(57)【要約】【課題】焦点検出機能を達成しつつ品質のよい撮像画像を得る。【解決手段】光学系の射出瞳の異なる領域を通過した光束を受光する複数種類の画素を二次元状に配列した撮像素子であって、画素の配列における任意の方向において同一種類の画素が集中しないように各種類の画素を分散して配列する。【選択図】図３
2008017116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系の射出瞳の異なる領域を通過した光束を受光する複数種類の画素を二次元状に配列した撮像素子であって、
前記画素の配列における任意の方向において同一種類の画素が集中しないように各種類の画素を分散して配列することを特徴とする撮像素子。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像素子において、
前記複数の画素は、正方配列されており、該正方配列における任意の方向において分散して配列されることを特徴とする撮像素子。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像素子において、
撮像素子の縦８画素および横８画素以上の任意の領域において同一種類の画素が集中しないように各種類の画素を分散して配列することを特徴とする撮像素子。
【請求項４】
請求項１に記載の撮像素子において、
撮像素子の任意の方向における複数の画素が受光する光束の平均的な重心位置は、前記光学系の射出瞳の異なる領域を通過した光束の重心と一致するように、各種類の画素を分散して配列することを特徴とする撮像素子。
【請求項５】
請求項１に記載の撮像素子において、
前記光学系の射出瞳の異なる領域を通過した光束の並び方向に、異なる種類の画素を交互に配列することを特徴とする撮像素子。
【請求項６】
請求項１に記載の撮像素子において、
前記光学系の射出瞳の一対の領域を通過した光束をそれぞれ独立に受光する一対の画素を二次元状に配列したことを特徴とする撮像素子。
【請求項７】
請求項１に記載の撮像素子において、
前記光学系の射出瞳の一対の領域を通過した光束をそれぞれ独立に受光する第１の画素対と、前記光学系の前記一対の領域と異なる一対の領域を通過した光束をそれぞれ独立に受光する第２の画素対とを二次元状に配列したことを特徴とする撮像素子。
【請求項８】
請求項１に記載の撮像素子において、
前記画素は、光電変換部と、該光電変換部の像を前記射出瞳に投影可能なマイクロレンズとを備えることを特徴とする撮像素子。
【請求項９】
請求項１に記載の撮像素子において、
前記画素は光電変換部と偏光フィルターとを備え、前記光学系の射出瞳の異なる領域を通る光束を、それぞれ異なる偏光フィルターを介して受光することを特徴とする撮像素子。
【請求項１０】
請求項１に記載の撮像素子において、
前記画素は、異なる分光感度特性を有する複数の光電変換部を備えることを特徴とする撮像素子。
【請求項１１】
請求項１に記載の撮像素子において、
分光感度特性が異なる複数種類の画素を二次元状に配列したことを特徴とする撮像素子。
【請求項１２】
請求項１１に記載の撮像素子において、
前記複数種類の画素は赤、青、緑にそれぞれ分光感度特性を有する画素であり、それらの種類の画素をベイヤー配列にしたことを特徴とする撮像素子。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の撮像素子により被写体像を撮像することを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の撮像装置において、
前記撮像素子の出力に基づいて前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の撮像装置において、
前記焦点検出手段は、同一の分光感度特性を有する一対の画素の出力に基づいて焦点検出を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の撮像装置において、
前記焦点検出手段は、直線上に配置された画素の出力に基づいて当該直線方向における焦点検出を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の撮像装置において、
前記焦点検出手段は、複数の直線方向に対する焦点検出を同時に行うことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像素子と撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一つのマイクロレンズとその背後に配置された一つの光電変換部とからなる画素構造を備え、第１種類の画素と第２種類の画素が異なる方向から入射する光を受光するように構成するとともに、第１種類の画素と第２種類の画素を交互に配置した撮像素子で撮像を行うことによって、いわゆる瞳分割型位相差検出方式で像の焦点調節状態を検出する撮像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
瞳分割型位相差検出方式とは、撮像光学系の瞳の異なる部分を通過した２光束を用いて物体像をそれぞれ形成し、２つの物体像間の位置的位相差を撮像素子の出力に基づいて検出し、これを撮像光学系のデフォーカス量に換算するものである。
【０００３】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】特開平０４−２６７２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の撮像装置には次のような問題がある。まず、画素を単純に２次元状に配列すると、特定の方向に対し同一種類の画素が集中して配列されることがあり、画素出力をそのまま撮像出力として用いると、同一種類の画素が集中して配列された方向において画像品質が劣化するおそれがある。
【０００５】
図２８は瞳分割型位相差検出方式における像の形成状態を示しており、(ａ)に示すように、光学系の射出瞳面９０における領域１９２と１９３（以下、測距瞳１９２,１９３と呼ぶ）を通る光束は合焦面Ｐ０で鮮明な像を結ぶ。例えば、光学系の光軸９１上にあって図２８の紙面に垂直な方向の線パターン（黒地に白線のコントラストパターン）を光学系により結像させた場合、合焦面Ｐ０において、(ｃ)に示すように、光軸９１上の同じ位置に高コントラストな線像パターンを形成する。一方、合焦面Ｐ０より前方の面Ｐ１では(ｂ)に示すように、また、合焦面Ｐ０より後方の面Ｐ２では(ｄ)に示すように、(ｂ)とは反対方向の異なる位置にぼけた線像パターンを形成する。
【０００６】
異なる測距瞳からの光束による２つの像を分離して検出するための撮像素子の画素構成として、図２９に示すような撮像素子を用いる場合について述べる。図２９に示す撮像素子は、光電変換部７１２の位置がマイクロレンズ７１０の中心から右側に偏っている第１種類の画素７２２によって、図２８に示す測距瞳１９２からの光束を受光する。一方、光電変換部７１３の位置がマイクロレンズ７１０の中心から左側に偏っている第２種類の画素７２３によって、図２８に示す測距瞳１９３からの光束を受光する。このような構成の撮像素子を用いると、画素出力を用いて焦点検出が可能になるとともに、画素出力を用いて画像情報を生成できる。
【０００７】
しかしながら、図２９に示すような画素配列の撮像素子では、垂直方向に同じ種類の画素が並ぶ列ができる上に、各列が横方向に交互に並んでしまう。したがって、撮像素子が図２８に示すＰ１面、Ｐ２面にある状態で白線パターンの像を撮像した場合に、ボケた像が垂直方向に２箇所に発生する（２線ボケのようになる）とともに、このボケ像を拡大すると白部分と黒部分が交互に並んだゼプラパターンとして観察され、見苦しい画像となってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）  請求項１の発明は、光学系の射出瞳の異なる領域を通過した光束を受光する複数種類の画素を二次元状に配列した撮像素子であって、前記画素の配列における任意の方向において同一種類の画素が集中しないように各種類の画素を分散して配列する。
（２）  請求項２の撮像素子では、複数の画素が、正方配列されており、該正方配列における任意の方向において分散して配列される。
（３）  請求項３の撮像素子は、撮像素子の縦８画素および横８画素以上の任意の領域において同一種類の画素が集中しないように各種類の画素を分散して配列したものである。
（４）  請求項４の撮像素子は、撮像素子の任意の方向における複数の画素が受光する光束の平均的な重心位置は、光学系の射出瞳の異なる領域を通過した光束の重心と一致するように、各種類の画素を分散して配列したものである。
（５）  請求項５の撮像素子は、光学系の射出瞳の異なる領域を通過した光束の並び方向に、異なる種類の画素を交互に配列したものである。
（６）  請求項６の撮像素子は、光学系の射出瞳の一対の領域を通過した光束をそれぞれ独立に受光する一対の画素を二次元状に配列したものである。
（７）  請求項７の撮像素子は、光学系の射出瞳の一対の領域を通過した光束をそれぞれ独立に受光する第１の画素対と、光学系の前記一対の領域と異なる一対の領域を通過した光束をそれぞれ独立に受光する第２の画素対とを二次元状に配列したものである。
（８）  請求項８の撮像素子は、画素が、光電変換部と、該光電変換部の像を射出瞳に投影可能なマイクロレンズとを備えたものである。
（９）  請求項９の撮像素子は、画素が光電変換部と偏光フィルターとを備え、光学系の射出瞳の異なる領域を通る光束を、それぞれ異なる偏光フィルターを介して受光するようにしたものである。
（１０）  請求項１０の撮像素子は、画素が、異なる分光感度特性を有する複数の光電変換部を備えるものである。
（１１）  請求項１１の撮像素子は、分光感度特性が異なる複数種類の画素を二次元状に配列したものである。
（１２）  請求項１２の撮像素子は、複数種類の画素が赤、青、緑にそれぞれ分光感度特性を有する画素であり、それらの種類の画素をベイヤー配列にしたものである。
（１３）  請求項１３の撮像装置は、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の撮像素子により被写体像を撮像するようにしたものである。
（１４）  請求項１４の撮像装置は、撮像素子の出力に基づいて光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段を備えたものである。
（１５）  請求項１５の撮像装置は、焦点検出手段が、同一の分光感度特性を有する一対の画素の出力に基づいて焦点検出を行うようにしたものである。
（１６）  請求項１６の撮像装置は、焦点検出手段が、直線上に配置された画素の出力に基づいて当該直線方向における焦点検出を行うようにしたものである。
（１７）  請求項１７の撮像装置は、焦点検出手段が、複数の直線方向に対する焦点検出を同時に行うようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、焦点検出機能を達成しつつ品質のよい撮像画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本願発明を撮像装置としてのディジタルスチルカメラに適用した一実施の形態を説明する。図１は一実施の形態のディジタルスチルカメラの構成を示す図である。一実施の形態のディジタルスチルカメラ２０１は交換レンズ２０２とカメラボディ２０３とから構成され、交換レンズ２０２はカメラボディ２０３のマウント部２０４に装着される。
【００１１】
交換レンズ２０２はレンズ２０５〜２０７、絞り２０８、レンズ駆動制御装置２０９などを備えている。なお、レンズ２０６はズーミング用、レンズ２０７はフォーカシング用である。レンズ駆動制御装置２０９はＣＰＵとその周辺部品を備え、フォーカシング用レンズ２０７と絞り２０８の駆動制御、ズーミング用レンズ２０６、フォーカシング用レンズ２０７および絞り２０８の位置検出、カメラボディ２０３の制御装置との通信によるレンズ情報の送信とカメラ情報の受信などを行う。
【００１２】
一方、カメラボディ２０３は撮像素子２１１、カメラ駆動制御装置２１２、メモリカード２１３、ＬＣＤドライバー２１４、ＬＣＤ２１５、接眼レンズ２１６などを備えている。撮像素子２１１は交換レンズ２０２の予定結像面（予定焦点面）に配置され、交換レンズ２０２により結像された被写体像を撮像して画像信号を出力する。撮像素子２１１には画素（詳細後述）が二次元状に配置されている。
【００１３】
カメラ駆動制御装置２１２はＣＰＵとメモリなどの周辺部品を備え、撮像素子２１１の駆動制御、撮像画像の処理、交換レンズ２０２の焦点検出および焦点調節、絞り２０８の制御、ＬＣＤ２１５の表示制御、レンズ駆動制御装置２０９との通信、カメラ全体のシーケンス制御などを行う。なお、カメラ駆動制御装置２１２は、マウント部２０４に設けられた電気接点２１７を介してレンズ駆動制御装置２０９と通信を行う。
【００１４】
メモリカード２１３は撮像画像を記憶する画像ストレージである。ＬＣＤ２１５は液晶ビューファインダー（ＥＶＦ：電子ビューファインダー）の表示器として用いられ、撮影者は接眼レンズ２１６を介してＬＣＤ２１５に表示された撮像画像を視認することができる。なお、カメラボディ２０３にはシャッターボタンや焦点検出位置選択スイッチなど、
各種の操作部材（不図示）が設けられており、これらの操作部材の操作信号はカメラ駆動制御装置２１２へ送られ、操作信号に応じて撮像動作や焦点検出位置の設定動作が行われる。
【００１５】
交換レンズ２０２を通過して撮像素子２１１上に結像された被写体像は撮像素子２１１により光電変換され、画像出力がカメラ駆動制御装置２１２へ送られる。カメラ駆動制御装置２１２は、画素の出力に基づいて所定の焦点検出位置におけるデフォーカス量を演算し、このデフォーカス量をレンズ駆動制御装置２０９へ送る。また、カメラ駆動制御装置２１２は、画素の出力に基づいて生成した画像信号をＬＣＤドライバー２１４へ送り、ＬＣＤ２１５に表示するとともに、メモリカード２１３に記憶する。
【００１６】
レンズ駆動制御装置２０９は、ズーミングレンズ２０６、フォーカシングレンズ２０７および絞り２０８の位置を検出し、検出位置に基づいてレンズ情報を演算するか、あるいは予め用意されたルックアップテーブルから検出位置に応じたレンズ情報を選択し、カメラ駆動制御装置２１２へ送る。また、レンズ駆動制御装置２０９は、カメラ駆動制御装置２１２から受信したデフォーカス量に基づいてレンズ駆動量を演算し、レンズ駆動量に基づいてフォーカシング用レンズ２０７を駆動制御する。
【００１７】
図２は撮像素子２１１の概略構成を示す正面図である。撮像素子２１１では、後述する第１種類の画素３１１と第２種類の画素３１２が二次元状に規則的に配列されている。
【００１８】
図３は撮像素子２１１の配列の拡大図（８画素×８画素）である。第１種類の画素３１１はマイクロレンズ１０と光電変換部１２とから構成される。光電変換部１２は長方形であり、その左側長辺はマイクロレンズ１０の配列方向（図の上下方向）に沿った垂直２等分線と平行に近接する。一方、第２種類の画素３１２はマイクロレンズ１０と光電変換部１３とから構成される。光電変換部１３は長方形であり、その右側長辺はマイクロレンズ１０の垂直２等分線に平行に近接する。光電変換部１２と１３は、画素３１１と３１２のマイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に左右水平方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の垂直２等分線に関して対称な形状をしている。
【００１９】
この撮像素子２１１では、画素３１１と画素３１２が水平方向（光電変換部１２と１３の並び方向）に交互に配置されて画素行を構成し、この画素行が垂直方向に２行おきに１画素ずつずらして配置されている。
【００２０】
このように、画素を水平方向および垂直方向に稠密に配置した正方配列の画素配列では、水平方向（行方向＝水平方向に隣接する画素が並ぶ方向）、垂直方向（列方向＝垂直方向に隣接する画素が並ぶ方向）、斜め４５度方向（左上がり、右上がり＝隣接する画素の対角線方向）において、同一種類の画素が３画素以上連続して配置されていない。また、水平方向、垂直方向、斜め４５度方向において、同じ割合（つまり１：１）で第１種類の画素３１１と第２種類の画素３１２が出現する。つまり、同一種類の画素が集中して配置されず、分散して配置されている。
【００２１】
これにより、線パターンがぼけた場合のゼブラパターン画像化を防止することができる。画素配列のレイアウトは図３に示すレイアウト限定されず、後述するように色々なレイアウトが考えられるが、微小領域内（例えば１６画素×１６画素）で同一方向に９画素以上同一種類の画素が並ばないようにすれば目立たない。
【００２２】
図４は第１種類の画素３１１の断面図である。第１種類の画素３１１において、光電変換部１２に対応してマイクロレンズ１０が配置され、マイクロレンズ１０により光電変換部１２の像が前方に投影される。光電変換部１２は半導体回路基板２９上に形成されるとともに、その上にマイクロレンズ１０が半導体イメージセンサの製造工程により一体的かつ固定的に形成される。光電変換部１２はマイクロレンズ１０の光軸に対して片側に配置される。
【００２３】
図５は第２種類の画素３１２の断面図である。第２種類の画素３１２において、光電変換部１３に対向してマイクロレンズ１０が配置され、マイクロレンズ１０により光電変換部１３の像が前方に投影される。光電変換部１３は半導体回路基板２９上に形成されるとともに、その上にマイクロレンズ１０が半導体イメージセンサの製造工程により一体的かつ固定的に形成される。光電変換部１３はマイクロレンズ１０の光軸に対して片側でかつ光電変換部１２とは反対側に配置される。
【００２４】
次に、図６を参照してマイクロレンズを用いた瞳分割型位相差検出方式による焦点検出方法を説明する。図６において、９０は交換レンズ２０２の予定結像面に配置されたマイクロレンズの前方ｄ４の距離に設定された射出瞳である。この距離ｄ４は、マイクロレンズの曲率、屈折率、マイクロレンズと光電変換部の間の距離などに応じて決まり、以下では測距瞳距離と呼ぶ。９１は交換レンズ２０２の光軸、１０ａ〜１０ｃはマイクロレンズ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂは光電変換部、３１１ａ、３１１ｂは第１種類の画素、３１２ａ、３１２ｂは第２種類の画素である。
【００２５】
また、７２，７３、８２，８３は光束、９２はマイクロレンズ１０ａ、１０ｃにより投影された光電変換部１２ａ、１２ｂの領域（以下、測距瞳と呼ぶ）である。なお、図６ではわかりやすくするために測距瞳を楕円領域で示しているが、実際は光電変換部の形状が拡大投影された形状となる。９３はマイクロレンズ１０ｂ、１０ｄにより投影された光電変換部１３ａ、１３ｂの領域（以下、測距瞳と呼ぶ）である。なお、図６ではわかりやすくするために測距瞳を楕円領域で示しているが、実際は光電変換部の形状が拡大投影された形状となる。
【００２６】
図６においては、隣接する４画素（画素３１１ａ、３１１ｂ、３１２ａ、３１２ｂ）を模式的に例示しているが、その他の画素においても光電変換部はそれぞれ対応した測距瞳から各マイクロレンズに到来する光束を受光する。
【００２７】
マイクロレンズ１０ａ〜１０ｃは交換レンズ２０２の予定結像面近傍に配置されており、マイクロレンズ１０ａ〜１０ｃによりその背後に配置された光電変換部１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂの形状がマイクロレンズ１０ａ〜１０ｃから測距瞳距離ｄ４だけ離間した射出瞳９０上に投影され、その投影形状は測距瞳９２，９３を形成する。すなわち、投影距離ｄ４にある射出瞳９０上で各画素の光電変換部の投影形状（測距瞳９２，９３）が一致するように、各画素における光電変換部の投影方向が決定されている。
【００２８】
光電変換部１２ａは測距瞳９２を通過し、マイクロレンズ１０ａに向う光束７２によりマイクロレンズ１０ａ上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。光電変換部１２ｂは測距瞳９２を通過し、マイクロレンズ１０ｃに向う光束８２によりマイクロレンズ１０ｃ上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。また、光電変換部１３ａは測距瞳９３を通過し、マイクロレンズ１０ｂに向う光束７３によりマイクロレンズ１０ｂ上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。光電変換部１３ｂは測距瞳９２を通過し、マイクロレンズ１０ｄに向う光束８３によりマイクロレンズ１０ｄ上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
【００２９】
上記のような第１種類の画素と第２種類の画素を直線状に多数配置し、各画素の光電変換部の出力を測距瞳９２および測距瞳９３に対応した出力グループにまとめることによって、測距瞳９２と測距瞳９３をそれぞれ通過する焦点検出光束が画素列上に形成する一対の像の強度分布に関する情報が得られる。これらの情報に対して後述する像ズレ検出演算処理（相関演算処理、位相差検出処理）を施すことによって、いわゆる瞳分割型位相差検出方式で一対の像の像ズレ量が検出される。さらに、この像ズレ量に所定の変換係数を乗ずることによって、予定結像面に対する現在の結像面（予定結像面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出位置における結像面）の偏差（デフォーカス量）が算出される。
【００３０】
図７は射出瞳面における投影関係を示す正面図である。各画素の光電変換部をマイクロレンズにより射出瞳面９０に投影した測距瞳９２，９３は、光学系の射出瞳８９を含むような大きさに設定されている。従って実際に画素の光電変換部が受光する光束は測距瞳９２，９３を光学系の射出瞳８９で絞り込んだ領域を通過する光束となる。このように測距瞳９２、９３を光学系の射出瞳８９より大きな領域に設定すると、光学系の絞りを制御することにより、絞りの制御量に応じた光量の光を光電変換部で受光することが可能になり、画素の出力を画像データとして用いるのに適した構成となる。
【００３１】
図８は測距瞳の配置関係を説明する正面図である。図において、軸ｘ，ｙは射出瞳９０の中心(光軸との交点)を通る水平２等分線および垂直２等分線を示す。図３に示す第１種類の画素３１１は測距瞳９２から到来する光束を受光し、第２種類の画素３１２は測距瞳９３から到来する光束を受光する。測距瞳９２と９３は軸ｙに対し線対称に配置される。なお、図８では理解しやすくするために測距瞳９２と９３の間にギャップを設けた例を示すが、ギャップなしとしても、あるいはわずかにオーバーラップさせてもかまわない。
【００３２】
したがって、図３に示す画素配列では、縦横斜め方向に２種類の画素が同じ割合で出現するので、同一方向に配置された画素が受光する光束を平均した場合に、平均した光束の重心は、測距瞳９２を通る光束と測距瞳９３を通る光束を足し合わせた光束の重心と一致し、射出瞳９０の中心(光軸との交点)となる。これにより、画素のデータを画像データとして用いた場合にも、特定の方向における画像が射出瞳において偏った領域を通る光束によって形成されたものでなくなるので、画像品質が劣化することがない。
【００３３】
図１２は、図１に示すデジタルスチルカメラ（撮像装置）の動作を示すフローチャートである。ステップ１００においてカメラの電源が投入されると、カメラ駆動制御装置２１２は撮像動作を開始する。ステップ１１０で画素のデータを読み出し、電子ビューファインダーに表示させる。ステップ１２０では焦点検出位置に対応する画素領域に対応した第１種類の画素のデータおよび第２種類の画素のデータに基づいて、後述する像ズレ検出演算処理（相関演算処理）を行い、像ズレ量を演算してデフォーカス量を算出する。なお、焦点検出位置は不図示の操作部材を介して撮影者により指定されている。
【００３４】
ステップ１３０において合焦近傍か否か、すなわち算出されたデフォーカス量の絶対値が所定値以内であるか否かを調べる。合焦近傍でない場合はステップ１４０へ進み、デフォーカス量をレンズ駆動制御装置２０９へ送信し、交換レンズ２０２のフォーカシングレンズ２０７を合焦位置に駆動させ、ステップ１１０へ戻って上記動作を繰り返す。なお、焦点検出不能な場合もこのステップに分岐し、レンズ駆動制御装置２０９へスキャン駆動命令を送信し、交換レンズ２０２のフォーカシングレンズ２０７を無限から至近間で連続的に駆動させ、ステップ１１０へ戻って上記動作を繰り返す。
【００３５】
一方、合焦近傍と判定した場合はステップ１５０へ進み、不図示の操作部材の操作によりシャッターレリーズがなされたか否かを判定し、なされていないと判定された場合はステップ１１０へ戻って上記動作を繰り返す。シャッターレリーズがなされた場合はステップ１６０へ進み、レンズ駆動制御装置２０９へ絞り調整命令を送信し、交換レンズ２０２の絞り２０８に制御Ｆ値（撮影者によって設定された、またはカメラによって自動で設定されたＦ値）を設定する。絞り制御が終了した時点で撮像素子２１１に撮像動作を行わせ、撮像素子２１１の全画素からデータを読み出して、メモリーカード２１３に格納する。メモリーカード２１３に保存する前に、画像処理（周囲画素に基づく補間処理、高周波成分カット処理など）を行ってもよい。
【００３６】
次に、図１２のステップ１２０における像ズレ検出演算処理（相関演算処理）の詳細を説明する。図１３は、図２に示す撮像素子２１１の部分拡大図であり、焦点検出に用いる画素データの分類を示す。一行目の画素行において、第１種類の画素のデータ（Ｌ１系列データ：Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、・・・）および第２種類の画素のデータ（Ｒ１系列データ：Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、・・・）が得られる。また、二行目の画素行において、第１種類の画素のデータ（Ｌ２系列データ：Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、・・・）および第２種類の画素のデータ（Ｒ２系列データ：Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、・・・）が得られる。同様に、３行目以降も第１種類の画素のデータおよび第２種類の画素のデータが得られる。同一行の一対のデータ系列（Ｌ１系列データ、Ｒ１系列データ）、（Ｌ２系列データ、Ｒ２系列データ）、・・・の組み合わせで像ズレ検出を行う。
【００３７】
一対のデータ系列を（Ｅ１〜ＥＬ）、（Ｆ１〜ＦＬ）と一般化して表現した場合に、データ系列（Ｅ１〜ＥＬ）に対しデータ系列（Ｆ１〜ＦＬ）を相対的にずらしながら次式（１）により２つのデータ列間のずらし量ｋにおける相関量Ｃ（ｋ）を演算する。
Ｃ(ｋ)＝Σ｜Ｅn−Ｆn+k｜  ・・・（１）
（１）式において、Σ演算でｎのとる範囲はずらし量ｋに応じてＥn、Ｆn+kのデータが存在する範囲に限定される。また、ずらし量ｋは整数であり、一対のデータの検出ピッチを単位とした相対的シフト量である。
【００３８】
（１）式の演算結果は、図１４(ａ)に示すように、一対のデータ系列の相関が高いシフト量（図１４(ａ)ではｋ＝ｋj＝２）において相関量Ｃ(ｋ)が最小（小さいほど相関度が高い）になる。次に、次式（２）〜（５）による３点内挿の手法を用い、連続的な相関量に対する最小値Ｃ（ｘ）を与えるシフト量ｘを求める。
ｘ＝ｋj＋Ｄ／ＳＬＯＰ  ・・・（２），
Ｃ(ｘ)＝ Ｃ(ｋj)−｜Ｄ｜  ・・・（３），
Ｄ＝｛Ｃ(kj-１)−Ｃ(kj+1)｝／２  ・・・（４），
ＳＬＯＰ＝ＭＡＸ｛Ｃ(kj+1)−Ｃ(kj)，Ｃ(kj-1)−Ｃ(kj)｝  ・・・（５）
【００３９】
（２）式で求めたシフト量ｘより、被写体像面の予定結像面に対するデフォーカス量ＤＥＦを次式（６）により求めることができる。
ＤＥＦ＝ＫＸ・ＰＹ・ｘ  ・・・（６）
（６）式において、ＰＹは検出ピッチ（同一種類の画素の配置ピッチ）であり、ＫＸは一対の光束の重心の開き角の大きさによって決まる変換係数である。また、一対のデータ系列がぴったり合致した場合（ｘ＝０）は、実際にはデータ列が検出ピッチの半分だけすれた状態となるので、（２）式で求めたシフト量は半ピッチ分だけ補正されて（６）式に適用される。さらに、一対の光束の重心の開き角の大きさは交換レンズの絞り開口の大きさ（開放絞り値）に応じて変化するので、レンズ情報に応じて決定される。
【００４０】
算出されたデフォーカス量ＤＥＦに信頼性があるか否かは、次のようにして判定される。図１４(ｂ)に示すように、一対のデータ系列の相関度が低い場合は、内挿された相関量の最小値Ｃ(ｘ)の値が大きくなる。したがって、Ｃ(ｘ)が所定値以上の場合は信頼性が低いと判定する。あるいは、Ｃ(ｘ)をデータのコントラストで規格化するために、コントラストに比例した値となるＳＬＯＰでＣ(ｘ)を除した値が所定値以上の場合は信頼性が低いと判定する。さらにまた、コントラストに比例した値となるＳＬＯＰが所定値以下の場合は、被写体が低コントラストであり、算出されたデフォーカス量ＤＥＦの信頼性が低いと判定する。
【００４１】
図１４(ｃ)に示すように、一対のデータ系列の相関度が低く、所定のシフト範囲ｋmin〜ｋmaxの間で相関量Ｃ(ｋ)の落ち込みがない場合は、最小値Ｃ(ｘ)を求めることができず、このような場合は焦点検出不能と判定する。焦点検出が可能であった場合は、算出された像ズレ量に所定の変換係数を乗じてデフォーカス量を算出する。
【００４２】
なお、上述した説明では一対のデータ系列について求めたデフォーカス量を採用しているが、焦点検出領域内の複数対のデータ系列について求めたデフォーカス量を統計処理（平均、メディアンなど）をして最終的なデフォーカス量を求めてもよい。
【００４３】
《変形例》
図１５は撮像素子２１１の画素配列の変形例を示す。第１種類の画素３１４はマイクロレンズ１０と光電変換部１４とから構成される。光電変換部１４は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の斜め４５度右上がり２等分線に平行に近接する。第２種類の画素３１５はマイクロレンズ１０と光電変換部１５とから構成される。光電変換部１５は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の斜め４５度右上がり２等分線に平行に近接する。光電変換部１４と１５は、それぞれのマイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に斜め４５度左上がり方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の斜め４５度右上がり２等分線に関して対称な形状をしている。
【００４４】
光電変換部１４と１５に対応する測距瞳９６，９７を図１０に示す。第１種類の画素３１４は測距瞳９６から到来する光束を受光し、第２種類の画素３１５は測距瞳９７から到来する光束を受光する。測距瞳９４と９５は、ｘ，ｙ軸の原点を通る右上がり４５度の直線に対し線対称に配置される。画素３１４と３１５が左上がり斜め４５度方向（光電変換部１４と１５の並び方向）に交互に配置された配列を、右上がり斜め４５度方向に２つおきに半画素ずらして配置される。このように、画素を水平方向および垂直方向に稠密に配置した正方配列の画素配列においては、左上がり斜め４５度方向の像ズレ検出が可能になる。
【００４５】
このように、画素を水平方向および垂直方向に稠密に配置した正方配列の画素配列においては、水平方向（行方向＝水平方向に隣接する画素が並ぶ方向）、垂直方向（列方向＝垂直方向に隣接する画素が並ぶ方向）、斜め４５度方向（左上がり、右上がり＝隣接する画素の対角線方向）において、同一種類の画素が４画素以上連続していない。また、水平方向、垂直方向、斜め４５度方向において、同じ割合（つまり１：１）で第１種類の画素３１４と第２種類の画素３１５が出現する。これにより、線パターンがぼけた場合のゼブラパターン画像化を防止することができる。
【００４６】
図１５に示す画素配列においては、縦横斜めの各方向に２種類の画素が同じ割合で出現するので、同一方向に配置された画素が受光する光束を平均した場合に、平均した光束の重心は複数の測距瞳を通る光束を足し合わせた光束の重心と一致し、射出瞳９０の中心(光軸との交点)となる。これにより、画素のデータを画像データとして用いた場合にも、特定の方向における画像が射出瞳において偏った領域を通る光束によって形成されたものでなくなるので、画像品質が劣化することがない。
【００４７】
図１６は撮像素子２１１の画素配列の他の変形例を示す。第１種類の画素３１１はマイクロレンズ１０と光電変換部１２とから構成される。光電変換部１２は長方形であり、その左側長辺はマイクロレンズ１０の配列方向（図の上下方向）に沿った垂直２等分線に平行に近接する。第２種類の画素３１２はマイクロレンズ１０と光電変換部１３とから構成される。光電変換部１３は長方形であり、その右側長辺はマイクロレンズ１０の垂直２等分線に平行に近接する。光電変換部１２と１３は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に左右水平方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の垂直２等分線に関して対称な形状をしている。
【００４８】
第３種類の画素３１６はマイクロレンズ１０と光電変換部１６とから構成される。光電変換部１６は長方形をしており、その上側長辺はマイクロレンズ１０の配列方向（図の左右方向）に沿った水平２等分線に平行に近接する。第４種類の画素３１７はマイクロレンズ１０と光電変換部１７とから構成される。光電変換部１７は長方形であり、その下側長辺はマイクロレンズ１０の水平２等分線に平行に近接する。光電変換部１６と１７は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に上下垂直方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の水平２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部１６と１７に対応する測距瞳９４と９５を図９に示す。第３種類の画素３１６は測距瞳９４から到来する光束を受光し、第４種類の画素３１７は測距瞳９５から到来する光束を受光する。測距瞳９４と９５は軸ｘに対し線対称に配置される。
【００４９】
画素３１１と３１２が水平方向に交互に配置された第１の画素行の次の行に、画素３１６と３１７が水平方向に交互に配置された第２の画素行が配置され、その次の行には第１の画素行を１画素水平方向にずらした第３の画素行が配置され、さらにその次の行には第２の画素行を１画素水平方向にずらした第４の画素行が配置される。以上の４行からなる配列を垂直方向に順次配列する。このように、画素を水平方向および垂直方向に稠密に配置した正方配列の画素配列においては、水平方向、垂直方向において像ズレ検出が可能になる。
【００５０】
このように、画素を水平方向および垂直方向に稠密に配置した正方配列の画素配列においては、水平方向（行方向＝水平方向に隣接する画素が並ぶ方向）、垂直方向（列方向＝垂直方向に隣接する画素が並ぶ方向）、斜め４５度方向（左上がり、右上がり＝隣接する画素の対角線方向）において、同一種類の画素が連続していない。また、水平方向、垂直方向、斜め４５度方向において、同じ割合（つまり１：１）で第１種類の画素３１１と第２種類の画素３１２、または第３種類の画素３１６と第４種類の画素３１７が出現する。さらに、垂直方向、斜め４５度方向において同じ割合（つまり１：１:１:１）で第１種類の画素３１１と第２種類の画素３１２と第３種類の画素３１６と第４種類の画素３１７が出現する。これにより、線パターンがぼけた場合のゼブラパターン画像化を防止することができる。
【００５１】
図１６に示す画素配列においては、縦横斜め方向に２種類の画素が同じ割合で出現するので、同一方向に配置された画素が受光する光束を平均した場合に、平均した光束の重心は、複数の測距瞳を通る光束を足し合わせた光束の重心と一致し、射出瞳９０の中心(光軸との交点)となる。これにより、画素のデータを画像データとして用いた場合にも、特定の方向における画像が射出瞳において偏った領域を通る光束によって形成されたものでなくなるので、画像品質が劣化することがない。
【００５２】
図１７は撮像素子２１１の画素配列の他の変形例を示す。第１種類の画素３１４はマイクロレンズ１０と光電変換部１４とから構成される。光電変換部１４は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の図の斜め４５度右上がり方向に沿った２等分線に平行に近接する。第２種類の画素３１５はマイクロレンズ１０と光電変換部１５とから構成される。光電変換部１５は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の斜め４５度右上がり２等分線に平行に近接する。光電変換部１４と１５は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に斜め４５度左上がり方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の斜め４５度右上がり２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部１４と１５に対応する測距瞳９６と９７を図１０に示す。第１種類の画素３１４は測距瞳９６から到来する光束を受光し、第２種類の画素３１５は測距瞳９７から到来する光束を受光する。測距瞳９６と９７は原点を通る右上がり４５度の直線に対し線対称に配置される。
【００５３】
第３種類の画素３１８はマイクロレンズ１０と光電変換部１８とから構成される。光電変換部１８は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の図の斜め４５度左上がり方向に沿った２等分線に平行に近接する。第４種類の画素３１９はマイクロレンズ１０と光電変換部１９とから構成される。光電変換部１９は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の斜め４５度左上がり２等分線に平行に近接する。光電変換部１８と１９は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に斜め４５度右上がり方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の斜め４５度左上がり２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部１８と１９に対応する測距瞳９８，９９を図１１に示す。第３種類の画素３１８は測距瞳９８から到来する光束を受光し、第４種類の画素３１９は測距瞳９９から到来する光束を受光する。測距瞳９８と９９は原点を通る左上がり４５度の直線に対し線対称に配置される。
【００５４】
図１７に示すように、に第１種類の画素、第２種類の画素、第３種類の画素、第４種類の画素を８画素×８画素に配列するとともに、この８画素×８画素のレイアウトパターンを２次元状に敷き詰める。このように、画素を水平方向および垂直方向に稠密に配置した正方配列の画素配列においては、左上がり斜め４５度方向および右上がり斜め４５度方向の像ズレ検出が可能になる。
【００５５】
このように、画素を水平方向および垂直方向に稠密に配置した正方配列の画素配列においては、水平方向（行方向＝水平方向に隣接する画素が並ぶ方向）、垂直方向（列方向＝垂直方向に隣接する画素が並ぶ方向）、斜め４５度方向（左上がり、右上がり＝隣接する画素の対角線方向）において、同一種類の画素が連続していない。また、水平方向、垂直方向、斜め４５度方向において、同じ割合（つまり１：１:１:１）で第１種類の画素３１４と第２種類の画素３１５と第３種類の画素３１８と第４種類の画素３１９が出現する。これにより、線パターンがぼけた場合のゼブラパターン画像化を防止することができる。
【００５６】
図１７に示す画素配列においては、縦横斜め方向に２種類の画素が同じ割合で出現するので、同一方向に配置された画素が受光する光束を平均した場合に、平均した光束の重心は、複数の測距瞳を通る光束を足し合わせた光束の重心と一致し、射出瞳９０の中心(光軸との交点)となる。これにより、画素のデータを画像データとして用いた場合にも、特定の方向における画像が射出瞳において偏った領域を通る光束によって形成されたものでなくなるので、画像品質が劣化することがない。
【００５７】
図１８は撮像素子２１１の画素配列の他の変形例を示す。上述した撮像素子では各画素の光電変換部がすべて同一の分光感度特性を持つ例を示したが、各画素が異なる分光感度特性の光電変換部を有する場合でも本発明を適用可能である。図１８に示す画素配列において、Ｇを記した光電変換部２１、２２、２３、２４は図１９に示す緑（Ｇ）の分光感度特性を有し、Ｒを記した光電変換部３１、３２は図１９に示す赤（Ｒ）の分光感度特性を有し、Ｂを記した光電変換部４１、４２は図１９に示す緑（Ｂ）の分光感度特性を有する。
【００５８】
第１種類の画素３２１はマイクロレンズ１０と光電変換部２１とから構成される。光電変換部２１は長方形であり、その一方の長辺がマイクロレンズ１０の垂直２等分線に平行に近接する。第２種類の画素３２２はマイクロレンズ１０と光電変換部２２とから構成される。光電変換部２２は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の垂直２等分線に平行に近接する。光電変換部２１と２２は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に左右水平方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の垂直２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部２１と２２に対応する測距瞳９２と９３を図８に示す。第１種類の画素３２１は測距瞳９２から到来する光束を受光し、第２種類の画素３２２は測距瞳９３から到来する光束を受光する。測距瞳９２と９３は軸ｙに対し線対称に配置される。
【００５９】
第３種類の画素３２３はマイクロレンズ１０と光電変換部２３とから構成される。光電変換部２３は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の水平２等分線に平行に近接する。第４種類の画素３２４はマイクロレンズ１０と光電変換部２４とから構成される。光電変換部２４は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の水平２等分線に平行に近接する。光電変換部２３と２４は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に上下垂直方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の水平２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部２３と２４に対応する測距瞳９４と９５を図９に示す。第３種類の画素３２３は測距瞳９４から到来する光束を受光し、第４種類の画素３２４は測距瞳９５から到来する光束を受光する。測距瞳９４と測距瞳９５は軸ｘに対し線対称に配置される。
【００６０】
第５種類の画素３３１はマイクロレンズ１０と光電変換部３１とから構成される。光電変換部３１は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の水平２等分線に上辺を平行に近接する。第６種類の画素３３２はマイクロレンズ１０と光電変換部３２とから構成される。光電変換部３２は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の水平２等分線に平行に近接する。光電変換部３１と３２は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に上下垂直方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の水平２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部３１と３２に対応する測距瞳９４と９５を図９に示す。第５種類の画素３３１は測距瞳９４から到来する光束を受光し、第６種類の画素３３２は測距瞳９５から到来する光束を受光する。測距瞳９４と測距瞳９５は軸ｘに対し線対称に配置される。
【００６１】
第７種類の画素３４１はマイクロレンズ１０と光電変換部４１とから構成される。光電変換部４１は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の垂直２等分線に平行に近接する。第８種類の画素３４２はマイクロレンズ１０と光電変換部４２とから構成される。光電変換部４２は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の垂直２等分線に平行に近接する。光電変換部４１と４２は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に左右水平方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の垂直２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部４１と４２に対応する測距瞳９２と９３を図８に示す。第７種類の画素３４１は測距瞳９２から到来する光束を受光し、第８の種類の画素３４２は測距瞳９３から到来する光束を受光する。測距瞳９２と測距瞳９３は軸ｙに対し線対称に配置される。
【００６２】
図１８に示すように、第１種類の画素から第８種類の画素を８画素×８画素に配列するとともに、この８画素×８画素のレイアウトパターンを２次元状に敷き詰める。このように、画素を水平方向および垂直方向に稠密に配置した正方配列の画素配列においては、水平方向において緑色と青色の像ズレ検出が可能になるとともに、垂直方向においては緑色と赤色の像ズレ検出が可能になる。
【００６３】
このように、画素を水平方向および垂直方向に稠密に配置した正方配列の画素配列においては、各色に関して水平方向（行方向＝水平方向に隣接する画素が並ぶ方向）、垂直方向（列方向＝垂直方向に隣接する画素が並ぶ方向）、斜め４５度方向（左上がり、右上がり＝隣接する画素の対角線方向）において、同一種類の画素が連続していない。また、水平方向、垂直方向、斜め４５度方向において同じ割合で各種類の画素が出現する。これにより、線パターンがぼけた場合のゼブラパターン画像化を防止することができる。
【００６４】
図１８に示す画素配列においては、縦横斜め方向に各種類の画素が同じ割合で出現するので、同一方向に配置された画素が受光する光束を平均した場合、平均した光束の重心は複数の測距瞳を通る光束を足し合わせた光束の重心と一致し、射出瞳９０の中心(光軸との交点)となる。これにより、画素のデータを画像データとして用いた場合にも、特定の方向における画像が射出瞳において偏った領域を通る光束によって形成されたものでなくなるので、画像品質が劣化することがない。
【００６５】
図１８に示す画素配列は、ベイヤー配列となっているので画素データに対して通常の画像処理をそのまま適用できる。なお、光電変換部の分光感度特性を異ならせるためには、マイクロレンズから光電変換部に至る光路中に色分解フィルタを配置する。
【００６６】
また、図１８に示す画素配列においては、１つの焦点検出位置において複数の色に対するデフォーカス量が求められる。最終的に１つのデフォーカス量を決定する手法としては、次のような方法がある。（１）２つのデフォーカス量の平均にする。（２）一方の色のデフォーカス量を優先する。例えば比視感度の高い緑のデフォーカス量を優先する。（３）データの平均値が高い色のデフォーカス量を選択することにより、ＳＮ比が高く高精度な焦点検出ができる。（４）上述した信頼性判定に基づき、より信頼性が高いデフォーカス量を選択する。（５）焦点検出方向に応じた優先度を設ける。
【００６７】
図２０は撮像素子２１１の画素配列の他の変形例を示す。図２０に示す画素配列において、Ｇを記した光電変換部２５、２６、２７、２８は図１９に示す緑（Ｇ）の分光感度特性を有し、Ｒを記した光電変換部３１、３２は図１９に示す赤（Ｒ）の分光感度特性を有し、Ｂを記した光電変換部４１、４２は図１９に示す緑（Ｂ）の分光感度特性を有する。
【００６８】
第１種類の画素３２５はマイクロレンズ１０と光電変換部２５とから構成される。光電変換部２５は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の斜め４５度右上がり２等分線に平行に近接する。第２種類の画素３２６はマイクロレンズ１０と光電変換部２６とから構成される。光電変換部２６は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の斜め４５度右上がり２等分線に平行に近接する。光電変換部２５と２６は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に斜め４５度左上がり方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の斜め４５度右上がり２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部２５と２６に対応する測距瞳９６と９７を図１０に示す。第１種類の画素３２５は測距瞳９６から到来する光束を受光し、第２種類の画素３２６は測距瞳９７から到来する光束を受光する。測距瞳９６と測距瞳９７はｘ，ｙ軸の原点を通る右上がり４５度の直線に対し線対称に配置される。
【００６９】
第３種類の画素３２７はマイクロレンズ１０と光電変換部２７とから構成される。光電変換部２７は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の斜め４５度左上がり２等分線に平行に近接する。第４種類の画素３２８はマイクロレンズ１０と光電変換部２８とから構成される。光電変換部２８は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の斜め４５度左上がり２等分線に平行に近接する。光電変換部２７と２８は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に斜め４５度右上がり方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の斜め４５度左上がり２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部２７と２８に対応する測距瞳９８と９９を図１１に示す。第３種類の画素３２７は測距瞳９８から到来する光束を受光し、第４の種類の画素３２８は測距瞳９９から到来する光束を受光する。測距瞳９８と測距瞳９９は原点を通る左上がり４５度の直線に対し線対称に配置される。
【００７０】
第５種類の画素３３１はマイクロレンズ１０と光電変換部３１とから構成される。光電変換部３１は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の水平２等分線に平行に近接する。第６種類の画素３３２はマイクロレンズ１０と光電変換部３２とから構成される。光電変換部３２は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の水平２等分線に下辺を略接する長方形状である。光電変換部３１と３２は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に上下垂直方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の水平２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部３１と３２に対応する測距瞳９４と９５を図９に示す。第５種類の画素３３１は測距瞳９４から到来する光束を受光し、第６種類の画素３３２は測距瞳９５から到来する光束を受光する。測距瞳９４と測距瞳９５は軸ｘに対し線対称に配置される。
【００７１】
第７種類の画素３４１はマイクロレンズ１０と光電変換部４１とから構成される。光電変換部４１は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の垂直２等分線に平行に近接する。第８種類の画素３４２はマイクロレンズ１０と光電変換部４２とから構成される。光電変換部４２は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の垂直２等分線に平行に近接する。光電変換部４１と４２は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に左右水平方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の垂直２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部４１と４２に対応する測距瞳９２と９３を図８に示す。第７種類の画素３４１は測距瞳９２から到来する光束を受光し、第８の種類の画素３４２は測距瞳９３から到来する光束を受光する。測距瞳９２と測距瞳９３は軸ｙに対し線対称に配置される。
【００７２】
図２０に示すように、第１種類の画素から第８種類の画素を８画素×８画素に配列するとともに、この８画素×８画素のレイアウトパターンを二次元状に敷き詰める。このように、画素を水平方向および垂直方向に稠密に配置した正方配列の画素配列においては、斜め方向（右上がり、左上がり）において緑色の像ズレ検出が可能であり、水平方向において青色の像ズレ検出が可能であり、垂直方向においては赤色の像ズレ検出が可能である。
【００７３】
このように、画素を水平方向および垂直方向に稠密に配置した正方配列の画素配列においては、各色に関して水平方向（行方向＝水平方向に隣接する画素が並ぶ方向）、垂直方向（列方向＝垂直方向に隣接する画素が並ぶ方向）、斜め４５度方向（左上がり、右上がり＝隣接する画素の対角線方向）において、同一種類の画素が連続していない。また、水平方向、垂直方向、斜め４５度方向において同じ割合で各種類の画素が出現する。これにより、線パターンがぼけた場合のゼブラパターン画像化を防止することができる。
【００７４】
図２０に示す画素配列においては、縦横斜め方向に各種類の画素が同じ割合で出現するので、同一方向に配置された画素が受光する光束を平均した場合に、平均した光束の重心は、複数の測距瞳を通る光束を足し合わせた光束の重心と一致し、射出瞳９０の中心(光軸との交点)となる。これにより、画素のデータを画像データとして用いた場合にも、特定の方向における画像が射出瞳において偏った領域を通る光束によって形成されたものでなくなるので、画像品質が劣化することがない。
【００７５】
また、図２０に示す画素配列は、ベイヤー配列となっているので画素データに対して通常の画像処理をそのまま適用できる。
【００７６】
図２１は撮像素子２１１の画素配列の他の変形例を示す。この撮像素子は、図２０に示す６種類の画素にさらに４種類の画素を加えたものである。第９種類の画素３３３はマイクロレンズ１０と光電変換部３３とから構成される。光電変換部３３は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の垂直２等分線に平行に近接する。第１０種類の画素３３４はマイクロレンズ１０と光電変換部３４とから構成される。光電変換部３４は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の垂直２等分線に平行に近接する。光電変換部３３と３４は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に左右水平方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の垂直２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部３３と３４に対応する測距瞳９２と９３を図８に示す。第９種類の画素３３３は測距瞳９２から到来する光束を受光し、第１０の種類の画素３３４は測距瞳９３から到来する光束を受光する。測距瞳９２と測距瞳９３は軸ｙに対し線対称に配置される。
【００７７】
第１１種類の画素３４３はマイクロレンズ１０と光電変換部４３とから構成される。光電変換部４３は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の水平２等分線に平行に近接する。第１２種類の画素３４４はマイクロレンズ１０と光電変換部４４とから構成される。光電変換部４４は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の水平２等分線に平行に近接する。光電変換部４３と４４は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に上下垂直方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の水平２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部４３と４４に対応する測距瞳９４と９５を図９に示す。第１１種類の画素３４３は測距瞳９４から到来する光束を受光し、第１２の種類の画素３４４は測距瞳９５から到来する光束を受光する。測距瞳９４と測距瞳９５は軸ｘに対し線対称に配置される。
【００７８】
図２１に示すように、第１種類の画素から第１２種類の画素を８画素×８画素に配列するとともに、この８画素×８画素のレイアウトパターンを二次元状に敷き詰める。このように、画素を水平方向および垂直方向に稠密に配置した正方配列の画素配列においては、斜め方向（右上がり、左上がり）において緑色の像ズレ検出が可能であり、水平方向および垂直方向においては青色と赤色の像ズレ検出が可能である。
【００７９】
このように、画素を水平方向および垂直方向に稠密に配置した正方配列の画素配列においては、各色に関して水平方向（行方向＝水平方向に隣接する画素が並ぶ方向）、垂直方向（列方向＝垂直方向に隣接する画素が並ぶ方向）、斜め４５度方向（左上がり、右上がり＝隣接する画素の対角線方向）において、同一種類の画素が連続していない。また、水平方向、垂直方向、斜め４５度方向において同じ割合で各種類の画素が出現する。これにより、線パターンがぼけた場合のゼブラパターン画像化を防止することができる。
【００８０】
図２１に示す画素配列においては、縦横斜め方向に各種類の画素が同じ割合で出現するので、同一方向に配置された画素が受光する光束を平均した場合に、平均した光束の重心は、複数の測距瞳を通る光束を足し合わせた光束の重心と一致し、射出瞳９０の中心(光軸との交点)となる。これにより、画素のデータを画像データとして用いた場合にも、特定の方向における画像が射出瞳において偏った領域を通る光束によって形成されたものでなくなるので、画像品質が劣化することがない。
【００８１】
また、図２１に示す画素配列は、ベイヤー配列となっているので画素データに対して通常の画像処理をそのまま適用できる。
【００８２】
図２２は撮像素子２１１の画素配列の他の変形例を示す。上述した撮像素子では各画素が一つの光電変換部と一つのマイクロレンズから構成されている例を示したが、各画素が一つのマイクロレンズと異なる分光感度特性を持つ場合でも本発明を適用可能である。図２２に示す画素配列において、Ｇを記した光電変換部５１、５２、５３，５４は図１９に示す緑（Ｇ）の分光感度特性を有し、Ｒを記した光電変換部６３、６４は図１９に示す赤（Ｒ）の分光感度特性を有し、Ｂを記した光電変換部７１、７２は図１９に示す緑（Ｂ）の分光感度特性を有する。第１種類の画素４２１はマイクロレンズ１０と光電変換部５１、７１とから構成される。光電変換部５１は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の垂直２等分線に平行に近接する。また、光電変換部７１は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の垂直２等分線に平行に近接する。
【００８３】
図２３は画素４２１の断面図である。画素４２１において、光電変換部５１、７１の前方に共通のマイクロレンズ１０が配置され、マイクロレンズ１０により光電変換部５１、７１が前方に投影される。マイクロレンズと光電変換部の間には緑の色フィルタ４０１と赤の色フィルタ４０２が配置される。光電変換部５１、７１は半導体回路基板２９上に形成されるとともに、その上に色フィルタ４０１、４０１およびマイクロレンズ１０が半導体イメージセンサの製造工程により一体的かつ固定的に形成される。後述する画素４２２、画素４１３、画素４１４の構造も図２３に示す構造と同様である。
【００８４】
第２種類の画素４２２はマイクロレンズ１０と光電変換部５２、７２とから構成される。光電変換部５２は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の垂直２等分線に平行に近接する。光電変換部７２は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の垂直２等分線に平行に近接する。光電変換部５１と５２は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に左右水平方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の垂直２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部７１と７２は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に左右水平方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の垂直２等分線に関して対称な形状をしている。
【００８５】
光電変換部５１、５２、７１、７２に対応する測距瞳９２、９３を図８に示す。光電変換部５１、７２は測距瞳９２から到来する光束を受光し、光電変換部５２、７１は測距瞳９３から到来する光束を受光する。測距瞳９２と測距瞳９３は軸ｙに対し線対称に配置される。
【００８６】
第３種類の画素４１３はマイクロレンズ１０と光電変換部５３、６３とから構成される。光電変換部５３は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の水平２等分線に平行に近接する。光電変換部６３は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の水平２等分線に平行に近接する。第４種類の画素４１４はマイクロレンズ１０と光電変換部５４、６４とから構成される。光電変換部５４は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の水平２等分線に平行に近接する。光電変換部６４は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の水平２等分線に平行に近接する。
【００８７】
光電変換部５３と５４は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に上下垂直方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の水平２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部６３と６４は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に上下垂直方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の水平２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部５３、５４、６３、６４に対応する測距瞳９４、９５を図９に示す。光電変換部５３、６４は測距瞳９４から到来する光束を受光し、光電変換部５４、６３は測距瞳９５から到来する光束を受光する。測距瞳９４と測距瞳９５は軸ｘに対し線対称に配置される。
【００８８】
図２２に示すように、第１種類の画素から第４種類の画素を８画素×８画素に配列するとともに、この８画素×８画素のレイアウトパターンを二次元状に敷き詰める。このように、画素を水平方向および垂直方向に稠密に配置した正方配列の画素配列においては、水平方向において緑色と青色の像ズレ検出が可能になるとともに、垂直方向においては緑色と赤色の像ズレ検出が可能になる。
【００８９】
このように、画素を水平方向および垂直方向に稠密に配置した正方配列の画素配列においては、各色に関して水平方向（行方向＝水平方向に隣接する画素が並ぶ方向）、垂直方向（列方向＝垂直方向に隣接する画素が並ぶ方向）、斜め４５度方向（左上がり、右上がり＝隣接する画素の対角線方向）において、同一種類の画素が連続していない。また、水平方向、垂直方向、斜め４５度方向において同じ割合で各種類の画素が出現する。これにより、線パターンがぼけた場合のゼブラパターン画像化を防止することができる。
【００９０】
図２２に示す画素配列においては、縦横斜め方向に各種類の画素が同じ割合で出現するので、同一方向に配置された画素が受光する光束を色毎に平均した場合に、平均した光束の重心は複数の測距瞳を通る光束を足し合わせた光束の重心と一致し、射出瞳９０の中心(光軸との交点)となる。これにより、画素のデータを画像データとして用いた場合にも、特定の方向における画像が射出瞳において偏った領域を通る光束によって形成されたものでなくなるので、画像品質が劣化することがない。
【００９１】
図２２に示す画素配列はベイヤー配列よりも色検出密度が高い構成（緑は全画素で検出、青と赤は２画素に一画素の割り合いで検出）となっているので、色の再現性が向上し、画像品質が向上する。
【００９２】
図２４は撮像素子２１１の画素配列の他の変形例を示す。上述した一実施の形態では、撮像素子の各画素が一つの光電変換部と一つのマイクロレンズから構成されている例を示したが、各画素が一つのマイクロレンズと異なる分光感度特性を持つ場合でも本発明を適用可能である。
【００９３】
第１種類の画素４２１はマイクロレンズ１０と光電変換部５５、６５とから構成される。光電変換部５５は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の垂直２等分線に平行に近接する。光電変換部６５は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の垂直２等分線に平行に近接する。第２種類の画素４１６はマイクロレンズ１０と光電変換部５６、６６とから構成される。光電変換部５６は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の垂直２等分線に平行に近接する。光電変換部６６は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の垂直２等分線に平行に近接する。
【００９４】
光電変換部５５と５６は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に左右水平方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の垂直２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部６５と６６は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に左右水平方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の垂直２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部５５、５６、６５、６６に対応する測距瞳９２、９３を図８に示す。光電変換部５５、６６は測距瞳９２から到来する光束を受光し、光電変換部５６、６５は測距瞳９３から到来する光束を受光する。測距瞳９２と測距瞳９３は軸ｙに対し線対称に配置される。
【００９５】
第３種類の画素４１３はマイクロレンズ１０と光電変換部５３、６３とから構成される。光電変換部５３は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の水平２等分線に平行に近接する。光電変換部６３は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の水平２等分線に平行に近接する。第４種類の画素４１４はマイクロレンズ１０と光電変換部５４、６４とから構成される。光電変換部５４は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の水平２等分線に平行に近接する。光電変換部６４は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の水平２等分線に平行に近接する。
【００９６】
光電変換部５３と５４は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に上下垂直方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の水平２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部６３と６４は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に上下垂直方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の水平２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部５３、５４、６３、６４に対応する測距瞳９４、９５を図９に示す。光電変換部５３、６４は測距瞳９４から到来する光束を受光し、光電変換部５４、６３は測距瞳９５から到来する光束を受光する。測距瞳９４と測距瞳９５は軸ｘに対し線対称に配置される。
【００９７】
第５種類の画素４２５はマイクロレンズ１０と光電変換部８５、７５とから構成される。光電変換部８５は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の斜め４５度右上がり２等分線に平行に近接する。光電変換部７５は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の斜め４５度右上がり２等分線に平行に近接する。第６種類の画素４２６はマイクロレンズ１０と光電変換部８６、７６とから構成される。光電変換部８６は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の斜め４５度右上がり２等分線に平行に近接する。光電変換部７６は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の斜め４５度右上がり２等分線に平行に近接する。
【００９８】
光電変換部８５と８６は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に斜め４５度左上がり方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の斜め４５度右上がり２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部７５と７６は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に斜め４５度左上がり方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の斜め４５度右上がり２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部８５、８６、７５、７６に対応する測距瞳９６、９７を図１０に示す。光電変換部８５、７６は測距瞳９６から到来する光束を受光し、光電変換部８６、７５は測距瞳９７から到来する光束を受光する。測距瞳９６と９７は原点を通る右上がり４５度の直線に対し線対称に配置される。
【００９９】
第７種類の画素４２３はマイクロレンズ１０と光電変換部８３、７３とから構成される。光電変換部８３は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の斜め４５度左上がり２等分線に平行に近接する。光電変換部７３は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の斜め４５度左上がり２等分線に平行に近接する。第８種類の画素４２４はマイクロレンズ１０と光電変換部８４，７４とから構成される。光電変換部８４は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の斜め４５度左上がり２等分線に平行に近接する。光電変換部７４は長方形であり、その一方の長辺はマイクロレンズ１０の斜め４５度左上がり２等分線に平行に近接する。
【０１００】
光電変換部８３、８４は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に斜め４５度右上がり方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の斜め４５度左上がり２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部７３、７４は、マイクロレンズ１０を重ね合わせて表示した場合に斜め４５度右上がり方向に並んでおり、マイクロレンズ１０の斜め４５度左上がり２等分線に関して対称な形状をしている。光電変換部８３、８４、７３、７４に対応する測距瞳９８、９９を図１１に示す。光電変換部８３、７４は測距瞳９８から到来する光束を受光し、光電変換部８４、７３は測距瞳９９から到来する光束を受光する。測距瞳９８と９９は、ｘ、ｙ軸の原点を通る左上がり４５度の直線に対し線対称に配置される。
【０１０１】
図２４に示すように、第１種類の画素から第８種類の画素を８画素×８画素に配列するとともに、この８画素×８画素のレイアウトパターンを二次元状に敷き詰める。このように、画素を水平方向および垂直方向に稠密に配置した正方配列の画素配列においては、水平方向および垂直方向において緑色と赤色の像ズレ検出が可能になるとともに、斜め方向（右上がり／左上がり）においては緑色と青色の像ズレ検出が可能になる。
【０１０２】
このように、画素を水平方向および垂直方向に稠密に配置した正方配列の画素配列においては、各色に関して水平方向（行方向＝水平方向に隣接する画素が並ぶ方向）、垂直方向（列方向＝垂直方向に隣接する画素が並ぶ方向）、斜め４５度方向（左上がり、右上がり＝隣接する画素の対角線方向）において、同一種類の画素が連続していない。また、水平方向、垂直方向、斜め４５度方向において同じ割合で各種類の画素が出現する。これにより、線パターンがぼけた場合のゼブラパターン画像化を防止することができる。
【０１０３】
図２４に示す画素配列においては、縦横斜め方向に各種類の画素が同じ割合で出現するので、同一方向に配置された画素が受光する光束を色毎に平均した場合に、平均した光束の重心は複数の測距瞳を通る光束を足し合わせた光束の重心と一致し、射出瞳９０の中心(光軸との交点)となる。これにより、画素のデータを画像データとして用いた場合にも、特定の方向における画像が射出瞳において偏った領域を通る光束によって形成されたものでなくなるので、画像品質が劣化することがない。
【０１０４】
また、図２４に示す画素配列は、ベイヤー配列よりも色検出密度が高い構成（緑は全画素で検出、青と赤は２画素に一画素の割り合いで検出）となっているので、色の再現性が向上し、画像品質が向上する。
【０１０５】
以上説明した画素配列の他にも多くの変形例を構成することができる。要は１つの画素配列の特定の方向において、特定の測距瞳から到来する光束を受光する画素を集中させないような画素配列であればよい。
【０１０６】
図１に示す撮像装置の撮像素子では、図３に示すように長方形の光電変換部を有する画素３１１、３１２を二次元状に配置しているが、図２５(ａ)、(ｂ)に示すように光電変換部の形状を半円形した画素に置き換えることもできる。画素６０２はマイクロレンズ１０と半円形の光電変換部５１３とからなり、光電変換部５１３はマイクロレンズ１０の中心を通る直線に対して左側に配置される。画素６０１はマイクロレンズ１０と半円形の光電変換部５１２とからなり、光電変換部５１２はマイクロレンズ１０の中心を通る直線に対して右側に配置される。
【０１０７】
図２２、図２４に示す撮像素子では、１つの画素に分光感度特性が異なる光電変換部を２つ備える例を示したが、１つの画素に３つ以上の異なる分光感度特性の光電変換部を備えてもよい。
【０１０８】
上述した一実施の形態とその変形例の撮像素子は、赤、青，緑の３原色のフィルタを使用した例を示したが、２つの色のみの撮像素子や、４色以上の色を検出するフィルタを備えた撮像素子にも適用可能である。また、上述した一実施の形態とその変形例の撮像素子は、色分解フィルタを原色フィルタ（ＲＧＢ）とした例を示したが、補色フィルタ（緑：Ｇ、イエロー：Ｙｅ、マゼンタ：Ｍｇ，シアン：Ｃｙ）を採用してもよい。さらに、色分解は色フィルタ以外にも光電変換部を構成するフォトダイオードの分光感度特性を光電変換部ごとに変更することによっても達成できる。
【０１０９】
図２６により、偏光フィルタを用いた瞳分割方式を説明する。瞳分割の方式としてはマイクロレンズによる方式に限定されない。図において、６９０は偏光フィルタ保持枠であり、偏光フィルタ以外の部分は遮光されている。６９２は偏光フィルタ（フィルタの位置および形状により測距瞳を構成する）である。また、６９３は偏光フィルタであり、偏光フィルタ６９２と偏光方向が直交（フィルタの位置および形状により測距瞳を構成する）する。９１は交換レンズの光軸である。６２１は偏光フィルタであり、偏光方向が偏光フィルタ６９２と一致する。さらに、６２２は偏光フィルタであり、偏光方向が偏光フィルタ６９３と一致する。６１１、６１２は光電変換部、６３１は第１種類の画素、６３２は第２種類の画素、６７２，６７３、６８２，６８３は光束である。
【０１１０】
図２６において、隣接する４画素を模式的に例示している。画素６３１において、光電変換部６１１は、偏光フィルタ６２１の作用により、偏光フィルタ６９２によって形成された測距瞳を通過する光束を受光し、光束６７２または６８２によりに形成される像の強度に対応した信号を出力する。また、画素６３２において、光電変換部６１２は、偏光フィルタ６２２の作用により、偏光フィルタ６９３によって形成された測距瞳を通過する光束を受光し、光束６７３または６８３によりに形成される像の強度に対応した信号を出力する。
【０１１１】
このような偏光フィルタを用いた第１種類の画素と第２種類の画素を直線状に多数配置し、各画素の光電変換部の出力を測距瞳に対応した出力グループにまとめることによって、各測距瞳を各々通過する焦点検出光束が画素列上に形成する一対の像の強度分布に関する情報を得ることができる。この情報に対して後述する像ズレ検出演算処理（相関演算処理、位相差検出処理）を施すことによって、いわゆる瞳分割型位相差検出方式で一対の像の像ズレ量が検出される。
【０１１２】
なお、上述した一実施の形態とその変形例の撮像素子は、ＣＣＤイメージセンサー、ＣＭＯＳイメージセンサーとして形成することができる。
【０１１３】
図１２に示すフローチャートでは、画像データをメモリーカード２１３に保存する例を示したが、画像データを電子ビューファインダーやボディの背面に設けられた不図示の背面モニター画面に表示するようにしてもよい。
【０１１４】
図１に示す撮像装置では、一実施の形態の撮像素子２１１を画像データ生成用に用た例を示したが、図２７に示すように撮像専用の撮像素子２２１を設け、上述した一実施の形態の撮像素子２１１を焦点検出と電子ビューファインダー表示用として用いるようにしてもよい。
【０１１５】
図２７において、図１と同様な機器に対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明する。カメラボディ２０３Ａには撮影光束を分離するハーフミラー２２２が配置され、透過側に撮像専用の撮像素子２２１が配置され、反射側に焦点検出兼電子ビューファインダー表示用の撮像素子２１１が配置される。撮影前は、撮像素子２１１の出力に応じて焦点検出と電子ビューファインダー表示が行われる。レリーズ時は、撮像専用の撮像素子２２１の出力に応じた画像データが生成される。ハーフミラー２２２を全反射ミラーとし、撮影時は撮影光路から退避するようにしてもよい。このようにすれば、焦点検出兼電子ビューファインダー表示用の撮像素子２１１の画素サイズを大きくしても、その出力は焦点検出と解像度の要求が低い電子ビューファインダー表示に用いるだけとなり、画像データの解像度が低下することはない。
【０１１６】
このように、一実施の形態とその変形例によれば、光学系の射出瞳の異なる領域を通過した光束を受光する複数種類の画素を二次元状に配列した撮像素子において、画素の配列における任意の方向において同一種類の画素が集中しないように各種類の画素を分散して配列するようにしたので、焦点検出機能を達成しつつ品質のよい撮像画像を得ることができる。
【０１１７】
《一実施の形態の適用範囲》
一実施の形態の撮像装置は、脱着可能な交換レンズとカメラボディから構成されるディジタルスチルカメラやフィルムスチルカメラに限定されず、例えばレンズ一体型のディジタルスチルカメラやビデオカメラやフィルムカメラにも適用することができる。また、携帯電話などに内蔵される小型カメラモジュールや監視カメラなどにも適用することができる。あるいは、カメラ以外の焦点検出装置や測距装置やステレオ測距装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】一実施の形態のディジタルスチルカメラの構成を示す図
【図２】撮像素子の概略構成を示す図
【図３】撮像素子の画素配列の詳細を示す図
【図４】第１種類の画素の断面図
【図５】第２種類の画素の断面図
【図６】マイクロレンズを用いた瞳分割型位相差検出方式による焦点検出方法を説明する図
【図７】射出瞳面における投影関係を示す図
【図８】測距瞳の配置関係を示す図
【図９】測距瞳の配置関係を示す図
【図１０】測距瞳の配置関係を示す図
【図１１】測距瞳の配置関係を示す図
【図１２】一実施の形態のディジタルスチルカメラの動作を示すフローチャート
【図１３】一実施の形態の撮像素子の部分拡大図
【図１４】相関演算方法を説明する図
【図１５】撮像素子の変形例を示す図
【図１６】撮像素子の他の変形例を示す図
【図１７】撮像素子の他の変形例を示す図
【図１８】撮像素子の他の変形例を示す図
【図１９】画素の分光感度特性を示す図
【図２０】撮像素子の他の変形例を示す図
【図２１】撮像素子の他の変形例を示す図
【図２２】撮像素子の他の変形例を示す図
【図２３】画素の断面図
【図２４】撮像素子の他の変形例を示す図
【図２５】画素の構造を示す図
【図２６】偏光フィルターを用いた瞳分割方式の焦点検出方法を説明する図
【図２７】変形例のディジタルスチルカメラの断面図
【図２８】瞳分割型位相差検出方式における像の形成状態を説明する図
【図２９】従来の撮像素子を示す図
【符号の説明】
【０１１９】
１０  マイクロレンズ
１２〜１９、２１〜２８、３１〜３４、４１〜４４、５１〜５６、６３〜６６、７１〜７６、８３〜８６、５１２、５１３  光電変換部
９０  射出瞳
９２〜９９  測距瞳
２０２  交換レンズ
２１１  撮像素子
３１１、３１２、３１４〜３１９、３２１〜３２４、３２５〜３２８、３３１〜３３４、３４１〜３４４、４１３〜４１６、４２１〜４２６、６０１、６０２  画素
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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