(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を生成するための信号を生成する複数の画像生成画素と、
位相差検出による合焦判定を行うための信号を生成する複数の位相差検出画素とを具備し、
前記複数の画像生成画素を構成する画像生成画素が特定方向に並べて構成される第１ラインと、前記複数の位相差検出画素を構成する位相差検出画素が前記特定方向に並べて構成される第２ラインとが前記特定方向とは直交する直交方向に交互に配置され、前記第１ラインを構成する画像生成画素と前記第１ラインに隣接する前記第２ラインを構成する位相差検出画素とが前記直交方向においてそれらの一部が重複するように当該画像生成画素と当該位相差検出画素とが交互に配置され、かつ、前記第２ラインは、前記特定方向に瞳分割を行う前記位相差検出画素が特定方向位相差検出画素として配置される第３ラインと、前記直交方向に瞳分割を行う前記位相差検出画素が直交方向位相差検出画素として配置される第４ラインとにより構成され、前記第３ラインと前記第４ラインとが前記直交方向に交互に配置され、
前記第３ラインは、前記特定方向に瞳分割された一対の被写体光をそれぞれ受光する一対の前記特定方向位相差検出画素が前記特定方向に隣接して配置され、かつ、当該一対の特定方向位相差検出画素は、電気信号を生成しない１つの第１不使用画素を挟んで繰り返し配置され、
前記第４ラインは、前記第１不使用画素が配置される位置に対して直交する位置に前記直交方向位相差検出画素が配置され、かつ、前記第１不使用画素が配置される位置に対して直交する位置以外の位置において、電気信号を生成しない第２不使用画素が配置される
撮像素子。
【請求項２】
前記第１ラインは、当該第１ラインを構成する画像生成画素と当該第１ラインに隣接する前記第２ラインを構成する位相差検出画素とが前記直交方向において略半画素ずつ重複するように交互に配置される請求項１記載の撮像素子。
【請求項３】
前記画像生成画素および前記位相差検出画素は、斜め画素配列により配置される請求項１記載の撮像素子。
【請求項４】
前記特定方向は、前記位相差検出画素および前記画像生成画素により生成された信号が前記位相差検出画素および前記画像生成画素から読み出される場合における読み出し方向
である請求項１記載の撮像素子。
【請求項５】
前記第３ラインは、前記特定方向に瞳分割された一対の被写体光をそれぞれ受光する一対の特定方向位相差検出画素が前記特定方向に隣接して配置され、
前記第４ラインは、前記直交方向に瞳分割された一対の被写体光をそれぞれ受光する一対の直交方向位相差検出画素が前記特定方向に隣接して配置される
請求項４記載の撮像素子。
【請求項６】
前記特定方向は、前記特定方向位相差検出画素により生成された信号および前記画像生成画素により生成された信号が、前記特定方向位相差検出画素および前記画像生成画素から読み出される場合における読み出し方向であり、
前記直交方向は、前記直交方向位相差検出画素により生成された信号が前記直交方向位相差検出画素から読み出される場合における読み出し方向である
請求項１記載の撮像素子。
【請求項７】
前記第３ラインは、前記特定方向位相差検出画素が１行で配置されるラインからなり、
前記第４ラインは、前記直交方向位相差検出画素が２行で配置されるラインからなり、当該２行の第４ラインにおいて、前記直交方向に瞳分割された一対の被写体光をそれぞれ受光する一対の前記直交方向位相差検出画素が前記直交方向に隣接して配置される
請求項１記載の撮像素子。
【請求項８】
前記特定方向位相差検出画素および前記画像生成画素により生成された信号を順次転送するために前記特定方向位相差検出画素および前記画像生成画素が配置される位置ごとに前記直交方向に向けて配線され、かつ、前記特定方向位相差検出画素および前記画像生成画素に接続される第１信号線と、
前記特定方向位相差検出画素および前記画像生成画素により生成された信号を順次転送する行を選択するために前記第１ラインおよび前記第３ラインを構成する行ごとに前記特定方向に向けて配線され、かつ、前記特定方向位相差検出画素および前記画像生成画素に接続される第１選択線と、
前記直交方向位相差検出画素により生成された信号を順次転送するために前記第４ラインを構成する行ごとに前記特定方向に向けて配線され、かつ、前記直交方向位相差検出画素に接続される第２信号線と、
前記直交方向位相差検出画素により生成された信号を順次転送する前記直交方向の位置を選択するために前記直交方向位相差検出画素が配置される位置ごとに前記直交方向に向けて配線され、かつ、前記直交方向位相差検出画素に接続される第２選択線と
をさらに具備する
請求項６記載の撮像素子。
【請求項９】
前記特定方向位相差検出画素および前記画像生成画素を、前記第１選択線を介して駆動する第１駆動部と、
前記第１信号線を介して供給される前記特定方向位相差検出画素および前記画像生成画素により生成された信号を信号処理する第１信号処理部と、
前記直交方向位相差検出画素を、前記第２選択線を介して駆動する第２駆動部と、
前記第２信号線を介して供給される前記直交方向位相差検出画素により生成された信号を信号処理する第２信号処理部とをさらに具備する
請求項８記載の撮像素子。
【請求項１０】
画像を生成するための信号を生成する複数の画像生成画素と、位相差検出による合焦判定を行うための信号を生成する複数の位相差検出画素とを備え、前記複数の画像生成画素のうちの一部の画像生成画素が特定方向に並べて構成される第１ラインと、前記複数の位相差検出画素のうちの一部の位相差検出画素が前記特定方向に並べて構成される第２ラインとが前記特定方向とは直交する直交方向に交互に配置され、かつ、前記第１ラインを構成する画像生成画素と前記第１ラインに隣接する前記第２ラインを構成する位相差検出画素とが前記直交方向においてそれらの一部が重複するように当該画像生成画素と当該位相差検出画素とが交互に配置された画素アレイ部と、
前記複数の画像生成画素と、前記複数の位相差検出画素のうちの前記特定方向に瞳分割を行う特定方向位相差検出画素とにより生成された信号を順次転送するために、前記特定方向位相差検出画素および前記画像生成画素が配置される位置ごとに前記特定方向とは直交する直交方向に向けて配線され、かつ、前記画像生成画素および前記特定方向位相差検出画素に接続される第１信号線と、
前記特定方向位相差検出画素および前記画像生成画素により生成された信号を順次転送するラインを選択するために、前記第１ラインおよび前記第２ラインのうちの特定方向位相差検出画素が配置される第３ラインごとに前記特定方向に向けて配線され、かつ、前記特定方向位相差検出画素および前記画像生成画素に接続される第１選択線と、
前記複数の位相差検出画素のうちの前記直交方向に瞳分割を行う直交方向位相差検出画素により生成された信号を順次転送するために、前記第２ラインのうちの前記直交方向位相差検出画素が配置される第４ラインごとに前記特定方向に向けて配線され、かつ、前記直交方向位相差検出画素に接続される第２信号線と、
前記直交方向位相差検出画素により生成された信号を順次転送する前記直交方向の位置を選択するために、前記直交方向位相差検出画素が配置される位置ごとに前記直交方向に向けて配線され、かつ、前記直交方向位相差検出画素に接続される第２選択線と、
前記特定方向位相差検出画素および前記画像生成画素を、前記第１選択線を介して駆動する第１駆動部と、
前記第１信号線を介して供給される前記特定方向位相差検出画素および前記画像生成画素により生成された信号を信号処理する第１信号処理部と、
前記直交方向位相差検出画素を、前記第２選択線を介して駆動する第２駆動部と、
前記第２信号線を介して供給される前記直交方向位相差検出画素により生成された信号を信号処理する第２信号処理部とを
具備し、
前記第３ラインは、前記特定方向に瞳分割された一対の被写体光をそれぞれ受光する一対の前記特定方向位相差検出画素が前記特定方向に隣接して配置され、かつ、当該一対の特定方向位相差検出画素は、電気信号を生成しない１つの第１不使用画素を挟んで繰り返し配置され、
前記第４ラインは、前記第１不使用画素が配置される位置に対して直交する位置に前記直交方向位相差検出画素が配置され、かつ、前記第１不使用画素が配置される位置に対して直交する位置以外の位置において、電気信号を生成しない第２不使用画素が配置される
撮像素子。
【請求項１１】
画像を生成するための信号を生成する複数の画像生成画素と、位相差検出による合焦判定を行うための信号を生成する複数の位相差検出画素とを備え、前記複数の画像生成画素を構成する画像生成画素が特定方向に並べて構成される第１ラインと、前記複数の位相差検出画素を構成する位相差検出画素が前記特定方向に並べて構成される第２ラインとが前記特定方向とは直交する直交方向に交互に配置され、前記第１ラインを構成する画像生成画素と前記第１ラインに隣接する前記第２ラインを構成する位相差検出画素とが前記直交方向においてそれらの一部が重複するように当該画像生成画素と当該位相差検出画素とが交互に配置され、かつ、前記第２ラインは、前記特定方向に瞳分割を行う前記位相差検出画素が特定方向位相差検出画素として配置される第３ラインと、前記直交方向に瞳分割を行う前記位相差検出画素が直交方向位相差検出画素として配置される第４ラインとにより構成され、前記第３ラインと前記第４ラインとが前記直交方向に交互に配置される撮像素子と、
前記位相差検出画素が生成する信号に基づいて位相差検出による合焦判定を行う合焦判定部と、
前記画像生成画素が生成する信号に基づいて画像を生成する画像生成部と
を具備し、
前記第３ラインは、前記特定方向に瞳分割された一対の被写体光をそれぞれ受光する一対の前記特定方向位相差検出画素が前記特定方向に隣接して配置され、かつ、当該一対の特定方向位相差検出画素は、電気信号を生成しない１つの第１不使用画素を挟んで繰り返し配置され、
前記第４ラインは、前記第１不使用画素が配置される位置に対して直交する位置に前記直交方向位相差検出画素が配置され、かつ、前記第１不使用画素が配置される位置に対して直交する位置以外の位置において、電気信号を生成しない第２不使用画素が配置される
撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子に関し、特に位相差検出および撮像を行う撮像素子、および、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人物等の被写体を撮像して撮像画像を生成し、この生成された撮像画像を記録するデジタルスチルカメラ等の撮像装置が普及している。また、この撮像装置として、ユーザの撮影操作を簡便にするため、撮像時のフォーカス（ピント、焦点）調整を自動的に行うオートフォーカス（ＡＦ：Auto Focus）機能を備える撮像装置が広く普及している。
【０００３】
このような撮像装置として、例えば、位相差検出（焦点検出）用の画素（位相差検出画素）と撮像画像の生成用の画素（画像生成画素）との両方の画素が平面上に千鳥状に配列された撮像素子を備える撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この撮像装置が備える撮像素子では、位相差検出画素が配置される行と画像生成画素が配列される行とが交互に配列されるとともに、位相差検出画素と画像生成画素とが互いに略半画素分ずれて配列される。この撮像装置は、一対の位相差検出画素を用いて撮像レンズを通過した光を瞳分割して一対の像を形成し、その形成された像の間隔を計測（位相差を検出）し、この計測した間隔に基づいて撮像レンズの位置を調整してフォーカスを合わせている（フォーカス調整）。
【０００５】
なお、この撮像素子では、行方向の位相差を検出する一対の位相差検出画素が２つの隣接する行に交互に配置され、かつ、列方向の位相差を検出する一対の位相差検出画素が２行の位相差検出画素の行に配置される。すなわち、この撮像素子では、位相差検出画素が配置される行において、行方向の位相差を検出する位相差検出画素と、列方向の位相差を検出する位相差検出画素とが交互に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２２０１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の従来技術では、位相差検出画素の行と画像生成画素の行とが交互であり、位相差検出画素と画像生成画素とが互いに略半画素分ずれて配列される。このため、位相差検出画素の画像信号を補間処理により求めなくても、撮像画像を生成することができる。
【０００８】
さらに、上述の従来技術では、行方向および列方向の位相差が検出できる。このため、合焦対象物に適した位相差検出の方向（行方向または列方向）を用いることにより、位相差検出の精度を向上させることができる。
【０００９】
しかしながら、上述の従来技術では、列方向の位相差を検出する一対の位相差検出画素が２行の位相差検出画素の行に配置される。このため、列方向の位相差検出画素からのデータを読み出すためには、一対の位相差検出画素当たり２行の読み出しを行う必要がある。また、撮像素子における画素からのデータの読み出し方向は一般的に一方方向（行方向）である。このため、列方向の位相差を検出する場合には、一対の像を形成するために、一対の位相差検出画素の数の２倍の行からの読み出しが必要になる。すなわち、列方向の位相差検出を行う場合（読み出す行が多い場合）には、読み出す行の数が多くなり、撮像素子からのデータの読み出しに時間がかかってしまう。
【００１０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、画像生成画素と位相差検出画素との両方を備える撮像素子において、列方向の位相差検出処理に係る読み出し速度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の側面は、画像を生成するための信号を生成する複数の画像生成画素と、位相差検出による合焦判定を行うための信号を生成する複数の位相差検出画素とを具備し、上記複数の画像生成画素を構成する画像生成画素が特定方向に並べて構成される第１ラインと、上記複数の位相差検出画素を構成する位相差検出画素が上記特定方向に並べて構成される第２ラインとが上記特定方向とは直交する直交方向に交互に配置され、上記第１ラインを構成する画像生成画素と上記第１ラインに隣接する上記第２ラインを構成する位相差検出画素とが上記直交方向においてそれらの一部が重複するように当該画像生成画素と当該位相差検出画素とが交互に配置され、かつ、上記第２ラインは、上記特定方向に瞳分割を行う上記位相差検出画素が特定方向位相差検出画素として配置される第３ラインと、上記直交方向に瞳分割を行う上記位相差検出画素が直交方向位相差検出画素として配置される第４ラインとにより構成され、上記第３ラインと上記第４ラインとが上記直交方向に交互に配置される撮像素子である。これにより、撮像素子において、画像生成画素の行と位相差検出画素の行とが交互に配置され、画像生成画素と隣接する位相差検出画素とがそれらの一部が重複するように交互に配置され、かつ、位相差検出画素の行では、特定方向に瞳分割を行う特定方向位相差検出画素が配置される行と、直交方向に瞳分割を行う直交方向位相差検出画素が配置される行とが交互に配置されるという作用をもたらす。
【００１２】
また、この第１の側面において、上記第１ラインは、当該第１ラインを構成する画像生成画素と当該第１ラインに隣接する上記第２ラインを構成する位相差検出画素とが上記直交方向において略半画素ずつ重複するように交互に配置されるようにしてもよい。これにより、画像生成画素と位相差検出画素とが略半画素ずつ重複するように交互に配置されるという作用をもたらす。
【００１３】
また、この第１の側面において、上記画像生成画素および上記位相差検出画素は、斜め画素配列により配置されるようにしてもよい。これにより、画像生成画素および位相差検出画素が斜め画素配列により配置されるという作用をもたらす。
【００１４】
また、この第１の側面において、上記特定方向は、上記位相差検出画素および上記画像生成画素により生成された信号が上記位相差検出画素および上記画像生成画素から読み出される場合における読み出し方向であるようにしてもよい。これにより、画像生成画素が読み出し方向に並べて構成されている第１ラインと、位相差検出画素が読み出し方向に並べて構成されている第２ラインとを交互に配置させるという作用をもたらす。
【００１５】
また、この第１の側面において、上記第３ラインは、上記特定方向に瞳分割された一対の被写体光をそれぞれ受光する一対の特定方向位相差検出画素が上記特定方向に隣接して配置され、かつ、上記隣接して配置された一対の特定方向位相差検出画素が上記特定方向に繰り返し配置され、上記第４ラインは、上記直交方向に瞳分割された一対の被写体光をそれぞれ受光する一対の直交方向位相差検出画素が上記特定方向に隣接して配置されるようにしてもよい。これにより、第３ラインは、特定方向に瞳分割された一対の被写体光をそれぞれ受光する一対の特定方向位相差検出画素が特定方向に隣接して配置されるとともに隣接して配置された一対の特定方向位相差検出画素が特定方向に繰り返し配置され、第４ラインは、直交方向に瞳分割された一対の被写体光をそれぞれ受光する一対の直交方向位相差検出画素が特定方向に隣接して配置されるという作用をもたらす。
【００１６】
また、この第１の側面において、上記特定方向は、上記特定方向位相差検出画素により生成された信号および上記画像生成画素により生成された信号が、上記特定方向位相差検出画素および上記画像生成画素から読み出される場合における読み出し方向であり、上記直交方向は、上記直交方向位相差検出画素により生成された信号が上記直交方向位相差検出画素から読み出される場合における読み出し方向であるようにしてもよい。これにより、特定方向位相差検出画素および画像生成画素により生成された信号は特定方向に配置されている順に順次読み出され、直交方向位相差検出画素により生成された信号は直交方向に配置されている順に順次読み出されるという作用をもたらす。
【００１７】
また、この第１の側面において、上記第３ラインは、上記特定方向に瞳分割された一対の被写体光をそれぞれ受光する一対の上記特定方向位相差検出画素が上記特定方向に隣接して配置され、かつ、当該一対の特定方向位相差検出画素は、上記特定方向への位相差の検出に用いられない１つの第１画素を挟んで繰り返し配置され、上記第４ラインは、上記第１画素が配置される位置に対して直交する位置に上記直交方向位相差検出画素が配置され、かつ、上記第１画素が配置される位置に対して直交する位置以外の位置において上記直交方向への位相差の検出に用いられない第２画素が配置されるようにしてもよい。これにより、特定方向位相差検出画素を１行に配置させ、かつ、直交方向位相差検出画素を１列に配置させるという作用をもたらす。
【００１８】
また、この第１の側面において、上記第３ラインは、上記特定方向位相差検出画素が１行で配置されるラインからなり、上記第４ラインは、上記直交方向位相差検出画素が２行で配置されるラインからなり、当該２行の第４ラインにおいて、上記直交方向に瞳分割された一対の被写体光をそれぞれ受光する一対の上記直交方向位相差検出画素が上記直交方向に隣接して配置されるようにしてもよい。これにより、特定方向位相差検出画素を１行に配置させ、直交方向位相差検出画素を１列に配置させ、かつ、特定方向位相差検出画素における一対の位相差検出画素の間隔と、直交方向位相差検出画素における一対の位相差検出画素の間隔とを同一にさせるという作用をもたらす。
【００１９】
また、この第１の側面において、上記特定方向位相差検出画素および上記画像生成画素により生成された信号を順次転送するために上記特定方向位相差検出画素および上記画像生成画素が配置される位置ごとに上記直交方向に向けて配線され、かつ、上記特定方向位相差検出画素および上記画像生成画素に接続される第１信号線と、上記特定方向位相差検出画素および上記画像生成画素により生成された信号を順次転送する行を選択するために上記第１ラインおよび上記第３ラインを構成する行ごとに上記特定方向に向けて配線され、かつ、上記特定方向位相差検出画素および上記画像生成画素に接続される第１選択線と、上記直交方向位相差検出画素により生成された信号を順次転送するために上記第４ラインを構成する行ごとに上記特定方向に向けて配線され、かつ、上記直交方向位相差検出画素に接続される第２信号線と、上記直交方向位相差検出画素により生成された信号を順次転送する上記直交方向の位置を選択するために上記直交方向位相差検出画素が配置される位置ごとに上記直交方向に向けて配線され、かつ、上記直交方向位相差検出画素に接続される第２選択線とをさらに具備するようにしてもよい。これにより、特定方向位相差検出画素および画像生成画素には第１信号線および第１選択線が接続され、直交方向位相差検出画素には第２信号線および第２選択線が接続されるという作用をもたらす。
【００２０】
また、この第１の側面において、上記特定方向位相差検出画素および上記画像生成画素を、上記第１選択線を介して駆動する第１駆動部と、上記第１信号線を介して供給される上記特定方向位相差検出画素および上記画像生成画素により生成された信号を信号処理する第１信号処理部と、上記直交方向位相差検出画素を、上記第２選択線を介して駆動する第２駆動部と、上記第２信号線を介して供給される上記直交方向位相差検出画素により生成された信号を信号処理する第２信号処理部とをさらに具備するようにしてもよい。これにより、第１駆動部および第１信号処理部により特定方向位相差検出画素および画像生成画素から信号を読み出させ、かつ、第２駆動部および第２信号処理部により直交方向位相差検出画素から信号を読み出させるという作用をもたらす。
【００２１】
また、本発明の第２の側面は、画像を生成するための信号を生成する複数の画像生成画素と、位相差検出による合焦判定を行うための信号を生成する複数の位相差検出画素とを備え、上記複数の画像生成画素のうちの一部の画像生成画素が特定方向に並べて構成される第１ラインと、上記複数の位相差検出画素のうちの一部の位相差検出画素が上記特定方向に並べて構成される第２ラインとが上記特定方向とは直交する直交方向に交互に配置され、かつ、上記第１ラインを構成する画像生成画素と上記第１ラインに隣接する上記第２ラインを構成する位相差検出画素とが上記直交方向においてそれらの一部が重複するように当該画像生成画素と当該位相差検出画素とが交互に配置される画素アレイ部と、上記複数の画像生成画素と、上記複数の位相差検出画素のうちの上記特定方向に瞳分割を行う特定方向位相差検出画素とにより生成された信号を順次転送するために、上記特定方向位相差検出画素および上記画像生成画素が配置される位置ごとに上記特定方向とは直交する直交方向に向けて配線され、かつ、上記画像生成画素および上記特定方向位相差検出画素に接続される第１信号線と、上記特定方向位相差検出画素および上記画像生成画素により生成された信号を順次転送するラインを選択するために、上記第１ラインおよび上記第２ラインのうちの特定方向位相差検出画素が配置されるラインごとに上記特定方向に向けて配線され、かつ、上記特定方向位相差検出画素および上記画像生成画素に接続される第１選択線と、上記複数の位相差検出画素のうちの上記直交方向に瞳分割を行う直交方向位相差検出画素により生成された信号を順次転送するために、上記第２ラインのうちの上記直交方向位相差検出画素が配置されるラインごと上記特定方向に向けて配線され、かつ、上記直交方向位相差検出画素に接続される第２信号線と、上記直交方向位相差検出画素により生成された信号を順次転送する上記直交方向の位置を選択するために、上記直交方向位相差検出画素が配置される位置ごとに上記直交方向に向けて配線され、かつ、上記直交方向位相差検出画素に接続される第２選択線と、上記特定方向位相差検出画素および上記画像生成画素を、上記第１選択線を介して駆動する第１駆動部と、上記第１信号線を介して供給される上記特定方向位相差検出画素および上記画像生成画素により生成された信号を信号処理する第１信号処理部と、上記直交方向位相差検出画素を、上記第２選択線を介して駆動する第２駆動部と、上記第２信号線を介して供給される上記直交方向位相差検出画素により生成された信号を信号処理する第２信号処理部とを具備する撮像素子である。これにより、第１駆動部および第１信号処理部により特定方向位相差検出画素および画像生成画素から信号を読み出させ、第２駆動部および第２信号処理部により直交方向位相差検出画素から信号を読み出させるという作用をもたらす。
【００２２】
また、本発明の第３の側面は、画像を生成するための信号を生成する複数の画像生成画素と、位相差検出による合焦判定を行うための信号を生成する複数の位相差検出画素とを備え、上記複数の画像生成画素を構成する画像生成画素が特定方向に並べて構成される第１ラインと、上記複数の位相差検出画素を構成する位相差検出画素が上記特定方向に並べて構成される第２ラインとが上記特定方向とは直交する直交方向に交互に配置され、上記第１ラインを構成する画像生成画素と上記第１ラインに隣接する上記第２ラインを構成する位相差検出画素とが上記直交方向においてそれらの一部が重複するように当該画像生成画素と当該位相差検出画素とが交互に配置され、かつ、上記第２ラインは、上記特定方向に瞳分割を行う上記位相差検出画素が特定方向位相差検出画素として配置される第３ラインと、上記直交方向に瞳分割を行う上記位相差検出画素が直交方向位相差検出画素として配置される第４ラインとにより構成され、上記第３ラインと上記第４ラインとが上記直交方向に交互に配置される撮像素子と、上記位相差検出画素が生成する信号に基づいて位相差検出による合焦判定を行う合焦判定部と、上記画像生成画素が生成する信号に基づいて画像を生成する画像生成部とを具備する撮像装置である。これにより、画像生成画素の行と位相差検出画素の行とが交互に配置されるとともに画像生成画素と隣接する位相差検出画素とがそれらの一部が重複するように交互に配置され、また、位相差検出画素の行では、特定方向に瞳分割を行う特定方向位相差検出画素が配置される行と、直交方向に瞳分割を行う直交方向位相差検出画素が配置される行とが交互に配置される撮像素子を用いて合焦判定を行わせるという作用をもたらす。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、画像生成画素と位相差検出画素との両方を備える撮像素子において、列方向の位相差検出処理に係る読み出し速度を向上させることができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の撮像装置１００における撮像装置の断面構成例を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるイメージセンサ２００に備えられる画素の配置の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態のイメージセンサ２００の領域２２０における画像生成画素および位相差検出画素の配置をそれぞれ別々に示す上面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態のイメージセンサ２００における位相差検出画素の間隔の一例を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態のイメージセンサ２００におけるデータ読み出し時間を模式的に示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態におけるイメージセンサ５００の基本構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態におけるイメージセンサ５００に備えられる画素の配置の一例を示す模式図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態におけるイメージセンサ５００の画素にそれぞれ配線される選択線および信号線の一例を示す模式図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態において列方向の位相差を検出してフォーカシングを行う際の一動作例に関するタイミングチャートと、図６の時間Ｔ１において説明したイメージセンサを用いて同じ動作を行う際の一動作例に関するタイミングチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の変形例として、画素の形状が８角形である場合の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（撮像制御：位相差検出画素の行において行方向位相差検出画素の行と列方向位相差検出画素の行とを交互に配置する例）
２．第２の実施の形態（撮像制御：列方向位相差検出画素は列方向に読み出す例）
３．変形例
【００２６】
＜１．第１の実施の形態＞
［撮像装置の機能構成例］
図１は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。撮像装置１００は、被写体を撮像して画像データ（撮像画像）を生成し、生成された画像データを画像コンテンツ（静止画コンテンツまたは動画コンテンツ）として記録する撮像装置である。なお、以下では、画像コンテンツ（画像ファイル）として静止画コンテンツ（静止画ファイル）を記録する例を主に示す。
【００２７】
撮像装置１００は、レンズ部１１０と、操作受付部１２０と、制御部１３０と、イメージセンサ２００と、信号処理部１５０と、記憶部１８１と、表示部１８２と、合焦判定部１８３と、駆動部１８４とを備える。
【００２８】
レンズ部１１０は、被写体からの光（被写体光）を集光するためのものである。このレンズ部１１０は、ズームレンズ１１１と、絞り１１２と、フォーカスレンズ１１３とを備える。
【００２９】
ズームレンズ１１１は、駆動部１８４の駆動により光軸方向に移動することにより焦点距離を変動させて、撮像画像に含まれる被写体の倍率を調整するものである。
【００３０】
絞り１１２は、駆動部１８４の駆動により開口の度合いを変化させて、イメージセンサ２００に入射する被写体光の光量を調整するための遮蔽物である。
【００３１】
フォーカスレンズ１１３は、駆動部１８４の駆動により光軸方向に移動することによりフォーカスを調整するものである。
【００３２】
操作受付部１２０は、ユーザからの操作を受け付けるものである。この操作受付部１２０は、例えば、シャッターボタン１２１（図２に示す）が押下された場合には、その押下に関する信号を、操作信号として制御部１３０に供給する。
【００３３】
制御部１３０は、撮像装置１００における各部動作を制御するものである。例えば、この制御部１３０は、シャッターボタン１２１が押下されて、静止画像の記録を開始するための操作信号を受け付けた場合には、静止画像の記録実行に関する信号（静止画像撮像動作信号）を、信号処理部１５０に供給する。また、制御部１３０は、表示部１８２にライブビューを表示する場合には、イメージセンサ２００が出力した信号に基づいてライブビュー画像を生成させるための信号（ライブビュー表示信号）を、信号処理部１５０に供給する。ここで、ライブビューとは、撮像装置１００に入射する被写体の像のリアルタイム表示である。また、制御部１３０は、位相差検出方式によりフォーカスの合焦判定を行う場合には、この合焦判定を行う動作（位相差検出動作）を示す信号（位相差検出動作信号）を、信号処理部１５０に供給する。ここで、位相差検出方式とは、撮像レンズを通過した光を瞳分割して一対の像を形成し、その形成された像の間隔（像の間のズレ量）を計測（位相差を検出）することによって合焦の度合いを検出する焦点検出方法である。
【００３４】
イメージセンサ２００は、受光した被写体光を電気信号に光電変換する撮像素子である。このイメージセンサ２００は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサなどにより実現される。イメージセンサ２００には、受光した被写体光に基づいて撮像画像を生成するための信号を生成する画素（画像生成画素）と、位相差検出を行うための信号を生成する画素（位相差検出画素）とが配置される。なお、イメージセンサ２００については、図３乃至図６を参照して説明する。イメージセンサ２００は、光電変換により発生した電気信号を信号処理部１５０に供給する。なお、イメージセンサ２００は、特許請求の範囲に記載の撮像素子の一例である。
【００３５】
信号処理部１５０は、イメージセンサ２００から供給された電気信号に対して各種の信号処理を施すものである。この信号処理部１５０は、例えば、制御部１３０から静止画像撮像動作信号が供給されている場合には、静止画像のデータ（静止画像データ）を生成する。そして、信号処理部１５０は、この生成した画像データを記憶部１８１に供給し、記憶部１８１に記憶させる。また、この信号処理部１５０は、制御部１３０から位相差検出動作信号が供給されている場合には、イメージセンサ２００における位相差検出画素からの出力信号に基づいて、位相差を検出するためのデータ（位相差検出用データ）を生成する。そして、信号処理部１５０は、その生成した位相差検出用データを合焦判定部１８３に供給する。
【００３６】
また、信号処理部１５０は、制御部１３０からライブビュー表示信号が供給されている場合には、イメージセンサ２００における画像生成画素からの出力信号に基づいて、ライブビュー画像のデータ（ライブビュー画像データ）を生成する。そして、信号処理部１５０は、その生成したライブビュー画像データを表示部１８２に供給し、表示部１８２における表示画面にライブビューを表示させる。なお、信号処理部１５０は、特許請求の範囲に記載の画像生成部の一例である。
【００３７】
記憶部１８１は、信号処理部１５０から供給された画像データを画像コンテンツ（画像ファイル）として記録するものである。例えば、この記憶部１８１として、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のディスクやメモリカード等の半導体メモリ等のリムーバブルな記録媒体（１または複数の記録媒体）を用いることができる。また、これらの記録媒体は、撮像装置１００に内蔵するようにしてもよく、撮像装置１００から着脱可能とするようにしてもよい。
【００３８】
表示部１８２は、信号処理部１５０から供給された画像データに基づいて、画像を表示するものである。この表示部１８２は、例えば、カラー液晶パネルにより実現される。この表示部１８２は、例えば、信号処理部１５０からライブビュー画像データが供給された場合には、表示画面にライブビュー画像を表示する。
【００３９】
合焦判定部１８３は、信号処理部１５０から供給された位相差検出用データに基づいて、フォーカスを合わせる対象の物体（合焦対象物）に対してフォーカスが合っているか否か判定するものである。この合焦判定部１８３は、フォーカシングを行う領域（フォーカスエリア）における物体（合焦対象物）に対して合焦している場合には、合焦していることを示す情報を合焦判定結果情報として、駆動部１８４に供給する。また、この合焦判定部１８３は合焦対象物にフォーカスが合っていない場合には、フォーカスのズレの量（デフォーカス量）を算出し、その算出したデフォーカス量を示す情報を合焦判定結果情報として、駆動部１８４に供給する。
【００４０】
駆動部１８４は、ズームレンズ１１１、絞り１１２およびフォーカスレンズ１１３を駆動させるものである。例えば、駆動部１８４は、合焦判定部１８３から出力された合焦判定結果情報に基づいて、フォーカスレンズ１１３の駆動量を算出し、その算出した駆動量に応じてフォーカスレンズ１１３を移動させる。この駆動部１８４は、フォーカスが合っている場合には、フォーカスレンズ１１３の現在の位置を維持させる。また、駆動部１８４は、フォーカスがズレている場合には、デフォーカス量を示す合焦判定結果情報およびフォーカスレンズ１１３の位置情報に基づいて駆動量（移動距離）を算出し、その駆動量に応じてフォーカスレンズ１１３を移動させる。
【００４１】
［撮像装置の断面構成例］
図２は、本発明の第１の実施の形態の撮像装置１００における撮像装置の断面構成例を模式的に示す断面図である。なお、同図では、撮像装置１００は、一眼カメラであることを想定して説明する。
【００４２】
同図には、撮像装置１００の断面図として、ボディ１０１と、交換レンズ１０５とが示されている。交換レンズ１０５は、撮像装置１００における着脱可能なレンズユニットであり、図１において示したレンズ部１１０に対応する。ボディ１０１は、撮像装置１００における撮像処理を行う本体であり、図１において示したレンズ部１１０以外の構成に対応する。ボディ１０１には、シャッターボタン１２１と、表示部１８２と、イメージセンサ２００とが示されている。
【００４３】
また、同図には、レンズ部１１０に備えられているレンズにおける光軸（光軸Ｌ１２）と、被写体光が通過する範囲を示す２つの線（線Ｌ１１およびＬ１３）とが示されている。なお、線Ｌ１１およびＬ１３に挟まれた範囲は、イメージセンサ２００に入射する光が通過する範囲を示している。
【００４４】
同図に示すように、撮像装置１００において、入射する被写体光は全てイメージセンサ２００に入射される。すなわち、撮像装置１００において位相差検出を行う場合には、イメージセンサ２００が生成した信号を用いて行われる。
【００４５】
［イメージセンサにおける画素の配置例］
図３は、本発明の第１の実施の形態におけるイメージセンサ２００に備えられる画素の配置の一例を示す模式図である。
【００４６】
同図では、上下方向をＹ軸とし、左右方向をＸ軸とするＸＹ軸を想定して説明する。また、同図において、左下隅をＸＹ軸における原点とし、下から上へ向かう方向をＹ軸の＋側とし、左から右へ向かう方向をＸ軸の＋側とする。なお、同図では、イメージセンサ２００における特定方向（撮像画像の水平方向（左右方向）に対応する方向）をＸ軸方向とし、特定方向と直交する直交方向（撮像画像の垂直方向（上下方向）に対応する方向）をＹ軸方向とする。また、このイメージセンサ２００における信号の読み出し方向は、Ｘ軸方向（行単位で読み出される）であるものとする。
【００４７】
同図では、説明の便宜上、イメージセンサ２００を構成する各画素のうちの一部の画素（２０行×２０列の画素）の領域（領域２１０）を用いて説明する。なお、イメージセンサ２００における画素の配置は、領域２１０において示す画素配置を１つの単位として、この単位に対応する画素配置（領域２１０に対応する画素配置）が、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に繰り返される配置である。
【００４８】
同図では、１つの画素（開口の形状）を、Ｘ軸方向に対して４５°回転した形状の１つの正方形（斜め正方形）で示す。そして、画像生成画素については、備えられるカラーフィルタを表す符号（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青））とともに示す。また、Ｇのカラーフィルタが備えられる画素（Ｇ画素）については、Ｒ（赤）の画素を含む行に配置されるＧ画素をＧｒ画素として示し、Ｂ（青）の画素を含む行に配置されるＧ画素をＧｂ画素として示す。
【００４９】
また、位相差検出画素については、白色の長方形が付加された灰色の斜め正方形により示す。なお、位相差検出画素における白色の長方形については、入射光が遮光層に遮光されないで受光素子により受光される側（遮光層に開口部分がある側）を示す。ここで、同図において示す位相差検出画素（位相差検出画素２３１乃至２３４）について説明する。
【００５０】
位相差検出画素２３１は、位相差検出画素２３１のマイクロレンズに入射する被写体光のうち射出瞳の右半分を通過した被写体光を遮光するように遮光層が形成される位相差検出画素である。すなわち、この位相差検出画素２３１は、射出瞳の左右（Ｘ軸方向の＋−側）に瞳分割された光のうちの右半分の光を遮光し、左半分の瞳分割された光を受光する。
【００５１】
位相差検出画素２３２は、位相差検出画素２３２のマイクロレンズに入射する被写体光のうち射出瞳の左半分を通過した被写体光を遮光するように遮光層が形成される位相差検出画素である。すなわち、この位相差検出画素２３２は、射出瞳の左右（Ｘ軸方向の＋−側）に瞳分割された光のうちの左半分の光を遮光し、右半分の瞳分割された光を受光する。また、位相差検出画素２３２は、位相差検出画素２３１と対に用いられることで、一対の像を形成する。なお、位相差検出画素２３１および位相差検出画素２３２は、特許請求の範囲に記載の特定方向位相差検出画素の一例である。
【００５２】
位相差検出画素２３３は、位相差検出画素２３３のマイクロレンズに入射する被写体光のうち射出瞳の下半分を通過した被写体光を遮光するように遮光層が形成される位相差検出画素である。すなわち、この位相差検出画素２３３は、射出瞳の上下（Ｙ軸方向の＋−側）に瞳分割された光のうちの下半分の光を遮光し、上半分の瞳分割された光を受光する。
【００５３】
位相差検出画素２３４は、位相差検出画素２３４のマイクロレンズに入射する被写体光のうち射出瞳の上半分を通過した被写体光を遮光するように遮光層が形成される位相差検出画素である。すなわち、この位相差検出画素２３４は、射出瞳の上下（Ｙ軸方向の＋−側）に瞳分割された光のうちの上半分の光を遮光し、下半分の瞳分割された光を受光する。また、位相差検出画素２３４は、位相差検出画素２３３と対に用いられることで、一対の像を形成する。なお、位相差検出画素２３３および位相差検出画素２３４は、特許請求の範囲に記載の直交方向位相差検出画素の一例である。
【００５４】
ここで、イメージセンサ２００における画素の配置について説明する。
【００５５】
イメージセンサ２００では、画像生成画素および位相差検出画素が格子状に斜め方向に配置（本発明の実施の形態では、斜め画素配列と称する）されている。また、イメージセンサ２００では、読み出し方向に対して直行する方向（本発明の第１の実施では列方向とする）に、画像生成画素が配置される行（ライン）と位相差検出画素が配置される行（ライン）とが交互に配置される。すなわち、図３に示すように、Ｙ軸方向に、画像生成画素のライン、位相差検出画素のライン、画像生成画素のライン、位相差検出画素のライン…と交互に配置される。さらに、画像生成画素と位相差検出画素とがそれらの一部ずつ（略半画素ずつ）重複するように交互に配置される。なお、イメージセンサ２００における画素の配置は斜め画素配列であるため、列方向（Ｘ軸方向）に関しても、画像生成画素と位相差検出画素とが半画素ずつ重複するように、画像生成画素が配置される列と位相差検出画素が配置される列とが交互に配置される。なお、画像生成画素が配置される行および位相差検出画素が配置される行は、特許請求の範囲に記載の第１ラインおよび第２ラインの一例である。
【００５６】
また、イメージセンサ２００では、位相差検出画素２３１および位相差検出画素２３２が配置されるラインと、位相差検出画素２３３および位相差検出画素２３４が配置されるラインとが、画像生成画素の行を挟んで交互になるように配置される。すなわち、位相差検出画素は、同一方向（読み出し方向（左右）または読み出し方向に直交する方向（上下））に瞳分割を行う位相差検出画素が行単位で配置される。なお、位相差検出画素２３１および位相差検出画素２３２が配置されるラインと、位相差検出画素２３３および位相差検出画素２３４が配置されるラインは、特許請求の範囲に記載の第３ラインおよび第４ラインの一例である。
【００５７】
また、位相差検出画素２３１および位相差検出画素２３２が配置されるラインでは、一対の位相差検出画素が行方向に隣接して配置されるとともに、その隣接して配置された一対の位相差検出画素が行方向に繰り返し配置される。すなわち、１つの行に配置された位相差検出画素を用いて、射出瞳を左右に分割した一対の像を形成できるように位相差検出画素２３１および位相差検出画素２３２が配置される。また、イメージセンサ２００では、２つの列に配置された位相差検出画素を用いて射出瞳を上下に分割した一対の像を形成できるように位相差検出画素２３３および位相差検出画素２３４が配置される。
【００５８】
このように、イメージセンサ２００において、画像生成画素が配置される行と位相差検出画素が配置される行とが交互になる。これにより、イメージセンサ２００からデータを読み出す際に、位相差検出に用いない位相差検出画素のラインを読み飛ばすことができる。
【００５９】
次に、本発明の第１の実施の形態における画素の配置について、領域２２０（画素８個×８個）に含まれる画素に着目し、図４を参照して説明する。
【００６０】
［イメージセンサにおける画素の配置例］
図４は、本発明の第１の実施の形態のイメージセンサ２００の領域２２０における画像生成画素および位相差検出画素の配置をそれぞれ別々に示す上面図である。なお、同図では、左右方向をＸ軸とし、上下方向をＹ軸とするＸＹ軸を想定する。
【００６１】
同図（ａ）には、イメージセンサ２００における画像生成画素の配置を示すための模式図が示されている。同図（ａ）では、図３の領域２２０の画像生成画素がカラーフィルタを表す符号とともに示され、この領域の位相差検出画素が破線により示されている。図４（ａ）では、画像生成画素として、赤色（Ｒ）の光を透過するカラーフィルタにより赤色の光を受光する画素（Ｒ画素２４１）と、青色（Ｂ）の光を透過するカラーフィルタにより青色の光を受光する画素（Ｂ画素２４４）が示されている。また、画像生成画素として、緑色（Ｇ）の光を透過するカラーフィルタにより緑色の光を受光する画素（Ｇ画素２４２および２４３）とが示されている。
【００６２】
同図に示す領域２２０において、位相差検出画素が配置されるラインを除外して画像生成画素のみで配置をみると、ベイヤー配列となる。また、画像生成画素のみにおける配置において、行方向（Ｘ軸方向）および列方向（Ｙ軸方向）における画像生成画素同士の間隔をみると、行方向の間隔と列方向の間隔とが同一になる。
【００６３】
すなわち、イメージセンサ２００は、位相差検出画素および画像生成画素が両方とも配置されるにもかかわらず、行方向および列方向における画像生成画素同士の距離が均一になるとともに、画像生成画素の配置がベイヤー配列となる。これにより、位相差検出画素の位置に対応する画像データを補完する必要が無い。また、画像生成画素の代わりに位相差検出画素が配置されることによる色情報の欠落が無いため、デモザイク処理における精度が悪くなることも無い。これらにより、位相差検出画素および画像生成画素が両方とも配置される撮像素子における撮像画像の画質を向上させることができる。
【００６４】
同図（ｂ）には、イメージセンサ２００における位相差検出画素の配置を示すための模式図が示されている。同図（ｂ）では、図３の領域２２０の位相差検出画素が示され、この領域の画像生成画素が破線により示されている。
【００６５】
同図に示す領域２２０において行方向（Ｘ軸方向）および列方向（Ｙ軸方向）における位相差検出画素同士の間隔をみると、同図（ａ）において示した画像生成画素同士の間隔と同様に、行方向の間隔と列方向の間隔とが同一になる。
【００６６】
このように、イメージセンサ２００において、画像生成画素が配置される行と位相差検出画素が配置される行とが交互になることにより、画像生成画素同士における行方向の間隔と列方向の間隔とが同一になる。また、位相差検出画素における行方向の間隔と列方向の間隔とについても同一になる。
【００６７】
［位相差検出画素同士の間隔例］
図５は、本発明の第１の実施の形態のイメージセンサ２００における位相差検出画素の間隔の一例を示す模式図である。
【００６８】
同図（ａ）には、行方向（左右方向）に瞳分割を行う位相差検出画素（以降は、行方向位相差検出画素と称する）同士の間隔を示すための領域（領域３１３）が示されている。
【００６９】
領域３１３には、上から２行目において位相差検出画素が１行に配置され、他の画素は全て画像生成画素である３行×８列の画素の領域が示されている。また、領域３１３には、行方向位相差検出画素同士の距離が矢印８１１乃至８１４により示されている。
【００７０】
矢印８１１および矢印８１２に示すように、行方向位相差検出画素における対となる位相差検出画素同士の距離は、対となる位相差検出画素同士が行方向に隣接することにより、最短となる。また、矢印８１３および矢印８１４に示すように、同方向の瞳分割された光を受光する位相差検出画素同士は、他方向の瞳分割された光を受光する位相差検出画素１画素を挟んで配置される。すなわち、行方向に位相差を検出する場合における対となる像は、両像とも行方向に１画素間隔のデータから生成され、また、対となる像同士が行方向に１画素分ずれる。
【００７１】
同図（ｂ）には、列方向（上下方向）に瞳分割を行う位相差検出画素（以降は、列方向位相差検出画素と称する）同士の間隔を示すための領域（領域３１４）が示されている。
【００７２】
領域３１４には、上から２行目および６行目において行方向位相差検出画素が配置され、４行目および８行目において列方向位相差検出画素が配置され、他の画素は全て画像生成画素である９行×５列の画素の領域が示されている。また、領域３１４には、列方向位相差検出画素同士の距離が矢印８２１乃至８２４により示されている。
【００７３】
矢印８２１および矢印８２２に示すように、列方向位相差検出画素における対となる位相差検出画素同士の距離は、対となる位相差検出画素同士が行方向に隣接することにより、矢印８１１および矢印８１２に示した距離よりも僅かに大きくなる。また、矢印８２３および矢印８２４に示すように、同方向の瞳分割された光を受光する位相差検出画素同士は、行方向位相差検出画素１画素を挟んで配置される。すなわち、列方向に位相差を検出する場合における対となる像は、両像とも列方向に１画素間隔のデータから生成され、また、対となる像同士が行方向に１画素分ずれる。
【００７４】
このように、イメージセンサ２００において、行方向に瞳分割を行う位相差検出画素および列方向に瞳分割を行う位相差検出画素から生成される像は、それぞれ１画素間隔のデータから生成される。また、対となる像同士が、行方向または列方向に１画素分ずれる。
【００７５】
すなわち、イメージセンサ２００は、行方向に瞳分割を行う位相差検出画素のみのラインと、列方向に瞳分割を行う位相差検出画素のみのラインとが存在するにもかかわらず、行方向の位相差検出と列方向の位相差検出とが略同様の条件となる。
【００７６】
［イメージセンサにおけるデータ読み出し時間の一例］
図６は、本発明の第１の実施の形態のイメージセンサ２００におけるデータ読み出し時間を模式的に示す図である。
【００７７】
なお、同図では、イメージセンサ２００が４５９２列×３０５６行の画素を備えていることを想定する。すなわち、画像生成画素の行および位相差検出画素の行がそれぞれ１５２８行であることを想定する。また、同図では、行方向に位相差を検出する場合には、位相差検出に用いる行において配置される行方向に瞳分割する位相差検出画素を全て用いて一対の像を形成するものとする。また、列方向に位相差を検出する場合には、位相差検出に用いる列において配置される列方向に瞳分割を行う位相差検出画素を全て用いて一対の像を形成するものとする。
【００７８】
同図には、横軸をデータ読み出し時間を示す軸とするグラフにおいて、イメージセンサ２００と同じ画素数（４５９２列×３０５６行）のイメージセンサにおける全ての行からデータを読み出す場合における読み出し時間（Ｔ１）が示されている。また、同図には、イメージセンサ２００における画像生成画素が配置される全ての行および行方向に瞳分割を行う位相差検出画素が配置される１行からデータを読み出す場合における読み出し時間（Ｔ２）が示されている。さらに、同図には、イメージセンサ２００における画像生成画素が配置される全ての行および列方向位相差検出画素が配置される全ての行からデータを読み出す場合における読み出し時間（Ｔ３）が示されている。
【００７９】
ここで、時間Ｔ１乃至時間Ｔ３のそれぞれの違いについて説明する。
【００８０】
時間Ｔ１は、４５９２列×３０５６行のイメージセンサにおいて全ての行からデータを読み出すことを想定した場合の読み出し時間を示している。このような読み出しを行うイメージセンサとして、例えば、イメージセンサ２００と同様に位相差検出画素の行と画像生成画素の行とが交互であって、一対の列方向位相差検出画素が２行の位相差検出画素の行に配置されるイメージセンサが想定される。すなわち、このイメージセンサでは、位相差検出画素の行全て（１５２８行）に、上半分の瞳分割された光を受光する位相差検出画素または下半分の瞳分割された光を受光する位相差検出画素の何れかが配置される。
【００８１】
このイメージセンサでは、全ての行に列方向位相差検出画素が配置されるため、位相差検出に用いる列において配置される列方向に瞳分割を行う位相差検出画素を全て用いて一対の像を形成する場合には、全ての位相差検出画素の行を読み出す。すなわち、時間Ｔ１は、このイメージセンサにおいて列方向の位相差を検出する場合に必要な時間（３０５６行を読み出す時間）を示している。
【００８２】
時間Ｔ２は、イメージセンサ２００において行方向の位相差の検出および撮像画像の生成を行う場合における読み出し時間を示している。行方向の位相差を検出する場合には、最低１つの行における位相差検出画素のデータを用いて一対の像を生成することができる。すなわち、時間Ｔ２は、１５２８行＋１行のデータ読み出しにかかる時間を示している。
【００８３】
時間Ｔ３は、イメージセンサ２００において列方向の位相差の検出および撮像画像の生成を行う場合における読み出し時間を示している。列方向の位相差を検出する場合には、列方向位相差検出画素が配置される行全て（７６４行）から対の位相差検出画素が配置される２列の画素のデータを読み出すことにより、一対の像を生成することができる。すなわち、時間Ｔ３は、１５２８行＋７６４行のデータ読み出しにかかる時間を示している。
【００８４】
このように、本発明の第１の実施のイメージセンサ２００は、行方向の位相差と列方向の位相差との両方を検出でき、かつ、列方向の位相差を検出する場合におけるデータ読み出し速度が速くなる。
【００８５】
このように、本発明の第１の実施の形態によれば、行方向の位相差検出と列方向の位相差検出とを略同様の条件で行え、かつ、位相差検出を任意の位置で行え、さらに、列方向の位相差を検出する場合における読み出し速度を向上させることができる。また、画像生成画素同士における行方向の間隔と列方向の間隔とが同一になるため、撮像画像の画質を向上させることができる。
【００８６】
＜２．第２の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態では、イメージセンサ２００において、読み出し方向（行方向）に瞳分割する位相差検出画素と、読み出し方向に対して直行する方向（列方向）に瞳分割する位相差検出画素とを１ラインごとに交互に配置する例について説明した。これにより、列方向の位相差を検出する場合におけるデータ読み出し速度を向上させることができる。
【００８７】
しかしながら、イメージセンサ２００は画素のデータが行単位で読み出されるため、行方向の位相差を検出する場合と比較すると、列方向の位相差を検出する場合における読み出し時間は長い。これにより、行方向の位相差を検出する場合におけるフレームレートと比較して、列方向の位相差を検出する場合におけるフレームレートは低くなる。
【００８８】
そこで、本発明の第２の実施の形態では、列方向の位相差を検出する位相差検出画素のデータを列単位で読み出すことにより、列方向の位相差を検出する場合の読み出し時間を行方向の場合の時間と略同一にする例について、図７乃至図１１を参照して説明する。
【００８９】
［イメージセンサの基本構成例］
図７は、本発明の第２の実施の形態におけるイメージセンサ５００の基本構成例を示すブロック図である。なお、本発明の第２の実施の形態における撮像装置の機能構成は、イメージセンサ２００の代わりにイメージセンサ５００を設ける以外は図１において示した撮像装置１００における各構成と同様のものであるため、ここでの説明を省略する。
【００９０】
イメージセンサ５００は、画素アレイ部４００と、制御部５１０と、第１垂直駆動回路５２０と、カラム処理部５３１と、出力バッファ５３２と、第１水平駆動回路５３５とを備える。さらに、イメージセンサ５００は、第２水平駆動回路５５０と、ロウ処理部５６０と、出力バッファ５６２と、第２垂直駆動回路５７０とを備える。
【００９１】
画素アレイ部４００は、位相差検出画素（行方向位相差検出画素および列方向位相差検出画素）と、画像生成画素とが規則的に配置されるものである。画素アレイ部４００において配置される画像生成画素には、垂直選択線４３０および垂直信号線４４０が接続される。また、画素アレイ部４００において配置される行方向位相差検出画素には、画像生成画素と同様に、垂直選択線４３０および垂直信号線４４０が接続される。一方、画素アレイ部４００において配置される列方向位相差検出画素には、水平選択線４５０および水平信号線４６０が接続される。なお、垂直選択線４３０および水平選択線４５０については、１つの画素につき１本の線が接続されることを想定して説明するが、画素アレイ部４００に配置する画素の回路構成によっては、複数の場合も考えられる。
【００９２】
制御部５１０は、イメージセンサ５００の外部から供給される信号に基づいて、イメージセンサ５００における各部の動作を制御するものである。この制御部５１０は、例えば、イメージセンサ５００における各部が動作するための各種のタイミング信号を生成するためのタイミングジェネレータとして機能する。制御部５１０は、生成した各部のタイミング信号や各部の制御信号を、第１垂直駆動回路５２０、第１水平駆動回路５３５、カラム処理部５３１、第２水平駆動回路５５０、ロウ処理部５６０、および第２垂直駆動回路５７０にそれぞれ供給する。
【００９３】
第１垂直駆動回路５２０は、画素アレイ部４００における画像生成画素が配置される行と、行方向位相差検出画素が配置される行とを、垂直選択線４３０を介して、順次垂直方向（列方向）に行単位で選択走査するものである。この第１垂直駆動回路５２０は、例えば、シフトレジスタにより構成される。なお、第１垂直駆動回路５２０は、特許請求の範囲に記載の第１駆動部の一例である。また、垂直選択線４３０は、特許請求の範囲に記載の第１選択線の一例である。
【００９４】
カラム処理部５３１は、画素アレイ部４００における画像生成画素および行方向位相差検出画素が配置される画素列ごとに、出力されるアナログ信号に対して各種の信号処理を行うものである。すなわち、カラム処理部５３１は、第１垂直駆動回路５２０により選択された行における各画素（画像生成画素および行方向位相差検出画素）から垂直信号線４４０を介して出力されるアナログ信号に対して各種の信号処理を行う。例えば、カラム処理部５３１は、信号処理として、ノイズを除去するためのＣＤＳ（Correlated Double Sampling;相関二重サンプリング）処理、アナログの信号をデジタル化するためのＡＤ（Analog Digital）変換処理などを行う。カラム処理部５３１は、信号処理後の電気信号を、信号線５３８を介して出力バッファ５３２に供給する。なお、カラム処理部５３１は、特許請求の範囲に記載の第１信号処理部の一例である。また、垂直信号線４４０は、特許請求の範囲に記載の第１信号線の一例である。
【００９５】
出力バッファ５３２は、カラム処理部５３１から供給される電気信号を増幅し、信号線５３９を介して、イメージセンサ５００の外部に出力するものである。
【００９６】
第１水平駆動回路５３５は、カラム処理部５３１における画素列ごとの回路部分を順番に選択走査するものである。この第１水平駆動回路５３５は、例えば、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成される。第１水平駆動回路５３５は、カラム処理部５３１の回路部分を順番に選択走査することにより、カラム処理部５３１において画素列ごとに信号処理された電気信号を順番に信号線５３８を介して出力バッファ５３２に出力させる。
【００９７】
第２水平駆動回路５５０は、画素アレイ部４００における列方向位相差検出画素が配置される列を、水平選択線４５０を介して、順次水平方向（行方向）に列単位で選択走査するものである。この第２水平駆動回路５５０は、第１垂直駆動回路５２０と同様に、例えば、シフトレジスタにより構成される。なお、第２水平駆動回路５５０は、特許請求の範囲に記載の第２駆動部の一例である。また、水平選択線４５０は、特許請求の範囲に記載の第２選択線の一例である。
【００９８】
ロウ処理部５６０は、画素アレイ部４００における列方向位相差検出画素が配置される画素行ごとに、出力されるアナログ信号に対して各種の信号処理を行うものである。すなわち、ロウ処理部５６０は、第２水平駆動回路５５０により選択された列における各画素（列方向位相差検出画素）から水平信号線４６０を介して出力されるアナログ信号に対して各種の信号処理を行う。なお、ロウ処理部５６０は、処理対象の画素が異なる以外はカラム処理部５３１と同様のものであるため、ここでの詳細な説明を省略する。ロウ処理部５６０は、信号処理後の電気信号を、信号線５６８を介して出力バッファ５６２に供給する。なお、ロウ処理部５６０は、特許請求の範囲に記載の第２信号処理部の一例である。また、水平信号線４６０は、特許請求の範囲に記載の第２信号線の一例である。
【００９９】
出力バッファ５６２は、ロウ処理部５６０から供給される電気信号を増幅し、信号線５６９を介して、イメージセンサ５００の外部に出力するものである。
【０１００】
第２垂直駆動回路５７０は、ロウ処理部５６０における画素行ごとの回路部分を順番に選択走査するものである。この第２垂直駆動回路５７０は、処理対象の画素が異なる以外は第１水平駆動回路５３５と同様のものであるため、ここでの詳細な説明を省略する。
【０１０１】
このように、イメージセンサ５００は、列方向位相差検出画素を駆動するために、第２水平駆動回路５５０と、第２垂直駆動回路５７０と、ロウ処理部５６０と、出力バッファ５６２とを備える。なお、本発明の第１の実施の形態のイメージセンサ２００の基本構成は、第２水平駆動回路５５０と、第２垂直駆動回路５７０と、ロウ処理部５６０と、出力バッファ５６２とを備えていないこと以外は、図７において示した基本構成と同様である。
【０１０２】
［イメージセンサにおける画素の配置例］
図８は、本発明の第２の実施の形態におけるイメージセンサ５００に備えられる画素の配置の一例を示す模式図である。すなわち、同図は、図７において示した画素アレイ部４００における画素の配置の模式図である。
【０１０３】
同図では、ＸＹ軸について、図３において示したものと同様にして説明する。また、図７において示した画素アレイ部４００の上下左右と、図８における上下左右とは同じであることとする。
【０１０４】
同図では、説明の便宜上、イメージセンサ５００における画素アレイ部４００を構成する各画素のうちの一部の画素（２０行×２０列の画素）の領域（領域４１０）を用いて説明する。なお、画素アレイ部４００における画素の配置は、領域４１０において示す画素配置を１つの単位として、この単位に対応する画素配置（領域４１０に対応する画素配置）が、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に繰り返される配置である。なお、画素の配置が異なる以外は、図３において示した領域２１０と同様のものであるため、図８では、異なる点についてのみ説明する。
【０１０５】
イメージセンサ５００には、図３および図４において示した位相差検出画素２３１乃至２３４、Ｒ画素２４１、Ｇ画素２４２、Ｇ画素２４３、および、Ｂ画素２４４に加えて、電気信号を生成しない画素（不使用画素４１１）が配置される。この不使用画素４１１は、図８の領域４１０において、灰色の斜め正方形により示す。
【０１０６】
領域４１０は、領域２１０と同様に、画像生成画素が配置される行と、位相差検出画素が配置される行とが交互になる。しかしながら、領域４１０では、位相差検出画素が配置される行において、行方向位相差検出画素の行と列方向位相差検出画素の行との配置パターンが領域２１０とは異なる。領域４１０では、位相差検出画素が配置される行において、１行の行方向位相差検出画素の行と、２行の列方向位相差検出画素の行とが交互になるように配置される。
【０１０７】
また、領域４１０は、位相差検出画素が配置される行における位相差検出画素の配置パターンが、領域２１０とは異なる。行方向位相差検出画素の行においては、対となる２つの位相差検出画素と、不使用画素４１１とが行方向に交互になるように配置される。なお、行方向位相差検出画素の行に配置される不使用画素４１１は、特許請求の範囲に記載の第１画素の一例である。
【０１０８】
また、列方向位相差検出画素の行においては、行方向位相差検出画素の行において不使用画素４１１が配置される列にのみ、列方向位相差検出画素が配置され、その他の位置には不使用画素４１１が配置される。そして、列方向に２行連続する列方向位相差検出画素の行において、列方向位相差検出画素は、対となる列方向位相差検出画素同士が列方向に隣接するように配置される。なお、列方向位相差検出画素の行に配置される不使用画素４１１は、特許請求の範囲に記載の第２画素の一例である。
【０１０９】
すなわち、領域４１０の列方向において、行方向位相差検出画素と、列方向位相差検出画素とが同じ列に配置されないように位相差検出画素が配置される。また、行方向位相差検出画素および列方向位相差検出画素のどちらも対となる位相差検出画素同士の距離が最短となるように配置される。さらに、行方向位相差検出画素および列方向位相差検出画素のどちらも、位相差を検出する方向において、一対の位相差検出画素と一対の位相差検出画素との間に不使用画素４１１が１画素配置される。すなわち、イメージセンサ５００では、１行または１列に対となる位相差検出画素が配置されるにもかかわらず、行方向の位相差検出と列方向の位相差検出とが同一の条件になるように位相差検出画素が配置される。
【０１１０】
［イメージセンサにおける配線例］
図９は、本発明の第２の実施の形態におけるイメージセンサ５００の画素にそれぞれ配線される選択線および信号線の一例を示す模式図である。
【０１１１】
同図では、図８において示した領域４１０と、この領域の画素に接続される配線（垂直選択線４３０、垂直信号線４４０、水平選択線４５０、および水平信号線４６０）が示されている。なお、画素のマイクロレンズと受光素子との間の層に配線が形成される表面型のイメージセンサでは、被写体光を遮らないようにするため、各画素の隅を通過するように配線がレイアウトされるが、同図では説明の便宜上、直線により各配線を示す。
【０１１２】
垂直選択線４３０は、画像生成画素が配置される行および行方向位相差検出画素が配置される行に配線される。また、垂直選択線４３０は、配線された画素のうちの画像生成画素および行方向位相差検出画素に接続され、行方向位相差検出画素が配置される行における不使用画素４１１には接続されない。すなわち、垂直選択線４３０を介して供給される第１垂直駆動回路５２０からの信号は、画像生成画素および行方向位相差検出画素にのみ供給される。
【０１１３】
垂直信号線４４０は、画像生成画素が配置される列および行方向位相差検出画素が配置される列に配線される。また、垂直信号線４４０は、配線された画素のうちの画像生成画素および行方向位相差検出画素に接続され、不使用画素４１１には接続されない。すなわち、第１水平駆動回路５３５およびカラム処理部５３１は、画像生成画素および行方向位相差検出画素が生成する電気信号に関して、出力制御や信号処理を行う。
【０１１４】
水平選択線４５０は、列方向位相差検出画素が配置される列に配線される。また、水平選択線４５０は、配線された画素のうちの列方向位相差検出画素にのみ接続され、不使用画素４１１には接続されない。すなわち、水平選択線４５０を介して供給される第２水平駆動回路５５０からの信号は、列方向位相差検出画素にのみ供給される。
【０１１５】
水平信号線４６０は、列方向位相差検出画素が配置される行に配線される。また、水平信号線４６０は、配線された画素のうちの列方向位相差検出画素にのみ接続され、不使用画素４１１には接続されない。すなわち、第２垂直駆動回路５７０およびロウ処理部５６０は、列方向位相差検出画素が生成する電気信号に関して、出力制御や信号処理を行う。
【０１１６】
このように、画像生成画素および行方向位相差検出画素は、垂直選択線４３０を介して供給される信号に基づいて行単位で駆動され、受光した被写体光から生成した電気信号を、垂直信号線４４０を介して出力する。また、列方向位相差検出画素は、水平選択線４５０を介して供給される信号に基づいて列単位で駆動され、受光した被写体光から生成した電気信号を、水平信号線４６０を介して出力する。
【０１１７】
すなわち、イメージセンサ５００では、水平選択線４５０、水平信号線４６０を設けることにより、列方向位相差検出画素について、瞳分割方向（列方向）に読み出しができるようになる。なお、同図に示した配線によれば、１つの画素に配線される選択線および信号線は、それぞれ１つずつである。すなわち、１画素における配線数を従来のイメージセンサと同等にしながら、列方向位相差検出画素を列単位で駆動することができる。
【０１１８】
なお、不使用画素４１１は、位相差検出画素と同じ構成にする（マイクロレンズ、遮光層、受光素子等を同じにする）ことで、配線が接続されないため電気信号を生成できないものの、イメージセンサにおける画素の配置状態を図４のように均一にすることができる。これにより、画質を向上させることができる。
【０１１９】
［イメージセンサにおけるタイミング例］
図１０は、本発明の第２の実施の形態において列方向の位相差を検出してフォーカシングを行う際の一動作例に関するタイミングチャートと、図６の時間Ｔ１において説明したイメージセンサを用いて同じ動作を行う際の一動作例に関するタイミングチャートである。
【０１２０】
なお、同図では、ライブビューを表示部１８２に表示するために、ライブビュー画像の撮像と、フォーカスの調整（フォーカスレンズ１１３の駆動）を繰り返していることを想定する。また、同図では、説明の便宜上、図６と同様に、位相差検出に用いる列において配置される列方向位相差検出画素を全て用いて一対の像を形成するものとする。なお、各期間を示す横軸の長さは模式的なものである。
【０１２１】
同図（ａ）には、図６の時間Ｔ１において説明したイメージセンサにおいて列方向の位相差を検出してフォーカシングを行う際の一動作例に関するタイミングチャートが示されている。このタイミングチャートには、イメージセンサからの撮像信号の出力タイミング（イメージセンサ出力タイミング６９１）と、位相差を検出してフォーカスのズレ量を算出する（合焦判定）タイミング（合焦判定タイミング６９２）とが示されている。さらに、このタイミングチャートには、フォーカスのスレ量に基づいてフォーカスレンズを駆動させるタイミング（レンズ駆動タイミング６９３）が示されている。
【０１２２】
ここで、図６の時間Ｔ１において説明したイメージセンサを備える撮像装置における列方向の位相差を検出してフォーカシングを行う際の動作について説明する。このイメージセンサは、位相差検出画素の行と画像生成画素の行とが交互であって、上下に瞳分割する一対の位相差検出画素が列方向に繰り返し配置される。このため、図６の時間Ｔ１において示したように、イメージセンサにおける全ての行から画素の信号を読み出す。イメージセンサ出力タイミング６９１には、画像生成画素の行からの読み出しが、内部が白色の矩形により模式的に示され、位相差検出画素の行からの読み出しが内部に網目の模様が付加された矩形により模式的に示されている。すなわち、図６（ａ）では、白色の矩形と網目の模様が付加された矩形とを交互に連続させて出力タイミングを図示することにより、位相差検出画素の行からの読み出しと画像生成画素の行からの読み出しとが交互に行われることが示されている。なお、図６（ａ）では、Ｎ−１枚目およびＮ枚目のライブビュー画像の撮像期間における画素の信号を読み出すタイミングが示されている。
【０１２３】
イメージセンサから画素の信号の読み出しが終了すると、縦方向位相差検出画素の信号に基づいて一対の像が形成され、フォーカスのスレ量を算出する合焦判定が行われる。この合焦判定は、一対の像を形成するための信号を生成するために必要な位相差検出画素の行全ての読み出しが終了した後に行われる。すなわち、位相差検出に用いる列において配置される列方向位相差検出画素を全て用いて一対の像を形成する場合には、イメージセンサにおける画素の信号の読み出しが全て終了した後に行われる。合焦判定タイミング６９２には、この合焦判定のタイミングが、斜線が付された矩形により示されている。
【０１２４】
合焦判定が終了すると、算出したフォーカスのスレ量に基づいて、フォーカスレンズが駆動される。レンズ駆動タイミング６９３には、このレンズの駆動タイミングが、小さい点が付された矩形により示されている。
【０１２５】
すなわち、図１０（ａ）に示す場合には、列方向の位相差を検出するために、全ての画像生成画素の行に加えて、全ての位相差検出画素の行を読み出さなくてはならないため、イメージセンサからの読み出しの時間が長くなる。また、位相差検出画素の行の読み出しが終わってから合焦判定を行わなくてはならないため、イメージセンサからの読み出しが全て終了してからでないと、合焦判定を行えない。これらにより、列方向の位相差を検出する場合には、行方向に位相差を検出する場合と比較して、フレームレートが低くなる。
【０１２６】
同図（ｂ）には、本発明の第２の実施の形態におけるイメージセンサ５００において列方向の位相差を検出してフォーカシングを行う際の一動作例に関するタイミングチャートが示されている。このタイミングチャートには、画像生成画素および行方向位相差検出画素からの撮像信号の出力タイミング（画像生成画素・行方向位相差検出画素出力タイミング６１０）が示されている。また、列方向位相差検出画素からの撮像信号の出力タイミング（列方向位相差検出画素出力タイミング６２０）と、合焦判定タイミング（合焦判定タイミング６３０）と、レンズ駆動タイミング（レンズ駆動タイミング６４０）とが示されている。
【０１２７】
なお、図１０（ｂ）では、合焦判定にかかる時間は、図１０（ａ）と同じ長さであることとする。また、レンズの駆動にかかる時間についても、図１０（ａ）と同じ長さであることとする。
【０１２８】
ここで、本発明の第２の実施の形態の撮像装置において列方向の位相差を検出してフォーカシングを行う際の動作について説明する。イメージセンサ５００では、第１垂直駆動回路５２０、カラム処理部５３１、および、第１水平駆動回路５３５により画像生成画素からの信号の読み出しが行われる。これに対し、列方向位相差検出画素からの信号の読み出しは、第２水平駆動回路５５０、ロウ処理部５６０、および、第２垂直駆動回路５７０により行われる。すなわち、画像生成画素からの信号の読み出しと、列方向位相差検出画素からの信号の読み出しとは、同時に行うことができる。画像生成画素・行方向位相差検出画素出力タイミング６１０には、画像生成画素の行からの連続した読み出しが、内部が白色の矩形により示されている。また、列方向位相差検出画素出力タイミング６２０には、画像生成画素の行からの読み出しの開始と同時に列方向位相差検出画素から読み出しが開始され、短時間で読み出しが終了した場合のタイミングが、細かい点が多く付加された矩形により示されている。
【０１２９】
列方向位相差検出画素から画素の信号の読み出しが終了すると、この読み出した信号に基づいて一対の像が形成され、フォーカスのスレ量を算出する合焦判定が行われる。すなわち、本発明の第２の実施の形態の撮像装置では、この合焦判定は、画像生成画素の信号の読み出しが終了する前に開始することができる。また、合焦判定は、画像生成画素の信号の読み出しと比較して短い時間で終了するため、画像生成画素の信号の読み出しが終了する前に終了する。合焦判定タイミング６３０には、この合焦判定のタイミングが、斜線が付された矩形により示されている。
【０１３０】
画像生成画素の信号の読み出しが終了すると、算出したフォーカスのスレ量に基づいて、フォーカスレンズが駆動される。図１０（ｂ）に示す場合では、画像生成画素の信号の読み出しが終了する前に合焦判定が終了しているため、画像生成画素の信号の読み出しが終了した直後にフォーカスレンズを駆動することができる。レンズ駆動タイミング６９３には、このレンズの駆動タイミングが、小さい点が付された矩形により示されている。
【０１３１】
このように、本発明の第２の実施の形態では、列方向に位相差を検出する場合において、画像生成画素の信号の読み出しにかかる時間を短くすることができる。また、列方向位相差検出画素から画素の信号の読み出しを画像生成画素の読み出しの最中に短時間で終了でき、これにより、画像生成画素の信号の読み出しの最中に合焦判定を行うことができる。また、画像生成画素の信号の読み出しの最中に合焦判定が終了するため、画像生成画素の信号の読み出しが終了した直後にレンズの駆動を開始することができる。
【０１３２】
これらにより、本発明の第２の実施の形態では、画像生成画素と位相差検出画素との両方を備える撮像素子において、列方向の位相差を検出する場合における読み出し速度を向上させることができる。すなわち、列方向に位相差を検出する場合におけるフレームレートを向上させることができる。
【０１３３】
＜３．変形例＞
本発明の第１および第２の実施の形態では、画素の形状が、Ｘ軸方向に対して４５°回転した正方形である例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な形状の画素に対しても適用することができる。
【０１３４】
そこで、画素の形状が８角形である例について、図１１を参照して説明する。
【０１３５】
［イメージセンサにおける配線例］
図１１は、本発明の第２の実施の形態の変形例として、画素の形状が８角形である場合の一例を示す模式図である。
【０１３６】
同図には、図９において示した４５°回転した正方形の画素に変えて、形状が８角形の画素を備えるイメージセンサの一部の領域（領域７１０）が示されている。なお、図１１において示す領域７１０は、図９において示した領域４１０に対応する。
【０１３７】
同図に示すように、４５°回転した正方形の画素以外が配置される場合においても、本発明の実施の形態と同様に、位相差検出画素を配置することができる。すなわち、画素の形状にかかわらず、本発明の実施の形態は適用することができる。
【０１３８】
このように、本発明の実施の形態によれば、画像生成画素と位相差検出画素との両方を備える撮像素子において、列方向の位相差を検出する場合（列方向の位相差検出処理）における読み出し速度を向上させることができる。これにより、列方向の位相差を検出してフォーカスを調整しながらライブビュー画像を撮像する場合におけるフレームレートを向上させることができる。
【０１３９】
また、本発明の実施の形態では、画像生成画素に備えられるカラーフィルタが３原色（ＲＧＢ）のカラーフィルタであることを想定して説明したが、これに限定されるものではない。例えば、画像生成画素に補色のカラーフィルタが備えられる場合においても、同様に適用できる。また、１つの画素の領域で可視光領域の波長の光を全て検出する画素（例えば、青色用の画素、緑色用の画素、赤色用の画素が光軸方向に重ねて配置されている撮像素子）が画像生成画素である場合においても、本発明の実施の形態は同様に適用できる。
【０１４０】
また、本発明の実施の形態では、位相差検出画素は、２つに瞳分割された光の一方を受光することを想定して説明したが、これに限定されるものではない。例えば、２つの受光素子を備え、瞳分割された光をそれぞれの受光素子で受光することができる位相差検出画素を配置する場合においても、本発明の実施の形態を適用することにより、イメージセンサからの読み出し速度を向上させることができる。
【０１４１】
また、本発明の第２の実施の形態では、１つの画素に配線される選択線および信号線がそれぞれ１つずつである例について説明したが、これに限定されるものではない。複数の選択線および信号線が配線されても問題が生じない場合には、複数配線されるようにしてもよい。例えば、配線の層が受光素子の裏側（光の入射面と反対側）に設けられる裏面型のイメージセンサである場合には、位相差検出画素の行において配線の数が増加しても、被写体光の受光には影響しないことが考えられる。この場合には、位相差検出画素の行および列に２本の選択線および信号線を配線することで、図８および図９において示した不使用画素４１１を、行方向位相差検出画素または列方向位相差検出画素にすることができる。例えば、図９において示した行方向位相差検出画素の列の不使用画素４１１を行方向位相差検出画素とし、垂直選択線４３０および垂直信号線４４０を接続することなどが考えられる。また、図３において示した位相差検出画素の画素配置にして、行方向位相差検出画素には垂直選択線４３０および垂直信号線４４０を接続し、列方向位相差検出画素には水平選択線４５０および水平信号線４６０を接続することも考えられる。
【０１４２】
なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、本発明の実施の形態において明示したように、本発明の実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本発明の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
【０１４３】
また、本発明の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標））等を用いることができる。
【符号の説明】
【０１４４】
１００  撮像装置
１０１  ボディ
１０５  交換レンズ
１１０  レンズ部
１１１  ズームレンズ
１１２  絞り
１１３  フォーカスレンズ
１２０  操作受付部
１２１  シャッターボタン
１３０  制御部
１５０  信号処理部
１８１  記憶部
１８２  表示部
１８３  合焦判定部
１８４  駆動部
２００、５００  イメージセンサ
４００  画素アレイ部
５１０  制御部
５２０  第１垂直駆動回路
５３１  カラム処理部
５３２  出力バッファ
５３５  第１水平駆動回路
５５０  第２水平駆動回路
５６０  ロウ処理部
５７０  第２垂直駆動回路
【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】
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