(57)【要約】【課題】補間精度を高精度に維持しつつ解像度の劣化を防止する。【解決手段】複数の撮像用画素３Ａと、被写体からの画像光を用いて焦点検出動作を行うための複数（ここでは４種類が複数）の焦点検出用（ＡＦ用）画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂとを備えた固体撮像素子１において、２次元状画素配置が、ＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂで構成される複数の２画素×２画素のベイヤ色配列を含み、この２画素×２画素のベイヤ色配列内のＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂを補正対象欠陥画素として補間処理するときに、補正対象欠陥画素（ＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂ）のそれぞれを中心とした５画素×５画素の領域内でかつこの２画素×２画素のベイヤ色配列外の領域において、補正対象欠陥画素（ＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂのいずれか）と同色画素にはＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂおよび撮像用画素３Ａのうちの撮像用画素３Ａのみが配置されている。【選択図】図１
2015161727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の撮像用画素と、被写体からの画像光を用いて焦点検出動作を行うための複数の焦点検出用画素とを備えた撮像素子において、
２次元状画素配置が、該焦点検出用画素で構成される複数の２画素×２画素の所定色配列を含み、該２画素×２画素の所定色配列内の該焦点検出用画素を補正対象欠陥画素としたときに、該補正対象欠陥画素を中心とした５画素×５画素の領域内でかつ該２画素×２画素の所定色配列外の領域において、該補正対象欠陥画素と同色画素には該撮像用画素のみが配置されている撮像素子。
【請求項２】
前記２次元状画素配置が、前記撮像用画素で構成される複数の２画素×２画素の所定色配列を含み、前記焦点検出用画素で構成される複数の２画素×２画素の所定色配列は、該２次元状画素配置において万遍なく等間隔に配列されている請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
前記焦点検出用画素で構成される複数の２画素×２画素の所定色配列は、横方向に少なくとも２列でかつ縦方向に少なくとも２行の前記撮像用画素を間に置いて配置されている請求項２に記載の撮像素子。
【請求項４】
プレビュー駆動を行った後の２次元状画素配置においても、前記焦点検出用画素で構成される複数の２画素×２画素の所定色配列は、横方向に少なくとも２列でかつ縦方向に少なくとも２行の前記撮像用画素を間に置いて配置されている請求項３に記載の撮像素子。
【請求項５】
請求項１〜４のうちのいずれかに記載の撮像素子を画像入力デバイスとして用いた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の焦点検出用画素を用いて焦点検出動作を行い、複数の撮像用画素を用いて被写体からの画像光を光電変換して撮像する撮像素子および、例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の撮像部に用いられ、その撮像素子を画像入力デバイスとして用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、カメラなどの撮像装置では、自動焦点調節を実現するために、撮影レンズの焦点調節状態を検出する必要がある。従来は、撮像素子とは別に焦点検出素子が設けられていた。ところが、この場合には、焦点検出素子やこれに光を導く焦点検出用光学系の分だけ、コストが増大したり装置が大型となったりしていた。
【０００３】
そこで、近年、焦点検出方式として所謂瞳分割位相差方式を採用しつつ、焦点検出素子としても用いることができるように構成した撮像素子が例えば特許文献１などに提案されている。瞳分割位相差方式は、撮影レンズの通過光束を瞳分割して一対の分割像を形成し、そのパターンズレ（位相シフト量）を検出して撮影レンズのデフォーカス量を検出するようになっている。
【０００４】
図１２は、特許文献１に開示されている従来の固体撮像素子の有効画素領域を模式的に示す概略平面図である。
【０００５】
図１２に示すように、固体撮像素子１００の有効画素領域１０１には、中央に配置された十字状の焦点検出領域１０２，１０３と、左右両側に対向配置された焦点検出領域１０４，１０５と、上下両側に配置された焦点検出領域１０６，１０７とが設けられている。なお、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を定義する。ＸＹ平面と平行な平面が固体撮像素子１００の撮像面（受光面；有効画素領域１０１）と一致している。Ｘ軸方向の並びを行、Ｙ軸方向の並びを列とする。また、入射光は図１２の紙面手前側から奥側に入射する。
【０００６】
図１３は、図１２における焦点検出領域１０２、１０３の交差部付近を拡大した概略拡大平面図である。
【０００７】
図１３において、いずれの画素にもカラーフィルタが設けられているが、当該画素に設けられたカラーフィルタの色を区別しないで分類すると、固体撮像素子１００は、１種類の撮像用画素２０Ａと、４種類のＡＦ用画素１１０Ｌ，１１０Ｒ，１１０Ｔ，１１０Ｂとを有している。
【０００８】
焦点検出領域１０２〜１０７には、光学系の射出瞳の中心から左右に偏心した射出瞳からの光束を選択的に受光して光電変換して得た信号を出力するＡＦ用画素１１０Ｌ、１１０Ｒと、光学系の射出瞳の中心から上下に偏心した射出瞳からの光束を選択的に受光して光電変換して得た信号を出力するＡＦ用の画素１１０Ｔ、１１０Ｂを有し、画素ブロックは、全て２×２個の画素（４画素）には同じ色のカラーフィルタが設けられ、それぞれ一色のカラー情報が出力されている。
【０００９】
これによって、ＡＦ検出には、ＡＦ用画素１１０Ｌ、１１０Ｒによる垂直方向のエッジ成分による位相差検出と、ＡＦ用画素１１０Ｔ、１１０Ｂによる水平方向のエッジ成分による位相差検出を行うことができ、また、記録画像を生成時にはＡＦ用画素１１０Ｒ，１１０Ｌ，１１０Ｔ，１１０Ｂは、同じ色のカラーフィルタが設けられた２×２個の画素（４画素）によって置き換えることで、補間の精度を向上させている。
【００１０】
図１４（ａ）は、焦点検出用（ＡＦ用）画素の種類を示す模式図、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＡＦ画素毎にレンズ表面から見た光束の偏心を説明する平面模式図、図１４（ｃ）は、被写体からの入射光線とセンサ表面の遮光によりレンズ面における光束の偏心を説明する縦断面模式図である。
【００１１】
図１４（ａ）に示すように、遮光領域１１１が右半分にあって左半分に入射光が入射するＡＦ用画素１１０Ｌと、遮光領域１１１が左半分にあって右半分に入射光が入射するＡＦ用画素１１０Ｒと、遮光領域１１１が下半分にあって上半分に入射光が入射するＡＦ用画素１１０Ｔと、遮光領域１１１が上半分にあって下半分に入射光が入射するＡＦ用画素１１Ｂとの４種類のＡＦ用画素を有している。同色の４画素毎のベイヤー色配列である。同色の４画素内にＡＦ用画素１１０Ｌ、１１０ＲまたはＡＦ用画素１１０Ｔ、１１０Ｂが含まれている。
【００１２】
図１４（ｂ）において、ＡＦ用画素１１０Ｌ上のレンズ１１２に光が入射し、ＡＦ用画素１１０Ｌに至る右半分の入射光領域１１３と、ＡＦ用画素１１０Ｒ上のレンズ１１２に光が入射し、ＡＦ用画素１１０Ｒに至る入射左半分の光領域１１３と、画素１１０Ｔ上のレンズ１１２に光が入射し、画素１１０Ｔに至る下半分の入射光領域１１３と、ＡＦ用画素１１０Ｂ上のレンズ１１２に光が入射し、ＡＦ用画素１１０Ｂに至る上半分の入射光領域１１３とを示している。例えばＡＦ用画素１１０Ｌに至る右半分の入射光領域１１３は、ＡＦ用画素１１０Ｌの右半分が遮光膜で覆われているため、レンズ１１２の入射光領域１１３の右半分に入射した光が斜め反対側の左半分のＡＦ用画素１１０Ｌに入射することになる。
【００１３】
図１４（ｃ）に示すように、ＡＦ用画素１１０Ｌのセンサ面の右半分上には遮光膜１１４が配設されているため、被写体１１５からレンズ１１２の右半分の入射光領域１１３に入射した光が、斜め反対側のＡＦ用画素１１０Ｌの左半分に入射するようになる。
【００１４】
図１５（ａ）は、全画素読み出し時の有効画素領域中央部の画素配列状態を示す平面図、図１５（ｂ）および図１５（ｃ）は、垂直１／２間引き読み出し時の画素配列状態を示す平面図である。
【００１５】
図１５（ａ）の全画素読み出し時の有効画素領域中央部の画素配列から、図１５（ｂ）のように４画素を１単位とした行を垂直方向に交互に間引いて、図１５（ｃ）のように垂直１／２間引き読み出し時の合成画素配列とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特許第５０４０４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
特許文献１に開示されている上記従来の構成では、画素ブロックは、全て２×２個の画素（４画素単位）には同じ色のカラーフィルタが設けられており、４画素単位毎にそれぞれ一色のカラー情報が出力される。ＡＦ検出には、ＡＦ用画素１１０Ｌ、１１０Ｒによる垂直方向のエッジ成分による位相差検出と、ＡＦ用画素１１０Ｔ、１１０Ｂによる水平方向のエッジ成分による位相差検出を行ってＡＦ動作を行うことができ、また、記録画像を生成時には、一対のＡＦ用画素１１０Ｒ，１１０Ｌまたは一対のＡＦ用画素１１０Ｔ，１１０Ｂは、４画素単位で同じ色のカラーフィルタが設けられた２×２個の画素のうちのいずれかの撮像用画素によって置き換えることにより補間の精度を向上させている。
【００１８】
しかしながら、この画素ブロックは、全て２画素×２画素（４画素単位）に同色のカラーフィルタが用いられる。ＡＦ検出用の一対のＡＦ用画素１１０Ｌ、１１０Ｒは、同色のカラーフィルタが用いられた２画素×２画素ブロック内に存在する実質的に偏心していない射出瞳からの光束に受光して光電変換する通常の撮像用画素１１０Ａによって置き換えることを前提とした４画素ブロック単位のベイヤ配列である。このため、４画素単位内の近傍同一カラーフィルタの撮像用画素１１０Ａによって一対のＡＦ用画素１１０Ｌ、１１０Ｒを置き換えることにより、有効画素領域全体を撮像用画素１１０Ａで配列したのと同様にできて、その補間の精度も向上するものの、記録用撮像画像を作成すると、実質的に固体撮像素子の数の１／４の解像度しか得られないという問題があった。
【００１９】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、補間精度を高精度に維持しつつ解像度の劣化を防止することができる撮像素子および、この撮像素子を用いた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】
【００２０】
本発明の撮像素子は、入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の撮像用画素と、被写体からの画像光を用いて焦点検出動作を行うための複数の焦点検出用画素とを備えた撮像素子において、２次元状画素配置が、該焦点検出用画素で構成される複数の２画素×２画素の所定色配列を含み、該２画素×２画素の所定色配列内の該焦点検出用画素を補正対象欠陥画素としたときに、該補正対象欠陥画素を中心とした５画素×５画素の領域内でかつ該２画素×２画素の所定色配列外の領域において、該補正対象欠陥画素と同色画素には該撮像用画素のみが配置されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２１】
また、好ましくは、本発明の撮像素子における２次元状画素配置が、前記撮像用画素で構成される複数の２画素×２画素の所定色配列を含み、前記焦点検出用画素で構成される複数の２画素×２画素の所定色配列は、該２次元状画素配置において万遍なく等間隔に配列されている。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明の撮像素子における焦点検出用画素で構成される複数の２画素×２画素の所定色配列は、横方向に少なくとも２列でかつ縦方向に少なくとも２行の前記撮像用画素を間に置いて配置されている。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明の撮像素子において、プレビュー駆動を行った後の２次元状画素配置においても、前記焦点検出用画素で構成される複数の２画素×２画素の所定色配列は、横方向に少なくとも２列でかつ縦方向に少なくとも２行の前記撮像用画素を間に置いて配置されている。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の撮像素子におけるプレビュー駆動が垂直間引き駆動である。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明の撮像素子における２画素×２画素の所定色配列は、２画素×２画素のベイヤ色配列である。
【００２６】
本発明の撮像装置は、本発明の上記撮像素子を画像入力デバイスとして用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２７】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００２８】
本発明においては、入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の撮像用画素と、被写体からの画像光を用いて焦点検出動作を行うための複数の焦点検出用画素とを備えた撮像素子において、２次元状画素配置が、焦点検出用画素で構成される複数の２画素×２画素の所定色配列を含み、２画素×２画素の所定色配列内の焦点検出用画素を補正対象欠陥画素としたときに、補正対象欠陥画素を中心とした５画素×５画素の領域内でかつ２画素×２画素の所定色配列外の領域において、補正対象欠陥画素と同色画素には撮像用画素のみが配置されている。
【００２９】
これによって、補間精度を維持しつつ解像度の劣化を防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００３０】
以上により、本発明によれば、補間精度を維持しつつ解像度の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態１における固体撮像素子の１０行１６列の画素構成例を模式的に示す一部概略平面図である。
【図２】（ａ）は、ＡＦ用画素の種類を示す模式図、（ｂ）は、（ａ）のＡＦ画素毎にレンズ表面から見た光束の偏心を説明する平面模式図、（ｃ）は、被写体からの入射光線とセンサ表面の遮光によりレンズ面における光束の偏心を説明する縦断面模式図である。
【図３】（ａ）は、被写体７から一ＡＦ用画素に至るまでの光路を説明するための縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のマイクロレンズから下方を見た場合の平面図である。
【図４】（ａ）は、被写体７から一ＡＦ用画素に至るまでの光路を説明するための縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のマイクロレンズから下方を見た場合の平面図である。
【図５】（ａ）は、マイクロレンズから一ＡＦ用画素の方を見た場合の平面図、（ｂ）は、マイクロレンズから一ＡＦ用画素の方を見た場合の平面図である。
【図６】一対のＡＦ用画素を用いたＡＦ動作を説明するための図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、図１のＡＦ用中央ブロック内の各ＡＦ用画素を周囲の複数の撮像用画素から置き換える場合を説明するための画素平面図である。
【図８】（ａ）〜（ｈ）は、図１の４画素単位内のＡＦ用中央ブロック内の４つのＡＦ用画素配置の種類を説明するための平面図である。
【図９】本発明の実施形態２における固体撮像素子において、垂直１／２間引き（水平間引き無し）で間引き読み出し駆動するときの画素配置図であって、図９（ａ）は全画素読み出し時の画素配置図、図９（ｂ）は垂直１／２画素読み出し時の間引きを説明するための画素配置図、図９（ｃ）は垂直１／２画素読み出し後の画素合成図である。
【図１０】本発明の実施形態２における他の固体撮像素子において、垂直１／４間引き（水平間引き無し）で間引き読み出し駆動するときの画素配置図であって、（ａ）は全画素読み出し時の画素配置図、（ｂ）は垂直１／４画素読み出し時の間引きを説明するための画素配置図、（ｃ）は垂直１／４画素読み出し後の画素合成図である。
【図１１】本発明の実施形態３の撮像装置としての高速ＡＦカメラシステムの要部構成例を示すブロック図である。
【図１２】特許文献１に開示されている従来の固体撮像素子の有効画素領域を模式的に示す概略平面図である。
【図１３】図１２における焦点検出領域の交差部付近を拡大した概略拡大平面図である。
【図１４】焦点検出用（ＡＦ用）の画素の種類を示す模式図、（ｂ）は、（ａ）のＡＦ画素毎にレンズ表面から見た光束の偏心を説明する平面模式図、（ｃ）は、被写体からの入射光線とセンサ表面の遮光によりレンズ面における光束の偏心を説明する縦断面模式図である。
【図１５】（ａ）は、全画素読み出し時の有効画素領域中央部の画素配列状態を示す平面図、（ｂ）および（ｃ）は、垂直１／２間引き読み出し時の中央画素配列状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、本発明の撮像素子のＡＦ用画素配列の実施形態１、２および、この撮像素子のＡＦ用画素配列の実施形態１、２を用いたカメラなどの撮像装置の実施形態３について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。
【００３３】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１における固体撮像素子の１０行１６列の画素構成例を模式的に示す一部概略平面図である。
【００３４】
図１において、本実施形態１の固体撮像素子１は、一方の斜め方向に緑色（Ｇ；図中、ドットなしの白地で示す），緑色（Ｇ）と他方斜め方向に赤色（Ｒ；図中、密ドットで示す），青色（Ｂ；図中、疎ドットで示す）の各カラーフィルタが配置されたベイヤ配列（ベイヤ色配列）の４画素単位の１ブロック（２行２列；２×２）が構成されている。４種類の焦点検出用（ＡＦ用）画素２Ｒ，２Ｌ，２Ｔ，２Ｂが配設されたＡＦ用中央ブロック２（２行２列；２×２）と、その周りに４つの撮像用画素３Ａが配設された１ブロック（２行２列；２×２）が８つ配置された周囲８ブロック３０とを有している。隣接のＡＦ用中央ブロック２間には、１つの撮像用ブロック（２行２列；２×２）が介在されている。１つの撮像用ブロックは、各ＡＦ用中央ブロック２の各周囲ブロックとして互いに共有されている。即ち、ＡＦ用中央ブロック２は、ここでは２行または２列（１ブロック）を間に置いて配置されている。これによって、ＡＦ用中央ブロック２が１ブロック置きに離散的に、有効画素領域のセンサ面に万遍なく行列方向に等間隔に配設されている。
【００３５】
４画素単位毎の１ブロック（ＡＦ用中央ブロック２；２×２）において、左上に緑色（Ｇ）のＡＦ用画素２Ｌが配置され、左下に青色（Ｂ）のＡＦ用画素２Ｒが配置され、右上に赤色（Ｒ）のＡＦ用画素２Ｔが配置され、右下に緑色（Ｇ）のＡＦ用画素２Ｂが配置されてベイヤ色配列となっている。
【００３６】
一対のＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒにより垂直方向のエッジパターンを検出でき、一対のＡＦ用画素２Ｔ，２Ｂにより水平方向のエッジパターンを検出できる。これらの４種類のＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ、２Ｔ，２ＢをＡＦ用中央ブロック２内に集めてその周囲に、後述する補間が容易なように、４つの撮像用画素３Ａからなる１ブロックが８つ配置された周囲８ブロック３０が設けられている。
【００３７】
光学系の射出瞳の中心から左右に偏心した射出瞳からの光束を選択的に受光して光電変換して得た信号を出力するＡＦ用画素２Ｌ、２Ｒと、光学系の射出瞳の中心から上下に偏心した射出瞳からの光束を選択的に受光して光電変換して得た信号を出力するＡＦ用画素２Ｔ、２Ｂを有している。これによって、ＡＦ検出には、一対のＡＦ検出用画素２Ｌ、２Ｒによる垂直方向のエッジ成分による位相差検出と、一対のＡＦ検出用画素２Ｔ、２Ｂによる水平方向のエッジ成分による位相差検出を行うことができ、また、記録画像を生成時に、ＡＦ用画素１１０Ｒ，１１０Ｌ，１１０Ｔ，１１０Ｂは、周囲直近の同じ色のカラーフィルタが設けられた４画素以上の８画素によって置き換えることで、特許文献１と同等以上の補間の精度とすることができる。
【００３８】
図２（ａ）は、ＡＦ用画素の種類を示す模式図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡＦ画素毎にレンズ表面からみた光束の偏心を説明する平面模式図、図２（ｃ）は、被写体からの入射光線とセンサ表面の遮光によりレンズ面における光束の偏心を説明する縦断面模式図である。
【００３９】
図２（ａ）に示すように、遮光領域２１が右半分にあって左半分の開口領域２２から入射光（ドットなしの白色；緑色）が入射されるＡＦ用画素２Ｌと、遮光領域２１が左半分にあって右半分の開口領域２２から入射光（疎ドット；青色）が入射されるＡＦ用画素２Ｒと、遮光領域２１が下半分にあって上半分の開口領域２２から入射光（密ドット；赤色）が入射されるＡＦ用画素２Ｔと、遮光領域２１が上半分にあって下半分の開口領域２２から入射光が入射されるＡＦ用画素２Ｂとの４種類の画素を４画素単位（２行２列；２×２）毎にＡＦ用中央ブロック２内に有している。ベイヤ色配列では、４画素単位として、例えば、一方の斜め方向に緑色のカラーフィルタを用いたＡＦ用画素２Ｌと緑色のカラーフィルタを用いたＡＦ用画素２Ｂが配列され、他方の斜め方向に赤色のカラーフィルタを用いたＡＦ用画素２Ｔと青色のカラーフィルタを用いたＡＦ用画素２Ｒが配列されている。
【００４０】
図２（ｂ）において、最も左のマイクロレンズ４において、ＡＦ用画素２Ｌ上のマイクロレンズ４に光が入射し、マイクロレンズ４の右半分の入射光領域５の光が左半分の開口領域２２を通してＡＦ用画素２Ｌに至る。また、左から２番目のマイクロレンズ４において、ＡＦ用画素２Ｒ上のマイクロレンズ４に光が入射し、マイクロレンズ４の左半分の光領域５の光が右半分の開口領域２２を通して画素２Ｒに至る。さらに、左から３番目のマイクロレンズ４において、ＡＦ用画素２Ｔ上のマイクロレンズ４に光が入射し、マイクロレンズ４の下半分の光領域５の光が上半分の開口領域２２を通してＡＦ用画素２Ｔに至る。さらに、左から４番目のマイクロレンズ４において、ＡＦ用画素２Ｂ上のマイクロレンズ４に光が入射し、マイクロレンズ４の上半分の光領域５の光が下半分の開口領域２２を通してＡＦ用画素２Ｂに至る。
【００４１】
図２（ｃ）に示すように、ＡＦ用画素２Ｌのセンサ面の右半分上には遮光膜６が配設されているため、被写体７からマイクロレンズ４の右半分の入射光領域５に入射した光が、斜め反対側のＡＦ用画素２Ｌの左半分に開口領域２２を通して入射する。
【００４２】
図３（ａ）は、被写体７からＡＦ用画素２Ｌに至るまでの光路を説明するための縦断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のマイクロレンズ４から下方を見た場合の平面図である。
【００４３】
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、被写体７からの光は、撮像レンズ８を通して各画素毎のマイクロレンズ４で更に集光されて緑色（Ｇ）のカラーフィルタ９を通して中心線ＣＬの左半分の開口領域２２を通してフォトダイオードからなるＡＦ用画素２Ｌのセンサ面の左側半分に入射する。中心線ＣＬの右半分は遮光膜６によりＡＦ用画素２Ｌのセンサ面の右半分が遮光領域２１になっている。なお、Ｅはメタル遮光による主光線を示している。Ｆはメタル遮光による射出瞳位置を示している。Ｇはメタル遮光による光が遮光された領域を示している。
【００４４】
図４（ａ）は、被写体７からＡＦ用画素２Ｒに至るまでの光路を説明するための縦断面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のマイクロレンズ４から下方を見た場合の平面図である。
【００４５】
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、被写体７からの光は、撮像レンズ８を通して各画素毎のマイクロレンズ４で更に集光されて青色（Ｂ）のカラーフィルタ９を通して中心線ＣＬの右側半分の開口領域２２を通してフォトダイオードからなるＡＦ用画素２Ｒのセンサ面の右側半分に入射する。中心線ＣＬの左半分は遮光膜６によりＡＦ用画素２Ｒのセンサ面の左半分が遮光領域２１になっている。なお、Ｅはメタル遮光による主光線を示している。Ｆはメタル遮光による射出瞳位置を示している。Ｇはメタル遮光による光が遮光された領域を示している。
【００４６】
図５（ａ）は、マイクロレンズ４からＡＦ用画素２Ｂの方を見た場合の平面図、図５（ｂ）は、マイクロレンズ４からＡＦ用画素２Ｔの方を見た場合の平面図である。
【００４７】
図５（ａ）に示すように、被写体７からの光は、撮像レンズ８を通して各画素毎のマイクロレンズ４で更に集光されて緑色（Ｇ）のカラーフィルタ９を通して中心線ＣＬの下側半分の開口領域２２を通してフォトダイオードからなるＡＦ用画素２Ｂのセンサ面の下半分に入射する。中心線ＣＬの上半分は遮光膜６によりＡＦ用画素２Ｂのセンサ面の上半分が遮光領域２１になっている。
【００４８】
図５（ｂ）に示すように、被写体７からの光は、撮像レンズ８を通して各画素毎のマイクロレンズ４で更に集光されて赤色（Ｒ）のカラーフィルタ９を通して中心線ＣＬの上側半分の開口領域２２を通してフォトダイオードからなるＡＦ用画素２Ｔのセンサ面の上半分に入射する。中心線ＣＬの下半分は遮光膜６によりＡＦ用画素２Ｔのセンサ面の下半分が遮光領域２１になっている。
【００４９】
ここで、ＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂを用いたＡＦ動作について図６を参照して説明する。
【００５０】
図６は、一対のＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒを用いたＡＦ動作を説明するための図である。
【００５１】
図６に示すように、非合焦位置でのＡＦ用画素２Ｌの信号量と、ＡＦ用画素２Ｒの信号量との比較を行って、固体撮像素子１０（固体撮像素子１に対応）の有効画素領域内でのＡＦ用画素２Ｌ、２Ｒ間の信号量の一致する画素間距離（位相差ｄ（μｍ））から合焦位置への撮像レンズ８の移動量ｆ（ｄ）（μｍ）を求めることによりＡＦ制御を行うことができる。
【００５２】
固体撮像素子１０から見た瞳位置の角度をθとすると、撮像レンズ８の移動量ｆ（ｄ）（μｍ）＝２×ｄ／ｔａｎθ（μｍ）とすることができる。
【００５３】
次に、ＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂをそれぞれ撮像用画素２Ａとして補間するＡＦ画素欠陥補正について説明する。
【００５４】
ＡＦ用中央ブロック２内のＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂは、２画素×２画素のベイヤ色配列内に配置され、ＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂを補正対象欠陥画素としたときに、その補正対象欠陥画素を中心とした周辺８ブロック３０内の５画素×５画素の領域内には、ＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂを配置せず、実質的に偏心していない射出瞳からの光束を受光して光電変換する通常の撮像用画素３Ａを配置している。
【００５５】
ＡＦ画素欠陥（撮像しない画素）を補正するために使用可能な同一色の撮像用画素３Ａが、補正対象欠陥画素（ＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂ）をそれぞれ中心として周辺８ブロック３０内に左右、上下、右斜めおよび左斜めの方向に８画素存在している。次の図７（ａ）〜図７（ｄ）に示す補正方法の一例として、補正対象欠陥画素（ＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂ）を、周辺８ブロック３０内の同一色の８画素データの平均値に置き換えることが可能である。
【００５６】
図７（ａ）〜図７（ｄ）は、図１のＡＦ用中央ブロック２内のＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂを撮像用画素２Ａから置き換える場合を説明するための画素平面図である。
【００５７】
図７（ａ）に示すように、４画素単位のＡＦ用中央ブロック２の左下に位置する青色のＡＦ用画素２Ｒを周辺８ブロック３内の５画素×５画素領域内の青色の周辺８画素（左右、上下、右斜めおよび左斜めの方向の○印）の撮像用画素３Ａの画像データからその平均値を取ってＡＦ用画素２Ｒの画像データとして補間する。
【００５８】
図７（ｂ）に示すように、４画素単位のＡＦ用中央ブロック２の右上に位置する赤色のＡＦ用画素２Ｔを中心とした周辺８ブロック３内の５画素×５画素領域内の赤色の周辺８画素（左右、上下、右斜めおよび左斜めの方向の○印）の撮像用画素３Ａの画像データからその平均値を取ってＡＦ用画素２Ｔの画像データとして補間する。
【００５９】
図７（ｃ）に示すように、４画素単位のＡＦ用中央ブロック２の左上に位置する緑色のＡＦ用画素２Ｌを中心とした周辺８ブロック３内の５画素×５画素領域内の緑色の周辺８画素（左右、上下、右斜めおよび左斜めの方向の○印）の撮像用画素３Ａの画像データからその平均値を取ってＡＦ用画素２Ｌの画像データとして補間する。
【００６０】
図７（ｄ）に示すように、４画素単位のＡＦ用中央ブロック２の右下に位置する緑色のＡＦ用画素２Ｂを中心とした周辺８ブロック３内の５画素×５画素領域内の緑色の周辺８画素（左右、上下、右斜めおよび左斜めの方向の○印）の撮像用画素３Ａの画像データからその平均値を取ってＡＦ用画素２Ｂの画像データとして補間する。
【００６１】
これにより、１画素単位のベイヤ色配列で、且つＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂが、センサ面（有効画素領域）内にほぼ均等に万遍なく配置され、水平方向および垂直方向のエッジパターンによる位相差検出が可能（特許文献１と同等以上）で、且つ、ＡＦ画素欠陥補正に用いることができる同色画素が、補正対象欠陥画素（ＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂ）を中心とした近傍５画素×５画素に４画素以上の８画素存在するため、全画素読み出し時に解像度の劣化がなく且つ補間精度をも高精度に維持することができる。
【００６２】
以上により、本実施形態１によれば、入射光を光電変換して信号電荷を生成する複数の撮像用画素３Ａと、被写体からの画像光を用いて焦点検出動作を行うための複数（ここでは４種類が複数）の焦点検出用（ＡＦ用）画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂとを備えた固体撮像素子１において、２次元状画素配置が、ＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂで構成される複数の２画素×２画素のベイヤ色配列を含み、この２画素×２画素のベイヤ色配列内のＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂを補正対象欠陥画素として補間処理するときに、補正対象欠陥画素（ＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂ）のそれぞれを中心とした５画素×５画素の領域内でかつこの２画素×２画素のベイヤ色配列外の領域において、補正対象欠陥画素（ＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂのいずれか）と同色画素にはＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂおよび撮像用画素３Ａのうちの撮像用画素３Ａのみが配置されている。
【００６３】
これによって、１画素単位のベイヤ色配列で、且つＡＦ用画素が、固体撮像素子１のセンサ面内に均等またはほぼ均等にＡＦ用画素２Ｒ，２Ｌ，２Ｔ，２Ｂが配置されて水平方向および垂直方向のエッジパターンによる位相差検出が可能（特許文献１と同等）で、且つ、ＡＦ用画素２Ｒ，２Ｌ，２Ｔ，２Ｂに対してＡＦ用画素欠陥補正に用いることができる同色画素が、ＡＦ用画素２Ｒ，２Ｌ，２Ｔ，２Ｂの補正対象欠陥画素を中心とした近傍５画素×５画素内に４画素以上の８画素存在するため、全画素読み出し時に解像度の劣化がなく且つ補間精度を高い精度で保持することができる。このように、補間精度を高精度に維持しつつ解像度の劣化を防止することができる。 
【００６４】
なお、本実施形態１では、図８（ａ）に示すように、４画素単位毎のＡＦ用中央ブロック２内において、左上に緑色（Ｇ）のＡＦ用画素２Ｌが配置され、左下に青色（Ｂ）のＡＦ用画素２Ｒが配置され、右上に赤色（Ｒ）のＡＦ用画素２Ｔが配置され、右下に緑色（Ｇ）のＡＦ用画素２Ｂが配置されてベイヤ色配列の４画素単位を構成している場合について説明したが、これに限らず、それ以外の図８（ｂ）〜図８（ｈ）に示すようなＡＦ用画素２Ｒ，２Ｌ，２Ｔ，２Ｂの各種配置でもよい。
【００６５】
図８（ａ）〜図８（ｈ）は、図１の４画素単位内のＡＦ用中央ブロック２内のＡＦ用画素２Ｒ，２Ｌ，２Ｔ，２Ｂの配置の種類を説明するための平面図である。
【００６６】
図８（ｂ）では、ベイヤ色配列の４画素単位毎のＡＦ用中央ブロック２内において、左上に緑色（Ｇ）のＡＦ用画素２Ｒが配置され、左下に青色（Ｂ）のＡＦ用画素２Ｌが配置され、右上に赤色（Ｒ）のＡＦ用画素２Ｂが配置され、右下に緑色（Ｇ）のＡＦ用画素２Ｔが配置されている。
【００６７】
図８（ｃ）では、ベイヤ色配列の４画素単位毎のＡＦ用中央ブロック２内において、左上に緑色（Ｇ）のＡＦ用画素２Ｔが配置され、左下に青色（Ｂ）のＡＦ用画素２Ｂが配置され、右上に赤色（Ｒ）のＡＦ用画素２Ｌが配置され、右下に緑色（Ｇ）のＡＦ用画素２Ｒが配置されている。
【００６８】
図８（ｄ）では、ベイヤ色配列の４画素単位毎のＡＦ用中央ブロック２内において、左上に緑色（Ｇ）のＡＦ用画素２Ｂが配置され、左下に青色（Ｂ）のＡＦ用画素２Ｔが配置され、右上に赤色（Ｒ）のＡＦ用画素２Ｒが配置され、右下に緑色（Ｇ）のＡＦ用画素２Ｌが配置されている。
【００６９】
図８（ｅ）では、ベイヤ色配列の４画素単位毎のＡＦ用中央ブロック２内において、左上に緑色（Ｇ）のＡＦ用画素２Ｒが配置され、左下に青色（Ｂ）のＡＦ用画素２Ｂが配置され、右上に赤色（Ｒ）のＡＦ用画素２Ｌが配置され、右下に緑色（Ｇ）のＡＦ用画素２Ｔが配置されている。
【００７０】
図８（ｆ）では、ベイヤ色配列の４画素単位毎のＡＦ用中央ブロック２内において、左上に緑色（Ｇ）のＡＦ用画素２Ｌが配置され、左下に青色（Ｂ）のＡＦ用画素２Ｔが配置され、右上に赤色（Ｒ）のＡＦ用画素２Ｒが配置され、右下に緑色（Ｇ）のＡＦ用画素２Ｂが配置されている。
【００７１】
図８（ｇ）では、ベイヤ色配列の４画素単位毎のＡＦ用中央ブロック２内において、左上に緑色（Ｇ）のＡＦ用画素２Ｒが配置され、左下に青色（Ｂ）のＡＦ用画素２Ｂが配置され、右上に赤色（Ｒ）のＡＦ用画素２Ｔが配置され、右下に緑色（Ｇ）のＡＦ用画素２Ｌが配置されている。
【００７２】
図８（ｈ）では、ベイヤ色配列の４画素単位毎のＡＦ用中央ブロック２内において、左上に緑色（Ｇ）のＡＦ用画素２Ｌが配置され、左下に青色（Ｂ）のＡＦ用画素２Ｔが配置され、右上に赤色（Ｒ）のＡＦ用画素２Ｂが配置され、右下に緑色（Ｇ）のＡＦ用画素２Ｒが配置されている。
【００７３】
なお、本実施形態１では、隣接のＡＦ用中央ブロック２間には１つの撮像用ブロック（２行２列；２×２）が設けられ、その１つの撮像用ブロックは、その両側の各ＡＦ用中央ブロック２の各周囲ブロックとして各ＡＦ用中央ブロック２に互いに共有されており、ＡＦ用中央ブロック２は、水平方向および垂直方向に、２行または２列（１ブロック）置きに配置されている場合について説明したが、これに限らず、ＡＦ用中央ブロック２がｎ（ｎは複数）ブロック置きに配設されるように構成してもよい。
【００７４】
即ち、隣接のＡＦ用中央ブロック２間には複数の撮像用ブロック（２行２列；２×２）が設けられ、その複数の撮像用ブロックは、その両側の各ＡＦ用中央ブロック２の各周囲ブロックとして各ＡＦ用中央ブロック２に互いに共有されている。ＡＦ用中央ブロック２は、水平方向および垂直方向に、ｎブロック置きに配置されている。これによって、ＡＦ用中央ブロック２は、水平方向および垂直方向にｎブロック置きに離散的に万遍なく等間隔に配設されている。また、水平方向および垂直方向によって介在する１またはｎブロックはｍ１ブロックとｍ２ブロックのようにブロック数が異なっていてもよい。
【００７５】
要するに、４種類のＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂで構成される複数の２画素×２画素のベイヤ色配列は、横方向に少なくとも２列でかつ縦方向に少なくとも２行の撮像用画素３Ａを間に置いて配置されている。
【００７６】
次の実施形態２では、プレビュー駆動を行った後の２次元状画素配置においても、４種類のＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂで構成される複数の２画素×２画素のベイヤ色配列は、横方向に少なくとも２列でかつ縦方向に少なくとも２行の撮像用画素３Ａを間に介在させて配置されている場合について説明する。
【００７７】
（実施形態２）
上記実施形態１では本発明のＡＦ用画素配列を用いた全画素読み出し時の場合について説明したが、本実施形態２では、本発明のＡＦ用画素配列を用いた間引き読み出し駆動の場合について説明する。
【００７８】
図９は、本発明の実施形態２における固体撮像素子１Ａにおいて、垂直１／２間引き（水平間引き無し）で間引き読み出し駆動するときの画素配置図であって、図９（ａ）は全画素読み出し時の画素配置図、図９（ｂ）は垂直１／２画素読み出し時の間引きを説明するための画素配置図、図９（ｃ）は垂直１／２画素読み出し後の画素合成図である。
【００７９】
図９（ａ）〜図９（ｃ）において、本実施形態２の固体撮像素子１Ａは、上記実施形態１のＡＦ用画素２Ｒ，２Ｌ，２Ｔ，２Ｂが配置されたＡＦ用中央ブロック２が水平方向では間に２列の撮像用画素３Ａを置いて順次配置され、ＡＦ用中央ブロック２が垂直方向では間に６行の撮像用画素３Ａを置いて順次配置されて、垂直１／２間引き（水平間引き無し）で間引き読み出し駆動可能とされている。この場合、図９（ｃ）に示す垂直１／２画素読み出し後の画素配置合成後にも、ＡＦ用中央ブロック２の周囲に周囲８ブロック３０が確保されて補間動作も上記実施形態１の場合と同様に高精度を維持して行うことができる。
【００８０】
本実施形態２の固体撮像素子１Ａは、動画記録や静止画撮影を行う際にファインダ映像として液晶画面に表示するため、センサ（固体撮像素子１Ａ）からの出力画素数を少なくするプレビュー駆動（垂直１／２間引き読み出し駆動）を行ったときでも、全画素読み出し時と同様に、上記したＡＦ画素欠陥補正に用いることができる同色画素が、補正対象欠陥画素（ＡＦ用画素２Ｒ，２Ｌ，２Ｔ，２Ｂ）をそれぞれ中心とした近傍５画素×５画素の領域内に同色４画素以上の８画素存在するため、プレビュー駆動時にも解像度の劣化がなく且つ補間精度を高精度に保持することができる。
【００８１】
次に、間引き率が異なる事例について更に説明する。
【００８２】
図１０は、本発明の実施形態２における他の固体撮像素子１Ｂにおいて、垂直１／４間引き（水平間引き無し）で間引き読み出し駆動したときの画素配置図であって、図１０（ａ）は全画素読み出し時の画素配置図、図１０（ｂ）は垂直１／４画素読み出し時の間引きを説明するための画素配置図、図１０（ｃ）は垂直１／４画素読み出し後の画素合成図である。
【００８３】
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）において、本実施形態２の他の固体撮像素子１Ｂは、上記実施形態１のＡＦ用画素２Ｒ，２Ｌ，２Ｔ，２Ｂが配置されたＡＦ用中央ブロック２が水平方向では間に２列の撮像用画素３Ａを置いて順次配置され、ＡＦ用中央ブロック２が垂直方向では間に１４行の撮像用画素３Ａを置いて順次配置されて、垂直１／４間引き（水平間引き無し）で間引き読み出し駆動可能とされている。この場合、図１０（ｃ）に示す垂直１／４画素読み出し後の画素配置合成後にも、ＡＦ用中央ブロック２の周囲に周囲８ブロック３０が確保されて補間動作も上記実施形態１の場合と同様に高精度に行うことができる。
【００８４】
本実施形態２の固体撮像素子１Ｂは、動画記録や静止画撮影を行う際にファインダ映像として液晶画面に表示するため、センサ（固体撮像素子１Ｂ）からの出力画素数を少なくするプレビュー駆動（垂直１／４間引き読み出し駆動）を行ったときでも、全画素読み出し時と同様に、上記したＡＦ画素欠陥補正に用いることができる同色画素が、補正対象欠陥画素（ＡＦ用画素２Ｒ，２Ｌ，２Ｔ，２Ｂ）をそれぞれ中心とした近傍５画素×５画素の領域内に同色４画素以上の８画素存在するため、プレビュー駆動時にも解像度の劣化がなく且つ補間精度を高精度に保持することができる。
【００８５】
以上により、本実施形態２によれば、プレビュー駆動を行った後の２次元状画素配置においても、焦点検出用（ＡＦ用）画素２Ｒ，２Ｌ，２Ｔ，２Ｂで構成される複数の２画素×２画素のベイヤ色配列は、横方向に少なくとも２列でかつ縦方向に少なくとも２行の撮像用画素３Ａを間に介在させて配置されている。このプレビュー駆動が垂直間引き駆動（ここでは垂直１／２間引き読み出し駆動または垂直１／４間引き読み出し駆動）である。
【００８６】
これによって、動画記録や静止画撮影を行う際にファインダ映像として液晶画面に表示するため、固体撮像素子１Ａまたは１Ｂからの出力画素数を少なくするプレビュー駆動（垂直１／２間引きや垂直１／４間引き読み出し駆動）を行ったときでも、全画素読み出しと同様に、ＡＦ画素欠陥補正に用いることができる同色画素（撮像用画素３Ａ）が、補正対象欠陥画素（ＡＦ用画素２Ｒ，２Ｌ，２Ｔ，２Ｂ）をそれぞれ中心とした近傍５画素×５画素に４画素以上の８画素存在するため、プレビュー駆動時にも解像度の劣化がなく且つ補間精度を高い精度で保持することができる。このようにして、補間精度を高精度に維持しつつ解像度の劣化を防止することができる。
【００８７】
（実施形態３）
本実施形態３では、上記実施形態１，２の固体撮像素子１、１Ａまたは１Ｂを用いた撮像装置としてのデジタルカメラの高速ＡＦカメラシステムについて説明する。
【００８８】
図１１は、本発明の実施形態３の撮像装置としての高速ＡＦカメラシステムの要部構成例を示すブロック図である。
【００８９】
図１１に示すように、本実施形態３の撮像装置としての高速ＡＦカメラシステム５０は、被写体を結像する光学系として装着される撮像レンズ８と、撮像レンズ８を動かしてフォーカス動作が駆動制御するレンズ駆動用ＡＦドライバ５１と、撮像レンズ８の駆動により焦点が合った画像光を光電変換する固体撮像素子１、１Ａまたは１Ｂと、固体撮像素子１、１Ａまたは１Ｂからの信号を信号処理する信号処理部５２と、信号処理部５２に接続されたメモリ５３と、固体撮像素子１，１Ａまたは１Ｂを駆動制御するシステムコントロール部５４と、システムコントロール部５４に接続された記録部５５と、システムコントロール部５４に接続された操作ＳＷ５６と、システムコントロール部５４に接続され、位置入力操作が可能なタッチパネル５７と、システムコントロール部５４に接続されたＬＣＤ駆動回路５８と、ＬＣＤ駆動回路５８に接続された表示部５９（ＬＣＤ）とを有している。
【００９０】
レンズ駆動用ＡＦドライバ５１は、撮像レンズ８を駆動してフォーカス動作を実行する。
【００９１】
信号処理部５２は、固体撮像素子１，１Ａまたは１Ｂから撮像信号およびＡＦ画素信号が入力されてそれぞれ所定の信号処理が為される。
【００９２】
メモリ５３は、信号処理部５２を経由して撮像信号およびＡＦ画素信号を格納する。
【００９３】
システムコントロール部５４は、固体撮像素子１，１Ａまたは１Ｂを駆動制御して固体撮像素子１，１Ａまたは１Ｂから画素信号およびＡＦ画素信号を出力制御する。
【００９４】
表示部５９はＬＣＤなどで構成され、その表示画面上に、位置入力ｊ操作が可能なタッチパネル５７が配置されている。
【００９５】
上記構成により、その動作を説明する。
【００９６】
まず、操作ＳＷ５６によってオン操作（シャッタ操作）されて、固体撮像素子１，１Ａまたは１Ｂが、システムコントロール部５４の命令によって駆動され、固体撮像素子１，１Ａまたは１Ｂから撮像信号および焦点調節用のＡＦ画素信号を信号処理部５２に出力する。
【００９７】
次に、固体撮像素子１，１Ａまたは１Ｂから出力される信号は、被写体像を示す画素信号を形成する撮像信号と、撮像レンズ８の焦点調節状態を検出するためのＡＦ画素信号であるが、これらの撮像信号およびＡＦ画素信号は信号処理部５２を経由してメモリ５３に格納される。
【００９８】
続いて、メモリ５３に格納されたＡＦ画素信号のＬ画素（ＡＦ用画素２Ｌ）の信号量と、メモリ５３に格納されたＡＦ画素信号のＲ画素（ＡＦ用画素２Ｒ）の信号量との比較を行い、固体撮像素子１、１Ａまたは１Ｂのセンサ面でのＡＦ用画素２ＬとＡＦ用画素２Ｒ間の各信号量が一致する画素間距離から、合焦位置への撮像レンズ８の移動量ｆ（ｄ）を求める。
【００９９】
移動量の検出結果はシステムコントロール部５４側に送信され、撮像レンズ８の移動量をシステムコントロール部５４からレンズ駆動用ＡＦドライバ５１に送信して、レンズ駆動用ＡＦドライバ５１によりその撮像レンズ８を駆動してその移動量だけ移動させてＡＦ動作を行う。
【０１００】
また、メモリ５３に格納された被写体像を示す画素信号を形成するための撮像信号には、ＡＦ画素信号も含まれている。記録画像を生成する信号処理を行う前に、撮像信号に含まれるＡＦ画素信号を欠陥とした欠陥補正処理を行う。その欠陥補正処理後の撮像信号は記録画像を生成する信号処理を行い、画像圧縮処理を行った後、システムコントロール部５４に送信して、システムコントロール部５４から記録部５５に保存される。
【０１０１】
したがって、本実施形態３によれば、補間精度を高精度に維持しつつ解像度の劣化を防止することができる上記実施形態１，２の固体撮像素子１、１Ａまたは１Ｂを用いた撮像装置としての高速ＡＦカメラシステム５０を得ることができる。
【０１０２】
なお、本実施形態１〜３では、２次元状でマトリクス状の画素配置において、４つの撮像用画素３Ａで構成される複数の２画素×２画素のベイヤ色配列と、４つのＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２Ｂで構成される複数の２画素×２画素のベイヤ色配列とを有する構成としたが、４つのＡＦ用画素（２画素×２画素）はベイヤ色配列（ＲＧＢ配列）に限らず、その他の所定色配列であってもよい。要するに、４つのＡＦ用画素は２画素×２画素の４画素単位の色配列であればよい。
【０１０３】
特に、撮像用画素３Ａはベイヤ色配列（ＲＧＢ配列）などの４画素単位毎の所定色配列で、４つのＡＦ用画素（２画素×２画素）は全て同じ色（例えば全て緑色など）のカラーフィルタを用いることもできる。
【０１０４】
また、４つのＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２ＢのうちのＡＦ用画素２Ｌ，２ＲとＡＦ用画素２Ｔ，２Ｂにそれぞれ異なる同色のカラーフィルタを用いることもできる。例えばＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒに緑色（Ｇ）のカラーフィルタを用い、ＡＦ用画素２Ｔ，２Ｂに赤色（Ｒ）のカラーフィルタを用いてもよいし、例えばＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒに赤色（Ｒ）のカラーフィルタを用い、ＡＦ用画素２Ｔ，２Ｂに青色（Ｂ）のカラーフィルタを用いてもよいし、例えばＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒに青色（Ｂ）のカラーフィルタを用い、ＡＦ用画素２Ｔ，２Ｂに緑色（Ｇ）のカラーフィルタを用いてもよい。４つのＡＦ用画素（２画素×２画素）のカラーフィルタの色の組み合わせ（例えばＲＧＢ以外にこれを含む４色であてもよい）はこの他にも様々考えられる。
【０１０５】
このように、４つのＡＦ用画素２Ｌ，２Ｒ，２Ｔ，２ＢのうちのＡＦ用画素２Ｌ，２ＲとＡＦ用画素２Ｔ，２Ｂにそれぞれ異なる同色のカラーフィルタを用いることにより、画素感度が均等（画素出力信号量も均等）となり、位相差計算精度を向上させることができる。最終的に記録される画像は、その周囲の同色の撮像用画素３Ａから色補間されることになる。
【０１０６】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜３を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜３に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜３の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、複数の焦点検出用画素を用いて焦点検出動作を行い、複数の撮像用画素を用いて被写体からの画像光を複数の撮像画素で光電変換して撮像する撮像素子および、例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の撮像部に用いられ、その撮像素子を画像入力デバイスとして用いた撮像装置の分野において、補間精度を高精度に維持しつつ解像度の劣化を防止することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１、１Ａ、１Ｂ、１０  固体撮像素子（撮像素子）
２  ＡＦ用中央ブロック
２Ｒ，２Ｌ，２Ｔ，２Ｂ  焦点検出用（ＡＦ用）画素
２１  遮光領域
２２  開口領域
３  撮像用ブロック
３Ａ  撮像用画素
３０  周囲８ブロック
４  マイクロレンズ
５  入射光領域
６  遮光膜
７  被写体
８  撮像レンズ
９  カラーフィルタ
５０  高速ＡＦカメラシステム
５１  レンズ駆動用ＡＦドライバ
５２  信号処理部
５３  メモリ
５４  システムコントロール部
５５  記録部
５６  操作ＳＷ
５７  タッチパネル
５８  ＬＣＤ駆動回路
５９  表示部（ＬＣＤ）
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【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１４】
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【図１５】
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