JP6566072B2

JP6566072B2 - Imaging device and imaging apparatus

Info

Publication number: JP6566072B2
Application number: JP2018065019A
Authority: JP
Inventors: 寛信村田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2019-08-28
Anticipated expiration: 2032-06-06
Also published as: JP2018142965A

Description

本発明は、撮像素子および撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging element and an imaging apparatus.

撮像素子の一部に配置された複数の焦点検出専用の画素からの出力信号に基づいて、瞳分割型位相差方式による焦点検出を行う撮像装置が知られている（特許文献１参照）。
従来技術では焦点検出用画素が離散配置されているため、焦点検出用画素を連続配置した場合と比べて焦点検出精度が低くなってしまう。しかしながら従来技術において焦点検出用画素を連続配置しようとすると、焦点検出用画素が配置された位置において画像信号を補間する補間処理が複雑になってしまうという問題があった。 There is known an imaging apparatus that performs focus detection by a pupil division type phase difference method based on output signals from a plurality of pixels dedicated to focus detection arranged in a part of an imaging element (see Patent Document 1).
In the prior art, since focus detection pixels are discretely arranged, the focus detection accuracy is lower than in the case where focus detection pixels are continuously arranged. However, when the focus detection pixels are continuously arranged in the prior art, there is a problem that the interpolation processing for interpolating the image signal at the position where the focus detection pixels are arranged becomes complicated.

特開２０１１−７７７７０号公報JP 2011-77770 A

本発明の第１の態様による撮像素子は、光学系を透過した光が入射する撮像素子であって、第１分光特性を有するフィルタを透過して入射した光により前記光学系の焦点調節に用いられるとともに、互いに加算されて画像生成に用いられる信号を生成する第１画素及び第２画素と、前記第１分光特性とは異なる第２分光特性を有するフィルタを透過して入射した光により画像生成に用いられる信号を生成する第３画素及び第４画素と、を備え、前記第１画素及び前記第２画素は第１方向に配置され、前記第３画素及び前記第４画素は前記第１方向と交差する第２方向に配置され、前記第１画素及び前記第３画素または前記第２画素及び前記第４画素は、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に配置され、前記第１画素及び前記第２画素が配置される間隔は、前記第１画素及び前記第３画素が配置される間隔と前記第２画素及び前記第４画素が配置される間隔とよりも広い。
本発明の第２の態様による撮像装置は、第１の態様による撮像素子を備える。 An image sensor according to a first aspect of the present invention is an image sensor on which light transmitted through an optical system is incident, and is used for focus adjustment of the optical system by light transmitted through a filter having a first spectral characteristic. The first pixel and the second pixel that are added to each other to generate a signal used for image generation, and light generated through a filter having a second spectral characteristic different from the first spectral characteristic is generated. A third pixel and a fourth pixel for generating a signal used for the first pixel , the first pixel and the second pixel are arranged in a first direction, and the third pixel and the fourth pixel are in the first direction. The first pixel and the third pixel or the second pixel and the fourth pixel are arranged in a third direction intersecting the first direction and the second direction, The first pixel and the first pixel; Interval which pixels are arranged is wider than the interval wherein the first pixel and spacing said third pixels are arranged second pixel and the fourth pixel are arranged.
An imaging device according to a second aspect of the present invention includes the imaging element according to the first aspect.

本発明の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。It is a figure which illustrates the structure of the digital camera by embodiment of this invention. 撮像素子における単位画素を説明する図である。It is a figure explaining the unit pixel in an image sensor. 撮像素子における単位画素を説明する図である。It is a figure explaining the unit pixel in an image sensor. マイクロレンズを説明する図である。It is a figure explaining a micro lens. 撮像素子における画素の配置を例示する平面図である。It is a top view which illustrates arrangement of a pixel in an image sensor. 瞳分割型位相差方式による焦点検出方法を説明する図である。It is a figure explaining the focus detection method by a pupil division type phase contrast method. Ｇ画像信号の生成方法を説明する図である。It is a figure explaining the production | generation method of G image signal. Ｂ画像信号およびＲ画像信号の生成方法を説明する図である。It is a figure explaining the production | generation method of B image signal and R image signal. ベイヤー配列の画像信号を説明する図である。It is a figure explaining the image signal of a Bayer arrangement. 変形例１における焦点検出用画素の配置例を説明する平面図である。10 is a plan view for explaining an example of arrangement of focus detection pixels in Modification 1. FIG.

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。また、以下の説明および図面において、Ｘ方向を水平方向、Ｙ方向を垂直方向、Ｚ方向を前後方向とする。図１は、本発明の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。デジタルカメラ１は、交換レンズ２とカメラボディ３から構成される。交換レンズ２は、マウント部４を介してカメラボディ３に装着される。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description and drawings, the X direction is the horizontal direction, the Y direction is the vertical direction, and the Z direction is the front-rear direction. FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a digital camera according to an embodiment of the present invention. The digital camera 1 includes an interchangeable lens 2 and a camera body 3. The interchangeable lens 2 is attached to the camera body 3 via the mount portion 4.

交換レンズ２は、レンズ制御部５、主レンズ９、ズームレンズ８、フォーカシングレンズ７、および絞り６を含む。レンズ制御部５は、マイクロコンピュータとメモリなどで構成され、フォーカシングレンズ７と絞り６の駆動制御、絞り６の開口状態の検出、ズームレンズ８およびフォーカシングレンズ７の位置検出、後述するカメラボディ３側のボディ制御部１４に対するレンズ情報の送信、ボディ制御部１４からのカメラ情報の受信などを行う。 The interchangeable lens 2 includes a lens control unit 5, a main lens 9, a zoom lens 8, a focusing lens 7, and a diaphragm 6. The lens control unit 5 includes a microcomputer and a memory, and controls the driving of the focusing lens 7 and the diaphragm 6, detects the opening state of the diaphragm 6, detects the positions of the zoom lens 8 and the focusing lens 7, and the camera body 3 side described later. Lens information is transmitted to the body control unit 14 and camera information is received from the body control unit 14.

カメラボディ３は、撮像素子１２、撮像素子駆動制御部１９、ボディ制御部１４、液晶表示素子駆動回路１５、液晶表示素子１６、接眼レンズ１７、および操作部材１８などを含み、着脱可能なメモリカード２０が装着されている。撮像素子１２は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどから構成され、交換レンズ２の予定結像面に配置されて交換レンズ２により結像される被写体像を撮像する。 The camera body 3 includes an image pickup device 12, an image pickup device drive control unit 19, a body control unit 14, a liquid crystal display device drive circuit 15, a liquid crystal display device 16, an eyepiece lens 17, an operation member 18, and the like, and is a removable memory card. 20 is attached. The imaging element 12 is configured by a CCD, a CMOS, or the like, and is arranged on a scheduled imaging surface of the interchangeable lens 2 to capture a subject image formed by the interchangeable lens 2.

ボディ制御部１４は、マイクロコンピュータとメモリなどで構成される。ボディ制御部１４は、デジタルカメラ全体の動作制御を行う。ボディ制御部１４とレンズ制御部５は、マウント部４の電気接点部１３を介して通信を行うように構成される。 The body control unit 14 includes a microcomputer and a memory. The body control unit 14 controls the operation of the entire digital camera. The body control unit 14 and the lens control unit 5 are configured to perform communication via the electrical contact unit 13 of the mount unit 4.

撮像素子駆動制御部１９は、ボディ制御部１４からの指示に応じて撮像素子１２で必要な制御信号を生成する。液晶表示素子駆動回路１５は、ボディ制御部１４からの指示に応じて液晶ビューファインダー（ＥＶＦ：電子ビューファインダー）を構成する液晶表示素子１６を駆動する。撮影者は、接眼レンズ１７を介して液晶表示素子１６に表示された像を観察する。メモリカード２０は、画像データなどを格納記憶する記憶媒体である。 The image sensor drive control unit 19 generates a control signal necessary for the image sensor 12 in response to an instruction from the body control unit 14. The liquid crystal display element driving circuit 15 drives the liquid crystal display element 16 constituting a liquid crystal viewfinder (EVF: electronic viewfinder) in response to an instruction from the body control unit 14. The photographer observes an image displayed on the liquid crystal display element 16 through the eyepiece 17. The memory card 20 is a storage medium that stores image data and the like.

交換レンズ２によって撮像素子１２上に結像された被写体像は、撮像素子１２によって光電変換される。撮像素子１２は、撮像素子駆動制御部１９からの制御信号によって光電変換信号の蓄積および信号読出しのタイミング（フレームレート）が制御される。撮像素子１２からの出力信号は、不図示のＡ／Ｄ変換部でデジタルデータに変換され、ボディ制御部１４へ送られる。 The subject image formed on the image sensor 12 by the interchangeable lens 2 is photoelectrically converted by the image sensor 12. In the image sensor 12, the photoelectric conversion signal accumulation and signal readout timing (frame rate) are controlled by a control signal from the image sensor drive control unit 19. An output signal from the image sensor 12 is converted into digital data by an A / D converter (not shown) and sent to the body controller 14.

ボディ制御部１４は、撮像素子１２からの所定の焦点検出エリアに対応する出力信号に基づいてデフォーカス量を算出し、このデフォーカス量をレンズ制御部５へ送る。レンズ制御部５は、ボディ制御部１４から受信したデフォーカス量に基づいてフォーカシングレンズ駆動量を算出し、このレンズ駆動量に基づいてフォーカシングレンズ７を不図示のモーター等で駆動して合焦位置へ移動させる。 The body control unit 14 calculates a defocus amount based on an output signal corresponding to a predetermined focus detection area from the image sensor 12, and sends the defocus amount to the lens control unit 5. The lens control unit 5 calculates a focusing lens drive amount based on the defocus amount received from the body control unit 14, and drives the focusing lens 7 with a motor or the like (not shown) based on the lens drive amount to achieve a focus position. Move to.

また、ボディ制御部１４は、撮影指示後に撮像素子１２から出力された信号に基づいて記録用の画像データを生成する。ボディ制御部１４は、生成した画像データをメモリカード２０に格納するとともに液晶表示素子駆動回路１５へ送り、液晶表示素子１６に再生表示させる。 In addition, the body control unit 14 generates image data for recording based on a signal output from the image sensor 12 after a shooting instruction. The body control unit 14 stores the generated image data in the memory card 20 and sends it to the liquid crystal display element driving circuit 15 to reproduce and display it on the liquid crystal display element 16.

なお、カメラボディ３にはシャッターボタン、焦点検出エリアの設定部材などを含む操作部材１８が設けられている。ボディ制御部１４は、これらの操作部材１８からの操作信号を検出し、検出結果に応じた動作（撮影処理、焦点検出エリアの設定など）の制御を行う。 The camera body 3 is provided with an operation member 18 including a shutter button, a focus detection area setting member, and the like. The body control unit 14 detects operation signals from these operation members 18 and controls operations (such as photographing processing and setting of a focus detection area) according to the detection results.

＜撮像素子の説明＞
本実施形態は、撮像素子１２に特徴を有するので、以降は撮像素子１２を中心に説明する。まず、撮像素子１２における単位画素２０の形成方法について説明する。図２（Ａ）に示すように、単位画素２０は、所定のサイズで設計された略正方形形状でなり、矩形状の光電変換部（ＰＤ）３０を有する。また、図２（Ｂ）に示すように、単位画素２０は、各辺がＸ方向およびＹ方向に対して略４５度回転されて配置される。なお、このとき光電変換部３０は回転されずに縦横比が変更されて配置される。またこのとき光電変換部３０は、図２（Ａ）で示した光電変換部３０と面積を等しくするために単位画素２０の形状に合わせて４角が削られる。そして単位画素２０内には、不図示のトランジスタが配置される。 <Description of image sensor>
Since the present embodiment is characterized by the image sensor 12, the following description will focus on the image sensor 12. First, a method for forming the unit pixel 20 in the image sensor 12 will be described. As shown in FIG. 2A, the unit pixel 20 has a substantially square shape designed with a predetermined size, and has a rectangular photoelectric conversion unit (PD) 30. As shown in FIG. 2B, the unit pixel 20 is arranged with each side rotated by approximately 45 degrees with respect to the X direction and the Y direction. At this time, the photoelectric conversion unit 30 is arranged without changing the aspect ratio without rotating. At this time, the photoelectric conversion unit 30 has four corners cut in accordance with the shape of the unit pixel 20 so as to have the same area as the photoelectric conversion unit 30 shown in FIG. A transistor (not shown) is arranged in the unit pixel 20.

また、撮像素子１２には、焦点検出用の画素（焦点検出用画素と呼ぶ）と、焦点検出用画素以外の画素（撮像用画素と呼ぶ）の２種類の単位画素２０が設けられている。焦点検出用画素では、図３に示すように、例えば遮光金属膜４０などで光電変換部３０の半分が覆われ、光電変換部３０が半面開口される。なお、焦点検出用画素としては、図３（Ａ）に示すように、光電変換部３０の右半分が開口された単位画素２０（以下、右開口焦点検出用画素と呼ぶ）と、図３（Ｂ）に示すように、光電変換部３０の左半分が開口された単位画素２０（以下、左開口焦点検出用画素と呼ぶ）とが設けられる。 In addition, the image sensor 12 is provided with two types of unit pixels 20, that is, focus detection pixels (referred to as focus detection pixels) and pixels other than the focus detection pixels (referred to as image capture pixels). In the focus detection pixel, as shown in FIG. 3, for example, half of the photoelectric conversion unit 30 is covered with a light shielding metal film 40 or the like, and the photoelectric conversion unit 30 is half-opened. As the focus detection pixel, as shown in FIG. 3A, a unit pixel 20 in which the right half of the photoelectric conversion unit 30 is opened (hereinafter referred to as a right aperture focus detection pixel), and FIG. As shown in B), a unit pixel 20 (hereinafter referred to as a left aperture focus detection pixel) in which the left half of the photoelectric conversion unit 30 is opened is provided.

その後、単位画素２０には、公知の配線工程および平坦化工程を経た後にカラーフィルタ層が配置される。赤色成分の光を受光する撮像用画素（Ｒ画素）には、赤色成分の光のみを透過させるカラーフィルタ層が配置される。緑色成分の光を受光する撮像用画素（Ｇ画素）には、緑色成分の光のみを透過させるカラーフィルタ層が配置される。青色成分の光を受光する撮像用画素（Ｂ画素）には、青色成分の光のみを透過させるカラーフィルタ層が配置される。また、焦点検出用画素には、緑色成分の光のみを透過させるカラーフィルタ層が配置される。すなわち、焦点検出用画素は、緑色成分の光のみを受光する。 Thereafter, a color filter layer is disposed in the unit pixel 20 after undergoing a known wiring process and planarization process. An imaging pixel (R pixel) that receives red component light is provided with a color filter layer that transmits only the red component light. A color filter layer that transmits only the green component light is disposed in the imaging pixel (G pixel) that receives the green component light. In the imaging pixel (B pixel) that receives blue component light, a color filter layer that transmits only blue component light is disposed. The focus detection pixel is provided with a color filter layer that transmits only the green component light. That is, the focus detection pixel receives only green component light.

カラーフィルタ層が形成された後、単位画素２０に対して、マイクロレンズを形成するオンチップレンズ形成工程が行われる。本実施形態では、この単位画素２０に配置されるマイクロレンズを、図４（Ａ）に示すように円形の球面レンズから４辺を落とすような形状とする。こうすることにより、図４（Ｂ）に示すようにマイクロレンズ５０を稠密に配置することができるため、レンズ開口を拡げることができる。 After the color filter layer is formed, an on-chip lens forming process for forming a microlens is performed on the unit pixel 20. In the present embodiment, the microlens arranged in the unit pixel 20 has a shape in which four sides are dropped from a circular spherical lens as shown in FIG. By doing so, the microlenses 50 can be densely arranged as shown in FIG. 4B, so that the lens opening can be expanded.

次に、図５を用いて撮像素子１２における画素の配置を説明する。なお、図５では、撮像素子１２の一部を抜き出して図示している。また、図５において、左半分または右半分に斜線が描かれた画素は、焦点検出用画素を示す。左半分に斜線が描かれた画素は、右開口焦点検出用画素を示し、右半分に斜線が描かれた画素は、左開口焦点検出用画素を示す。また図５では、図示の都合上マイクロレンズ５０の形状を円形で示しているが、実際は図４（Ｂ）に示した形状であるとする。 Next, the arrangement of pixels in the image sensor 12 will be described with reference to FIG. In FIG. 5, a part of the image sensor 12 is extracted and shown. Further, in FIG. 5, pixels with diagonal lines drawn on the left half or the right half indicate focus detection pixels. Pixels with diagonal lines on the left half indicate right aperture focus detection pixels, and pixels with diagonal lines on the right half indicate left aperture focus detection pixels. In FIG. 5, the shape of the microlens 50 is shown as a circle for convenience of illustration, but it is assumed that the shape is actually the shape shown in FIG.

撮像素子１２は、複数のＧ画素が所定のピッチでＸ方向に配列された第１の画素列６０と、複数のＢ画素およびＲ画素が交互に所定のピッチでＸ方向に配列された第２の画素列７０とを有する。複数の第１の画素列６０および第２の画素列７０は、交互に所定のピッチでＹ方向に並置されている。また、第１の画素列６０および第２の画素列７０は、互いにＸ方向に上記所定のピッチの半分ずれて配置されている。上述したように各単位画素２０の各辺は、Ｘ方向およびＹ方向に対して略４５度傾くように配置されているため、このように隣接する画素列を上記所定のピッチの半分ずらして配置することで複数の単位画素２０を稠密に配置することができる。 The image sensor 12 includes a first pixel row 60 in which a plurality of G pixels are arranged in the X direction at a predetermined pitch, and a second pixel array in which a plurality of B pixels and R pixels are alternately arranged in the X direction at a predetermined pitch. Pixel array 70. The plurality of first pixel rows 60 and second pixel rows 70 are alternately juxtaposed in the Y direction at a predetermined pitch. Further, the first pixel column 60 and the second pixel column 70 are arranged so as to be shifted from each other by half the predetermined pitch in the X direction. As described above, each side of each unit pixel 20 is arranged so as to be inclined by approximately 45 degrees with respect to the X direction and the Y direction, and thus the adjacent pixel columns are arranged with a half shift of the predetermined pitch. By doing so, the plurality of unit pixels 20 can be densely arranged.

このような画素の配置は、換言すれば以下のように説明できる。撮像素子１２は、複数のＧ画素が所定のピッチでＹ方向に配列された第３の画素列８０と、複数のＢ画素が所定のピッチでＹ方向に配列された第４の画素列９０と、複数のＧ画素が所定のピッチでＹ方向に配列された第５の画素列１００と、複数のＲ画素が所定のピッチでＹ方向に配列された第６の画素列１１０と、を有する。第３の画素列８０の右隣には第４の画素列９０が並置され、第４の画素列９０の右隣には第５の画素列１００が並置され、第５の画素列１００の右隣には第６の画素列１１０が並置されている。第３〜第６の画素列８０〜１１０は、互いに隣接する画素列においてＹ方向に上記所定のピッチの半分ずれて配置されている。そして撮像素子１２において、この第３〜第６の画素列８０〜１１０から構成される画素列の組がＸ方向に複数並置されている。 In other words, the arrangement of such pixels can be described as follows. The image sensor 12 includes a third pixel row 80 in which a plurality of G pixels are arranged in the Y direction at a predetermined pitch, and a fourth pixel row 90 in which a plurality of B pixels are arranged in the Y direction at a predetermined pitch. A fifth pixel column 100 in which a plurality of G pixels are arranged in the Y direction at a predetermined pitch, and a sixth pixel column 110 in which a plurality of R pixels are arranged in the Y direction at a predetermined pitch. A fourth pixel column 90 is juxtaposed to the right of the third pixel column 80, a fifth pixel column 100 is juxtaposed to the right of the fourth pixel column 90, and the right of the fifth pixel column 100 Next to the sixth pixel column 110 is juxtaposed. The third to sixth pixel columns 80 to 110 are arranged so as to be shifted by half the predetermined pitch in the Y direction in the pixel columns adjacent to each other. In the image sensor 12, a plurality of pixel column groups each composed of the third to sixth pixel columns 80 to 110 are juxtaposed in the X direction.

また、複数の第１の画素列６０のうち一部の第１の画素列６０において、一部のＧ画素に置換して、複数の右開口焦点検出用画素および左開口焦点検出用画素が設けられている。換言すれば、複数の第３の画素列８０および第５の画素列１００のうち一部の第３の画素列８０および第５の画素列１００において、一部のＧ画素に置換して、複数の右開口焦点検出用画素および左開口焦点検出用画素が設けられている。これら複数の右開口焦点検出用画素および左開口焦点検出用画素は、所定の焦点検出エリアにおいて、Ｘ方向に交互に連続して並置されている。 Also, in some of the first pixel columns 60, some of the first pixel columns 60 are replaced with some of the G pixels, and a plurality of right aperture focus detection pixels and left aperture focus detection pixels are provided. It has been. In other words, a part of the third pixel column 80 and the fifth pixel column 100 among the plurality of third pixel columns 80 and the fifth pixel column 100 is replaced with a part of the G pixels, The right aperture focus detection pixel and the left aperture focus detection pixel are provided. The plurality of right aperture focus detection pixels and the left aperture focus detection pixels are alternately arranged side by side in the X direction in a predetermined focus detection area.

＜焦点検出処理＞
次に、撮像素子１２からの出力信号に基づいて焦点検出を行う焦点検出処理について説明する。図６に示すように交換レンズ２の射出瞳２００の第１領域２０１を通過する光束Ａは、右開口焦点検出用画素２１に入射し、射出瞳２００の第２領域２０２を通過する光束Ｂは、左開口焦点検出用画素２２に入射する。 <Focus detection processing>
Next, focus detection processing for performing focus detection based on an output signal from the image sensor 12 will be described. As shown in FIG. 6, the light beam A passing through the first region 201 of the exit pupil 200 of the interchangeable lens 2 is incident on the right aperture focus detection pixel 21, and the light beam B passing through the second region 202 of the exit pupil 200 is , And enters the left aperture focus detection pixel 22.

合焦時は撮像素子１２に鮮鋭像が結ばれる状態であるため、上述したように異なる瞳位置に瞳分割された光束による一対の像は撮像素子１２上で一致する。つまり、光束Ａを受光する複数の右開口焦点検出用画素から得られる信号波形（信号列ａ１、ａ２、ａ３、ａ４…）と、光束Ｂを受光する複数の左開口焦点検出用画素から得られる信号波形（信号列ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４…）とは、その形状が重なる。 Since a sharp image is formed on the image sensor 12 at the time of focusing, the pair of images formed by the light beams divided into pupils at different pupil positions coincide with each other on the image sensor 12 as described above. That is, it is obtained from a signal waveform (signal sequence a1, a2, a3, a4...) Obtained from a plurality of right aperture focus detection pixels that receive the light beam A and a plurality of left aperture focus detection pixels that receive the light beam B. The shape of the signal waveform (signal sequence b1, b2, b3, b4...) Overlaps.

一方、非合焦時は撮像素子１２の手前で鮮鋭像を結ぶ状態、あるいは撮像素子１２の後ろ側に鮮鋭像を結ぶ状態であるため、上記瞳分割された光束による一対の像は撮像素子１２上では一致しない。この場合の右開口焦点検出用画素から得られる信号波形（信号列ａ１、ａ２、ａ３、ａ４…）および左開口焦点検出用画素から得られる信号波形（信号列ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４…）は、合焦状態からのずれ（デフォーカス量）に応じて、互いの位置関係（像ずれ方向および像ずれ量）が異なる。 On the other hand, when the image is out of focus, a sharp image is formed in front of the image sensor 12 or a sharp image is formed on the rear side of the image sensor 12. Does not match above. In this case, the signal waveform obtained from the right aperture focus detection pixel (signal sequence a1, a2, a3, a4...) And the signal waveform obtained from the left aperture focus detection pixel (signal sequence b1, b2, b3, b4...) Are different in positional relationship (image shift direction and image shift amount) depending on the shift (defocus amount) from the in-focus state.

ボディ制御部１４は、右開口焦点検出用画素から得られる信号波形（信号列ａ１、ａ２、ａ３、ａ４…）および左開口焦点検出用画素から得られる信号波形（信号列ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４…）の位置関係に基づいて交換レンズ２による焦点位置の調節状態（デフォーカス量）を算出し、算出結果をカメラ情報としてレンズ制御部５へ送信する。レンズ制御部５がカメラ情報に基づいてフォーカシングレンズ７を光軸方向へ進退移動させると、撮像素子１２上に鮮鋭像を結ぶようにフォーカスが調節される。 The body control unit 14 includes signal waveforms (signal sequences a1, a2, a3, a4...) Obtained from the right aperture focus detection pixels and signal waveforms (signal sequences b1, b2, b3,. b4...)) is calculated based on the positional relationship (defocus amount) by the interchangeable lens 2, and the calculation result is transmitted to the lens control unit 5 as camera information. When the lens control unit 5 moves the focusing lens 7 forward and backward in the optical axis direction based on the camera information, the focus is adjusted so that a sharp image is formed on the image sensor 12.

＜画像信号生成処理＞
次に、撮像素子１２からの出力信号に基づいてカラー画像信号を生成する画像信号生成処理について図７〜図９を用いて説明する。図７は、Ｇ画像信号の生成について説明する図である。図７（Ａ）において、両矢印は信号を加算するＧ画素の組を示している。図７（Ｂ）は、この加算の結果得られるＧ画像信号を説明する図である。画像信号生成処理において、ボディ制御部１４は、各第１の画素列６０において、Ｘ方向に互いに隣接する２つのＧ画素からの出力信号を加算してＧ画像信号を生成する。 <Image signal generation processing>
Next, image signal generation processing for generating a color image signal based on an output signal from the image sensor 12 will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a diagram for explaining generation of a G image signal. In FIG. 7A, a double arrow indicates a group of G pixels to which signals are added. FIG. 7B is a diagram for explaining a G image signal obtained as a result of this addition. In the image signal generation process, the body control unit 14 generates a G image signal by adding output signals from two G pixels adjacent to each other in the X direction in each first pixel row 60.

具体的に、ボディ制御部１４は、Ｙ方向ｎ＋１列目の第１の画素列６０において、Ｘ方向ｍ列目、Ｙ方向ｎ＋１列目のＧ画素（以下、Ｇ（ｍ，ｎ＋１）画素と示す）からの出力信号とＧ（ｍ＋２，ｎ＋１）画素からの出力信号とを加算することにより、Ｇ（ｍ＋１，ｎ＋１）画素に相当するＧ画像信号を生成する。同様にして、ボディ制御部１４は、Ｇ（ｍ＋４，ｎ＋１）画素およびＧ（ｍ＋６，ｎ＋１）画素からの出力信号を加算することにより、Ｇ（ｍ＋５，ｎ＋１）画素に相当するＧ画像信号を生成する。同様に、Ｙ方向ｎ＋１列目の第１の画素列６０において、Ｇ（ｍ＋９，ｎ＋１）画素、Ｇ（ｍ＋１３，ｎ＋１）画素、Ｇ（ｍ＋１７，ｎ＋１）画素、…、に相当するＧ画像信号を生成する。 Specifically, the body control unit 14 indicates G pixels (hereinafter referred to as G (m, n + 1) pixels) in the X-direction m-th column and the Y-direction n + 1-th column in the first pixel column 60 in the Y-direction n + 1-th column. ) And the output signal from the G (m + 2, n + 1) pixel are added to generate a G image signal corresponding to the G (m + 1, n + 1) pixel. Similarly, the body control unit 14 adds the output signals from the G (m + 4, n + 1) pixel and the G (m + 6, n + 1) pixel to generate a G image signal corresponding to the G (m + 5, n + 1) pixel. To do. Similarly, in the first pixel column 60 of the (n + 1) th column in the Y direction, G image signals corresponding to G (m + 9, n + 1) pixels, G (m + 13, n + 1) pixels, G (m + 17, n + 1) pixels,. Generate.

また、ボディ制御部１４は、Ｙ方向ｎ＋３列目の第１の画素列６０においては、Ｇ（ｍ＋２、ｎ＋３）画素およびＧ（ｍ＋４、ｎ＋３）画素からの出力信号を加算することにより、Ｇ（ｍ＋３，ｎ＋３）画素に相当するＧ画像信号を生成する。同様にして、ボディ制御部１４は、Ｇ（ｍ＋６，ｎ＋３）画素およびＧ（ｍ＋８，ｎ＋３）画素からの出力信号を加算することにより、Ｇ（ｍ＋７，ｎ＋３）画素に相当するＧ画像信号を生成する。同様に、Ｙ方向ｎ＋３列目の第１の画素列６０において、Ｇ（ｍ＋１１，ｎ＋３）画素、Ｇ（ｍ＋１５，ｎ＋３）画素、Ｇ（ｍ＋１９，ｎ＋３）画素、…、に相当するＧ画像信号を生成する。 Further, the body control unit 14 adds the output signals from the G (m + 2, n + 3) pixel and the G (m + 4, n + 3) pixel in the first pixel column 60 of the (n + 3) th column in the Y direction, thereby adding G ( A G image signal corresponding to m + 3, n + 3) pixels is generated. Similarly, the body control unit 14 adds the output signals from the G (m + 6, n + 3) pixel and the G (m + 8, n + 3) pixel to generate a G image signal corresponding to the G (m + 7, n + 3) pixel. To do. Similarly, in the first pixel column 60 of the (n + 3) th column in the Y direction, G image signals corresponding to G (m + 11, n + 3) pixels, G (m + 15, n + 3) pixels, G (m + 19, n + 3) pixels,. Generate.

また、ボディ制御部１４は、Ｙ方向ｎ＋５列目、ｎ＋９列目、ｎ＋１３列目、…、の第１の画素列６０においては、上述したＹ方向ｎ＋１列目と同様にしてＧ画像信号を生成し、Ｙ方向ｎ＋７列目、ｎ＋１１列目、ｎ＋１５列目、…、の第１の画素列６０においては、上述したＹ方向ｎ＋３列目と同様にしてＧ画像信号を生成する。すなわち、Ｙ方向に互いに隣接する２つの第１の画素列６０では、加算するＧ画素の組をＸ方向に１つのＧ画素分ずらすようにする。この結果、図７（Ｂ）に示すように、複数のＧ画素がＸ方向に４画素ピッチで配列されたＧ画素列がＹ方向に複数並置され、Ｙ方向に互いに隣接するＧ画素列がＸ方向に２画素ピッチ分ずれているＧ画素配置に相当するＧ画像信号が生成される。 In addition, the body control unit 14 generates a G image signal in the first pixel column 60 of the n + 5th column, the n + 9th column, the n + 13th column,... In the first pixel column 60 in the Y direction n + 7th column, n + 111th column, n + 15th column,..., A G image signal is generated in the same manner as the Y direction n + 3th column. That is, in the two first pixel columns 60 adjacent to each other in the Y direction, the set of G pixels to be added is shifted by one G pixel in the X direction. As a result, as shown in FIG. 7B, a plurality of G pixel columns in which a plurality of G pixels are arranged at a 4-pixel pitch in the X direction are juxtaposed in the Y direction, and G pixel columns adjacent to each other in the Y direction are X A G image signal corresponding to a G pixel arrangement shifted by two pixel pitches in the direction is generated.

また図７（Ａ）において、Ｇ（ｍ＋６，ｎ＋７）画素およびＧ（ｍ＋１０，ｎ＋７）画素は右開口焦点検出用画素であり、Ｇ（ｍ＋８，ｎ＋７）画素およびＧ（ｍ＋１２，ｎ＋７）画素は、左開口焦点検出用画素である。ボディ制御部１４は、焦点検出用画素についても上述と同様にＸ方向に隣接する右開口焦点検出用画素および左開口焦点検出用画素を加算してＧ画像信号を生成する。すなわちボディ制御部１４は、Ｇ（ｍ＋６，ｎ＋７）画素およびＧ（ｍ＋８，ｎ＋７）画素を加算してＧ（ｍ＋７，ｎ＋７）画素に相当するＧ画像信号を生成し、Ｇ（ｍ＋１０，ｎ＋７）画素およびＧ（ｍ＋１２，ｎ＋７）画素を加算してＧ（ｍ＋１１，ｎ＋７）画素に相当するＧ画像信号を生成する。なお、このＧ（ｍ＋７，ｎ＋７）画素およびＧ（ｍ＋１１，ｎ＋７）画素を、図７（Ｂ）に斜線で示している。 In FIG. 7A, G (m + 6, n + 7) pixels and G (m + 10, n + 7) pixels are right aperture focus detection pixels, and G (m + 8, n + 7) pixels and G (m + 12, n + 7) pixels are This is a left aperture focus detection pixel. The body control unit 14 also adds the right aperture focus detection pixels and the left aperture focus detection pixels adjacent to each other in the X direction for the focus detection pixels to generate a G image signal. That is, the body control unit 14 adds the G (m + 6, n + 7) pixel and the G (m + 8, n + 7) pixel to generate a G image signal corresponding to the G (m + 7, n + 7) pixel, and generates the G (m + 10, n + 7) pixel. And G (m + 12, n + 7) pixels are added to generate a G image signal corresponding to G (m + 11, n + 7) pixels. Note that the G (m + 7, n + 7) pixel and the G (m + 11, n + 7) pixel are indicated by hatching in FIG. 7B.

Ｇ（ｍ＋７，ｎ＋７）画素およびＧ（ｍ＋１１，ｎ＋７）画素に相当するＧ画像信号は、半面開口された右開口焦点検出用画素および左開口焦点検出用画素を加算した信号であるため、２つの撮像用画素を加算した信号の２分の１の出力となる。したがって右開口焦点検出用画素および左開口焦点検出用画素を加算した信号を２倍することにより、２つの撮像用画素を加算したＧ画像信号と同等のＧ画像信号を得ることができる。ゆえにボディ制御部１４は、焦点検出用画素については、撮像用画素と同様にしてＸ方向に隣接する２つの焦点検出用画素を組にして加算し、加算した信号を２倍することでＧ画像信号を生成する。 The G image signal corresponding to the G (m + 7, n + 7) pixel and the G (m + 11, n + 7) pixel is a signal obtained by adding the right aperture focus detection pixel and the left aperture focus detection pixel that are half-opened. The output is a half of the signal obtained by adding the imaging pixels. Therefore, by doubling the signal obtained by adding the right aperture focus detection pixel and the left aperture focus detection pixel, a G image signal equivalent to the G image signal obtained by adding the two imaging pixels can be obtained. Therefore, the body control unit 14 adds two focus detection pixels adjacent to each other in the X direction as a set for the focus detection pixels in the same manner as the imaging pixels, and doubles the added signal to obtain a G image. Generate a signal.

また図８は、Ｂ画像信号およびＲ画像信号の生成について説明する図である。図８（Ａ）において、両矢印は信号を加算するＢ画素の組およびＲ画素の組を示している。図８（Ｂ）は、この加算の結果得られるＢ画像信号およびＲ画像信号を説明する図である。画像信号生成処理において、ボディ制御部１４は、第４の画素列９０において、Ｙ方向に互いに隣接する２つのＢ画素からの出力信号を加算してＢ画像信号を生成する。また、ボディ制御部１４は、第６の画素列１１０において、Ｙ方向に互いに隣接する２つのＲ画素からの出力信号を加算してＲ画像信号を生成する。 FIG. 8 is a diagram for explaining the generation of the B image signal and the R image signal. In FIG. 8A, both arrows indicate a set of B pixels and a set of R pixels to which signals are added. FIG. 8B is a diagram for explaining the B image signal and the R image signal obtained as a result of the addition. In the image signal generation process, the body control unit 14 generates a B image signal by adding output signals from two B pixels adjacent to each other in the Y direction in the fourth pixel row 90. Further, the body control unit 14 adds the output signals from two R pixels adjacent to each other in the Y direction in the sixth pixel column 110 to generate an R image signal.

具体的に、ボディ制御部１４は、Ｘ方向ｍ＋１列目の第４の画素列９０において、Ｘ方向ｍ＋１列目、Ｙ方向ｎ＋２列目のＢ画素（以下、Ｂ（ｍ＋１，ｎ＋２）画素と示す）からの出力信号とＢ（ｍ＋１，ｎ＋４）画素からの出力信号とを加算することにより、Ｂ（ｍ＋１，ｎ＋３）画素に相当するＢ画像信号を生成する。同様にして、ボディ制御部１４は、Ｂ（ｍ＋１，ｎ＋６）画素およびＧ（ｍ＋１，ｎ＋８）画素からの出力信号を加算することにより、Ｂ（ｍ＋１，ｎ＋７）画素に相当するＢ画像信号を生成する。同様に、Ｘ方向ｍ＋１列目の第４の画素列９０において、Ｂ（ｍ＋１，ｎ＋１１）画素、Ｂ（ｍ＋１，ｎ＋１５）画素、Ｂ（ｍ＋１，ｎ＋９）画素、…、に相当するＢ画像信号を生成する。そして、ボディ制御部１４は、Ｘ方向ｍ＋５列目、ｍ＋９列目、ｍ＋１３列目、…、の第４の画素列９０において、上述したＸ方向ｍ＋１列目と同様にしてＢ画像信号を生成する。 Specifically, in the fourth pixel column 90 in the (m + 1) th column in the X direction, the body control unit 14 indicates B pixels (hereinafter referred to as B (m + 1, n + 2) pixels in the X direction (m + 1) th column and the Y direction (n + 2) column. ) And the output signal from the B (m + 1, n + 4) pixel are added to generate a B image signal corresponding to the B (m + 1, n + 3) pixel. Similarly, the body control unit 14 adds the output signals from the B (m + 1, n + 6) pixel and the G (m + 1, n + 8) pixel to generate a B image signal corresponding to the B (m + 1, n + 7) pixel. To do. Similarly, B image signals corresponding to B (m + 1, n + 11) pixels, B (m + 1, n + 15) pixels, B (m + 1, n + 9) pixels,... Generate. Then, the body control unit 14 generates a B image signal in the fourth pixel column 90 in the X direction m + 5 column, m + 9 column, m + 13 column,... In the same manner as the X direction m + 1 column described above. .

また、ボディ制御部１４は、Ｘ方向ｍ＋３列目の第６の画素列１１０においては、Ｘ方向ｍ＋３列目、Ｙ方向ｎ列目のＲ画素（以下、Ｒ（ｍ＋３，ｎ）画素と示す）からの出力信号とＲ（ｍ＋３，ｎ＋２）画素からの出力信号とを加算することにより、Ｒ（ｍ＋３，ｎ＋１）画素に相当するＲ画像信号を生成する。同様にして、ボディ制御部１４は、Ｒ（ｍ＋３，ｎ＋４）画素およびＲ（ｍ＋３，ｎ＋６）画素からの出力信号を加算することにより、Ｒ（ｍ＋３，ｎ＋５）画素に相当するＲ画像信号を生成する。同様に、Ｘ方向ｍ＋３列目の第４の画素列９０において、Ｒ（ｍ＋３，ｎ＋９）画素、Ｒ（ｍ＋３，ｎ＋１３）画素、Ｒ（ｍ＋３，ｎ＋１７）画素、…、に相当するＲ画像信号を生成する。そして、ボディ制御部１４は、Ｘ方向ｍ＋７列目、ｍ＋１１列目、ｍ＋１５列目、…、の第６の画素列１１０において、上述したＸ方向ｍ＋３列目と同様にしてＲ画像信号を生成する。 In addition, in the sixth pixel column 110 in the X direction m + 3 column, the body control unit 14 R pixels in the X direction m + 3 column and the Y direction n column (hereinafter, referred to as R (m + 3, n) pixels). Is added to the output signal from the R (m + 3, n + 2) pixel to generate an R image signal corresponding to the R (m + 3, n + 1) pixel. Similarly, the body control unit 14 generates an R image signal corresponding to the R (m + 3, n + 5) pixel by adding the output signals from the R (m + 3, n + 4) pixel and the R (m + 3, n + 6) pixel. To do. Similarly, in the fourth pixel column 90 in the m + 3 column in the X direction, R image signals corresponding to R (m + 3, n + 9) pixels, R (m + 3, n + 13) pixels, R (m + 3, n + 17) pixels,. Generate. Then, the body control unit 14 generates an R image signal in the sixth pixel column 110 in the X direction m + 7th column, m + 11th column, m + 15th column,. .

すなわちボディ制御部１４は、第４の画素列９０および第６の画素列１１０では、加算するＢ画素またはＲ画素の組をＹ方向に１つのＢ画素またはＲ画素分ずらすようにする。この結果、図８（Ｂ）に示すように、複数のＢ画素がＸ方向に４画素ピッチで並べられたＢ画素列と複数のＲ画素がＸ方向に４画素ピッチで並べられたＲ画素列とがＹ方向に交互に並置され、Ｙ方向に互いに隣接するＢ画素列およびＲ画素列がＸ方向に２画素ピッチ分ずれている画素配置に相当するＢ画像信号およびＲ画像信号が生成される。 In other words, in the fourth pixel column 90 and the sixth pixel column 110, the body control unit 14 shifts the set of B pixels or R pixels to be added by one B pixel or R pixel in the Y direction. As a result, as shown in FIG. 8B, a B pixel column in which a plurality of B pixels are arranged at a four pixel pitch in the X direction and an R pixel column in which a plurality of R pixels are arranged at a four pixel pitch in the X direction. Are alternately juxtaposed in the Y direction, and a B image signal and an R image signal corresponding to a pixel arrangement in which the B pixel column and the R pixel column adjacent to each other in the Y direction are shifted by two pixel pitches in the X direction are generated. .

また、加算するＢ画素またはＲ画素の組は、加算の結果得られるＢ画像信号およびＲ画像信号の画素配置が、上述したＧ画素の組の加算の結果得られるＧ画像信号の画素配置と重ならないように設定される。例えば、Ｇ（ｍ，ｎ＋１）画素とＧ（ｍ＋２，ｎ＋１）画素とを加算してＧ（ｍ＋１，ｎ＋１）画素に相当するＧ画像信号を生成する場合、Ｂ（ｍ＋１，ｎ）画素とＢ（ｍ＋１，ｎ＋２）画素とを加算するとＢ（ｍ＋１，ｎ＋１）画素に相当するＢ画像信号が生成され、Ｇ画像信号と画素位置が重なってしまう。したがってこの場合は、Ｂ（ｍ＋１，ｎ＋２）画素とＢ（ｍ＋１，ｎ＋４）画素とを組にして加算して、Ｂ（ｍ＋１，ｎ＋３）画素に相当するＢ画像信号を生成するようにして、Ｇ画像信号と画素位置が重ならないようにする。 In addition, a set of B pixels or R pixels to be added has a pixel arrangement of the B image signal and the R image signal obtained as a result of the addition overlapping the pixel arrangement of the G image signal obtained as a result of the addition of the G pixel set described above. It is set not to be. For example, when a G image signal corresponding to G (m + 1, n + 1) pixels is generated by adding G (m, n + 1) pixels and G (m + 2, n + 1) pixels, B (m + 1, n) pixels and B ( When the (m + 1, n + 2) pixel is added, a B image signal corresponding to the B (m + 1, n + 1) pixel is generated, and the G image signal and the pixel position overlap. Therefore, in this case, B (m + 1, n + 2) pixels and B (m + 1, n + 4) pixels are added together as a set to generate a B image signal corresponding to B (m + 1, n + 3) pixels, and G The image signal and the pixel position should not overlap.

ボディ制御部１４は、このようにして得られたＧ画像信号、Ｂ画像信号およびＲ画像信号を合成することにより、図９に示すように、正方配列のベイヤー配列でなる画像信号を得ることができる。なお、ここで得られる画像信号は、撮像素子１２に含まれる画素数の２分の１の画素数である。 The body control unit 14 synthesizes the G image signal, the B image signal, and the R image signal thus obtained, thereby obtaining an image signal having a square array of Bayer arrays as shown in FIG. it can. The image signal obtained here is the number of pixels that is a half of the number of pixels included in the image sensor 12.

ボディ制御部１４は、このようにして得られたベイヤー配列の画像信号に対して色補間処理を行い、不足する色成分の画像信号を生成する。ベイヤー配列における色補間処理は公知であるので、詳細な説明は省略する。この色補間処理の結果、カラー画像信号（ＲＧＢ）が得られる。ボディ制御部１４は、このカラー画像信号を用いて、例えば記録用画像のファイルを生成してメモリカード２０に記録する。 The body control unit 14 performs a color interpolation process on the image signal of the Bayer array obtained in this way, and generates an image signal of the insufficient color component. Since color interpolation processing in the Bayer array is known, detailed description thereof is omitted. As a result of this color interpolation processing, a color image signal (RGB) is obtained. The body control unit 14 uses the color image signal to generate a recording image file, for example, and records it on the memory card 20.

以上説明した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）撮像素子１２は、交換レンズ２を通過した光束を受光する複数の画素からなる画素群を備え、画素群は、互いに異なる第１、第２および第３の分光感度をそれぞれ有するＧ画素、Ｂ画素およびＲ画素を有し、複数のＧ画素が水平方向に並置された第１の画素列６０と複数のＢ画素およびＲ画素が水平方向に交互に並置された第２の画素列７０とが、垂直方向に交互に複数並置され、第１の画素列６０と第２の画素列７０は水平方向に略半ピッチずれており、複数の第１の画素列６０のうち少なくとも一部の第１の画素列６０には、少なくとも一部のＧ画素に置換して、第１の分光感度を有する焦点検出用画素が複数設けられ、複数の焦点検出用画素は、交換レンズ２の瞳の一対の領域を通った一対の光束を受光して、一対の光束により形成される一対の像に対応する一対の像信号を出力するように構成した。これにより、焦点検出用画素において画像信号を補間する補間処理を複雑にせずに、焦点検出用画素を連続配置することができ、焦点検出精度を向上できる。 According to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) The image pickup device 12 includes a pixel group including a plurality of pixels that receive the light flux that has passed through the interchangeable lens 2, and the pixel group has first, second, and third spectral sensitivities that are different from each other. , B pixels and R pixels, a first pixel column 60 in which a plurality of G pixels are juxtaposed in the horizontal direction, and a second pixel column 70 in which a plurality of B pixels and R pixels are alternately juxtaposed in the horizontal direction Are arranged in parallel in the vertical direction, and the first pixel column 60 and the second pixel column 70 are shifted by approximately half a pitch in the horizontal direction, and at least a part of the plurality of first pixel columns 60 is The first pixel row 60 is provided with a plurality of focus detection pixels having the first spectral sensitivity in place of at least some of the G pixels, and the plurality of focus detection pixels are provided on the pupil of the interchangeable lens 2. A pair of light beams that have passed through a pair of regions are received, and the pair of light beams And configured to output a pair of image signals corresponding to a pair of images made. Thereby, the focus detection pixels can be continuously arranged without complicating the interpolation processing for interpolating the image signal in the focus detection pixels, and the focus detection accuracy can be improved.

（２）撮像素子１２は、交換レンズ２を通過した光束を受光する複数の画素からなる画素群を備え、画素群は、互いに異なる第１、第２および第３の分光感度をそれぞれ有するＧ画素、Ｂ画素およびＲ画素を有し、複数のＧ画素が垂直方向に並置された第３の画素列８０と、第３の画素列８０の右隣に並置され且つ複数のＢ画素が垂直方向に並置された第４の画素列９０と、第４の画素列９０の右隣に並置され且つ複数のＧ画素が垂直方向に並置された第５の画素列１００と、第５の画素列１００の右隣に並置され且つ複数のＲ画素が垂直方向に並置された第６の画素列１１０と、から構成される画素列の組１２０が水平方向に複数並置されており、第３乃至第６の画素列８０〜１１０は、互いに隣接する画素列において垂直方向に略半ピッチずれて並置されており、複数の第３および第５の画素列８０，１００のうち少なくとも一部の第３および第５の画素列８０，１００には、少なくとも一部のＧ画素に置換して、第１の分光感度を有する焦点検出用画素が複数設けられ、複数の焦点検出用画素は、交換レンズ２の瞳の一対の領域を通った一対の光束を受光して、一対の光束により形成される一対の像に対応する一対の像信号を出力するように構成した。これにより、焦点検出用画素において画像信号を補間する補間処理を複雑にせずに、焦点検出用画素を連続配置することができ、焦点検出精度を向上できる。 (2) The image pickup device 12 includes a pixel group including a plurality of pixels that receive the light flux that has passed through the interchangeable lens 2, and the pixel group has first, second, and third spectral sensitivities that are different from each other. , B pixels and R pixels, a plurality of G pixels juxtaposed in the vertical direction, a third pixel column 80 juxtaposed to the right of the third pixel column 80, and a plurality of B pixels in the vertical direction A fourth pixel column 90 juxtaposed, a fifth pixel column 100 juxtaposed to the right of the fourth pixel column 90 and a plurality of G pixels juxtaposed in the vertical direction, and a fifth pixel column 100 A plurality of pixel column sets 120 each including a sixth pixel column 110 juxtaposed on the right side and a plurality of R pixels juxtaposed in the vertical direction are juxtaposed in the horizontal direction. The pixel columns 80 to 110 are approximately half a pixel in the vertical direction in adjacent pixel columns. The third and fifth pixel columns 80 and 100 of the plurality of third and fifth pixel columns 80 and 100 are replaced with at least some G pixels. A plurality of focus detection pixels having the first spectral sensitivity are provided, and the plurality of focus detection pixels receive a pair of light beams that have passed through a pair of regions of the pupil of the interchangeable lens 2 and are formed by the pair of light beams. A pair of image signals corresponding to the pair of images to be output is output. Thereby, the focus detection pixels can be continuously arranged without complicating the interpolation processing for interpolating the image signal in the focus detection pixels, and the focus detection accuracy can be improved.

（３）上記（１）または（２）の撮像素子１２において、単位画素２０の平面形状がＸ方向およびＹ方向に対して各辺を略４５度傾いた正方形であるように構成したので、単位画素２０の開口率を高めることができ、焦点検出精度を高めることができる。換言すれば、開口率を低下させることなく、撮像素子１２を小型化することができる。 (3) In the imaging device 12 of the above (1) or (2), the unit pixel 20 is configured such that the planar shape of the unit pixel 20 is a square inclined at approximately 45 degrees with respect to the X direction and the Y direction. The aperture ratio of the pixel 20 can be increased, and the focus detection accuracy can be increased. In other words, the image sensor 12 can be reduced in size without reducing the aperture ratio.

（４）デジタルカメラ１は、上記（１）または（２）の撮像素子１２と、水平方向に互いに隣接する２つのＧ画素からの出力信号を加算し、垂直方向に互いに隣接する２つのＢ画素からの出力信号を加算し、垂直方向に互いに隣接する２つのＲ画素からの出力信号を加算することにより、ベイヤー配列の信号を生成するボディ制御部１４と、ベイヤー配列の信号に基づいてカラー画像信号を生成するボディ制御部１４と、を備える。これにより、色補間処理において、ベイヤー配列における色補間処理を行う既存の画像処理エンジンを用いることができる。 (4) The digital camera 1 adds the output signals from the image sensor 12 of (1) or (2) above and two G pixels adjacent to each other in the horizontal direction, and two B pixels adjacent to each other in the vertical direction. Output signals from two R pixels adjacent to each other in the vertical direction to add a body control unit 14 that generates a Bayer array signal, and a color image based on the Bayer array signal A body control unit 14 for generating a signal. Thereby, in the color interpolation process, an existing image processing engine that performs the color interpolation process in the Bayer array can be used.

（５）上記（４）のデジタルカメラにおいて、撮像素子１２は、交換レンズ２の射出瞳２００の第１領域２０１を通過する光束を受光する右開口焦点検出用画素２１と、交換レンズ２の射出瞳２００の第２領域２０２を通過する光束を受光する左開口焦点検出用画素２２とを有し、右開口焦点検出用画素２１および左開口焦点検出用画素２２は交互に複数並置されており、ボディ制御部１４は、水平方向に互いに隣接する右開口焦点検出用画素２１および左開口焦点検出用画素２２からの出力信号を加算し、当該加算した信号を所定の倍率（２倍）で乗算し、当該乗算した信号と上記ベイヤー配列の信号とに基づいてカラー画像信号を生成するように構成した。これにより、焦点検出用画素からの出力信号を用いて画像信号を簡易に生成することができる。 (5) In the digital camera of the above (4), the imaging device 12 includes the right aperture focus detection pixel 21 that receives the light beam passing through the first region 201 of the exit pupil 200 of the interchangeable lens 2 and the exit of the interchangeable lens 2. A left aperture focus detection pixel 22 that receives a light beam passing through the second region 202 of the pupil 200, and a plurality of right aperture focus detection pixels 21 and left aperture focus detection pixels 22 are alternately arranged in parallel. The body control unit 14 adds the output signals from the right aperture focus detection pixel 21 and the left aperture focus detection pixel 22 adjacent to each other in the horizontal direction, and multiplies the added signal by a predetermined magnification (2 times). The color image signal is generated based on the multiplied signal and the Bayer array signal. Thereby, an image signal can be easily generated using the output signal from the focus detection pixel.

（変形例１）
上述した実施の形態では、第３の画素列８０および第５の画素列１００において、一部のＧ画素に置換して焦点検出用画素が設けられている例について説明した。しかしながら、図１０に示すように、第３の画素列８０および第５の画素列１００において、全ての画素を焦点検出用画素とするようにしてもよい。 (Modification 1)
In the embodiment described above, an example in which focus detection pixels are provided in the third pixel column 80 and the fifth pixel column 100 in place of some G pixels has been described. However, as shown in FIG. 10, all the pixels in the third pixel column 80 and the fifth pixel column 100 may be focus detection pixels.

この場合、例えば図１０（Ａ）に示すように、第３の画素列８０を全て左開口焦点検出用画素とし、第５の画素列１００を全て右開口焦点検出用画素とするようにしてもよい。これにより、第１の画素列６０において左開口焦点検出用画素および右開口焦点検出用画素がＸ方向に交互に並置される。 In this case, for example, as shown in FIG. 10A, all of the third pixel columns 80 are left aperture focus detection pixels, and all of the fifth pixel columns 100 are right aperture focus detection pixels. Good. Thereby, in the first pixel row 60, the left aperture focus detection pixels and the right aperture focus detection pixels are alternately juxtaposed in the X direction.

また例えば、図１０（Ｂ）に示すように、第３の画素列８０においてＹ方向に左開口焦点検出用画素および右開口焦点検出用画素を交互に並べると共に、第５の画素列１００においてＹ方向に左開口焦点検出用画素および右開口焦点検出用画素を交互に並べるようにしてもよい。この場合、第１の画素列６０において、左開口焦点検出用画素および右開口焦点検出用画素がＸ方向に交互に並置されるようにする。 Further, for example, as shown in FIG. 10B, the left aperture focus detection pixels and the right aperture focus detection pixels are alternately arranged in the Y direction in the third pixel column 80, and Y in the fifth pixel column 100. The left aperture focus detection pixels and the right aperture focus detection pixels may be alternately arranged in the direction. In this case, in the first pixel row 60, the left aperture focus detection pixels and the right aperture focus detection pixels are arranged alternately in the X direction.

変形例１によれば、撮像素子１２の全体に焦点検出用画素が配置されるので、焦点検出エリアが限定されず、撮影画面上のどの位置においても焦点検出を行うことができる。 According to Modification 1, since the focus detection pixels are arranged on the entire image sensor 12, the focus detection area is not limited, and focus detection can be performed at any position on the shooting screen.

（変形例２）
上述した実施の形態では、左開口焦点検出用画素および右開口焦点検出用画素を設け、Ｘ方向について像ずれ量を求めてデフォーカス量を検出する例について説明した。しかしながら、光電変換部３０の上半分を開口した上開口焦点検出用画素および光電変換部３０の下半分を開口した下開口焦点検出用画素を設け、Ｙ方向について像ずれ量を求めてデフォーカス量を検出するようにしてもよい。 (Modification 2)
In the embodiment described above, an example has been described in which the left aperture focus detection pixel and the right aperture focus detection pixel are provided, and the image shift amount is obtained in the X direction to detect the defocus amount. However, an upper aperture focus detection pixel that opens the upper half of the photoelectric conversion unit 30 and a lower aperture focus detection pixel that opens the lower half of the photoelectric conversion unit 30 are provided, and an image shift amount is obtained in the Y direction to obtain a defocus amount. May be detected.

この場合、第３の画素列８０および第５の画素列１００の少なくとも一部のＧ画素に置換して、上開口焦点検出用画素および下開口焦点検出用画素がＹ方向に交互に並置される。また、このＹ方向に並置された焦点検出用画素列をＸ方向に隣接して少なくとも２列以上設けるようにし、上開口焦点検出用画素および下開口焦点検出用画素がＸ方向にも交互に並置されるようにする。これにより、上述した実施の形態と同様に、Ｘ方向に隣接する上開口焦点検出用画素および下開口焦点検出用画素を加算して２倍することで、撮像用画素と同等のＧ画像信号を生成することができる。 In this case, the upper aperture focus detection pixels and the lower aperture focus detection pixels are alternately juxtaposed in the Y direction by replacing at least some G pixels of the third pixel column 80 and the fifth pixel column 100. . Further, at least two or more focus detection pixel rows juxtaposed in the Y direction are provided adjacent to each other in the X direction, and the upper aperture focus detection pixels and the lower aperture focus detection pixels are alternately juxtaposed in the X direction. To be. Thus, similarly to the above-described embodiment, the upper aperture focus detection pixel and the lower aperture focus detection pixel adjacent in the X direction are added and doubled to obtain a G image signal equivalent to the imaging pixel. Can be generated.

また撮像素子１２に、左開口焦点検出用画素および右開口焦点検出用画素と、上開口焦点検出用画素および下開口焦点検出用画素とを両方設けるようにしてもよい。 The imaging element 12 may be provided with both a left aperture focus detection pixel and a right aperture focus detection pixel, and an upper aperture focus detection pixel and a lower aperture focus detection pixel.

（変形例３）
上述した実施の形態では、光電変換部３０の半分が開口された焦点検出用画素を設ける例について説明した。しかしながら、２つの光電変換部を有する焦点検出用画素を設けるようにしてもよい。この場合、２つの光電変換部は、交換レンズ２の射出瞳２００の一対の領域を通過した一対の光束をそれぞれ受光する。 (Modification 3)
In the above-described embodiment, the example in which the focus detection pixel in which half of the photoelectric conversion unit 30 is opened has been described. However, a focus detection pixel having two photoelectric conversion units may be provided. In this case, the two photoelectric conversion units respectively receive a pair of light beams that have passed through the pair of regions of the exit pupil 200 of the interchangeable lens 2.

（変形例４）
上述した実施の形態では、単位画素２０におけるマイクロレンズの形状を、図４（Ａ）に示したように円形の球面レンズから４辺を落とした形状とする例について説明したが、これに限らず、例えば円形の球面レンズとしてもよい。 (Modification 4)
In the embodiment described above, an example in which the shape of the microlens in the unit pixel 20 is a shape obtained by dropping four sides from a circular spherical lens as illustrated in FIG. 4A has been described. For example, a circular spherical lens may be used.

（変形例５）
上述した実施の形態では、単位画素２０の形状を略正方形とする例について説明したが、これに限らず、例えば、Ｘ方向およびＹ方向に略４５度傾斜した４辺を含む八角形であってもよい。 (Modification 5)
In the above-described embodiment, the example in which the unit pixel 20 has a substantially square shape has been described. However, the present invention is not limited to this example. For example, the unit pixel 20 is an octagon including four sides inclined approximately 45 degrees in the X and Y directions. Also good.

また上述した実施の形態では、単位画素２０の各辺をＸ方向およびＹ方向に略４５度回転させて配置する例について説明したが、これに限らず、単位画素２０の各辺をＸ方向またはＹ方向に平行に配置するようにしてもよい。この場合であっても、互いに隣接する単位画素２０どうしの配置を半ピッチずらして千鳥配置にすればよい。 In the above-described embodiment, the example in which each side of the unit pixel 20 is arranged by being rotated by about 45 degrees in the X direction and the Y direction has been described. It may be arranged parallel to the Y direction. Even in this case, the arrangement of the adjacent unit pixels 20 may be shifted by a half pitch to form a staggered arrangement.

（変形例６）
上述した実施の形態では、撮像素子１２に、原色系（ＲＧＢ）のカラーフィルタを用いる場合について説明したが、補色系（ＣＭＹ）のカラーフィルタを用いるようにしてもよい。 (Modification 6)
In the above-described embodiment, the case where a primary color (RGB) color filter is used for the image sensor 12 has been described. However, a complementary color (CMY) color filter may be used.

（変形例７）
上述した実施の形態では、カメラボディ３に交換レンズ２が装着される構成のデジタルカメラ１に本発明を適用するようにしたが、これに限らなくてもよい。たとえば、レンズ一体型のデジタルカメラにも本発明を適用することができる。 (Modification 7)
In the above-described embodiment, the present invention is applied to the digital camera 1 having a configuration in which the interchangeable lens 2 is mounted on the camera body 3, but the present invention is not limited thereto. For example, the present invention can be applied to a lens-integrated digital camera.

以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。また、上記実施形態に各変形例の構成を適宜組み合わせてもかまわない。 The above description is merely an example, and is not limited to the configuration of the above embodiment. Moreover, you may combine the structure of each modification suitably with the said embodiment.

１…デジタルカメラ、２…交換レンズ、１２…撮像素子、１４…ボディ制御部、５０…マイクロレンズ、２００…射出瞳 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Digital camera, 2 ... Interchangeable lens, 12 ... Image sensor, 14 ... Body control part, 50 ... Micro lens, 200 ... Exit pupil

Claims

An image sensor that receives light transmitted through an optical system,
A first pixel and a second pixel, which are used to adjust the focus of the optical system by light incident through a filter having a first spectral characteristic and are added together to generate a signal used for image generation;
A third pixel and a fourth pixel that generate a signal used for image generation by light incident through a filter having a second spectral characteristic different from the first spectral characteristic;
The first pixel and the second pixel are arranged in a first direction, the third pixel and the fourth pixel are arranged in a second direction intersecting the first direction, and the first pixel and the third pixel Alternatively, the second pixel and the fourth pixel are arranged in a third direction intersecting the first direction and the second direction, and an interval between the first pixel and the second pixel is set to the first direction. An image sensor that is wider than an interval at which a pixel and the third pixel are arranged and an interval at which the second pixel and the fourth pixel are arranged.

The imaging device according to claim 1 ,
The interval in which the first pixel and the second pixel are arranged in the first direction is the interval in which the first pixel and the third pixel are arranged in the third direction, and the second pixel and the fourth pixel. The image sensor is wider than the interval between the two.

The image sensor according to claim 1 or 2 ,
The first pixel, the third pixel, the second pixel, and the fourth pixel are adjacent to each other in the third direction.

An image sensor according to any one of claims 1 to 3,
The intervals at which the third pixel and the fourth pixel are arranged in the second direction are the intervals at which the first pixel and the third pixel are arranged in the third direction, and the second pixel and the fourth pixel. The image sensor is wider than the interval between the two.

An image sensor according to any one of claims 1 to 4,
A fifth pixel that is arranged in the second direction and generates a signal used for image generation by light incident through a filter having a third spectral characteristic different from the first spectral characteristic and the second spectral characteristic; An imaging device comprising a sixth pixel.

The imaging device according to claim 5 ,
The image sensor in which the second pixel, the fourth pixel, and the fifth pixel are arranged adjacent to each other in the third direction.

The imaging device according to claim 5 or 6 ,
An imaging element in which the interval between the first pixel and the second pixel is arranged in the first direction is wider than the interval in which the second pixel, the fourth pixel, and the fifth pixel are arranged in the third direction. .

In the imaging device according to any one of claims 5 to 7 ,
The intervals at which the fifth pixel and the sixth pixel are arranged in the second direction are the intervals at which the first pixel and the third pixel are arranged in the third direction, and the second pixel and the fourth pixel. The image sensor is wider than the interval between the two.

An imaging device comprising the imaging device according to any one of claims 1 to 8 .