(57)【要約】【課題】撮像素子における位相差検出画素の特性を向上させる。【解決手段】マイクロレンズ３１４は、被写体からの光を集光する。受光素子３１３は、マイクロレンズ３１４により集光された被写体光を受光することにより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。遮光層３１２は、マイクロレンズ３１４と受光素子３１３との間に配置されて、被写体光の一部を遮光して被写体光を瞳分割する。また、遮光層３１２は、マイクロレンズ３１４の結像点の位置と遮光層３１２の入射口側の端部の位置とが、像高の変化に応じて離れるように設定される。【選択図】図１０
2012182332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を集光するマイクロレンズと、
前記マイクロレンズにより集光された被写体光を受光することにより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受光素子と、
前記マイクロレンズと前記受光素子との間に配置されて前記被写体光の一部を遮光して前記被写体光を瞳分割する遮光部とを具備し、
前記遮光部は、前記マイクロレンズを通過した被写体光の結像点の位置と前記遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の変化に応じて離れるように設定される
撮像素子。
【請求項２】
１つの前記マイクロレンズと１つの受光素子と１つの前記遮光部とが、１つの位相差検出画素を構成し、隣接または近接する２つの前記位相差検出画素を前記位相差を検出するための一対の位相差検出画素とし、
前記一対の位相差検出画素のうちの一方の位相差検出画素が受光する光の射出瞳における重心位置は、像高にかかわらず前記一方の位相差検出画素において前記射出瞳の中心からの位置が略同じ位置となり、
前記一対の位相差検出画素のうちの他方の位相差検出画素が受光する光の射出瞳における重心位置は、像高にかかわらず前記他方の位相差検出画素において前記射出瞳の中心からの位置が略同じ位置となる
請求項１記載の撮像素子。
【請求項３】
前記遮光部は、前記結像点の位置と前記端部の位置とが像高の増加に応じて離れるように設定される請求項１記載の撮像素子。
【請求項４】
１つの前記マイクロレンズと１つの前記受光素子と１つの前記遮光部とが、１つの位相差検出画素を構成し、隣接または近接する２つの前記位相差検出画素を前記位相差検出を行うための一対の位相差検出画素とし、
前記一対の位相差検出画素のうちの一方の位相差検出画素の前記遮光部は、前記一対の位相差検出画素における瞳分割方向の一方に向けて、前記一方の位相差検出画素における前記結像点の位置と、前記一方の位相差検出画素における前記遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の増加に応じて離れるように設定され、
前記一対の位相差検出画素のうちの他方の位相差検出画素の前記遮光部は、前記一対の位相差検出画素における瞳分割方向の他方に向けて、前記他方の位相差検出画素における前記結像点の位置と、前記他方の位相差検出画素における前記遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の増加に応じて離れるように設定される
請求項３記載の撮像素子。
【請求項５】
前記遮光部は、前記結像点の位置と前記端部の位置とが像高の増加に応じて近づくように設定される請求項１記載の撮像素子。
【請求項６】
１つの前記マイクロレンズと１つの前記受光素子と１つの前記遮光部とが、１つの位相差検出画素を構成し、隣接または近接する２つの前記位相差検出画素を前記位相差を検出するための一対の位相差検出画素とし、
前記一対の位相差検出画素のうちの一方の位相差検出画素の前記遮光部は、前記一対の位相差検出画素における瞳分割方向の一方に向けて、前記一方の位相差検出画素における前記結像点の位置と、前記一方の位相差検出画素における前記遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の増加に応じて近づくように設定され、
前記一対の位相差検出画素のうちの他方の位相差検出画素の前記遮光部は、前記一対の位相差検出画素における瞳分割方向の他方に向けて、前記他方の位相差検出画素における前記結像点の位置と、前記他方の位相差検出画素における前記遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の増加に応じて近づくように設定される
請求項５記載の撮像素子。
【請求項７】
前記遮光部は、所定の像高の位置を基準位置として、前記基準位置において前記結像点の位置と前記端部の位置とが一致するように設定され、前記結像点の位置と前記端部の位置とが前記基準位置からの像高の変化に応じて離れるように設定される請求項１記載の撮像素子。
【請求項８】
１つの前記マイクロレンズと１つの前記受光素子と１つの前記遮光部とが、１つの位相差検出画素を構成し、隣接または近接する２つの前記位相差検出画素を前記位相差を検出するための一対の位相差検出画素とし、
前記一対の位相差検出画素のうちの一方の位相差検出画素における前記結像点の位置と前記遮光部の入射口側の端部の位置との間の距離は、前記一対の位相差検出画素のうちの他方の位相差検出画素における前記結像点の位置と前記遮光部の入射口側の端部の位置との間の距離と略同じである
請求項１記載の撮像素子。
【請求項９】
前記マイクロレンズを通過した被写体光の結像点は、当該マイクロレンズを通過した主光線の結像点である
請求項１記載の撮像素子。
【請求項１０】
被写体からの光を集光するマイクロレンズと、
前記マイクロレンズにより集光された被写体光を受光することにより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受光素子とを具備し、
前記受光素子は、前記マイクロレンズを通過した被写体光の結像点の位置と前記受光素子の前記結像点側の端部の位置とが像高の変化に応じて離れるように設定される
撮像素子。
【請求項１１】
被写体からの光を集光するマイクロレンズと、前記マイクロレンズにより集光された被写体光を受光することにより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受光素子と、前記マイクロレンズと前記受光素子との間に配置されて前記被写体光の一部を遮光して前記被写体光を瞳分割する遮光部とを備え、前記遮光部は、前記マイクロレンズを通過した被写体光の結像点の位置と前記遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の変化に応じて離れるように設定される撮像素子と、
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
を具備する撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、撮像素子に関し、特に位相差検出を行うための信号を生成する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、撮像レンズを通過した光を瞳分割して１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）することによって撮像レンズの位置を決定する撮像装置が提案されている。例えば、受光素子が受光する被写体光の半分を遮光することにより瞳分割を行う位相差検出（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）との両方の画素を１つの撮像素子に設ける撮像装置が提案されている。この撮像装置が位相差検出を行う場合には、位相差検出画素の信号から一対の像を形成し、その形成された像の間隔を計測することによってフォーカスのズレの量を算出する。続いて、撮像装置は、算出されたフォーカスのズレの量に基づいて撮像レンズの移動量を算出し、算出された移動量に基づいて撮像レンズの位置を調整することによってフォーカスを合わせる（フォーカス調整）。
【０００４】
また、例えば、射出瞳の分割を行うための遮光マスクの位置を、射出瞳が２等分されるように、位相差検出画素毎に設定する撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０４９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の撮像装置では、各位相差検出画素において射出瞳が２等分されるため、位相差検出を精度良く行うことができる。しかしながら、上記の撮像装置では、軸上の位相差検出画素による位相差検出の特性と、軸外の位相差検出画素による位相差検出の特性とが口径蝕により異なってしまう場合がある。そこで、口径蝕の位相差検出画素への影響を考慮した撮像素子が望まれる。
【０００７】
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、撮像素子における位相差検出画素の特性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】
【０００８】
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、被写体からの光を集光するマイクロレンズと、上記マイクロレンズにより集光された被写体光を受光することにより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受光素子と、上記マイクロレンズと上記受光素子との間に配置されて上記被写体光の一部を遮光して上記被写体光を瞳分割する遮光部とを具備し、上記遮光部は、上記マイクロレンズを通過した被写体光の結像点の位置と上記遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の変化に応じて離れるように設定される撮像素子である。これにより、位相差検出画素において、瞳分割のための遮光層が、マイクロレンズを通過した被写体光の結像点の位置と、遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の変化に応じて離れるように設定されるという作用をもたらす。
【０００９】
また、この第１の側面において、１つの上記マイクロレンズと１つの受光素子と１つの上記遮光部とが、１つの位相差検出画素を構成し、隣接または近接する２つの上記位相差検出画素を上記位相差を検出するための一対の位相差検出画素とし、上記一対の位相差検出画素のうちの一方の位相差検出画素が受光する光の射出瞳における重心位置は、像高にかかわらず上記一方の位相差検出画素において上記射出瞳の中心からの位置が略同じ位置となり、上記一対の位相差検出画素のうちの他方の位相差検出画素が受光する光の射出瞳における重心位置は、像高にかかわらず上記他方の位相差検出画素において上記射出瞳の中心からの位置が略同じ位置となるようにしてもよい。これにより、一方の位相差検出画素が受光する重心の位置を像高にかかわらずに一定し、他方の位相差検出画素が受光する重心の位置を像高にかかわらずに一定して、位相差検出特性を像高にかかわらずに一定にさせるという作用をもたらす。
【００１０】
また、この第１の側面において、上記遮光部は、上記結像点の位置と上記端部の位置とが像高の増加に応じて離れるように設定されるようにしてもよい。これにより、結像点の位置と遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の増加に応じて離れるように遮光部が設定されるという作用をもたらす。
【００１１】
また、この第１の側面において、１つの上記マイクロレンズと１つの上記受光素子と１つの上記遮光部とが、１つの位相差検出画素を構成し、隣接または近接する２つの上記位相差検出画素を上記位相差検出を行うための一対の位相差検出画素とし、上記一対の位相差検出画素のうちの一方の位相差検出画素の上記遮光部は、上記一対の位相差検出画素における瞳分割方向の一方に向けて、上記一方の位相差検出画素における上記結像点の位置と、上記一方の位相差検出画素における上記遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の増加に応じて離れるように設定され、上記一対の位相差検出画素のうちの他方の位相差検出画素の上記遮光部は、上記一対の位相差検出画素における瞳分割方向の他方に向けて、上記他方の位相差検出画素における上記結像点の位置と、上記他方の位相差検出画素における上記遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の増加に応じて離れるように設定されるようにしてもよい。これにより、一対の位相差検出画素のうちの一方の位相差検出画素では、瞳分割方向の一方に向けて結像点の位置と遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の増加に応じて離れるように設定され、他方の位相差検出画素では、瞳分割方向の他方に向けて結像点の位置と遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の増加に応じて離れるように設定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、上記遮光部は、上記結像点の位置と上記端部の位置とが像高の増加に応じて近づくように設定されるようにしてもよい。これにより、結像点の位置と遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の増加に応じて近づくように遮光部が設定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、１つの上記マイクロレンズと１つの上記受光素子と１つの上記遮光部とが、１つの位相差検出画素を構成し、隣接または近接する２つの上記位相差検出画素を上記位相差を検出するための一対の位相差検出画素とし、上記一対の位相差検出画素のうちの一方の位相差検出画素の上記遮光部は、上記一対の位相差検出画素における瞳分割方向の一方に向けて、上記一方の位相差検出画素における上記結像点の位置と、上記一方の位相差検出画素における上記遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の増加に応じて近づくように設定され、上記一対の位相差検出画素のうちの他方の位相差検出画素の上記遮光部は、上記一対の位相差検出画素における瞳分割方向の他方に向けて、上記他方の位相差検出画素における上記結像点の位置と、上記他方の位相差検出画素における上記遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の増加に応じて近づくように設定されるようにしてもよい。これにより、一対の位相差検出画素のうちの一方の位相差検出画素では、瞳分割方向の一方に向けて結像点の位置と遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の増加に応じて近づくように設定され、他方の位相差検出画素では、瞳分割方向の他方に向けて結像点の位置と遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の増加に応じて近づくように設定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、上記遮光部は、所定の像高の位置を基準位置として、上記基準位置において上記結像点の位置と上記端部の位置とが一致するように設定され、上記結像点の位置と上記端部の位置とが上記基準位置からの像高の変化に応じて離れるように設定されるようにしてもよい。これにより、所定の像高の位置において結像点の位置と上記端部の位置とが一致し、結像点の位置と端部の位置とが基準位置からの像高の変化に応じて離れるように設定され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、１つの上記マイクロレンズと１つの上記受光素子と１つの上記遮光部とが、１つの位相差検出画素を構成し、隣接または近接する２つの上記位相差検出画素を上記位相差を検出するための一対の位相差検出画素とし、上記一対の位相差検出画素のうちの一方の位相差検出画素における上記結像点の位置と上記遮光部の入射口側の端部の位置との間の距離は、上記一対の位相差検出画素のうちの他方の位相差検出画素における上記結像点の位置と上記遮光部の入射口側の端部の位置との間の距離と略同じであるようにしてもよい。これにより、一対の位相差検出画素のうちの一方の位相差検出画素における結像点の位置と、遮光部の入射口側の端部の位置との間の距離は、他方の位相差検出画素における主光線の結像点の位置と遮光部の入射口側の端部の位置との間の距離と略同じに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、上記マイクロレンズを通過した被写体光の結像点は、当該マイクロレンズを通過した主光線の結像点であるようにしてもよい。これにより、主光線の結像点の位置に対して、遮光部の入射口側の端部の位置が像高の変化に応じて離れるように設定されるという作用をもたらす。
【００１７】
また、本技術の第２の側面は、被写体からの光を集光するマイクロレンズと、上記マイクロレンズにより集光された被写体光を受光することにより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受光素子とを具備し、上記受光素子は、上記マイクロレンズを通過した被写体光の結像点の位置と上記受光素子の上記結像点側の端部の位置とが像高の変化に応じて離れるように設定される撮像素子である。これにより、位相差検出画素において、受光素子を、マイクロレンズを通過した被写体光の結像点の位置と、受光素子の結像点側の端部の位置とが像高の変化に応じて離れるように設定されるという作用をもたらす。
【００１８】
また、本技術の第３の側面は、被写体からの光を集光するマイクロレンズと、上記マイクロレンズにより集光された被写体光を受光することにより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受光素子と、上記マイクロレンズと上記受光素子との間に配置されて上記被写体光の一部を遮光して上記被写体光を瞳分割する遮光部とを備え、上記遮光部は、上記マイクロレンズを通過した被写体光の結像点の位置と上記遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の変化に応じて離れるように設定される撮像素子と、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、位相差検出画素において、瞳分割のための遮光層が、マイクロレンズを通過した被写体光の結像点の位置と、遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の変化に応じて離れるように設定される撮像素子を用いて、位相差検出を行わせるという作用をもたらす。
【発明の効果】
【００１９】
本技術によれば、撮像素子における位相差検出画素の特性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】
【００２０】
【図１】本技術の第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】本技術の第１の実施の形態の撮像装置１００におけるペリクルミラー１６０の位置の例を模式的に示す断面図である。
【図３】本技術の第１の実施の形態における第２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】本技術の第１の実施の形態における画像生成画素および位相差検出画素の断面構成の一例を示す模式図である。
【図５】本技術の適用対象となるイメージセンサにおける主光線の角度の一例および各像高における遮光層の位置の一例を示す模式図である。
【図６】本技術の適用対象となるイメージセンサの中央付近（軸上）に配置される位相差検出画素が受光する被写体光と、この位相差検出画素の特性を示すグラフと、この位相差検出画素が受光する被写体光を示すグラフとを模式的に示す図である。
【図７】本技術の適用対象となるイメージセンサの軸外に配置される位相差検出画素が受光する被写体光と、この位相差検出画素の特性を示すグラフと、この位相差検出画素が受光する被写体光を示すグラフとを模式的に示す図である。
【図８】本技術の適用対象となる撮像装置において発生する口径蝕を示す模式図である。
【図９】本技術の適用対象となるイメージセンサを備える撮像装置において発生する口径蝕の位相差検出特性への影響を示す模式図である。
【図１０】本技術の第１の実施の形態における第２イメージセンサ２００の各像高における遮光層の位置の一例を示す模式図である。
【図１１】軸上の左開口位相差検出画素の遮光層の入射口側の端部の位置を主光線の結像点の位置から離す場合における左開口位相差検出画素が受光する被写体光を模式的に示す図である。
【図１２】本技術の第１の実施の形態の第２イメージセンサ２００における４つの像高における一対の位相差検出画素が受光する被写体光を、射出瞳およびグラフを用いて模式的に示す図である。
【図１３】本技術の第２の実施の形態における第２イメージセンサにおける像高と遮光層の位置との間の関係の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本技術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：軸上の一対の位相差検出画素における位相差検出特性に、軸外の一対の位相差検出画素における位相差検出特性を合わせる例）
２．第２の実施の形態（撮像制御：最軸外の一対の位相差検出画素における位相差検出特性に合わせる例）
【００２２】
＜１．第１の実施の形態＞
［撮像装置の機能構成例］
図１は、本技術の第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。
【００２３】
撮像装置１００は、レンズ部１１０と、操作受付部１２０と、制御部１３０と、第１イメージセンサ１４０と、第１信号処理部１５０とを備える。また、撮像装置１００は、ペリクルミラー１６０と、第２イメージセンサ２００と、第２信号処理部１７０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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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第１イメージセンサ１４０および第２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。
【００２７】
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。
【００２８】
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（図２に示すシャッターボタン１２１）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。
【００２９】
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、第１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、第２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、第２信号処理部１７０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、第２信号処理部１７０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１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。
【００３０】
ペリクルミラー１６０は、レンズ部１１０を介して集光された被写体光を、２つに分割するものである。このペリクルミラー１６０は、例えば、半透過型の鏡であり、被写体光の３０％を反射することにより、被写体光を２つに分割する。ペリクルミラー１６０は、２つに分割した光の一方を第１イメージセンサ１４０に供給し、他方を第２イメージセンサ２００に供給する。
【００３１】
第１イメージセンサ１４０は、ペリクルミラー１６０で分割された被写体光の一方を受光して、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。この第１イメージセンサ１４０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。第１イメージセンサ１４０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）のみが、ベイヤー配列により配置される。第１イメージセンサ１４０は、光電変換により発生した電気信号を第１信号処理部１５０に供給する。
【００３２】
第１信号処理部１５０は、第１イメージセンサ１４０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。この第１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、各種の信号処理を施して、静止画像のデータ（静止画像データ）を生成する。そして、第１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。
【００３３】
記憶部１８１は、第１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。
【００３４】
第２イメージセンサ２００は、ペリクルミラー１６０で分割された被写体光の一方を受光して、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。この第２イメージセンサ２００は、第１イメージセンサ１４０と同様に、例えば、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサにより実現される。第２イメージセンサ２００には、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、第２イメージセンサ２００については、図３以降を参照して説明する。第２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第２信号処理部１７０に供給する。なお、第２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】
第２信号処理部１７０は、第２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。例えば、この第２信号処理部１７０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、第２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、第２信号処理部１７０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。また、第２信号処理部１７０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、第２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、第２信号処理部１７０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、第２信号処理部１７０は、特許請求の範囲に記載の画像生成部の一例である。
【００３６】
表示部１８２は、第２信号処理部１７０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、第２信号処理部１７０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。
【００３７】
合焦判定部１８３は、第２信号処理部１７０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。
【００３８】
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。
【００３９】
［ペリクルミラーの位置例］
図２は、本技術の第１の実施の形態の撮像装置１００におけるペリクルミラー１６０の位置の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。
【００４０】
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、ペリクルミラー１６０と、第１イメージセンサ１４０と、第２イメージセンサ２００と、交換レンズ１０５とが示されている。
【００４１】
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、第１イメージセンサ１４０および第２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。
【００４２】
ペリクルミラー１６０は、撮像装置１００に入射する被写体光を２つに分割するように配置される。例えば、光軸Ｌ１２に対して４５°となるように配置される。これにより、ペリクルミラー１６０は、被写体光の一部（例えば、３０％）を上方に反射する。
【００４３】
第１イメージセンサ１４０は、ペリクルミラー１６０を透過した被写体光を受光するように、ペリクルミラー１６０の先（被写体光の進行先）に光軸Ｌ１２に対して垂直に配置される。
【００４４】
第２イメージセンサ２００は、ペリクルミラー１６０が反射した被写体光を受光するように、ペリクルミラー１６０の上方に光軸Ｌ１２に対して水平（ペリクルミラー１６０が光軸Ｌ１２に対して４５°であるため）に配置される。
【００４５】
このように、撮像装置１００において、入射する被写体光を２つに分割するようにペリクルミラー１６０が配置される。また、２つに分割された被写体光をそれぞれ受光するように、第１イメージセンサ１４０および第２イメージセンサ２００がそれぞれ配置される。
【００４６】
［第２イメージセンサにおける画素の配置例］
図３は、本技術の第１の実施の形態における第２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。
【００４７】
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、第２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、この第２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。
【００４８】
同図では、説明の便宜上、第２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（１６行×１６列の画素）の領域（領域２１０）を用いて説明する。なお、第２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。
【００４９】
同図では、１つの画素を１つの正方形で示す。なお、同図において、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、Ｇ、Ｂ）を内に示した正方形により示す。すなわち、Ｒ画素２２０は、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）を示し、Ｂ画素２５０は、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）を示す。また、Ｇｒ画素２３０は、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）であって、Ｒ画素（Ｒ画素２２０）を含む行（ライン）におけるＧ画素を示す。同様に、Ｇｂ画素２４０は、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）であって、Ｂ画素（Ｂ画素２５０）を含む行（ライン）におけるＧ画素を示す。
【００５０】
また、位相差検出画素については、白色の楕円が付加された灰色の正方形により示す。なお、位相差検出画素における白色の楕円については、入射光が受光素子により受光される側（瞳分割を行うための遮光層に覆われていない側）を示す。ここで、同図において示す位相差検出画素（右開口位相差検出画素２６０、左開口位相差検出画素２７０、上開口位相差検出画素２８０、下開口位相差検出画素２９０）について説明する。
【００５１】
右開口位相差検出画素２６０は、右開口位相差検出画素２６０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側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、この右開口位相差検出画素２６０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側の光を遮光し、左側の瞳分割された光を受光する。
【００５２】
左開口位相差検出画素２７０は、左開口位相差検出画素２７０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側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、この左開口位相差検出画素２７０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側の光を遮光し、右側の瞳分割された光を受光する。また、左開口位相差検出画素２７０は、右開口位相差検出画素２６０と対に用いられることで、一対の像を形成する。
【００５３】
上開口位相差検出画素２８０は、上開口位相差検出画素２８０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側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、この上開口位相差検出画素２８０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側の光を遮光し、下側の瞳分割された光を受光する。
【００５４】
下開口位相差検出画素２９０は、下開口位相差検出画素２９０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側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、この下開口位相差検出画素２９０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側の光を遮光し、上側の瞳分割された光を受光する。また、下開口位相差検出画素２９０は、上開口位相差検出画素２８０と対に用いられることで、一対の像を形成する。
【００５５】
ここで、第２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。
【００５６】
第２イメージセンサ２００では、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、位相差検出画素、画像生成画素、位相差検出画素…と交互に配置される。また、第２イメージセンサ２００では、位相差検出画素が配置される行を除外して画像生成画素のみで配置をみると、Ｂ画素およびＧ画素が配置される行と、Ｒ画素およびＧ画素が配置される行とが交互になり、ベイヤー配列となる。
【００５７】
また、第２イメージセンサ２００では、右開口位相差検出画素２６０および左開口位相差検出画素２７０が配置されるラインと、上開口位相差検出画素２８０および下開口位相差検出画素２９０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。
【００５８】
次に、本技術の第１の実施の形態における画像生成画素の断面構成と、位相差検出画素の断面構成とについて、同図において示すＲ画素および右開口位相差検出画素の断面構成を用いて説明する。
【００５９】
［画像生成画素および位相差検出画素の断面構成例］
図４は、本技術の第１の実施の形態における画像生成画素および位相差検出画素の断面構成の一例を示す模式図である。
【００６０】
なお、同図では、第２イメージセンサ２００の中央付近（軸上）における画像生成画素および位相差検出画素の断面構成について説明する。
【００６１】
同図（ａ）には、画像生成画素の断面構成が模式的に示されている。なお、本技術の第１の実施の形態における軸上の３色の画像生成画素（Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素）同士の違いは、カラーフィルタの違いのみである。このため、同図（ａ）では、Ｒ画素（図３において示したＲ画素２２０）の断面構成のみについて説明する。なお、同図では、左右方向をＸ軸方向とし、上下方向をＺ軸方向とする断面構成を示す。
【００６２】
同図（ａ）では、Ｒ画素２２０の断面構成として、マイクロレンズ２２１と、Ｒフィルタ２２２と、受光素子２２３と、配線層２２４と、配線層２２５とが示されている。
【００６３】
マイクロレンズ２２１は、被写体光を受光素子２２３に集光するためのレンズである。
【００６４】
Ｒフィルタ２２２は、赤色（Ｒ）を示す波長域の光を透過するカラーフィルタであり、Ｒ画素２２０の受光素子２２３に赤色を示す波長域の光を受光させる。
【００６５】
受光素子２２３は、受けた光を電気信号に変換（光電変換）することによって、受けた光の量に応じた強さの電気信号を生成するものである。この受光素子２２３は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）により構成される。なお、受光素子２２３は、マイクロレンズ２２１により集光された光を無駄なく受光するため、できる限り受光面の面積が広いものが配置される。
【００６６】
配線層２２４および配線層２２５は、Ｒ画素２２０における各回路を接続するための配線である。同図（ａ）では、一例として、マイクロレンズ２２１の光軸に対して層状に配置される３本の配線が、配線層２２４および２２５に示されている。配線層２２４および２２５は、マイクロレンズ２２１により集光された光が受光素子２２３に入射することを妨げないように配置される。配線層２２４および２２５は、メタルであるため、隣接する画素へ洩れ込む被写体光を遮光する遮光層としても機能する。なお、配線層２２４および２２５における１番上のメタルの層（マイクロレンズ２２１に最も近い層）は、一般的に、配線ではなく遮光のためだけの層として用いられるが、便宜上、同図では配線層として示す。
【００６７】
同図（ｂ）には、位相差検出画素の断面構成が模式的に示されている。なお、本技術の第１の実施の形態では、位相差検出画素のカラーフィルタの層には、可視光領域の光は透過するもの（例えば、透明層やＷフィルタなど）が備えられることを想定する。なお、同図（ｂ）では、位相差検出画素のカラーフィルタとして、可視光領域の光は透過するがそれ以外の波長の光は吸収するフィルタ（Ｗフィルタ）を備えることを想定して説明する。
【００６８】
また、本技術の第１の実施における軸上の４つの位相差検出画素では、瞳分割するための遮光層の配置方向が異なる。このため、同図では、右開口位相差検出画素（右開口位相差検出画素２６０）の断面構成について説明し、左開口位相差検出画素、上開口位相差検出画素および下開口位相差検出画素の説明を省略する。
【００６９】
同図（ｂ）では、右開口位相差検出画素２６０の断面構成として、マイクロレンズ２６１と、Ｗフィルタ２６２と、受光素子２６３と、配線層２６４と、配線層２６５とが示されている。
【００７０】
なお、位相差検出画素のマイクロレンズおよび受光素子（マイクロレンズ２６１および受光素子２６３）は、同図（ａ）において示した画像生成画素のマイクロレンズおよび受光素子と同様のもの（同一のもの）である。また、Ｗフィルタ２６２は、分光特性が異なる以外は、同図（ａ）において示したＲフィルタ２２２と同様のものである。このため、ここでは、配線層２６４および２６５に着目して説明する。
【００７１】
配線層２６４および２６５は、同図（ａ）において示した配線層２２４および配線層２２５と同様に、右開口位相差検出画素２６０における各回路を接続するための配線である。配線層２６４および２６５には、同図（ａ）において示した配線層２２４および配線層２２５と同様に、マイクロレンズ２２１の光軸に対して層状に配置される３本の配線が示されている。なお、配線層２６４および２６５におけるそれぞれの配線は、同図（ａ）において示した配線層２２４および２２５におけるそれぞれの配線と同じ層である。
【００７２】
なお、配線層２６４には、受光素子２６３の左側から中心付近までを遮光するように突出する配線の層（遮光層２６６）が一本備えられている。この遮光層２６６は、軸上の位相差検出画素においては、マイクロレンズ２６１を通過する主光線の結像点がこの突出の右端付近（遮光層２６６および配線層２６５の一番下の層に覆われていない開口部（入射口）側の端部付近）となるように配置される。なお、本技術の第１の実施の形態における第２イメージセンサ２００の軸外の位相差検出画素における遮光層２６６については、図１０を参照して説明する。
【００７３】
すなわち、この遮光層２６６により、右開口位相差検出画素２６０では、射出瞳の右半分を通過した被写体光（被写体光の一部）が遮光層により遮光され、射出瞳の左半分を通過した被写体光が入射口を通過して受光素子２６３により受光される。また、配線層２６５における遮光層２６６と同じ高さの層（配線層２６５の一番下の配線）は、遮光層２６６により遮光されなかった光が受光素子２６３に入射することを妨げないように配置される。
【００７４】
このように、軸上の位相差検出画素では、受光素子の半分が遮光層により覆われている。これにより、軸上の位相差検出画素では、マイクロレンズを通過する被写体光の半分が遮光層により遮光されるとともにもう半分は受光素子に受光され、これにより、被写体光の瞳分割が行われる。
【００７５】
なお、同図では、主光線がマイクロレンズの光軸に平行な位置（イメージセンサにおける軸上）における画像生成画素の断面構成について説明した。位相差検出画素に入射する主光線は、イメージセンサの軸上から軸外に向かうにつれて（像高が高くなるにつれて）角度が変わる。そこで、位相差検出画素におけるマイクロレンズと、遮光層と、受光素子との間の位置関係を主光線の角度に合わせることで、軸上の位相差検出画素と同様に、被写体光の半分を遮光するとともにもう半分を受光する瞳分割を行うことができる。
【００７６】
次に、位相差検出画素におけるマイクロレンズと、遮光層と、受光素子との間の位置関係を主光線の角度に合わせるイメージセンサを、本技術の適用対象となるイメージセンサとして、図５乃至図７を参照して説明する。また、本技術の適用対象となるイメージセンサにおいて生じる問題について、図８および図を参照して説明する。
【００７７】
［本技術の適用対象となるイメージセンサの各像高における遮光層の位置の一例］
図５は、本技術の適用対象となるイメージセンサにおける主光線の角度の一例および各像高における遮光層の位置の一例を示す模式図である。
【００７８】
同図（ａ）には、本技術の適用対象となるイメージセンサにおける主光線の角度の一例が模式的に示されている。同図（ａ）では、射出瞳Ｅ１と、本技術の適用対象となるイメージセンサの受光面を模式的に示す線（受光面８０１）と、受光面８０１における所定の位置（位置Ｆ１乃至Ｆ４）と、位置Ｆ１乃至Ｆ４に対する主光線（中心Ｃ１を通過する４本の線）とが示されている。
【００７９】
位置Ｆ１は、射出瞳Ｅ１の光軸に平行な主光線（角度が０°）が通過する受光面８０１の位置である。位置Ｆ２は光軸に対して約５°斜めな主光線が通過する位置であり、位置Ｆ３は光軸に対して約１０°斜めな主光線が通過する位置であり、位置Ｆ４は光軸に対して約１５°斜めな主光線が通過する位置である。
【００８０】
このように、イメージセンサにおける像高に応じて、イメージセンサにおける各画素に入射する主光線の角度が変わる（像高が大きくなるにつれ、主光線の角度が大きくなる）。主光線は、射出瞳の中心（中心Ｃ１）を通過する光線であるため、瞳分割を精度よく行うためには、位相差検出画素の遮光層の入射口側の端部と、主光線の結像点（マイクロレンズを通過した被写体光の結像点の中心）とを合わせる必要がある。そこで、本技術の適用対象となるイメージセンサでは、位相差検出画素の遮光層の入射口側の端部の位置と、主光線の結像点の位置とが合うように遮光層を配置する。
【００８１】
次に、本技術の適用対象となるイメージセンサにおける位相差検出画素の遮光層について、同図（ｂ）および（ｃ）を参照して説明する。なお、左開口位相差検出画素および右開口位相差検出画素に対する上開口位相差検出画素および下開口位相差検出画素の違いは、瞳分割の方向のみである。このため、同図以降では、左開口位相差検出画素および右開口位相差検出画素について説明し、上開口位相差検出画素および下開口位相差検出画素の説明を省略する。
【００８２】
同図（ｂ）には、本技術の適用対象となるイメージセンサの４つの位置（同図（ａ）の位置Ｆ１乃至Ｆ４）における左開口位相差検出画素の断面構成と、その左開口位相差検出画素のマイクロレンズによる主光線の結像点とが示されている。なお、同図では、説明の容易のため、位相差検出画素のＷフィルタの図示を省略する。
【００８３】
同図（ｂ）では、同図（ａ）の位置Ｆ１（イメージセンサの中央付近）における左開口位相差検出画素が１番左に示され、右に向けて順に、位置Ｆ２乃至Ｆ４における左開口位相差検出画素が示されている。また、同図（ｂ）では、各左開口位相差検出画素の断面構成として、遮光層８９１および８９２と、受光素子８９３と、マイクロレンズ８９４とが示されている。なお、マイクロレンズ８９４は、図４（ｂ）において示したマイクロレンズ２６１に対応する。また、受光素子８９３は図４（ｂ）において示した受光素子２６３に対応し、遮光層８９２は図４（ｂ）の遮光層２６６に対応し、遮光層８９１は図４（ｂ）の配線層２６５における一番下の配線に対応する。
【００８４】
さらに、マイクロレンズ８９４それぞれに入射する主光線のうち、マイクロレンズ８９４の左端および右端を通過する光線が、マイクロレンズ８９４から主光線の結像点までを通過する破線により示されている。そして、マイクロレンズ８９４に入射する主光線の結像点（主光線結像点Ｐ１１）が、各左開口位相差検出画素の断面構成における破線が交差する位置にそれぞれ示されている。
【００８５】
本技術の適用対象となるイメージセンサにおいては、マイクロレンズ８９４が集光した光を受光素子８９３が漏れなく受光するように、像高が大きくなるにつれて、受光素子８９３に対するマイクロレンズ８９４の位置がイメージセンサの中心側にズレる。また、本技術の適用対象となるイメージセンサにおいては、主光線の結像点（主光線結像点Ｐ１１）の位置に遮光層８９２の左端（遮光層８９２の入射口側の端部）が合うように、遮光層８９２が配置される。
【００８６】
図５（ｃ）には本技術の適用対象となるイメージセンサの４つの位置（同図（ａ）の位置Ｆ１乃至Ｆ４）における右開口位相差検出画素の断面構成と、その右開口位相差検出画素のマイクロレンズによる主光線の結像点とが示されている。
【００８７】
同図（ｃ）では、同図（ａ）の位置Ｆ１（イメージセンサの中央付近）における右開口位相差検出画素が１番左に示され、右に向けて順に、位置Ｆ２乃至Ｆ４における右開口位相差検出画素が示されている。また、同図（ｃ）では、各右開口位相差検出画素の断面構成として、遮光層８８１および８８２と、受光素子８８３と、マイクロレンズ８８４とが示されている。なお、マイクロレンズ８８４は、図４（ｂ）において示したマイクロレンズ２６１に対応する。また、受光素子８８３は図４（ｂ）において示した受光素子２６３に対応し、遮光層８８２は図４（ｂ）の遮光層２６６に対応し、遮光層８８１は図４（ｂ）の配線層２６５における一番下の配線に対応する。
【００８８】
さらに、マイクロレンズ８８４それぞれに入射する主光線のうち、マイクロレンズ８８４の左端および右端を通過する光線が、マイクロレンズ８８４から主光線の結像点までを通過する破線により示されている。そして、マイクロレンズ８８４に入射する主光線の結像点（主光線結像点Ｐ１２）が、各右開口位相差検出画素の断面構成における破線が交差する位置にそれぞれ示されている。
【００８９】
図５（ｃ）において示す右開口位相差検出画素についても、同図（ｂ）において示した左開口位相差検出画素と同様に、受光素子８８３に対するマイクロレンズ８８４の位置がイメージセンサの中心側にズレる。また、遮光層８８１および遮光層８８２の位置も同図（ｂ）の左開口位相差検出画素と同様に、主光線結像点Ｐ１２の位置に遮光層８８２の入射口側の端部が合うように、遮光層８８２が配置される。
【００９０】
このように、本技術の適用対象となるイメージセンサにおいては、主光線の結像点の位置に瞳分割するための遮光層（遮光層８９２および遮光層８８１）の入射口側の端部の位置が合うように、位相差検出画素の遮光層が配置される。
【００９１】
次に、イメージセンサの中央付近（軸上）における位相差検出画素の特性について、図６を参照して説明する。
【００９２】
［軸上の位相差検出画素の特性の一例］
図６は、本技術の適用対象となるイメージセンサの中央付近（軸上）に配置される位相差検出画素が受光する被写体光と、この位相差検出画素の特性を示すグラフと、この位相差検出画素が受光する被写体光を示すグラフとを模式的に示す図である。
【００９３】
同図（ａ）には、本技術の適用対象となるイメージセンサの中央付近に配置される左開口位相差検出画素８９０および右開口位相差検出画素８８０の断面構成と、その位相検出画素に入射する被写体光とが模式的に示されている。同図（ａ）では、左開口位相差検出画素８９０の断面構成として、受光素子８９３と、遮光層８９１と、遮光層８９２と、マイクロレンズ８９４とが示されている。また、右開口位相差検出画素８８０の断面構成として、受光素子８８３と、遮光層８８１と、遮光層８８２と、マイクロレンズ８８４とが示されている。
【００９４】
また、左開口位相差検出画素８９０および右開口位相差検出画素８８０の断面構成に、射出瞳における右半分の領域を通過した被写体光の一部が、グレーを付した領域（例えば、領域１２および領域１３）により示されている。さらに、射出瞳の左半分を通過した被写体光の一部が、点を付した領域（例えば、領域Ｒ１１およびＲ１３）により示されている。
【００９５】
さらに、左開口位相差検出画素８９０および右開口位相差検出画素８８０において、破線Ｌ２２およびＬ２５は、射出瞳の中心を通過してそれぞれのマイクロレンズに入射する被写体光のうちマイクロレンズの最も左端に入射する被写体光の光路を示している。同様に、破線Ｌ２３およびＬ２６は、射出瞳の中心を通過してそれぞれのマイクロレンズに入射する被写体光のうちマイクロレンズの最も右端に入射する被写体光の光路を示している。また、光軸Ｌ２１およびＬ２４は、マイクロレンズ８９４および８８４の光軸をそれぞれ示している。
【００９６】
ここで、本技術の適用対象となるイメージセンサの中央付近に配置される位相差検出画素が受光する被写体光について説明する。なお、左開口位相差検出画素８９０と右開口位相差検出画素８８０との間の違いは、受光素子を覆う遮光層の位置が反対であることのみであるため、ここでは、左開口位相差検出画素８９０について説明する。
【００９７】
本技術の適用対象となるイメージセンサの中央付近に配置される左開口位相差検出画素８９０において、射出瞳の中心を通過した被写体光（主光線）は、マイクロレンズの光軸（光軸Ｌ２１）に平行な光としてマイクロレンズ８９４に入射する。そして、主光線は、光軸Ｌ２１上におけるある一点（主光線結像点Ｐ２１）で集光（結像）する。
【００９８】
また、左開口位相差検出画素８９０は、遮光層８９２の左端（遮光層８９２の入射口側の端部）が主光線結像点Ｐ２１に合うように配置されている。すなわち、左開口位相差検出画素８９０は、遮光層８９１および８９２により、受光素子８９３の右半分は遮光され、受光素子８９３の左半分は開口している。これにより、射出瞳における左半分の領域からの入射光（同図（ａ）において点を付した領域により示す被写体光）は遮光層８９２により遮光される。一方、射出瞳における右半分の領域からの入射光（同図（ａ）においてグレーを付した領域により示す被写体光）は受光素子８９３により受光される。
【００９９】
なお、右開口位相差検出画素８８０では、射出瞳における右半分の領域からの入射光は遮光層８８１により遮光され、射出瞳における左半分の領域からの入射光は受光素子８８３により受光される。
【０１００】
図６（ｂ）には、本技術の適用対象となるイメージセンサの中央付近に配置される左開口位相差検出画素の特性（左開口位相差検出画素受光特性８９６）が示されている。図６（ｂ）で示すグラフは、横軸を左開口位相差検出画素８９０のマイクロレンズ８９４に入射する光の入射角を示す軸とし、縦軸を受光素子８９３が生成する信号の出力を示す軸として、左開口位相差検出画素受光特性８９６を示している。なお、同図で示す入射角は、マイクロレンズの光軸に平行な光線を「０°」とし、また、瞳分割方向（左開口位相差検出画素と右開口位相差検出画素では左右方向）において、左上から右下に向かう光線をプラス側の角度とする。
【０１０１】
左開口位相差検出画素受光特性８９６は、入射角が「０°」の被写体光を境目として、入射角が「０°」より小さい被写体光は受光し、入射角が「０°」より大きい被写体光は受光しないことを示している。すなわち、左開口位相差検出画素受光特性８９６は、入射角が「０°」より小さい被写体光（光軸Ｌ２１の右方向からマイクロレンズに入射する被写体光（射出瞳の右半分を通過する被写体光））は受光素子８９３に受光されることを示している。同様に、左開口位相差検出画素受光特性８９６は、入射角が「０°」より大きい光（光軸Ｌ２１の左方向からマイクロレンズに入射する被写体光（射出瞳の左半分を通過する被写体光））は遮光層８９２により遮光されることを示している。
【０１０２】
図６（ｃ）には、本技術の適用対象となるイメージセンサの中央付近に配置される右開口位相差検出画素の特性（右開口位相差検出画素受光特性８８６）が破線により示されている。図６（ｂ）で示すグラフは、横軸を右開口位相差検出画素８８０のマイクロレンズ８８４に入射する光の入射角を示す軸とし、縦軸を受光素子８８３が生成する信号の出力を示す軸として、右開口位相差検出画素受光特性８８６を示している。
【０１０３】
同図（ｃ）は、遮光される被写体光の側と受光される被写体光の側とが、同図（ｂ）において示した左開口位相差検出画素受光特性８９６の反対であること以外は、同図（ｂ）と同じであるため、ここでの説明を省略する。すなわち、右開口位相差検出画素受光特性８８６は、入射角が「０°」の被写体光を境目として、入射角が「０°」より小さい被写体光は遮光し、入射角が「０°」より大きい被写体光は受光することを示している。
【０１０４】
同図（ｄ）には、軸上に配置される一対の位相差検出画素（左開口位相差検出画素８９０および右開口位相差検出画素８８０）が受光する光が、射出瞳およびグラフを用いて模式的に示されている。
【０１０５】
同図（ｄ）において示す射出瞳（射出瞳８７０）には、左開口位相差検出画素８９０が受光する被写体光の通過する領域が、グレーを付した領域により示されている。また、射出瞳８７０には、右開口位相差検出画素８８０が受光する被写体光の通過する領域が、点を付した領域により示されている。
【０１０６】
また、同図（ｄ）において示すグラフには、左開口位相差検出画素８９０が受光する被写体光を示す左開口位相差検出画素受光特性８７４と、右開口位相差検出画素８８０が受光する被写体光を示す右開口位相差検出画素受光特性８７５とが示されている。さらに、このグラフでは、左開口位相差検出画素８９０が受光する光に対応する面積をグレーを付した領域により示し、右開口位相差検出画素８８０が受光する光に対応する面積を点を付した領域により示している。
【０１０７】
同図（ｄ）のグラフに示すように、入射角が「０°」の被写体光（主光線）を境目として、射出瞳の右端から主光線までの角度の被写体光を左開口位相差検出画素が受光し、主光線から射出瞳の左端までの角度の被写体光を右開口位相差検出画素が受光する。なお、左開口位相差検出画素および右開口位相差検出画素が受光する被写体光の角度の幅（射出瞳の右端および左端）は、射出瞳の大きさおよび受光面と射出瞳との間の距離により決定される。
【０１０８】
ここで、Ｆ値が「５．６」の交換レンズが撮像装置に装着され、マイクロレンズに入射する被写体光の角度の幅が１０°である場合を想定する。この場合には、左開口位相差検出画素８９０は、入射角が「−５°から０°」までの被写体光を受光する。一方、右開口位相差検出画素８８０は、入射角が「０°から５°」までの被写体光を受光する。なお、Ｆ値が「１．４」の交換レンズが撮像装置に装着され、マイクロレンズに入射する被写体光の角度の幅が「４０°」である場合には、左開口位相差検出画素８９０は、入射角が「−２０°から０°」までの被写体光を受光する。一方、右開口位相差検出画素８８０は、入射角が「０°から２０°」までの被写体光を受光する。
【０１０９】
このように、本技術の適用対象となるイメージセンサの中央付近に配置される位相差検出画素では、マイクロレンズへの入射角が「０°」の被写体光を境目とする瞳分割を行う。
【０１１０】
次に、軸外（イメージセンサにおける軸上から外れた位置）に配置される位相差検出画素の特性について、図７を参照して説明する。
【０１１１】
［軸外の位相差検出画素の特性の一例］
図７は、本技術の適用対象となるイメージセンサの軸外に配置される位相差検出画素が受光する被写体光と、この位相差検出画素の特性を示すグラフと、この位相差検出画素が受光する被写体光を示すグラフとを模式的に示す図である。
【０１１２】
同図（ａ）には、本技術の適用対象となるイメージセンサの軸外に配置される左開口位相差検出画素８５０の断面構成と、左開口位相差検出画素８５０に入射する被写体光とが模式的に示されている。同図（ａ）では、左開口位相差検出画素８５０の断面構成として、受光素子８５３と、遮光層８５１と、遮光層８５２と、マイクロレンズ８５４とが示されている。
【０１１３】
また、左開口位相差検出画素８５０の断面構成には、図６（ａ）と同様に、射出瞳における右半分の領域を通過した被写体光の一部が、グレーを付した領域（例えば、領域Ｒ２２）により示されている。さらに、射出瞳における左半分の領域を通過した被写体光の一部が、点を付した領域（例えば、領域Ｒ２１）により示されている。さらに、左開口位相差検出画素８５０には、図６（ａ）の破線Ｌ２２およびＬ２３に対応する破線（破線Ｌ３２およびＬ３３）と、光軸Ｌ２１に対応する光軸Ｌ３１と、主光線結像点Ｐ２１に対応する主光線結像点Ｐ３１とが示されている。
【０１１４】
左開口位相差検出画素８５０に示すように、軸外に配置される位相差検出画素では、斜めに被写体光が入射する。そのため、主光線の結像点（主光線結像点Ｐ３１）の位置も、マイクロレンズの光軸（光軸Ｌ３１）から離れてしまう。そこで、軸外に配置される位相差検出画素では、主光線結像点Ｐ３１の位置と、瞳分割のための遮光層の入射口側の端部の位置とが合うように、マイクロレンズと、遮光層と、受光素子とが配置される。
【０１１５】
図７（ｂ）には、本技術の適用対象となるイメージセンサの軸外に配置される一対の位相差検出画素の特性（左開口位相差検出画素受光特性８５６および右開口位相差検出画素受光特性８４６））が示されている。なお、同図（ｂ）において示すグラフは、図６（ｂ）および（ｃ）において示したグラフに対応するため、ここでの詳細な説明を省略する。
【０１１６】
図７（ｂ）に示すように、軸外に配置される一対の位相差検出画素では、入射角が「０°」よりも高い角度の被写体光が境目（グラフの破線Ｄ１）となる。例えば、主光線の角度が「１５°」である位置（図５（ａ）の位置Ｆ４）の場合には、左開口位相差検出画素は、入射角が「１５°」より小さい被写体光は受光し、入射角が「１５°」より大きい被写体光は受光しない。一方、右開口位相差検出画素は、入射角が「１５°」より大きい被写体光は受光し、入射角が「１５°」より小さい被写体光は受光しない。
【０１１７】
図７（ｃ）には、軸外に配置される一対の位相差検出画素が受光する被写体光が、射出瞳およびグラフを用いて模式的に示されている。なお、同図（ｃ）において示すものは、図６（ｄ）において示したものに対応するため、ここでは、図６（ｄ）との違いについて説明する。
【０１１８】
図７（ｃ）において示す射出瞳８３０は、図６（ｄ）において示した射出瞳８７０と同様に、点を付した領域と、グレーを付した領域とが、射出瞳の中心を通過するラインで左右方向（瞳分割方向）に隣接している。すなわち、左開口位相差検出画素は射出瞳の右半分の領域を通過した被写体光を受光し、右開口位相差検出画素は射出瞳の右半分の領域を通過した被写体光を受光することが示されている。
【０１１９】
図７（ｃ）において示すグラフには、軸外に配置される一対の位相差検出画素が受光する被写体光を示す特性（左開口位相差検出画素受光特性８３４および右開口位相差検出画素受光特性８３５）が示されている。図７（ｃ）において示すグラフは、図６（ｄ）におけるグラフよりも、入射角「０°」の位置がグラフの左側にずれている。なお、この図７（ｃ）のグラフでは、左開口位相差検出画素の受光素子が受光する被写体光の角度の範囲（左開口位相差検出画素受光特性８３４の出力が生成される角度の範囲）よりも左の位置に、入射角「０°」がある。
【０１２０】
このように、軸外における一対の位相差検出画素では、所定の角度（主光線の角度）の被写体光を境目（グラフの破線Ｄ１）として、射出瞳の右端から主光線までの角度の被写体光を左開口位相差検出画素が受光する。また、主光線から射出瞳の左端までの角度の被写体光を右開口位相差検出画素が受光する。
【０１２１】
例えば、Ｆ値が「５．６」の交換レンズが撮像装置に装着されている場合における主光線の角度が「１５°」の位置では、左開口位相差検出画素は入射角が「１０°から１５°」までの被写体光を受光する。一方、右開口位相差検出画素は、入射角が「１５°から２０°」までの被写体光を受光する。
【０１２２】
すなわち、同図（ｃ）に示すように、本技術の適用対象となるイメージセンサの軸外に配置される位相差検出画素では、マイクロレンズへ斜めに入射する主光線を境目として瞳分割を行う。
【０１２３】
このように、本技術の適用対象となるイメージセンサでは、像高に応じて斜めになる主光線の結像点の位置に合うように遮光層を配置することにより、どの像高においても、射出瞳を２等分にする瞳分割を行うことができる。
【０１２４】
しかしながら、本技術の適用対象となるイメージセンサでは、口径蝕が考慮されていない。口径蝕が生じる交換レンズが撮像装置に装着された場合には、位相差検出の精度が低下することが考えられる。そこで、位相差検出への口径蝕の影響について、図８乃至図９を参照して説明する。
【０１２５】
［口径蝕の一例］
図８は、本技術の適用対象となる撮像装置において発生する口径蝕を示す模式図である。
【０１２６】
同図（ａ）には、画素の位置（位置Ｆ１乃至Ｆ５）を示す。そして、同図（ｂ）乃至（ｅ）には、位置Ｆ１乃至Ｆ５のそれぞれの位置における口径蝕が発生した射出瞳を示す。なお、同図（ａ）は、図５（ａ）において示したものと同様のものであるため、ここでの説明を省略する。
【０１２７】
図８（ａ）には、位置Ｆ１（軸上）の画素における射出瞳（射出瞳Ｅ１１）が示されている。射出瞳Ｅ１１に示すように、軸上（位置Ｆ１）の画素においては口径蝕が発生しないため、射出瞳は、レンズの形状（円形）に等しい形状になる。
【０１２８】
同図（ｂ）には、位置Ｆ２の画素における射出瞳（射出瞳Ｅ１２）が実線で示されている。また、同図（ｃ）には、位置Ｆ３の画素における射出瞳（射出瞳Ｅ１３）が実線で示され、同図（ｄ）には、位置Ｆ４の画素における射出瞳（射出瞳Ｅ１４）が実線で示されている。また、射出瞳Ｅ１２には射出瞳Ｅ１１の形状が点線により示され、射出瞳Ｅ１３には射出瞳Ｅ１１およびＥ１２の形状が点線により示され、射出瞳Ｅ１４には射出瞳Ｅ１１乃至Ｅ１３の形状が点線により示されている。
【０１２９】
射出瞳（レンズ）を通過して画素に入射する被写体光は画素の位置が軸上から軸外になるに従い絞りの前後にある枠などによりケラレる被写体光が多くなる。このため、射出瞳の形状は、同図（ｂ）乃至同図（ｅ）に示すように、画素の位置が軸上から軸外になるに従い円形から楕円形に変化してしまう。
【０１３０】
［口径蝕の位相差検出特性への影響の一例］
図９は、本技術の適用対象となるイメージセンサを備える撮像装置において発生する口径蝕の位相差検出特性への影響を示す模式図である。
【０１３１】
なお、同図では、図８に示したように口径蝕が発生する場合を想定して、位置Ｆ１乃至Ｆ４における位相差検出画素の受光特性を説明する。なお、図９（ａ）には位置Ｆ１における一対の位相差検出画素の受光特性を示し、同図（ｂ）には位置Ｆ２における一対の位相差検出画素の受光特性を示す。また、同図（ｃ）には位置Ｆ３における一対の位相差検出画素の受光特性を示し、同図（ｄ）には位置Ｆ４における一対の位相差検出画素の受光特性を示す。
【０１３２】
同図（ａ）乃至（ｄ）において示す射出瞳Ｅ１１乃至Ｅ１４には、それぞれの位置（位置Ｆ１乃至Ｆ４）における射出瞳の形状が実線で示されている。また、射出瞳Ｅ１１乃至Ｅ１４には、右開口位相差検出画素により受光される被写体光が通過する領域（点が付された領域）と、左開口位相差検出画素により受光される被写体光が通過する領域（グレーが付された領域）とが示されている。さらに、射出瞳Ｅ１１乃至Ｅ１４には、それらの領域のそれぞれの重心位置（重心７１１乃至７１８）が示されている。また、射出瞳Ｅ１２には射出瞳Ｅ１１の形状が点線により示され、射出瞳Ｅ１３には射出瞳Ｅ１１およびＥ１２の形状が点線により示され、射出瞳Ｅ１４には射出瞳Ｅ１１乃至Ｅ１３の形状が点線により示されている。
【０１３３】
また、射出瞳Ｅ１１には、重心７１１と重心７１５との間の間隔であって、位相差検出特性の度合いを示す矢印（位相差検出特性７２１）が示されている。同様に、射出瞳Ｅ１２には位相差検出特性７２２が示され、射出瞳Ｅ１３には位相差検出特性７２３が示され、射出瞳Ｅ１４には位相差検出特性７２４が示されている。
【０１３４】
ここで、位相差検出特性について説明する。位相差検出特性とは、位相差検出画素の信号に基づいて合焦判定部１８３が位相差を検出する際の精度（特性）である。位相差検出画素は、被写体光の分離の度合い（精度）が上昇すると、１対の像における重心間の距離が広がる。これにより、像のズレ量の計測が細かく行え、位相差検出の精度（特性）が向上する。
【０１３５】
また、同図（ａ）乃至（ｄ）のグラフには、それぞれの位置における左開口位相差検出画素受光特性（左開口位相差検出画素受光特性７３１乃至７３４）と、右開口位相差検出画素受光特性（右開口位相差検出画素受光特性７３５乃至７３８）とが示されている。さらに、同図（ｂ）のグラフには位置Ｆ１の受光特性が細い点線により示され、同図（ｃ）のグラフには位置Ｆ１およびＦ２の受光特性が細い点線により示され、同図（ｄ）のグラフには位置Ｆ１乃至Ｆ３の受光特性が細い点線により示されている。また、同図において示すグラフには、左開口位相差検出画素が受光する被写体光がグレーを付した領域により模式的に示され、右開口位相差検出画素が受光する被写体光が点を付した領域により模式的に示されている。
【０１３６】
ここで、口径蝕が発生する場合における軸上の位相差検出画素と軸外の位相差検出画素との間における特性の違いについて説明する。
【０１３７】
射出瞳Ｅ１１乃至射出瞳Ｅ１４に示すように、口径蝕が発生すると、像高の増加に応じて射出瞳が小さくなる。すなわち、位相差検出画素に入射する被写体光の角度の範囲が、像高の増加に応じて減少する。例えば、左開口位相差検出画素については、左開口位相差検出画素受光特性７３１乃至７３４に示すように、入射角が小さい側の被写体光が受光されなくなる。右開口位相差検出画素については、右開口位相差検出画素受光特性７３５乃至７３８に示すように、入射角が大きい側の被写体光が受光されなくなる。すなわち、口径蝕が発生する場合には、主光線の角度から離れている角度の被写体光が位相差検出画素に受光されなくなる。
【０１３８】
口径蝕により主光線の角度から離れている角度の被写体光が受光されなくなると、位相差検出画素が受光する被写体光の重心の位置が、主光線の角度の側に移動してしまう（重心７１１乃至７１８を参照）。これにより、重心間の距離が短くなり、位相差検出特性が悪くなってしまう（位相差検出特性７２１乃至７２４に示すように、最軸外（位置Ｆ４）に向かうにつれて、重心間隔が短くなる）。
【０１３９】
このように、口径蝕が発生すると、本技術の適用対象となるイメージセンサでは、軸上に位置する位相差検出画素と、軸外に位置する位相差検出画素との間において、位相差検出特性が異なってしまう。これにより、軸上の位相差検出画素の出力を用いて位相差検出を行う場合と、軸外の位相差検出画素の出力を用いて位相差検出を行う場合とを比較して、軸外の位相差検出画素の出力を用いて位相差検出を行う場合における位相差の検出精度が悪くなってしまう。
【０１４０】
そこで、本技術の第１の実施の形態の位相差検出画では、軸上の位相差検出画素の位相差検出特性と、軸外の位相差検出画素の位相差検出特性との間における特性の差を軽減させる。次に、本技術の第１の実施の形態の位相差検出画について、したものが、図１０乃至１２を参照して説明する。
【０１４１】
［第２イメージセンサの各像高における遮光層の位置の一例］
図１０は、本技術の第１の実施の形態における第２イメージセンサ２００の各像高における遮光層の位置の一例を示す模式図である。なお、同図では、説明の容易のため、位相差検出画素のＷフィルタの図示を省略する。
【０１４２】
同図（ａ）には、第２イメージセンサ２００の４つの位置（図５（ａ）の位置Ｆ１乃至Ｆ４に対応する位置）における左開口位相差検出画素の断面構成と、その左開口位相差検出画素のマイクロレンズによる主光線の結像点とが示されている。図１０（ａ）では、左開口位相差検出画素の断面構成として、遮光層３１１および３１２と、受光素子３１３と、マイクロレンズ３１４とが示されている。さらに、マイクロレンズ３１４に入射する主光線のうち、マイクロレンズ３１４の左端および右端を通過する光線が、マイクロレンズ８９４から主光線の結像点までを通過する破線により示されている。そして、マイクロレンズ３１４に入射する主光線の結像点（主光線結像点Ｐ２１）が、各左開口位相差検出画素の断面構成における破線が交差する位置に示されている。
【０１４３】
また、同図（ａ）において示す位置Ｆ２乃至Ｆ４の左開口位相差検出画素３１０には、主光線の結像点の位置と、遮光層３１２の入射口側の端部の位置との間の間隔を示す幅（幅Ｗ１１乃至Ｗ１３）がそれぞれ示されている。
【０１４４】
なお、図１０（ａ）は、図５（ｂ）において示した本技術の適用対象となるイメージセンサの左開口位相差検出画素の断面構成に対応する。そこで、図１０（ａ）では、本技術の適用対象となるイメージセンサの左開口位相差検出画素と、本技術の適用対象となる第２イメージセンサの左開口位相差検出画素との間の違いについて着目して説明する。
【０１４５】
同図（ａ）において示す位置Ｆ１の左開口位相差検出画素３１０においては、遮光層３１２の左端の位置が、主光線の結像点（主光線結像点Ｐ２１）の位置に一致する。位置Ｆ１より軸外である位置Ｆ２の左開口位相差検出画素３１０においては、遮光層３１２の左端の位置が、主光線の結像点の位置よりも僅かに（幅Ｗ１１ほど）左に突出する（入射口側の端部の位置が主光線の結像点の位置から離れる）。
【０１４６】
また、位置Ｆ２よりもさらに軸外である位置Ｆ３の左開口位相差検出画素３１０においては、遮光層３１２の左端の位置が、位置Ｆ２の左開口位相差検出画素３１０の遮光層３１２の左端の位置よりもさらに左に（主光線の結像点の位置から幅Ｗ１２ほど）突出する。すなわち、位置Ｆ３の左開口位相差検出画素３１０では、遮光層３１２の入射口側の端部の位置が、位置Ｆ２の左開口位相差検出画素３１０の遮光層３１２よりも主光線の結像点の位置から大きく離れる。
【０１４７】
同様に、位置Ｆ３よりもさらに軸外である位置Ｆ４の左開口位相差検出画素３１０においては、遮光層３１２の左端の位置が、位置Ｆ３の遮光層３１２の左端の位置よりもさらに左に（主光線の結像点の位置から幅Ｗ１３ほど）突出する。すなわち、位置Ｆ４の左開口位相差検出画素３１０では、遮光層３１２の入射口側の端部の位置が、位置Ｆ３の左開口位相差検出画素３１０の遮光層３１２よりも主光線の結像点の位置から大きく離れる。すなわち、遮光層３１２の左端が、主光線の結像点の位置に対して、像高の増加に応じて左方向（瞳分割方向の一方）へと離れていくように、遮光層３１２が設定される。
【０１４８】
このように、本技術の第１の実施の形態の左開口位相差検出画素では、マイクロレンズが集光した被写体光の右側を瞳分割のために遮光する遮光層（遮光層３１２）の左端（入射口側の端部）が、像高の増加に応じて主光線の結像点から離れるように設定される。
【０１４９】
一方、本技術の適用対象となるイメージセンサにおける左開口位相差検出画素では、図５（ｂ）に示すように、遮光層（遮光層８９２）の左端の位置と、主光線の結像点（主光線結像点Ｐ１１）の位置とを、像高にかかわらず一致させる。
【０１５０】
図１０（ｂ）には、第２イメージセンサ２００の４つの位置（図５（ａ）の位置Ｆ１乃至Ｆ４に対応する位置）における右開口位相差検出画素の断面構成と、その右開口位相差検出画素のマイクロレンズによる主光線の結像点とが示されている。図１０（ｂ）では、右開口位相差検出画素の断面構成として、遮光層３３１および３３２と、受光素子３３３と、マイクロレンズ３３４とが示されている。また、同図（ａ）と同様に、破線および主光線の結像点（主光線結像点Ｐ２２）が示されている。
【０１５１】
さらに、同図（ｂ）において示す位置Ｆ２乃至Ｆ４の右開口位相差検出画素３３０には、主光線の結像点の位置と、遮光層３３１の入射口側の端部の位置との間の間隔を示す幅（幅Ｗ２１乃至Ｗ２３）が示されている。
【０１５２】
同図（ｂ）において示す位置Ｆ１の右開口位相差検出画素３３０においては、遮光層３３１の右端の位置が、主光線の結像点（主光線結像点Ｐ２２）の位置に一致する。また、位置Ｆ１より軸外である位置Ｆ２の右開口位相差検出画素３３０においては、遮光層３３１の右端の位置が、主光線の結像点の位置よりも僅かに（幅Ｗ２１ほど）右に突出する（入射口側の端部の位置が主光線の結像点の位置から離れる）。そして、位置Ｆ３の右開口位相差検出画素３３０の遮光層３３１は、位置Ｆ２の右開口位相差検出画素３３０の遮光層３３１よりもさらに（主光線の結像点の位置から幅Ｗ２２ほど）突出する。同様に、位置Ｆ４の右開口位相差検出画素３３０の遮光層３３１は、位置Ｆ３の右開口位相差検出画素３３０の遮光層３３１よりもさらに（主光線の結像点の位置から幅Ｗ２３ほど）突出する。すなわち、遮光層３３１の右端が、主光線の結像点の位置に対して、像高の増加に応じて右方向（瞳分割方向の他方）へと離れていくように、遮光層３３１が設定される。
【０１５３】
このように、本技術の第１の実施の形態の右開口位相差検出画素では、マイクロレンズが集光した被写体光の左側を瞳分割のために遮光する遮光層（遮光層３３１）の右端（入射口側の端部）が、像高の増加に応じて主光線の結像点から離れるように設定される。
【０１５４】
なお、同図（ａ）および（ｂ）において示した幅Ｗ２１と幅Ｗ１１とは同じ長さである。同様に、幅Ｗ２２と幅Ｗ１２とは同じ長さであり、幅Ｗ２３とＷ１３とは同じ長さである。すなわち、一対の位相差検出画素（同じ像高における左開口位相差検出画素と右開口位相差検出画素）では、瞳分割のための遮光層の入射口側の端部の位置と主光線の結像点の位置との間の距離が、一対の位相差検出画素において同じ距離になる。
【０１５５】
また、一対の位相差検出画素としては、左開口位相差検出画素の受光素子３１３に対する遮光層３１２による遮光の領域と、右開口位相差検出画素の受光素子３３３に対する遮光層３３１による遮光の領域との間で重複する領域が、像高の増加に応じて増加する。
【０１５６】
このように、本技術の第１の実施の形態における第２イメージセンサ２００における位相差検出画素では、遮光層（遮光層３１１および３３１）の入射口側の端部が、像高の増加に応じて主光線の結像点から離れるように設定される。なお、マイクロレンズ３１４および３３４は特許請求の範囲に記載のマイクロレンズの一例であり、受光素子３１３および３３３は、特許請求の範囲に記載の受光素子の一例であり、遮光層３１２および３３２は、特許請求の範囲に記載の遮光部の一例である。
【０１５７】
なお、同図では、遮光層３１２の位置に合わせて遮光層３１１も移動させ、遮光層３１１と３１２との間の距離（遮光層３３１と遮光層３３２との間の距離も同様）が、像高にかかわらず一定である場合を図示したが、これに限定されるものではない。遮光層３１１（遮光層３３２も同様）は、瞳分割された被写体光の一方が受光素子に受光されるのを妨げない位置に配置されればどこでもよい。このため、例えば、遮光層３１１および３３２は、図５の遮光層８９１および８８２のように、受光素子に対して一定の位置になるように設定する場合も考えられる。なお、この場合には、開口面積が像高に応じて小さくなるものの、元から被写体光が受光素子に受光されるのを妨げない位置に配置されているため、問題は生じない。
【０１５８】
次に、遮光層の入射口側の端部の位置を主光線の結像点の位置から離すことによる効果について、位置Ｆ１（軸上）における左開口位相差検出画素の遮光層の入射口側の端部の位置を主光線の結像点の位置から離すことを想定し、図１１を参照して説明する。
【０１５９】
［軸上の左開口位相差検出画素において遮光層を結像点の位置から離す効果の一例］
図１１は、軸上の左開口位相差検出画素の遮光層の入射口側の端部の位置を主光線の結像点の位置から離す場合における左開口位相差検出画素が受光する被写体光を模式的に示す図である。
【０１６０】
同図（ａ）には、軸上（図５（ａ）の位置Ｆ１に対応する位置）における左開口位相差検出画素の瞳分割のための遮光層の入射口側の端部の位置を、主光線の結像点の位置から離す場合における断面構成が示されている。同図（ａ）では、遮光層の端部が結像点の位置と一致している左開口位相差検出画素が１番左に示され、幅Ｗ３１乃至Ｗ３３ほど遮光層の位置を移動させた場合の３つの左開口位相差検出画素が右に向けて順に示されている。なお、図１１（ａ）では、４つ左開口位相差検出画素を、左から順に、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４と識別する。
【０１６１】
また、同図において示す幅Ｗ３１乃至Ｗ３３のそれぞれの幅は、図１０（ａ）において示した幅Ｗ１１乃至Ｗ１３のそれぞれの幅と同じである。すなわち、４つ左開口位相差検出画素（Ｚ１乃至Ｚ４）は、主光線の角度が異なること以外は、図１０（ａ）において示した４つの位置（位置Ｆ１乃至Ｆ４）の左開口位相差検出画素にそれぞれ対応する。
【０１６２】
また、図１１（ａ）で示す左開口位相差検出画素６１０の断面構成（遮光層６１１および６１２、受光素子６１３、マイクロレンズ６１４）は、図１０（ａ）において示した断面構成と同じものであるため、ここでの説明を省略する。
【０１６３】
図１０（ａ）に示すように、同図では、光軸に平行な主光線が入射する左開口位相差検出画素において、遮光層６１２の左端の位置が、像高の増加に応じて結像点の位置より左になる（入射口側の端部が離れる）ことを想定して説明する。
【０１６４】
同図（ｂ）には、同図（ａ）で示した左開口位相差検出画素（Ｚ１乃至Ｚ４）の射出瞳（射出瞳Ｅ２１乃至Ｅ２４）に、左開口位相差検出画素（Ｚ１乃至Ｚ４）が受光する光の通過する領域（射出瞳Ｅ２１乃至Ｅ２４におけるグレーが付された領域）が示されている。４つの左開口位相差検出画素（Ｚ１乃至Ｚ４）は、イメージセンサにおける位置が同じ（軸上）ことを想定しているため、射出瞳Ｅ２１乃至Ｅ２４の形状は円形である。４つの左開口位相差検出画素（Ｚ１乃至Ｚ４）は、遮光層（遮光層６１２）の入射口側の端部の位置の主光線の結像点の位置からのズレ度合いが異なるため、瞳分割方向（左右方向）における射出瞳の中心側を通過する被写体光の遮光の度合いがそれぞれ異なる。
【０１６５】
同図（ｂ）に示すように、遮光層（遮光層６１２）の入射口側の端部の位置が主光線の結像点の位置から離れるにつれ（Ｚ１からＺ４に向かうにつれ）、射出瞳の中心側を通過する被写体光の遮光の度合いが高くなる。
【０１６６】
同図（ｃ）には、同図（ａ）において示した４つの位相差検出画素（Ｚ１乃至Ｚ４）の特性がそれぞれ示されている。なお、左開口位相差検出画素（Ｚ１）の特性（左開口位相差検出画素受光特性（Ｚ１）６５１）は、図６（ｂ）において示した左開口位相差検出画素受光特性８９６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。
【０１６７】
左開口位相差検出画素（Ｚ２）の特性（左開口位相差検出画素受光特性（Ｚ２）６５２）は、左開口位相差検出画素受光特性（Ｚ１）６５１を僅かに左にずらしたような特性である。また、左開口位相差検出画素（Ｚ３）の特性（左開口位相差検出画素受光特性（Ｚ３）６５３）は、左開口位相差検出画素受光特性（Ｚ２）６５３を僅かに左にずらしたような特性である。同様に、左開口位相差検出画素（Ｚ４）の特性（左開口位相差検出画素受光特性（Ｚ４）６５４）は、左開口位相差検出画素受光特性（Ｚ３）６５４を僅かに左にずらしたような特性である。
【０１６８】
このように、位相差検出画素では、遮光層６１２の入射口側の端部の位置を主光線の結像点の位置から左にずらす（離す）ことにより、受光素子に入射する被写体光と入射しない被写体光の境目の角度をずらすことができる。
【０１６９】
すなわち、左開口位相差検出画素においては、瞳分割のために遮光する遮光層の左端の位置を主光線の結像点の位置よりも左にずらす（突出させる）ことにより、ずらさない場合と比較して、受光する光と遮光する光との間の境目の入射角を、小さくすることができる。また、右開口位相差検出画素においては、瞳分割のために遮光する遮光層の右端の位置を主光線の結像点の位置よりも右にずらす（突出させる）ことにより、ずらさない場合と比較して、受光する光と遮光する光との間の境目の光の入射角を、大きくすることができる。
【０１７０】
このように、瞳分割のために遮光する遮光層の入射口側の端部の位置の位置を主光線の結像点の位置からずらすことにより、受光する光と遮光する光との間の境目の光の入射角を、像高に応じて、主光線の結像点の角度からずらすことができる。
【０１７１】
［像高に応じて遮光層を結像点の位置から離すことによる効果の一例］
図１２は、本技術の第１の実施の形態の第２イメージセンサ２００における４つの像高における一対の位相差検出画素が受光する被写体光を、射出瞳およびグラフを用いて模式的に示す図である。
【０１７２】
同図では、図８に示したように口径蝕が発生する場合を想定して、４つの位置（図５（ａ）の位置Ｆ１乃至Ｆ４に対応する位置）の一対の位相差検出画素の受光特性について説明する。なお、図１２（ａ）には位置Ｆ１における一対の位相差検出画素の受光特性を示し、同図（ｂ）には位置Ｆ２における一対の位相差検出画素の受光特性を示す。また、同図（ｃ）には位置Ｆ３における一対の位相差検出画素の受光特性を示し、同図（ｄ）には位置Ｆ４における一対の位相差検出画素の受光特性を示す。
【０１７３】
同図（ａ）乃至（ｄ）において示す射出瞳Ｅ３１乃至Ｅ３４には、それぞれの位置（位置Ｆ１乃至Ｆ４）における射出瞳の形状が実線で示されている。また、射出瞳Ｅ３１乃至Ｅ３４には、左開口位相差検出画素により受光される被写体光の通過する領域が点を付した領域により示され、右開口位相差検出画素により受光される被写体光の通過する領域が点を付した領域により示されている。そして、それらの領域には、それらの領域の重心位置（重心３６１乃至３６８）が示されている。また、射出瞳Ｅ３２には射出瞳Ｅ３１の形状が点線により示され、射出瞳Ｅ３３には射出瞳Ｅ３１およびＥ３２の形状が点線により示され、射出瞳Ｅ３４には射出瞳Ｅ３１乃至Ｅ３３の形状が点線により示されている。
【０１７４】
また、同図（ａ）乃至（ｄ）のグラフには、それぞれの位置における左開口位相差検出画素受光特性（左開口位相差検出画素受光特性３７１乃至３７４）と、右開口位相差検出画素受光特性（右開口位相差検出画素受光特性３７５乃至３７８）とが示されている。さらに、同図（ｂ）のグラフには位置Ｆ１の受光特性が細い点線により示され、同図（ｃ）のグラフには位置Ｆ１およびＦ２の受光特性が細い点線により示され、同図（ｄ）のグラフには位置Ｆ１およびＦ３の受光特性が細い点線により示されている。
【０１７５】
ここで、本技術の第１の実施の形態における位相差検出画素の瞳分割のための遮光層を、主光線の結像点の位置から像高の増加に応じて離すことによる効果について、同図を参照して説明する。
【０１７６】
射出瞳Ｅ３１乃至Ｅ３４に示すように、像高が増加すると、口径蝕により射出瞳の形状が円形から楕円形になる。すなわち、左開口位相差検出画素においては、軸上の射出瞳（射出瞳Ｅ３１）における右端付近を通過する被写体光（入射角が小さい被写体光）が像高に応じて減少する。また、右開口位相差検出画素においては、軸上の射出瞳（射出瞳Ｅ３１）の左端を通過する被写体光（入射角が大きい被写体光）が像高に応じて減少する。
【０１７７】
これに対し、左開口位相差検出画素では、瞳分割のために遮光する遮光層の左端を主光線の結像点の位置から像高の増加に応じて左にずらす（離す）。また、右開位相差検出画素では、瞳分割のために遮光する遮光層の右端を主光線の結像点の位置から像高の増加に応じて右にずらす。遮光層をずらすことにより、左開口位相差検出画素および右開口位相差検出画素が受光する被写体光は、主光線の結像点側の被写体光が、像高の増加に応じて減少する。
【０１７８】
これにより、同図（ａ）乃至（ｄ）に示すように、像高に応じた口径蝕による被写体光の減少に応じて瞳分割のための遮光層を主光線の結像点の位置よりも突出させることにより、位相差検出画素が受光する被写体光の重心の位置を設定できるようになる。
【０１７９】
すなわち、本技術の第１の実施の形態では、左開口位相差検出画素が受光する被写体光の重心の位置（重心３６１乃至３６４）を、射出瞳の中心の位置に対して像高にかかわらず一定にすることができる。また、右開口位相差検出画素が受光する被写体光の重心の位置（重心３６５乃至３６８）を、射出瞳の中心の位置に対して像高にかかわらず一定にすることができる。これにより、本技術の第１の実施の形態では、位相差検出特性を、像高にかかわらずに均一にすることができる（同図の位相差検出特性３８１を参照）。
【０１８０】
このように、本技術の第１の実施の形態によれば、軸外の位相差検出画素における位相差検出特性を、軸上の位相差検出画素における位相差検出特性と同様の特性にすることができる。すなわち、本技術の第１の実施の形態によれば、撮像素子における位相差検出画素の特性を向上させることができる。また、重心位置を一致させることにより位相差検出特性を同様の特性にするため、像高が軸上に近い位相差検出画素における被写体光を無駄に遮光することなく、撮像素子における位相差検出画素の特性を向上させることができる。
【０１８１】
＜２．第２の実施の形態＞
本技術の第１の実施の形態では、位相差検出画素における瞳分割のための遮光層を主光線の結像点の位置よりも突出させることにより、軸外の画素の位相差検出画素を軸上の位相差検出画素に合わせる例について説明した。この例では、軸外の位相差検出画素が受光する被写体光が減少するため、使用環境によっては、軸外の位相差検出画素において光量の不足が生じてしまう場合などが想定される。
【０１８２】
そこで、軸外の位相差検出画素における光量不足を軽減させるため、軸上の画素における位相差検出特性が十分に精度が高い（重心間の距離が十分に開いている）場合には、最も軸外の画素の位相差検出特性に他の位置の位相差検出特性を合わせることが考えられる。本技術の第２の実施の形態では、最軸外の位相差検出画素の位相差検出特性を基準とする例について、図１３を参照して説明する。
【０１８３】
［第２イメージセンサにおける像高と遮光層の関係例］
図１３は、本技術の第２の実施の形態における第２イメージセンサにおける像高と遮光層の位置との間の関係の一例を示す模式図である。
【０１８４】
同図（ａ）には、４つの位置（図５（ａ）の位置Ｆ１乃至Ｆ４に対応する位置）における左開口位相差検出画素の断面構成と、その左開口位相差検出画素のマイクロレンズによる主光線の結像点とが示されている。なお、同図（ａ）は、図１０（ａ）において示した本技術の第１の実施における４つの位置の左開口位相差検出画素の断面構成に対応する。
【０１８５】
同図（ａ）に示すように、本技術の第２の実施の形態の左開口位相差検出画素では、最軸外（位置Ｆ４）の左開口位相差検出画素において、瞳分割のための遮光層（遮光層４１２）の左端（入射口側の端部）が、主光線の結像点の位置と一致する。そして、像高が低くなるに従い、遮光層４１２の左端が主光線の結像点の位置よりも右側に、像高の減少に従って離れていくように設定される。そして、軸上の左開口位相差検出画素において、遮光層４１２の左端が、主光線の結像点の位置から最も離れているように設定される。
【０１８６】
すなわち、本技術の第２の実施の形態の左開口位相差検出画素では、瞳分割のための遮光層（遮光層４１２）の左端が、像高の増加に従って主光線の結像点の位置に近づくように設定される。なお、図示しないが、右開口位相差検出画素では、同図（ａ）において示した左開口位相差検出画素４１０の遮光層４１１および遮光層４１２が、主光線の結像点の位置に対して、左右逆になる（図１０（ａ）および（ｂ）における関係を参照）。すなわち、右開口位相差検出画素では、瞳分割のための遮光層の右端が、像高の増加に従って主光線の結像点の位置に近づくように設定される。
【０１８７】
図１３（ｂ）および（ｃ）には、図８に示したように口径蝕が発生する場合を想定して、位置Ｆ１およびＦ４における一対の位相差検出画素が受光する被写体光を、射出瞳およびグラフを用いて模式的に示す。なお図１３（ｂ）は図１２（ａ）に対応し、図１３（ｃ）は図１２（ｄ）に対応する。
【０１８８】
図１３（ｂ）に示すように、本技術の第２の実施の形態では、瞳分割のための遮光層が主光線の結像点の位置から離れるに従い、遮光層により遮光される被写体光が減少し、受光素子が受光する被写体光が増加する。この受光する被写体光の増加により、被写体光の重心は、射出瞳の中心に近づく（図１３（ｂ）の重心４５１および４５３と、図１２（ａ）の重心３６１および３６５を参照）。すなわち、位相差検出画素の受光素子が受光する被写体光が増加するように瞳分割のための遮光層を設定することにより、位相差検出画素が受光する被写体光の重心の位置を設定できるようになる。
【０１８９】
すなわち、本技術の第２の実施の形態では、本技術の第１の実施の形態と同様に、位相差検出画素が受光する被写体光の重心の位置を、射出瞳の中心の位置に対して像高にかかわらず一定にすることができる。これにより、位相差検出特性を、像高にかかわらずに均一にすることができる。
【０１９０】
このように、本技術の第２の実施の形態によれば、各像高における位相差検出画素の位相差検出特性を、最軸外の位相差検出画素における位相差検出特性と同様の特性にすることができる。すなわち、本技術の第１の実施の形態によれば、撮像素子における位相差検出画素の特性を向上させることができる。
【０１９１】
なお、本技術の第１の実施の形態では軸上の位相差検出画素の検出特性を基準とし、本技術の第２の実施の形態では最軸外の位相差検出画素の位相差検出特性を基準としたが、これらに限定されるものではない。所定の像高における位相差検出画素の位相差検出特性を基準としても実施することができる。例えば、所定の像高における位相差検出画素において、瞳分割のための遮光層の入射口側の端部の位置と、主光線の結像点の位置とを一致させる。そして、この所定の像高より低い位置の位相差検出画素においては、本技術の第２の実施の形態のように、像高（射出瞳の形状）に合わせて受光素子が受光する被写体光が増加するように瞳分割のための遮光層を配置する。また、所定の像高より高い位置の位相差検出画素においては、本技術の第１の実施の形態のように、像高（射出瞳の形状）に合わせて受光素子が受光する被写体光が減少するように瞳分割のための遮光層を配置する。これにより、本技術の第１および第２の実施の形態と同様に、位相差検出特性を、像高にかかわらずに均一にすることができる。
【０１９２】
このように、本技術の実施の形態によれば、撮像素子における位相差検出画素の特性を向上させることができる。
【０１９３】
なお、本技術の実施の形態の撮像素子は、瞳分割のための遮光層となる配線層（受光素子に最も近いメタル層）を製造する際のマスクパターンを、従来の撮像素子を製造する際のマスクパターンから変更するのみで製造することができる。すなわち、本技術の実施の形態の撮像素子は、従来の撮像素子の製造工程における簡易なプロセスの変更（マスクパターンの変更）のみで製造が可能である。また、受光素子に最も近いメタル層以外の構造は、位相差検出画素と画像生成画素との間で同じであるため、位相差検出画素と画像生成画素との間における画素ごとの特性のバラつきを抑えることができる。
【０１９４】
また、本技術の実施の形態では、瞳分割のための遮光層を備える位相差検出画素を想定したが、これに限定されるものではない。例えば、瞳分割のための遮光層を備えずに、瞳分割された被写体光の一方だけが通過する位置に受光素子が配置されることにより、瞳分割された被写体光の一方を受光することができる位相差検出画素の場合においても、実施することができる。この場合には、受光素子の主光線の結像点側の端部の位置と、主光線の結像点の位置とが像高の変化に応じて離れるように設定する。すなわち、位相差検出画素における瞳分割された被写体光を形成するための境目（遮光層で瞳分割する場合は入射口側の端部、受光素子でする場合は受光素子の主光線の結像点側の端部）の位置と、主光線の結像点の位置とが像高の変化に応じて離れるように設定される。これにより、本技術の実施の形態と同様に、位相差検出画素の特性を向上させることができる。また、１つの位相差検出画素に２つの受光素子を備えて被写体光を瞳分割する場合（例えば、特開２０１０−２３７４０１号公報参照）においても、受光素子の主光線の結像点側の端部の位置と主光線の結像点の位置とが像高の変化に応じて離れるように設定することにより、本技術の実施の形態と同様に、位相差検出画素の特性を向上させることができる。
【０１９５】
なお、本技術の実施の形態では、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、本技術の実施の形態は同様に適用できる。
【０１９６】
また、位相差検出画素のカラーフィルタは、Ｗフィルタを想定して説明したが、これ限定されるものではなく、フィルタの代わりに透明層がある場合、Ｗフィルタの代わりにＧフィルタを備える場合などにおいても位相差検出画素の特性を向上させることができる。
【０１９７】
なお、本技術の実施の形態では、第２信号処理部１７０が生成した画像をライブビュー画像として表示する例について説明したが、これに限定されるものではなく、動画として保存するようにしてもよい。
【０１９８】
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、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技術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、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、そ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。
【０１９９】
また、上述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。
【０２００】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）  被写体からの光を集光するマイクロレンズと、
前記マイクロレンズにより集光された被写体光を受光することにより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受光素子と、
前記マイクロレンズと前記受光素子との間に配置されて前記被写体光の一部を遮光して前記被写体光を瞳分割する遮光部とを具備し、
前記遮光部は、前記マイクロレンズを通過した被写体光の結像点の位置と前記遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の変化に応じて離れるように設定される
撮像素子。
（２）  １つの前記マイクロレンズと１つの受光素子と１つの前記遮光部とが、１つの位相差検出画素を構成し、隣接または近接する２つの前記位相差検出画素を前記位相差を検出するための一対の位相差検出画素とし、
前記一対の位相差検出画素のうちの一方の位相差検出画素が受光する光の射出瞳における重心位置は、像高にかかわらず前記一方の位相差検出画素において前記射出瞳の中心からの位置が略同じ位置となり、
前記一対の位相差検出画素のうちの他方の位相差検出画素が受光する光の射出瞳における重心位置は、像高にかかわらず前記他方の位相差検出画素において前記射出瞳の中心からの位置が略同じ位置となる
前記（１）の撮像素子。
（３）  前記遮光部は、前記結像点の位置と前記端部の位置とが像高の増加に応じて離れるように設定される前記（１）または（２）の撮像素子。
（４）１つの前記マイクロレンズと１つの前記受光素子と１つの前記遮光部とが、１つの位相差検出画素を構成し、隣接または近接する２つの前記位相差検出画素を前記位相差検出を行うための一対の位相差検出画素とし、
前記一対の位相差検出画素のうちの一方の位相差検出画素の前記遮光部は、前記一対の位相差検出画素における瞳分割方向の一方に向けて、前記一方の位相差検出画素における前記結像点の位置と、前記一方の位相差検出画素における前記遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の増加に応じて離れるように設定され、
前記一対の位相差検出画素のうちの他方の位相差検出画素の前記遮光部は、前記一対の位相差検出画素における瞳分割方向の他方に向けて、前記他方の位相差検出画素における前記結像点の位置と、前記他方の位相差検出画素における前記遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の増加に応じて離れるように設定される
前記（３）の撮像素子。
（５）  前記遮光部は、前記結像点の位置と前記端部の位置とが像高の増加に応じて近づくように設定される前記（１）または（２）の撮像素子。
（６）  １つの前記マイクロレンズと１つの前記受光素子と１つの前記遮光部とが、１つの位相差検出画素を構成し、隣接または近接する２つの前記位相差検出画素を前記位相差を検出するための一対の位相差検出画素とし、
前記一対の位相差検出画素のうちの一方の位相差検出画素の前記遮光部は、前記一対の位相差検出画素における瞳分割方向の一方に向けて、前記一方の位相差検出画素における前記結像点の位置と、前記一方の位相差検出画素における前記遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の増加に応じて近づくように設定され、
前記一対の位相差検出画素のうちの他方の位相差検出画素の前記遮光部は、前記一対の位相差検出画素における瞳分割方向の他方に向けて、前記他方の位相差検出画素における前記結像点の位置と、前記他方の位相差検出画素における前記遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の増加に応じて近づくように設定される
前記（５）の撮像素子。
（７）  前記遮光部は、所定の像高の位置を基準位置として、前記基準位置において前記結像点の位置と前記端部の位置とが一致するように設定され、前記結像点の位置と前記端部の位置とが前記基準位置からの像高の変化に応じて離れるように設定される前記（１）から（６）のいずれかに記載の撮像素子。
（８）  １つの前記マイクロレンズと１つの前記受光素子と１つの前記遮光部とが、１つの位相差検出画素を構成し、隣接または近接する２つの前記位相差検出画素を前記位相差を検出するための一対の位相差検出画素とし、
前記一対の位相差検出画素のうちの一方の位相差検出画素における前記結像点の位置と前記遮光部の入射口側の端部の位置との間の距離は、前記一対の位相差検出画素のうちの他方の位相差検出画素における前記結像点の位置と前記遮光部の入射口側の端部の位置との間の距離と略同じである
前記（１）から（７）のいずれかに記載の撮像素子。
（９）  前記マイクロレンズを通過した被写体光の結像点は、当該マイクロレンズを通過した主光線の結像点である前記（１）から（８）のいずれかに記載の撮像素子。
（１０）  被写体からの光を集光するマイクロレンズと、
前記マイクロレンズにより集光された被写体光を受光することにより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受光素子とを具備し、
前記受光素子は、前記マイクロレンズを通過した被写体光の結像点の位置と前記受光素子の前記結像点側の端部の位置とが像高の変化に応じて離れるように設定される
撮像素子。
（１１）  被写体からの光を集光するマイクロレンズと、前記マイクロレンズにより集光された被写体光を受光することにより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受光素子と、前記マイクロレンズと前記受光素子との間に配置されて前記被写体光の一部を遮光して前記被写体光を瞳分割する遮光部とを備え、前記遮光部は、前記マイクロレンズを通過した被写体光の結像点の位置と前記遮光部の入射口側の端部の位置とが像高の変化に応じて離れるように設定される撮像素子と、
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
を具備する撮像装置。
【符号の説明】
【０２０１】
１００  撮像装置
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
１３０  制御部
１４０  第１イメージセンサ
１５０  第１信号処理部
１６０  ペリクルミラー
１７０  第２信号処理部
１８１  記憶部
１８２  表示部
１８３  合焦判定部
１８４  駆動部
２００  第２イメージセンサ
３１０  左開口位相差検出画素
３１１、３１２  遮光層
３１３  受光素子
３１４  マイクロレンズ
３３０  右開口位相差検出画素
３３１、３３２  遮光層
３３３  受光素子
３３４  マイクロレンズ
【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８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１２】
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【図１３】
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