(57)【要約】【課題】入射光を効率よく利用する。【解決手段】撮像素子は、焦点調節光学系を有する光学系を介して入射した光を受光して信号を出力する第１画素を有する第１撮像素子と、第１撮像素子を透過した光を受光して信号を出力し、第１画素の面積より大きい面積を有する第２画素と、第１撮像素子を透過した光を受光して信号を出力し、第２画素の面積と異なる面積を有する第３画素とを有する第２撮像素子とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点調節光学系を有する光学系を介して入射した光を受光して信号を出力する第１画素を有する第１撮像素子と、
前記第１撮像素子を透過した光を受光して信号を出力し、前記第１画素の面積より大きい面積を有する第２画素と、前記第１撮像素子を透過した光を受光して信号を出力し、前記第２画素の面積と異なる面積を有する第３画素とを有する第２撮像素子とを備える撮像素子。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像素子において、
前記第１画素および前記第２画素および前記第３画素は、受光した光から電荷を生成する光電変換部と、前記光電変換部で生成された電荷を電流または電圧に変換して出力する出力部と、をそれぞれ有する撮像素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像素子において、
前記第２画素の面積は、前記第１画素の面積の整数倍である撮像素子。
【請求項４】
焦点調節光学系を有する光学系を介して入射した光を光電変換して信号を出力する第１光電変換部を有する第１画素を有する第１撮像素子と、
前記第１光電変換部の受光面積よりも受光面積が大きく、前記第１撮像素子を透過した光を光電変換して信号を出力する第２光電変換部を有する第２画素と、前記第１撮像素子を透過した光を受光して信号を出力する第３光電変換部を有する第３画素とを有する第２撮像素子とを備える撮像素子。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像素子において、
前記第１画素および前記第２画素および前記第３画素は、第１光電変換部および第２光電変換部および前記第３光電変換部で生成された電荷を電流または電圧に変換して出力する出力部をそれぞれ有する撮像素子。
【請求項６】
請求項４または５に記載の撮像素子において、
前記第２光電変換部の受光面積は、前記第１光電変換部の受光面積の整数倍である撮像素子。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の撮像素子において、
前記第２画素は前記光学系の焦点調節に用いられる信号を出力し、
前記第３画素は測光演算に用いられる信号を出力する撮像素子。
【請求項８】
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の撮像素子において、
前記第３画素は前記第１撮像素子の撮像条件の設定に用いられる信号を出力する撮像素子。
【請求項９】
請求項１から請求項８の何れか１項に記載の撮像素子において、
前記第１画素、または前記第２画素および前記第３画素は有機光電変換膜である撮像素子。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか１項に記載の撮像素子と、
前記第２画素から出力される信号に基づいて、前記第２画素から出力される信号に基づいて、前記光学系による結像面と前記撮像素子とのずれを検出する焦点検出部と、
前記第３画素から出力される信号に基づいて測光を行う測光部と、を備える撮像装置。
【請求項１１】
請求項１から９の何れか１項に記載の撮像素子と、
前記第２画素から出力される信号に基づいて、前記光学系を介して入射した光が前記撮像素子に結像するときの前記焦点調節光学系の位置を検出する焦点検出部と、
前記第３画素から出力される信号に基づいて測光を行う測光部と、を備える撮像装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の撮像装置において、
前記焦点検出部は、前記第２画素から出力される信号に基づいて生成される画像のコントラストから、前記光学系を介して入射した光が前記撮像素子に結像するときの前記焦点調節光学系の位置を検出する撮像装置。
【請求項１３】
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記第３画素から出力される信号に基づいて生成される画像を表示する表示部を備える撮像装置。
【請求項１４】
請求項１０から１３のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記焦点検出部の検出結果に基づいて、前記焦点調節光学系を移動させる焦点調節部を備える撮像装置。
【請求項１５】
請求項１０から１４のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記測光部による測光の結果に基づいて撮像条件を設定する設定部を備える撮像装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の撮像装置において、
前記撮像条件は、露出時間または絞り値またはＩＳＯ感度またはホワイトバランスであることを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
請求項１０から１６の何れか１項に記載の撮像装置において、
前記第１画素から出力される信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成部を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
サイズの異なった２種の画素が二次元状に配置された撮像素子を備えた撮像装置が知られている（特許文献１）。この撮像素子は、サイズの小さい撮像画素とサイズの大きな焦点検出画素とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０９３１７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の撮像素子は、入射した光を効率良く用いて、撮像または露出の制御を行うことは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の撮像素子は、焦点調節光学系を有する光学系を介して入射した光を受光して信号を出力する第１画素を有する第１撮像素子と、前記第１撮像素子を透過した光を受光して信号を出力し、前記第１画素の面積より大きい面積を有する第２画素と、前記第１撮像素子を透過した光を受光して信号を出力し、前記第２画素の面積と異なる面積を有する第３画素とを有する第２撮像素子とを備える。
請求項４に記載の撮像素子は、焦点調節光学系を有する光学系を介して入射した光を光電変換して信号を出力する第１光電変換部を有する第１画素を有する第１撮像素子と、前記第１光電変換部の受光面積よりも受光面積が大きく、前記第１撮像素子を透過した光を光電変換して信号を出力する第２光電変換部を有する第２画素と、前記第１撮像素子を透過した光を受光して信号を出力する第３光電変換部を有する第３画素とを有する第２撮像素子とを備える。
請求項１０に記載の撮像装置は、請求項１から９の何れか１項に記載の撮像素子と、前記第２画素から出力される信号に基づいて、前記第２画素から出力される信号に基づいて、前記光学系による結像面と前記撮像素子とのずれを検出する焦点検出部と、前記第３画素から出力される信号に基づいて測光を行う測光部と、を備える。
請求項１１に記載の撮像装置は、請求項１から９の何れか１項に記載の撮像素子と、前記第２画素から出力される信号に基づいて、前記光学系を介して入射した光が前記撮像素子に結像するときの前記焦点調節光学系の位置を検出する焦点検出部と、前記第３画素から出力される信号に基づいて測光を行う測光部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一実施の形態によるデジタルカメラの構成を例示する図である。
【図２】第１および第２の撮像素子部の概要を示す図である。
【図３】（ａ）は、第１の撮像素子部の一部である８行×８列の撮像用画素の配置を示す図であり、（ｂ）は、第２の撮像素子部の一部である４行×４列の焦点検出用画素の配置を示す図である。
【図４】第１および第２の撮像素子部について、撮像用画素の２画素分および焦点検出用画素の１画素分の構成を示す断面図である。
【図５】第１の変形例を示す図であり、（ａ）は、第１の撮像素子部の一部である８行×８列の撮像用画素の配置を示す図であり、（ｂ）は、第２の撮像素子部の一部である４行×４列の焦点検出用画素の配置を示す図である。
【図６】第１の変形例に係る、第１および第２の撮像素子部について、第１の撮像素子部の画素の２画素分および第２の撮像素子部の画素の１画素分の構成を示す断面図である。
【図７】第１の変形例の他の例を示す図であり、（ａ）は、第１の撮像素子部の一部である８行×８列の撮像用画素の配置を示す図であり、（ｂ）は、第２の撮像素子部の一部である４行×４列の焦点検出用画素の配置を示す図である。
【図８】第１の変形例の他の例を示す図であり、（ａ）は、第１の撮像素子部の一部である８行×８列の撮像用画素の配置を示す図であり、（ｂ）は、第２の撮像素子部の一部である４行×４列の焦点検出用画素の配置を示す図である。
【図９】第２の変形例を示す図であり、（ａ）は、第１の撮像素子部の一部である８行×８列の撮像用画素の配置を示す図であり、（ｂ）は、第２の撮像素子部の一部である４行×４列の焦点検出用画素の配置を示す図である。
【図１０】第２の変形例に係る、第１および第２の撮像素子部について、第１の撮像素子部の画素の２画素分および第２の撮像素子部の画素の１画素分の構成を示す断面図である。
【図１１】第３の変形例を示す図である。
【図１２】第４の変形例を示す図であり、（ａ）は、第１の撮像素子部の一部である８行×８列の撮像用画素の配置を示す図であり、（ｂ）は、第２の撮像素子部の一部であり、第１の撮像素子部の一部である８行×８列の撮像用画素の配置と対応する焦点検出用画素の配置を示す図である。
【図１３】第５の変形例を示す図であり、（ａ）は、第１の撮像素子部の一部である８行×８列の撮像用画素の配置を示す図であり、（ｂ）は、第２の撮像素子部の一部であり、第１の撮像素子部の一部である８行×８列の撮像用画素の配置と対応する焦点検出用画素の配置を示す図である。
【図１４】第５の変形例に係る、撮像用画素と焦点検出用画素とを重ねて示した図である。
【図１５】第６の変形例を示す図であり、（ａ）は、第１の撮像素子部の一部である８行×８列の撮像用画素の配置を示す図であり、（ｂ）は、第２の撮像素子部の一部である４行×４列の焦点検出用画素の配置を示す図である。
【図１６】第７の変形例を示す図であり、（ａ）は、第１の撮像素子部の一部である８行×８列の撮像用画素の配置を示す図であり、（ｂ）は、第２の撮像素子部の一部であり、第１の撮像素子部の一部である８行×８列の撮像用画素の配置と対応する焦点検出用画素の配置を示す図である。
【図１７】第８の変形例を示す図であり、（ａ）は、第１の撮像素子部の一部である４行×４列の撮像用画素の配置を示す図であり、（ｂ）は、第２の撮像素子部の一部である４行×４列の焦点検出用画素の配置を示す図である。
【図１８】第８の変形例に係る、第１および第２の撮像素子部について、撮像用画素の２画素分および焦点検出用画素の２画素分の構成を示す断面図である。
【図１９】第８の変形例の他の例を示す図であり、（ａ）は、第１の撮像素子部の一部である４行×４列の撮像用画素の配置を示す図であり、（ｂ）は、第２の撮像素子部の一部である４行×４列の焦点検出用画素の配置を示す図である。
【図２０】第９の変形例に係る第１および第２の撮像素子部の概要を示す図である。
【図２１】第９の変形例を示す図であり、（ａ）は、第１の撮像素子部の一部である４行×４列の撮像用画素の配置を示す図であり、（ｂ）は、第２の撮像素子部の一部である８行×８列の焦点検出用画素の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施の形態によるデジタルカメラ１の構成を例示する図である。デジタルカメラ１は、撮影光学系１０、撮像部１１、制御部１２、操作部１３、画像処理部１４、液晶モニタ１５、バッファメモリ１６を有する。また、デジタルカメラ１には、メモリカード１７が装着されている。メモリカード１７は、不揮発性のフラッシュメモリなどから構成され、デジタルカメラ１に対して着脱可能である。
【０００８】
撮影光学系１０は、複数のレンズにより構成され、撮像部１１の撮像面に被写体像を結像させる。撮影光学系１０を構成する複数のレンズには、焦点調節のために光軸方向に移動するフォーカスレンズが含まれる。フォーカスレンズは、不図示のレンズ駆動部により光軸方向に移動される。
【０００９】
撮像部１１は、互いに積層された第１および第２の撮像素子２１，２２を有する撮像素子と、増幅回路２３と、ＡＤ変換回路２４とを有する。第１および第２の撮像素子２１，２２の各々は、２次元状に配列された複数の画素から構成され、撮影光学系１０を介して被写体からの光束を受光し、光電変換を行って信号を出力する。第１および第２の撮像素子２１，２２の各画素は、後に詳述するように、それぞれアナログ信号を出力する。これらの信号は、後述するようにコントラスト式焦点検出用の信号として使用されたり、露出演算用の信号として使用されたり、撮影画像用の信号として使用される。増幅回路２３は、信号を所定の増幅率（ゲイン）で増幅してＡＤ変換回路２４に出力する。ＡＤ変換回路２４は、信号をＡＤ変換する。
【００１０】
制御部１２は、マイクロプロセッサおよびその周辺回路から構成され、不図示のＲＯＭに格納された制御プログラムを実行することにより、デジタルカメラ１の各種の制御を行う。また、不図示のレンズ駆動部の制御も行う。また、制御部１２は、焦点検出部１２ａと露出演算部１２ｂと焦点検出エリア設定部１２ｃを機能的に有する。これらの各機能部は、上記の制御プログラムによりソフトウェア的に実装される。なお、これらの各機能部を電子回路により構成することも可能である。
【００１１】
制御部１２は、ＡＤ変換回路２４によってＡＤ変換された信号をバッファメモリ１６に格納する。焦点検出部１２ａは、バッファメモリ１６に格納された第２の撮像素子２２の信号に基づき、公知のコントラスト検出方式の焦点検出処理を行う。露出演算部１２ｂは、バッファメモリ１６に格納された第１の撮像素子２１の信号に基づいて露出演算処理を行い、適正露出時間、すなわち適正シャッター秒時や適正絞り値や適正感度を算出する。
【００１２】
画像処理部１４は、ＡＳＩＣ等により構成されている。画像処理部１４は、バッファメモリ１６に格納された第１の撮像素子２１の信号に対して、補間処理、圧縮処理、ホワイトバランス処理、画像圧縮などの各種の画像処理を行って画像データを生成する。この画像データは、液晶モニタ１５に表示されたり、メモリカード１７に格納されたりする。
【００１３】
操作部１３は、レリーズ操作部材やモード切り替え操作部材や焦点検出エリア設定用の操作部材や電源操作部材などの各種の操作部材から構成され、撮影者により操作される。操作部１３は、撮影者による上記の各操作部材の操作に応じた操作信号を制御部１２へ出力する。
【００１４】
焦点検出エリア設定部１２ｃは、焦点検出エリア設定用の操作部材の操作に応じて、または不図示の被写体認識部による被写体人物などの認識結果によって、撮影画面内に所定の領域の焦点検出エリアを設定する。
【００１５】
（第１および第２の撮像素子２１，２２の説明）
図２は、本実施形態に係る第１および第２の撮像素子２１，２２の概要を示す図である。撮像素子は、互いに積層された第１および第２の撮像素子２１，２２を有する。第１の撮像素子２１は、光電変換部として有機光電変換膜を有し、第２の撮像素子２２は、光電変換部として半導体基板に形成されたフォトダイオードを有する。第１および第２の撮像素子２１，２２は、図１に示した撮影光学系１０の光軸が第１および第２の撮像素子２１，２２の各々の撮像面の中心を通るように、撮影光学系１０の光路中に配置されている。なお、第１および第２の撮像素子２１，２２は、図２では、図の複雑化を避けるために４行×４列の撮像用の画素２１０と２行×２列の焦点検出用の画素２２０のみが示されているが、第１実施形態では、共に、２ｍ行×２ｎ列の撮像用画素２１０とｍ行×ｎ列の焦点検出用画素２２０とが配列される。
【００１６】
第１の撮像素子２１の撮像用画素の行方向（図３の第１方向）および列方向（図３の第２方向）の長さは、第２の撮像素子２２の焦点検出用画素の行方向および列方向の長さの２分の１である。第１の撮像素子２１の２行２列の４つの撮像用画素２１０の合計面積は、第２の撮像素子２２の１つの焦点検出用画素２２０の面積と等しい。換言すると、撮像素子２２の焦点検出用画素の受光面積は、撮像素子２１の撮像用画素の光電変換部の受光面積よりも大きい。本実施形態では、撮像素子２２の焦点検出用画素の受光面積は、撮像素子２１の撮像用画素の光電変換部の受光面積の４倍である。第１の撮像素子２１の２行２列の４つの撮像用画素２１０と、当該４つの撮像用画素２１０の真後ろに位置する第２の撮像素子２２の１つの焦点検出用画素２２０とは対応関係にあり、被写体側から見たときに、当該４つの撮像用画素２１０と当該１つの焦点検出用画素２２０とは行および列方向にずれることなく重なり合っている。
【００１７】
第１の撮像素子２１の各撮像用画素２１０は、所定の色成分の光を吸収（光電変換）する有機光電変換膜を有する。第１の撮像素子２１で吸収（光電変換）されなかった色成分の光は、第１の撮像素子２１を透過して第２の撮像素子２２に入射し、第２の撮像素子２２で光電変換される。すなわち、第１の撮像素子２１の２行２列の４つの撮像用画素２１０を通過した光束を、当該４つの撮像用画素２１０と対応関係にある第２の撮像素子２２の１つの焦点検出用画素２２０が受光する。なお、第１の撮像素子２１で光電変換される色成分と、第１の撮像素子２１を透過する光の色成分とは、補色関係である。
【００１８】
図３は、第１の撮像素子２１の一部である８行×８列の撮像用画素２１０の配置と、第２の撮像素子２２の一部である４行×４列の焦点検出用画素２２０の配置と、をそれぞれ示す図である。図３（ａ）において、第１の撮像素子２１について、撮像用画素２１０に付された「Ｇ」は、その画素が緑の色成分を吸収し光電変換する画素、すなわち、緑の分光感度を有する画素を示す。同様に、撮像用画素２１０に付された「Ｂ」は、その画素が青の色成分を吸収し光電変換する画素、すなわち、青の分光感度を有する画素を示す。同様に、撮像用画素２１０に付された「Ｒ」は、その画素が赤の色成分を吸収し光電変換する画素、すなわち、赤の分光感度を有する画素を示す。第１の撮像素子２１は、奇数行の画素列では、「Ｇ」画素２１０と「Ｂ」画素２１０が交互に配列され、偶数行の画素列では、「Ｒ」画素２１０と「Ｇ」画素２１０とが交互に配列されている。すなわち、第１の撮像素子２１は、撮像用画素がベイヤ配列されている。第１の撮像素子２１からはＲ，Ｇ，Ｂの３色からなるＲＧＢ画像を取得することができる。
【００１９】
図３（ｂ）に示す第２の撮像素子２２の各焦点検出用画素２２０には、第１の撮像素子２１の２つの「Ｇ」画素２１０をそれぞれ透過したマゼンタの色成分の光と、１つの「Ｂ」画素２１０を透過したイエローの色成分の光と、１つの「Ｒ」画素２１０を透過したシアンの色成分の光とが入射する。すなわち、第２の撮像素子２２の各焦点検出用画素２２０は、第１の撮像素子２１の２行２列の撮像用画素２１０をそれぞれ透過したマゼンタの色成分の光とイエローの色成分の光とシアンの色成分の光とを光電変換する。
【００２０】
図４は、第１および第２の撮像素子２１，２２について、撮像用画素２１０の２画素分および焦点検出用画素２２０の１画素分の構成を示す断面図である。図４に示すように、第２の撮像素子２２は、半導体基板５０に形成され、各焦点検出用画素２２０は、光電変換部２２０ａを有する。第２の撮像素子２２の表面、すなわち、上面には平坦化層５５を介して第１の撮像素子２１が積層されている。半導体基板５０には、第１および第２の撮像素子２１，２２の各画素２１０，２２０から信号を読み出す不図示の信号読み出し回路がそれぞれ形成されている。また、平坦化層５５内には、第１の撮像素子２１の各撮像用画素２１０および信号読み出し回路を接続する不図示の配線層と、第２の撮像素子２２の各焦点検出用画素２２０および信号読み出し回路を接続する不図示の配線層とがそれぞれ形成されている。
【００２１】
第１の撮像素子２１の各撮像用画素２１０は、緑（Ｇ）の色成分、青（Ｂ）の色成分、または赤（Ｒ）の色成分を吸収する有機光電変換膜２３０と、有機光電変換膜２３０の上面、すなわち有機光電変換膜２３０の被写体側の面に形成された透明電極２３１と、有機光電変換膜２３０の下面に形成された透明電極２３２とを有する。
なお、上部透明電極２３１と下部透明電極２３２との一方は、全撮像用画素２１０について共通の共通電極とすることもできる。
【００２２】
第１実施形態では、デジタルカメラ１は、操作部１３によって電源スイッチがオン操作されると、第１および第２の撮像素子２１，２２の各画素２１０，２２０の信号読み出しが同時に繰り返し行われる。画像処理部１４が第１の撮像素子２１の各撮像用画素２１０からの信号に対して補間処理、ホワイトバランス処理などの各種の画像処理を行って表示用の画像データを生成し、この表示用の画像データは、ライブビュー画像として液晶モニタ１５に表示される。このライブビュー画像の表示と同時に、露出演算部１２ｂは、第１の撮像素子２１の各撮像用画素２１０からの信号に基づいて測光処理を行う。露出演算部１２ｂは、測光処理で検出した輝度情報に基づいて適切な露出条件、例えば、ホワイトバランスや、適正露出を与える露出時間や絞り値や感度を設定する。また、制御部１２は、第１の撮像素子２１の各撮像用画素２１０からの信号に基づいて被写体認識や被写体追尾を行う。
また、焦点検出部１２ａは、焦点検出エリア設定部１２ｃによって設定された焦点検出エリアに対応する位置に配置された第２の撮像素子２２の複数の焦点検出用画素２２０からの信号、すなわち焦点検出信号に基づいて焦点検出処理を行う。焦点検出部１２ａは、例えば、隣接する焦点検出用画素の信号の差分を算出してそれらの差分を積算する公知のコントラスト検出方式の焦点検出処理を行う。この焦点検出結果に基づき、制御部１２は、撮影光学系１０のフォーカスレンズを移動させる。
【００２３】
レリーズ操作部材によってレリーズ操作が行われると、フォーカスレンズは、第２の撮像素子２２の複数の焦点検出用画素２２０からの信号に基づき焦点検出部１２ａが検出した合焦位置に移動し、その後に、画像処理部１４が第１の撮像素子２１の各撮像用画素２１０からの信号に対して補間処理や画像圧縮処理などを施し、記録用の画像データを生成し、この記録用の画像データをメモリカード１７に記憶する。
【００２４】
このように、第１の撮像素子２１からの信号に基づいて測光処理と画像データの生成とを行い、第２の撮像素子２２からの信号に基づいて焦点検出処理を行う。第１の撮影素子部２１は、第２の撮像素子２２に比べて、画素数が多いので、高解像度の画像データを得ることができ、露出制御の精度を高めることができると共に、第２の撮像素子２２は、第１の撮像素子２１に比べて、画素のサイズ（光電変換部の受光面積）が大きいので、焦点検出信号のＳＮ比が高くなり、高精度の焦点検出を行うことができ、特に低輝度な被写体に対しても、迅速かつ高精度な焦点検出を行うことができる。
また、第１の撮像素子２１で入射光を受光するとともに、第１の撮像素子２１を透過した透過光を第２の撮像素子２２で受光するので、入射光を効率よく利用できる。
また、第１の撮像素子２１からの信号に基づいて測光処理と画像データの生成とを行い、第２の撮像素子２２からの信号に基づいて焦点検出処理を行うことで、被写体像の同一部分について第１の撮像素子２１および第２の撮像素子２２の両方から同時に被写体画像情報、すなわち、測光処理および画像データ生成のための情報と、焦点検出処理のための情報とを取得できる。
【００２５】
−−−変形例−−−
図５は、上述した第１実施形態の第１の変形例を示したものである。
（１）上述した第１実施形態では、焦点検出部１２ａは、コントラスト検出方式の焦点検出を行うものであったが、第１の変形例は、焦点検出部１２ａが瞳分割の位相差式焦点検出を行う。図５（ａ）は、第１の撮像素子２１の一部である８行×８列の撮像用画素２１０の配置を示す。第１の撮像素子２１は、図３（ａ）に示した第１の撮像素子２１と同一である。図５（ｂ）は、第２の撮像素子２２の一部である４行×４列の焦点検出用画素２２０Ａの配置を示す。第２の撮像素子２２の各焦点検出用画素２２０Ａは、行方向、すなわち、左右方向に配置された２つの光電変換部２２１ａ，２２１ｂを有する。第２の撮像素子２２の各焦点検出用画素２２０Ａのサイズ（光電変換部の受光面積）は、上述した第１実施形態と同様に、第１の撮像素子２１の２行２列の４つの撮像用画素２１０のサイズ（光電変換部の受光面積）に等しい。
【００２６】
図６は、本変形例における、第１および第２の撮像素子２１，２２について、画素２１０の２画素分および画素２２０Ａの１画素分の構成を示す断面図である。第１の撮像素子２１と第２の撮像素子２２との間には、マイクロレンズ２３３が配置されている。各焦点検出用画素２２０Ａの第１および第２の光電変換部２２１ａ，２２１ｂの各々は、マイクロレンズ２３３の光軸に対して対称の位置に配置されている。また、マイクロレンズ２３３と第１および第２の光電変換部２２１ａ、２２１ｂとの距離は、マイクロレンズ２３３の焦点距離にほぼ等しく定められている。第２の撮像素子２２の各焦点検出用画素２２０Ａの第１および第２の光電変換部２２１ａ，２２１ｂは、撮影光学系１０の射出瞳の第１および第２の瞳領域をそれぞれ通過した一対の光束を、マイクロレンズ２３３を介して、それぞれ受光する。
【００２７】
本変形例では、図１に示した焦点検出部１２ａは、焦点検出エリア設定部１２ｃによって設定された焦点検出エリアに対応する位置における、行方向に配列された複数の焦点検出用画素２２０Ａの第１および第２の光電変換部２２１ａ，２２１ｂから出力される第１および第２の信号を取得する。そして、焦点検出部１２ａは、取得した第１および第２の信号に基づき、第１および第２の瞳領域を通過した一対の光束によって形成される一対の像のズレ量、すなわち位相差を検出して、この像ズレ量に基づきデフォーカス量を算出することにより、公知の位相差式の焦点検出処理を行う。なお、第２の撮像素子２２の各焦点検出用画素２２は、上述の２つの光電変換部２２１ａ，２２１ｂに限らず、もっと多くの光電変換部を有していてもよい。
【００２８】
また、各焦点検出用画素２２０Ａの光電変換部２２１ａ，２２１ｂは、図７（ｂ）に示すように、列方向、すなわち、上下方向に配置されていてもよく、図８（ｂ）に示すように、各画素２２０Ａの対角線方向に配置されていてもよい。
【００２９】
図９および図１０は、上述した第１実施形態の第２の変形例を示したものである。
（２）上述した第１実施形態では、第２の撮像素子２２は、光電変換部として半導体基板に形成されたフォトダイオードを有したが、第２の変形例は、第２の撮像素子２２が第１の撮像素子２１と同様に、光電変換部として有機光電変換膜を有する。図９は、第１の撮像素子２１の一部である８行×８列の撮像用画素２１０の配置と、第２の撮像素子２２の一部である４行×４列の焦点検出用画素２２０Ｂの配置と、をそれぞれ示している。図９（ａ）に示す第１の撮像素子２１は、図３（ａ）に示した第１の撮像素子２１と同一である。図９（ｂ）において、第２の撮像素子２２の各焦点検出用画素２２０Ｂは、行方向、すなわち、左右方向に配置された２つの光電変換部２２２ａ，２２２ｂを有する。
【００３０】
図１０において、第２の撮像素子２２の各焦点検出用画素２２０Ｂは、有機光電変換膜２２５と有機光電変換膜２２５の上面に形成された共通電極２２６と、有機光電変換膜２２５の下面に形成された一対の部分電極２２６ａ，２２６ｂとを有する。共通電極２２６は、全ての画素２２０Ｂに共通に構成してもよいし、各焦点検出用画素毎に共通に構成してもよい。また、有機光電変換膜２２５は、第１の撮像素子２１の２行２列の４つの撮像用画素２１０を透過したシアン、イエロー、およびマゼンタの色成分の光束を受光して、光電変換する。
部分電極２２６ａと共通電極２２６とによって挟まれた有機光電変換膜２２５の領域が図９（ｂ）に示した光電変換部２２２ａを構成する。部分電極２２６ｂと共通電極２２６とによって挟まれた有機光電変換膜２２５の領域が図９（ｂ）に示した光電変換部２２２ｂを構成する。換言すると、部分電極２２６ａによってカバーされる有機光電変換膜２２５の領域が図９（ｂ）に示した光電変換部２２２ａに対応する。部分電極２２６ｂによってカバーされる有機光電変換膜２２５の領域が図９（ｂ）に示した光電変換部２２２ｂに対応する。
【００３１】
第２の撮像素子２２の焦点検出用画素２２０Ｂは、部分電極２２６ａと共通電極２２６との間にバイアス電圧を印加して、光電変換部２２２ａにおける電荷に基づく第１の信号を読み出す。また、第２の撮像素子２２の焦点検出用画素２２０Ｂは、部分電極２２６ｂと共通電極２２６との間にバイアス電圧を印加して、光電変換部２２２ｂにおける電荷に基づく第２の信号を読み出す。
焦点検出部１２ａは、第１および第２の信号に基づき、第１および第２の瞳領域を通過した一対の光束によって形成される一対の像のズレ量、すなわち位相差を検出して、この像ズレ量に基づきデフォーカス量を算出する。
また、有機光電変換膜を有する第２の撮像素子２２は、図９（ｂ）に示した行方向に並んだ第１および第２の光電変換部２２２ａ，２２２ｂを有する代わりに、図７（ｂ）や図８（ｂ）に示した光電変換部２２１ａ，２２１ｂのように、列方向や斜め方向に並ぶようにしてもよい。
また、第２の撮像素子２２の焦点検出用画素２２０Ｂは、２つの第１および第２の光電変換部２２２ａ，２２２ｂの大きさと同じ１つの光電変換部を有するものであってもよい。
【００３２】
上述した第１実施形態では、第２の撮像素子２２の焦点検出用画素の行方向および列方向の長さは、第１の撮像素子２１の撮像用画素の行方向および列方向の長さの２倍であったが、それに限らず、例えば、３倍でもよく、４倍以上でもよい。換言すると、撮像素子２２の焦点検出用画素の受光面積は、撮像素子２１の撮像用画素の光電変換部の受光面積よりも大きければよい。撮像素子２２の焦点検出用画素の受光面積は、撮像素子２１の撮像用画素の光電変換部の受光面積の９倍、１６倍であってもよい。
【００３３】
更に、上述した第１実施形態では、第２の撮像素子２２の焦点検出用画素の行方向および列方向の長さは、第１の撮像素子２１の撮像用画素の行方向および列方向の長さの整数倍であったが、例えば１．５倍のように整数倍でなくてもよい。換言すると、撮像素子２２の焦点検出用画素の受光面積は、撮像素子２１の撮像用画素の光電変換部の受光面積の２・２５倍であってもよい。
【００３４】
図１１は、次に、上述した第１実施形態の第３の変形例を示すものである。
（３）図１１は、第１の撮像素子２１の撮像用画素２１０と第２の撮像素子２２の焦点検出用画素２２０との位置関係について説明する図である。図１１は、第１の撮像素子２１の撮像用画素２１０と第２の撮像素子２２の焦点検出用画素２２０とを被写体側から見た図である。上述した第１実施形態では、第１の撮像素子２１の２行２列の４つの撮像用画素２１０と、当該４つの画素２１０の真後ろに位置する第２の撮像素子２２の１つの焦点検出用画素２２０とは対応関係にある。上述した第１実施形態では、被写体側から見たときに、当該４つの撮像用画素２１０と当該１つの焦点検出用画素２２０とは行および列方向にずれることなく重なり合っていた。しかし、図１１に示すように、当該４つの撮像用画素２１０と当該１つの焦点検出用画素２２０とが行方向や列方向にずれていてもよい。
【００３５】
図１５は、上述した第１実施形態の第４の変形例を示したものである。
上述した第１実施形態では、第１の撮像素子２１の画素がベイヤ配列されており、「Ｇ」画素２１０と「Ｂ」画素２１０と「Ｒ」画素２１０の大きさが同じであった。しかし、「Ｇ」画素２１０の画素数は、「Ｒ」画素または「Ｂ」画素の画素数の２倍であるので、「Ｇ」画素２１０の大きさを「Ｂ」画素２１０または「Ｒ」画素２１０の大きさよりも小さくしてもよい。例えば、「Ｇ」画素２１０の大きさを「Ｂ」画素２１０または「Ｒ」画素２１０の大きさの２分の１にしてもよい。図１５は、第１の撮像素子２１の「Ｇ」画素２１０Ａの大きさを「Ｂ」画素２１０Ｂまたは「Ｒ」画素２１０Ｂの大きさよりも小さくした場合の一例を示す図であり、第１の撮像素子２１の一部である８行×８列の画素２１０Ａ，２１０Ｂの配置と、第２の撮像素子２２の一部である４行×４列の画素２２０の配置と、をそれぞれ示す図である。図１５（ｂ）に示す第２の撮像素子２２は、図３（ｂ）に示した第２の撮像素子２２と同じである。
【００３６】
図１５（ａ）では、ベイヤ配列された画素のうち、「Ｇ」画素２１０Ａの列方向の長さが、上述した実施形態での「Ｇ」画素２１０よりも所定量短く、その所定量だけ、「Ｇ」画素２１０Ａと列方向で隣接する「Ｂ」画素２１０Ｂおよび「Ｒ」画素２１０Ｂの列方向の長さが長い。すなわち、２行２列の「Ｇ」、「Ｂ」、「Ｒ」、「Ｇ」画素２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｂ，２１０Ａについて、「Ｇ」画素２１０Ａの大きさが「Ｂ」および「Ｒ」画素２１０Ｂの大きさよりも小さく、かつ「Ｂ」および「Ｒ」画素２１０Ｂの大きさが同一である。例えば、「Ｇ」画素２１０の大きさを「Ｂ」画素２１０および「Ｒ」画素２１０の大きさの２分の１にするためには、「Ｇ」画素２１０Ａの列方向の長さが、「Ｂ」画素２１０Ｂおよび「Ｒ」画素２１０Ｂの列方向の長さの２分の１にすればよい。
なお、２行２列の「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」画素に関して、「Ｇ」画素の大きさを「Ｒ」または「Ｂ」画素の大きさよりも小さくするためには、行方向に並んだ「Ｇ」画素２１０Ａと「Ｂ」画素２１０Ｂとについて、「Ｇ」画素２１０Ａの行方向の長さを短くし、その分だけ「Ｂ」画素２１０Ｂの長さを長くする。同様に、行方向並んだ「Ｒ」画素２１０Ｂと「Ｇ」画素２１０Ａとについて、「Ｇ」画素２１０Ａの行方向の長さを短くし、その分だけ「Ｒ」画素２１０Ｂの長さを長くしてもよい。
【００３７】
（第２実施形態）
図１２は、一実施の形態を示したものである。なお、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。第１実施形態では、第１の撮像素子２１から出力された信号に基づいて画像データおよび測光信号を生成し、第２の撮像素子２２から出力された信号に基づいて焦点検出信号を生成した。第２実施形態は、第１の撮像素子２１から出力された信号に基づいて画像データおよび測光信号を生成し、第２の撮像素子２２から出力された信号に基づいて焦点検出信号と画像信号とを生成する。なお、第２の撮像素子２２から出力された信号に基づいて測光信号を生成してもよい。その場合、第１の撮像素子２１から出力された信号に基づいて画像データのみを生成するようにしてもよい。または、第１の撮像素子２１から出力された信号に基づく測光信号と、第２の撮像素子２２から出力された信号に基づく測光信号とから露出制御を行ってもよい。
図１２は、第１の撮像素子２１の一部である８行×８列の撮像用画素２１０の配置と、第２の撮像素子２２の画素２２０，２２０Ｆの一部についての配置と、をそれぞれ示している。図１２（ａ）に示す第１の撮像素子２１は、図３（ａ）に示した第１の撮像素子２１と同一である。
【００３８】
図１２（ｂ）に示す第２の撮像素子２２は、図３（ｂ）に示した第２の撮像素子２２の焦点検出用画素２２０のうち、奇数行偶数列の焦点検出用画素２２０および偶数行奇数列の焦点検出用画素２２０を、２行２列の撮像用画素２２０Ｆで置き換えたものである。こうして、第２の撮像素子２２は、大型の焦点検出用画素２２０と２行２列の撮像用画素２２０Ｆとが、市松模様状に行方向および列方向に互いに交互に配列されている。なお、焦点検出用画素２２０の面積は、画素２１０の面積よりも大きい。例えば、焦点検出用画素２２０の光電変換部の受光面積は、画素２１０の光電変換部の受光面積の４倍である。第２実施形態における焦点検出用画素２２０と画素２１０との大小関係は、第１実施形態と同様である。なお、撮像用画素２２０Ｆの大きさは、第１の撮像素子２１の画素２１０の大きさと等しい。
【００３９】
２行２列の撮像用画素２２０Ｆのうち、左上および右下の「Ｍｇ」画素２２０Ｆは、それぞれ第１の撮像素子２１の「Ｇ」画素２１０の真後ろに位置し、「Ｇ」画素２１０を透過したマゼンタの色成分の光を受光する。同様に左下の「Ｃｙ」画素２２０Ｆは、第１の撮像素子２１の「Ｒ」画素２１０の真後ろに位置し、「Ｒ」画素２１０を透過したシアンの色成分の光を受光する。右上の「Ｙｅ」画素２２０Ｆは、第１の撮像素子２１の「Ｂ」画素２１０の真後ろに位置し、「Ｂ」画素２１０を透過したイエローの色成分の光を受光する。
他方、大型の焦点検出用画素２２０は、図３に示した焦点検出用画素２２０と同様に、第１の撮像素子２１の２つの「Ｇ」画素２１０をそれぞれ透過したマゼンタの色成分の光と、１つの「Ｂ」画素２１０を透過したイエローの色成分の光と、１つの「Ｒ」画素２１０を透過したシアンの色成分の光とを受光する。
【００４０】
第２実施形態では、焦点検出部１２ａは、焦点検出エリア設定部１２ｃによって設定された焦点検出エリアに対応する位置に配置された複数の焦点検出用画素２２０からの信号に基づき、公知のコントラスト検出方式の焦点検出処理を行う。また、画像処理部１４は、第２の撮像素子２２の撮像用画素２２０Ｆからの信号に基づき表示用の画像データを生成する。この表示用画像データは、ライブビュー画像として液晶モニタ１５に表示される。なお、第２の撮像素子２２の撮像用画素２２０Ｆの画素数は、第１の撮像素子２１の撮像画素２１０の画素数の半分であるが、第２の撮像素子２２の撮像用画素２２０Ｆからの信号に基づく表示用の画像データは、液晶モニタ１５に表示されるライブビュー画像として十分な解像度を有する。
【００４１】
また、第１の撮像素子２１の撮像用画素２１０からの信号は、図３に示した第１の撮像素子２１の信号と同様に、表示用および記録用の画像データの生成のために使用されると共に、露出演算用の測光信号として使用される。なお、第２の撮像素子２２から出力された信号に基づく測光信号から、適切な露出条件、例えば、ホワイトバランスや、適正露出を与える露出時間や絞り値や感度を設定してもよい。また、制第２の撮像素子２２から出力された信号に基づく測光信号から、被写体認識や被写体追尾を行ってもよい。
なお、第２実施形態では、第１および第２の撮像素子２１，２２の各々から表示用の画像データが生成されるので、第１の撮像素子２１の撮像用画素２１０の信号読み出しサイクルと第２の撮像素子２２の撮像用画素２２０Ｆの信号読み出しサイクルとを例えば半周期ずらすことによって、第１の撮像素子２１からの表示用画像データと、第２の撮像素子２２のからの表示用画像データとを交互にモニタ１５に表示することができる。
更に、第２の撮像素子２２の撮像用画素２２０Ｆの信号を用いて、第１の撮像素子２１の撮像素子２１の撮像用画素２１０の信号を補正してもよい。
【００４２】
また、第２の撮像素子２２の焦点検出用画素２２０は、図５や図６や図７や図８や図９や図１０に示したように、第１および第２の光電変換部２２１ａ，２２１ｂ又は２２２ａ，２２２ｂとマイクロレンズ２３３とを備えるようにして、位相差式焦点検出信号を生成するようにしてもよい。
【００４３】
−−−変形例−−−
図１３は、上述した第２実施形態の第１の変形例を示したものである。
（１）本変形例は、図１２（ｂ）に示した、２行２列の４つの撮像用画素２２０Ｆの中央領域に、図１３（ｂ）に示すように、焦点検出用画素２２０Ｇをさらに設けたものである。その他の構成は、図１２（ｂ）に示した第２実施形態と同一である。図１３（ｂ）において、焦点検出用画素２２０Ｇは、２行２列の４つの撮像用画素２２０Ｆの中央領域に位置する。焦点検出用画素２２０Ｇのサイズ、すなわち光電変換部の受光面積は、図１３（ｂ）における２行２列の４つの撮像用画素２２０Ｆの光電変換部の受光面積の３分の１である。
【００４４】
図１４は、第１の撮像素子２１の撮像用画素２１０と第２の撮像素子２２の焦点検出用画素２２０Ｇとの相対的な位置関係を示すため撮像用画素２１０と焦点検出用画素２２０Ｇとを重ねて示したものである。
したがって、焦点検出用画素２２０Ｇには、第１の撮像素子２１の二つの「Ｇ」画素２１０をそれぞれ透過したマゼンタの色成分の透過光の一部と、「Ｒ」画素２１０を透過したシアンの色成分の透過光の一部と、「Ｂ」画素２１０を透過したイエローの色成分の透過光の一部とがそれぞれ入射する。
【００４５】
本変形例では、第２の撮像素子２２は、大型の焦点検出用画素２２０とこの大型の焦点検出用画素２２０の４分の１のサイズ（光電変換部の受光面積）の小型の焦点検出用画素２２０Ｇとが、上下および左右方向に交互に配置されている。従って、焦点検出部１２ａは、焦点検出エリア設定部１２ｃによって設定された焦点検出エリアにおいて、複数の大型の焦点検出用画素２２０からの信号に基づき、第１のコントラスト検出式焦点検出処理を行うと共に、複数の小型の焦点検出用画素２２０Ｇからの信号に基づき、第２のコントラスト検出式焦点検出処理を行うことができる。第１のコントラスト検出式焦点検出処理の結果および第２のコントラスト検出式焦点検出処理の結果に基づき、撮影光学系１０の焦点調節が行われる。
【００４６】
なお、複数の大型の焦点検出用画素２２０からの信号に基づく第１のコントラスト検出式焦点検出は、互いに隣接する大型の焦点検出用画素２２０間のコントラストを検出する。同様に、複数の小型の焦点検出用画素２２０Ｇからの信号に基づく第２コントラスト検出式焦点検出も互いに隣接する小型の焦点検出用画素２２０Ｇのコントラストを検出する。次に、互いに隣接する大型および小型の焦点検出用画素２２０，２２０Ｇ間のコントラストを検出する例を以下に説明する。小型の焦点検出用画素２２０Ｇの光電変換部の受光面積は、大型の焦点検出用画素２２０の光電変換部の受光面積の４分の１であるので、小型の焦点検出用画素２２０Ｇからの信号を４倍に増幅する。信号焦点検出部１２ａは、互いに隣接する大型および小型の焦点検出用画素２２０，２２０Ｇ間のコントラストを検出するために、小型の焦点検出用画素２２０Ｇからの４倍に増幅された信号とこれに隣接する大型の焦点検出用画素２２０からの信号との差分を算出する。算出した差分を積算してコントラストを検出する。このような互いに隣接する大型および小型の焦点検出用画素２２０，２２０Ｇ間のコントラストの検出は、隣接する大型の焦点検出用画素２２０間のコントラストを検出する場合に比べ、被写体像の高周波成分に関するコントラストの検出が可能になる。
【００４７】
また、第２の撮像素子２２の焦点検出用画素２２０は、図５や図６や図７や図８や図９や図１０に示したように、第１および第２の光電変換部２２１ａ，２２１ｂ又は２２２ａ，２２２ｂとマイクロレンズ２３３とを備えるようにして、位相差式焦点検出信号を生成するようにしてもよい。この場合には、焦点検出部１２ａは、焦点検出エリア設定部１２ｃによって設定された焦点検出エリアに対応する位置に配列された複数の焦点検出用画素２２０Ａの第１および第２の光電変換部２２１ａ，２２１ｂ又は２２２ａ，２２２ｂからの信号に基づいて、公知の位相差式の焦点検出処理を行うとともに、焦点検出エリアに対応する位置に配置された複数の焦点検出用画素２２０Ｇからの信号に基づき、公知のコントラスト検出方式の焦点検出処理を行うようにしてもよい。
なお、図１２および図１３において、第２の撮像素子２２は、焦点検出用画素２２０と２行２列の撮像用画素２２０Ｆとが、市松模様状に行方向および列方向に互いに交互に配列されているが、焦点検出用画素２２０と撮像用画素２２０Ｆとの配列はこれに限定されない。例えば、１行または１列に焦点検出用画素２２０と撮像用画素２２０Ｆとをそれぞれ配列してもよい。複数行または複数列に焦点検出用画素２２０と撮像用画素２２０Ｆとをそれぞれ配列してもよい。２行２列の４つの焦点検出用画素２２０と、４行４列の１６の撮像用画素２２０Ｆとが、市松模様状に行方向および列方向に互いに交互に配列されてもよい。焦点検出エリアに対応する第２の撮像素子２２の一部に焦点検出用画素２２０が配列されてもよい。
【００４８】
図１６は、上述した第２実施形態の第２の変形例を示したものである。
（２）本変形例は、図１２に示した変形例を更に変形したものである。図１６において、本変形例の第１の撮像素子２１は、図１５に示した変形例の第１の撮像素子２１と同一である。列方向に隣接する「Ｇ」および「Ｒ」画素２１０Ａ、２１０Ｂについて、「Ｇ」画素２１０Ａの長さが「Ｒ」画素２１０Ｂの長さよりも短くし、列方向に隣接する「Ｂ」および「Ｇ」画素２１０Ｂ、２１０Ａについても、「Ｇ」画素２１０Ａの長さが「Ｂ」画素２１０Ｂの長さよりも短い。
【００４９】
このように、第１の撮像素子２１について「Ｇ」画素２１０Ａの大きさを、「Ｒ」画素２１０Ｂおよび「Ｂ」画素２１０Ｂの大きさよりも小さくしたことに伴い、第２の撮像素子２２の２行２列の「Ｍｇ」、「Ｙｅ」、「Ｃｙ」、「Ｍｇ」の撮像用画素２２０Ｈ，２２０Ｉ，２２０Ｉ，２２０Ｈについて、「Ｍｇ」の撮像用画素２２０Ｈの大きさを「Ｙｅ」および「Ｃｙ」の撮像用画素２２０Ｉの大きさよりも小さくする。すなわち、「Ｍｇ」の撮像用画素２２０Ｈの大きさを第１の撮像素子２１の「Ｇ」画素２１０Ａの大きさと同一にし、「Ｙｅ」の撮像用画素２２０Ｉの大きさを第１の撮像素子２１の「Ｂ」画素２１０Ｂの大きさと同一にし、「Ｃｙ」の撮像用画素２２０Ｉの大きさを第１の撮像素子２１の「Ｒ」画素２１０Ｂの大きさと同一にする。
【００５０】
従って、第２の撮像素子２２の「Ｍｇ」、「Ｙｅ」、「Ｃｙ」、「Ｍｇ」の撮像用画素２２０Ｈ，２２０Ｉ，２２０Ｉ，２２０Ｈについて、２つの「Ｍｇ」画素２２０Ｈは、それぞれ対応する第１の撮像素子２１の「Ｇ」画素２１０Ａをそれぞれ透過したマゼンタの色成分の光を受光する。「Ｃｙ」画素２２０Ｉは、対応する第１の撮像素子２１の「Ｒ」画素２１０Ｂを透過したシアンの色成分の光を受光する。「Ｙｅ」画素２２０Ｉは、対応する「Ｂ」画素２１０を透過したイエローの色成分の光を受光する。
【００５１】
また、第２の撮像素子２２の焦点検出用画素２２０は、図５や図６や図７や図８や図９や図１０に示したように、第１および第２の光電変換部２２１ａ，２２１ｂ又は２２２ａ，２２２ｂとマイクロレンズ２３３とを備えるようにして、位相差式焦点検出信号を生成するようにしてもよい。
【００５２】
−−−その他の変形例−−−
図１７は、上述した実施形態の変形例を示したものである。
上述した実施形態では、第２の撮像素子２２の１つの画素２２０が、第１の撮像素子２１の２行２列の４つの画素２１０に対応していた。しかし、第２の撮像素子２２の１つの画素２２０が、第１の撮像素子２１の１つの画素に対応するようにしてもよい。図１７は、第１の撮像素子２１の一部である４行×４列の画素２１０Ｃの配置と、第２の撮像素子２２の一部である４行×４列の画素２２０の配置と、をそれぞれ示している。
【００５３】
図１８は、第１および第２の撮像素子２１，２２について、撮像用画素２１０Ｃの２画素分および焦点検出用画素２２０の２画素分の構成を示す断面図である。図１８において、第１の撮像素子２１の各撮像用画素２１０Ｃは、有機光電変換膜２３０と、この有機光電変換膜２３０の上面全体を被覆する上部の透明電極２３１と、有機光電変換膜２３０の一部、図示例では、有機光電変換膜２３０の４分の１の面積を被覆する下部の透明電極２３４とを有する。有機光電変換膜２３０は、画素毎に、「Ｇ」、「Ｒ」または「Ｂ」の色成分の光を吸収して光電変換し、それぞれ「Ｍｇ」、「Ｃｙ」、「Ｙｅ」の色成分の光を透過する。撮像用画素２１０Ｃは、上部透明電極２３１と下部透明電極２３４とに印加されたバイアス電圧によって、下部透明電極２３４から電荷、すなわち信号が読み出される。従って、撮像用画素２１０Ｃは、画素全面に相当する有機光電変換膜２３０を有するが、実質的な光電変換領域は、図１７（ｂ）にハッチングを付して示した下部透明電極２３４に対応する領域２１１である。
【００５４】
第２の撮像素子２２は、第１の撮像素子２１の「Ｇ」画素２１０Ｃに対応する「Ｍｇ」の焦点検出用画素２２０と、第１の撮像素子２１の「Ｒ」画素２１０Ｃに対応する「Ｃｙ」の焦点検出用画素２２０と、第１の撮像素子２１の「Ｂ」画素２１０Ｃに対応する「Ｙｅ」の焦点検出用画素２２０とを有する。第２の撮像素子２２の「Ｍｇ」、「Ｃｙ」、「Ｙｅ」の焦点検出用画素２２０の大きさは、第１の撮像素子２１の撮像用画素２１０Ｃの有機光電変換膜２３０の大きさに等しい。
このように、第１の撮像素子２１の各撮像用画素２１０Ｃは、その見掛け上の大きさ（有機光電変換膜２３０の大きさ）が第２の撮像素子２２の各画素２２０の大きさとほぼ等しいが、実質的な光電変換領域２１１（以下、この領域を有効画素領域とも称する）は、第２の撮像素子２２の焦点検出用画素２２０の大きさよりも小さい。すなわち、第２の撮像素子２２の焦点検出用画素２２０の大きさは、第１の撮像素子２１の撮像用画素２１０Ｃの有効画素領域よりも大きい。
【００５５】
焦点検出部１２ａは、第２の撮像素子２２０の焦点検出用画素２２０からの信号に基づき、コントラスト検出方式の焦点検出処理を実行する。なお、コントラスト検出方式の焦点検出処理は、同一の分光感度の焦点検出用画素間のコントラストを検出してもよいし、異なった分光感度の焦点検出用画素間のコントラストを検出してもよい。すなわち、焦点検出部１２ａは、「Ｍｇ」の焦点検出用画素からの信号に基づき、互いに隣接する「Ｍｇ」の焦点検出用画素間のコントラストを検出し、同様に、「Ｃｙ」の焦点検出用画素からの信号に基づき、互いに隣接する「Ｃｙ」の焦点検出用画素間のコントラストを検出し、「Ｙｅ」の焦点検出用画素からの信号に基づき、互いに隣接する「Ｙｅ」の焦点検出用画素間のコントラストを検出し、それぞれの色成分に関する焦点検出結果を算出してもよい。また、焦点検出部１２ａは、「Ｍｇ」、「Ｃｙ」、「Ｙｅ」の焦点検出用画素からの信号に基づき、互いに隣接する「Ｍｇ」と「Ｃｙ」の焦点検出用画素間のコントラストと、互いに隣接する「Ｍｇ」と「Ｙｅ」の焦点検出用画素間のコントラストとを検出してもよい。
【００５６】
なお、図１７および図１８に示した第８の変形例では、２行２列の４つの撮像用画素２１０Ｃは、それぞれの光電変換領域２１１，２１１，２１１，２１１が互いに連接するように位置付けられていたが、図１９（ａ）に示したように、各撮像用画素２１０Ｃの光電変換領域２１２が画素中央部に位置するようにしてもよい。
【００５７】
以上の実施形態およびその変形例では、焦点検出用画素の大きさを撮像用画素の大きさよりも大きくしたが、焦点検出用画素の大きさを撮像用画素の大きさよりも小さくしてもよい。
次に、上述した実施形態の変形例を説明する。
上述した実施形態では、第１の撮像素子２１に撮像用画素２１０が設けられ、第２の撮像素子２２に撮像画素２１０よりも大型の焦点検出用画素２２０が設けられていた。図２０，２１は、第９の変形例に係る第１および第２の撮像素子２１Ａ，２２Ａの概要を示す図である。第９の変形例では、光電変換部として有機光電変換膜を有する第１の撮像素子２１Ａが第２の撮像素子２２Ａの撮像用画素２２０Ｊよりも大型の焦点検出用画素２１０Ｄを有する。そして、光電変換部として有機光電変換膜またはフォトダイオードを有する第２の撮像素子２２Ａが第１の撮像素子２１Ａの大型の焦点検出用画素２１０Ｄよりも小型の撮像用画素２２０Ｊを有する。
【００５８】
第１の撮像素子２１Ａの各焦点検出用画素２１０Ｄは、「Ｇ」画素２１０Ｄと「Ｒ」画素２１０Ｄと「Ｂ」画素２１０Ｄとを含み、これらの焦点検出用画素２１０Ｄがベイヤ配列されている。
第２の撮像素子２２Ａの撮像用画素２２０Ｊは、第１の撮像素子２１Ａの「Ｇ」画素２１０Ｄに２行２列の小さな「Ｍｇ」画素２２０Ｊが対応し、第１の撮像素子２１Ａの「Ｒ」画素２１０Ｄに２行２列の小さな「Ｃｙ」画素２２０Ｊが対応し、第１の撮像素子２１Ａの「Ｂ」画素２１０Ｄに２行２列の小さな「Ｙｅ」画素２２０Ｊが対応する。
【００５９】
本変形例では、焦点検出部１２ａは、焦点検出エリア設定部１２ｃによって設定された焦点検出エリアに対応する位置に配置された複数の焦点検出用画素２１０Ｄからの信号に基づき、公知のコントラスト検出方式の焦点検出処理を行う。また、画像処理部１４は、第２の撮像素子２２Ａの撮像用画素２２０Ｊからの信号に対して補間処理や画像圧縮処理などを施し、記録用の画像データを生成し、この記録用の画像データをメモリカード１７に記憶する。
【００６０】
なお、上述した実施形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【００６１】
上記では、種々の実施形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００６２】
１；デジタルカメラ、１０；撮影光学系、１１；撮像部、１２；制御部、１２ａ；焦点検出部、１４；画像処理部、２１；第１の撮像素子、２２；第２の撮像素子、２１０；画素（撮像用画素）、２２０；画素（焦点検出用画素）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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