(57)【要約】【課題】焦点検出用信号を出力する画素に関する補間の精度を向上させて、画質を向上させる。【解決手段】複数の画素は、２次元状に配置された複数の画素ブロックに分けられる。各画素ブロックは２×２個の画素からなる。前記複数の画素の各々は、撮影レンズの射出瞳の中心から偏心していない前記射出瞳の領域からの光束を受光して光電変換して得た信号を出力する第１の画素２０Ａ、及び、前記光学系の射出瞳の中心から偏心した前記射出瞳の領域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第２の画素２０Ｒ，２０Ｌ，２０Ｕ，２０Ｄのうちのいずれかである。各画素ブロックの少なくとも１つの画素は、第１の画素２０Ａである。同じ画素ブロックの第１の画素２０Ａには同じ色のカラーフィルタが設けられる。少なくとも１つの画素ブロックの少なくとも１つの画素は、前記第２の画素である。【選択図】図４
2008312073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系により結像される被写体像を光電変換する固体撮像素子であって、
２次元状に配置され各々が入射光に応じた電荷を生成し蓄積する光電変換部を有する複数の画素を備え、
前記複数の画素の各々は、前記光学系の射出瞳の中心から実質的に偏心していない前記射出瞳の領域からの光束を受光して光電変換して得た信号を出力する第１の画素、及び、前記光学系の射出瞳の中心から実質的に偏心した前記射出瞳の領域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第２の画素のうちのいずれかであり、
前記複数の画素が、２次元状に配置された複数の画素ブロックに分けられ、
ｍ及びｎをそれぞれ２以上の整数としたとき、前記各画素ブロックは、前記複数の画素のうち列方向にｍ個隣接するとともに行方向にｎ個隣接して２次元状に並んだｍ×ｎ個の画素からなり、
前記各画素ブロックのｍ×ｎ個の画素のうちの少なくとも１つの画素は、前記第１の画素であり、
同じ画素ブロックの前記第１の画素には、同じ色のカラーフィルタが設けられ、
前記複数の画素ブロックのうちの少なくとも１つの画素ブロックのｍ×ｎ個の画素のうちの少なくとも１つの画素は、前記第２の画素である、
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記複数の画素ブロックのうちの全部又は大部分の画素ブロックに関して、当該画素ブロックのｍ×ｎ個の画素のうちの２つ以上の画素は、前記第１の画素であることを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記ｍ及び前記ｎがそれぞれ２であることを特徴とする請求項１又は２記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記複数の画素のうちの所定数の前記第２の画素は、所定領域において、前記複数の画素ブロックのうちの２つ以上の画素ブロックに渡って、同一の行又は列において順次隣り合うように一直線状に配置されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記複数の画素のうちの所定数の前記第２の画素は、所定領域において、前記複数の画素ブロックのうちの２つ以上の画素ブロックに渡って、隣り合う２つの行又は列においてジグザグ状に配置されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記複数の画素ブロックは、当該画素ブロックの前記第１の画素に設けられた前記カラーフィルタの色を当該画素ブロックの色であるとみなして、当該画素ブロックの色に基づくベイヤー配列に従って配置されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記複数の画素ブロックのうちの少なくとも１つ画素ブロックは、２つの前記第２の画素として、光電変換部を１つだけ有し前記光学系の射出瞳の中心から実質的に所定方向へ偏心した前記射出瞳の領域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画素と、光電変換部を１つだけ有し前記光学系の射出瞳の中心から実質的に前記所定方向とは反対の方向へ偏心した前記射出瞳の領域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画素と、を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記複数の画素ブロックのうちの少なくとも１つ画素ブロックは、前記第２の画素として、前記光学系の射出瞳の中心から実質的に所定方向へ偏心した前記射出瞳の領域からの光束を選択的に受光する第１の光電変換部、及び、前記光学系の射出瞳の中心から実質的に前記所定方向とは反対の方向へ偏心した前記射出瞳の領域からの光束を選択的に受光する第２の光電変換部を有し、前記第１及び第２の光電変換部によりそれぞれ光電変換して得た信号をそれぞれ出力する画素を、有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項９】
前記各画素ブロックの同じ列のｎ個の画素は、前記光電変換部により生成された電荷を受け取って当該電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部の電位に応じた信号を出力する１つの増幅部を、共有したことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項１０】
前記第２の画素を有する前記画素ブロックは、有効画素領域の全体又は大部分の領域に配置されたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項１１】
前記第２の画素を有する前記画素ブロックは、有効画素領域の一部の領域に局所的に配置されたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項１２】
前記第２の画素には、当該第２の画素が属する前記画素ブロックの前記第１の画素に設けられたカラーフィルタと同じ色のカラーフィルタが、設けられたことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項１３】
前記第２の画素には、カラーフィルタが設けられていないことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の固体撮像素子と、
少なくとも一部の前記第２の画素からの前記信号に基づいて、前記光学系の焦点調節状態を示す検出信号を出力する検出処理部と、
前記検出処理部からの前記検出信号に基づいて前記光学系の焦点調節を行う調節部と、
を備えた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、固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビデオカメラや電子スチルカメラ等の撮像装置が広く一般に普及している。これらのカメラには、ＣＣＤ型や増幅型などの固体撮像素子が使用されている。これらの固体撮像素子では、入射光の光量に応じて信号電荷を生成する光電変換部を有する画素が、マトリクス状に複数配置されている。
【０００３】
増幅型の固体撮像素子では、画素の光電変換部にて生成・蓄積された信号電荷を画素に設けられた増幅部に導き、増幅部で増幅した信号を画素から垂直信号線に出力する。そして、増幅型の固体撮像素子には、例えば、増幅部に接合型電界効果トランジスタを用いた固体撮像素子（特許文献１、２）や、増幅部にＭＯＳトランジスタを用いたＣＭＯＳ型固体撮像素子（特許文献３）などが提案されている。増幅部にＪＦＥＴを用いた固体撮像素子では、ＪＦＥＴのゲート領域が、光電変換部により生成された電荷を受け取って当該電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部となっている。増幅部にＭＯＳトランジスタを用いた固体撮像素子では、フローティングディフュージョンが前記電荷電圧変換部となっている。
【０００４】
ところで、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、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、固体撮像素子とは別個に焦点検出素子が設けられていた。しかし、その場合には、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する。
【０００５】
そこで、近年、焦点検出方式としていわゆる瞳分割位相差方式（瞳分割方式又は位相差方式などと呼ばれる場合もある。）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固体撮像素子が提案されている（例えば、下記特許文献４，５）。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）を検出することで、撮影レンズのデフォーカス量を検出するものである。
【０００６】
特許文献４，５に開示されている固体撮像素子では、被写体像を示す画像信号を形成するための撮像用信号を出力する撮像用画素とは別に、焦点調節状態を検出するための焦点検出用信号を生成する焦点検出用画素が複数配置されている。撮像用画素は、光電変換部を１つだけ有し、カラーフィルタが設けられ、撮影レンズの射出瞳の中心から実質的に偏心していない前記射出瞳の領域からの光束を受光して光電変換して得た信号を出力する画素である。そして、特許文献４，５に開示されている固体撮像素子の焦点検出用画素は、２分割された光電変換部を有し、カラーフィルタが設けられていない。焦点検出用画素にカラーフィルタが設けられていないのは、入射波長を制限せずに入射光量を増大させて焦点検出用信号のＳＮ比を高め、これにより焦点検出の精度を高めるためである。２分割された光電変換部上には、マイクロレンズが画素に対して１対１に設けられている。２分割された光電変換部は、マイクロレンズによって撮影レンズの射出瞳と略結像関係（すなわち、略共役）となる位置に配置されている。したがって、撮影レンズの射出瞳とマイクロレンズとの間の距離はマイクロレンズの大きさに対して十分に長いことから、２分割された光電変換部は、マイクロレンズの略焦点面に配置されていることになる。以上述べた関係から、焦点検出用画素の２分割された光電変換部の一方の光電変換部は、撮影レンズの射出瞳の一部の領域であって前記射出瞳の中心から所定方向へ偏心した領域からの光束を選択的に受光して光電変換することになる。また、焦点検出用画素の２分割された光電変換部の他方の光電変換部は、撮影レンズの射出瞳の一部の領域であって前記射出瞳の中心から反対方向へ偏心した領域からの光束を選択的に受光して光電変換することになる。
【０００７】
ところで、特許文献４，５に開示されている固体撮像素子では、焦点検出用画素にカラーフィルタが設けられていないため、焦点検出用画素からの信号は、被写体像を示す画像信号を形成するための撮像用信号として用いることはできない。したがって、撮像時に、焦点検出用画素が、画素欠陥と同様の状態を引き起こしてしまう。このため、焦点検出用画素が配置される部分は補間と称される処理によって擬似的な画像信号を生成する。補間処理は、元々、欠陥により信号出力されなかったりノイズが大きかったりする欠陥画素を特定し、周囲の正常な画素の信号を用いて欠陥画素に対する擬似的な画像信号を生成するものである（下記特許文献６）。例えば、青（Ｂ）の信号を生成する１つの画素から正常な信号が出力されない場合、その周囲に配置されている４つの正常なＢ画素の信号を平均し、この信号値を擬似的にその欠陥画素の画像信号として用いる。
【０００８】
なお、焦点検出用画素は、特許文献４に開示されているように固体撮像素子の有効画素領域に全体的に均一に配置される場合に比べて、特許文献５に開示されているように上下、左右に或いは中央などに局所的に配置されることが多い。これは、焦点検出用画素を有効画素領域に全体的に均一に配置させると、撮像用画素の数が少なくなり、画質が低下してしまうとともに、前述したような補間処理が増大してしまうためである。
【特許文献１】特開平１１−１７７０７６号公報
【特許文献２】特開２００４−３３５８８２号公報
【特許文献３】特開２００４−１１１５９０号公報
【特許文献４】特開２００３−２４４７１２号公報
【特許文献５】特開２０００−２９２６８６号公報
【特許文献６】特開２００１−２５１６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献４に開示されている固体撮像素子（特許文献４の図２参照）では、撮像用画素がベイヤー配列に準じて配列され、そのうちのＧ画素（緑（Ｇ）の信号を生成する撮像用画素）の半数が焦点検出用画素で置き換えられることで、焦点検出用画素が有効画素領域に全体的に均一に配置されている。したがって、焦点検出用画素の位置の画像信号となるべき信号の色と同じ色の信号を出力する撮像用画素が当該焦点検出用画素の近くに存在しないため、撮像時に焦点検出用画素に関する前述したような補間処理を行う場合、当該焦点検出用画素から遠い位置の撮像用画素の出力信号を用いて行わざるを得ず、補間の精度が低下して画質が低下してしまう。
【００１０】
また、特許文献５に開示されている固体撮像素子（特許文献５の図４，図９参照）では、撮像用画素がベイヤー配列に従って配列され、そのうちの所定の領域（焦点検出領域）の同一の行又は列において順次隣り合うように一直線状に並んだ複数の撮像用画素が焦点検出用画素で置き換えられることで、焦点検出用画素が焦点検出領域において一直線状に配置されている。したがって、焦点検出用画素の位置の画像信号となるべき信号の色と同じ色の信号を出力する撮像用画素が当該焦点検出用画素の近くに存在しないため、撮像時に焦点検出用画素に関する前述したような補間処理を行う場合、当該焦点検出用画素から遠い位置の撮像用画素の出力信号を用いて行わざるを得ず、補間の精度が低下して画質が低下してしまう。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、撮像用信号のみならず焦点検出用信号も出力することができ、しかも、焦点検出用信号を出力する画素に関する補間の精度を向上させて画質を向上させることができる固体撮像素子、及び、これ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】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明の第１の態様による固体撮像素子は、光学系により結像される被写体像を光電変換する固体撮像素子であって、２次元状に配置され各々が入射光に応じた電荷を生成し蓄積する光電変換部を有する複数の画素を備え、前記複数の画素の各々は、前記光学系の射出瞳の中心から実質的に偏心していない前記射出瞳の領域からの光束を受光して光電変換して得た信号を出力する第１の画素、及び、前記光学系の射出瞳の中心から実質的に偏心した前記射出瞳の領域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第２の画素のうちのいずれかであり、前記複数の画素が、２次元状に配置された複数の画素ブロックに分けられ、ｍ及びｎをそれぞれ２以上の整数としたとき、前記各画素ブロックは、前記複数の画素のうち列方向にｍ個隣接するとともに行方向にｎ個隣接して２次元状に並んだｍ×ｎ個の画素からなり、前記各画素ブロックのｍ×ｎ個の画素のうちの少なくとも１つの画素は、前記第１の画素であり、同じ画素ブロックの前記第１の画素には、同じ色のカラーフィルタが設けられ、前記複数の画素ブロックのうちの少なくとも１つの画素ブロックのｍ×ｎ個の画素のうちの少なくとも１つの画素は、前記第２の画素であるものである。
【００１３】
本発明の第２の態様による固体撮像素子は、前記第１の態様において、前記複数の画素ブロックのうちの全部又は大部分の画素ブロックに関して、当該画素ブロックのｍ×ｎ個の画素のうちの２つ以上の画素は、前記第１の画素であるものである。
【００１４】
本発明の第３の態様による固体撮像素子は、前記第１又は第２の態様において、前記ｍ及び前記ｎがそれぞれ２であるものである。
【００１５】
本発明の第４の態様による固体撮像素子は、前記第１乃至第３のいずれかの態様において、前記複数の画素のうちの所定数の前記第２の画素は、所定領域において、前記複数の画素ブロックのうちの２つ以上の画素ブロックに渡って、同一の行又は列において順次隣り合うように一直線状に配置されたものである。
【００１６】
本発明の第５の態様による固体撮像素子は、前記第１乃至第３のいずれかの態様において、前記複数の画素のうちの所定数の前記第２の画素は、所定領域において、前記複数の画素ブロックのうちの２つ以上の画素ブロックに渡って、隣り合う２つの行又は列においてジグザグ状に配置されたものである。
【００１７】
本発明の第６の態様による固体撮像素子は、前記第１乃至第５のいずれかの態様において、前記複数の画素ブロックは、当該画素ブロックの前記第１の画素に設けられた前記カラーフィルタの色を当該画素ブロックの色であるとみなして、当該画素ブロックの色に基づくベイヤー配列に従って配置されたものである。
【００１８】
本発明の第７の態様による固体撮像素子は、前記第１乃至第６のいずれかの態様において、前記複数の画素ブロックのうちの少なくとも１つ画素ブロックは、２つの前記第２の画素として、光電変換部を１つだけ有し前記光学系の射出瞳の中心から実質的に所定方向へ偏心した前記射出瞳の領域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画素と、光電変換部を１つだけ有し前記光学系の射出瞳の中心から実質的に前記所定方向とは反対の方向へ偏心した前記射出瞳の領域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画素と、を有するものである。
【００１９】
本発明の第８の態様による固体撮像素子は、前記第１乃至第６のいずれかの態様において、前記複数の画素ブロックのうちの少なくとも１つ画素ブロックは、前記第２の画素として、前記光学系の射出瞳の中心から実質的に所定方向へ偏心した前記射出瞳の領域からの光束を選択的に受光する第１の光電変換部、及び、前記光学系の射出瞳の中心から実質的に前記所定方向とは反対の方向へ偏心した前記射出瞳の領域からの光束を選択的に受光する第２の光電変換部を有し、前記第１及び第２の光電変換部によりそれぞれ光電変換して得た信号をそれぞれ出力する画素を、有するものである。
【００２０】
本発明の第９の態様による固体撮像素子は、前記第１乃至第８のいずれかの態様において、前記各画素ブロックの同じ列のｎ個の画素は、前記光電変換部により生成された電荷を受け取って当該電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部の電位に応じた信号を出力する１つの増幅部を、共有したものである。
【００２１】
本発明の第１０の態様による固体撮像素子は、前記第１乃至第９のいずれかの態様において、前記第２の画素を有する前記画素ブロックは、有効画素領域の全体又は大部分の領域に配置されたものである。
【００２２】
本発明の第１１の態様による固体撮像素子は、前記第１乃至第９のいずれかの態様において、前記第２の画素を有する前記画素ブロックは、有効画素領域の一部の領域に局所的に配置されたものである。
【００２３】
本発明の第１２の態様による固体撮像素子は、前記第１乃至第１１のいずれかの態様において、前記第２の画素には、当該第２の画素が属する前記画素ブロックの前記第１の画素に設けられたカラーフィルタと同じ色のカラーフィルタが、設けられたものである。
【００２４】
本発明の第１３の態様による固体撮像素子は、前記第１乃至第１１のいずれかの態様において、前記第２の画素には、カラーフィルタが設けられていないものである。
【００２５】
本発明の第１４の態様による撮像装置は、前記第１乃至第１３のいずれかの態様による固体撮像素子と、少なくとも一部の前記第２の画素からの前記信号に基づいて、前記光学系の焦点調節状態を示す検出信号を出力する検出処理部と、前記検出処理部からの前記検出信号に基づいて前記光学系の焦点調節を行う調節部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、撮像用信号のみならず焦点検出用信号も出力することができ、しかも、焦点検出用信号を出力する画素に関する補間の精度を向上させて画質を向上させることができる固体撮像素子、及び、これを用いた撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明による固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置について、図面を参照して説明する。
【００２８】
［第１の実施の形態］
【００２９】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置としての電子カメラ１を示す概略ブロック図である。電子カメラ１には、被写体像を結像する光学系としての撮影レンズ２が装着される。この撮影レンズ２は、レンズ制御部２ａによってフォーカスや絞りが駆動される。この撮影レンズ２の像空間には、撮影レンズ２により結像された被写体像を光電変換する固体撮像素子３の撮像面が配置される。
【００３０】
固体撮像素子３は、撮像制御部４の指令によって駆動され、信号を出力する。固体撮像素子３から出力される信号は、被写体像を示す画像信号を形成するための撮像用信号、撮影レンズ２の焦点調節状態を検出するための焦点検出用信号のいずれかである。いずれにおいても信号は、信号処理部５、及びＡ／Ｄ変換部６を介して処理された後、メモリ７に一旦蓄積される。メモリ７は、バス８に接続される。バス８には、レンズ制御部２ａ、撮像制御部４、マイクロプロセッサ９、焦点演算部（検出処理部）１０、記録部１１、画像圧縮部１２及び画像処理部１３なども接続される。上記マイクロプロセッサ９には、レリーズ釦などの操作部９ａが接続される。また、上記の記録部１１には記録媒体１１ａが着脱自在に装着される。
【００３１】
図２は、図１中の固体撮像素子３の概略構成を示す回路図である。固体撮像素子３は、マトリクス状に配置された複数の画素２０と、画素２０から信号を出力するための周辺回路とを有している。画素２０がマトリクス状に配置されている有効画素領域（撮像領域）を符号３１で示している。図２において、画素数は、横に４行縦に４行の１６個の画素を示している。しかし、本実施の形態では、画素数はそれよりもはるかに多くなっている。もっとも、本発明では、画素数は特に限定されるものではない。
【００３２】
本実施の形態では、固体撮像素子３は、画素として後述する撮像用画素２０Ａと、焦点検出用信号を生成する画素（以下、「ＡＦ用画素」と称する。）２０Ｒ，２０Ｌ，２０Ｕ，２０Ｄとを有しているが、図２ではそれらのいずれであるかを区別することなく、符号２０で示している。その具体的な回路構成や構造は、後述する。これらの画素２０は、周辺回路の駆動信号に従って、撮像用信号又は焦点検出用信号を出力する。また、すべての画素２０は、同時に光電変換部がリセットされて露光の時間とタイミングが同一にされることも、１行ずつ読み出す所謂ローリングシャッタも可能となっている。
【００３３】
周辺回路は、垂直走査回路２１、水平走査回路２２、これらと接続されている駆動信号線２３，２４、画素２０からの信号を受け取る垂直信号線２５、垂直信号線２５と接続される定電流源２６及び相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ回路）２７、ＣＤＳ回路２７から出力される信号を受け取る水平信号線２８、出力アンプ２９等からなる。
【００３４】
垂直走査回路２１及び水平走査回路２２は、電子カメラ１の撮像制御部４からの指令に基づいて駆動信号を出力する。各画素２０は、垂直走査回路２１から出力される駆動信号を所定の駆動信号線２３から受け取って駆動され、撮像用信号又は焦点検出用信号を垂直信号線２５に出力する。垂直走査回路２１から出力される駆動信号は複数あり、それに伴い駆動配線２３も複数ある。
【００３５】
画素２０から出力された信号は、ＣＤＳ回路２７にて所定のノイズ除去が施される。そして、水平走査回路２２の駆動信号により水平信号線２８及び出力アンプ２９を介して外部に信号が出力される。
【００３６】
図３は、図１中の固体撮像素子３（特にその有効画素領域３１）を模式的に示す概略平面図である。本実施の形態では、図３に示すように、固体撮像素子３の有効画素領域３１には、中央に配置された十字状をなす２つの焦点検出領域３２，３３と、左右に配置された２つの焦点検出領域３４，３５と、上下に配置された２つの焦点検出領域３６，３７とが、設けられている。なお、図３に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を定義する。また、Ｘ軸方向のうち矢印の向きを＋Ｘ方向又は＋Ｘ側、その反対の向きを−Ｘ方向又は−Ｘ側と呼び、Ｙ軸方向についても同様とする。ＸＹ平面と平行な平面が固体撮像素子３の撮像面（受光面）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。なお、入射光は図３の紙面手前側から奥側に入射する。これらの点は、後述する図についても同様である。
【００３７】
図４は、図３における焦点検出領域３２，３３の交差部付近を拡大した概略拡大図であり、画素配置を模式的に示している。本実施の形態では、いずれの画素２０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３は、１種類の撮像用画素２０Ａと、４種類のＡＦ用画素２０Ｒ，２０Ｌ，２０Ｕ，２０Ｄとを有している。以下の説明において、ＡＦ用画素の種類を区別しない場合は、ＡＦ用画素に符号２０Ｆを付す場合がある。
【００３８】
図５（ａ）は撮像用画素２０Ａの主要部を模式的に示す概略平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）中のＸ１−Ｘ２線に沿った概略断面図である。撮像用画素２０Ａは、光電変換部としてのフォトダイオード４１と、フォトダイオード４１上にオンチップで形成されたマイクロレンズ４２と、フォトダイオード４１の光入射側に設けられたＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）のいずれかのカラーフィルタ５０とを備えている。なお、図４には、各撮像用画素２０Ａ（及び各ＡＦ用画素２０Ｒ，２０Ｌ，２０Ｕ，２０Ｄ）に設けられたカラーフィルタ５０の色を、Ｒ，Ｇ，Ｂとして示している。また、図５に示すように、マイクロレンズ４２の略焦点面には、遮光部としての金属層等の遮光層４３が形成されている。遮光層４３は、必要に応じて配線層を兼ねる。遮光層４３には、撮像用画素２０Ａにおいて、当該撮像用画素２０Ａのマイクロレンズ４２の光軸Ｏに対して同心の正方形の開口４３ａが形成されている。画素２０Ａのフォトダイオード４１は、開口４３ａを通過した光を全て有効に受光し得る大きさを有している。なお、遮光層４３とマイクロレンズ４２との間や、基板４４と遮光層４３との間には、層間絶縁膜等が形成されている。
【００３９】
本実施の形態では、画素２０Ａにおいて、マイクロレンズ４２の略焦点面に配置された遮光層４３に前記開口４３ａが形成されていることによって、画素２０Ａのフォトダイオード４１は、撮影レンズ２の射出瞳の中心から実質的に偏心していない前記射出瞳の領域（開口４３ａのマイクロレンズ４２による投影像に相当）からの光束を受光して光電変換することになる。
【００４０】
図６（ａ）はＡＦ用画素２０Ｒの主要部を模式的に示す概略平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）中のＸ３−Ｘ４線に沿った概略断面図である。図６において、図５中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。この点は、後述する図７乃至図９についても同様である。
【００４１】
ＡＦ用画素２０Ｒが撮像用画素２０Ａと異なる所は、ＡＦ用画素２０Ｒにおいて、遮光層４３には、当該ＡＦ用画素２０Ｒのマイクロレンズ４２の光軸Ｏに対して同心の正方形（開口４３ａと同じ大きさの正方形）のちょうど右側（＋Ｘ側）半分の大きさの長方形の開口４３ｂが形成されている点のみである。なお、画素２０Ｒのフォトダイオード４１は、画素２０Ａのフォトダイオード４１と同じ大きさを有している。このように本実施の形態では開口４３ｂは開口４３ａの半分であるが、これに限定されず、例えば、開口４３ｂは、当該ＡＦ用画素２０Ｒのマイクロレンズ４２の光軸Ｏに対して同心の正方形（開口４３ａと同じ大きさの正方形）の右側（＋Ｘ側）４０％程度又は６０％程度の大きさの長方形の開口としてもよい。なお、ＡＦ用画素２０Ｒの開口４３ｂはＡＦ用画素２０Ｌの後述する開口４３ｃと同じ大きさを有することが好ましく、ＡＦ用画素２０Ｕの後述する開口４３ｄはＡＦ用画素２０Ｄの後述する開口４３ｅと同じ大きさを有することが好ましい。
【００４２】
画素２０Ｒにおいて、遮光層４３に前記開口４３ｂが形成されていることによって、画素２０Ｒのフォトダイオード４１は、撮影レンズ２の射出瞳の中心から−Ｘ方向へ実質的に偏心した前記射出瞳の領域からの光束を選択的に受光して光電変換することになる。
【００４３】
図７（ａ）はＡＦ用画素２０Ｌの主要部を模式的に示す概略平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）中のＸ５−Ｘ６線に沿った概略断面図である。ＡＦ用画素２０Ｌが撮像用画素２０Ａと異なる所は、ＡＦ用画素２０Ｌにおいて、遮光層４３には、当該ＡＦ用画素２０Ｌのマイクロレンズ４２の光軸Ｏに対して同心の正方形（開口４３ａと同じ大きさの正方形）のちょうど左側（−Ｘ側）半分の大きさの長方形の開口４３ｃが形成されている点のみである。これによって、画素２０Ｌのフォトダイオード４１は、撮影レンズ２の射出瞳の中心から＋Ｘ方向へ実質的に偏心した前記射出瞳の領域からの光束を選択的に受光して光電変換することになる。
【００４４】
図８（ａ）はＡＦ用画素２０Ｕの主要部を模式的に示す概略平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）中のＹ１−Ｙ２線に沿った概略断面図である。ＡＦ用画素２０Ｕが撮像用画素２０Ａと異なる所は、ＡＦ用画素２０Ｕにおいて、遮光層４３には、当該ＡＦ用画素２０Ｕのマイクロレンズ４２の光軸Ｏに対して同心の正方形（開口４３ａと同じ大きさの正方形）のちょうど上側（＋Ｙ側）半分の大きさの長方形の開口４３ｄが形成されている点のみである。これによって、画素２０Ｕのフォトダイオード４１は、撮影レンズ２の射出瞳の中心から−Ｙ方向へ実質的に偏心した前記射出瞳の領域からの光束を選択的に受光して光電変換することになる。
【００４５】
図９（ａ）はＡＦ用画素２０Ｄの主要部を模式的に示す概略平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）中のＹ３−Ｙ４線に沿った概略断面図である。ＡＦ用画素２０Ｄが撮像用画素２０Ａと異なる所は、ＡＦ用画素２０Ｄにおいて、遮光層４３には、当該ＡＦ用画素２０Ｄのマイクロレンズ４２の光軸Ｏに対して同心の正方形（開口４３ａと同じ大きさの正方形）のちょうど下側（−Ｙ側）半分の大きさの長方形の開口４３ｅが形成されている点のみである。これによって、画素２０Ｄのフォトダイオード４１は、撮影レンズ２の射出瞳の中心から＋Ｙ方向へ実質的に偏心した前記射出瞳の領域からの光束を選択的に受光して光電変換することになる。
【００４６】
再び図４を参照すると、本実施の形態に係る固体撮像素子３では、有効画素領域３１の全体に２次元状に配置された多数の画素２０が、列方向（Ｙ軸方向）に２個隣接するとともに行方向（Ｘ軸方向）に２個隣接して並んだ２×２個の画素２０からなる複数の画素ブロックに、分けられている。図４では、太線で囲まれた２×２個の画素２０の各グループがそれぞれ１つの画素ブロックとなっている。換言すれば、２×２個の画素２０からなる画素ブロックを一単位として、この画素ブロックが有効画素領域３１の全体に２次元状に配置されている。本発明では、各画素ブロックは、２×２個の画素２０に限定されるものではなく、ｍ及びｎをそれぞれ２以上の整数としたとき、ｍ×ｎ個の画素であればよい。
【００４７】
本実施の形態では、全ての画素ブロックの各々に関して、当該画素ブロックの全ての２×２個の画素２０には、同じ色のカラーフィルタ５０が設けられている。したがって、各画素ブロックは、それぞれ一色のカラー情報を出力する。本実施の形態では、１つの画素ブロックの画素数である４個分の撮像用画素２０Ａの撮像用信号に相当する信号が、１つの画素ブロックの領域の撮像用信号とされる。そして、本実施の形態では、有効画素領域３１の全体に配置された画素ブロックは、当該画素ブロックの画素２０（特に、撮像用画素２０Ａ）に設けられたカラーフィルタ５０の色を当該画素ブロックの色であるとみなして、当該画素ブロックの色に基づくベイヤー配列に従って配置されている。もっとも、これらの画素ブロックの配列は、ベイヤー配列に従ったものに限定されるものではない。また、本実施の形態では、カラーフィルタの組み合わせとして、Ｒ，Ｇ，Ｂを用いる系が採用されているが、その代わりに、補色系（例えば、マゼンタ、グリーン、シアン及びイエローを用いる系）を採用してもよい。
【００４８】
本実施の形態では、図３中のＸ軸方向に延びた各焦点検出領域３２，３６，３７はそれぞれ一画素行の領域となっており、図３中のＹ軸方向に延びた各焦点検出領域３３〜３５はそれぞれ一画素列の領域となっている。図４には、焦点検出領域３２が一画素行の領域であるとともに焦点検出領域３３が一画素列の領域であることが明示されている。
【００４９】
本実施の形態では、Ｘ軸方向に延びた焦点検出領域３２，３６，３７のいずれかの領域の一部を含む各画素ブロックは、焦点検出領域３２，３３の交差点の画素２０（ここでは、画素２０Ｌ）を含む１つの画素ブロック６０（本実施の形態では、この画素ブロック６０は、特異な画素ブロックとなっているので、他の画素ブロックと区別するべく、図４において符号６０を付している。）を除いて、対応する焦点検出領域に配置され瞳分割に関して対をなす２個のＡＦ用画素２０Ｆ（ＡＦ用画素２０ＲとＡＦ用画素２０Ｌ）と、２個の撮像用画素２０Ａとからなる。Ｙ軸方向に延びた焦点検出領域３３〜３５のいずれかの領域の一部を含む各画素ブロックは、画素ブロック６０を除いて、対応する焦点検出領域に配置され瞳分割に関して対をなす２個のＡＦ用画素２０Ｆ（ＡＦ用画素２０ＵとＡＦ用画素２０Ｄ）と、２個の撮像用画素２０Ａとからなる。画素ブロック６０は、対応する焦点検出領域に配置された３個のＡＦ用画素２０Ｆ（ＡＦ用画素２０ＲとＡＦ用画素２０ＬとＡＦ用画素２０Ｕ）と、１個の撮像用画素２０Ａとからなる。画素ブロック６０にはＡＦ用画素２０Ｕと対をなすＡＦ用画素２０Ｄが設けられていないので、画素ブロック６０のＡＦ用画素２０Ｕからの焦点検出用信号は実際には焦点検出用に用いることはできない。よって、画素ブロック６０のＡＦ用画素２０Ｕは、撮像用画素２０Ａで置き換えてもよい。焦点検出領域３２〜３７のいずれの領域の一部も含まない各画素ブロックは、４個の撮像用画素２０Ａからなる。
【００５０】
このようにして、本実施の形態では、ＡＦ用画素２０Ｒ，２０Ｌは、各焦点検出領域３２，３６，３７において、Ｘ軸方向に並んだ２つ以上の画素ブロックに渡って、同一の行において順次隣り合うように一直線状に配置されている。また、ＡＦ用画素２０Ｕ，２０Ｄは、各焦点検出領域３３〜３５において、Ｙ軸方向に並んだ２つ以上の画素ブロックに渡って、同一の列において順次隣り合うように一直線状に配置されている。このようにＡＦ用画素２０Ｆが同一の行又は列において順次隣り合うように一直線状に配置されているので、焦点検出の精度が高まる。
【００５１】
撮影レンズ２の焦点調節状態を検出する際には、ＡＦ用画素２０Ｆから出力される焦点検出用信号が用いられる。また、撮像時には、２個のＡＦ用画素２０Ｆ及び２個の撮像用画素２０Ａからなる画素ブロックに関しては、２個の撮像用画素２０Ａの出力が、当該画素ブロックの撮像用信号として使用される。すなわち、まず、２個の撮像用画素２０Ａから個別に出力される撮像用信号は、固体撮像素子３内あるいは固体撮像素子３外にて合算される。しかし、２個のＡＦ用画素２０Ｆは、撮像用信号を生成しない。そこで、同一画素ブロックの４個の画素が配置される領域は、概略同一の光量であると近似する。そして、前記合算された撮像用信号は、更に２倍にされて４個分の画素の撮像用信号とするのである。なお、画素ブロック６０については、１個の撮像用画素２０Ａの撮像用信号を４倍にして４個分の画素の撮像用信号とすればよい。
【００５２】
換言すれば、本固体撮像素子３では、撮像時にＡＦ用画素２０Ｆを補間する場合、当該ＡＦ用画素２０Ｆに隣接する撮像用画素２０Ａの信号を補間用の信号として使用することができる。したがって、個々の画素をベイヤー配列に従って又はベイヤー配列に準じて配列していた前記従来の固体撮像素子に比べて、ＡＦ用画素２０Ｆに関する補間の精度を向上させて画質を向上させることができる。
【００５３】
この点について、図１３に示す比較例と比較して説明する。図１３は本固体撮像素子３と比較される比較例による固体撮像素子７０の画素配置を模式的に示す一部拡大概略平面図であり、図４に対応している。図１３において、図４中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。この比較例が本固体撮像素子３と異なる所は、各撮像用画素２０Ａのカラーフィルタ５０（図１３では図示せず。）の色が、個々の画素毎のベイヤー配列に従って設定されている点と、ＡＦ用画素２０Ｆ（ＡＦ用画素２０Ｒ，２０Ｌ，２０Ｕ，２０Ｄ）にはカラーフィルタ５０が設けられていない点のみである。図１３においてＡＦ用画素２０Ｆに付したＲ，Ｇ，Ｂは、カラーフィルタ５０の色ではなく、その画素の位置で本来得るべき撮像用画素の色を示している。この比較例では、例えば、Ｒ信号に関して、符号７１を付したＡＦ用画素２０Ｌを補間する場合、符号７２，７３を付した２個のＡＦ用画素２０Ｆの撮像用信号の平均値を得て、これをＡＦ用画素２０Ｆの撮像用信号として補間することなる。このように、この比較例では、画素７１から遠い画素７２，７３を用いて補間しなければならないので、例えば、３行幅のＸ軸方向に延びた線状の被写体像がちょうど焦点検出領域３２上に形成されても、画素７２，７３にはキャッチされない。よって、この比較例では、前述した補間を行ってもその線状の被写体を検出することができず、補間の精度は低い。これに対し、本固体撮像素子３では、ＡＦ用画素２０Ｆに隣接する撮像用画素２０Ａの信号を補間用の信号として使用することができるので、例えば、３行幅のＸ軸方向に延びた線状の被写体像がちょうど焦点検出領域３２上に形成されると、隣接する対応色の撮像用画素２０Ａにキャッチされる。よって、本固体撮像素子３では、その線状の被写体を検出することができず、補間の精度は高い。
【００５４】
本実施の形態では、前述したように、撮像用画素２０ＡのみならずＡＦ用画素２０Ｆにも、カラーフィルタ５０が配置されている。しかし、これに限らず、ＡＦ用画素２０Ｆにはカラーフィルタ５０を設けなくてもよい。ＡＦ用画素２０Ｆにカラーフィルタ５０を設けない場合、入射波長が制限されないのでＡＦ用画素２０Ｆのフォトダイオード４１に対する入射光量が増大する。その結果、焦点検出用信号のＳＮ比が高まり、焦点検出の精度が高まる。これらの点は、後述する各実施の形態についても同様である。
【００５５】
本実施の形態のようにＡＦ用画素２０Ｆにカラーフィルタ５０を設ける場合、前述したようにして１つの画素ブロックの４個分の撮像用信号を得ることで、ＡＦ用画素２０Ｆを焦点検出用信号を生成する画素としてのみ用いてもよいが、ＡＦ用画素２０Ｆを、撮像用信号を生成する画素としても用いることも可能である。本実施の形態では、ＡＦ用画素２０Ｆの光電変換部の有効面積（本実施の形態では、遮光層４３の開口４３ｂ〜４３ｅの面積により定まる。）は、撮像用画素２０Ａの光電変換部の有効面積（本実施の形態では、遮光層４３の開口４３ａの面積により定まる。）の半分とされている。よって、２個のＡＦ用画素２０Ｆ及び２個の撮像用画素２０Ａからなる画素ブロックに関しては、２個のＡＦ用画素２０Ｆ及び２個の撮像用画素２０Ａからそれぞれ個別に出力される信号を合算することで、３個分の画素の撮像用信号が得られる。この３個分の画素の撮像用信号に４／３を乗ずることで、４個分の画素の撮像用信号とすればよい。なお、画素ブロック６０については、１個の撮像用画素２０Ａ及び３個のＡＦ用画素２０Ｆの信号を合算した後に８／５を乗ずることで、４個分の画素の撮像用信号とすればよい。
【００５６】
なお、４個の撮像用画素２０Ａからなる画素ブロックに関しては、４個の撮像用画素２０Ａから個別に出力される撮像用信号は、固体撮像素子３内あるいは固体撮像素子３外にて合算される。合算された信号は、その画素ブロックの画像情報となる。
【００５７】
図１０は、図１中の固体撮像素子３の１つの画素ブロックをなす２×２個の画素２０を示す回路図である。図１０は、焦点検出領域３３の一部を含む画素ブロック（図４参照）、すなわち、２個のＡＦ用画素２０Ｆ（ＡＦ用画素２０ＵとＡＦ用画素２０Ｄ）及び２個の撮像用画素２０Ａを示している。
【００５８】
本実施の形態では、いずれの画素２０（撮像用画素２０Ａ、ＡＦ用画素２０Ｒ、ＡＦ用画素２０Ｌ、ＡＦ用画素２０Ｕ、ＡＦ用画素２０Ｄ）も、同一の回路構成を有している。各画素は、入射光に応じた電荷を生成し蓄積する光電変換部としてのフォトダイオード４１と、前述した電荷を受け取って前述した電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部としてのフローティングディフュージョン（ＦＤ）８１と、ＦＤ８１の電位に応じた信号を出力する増幅部としての画素アンプ８２と、フォトダイオード４１からＦＤ８１に電荷を転送する電荷転送部としての転送トランジスタ８３と、ＦＤ８１の電位をリセットするリセット部としてのリセットトランジスタ８４と、当該画素２０を選択する選択部としての選択トランジスタ８５と、を備えている。なお、図１０において、Ｖｄｄは電源である。この画素２０の回路構成は、ＣＭＯＳ固体撮像素子の単位画素の回路構成として一般的なものである。
【００５９】
本実施の形態では、転送トランジスタ８３、画素アンプ８２、リセットトランジスタ８４、選択トランジスタ８５は、いずれもＮＭＯＳトランジスタで構成されている。
【００６０】
各画素２０の転送トランジスタ８３のゲート電極は、画素行ごとに共通に接続されて、垂直走査回路２１から駆動配線２３を介して駆動信号φＴＧが供給される。各画素２０の選択トランジスタ８５のゲート電極は、画素行毎に共通に接続されて、垂直走査回路２１から駆動配線２３を介して駆動信号φＳが供給される。各画素２０のリセットトランジスタ８４のゲート電極は、画素行毎に共通に接続されて、垂直走査回路２１から駆動配線２３を介して駆動信号φＦＤＲが供給される。
【００６１】
図１１は、固体撮像素子３の動作例を示すタイミングチャートである。この例は、ローリングシャッタの場合の例を示している。なお、ここでは、撮像用信号を出力することで説明する。しかし、焦点検出用信号を出力する場合も、読み出す領域（行、列）が限定されるだけであり、基本的に同じである。
【００６２】
まず、選択行のφＦＤＲがハイとなっている間にφＴＧがハイ、ローとされることによりフォトダイオード４１がリセットされる。所定時間経過後に、φＳがハイとされて、選択行の選択トランジスタ８５がオンとされる。φＳがハイの開始時点から一定時間だけφＦＤＲがハイにされてＦＤ８１のレベルが基準レベルにリセットされ、その後φＦＤＲがローにされる。次いで、ＦＤ８１の基準レベルに応じたレベル（ダークレベル）が、画素アンプ８２から垂直信号線２５を介してＣＤＳ回路２７に蓄積される。
【００６３】
次いで、φＴＧが再度ハイ、ローとされる。これにより、フォトダイオード４１に蓄積されていた電荷がＦＤ８１に転送される。その後、基準レベルとこの電荷による信号の重畳された信号に応じたレベルの信号が、画素アンプ８２から垂直信号線２５を介してＣＤＳ回路２７に蓄積される。そして、ＣＤＳ回路２７によって、ここで蓄積された信号と先のダークレベルとの差分を取ることで得た撮像用信号が出力される。そして、順次各列の撮像用信号が水平信号線に出力される。
【００６４】
その後、次の行が選択されて同様に信号が出力されていく。
【００６５】
図１２は、固体撮像素子３の他の動作例を示すタイミングチャートである。この例は、全画素同時に露光する場合の例を示している。まず、全行のφＦＤＲがハイとされている状態で全行同時にφＴＧがハイとされる。これにより、全画素２０のフォトダイオード４１に蓄積されていた電荷が同時にリセットされる。なお、φＴＧがローにされた時点からφＴＧが再度ハイとされるまでの時間が、露光時間となる。
【００６６】
所定時間経過後、選択行のφＳがハイとされる。次いで、φＴＧが再度ハイ、ローとされる（この動作は全行同時に行われる。）。これにより、全行同時に、フォトダイオード４１に蓄積されていた電荷がＦＤ８１に転送される。選択行においては、この電荷による信号に応じたレベルの信号が、画素アンプ８２から垂直信号線２５を介してＣＤＳ回路２７に蓄積される。ここでは、ＣＤＳ回路２７は、ダークレベルを利用した相関二重サンプリング処理（ＣＤＳ処理）は行わず、単に、前記電荷による信号に応じたレベルの信号を一時的に蓄積する回路として用いられる。そして、順次各列の撮像用信号が水平信号線に出力される。
【００６７】
その後、次の行が選択されて同様に信号が出力されていく。
【００６８】
ここでは、簡略化のため、ＣＤＳ処理を行わないものとして説明した。しかしながら、全画素同時に露光する場合であっても、ＣＤＳ処理を行うことが好ましいことは、言うまでもない。この場合には、例えば、前記特許文献１（特開平１１−１７７０７６号公報）に開示されているように、フォトダイオード４１とＦＤ８１との間に、フォトダイオード４１からの電荷を一時的に蓄積する蓄積部（容量）を設け、転送トランジスタ８３の代わりに、フォトダイオード４１から前記蓄積部に電荷を転送する第１の転送トランジスタ、及び、前記蓄積部からＦＤ８１に電荷を転送する第２の転送トランジスタを設ければよい。
【００６９】
ここで、本実施の形態による電子カメラ１の動作の一例について、説明する。
【００７０】
操作部９ａのレリーズ釦の半押し操作が行われると、電子カメラ１内のマイクロプロセッサ９は、その半押し操作に同期して撮像制御部４を駆動する。撮像制御部４は、被写体の確認を行うために予め定めた公知の手法により、撮像用画素２０Ａのうちの全画素又は所定画素から被写体確認用の撮像信号を読み出し、メモリ７に蓄積する。このとき、全画素を読み出す場合は、例えば、前記図１１又は図１２に示す動作と同様の動作を行う。そして、画像処理部１３は、その信号から、画像認識技術を利用して被写体を認識する。例えば、顔認識モードの場合、被写体として顔を認識する。このとき、画像処理部１３は、被写体の位置及び形状を得る。
【００７１】
その後、マイクロプロセッサ９は、先に得られた被写体の位置及び形状に従って、焦点検出領域３２〜３７のうちから、被写体に対する焦点調節状態を精度良く検出するのに最適な、焦点検出に用いるべき、オートフォーカス用ラインセンサに相当する焦点検出領域を設定する。また、マイクロプロセッサ９は、前記認識結果等に基づいて、焦点検出用の撮影条件（絞り、焦点調節状態、シャッタ時間等）を設定する。
【００７２】
引き続いて、マイクロプロセッサ９は、先に設定した絞り等の条件となるようにレンズ制御部２ａを作動させ、先に設定したシャッタ時間等の条件でかつ先に設定した焦点検出領域のＡＦ用画素２０Ｆの画素列の座標に従って、撮像制御部４を駆動することで、焦点検出用信号を読み出し、メモリ７に蓄積する。このとき、前述した図１１又は図１２に示す動作と同様の動作によって、焦点検出用信号を読み出す。
【００７３】
次に、マイクロプロセッサ９は、先に取得されメモリ７に格納された全画素の信号のうちから、先に設定した焦点検出領域のＡＦ用画素２０Ｆからの焦点検出用信号をピックアップし、それらの信号に基づいて瞳分割位相差方式に従った演算（焦点調節状態の検出処理）を焦点検出演算部１０に行わせることで、焦点検出演算部１０にデフォーカス量を算出させる。
【００７４】
次いで、マイクロプロセッサ９は、先に算出されたデフォーカス量に応じて合焦状態となるように、レンズ制御部２ａに撮影レンズ２を調節させる。引き続いて、マイクロプロセッサ９は、本撮影のための撮影条件（絞り、シャッタ時間等）を設定する。
【００７５】
次に、マイクロプロセッサ９は、本撮影のために設定した絞り等の条件となるようにレンズ制御部２ａを作動させ、操作部９ａのレリーズ釦の全押し操作に同期して、本撮影のために設定したシャッタ時間等の条件で撮像制御部４を駆動することで、画像信号を読み出して本撮影を行う。このとき、前述した図１１又は図１２に示す動作と同様の動作によって、撮像用信号を読み出す。撮像制御部４によって、この撮像用信号は、メモリ７に蓄積される。
【００７６】
次いで、マイクロプロセッサ９は、前述したような画素ブロック毎の４個分の画素の撮像用信号を得る処理（補間処理を含む）を画像処理部１３に行わせ、これを画像信号としてメモリ７に蓄積させる。
【００７７】
その後、マイクロプロセッサ９は、操作部９ａの指令に基づき、必要に応じて画像処理部１３や画像圧縮部１２にて所望の処理を行い、記録部に処理後の信号を出力させ記録媒体１１ａに記録する。
【００７８】
本実施の形態によれば、前述したように、ＡＦ用画素２０Ｆに関する補間の精度を向上させて画質を向上させることができる。
【００７９】
［第２の実施の形態］
【００８０】
図１４は、本発明の第２の実施の形態による電子カメラで用いられている固体撮像素子９０の画素の配置を模式的に示す一部拡大概略平面図であり、図４に対応している。図１４において、図４中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【００８１】
本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる所は、基本的に、固体撮像素子３に代えて固体撮像素子９０が用いられている点のみである。固体撮像素子９０が固体撮像素子３と異なる所は、以下に説明する点のみである。なお、以下に説明する焦点検出領域３４〜３７の図示は、省略する。
【００８２】
固体撮像素子３では、Ｘ軸方向に延びた各焦点検出領域３２，３６，３７が一画素行の領域であるとともにＹ軸方向に延びた各焦点検出領域３３〜３５が一画素列の領域であるのに対し、固体撮像素子９０では、各焦点検出領域３２，３６，３７が２画素行の領域であるとともに各焦点検出領域３３〜３５が２画素列の領域である。
【００８３】
固体撮像素子３では、ＡＦ用画素２０Ｆは、各焦点検出領域３２〜３７において、２つ以上の画素ブロックに渡って、同一の行又は列において順次隣り合うように一直線状に配置されている。これに対し、固体撮像素子９０では、ＡＦ用画素２０Ｒ，２０Ｌは、各焦点検出領域３２，３６，３７において、Ｘ軸方向に並んだ２つ以上の画素ブロックに渡って、隣り合う２つの行においてジグザグ状に配置されている。また、ＡＦ用画素２０Ｕ，２０Ｄは、各焦点検出領域３３〜３５において、Ｙ軸方向に並んだ２つ以上の画素ブロックに渡って、隣り合う２つの列においてジグザグ状に配置されている。
【００８４】
本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と基本的に同様の利点が得られる。また、本実施の形態によれば、ＡＦ用画素２０Ｆが２つの行又は列においてジグザグ状に配置されているので、前記第１の実施の形態と比べると焦点検出の精度は低下するものの、前記第１の実施の形態と比べて更に画質を向上させることができる。すなわち、固体撮像素子３では、例えば、１行幅のＸ軸方向に延びた線状の被写体像がちょうど図４中の１行幅の焦点検出領域３２上に形成されると、その線状の被写体を検出することができない。これに対し、固体撮像素子９０では、例えば、１行幅のＸ軸方向に延びた線状の被写体像がちょうど図４中の１行幅の焦点検出領域３２のうちの１行の領域にちょうど形成されても、線状の被写体は、その１行の領域の１画素置きの撮像用画素２０Ａで検出することができるので、画質が向上するのである。
【００８５】
［第３の実施の形態］
【００８６】
図１５は、本発明の第３の実施の形態による電子カメラで用いられている固体撮像素子１００（特にその有効画素領域１０１）を模式的に示す概略平面図であり、図３に対応している。図１６及び図１７はそれぞれ、固体撮像素子１００の画素の配置を模式的に示す一部拡大概略平面図であり、図４に対応している。図１６は図１５中の固体撮像素子１００の有効画素領域１０１の中間領域１０１ａの一部の領域を示し、図１７は有効画素領域１０１の上部領域１０１ｂ又は下部領域１０１ｃの一部の領域を示している。図１８は、固体撮像素子１００の１つの画素ブロックをなす２×２個の画素２０を示す回路図であり、図１０に対応している。図１５乃至図１８において、図４及び図１０中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【００８７】
本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる所は、基本的に、固体撮像素子３に代えて固体撮像素子１００が用いられている点のみである。固体撮像素子１００が固体撮像素子３と異なる所は、以下に説明する点のみである。
【００８８】
固体撮像素子１００では、有効画素領域１０１には、予め固定的に設定された焦点検出領域は設けられておらず、ＡＦ用画素２０Ｆを有する画素ブロックが、有効画素領域１０１の全体に２次元状に配置されている。有効画素領域１０１の中間領域１０１ａには、図１６に示すように、２個のＡＦ用画素２０Ｆ（ＡＦ用画素２０ＵとＡＦ用画素２０Ｄ）及び２個の撮像用画素２０Ａからなる画素ブロックが、２次元状に配置されている。中間領域１０１ａでは、ＡＦ用画素２０Ｕ，２０Ｄは、１列置きの各列において、順次隣り合うように一直線状に配置されている。有効画素領域１０１の上部領域１０１ｂ及び下部領域１０１ｃには、図１７に示すように、２個のＡＦ用画素２０Ｆ（ＡＦ用画素２０ＲとＡＦ用画素２０Ｌ）及び２個の撮像用画素２０Ａからなる画素ブロックが、２次元状に配置されている。上部領域１０１ｂ及び下部領域１０１ｃでは、ＡＦ用画素２０Ｒ，２０Ｌは、１行置きの各行において、順次隣り合うように一直線状に配置されている。なお、ＡＦ用画素２０Ｆが同一の行又は列において順次隣り合うように一直線状に配置されているので、焦点検出の精度が高まる。
【００８９】
このように、本実施の形態では、ＡＦ用画素２０Ｆを有する画素ブロックを有効画素領域１０１の全体に配置することで、ＡＦ用画素２０Ｆが有効画素領域１０１の全体に渡って分布している。このため、被写体に応じて最適化された位置のＡＦ用画素２０Ｆの信号に基づいて焦点調節状態を検出することができる。したがって、焦点検出の精度がより高まる。このような利点は、有効画素領域１０１の大部分の領域に、ＡＦ用画素２０Ｆを有する画素ブロックを配置すれば、得ることができる。例えば、固体撮像素子１００において、有効画素領域１０１の外周に接する画素ブロックのみを、４個の撮像用画素２０Ａからなる画素ブロックで置き換えてもよい。この場合も、固体撮像素子１００と同様の利点が得られる。
【００９０】
そして、本実施の形態では、このようにＡＦ用画素２０Ｆが有効画素領域１０１の全体に渡って分布しているにも拘わらずに、前記第１の実施の形態と同様に、撮像時にＡＦ用画素２０Ｆを補間する場合に当該ＡＦ用画素２０Ｆに隣接する撮像用画素２０Ａの信号を補間用の信号として使用することができるので、ＡＦ用画素２０Ｆに関する補間の精度を向上させて画質を向上させることができる。
【００９１】
以上説明したような画素配置を採用した場合であっても、各画素２０の回路構成は前記第１の実施の形態と同じ回路構成を採用してもよい。しかし、本固体撮像素子１００では、図１８に示すように、各画素ブロックの同じ列の２個の画素２０は１つの出力部を共有している。すなわち、同じ画素ブロックのＹ軸方向の２個の画素２０は、１組の選択トランジスタ８４、リセットトランジスタ８２及び画素アンプ８５を、共有している。この２個の画素２０にそれぞれＦＤ８１が設けられているが、これらのＦＤ８１は同じ画素アンプ８４のゲート電極８４に接続されているため、これらのＦＤ８１は全体として１つのフローティングディフュージョンとして機能する。よって、この２個の画素２０は、フローティングディフュージョン（電荷電圧変換部）も共有していることになる。なお、図１８は、図１６中の１つの画素ブロック、すなわち、２個のＡＦ用画素２０Ｆ（ＡＦ用画素２０ＵとＡＦ用画素２０Ｄ）及び２個の撮像用画素２０Ａを示している。
【００９２】
なお、各画素ブロックの＋Ｙ側の画素２０の転送トランジスタ８３のゲート電極は、画素行ごとに共通に接続されて、垂直走査回路２１から駆動配線２３を介して駆動信号φＴＧＡが供給される。各画素ブロックの−Ｙ側の画素２０の転送トランジスタ８３のゲート電極は、画素行ごとに共通に接続されて、垂直走査回路２１から駆動配線２３を介して駆動信号φＴＧＡが供給される。
【００９３】
このように、本実施の形態では、各画素ブロックの同じ列の２個の画素２０は１つの出力部を共有しているので、必要な出力部の数が減ることでフォトダイオード４１の開口率を増大させることができるという利点が得られるだけでなく、ＡＦ用画素２０Ｆに関する補間に関連した特有の利点も得られる。すなわち、出力部を共有した２つの画素２０のフォトダイオードから電荷を同時にＦＤ８１へ転送させることで、両者の電荷を混合させて画素混合を行うことが可能となる。このため、第１の実施の形態において説明したように画素ブロックの２個のＡＦ用画素２０Ｆ及び２個の撮像用画素２０Ａの信号を合算して４／３を乗ずることで、４個分の画素の撮像用信号とする場合に、その合算処理の一部を画素混合により自動的に行うことができる。よって、このような画素混合を行うように信号読み出しを行えば、画素からの信号出力後の合算処理（すなわち、補間処理の一部）を低減させることができる。このことを、図１９を参照して説明する。また、図２０を参照して、このような画素混合を行わずに焦点検出用信号を得ることもできることを説明する。
【００９４】
図１９は、固体撮像素子１００の動作例を示すタイミングチャートである。この例は、ローリングシャッタの場合に、画素混合を行って撮像用信号を得る例を示している。
【００９５】
まず、同じ画素ブロックに含まれる２つの選択行のφＦＤＲがハイとなっている間に、２つの選択行のφＴＧＡ，φＴＧＢが同時にハイ、ローとされることにより、２つの選択行のフォトダイオード４１がリセットされる。所定時間経過後に、φＳがハイとされて、２つの選択行の選択トランジスタ８５がオンとされる。φＳがハイの開始時点から一定時間だけ２つの選択行のφＦＤＲがハイにされてＦＤ８１のレベルが基準レベルにリセットされ、その後φＦＤＲがローにされる。次いで、ＦＤ８１の基準レベルに応じたレベル（ダークレベル）が、画素アンプ８２から垂直信号線２５を介してＣＤＳ回路２７に蓄積される。
【００９６】
次いで、φＴＧＡ，φＴＧＢが再度同時にハイ、ローとされる。これにより、２行のフォトダイオード４１に蓄積されていた電荷がＦＤ８１に転送されて、ＦＤ８１で混合される。その後、基準レベルとこの混合電荷による信号の重畳された信号に応じたレベルの信号が、画素アンプ８２から垂直信号線２５を介してＣＤＳ回路２７に蓄積される。そして、ＣＤＳ回路２７によって、ここで蓄積された信号と先のダークレベルとの差分を取ることで得た撮像用信号が出力される。そして、順次各列の撮像用信号が水平信号線に出力される。
【００９７】
その後、次の２つの行が選択されて同様に信号が出力されていく。
【００９８】
図２０は、固体撮像素子１００の他の動作例を示すタイミングチャートである。この例は、ローリングシャッタの場合に、画素混合を行わずに、焦点検出用信号を得る例を示している。図２０に示す動作が図１９に示す動作と異なる点は、２行別々に画素から信号を読み出す点にある。なお、図２０では、ローリングシャッタで読み出しており、１行目と２行目の露光タイミングがずれている。これを嫌うなら、最初にφＴＧＡ，φＴＧＢをハイ、ローとするタイミングを同時にすれば良い。最後にφＴＧＡ，φＴＧＢをハイ、ローとするタイミングは、１行目と２行目とで若干ずらすことになり、正確には両者の露光タイミングは一致しない。しかし、その時間差はわずかであり、オートフォーカスが誤動作するようなレベルではない。
【００９９】
なお、有効画素領域１０１の全体に、図１６に示すように、２個のＡＦ用画素２０Ｆ（ＡＦ用画素２０ＵとＡＦ用画素２０Ｄ）及び２個の撮像用画素２０Ａからなる画素ブロックを、２次元状に配置してもよい。この場合、１個の撮像用画素２０Ａが画素混合される相手は、もう１個の撮像用画素２０Ａのみであり、撮像用画素２０ＡとＡＦ用画素２０Ｆとが画素混合されることはない。よって、この場合、ＡＦ用画素２０Ｆには、カラーフィルタ５０を設けなくてもよい。
【０１００】
［第４の実施の形態］
【０１０１】
図２１及び図２２はそれぞれ、本発明の第４の実施の形態による電子カメラで用いられている固体撮像素子１１０の画素の配置を模式的に示す一部拡大概略平面図であり、図４に対応している。図２１は固体撮像素子１１０の有効画素領域の中間領域（図１５中の中間領域１０１ａに相当）の一部の領域を示し、図２２は固体撮像素子１１０の有効画素領域の上部領域（図１５中の上部領域１０１ｂに相当）又は下部領域（図１５中の下部領域１０１ｃに相当）の一部を示している。図２１及び図２２において、図４中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【０１０２】
本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる所は、基本的に、固体撮像素子３に代えて固体撮像素子１１０が用いられている点のみである。固体撮像素子１１０が固体撮像素子３と異なる所は、以下に説明する点のみである。
【０１０３】
固体撮像素子１１０では、その有効画素領域には、予め固定的に設定された焦点検出領域は設けられておらず、ＡＦ用画素２０Ｆを有する画素ブロックが、有効画素領域の全体に渡って分布するように配置されている。有効画素領域の中間領域（図１５中の中間領域１０１ａに相当）には、ＡＦ用画素２０Ｕ及びＡＦ用画素２０Ｄが、Ｇの画素ブロックにのみ配置されている。有効画素領域の上部領域（図１５中の上部領域１０１ｂに相当）及び下部領域（図１５中の下部領域１０１ｃに相当）には、ＡＦ用画素２０Ｒ及びＡＦ用画素２０Ｌが、Ｇの画素ブロックにのみ配置されている。
【０１０４】
このように、本実施の形態では、ＡＦ用画素２０Ｆが有効画素領域の全体に渡って分布しているので、被写体に応じて最適化された位置のＡＦ用画素２０Ｆの信号に基づいて焦点調節状態を検出することができる。したがって、焦点検出の精度がより高まる。
【０１０５】
そして、本実施の形態では、このようにＡＦ用画素２０Ｆが有効画素領域の全体に渡って分布しているにも拘わらずに、前記第１の実施の形態と同様に、撮像時にＡＦ用画素２０Ｆを補間する場合に当該ＡＦ用画素２０Ｆに隣接する撮像用画素２０Ａの信号を補間用の信号として使用することができるので、ＡＦ用画素２０Ｆに関する補間の精度を向上させて画質を向上させることができる。
【０１０６】
なお、本実施の形態のようにＧの画素ブロックのみにＡＦ用画素２０Ｆを配置する代わりに、Ｂの画素ブロックのみにＡＦ用画素２０Ｆを配置してもよいし、Ｒの画素ブロックのみにＡＦ用画素２０Ｆを配置してもよい。
【０１０７】
［第５の実施の形態］
【０１０８】
図２３及び図２４はそれぞれ、本発明の第５の実施の形態による電子カメラで用いられている固体撮像素子１２０の画素の配置を模式的に示す一部拡大概略平面図であり、図４に対応している。図２３は固体撮像素子１２０の有効画素領域の中間領域（図１５中の中間領域１０１ａに相当）の一部の領域を示し、図２４は固体撮像素子１１０の有効画素領域の上部領域（図１５中の上部領域１０１ｂに相当）又は下部領域（図１５中の下部領域１０１ｃに相当）の一部を示している。図２３及び図２４において、図４中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【０１０９】
本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる所は、基本的に、固体撮像素子３に代えて固体撮像素子１２０が用いられている点のみである。固体撮像素子１２０が固体撮像素子３と異なる所は、以下に説明する点のみである。
【０１１０】
固体撮像素子１２０では、その有効画素領域には、予め固定的に設定された焦点検出領域は設けられておらず、ＡＦ用画素２０Ｆを有する画素ブロックが、有効画素領域の全体に２次元状に配置されている。有効画素領域の中間領域（図１５中の中間領域１０１ａに相当）には、図２３に示すように、２個のＡＦ用画素２０Ｆ（ＡＦ用画素２０ＵとＡＦ用画素２０Ｄ）及び２個の撮像用画素２０Ａからなる画素ブロックが、２次元状に配置されている。この中間領域では、ＡＦ用画素２０ＵとＡＦ用画素２０Ｄは、いずれの隣り合う２列においてもジグザグ状に配置されている。有効画素領域の上部領域（図１５中の上部領域１０１ｂに相当）及び下部領域（図１５中の下部領域１０１ｃに相当）には、図２４に示すように、２個のＡＦ用画素２０Ｆ（ＡＦ用画素２０ＲとＡＦ用画素２０Ｌ）及び２個の撮像用画素２０Ａからなる画素ブロックが、２次元状に配置されている。この上部領域及び下部領域では、ＡＦ用画素２０ＲとＡＦ用画素２０Ｌは、いずれの隣り合う２行においてもジグザグ状に配置されている。なお、ＡＦ用画素２０Ｆがジグザグ状に配置されているので、前記第２の実施の形態の場合と同じ理由で、前記第３の実施の形態に比べて画質が向上する。
【０１１１】
このように、本実施の形態では、ＡＦ用画素２０Ｆが有効画素領域の全体に渡って分布しているので、被写体に応じて最適化された位置のＡＦ用画素２０Ｆの信号に基づいて焦点調節状態を検出することができる。したがって、焦点検出の精度がより高まる。
【０１１２】
そして、本実施の形態では、このようにＡＦ用画素２０Ｆが有効画素領域の全体に渡って分布しているにも拘わらずに、前記第１の実施の形態と同様に、撮像時にＡＦ用画素２０Ｆを補間する場合に当該ＡＦ用画素２０Ｆに隣接する撮像用画素２０Ａの信号を補間用の信号として使用することができるので、ＡＦ用画素２０Ｆに関する補間の精度を向上させて画質を向上させることができる。
【０１１３】
以上説明したような画素配置を採用した場合であっても、各画素２０の回路構成は前記第１の実施の形態と同じ回路構成を採用してもよい。この場合、ＡＦ用画素２０Ｆにカラーフィルタ５０を設けなくてもよい。
【０１１４】
その代わりに、前記第３の実施の形態の場合と同様に、各画素ブロックの同じ列の２個の画素２０が１つの出力部を共有する回路構成を採用してもよい。この場合には、ＡＦ用画素２０Ｆにもカラーフィルタ５０を設けておけばよい。
【０１１５】
［第６の実施の形態］
【０１１６】
図２５は、本発明の第６の実施の形態による電子カメラで用いられている固体撮像素子１３０の画素の配置を模式的に示す一部拡大概略平面図であり、図４に対応している。図２５において、図４中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【０１１７】
本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる所は、基本的に、固体撮像素子３に代えて固体撮像素子１３０が用いられている点のみである。固体撮像素子１３０が固体撮像素子３と異なる所は、以下に説明する点のみである。
【０１１８】
固体撮像素子１２０では、固体撮像素子３において、全てのＡＦ用画素２０Ｒ，２０ＬがそれぞれＡＦ用画素２０Ｈで置き換えられ、全てのＡＦ用画素２０Ｕ，２０ＤがそれぞれＡＦ用画素２０Ｖで置き換えられている。
【０１１９】
図２６（ａ）はＡＦ用画素２０Ｈの主要部を模式的に示す概略平面図、図２６（ｂ）は図２６（ａ）中のＸ７−Ｘ８線に沿った概略断面図である。図２７（ａ）はＡＦ用画素２０Ｖの主要部を模式的に示す概略平面図、図２７（ｂ）は図２７（ａ）中のＹ５−Ｙ６線に沿った概略断面図である。図２８は、固体撮像素子１３０の１つの画素ブロックをなす２×２個の画素を示す回路図である。図２８は、焦点検出領域３３の一部を含む画素ブロック（図２５参照）、すなわち、２個のＡＦ用画素２０Ｖ及び２個の撮像用画素２０Ａを示している。図２６乃至図２８において、図５及び図１０中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【０１２０】
ＡＦ用画素２０ＨとＡＦ用画素２０Ｖは、同一の回路構成を有している。ＡＦ用画素２０Ｈ，２０Ｖが撮像用画素２０Ａと回路構成上異なる所は、１つのフォトダイオード４１に代えて、それを２つに分割したような２つのフォトダイオード４１ａ，４１ｂを有する点と、これに伴い、１つの転送トランジスタ８３に代えて、互いに独立して作動し得る２つの転送トランジスタ８３ａ，８３ｂを有する点のみである。転送トランジスタ８３ａはフォトダイオード４１ａからＦＤ８１へ電荷を転送し、転送トランジスタ８３ｂはフォトダイオード４１ｂからＦＤ８１へ電荷を転送する。
【０１２１】
図２６、図２７及び図５から理解される通り、ＡＦ用画素２０Ｈでは、フォトダイオード４１ａ，４１ｂは、フォトダイオード４１に相当するフォトダイオードを−Ｘ側と＋Ｘ側に２分割することによって構成されている。ＡＦ用画素２０Ｖでは、フォトダイオード４１ａ，４１ｂは、フォトダイオード４１に相当するフォトダイオードを＋Ｙ側と−Ｙ側に２分割することによって構成されている。
【０１２２】
撮像用画素２０Ａの転送トランジスタ８３及びＡＦ用画素２０Ｖ，２０Ｈの一方の転送トランジスタ８３ａのゲート電極は、画素行ごとに共通に接続されて、垂直走査回路２１から駆動配線２３を介して駆動信号φＴＧＡが供給される。ＡＦ用画素２０Ｖ，２０Ｈの他方の転送トランジスタ８３ｂのゲート電極は、画素行毎に共通に接続されて、垂直走査回路２１から駆動配線２３を介して駆動信号φＴＧＢが供給される。
【０１２３】
図２９は、固体撮像素子１３０の動作例を示すタイミングチャートである。この例は、ローリングシャッタの場合に、撮像用信号を得る例を示している。この動作例は、前記第１の実施の形態において説明した図１１に示す動作と同様である。φＴＧＡを図１１中のφＴＧと同一にしている。この例では、ＡＦ用画素２０Ｈ，２０Ｖからの信号は使用せず意味を持たないため、φＴＧＢは任意でよい。したがって、図２９にはφＴＧＢを記載していない。
【０１２４】
図３０は、固体撮像素子１３０の他の動作例を示すタイミングチャートである。この例は、ローリングシャッタの場合に、焦点検出用信号を得る例を示している。図３０に示す動作が図２９に示す動作と異なる所は、２つのフォトダイオード４１ａ，４１ｂから信号を別々に読み出す点である。すなわち、図３０に示す動作では、φＳがハイとなり選択されている間は、ＡＦ用画素２０Ｈ，２０Ｖに関しては、一方のフォトダイオード４１ａの電荷を読み、次いで他方のフォトダイオード４１ｂの電荷を読むようになっている。
【０１２５】
本実施例によっても、前記第１の実施の形態と同様の利点が得られる。また、本実施の形態によれば、ＡＦ用画素として、それぞれ２つのフォトダイオード４１ａ，４１ｂを持つＡＦ用画素２０Ｈ，２０Ｖが用いられているので、焦点検出用信号を得る場所の分布密度が高まる。したがって、焦点検出の精度がより高まる。
【０１２６】
第１の実施の形態における固体撮像素子３を変形して本実施の形態における固体撮像素子１３０を得たのと同様に、前記各実施の形態における固体撮像素子又はその変形例において、全てのＡＦ用画素２０Ｒ，２０ＬをそれぞれＡＦ用画素２０Ｈで置き換えるとともに、全てのＡＦ用画素２０Ｕ，２０ＤをそれぞれＡＦ用画素２０Ｖで置き換えてもよい。
【０１２７】
以上、本発明の各実施の形態及びその変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１２８】
例えば、前述した各実施の形態で説明した画素ブロックの配置パターンは適宜組み合わせてもよい。例えば、図１５中の中間領域１０１ａでは図１６に示す配置パターンを採用するとともに、上部領域１０１ｂ及び下部領域１０１ｃでは図２４に示す配置パターンを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置としての電子カメラを示す概略ブロック図である。
【図２】図１中の固体撮像素子の概略構成を示す回路図である。
【図３】図１中の固体撮像素子を模式的に示す概略平面図である。
【図４】図３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図である。
【図５】図４中の撮像用画素の主要部を模式的に示す図である。
【図６】図４中の所定のＡＦ用画素の主要部を模式的に示す図である。
【図７】図４中の他の所定のＡＦ用画素の主要部を模式的に示す図である。
【図８】図４中の更に他の所定のＡＦ用画素の主要部を模式的に示す図である。
【図９】図４中の更に他の所定のＡＦ用画素の主要部を模式的に示す図である。
【図１０】図１中の固体撮像素子の１つの画素ブロックをなす２×２個の画素を示す回路図である。
【図１１】図１中の固体撮像素子の動作例を示すタイミングチャートである。
【図１２】図１中の固体撮像素子の他の動作例を示すタイミングチャートである。
【図１３】比較例による固体撮像素子の画素配置を模式的に示す一部拡大概略平面図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態による電子カメラで用いられている固体撮像素子の画素の配置を模式的に示す一部拡大概略平面図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態による電子カメラで用いられている固体撮像素子を模式的に示す概略平面図である。
【図１６】図１５に示す固体撮像素子の画素の配置を模式的に示す一部拡大概略平面図である。
【図１７】図１５に示す固体撮像素子の画素の配置を模式的に示す他の一部拡大概略平面図である。
【図１８】図１５に示す固体撮像素子の１つの画素ブロックをなす２×２個の画素を示す回路図である。
【図１９】図１に示す固体撮像素子の動作例を示すタイミングチャートである。
【図２０】図１に示す固体撮像素子の他の動作例を示すタイミングチャートである。
【図２１】本発明の第４の実施の形態による電子カメラで用いられている固体撮像素子の画素の配置を模式的に示す一部拡大概略平面図である。
【図２２】本発明の第４の実施の形態による電子カメラで用いられている固体撮像素子の画素の配置を模式的に示す他の一部拡大概略平面図である。
【図２３】本発明の第５の実施の形態による電子カメラで用いられている固体撮像素子の画素の配置を模式的に示す一部拡大概略平面図である。
【図２４】本発明の第５の実施の形態による電子カメラで用いられている固体撮像素子の画素の配置を模式的に示す他の一部拡大概略平面図である。
【図２５】本発明の第６の実施の形態による電子カメラで用いられている固体撮像素子の画素の配置を模式的に示す一部拡大概略平面図である。
【図２６】図２５中の所定のＡＦ用画素の主要部を模式的に示す図である。
【図２７】図２５中の他の所定のＡＦ用画素の主要部を模式的に示す図である。
【図２８】図２５に示す固体撮像素子の１つの画素ブロックをなす２×２個の画素を示す回路図である。
【図２９】図２５に示す固体撮像素子の動作例を示すタイミングチャートである。
【図３０】図２５に示す固体撮像素子の他の動作例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１３０】
３  固体撮像素子
２０Ａ  撮像用画素
２０Ｒ，２０Ｌ，２０Ｕ，２０Ｄ  ＡＦ用画素
【図１】
2008312073.tif 000003
【図２】
2008312073.tif 000004
【図３】
2008312073.tif 000005
【図４】
2008312073.tif 000006
【図５】
2008312073.tif 000007
【図６】
2008312073.tif 000008
【図７】
2008312073.tif 000009
【図８】
2008312073.tif 000010
【図９】
2008312073.tif 000011
【図１０】
2008312073.tif 000012
【図１１】
2008312073.tif 000013
【図１２】
2008312073.tif 000014
【図１３】
2008312073.tif 000015
【図１４】
2008312073.tif 000016
【図１５】
2008312073.tif 000017
【図１６】
2008312073.tif 000018
【図１７】
2008312073.tif 000019
【図１８】
2008312073.tif 000020
【図１９】
2008312073.tif 000021
【図２０】
2008312073.tif 000022
【図２１】
2008312073.tif 000023
【図２２】
2008312073.tif 000024
【図２３】
2008312073.tif 000025
【図２４】
2008312073.tif 000026
【図２５】
2008312073.tif 000027
【図２６】
2008312073.tif 000028
【図２７】
2008312073.tif 000029
【図２８】
2008312073.tif 000030
【図２９】
2008312073.tif 000031
【図３０】
2008312073.tif 000032