を制御する。
【００２７】
また、制御回路１６は、垂直同期信号、水平同期信号、及びマスタクロック信号に基づいて、垂直駆動回路１２、カラム信号処理回路１３、及び水平駆動回路１４などの動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。制御回路１６は、生成したクロック信号や制御信号を、垂直駆動回路１２、カラム信号処理回路１３、及び水平駆動回路１４などに出力する。
【００２８】
入出力端子１７は、外部と信号のやりとりを行う。
【００２９】
以上のように構成される固体撮像素子１０は、CDS処理、及びAD変換処理を行うカラム信号処理回路１３が画素列ごとに配置されたカラムAD方式と呼ばれる方式を採用したCMOSイメージセンサとされる。また、固体撮像素子１０は、例えば、裏面照射型のCMOSイメージセンサとすることができる。
【００３０】
（画素の構造の例）
図２は、デュアルPD型の画素の構造の例を示す図である。
【００３１】
図２のＡは、画素アレイ部１１に配列される複数の画素１００のうち、光の入射側から見た場合における所定の撮像領域に配列される２行２列（２×２）の画素１００の平面図を示している。また、図２のＢは、図２のＡに示した画素１００のＸ−Ｘ'断面の一部を図示している。
【００３２】
図２に示すように、画素１００は、１つのオンチップレンズ１１１に対し、フォトダイオード１１２Ａと、フォトダイオード１１２Ｂを設けた構造（以下、デュアルPD型の構造ともいう）からなる。なお、デュアルPD型の画素１００は、左側のフォトダイオード１１２Ａを有する左画素１００Ａと、右側のフォトダイオード１１２Ｂを有する右画素１００Ｂから構成される画素部（第１の画素部又は第２の画素部）であるとも言える。また、オンチップレンズは、マイクロレンズとも称される。
【００３３】
デュアルPD型の画素１００においては、フォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂに蓄積された電荷を合算して生成される画素信号（Ａ＋Ｂ信号）を、画像取得用の信号として用いるとともに、フォトダイオード１１２Ａに蓄積された電荷から得られる画素信号（Ａ信号）と、フォトダイオード１１２Ｂに蓄積された電荷から得られる画素信号（Ｂ信号）とをそれぞれ独立に読み出して、位相差検出用の信号として用いることができる。
【００３４】
このように、画素１００は、デュアルPD型の構造を有し、画像取得用の画素（以下、画像取得用画素という）と、位相差検出用の画素（以下、位相差検出用画素という）の両方の用途に用いることができる。なお、詳細は後述するが、位相差検出用画素から得られる画素信号であっても、補正処理を施すことで、画像取得用の信号として用いることが可能となる。
【００３５】
また、図２のＢの断面図に示すように、画素１００は、オンチップレンズ１１１の下に、カラーフィルタ１１３が設けられ、カラーフィルタ１１３が透過する波長成分に応じて、Ｒ画素１００、Ｇ画素１００、又はＢ画素１００として構成される。
【００３６】
なお、Ｒ画素１００は、赤（Ｒ：Red）の波長成分を透過するＲカラーフィルタ１１３を透過した光から、赤（Ｒ）成分の光に対応した電荷を生成する画素である。また、Ｇ画素１００は、緑（Ｇ：Green）の波長成分を透過するＧカラーフィルタ１１３を透過した光から、緑（Ｇ）成分の光に対応した電荷を生成する画素である。さらに、Ｂ画素１００は、青（Ｂ：Blue）の波長成分を透過するＢカラーフィルタ１１３を透過した光から、青（Ｂ）成分の光に対応した電荷を生成する画素である。
【００３７】
画素アレイ部１１においては、Ｒ画素１００、Ｇ画素１００、及びＢ画素１００を、ベイヤー配列などの配列パターンで配列することができる。例えば、図２のＡの平面図では、２×２の画素１００のうち、左上と右下がＧ画素１００とされ、左下がＲ画素１００、右上がＢ画素１００とされる。
【００３８】
ところで、位相差検出用画素の構造として、シールド型の構造がある。シールド型の画素は、タングステン（W）やアルミニウム（Al）等の金属からなる遮光部をオンチップレンズの下に設け、この遮光部によって、光の入射側から見た場合に、左側の領域又は右側の領域を遮光した構造からなる。そして、画素アレイ部において、このような構造を有する左遮光画素と右遮光画素を散在して配置することで、位相差検出用の信号として、左遮光画素信号と右遮光画素信号が得られる。
【００３９】
ここで、図２に示したデュアルPD型の画素において、フォトダイオード１１２Ａに蓄積された電荷、又はフォトダイオード１１２Ｂに蓄積された電荷のいずれか一方を独立して読み出した場合、シールド型の画素と同じような画素信号を得ることができる。すなわち、フォトダイオード１１２Ａにより生成された電荷から、右遮光画素信号に対応した画素信号（Ａ信号）が得られ、フォトダイオード１１２Ｂにより生成された電荷から、左遮光画素信号に対応した画素信号（Ｂ信号）が得られる。
【００４０】
本技術では、このようなデュアルPD型の画素の特徴を活かして、画素アレイ部１１に配列される画素１００の一部を、フォトダイオード１１２Ａに蓄積された電荷、及びフォトダイオード１１２Ｂに蓄積された電荷の少なくとも一方の電荷を独立して読み出す構成とすることで、上述の特許文献１に開示された読み出しの構成を採用した場合と比べて、低消費電力化を実現することができるようにする。
【００４１】
具体的には、上述の特許文献１に開示された構成であると、位相差検出用の信号を得るために、部分的には、フォトダイオードＡ，ＢからのＡ信号とＢ信号を別々に読み出す（２回読み出す）必要があるが、本技術の構成では、フォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂの読み出しが１回で済むため、読み出し回数が減った分に応じて低消費電力化の実現が可能となる。
【００４２】
ただし、デュアルPD型の画素は、シールド型の画素と比べて、低照度時に性能が向上するが、高照度時と比べれば位相差検出の精度が低下するため、例えば、固体撮像素子１０に設定されるゲインに連動して、最終的には、画素アレイ部１１に配列される全画素で、位相差検出用の信号が得られるようにする必要がある。
【００４３】
例えば、図３に示すように、固体撮像素子１０に設定されるゲインが、第１閾値Th1よりも小さい場合、駆動制御方法として駆動制御Ａが選択され、画素アレイ部１１に配列される全画素のうち、3%の画素１００で、フォトダイオード１１２Ａ又はフォトダイオード１１２Ｂのいずれか一方が独立して読み出されるようにする。このとき、3%の画素１００は、位相差検出用画素として用いられる一方で、残りの97%の画素１００では、フォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂの両方が読み出され、画像取得用画素として用いられる。
【００４４】
また、例えば、図３に示すように、ゲインが、第１閾値Th1よりも大きく、かつ、第２閾値Th2よりも小さい場合には、駆動制御Ｂが選択され、画素アレイ部１１に配列される全画素のうち、6%の画素１００で、フォトダイオード１１２Ａ又はフォトダイオード１１２Ｂのいずれか一方が独立して読み出されるようにする。このとき、6%の画素１００は、位相差検出用画素として用いられる一方で、残りの94%の画素１００は、画像取得用画素として用いられる。
【００４５】
さらに、例えば、図３に示すように、ゲインが、第２閾値Th2よりも大きい場合には、駆動制御Ｃが選択され、画素アレイ部１１に配列される全画素で、フォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂが読み出され、位相差検出用の信号と画像取得用の信号が得られるようにする。このとき、全画素（100%の画素）が、位相差検出用画素として用いられるとともに、画像取得用画素としても用いられることになる。
【００４６】
ここで、固体撮像素子１０に設定されるゲインは、固体撮像素子１０から出力される出力信号に基づき、平均輝度を検出することで決定される。すなわち、ゲインは、画素アレイ部１１の撮像領域における照度が大きくなるほど、小さな値となる。例えば、照度が1.25，10，20，80ルクス（lx）となるとき、ゲインには60，42，36，24dBがそれぞれ設定され、照度が1280ルクス（lx）を超えるとき、ゲインには0dBが設定される。
【００４７】
このように、本技術では、固体撮像素子１０に設定されるゲインに対する閾値判定を行い、その判定結果に基づき、画素アレイ部１１に配列される画素１００のうち、所定の密度（例えば、3%や6%など）の画素１００で、フォトダイオード１１２Ａ又はフォトダイオード１１２Ｂのいずれか一方が、独立して読み出しの対象となるようにしている。
【００４８】
なお、例えば、ゲインが、第２閾値Th2よりも大きい場合には、全画素（100%の画素）で、フォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂが読み出されるが、通常の照度では、ゲインが、第２閾値Th2よりも大きくなることはないため（そのように第２閾値Th2が設定されるため）、全画素で、フォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂの両方が読み出されることはない。すなわち、通常の照度の条件下（例えば、10ルクス以上や20ルクス以上の照度）においては、位相差検出用の信号を得るために、フォトダイオード１１２の読み出しが１回で済むため、低消費電力化を実現することができる。
【００４９】
また、図３に示すように、例えば、駆動制御Ｃを、駆動制御Ａ，Ｂと比べれば、消費電力が50%増加しているが、通常の照度の条件下（例えば、10ルクス以上や20ルクス以上の照度）では、低消費電力化を実現することができる。
【００５０】
さらに、図３に示すように、駆動制御Ａ、駆動制御Ｂ、駆動制御Ｃによる駆動を行った場合の最大フレームレートは、1000fps，1000fps，500fpsとされるが、例えば、駆動制御Ａや駆動制御Ｂによる駆動を行った場合には、駆動制御Ｃによる駆動を行った場合と比べて、フレームレートを上げることができるため、1000fps等のスローモーションを実現することができる。
【００５１】
なお、図３においては、２つの閾値（第１閾値Th1，第２閾値Th2）を設定して、３段階の駆動制御方法（駆動制御Ａ，Ｂ，Ｃ）により、画素アレイ部１１に配列された画素１００を駆動する例を示したが、閾値の数はそれに限定されるものではなく、例えば、１つの閾値を設けて２段階で駆動制御したり、あるいは３つ以上の閾値を設けて４段階以上で駆動制御したりするようにしてもよい。さらに、3%や6%などの位相差検出用画素の密度は一例であって、各段階の駆動制御方法ごとに任意の密度（例えばゲインに応じて増加する密度）を設定することができる。
【００５２】
また、上述した説明では、画素１００が位相差検出用画素として用いられる場合に、フォトダイオード１１２Ａ又はフォトダイオード１１２Ｂのいずれか一方が独立して読み出される例を示したが、フォトダイオード１１２Ａ及びフォトダイオード１１２Ｂのそれぞれを独立して読み出すようにしてもよい。例えば、図３に示した駆動制御Ｂにおいて、位相差検出用画素として用いられる画素１００の密度が6%となるときなど、位相差検出用画素の密度が低くなる場合には、フォトダイオード１１２Ａ及びフォトダイオード１１２Ｂのそれぞれを独立して読み出して、画素信号（Ａ信号、Ｂ信号）が得られるようにしてもよい。ただし、これらの読み出し方法は、各段階の駆動制御方法ごとに変えることができる。
【００５３】
また、複数回の撮像が行われる場合には、閾値にヒステリシスを設けて、例えば、設定されるゲインと閾値とを比較する際に、はじめにゲインが閾値を超えた段階で、当該閾値を少しだけ変化させて、その後に得られるゲインが多少変動したとしても、閾値を下回らないようにしてもよい。このようなヒステリシスを設けることで、測距方法の過度な切り替えを防止することができる。
【００５４】
（画素のタイプごとの性能差）
図４は、画素のタイプごとの性能の評価結果を表したグラフを示している。
【００５５】
図４において、横軸はゲイン（単位：dB）を表し、図中の左側から右側に向かうほど、その値が大きくなる。また、縦軸は、位相差検出のばらつき（σ）（単位：μm）を表し、図中の上側に向かうほど、そのばらつきが大きくなることを意味する。
【００５６】
図４において、曲線Ｃ１は、デュアルPD型（Dual PD type）の画素の特性を示し、曲線Ｃ２は、シールド型（Shield Type）の画素の特性を示している。
【００５７】
ここで、例えば80ルクス（lx）よりも大きな照度となる高照度の領域に注目すれば、このような高照度の条件下においては、デュアルPD型の画素とシールド型の画素は、位相差検出のばらつき（σ）の値が同程度となって、ほぼ同等の性能を得ることができる。
【００５８】
一方で、例えば10ルクス（lx）付近の低照度の領域に注目すれば、このような低照度の条件下において、シールド型の画素は、デュアルPD型の画素と比べて、位相差検出のばらつき（σ）の値が大きくなるため、性能が低くなっている。
【００５９】
このように、高照度の条件下では、シールド型の画素のように密度の低い画素構造であっても、AF性能（位相差検出の性能）が劣化することはない。そして、本技術では、このような画素の特性を利用して、高照度の条件下において、画素アレイ部１１に配列される画素１００の一部を、フォトダイオード１１２Ａに蓄積された電荷、及びフォトダイオード１１２Ｂに蓄積された電荷の少なくとも一方の電荷を独立して読み出す構成としている。
【００６０】
これにより、本技術の構成では、デュアルPD型の画素を用いた場合であっても、位相差検出用の信号を得るために、フォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂの読み出しが１回で済むため、測距性能を下げることなく、高照度時の消費電力を削減することができる。また、フォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂからの画素信号（Ａ信号、Ｂ信号）を別々に読み出す（２回読み出す）必要がないため、上述の特許文献１に開示された読み出しの構成を採用した場合と比べて、高速化を実現することができる。
【００６１】
換言すれば、本技術の構成では、低照度の場合には、すべての画素１００において位相差検出用の信号が検出され、高照度の場合には、飛び飛びの画素１００において位相差検出用の信号が検出されるため、低照度の場合でも、測距性能は維持でき、高照度の場合は、すべての画素で位相差検出用の信号を得る場合と比べて、測距性能を落とすことなく、消費電力を抑制することができる。
【００６２】
＜２．第２の実施の形態＞
【００６３】
ところで、位相差検出の精度は、ショットノイズに依存しているため、画素１００の駆動制御を、ゲインだけでなく、輝度レベルに連動させるようにしてもよい。そこで、第２の実施の形態では、固体撮像素子１０に設定されるゲインと、輝度レベルに基づき、画素アレイ部１１に配列された画素１００の駆動を制御するようにする。
【００６４】
（撮像装置の構成例）
図５は、第２の実施の形態の撮像装置の構成の例を示すブロック図である。
【００６５】
図５において、撮像装置１Ａは、固体撮像素子１０（図１）及び制御部２００Ａを含む。
【００６６】
制御部２００Ａは、例えば、マイクロコントローラ等の制御回路から構成される。制御部２００Ａは、駆動制御部２１１、AE部２１２、及び輝度レベル検出部２１３を含む。
【００６７】
AE部２１２は、固体撮像素子１０から出力される出力信号に基づいて、自動露出（AE：Auto Exposure）機能に関する処理を行う。例えば、AE部２１２は、固体撮像素子１０からの出力信号に基づき、平均輝度を検出し、その検出結果に応じたゲインを決定する。
【００６８】
AE部２１２は、決定したゲインを、固体撮像素子１０及び駆動制御部２１１に供給する。なお、このゲインは、例えば、固体撮像素子１０のシャッタ速度を制御するためのものであって、露光情報であるとも言える。
【００６９】
輝度レベル検出部２１３は、固体撮像素子１０から出力される出力信号に基づいて、画面内の輝度レベルを検出し、その検出結果を、駆動制御部２１１に供給する。なお、画面内の輝度レベルとは、例えば撮像装置１Ａが表示用の画面を有している場合にその画面内に表示される撮像画像の輝度レベル、すなわち、対象の画像フレーム内の対象の領域（局所的な領域）における輝度レベルである。
【００７０】
駆動制御部２１１には、AE部２１２からのゲインと、輝度レベル検出部２１３からの輝度レベルが供給される。駆動制御部２１１は、そこに供給されるゲイン及び輝度レベルに基づいて、固体撮像素子１０の画素アレイ部１１に配列された画素１００の駆動を制御するための駆動制御信号を生成し、固体撮像素子１０に供給する。
【００７１】
ここで、AE部２１２では、検出された平均輝度（全体の輝度）、すなわち、対象の画像フレームよりも前の画像フレームから得られる露光量に基づき、ゲインの制御が行われる。例えば、このゲイン制御では、暗い（低照度）の場合には、ゲインを上げる制御が行われ、明るい（高照度）の場合には、ゲインを下げる制御が行われる。そのため、AE部２１２は、前の画像フレームから得られる露光量に基づき、画素アレイ部１１の撮像領域における照度を検出する照度検出部に相当しているとも言える。また、輝度レベル検出部２１３では、対象の領域（局所的な領域）での輝度レベルが得られる。
【００７２】
そして、画面内（対象の画像フレーム内）を局所的な領域で捉えれば、明るい領域や暗い領域が存在するので、駆動制御部２１１では、ゲイン制御に用いられる照度だけでなく、画面内の輝度レベルにも連動して、画素１００の駆動を制御することができる。例えば、画面内で、白色の被写体は、輝度レベルが高くなる一方で、黒色の被写体は、輝度レベルが低くなるが、輝度レベルが低いとショットノイズが多くなるため（位相差検出のばらつきが大きくなるため）、駆動制御部２１１は、より多くの位相差検出用画素が用いられるようにする。
【００７３】
固体撮像素子１０は、制御部２００ＡのAE部２１２から供給されるゲインに基づいて、シャッタ速度を制御する。また、固体撮像素子１０は、制御部２００Ａの駆動制御部２１１から供給される駆動制御信号に基づいて、画素アレイ部１１に配列された画素１００を駆動する。
【００７４】
（画素の駆動の例）
図６は、第２の実施の形態の画素の駆動制御の例を示している。
【００７５】
例えば、駆動制御部２１１は、そこに供給されるゲイン及び輝度レベルに基づき、下記の式（１）を演算し、その演算結果に対する閾値判定を行う。そして、駆動制御部２１１は、その判定結果に基づき、固体撮像素子１０の画素アレイ部１１に配列された画素１００の駆動を制御する。
【００７６】
ゲイン＋1/輝度レベル       ・・・（１）
【００７７】
ここで、式（１）において、第１項の「ゲイン」は、画素アレイ部１１の撮像領域における照度が大きくなるほど小さな値となって、その演算結果の値も小さくなる一方で、撮像領域における照度が小さくなるほど大きな値となって、その演算結果の値も大きくなる。また、式（１）では、第２項が、「＋1/輝度レベル」で表されるため、画面内（対象の画像フレーム内）の対象の領域（局所的な領域）での輝度レベルが低いほど、その演算結果の値が大きくなる。
【００７８】
例えば、式（１）の演算結果が、第１閾値Th1よりも小さい場合、駆動制御部２１１は、駆動制御Ａに従い、画素アレイ部１１に配列される全画素のうち、3%の画素１００が位相差検出用画素として動作し、残りの97%の画素１００が画像取得用画素として動作するように、画素１００の駆動を制御する。
【００７９】
このとき、固体撮像素子１０において、位相差検出用画素として動作する画素１００（3%の画素）では、左画素１００Ａのフォトダイオード１１２Ａ、又は右画素１００Ｂのフォトダイオード１１２Ｂのいずれか一方に蓄積された電荷が独立して読み出される。
【００８０】
また、例えば、式（１）の演算結果が、第１閾値Th1よりも大きく、かつ、第２閾値Th2よりも小さい場合、駆動制御部２１１は、駆動制御Ｂに従い、画素アレイ部１１に配列される全画素のうち、6%の画素１００が位相差検出用画素として動作し、残りの94%の画素１００が画像取得用画素として動作するように、画素１００の駆動を制御する。
【００８１】
このとき、固体撮像素子１０において、位相差検出用画素として動作する画素１００（6%の画素）では、左画素１００Ａのフォトダイオード１１２Ａ、又は右画素１００Ｂのフォトダイオード１１２Ｂのいずれか一方に蓄積された電荷が独立して読み出される。
【００８２】
さらに、例えば、式（１）の演算結果が、第２閾値Th2よりも大きい場合、駆動制御部２１１は、駆動制御Ｃに従い、画素アレイ部１１に配列される全画素（100%の画素）が、位相差検出用画素と画像取得用画素の両方の画素として動作するように、画素１００の駆動を制御する。
【００８３】
このとき、固体撮像素子１０において、全画素（100%の画素）では、左画素１００Ａのフォトダイオード１１２Ａ、及び右画素１００Ｂのフォトダイオード１１２Ｂに蓄積された電荷が読み出される。
【００８４】
このように、第２の実施の形態では、ゲインと輝度レベルを用いた式（１）の演算結果に対する閾値判定を行い、その判定結果に基づき、画素アレイ部１１に配列される画素１００のうち、所定の密度（例えば、3%や6%など）の画素１００で、フォトダイオード１１２Ａ又はフォトダイオード１１２Ｂのいずれか一方が、独立して読み出しの対象となるようにしている。
【００８５】
すなわち、画素アレイ部１１に、デュアルPD型の画素１００を配列した場合に、式（１）の演算結果が所定の閾値（例えば第２閾値Th2）よりも大きい場合には、すべての画素１００が位相差検出用画素として動作するが、式（１）の演算結果が所定の閾値（例えば第１閾値Th1や第２閾値Th2）よりも小さい場合には、散在して（繰り返しパターンで）配置された特定の画素１００のみが、位相差検出用画素として動作する。
【００８６】
このような駆動が行われることで、例えば低照度時や対象の領域の輝度レベルが低いことに起因して、位相差検出の精度が低くなる場合には、より多くの画素１００において位相差検出用の信号が検出され、例えば高照度時や対象の領域の輝度レベルが高いことに起因して、位相差検出の精度が高くなる場合には、飛び飛びの画素１００において位相差検出用の信号が検出されることになる。そのため、測距性能を下げることなく、高照度時の低消費電力化とともに、高速化を実現することができる。
【００８７】
なお、図６においても、閾値判定で用いられる閾値の数は任意であり、また、閾値にヒステリシスを設けるようにしてもよい。また、上述した式（１）は、ゲインと輝度レベルを用いた演算式の一例であって、例えば対数等の関数を適用した他の演算式を用いるようにしてもよい。また、図５に示した第２の実施の形態の撮像装置１Ａにおいて、輝度レベル検出部２１３を除いた構成が、上述した第１の実施の形態で説明した構成、すなわち、ゲインを用いた閾値判定の結果に基づき、画素アレイ部１１に配列された画素１００の駆動を制御する構成に相当する。
【００８８】
また、図６においては、上述した図３と同様に、例えば、駆動制御Ｂにおいて、位相差検出用画素として用いられる画素１００の密度が6%となる場合には、フォトダイオード１１２Ａ及びフォトダイオード１１２Ｂのそれぞれを独立して読み出して、画素信号（Ａ信号、Ｂ信号）が得られるようにし、位相差検出用の信号として用いることができる。
【００８９】
＜３．第３の実施の形態＞
【００９０】
また、上述したように、位相差検出の精度は、ショットノイズに依存しているため、画素１００の駆動制御を、ゲインと輝度レベル以外に、位相差検出用画素として動作した画素１００の個数に連動させるようにしてもよい。そこで、第３の実施の形態では、固体撮像素子１０に設定されるゲインと、輝度レベルと、位相差検出用画素の個数に基づき、画素アレイ部１１に配列された画素１００の駆動を制御するようにする。
【００９１】
（撮像装置の構成例）
図７は、第３の実施の形態の撮像装置の構成の例を示すブロック図である。
【００９２】
図７において、撮像装置１Ｂは、固体撮像素子１０（図１）及び制御部２００Ｂを含む。
【００９３】
制御部２００Ｂは、制御部２００Ａ（図５）と比べて、駆動制御部２１１、AE部２１２、及び輝度レベル検出部２１３のほかに、位相差検出部２１４及びカウント部２１５がさらに設けられている。
【００９４】
位相差検出部２１４は、固体撮像素子１０から出力される出力信号（位相差検出用の信号）に基づいて、位相差を検出し、その検出結果を、後段の回路（不図示）に出力する。また、位相差検出部２１４は、位相差検出時に得られる有効な位相差検出用画素に関する情報（以下、有効位相差画素情報という）を、カウント部２１５に供給する。
【００９５】
カウント部２１５は、位相差検出部２１４から供給される有効位相差画素情報に基づいて、位相差検出用画素として動作した画素１００のうち、有効な位相差検出用画素の個数をカウントし、そのカウント結果（有効位相差検出用画素数）を、駆動制御部２１１に供給する。
【００９６】
駆動制御部２１１には、AE部２１２からのゲインと、輝度レベル検出部２１３からの輝度レベルのほかに、カウント部２１５からのカウント結果が供給される。駆動制御部２１１は、そこに供給されるゲイン、輝度レベル、及び有効位相差検出用画素数に基づいて、画素１００の駆動を制御するための駆動制御信号を生成し、固体撮像素子１０に供給する。
【００９７】
ここで、位相差検出部２１４では、例えば被写体像のエッジを判別できないと、有効に位相差を検出することができないため、カウント部２１５では、有効位相差画素情報に基づき、有効な位相差検出に用いられた位相差検出用画素の個数をカウントするようにする。
【００９８】
そして、駆動制御部２１１では、ゲイン制御に用いられる照度と、画面内の輝度レベルだけでなく、有効位相差検出用画素数にも連動して、画素１００の駆動を制御することができる。例えば、有効位相差検出用画素数が少ないと、位相差検出のばらつきが大きくなるため、駆動制御部２１１は、より多くの位相差検出用画素が用いられるようにする。
【００９９】
（画素の駆動の例）
図８は、第３の実施の形態の画素の駆動制御の例を示している。
【０１００】
例えば、駆動制御部２１１は、そこに供給されるゲイン、輝度レベル、及び有効位相差検出用画素数に基づき、下記の式（２）を演算し、その演算結果に対する閾値判定を行う。そして、駆動制御部２１１は、その判定結果に基づき、固体撮像素子１０の画素アレイ部１１に配列された画素１００の駆動を制御する。
【０１０１】
ゲイン＋1/輝度レベル＋1/有効位相差検出用画素数       ・・・（２）
【０１０２】
ここで、式（２）において、第１項と第２項は、上述した式（１）と同様とされ、第３項が、「1/有効位相差検出用画素数」で表されるため、有効な位相差検出用画素の個数が少ないほど、その演算結果の値が大きくなる。
【０１０３】
例えば、式（２）の演算結果が、第１閾値Th1よりも小さい場合、駆動制御部２１１は、駆動制御Ａに従い、画素アレイ部１１に配列される全画素のうち、3%の画素１００が位相差検出用画素として動作するように、画素１００の駆動を制御する。
【０１０４】
また、例えば、式（２）の演算結果が、第１閾値Th1よりも大きく、かつ、第２閾値Th2よりも小さい場合、駆動制御部２１１は、駆動制御Ｂに従い、画素アレイ部１１に配列される全画素のうち、6%の画素１００が位相差検出用画素として動作するように、画素１００の駆動を制御する。
【０１０５】
さらに、例えば、式（２）の演算結果が、第２閾値Th2よりも大きい場合、駆動制御部２１１は、駆動制御Ｃに従い、画素アレイ部１１に配列される全画素（100%の画素）が、位相差検出用画素と画像取得用画素の両方の画素として動作するように、画素１００の駆動を制御する。
【０１０６】
このように、第３の実施の形態では、ゲインと輝度レベルと有効位相差検出用画素数を用いた式（２）の演算結果に対する閾値判定を行い、その判定結果に基づき、画素アレイ部１１に配列される画素１００のうち、所定の密度（例えば、3%や6%など）の画素１００で、フォトダイオード１１２Ａ又はフォトダイオード１１２Ｂのいずれか一方が、独立して読み出しの対象となるようにしている。
【０１０７】
すなわち、画素アレイ部１１に、デュアルPD型の画素１００を配列した場合に、式（２）の演算結果が所定の閾値（例えば第２閾値Th2）よりも大きい場合には、すべての画素１００が位相差検出用画素として動作するが、式（２）の演算結果が所定の閾値（例えば第１閾値Th1や第２閾値Th2）よりも小さい場合には、散在して（繰り返しパターンで）配置された特定の画素１００のみが、位相差検出用画素として動作する。
【０１０８】
このような駆動が行われることで、例えば有効な位相差検出用画素の個数が少ないことに起因して、位相差検出の精度が低い場合には、より多くの画素１００において位相差検出用の信号が検出され、例えば有効な位相差検出用画素の個数が多いことに起因して位相差検出の精度が高い場合には、飛び飛びの画素１００において位相差検出用の信号が検出されることになる。そのため、測距性能を下げることなく、高照度時の低消費電力化とともに、高速化を実現することができる。
【０１０９】
なお、図８においても、閾値判定で用いられる閾値の数は任意であり、また、閾値にヒステリシスを設けることができる。また、上述した式（２）は、ゲイン、輝度レベル、及び位相差検出用画素数を用いた演算式の一例であって、例えば対数等の関数を適用した他の演算式を用いるようにしてもよい。さらに、上述した式（２）においては、ゲイン、輝度レベル、及び位相差検出用画素数を用いた演算が行われるとして説明したが、それらの演算の対象のうち、少なくとも１つの演算の対象を用いた演算が行われるようにしてもよい。
【０１１０】
また、図８においては、上述した図３と同様に、例えば、駆動制御Ｂにおいて、位相差検出用画素として用いられる画素１００の密度が6%となる場合には、フォトダイオード１１２Ａ及びフォトダイオード１１２Ｂのそれぞれを独立して読み出して、画素信号（Ａ信号、Ｂ信号）が得られるようにし、位相差検出用の信号として用いることができる。
【０１１１】
＜４．第４の実施の形態＞
【０１１２】
また、上述したように、位相差検出の精度は、ショットノイズに依存しているため、画素１００の駆動制御を、ゲインと輝度レベル以外に、位相差検出用画素に対応したAFエリアに相当するROI面積（に含まれる画素数）に連動させるようにしてもよい。そこで、第４の実施の形態では、固体撮像素子１０に設定されるゲインと、輝度レベルと、ROI面積に基づき、画素アレイ部１１に配列された画素１００の駆動を制御するようにする。
【０１１３】
（撮像装置の構成例）
図９は、第４の実施の形態の撮像装置の構成の例を示すブロック図である。
【０１１４】
図９において、撮像装置１Ｃは、固体撮像素子１０（図１）及び制御部２００Ｃを含む。
【０１１５】
制御部２００Ｃは、制御部２００Ａ（図５）と比べて、駆動制御部２１１、AE部２１２、及び輝度レベル検出部２１３のほかに、ROI設定部２１６がさらに設けられている。
【０１１６】
ROI設定部２１６は、ROI(Region Of Interest：関心領域)を設定する。ROI設定部２１６は、ROIの設定情報に基づいて、ROI面積に関する情報（以下、ROI面積情報という）を取得し、駆動制御部２１１に供給する。なお、ROI面積とは、対象の画像フレーム内の関心領域（ROI）のサイズである。
【０１１７】
駆動制御部２１１には、AE部２１２からのゲインと、輝度レベル検出部２１３からの輝度レベルのほかに、ROI設定部２１６からのROI面積情報が供給される。駆動制御部２１１は、そこに供給されるゲイン、輝度レベル、及びROI面積情報に基づいて、画素１００の駆動を制御するための駆動制御信号を生成し、固体撮像素子１０に供給する。
【０１１８】
ここで、例えば、ユーザが画面上を指で触れてピント（フォーカス）を合わせたい被写体を選択する機能（タッチAF機能）を、撮像装置１Ｃが有している場合、ROI設定部２１６では、ユーザにより選択された被写体に対するAFエリアの面積に相当するROI面積を取得するようにする。
【０１１９】
そして、駆動制御部２１１では、ゲイン制御に用いられる照度と、画面内の輝度レベルだけでなく、ROI面積にも連動して、画素１００の駆動を制御することができる。例えば、ROI面積が小さいと、位相差検出のばらつきが大きくなるため、駆動制御部２１１は、より多くの位相差検出用画素が用いられるようにする。
【０１２０】
（画素の駆動の例）
図１０は、第４の実施の形態の画素の駆動制御の例を示している。
【０１２１】
例えば、駆動制御部２１１は、そこに供給されるゲイン、輝度レベル、及びROI面積情報に基づき、下記の式（３）を演算し、その演算結果に対する閾値判定を行う。そして、駆動制御部２１１は、その判定結果に基づき、固体撮像素子１０の画素アレイ部１１に配列された画素１００の駆動を制御する。
【０１２２】
ゲイン＋1/輝度レベル＋1/ROI面積       ・・・（３）
【０１２３】
ここで、式（３）において、第１項と第２項は、上述した式（１）と同様とされ、第３項が、「1/ROI面積」で表されるため、ROI面積（のサイズ）が小さいほど、その演算結果の値が大きくなる。
【０１２４】
例えば、式（３）の演算結果が、第１閾値Th1よりも小さい場合、駆動制御部２１１は、駆動制御Ａに従い、画素アレイ部１１に配列される全画素のうち、3%の画素１００が位相差検出用画素として動作するように、画素１００の駆動を制御する。
【０１２５】
また、例えば、式（３）の演算結果が、第１閾値Th1よりも大きく、かつ、第２閾値Th2よりも小さい場合、駆動制御部２１１は、駆動制御Ｂに従い、画素アレイ部１１に配列される全画素のうち、6%の画素１００が位相差検出用画素として動作するように、画素１００の駆動を制御する。
【０１２６】
さらに、例えば、式（３）の演算結果が、第２閾値Th2よりも大きい場合、駆動制御部２１１は、駆動制御Ｃに従い、画素アレイ部１１に配列される全画素（100%の画素）が、位相差検出用画素と画像取得用画素の両方の画素として動作するように、画素１００の駆動を制御する。
【０１２７】
このように、第４の実施の形態では、ゲインと輝度レベルとROI面積を用いた式（３）の演算結果に対する閾値判定を行い、その判定結果に基づき、画素アレイ部１１に配列される画素１００のうち、所定の密度（例えば、3%や6%など）の画素１００で、フォトダイオード１１２Ａ又はフォトダイオード１１２Ｂのいずれか一方が、独立して読み出しの対象となるようにしている。
【０１２８】
すなわち、画素アレイ部１１に、デュアルPD型の画素１００を配列した場合に、式（３）の演算結果が所定の閾値（例えば第２閾値Th2）よりも大きい場合には、すべての画素１００が位相差検出用画素として動作するが、式（３）の演算結果が所定の閾値（例えば第１閾値Th1や第２閾値Th2）よりも小さい場合には、散在して（繰り返しパターンで）配置された特定の画素１００のみが、位相差検出用画素として動作する。
【０１２９】
このような駆動が行われることで、例えばROI面積が小さいことに起因して、位相差検出の精度が低い場合には、より多くの画素１００において位相差検出用の信号が検出され、例えばROI面積が大きいことに起因して、位相差検出の精度が高い場合には、飛び飛びの画素１００において位相差検出用の信号が検出されることになる。そのため、測距性能を下げることなく、高照度時の低消費電力化とともに、高速化を実現することができる。
【０１３０】
また、ROI面積を、閾値判定に用いることで、例えば、画面全体のうち、フォーカスを合わせたい領域の照度に応じて駆動を制御することが可能となるため、より測距性能を向上させることができる。
【０１３１】
なお、図１０においても、閾値判定で用いられる閾値の数は任意であり、また、閾値にヒステリシスを設けることができる。また、上述した式（３）は、ゲイン、輝度レベル、及びROI面積を用いた演算式の一例であって、例えば対数等の関数を適用した他の演算式を用いるようにしてもよい。
【０１３２】
さらに、上述した式（３）においては、輝度レベル、ゲイン、及びROI面積を用いた演算が行われるとして説明したが、それらの演算の対象のうち、少なくとも１つの演算の対象を用いた演算が行われるようにしてもよい。また、式（２）と式（３）を組み合わせて、ゲインと輝度レベルのほかに、ROI面積とともに、有効位相差検出用画素数が用いられるようにしてもよい。
【０１３３】
また、図１０においては、上述した図３と同様に、例えば、駆動制御Ｂにおいて、位相差検出用画素として用いられる画素１００の密度が6%となる場合には、フォトダイオード１１２Ａ及びフォトダイオード１１２Ｂのそれぞれを独立して読み出して、画素信号（Ａ信号、Ｂ信号）が得られるようにし、位相差検出用の信号として用いることができる。
【０１３４】
＜５．第５の実施の形態＞
【０１３５】
ところで、上述した駆動制御Ａや駆動制御Ｂに基づき、画素１００の駆動制御を行い、部分的に、左画素１００Ａのフォトダイオード１１２Ａ、又は右画素１００Ｂのフォトダイオード１１２Ｂを独立して読み出す場合、フォトダイオード１１２Ａ又はフォトダイオード１１２Ｂの一方から独立して読み出される画素信号は、そのままでは、撮像画像には使用することができないため、補正が必要となる。そこで、第５の実施の形態では、固体撮像素子１０から出力される出力信号に対する補正処理を行う場合の構成を説明する。
【０１３６】
（撮像装置の構成例）
図１１は、第５の実施の形態の撮像装置の構成の例を示すブロック図である。
【０１３７】
図１１において、撮像装置１Ａは、固体撮像素子１０（図１）、制御部２００Ａ（図５）、及び信号処理部３００を含む。図１１の撮像装置１Ａは、図５に示した構成と比べて、固体撮像素子１０及び制御部２００Ａのほかに、信号処理部３００がさらに設けられている。
【０１３８】
信号処理部３００は、画素補正部３１１、セレクタ３１２、及び画像信号処理部３１３を含む。固体撮像素子１０から出力される出力信号（画素信号）は、画素補正部３１１及びセレクタ３１２にそれぞれ供給される。
【０１３９】
画素補正部３１１は、固体撮像素子１０からの画素信号に対する画素補正処理を行い、その結果得られる補正後の画素信号（補正画素信号）を、セレクタ３１２に供給する。
【０１４０】
例えば、この画素補正処理では、位相差検出用画素としての画素１００を構成する左画素１００Ａのフォトダイオード１１２Ａからの画素信号（Ａ信号）が供給された場合、対応する右画素１００Ｂのフォトダイオード１１２Ｂからの画素信号（Ｂ信号）に相当する信号を得るための補正処理が行われ、撮像画像に使用可能な画素信号が得られる。
【０１４１】
セレクタ３１２には、入力信号として、固体撮像素子１０から出力される画素信号と、画素補正部３１１から供給される補正画素信号が入力され、選択制御信号として、制御部２００Ａの駆動制御部２１１から出力される駆動制御信号が入力される。
【０１４２】
セレクタ３１２は、駆動制御部２１１からの駆動制御信号に基づいて、固体撮像素子１０からの画素信号と、画素補正部３１１からの補正画素信号のうち、いずれか一方の画素信号を選択し、画像信号処理部３１３に供給する。
【０１４３】
ここで、駆動制御信号は、式（１）の演算結果に対する閾値判定により決定される駆動制御方法（駆動制御Ａ，Ｂ，Ｃ）に基づくものであって、位相差検出用画素の位置や密度は、ゲイン（照度）と輝度レベルに連動している。そのため、セレクタ３１２の選択制御信号として、駆動制御信号が入力されるようにすることで、位相差検出用画素の位置や密度を、画素補正部３１１による補正が必要な画素信号に連動させることができる。
【０１４４】
例えば、式（１）の演算結果に対する閾値判定により決定された駆動制御Ａ（図６）に従い、画素アレイ部１１に配列された画素１００を駆動した場合、位相差検出用画素として動作する画素１００（3%の画素）のフォトダイオード１１２Ａ又はフォトダイオード１１２Ｂの一方から独立して読み出された画素信号（Ａ信号又はＢ信号）が、画素補正部３１１に入力されて補正される。一方で、画像取得用画素として動作する画素１００（97%の画素）のフォトダイオード１１２Ａ及びフォトダイオード１１２Ｂの両方から読み出された画素信号（Ａ＋Ｂ信号）は、補正する必要がないため、そのままセレクタ３１２に入力される。
【０１４５】
また、例えば、駆動制御Ｃ（図６）に従い、画素アレイ部１１に配列された画素１００を駆動した場合、位相差検出用画素と画像取得用画素の両方の画素として動作する画素１００（100%の画素）のフォトダイオード１１２Ａ及びフォトダイオード１１２Ｂから読み出された画素信号（Ａ＋Ｂ信号）は、補正する必要がないため、そのままセレクタ３１２に入力される。
【０１４６】
画像信号処理部３１３は、セレクタ３１２から供給される画素信号に基づいて、所定の画像信号処理を行い、その結果得られる画素信号を、後段の回路に出力する。ここでの画像信号処理としては、例えば、デモザイク、ノイズ除去、階調補正や色補正、画像の圧縮伸張などの信号処理が行われる。また、図示は省略しているが、位相差検出用の信号は、位相差検出部に出力され、そこで位相差を検出するための処理に用いられる。
【０１４７】
なお、図１１においては、撮像装置１Ａが、固体撮像素子１０（図１）、制御部２００Ａ（図５）、及び画像信号処理部３００を含む場合を説明したが、撮像装置１Ａにおいては、制御部２００Ａの代わりに、制御部２００Ｂ（図７）又は制御部２００Ｃ（図９）が含まれるようにしてもよい。
【０１４８】
＜６．第６の実施の形態＞
【０１４９】
次に、画素アレイ部１１に配列される画素１００の読み出し機能について説明する。
【０１５０】
なお、ここでは、本技術の読み出し機能の構成を、図１４及び図１５に示すとともに、現状の読み出し機能の構成を、図１２及び図１３に示すことで、本技術の読み出し機能と、現状の読み出し機能とを比較しながら説明する。
【０１５１】
（読み出し機能の構成）
図１２乃至図１５は、画素アレイ部１１における撮像領域の一部の領域と、カラム信号処理回路１３内の比較器１５１とDAC１５２を図示している。
【０１５２】
図１２乃至図１５においては、画素１００を構成するフォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂ上に記述された円が、コンタクトＣを表し、列方向の４画素ごとに記述された菱形が、浮遊拡散領域ＦＤを表しているものとする。
【０１５３】
画素アレイ部１１において、２次元状に配列される複数の画素１００は、ベイヤー配列で配列されている。画素アレイ部１１においては、列方向に配列される画素１００によって、浮遊拡散領域ＦＤが共有されている。また、転送トランジスタTR-Trや選択トランジスタSEL-Trに対する駆動信号（TRG，SEL）は、垂直駆動回路１２（図１）から供給される。
【０１５４】
各画素１００は、左画素１００Ａ及び右画素１００Ｂから構成される。左画素１００Ａは、フォトダイオード１１２Ａのほかに、転送トランジスタTR-Tr−Ａを有している。また、右画素１００Ｂは、フォトダイオード１１２Ｂのほかに、転送トランジスタTR-Tr−Ｂを有している。
【０１５５】
各画素１００においては、フォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂに接続された転送トランジスタTR-Tr−Ａ，TR-Tr−Ｂが、そのゲートに入力される駆動信号TRGに従い、オン／オフの動作を行うことで、フォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂのそれぞれで光電変換された電荷（信号電荷）が、浮遊拡散領域ＦＤに転送される。
【０１５６】
浮遊拡散領域ＦＤは、共有画素の各画素１００の転送トランジスタTR-Tr−Ａ，TR-Tr−Ｂと、共有画素で共有されるリセットトランジスタRST-Tr及び増幅トランジスタAMP-Trとの接続点に形成されている。リセットトランジスタRST-Trが、そのゲートに入力される駆動信号RSTに従い、オン／オフの動作を行うことで、浮遊拡散領域ＦＤに蓄積されている電荷が排出される。
【０１５７】
浮遊拡散領域ＦＤは、共有画素の各画素１００の転送トランジスタTR-Tr−Ａ，TR-Tr−Ｂにより転送されてくる電荷を蓄積する機能を有している。浮遊拡散領域ＦＤの電位は、蓄積された電荷量に応じて変調される。増幅トランジスタAMP-Trは、そのゲートに接続された浮遊拡散領域ＦＤの電位変動を入力信号とする増幅器として動作し、その出力信号電圧は、選択トランジスタSEL-Trを介して垂直信号線（VSL）２２に出力される。
【０１５８】
選択トランジスタSEL-Trは、そのゲートに入力される駆動信号SELに従い、オン／オフの動作を行うことで、増幅トランジスタAMP-Trからの電圧信号を、垂直信号線（VSL）２２に出力する。
【０１５９】
このように、画素アレイ部１１に配列される画素１００は、列方向で画素共有され、共有画素の各画素１００の左画素１００Ａは、フォトダイオード１１２Ａと転送トランジスタTR-Tr−Ａを有し、右画素１００Ｂは、フォトダイオード１１２Ｂと転送トランジスタTR-Tr−Ｂを有している。また、共有画素においては、浮遊拡散領域ＦＤが共有されており、当該共有画素の画素回路として、リセットトランジスタRST-Tr，増幅トランジスタAMP-Tr，及び選択トランジスタSEL-Trが、共有トランジスタとして共有されている。
【０１６０】
垂直信号線（VSL）２２に出力された信号電圧は、カラム信号処理回路１３内の比較器１５１に入力される。
【０１６１】
比較器１５１−１は、そこに入力される、垂直信号線（VSL1）２２−１からの信号電圧（Vx）と、DAC１５２からのランプ波（Ramp）の参照電圧（Vref）とを比較し、その比較結果に応じたレベルの出力信号を出力する。
【０１６２】
同様に、比較器１５１−２乃至比較器１５１−４においては、参照電圧と比較される信号電圧が、垂直信号線（VSL3）２２−３、垂直信号線（VSL5）２２−５、又は垂直信号線（VSL7）２２−７からの信号電圧に代わるほかは、比較器１５１−１と同様であって、その比較結果に応じたレベルの出力信号が出力される。
【０１６３】
そして、カラム信号処理回路１３では、比較器１５１からの出力信号に基づき、リセットレベル又は信号レベルのカウントが行われることで、相関二重サンプリング（CDS）を用いたカラムAD方式のAD変換が実現される。
【０１６４】
（コンタクトの配置：現状の構成）
ここで、画素１００のコンタクトＣの配置であるが、図１２及び図１３に示した現状の読み出し機能の構成と、図１４及び図１５に示した本技術の読み出し機能の構成とでは、一部の配置が異なっている。なお、以下の説明では、左上の画素１００の基準にして、各行の画素１００や、各列の画素１００の配置位置を記述するものとする。また、以下の説明では、図中の「SEL」や「TRG」を、駆動線とともに、該当する駆動線に印加される駆動信号を区別するために用いる。
【０１６５】
すなわち、現状の構成（図１２、図１３）において、１行目の画素１００では、フォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂに接続された転送トランジスタTR-Tr−Ａ，TR-Tr−Ｂ用のコンタクトＣが、駆動線TRG6，TRG7にそれぞれ接続される。また、２行目の画素１００では、フォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂに接続された転送トランジスタTR-Tr−Ａ，TR-Tr−Ｂ用のコンタクトＣが、駆動線TRG4，TRG5にそれぞれ接続される。
【０１６６】
また、現状の構成（図１２、図１３）において、３行目の画素１００では、転送トランジスタTR-Tr−Ａ，TR-Tr−Ｂ用のコンタクトＣが、駆動線TRG2，TRG3にそれぞれ接続され、４行目の画素１００では、転送トランジスタTR-Tr−Ａ，TR-Tr−Ｂ用のコンタクトＣが、駆動線TRG0，TRG1にそれぞれ接続される。
【０１６７】
同様に、現状の構成（図１２、図１３）では、５行目乃至８行目の画素１００においても、転送トランジスタTR-Tr−Ａ用のコンタクトＣが、駆動線TRG0，TRG2，TRG4，又はTRG6に接続され、転送トランジスタTR-Tr−Ｂ用のコンタクトＣが、駆動線TRG1，TRG3，TRG5，又はTRG7に接続される。
【０１６８】
（コンタクトの配置：本技術の構成）
一方で、本技術の構成（図１４、図１５）においては、１行目乃至５行目、及び７行目乃至８行目の画素１００は、現状の構成（図１２、図１３）に示した構成と同様に、転送トランジスタTR-Tr−Ａ用のコンタクトＣが、駆動線TRG0，TRG2，TRG4，又はTRG6に接続され、転送トランジスタTR-Tr−Ｂ用のコンタクトＣが、駆動線TRG1，TRG3，TRG5，又はTRG7に接続される。
【０１６９】
ここで、本技術の構成（図１４、図１５）において、６行目の画素１００に注目すれば、駆動線TRG4と駆動線TRG5との間に、駆動線TRG10が追加されている。
【０１７０】
そして、６行目の画素１００のうち、１列目、３列目、及び４列目の画素１００は、現状の構成（図１２、図１３）に示した構成と同様に、転送トランジスタTR-Tr−Ａ用のコンタクトＣが、駆動線TRG4に接続され、転送トランジスタTR-Tr−Ｂ用のコンタクトＣが、駆動線TRG5に接続される。
【０１７１】
また、６行目の画素１００のうち、２列目の画素１００−６２は、左側の転送トランジスタTR-Tr−Ａ用のコンタクトＣ−６２Ａが、駆動線TRG4に接続されるが、右側の転送トランジスタTR-Tr−Ｂ用のコンタクトＣ−６２Ｂは、追加された駆動線TRG10に接続されている。
【０１７２】
すなわち、画素１００−６２に注目した場合、本技術の構成（図１４、図１５）に示した構成では、現状の構成（図１２、図１３）に示した構成と比べて、コンタクトＣ−６２Ａが駆動線TRG4に接続される点では一致しているが、コンタクトＣ−６２Ｂが、駆動線TRG5ではなく、駆動線TRG10に接続されている点で異なっている。
【０１７３】
換言すれば、画素アレイ部１１は、第１の画素部（例えば、６行目の画素１００（２列目の画素１００−６２を除く））及び第２の画素部（例えば、２列目の画素１００−６２）の第１の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ａ）に接続される第１の駆動線（例えば、駆動線TRG4）と、第１の画素部（例えば、６行目の画素１００（２列目の画素１００−６２を除く））の第２の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ｂ）に接続される第２の駆動線（例えば、駆動線TRG5）と、第２の画素部（例えば、２列目の画素１００−６２）の第２の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ｂ）に接続される第３の駆動線（例えば、駆動線TRG10）を含んでいると言える。
【０１７４】
このとき、第２の駆動線（例えば、駆動線TRG5）は、第２の画素部（例えば、２列目の画素１００−６２）の第２の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ｂ）には未接続とされる。また、第３の駆動線（例えば、駆動線TRG10）は、第１の画素部（例えば、６行目の画素１００（２列目の画素１００−６２を除く））の第２の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ｂ）には未接続とされる。
【０１７５】
（読み出し動作：現状の構成）
次に、上述した構成を有する場合の読み出し動作を説明するが、ここでは、まず、図１２及び図１３を参照して、現状の読み出し動作について説明する。
【０１７６】
図１２においては、駆動信号SEL1がLレベルとなって、上側の１行目乃至４行目の画素１００を含む共有画素で共有された選択トランジスタSEL-Trがオフ状態になる一方で、駆動信号SEL0がHレベルとなって、下側の５行目乃至８行目の画素１００を含む共有画素で共有された選択トランジスタSEL-Trがオン状態になっている。これにより、下側の５行目乃至８行目の画素１００を含む共有画素が選択されている。
【０１７７】
このとき、図１２に示すように、駆動信号TRG0乃至TRG7のうち、駆動信号TRG4のみがHレベルとなって、６行目の各画素１００では、フォトダイオード１１２Ａに接続された転送トランジスタTR-Tr−Ａがオン状態になる。
【０１７８】
これにより、図１２の太枠で囲まれている、６行目の各画素１００のフォトダイオード１１２Ａに蓄積された電荷が、それぞれの共有画素に対応した浮遊拡散領域ＦＤに転送される。そして、６行目の各画素１００を含む共有画素において、増幅トランジスタAMP-Trでは、浮遊拡散領域ＦＤの電位変動が、ゲートへの入力信号電圧とされ、その出力信号電圧が、選択トランジスタSEL-Trを介して垂直信号線２２に出力される。
【０１７９】
このようにして、６行目の各画素１００のフォトダイオード１１２Ａに蓄積された電荷が独立して読み出され、画素信号（Ａ信号）が得られる。
【０１８０】
その後、図１３に示すように、駆動信号SEL0がHレベルの状態のまま、駆動信号TRG4，TRG5がHレベルとなって、６行目の各画素１００において、フォトダイオード１１２Ａに接続された転送トランジスタTR-Tr−Ａと、フォトダイオード１１２Ｂに接続された転送トランジスタTR-Tr−Ｂが同時にオン状態になる。
【０１８１】
これにより、図１３の太枠で囲まれている、６行目の各画素１００のフォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂの両方に蓄積された電荷が、浮遊拡散領域ＦＤに転送される。そして、６行目の各画素１００を含む共有画素においては、増幅トランジスタAMP-Trによって、浮遊拡散領域ＦＤの電位変動に応じた信号電圧が、選択トランジスタSEL-Trを介して垂直信号線２２に出力される。
【０１８２】
このようにして、６行目の各画素１００のフォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂに蓄積された電荷が合算して読み出され、画素信号（Ａ＋Ｂ信号）が得られる。
【０１８３】
そして、現状の読み出し動作では、図１２及び図１３に示したように、位相差検出用の信号として、Ａ信号が得られ、画像取得用の信号として、Ａ＋Ｂ信号が得られるため、Ａ＋Ｂ信号とＡ信号との差分処理を行うことで、Ｂ信号に相当する信号を取得することができる。これにより、位相差検出用の信号として、Ａ信号とＢ信号が得られる。すなわち、現状の読み出し動作では、位相差検出用の信号を取得するために、２回の読み出し動作が必要になる。
【０１８４】
（読み出し動作：本技術の構成）
次に、図１４及び図１５を参照して、本技術の読み出し動作について説明する。
【０１８５】
図１４においては、駆動信号SEL0がHレベルとなって、下側の５行目乃至８行目の画素１００を含む共有画素で共有された選択トランジスタSEL-Trがオン状態になっている。これにより、下側の５行目乃至８行目の画素１００を含む共有画素が選択されている。
【０１８６】
このとき、図１４に示すように、駆動信号TRG0乃至TRG7，TRG10のうち、駆動信号TRG4，TRG5がHレベルとなって、６行目の各画素１００（２列目の画素１００を除く）のフォトダイオード１１２Ａに接続された転送トランジスタTR-Tr−Ａと、フォトダイオード１１２Ｂに接続された転送トランジスタTR-Tr−Ｂが同時にオン状態になる。
【０１８７】
これにより、６行目の各画素１００（２列目の画素１００を除く）では、図１４の太枠で示すように、フォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂに蓄積された電荷が合算して読み出され、画素信号（Ａ＋Ｂ信号）が得られる。
【０１８８】
ここで、６行目の画素１００のうち、２列目の画素１００−６２に注目すれば、上述したように、フォトダイオード１１２Ｂに接続されたコンタクトＣ−６２Ｂは、駆動線TRG10に接続され、そこに印加される駆動信号TRG10がLレベルとなっているため、左側の転送トランジスタTR-Tr−Ａのみがオン状態になる。
【０１８９】
これにより、画素１００−６２では、図１４の太枠で示すように、左側のフォトダイオード１１２Ａに蓄積された電荷が独立して読み出され、画素信号（Ａ信号）が得られる。
【０１９０】
また、図示は省略しているが、画素アレイ部１１に配列される画素１００には、画素１００−６２とは反対に、右側のフォトダイオード１１２Ｂに蓄積された電荷が独立して読み出され、画素信号（Ｂ信号）を取得可能な画素１００が含まれる。例えば、仮に、上述した画素１００−６２が、Ｂ信号を取得可能な画素１００であるとすれば、コンタクトＣ−６２Ａが、駆動線TRG4ではなく、駆動線TRG10に接続され、コンタクトＣ−６２Ｂが、駆動線TRG5に接続されるようにすればよい。
【０１９１】
すなわち、画素アレイ部１１に配列される画素１００には、画像取得用画素として、Ａ＋Ｂ信号を取得可能な画素１００が含まれるとともに、位相差検出用画素として、Ａ信号を取得可能な画素１００と、Ｂ信号を取得可能な画素１００が含まれる。ここでは、上述した第１の実施の形態乃至第４の実施の形態に示したように、ゲインや輝度レベルなどに基づき、位相差検出用画素として動作する画素１００の密度（例えば、駆動制御Ａの場合の3%など）が決定され、その密度に応じた画素１００が、Ａ信号又はＢ信号を得るための位相差検出用画素として動作することになる。
【０１９２】
そして、本技術の読み出し動作では、図１４に示したように、位相差検出用の信号として、Ａ信号とＢ信号が得られ、画像取得用の信号として、Ａ＋Ｂ信号が得られるため、位相差検出用の信号を取得するために、１回の読み出し動作を行えばよいことになる。つまり、上述した現状の読み出し動作では、位相差検出用の信号を取得するために、２回の読み出しが必要であったが、本技術の読み出し動作では、１回の読み出し動作に減らすことができる。
【０１９３】
なお、画素１００−６２を、画像取得用画素として動作させる場合には、図１５に示すように、駆動信号SEL0をHレベルの状態として、さらに、駆動信号TRG4，TRG5とともに、駆動信号TRG10がHレベルとなるようにする。これにより、画素１００−６２では、他の６行目の各画素１００と同様に、転送トランジスタTR-Tr−Ａ，TR-Tr−Ｂが同時にオン状態になって、図１５の太枠で示すように、フォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂに蓄積された電荷が、合算して読み出され、画素信号（Ａ＋Ｂ信号）が得られる。
【０１９４】
換言すれば、本技術の読み出し動作では、画素アレイ部１１の撮像領域における照度（あるいは、例えば、式（１）、式（２）、又は式（３）の演算結果でもよい）が、所定の閾値（例えば、第１閾値Th1や第２閾値Th2）よりも小さい場合は、第１の画素部（例えば、６行目の画素１００（２列目の画素１００−６２を除く））において、第１の駆動線（例えば、駆動線TRG4）と第２の駆動線（例えば、駆動線TRG5）を用いて第１の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ａ）に対応する画素信号と第２の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ｂ）に対応する画素信号がそれぞれ生成され、照度が所定の閾値よりも大きい場合は、第２の画素部（例えば、２列目の画素１００−６２）において、第１の駆動線（例えば、駆動線TRG4）と第３の駆動線（例えば、駆動線TRG10）を用いて第１の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ａ）に対応する画素信号と第２の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ｂ）に対応する画素信号がそれぞれ生成される一方、第１の画素部（例えば、６行目の画素１００（２列目の画素１００−６２を除く））において第１の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ａ）に対応する画素信号と第２の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ｂ）に対応する画素信号が合算して生成されると言える。
【０１９５】
また、本技術の読み出し動作では、画素アレイ部１１の撮像領域における照度（あるいは、例えば、式（１）、式（２）、又は式（３）の演算結果でもよい）が所定の閾値（例えば、第１閾値Th1や第２閾値Th2）よりも小さい場合は、第１の画素部（例えば、６行目の画素１００（２列目の画素１００−６２を除く））及び第２の画素部（例えば、２列目の画素１００−６２）において、第１の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ａ）からの画素信号と第２の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ｂ）からの画素信号をそれぞれ読み出し、照度が所定の閾値よりも大きい場合は、第２の画素部（例えば、２列目の画素１００−６２）において、第１の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ａ）からの画素信号と第２の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ｂ）からの画素信号をそれぞれ読み出す一方、第１の画素部（例えば、６行目の画素１００（２列目の画素１００−６２を除く））において第１の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ａ）からの画素信号と第２の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ｂ）からの画素信号を合算して読み出すとも言える。
【０１９６】
＜７．第７の実施の形態＞
【０１９７】
ところで、上述した実施の形態では、１つのオンチップレンズ１１１に対し、２つのフォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂを設けたデュアルPD型の構造を説明したが、他の構造を採用してもよい。ここでは、例えば、１つのオンチップレンズ１１１に対し、４つのフォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄを設けた構造（以下、２×２OCL構造ともいう）を採用することができる。
【０１９８】
そこで、以下、第７の実施の形態として、２×２OCL構造を採用した場合を説明する。
【０１９９】
（２×２OCL構造の例）
図１６は、２×２OCL構造を有する画素の構造の例を示す図である。
【０２００】
図１６のＡは、画素アレイ部１１に配列される複数の画素１２０のうち、光の入射側から見た場合における所定の撮像領域に配列される８行８列（８×８）の画素１２０の平面図を示している。また、図１６のＢは、図１６のＡに示した画素１２０のＸ−Ｘ'断面を図示している。
【０２０１】
図１６に示すように、画素１２０は、１つのオンチップレンズ１１１に対し、４つのフォトダイオード１１２Ａ乃至１１２Ｄを設けた２×２OCL構造からなる。２×２OCL構造の画素１２０は、左上のフォトダイオード１１２Ａを有する左上画素１２０Ａと、右上のフォトダイオード１１２Ｂを有する右上画素１２０Ｂと、左下のフォトダイオード１１２Ｃを有する左下画素１２０Ｃと、右下のフォトダイオード１１２Ｄを有する右下画素１２０Ｄから構成される画素部（第１の画素部又は第２の画素部）であるとも言える。
【０２０２】
２×２OCL構造の画素１２０においては、フォトダイオード１１２Ａ乃至１１２Ｄに蓄積された電荷から得られる信号を、画像取得用の信号として用いるとともに、フォトダイオード１１２Ａ乃至１１２Ｄのそれぞれに蓄積された電荷から得られる信号を、位相差検出用の信号として用いることができる。
【０２０３】
このように、画素１２０は、２×２OCL構造の構造を有し、画像取得用画素と、位相差検出用画素の両方の用途に用いることができる。
【０２０４】
また、図１６のＢの断面図に示すように、画素１２０は、オンチップレンズ１１１の下に、カラーフィルタ１１３が設けられ、カラーフィルタ１１３が透過する波長成分に応じて、Ｒ画素１２０、Ｇ画素１２０、又はＢ画素１２０として構成される。画素アレイ部１１においては、Ｒ画素１２０、Ｇ画素１２０、及びＢ画素１２０を、ベイヤー配列などの配列パターンで配列することができる。
【０２０５】
次に、画素アレイ部１１に配列される画素１２０の構造として、２×２OCL構造を採用した場合における読み出し機能について説明する。
【０２０６】
なお、ここでも、本技術の読み出し機能の構成を、図１９乃至図２２に示すとともに、現状の読み出し機能の構成を、図１７及び図１８に示すことで、本技術の読み出し機能と、現状の読み出し機能との違いを説明する。ただし、本技術の読み出し機能としては、左側又は右側のフォトダイオード１１２を独立して読み出す場合の第１の構成（図１９、図２０）と、上側又は下側のフォトダイオード１１２を独立して読み出す場合の第２の構成（図２１、図２２）について説明する。
【０２０７】
（読み出し機能の構成）
図１７乃至図２２は、上述した図１２乃至図１５と同様に、画素アレイ部１１における撮像領域の一部の領域と、カラム信号処理回路１３内の比較器１５１とDAC１５２を図示している。
【０２０８】
図１７乃至図２２においては、図１２乃至図１５と比べて、画素アレイ部１１に、デュアルPD型の構造を有する画素１００（図２）の代わりに、２×２OCL構造を有する画素１２０（図１６）が配列されている点が異なっている。
【０２０９】
すなわち、図１７乃至図２２において、画素アレイ部１１に配列される画素１２０は、列方向で画素共有とされ、共有画素の各画素１２０では、左上画素１２０Ａは、フォトダイオード１１２Ａと転送トランジスタTR-Tr−Ａを有し、右上画素１２０Ｂは、フォトダイオード１１２Ｂと転送トランジスタTR-Tr−Ｂを有する。また、共有画素の各画素１２０では、左下画素１２０Ｃは、フォトダイオード１１２Ｃと転送トランジスタTR-Tr−Ｃを有し、右下画素１２０Ｄは、フォトダイオード１１２Ｄと転送トランジスタTR-Tr−Ｄを有する。
【０２１０】
さらに、共有画素においては、浮遊拡散領域ＦＤが共有されており、当該共有画素の画素回路として、リセットトランジスタRST-Tr，増幅トランジスタAMP-Tr，及び選択トランジスタSEL-Trが、共有トランジスタとして共有されている。
【０２１１】
（コンタクトの配置：現状の構成）
ここで、画素１２０のコンタクトＣの配置であるが、図１７及び図１８に示した現状の読み出し機能の構成と、図１９乃至図２２に示した本技術の読み出しの構成とでは、一部の配置が異なっている。
【０２１２】
すなわち、現状の構成（図１７、図１８）において、上側の１行目及び２行目の画素１２０では、左上画素１２０Ａのフォトダイオード１１２Ａに接続された転送トランジスタTR-Tr−Ａ用のコンタクトＣが、駆動線TRG2，TRG6に接続され、右上画素１２０Ｂのフォトダイオード１１２Ｂに接続された転送トランジスタTR-Tr−Ｂ用のコンタクトＣが、駆動線TRG3，TRG7に接続される。
【０２１３】
また、上側の１行目及び２行目の画素１２０では、左下画素１２０Ｃのフォトダイオード１１２Ｃに接続された転送トランジスタTR-Tr−Ｃ用のコンタクトＣが、駆動線TRG0，TRG4に接続され、右下画素１２０Ｄのフォトダイオード１１２Ｄに接続された転送トランジスタTR-Tr−Ｄ用のコンタクトＣが、駆動線TRG1，TRG5に接続される。
【０２１４】
同様に、現状の構成（図１７、図１８）では、下側の３行目及び４行目においても、転送トランジスタTR-Tr−Ａ用のコンタクトＣが、駆動線TRG2，TRG6に接続され、転送トランジスタTR-Tr−Ｂ用のコンタクトＣが、駆動線TRG3，TRG7に接続され、転送トランジスタTR-Tr−Ｃ用のコンタクトＣが、駆動線TRG0，TRG4に接続され、転送トランジスタTR-Tr−Ｄ用のコンタクトＣが、駆動線TRG1，TRG5に接続される。
【０２１５】
（コンタクトの配置：本技術の第１の構成）
一方で、本技術の第１の構成（図１９、図２０）においては、１行目、２行目、及び４行目の画素１２０は、図１７及び図１８に示した構成と同様に、転送トランジスタTR-Tr−Ａ用のコンタクトＣが、駆動線TRG2，TRG6に接続され、転送トランジスタTR-Tr−Ｂ用のコンタクトＣが、駆動線TRG3，TRG7に接続され、転送トランジスタTR-Tr−Ｃ用のコンタクトＣが、駆動線TRG0，TRG4に接続され、転送トランジスタTR-Tr−Ｄ用のコンタクトＣが、駆動線TRG1，TRG5に接続される。
【０２１６】
ここで、本技術の第１の構成（図１９、図２０）において、３行目の画素１２０に注目すれば、駆動線TRG4と駆動線TRG5との間に、駆動線TRG20が追加され、さらに、駆動線TRG6と駆動線TRG7との間に、駆動線TRG21が追加されている。
【０２１７】
そして、３行目の画素１２０のうち、１列目、２列目、及び４列目の画素１２０は、現状の構成（図１７、図１８）と同様に、各転送トランジスタTR-Tr用のコンタクトＣが、対応する駆動線TRGにそれぞれ接続される。
【０２１８】
また、３行目の画素１２０のうち、３列目の画素１２０−３３は、左側の転送トランジスタTR-Tr−Ａ，TR-Tr−Ｃ用のコンタクトＣ−３３Ａ，Ｃ−３３Ｃが、駆動線TRG6，TRG4にそれぞれ接続されるが、右側の転送トランジスタTR-Tr−Ｂ，TR-Tr−Ｄ用のコンタクトＣ−３３Ｂ，Ｃ−３３Ｄは、追加された駆動線TRG21，TRG20にそれぞれ接続されている。
【０２１９】
すなわち、画素１２０−３３に注目した場合、本技術の第１の構成（図１９、図２０）では、現状の構成（図１７、図１８）と比べて、コンタクトＣ−３３Ａ，Ｃ−３３Ｃが、駆動線TRG6，TRG4にそれぞれ接続される点では一致しているが、コンタクトＣ−３３Ｂ，Ｃ−３３Ｄが、駆動線TRG7，TRG5ではなく、駆動線TRG21，TRG20にそれぞれ接続されている点で異なっている。
【０２２０】
換言すれば、画素アレイ部１１は、第１の画素部（例えば、３行目の画素１２０（３列目の画素１２０−３３を除く））及び第２の画素部（例えば、３列目の画素１２０−３３）の第１の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｃ）に接続される第１の駆動線（例えば、駆動線TRG6，TRG4）と、第１の画素部（例えば、３行目の画素１２０（３列目の画素１２０−３３を除く））の第２の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ｂ，１１２Ｄ）に接続される第２の駆動線（例えば、駆動線TRG7，TRG5）と、第２の画素部（例えば、３列目の画素１２０−３３）の第２の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ｂ，１１２Ｄ）に接続される第３の駆動線（例えば、駆動線TRG21，TRG20）を含んでいると言える。
【０２２１】
このとき、第２の駆動線（例えば、駆動線TRG7，TRG5）は、第２の画素部（例えば、３列目の画素１２０−３３）の第２の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ｂ，１１２Ｄ）には未接続とされる。また、第３の駆動線（例えば、駆動線TRG21，TRG20）は、第１の画素部（例えば、３行目の画素１２０（３列目の画素１２０−３３を除く））の第２の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ｂ，１１２Ｄ）には未接続とされる。このように、２本の第３の駆動線（例えば、駆動線TRG21，TRG20）を設けることで、２×２OCL構造を有する画素１２０を、位相差検出用画素として単独で動作させることができる。
【０２２２】
（コンタクトの配置：本技術の第２の構成）
また、本技術の第２の構成（図２１、図２２）において、３行目の画素１２０のうち、３行目の画素１２０に注目すれば、駆動線TRG4と駆動線TRG5との間に、駆動線TRG30が追加され、さらに、駆動線TRG6と駆動線TRG7との間に、駆動線TRG31が追加されている。
【０２２３】
そして、３行目の画素１２０のうち、３列目の画素１２０−３３は、上側の転送トランジスタTR-Tr−Ａ，TR-Tr−Ｂ用のコンタクトＣ−３３Ａ，Ｃ−３３Ｂが、駆動線TRG6，TRG7にそれぞれ接続されるが、下側の転送トランジスタTR-Tr−Ｃ，TR-Tr−Ｄ用のコンタクトＣ−３３Ｃ，Ｃ−３３Ｄは、追加された駆動線TRG30にそれぞれ接続されている。
【０２２４】
すなわち、画素１２０−３３に注目した場合、本技術の第２の構成（図２１、図２２）では、現状の構成（図１７、図１８）と比べて、コンタクトＣ−３３Ａ，Ｃ−３３Ｂが、駆動線TRG6，TRG7にそれぞれ接続される点では一致しているが、コンタクトＣ−３３Ｃ，Ｃ−３３Ｄが、駆動線TRG4，TRG5ではなく、駆動線TRG30にそれぞれ接続されている点で異なっている。
【０２２５】
換言すれば、画素アレイ部１１は、第１の画素部（例えば、３行目の画素１２０（３列目の画素１２０−３３を除く））及び第２の画素部（例えば、３列目の画素１２０−３３の）の第１の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂ）に接続される第１の駆動線（例えば、駆動線TRG6，TRG7）と、第１の画素部（例えば、３行目の画素１２０（３列目の画素１２０−３３を除く））の第２の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ｃ，１１２Ｄ）に接続される第２の駆動線（例えば、駆動線TRG4，TRG5）と、第２の画素部（例えば、３列目の画素１２０−３３）の第２の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ｃ，１１２Ｄ）に接続される第３の駆動線（例えば、駆動線TRG30）を含んでいると言える。
【０２２６】
このとき、第２の駆動線（例えば、駆動線TRG4，TRG5）は、第２の画素部（例えば、３列目の画素１２０−３３）の第２の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ｃ，１１２Ｄ）には未接続とされる。また、第３の駆動線（例えば、駆動線TRG30）は、第１の画素部（例えば、３行目の画素１２０（３列目の画素１２０−３３を除く））の第２の光電変換部（例えば、フォトダイオード１１２Ｃ，１１２Ｄ）には未接続とされる。
【０２２７】
（読み出し動作：現状の構成）
次に、上述した構成を有する場合の読み出し動作を説明するが、ここでは、まず、図１７及び図１８を参照して、現状の読み出し動作について説明する。
【０２２８】
図１７においては、駆動信号SEL0がHレベルとなって、下側の３行目及び４行目の画素１２０を含む共有画素で共有された選択トランジスタSEL-Trがオン状態となって、当該共有画素が選択されている。
【０２２９】
このとき、図１７に示すように、駆動信号TRG0乃至TRG7のうち、駆動信号TRG6がHレベルとなって、３行目の画素１２０において、転送トランジスタTR-Tr−Ａがオン状態になる。これにより、３行目の各画素１２０の左上画素１２０Ａでは、図１７の太枠で示すように、フォトダイオード１１２Ａに蓄積された電荷が独立して読み出され、画素信号（Ａ信号）が得られる。
【０２３０】
その後、図１８に示すように、駆動信号SEL0がHレベルの状態のまま、駆動信号TRG4乃至TRG7がHレベルとなって、３行目の画素１２０では、転送トランジスタTR-Tr−Ａ乃至TR-Tr−Ｄがオン状態になる。これにより、３行目の各画素１２０では、図１８の太枠で示すように、フォトダイオード１１２Ａ乃至１１２Ｄに蓄積された電荷が合算して読み出され、画素信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ信号）が得られる。
【０２３１】
そして、現状の読み出し動作では、図１７及び図１８に示したように、位相差検出用の信号として、Ａ信号が得られ、画像取得用の信号として、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ信号が得られるため、位相差検出用の信号として、例えば、Ｂ信号に相当する信号を取得するためには、さらなる読み出し動作や差分処理が必要とされる。
【０２３２】
（読み出し動作：本技術の第１の構成）
次に、図１９及び図２０を参照して、本技術の第１の構成の読み出し動作について説明する。
【０２３３】
図１９においては、駆動信号SEL0がHレベルとなって、下側の３行目及び４行目の画素１２０を含む共有画素で共有された選択トランジスタSEL-Trがオン状態となって、当該共有画素が選択されている。
【０２３４】
このとき、図１９に示すように、駆動信号TRG0乃至TRG7，TRG20，TRG21のうち、駆動信号TRG4乃至TRG7がHレベルとなって、３行目の各画素１２０（３列目の画素１２０を除く）では、転送トランジスタTR-Tr−Ａ乃至TR-Tr−Ｄが同時にオン状態になる。
【０２３５】
これにより、３行目の各画素１２０（３列目の画素１２０を除く）では、図１９の太枠で示すように、フォトダイオード１１２Ａ乃至１１２Ｄに蓄積された電荷が合算して読み出され、画素信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ信号）が得られる。
【０２３６】
ここで、３行目の画素１２０のうち、３列目の画素１２０−３３に注目すれば、上述したように、右上画素１２０Ｂと右下画素１２０Ｄでは、コンタクトＣ−３３Ｂ，Ｃ−３３Ｄが、駆動線TRG21，TRG20に接続され、それらの駆動線に印加される駆動信号TRG21，TRG20がLレベルとなっている。そのため、画素１２０−３３では、左側の転送トランジスタTR-Tr−Ａ，TR-Tr−Ｃのみがオン状態になる。
【０２３７】
これにより、画素１２０−３３では、図１９の太枠で示すように、左側のフォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｃに蓄積された電荷が独立して読み出され、画素信号（Ａ＋Ｃ信号）が得られる。
【０２３８】
また、図示は省略しているが、画素アレイ部１１に配列される画素１２０には、画素１２０−３３とは反対に、右側のフォトダイオード１１２Ｂ，１１２Ｄに蓄積された電荷のみが読み出され、画素信号（Ｂ＋Ｄ信号）を取得可能な画素１２０が含まれる。例えば、仮に、上述した画素１２０−３３が、Ｂ＋Ｄ信号を取得可能な画素１２０であるとすれば、コンタクトＣ−３３Ａ，Ｃ−３３Ｃが、駆動線TRG6，TRG4ではなく、駆動線TRG21，TRG20に接続され、コンタクトＣ−３３Ｂ，Ｃ−３３Ｄが、駆動線TRG7，TRG5に接続されるようにすればよい。
【０２３９】
すなわち、画素アレイ部１１に配列される画素１２０には、画像取得用画素として、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ信号を取得可能な画素１２０が含まれるとともに、位相差検出用画素として、左側のＡ＋Ｃ信号を取得可能な画素１２０と、右側のＢ＋Ｄ信号を取得可能な画素１２０が含まれる。ここでは、上述した第１の実施の形態乃至第４の実施の形態に示したように、ゲインや輝度レベルなどに基づき、位相差検出用画素として動作する画素１２０の密度（例えば、駆動制御Ａの場合の3%など）が決定され、その密度に応じた画素１２０が、Ａ＋Ｃ信号又はＢ＋Ｄ信号を得るための位相差検出用画素として動作することになる。
【０２４０】
そして、本技術の読み出し動作では、図１９に示したように、位相差検出用の信号として、Ａ＋Ｃ信号とＢ＋Ｄ信号が得られ、画像取得用の信号として、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ信号が得られるため、位相差検出用の信号を取得するために、１回の読み出し動作を行えばよいことになる。つまり、上述した現状の読み出し動作では、位相差検出用の信号を取得するために、複数回の読み出しが必要であったが、本技術の読み出し動作では、１回の読み出し動作に減らすことができる。
【０２４１】
なお、画素１２０−３３を、画像取得用画素として動作される場合には、図２０に示すように、駆動信号SEL0をHレベルの状態として、さらに、駆動信号TRG4乃至TRG7とともに、駆動信号TRG20，TRG21がHレベルとなるようにする。これにより、画素１２０−３３では、３行目の他の画素１２０と同様に、転送トランジスタTR-Tr−Ａ乃至TR-Tr−Ｄが同時にオン状態になって、図２０の太枠で示すように、フォトダイオード１１２Ａ乃至１１２Ｄに蓄積された電荷が合算して読み出され、画素信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ信号）が得られる。
【０２４２】
（読み出し動作：本技術の第２の構成）
次に、図２１及び図２２を参照して、本技術の第２の構成の読み出し動作について説明する。
【０２４３】
図２１においては、駆動信号SEL0がHレベルとなって、下側の３行目及び４行目の画素１２０を含む共有画素で共有された選択トランジスタSEL-Trがオン状態となって、当該共有画素が選択されている。
【０２４４】
このとき、図２１に示すように、駆動信号TRG0乃至TRG7，TRG30，TRG31のうち、駆動信号TRG4乃至TRG7がHレベルとなって、３行目の各画素１２０（３列目の画素１２０を除く）では、転送トランジスタTR-Tr−Ａ乃至TR-Tr−Ｄが同時にオン状態になる。
【０２４５】
これにより、３行目の各画素１２０（３列目の画素１２０を除く）では、図２１の太枠で示すように、フォトダイオード１１２Ａ乃至１１２Ｄに蓄積された電荷が合算して読み出され、画素信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ信号）が得られる。
【０２４６】
ここで、３行目の画素１２０のうち、３列目の画素１２０−３３に注目すれば、上述したように、左下画素１２０Ｃと右下画素１２０Ｄでは、コンタクトＣ−３３Ｂ，Ｃ−３３Ｄが、駆動線TRG30に接続され、そこに印加される駆動信号TRG30がLレベルとなっている。そのため、画素１２０−３３では、上側の転送トランジスタTR-Tr−Ａ，TR-Tr−Ｂのみがオン状態になる。
【０２４７】
これにより、画素１２０−３３では、図２１の太枠で示すように、上側のフォトダイオード１１２Ａ，１１２Ｂに蓄積された電荷が独立して読み出され、画素信号（Ａ＋Ｂ信号）が得られる。
【０２４８】
また、図示は省略しているが、画素アレイ部１１に配列される画素１２０には、画素１２０−３３とは反対に、下側のフォトダイオード１１２Ｃ，１１２Ｄに蓄積された電荷のみが読み出され、画素信号（Ｃ＋Ｄ信号）を取得可能な画素１２０が含まれる。仮に、上述した画素１２０−３３が、Ｃ＋Ｄ信号を取得可能な画素１２０であるとすれば、コンタクトＣ−３３Ａ，Ｃ−３３Ｂが、駆動線TRG6，TRG7ではなく、共に駆動線TRG31に接続され、コンタクトＣ−３３Ｃ，Ｃ−３３Ｄが、駆動線TRG4，TRG5に接続されるようにすればよい。
【０２４９】
すなわち、画素アレイ部１１に配列される画素１２０には、画像取得用画素として、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ信号を取得可能な画素１２０が含まれるとともに、位相差検出用画素として、上側のＡ＋Ｂ信号を取得可能な画素１２０と、下側のＣ＋Ｄ信号を取得可能な画素１２０が含まれる。ここでは、上述した第１の実施の形態乃至第４の実施の形態に示したように、ゲインや輝度レベルなどに基づき、位相差検出用画素として動作する画素１２０の密度（例えば、駆動制御Ａの場合の3%など）が決定され、その密度に応じた画素１２０が、Ａ＋Ｂ信号又はＣ＋Ｄ信号を得るための位相差検出用画素として動作することになる。
【０２５０】
そして、本技術の読み出し動作では、図２１に示したように、位相差検出用の信号として、Ａ＋Ｂ信号とＣ＋Ｄ信号が得られ、画像取得用の信号として、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ信号が得られるため、位相差検出用の信号を取得するために、１回の読み出し動作を行えばよいことになる。つまり、上述した現状の読み出し動作では、位相差検出用の信号を取得するために、複数回の読み出しが必要であったが、本技術の読み出し動作では、１回の読み出し動作に減らすことができる。
【０２５１】
なお、画素１２０−３３を、画像取得用画素として動作される場合には、図２２に示すように、駆動信号SEL0をHレベルの状態として、さらに、駆動信号TRG4乃至TRG7とともに、駆動信号TRG30，TRG31がHレベルとなるようにする。これにより、画素１２０−３３では、３行目の他の画素１２０と同様に、転送トランジスタTR-Tr−Ａ乃至TR-Tr−Ｄが同時にオン状態になって、図２２の太枠で示すように、フォトダイオード１１２Ａ乃至１１２Ｄに蓄積された電荷が合算して読み出され、画素信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ信号）が得られる。
【０２５２】
＜８．変形例＞
【０２５３】
上述した説明では、画素アレイ部１１に配列される画素１００又は画素１２０は、駆動線TRGとの接続形態に応じて第１の画素部又は第２の画素部として構成されるとして説明したが、これらの画素部は、１以上の光電変換部（例えばフォトダイオード）を有する画素ユニットとすることができる。例えば、この画素ユニットは、偶数の光電変換部（例えばフォトダイオード）を有することができる。
【０２５４】
より具体的には、第１の画素部又は第２の画素部として構成される画素１００では、左画素１００Ａのフォトダイオード１１２Ａと、右画素１００Ｂのフォトダイオード１１２Ｂの２つの光電変換部を有する。また、第１の画素部又は第２の画素部として構成される画素１２０では、左上画素１２０Ａのフォトダイオード１１２Ａと、右上画素１２０Ｂのフォトダイオード１１２Ｂと、左下画素１２０Ｃのフォトダイオード１１２Ｃと、右下画素１２０Ｄのフォトダイオード１１２Ｄの４つの光電変換部を有する。
【０２５５】
なお、上述した説明では、第１の画素部又は第２の画素部が、２つ又は４つの光電変換部を有する画素ユニットである場合を例示したが、例えば、８つの光電変換部を有する画素ユニットなど、より多くの光電変換部が設けられるようにしてもよい。また、上述した説明では、画素部において、フォトダイオード１１２Ａ又はフォトダイオード１１２Ｂに蓄積された電荷を独立して読み出す場合を中心に説明したが、フォトダイオード１１２Ａ及びフォトダイオード１１２Ｂに蓄積された電荷を独立して読み出すようにしてもよいことは先に述べた通りである。
【０２５６】
また、上述した実施の形態では、AE部２１２が、固体撮像素子１０に設定する露光情報に基づき、画素アレイ部１１の撮像領域における照度を検出する照度検出部として機能する場合を説明したが、照度を検出するための方法は、これに限定されるものではない。
【０２５７】
すなわち、上述した実施の形態では、AE部２１２が、対象の画像フレームよりも前の画像フレームから得られる露光量に基づき、画素アレイ部１１の撮像領域における照度を検出していたが、例えば、照度を検出するための画像フレームを別途生成するようにしてもよい。また、照度を検出するための照度センサを設けるようにしてもよい。この照度センサは、固体撮像素子１０の内部、又は外部（固体撮像素子１０とは異なる位置）に設けることができる。
【０２５８】
さらに、上述した実施の形態では、照度に応じたゲインとともに閾値判定に用いられる、位相差検出の精度に関わる情報（以下、精度関係情報ともいう）として、対象の画像フレーム内の対象の領域における輝度レベル（上述の式（１）の輝度レベル）と、位相差検出に用いられた画素のうち、有効な画素の数（上述の式（２）の有効位相差検出用画素数）と、対象の画像フレーム内の関心領域のサイズ（上述の式（３）のROI面積）を説明したが、精度関係情報は、これに限定されるものではない。
【０２５９】
すなわち、上述した実施の形態で説明した、輝度レベル、有効位相差検出用画素数、及びROI面積は、精度関係情報の一例である。また、制御部２００Ａ（図５）の輝度レベル検出部２１３と、制御部２００Ｂ（図７）の位相差検出部２１４及びカウント部２１５と、制御部２００Ｃ（図９）のROI設定部２１６は、位相差検出の精度に関わる精度関係情報を取得する取得部であるとも言える。
【０２６０】
なお、上述した実施の形態においては、撮像装置として、撮像装置１Ａ（図５、図１１）、撮像装置１Ｂ（図７）、及び撮像装置１Ｃ（図９）を説明したが、固体撮像素子１０（図１等）を、撮像装置として捉えるようにしてもよい。すなわち、固体撮像素子１０は、例えばCMOSイメージセンサであって、撮像装置であるとも言える。
【０２６１】
上述した実施の形態では、画素アレイ部１１に配列される、画素１００又は画素１２０の構造として、デュアルPD型の構造と、２×２OCL構造を説明したが、他の構造を採用するようにしてもよい。要は、画素アレイ部１１に配列される画素として、画像取得用画素又は位相差検出用画素として用いることが可能な画素であればよく、その構造は任意である。なお、位相差検出用画素は、像面位相差AF用の画素であって、PDAF(Phase Detection Auto Focus)画素などとも称される。
【０２６２】
また、上述した実施の形態では、固体撮像素子１０として、CMOSイメージセンサを一例に説明したが、CMOSイメージセンサへの適用に限定されるものではなく、例えば、CCD（Charge Coupled Device）イメージセンサなど、画素が２次元状に配列された固体撮像素子全般に対して適用可能である。さらに、本技術は、可視光の入射光量の分布を検知して画像として撮像する固体撮像素子への適用に限らず、赤外線やＸ線、あるいは粒子等の入射量の分布を画像として撮像する固体撮像素子全般に対して適用可能である。
【０２６３】
＜９．電子機器の構成＞
【０２６４】
図２３は、本技術を適用した固体撮像素子を有する電子機器の構成例を示すブロック図である。
【０２６５】
電子機器１０００は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等を含む撮像装置や、スマートフォンやタブレット型端末、携帯電話機等を含む携帯端末装置などの撮像機能を有する電子機器である。
【０２６６】
電子機器１０００は、レンズ部１０１１、撮像部１０１２、信号処理部１０１３、制御部１０１４、表示部１０１５、記録部１０１６、操作部１０１７、通信部１０１８、電源部１０１９、及び駆動部１０２０から構成される。また、電子機器１０００において、信号処理部１０１３、制御部１０１４、表示部１０１５、記録部１０１６、操作部１０１７、通信部１０１８、及び電源部１０１９は、バス１０２１を介して相互に接続されている。
【０２６７】
レンズ部１０１１は、ズームレンズやフォーカスレンズ等から構成され、被写体からの光を集光する。レンズ部１０１１により集光された光（被写体光）は、撮像部１０１２に入射される。
【０２６８】
撮像部１０１２は、本技術を適用した固体撮像素子（例えば、図１の固体撮像素子１０）を含んで構成される。撮像部１０１２は、レンズ部１０１１を介して受光した光（被写体光）を電気信号に光電変換し、その結果得られる信号を、信号処理部１０１３に供給する。
【０２６９】
なお、撮像部１０１２において、固体撮像素子１０の画素アレイ部１１には、所定の配列パターンで規則的に配列された画素として、画素１００（又は画素１２０）が含まれる。画素１００（又は画素１２０）は、画像取得用画素又は位相差検出用画素として用いることができる。ここでは、撮像部１０１２が、本技術を適用した固体撮像素子であると捉えるようにしてもよい。
【０２７０】
信号処理部１０１３は、撮像部１０１２から供給される信号を処理する信号処理回路である。例えば、信号処理部１０１３は、DSP(Digital Signal Processor)回路などから構成される。
【０２７１】
信号処理部１０１３は、撮像部１０１２からの信号を処理して、静止画又は動画の画像データを生成し、表示部１０１５又は記録部１０１６に供給する。また、信号処理部１０１３は、撮像部１０１２（位の相差検出用画素）からの信号に基づき、位相差を検出するためのデータ（位相差検出用データ）を生成し、制御部１０１４に供給する。
【０２７２】
制御部１０１４は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やマイクロプロセッサなどから構成される。制御部１０１４は、電子機器１０００の各部の動作を制御する。
【０２７３】
表示部１０１５は、例えば、液晶ディスプレイ（LCD：Liquid Crystal Display）や有機ELディスプレイ（Organic Electro Luminescence Display）等の表示装置から構成される。表示部１０１５は、信号処理部１０１３から供給される画像データを処理し、撮像部１０１２により撮像された静止画又は動画を表示する。
【０２７４】
記録部１０１６は、例えば、半導体メモリやハードディスク、光ディスク等の記録媒体として構成される。記録部１０１６は、信号処理部１０１３から供給される画像データを記録する。また、記録部１０１６は、制御部１０１４からの制御に従い、記録されている画像データを出力する。
【０２７５】
操作部１０１７は、例えば、物理的なボタンのほか、表示部１０１５と組み合わせて、タッチパネルとして構成される。操作部１０１７は、ユーザによる操作に応じて、電子機器１０００が有する各種の機能についての操作指令を出力する。制御部１０１４は、操作部１０１７から供給される操作指令に基づき、各部の動作を制御する。
【０２７６】
通信部１０１８は、例えば、通信インターフェース回路などから構成される。通信部１０１８は、所定の通信規格に従い、無線通信又は有線通信によって、外部の機器との間でデータのやりとりを行う。
【０２７７】
電源部１０１９は、撮像部１０１２、信号処理部１０１３、制御部１０１４、表示部１０１５、記録部１０１６、操作部１０１７、通信部１０１８、及び駆動部１０２０の動作電源となる各種の電源を、これらの供給対象に対して適宜供給する。
【０２７８】
また、制御部１０１４は、信号処理部１０１３から供給される位相差検出用データに基づき、２つの画像の位相差を検出する。そして、制御部１０１４は、位相差の検出結果に基づき、フォーカスを合わせる対象の物体（合焦対象物）に対し、フォーカスが合っているかどうかを判定する。制御部１０１４は、合焦対象物にフォーカスが合っていない場合には、フォーカスのずれ量（デフォーカス量）を算出し、駆動部１０２０に供給する。
【０２７９】
駆動部１０２０は、例えば、モータ等から構成され、ズームレンズやフォーカスレンズ等からなるレンズ部１０１１を駆動する。
【０２８０】
駆動部１０２０は、制御部１０１４から供給されるデフォーカス量に基づき、レンズ部１０１１のフォーカスレンズの駆動量を算出し、その駆動量に応じてフォーカスレンズを移動させる。なお、合焦対象物に対し、フォーカスが合っている場合には、駆動部１０２０は、フォーカスレンズの現在位置を維持させる。このようにして、像面位相差AFが行われる。
【０２８１】
電子機器１０００は、以上のように構成される。
【０２８２】
＜１０．固体撮像素子の使用例＞
【０２８３】
図２４は、本技術を適用した固体撮像素子の使用例を示す図である。
【０２８４】
固体撮像素子１０（図１）は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、Ｘ線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。すなわち、図２４に示すように、鑑賞の用に供される画像を撮影する鑑賞の分野だけでなく、例えば、交通の分野、家電の分野、医療・ヘルスケアの分野、セキュリティの分野、美容の分野、スポーツの分野、又は、農業の分野などにおいて用いられる装置でも、固体撮像素子１０を使用することができる。
【０２８５】
具体的には、鑑賞の分野において、例えば、デジタルスチルカメラやスマートフォン、カメラ機能付きの携帯電話機等の、鑑賞の用に供される画像を撮影するための装置（例えば、図２３の電子機器１０００）で、固体撮像素子１０を使用することができる。
【０２８６】
交通の分野において、例えば、自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置で、固体撮像素子１０を使用することができる。
【０２８７】
家電の分野において、例えば、ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、テレビ受像機や冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置で、固体撮像素子１０を使用することができる。また、医療・ヘルスケアの分野において、例えば、内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置で、固体撮像素子１０を使用することができる。
【０２８８】
セキュリティの分野において、例えば、防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置で、固体撮像素子１０を使用することができる。また、美容の分野において、例えば、肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置で、固体撮像素子１０を使用することができる。
【０２８９】
スポーツの分野において、例えば、スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置で、固体撮像素子１０を使用することができる。また、農業の分野において、例えば、畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置で、固体撮像素子１０を使用することができる。
【０２９０】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０２９１】
また、本技術は、以下のような構成をとることができる。
【０２９２】
（１）
第１の画素部と、前記第１の画素部とは異なる第２の画素部とを有する画素アレイ部を備え、
前記第１の画素部及び前記第２の画素部のそれぞれは、第１の光電変換部と、前記第１の光電変換部に隣接する第２の光電変換部とを有し、
前記画素アレイ部は、
前記第１の画素部及び前記第２の画素部の前記第１の光電変換部に接続される第１の駆動線と、
前記第１の画素部の前記第２の光電変換部に接続される第２の駆動線と、
前記第２の画素部の前記第２の光電変換部に接続される第３の駆動線と
を有する
撮像装置。
（２）
前記第２の駆動線は、前記第２の画素部の前記第２の光電変換部に未接続とされる
前記（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記第３の駆動線は、前記第１の画素部の前記第２の光電変換部に未接続とされる
前記（１）又は（２）に記載の撮像装置。
（４）
前記画素アレイ部の撮像領域における照度を検出する照度検出部をさらに備え、
前記照度検出部によって検出された前記照度が所定の閾値よりも小さい場合は、前記第１の画素部において、前記第１の駆動線と前記第２の駆動線を用いて前記第１の光電変換部に対応する画素信号と前記第２の光電変換部に対応する画素信号がそれぞれ生成され、
前記照度検出部によって検出された前記照度が所定の閾値よりも大きい場合は、前記第２の画素部において、前記第１の駆動線と前記第３の駆動線を用いて前記第１の光電変換部に対応する画素信号と前記第２の光電変換部に対応する画素信号がそれぞれ生成される一方、前記第１の画素部において前記第１の光電変換部に対応する画素信号と前記第２の光電変換部に対応する画素信号が合算して生成される
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の撮像装置。
（５）
前記画素信号を用いた位相差検出の精度に関わる精度関係情報を取得する取得部をさらに備え、
前記取得部によって取得された前記精度関係情報が示す値を、前記照度が示す値とともに前記所定の閾値との判定に用いる
前記（４）に記載の撮像装置。
（６）
前記精度関係情報は、対象の画像フレーム内の対象の領域における輝度レベルを含む
前記（５）に記載の撮像装置。
（７）
前記精度関係情報は、位相差検出に用いられた画素のうち、有効な画素の数を含む
前記（５）又は（６）に記載の撮像装置。
（８）
前記精度関係情報は、対象の画像フレーム内の関心領域のサイズを含む
前記（５）乃至（７）のいずれかに記載の撮像装置。
（９）
前記第１の画素部は、１以上の光電変換部を有する画素ユニットであり、
前記第２の画素部は、１以上の光電変換部を有する画素ユニットである
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の撮像装置。
（１０）
前記第１の画素部は、偶数の光電変換部を有し、
前記第２の画素部は、偶数の光電変換部を有する
前記（９）に記載の撮像装置。
（１１）
前記第１の画素部は、２つの光電変換部を有し、
前記第２の画素部は、２つの光電変換部を有する
前記（１０）に記載の撮像装置。
（１２）
前記第１の画素部は、４つの光電変換部を有し、
前記第２の画素部は、４つの光電変換部を有する
前記（１０）に記載の撮像装置。
（１３）
前記照度検出部は、露光情報に基づいて、前記照度を検出する
前記（４）乃至（１２）のいずれかに記載の撮像装置。
（１４）
前記照度検出部は、対象の画像フレームよりも前の画像フレームから得られる露光量に基づいて、前記照度を検出する
前記（１３）に記載の撮像装置。
（１５）
前記照度検出部は、装置の内部又は外部に設けられる
前記（４）乃至（１４）のいずれかに記載の撮像装置。
（１６）
前記照度検出部によって検出された前記照度に基づいて、前記第１の画素部及び前記第２の画素部の駆動を制御する駆動制御部をさらに備える
前記（４）乃至（１５）のいずれかに記載の撮像装置。
（１７）
位相差検出に用いられた前記画素信号を補正する補正部をさらに備える
前記（１６）に記載の撮像装置。
（１８）
第１の画素部と、前記第１の画素部とは異なる第２の画素部とを有する画素アレイ部を備え、
前記第１の画素部及び前記第２の画素部のそれぞれは、第１の光電変換部と、前記第１の光電変換部に隣接する第２の光電変換部とを有し、
前記画素アレイ部は、
前記第１の画素部及び前記第２の画素部の前記第１の光電変換部に接続される第１の駆動線と、
前記第１の画素部の前記第２の光電変換部に接続される第２の駆動線と、
前記第２の画素部の前記第２の光電変換部に接続される第３の駆動線と
を有する撮像部
を備えた電子機器。
（１９）
第１の画素部と、前記第１の画素部とは異なる第２の画素部とを有する画素アレイ部と、
前記画素アレイ部の撮像領域における照度を検出する照度検出部と
を備え、
前記第１の画素部及び前記第２の画素部のそれぞれは、第１の光電変換部と、前記第１の光電変換部に隣接する第２の光電変換部とを有し、
前記照度検出部によって検出された前記照度が所定の閾値よりも小さい場合は、前記第１の画素部及び前記第２の画素部において、前記第１の光電変換部からの画素信号と前記第２の光電変換部からの画素信号をそれぞれ読み出し、
前記照度検出部によって検出された前記照度が所定の閾値よりも大きい場合は、前記第２の画素部において、前記第１の光電変換部からの画素信号と前記第２の光電変換部からの画素信号をそれぞれ読み出す一方、前記第１の画素部において前記第１の光電変換部からの画素信号と前記第２の光電変換部からの画素信号を合算して読み出す
撮像装置。
【符号の説明】
【０２９３】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  撮像装置，  １０  固体撮像素子，  １１  画素アレイ部，  １２  垂直駆動回路，  １３  カラム信号処理回路，  １４  水平駆動回路，  １５  出力回路，  １６  制御回路，  １７  入出力端子，  ２１  画素駆動線，  ２２  垂直信号線，  １００  画素，  １００Ａ，１００Ｂ  画素，  １２０  画素，  １２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄ  画素，  １１１  オンチップレンズ，  １１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄ  フォトダイオード，  １１３  カラーフィルタ，  １５１  比較器，  １５２  DAC，  ２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ  制御部，  ２１１  センサ駆動制御部，  ２１２  ＡＥ部，  ２１３  輝度レベル検出部，  ２１４  位相差検出部，  ２１５  カウント部，  ２１６  ROI設定部，  ３００  信号処理部，  ３１１  画素補正部，  ３１２  セレクタ，  ３１３  画像信号処理部，  １０００  電子機器，  １０１２  撮像部
【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】
2019140528.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2019140528.tif 000015
【図１４】
2019140528.tif 000016
【図１５】
2019140528.tif 000017
【図１６】
2019140528.tif 000018
【図１７】
2019140528.tif 000019
【図１８】
2019140528.tif 000020
【図１９】
2019140528.tif 000021
【図２０】
2019140528.tif 000022
【図２１】
2019140528.tif 000023
【図２２】
2019140528.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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