(57)【要約】【課題】撮影画像の画質の劣化を防止しつつ、焦点検出精度を向上させる。【解決手段】撮像素子は、略マトリクス状に配置され、画像を取得するための複数の通常画素と、焦点のずれが所定値より大きい場合に利用される複数の大デフォーカス検出画素対とを備え、所定数のライン毎に大デフォーカス検出画素対が配置される大デフォーカス検出ラインが配置されるとともに、各大デフォーカス検出ラインにおいて、複数の大デフォーカス検出画素対は、互いに異なる射出瞳距離に対応した複数の射出瞳距離対応大デフォーカス検出画素対として構成されている。【選択図】図７
2016057391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点のずれが所定値より大きい場合に利用される複数の大デフォーカス検出画素対と
略マトリクス状に配置され、画像を取得するための複数の通常画素と、
を備え、
所定数のライン毎に前記大デフォーカス検出画素対が配置される大デフォーカス検出ラインが配置されるとともに、
各前記大デフォーカス検出ラインにおいて、前記複数の大デフォーカス検出画素対は、互いに異なる射出瞳距離に対応した複数の射出瞳距離対応大デフォーカス検出画素対として構成されている撮像素子。
【請求項２】
前記大デフォーカス検出画素対のそれぞれが有する開口幅は、焦点の検出に利用される高精度焦点検出画素対のそれぞれが有する開口幅に比して小とされる
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
前記大デフォーカス検出画素対のそれぞれは開口位置を有し、
前記開口位置は、センサ面の位置によって、特定の瞳分割パターンに対応して異なる位置となっている
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項４】
複数の前記高精度焦点検出画素対が配置される高精度焦点検出ラインが配置される
請求項２に記載の撮像素子。
【請求項５】
複数の前記高精度焦点検出ラインを有し、
異なる前記高精度焦点検出ラインにおける前記高精度検出画素対は、異なる射出瞳距離に対応した射出瞳距離対応高精度焦点検出画素対として構成されている
請求項４に記載の撮像素子。
【請求項６】
前記高精度焦点検出画素対のそれぞれは開口位置を有し、
前記開口位置は、センサ面の位置によって、特定の瞳分割パターンに対応して異なる位置となっている
請求項２に記載の撮像素子。
【請求項７】
前記大デフォーカス検出画素対を構成するそれぞれの大デフォーカス検出画素が、２個のフォトダイオードを有する
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項８】
前記高精度焦点検出画素対を構成するそれぞれの高精度焦点検出画素が、２個のフォトダイオードを有する
請求項２に記載の撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、撮像素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
焦点を検出する方式の一つとして像面位相差方式が提案されている。像面位相差方式では、例えば下記特許文献１に記載されているように、通常の画素とは別に焦点を検出するための焦点検出画素が同一の撮像素子に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７９３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
像面位相差方式において、焦点検出精度を向上させることが望まれる。
【０００５】
本開示の目的の一つは、焦点検出精度を向上させることができる撮像素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本開示は、例えば、
焦点のずれが所定値より大きい場合に利用される複数の大デフォーカス検出画素対と
略マトリクス状に配置され、画像を取得するための複数の通常画素と、
を備え、
所定数のライン毎に大デフォーカス検出画素対が配置される大デフォーカス検出ラインが配置されるとともに、
各大デフォーカス検出ラインにおいて、複数の大デフォーカス検出画素対は、互いに異なる射出瞳距離に対応した複数の射出瞳距離対応大デフォーカス検出画素対として構成されている撮像素子である。
【発明の効果】
【０００７】
少なくとも一つの実施形態によれば、焦点検出精度を向上させることができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。また、例示された効果により本開示の内容が限定して解釈されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、像面位相差方式の一例を説明するための図である。
【図２】図２Ａおよび図２Ｂは、高精度焦点検出画素および大ＤＦ検出画素の違いを説明するための図である。
【図３】図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃは、撮像素子に配置される高精度焦点検出画素対を模式的に示す図であり、図３Ｄは、撮像素子に配置される大ＤＦ検出画素群を模式的に示す図である。
【図４】図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃは、撮像素子の所定のラインに配置される高精度焦点検出画素の構成の一例を説明するための図である。
【図５】図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃは、撮像素子の所定のラインに配置される高精度焦点検出画素の構成の一例を説明するための図である。
【図６】図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃは、撮像素子の所定のラインに配置される高精度焦点検出画素の構成の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、本開示の一実施形態における撮像素子の画素配列の一例を説明するための図である。
【図８】図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃは、変形例１を説明するための図である。
【図９】図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃは、変形例１を説明するための図である。
【図１０】図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃは、変形例２を説明するための図である。
【図１１】図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１１Ｃは、変形例２を説明するための図である。
【図１２】図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃおよび図１２Ｄは、変形例３を説明するための図である。
【図１３】図１３Ａ、図１３Ｂおよび図１３Ｃは、変形例３を説明するための図である。
【図１４】図１４Ａ、図１４Ｂおよび図１４Ｃは、変形例３を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
＜１．一実施形態＞
＜２．変形例＞
以下に説明する実施形態等は本開示の好適な具体例であり、本開示の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。
【００１０】
「像面位相差方式における撮像素子の構成」
始めに、本開示の理解を容易にするために図１を参照して、像面位相差方式により焦点検出方式を行う場合の撮像素子の構成の一例について、概略的に説明する。なお、図１に示す撮像素子（撮像素子ＩＭ１）では、撮像素子の一部が示されている。
【００１１】
撮像素子ＩＭ１は、水平方向および垂直方向に複数の画素が配置された構成を有する。撮像素子ＩＭ１を構成する各画素は例えば、光の入射方向に対してオンチップレンズ、カラーフィルタおよびフォトダイオードが順次、配列された構成を有する。カラーフィルタは、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｒ（赤）の３つの原色フィルタが配列されたいわゆる、ベイヤー配列である。なお、本開示におけるカラーフィルタはベイヤー配列の原色フィルタに限定されるものではなく、Ｇ（緑）、黄（Ｙｅ）、マゼンダ（Ｍｇ）、シアン（Ｃｙ）が配列された補色フィルタでもよい。また、ベイヤー配列のうちの一部がホワイト（Ｗ）でもよく、カラーフィルタの構成が省略されてもよい。
【００１２】
図１に示すように、撮像素子ＩＭ１の所定のラインに焦点検出画素がＧの画素とともに配置されている。より具体的には、焦点検出画素対（焦点検出画素Ａおよび焦点検出画素Ｂ）が撮像素子ＩＭ１の所定のラインに複数配置され、焦点検出画素対が形成されている。各焦点検出画素は遮光マスクにより一部が遮光され、遮光されていない箇所（開口）からフォトダイオードに光が入射するように構成されている。
【００１３】
焦点検出画素対により撮像レンズを通過した光を瞳分割し、複数の焦点検出画素Ａの出力および複数の焦点検出画素Ｂの出力をそれぞれ積分し一対の像（例えば、出力波形）を生成する。一対の像の差分（像の間のずれ量）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ことができる。合焦の度合いを検出する処理において、撮像レンズのＦ値等の光学条件を考慮した補正処理や、出力波形を増幅する増幅処理等が実行されてもよい。
【００１４】
ところで通常、焦点検出画素は、ある射出瞳距離（ＥＰＤ(Exit Pupil Distance)）を想定し、この射出瞳距離に最適化した瞳分割パターンを有している。例えば、汎用性のある撮像レンズの射出瞳距離に最適化した瞳分割パターンを有している。なお、射出瞳距離は、撮像レンズに応じた射出瞳距離が予め撮像装置本体に記憶されてもよく、撮像レンズが交換式の場合は、通信等により射出瞳距離が交換式の撮像レンズから撮像装置に送信されてもよい。
【００１５】
撮像レンズの射出瞳距離が想定通りの場合や、焦点検出画素と撮像レンズの射出瞳拒理とが等しい場合はいいが、製造誤差や、交換レンズ等で射出瞳拒理が完全に一致していない場合等には、焦点検出画素対（焦点検出画素Ａおよび焦点検出画素Ｂ）の受光量が略均等になる。一方で、撮像レンズの射出瞳距離が想定より短い若しくは長い場合には、ラインの中央付近における焦点検出画素対の受光量は略均等になるものの、撮像素子ＩＭ１の端部付近における焦点検出画素対の受光量は不均等になる。焦点検出画素Ａおよび焦点検出画素Ｂの受光量が不均等になると、焦点検出画素Ａの出力波形の大きさと焦点検出画素Ｂの出力波形の大きさとが不均等になり、両波形が一致する距離を算出するときの誤差が大きくなり焦点検出精度が低下する。このため、１の射出瞳距離のみならず複数の射出瞳距離を想定し、各射出検出距離に最適化した瞳分割パターンを有する焦点検出画素対を撮像素子に形成することが望ましい。
【００１６】
ところで、上述した焦点検出画素Ａおよび焦点検出画素Ｂは、遮光マスクにより形成される開口の幅（開口幅）が長く、焦点検出画素Ａおよび焦点検出画素Ｂのそれぞれの開口部の重心位置間の距離が長い。このため、フォーカスずれに対する一対の像のずれ量（像ずれ量）に対する感度を高くすることができ僅かなピントのずれを検出することができる。その反面、大きなフォーカスずれ（大デフォーカス）に対しては像ずれ量が大きくなりすぎ、その像ずれ量が焦点検出の範囲内に収まらず合焦位置を正確に検出できない、すなわち、大デフォーカス時における焦点検出精度が低下するおそれがある、という問題がある。
【００１７】
そこで、大デフォーカスを検出するために、焦点検出画素Ａおよび焦点検出画素Ｂの開口幅より短い開口幅を有する焦点検出画素（以下、大ＤＦ検出画素と適宜、称する）を撮像素子に配置することが望ましい。この場合にも上述したように、複数の射出瞳距離を想定し、各射出瞳検出距離に最適化した瞳分割パターンを有する大ＤＦ検出画素群を撮像素子に配置することが望ましい。以上の観点に鑑みてなされた本開示の一実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
＜１．一実施形態＞
「高精度焦点検出画素および大ＤＦ検出画素について」
次に、焦点を検出するために利用される画素（高精度焦点検出画素と称する）および大ＤＦ検出画素について説明する。図２Ａは、高精度焦点検出画素の構成の一例を説明するための図であり、図２Ｂは、大ＤＦ検出画素の構成の一例を説明するための図である。図２Ａおよび図２Ｂでは、対をなす高精度焦点検出画素（高精度焦点検出画素対）および対をなす大ＤＦ検出画素（大ＤＦ検出画素対）が示されている。
【００１９】
図２Ａにおいて、高精度焦点検出画素１は、撮像レンズを介して入射する光の入射方向（矢印により示している）に対してオンチップレンズ１０、カラーフィルタ１１およびフォトダイオード１２が順次、形成された構成を有している。フォトダイオード１２の一部が遮光マスク１３により遮光されており、遮光マスク１３により遮光されていない箇所として開口１４が形成されている。開口１４の開口幅は、例えば幅Ｗ１である。
【００２０】
高精度焦点検出画素１と対をなす高精度焦点検出画素２も同様に、撮像レンズを介して入射する光の入射方向（矢印により示している）に対してオンチップレンズ２０、カラーフィルタ２１およびフォトダイオード２２が順次、形成された構成を有している。フォトダイオード２２の一部が遮光マスク２３により遮光されており、遮光マスク２３により遮光されていない箇所として開口２４が形成されている。開口２４の開口幅は、開口１４の開口幅と同様のＷ１である。
【００２１】
図２Ｂにおいて、大ＤＦ検出画素３は、撮像レンズを介して入射する光の入射方向（矢印により示している）に対してオンチップレンズ３０、カラーフィルタ３１およびフォトダイオード３２が順次、形成された構成を有している。フォトダイオード３２の一部が遮光マスク３３により遮光されており、遮光マスク３３により遮光されていない箇所として開口３４が形成されている。開口３４の開口幅は、例えばＷ２である。
【００２２】
大ＤＦ検出画素３と対をなす大ＤＦ検出画素４は、撮像レンズを介して入射する光の入射方向（矢印により示している）に対してオンチップレンズ４０、カラーフィルタ４１およびフォトダイオード４２が順次、形成された構成を有している。フォトダイオード４２の一部が遮光マスク４３により遮光されており、遮光マスク４３により遮光されていない箇所として開口４４が形成されている。開口４４の開口幅は、例えば開口３４の開口幅と同様のＷ２である。大ＤＦ検出画素の開口幅は、高精度焦点検出画素の開口幅に比して小に設定される。すなわち、下記の式（１）により示される関係が成立する。
Ｗ２＜Ｗ１  ・・・（１）
【００２３】
なお、高精度焦点検出画素１および高精度焦点検出画素２の開口幅Ｗ１は一定でなくてもよい。例えば、撮像素子における高精度焦点検出画素１（高精度焦点検出画素２でもよい）が配置される位置に応じて、高精度焦点検出画素１の開口幅Ｗ１が異なる幅となっていてもよい。より具体的には、高精度焦点検出画素１が配置される位置が、撮像素子の１ライン上における左側から中央を経て右側になるにつれ、高精度焦点検出画素１の開口幅Ｗ１が長く若しくは短くなってもよい。この場合でも、上述した式（１）の関係が成立するように、大ＤＦ検出画素の開口幅Ｗ２が設定される。なお、大ＤＦ検出画素の開口幅Ｗ２は、例えば、大ＤＦ検出画素が配置される位置に関わらず一定に設定される。
【００２４】
「開口位置の差分について」
次に、焦点検出画素が有する開口の位置（開口位置）について説明する。本開示の一実施形態では、異なる射出瞳距離毎に焦点検出画素が有する開口位置を異なるようにし、異なる瞳分割パターンを形成する。
【００２５】
本開示の一実施形態では、射出瞳距離として短い射出瞳距離Ｄ１、中程度の射出瞳距離Ｄ２、長い射出瞳距離Ｄ３を設定している。すなわち、各射出瞳距離について下記の式（２）に示す関係が成立する。
Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３  ・・・（２）
【００２６】
図３は、撮像素子（イメージセンサ）に配置される高精度焦点検出画素および大ＤＦ検出画素を模式的に示した図である。なお、図３では説明の便宜上、通常画素の図示を省略している。通常画素は、略マトリクス状に配置され画像を取得するための画素である。通常画素は、大デフォーカス検出画素対が配置される位置を除いてマトリクス状に配置される。
【００２７】
図３Ａは、射出瞳距離Ｄ１に対応する瞳分割パターンを有する高精度焦点検出画素対を含むラインＬ１を示す。図３ＡではラインＬ１に高精度焦点検出画素対が９個図示されているが、もちろんこれに限定されるものではない。例えば、センサ面の左側に高精度焦点検出画素対（高精度焦点検出画素１００および高精度焦点検出画素１１０）が配置され、センサ面の中央に高精度焦点検出画素対（高精度焦点検出画素１２０および高精度焦点検出画素１３０）が配置され、センサ面の右側に高精度焦点検出画素対（高精度焦点検出画素１４０および高精度焦点検出画素１５０）が配置されている。
【００２８】
各高精度焦点検出画素は、それぞれ開口位置を有している。例えば、高精度焦点検出画素１００は開口位置ａ１を有し、高精度焦点検出画素１００と対をなす高精度焦点検出画素１１０は開口位置ｂ１を有する。例えば、高精度焦点検出画素１２０は開口位置ａ５を有し、高精度焦点検出画素１２０と対をなす高精度焦点検出画素１３０は開口位置ｂ５を有する。例えば、高精度焦点検出画素１４０は開口位置ａ９を有し、高精度焦点検出画素１４０と対をなす高精度焦点検出画素１５０は開口位置ｂ９を有する。
【００２９】
ここで図４を参照して、ラインＬ１に配置される高精度焦点検出画素が有する開口位置について説明する。図４Ａは、高精度焦点検出画素１００および高精度焦点検出画素１１０の構成の一例を示し、図４Ｂは、高精度焦点検出画素１２０および高精度焦点検出画素１３０の構成の一例を示し、図４Ｃは、高精度焦点検出画素１４０および高精度焦点検出画素１５０の構成の一例を示す。
【００３０】
高精度焦点検出画素１００は、光の入射方向に対してオンチップレンズ１０１、カラーフィルタ１０２およびフォトダイオード１０３が順次、配置されて成り、遮光マスク１０４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード１０３の一部が遮光され開口１０５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素１００のフォトダイオード１０３の受光範囲を模式的に示したものである。
【００３１】
高精度焦点検出画素１１０は、光の入射方向に対してオンチップレンズ１１１、カラーフィルタ１１２およびフォトダイオード１１３が順次、配置されて成り、遮光マスク１１４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード１１３の一部が遮光され開口１１５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素１１０のフォトダイオード１１３の受光範囲を模式的に示したものである。
【００３２】
高精度焦点検出画素１２０は、光の入射方向に対してオンチップレンズ１２１、カラーフィルタ１２２およびフォトダイオード１２３が順次、配置されて成り、遮光マスク１２４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード１２３の一部が遮光され開口１２５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素１２０のフォトダイオード１２３の受光範囲を模式的に示したものである。
【００３３】
高精度焦点検出画素１３０は、光の入射方向に対してオンチップレンズ１３１、カラーフィルタ１３２およびフォトダイオード１３３が順次、配置されて成り、遮光マスク１３４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード１３３の一部が遮光され開口１３５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素１３０のフォトダイオード１３３の受光範囲を模式的に示したものである。
【００３４】
高精度焦点検出画素１４０は、光の入射方向に対してオンチップレンズ１４１、カラーフィルタ１４２およびフォトダイオード１４３が順次、配置されて成り、遮光マスク１４４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード１４３の一部が遮光され開口１４５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素１４０のフォトダイオード１４３の受光範囲を模式的に示したものである。
【００３５】
高精度焦点検出画素１５０は、光の入射方向に対してオンチップレンズ１５１、カラーフィルタ１５２およびフォトダイオード１５３が順次、配置されて成り、遮光マスク１５４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード１５３の一部が遮光され開口１５５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素１５０のフォトダイオード１５３の受光範囲を模式的に示したものである。
【００３６】
高精度焦点検出画素が配置されるセンサ面における位置に応じて、オンチップレンズやカラーフィルタに対する遮光マスクの位置を異なる位置とし、開口位置が異なる位置となるようにしている。これにより、撮像レンズの射出瞳距離が想定する射出瞳距離である場合に、高精度焦点検出画素対のフォトダイオードの受光量を、撮像素子における配置位置に関わらず略均等とすることができる。
【００３７】
本開示の一実施形態では例えば、カラーフィルタに対する遮光マスクの相対的な位置によって開口位置を定義する。具体的には、高精度焦点検出画素対のうち一方の高精度焦点検出画素の開口位置は、カラーフィルタの有効領域の左側端部から遮光マスクの右側端部までの長さにより規定され、他方の高精度焦点検出画素の開口位置は、カラーフィルタの有効領域の右側端部から遮光マスクの左側端部までの長さにより規定される。
【００３８】
高精度焦点検出画素１００の場合には、カラーフィルタ１０２の左側端部から遮光マスク１０４の右側端部までの長さにより高精度焦点検出画素１００の開口位置ａ１が規定される。高精度焦点検出画素１１０の場合には、カラーフィルタ１１２の右側端部から遮光マスク１１４の左側端部までの長さにより高精度焦点検出画素１１０の開口位置ｂ１が規定される。
【００３９】
高精度焦点検出画素１２０の場合には、カラーフィルタ１２２の左側端部から遮光マスク１２４の右側端部までの長さにより高精度焦点検出画素１２０の開口位置ａ５が規定される。高精度焦点検出画素１３０の場合には、カラーフィルタ１３２の右側端部から遮光マスク１３４の左側端部までの長さにより高精度焦点検出画素１３０の開口位置ｂ５が規定される。
【００４０】
高精度焦点検出画素１４０の場合には、カラーフィルタ１４２の左側端部から遮光マスク１４４の右側端部までの長さにより高精度焦点検出画素１４０の開口位置ａ９が規定される。高精度焦点検出画素１５０の場合には、カラーフィルタ１５２の右側端部から遮光マスク１５４の左側端部までの長さにより高精度焦点検出画素１５０の開口位置ｂ９が規定される。なお、ラインＬ１に配置される他の高精度焦点検出画素の開口位置も同様にして規定される。
【００４１】
ラインＬ１に配置される高精度焦点検出画素対の開口位置は、センサ面の位置によって、射出瞳距離Ｄ１の瞳分割パターンに対応して異なる位置となっている。具体的には、差分αでもって各開口位置が異なる位置となっている。差分αは、例えば、開口位置の差分の絶対値により規定される。具体的には、開口位置ａ１と開口位置ａ２との差分の絶対値若しくは開口位置ｂ１と開口位置ｂ２との差分の絶対値により差分αが規定される。なお、差分αは長さの差分に限定されず長さの変化の割合の絶対値等により規定されてもよい。また、隣接する高精度焦点検出画素対間の開口位置の差分に限定されることはない。例えば、開口位置ａ１と開口位置ａ５との差分の絶対値若しくは開口位置ｂ１と開口位置ｂ５との差分の絶対値により差分αが規定されてもよい。
【００４２】
図３に戻り説明する。図３Ｂは、射出瞳距離Ｄ２に対応する瞳分割パターンを有する高精度焦点検出画素対を含むラインＬ２を示す。図ではラインＬ２に高精度焦点検出画素対が９個図示されているが、もちろんこれに限定されるものではない。例えば、センサ面の左側に高精度焦点検出画素対（高精度焦点検出画素１６０および高精度焦点検出画素１７０）が配置され、センサ面の中央に高精度焦点検出画素対（高精度焦点検出画素１８０および高精度焦点検出画素１９０）が配置され、センサ面の右側に高精度焦点検出画素対（高精度焦点検出画素２００および高精度焦点検出画素２１０）が配置されている。射出瞳距離Ｄ２に対応する高精度焦点検出画素対が複数、配置されることにより高精度焦点検出画素対が形成される。
【００４３】
各高精度焦点検出画素は、それぞれ開口位置を有している。例えば、高精度焦点検出画素１６０は開口位置ｃ１を有し、高精度焦点検出画素１６０と対をなす高精度焦点検出画素１７０は開口位置ｄ１を有する。例えば、高精度焦点検出画素１８０は開口位置ｃ５を有し、高精度焦点検出画素１８０と対をなす高精度焦点検出画素１９０は開口位置ｄ５を有する。例えば、高精度焦点検出画素２００は開口位置ｃ９を有し、高精度焦点検出画素２００と対をなす高精度焦点検出画素２１０は開口位置ｄ９を有する。
【００４４】
ここで、図５を参照して、ラインＬ２に配置される高精度焦点検出画素が有する開口位置について説明する。図５Ａは、高精度焦点検出画素１６０および高精度焦点検出画素１７０の構成の一例を示し、図５Ｂは、高精度焦点検出画素１８０および高精度焦点検出画素１９０の構成の一例を示し、図５Ｃは、高精度焦点検出画素２００および高精度焦点検出画素２１０の構成の一例を示す。
【００４５】
高精度焦点検出画素１６０は、光の入射方向に対してオンチップレンズ１６１、カラーフィルタ１６２およびフォトダイオード１６３が順次、配置されて成り、遮光マスク１６４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード１６３の一部が遮光され開口１６５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素１６０のフォトダイオード１６３の受光範囲を模式的に示したものである。
【００４６】
高精度焦点検出画素１７０は、光の入射方向に対してオンチップレンズ１７１、カラーフィルタ１７２およびフォトダイオード１７３が順次、配置されて成り、遮光マスク１７４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード１７３の一部が遮光され開口１７５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素１７０のフォトダイオード１７３の受光範囲を模式的に示したものである。
【００４７】
高精度焦点検出画素１８０は、光の入射方向に対してオンチップレンズ１８１、カラーフィルタ１８２およびフォトダイオード１８３が順次、配置されて成り、遮光マスク１８４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード１８３の一部が遮光され開口１８５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素１８０のフォトダイオード１８３の受光範囲を模式的に示したものである。
【００４８】
高精度焦点検出画素１９０は、光の入射方向に対してオンチップレンズ１９１、カラーフィルタ１９２およびフォトダイオード１９３が順次、配置されて成り、遮光マスク１９４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード１９３の一部が遮光され開口１９５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素１９０のフォトダイオード１９３の受光範囲を模式的に示したものである。
【００４９】
高精度焦点検出画素２００は、光の入射方向に対してオンチップレンズ２０１、カラーフィルタ２０２およびフォトダイオード２０３が順次、配置されて成り、遮光マスク２０４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード２０３の一部が遮光され開口２０５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素２００のフォトダイオード２０３の受光範囲を模式的に示したものである。
【００５０】
高精度焦点検出画素２１０は、光の入射方向に対してオンチップレンズ２１１、カラーフィルタ２１２およびフォトダイオード２１３が順次、配置されて成り、遮光マスク２１４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード２１３の一部が遮光され開口２１５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素２１０のフォトダイオード２１３の受光範囲を模式的に示したものである。
【００５１】
上述したように、本開示の一実施形態では例えば、カラーフィルタに対する遮光マスクの相対的な位置によって開口位置を定義する。高精度焦点検出画素１６０の場合には、カラーフィルタ１６２の左側端部から遮光マスク１６４の右側端部までの長さにより高精度焦点検出画素１６０の開口位置ｃ１が規定される。高精度焦点検出画素１７０の場合には、カラーフィルタ１７２の右側端部から遮光マスク１７４の左側端部までの長さにより高精度焦点検出画素１７０の開口位置ｄ１が規定される。
【００５２】
高精度焦点検出画素１８０の場合には、カラーフィルタ１８２の左側端部から遮光マスク１８４の右側端部までの長さにより高精度焦点検出画素１８０の開口位置ｃ５が規定される。高精度焦点検出画素１９０の場合には、カラーフィルタ１９２の右側端部から遮光マスク１９４の左側端部までの長さにより高精度焦点検出画素１９０の開口位置ｄ５が規定される。
【００５３】
高精度焦点検出画素２００の場合には、カラーフィルタ２０２の左側端部から遮光マスク２０４の右側端部までの長さにより高精度焦点検出画素２００の開口位置ｃ９が規定される。高精度焦点検出画素２１０の場合には、カラーフィルタ２１２の右側端部から遮光マスク２１４の左側端部までの長さにより高精度焦点検出画素２１０の開口位置ｄ９が規定される。なお、ラインＬ２における他の高精度焦点検出画素の開口位置も同様にして規定される。
【００５４】
ラインＬ２に配置される高精度焦点検出画素対の開口位置は、センサ面の位置によって、射出瞳距離Ｄ２の瞳分割パターンに対応して異なる位置となっている。具体的には、差分αより小さい差分βでもって各開口位置が異なる位置となっている。差分βは、例えば、開口位置の長さの差分の絶対値により規定される。具体的には、開口位置ｃ１と開口位置ｃ２との差分の絶対値若しくは開口位置ｄ１と開口位置ｄ２との差分の絶対値により差分βが規定される。なお、差分βは開口位置の差分に限定されず開口位置の変化の割合の絶対値等により規定されてもよい。また、隣接する高精度焦点検出画素対間の開口位置の差分に限定されることはない。例えば、開口位置ｃ１と開口位置ｃ５との差分の絶対値若しくは開口位置ｄ１と開口位置ｄ５との差分の絶対値により差分βが規定されてもよい。
【００５５】
図３に戻り説明する。図３Ｃは、射出瞳距離Ｄ３に対応する瞳分割パターンを有する高精度焦点検出画素対を含むラインＬ３を示す。図ではラインＬ３に高精度焦点検出画素対が９個図示されているが、もちろんこれに限定されるものではない。例えば、センサ面の左側に高精度焦点検出画素対（高精度焦点検出画素２２０および高精度焦点検出画素２３０）が配置され、センサ面の中央に高精度焦点検出画素対（高精度焦点検出画素２４０および高精度焦点検出画素２５０）が配置され、センサ面の右側に高精度焦点検出画素対（高精度焦点検出画素２６０および高精度焦点検出画素２７０）が配置されている。射出瞳距離Ｄ３に対応する高精度焦点検出画素対が複数、配置されることにより高精度焦点検出画素対が形成される。
【００５６】
各高精度焦点検出画素は、それぞれ開口位置を有している。例えば、高精度焦点検出画素２２０は開口位置ｅ１を有し、高精度焦点検出画素２２０と対をなす高精度焦点検出画素２３０は開口位置ｆ１を有する。例えば、高精度焦点検出画素２４０は開口位置ｅ５を有し、高精度焦点検出画素２４０と対をなす高精度焦点検出画素２５０は開口位置ｆ５を有する。例えば、高精度焦点検出画素２６０は開口位置ｅ９を有し、高精度焦点検出画素２６０と対をなす高精度焦点検出画素２７０は開口位置ｆ９を有する。
【００５７】
ここで、図６を参照して、ラインＬ３に配置される高精度焦点検出画素が有する開口位置について説明する。図６Ａは、高精度焦点検出画素２２０および高精度焦点検出画素２３０の構成の一例を示し、図６Ｂは、高精度焦点検出画素２４０および高精度焦点検出画素２５０の構成の一例を示し、図６Ｃは、高精度焦点検出画素２６０および高精度焦点検出画素２７０の構成の一例を示す。
【００５８】
高精度焦点検出画素２２０は、光の入射方向に対してオンチップレンズ２２１、カラーフィルタ２２２およびフォトダイオード２２３が順次、配置されて成り、遮光マスク２２４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード２２３の一部が遮光され開口２２５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素２２０のフォトダイオード２２３の受光範囲を模式的に示したものである。
【００５９】
高精度焦点検出画素２３０は、光の入射方向に対してオンチップレンズ２３１、カラーフィルタ２３２およびフォトダイオード２３３が順次、配置されて成り、遮光マスク２３４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード２３３の一部が遮光され開口２３５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素２３０のフォトダイオード２３３の受光範囲を模式的に示したものである。
【００６０】
高精度焦点検出画素２４０は、光の入射方向に対してオンチップレンズ２４１、カラーフィルタ２４２およびフォトダイオード２４３が順次、配置されて成り、遮光マスク２４４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード２４３の一部が遮光され開口２４５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素２４０のフォトダイオード２４３の受光範囲を模式的に示したものである。
【００６１】
高精度焦点検出画素２５０は、光の入射方向に対してオンチップレンズ２５１、カラーフィルタ２５２およびフォトダイオード２５３が順次、配置されて成り、遮光マスク２５４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード２５３の一部が遮光され開口２５５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素２５０のフォトダイオード２５３の受光範囲を模式的に示したものである。
【００６２】
高精度焦点検出画素２６０は、光の入射方向に対してオンチップレンズ２６１、カラーフィルタ２６２およびフォトダイオード２６３が順次、配置されて成り、遮光マスク２６４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード２６３の一部が遮光され開口２６５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素２６０のフォトダイオード２６３の受光範囲を模式的に示したものである。
【００６３】
高精度焦点検出画素２７０は、光の入射方向に対してオンチップレンズ２７１、カラーフィルタ２７２およびフォトダイオード２７３が順次、配置されて成り、遮光マスク２７４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード２７３の一部が遮光され開口２７５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素２７０のフォトダイオード２７３の受光範囲を模式的に示したものである。
【００６４】
上述したように、本開示の一実施形態では例えば、カラーフィルタに対する遮光マスクの相対的な位置によって開口位置を定義する。高精度焦点検出画素２２０の場合には、カラーフィルタ２２２の左側端部から遮光マスク２２４の右側端部までの長さにより高精度焦点検出画素２２０の開口位置ｅ１が規定される。高精度焦点検出画素２３０の場合には、カラーフィルタ２３２の右側端部から遮光マスク２３４の左側端部までの長さにより高精度焦点検出画素２３０の開口位置ｆ１が規定される。
【００６５】
高精度焦点検出画素２４０の場合には、カラーフィルタ２４２の左側端部から遮光マスク２４４の右側端部までの長さにより高精度焦点検出画素２４０の開口位置ｅ５が規定される。高精度焦点検出画素２５０の場合には、カラーフィルタ２５２の右側端部から遮光マスク２５４の左側端部までの長さにより高精度焦点検出画素２５０の開口位置ｆ５が規定される。
【００６６】
高精度焦点検出画素２６０の場合には、カラーフィルタ２６２の左側端部から遮光マスク２６４の右側端部までの長さにより高精度焦点検出画素２６０の開口位置ｅ９が規定される。高精度焦点検出画素２７０の場合には、カラーフィルタ２７２の右側端部から遮光マスク２７４の左側端部までの長さにより高精度焦点検出画素２７０の開口位置ｆ９が規定される。なお、ラインＬ３における他の高精度焦点検出画素の開口位置も同様にして規定される。
【００６７】
ラインＬ３に配置される高精度焦点検出画素対の開口位置は、センサ面の位置によって、射出瞳距離Ｄ３の瞳分割パターンに対応して異なる位置となっている。具体的には、差分βより小さい差分γでもって各開口位置が異なる位置となっている。差分γは、例えば、開口位置の差分の絶対値により規定される。具体的には、開口位置ｅ１と開口位置ｅ２との差分の絶対値もしくは開口位置ｆ１と開口位置ｆ２との差分の絶対値により差分γが規定される。なお、差分γは開口位置の差分に限定されず開口位置の変化の割合の絶対値等により規定されてもよい。また、隣接する高精度焦点検出画素対間の開口位置の差分に限定されることはない。例えば、開口位置ｅ１と開口位置ｅ５との差分の絶対値もしくは開口位置ｆ１と開口位置ｆ５との差分の絶対値により差分γが規定されてもよい。
【００６８】
以上説明したように、想定（ターゲット）とする射出瞳距離が長くなるにつれて小さくなる差分でもって開口位置が異なる位置となるように、複数の射出瞳距離に対応する瞳分割パターンが設定される。これにより、射出瞳距離が複数存在する場合でも、所定のラインにおける焦点検出画素対の受光量を略均等とすることができる。
【００６９】
図３に戻り説明する。図３Ｄは、大ＤＦ検出画素を含むラインＬ４を示す。詳細は後述するが、大ＤＦ検出画素の場合は、異なる射出瞳距離に応じた瞳分割パターンを有する大ＤＦ用検出画素対がラインＬ４に多重化されて配置される。本開示の一実施形態では、射出瞳距離として高精度焦点検出画素と同様に、短い射出瞳距離Ｄ１、中程度の射出瞳距離Ｄ２、長い射出瞳距離Ｄ３を設定している。
【００７０】
例えば、ラインＬ４の水平方向に沿って、射出瞳距離Ｄ１に対応する瞳分割パターンを有する大ＤＦ検出画素対（例えば、大ＤＦ検出画素２８０および大ＤＦ検出画素２９０）、射出瞳距離Ｄ２に対応する瞳分割パターンを有する大ＤＦ検出画素対（例えば、大ＤＦ検出画素２８１および大ＤＦ検出画素２９１）、および、射出瞳距離Ｄ３に対応する瞳分割パターンを有する大ＤＦ検出画素対（例えば、大ＤＦ検出画素２８２および大ＤＦ検出画素２９２）が交互に配置される。
【００７１】
各大ＤＦ検出画素は、それぞれ開口位置を有している。開口位置は、上述した高精度焦点検出画素と同様にして規定することができる。例えば、大ＤＦ検出画素２８０は開口位置ｇ１を有し、大ＤＦ検出画素２９０は開口位置ｈ１を有している。射出瞳距離Ｄ１に対応する大ＤＦ検出画素対も同様に、開口位置ｇ２、開口位置ｈ２、開口位置ｇ３および開口位置ｈ３をそれぞれ有している。射出瞳距離Ｄ１に対応する大ＤＦ用焦点画素対が複数、配置されることにより大ＤＦ検出画素対が形成される。
【００７２】
例えば、大ＤＦ検出画素２８１は開口位置ｉ１を有し、大ＤＦ検出画素２９１は開口位置ｊ１を有している。射出瞳距離Ｄ２に対応する他の大ＤＦ検出画素対も同様に、開口位置ｉ２、開口位置ｊ２、開口位置ｉ３および開口位置ｊ３をそれぞれ有している。射出瞳距離Ｄ２に対応する大ＤＦ用焦点画素対が複数、配置されることにより大ＤＦ検出画素対が形成される。
【００７３】
例えば、大ＤＦ検出画素２８２は開口位置ｋ１を有し、大ＤＦ検出画素２９２は開口位置ｌ１を有している。射出瞳距離Ｄ３に対応する他の大ＤＦ検出画素対も同様に、開口位置ｋ２、開口位置ｌ２、開口位置ｋ３および開口位置ｌ３をそれぞれ有している。なお、射出瞳距離Ｄ３に対応する大ＤＦ用焦点画素対が複数、配置されることにより大ＤＦ検出画素対が形成される。
【００７４】
射出瞳距離Ｄ１に対応する大ＤＦ検出画素対のそれぞれが有する開口位置は、射出瞳距離Ｄ１に対応する瞳分割パターンで異なる。具体的には、各大ＤＦ検出画素が有する各開口位置が差分Ｘでもって異なる位置となっている。差分Ｘは例えば、開口位置ｇ１と開口位置ｇ２との差分の絶対値もしくは開口位置ｈ１と開口位置ｈ２との差分の絶対値により規定される。なお、差分Ｘは開口位置の差分に限定されず開口位置の変化の割合の絶対値等により規定されてもよい。また、隣接する大ＤＦ検出画素間の差分に限定されることはない。差分Ｘが例えば、開口位置ｇ１と開口位置ｇ３との差分の絶対値もしくは開口位置ｈ１と開口位置ｈ３との差分の絶対値により規定されてもよい。
【００７５】
射出瞳距離Ｄ２に対応する大ＤＦ検出画素群のそれぞれが有する開口位置は、射出瞳距離Ｄ２に対応する瞳分割パターンで異なる。具体的には、各大ＤＦ検出画素が有する各開口位置が差分Ｘより小さい差分Ｙでもって異なる位置となっている。差分Ｙは例えば、開口位置ｉ１と開口位置ｉ２との差分の絶対値もしくは開口位置ｊ１と開口位置ｊ２との差分の絶対値により規定される。なお、差分Ｙは開口位置の差分に限定されず開口位置の変化の割合の絶対値等により規定されてもよい。また、隣接する大ＤＦ検出画素間の差分に限定されることはない。差分Ｙが例えば、開口位置ｉ１と開口位置ｉ３との差分の絶対値もしくは開口位置ｊ１と開口位置ｊ３との差分の絶対値により規定されてもよい。
【００７６】
射出瞳距離Ｄ３に対応する大ＤＦ検出画素群のそれぞれが有する開口位置は、射出瞳距離Ｄ３に対応する瞳分割パターンで異なる。具体的には、各大ＤＦ検出画素が有する各開口位置が差分Ｙより小さい差分Ｚでもって異なる位置となっている。差分Ｚは例えば、開口位置ｋ１と開口位置ｋ２との差分の絶対値もしくは開口位置ｌ１と開口位置ｌ２との差分の絶対値により規定される。なお、差分Ｚは開口位置の差分に限定されず開口位置の変化の割合の絶対値等により規定されてもよい。また、隣接する大ＤＦ検出画素間の差分に限定されることはない。差分Ｚが例えば、開口位置ｇ１と開口位置ｇ３との差分の絶対値もしくは開口位置ｈ１と開口位置ｈ３との差分の絶対値により規定されてもよい。
【００７７】
なお、上述した例では、高精度焦点検出画素および大ＤＦ検出画素のそれぞれがターゲットとする射出瞳距離は同一の距離にしているが、異なる距離にしてもよい。さらに、同一の射出瞳距離に対応する開口位置の差分（例えば、差分αと差分Ｘ、差分βと差分Ｙ、差分γと差分Ｚ）が同一の差分でもよく異なる差分でもよい。
【００７８】
「一実施形態における撮像素子」
図７は、本開示の一実施形態における撮像素子の画素配列の一例を説明するための図である。なお、図７により示される画素の配列は撮像素子の一部であり全てではない。
【００７９】
図７に示すように、撮像素子は、通常画素とともに、複数の高精度焦点検出画素対が配置される高精度焦点検出ラインを有する。また、撮像素子は、複数の大デフォーカス検出画素対が配置される大デフォーカス検出ラインを備える。撮像素子は、高精度焦点検出ラインＬ５，Ｌ６およびＬ７と、大デフォーカス検出ラインＬ８とを有している。
【００８０】
なお、高精度焦点検出ラインに配置される画素を全て高精度焦点検出画素にすると撮影画像の画質が劣化するおそれがある。このため、高精度焦点検出画素間に通常画素を配置することが好ましい。一方で、高精度焦点検出画素対における２個の高精度焦点検出画素の間の距離が大き過ぎると焦点検出精度が低下するおそれがあるため、水平方向に比較的密に高精度焦点検出画素を配置することが望ましい。この点を考慮して、高精度焦点検出画素間に配置する通常画素は例えば、１〜３個程度にすることが好ましい。高精度焦点検出画素間に通常画素を配置することにより撮像画像の画質の低下を防止できる。大デフォーカス検出ラインにおける画素の配置についても同様である。
【００８１】
高精度焦点検出ラインＬ５には、センサ面の位置によって射出瞳距離Ｄ１に対応して開口位置が異なる位置となる高精度焦点検出画素対が配置される。撮像素子における高精度焦点検出ラインＬ５から数ライン程度（例えば、４ライン）離れた高精度焦点検出ラインＬ６には、センサ面の位置によって射出瞳距離Ｄ２に対応して開口位置が異なる位置となる高精度焦点検出画素対が配置される。撮像素子における高精度焦点検出ラインＬ６から数ライン程度（例えば、４ライン）離れた高精度焦点検出ラインＬ７には、センサ面の位置によって射出瞳距離Ｄ３に対応して開口位置が異なる位置となる高精度焦点検出画素対が配置される。
【００８２】
高精度焦点検出ラインＬ７から数ライン程度（例えば、４ライン）離れた大デフォーカス検出ラインＬ８には、複数の大ＤＦ検出画素対が配置される。ここで、大デフォーカス時には焦点がずれている方向が判別できれば十分であり、大ＤＦ検出画素を水平方向に密に配置する必要性が低い。このため、瞳分割パターンが異なる大ＤＦ検出画素対を異なるラインに配置する必要性が低く、同一の１ラインに異なる瞳分割パターンの大ＤＦ検出画素対を多重化して配置することができる。複数の大ＤＦ検出画素対は、焦点のずれが所定値より大きい場合に利用される。
【００８３】
例えば、大デフォーカス検出ラインＬ８には、センサ面の位置によって射出瞳距離Ｄ１に対応して開口位置が異なる位置となる大ＤＦ検出画素対と、センサ面の位置によって射出瞳距離Ｄ２に対応して開口位置が異なる位置となる大ＤＦ検出画素対と、センサ面の位置によって射出瞳距離Ｄ３に対応して開口位置が異なる位置となる大ＤＦ検出画素対とが、交互に配置される。このように、大デフォーカス検出ラインＬ８に配置される複数の大ＤＦ検出画素対は、互いに異なる射出瞳距離に対応した複数の射出瞳距離対応大ＤＦ検出画素対として構成されている。各大ＤＦ検出画素間に通常画素（例えば、緑（Ｇ））を１画素配置した場合には、１２の画素からなる周期が形成される。この周期が所定の周期を繰り返される。
【００８４】
例えば図７に示す１６ラインの画素配列を１周期とし、この１周期の画素配列を垂直方向に繰り返す。すなわち、所定数のライン毎に大デフォーカス検出ラインが配置される。撮像素子においてこの周期をどの程度繰り返すかは、撮像画像の画質や焦点検出精度を考慮して適切に設定される。
【００８５】
以上、説明したように、本開示の一実施形態に係る撮像素子では例えば、撮像素子の異なるラインに異なる射出瞳距離に応じた瞳分割パターンの高精度焦点検出画素対を配置している。レンズの射出瞳距離に応じて、高精度焦点検出画素対の出力を選択的に使用することにより高精度の焦点検出を行うことができる。また、大ＤＦ検出画素対を配置することにより大デフォーカスの場合でも高精度の焦点検出を行うことができる。さらに、異なる射出瞳距離に応じた瞳分割パターンの大ＤＦ検出画素対を同一のラインに多重して配置することにより、撮影画像の画質が劣化することを防止できる。
【００８６】
上述した撮像素子が例えば、撮像装置に備えられる。撮像装置は、例えば撮影レンズから射出瞳距離に関する情報を取得する。そして撮像装置では、取得した射出瞳距離もしくはそれに射出瞳距離に対応する瞳分割パターンを有する高精度焦点検出画素対（大デフォーカス時には大ＤＦ検出画素対）の出力を選択して焦点検出が行われる。
【００８７】
＜２．変形例＞
以上、本開示の実施形態について具体的に説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【００８８】
本開示は、上述した一実施形態における画素配列に限定されるものではない。以下、複数の変形例における画素配列について説明する。
【００８９】
「変形例１」
図８および図９は、変形例１における画素配列を説明するための図である。なお、図８および図９では、通常画素の図示を省略している。図８Ａは、射出瞳距離Ｄ７に対応する瞳分割パターンを有する高精度焦点検出画素対を含むラインＬ１０を示している。ラインＬ１０に配置される各高精度焦点検出画素対の開口位置は、差分Ａ１０でもって異なる位置となっている。なお、高精度焦点検出画素および大ＤＦ検出画素の開口位置は上述した一実施形態と同様にして定義することができる。
【００９０】
図８Ｂは、射出瞳距離Ｄ７に対応する瞳分割パターンを有する大ＤＦ用焦点画素対と、射出瞳距離Ｄ７より長い射出瞳距離Ｄ８の瞳分割パターンを有する大ＤＦ用焦点画素対とが交互に配置されるラインＬ１１を示している。射出瞳距離Ｄ７に対応する瞳分割パターンを有する各大ＤＦ用焦点画素対の開口位置は、差分Ｂ１０でもって異なる位置となっている。射出瞳距離Ｄ８の瞳分割パターンの大ＤＦ用焦点画素対の開口位置は、差分Ｃ１０でもって異なる位置となっている。差分Ｂ１０は差分Ｃ１０より大きい。
【００９１】
図８Ｃは、射出瞳距離Ｄ８に対応する瞳分割パターンを有する高精度焦点検出画素対を含むラインＬ１２を示している。ラインＬ１２に配置される高精度焦点検出画素対の開口位置は、差分Ｅ１０でもって異なる位置となっている。差分Ｅ１０は差分Ａ１０より小さい。
【００９２】
図９Ａは、射出瞳距離Ｄ９に対応する瞳分割パターンを有する高精度焦点検出画素対を含むラインＬ１３を示している。射出瞳距離Ｄ９は、射出瞳距離Ｄ７より長く射出瞳距離Ｄ８より短い距離である。ラインＬ１３に配置される各高精度焦点検出画素対の開口位置は、差分Ｆ１０でもって異なる位置となっている。差分Ｆ１０は、差分Ｅ１０より大きく差分Ａ１０より小さい。
【００９３】
図９Ｂは、射出瞳距離Ｄ９に対応する瞳分割パターンを有する大ＤＦ用焦点画素対と、射出瞳距離Ｄ８より長い射出瞳距離Ｄ１０に対応する瞳分割パターンを有する大ＤＦ用焦点画素対とが交互に配置されるラインＬ１４を示している。射出瞳距離Ｄ９に対応する瞳分割パターンを有する各大ＤＦ用焦点画素対の開口位置は、差分Ｇ１０でもって異なる位置となっている。射出瞳距離Ｄ１０の瞳分割パターンの各大ＤＦ用焦点画素対の開口位置間は、差分Ｈ１０でもって異なる位置となっている。差分Ｇ１０は、差分Ｂ１０より小さく差分Ｈ１０より大きい。また、差分Ｈ１０は、差分Ｃ１０より小さい。
【００９４】
図９Ｃは、射出瞳距離Ｄ１０に対応する瞳分割パターンを有する高精度焦点検出画素対が配置されるラインＬ１５を示している。ラインＬ１５に配置される各高精度焦点検出画素対の開口位置は、差分Ｉ１０でもって異なる位置となっている。差分Ｉ１０は、差分Ｅ１０より小さい。図８および図９に示す６の位相差検出ラインを含む１周期を形成し、この周期を撮像素子において所定の周期繰り返す。
【００９５】
上述した変形例１のように、射出瞳距離は３に限定されず４でもよい。ターゲットとする射出瞳距離の数は適宜、設定することができる。設定した射出瞳距離に対応する瞳分割パターンを有する高精度焦点検出画素および大ＤＦ検出画素が撮像素子に配置される。
【００９６】
また、変形例１に示す画素配列のように、４の射出瞳距離のうち２の射出瞳距離のそれぞれに対応する瞳分割パターンを有する大ＤＦ検出画素群を１ラインに配置し、他方の２の射出瞳距離のそれぞれに対応する瞳分割パターンを有する大ＤＦ検出画素群を当該１ラインと異なる１ラインに配置してもよい。
【００９７】
「変形例２」
図１０および図１１は、変形例２における画素配列を説明するための図である。なお、図１０および図１１では、通常画素の図示を省略している。図１０Ａは、射出瞳距離Ｄ１５に対応する瞳分割パターンを有する高精度焦点検出画素対を含むラインＬ２０を示している。ラインＬ２０に配置される各高精度焦点検出画素対の開口位置は、差分Ａ２０でもって異なる位置となっている。なお、高精度焦点検出画素および大ＤＦ検出画素の開口位置は上述した一実施形態と同様にして定義することができる。
【００９８】
図１０Ｂは、射出瞳距離Ｄ１５に対応する瞳分割パターンを有する大ＤＦ用焦点画素対と、射出瞳距離Ｄ１６の瞳分割パターンを有する大ＤＦ用焦点画素対と、射出瞳距離Ｄ１７の瞳分割パターンを有する大ＤＦ用焦点画素対とが交互に配置されるラインＬ２１を示している。射出瞳距離Ｄ１５に対応する瞳分割パターンを有する各大ＤＦ用焦点画素群の開口位置は、差分Ｂ２０でもって異なる位置となっている。射出瞳距離Ｄ１６に対応する瞳分割パターンを有する各大ＤＦ用焦点画素群の開口位置は、差分Ｃ２０でもって異なる位置となっている。射出瞳距離Ｄ１７に対応する瞳分割パターンを有する各大ＤＦ用焦点画素群の開口位置は、差分Ｅ２０でもって異なる位置となっている。
【００９９】
ここで、例えば射出瞳距離Ｄ１５は射出瞳距離Ｄ１６より短い距離である。また、例えば射出瞳距離Ｄ１６は射出瞳距離Ｄ１７より短い距離である。差分Ｂ２０は差分Ｃ２０より大きく、差分Ｃ２０は差分Ｅ２０より大きい。
【０１００】
図１０Ｃは、射出瞳距離Ｄ１６に対応する瞳分割パターンを有する高精度焦点検出画素対が配置されるラインＬ２２を示している。ラインＬ２２に配置される各高精度焦点検出画素対の開口位置は、差分Ｆ２０でもって異なる位置となっている。差分Ｆ２０は差分Ａ２０より小さい。
【０１０１】
図１１Ａは、図１０Ｂに示したラインＬ２１と同様の画素配列が形成されるラインＬ２３を示している。図１１Ｂは、射出瞳距離Ｄ１７に対応する瞳分割パターンを有する高精度焦点検出画素対を含むラインＬ２４を示している。ラインＬ２４に配置される各高精度焦点検出画素対の開口位置は、差分Ｇ２０でもって異なる位置となっている。差分Ｇ２０は差分Ｆ２０より小さい。図１１Ｃは、図１０Ｂに示したラインＬ２１と同様の画素配列が形成されるラインＬ２５を示している。図１０および図１１に示す６の位相差検出ラインを含む１周期を形成し、この周期を撮像素子において所定の周期繰り返す。変形例２のように、１周期を構成する複数のラインのうち２以上のラインに大ＤＦ検出画素群を配置するようにしてもよい。
【０１０２】
「変形例３」
図１２は、変形例３における画素配列を説明するための図である。図１２では、通常画素の図示を省略している。なお、図１２における射出瞳距離（射出瞳距離Ｄ１、Ｄ２およびＤ３）の長短関係等については、図３を使用して説明した内容と同様の内容であるため、重複した説明を省略する。
【０１０３】
図３で説明した事項と異なる点は、各高精度焦点検出画素および各大ＤＦ検出画素が２個のフォトダイオードを有する点である。２個のフォトダイオードのそれぞれについて、開口位置を規定することができる。図１２におけるｍ、ｎはラインＬ１に配置される高精度焦点検出画素が有する２の開口位置を示し、ｏ、ｐはラインＬ２に配置される高精度焦点検出画素が有する２の開口位置を示し、ｑ、ｒはラインＬ３に配置される高精度焦点検出画素が有する２の開口位置をそれぞれ示している。また、ｓ、ｔは、ラインＬ４に配置される大ＤＦ検出画素が有する２の開口位置を示している。
【０１０４】
ここで、図１３を参照して、２個のフォトダイオードを有する高精度焦点検出画素の開口位置の一例について説明する。図１３Ａは、ラインＬ２の左側付近に配置される高精度焦点検出画素対における、一方の高精度焦点検出画素（高精度焦点検出画素３００）の構成の一例を示す。図１３Ｂは、ラインＬ２の中央付近に配置される高精度焦点検出画素対における、一方の高精度焦点検出画素（高精度焦点検出画素３１０）の構成の一例を示す。図１３Ｃは、ラインＬ２の右側付近に配置される高精度焦点検出画素対における、一方の高精度焦点検出画素（高精度焦点検出画素３２０）の構成の一例を示す。
【０１０５】
高精度焦点検出画素３００は、光の入射方向に対してオンチップレンズ３０１、カラーフィルタ３０２およびフォトダイオードが順次、配置されて成り、遮光マスク３０４が適切な位置に配置されることでフォトダイオードの一部が遮光され開口３０５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素３００の２個のフォトダイオードの受光範囲を模式的に示したものである。高精度焦点検出画素３００は２個のフォトダイオード３０３ａおよびフォトダイオード３０３ｂを有している。
【０１０６】
高精度焦点検出画素３１０は、光の入射方向に対してオンチップレンズ３１１、カラーフィルタ３１２およびフォトダイオードが順次、配置されて成り、遮光マスク３１４が適切な位置に配置されることでフォトダイオードの一部が遮光され開口３１５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素３１０の２個のフォトダイオードの受光範囲を模式的に示したものである。高精度焦点検出画素３１０は２個のフォトダイオード３１３ａおよびフォトダイオード３１３ｂを有している。
【０１０７】
高精度焦点検出画素３２０は、光の入射方向に対してオンチップレンズ３２１、カラーフィルタ３２２およびフォトダイオードが順次、配置されて成り、遮光マスク３２４が適切な位置に配置されることでフォトダイオード３２３の一部が遮光され開口３２５が形成されている。斜線で示される範囲が高精度焦点検出画素３２０の２個のフォトダイオードの受光範囲を模式的に示したものである。高精度焦点検出画素３２０は２個のフォトダイオード３２３ａおよびフォトダイオード３２３ｂを有している。
【０１０８】
例えば、カラーフィルタに対する遮光マスクの相対的な位置によって開口位置が定義される。具体的には、カラーフィルタの有効領域の左側端部から２個のフォトダイオードの境界までの長さにより一の開口位置が規定され、カラーフィルタの有効領域の右側端部から２個のフォトダイオードの境界までの長さにより他の開口位置が規定される。
【０１０９】
高精度焦点検出画素３００の場合は、カラーフィルタ３０２の左側端部から２個のフォトダイオードの境界までの長さにより開口位置ｍ１が規定され、カラーフィルタ３０２の右側端部から２個のフォトダイオードの境界までの長さにより開口位置ｎ１が規定される。高精度焦点検出画素３１０の場合は、カラーフィルタ３１２の左側端部から２個のフォトダイオードの境界までの長さにより開口位置ｍ９が規定され、カラーフィルタ３１２の右側端部から２個のフォトダイオードの境界までの長さにより開口位置ｎ９が規定される。高精度焦点検出画素３２０の場合は、カラーフィルタ３２２の左側端部から２個のフォトダイオードの境界までの長さにより開口位置ｍ１７が規定され、カラーフィルタ３１２の右側端部から２個のフォトダイオードの境界までの長さにより開口位置ｎ１７が規定される。
【０１１０】
ラインＬ２における一方向（例えば、左方向から右方向）に向かって、各高精度焦点検出画素の開口位置が異なる。すなわち、開口位置ｍは、ラインＬ２の左方向から右方向に向かって所定の差分でもって大きくなり、開口位置ｎは、ラインＬ２の左方向から右方向に向かって所定の差分でもって小さくなる。開口位置の差分は、一実施形態で説明したように射出瞳距離が短いほど大きくなり射出瞳距離が長いほど小さくなる。
【０１１１】
図１４を参照して、２個のフォトダイオードを有する大ＤＦ検出画素の開口位置の一例について説明する。なお、以下の説明における大ＤＦ検出画素は、射出瞳距離Ｄ２用の瞳分割パターンの大ＤＦ検出画素である。
【０１１２】
図１４Ａは、ラインＬ４の左側付近に配置される一対の大ＤＦ検出画素における、一方の大ＤＦ検出画素（大ＤＦ検出画素３３０）の構成の一例を示す。図１４Ｂは、ラインＬ４の中央付近に配置される一対の大ＤＦ検出画素における、一方の大ＤＦ検出画素（大ＤＦ検出画素３４０）の構成の一例を示す。図１４Ｃは、ラインＬ４の右側付近に配置される一対の大ＤＦ検出画素における、一方の大ＤＦ検出画素（大ＤＦ検出画素３５０）の構成の一例を示す。
【０１１３】
大ＤＦ検出画素の構成は、開口幅が高精度焦点検出画素の開口幅より小さい点を除いては、高精度焦点検出画素の構成と同様であるので重複した説明を省略する。上述した高精度焦点検出画素の同様にして、大ＤＦ検出画素の開口位置を規定することができる。
【０１１４】
大ＤＦ検出画素３３０の場合は、カラーフィルタ３３２の左側端部から２個のフォトダイオードの境界までの長さにより開口位置ｓ３が規定され、カラーフィルタ３３２の右側端部から２個のフォトダイオードの境界までの長さにより開口位置ｔ３が規定される。大ＤＦ検出画素３４０の場合は、カラーフィルタ３４２の左側端部から２個のフォトダイオードの境界までの長さにより開口位置ｓ９が規定され、カラーフィルタ３４２の右側端部から２個のフォトダイオードの境界までの長さにより開口位置ｔ９が規定される。大ＤＦ検出画素３５０の場合は、カラーフィルタ３５２の左側端部から２個のフォトダイオードの境界までの長さにより開口位置ｓ１５が規定され、カラーフィルタ３５２の右側端部から２個のフォトダイオードの境界までの長さにより開口位置ｔ１５が規定される。
【０１１５】
ラインＬ４における一方向（例えば、左方向から右方向）に向かって、大ＤＦ検出画素の開口位置が異なる。すなわち、開口位置ｓ３→ｓ９→ｓ１５と開口位置が所定の差分でもって大きくなり、開口位置ｔ３→ｔ９→ｔ１５と開口位置が所定の差分でもって小さくなる。他の射出瞳距離に対応する大ＤＦ検出画素について同様である。開口位置の差分は、一実施形態で説明したように、射出瞳距離が短いほど大きくなり射出瞳距離が長いほど小さくなる。
【０１１６】
以上説明した変形例３のように、高精度焦点検出画素および大ＤＦ検出画素のそれぞれが複数（例えば２個）のフォトダイオードを有するようにしてもよい。さらに、各フォトダイオードに対応する開口位置が規定されてもよい。
【０１１７】
「その他の変形例」
なお、実施形態および変形例における構成および処理は、技術的な矛盾が生じない範囲で適宜組み合わせることができる。例示した処理の流れにおけるそれぞれの処理の順序は、技術的な矛盾が生じない範囲で適宜、変更できる。
【０１１８】
本開示の一実施形態等ではカラーフィルタに対する遮光マスクの位置によって開口位置を定義したが、カラーフィルタがない場合にはオンチップレンズ等の構成に対する遮光マスクの位置により開口位置を定義してもよい。
【０１１９】
本開示は、以下の構成もとることができる。
（１）
焦点のずれが所定値より大きい場合に利用される複数の大デフォーカス検出画素対と
略マトリクス状に配置され、画像を取得するための複数の通常画素と、
を備え、
所定数のライン毎に前記大デフォーカス検出画素対が配置される大デフォーカス検出ラインが配置されるとともに、
各前記大デフォーカス検出ラインにおいて、前記複数の大デフォーカス検出画素対は、互いに異なる射出瞳距離に対応した複数の射出瞳距離対応大デフォーカス検出画素対として構成されている撮像素子。
（２）
前記大デフォーカス検出画素対のそれぞれが有する開口幅は、焦点の検出に利用される高精度焦点検出画素対のそれぞれが有する開口幅に比して小とされる
（１）に記載の撮像素子。
（３）
前記大デフォーカス検出画素対のそれぞれは開口位置を有し、
前記開口位置は、センサ面の位置によって、特定の瞳分割パターンに対応して異なる位置となっている
（１）または（２）に記載の撮像素子。
（４）
複数の前記高精度焦点検出画素対が配置される高精度焦点検出ラインが配置される
（２）に記載の撮像素子。
（５）
複数の前記高精度焦点検出ラインを有し、
異なる前記高精度焦点検出ラインにおける前記高精度検出画素対は、異なる射出瞳距離に対応した射出瞳距離対応高精度焦点検出画素対として構成されている
（４）に記載の撮像素子。
（６）
前記高精度焦点検出画素対のそれぞれは開口位置を有し、
前記開口位置は、センサ面の位置によって、特定の瞳分割パターンに対応して異なる位置となっている
（２）、（４）および（５）のいずれかに記載の撮像素子。
（７）
前記大デフォーカス検出画素対を構成するそれぞれの大デフォーカス検出画素が、２個のフォトダイオードを有する
（１）乃至（６）のいずれかに記載の撮像素子。
（８）
前記高精度焦点検出画素対を構成するそれぞれの高精度焦点検出画素が、２個のフォトダイオードを有する
（２）、（５）、（６）および（７）のいずれかに記載の撮像素子。
【符号の説明】
【０１２０】
１，２・・・高精度焦点検出画素
３，４・・・大ＤＦ検出画素
ａ１，ｂ１・・・開口位置
Ｗ１，Ｗ２・・・開口幅
【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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