WO2012128153A1 - カラー撮像素子、撮像装置、及び撮像装置の制御プログラム - Google Patents

カラー撮像素子、撮像装置、及び撮像装置の制御プログラム Download PDF

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貴嗣 青木
岩崎　洋一
和紀 井上
林　健吉
田中　誠司
河村　典子
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Definitions

  • the present invention relates to a color imaging element, an imaging apparatus, and a control program for the imaging apparatus, and more particularly, to a color imaging element including a phase difference detection pixel, an imaging apparatus, and an imaging apparatus control program.
  • phase difference detection is performed on some of the many pixels formed on the light-receiving surface of the solid-state image sensor in order to improve AF (autofocus) performance.
  • Some pixels are used as pixels (see, for example, Patent Documents 1 to 7).
  • the phase difference detection pixel is composed of two neighboring pixels mounted with a pair of the same color filters, and is compared to a light shielding film opening provided in a normal pixel, respectively.
  • a small light shielding film opening is provided.
  • the light shielding film opening provided in one phase difference detection pixel forming a pair is eccentrically provided in a direction away from the other phase difference detection pixel (for example, the left side), and the light shielding film of the other phase difference detection pixel is provided.
  • the opening is provided eccentrically in the opposite direction (for example, the right side).
  • a signal is read from the phase difference detection pixel of the solid-state imaging device, and the amount of defocus from the detection signal of the pixel whose light shielding film opening is eccentric to the right side and the detection signal of the pixel eccentric to the left side And adjust the focal position of the taking lens.
  • phase difference detection pixels are the same as the normal pixels because the light shielding film opening is narrow and the sensitivity is low. There is a problem that cannot be handled.
  • the detection signal of the phase difference detection pixel is gain-corrected to the same degree as the sensitivity of the normal pixel, or the phase difference detection pixel is replaced with a defective pixel. It is necessary to correct the interpolation calculation with the detection signals of the surrounding normal pixels.
  • phase correction pixels are subjected to interpolation calculation correction using detection signals of surrounding normal pixels, depending on the position of the phase difference detection pixels, the accuracy of interpolation may deteriorate and the image quality may deteriorate.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a color imaging device, an imaging apparatus, and an imaging apparatus control program capable of improving the interpolation accuracy of phase difference detection pixels.
  • a color image pickup device of the present invention is provided on an image pickup device including a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a horizontal direction and a vertical direction, and a plurality of pixels including the plurality of photoelectric conversion elements.
  • a first filter corresponding to the first color that contributes most to obtain a luminance signal is disposed on the four corners and the center pixel of a square array of 3 ⁇ 3 pixels, and
  • a second filter corresponding to a second color different from the first color is arranged in a central line in the horizontal direction of the square array, and the third color is different from the first color and the second color.
  • the corresponding third filter is arranged in the center line in the vertical direction of the square array, the first array pattern and the first filter are arranged in the same manner, and the first filter Of two filters
  • a first phase difference detection pixel arranged at a pixel position corresponding to the portion, and a basic arrangement pattern adjacent to the basic arrangement pattern in which the first phase difference detection pixel is arranged in the vertical direction.
  • the first array arranged at the position of the pixel corresponding to one corner of the four corners of at least one of the first array pattern and the second array pattern of the set.
  • the first phase difference detection pixel is arranged at the position of the pixel corresponding to one corner of the four corners of the arrangement pattern arranged at the same position in the horizontal direction as the arrangement pattern. Since the second phase difference detection pixel is provided, the interpolation accuracy of the phase difference detection pixel can be improved.
  • first phase difference detection pixel and the second phase difference detection pixel may have the same position in the horizontal direction.
  • the AF accuracy by the phase difference detection pixel is improved. Can do.
  • the first phase difference detection pixel is disposed at one corner of the four corners in the vertical direction
  • the second phase difference detection pixel is disposed in the vertical direction of the four corners. It is good also as a structure arrange
  • the AF accuracy by the phase difference detection pixel can be improved.
  • the first phase difference detection pixel is provided with a first light-shielding film that shields a part of the pixel and transmits the other region
  • the second phase difference detection pixel includes A configuration may be employed in which a second light-shielding film is provided that shields a part of the pixel and transmits a region that is paired with a region through which the first light-shielding film is transmitted.
  • the first light-shielding film shields the left half area of the pixel in the horizontal direction
  • the second light-shielding film shields the right half area of the pixel in the horizontal direction. Good.
  • the first color is a green (G) color
  • the second color is one of a red (R) color and a blue (B) color
  • the third color is a red color. It is good also as a structure which is the other color of (R) color and blue (B) color.
  • the image pickup apparatus of the present invention reads out the phase difference detection pixel data from the color image pickup device, the first phase difference detection pixel, and the second phase difference detection pixel, and the first phase difference detection.
  • image pixel data is read from the pixels on the even lines in the vertical direction
  • the first phase difference detection pixels and the second phase difference detection pixels are arranged on the even lines in the vertical direction
  • Drive means for driving the color image sensor so as to read out the image
  • focus adjusting means for adjusting the focus based on the pixel data for phase difference detection.
  • the driving means when the first phase difference detection pixel and the second phase difference detection pixel are arranged on an odd line in the horizontal direction, the driving means is even in the horizontal direction.
  • Drive means for driving the color image sensor so as to read out pixel data for an image from pixels on odd lines in the horizontal direction, and focus adjustment means for adjusting the focus based on the phase difference detection pixel data. It is characterized by that.
  • the control program for the image pickup apparatus of the present invention includes an image pickup element including a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a horizontal direction and a vertical direction, and a color filter provided on a plurality of pixels including the plurality of photoelectric conversion elements.
  • the first filter corresponding to the first color that contributes most to obtain the luminance signal is disposed on the four corners and the center pixel of the square array of 3 ⁇ 3 pixels, and is different from the first color.
  • a second filter corresponding to a second color is arranged in a central line in the horizontal direction of the square array, and a third filter corresponding to a third color different from the first color and the second color
  • a first phase difference detection pixel arranged at a position, and a basic arrangement pattern adjacent to the basic arrangement pattern in which the first phase difference detection pixel is arranged and the vertical arrangement direction; And four of the second arrangement patterns arranged in the same position in the horizontal direction as the arrangement pattern in which the first phase difference detection pixels are arranged. And a second phase difference detection pixel arranged at the position of the pixel corresponding to one corner of the first image, and a computer that controls an image pickup apparatus including a color image pickup device.
  • Driving the color imaging device to read out phase difference detection pixel data from the phase difference detection pixel and the second phase difference detection pixel; and focus adjustment based on the phase difference detection pixel data;
  • the control program of the imaging device for executing the processing including.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of the imaging apparatus 10 according to the present embodiment.
  • the imaging device 10 includes an optical system 12, an imaging element 14, an imaging processing unit 16, an image processing unit 20, a driving unit 22, and a control unit 24.
  • the optical system 12 includes, for example, a lens group including a plurality of optical lenses, an aperture adjustment mechanism, a zoom mechanism, an automatic focus adjustment mechanism, and the like.
  • the image sensor 14 includes an image sensor including a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a horizontal direction and a vertical direction, for example, a color filter disposed on an image sensor such as a CCD (Charge-Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor). This is a so-called single-plate type imaging device having the above-described configuration.
  • a CCD Charge-Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor
  • FIG. 2 shows a part of the color filter 30 according to this embodiment.
  • the number of pixels is (4896 ⁇ 3264) pixels as an example and the aspect ratio is 3: 2, but the number of pixels and the aspect ratio are not limited thereto.
  • the color filter 30 includes a 3 ⁇ 3 pixel square array in which a first filter G (hereinafter referred to as a G filter) corresponding to G (green) that contributes most to obtain a luminance signal.
  • a second filter R hereinafter referred to as an R filter
  • R corresponding to R (red) is disposed on the center line in the horizontal direction of the square array, and B (blue).
  • the first basic array pattern A Of the first array pattern A, the first basic array pattern A, and the filter G arranged in the center line in the vertical direction of the square array.
  • the color filter 30 has the following features (1), (2), (3), (4), and (5).
  • the color filter 30 shown in FIG. 2 includes a basic array pattern C composed of square array patterns corresponding to 6 ⁇ 6 pixels, and the basic array pattern C is repeatedly arranged in the horizontal direction and the vertical direction. That is, in this color filter array, R, G, and B color filters (R filter, G filter, and B filter) are arrayed with a predetermined periodicity.
  • the synchronization (interpolation) processing also referred to as demosaic processing
  • processing can be performed repeatedly according to the pattern.
  • the color filter array of the reduced image after the thinning process can be the same as the color filter array before the thinning process, and a common processing circuit is provided. Can be used.
  • the G filter corresponding to the color (G color in this embodiment) that contributes most to obtain the luminance signal corresponds to the horizontal, vertical, and diagonal lines of the color filter array. Is placed inside.
  • G filters corresponding to luminance pixels are arranged in horizontal, vertical, and diagonal lines of the color filter array, improving the reproducibility of synchronization processing in the high frequency range regardless of the direction of high frequency. Can be made.
  • the color filter 30 shown in FIG. 2 has an R filter and a B filter corresponding to two or more other colors (in this embodiment, R and B colors) other than the G color, And arranged in each vertical line.
  • the R filter and B filter are arranged in the horizontal and vertical lines of the color filter array, the occurrence of color moire (false color) can be suppressed. Thereby, it is possible to prevent an optical low-pass filter for suppressing the occurrence of false colors from being arranged in the optical path from the incident surface of the optical system to the imaging surface. Even when an optical low-pass filter is applied, it is possible to apply a filter having a weak function of cutting a high-frequency component for preventing the occurrence of false colors, so that the resolution is not impaired.
  • the basic array pattern C includes a 3 ⁇ 3 pixel first array pattern A surrounded by a broken line frame, and a 3 ⁇ 3 pixel second array pattern B surrounded by a dashed line frame.
  • the arrangement is arranged alternately in the horizontal and vertical directions.
  • G filters which are luminance pixels, are arranged at the four corners and the center, and are arranged on both diagonal lines.
  • the B filter is arranged in the horizontal direction and the R filter is arranged in the vertical direction across the center G filter, while the second arrangement pattern B is arranged in the center G filter.
  • the R filters are arranged in the horizontal direction, and the B filters are arranged in the vertical direction. That is, in the first arrangement pattern A and the second arrangement pattern B, the positional relationship between the R filter and the B filter is reversed, but the other arrangements are the same.
  • the G filters at the four corners of the first array pattern A and the second array pattern B have the first array pattern A and the second array pattern B alternately in the horizontal and vertical directions as shown in FIG. Are arranged in a square array corresponding to 2 ⁇ 2 pixels.
  • the color filter 30 shown in FIG. 2 includes a square array corresponding to 2 ⁇ 2 pixels made of a G filter.
  • this color filter array it is possible to determine a direction having a high correlation among the horizontal direction, the vertical direction, and the diagonal direction by using the information of the G pixel having the minimum pixel interval.
  • This direction discrimination result can be used for a process of interpolating from surrounding pixels (synchronization process).
  • the basic arrangement pattern C of the color filter 30 shown in FIG. 2 is point-symmetric with respect to the center of the basic arrangement pattern C (the centers of the four G filters). Further, as shown in FIG. 2, the first array pattern A and the second array pattern B in the basic array pattern C are also point-symmetric with respect to the central G filter.
  • the color filter arrangement of the first and third lines in the horizontal first to sixth lines is GRGGBG, and the color filter arrangement of the second line.
  • the color filter array of the fourth and sixth lines is GBGGRG
  • the color filter array of the fifth line is RGRBGB.
  • the basic array pattern C in which the basic array pattern is point-symmetric is referred to as a basic array pattern for convenience.
  • the imaging element 14 Since the imaging device 10 performs so-called phase difference AF control, the imaging element 14 has phase detection pixels arranged in a predetermined pattern. On this phase difference detection pixel, as shown in FIG. 3, a light shielding part 40 including a light shielding film 40A for shielding the left half pixel in the horizontal direction and a light shielding film 40B for shielding the right half pixel in the horizontal direction. Is formed.
  • the phase difference AF control the amount of phase shift is detected based on the pixel data of the phase difference detection pixel provided with the light shielding film 40A and the pixel data of the phase difference detection pixel provided with the light shielding film 40B. The focus position of the taking lens is adjusted based on the above.
  • the light shielding unit 40 is provided with two sets of the first arrangement pattern A and the second arrangement pattern B that constitute the basic arrangement pattern C, and a G filter at the upper left corner.
  • Each of the phase difference detection pixels is provided on each of the basic arrangement patterns C. That is, in the example of FIG. 3, the light shielding film 40A is arranged on the (6n + 1) th line in the vertical direction, and the light shielding film 40B is arranged on the (6n + 4) th line.
  • the light-shielding portions 40 are provided for all the basic array patterns C.
  • the present invention is not limited thereto, and may be provided only for the basic array patterns C in a predetermined region of a part of the image sensor. Good. The same applies to the following embodiments.
  • the color filter 30 according to the present embodiment is provided on the phase difference detection pixel in which the light shielding unit 40 is provided with the G filters at the upper left corners of all the first array pattern A and the second array pattern B.
  • the light shielding unit 40 is provided with the G filters at the upper left corners of all the first array pattern A and the second array pattern B.
  • one pixel per three pixels and phase difference detection pixels are regularly arranged in both the vertical and horizontal directions. For this reason, since a relatively large number of normal pixels are arranged around the phase difference detection pixels, it is possible to improve the interpolation accuracy when interpolating the pixel data of the phase difference detection pixels from the pixel data of the normal pixels.
  • the imaging processing unit 16 performs predetermined processing such as amplification processing, correlated double sampling processing, A / D conversion processing, and the like on the imaging signal output from the imaging device 14 and outputs it to the image processing unit 20 as pixel data. To do.
  • the image processing unit 20 performs so-called synchronization processing on the pixel data output from the imaging processing unit 16. That is, for all pixels, pixel data of colors other than the corresponding color is interpolated from the pixel data of surrounding pixels to generate R, G, and B pixel data of all pixels. Then, so-called YC conversion processing is performed on the generated R, G, and B pixel data to generate luminance data Y and color difference data Cr and Cb. Then, a resizing process for resizing these signals to a size corresponding to the shooting mode is performed.
  • the driving unit 22 performs reading driving of the imaging signal from the imaging device 14 in accordance with an instruction from the control unit 24.
  • the control unit 24 controls the drive unit 22 and the image processing unit 20 according to the shooting mode and the like. Although details will be described later, the control unit 24 instructs the driving unit 22 to read out the imaging signal by a reading method according to the shooting mode, or instructs the image processing unit 20 to select an image according to the shooting mode. Or instructing it to perform processing.
  • control unit 24 instructs the drive unit 22 to read out the image pickup signal using a thinning method according to the instructed shooting mode. To do.
  • the shooting mode includes a still image mode for shooting a still image, and an HD movie that generates a relatively high resolution HD (high definition) movie data by thinning the captured image and records it on a recording medium such as a memory card (not shown).
  • a moving image mode such as a through moving image mode (live view mode) that thins out a captured image and outputs a relatively low resolution through moving image to a display unit (not shown).
  • processing shown in FIG. 4 is executed when an instruction is given to execute shooting according to the shooting mode.
  • step 100 the drive unit 22 is instructed to read out pixel data by a thinning method corresponding to the shooting mode.
  • the phase difference AF control is performed, and the other (6n + 2), (6n + 3), (6n + 5), and (6n + 6) th lines, that is, at least a part of the normal pixel lines are read out, Create data.
  • the phase difference detection pixels are interpolated from the pixel data of the surrounding normal pixels.
  • the present embodiment has a configuration in which one pixel per three pixels and phase difference detection pixels are regularly arranged in both the vertical and horizontal directions. For this reason, since a relatively large number of normal pixels are arranged around the phase difference detection pixels, it is possible to improve the interpolation accuracy when interpolating the pixel data of the phase difference detection pixels from the pixel data of the normal pixels.
  • step 102 the image processing unit 20 is instructed to execute image processing (synchronization processing and YC conversion processing) and resizing processing according to the shooting mode.
  • the control unit 24 can be configured by a computer including a CPU, ROM, RAM, nonvolatile ROM, and the like.
  • the processing program for the above processing can be stored in advance in a nonvolatile ROM, for example, and can be read and executed by the CPU.
  • FIGS. 3 and 5A an array line in which the light shielding film 40A is disposed along the horizontal direction and an array line in which the light shielding film 40B is disposed along the horizontal direction are provided.
  • the arrangement lines alternately arranged in the horizontal direction in order may be arranged alternately in the vertical direction.
  • FIG. 5 shows only the phase difference detection pixels.
  • both the light shielding film 40A and the light shielding film 40B are arranged obliquely, so that, for example, when a subject including an oblique line is photographed, it is possible to focus accurately.
  • FIG. 6 shows the arrangement of the light shielding films 40A and 40B according to the present embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of the light shielding films 40A and 40B.
  • the light shielding unit 40 is provided in each of two sets of the first array pattern A and the second array pattern B constituting the basic array pattern C, and the light shielding unit 40.
  • the array lines in which the basic array pattern C in which the light shielding film 40 is disposed are arranged in the horizontal direction, and the array lines in which the basic array pattern C in which the light shielding film 40 is not disposed are disposed in the horizontal direction are alternately arranged in the vertical direction. Is arranged. That is, in the example of FIG. 6, the light shielding film 40A is disposed on the (12n + 1) th line in the vertical direction, and the light shielding film 40B is disposed on the (12n + 4) th line.
  • the control unit 24 reads out the pixel data of the phase difference detection pixels on the line where the light shielding films 40A and 40B are arranged, performs phase difference AF control, and also performs the light shielding films 40A and 40B.
  • pixel data of a normal pixel in which is not arranged for example, pixel data of the (12n + 7) th to (12n + 12) th lines is read to create moving image data.
  • the pixel data of the phase difference detection pixel is used only for the phase difference AF control and is not used for creating the moving image data. Therefore, it is not necessary to interpolate from surrounding pixels.
  • the moving image data is created from pixel data of normal pixels. Therefore, the processing speed of the phase difference AF control can be improved as compared with the case where the phase difference detection pixels are based on the creation of moving image data. In addition, the processing speed of moving image data creation can be improved as compared with the case where moving image data is generated by interpolation.
  • FIG. 7 shows the arrangement of the light shielding films 40A and 40B according to the present embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of the light shielding films 40A and 40B.
  • the thinning drive is the same as in the second embodiment.
  • the light shielding unit 40 includes a pair of first array patterns A and a second array pattern B that constitute the basic array pattern C, arranged in the vertical direction.
  • An array line in which the basic array pattern C provided in the first array pattern A and the second array pattern B and in which the light shielding film 40 is disposed is disposed along the horizontal direction, and a base in which the light shielding film 40 is not disposed.
  • the array lines in which the array pattern C is disposed along the horizontal direction are alternately disposed in the vertical direction. That is, in the example of FIG.
  • the light shielding films 40A and 40B are disposed on the phase difference detection pixels at positions where the lines intersect.
  • the number of normal pixels increases around the phase difference detection pixels, so that the interpolation accuracy can be improved and the image quality can be improved.
  • FIG. 8 shows the arrangement of the light shielding films 40A and 40B according to the present embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of the light shielding films 40A and 40B.
  • the light shielding film 40 is provided on one side (left side) in the horizontal direction among the four corners of the set of the first array pattern A and the second array pattern B arranged in the horizontal direction. They are provided on the phase difference detection pixels at the two corners, and are arranged for all the basic array patterns C. That is, in the example of FIG. 8, the light shielding film 40A is disposed on the (6n + 1) th line in the vertical direction, and the light shielding film 40B is disposed on the (6n + 3) th line.
  • the accuracy of AF control is better when the phase difference detection pixels are adjacent to each other or the phase difference detection pixels are arranged in the vertical direction.
  • the accuracy of the phase difference AF control can be improved.
  • FIG. 9 shows the arrangement of the light shielding films 40A and 40B according to the present embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of the light shielding films 40A and 40B.
  • the thinning drive is the same as in the second embodiment.
  • the light-shielding portion 40 is located on one side (left side) in the horizontal direction among the four corners of the pair of first array pattern A and second array pattern B arranged in the horizontal direction.
  • An array line that is provided on each of the phase difference detection pixels at the two corners and in which the basic array pattern C in which the light shielding film 40 is disposed is disposed along the horizontal direction, and a basic array in which the light shielding film 40 is not disposed.
  • the array lines in which the patterns C are arranged along the horizontal direction are alternately arranged in the vertical direction. That is, in the example of FIG. 9, the light shielding film 40A is disposed on the (12n + 1) th line in the vertical direction, and the light shielding film 40B is disposed on the (12n + 3) th line.
  • the control unit 24 reads out the pixel data of the phase difference detection pixels on the line where the light shielding films 40A and 40B are arranged, and performs phase difference AF control.
  • the pixel data of the normal pixels where the light-shielding films 40A and 40B are not arranged, for example, the (12n + 7) th to (12n + 12) th lines are read to create moving image data.
  • the pixel data of the phase difference detection pixel is used only for the phase difference AF control and is not used for creating the moving image data. Therefore, it is not necessary to interpolate from surrounding pixels.
  • the moving image data is created from pixel data of normal pixels. Therefore, the processing speed of the phase difference AF control can be improved as compared with the case where the phase difference detection pixels are based on the creation of moving image data. In addition, the processing speed of moving image data creation can be improved as compared with the case where moving image data is generated by interpolation.
  • FIG. 10 shows the arrangement of the light shielding films 40A and 40B according to the present embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of the light shielding films 40A and 40B.
  • the light shielding films 40A and 40B are disposed on the phase difference detection pixels at positions where the lines intersect.
  • the image quality of the through video can be improved.
  • the color filter array of the three primary colors of RGB has been described, but the type of color filter is not limited to this.
  • the configuration in which the phase difference detection pixel is provided with the light shielding film 40A that shields the left half pixel in the horizontal direction or the light shielding film 40B that shields the right half pixel in the horizontal direction has been described.
  • the light shielding region is not limited to this, and the light shielding film 40A shields a part of the phase difference detection pixel and transmits the other region, and the light shielding film 40B includes the phase difference detection pixel. As long as a part of the light is shielded and the region that is paired with the region through which the light shielding film 40A transmits is transmitted, it is sufficient.
  • a phase difference detection pixel may be formed. That is, the imaging element is composed of a top microlens, an inner microlens, and a light receiving element having the same shape, and the first pixel D1 that receives a light beam that passes through the entire area of the photographing lens pupil and one half of the area of the photographing lens pupil.
  • the top microlenses L2 and L3 having a smaller diameter than the top microlens L1 of the first pixel D1 are connected to the inner microlens. Each is shifted in a different direction with respect to the optical axis. In addition, the top microlens and the light receiving element are shifted from each other.
  • the second pixel D2 and the third D3 can be formed as phase difference detection pixels. Even in such a configuration, the present invention is applicable. Furthermore, the form which does not provide an inner lens may be sufficient depending on the structure of an image pick-up element. Further, the configuration of the phase difference pixel is not limited to the above configuration, and can be replaced as long as the pupil division can be performed.
  • Phase difference detection pixels have different characteristics, such as low sensitivity compared to normal pixels. Therefore, when using pixel data of phase difference detection pixels as image data for still images or moving images, phase difference detection pixels This pixel data needs to be corrected. Therefore, in the present embodiment, a method for correcting pixel data of phase difference detection pixels will be described.
  • the average value correction is a method of averaging pixel values of normal pixels around the phase difference detection pixels and using this as pixel data of the phase difference detection pixels.
  • the gain correction is a method of raising the pixel data of the phase difference detection pixel by multiplying the pixel data of the phase difference detection pixel by a predetermined gain corresponding to the level difference between the normal pixel and the phase difference detection pixel. It is.
  • FIG. 14 shows the arrangement of G pixels in 4 ⁇ 4 pixels centered on the 2 ⁇ 2 G pixels in the center of the basic array pattern C.
  • the center 2 ⁇ 2 G pixels are respectively G1, G2, G3, and G4 clockwise from the upper left
  • the surrounding G pixels are respectively G5, G6, G7, and G8 clockwise from the upper left. .
  • the G3 pixel in FIG. 14 is the phase difference detection pixel.
  • the G2 or G3 pixel in FIG. 14 is the phase difference detection pixel.
  • phase difference detection pixels are arranged as shown in FIG. 10, any of G1, G2, G3, and G4 pixels in FIG. 14 is the phase difference detection pixel.
  • the average value of the pixel data of the surrounding normal pixels for example, the G2, G4, and G5 pixels, is used as the pixel data of the G1 pixel.
  • the average value of the pixel data of each of the surrounding normal pixels, for example, G1, G3, and G6, is obtained as the pixel data of the G2 pixel.
  • the average value of pixel data of the surrounding normal pixels for example, G2, G4, and G7, is obtained as pixel data of G3 pixels.
  • G4 pixels which are phase difference detection pixels
  • the average value of pixel data of the surrounding normal pixels for example, G1, G3, and G8, is obtained as pixel data of G4 pixels.
  • the average value of the pixel data of the phase difference detection pixels is corrected based on the pixel data of the surrounding normal pixels.
  • the gain correction and the average value correction may be properly used according to the content of the captured image.
  • FIG. 15 shows the arrangement of the light shielding films 40A and 40B according to the present embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of the light shielding films 40A and 40B.
  • a light shielding film 40A (first phase difference detection pixel) is disposed at the pixel position.
  • the light shield film 40A is disposed.
  • the light shielding film 40B (second phase difference detection pixel) at the pixel position corresponding to one corner (upper left corner in FIG. 15) of the four corners of the array pattern at the same position in the horizontal direction as the arranged pattern ) Is arranged.
  • the control unit 24 except for the line where the light shielding films 40A and 40B are arranged, the normal pixel where the light shielding films 40A and 40B are not arranged, for example, the (2n + 2) th line. Pixel data is read to create moving image data. That is, moving image data is created by reading line image data of even-numbered lines in the vertical direction.
  • both the light shielding film 40A and the light shielding film 40B are arranged on the odd-numbered lines in the vertical direction, the line image data of the even-numbered lines in the vertical direction is read to create moving image data. can do.
  • the light shielding film 40A or the light shielding film 40B is arranged in any of 2 ⁇ 2 G pixels, and many G pixels that are normal pixels of the same color are arranged around the light shielding film 40A or the light shielding film 40B. Therefore, when generating image data using pixel data of phase difference detection pixels in still image shooting mode, etc., the interpolation accuracy when interpolating pixel data of phase difference detection pixels from pixel data of normal pixels is improved. Can be improved.
  • the light shielding film 40A is disposed at the lower corner in the vertical direction among the four corners of the first array pattern A, and the light shielding film 40B paired with the light shielding film 40A is disposed at the four corners of the first array pattern A. Since the light shielding film 40B is disposed at the lower side in the vertical direction among the four corners of the first array pattern A, the light shielding film 40B is disposed at the upper corner in the vertical direction. In comparison, since the distance in the vertical direction between the light shielding film 40A and the light shielding film 40B that form a pair is reduced, the AF accuracy by the phase difference detection pixels can be improved.
  • the present invention is not limited to this.
  • the light shielding film 40A may be disposed on the (12n + 1) th line in the vertical direction, and the light shielding film 40B may be disposed on the (12n + 7) th line.
  • the light shielding film 40A may be disposed on the (12n + 3) th line in the vertical direction, and the light shielding film 40B may be disposed on the (12n + 9) th line.
  • Imaging device 12 Optical system 14 Imaging element 16 Imaging processing part 20 Image processing part 22 Drive part 24 Control part 30 Color filter

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Abstract

　位相差検出用画素の補間精度を向上させる。　撮像素子は、３×３画素の正方配列の第１の配列パターンと第２の配列パターンと、が点対称で配置された基本配列パターンが繰り返し配置されたカラーフィルタと、基本配列パターンを構成する２組の第１の配列パターン及び第２の配列パターンのうち、１組の第１の配列パターン及び第２の配列パターンの少なくとも一方の配列パターンの四隅のうちの一つの角部に対応する画素の位置に配置された第１の位相差検出用画素と、第１の位相差検出用画素が配置された基本配列パターンと垂直方向に隣接する基本配列パターンを構成する第１の配列パターン及び第２の配列パターンのうち、第１の位相差検出用画素が配置された配列パターンと水平方向において同じ位置に配置されている配列パターンの四隅のうちの一つの角部に対応する画素の位置に配置された第２の位相差検出用画素と、を備える。

Description

カラー撮像素子、撮像装置、及び撮像装置の制御プログラム
　本発明は、カラー撮像素子、撮像装置、及び撮像装置の制御プログラムに係り、特に、位相差検出用画素を含むカラー撮像素子、撮像装置、及び撮像装置の制御プログラムに関する。
　デジタルカメラ等の撮像装置に搭載される固体撮像素子には、ＡＦ（オートフォーカス）性能を高めるために、固体撮像素子受光面上に形成される多数の画素のうちの一部画素を位相差検出用画素としたものがある（例えば特許文献１～７参照）。
　位相差検出用画素は、例えば下記の特許文献１～７に記載されている様に、ペアとなる同色フィルタを搭載した近隣２画素で構成され、通常画素に設けられる遮光膜開口に比べて夫々小さな遮光膜開口が設けられる。そして更に、ペアを組む一方の位相差検出用画素に設ける遮光膜開口は、他方の位相差検出用画素から離れる方向（例えば左側）に偏心して設けられ、他方の位相差検出用画素の遮光膜開口は、反対方向（例えば右側）に偏心して設けられる。
　撮像装置でＡＦ動作を行うとき、固体撮像素子の位相差検出用画素から信号を読み出し、遮光膜開口が右側に偏心した画素の検出信号と左側に偏心した画素の検出信号とから焦点のずれ量を求め、撮影レンズの焦点位置を調整する。
　このＡＦ動作は、位相差検出用画素が多いほど精度が高くなるが、通常の被写体画像を本撮像する場合、位相差検出用画素は、遮光膜開口が狭く感度が低いため、通常画素と同じに取り扱えないという問題がある。
　このため、全画素から信号を読み出して被写体画像を生成するときは、位相差検出用画素の検出信号を通常画素の感度と同程度に利得補正したり、あるいは、位相差検出用画素を欠陥画素として取り扱い、周りの通常画素の検出信号で補間演算補正したりする必要がある。
特開２０００－１５６８２３号公報 特開２００７－１５５９２９号公報 特開２００９－８９１４４号公報 特開２００９－１０５６８２号公報 特開２０１０－６６４９４号公報 特開２００８－３１２０７３号公報 特許第３５９２１４７号公報
　位相差検出用画素について、周りの通常画素の検出信号で補間演算補正する場合、位相差検出用画素の位置によっては補間の精度が劣化し、画質が劣化する場合がある。
　本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、位相差検出用画素の補間精度を向上させることができるカラー撮像素子、撮像装置、及び撮像装置の制御プログラムを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明のカラー撮像素子は、水平方向及び垂直方向に配列された複数の光電変換素子を含む撮像素子と、前記複数の光電変換素子からなる複数の画素上に設けられたカラーフィルタであって、輝度信号を得るために最も寄与する第１の色に対応する第１のフィルタが、３×３画素の正方配列の四隅及び中央の画素上に配置され、前記第１の色と異なる第２の色に対応する第２のフィルタが、前記正方配列の前記水平方向における中央のラインに配置され、前記第１の色及び前記第２の色と異なる第３の色に対応する第３のフィルタが、前記正方配列の前記垂直方向における中央のラインに配置された第１の配列パターンと、前記第１の配列パターンと前記第１のフィルタの配置が同一で且つ前記第２のフィルタの配置と前記第３のフィルタの配置とを入れ替えた第２の配列パターンと、が点対称で配置された６×６画素の基本配列パターンが繰り返し配置されたカラーフィルタと、前記基本配列パターンを構成する２組の前記第１の配列パターン及び前記第２の配列パターンのうち、１組の前記第１の配列パターン及び前記第２の配列パターンの少なくとも一方の配列パターンの四隅のうちの一つの角部に対応する画素の位置に配置された第１の位相差検出用画素と、前記第１の位相差検出用画素が配置された基本配列パターンと前記垂直方向に隣接する基本配列パターンを構成する前記第１の配列パターン及び前記第２の配列パターンのうち、前記第１の位相差検出用画素が配置された配列パターンと前記水平方向において同じ位置に配置されている配列パターンの四隅のうちの一つの角部に対応する前記画素の位置に配置された第２の位相差検出用画素と、を備えたことを特徴とする。
　この発明によれば、１組の前記第１の配列パターン及び前記第２の配列パターンの少なくとも一方の配列パターンの四隅のうちの一つの角部に対応する画素の位置に配置された第１の位相差検出用画素と、前記第１の位相差検出用画素が配置された基本配列パターンと前記垂直方向に隣接する基本配列パターンを構成する前記第１の配列パターン及び前記第２の配列パターンのうち、前記第１の位相差検出用画素が配置された配列パターンと前記水平方向において同じ位置に配置されている配列パターンの四隅のうちの一つの角部に対応する前記画素の位置に配置された第２の位相差検出用画素と、を備えた構成としたので、位相差検出用画素の補間精度を向上させることができる。
　なお、前記第１の位相差検出用画素と前記第２の位相差検出用画素との前記水平方向における位置が同一である構成としてもよい。
　この発明によれば、前記第１の位相差検出用画素と前記第２の位相差検出用画素との前記水平方向における位置が同一となるので、位相差検出用画素によるＡＦ精度を向上させることができる。
　また、前記第１の位相差検出用画素が、前記四隅のうちの前記垂直方向において一方側の角部に配置され、前記第２の位相差検出用画素が、前記四隅のうちの前記垂直方向における他方側の角部に配置された構成としてもよい。
　この発明によれば、第１の位相差検出用画素と第２の位相差検出用画素とが垂直方向に近くなるので、位相差検出用画素によるＡＦ精度を向上させることができる。
　なお、前記第１の位相差検出用画素には、当該画素の一部の領域を遮光し他の領域を透過する第１の遮光膜が設けられ、前記第２の位相差検出用画素には、当該画素の一部を遮光し前記第１の遮光膜が透過する領域と対になる領域を透過する第２の遮光膜が設けられた構成としてもよい。
　また、前記第１の遮光膜が画素の水平方向の左半分の領域を遮光するものであり、前記第２の遮光膜が画素の水平方向の右半分の領域を遮光するものである構成としてもよい。
　また、前記第１の色は、緑（Ｇ）色であり、前記第２の色は、赤（Ｒ）色及び青（Ｂ）色の一方の色であり、前記第３の色は、赤（Ｒ）色及び青（Ｂ）色の他方の色である構成としてもよい。
　本発明の撮像装置は、前記カラー撮像素子と、前記第１の位相差検出用画素及び前記第２の位相差検出用画素から位相差検出用画素データを読み出すと共に、前記第１の位相差検出用画素及び前記第２の位相差検出用画素が前記垂直方向において奇数ライン上に配置されている場合には、前記垂直方向において偶数ライン上の画素から画像用の画素データを読み出し、且つ、前記第１の位相差検出用画素及び前記第２の位相差検出用画素が前記垂直方向において偶数ライン上に配置されている場合には、前記垂直方向において奇数ライン上の画素から画像用の画素データを読み出すように前記カラー撮像素子を駆動する駆動手段と、前記位相差検出用画素データに基づいて焦点調整する焦点調整手段と、を備えたことを特徴とする。
　本発明は、前記駆動手段は、前記第１の位相差検出用画素及び前記第２の位相差検出用画素が前記水平方向において奇数ライン上に配置されている場合には、前記水平方向において偶数ライン上の画素から画像用の画素データを読み出し、前記第１の位相差検出用画素及び前記第２の位相差検出用画素が前記水平方向において偶数ライン上に配置されている場合には、前記水平方向において奇数ライン上の画素から画像用の画素データを読み出すように前記カラー撮像素子を駆動する駆動手段と、前記位相差検出用画素データに基づいて焦点調整する焦点調整手段と、を備えたことを特徴とする。
　本発明の撮像装置の制御プログラムは、水平方向及び垂直方向に配列された複数の光電変換素子を含む撮像素子と、前記複数の光電変換素子からなる複数の画素上に設けられたカラーフィルタであって、輝度信号を得るために最も寄与する第１の色に対応する第１のフィルタが、３×３画素の正方配列の四隅及び中央の画素上に配置され、前記第１の色と異なる第２の色に対応する第２のフィルタが、前記正方配列の前記水平方向における中央のラインに配置され、前記第１の色及び前記第２の色と異なる第３の色に対応する第３のフィルタが、前記正方配列の前記垂直方向における中央のラインに配置された第１の配列パターンと、前記第１の配列パターンと前記第１のフィルタの配置が同一で且つ前記第２のフィルタの配置と前記第３のフィルタの配置とを入れ替えた第２の配列パターンと、が点対称で配置された６×６画素の基本配列パターンが繰り返し配置されたカラーフィルタと、前記基本配列パターンを構成する２組の前記第１の配列パターン及び前記第２の配列パターンのうち、１組の前記第１の配列パターン及び前記第２の配列パターンの少なくとも一方の配列パターンの四隅のうちの一つの角部に対応する画素の位置に配置された第１の位相差検出用画素と、前記第１の位相差検出用画素が配置された基本配列パターンと前記垂直方向に隣接する基本配列パターンを構成する前記第１の配列パターン及び前記第２の配列パターンのうち、前記第１の位相差検出用画素が配置された配列パターンと前記水平方向において同じ位置に配置されている配列パターンの四隅のうちの一つの角部に対応する前記画素の位置に配置された第２の位相差検出用画素と、を備えたカラー撮像素子を備えた撮像装置を制御するコンピュータに、前記第１の位相差検出用画素及び前記第２の位相差検出用画素から位相差検出用画素データを読み出すように前記カラー撮像素子を駆動するステップと、前記位相差検出用画素データに基づいて焦点調整するステップと、を含む処理を実行させるための撮像装置の制御プログラムである。
　本発明によれば、位相差検出用画素の補間精度を向上させることができる、という効果を有する。
撮像装置の概略ブロック図である。 本発明に係るカラーフィルタの構成図である。 第１実施形態に係る遮光部の配置を示す図である。 制御部で実行される処理のフローチャートである。 遮光膜の配置パターンについて説明するための図である。 遮光膜の配置パターンについて説明するための図である。 第２実施形態に係る遮光部の配置を示す図である。 第３実施形態に係る遮光部の配置を示す図である。 第４実施形態に係る遮光部の配置を示す図である。 第５実施形態に係る遮光部の配置を示す図である。 第６実施形態に係る遮光部の配置を示す図である。 位相差検出用画素の変形例について説明するための図である。 カラーフィルタに含まれる２×２画素のＧ画素の画素値から相関方向を判別する方法を説明するための図である。 カラーフィルタに含まれる基本配列パターンの概念を説明するための図である。 位相差検出用画素の画素データを平均値補正で補正する場合について説明するための図である。 第８実施形態に係る遮光部の配置を示す図である。 第８実施形態に係る遮光部の配置の変形例を示す図である。 第８実施形態に係る遮光部の配置の変形例を示す図である。 第８実施形態に係る遮光部の配置の変形例を示す図である。 第８実施形態に係る遮光部の配置の変形例を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
（第１実施形態）
　図１には、本実施形態に係る撮像装置１０の概略ブロック図を示した。撮像装置１０は、光学系１２、撮像素子１４、撮像処理部１６、画像処理部２０、駆動部２２、及び制御部２４を含んで構成されている。
　光学系１２は、例えば複数の光学レンズから成るレンズ群、絞り調整機構、ズーム機構、及び自動焦点調節機構等を含んで構成されている。
　撮像素子１４は、水平方向及び垂直方向に配列された複数の光電変換素子を含む撮像素子、例えばＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子上にカラーフィルタが配置された構成の所謂単板式の撮像素子である。
　図２には、本実施形態に係るカラーフィルタ３０の一部を示した。なお、画素数は一例として（４８９６×３２６４）画素であり、アスペクト比は３：２であるが、画素数及びアスペクト比はこれに限られるものではない。同図に示すように、カラーフィルタ３０は、輝度信号を得るために最も寄与するＧ（緑）に対応する第１のフィルタＧ（以下、Ｇフィルタと称する）が、３×３画素の正方配列の四隅及び中央の画素上に配置され、Ｒ（赤）に対応する第２のフィルタＲ（以下、Ｒフィルタと称する）が、正方配列の水平方向における中央のラインに配置され、Ｂ（青）に対応する第３のフィルタＢ（以下、Ｂフィルタと称する）が、正方配列の垂直方向における中央のラインに配置された第１の配列パターンＡと、第１の基本配列パターンＡとフィルタＧの配置が同一で且つフィルタＲの配置とフィルタＢの配置とを入れ替えた第２の配列パターンＢと、が点対称で配置された６×６画素の基本配列パターンＣが繰り返し配置されたカラーフィルタである。
　すなわち、カラーフィルタ３０は、下記の特徴(1)、(2)、(3)、(4)、及び(5)を有している。
　〔特徴(1)〕
　図２に示すカラーフィルタ３０は、６×６画素に対応する正方配列パターンからなる基本配列パターンＣを含み、この基本配列パターンＣが水平方向及び垂直方向に繰り返し配置されている。即ち、このカラーフィルタ配列は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色のフィルタ（Ｒフィルタ、Ｇフィルタ、Ｂフィルタ）が所定の周期性をもって配列されている。
　このようにＲフィルタ、Ｇフィルタ、Ｂフィルタが所定の周期性をもって配列されているため、カラー撮像素子から読み出されるＲ、Ｇ、Ｂ信号の同時化（補間）処理（デモザイク処理とも言う。）等を行う際に、繰り返しパターにしたがって処理を行うことができる。
　また、基本配列パターンＰの単位で間引き処理して画像を縮小する場合、間引き処理した縮小画像のカラーフィルタ配列は、間引き処理前のカラーフィルタ配列と同じにすることができ、共通の処理回路を使用することができる。
　〔特徴(2)〕
　図２に示すカラーフィルタ３０は、輝度信号を得るために最も寄与する色(この実施形態では、Ｇの色)に対応するＧフィルタが、カラーフィルタ配列の水平、垂直、及び斜め方向の各ライン内に配置されている。
　輝度系画素に対応するＧフィルタが、カラーフィルタ配列の水平、垂直、及び斜め方向の各ライン内に配置されるため、高周波となる方向によらず高周波領域での同時化処理の再現精度を向上させることができる。
　〔特徴(3)〕
　図２に示すカラーフィルタ３０は、上記Ｇの色以外の２色以上の他の色（この実施形態では、Ｒ，Ｂの色）に対応するＲフィルタ、Ｂフィルタが、カラーフィルタ配列の水平、及び垂直方向の各ライン内に配置されている。
　Ｒフィルタ、Ｂフィルタが、カラーフィルタ配列の水平、及び垂直方向の各ライン内に配置されるため、色モワレ（偽色）の発生を抑圧することができる。これにより、偽色の発生を抑制するための光学ローパスフィルタを光学系の入射面から撮像面までの光路に配置しないようにすることができる。また、光学ローパスフィルタを適用する場合でも、偽色の発生を防止するための高周波数成分をカットする働きの弱いものを適用することができ、解像度を損なわないようにすることができる。
　図２に示すように基本配列パターンＣは、破線の枠で囲んだ３×３画素の第１の配列パターンＡと、一点鎖線の枠で囲んだ３×３画素の第２の配列パターンＢとが、水平、垂直方向に交互に並べられた配列となっていると捉えることもできる。
　第１の配列パターンＡ及び第２の配列パターンＢは、それぞれ輝度系画素であるＧフィルタが４隅と中央に配置され、両対角線上に配置されている。また、第１の配列パターンＡは、中央のＧフィルタを挟んでＢフィルタが水平方向に配列され、Ｒフィルタが垂直方向に配列され、一方、第２の配列パターンＢは、中央のＧフィルタを挟んでＲフィルタが水平方向に配列され、Ｂフィルタが垂直方向に配列されている。即ち、第１の配列パターンＡと第２の配列パターンＢとは、ＲフィルタとＢフィルタとの位置関係が逆転しているが、その他の配置は同様になっている。
　また、第１の配列パターンＡと第２の配列パターンＢの４隅のＧフィルタは、図１２に示すように第１の配列パターンＡと第２の配列パターンＢとが水平、垂直方向に交互に配置されることにより、２×２画素に対応する正方配列のＧフィルタとなる。
　〔特徴(4)〕
　図２に示すカラーフィルタ３０は、Ｇフィルタからなる２×２画素に対応する正方配列を含んでいる。
　図１２に示すように、Ｇフィルタからなる２×２画素を取り出し、水平方向のＧ画素の画素値の差分絶対値、垂直方向のＧ画素の画素値の差分絶対値、斜め方向（右上斜め、左上斜め）のＧ画素の画素値の差分絶対値を求めることにより、水平方向、垂直方向、及び斜め方向のうち、差分絶対値の小さい方向に相関があると判断することができる。
　即ち、このカラーフィルタ配列によれば、最小画素間隔のＧ画素の情報を使用して、水平方向、垂直方向、及び斜め方向のうちの相関の高い方向判別ができる。この方向判別結果は、周囲の画素から補間する処理（同時化処理）に使用することができる。
　〔特徴(5)〕
　図２に示すカラーフィルタ３０の基本配列パターンＣは、その基本配列パターンＣの中心（４つのＧフィルタの中心）に対して点対称になっている。また、図２に示したように、基本配列パターンＣ内の第１の配列パターンＡ及び第２の配列パターンＢも、それぞれ中心のＧフィルタに対して点対称になっている。
　このような対称性により、後段の処理回路の回路規模を小さくしたり、簡略化することが可能になる。
　図１３に示すように基本配列パターンＣにおいて、水平方向の第１から第６のラインのうちの第１及び第３のラインのカラーフィルタ配列は、ＧＲＧＧＢＧであり、第２のラインのカラーフィルタ配列は、ＢＧＢＲＧＲであり、第４及び第６のラインのカラーフィルタ配列は、ＧＢＧＧＲＧであり、第５のラインのカラーフィルタ配列は、ＲＧＲＢＧＢとなっている。
　いま、図１３において、基本配列パターンＣを水平方向、及び垂直方向にそれぞれ１画素ずつシフトした基本配列パターンをＣ’、それぞれ２画素ずつシフトした基本配列パターンをＣ”とすると、これらの基本配列パターンＣ’、Ｃ”を水平方向及び垂直方向に繰り返し配置しても、同じカラーフィルタ配列になる。
　即ち、基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に繰り返し配置することで、図１３に示すカラーフィルタ配列を構成することができる基本配列パターンは複数存在する。本実施形態では、基本配列パターンが点対称になっている基本配列パターンＣを、便宜上、基本配列パターンという。
　撮像装置１０は、所謂位相差方式のＡＦ制御を行うため、撮像素子１４は、位相差検出用画素が予め定めたパターンで配置されている。この位相差検出用画素上には、図３に示すように、水平方向の左半分の画素を遮光する遮光膜４０Ａ及び水平方向の右半分の画素を遮光する遮光膜４０Ｂを含む遮光部４０が形成されている。位相差ＡＦ制御では、遮光膜４０Ａが設けられた位相差検出用画素の画素データと遮光膜４０Ｂが設けられた位相差検出用画素の画素データとに基づいて位相のずれ量を検出し、これに基づいて撮影レンズの焦点位置を調整する。
　この遮光部４０は、本実施形態では、図３に示すように、基本配列パターンＣを構成する２組の第１の配列パターンＡ及び第２の配列パターンＢの左上角部のＧフィルタが設けられた位相差検出用画素上に各々設けられ、かつ、全ての基本配列パターンＣに対して配置されている。すなわち、図３の例では、垂直方向において（６ｎ＋１）番目のラインに遮光膜４０Ａが配置され、（６ｎ＋４）番目のラインに遮光膜４０Ｂが配置されている。なお、図３では、全ての基本配列パターンＣに遮光部４０が設けられているが、これに限らず、撮像素子の一部の所定の領域内の基本配列パターンＣにのみ設けるようにしてもよい。これは以下の実施形態でも同様である。
　このように、本実施形態に係るカラーフィルタ３０は、遮光部４０が全ての第１の配列パターンＡ及び第２の配列パターンＢの左上角部のＧフィルタが設けられた位相差検出用画素上に設けられており、垂直方向及び水平方向ともに３画素に１画素、位相差検出用画素が規則的に配置された構成となっている。このため、位相差検出用画素の周囲に通常画素が比較的多く配置されるので、通常画素の画素データから位相差検出用画素の画素データを補間する場合における補間精度を向上させることができる。
　撮像処理部１６は、撮像素子１４から出力された撮像信号に対して増幅処理や相関二重サンプリング処理、Ａ／Ｄ変換処理等の予め定めた処理を施し、画素データとして画像処理部２０に出力する。
　画像処理部２０は、撮像処理部１６から出力された画素データに対して所謂同時化処理を施す。すなわち、全画素について、対応する色以外の色の画素データを周囲の画素の画素データから補間して、全画素のＲ，Ｇ，Ｂの画素データを生成する。そして、生成したＲ，Ｇ，Ｂの画素データに対して所謂ＹＣ変換処理を施し、輝度データＹ、色差データＣｒ、Ｃｂを生成する。そして、これらの信号を撮影モードに応じたサイズにリサイズするリサイズ処理を行う。
　駆動部２２は、制御部２４からの指示に応じて撮像素子１４からの撮像信号の読み出し駆動等を行う。
　制御部２４は、撮影モード等に応じて駆動部２２及び画像処理部２０等を統括制御する。詳細は後述するが、制御部２４は、駆動部２２に対して、撮影モードに応じた読み出し方法で撮像信号を読み出すように指示したり、画像処理部２０に対して、撮影モードに応じた画像処理を行うよう指示したりする。
　撮影モードによっては、撮像素子１４からの撮像信号を間引いて読み出す必要があるため、制御部２４は、指示された撮影モードに応じた間引き方法で間引いて撮像信号を読み出すように駆動部２２に指示する。
　撮影モードとしては、静止画を撮影する静止画モードや、撮像した画像を間引いて比較的高解像度のＨＤ（高精細）動画データを生成して図示しないメモリーカード等の記録媒体に記録するＨＤ動画モード、撮影した画像を間引いて比較的低解像度のスルー動画を図示しない表示部に出力するスルー動画モード（ライブビューモード）等の動画モードがある。
　次に、本実施形態の作用として、制御部２４で実行される処理について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。
　なお、図４に示す処理は、撮影モードに応じた撮影を実行するように指示された場合に実行される。
　まず、ステップ１００では、撮影モードに応じた間引き方法で画素データを読み出すように駆動部２２に指示する。
　例えば、ＨＤ動画モードやスルー動画モード等の動画モードの場合、位相差ＡＦ制御しながら、動画データを生成するので、遮光膜４０Ａ及び遮光膜４０Ｂが設けられた少なくとも一部の位相差検出用画素、すなわち、図３では垂直方向における（６ｎ＋１）番目、（６ｎ＋４）番目（ｎ＝０，１，２，・・・）のラインを読み出して、そのラインの位相差検出用画素の画素データに基づいて位相差ＡＦ制御を行うと共に、それ以外の（６ｎ＋２番目）、（６ｎ＋３）番目、（６ｎ＋５番目）、（６ｎ＋６）番目のライン、すなわち通常画素のラインの少なくとも一部のラインを読み出して、動画データを作成する。この動画データを作成する際、位相差検出用画素については、その周囲の通常画素の画素データから補間する。
　図３に示すように、本実施形態では、垂直方向及び水平方向ともに３画素に１画素、位相差検出用画素が規則的に配置された構成となっている。このため、位相差検出用画素の周囲に通常画素が比較的多く配置されるので、通常画素の画素データから位相差検出用画素の画素データを補間する場合における補間精度を向上させることができる。
　ステップ１０２では、撮影モードに応じた画像処理（同時化処理及びＹＣ変換処理）及びリサイズ処理を実行するよう画像処理部２０に指示する。
　なお、制御部２４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＯＭ等を含むコンピュータで構成することができる。この場合、上記の処理の処理プログラムを例えば予め不揮発性ＲＯＭに記憶しておき、これをＣＰＵが読み込んで実行することができる。
　また、本実施形態では、図３、図５Ａに示すように、遮光膜４０Ａが水平方向に沿って配置された配列ラインと、遮光膜４０Ｂが水平方向に沿って配置された配列ラインと、が垂直方向に交互に配置された場合について説明したが、図５Ｂに示すように、遮光膜４０Ａ及び遮光膜４０Ｂの順に水平方向に交互に配置された配列ラインと、遮光膜４０Ｂ及び遮光膜４０Ａの順に水平方向に交互に配置された配列ラインと、が垂直方向に交互に配置された構成としてもよい。なお、図５では、位相差検出用画素のみ示している。同図Ｂに示す配置の場合、遮光膜４０Ａ及び遮光膜４０Ｂともに斜めに配置されることになるため、例えば斜め線を含む被写体を撮影した場合に、精度よくピントを合わせることが可能となる。これは、以下の実施形態でも同様である。
（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　図６には、本実施形態に係る遮光膜４０Ａ、４０Ｂの配置を示した。本実施形態が第１実施形態と異なる点は、遮光膜４０Ａ、４０Ｂの配置である。
　図６に示すように、本実施形態では、遮光部４０が、基本配列パターンＣを構成する２組の第１の配列パターンＡ及び第２の配列パターンＢに各々設けられ、かつ、遮光部４０が配置された基本配列パターンＣが水平方向に沿って配置された配列ラインと、遮光膜４０が配置されない基本配列パターンＣが水平方向に沿って配置された配列ラインと、が垂直方向に交互に配置されている。すなわち、図６の例では、垂直方向において（１２ｎ＋１）番目のラインに遮光膜４０Ａが配置され、（１２ｎ＋４）番目のラインに遮光膜４０Ｂが配置されている。
　この場合、制御部２４は、撮影モードが動画モードの場合、遮光膜４０Ａ、４０Ｂが配置されたラインの位相差検出用画素の画素データを読み出して位相差ＡＦ制御すると共に、遮光膜４０Ａ、４０Ｂが配置されていない通常画素、例えば（１２ｎ＋７）番目～（１２ｎ＋１２）番目のラインの画素データを読み出して動画データを作成する。
　このように、本実施形態では、位相差検出用画素の画素データは位相差ＡＦ制御にのみ使用し、動画データの作成には使用しないので、周囲の画素から補間する必要がない。また、動画データは、通常画素の画素データから作成する。このため、位相差検出用画素を動画データの作成に基いる場合と比較して、位相差ＡＦ制御の処理速度を向上させることができる。また、補間して動画データを作成する場合と比較して、動画データ作成の処理速度を向上させることができる。
（第３実施形態）
　次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同一部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　図７には、本実施形態に係る遮光膜４０Ａ、４０Ｂの配置を示した。本実施形態が第１実施形態と異なる点は、遮光膜４０Ａ、４０Ｂの配置である。間引き駆動については第２実施形態と同様である。
　図７に示すように、本実施形態では、遮光部４０が、基本配列パターンＣを構成する２組の第１の配列パターンＡ及び第２の配列パターンＢのうち、垂直方向に並ぶ１組の第１の配列パターンＡ及び第２の配列パターンＢに設けられ、かつ、遮光膜４０が配置された基本配列パターンＣが水平方向に沿って配置された配列ラインと、遮光膜４０が配置されない基本配列パターンＣが水平方向に沿って配置された配列ラインと、が垂直方向に交互に配置されている。すなわち、図７の例では、垂直方向において（１２ｎ＋１）番目、（１２ｎ＋４）番目のラインと、水平方向において（１２ｍ＋４）番目（ｍ＝０，１，２，・・・）、（１２ｍ＋１０）番目のラインと、が交差する位置の位相差検出用画素上に遮光膜４０Ａ、４０Ｂが配置されている。
　このため、第２実施形態と比較すると、位相差検出用画素の周囲に通常画素が増えるため、補間精度を向上させることができ、画質を向上させることができる。
（第４実施形態）
　次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同一部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　図８には、本実施形態に係る遮光膜４０Ａ、４０Ｂの配置を示した。本実施形態が第１実施形態と異なる点は、遮光膜４０Ａ、４０Ｂの配置である。
　図８に示すように、本実施形態では、遮光膜４０が、水平方向に並ぶ１組の第１の配列パターンＡ及び第２の配列パターンＢの四隅のうち水平方向の一方側（左側）の２つの角部の位相差検出用画素上に各々設けられ、かつ、全ての基本配列パターンＣに対して配置されている。すなわち、図８の例では、垂直方向において（６ｎ＋１）番目のラインに遮光膜４０Ａが配置され、（６ｎ＋３）番目のラインに遮光膜４０Ｂが配置されている。
　位相差ＡＦ制御を行う場合、位相差検出用画素が隣接していたり、位相差検出用画素が垂直方向に配置されていたりする方がＡＦ制御の精度が良い。これに対し、本実施形態では、図８に示すように、垂直方向における遮光膜４０Ａ、４０Ｂの間隔が狭く、近づいているので、位相差ＡＦ制御の精度を向上させることができる。
（第５実施形態）
　次に、本発明の第５実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同一部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　図９には、本実施形態に係る遮光膜４０Ａ、４０Ｂの配置を示した。本実施形態が第１実施形態と異なる点は、遮光膜４０Ａ、４０Ｂの配置である。間引き駆動については、第２実施形態と同様である。
　図９に示すように、本実施形態では、遮光部４０が、水平方向に並ぶ１組の第１の配列パターンＡ及び第２の配列パターンＢの四隅のうち水平方向の一方側（左側）の２つの角部の位相差検出用画素上に各々設けられ、かつ、遮光膜４０が配置された基本配列パターンＣが水平方向に沿って配置された配列ラインと、遮光膜４０が配置されない基本配列パターンＣが水平方向に沿って配置された配列ラインと、が垂直方向に交互に配置されている。すなわち、図９の例では、垂直方向において（１２ｎ＋１）番目のラインに遮光膜４０Ａが配置され、（１２ｎ＋３）番目のラインに遮光膜４０Ｂが配置されている。
　この場合、制御部２４は、第２実施形態と同様に、撮影モードが動画モードの場合、遮光膜４０Ａ、４０Ｂが配置されたラインの位相差検出用画素の画素データを読み出して位相差ＡＦ制御すると共に、遮光膜４０Ａ、４０Ｂが配置されていない通常画素、例えば（１２ｎ＋７）番目～（１２ｎ＋１２）番目のラインの画素データを読み出して動画データを作成する。
　このように、本実施形態では、位相差検出用画素の画素データは位相差ＡＦ制御にのみ使用し、動画データの作成には使用しないので、周囲の画素から補間する必要がない。また、動画データは、通常画素の画素データから作成する。このため、位相差検出用画素を動画データの作成に基いる場合と比較して、位相差ＡＦ制御の処理速度を向上させることができる。また、補間して動画データを作成する場合と比較して、動画データ作成の処理速度を向上させることができる。
（第６実施形態）
　次に、本発明の第６実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同一部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　図１０には、本実施形態に係る遮光膜４０Ａ、４０Ｂの配置を示した。本実施形態が第１実施形態と異なる点は、遮光膜４０Ａ、４０Ｂの配置である。
　図１０に示すように、本実施形態では、遮光部４０が、基本配列パターンＣを構成する２組の第１の配列パターンＡ及び第２の配列パターンＢのうち、一つの第１の配列パターン又は第２の配列パターン（図９では右上の第２の配列パターンＢ）の四隅の位相差検出用画素上に各々設けられ、かつ、全ての基本配列パターンＣに対して配置されている。すなわち、図１０の例では、垂直方向において（６ｎ＋１）番目、（６ｎ＋３）番目のラインと、水平方向において（６ｍ＋４）番目（ｍ＝０，１，２，・・・）、（６ｍ＋６）番目のラインと、が交差する位置の位相差検出用画素上に遮光膜４０Ａ、４０Ｂが配置されている。
　この場合、間引きが少なくなるため、例えばスルー動画の画質を向上させることができる。
　なお、上記各実施形態では、ＲＧＢの３原色のカラーフィルタのカラーフィルタ配列について説明したが、カラーフィルタの種類は、これに限定されるものではない。
　また、上記各実施形態では、位相差検出用画素に、水平方向の左半分の画素を遮光する遮光膜４０Ａ又は水平方向の右半分の画素を遮光する遮光膜４０Ｂが設けられた構成について説明したが、遮光する領域はこれに限られるものではなく、遮光膜４０Ａが位相差検出用画素の一部の領域を遮光し他の領域を透過するものであり、遮光膜４０Ｂが位相差検出用画素の一部を遮光し遮光膜４０Ａが透過する領域と対になる領域を透過するものであればよい。
　また、上記各実施形態では、位相差検出用画素に遮光膜が設けられた構成について説明したが、これに限らず、例えば特願２００９－２２７３３８号に記載されたような構成とすることにより、位相差検出用画素を形成してもよい。すなわち、撮像素子を、トップマイクロレンズ、インナーマイクロレンズ、及び同一形状の受光素子で構成し、撮影レンズ瞳の全域を通る光線を受光する第１の画素Ｄ１、撮影レンズ瞳の半分の領域の一部を通る光線のみを受光する第２の画素Ｄ２、撮影レンズ瞳の半分の領域の一部で第２の画素Ｄ２とは異なる領域を通る光線のみを受光する第３の画素Ｄ３を含んで構成する。そして、図１１に示すように、第２の画素Ｄ２、第３の画素Ｄ３については、第１の画素Ｄ１のトップマイクロレンズＬ１よりも直径が小さいトップマイクロレンズＬ２、Ｌ３を、インナーマイクロレンズの光軸に対して各々異なる方向にシフトして各々配置する。また、トップマイクロレンズと受光素子とはシフトして配置する。これにより、第２の画素Ｄ２、第３のＤ３を位相差検出用画素として形成することができる。このような構成においても、本発明は適用可能である。さらに、撮像素子の構成によってはインナーレンズを設けない形態でも良い。また、位相差画素の構成としては上記構成に限られず、瞳分割できるものであれば代替可能である。
（第７実施形態）
　次に、本発明の第７実施形態について説明する。
　位相差検出用画素は、通常画素と比較して感度が低い等、その特性が異なるため、位相差検出用画素の画素データを静止画像や動画像の画像データとして用いる場合、位相差検出用画素の画素データは補正する必要がある。そこで、本実施形態では、位相差検出用画素の画素データの補正方法について説明する。
　補正方法としては、平均値補正及びゲイン補正の２種類の方法が知られており、何れを用いてもよい。平均値補正は、位相差検出用画素の周囲の通常画素の画素値を平均し、これを位相差検出用画素の画素データとする方法である。一方、ゲイン補正は、位相差検出用画素の画素データに、通常画素と位相差検出用画素とのレベル差に相当する所定のゲインを乗じることにより、位相差検出用画素の画素データを引き上げる方法である。
　以下、位相差検出用画素の画素データを平均値補正で補正する場合について具体的に説明する。
　図１４には、基本配列パターンＣの中央の２×２のＧ画素を中心とした４×４画素内のＧ画素の配置を示した。同図においては、中心の２×２のＧ画素を左上から時計回りにそれぞれＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４とし、その周囲のＧ画素を左上から時計回りにそれぞれＧ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８としている。
　位相差検出用画素が図３、６、７に示すように配置されている場合、図１４においてＧ３画素が位相差検出用画素となる。
　また、位相差検出用画素が図８、９に示すように配置されている場合、図１４においてＧ２またはＧ３画素が位相差検出用画素となる。
　また、位相差検出用画素が図１０に示すように配置されている場合、図１４においてＧ１、Ｇ２、Ｇ３、及びＧ４画素の何れかが位相差検出用画素となる。
　位相差検出用画素であるＧ１画素の画素データを画像データとして用いる場合には、その周囲の通常画素、例えばＧ２、Ｇ４、Ｇ５の各画素の画素データの平均値をＧ１画素の画素データとする。
　また、位相差検出用画素であるＧ２画素の画素データを画像データとして用いる場合には、その周囲の通常画素、例えばＧ１、Ｇ３、Ｇ６の各画素の画素データの平均値をＧ２画素の画素データとする。
　また、位相差検出用画素であるＧ３画素の画素データを画像データとして用いる場合には、その周囲の通常画素、例えばＧ２、Ｇ４、Ｇ７の各画素の画素データの平均値をＧ３画素の画素データとする。
　また、位相差検出用画素であるＧ４画素の画素データを画像データとして用いる場合には、その周囲の通常画素、例えばＧ１、Ｇ３、Ｇ８の各画素の画素データの平均値をＧ４画素の画素データとする。
　以上のようにして、位相差検出用画素の画素データを、周囲の通常画素の画素データに基づいて平均値補正する。
　なお、撮影画像の内容によっては、ゲイン補正及び平均値補正の何れを行う方が良好な画像が得られるかが異なる場合がある。従って、撮影画像の内容に応じてゲイン補正と平均値補正とを使い分けるようにしてもよい。
（第８実施形態）
　次に、本発明の第８実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　図１５には、本実施形態に係る遮光膜４０Ａ、４０Ｂの配置を示した。本実施形態が第１実施形態と異なる点は、遮光膜４０Ａ、４０Ｂの配置である。
　図１５に示すように、本実施形態では、基本配列パターンＣを構成する２組の第１の配列パターンＡ及び第２の配列パターンＢのうち、１組の第１の配列パターンＡ及び第２の配列パターンＢの少なくとも一方の配列パターン（図１５では第１の配列パターンＡ及び第２の配列パターンＢ）の四隅のうちの一つの角部（図１５では、左下の角部）に対応する画素の位置に遮光膜４０Ａ（第１の位相差検出用画素）が配置されている。
　また、遮光膜４０Ａが配置された基本配列パターンＣと垂直方向に隣接する基本配列パターンＣを構成する２組の第１の配列パターンＡ及び第２の配列パターンＢのうち、遮光膜４０Ａが配置された配列パターンと水平方向において同じ位置の配列パターンの四隅のうちの一つの角部（図１５では左上の角部）に対応する画素の位置に遮光膜４０Ｂ（第２の位相差検出用画素）が配置されている。
　すなわち、図１５の例では、垂直方向において（１２ｎ＋３）番目（ｎ＝０，１，２，・・・）のラインに遮光膜４０Ａが配置され、（１２ｎ＋７）番目のラインに遮光膜４０Ｂが配置されている。
　この場合、制御部２４は、撮影モードが動画モードの場合、遮光膜４０Ａ、４０Ｂが配置されたラインを除き、遮光膜４０Ａ、４０Ｂが配置されていない通常画素、例えば（２ｎ＋２）番目のラインの画素データを読み出して動画データを作成する。すなわち、垂直方向における偶数番目のラインのライン画像データを読み出して動画データを作成する。
　このように、本実施形態では、遮光膜４０Ａ及び遮光膜４０Ｂともに、垂直方向における奇数番目のラインに配置されているため、垂直方向における偶数番目のラインのライン画像データを読み出して動画データを作成することができる。
　また、図１５に示すように、遮光膜４０Ａ又は遮光膜４０Ｂは、２×２のＧ画素の何れかに配置されており、周囲に同じ色の通常画素であるＧ画素が多く配置されているため、静止画撮影モードなどで、位相差検出用画素の画素データも用いて画像データを生成する場合は、通常画素の画素データから位相差検出用画素の画素データを補間する場合における補間精度を向上させることができる。
　また、ペアとなる遮光膜４０Ａ及び遮光膜４０Ｂの水平方向における位置が同一であるので、位相差検出用画素によるＡＦ精度を向上させることができる。
　また、遮光膜４０Ａが、第１の配列パターンＡの四隅のうちの垂直方向において下側の角部に配置され、遮光膜４０Ａとペアとなる遮光膜４０Ｂが、第１の配列パターンＡの四隅のうちの垂直方向における上側の角部に配置されているため、遮光膜４０Ｂが、遮光膜４０Ａと同様に第１の配列パターンＡの四隅のうちの垂直方向における下側に配置された場合と比較して、ペアとなる遮光膜４０Ａ及び遮光膜４０Ｂの垂直方向における距離が近くなるため、位相差検出用画素によるＡＦ精度を向上させることができる。
　また、本実施形態では、垂直方向のみ間引いてライン画像データを読み出す場合について説明したが、水平方向に間引いて読み出すようにしてもよい。例えば、位相差検出用画素を水平方向において奇数番目のライン上にのみ配置した場合には、動画データ用としては、水平方向において偶数番目のライン上の画素のみ読み出すようにしてもよいし、逆に、位相差検出用画素を水平方向において偶数番目のライン上にのみ配置した場合には、動画データ用としては、水平方向において奇数番目のライン上の画素のみ読み出すようにしてもよい。
　なお、本実施形態では、垂直方向において（１２ｎ＋３）番目（ｎ＝０，１，２，・・・）のラインに遮光膜４０Ａが配置され、（１２ｎ＋７）番目のラインに遮光膜４０Ｂが配置された場合について説明したが、これに限られるものではない。
　例えば、図１６に示したように、垂直方向において（１２ｎ＋１）番目のラインに遮光膜４０Ａが配置され、（１２ｎ＋７）番目のラインに遮光膜４０Ｂが配置された構成としてもよい。
　また、図１７に示したように、垂直方向において（１２ｎ＋３）番目のラインに遮光膜４０Ａが配置され、（１２ｎ＋９）番目のラインに遮光膜４０Ｂが配置された構成としてもよい。
　また、図１８に示したように、垂直方向において（１２ｎ＋４）番目（ｎ＝０，１，２，・・・）のラインに遮光膜４０Ａが配置され、（１２ｎ＋１０）番目のラインに遮光膜４０Ｂが配置された構成としてもよい。
　また、図１９に示したように、垂直方向において（１２ｎ＋６）番目（ｎ＝０，１，２，・・・）のラインに遮光膜４０Ａが配置され、（１２ｎ＋１２）番目のラインに遮光膜４０Ｂが配置された構成としてもよい。
　なお、図１８、図１９の場合、遮光膜４０Ａ及び遮光膜４０Ｂともに、垂直方向における偶数番目のラインに配置されているため、垂直方向における奇数番目のラインのライン画像データを読み出して動画データを作成する。
１０　撮像装置
１２　光学系
１４　撮像素子
１６　撮像処理部
２０　画像処理部
２２　駆動部
２４　制御部
３０　カラーフィルタ

Claims (9)

  1. 　水平方向及び垂直方向に配列された複数の光電変換素子を含む撮像素子と、
    　前記複数の光電変換素子からなる複数の画素上に設けられたカラーフィルタであって、輝度信号を得るために最も寄与する第１の色に対応する第１のフィルタが、３×３画素の正方配列の四隅及び中央の画素上に配置され、前記第１の色と異なる第２の色に対応する第２のフィルタが、前記正方配列の前記水平方向における中央のラインに配置され、前記第１の色及び前記第２の色と異なる第３の色に対応する第３のフィルタが、前記正方配列の前記垂直方向における中央のラインに配置された第１の配列パターンと、前記第１の配列パターンと前記第１のフィルタの配置が同一で且つ前記第２のフィルタの配置と前記第３のフィルタの配置とを入れ替えた第２の配列パターンと、が点対称で配置された６×６画素の基本配列パターンが繰り返し配置されたカラーフィルタと、
    　前記基本配列パターンを構成する２組の前記第１の配列パターン及び前記第２の配列パターンのうち、１組の前記第１の配列パターン及び前記第２の配列パターンの少なくとも一方の配列パターンの四隅のうちの一つの角部に対応する画素の位置に配置された第１の位相差検出用画素と、
    　前記第１の位相差検出用画素が配置された基本配列パターンと前記垂直方向に隣接する基本配列パターンを構成する前記第１の配列パターン及び前記第２の配列パターンのうち、前記第１の位相差検出用画素が配置された配列パターンと前記水平方向において同じ位置に配置されている配列パターンの四隅のうちの一つの角部に対応する前記画素の位置に配置された第２の位相差検出用画素と、
    　を備えたカラー撮像素子。
  2. 　前記第１の位相差検出用画素と前記第２の位相差検出用画素との前記水平方向における位置が同一である
    　請求項１記載のカラー撮像素子。
  3. 　前記第１の位相差検出用画素が、前記四隅のうちの前記垂直方向において一方側の角部に配置され、前記第２の位相差検出用画素が、前記四隅のうちの前記垂直方向における他方側の角部に配置された
    　請求項１又は請求項２記載のカラー撮像素子。
  4. 　前記第１の位相差検出用画素には、当該画素の一部の領域を遮光し他の領域を透過する第１の遮光膜が設けられ、前記第２の位相差検出用画素には、当該画素の一部を遮光し前記第１の遮光膜が透過する領域と対になる領域を透過する第２の遮光膜が設けられた
    　請求項１～請求項３の何れか１項に記載のカラー撮像素子。
  5. 　前記第１の遮光膜が画素の水平方向の左半分の領域を遮光するものであり、前記第２の遮光膜が画素の水平方向の右半分の領域を遮光するものである
    　請求項４記載のカラー撮像素子。
  6. 　前記第１の色は、緑（Ｇ）色であり、前記第２の色は、赤（Ｒ）色及び青（Ｂ）色の一方の色であり、前記第３の色は、赤（Ｒ）色及び青（Ｂ）色の他方の色である
    　請求項１～５の何れか１項に記載のカラー撮像素子。
  7. 　前記請求項１～６の何れか１項に記載のカラー撮像素子と、
    　前記第１の位相差検出用画素及び前記第２の位相差検出用画素から位相差検出用画素データを読み出すと共に、前記第１の位相差検出用画素及び前記第２の位相差検出用画素が前記垂直方向において奇数ライン上に配置されている場合には、前記垂直方向において偶数ライン上の画素から画像用の画素データを読み出し、且つ、前記第１の位相差検出用画素及び前記第２の位相差検出用画素が前記垂直方向において偶数ライン上に配置されている場合には、前記垂直方向において奇数ライン上の画素から画像用の画素データを読み出すように前記カラー撮像素子を駆動する駆動手段と、
    　前記位相差検出用画素データに基づいて焦点調整する焦点調整手段と、
    　を備えた撮像装置。
  8. 　前記駆動手段は、前記第１の位相差検出用画素及び前記第２の位相差検出用画素が前記水平方向において奇数ライン上に配置されている場合には、前記水平方向において偶数ライン上の画素から画像用の画素データを読み出し、前記第１の位相差検出用画素及び前記第２の位相差検出用画素が前記水平方向において偶数ライン上に配置されている場合には、前記水平方向において奇数ライン上の画素から画像用の画素データを読み出すように前記カラー撮像素子を駆動する駆動手段と、
    　前記位相差検出用画素データに基づいて焦点調整する焦点調整手段と、
    　を備えた請求項７記載の撮像装置。
  9. 　水平方向及び垂直方向に配列された複数の光電変換素子を含む撮像素子と、
    　前記複数の光電変換素子からなる複数の画素上に設けられたカラーフィルタであって、輝度信号を得るために最も寄与する第１の色に対応する第１のフィルタが、３×３画素の正方配列の四隅及び中央の画素上に配置され、前記第１の色と異なる第２の色に対応する第２のフィルタが、前記正方配列の前記水平方向における中央のラインに配置され、前記第１の色及び前記第２の色と異なる第３の色に対応する第３のフィルタが、前記正方配列の前記垂直方向における中央のラインに配置された第１の配列パターンと、前記第１の配列パターンと前記第１のフィルタの配置が同一で且つ前記第２のフィルタの配置と前記第３のフィルタの配置とを入れ替えた第２の配列パターンと、が点対称で配置された６×６画素の基本配列パターンが繰り返し配置されたカラーフィルタと、
    　前記基本配列パターンを構成する２組の前記第１の配列パターン及び前記第２の配列パターンのうち、１組の前記第１の配列パターン及び前記第２の配列パターンの少なくとも一方の配列パターンの四隅のうちの一つの角部に対応する画素の位置に配置された第１の位相差検出用画素と、
    　前記第１の位相差検出用画素が配置された基本配列パターンと前記垂直方向に隣接する基本配列パターンを構成する前記第１の配列パターン及び前記第２の配列パターンのうち、前記第１の位相差検出用画素が配置された配列パターンと前記水平方向において同じ位置に配置されている配列パターンの四隅のうちの一つの角部に対応する前記画素の位置に配置された第２の位相差検出用画素と、
    　を備えたカラー撮像素子を備えた撮像装置を制御するコンピュータに、
    　前記第１の位相差検出用画素及び前記第２の位相差検出用画素から位相差検出用画素データを読み出すように前記カラー撮像素子を駆動するステップと、
    　前記位相差検出用画素データに基づいて焦点調整するステップと、
    　を含む処理を実行させるための撮像装置の制御プログラム。
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