特許 6427720 撮像素子及び撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6427720

(24)【登録日】2018年11月2日

(45)【発行日】2018年11月21日

(54)【発明の名称】撮像素子及び撮像装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/369 20110101AFI20181112BHJP

   H04N 9/07 20060101ALI20181112BHJP

   G02B 7/34 20060101ALI20181112BHJP

   G03B 13/36 20060101ALI20181112BHJP

   H01L 27/146 20060101ALI20181112BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20181112BHJP

【ＦＩ】

   H04N5/369

   H04N9/07 A

   G02B7/34

   G03B13/36

   H01L27/146 A

   H04N5/232 120

【請求項の数】10

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2018-520726(P2018-520726)

(86)(22)【出願日】2017年4月27日

(86)【国際出願番号】JP2017016820

(87)【国際公開番号】WO2017208702

(87)【国際公開日】20171207

【審査請求日】2018年9月7日

(31)【優先権主張番号】特願2016-110393(P2016-110393)

(32)【優先日】2016年6月1日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002505

【氏名又は名称】特許業務法人航栄特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 誠

【審査官】 粕谷 満成

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／０４５７８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／１４５８８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１５７５３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ５／３６９

Ｈ０４Ｎ ９／０７

Ｇ０２Ｂ ７／３４

Ｇ０３Ｂ １３／３６

Ｈ０１Ｌ ２７／１４６

Ｈ０４Ｎ ５／２３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

異なる色の光を光電変換する複数の画素を有し、前記複数の画素が規則的なパターンにしたがって二次元状に配置された受光面を有する撮像素子であって、
前記複数の画素は、輝度信号を得るために最も寄与する第一の色成分の信号を出力する第一の画素と、前記第一の色成分以外の色成分の信号を出力する第二の画素とを含み、
前記第一の画素は、基準位置に光電変換領域がある第一の撮像用画素と、前記基準位置に対して任意の方向の一方の方向に偏心した位置に光電変換領域がある第一の位相差検出用画素と、前記基準位置に対して前記任意の方向の他方の方向に偏心した位置に光電変換領域がある第二の位相差検出用画素と、を含み、
前記第二の画素は、前記基準位置に光電変換領域がある第二の撮像用画素であり、
前記受光面には、前記パターンに基づく前記第一の画素の配置位置に配置された前記第一の位相差検出用画素と、前記パターンに基づく前記第二の画素の配置位置に配置された前記第二の位相差検出用画素の複数の第一のペアと、前記パターンに基づく前記第一の画素の配置位置に配置された前記第二の位相差検出用画素と、前記パターンに基づく前記第二の画素の配置位置に配置された前記第一の位相差検出用画素の複数の第二のペアと、を含む前記任意の方向に配列されたペアから構成されるペア行が形成されており、
前記ペア行に含まれる前記複数の第一のペアは、前記ペア行の前記任意の方向における任意の位置よりも前記一方の方向側に配置されており、
前記ペア行に含まれる前記複数の第二のペアは、前記ペア行の前記任意の方向における前記任意の位置よりも前記他方の方向側に配置されている撮像素子。

【請求項2】

請求項１記載の撮像素子であって、
前記受光面には、前記任意の方向と直交する直交方向に配列された複数の前記ペア行が形成されており、
前記複数のペア行は、前記任意の方向における前記任意の位置が異なる複数パターンのペア行を含む撮像素子。

【請求項3】

請求項２記載の撮像素子であって、
前記複数のペア行は、前記任意の方向における前記任意の位置が異なる第一のペア行及び第二のペア行を含み、前記第一のペア行と前記第二のペア行は前記直交方向に周期的に配列されている撮像素子。

【請求項4】

請求項３記載の撮像素子であって、
前記第一のペア行と前記第二のペア行は前記直交方向に交互に配列されている撮像素子。

【請求項5】

請求項３記載の撮像素子であって、
前記第一のペア行と前記第二のペア行は、Ｎを２以上の自然数として、前記直交方向に、Ｎ個おきに交互に配列されている撮像素子。

【請求項6】

請求項２〜５のいずれか１項記載の撮像素子であって、
前記受光面には、焦点を合わせる対象となる被写体に対応する範囲が設定可能であり、設定可能な全ての前記範囲の各々には、前記範囲の外側に前記任意の位置が存在する前記ペア行が少なくとも１つ含まれる撮像素子。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１項記載の撮像素子であって、
前記第一の画素は、緑色の光を光電変換するものであり、
前記第二の画素は、青色の光を光電変換するものである撮像素子。

【請求項8】

請求項１記載の撮像素子であって、
前記任意の位置は、前記撮像素子の受光面の前方に配置されるフォーカスレンズを含む撮像光学系の光軸と前記受光面との交点を通りかつ前記任意の方向と直交する直交方向に伸びる直線の近傍に設定されている撮像素子。

【請求項9】

請求項１〜８のいずれか１項記載の撮像素子と、
前記撮像素子の前記複数の画素から出力される信号に基づいて撮像画像データを生成する画像処理部と、を備える撮像装置。

【請求項10】

請求項９記載の撮像装置であって、
前記画像処理部は、
前記パターンに基づく前記第一の画素の配置位置に配置された前記第一の位相差検出用画素の出力信号にゲインを乗じて当該第一の位相差検出用画素の位置に対応する画素信号を生成し、前記パターンに基づく前記第一の画素の配置位置に配置された前記第二の位相差検出用画素の出力信号にゲインを乗じて当該第二の位相差検出用画素の位置に対応する画素信号を生成し、前記パターンに基づく前記第二の画素の配置位置に配置された前記第一の位相差検出用画素の位置に対応する画素信号を、当該第一の位相差検出用画素の周囲にある前記第二の撮像用画素の出力信号に基づいて補間生成し、前記パターンに基づく前記第二の画素の配置位置に配置された前記第二の位相差検出用画素の位置に対応する画素信号を、当該第二の位相差検出用画素の周囲にある前記第二の撮像用画素の出力信号に基づいて補間生成する補正部と、
前記第一の撮像用画素の出力信号と、前記第二の撮像用画素の出力信号と、前記補正部により生成された画素信号とに基づいて、輝度信号及び色差信号からなる前記撮像画像データを生成する撮像画像データ生成部と、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、撮像素子及び撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の撮像素子の高解像度化に伴い、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、又は、スマートフォンを含む携帯電話機等の撮像機能を有する情報機器の需要が急増している。なお、以上のような撮像機能を有する情報機器を撮像装置と称する。

【0003】

これら撮像装置では、主要な被写体に焦点を合わせる合焦制御方法として、位相差ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｒｃｕｓ）方式（特許文献１、２参照）が採用されている。

【0004】

位相差ＡＦ方式により合焦制御を行う撮像装置に搭載される撮像素子には、例えば、光電変換領域が互いに逆方向に偏心した位相差検出用画素のペアを受光面の全面に離散的に設けたものが使用される（特許文献１、２参照）。

【0005】

特許文献１には、青色の光を光電変換する画素が配置されるべき位置に配置された位相差検出用画素と、緑色の光を光電変換する画素が配置されるべき位置に配置された位相差検出用画素とのペアを有する撮像素子が記載されている。

【0006】

特許文献２には、水平方向の位相差を検出するための位相差検出用画素のペアと、垂直方向の位相差を検出するための位相差検出用画素のペアとを有し、これら２種類のペアが受光面に配置された撮像素子が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】日本国特開２００９−１５９２２６号公報

【特許文献2】日本国特開２００８−１７７９０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

位相差検出用画素は、光電変換領域がその他の通常の画素（撮像用画素）よりも小さくなっている。このため、位相差検出用画素の出力信号を撮像画像データ生成用の画素信号として使用するには不十分なものとなる。そこで、位相差検出用画素の出力信号を補正する必要が生じる。

【0009】

位相差検出用画素の出力信号の補正方法には、位相差検出用画素の位置に対応する画素信号を、その位相差検出用画素の周囲の撮像用画素の出力信号を用いて補間生成する補間補正がある。

【0010】

また、この補正方法には、位相差検出用画素とその近くにある撮像用画素との感度比に応じたゲインを、その位相差検出用画素の出力信号に乗じて位相差検出用画素の位置に対応する画素信号を生成するゲイン補正がある。

【0011】

補間補正では、受光面上の位相差検出用画素とは異なる位置にある撮像用画素の出力信号を用いて補間がなされる。このため、細かい模様の被写体等を撮像している場合には、補正によって撮像画像品質が低下する可能性がある。

【0012】

一般的に、撮像素子から出力されるカラーの撮像画像信号は画像処理されて、輝度信号及び色差信号から構成される撮像画像データに変換される。人の視覚にとって、色差の役割は輝度に比べて小さく、色差信号の解像度を下げても画質があまり落ちたように感じないという性質がある。つまり、撮像画像データの品質は、輝度信号の品質によって決まる。

【0013】

このため、位相差検出用画素の出力信号の補正後の画素信号の色成分が、輝度信号への寄与度が大きいものである場合には、この位相差検出用画素の出力信号の補正方法としては補間補正ではなくゲイン補正を採用することが好ましい。

【0014】

しかし、位相差検出用画素は、光電変換領域が位相差の検出方向に偏心している画素であるため、その出力信号のレベルは受光面上の位置によって異なる。

【0015】

例えば、受光面に対して左右方向の位相差を検出するための位相差検出用画素のペアのうち、右方向に光電変換領域が偏心している位相差検出用画素を右偏心画素とする。

【0016】

この場合、受光面の左方向の端部付近にある右偏心画素の出力信号は、受光面の右方向の端部付近にある右偏心画素の出力信号よりも小さくなる。このような出力信号差は、撮像レンズの広角化、又は、受光面のサイズの大型化等によって大きくなる傾向にある。

【0017】

このため、受光面の位相差検出方向の端部付近にある位相差検出用画素の出力信号をゲイン補正する場合には、ゲインを大きな値にする必要がある。しかし、ゲインを大きくしすぎるとノイズが増える原因となるため、ゲインの最大値には制限を設ける必要がある。

【0018】

ゲインの最大値に制限が設けられると、受光面の端部付近にある位相差検出用画素では、その出力信号をゲイン補正しても、撮像画像データ生成用の画素信号として利用可能なレベルに戻すことが難しくなる。

【0019】

特許文献１，２には、ゲイン補正を行う場合の上述した課題について考慮されていない。

【0020】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、輝度信号への寄与度が最大となる位相差検出用画素の出力信号の補正方法としてゲイン補正の採用を可能にして撮像画像品質を向上させることのできる撮像素子と、この撮像素子を備える撮像装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0021】

本発明の撮像素子は、異なる色の光を光電変換する複数の画素を有し、上記複数の画素が規則的なパターンにしたがって二次元状に配置された受光面を有する撮像素子であって、上記複数の画素は、輝度信号を得るために最も寄与する第一の色成分の信号を出力する第一の画素と、上記第一の色成分以外の色成分の信号を出力する第二の画素とを含み、上記第一の画素は、基準位置に光電変換領域がある第一の撮像用画素と、上記基準位置に対して任意の方向の一方の方向に偏心した位置に光電変換領域がある第一の位相差検出用画素と、上記基準位置に対して上記任意の方向の他方の方向に偏心した位置に光電変換領域がある第二の位相差検出用画素と、を含み、上記第二の画素は、上記基準位置に光電変換領域がある第二の撮像用画素であり、上記受光面には、上記パターンに基づく上記第一の画素の配置位置に配置された上記第一の位相差検出用画素と、上記パターンに基づく上記第二の画素の配置位置に配置された上記第二の位相差検出用画素の複数の第一のペアと、上記パターンに基づく上記第一の画素の配置位置に配置された上記第二の位相差検出用画素と、上記パターンに基づく上記第二の画素の配置位置に配置された上記第一の位相差検出用画素の複数の第二のペアと、を含む上記任意の方向に配列されたペアから構成されるペア行が形成されており、上記ペア行に含まれる上記複数の第一のペアは、上記ペア行の上記任意の方向における任意の位置よりも上記一方の方向側に配置されており、上記ペア行に含まれる上記複数の第二のペアは、上記ペア行の上記任意の方向における上記任意の位置よりも上記他方の方向側に配置されているものである。

【0022】

本発明の撮像装置は、上記撮像素子と、上記撮像素子の上記複数の画素から出力される信号に基づいて撮像画像データを生成する画像処理部と、を備えるものである。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、輝度信号への寄与度が最大となる位相差検出用画素の出力信号の補正方法としてゲイン補正の採用を可能にして撮像画像品質を向上させることのできる撮像素子と、この撮像素子を備える撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラの概略構成を示す図である。

【図2】図１に示すデジタルカメラに搭載される撮像素子５の概略構成を示す平面模式図である。

【図3】図２に示す受光面５０の拡大模式図である。

【図4】図３に示す撮像用画素６０ｒ，６０ｇ，６０ｂの画素構成を示す平面模式図である。

【図5】図３に示す左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌ，６１Ｇｂｌの画素構成を示す平面模式図である。

【図6】図３に示す右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒ，６１Ｇｂｒの画素構成を示す平面模式図である。

【図7】図１に示すデジタルカメラにおけるデジタル信号処理部１７の機能ブロック図である。

【図8】図２に示す受光面５０の第一の変形例を示す拡大模式図である。

【図9】図２に示す受光面５０の第二の変形例を示す拡大模式図である。

【図10】図２に示す受光面５０の第五の変形例を示す拡大模式図である。

【図11】図２に示す受光面５０の第六の変形例を示す拡大模式図である。

【図12】撮像素子の画素配列パターンを示す模式図である。

【図13】撮像装置の一実施形態であるスマートフォンの外観を示す図である。

【図14】図１３に示すスマートフォンの構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

【0026】

図１は、本発明の撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラの概略構成を示す図である。

【0027】

図１に示すデジタルカメラの撮像系は、撮像レンズ１及び絞り２を有する撮像光学系と、ＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子５とを備えている。

【0028】

撮像レンズ１は、少なくともフォーカスレンズを含む。このフォーカスレンズは、撮像光学系の焦点位置を調節するためのレンズであり、単一のレンズ又は複数のレンズで構成される。フォーカスレンズが撮像光学系の光軸方向に移動することで焦点位置の調節が行われる。

【0029】

撮像素子５は、複数の撮像用画素と、上記の撮像光学系の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光束をそれぞれ受光する位相差検出用画素とを２次元状に配置した構成になっている。

【0030】

撮像素子５は、撮像レンズ１により結像される光学像を光電変換して撮像画像信号を出力すると共に、上記一対の光束に対応する一対の像信号を出力することができる。

【0031】

デジタルカメラの電気制御系全体を統括制御するシステム制御部１１は、レンズ駆動部８を制御して撮像レンズ１に含まれるフォーカスレンズの位置を調整する。また、システム制御部１１は、絞り駆動部９を介して絞り２の開口量を制御することにより、露光量の調整を行う。

【0032】

また、システム制御部１１は、撮像素子駆動部１０を介して撮像素子５を駆動し、撮像レンズ１を通して撮像した被写体像を撮像画像信号として出力させる。システム制御部１１には、操作部１４を通してユーザからの指示信号が入力される。

【0033】

デジタルカメラの電気制御系は、更に、撮像素子５の出力に接続された相関二重サンプリング処理等のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部６と、このアナログ信号処理部６から出力されるＲ（赤色）成分の色信号、Ｇ（緑色）成分の色信号、及び、Ｂ（青色）成分の色信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換回路７とを備える。アナログ信号処理部６及びＡ／Ｄ変換回路７は、システム制御部１１によって制御される。

【0034】

更に、デジタルカメラの電気制御系は、メインメモリ１６と、メインメモリ１６に接続されたメモリ制御部１５と、撮像素子５によって撮像して得られる撮像画像信号に対し画像処理を行って撮像画像データを生成するデジタル信号処理部１７と、撮像素子５の位相差検出用画素から出力される一対の像信号の位相差に基づいて撮像レンズ１のデフォーカス量を算出する焦点検出部１９と、着脱自在の記録媒体２１が接続される外部メモリ制御部２０と、カメラ背面等に搭載された表示部２３が接続される表示制御部２２とを備えている。

【0035】

メモリ制御部１５、デジタル信号処理部１７、焦点検出部１９、外部メモリ制御部２０、及び、表示制御部２２は、制御バス２４及びデータバス２５によって相互に接続され、システム制御部１１からの指令によって制御される。

【0036】

システム制御部１１とデジタル信号処理部１７は、それぞれ、プログラムを実行して処理を行う各種のプロセッサと、ＲＡＭ（Ｒａｍｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。

【0037】

本明細書において、各種のプロセッサとは、プログラムを実行して各種処理を行う汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｓｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＰＬＤ）、又はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等を含む。

【0038】

これら各種のプロセッサの構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

【0039】

システム制御部１１とデジタル信号処理部１７は、それぞれ、各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ又はＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。

【0040】

図２は、図１に示すデジタルカメラに搭載される撮像素子５の概略構成を示す平面模式図である。

【0041】

撮像素子５の受光面５０には、行方向（左右方向）Ｘ及び行方向Ｘに直交する列方向（上下方向）Ｙに２次元状に配列された図示しない多数の画素が形成されている。

【0042】

この受光面５０の任意の領域位置（図示する例では受光面５０内の略全域）には、矩形の位相差検出エリア５３が複数設定されている。この位相差検出エリア５３は、焦点を合わせる対象となる被写体に対応する範囲として、受光面５０上の位相差検出用画素を含むように設定されるエリアである。

【0043】

図２に示した３５個の位相差検出エリア５３の各々は、位相差検出エリア５３として設定可能な最小のサイズであり、受光面５０上においてこの最小のサイズよりも大きなサイズの位相差検出エリアを設定することも可能である。

【0044】

図２に示した列方向Ｙに伸びる直線Ｎは、デジタルカメラの撮像光学系の光軸と受光面５０との交点を通りかつ列方向Ｙに伸びる仮想的な直線を示している。

【0045】

図２に示した構成例において、行方向Ｘが特許請求の範囲に記載の「任意の方向」に対応し、列方向Ｙが特許請求の範囲に記載の「直交方向」に対応し、左方向が特許請求の範囲に記載の「行方向Ｘの一方の方向」に対応し、右方向が特許請求の範囲に記載の「行方向Ｘの他方の方向」に対応する。また、行方向Ｘにおける直線Ｎの位置は、特許請求の範囲に記載の「任意の位置」に対応する。

【0046】

図３は、図２に示す受光面５０の拡大模式図である。

【0047】

撮像素子５の受光面５０には、Ｒ光を光電変換してＲ成分の信号（Ｒ信号）を出力する撮像用画素６０ｒ（図中“Ｒ”を付したブロック）と、Ｇ光を光電変換してＧ成分の信号（Ｇ信号）を出力する撮像用画素６０ｇ（図中“Ｇ”を付したブロック）と、Ｂ光を光電変換してＢ成分の信号（Ｂ信号）を出力する撮像用画素６０ｂ（図中“Ｂ”を付したブロック）と、が規則的なパターンであるベイヤ配列にしたがって二次元状に配置されている。

【0048】

また、撮像素子５の受光面５０の直線Ｎよりも左側の領域には、ベイヤ配列に基づく撮像用画素６０ｇの配置位置（ベイヤ配列にしたがって撮像用画素６０ｇが配置されるべき位置）の一部に、Ｇ光を光電変換してＧ信号を出力する左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌが配置されている。

【0049】

また、撮像素子５の受光面５０の直線Ｎよりも左側の領域には、ベイヤ配列に基づく撮像用画素６０ｂの配置位置（ベイヤ配列にしたがって撮像用画素６０ｂが配置されるべき位置）の一部に、Ｇ光を光電変換してＧ信号を出力する右偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｒが配置されている。

【0050】

また、撮像素子５の受光面５０の直線Ｎよりも右側の領域には、ベイヤ配列に基づく撮像用画素６０ｇの配置位置の一部に、Ｇ光を光電変換してＧ信号を出力する右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒが配置されている。

【0051】

また、撮像素子５の受光面５０の直線Ｎよりも右側の領域には、ベイヤ配列に基づく撮像用画素６０ｂの配置位置の一部に、Ｇ光を光電変換してＧ信号を出力する左偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｌが配置されている。

【0052】

図４は、図３に示す撮像用画素６０ｒ，６０ｇ，６０ｂの画素構成を示す平面模式図である。図５は、図３に示す左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌ，６１Ｇｂｌの画素構成を示す平面模式図である。図６は、図３に示す右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒ，６１Ｇｂｒの画素構成を示す平面模式図である。

【0053】

撮像用画素６０ｒ，６０ｇ，６０ｂは、図４に示すように、光電変換部（フォトダイオード）上に設けられた遮光膜６３が光電変換部の略全体と重なる位置に開口６３ａを有しており、この開口６３ａと重なる光電変換部が光電変換領域６４を構成している。

【0054】

光電変換領域６４の行方向Ｘにおける中心の位置は、光電変換領域６４の位置を示し、この位置は基準位置となる。撮像用画素６０ｒ，６０ｇ，６０ｂは、図１に示す撮像レンズ１の瞳領域の異なる部分を通過した一対の光（撮像レンズ１の主軸に対して左側を通過した光と右側を通過した光）の双方を受光し光電変換する画素である。

【0055】

左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌ，６１Ｇｂｌは、図５に示すように、光電変換部上に設けられた遮光膜６３の開口６３ｂの中心が、図４の開口６３ａに対して左側に偏心して設けられており、この開口６３ｂと重なる光電変換部が光電変換領域６４ｂを構成している。

【0056】

光電変換領域６４ｂの行方向Ｘの中心は、光電変換領域６４ｂの位置を示し、この位置は、光電変換領域６４の位置に対して左側に偏心した位置にある。左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌ，６１Ｇｂｌは、上記一対の光の一方の光を受光して光電変換する画素である。左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌ，６１Ｇｂｌは、それぞれ第一の位相差検出用画素を構成する。

【0057】

右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒ，６１Ｇｂｒは、図６に示すように、光電変換部上に設けられた遮光膜６３の開口６３ｃの中心が、図４の開口６３ａに対して右側に偏心して設けられており、この開口６３ｃと重なる光電変換部が光電変換領域６４ｃを構成している。

【0058】

光電変換領域６４ｃの行方向Ｘの中心は、光電変換領域６４ｃの位置を示し、この位置は、光電変換領域６４の位置に対して右側に偏心した位置にある。右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒ，６１Ｇｂｒは、上記一対の光の他方の光を受光して光電変換する画素である。右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒ，６１Ｇｂｒは、それぞれ第二の位相差検出用画素を構成する。

【0059】

このように、撮像素子５の受光面５０には、撮像用画素６０ｒ、撮像用画素６０ｇ、撮像用画素６０ｂ、左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌ，６１Ｇｂｌ、及び、右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒ，６１Ｇｂｒの計７種類の画素が二次元状に配置されている。

【0060】

図１に示すデジタルカメラのデジタル信号処理部１７は、撮像素子５に含まれる全ての画素の各々の出力信号の集合である撮像画像信号に対してデモザイク処理を行って、撮像素子５の各画素の位置に対応させてＲ信号、Ｇ信号、及び、Ｂ信号を生成し、このＲ信号、Ｇ信号、及び、Ｂ信号を重みづけ加算することで各画素の位置に対応する輝度信号を生成する。

【0061】

例えば、デジタル信号処理部１７は、Ｒ信号とＧ信号とＢ信号を３：６：１の割合で重みづけ加算することで輝度信号を得る。

【0062】

デジタル信号処理部１７は、この輝度信号とＲ信号、Ｇ信号、及び、Ｂ信号とを利用して色差信号を生成する。このような処理により、撮像素子５の各画素の位置に対応させて輝度信号及び色差信号からなる画素信号が生成され、この画素信号の集合によって撮像画像データが構成される。

【0063】

したがって、図１に示すデジタルカメラに搭載される撮像素子５においては、Ｒ信号を出力する画素（撮像用画素６０ｒ）、Ｇ信号を出力する画素（撮像用画素６０ｇ、左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌ，６１Ｇｂｌ、右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒ，６１Ｇｂｒ）、及び、Ｂ信号を出力する画素（撮像用画素６０ｂ）のうち、Ｇ信号を出力する画素が輝度信号を得るために最も寄与する色成分（第一の色成分）の信号を出力する第一の画素となり、Ｂ信号を出力する画素及びＲ信号を出力する画素がそれぞれ第一の色成分以外の色信号を出力する第二の画素となる。

【0064】

図３に示す例では、受光面５０に形成されている行方向Ｘに並ぶ複数の画素からなる画素行のうち、Ｇ信号を出力する画素とＢ信号を出力する画素とが行方向Ｘに交互に配列される多数のＧＢ画素行の一部が、位相差検出用画素行Ｍとされている。

【0065】

位相差検出用画素行Ｍは、受光面５０上において、列方向Ｙに向かって例えば等間隔に配置（図３の例では６つの画素行に１つの割合で配置）されている。

【0066】

位相差検出用画素行Ｍは、直線Ｎよりも左側においては、ベイヤ配列においてＧ信号を出力する画素が配置されるべき位置に左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌが配置され、ベイヤ配列においてＢ信号を出力する画素が配置されるべき位置に右偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｒが配置されている。

【0067】

位相差検出用画素行Ｍに含まれる各左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌと、この各左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌに対して右方向に最近接する位置にある右偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｒとにより第一のペアＰ１が構成される。

【0068】

また、位相差検出用画素行Ｍは、直線Ｎよりも右側においては、ベイヤ配列においてＧ信号を出力する画素が配置されるべき位置に右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒが配置され、ベイヤ配列においてＢ信号を出力する画素が配置されるべき位置に左偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｌが配置されている。

【0069】

位相差検出用画素行Ｍに含まれる各右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒと、この各右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒに対して右方向に最近接する位置にある左偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｌとにより第二のペアＰ２が構成される。

【0070】

このように、各位相差検出用画素行Ｍは、直線Ｎよりも左側に配置された左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌと右偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｒの複数の第一のペアＰ１と、直線Ｎよりも右側に配置された右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒと左偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｌの複数の第二のペアＰ２とを含む行方向Ｘに配列された複数のペアから構成されている。位相差検出用画素行Ｍはペア行を構成する。

【0071】

そして、各位相差検出用画素行Ｍにおいて、複数の第一のペアＰ１は直線Ｎよりも左側に配置され、複数の第二のペアＰ２は直線Ｎよりも右側に配置されている。

【0072】

図１に示す焦点検出部１９は、デジタルカメラのユーザにより選択された位相差検出エリア５３に含まれる位相差検出用画素の出力信号に基づいて撮像光学系の瞳領域を行方向Ｘに２分割して得られる各分割領域を通して撮像される一対の像信号の位相差を算出する。

【0073】

例えば、焦点検出部１９は、選択された位相差検出エリア５３に含まれる各位相差検出用画素行Ｍの第一のペアＰ１を構成する左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌ及び右偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｒの各々の出力信号群同士の相関演算を行って位相差を算出し、この位相差に基づいてデフォーカス量を算出する。

【0074】

または、焦点検出部１９は、選択された位相差検出エリア５３に含まれる第二のペアＰ２を構成する右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒ及び左偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｌの各々の出力信号群同士の相関演算を行って位相差を算出し、この位相差に基づいてデフォーカス量を算出する。

【0075】

図１に示すシステム制御部１１は、焦点検出部１９によって算出されたデフォーカス量に基づいて、撮像レンズ１に含まれるフォーカスレンズの位置を制御して焦点調節を行う。

【0076】

そして、上記した焦点調節が行われた状態で撮像指示がなされると、システム制御部１１は、撮像素子５により撮像を行わせ、この撮像によって撮像素子５から出力される撮像画像信号がデジタル信号処理部１７に取り込まれる。

【0077】

デジタル信号処理部１７は、この撮像画像信号を画像処理して撮像画像データを生成する。この画像処理には、デモザイク処理、ガンマ補正処理、及び、ホワイトバランス調整処理等が含まれる。デジタル信号処理部１７は、撮像素子５の画素から出力される信号に基づいて撮像画像データを生成する画像処理部を構成する。

【0078】

図７は、図１に示すデジタルカメラにおけるデジタル信号処理部１７の機能ブロック図である。

【0079】

デジタル信号処理部１７は、ゲイン補正処理部１７１と、補間補正処理部１７２と、撮像画像データ生成部１７３と、を備える。

【0080】

ゲイン補正処理部１７１、補間補正処理部１７２、及び、撮像画像データ生成部１７３は、デジタル信号処理部１７に含まれるプロセッサがプログラムを実行することで形成される機能ブロックである。ゲイン補正処理部１７１と補間補正処理部１７２は、補正部を構成する。

【0081】

ゲイン補正処理部１７１は、左偏心位相差検出用画素Ｇｇｌ及び右偏心位相差検出用画素Ｇｇｒの各々の出力信号にゲインを乗じて、左偏心位相差検出用画素Ｇｇｌ及び右偏心位相差検出用画素Ｇｇｒの各々の位置に対応する画素信号を生成する。

【0082】

補間補正処理部１７２は、左偏心位相差検出用画素Ｇｂｌ及び右偏心位相差検出用画素Ｇｂｒの各々の位置に対応する画素信号を、これら左偏心位相差検出用画素Ｇｂｌ及び右偏心位相差検出用画素Ｇｂｒの各々の周囲にある撮像用画素６０ｂの出力信号（Ｂ信号）に基づいて補間生成する。

【0083】

例えば、補間補正処理部１７２は、左偏心位相差検出用画素Ｇｂｌの上下に近接する２つの撮像用画素６０ｂの各々の出力信号の平均を算出し、この平均を、この左偏心位相差検出用画素Ｇｂｌの位置に対応する画素信号とする。

【0084】

撮像画像データ生成部１７３は、撮像画像信号に含まれる撮像用画素６０ｒの出力信号、撮像用画素６０ｇの出力信号、及び、撮像用画素６０ｂの出力信号と、左偏心位相差検出用画素Ｇｇｌ及び右偏心位相差検出用画素Ｇｇｒの各々の出力信号のゲイン補正処理部１７１による補正後の信号と、補間補正処理部１７２により補間生成された左偏心位相差検出用画素Ｇｂｌ及び右偏心位相差検出用画素Ｇｂｒの各々の位置に対応する画素信号と、に基づいて、輝度信号及び色差信号からなる撮像画像データを生成する。

【0085】

生成された撮像画像データは、例えば、外部メモリ制御部２０を介して記録媒体２１に記録したり、表示制御部２２を介して表示部２３に画像として表示したりすることができる。

【0086】

以上のように、図１に示すデジタルカメラの撮像素子５は、直線Ｎを境にして、受光面５０の左側の領域には左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌが配置され、受光面５０の右側の領域には右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒが配置された構成である。

【0087】

この構成によれば、直線Ｎからの距離が同じとなる左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌ及び右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒの各々の感度特性を同じにすることができる。

【0088】

つまり、直線Ｎの右側又は左側においてＧ信号を出力する位相差検出用画素の出力信号のレベルが相対的に低下するのを防ぐことができる。

【0089】

このため、左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌ及び右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒの各々の出力信号を適度なゲインによって画素信号として使用可能なレベルに戻すことができる。ゲインを大きくしなくてすむことで、ノイズを抑えて撮像画像品質を向上させることができる。

【0090】

また、左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌ及び右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒの各々の出力信号はＧ信号であり、輝度信号への寄与度が最も大きい。このため、この出力信号をゲイン補正できることで、撮像画像品質を向上させることができる。

【0091】

一方、左偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｌ及び右偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｒの各々の位置に対応する画素信号は、撮像用画素６０ｂの出力信号であるＢ信号に基づいて補間生成される。

【0092】

Ｂ信号は、輝度信号に対する寄与度がＲ信号、Ｇ信号、及び、Ｂ信号の中で最も低い。このため、左偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｌ及び右偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｒの各々の位置に対応する画素信号を補間生成することによる撮像画像品質への影響を最小限に抑えることができる。

【0093】

上記した実施形態では、ベイヤ配列にしたがって撮像用画素６０ｇ及び撮像用画素６０ｂが配置されるべき位置の一部に位相差検出用画素が配置される構成であったが、これに限らならい。

【0094】

例えば、ベイヤ配列にしたがって撮像用画素６０ｇ及び撮像用画素６０ｒが配置されるべき位置に位相差検出用画素が配置される構成であってもよい。

【0095】

つまり、受光面５０に形成されている画素行のうち、Ｒ信号を出力する画素とＧ信号を出力する画素とが行方向Ｘに交互に配列される多数のＲＧ画素行の一部が、位相差検出用画素行Ｍとされる構成であってもよい。

【0096】

この構成では、各位相差検出用画素行Ｍにおいて、直線Ｎよりも左側では、撮像用画素６０ｇが配置されるべき位置に左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌが配置され、撮像用画素６０ｒが配置されるべき位置に右偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｒが配置される。

【0097】

また、各位相差検出用画素行Ｍにおいて、直線Ｎよりも右側では、撮像用画素６０ｇが配置されるべき位置に右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒが配置され、撮像用画素６０ｒが配置されるべき位置に左偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｌが配置される。

【0098】

Ｒ信号は、輝度信号への寄与度がＧ信号よりも小さいので、この構成であっても、撮像画像品質向上の効果を得ることができる。

【0099】

なお、位相差検出用画素行Ｍは、第一のペアＰ１が行方向Ｘに並ぶ部分と第二のペアＰ２が行方向Ｘに並ぶ部分との境界が直線Ｎの位置によって決められているが、この境界の位置は直線Ｎの位置に限らない。

【0100】

例えば、直線Ｎに平行な直線であって直線Ｎに対し右方向又は左方向に例えば２画素分ずれた位置にある直線によって各位相差検出用画素行Ｍの第一のペアＰ１が並ぶ部分と第二のペアＰ２が並ぶ部分の境界が構成されていてもよい。

【0101】

または、直線Ｎに平行であり、かつ、図２の行方向Ｘにおいて中央にある５つの位相差検出エリア５３の各々と、この各々の行方向Ｘの両隣にある位相差検出エリア５３との間の領域を通る直線によって各位相差検出用画素行Ｍの第一のペアＰ１が並ぶ部分と第二のペアＰ２が並ぶ部分の境界が構成されていてもよい。

【0102】

このように、位相差検出用画素行Ｍにおける上記境界の行方向Ｘの位置は任意であるが、この境界の位置は、直線Ｎの位置の近傍にあることが好ましい。

【0103】

直線Ｎの近傍とは、撮像画像品質が許容できる程度に直線Ｎと近いことを言い、例えば直線Ｎの行方向Ｘの位置を基準としてこの位置から行方向Ｘに数画素〜数百画素程度離れた範囲内の位置のこと、又は、受光面５０を行方向Ｘにｎを３以上の奇数として均等にｎ分割したときの中央の分割エリア内の位置のことを言う。

【0104】

以下、撮像素子５の変形例について説明する。

【0105】

（第一の変形例）
図８は、図２に示す受光面５０の第一の変形例を示す拡大模式図である。

【0106】

図８に示した第一の変形例の撮像素子５は、位相差検出用画素行Ｍに代えて、第一の位相差検出用画素行Ｍ１と第二の位相差検出用画素行Ｍ２の２つのパターンの位相差検出用画素行が設けられている。その他の構成は図３に示したものと同じである。

【0107】

第一の位相差検出用画素行Ｍ１は、第一のペアＰ１が配置された部分と第二のペアＰ２が配置された部分との境界が、直線Ｎに平行かつ直線Ｎに対して右方向に２画素分ずれた位置にある直線Ｎ１によって構成されている。

【0108】

ここでは、直線Ｎ１と直線Ｎとの間の距離が２画素分とされているが、この距離は任意の画素数分の距離であればよい。第一の位相差検出用画素行Ｍ１は、第一のペア行を構成する。

【0109】

第二の位相差検出用画素行Ｍ２は、第一のペアＰ１が配置された部分と第二のペアＰ２が配置された部分との境界が、直線Ｎに平行かつ直線Ｎに対して左方向に２画素分ずれた位置にある直線Ｎ２によって構成されている。

【0110】

ここでは、直線Ｎ２と直線Ｎとの間の距離が２画素分とされているが、この距離は任意の画素数分の距離であればよい。第二の位相差検出用画素行Ｍ２は、第二のペア行を構成する。

【0111】

第一の変形例の撮像素子５の受光面５０には、第一の位相差検出用画素行Ｍ１と第二の位相差検出用画素行Ｍ２を含む複数の位相差検出用画素行が列方向Ｙに交互に周期性をもって配置されている。

【0112】

このように第一の変形例の撮像素子５は、第一のペアＰ１が配置された部分と第二のペアＰ２が配置された部分との境界の位置が異なる第一の位相差検出用画素行Ｍ１及び第二の位相差検出用画素行Ｍ２を含み、第一の位相差検出用画素行Ｍ１及び第二の位相差検出用画素行Ｍ２が列方向Ｙに周期的に配列されている構成である。

【0113】

この第一の変形例の構成では、例えば、図２の行方向Ｘにおいて中央にある５つの位相差検出エリア５３の各々と、この各々の行方向Ｘの両隣にある位相差検出エリア５３との間の領域に直線Ｎ１と直線Ｎ２の少なくとも一方が設定されることで、図２に示した各位相差検出エリア５３には、その外側に上記境界が存在する位相差検出用画素行が少なくとも１つ含まれることになる。

【0114】

このように、各位相差検出エリア５３に、境界を跨がない位相差検出用画素行の部分が必ず存在することで、各位相差検出エリア５３で撮像した被写体像の位相差を精度よく算出することができる。この結果、デジタルカメラの合焦精度を向上させることができる。

【0115】

なお、前述したように、受光面５０に設定される位相差検出エリアのサイズは、図２に示した位相差検出エリア５３よりも大きくすることが可能である。

【0116】

このため、受光面５０に設定される位相差検出エリアの最大サイズ及び最小サイズを考慮して、設定可能な全ての位相差検出エリアの各々に、上記境界が外側に存在する位相差検出用画素行が少なくとも１つ含まれる構成とするのが好ましい。

【0117】

具体的には、図８に示す撮像素子５において、以下の条件（１）及び条件（２）を満たす構成とすることで、設定可能な全ての位相差検出エリアの各々に、上記境界が外側に存在する位相差検出用画素行が少なくとも１つ含まれる構成となる。

【0118】

条件（１）
直線Ｎ１と直線Ｎ２の行方向Ｘ間の距離は、位相差検出エリアの最大サイズの行方向Ｘの幅よりも大きい。
条件（２）
第一の位相差検出用画素行Ｍ１とこれに隣接する第二の位相差検出用画素行Ｍ２の間の距離は、位相差検出エリアの最小サイズの列方向Ｙの幅よりも小さい。

【0119】

以上の条件を満たす構成とすることで、どのようなサイズの位相差検出エリアが設定されても、その設定された位相差検出エリアによって撮像される被写体像の位相差を高精度に算出することができ、合焦精度を向上させることができる。

【0120】

また、第一の変形例によれば、第一の位相差検出用画素行Ｍ１と第二の位相差検出用画素行Ｍ２が周期的に配列されているため、デジタル信号処理部１７が行う補間補正処理のアルゴリズムを簡略化することができる。

【0121】

（第二の変形例）
図９は、図２に示す受光面５０の第二の変形例を示す拡大模式図である。

【0122】

図９に示した第二の変形例の撮像素子５は、第一の位相差検出用画素行Ｍ１と第二の位相差検出用画素行Ｍ２が、Ｎを２以上の自然数として、Ｎ個（図９の例では２個）おきに交互に列方向Ｙに周期性をもって配列されている点が、第一の変形例の撮像素子５とは異なる。その他の構成は、第一の変形例の撮像素子５と同じである。

【0123】

この第二の変形例の構成では、例えば、図２の行方向Ｘにおいて中央にある５つの位相差検出エリア５３の各々と、この各々の行方向Ｘの両隣にある位相差検出エリア５３との間の領域に直線Ｎ１と直線Ｎ２の少なくとも一方があることで、図２に示した各位相差検出エリア５３には、その外側に上記境界が存在する位相差検出用画素行が少なくとも１つ含まれることになる。

【0124】

このように、各位相差検出エリア５３に、境界を跨がない位相差検出用画素行が必ず存在することで、各位相差検出エリア５３で撮像した被写体像の位相差を精度よく算出することができる。この結果、デジタルカメラの合焦精度を向上させることができる。

【0125】

また、第一の変形例と同様に、受光面５０に設定される位相差検出エリアの最大サイズ及び最小サイズを考慮して、設定可能な全ての位相差検出エリアの各々に、上記境界が外側に存在する位相差検出用画素行が少なくとも１つ含まれる構成とするのが好ましい。

【0126】

具体的には、図９に示す撮像素子５において、以下の条件（３）及び条件（４）を満たす構成とすることで、設定可能な全ての位相差検出エリアの各々に、上記境界が外側に存在する位相差検出用画素行が少なくとも１つ含まれる構成とすることができる。

【0127】

条件（３）
直線Ｎ１と直線Ｎ２の行方向Ｘ間の距離は、位相差検出エリアの最大サイズの行方向Ｘの幅よりも大きい。
条件（４）
列方向Ｙで隣接する位相差検出用画素行間の距離に上記Ｎを乗じて得られた値が、位相差検出エリアの最小サイズの列方向Ｙの幅よりも小さい。

【0128】

以上の条件を満たす構成とすることで、どのようなサイズの位相差検出エリアが設定されても、その設定された位相差検出エリアによって撮像される被写体像の位相差を高精度に算出することができ、合焦精度を向上させることができる。

【0129】

また、第二の変形例によれば、第一の位相差検出用画素行Ｍ１の列方向Ｙの隣には他の第一の位相差検出用画素行Ｍ１が必ず存在し、第二の位相差検出用画素行Ｍ２の列方向Ｙの隣には他の第二の位相差検出用画素行Ｍ２が必ず存在する。

【0130】

このため、第一の位相差検出用画素行Ｍ１又は第二の位相差検出用画素行Ｍ２の任意の画素に欠陥があった場合に、この画素の欠陥補正を、この画素と同じ構成の隣接画素の出力信号を用いて行うことができる。したがって、欠陥画素があった場合の欠陥補正の精度を向上させることができる。

【0131】

また、第二の変形例によれば、第一の位相差検出用画素行Ｍ１と第二の位相差検出用画素行Ｍ２が周期的に配列されているため、デジタル信号処理部１７が行う補間補正処理のアルゴリズムを簡略化することができる。

【0132】

（第三の変形例）
第一の変形例と第二の変形例では、第一の位相差検出用画素行Ｍ１と第二の位相差検出用画素行Ｍ２が列方向Ｙに周期的に配列される構成とした。

【0133】

この変形例として、第一の位相差検出用画素行Ｍ１と第二の位相差検出用画素行Ｍ２が列方向Ｙにランダムに配置されていてもよい。このような構成であっても撮像画像品質を向上させることができる。

【0134】

（第四の変形例）
撮像素子５は、上記の境界の位置が異なる３つ以上の位相差検出用画素行が受光面５０に形成された構成であってもよい。このような構成であっても撮像画像品質を向上させることができる。

【0135】

なお、この構成においても、３つ以上の位相差検出用画素行が列方向Ｙに周期的に配列されることで、補間補正のアルゴリズムを簡略化することができる。また、上記の条件（１），（２）又は（３），（４）を満たす構成とすることで、合焦精度を向上させることができる。

【0136】

（第五の変形例）
第一のペアＰ１と第二のペアＰ２は、それぞれ、列方向Ｙの位置が同じ２つの位相差検出用画素によって構成されるものとしたが、列方向Ｙの位置が異なる２つの位相差検出用画素によって第一のペアＰ１と第二のペアＰ２が構成されてもよい。

【0137】

図１０は、図２に示す受光面５０の第五の変形例を示す拡大模式図である。

【0138】

図１０に示す撮像素子５は、列方向Ｙに隣接する２つのＧＢ画素行のうちの上の画素行の直線Ｎよりも左側において、撮像用画素６０ｇが配置されるべき位置に左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌが配置され、この画素行の直線Ｎよりも右側において、撮像用画素６０ｂが配置されるべき位置に左偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｌが配置されている。

【0139】

また、図１０に示す撮像素子５は、上記２つのＧＢ画素行のうちの下の画素行の直線Ｎよりも左側において、撮像用画素６０ｂが配置されるべき位置に右偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｒが配置され、この画素行の直線Ｎよりも右側において、撮像用画素６０ｇが配置されるべき位置に右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒが配置されている。

【0140】

図１０に示す撮像素子５では、直線Ｎよりも左側にある左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌと、この左偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｌに対して斜め右下方向に最近接する右偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｒとが第一のペアＰ１を構成する。

【0141】

また、図１０に示す撮像素子５では、直線Ｎよりも右側にある右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒと、この右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒに対して斜め右上方向に最近接する左偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｌとが第二のペアＰ２を構成する。

【0142】

そして、行方向Ｘに並ぶ複数の第一のペアＰ１と、行方向Ｘに並ぶ複数の第二のペアＰ２とによって、位相差検出用画素行Ｍａが構成されている。

【0143】

図１０に示す構成であっても、図３に示す撮像素子５と同様の効果を得ることができる。なお、図１０に示す構成においても、第一の変形例から第四の変形例で説明した構成を適用することができる。

【0144】

（第六の変形例）
撮像素子５は、多数の画素がベイヤ配列以外のパターンにしたがって配置される構成であってもよい。

【0145】

図１１は、図２に示す受光面５０の第六の変形例を示す拡大模式図である。

【0146】

図１１に示す撮像素子５の画素は、Ｒ光を光電変換する画素の数と、Ｂ光を光電変換する画素の数と、Ｇ光を光電変換する画素の数との比が１：１：２．５となるパターンにしたがって配置されている。

【0147】

このパターンは、図１２に示したように、撮像用画素６０ｒ，６０ｇ，６０ｂを含むユニットＵ１と、ユニットＵ１において撮像用画素６０ｒと撮像用画素６０ｂの位置を入れ替えたユニットＵ２とが市松状に配置されたパターンである。

【0148】

ユニットＵ１は、撮像用画素６０ｇが４隅と中央に配置されている。また、ユニットＵ１において、中央の撮像用画素６０ｇの行方向Ｘの両隣には撮像用画素６０ｒが配置され、中央の撮像用画素６０ｇの列方向Ｙの両隣には撮像用画素６０ｂが配置されている。図１２に示す画素配列の構成及び効果については、国際公開ＷＯ１３／１６８４９３号公報に詳細が記載されているため説明を省略する。

【0149】

図１１に示す第六の変形例の撮像素子５は、図１２に示した画素配列において、直線Ｎよりも左側の撮像用画素６０ｇが配置されるべき位置の一部に左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌが配置され、直線Ｎよりも右側の撮像用画素６０ｇが配置されるべき位置の一部に右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒが配置された構成である。

【0150】

また、図１１に示す撮像素子５は、図１２に示した画素配列において、直線Ｎよりも左側の撮像用画素６０ｂ，６０ｒが配置されるべき位置の一部に右偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｒが配置され、直線Ｎよりも右側の撮像用画素６０ｂ，６０ｒが配置されるべき位置の一部に左偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｌが配置された構成である。

【0151】

図１１に示す撮像素子５では、左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌと、これの右斜め下方向にある右偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｒとにより第一のペアＰ１が構成される。

【0152】

また、右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒと、これの右斜め下方向にある左偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｌとにより第二のペアＰ２が構成される。

【0153】

そして、複数の第一のペアＰ１と複数の第二のペアＰ２とによって位相差検出用画素行Ｍｂが構成されている。

【0154】

図１１に示す撮像素子５によれば、図３に示す撮像素子５と同様の効果を得ることができる。なお、図１１に示す構成においても、第一の変形例から第四の変形例で説明した構成を適用することができる。

【0155】

以下では、撮像装置としてスマートフォンの構成について説明する。

【0156】

図１３は、本発明の撮像装置の一実施形態であるスマートフォン２００の外観を示すものである。

【0157】

図１３に示すスマートフォン２００は、平板状の筐体２０１を有し、筐体２０１の一方の面に表示部としての表示パネル２０２と、入力部としての操作パネル２０３とが一体となった表示入力部２０４を備えている。

【0158】

また、この様な筐体２０１は、スピーカ２０５と、マイクロホン２０６と、操作部２０７と、カメラ部２０８とを備えている。

【0159】

なお、筐体２０１の構成はこれに限定されず、例えば、表示部と入力部とが独立した構成を採用したり、折り畳み構造やスライド機構を有する構成を採用したりすることもできる。

【0160】

図１４は、図１３に示すスマートフォン２００の構成を示すブロック図である。

【0161】

図１４に示すように、スマートフォンの主たる構成要素として、無線通信部２１０と、表示入力部２０４と、通話部２１１と、操作部２０７と、カメラ部２０８と、記憶部２１２と、外部入出力部２１３と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信部２１４と、モーションセンサ部２１５と、電源部２１６と、主制御部２２０とを備える。

【0162】

また、スマートフォン２００の主たる機能として、図示省略の基地局装置ＢＳと図示省略の移動通信網ＮＷとを介した移動無線通信を行う無線通信機能を備える。

【0163】

無線通信部２１０は、主制御部２２０の指示にしたがって、移動通信網ＮＷに収容された基地局装置ＢＳに対し無線通信を行うものである。この無線通信を使用して、音声データ、画像データ等の各種ファイルデータ、電子メールデータなどの送受信や、Ｗｅｂデータやストリーミングデータなどの受信を行う。

【0164】

表示入力部２０４は、主制御部２２０の制御により、画像（静止画像および動画像）や文字情報などを表示して視覚的にユーザに情報を伝達するとともに、表示した情報に対するユーザ操作を検出する、いわゆるタッチパネルであって、表示パネル２０２と、操作パネル２０３とを備える。

【0165】

表示パネル２０２は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＥＬＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）などを表示デバイスとして用いたものである。

【0166】

操作パネル２０３は、表示パネル２０２の表示面上に表示される画像を視認可能に載置され、ユーザの指や尖筆によって操作される一又は複数の座標を検出するデバイスである。このデバイスをユーザの指や尖筆によって操作すると、操作に起因して発生する検出信号を主制御部２２０に出力する。次いで、主制御部２２０は、受信した検出信号に基づいて、表示パネル２０２上の操作位置（座標）を検出する。

【0167】

図１３に示すように、本発明の撮像装置の一実施形態として例示しているスマートフォン２００の表示パネル２０２と操作パネル２０３とは一体となって表示入力部２０４を構成しているが、操作パネル２０３が表示パネル２０２を完全に覆うような配置となっている。

【0168】

係る配置を採用した場合、操作パネル２０３は、表示パネル２０２外の領域についても、ユーザ操作を検出する機能を備えてもよい。換言すると、操作パネル２０３は、表示パネル２０２に重なる重畳部分についての検出領域（以下、表示領域と称する）と、それ以外の表示パネル２０２に重ならない外縁部分についての検出領域（以下、非表示領域と称する）とを備えていてもよい。

【0169】

なお、表示領域の大きさと表示パネル２０２の大きさとを完全に一致させても良いが、両者を必ずしも一致させる必要は無い。また、操作パネル２０３が、外縁部分と、それ以外の内側部分の２つの感応領域を備えていてもよい。

【0170】

更に、外縁部分の幅は、筐体２０１の大きさなどに応じて適宜設計されるものである。更にまた、操作パネル２０３で採用される位置検出方式としては、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式などが挙げられ、いずれの方式を採用することもできる。

【0171】

通話部２１１は、スピーカ２０５やマイクロホン２０６を備え、マイクロホン２０６を通じて入力されたユーザの音声を主制御部２２０にて処理可能な音声データに変換して主制御部２２０に出力したり、無線通信部２１０あるいは外部入出力部２１３により受信された音声データを復号してスピーカ２０５から出力させたりするものである。

【0172】

また、図１３に示すように、例えば、スピーカ２０５を表示入力部２０４が設けられた面と同じ面に搭載し、マイクロホン２０６を筐体２０１の側面に搭載することができる。

【0173】

操作部２０７は、キースイッチなどを用いたハードウェアキーであって、ユーザからの指示を受け付けるものである。例えば、図１３に示すように、操作部２０７は、スマートフォン２００の筐体２０１の側面に搭載され、指などで押下されるとオンとなり、指を離すとバネなどの復元力によってオフ状態となる押しボタン式のスイッチである。

【0174】

記憶部２１２は、主制御部２２０の制御プログラムや制御データ、アプリケーションソフトウェア、通信相手の名称や電話番号などを対応づけたアドレスデータ、送受信した電子メールのデータ、ＷｅｂブラウジングによりダウンロードしたＷｅｂデータや、ダウンロードしたコンテンツデータを記憶し、またストリーミングデータなどを一時的に記憶するものである。

【0175】

また、記憶部２１２は、スマートフォン内蔵の内部記憶部２１７と着脱自在な外部メモリスロットを有する外部記憶部２１８により構成される。なお、記憶部２１２を構成するそれぞれの内部記憶部２１７と外部記憶部２１８は、フラッシュメモリタイプ（ｆｌａｓｈ ｍｅｍｏｒｙ ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｔｙｐｅ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｃａｒｄ ｍｉｃｒｏ ｔｙｐｅ）、カードタイプのメモリ（例えば、ＭｉｃｒｏＳＤ（登録商標）メモリ等）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの格納媒体を用いて実現される。

【0176】

外部入出力部２１３は、スマートフォン２００に連結される全ての外部機器とのインターフェースの役割を果たすものであり、他の外部機器に通信等（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ＩＥＥＥ１３９４など）又はネットワーク（例えば、インターネット、無線ＬＡＮ、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）（登録商標）、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、赤外線通信（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：ＩｒＤＡ）（登録商標）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅｂａｎｄ）（登録商標）、ジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）（登録商標）など）により直接的又は間接的に接続するためのものである。

【0177】

スマートフォン２００に連結される外部機器としては、例えば、有／無線ヘッドセット、有／無線外部充電器、有／無線データポート、カードソケットを介して接続されるメモリカード（Ｍｅｍｏｒｙ ｃａｒｄ）やＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ Ｃａｒｄ）／ＵＩＭ（Ｕｓｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ Ｃａｒｄ）カード、オーディオ・ビデオＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）端子を介して接続される外部オーディオ・ビデオ機器、無線接続される外部オーディオ・ビデオ機器、有／無線接続されるスマートフォン、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、有／無線接続されるＰＤＡ、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、イヤホンなどがある。外部入出力部２１３は、このような外部機器から伝送を受けたデータをスマートフォン２００の内部の各構成要素に伝達することや、スマートフォン２００の内部のデータが外部機器に伝送されるようにすることができる。

【0178】

ＧＰＳ受信部２１４は、主制御部２２０の指示にしたがって、ＧＰＳ衛星ＳＴ１〜ＳＴｎから送信されるＧＰＳ信号を受信し、受信した複数のＧＰＳ信号に基づく測位演算処理を実行し、スマートフォン２００の緯度、経度、高度からなる位置を検出する。ＧＰＳ受信部２１４は、無線通信部２１０や外部入出力部２１３（例えば、無線ＬＡＮ）から位置情報を取得できる時には、その位置情報を用いて位置を検出することもできる。

【0179】

モーションセンサ部２１５は、例えば、３軸の加速度センサなどを備え、主制御部２２０の指示にしたがって、スマートフォン２００の物理的な動きを検出する。スマートフォン２００の物理的な動きを検出することにより、スマートフォン２００の動く方向や加速度が検出される。係る検出結果は、主制御部２２０に出力されるものである。

【0180】

電源部２１６は、主制御部２２０の指示にしたがって、スマートフォン２００の各部に、バッテリ（図示しない）に蓄えられる電力を供給するものである。

【0181】

主制御部２２０は、マイクロプロセッサを備え、記憶部２１２が記憶する制御プログラムや制御データにしたがって動作し、スマートフォン２００の各部を統括して制御するものである。また、主制御部２２０は、無線通信部２１０を通じて、音声通信やデータ通信を行うために、通信系の各部を制御する移動通信制御機能と、アプリケーション処理機能を備える。

【0182】

アプリケーション処理機能は、記憶部２１２が記憶するアプリケーションソフトウェアにしたがって主制御部２２０が動作することにより実現するものである。アプリケーション処理機能としては、例えば、外部入出力部２１３を制御して対向機器とデータ通信を行う赤外線通信機能や、電子メールの送受信を行う電子メール機能、Ｗｅｂページを閲覧するＷｅｂブラウジング機能などがある。

【0183】

また、主制御部２２０は、受信データやダウンロードしたストリーミングデータなどの画像データ（静止画像や動画像のデータ）に基づいて、映像を表示入力部２０４に表示する等の画像処理機能を備える。画像処理機能とは、主制御部２２０が、上記画像データを復号し、この復号結果に画像処理を施して、画像を表示入力部２０４に表示する機能のことをいう。

【0184】

更に、主制御部２２０は、表示パネル２０２に対する表示制御と、操作部２０７、操作パネル２０３を通じたユーザ操作を検出する操作検出制御を実行する。表示制御の実行により、主制御部２２０は、アプリケーションソフトウェアを起動するためのアイコンや、スクロールバーなどのソフトウェアキーを表示したり、あるいは電子メールを作成したりするためのウィンドウを表示する。

【0185】

なお、スクロールバーとは、表示パネル２０２の表示領域に収まりきれない大きな画像などについて、画像の表示部分を移動する指示を受け付けるためのソフトウェアキーのことをいう。

【0186】

また、操作検出制御の実行により、主制御部２２０は、操作部２０７を通じたユーザ操作を検出したり、操作パネル２０３を通じて、上記アイコンに対する操作や、上記ウィンドウの入力欄に対する文字列の入力を受け付けたり、あるいは、スクロールバーを通じた表示画像のスクロール要求を受け付ける。

【0187】

更に、操作検出制御の実行により主制御部２２０は、操作パネル２０３に対する操作位置が、表示パネル２０２に重なる重畳部分（表示領域）か、それ以外の表示パネル２０２に重ならない外縁部分（非表示領域）かを判定し、操作パネル２０３の感応領域や、ソフトウェアキーの表示位置を制御するタッチパネル制御機能を備える。

【0188】

また、主制御部２２０は、操作パネル２０３に対するジェスチャ操作を検出し、検出したジェスチャ操作に応じて、予め設定された機能を実行することもできる。ジェスチャ操作とは、従来の単純なタッチ操作ではなく、指などによって軌跡を描いたり、複数の位置を同時に指定したり、あるいはこれらを組み合わせて、複数の位置から少なくとも１つについて軌跡を描く操作を意味する。

【0189】

カメラ部２０８は、図１に示したデジタルカメラにおける外部メモリ制御部２０、記録媒体２１、表示制御部２２、表示部２３、及び操作部１４以外の構成を含む。カメラ部２０８によって生成された撮像画像データは、記憶部２１２に記録したり、外部入出力部２１３や無線通信部２１０を通じて出力したりすることができる。

【0190】

図１３に示すスマートフォン２００において、カメラ部２０８は表示入力部２０４と同じ面に搭載されているが、カメラ部２０８の搭載位置はこれに限らず、表示入力部２０４の背面に搭載されてもよい。

【0191】

また、カメラ部２０８はスマートフォン２００の各種機能に利用することができる。例えば、表示パネル２０２にカメラ部２０８で取得した画像を表示することや、操作パネル２０３の操作入力のひとつとして、カメラ部２０８の画像を利用することができる。

【0192】

また、ＧＰＳ受信部２１４が位置を検出する際に、カメラ部２０８からの画像を参照して位置を検出することもできる。更には、カメラ部２０８からの画像を参照して、３軸の加速度センサを用いずに、或いは、３軸の加速度センサと併用して、スマートフォン２００のカメラ部２０８の光軸方向を判断することや、現在の使用環境を判断することもできる。勿論、カメラ部２０８からの画像をアプリケーションソフトウェア内で利用することもできる。

【0193】

その他、静止画又は動画の画像データにＧＰＳ受信部２１４により取得した位置情報、マイクロホン２０６により取得した音声情報（主制御部等により、音声テキスト変換を行ってテキスト情報となっていてもよい）、モーションセンサ部２１５により取得した姿勢情報等などを付加して記憶部２１２に記録したり、外部入出力部２１３や無線通信部２１０を通じて出力したりすることもできる。

【0194】

以上のような構成のスマートフォン２００においても、図１、図５に示したデジタル信号処理部１７が上述した処理を行うことで、高品質の撮像が可能になる。

【0195】

なお、上記した実施形態及び各変形例の撮像素子５において、Ｒ信号を出力する画素、Ｇ信号を出力する画素、Ｂ信号を出力する画素の他に、白色光を光電変換するホワイト画素（例えばカラーフィルタ非搭載の画素）があるものにおいても、本願発明を適用可能である。

【0196】

この場合は、ホワイト画素が配置されるべき位置と、Ｒ信号を出力する画素又はＢ信号を出力する画素が配置されるべき位置とに位相検出用画素が配置される。

【0197】

また、上記した実施形態及び各変形例の撮像素子５は、３色の光を分光して光電変換するものとしたが、分光できる色の数は輝度信号への寄与度が最大となる色を含む２色であっても本発明を適用可能である。

【0198】

また、上記した実施形態及び各変形例の撮像素子５において、左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌ、右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒ、左偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｌ、及び、右偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｒがそれぞれ光電変換する光の色は、その色の輝度信号への寄与度によって決まる。

【0199】

例えば、撮像素子５が内視鏡等の用途で用いられる場合には、各画素に対応して生成したＲ信号、Ｇ信号、及び、Ｂ信号のうち、Ｒ信号の割合を最大として輝度信号を生成することが考えられる。

【0200】

この場合には、左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌ、右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒ、左偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｌ、及び、右偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｒは、それぞれＲ光を光電変換する画素となる。

【0201】

そして、直線Ｎ又は直線Ｎ１，Ｎ２よりも左側における撮像用画素６０ｒが配置されるべき位置の一部に左偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｌが配置され、直線Ｎ又は直線Ｎ１，Ｎ２よりも右側における撮像用画素６０ｒが配置されるべき位置の一部に右偏心位相差検出用画素６１Ｇｇｒが配置される。

【0202】

また、直線Ｎ又は直線Ｎ１，Ｎ２よりも左側における撮像用画素６０ｇ又は撮像用画素６０ｂが配置されるべき位置の一部に右偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｒが配置され、直線Ｎ又は直線Ｎ１，Ｎ２よりも右側における撮像用画素６０ｇ又は撮像用画素６０ｂが配置されるべき位置の一部に左偏心位相差検出用画素６１Ｇｂｌが配置される。

【0203】

このような構成により、位相差検出用画素の出力信号のうち、輝度信号への寄与度が最大となるＲ信号を、ゲイン補正によって画素信号として利用可能なレベルに戻すことができるため、撮像画像品質を向上させることができる。

【0204】

また、上記した実施形態及び各変形例では、行方向Ｘに位相差を検出する場合を例にしたが、列方向Ｙに位相差を検出する場合にも、同様に本発明を適用可能である。

【0205】

以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。

【0206】

（１） 異なる色の光を光電変換する複数の画素を有し、上記複数の画素が規則的なパターンにしたがって二次元状に配置された受光面を有する撮像素子であって、上記複数の画素は、輝度信号を得るために最も寄与する第一の色成分の信号を出力する第一の画素と、上記第一の色成分以外の色成分の信号を出力する第二の画素とを含み、上記第一の画素は、基準位置に光電変換領域がある第一の撮像用画素と、上記基準位置に対して任意の方向の一方の方向に偏心した位置に光電変換領域がある第一の位相差検出用画素と、上記基準位置に対して上記任意の方向の他方の方向に偏心した位置に光電変換領域がある第二の位相差検出用画素と、を含み、上記第二の画素は、上記基準位置に光電変換領域がある第二の撮像用画素であり、上記受光面には、上記パターンに基づく上記第一の画素の配置位置に配置された上記第一の位相差検出用画素と、上記パターンに基づく上記第二の画素の配置位置に配置された上記第二の位相差検出用画素の複数の第一のペアと、上記パターンに基づく上記第一の画素の配置位置に配置された上記第二の位相差検出用画素と、上記パターンに基づく上記第二の画素の配置位置に配置された上記第一の位相差検出用画素の複数の第二のペアと、を含む上記任意の方向に配列されたペアから構成されるペア行が形成されており、上記ペア行に含まれる上記複数の第一のペアは、上記ペア行の上記任意の方向における任意の位置よりも上記一方の方向側に配置されており、上記ペア行に含まれる上記複数の第二のペアは、上記ペア行の上記任意の方向における上記任意の位置よりも上記他方の方向側に配置されている撮像素子。

【0207】

（２） （１）記載の撮像素子であって、上記受光面には、上記任意の方向と直交する直交方向に配列された複数の上記ペア行が形成されており、上記複数のペア行は、上記任意の方向における上記任意の位置が異なる複数パターンのペア行を含む撮像素子。

【0208】

（３） （２）記載の撮像素子であって、上記複数のペア行は、上記任意の方向における上記任意の位置が異なる第一のペア行及び第二のペア行を含み、上記第一のペア行と上記第二のペア行は上記直交方向に周期的に配列されている撮像素子。

【0209】

（４） （３）記載の撮像素子であって、上記第一のペア行と上記第二のペア行は上記直交方向に交互に配列されている撮像素子。

【0210】

（５） （３）記載の撮像素子であって、上記第一のペア行と上記第二のペア行は、Ｎを２以上の自然数として、上記直交方向に、Ｎ個おきに交互に配列されている撮像素子。

【0211】

（６） （２）〜（５）のいずれか１項記載の撮像素子であって、上記受光面には、焦点を合わせる対象となる被写体に対応する範囲が設定可能であり、設定可能な全ての上記範囲の各々には、上記範囲の外側に上記任意の位置が存在する上記ペア行が少なくとも１つ含まれる撮像素子。

【0212】

（７） （１）〜（６）のいずれか１項記載の撮像素子であって、上記第一の画素は、緑色の光を光電変換するものであり、上記第二の画素は、青色の光を光電変換するものである撮像素子。

【0213】

（８） （１）記載の撮像素子であって、上記任意の位置は、上記撮像素子の受光面の前方に配置されるフォーカスレンズを含む撮像光学系の光軸と上記受光面との交点を通りかつ上記任意の方向と直交する直交方向に伸びる直線の近傍に設定されている撮像素子。

【0214】

（９） （１）〜（８）のいずれか１項記載の撮像素子と、上記撮像素子の上記複数の画素から出力される信号に基づいて撮像画像データを生成する画像処理部と、を備える撮像装置。

【0215】

（１０） （９）記載の撮像装置であって、上記画像処理部は、上記パターンに基づく上記第一の画素の配置位置に配置された上記第一の位相差検出用画素の出力信号にゲインを乗じてその第一の位相差検出用画素の位置に対応する画素信号を生成し、上記パターンに基づく上記第一の画素の配置位置に配置された上記第二の位相差検出用画素の出力信号にゲインを乗じてその第二の位相差検出用画素の位置に対応する画素信号を生成し、上記パターンに基づく上記第二の画素の配置位置に配置された上記第一の位相差検出用画素の位置に対応する画素信号を、その第一の位相差検出用画素の周囲にある上記第二の撮像用画素の出力信号に基づいて補間生成し、上記パターンに基づく上記第二の画素の配置位置に配置された上記第二の位相差検出用画素の位置に対応する画素信号を、その第二の位相差検出用画素の周囲にある上記第二の撮像用画素の出力信号に基づいて補間生成する補正部と、上記第一の撮像用画素の出力信号と、上記第二の撮像用画素の出力信号と、上記補正部により生成された画素信号とに基づいて、輝度信号及び色差信号からなる上記撮像画像データを生成する撮像画像データ生成部と、を備える撮像装置。

【0216】

（１１） （１）〜（８）のいずれか１項記載の撮像素子と、上記撮像素子の上記複数の画素から出力される信号に基づいて撮像画像データを生成するプロセッサと、を備える撮像装置。

【0217】

（１２） （１１）記載の撮像装置であって、上記プロセッサは、上記パターンに基づく上記第一の画素の配置位置に配置された上記第一の位相差検出用画素の出力信号にゲインを乗じてその第一の位相差検出用画素の位置に対応する画素信号を生成し、上記パターンに基づく上記第一の画素の配置位置に配置された上記第二の位相差検出用画素の出力信号にゲインを乗じてその第二の位相差検出用画素の位置に対応する画素信号を生成し、上記パターンに基づく上記第二の画素の配置位置に配置された上記第一の位相差検出用画素の位置に対応する画素信号を、その第一の位相差検出用画素の周囲にある上記第二の撮像用画素の出力信号に基づいて補間生成し、上記パターンに基づく上記第二の画素の配置位置に配置された上記第二の位相差検出用画素の位置に対応する画素信号を、その第二の位相差検出用画素の周囲にある上記第二の撮像用画素の出力信号に基づいて補間生成し、上記第一の撮像用画素の出力信号と、上記第二の撮像用画素の出力信号と、上記補正部により生成された画素信号とに基づいて、輝度信号及び色差信号からなる上記撮像画像データを生成する撮像装置。

【産業上の利用可能性】

【0218】

本発明によれば、輝度信号への寄与度が最大となる位相差検出用画素の出力信号の補正方法としてゲイン補正の採用を可能にして撮像画像品質を向上させることのできる撮像素子と、この撮像素子を備える撮像装置を提供することができる。

【0219】

以上、本発明を特定の実施形態によって説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、開示された発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本出願は、２０１６年６月１日出願の日本特許出願（特願２０１６−１１０３９３）に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。

【符号の説明】

【0220】

１ 撮像レンズ
２ 絞り
５ 撮像素子
６ アナログ信号処理部
７ アナログデジタル変換回路
８ レンズ駆動部
９ 絞り駆動部
１０撮像素子駆動部
１１ システム制御部
１４ 操作部
１５ メモリ制御部
１６ メインメモリ
１７ デジタル信号処理部
１７１ ゲイン補正処理部
１７２ 補間補正処理部
１７３ 撮像画像データ生成部
１９ 焦点検出部
２０ 外部メモリ制御部
２１ 記録媒体
２２ 表示制御部
２３ 表示部
２４ 制御バス
２５ データバス
５０ 受光面
５３ 位相差検出エリア
６０ｒ、６０ｇ、６０ｂ 撮像用画素
６１Ｇｇｒ、６０Ｇｂｒ 右偏心位相差検出用画素
６１Ｇｇｌ、６０Ｇｂｌ 左偏心位相差検出用画素
６３ 遮光膜
６３ａ、６３ｂ、６３ｃ 開口
６４、６４ｂ、６４ｃ 光電変換領域
Ｐ１ 第一のペア
Ｐ２ 第二のペア
Ｍ、Ｍａ、Ｍｂ 位相差検出用画素行
Ｍ１ 第一の位相差検出用画素行
Ｍ２ 第二の位相差検出用画素行
Ｎ、Ｎ１、Ｎ２ 直線
Ｘ 行方向
Ｙ 列方向
Ｕ１、Ｕ２ ユニット
２００ スマートフォン
２０１ 筐体
２０２ 表示パネル
２０３ 操作パネル
２０４ 表示入力部
２０５ スピーカ
２０６ マイクロホン
２０７ 操作部
２０８ カメラ部
２１０ 無線通信部
２１１ 通話部
２１２ 記憶部
２１３ 外部入出力部
２１４ ＧＰＳ受信部
２１５ モーションセンサ部
２１６ 電源部
２１７ 内部記憶部
２１８ 外部記憶部
２２０ 主制御部
ＳＴ１〜ＳＴｎ ＧＰＳ衛星

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】