1所述、没有区分摄像像素和焦点检测像素的结构。注意，后面将详细说明图像传感器122的结构。
[0037]驱动/控制系统包括图像传感器驱动电路123、图像处理电路124、照相机MPU125、显示装置126、操作开关组(操作SW) 127、存储器128、相位差焦点检测单元129和TVAF焦点检测单元130。
[0038]图像传感器驱动电路123根据照相机MPU 125的控制来控制图像传感器122的驱动帧频等。此外，图像传感器驱动电路123对从图像传感器122所读取的图像信号进行A/D转换，并将转换得到的信号发送至照相机MPU 125和图像处理电路124。
[0039]图像处理电路124根据照相机MPU 125的控制来对从图像传感器122所获得的图像信号进行诸如伽玛校正(色调校正)、去马赛克(颜色插值)和压缩编码等的图像处理。图像处理电路124还进行从存储器128所读取的图像数据的解码。照相机MPU 125执行ROM125a中所存储的程序以控制并管理由照相机主体120和镜头单元100构成的数字照相机整体的、包括后面所述的自动调焦检测操作的操作。照相机MPU 125还包括例如用作程序执行期间的工作区域的RAM 125b、和存储有各种类型的设置值等的EEPROM 125c。照相机MPU 125通过与经由卡口 M的信号线所连接的镜头MPU 117通信命令和数据来控制镜头单元100的操作，并且例如获得诸如光学特性、焦距(视角)、调焦透镜位置和f值等的信息。
[0040]此外，由于在焦点检测区域的像高大时、成像光学系统的渐晕对焦点检测的可靠性产生极大影响，因此还可以在向相位差焦点检测单元129供给图像信号之前、在照相机MPU 125和图像处理电路124中进行用于减轻渐晕对图像信号的不利影响的校正。
[0041]显示装置126由IXD等构成，并且显示与照相机的拍摄模式有关的信息、拍摄之前的预览图像、拍摄之后的确认图像和用于显示焦点检测期间的聚焦状态的显示画面等。操作开关组127由电源开关、释放(拍摄触发)开关、变焦操作开关和拍摄模式操作开关等构成。
[0042]存储器128是记录有拍摄图像的记录介质，并且例如是可拆卸的非易失性存储卡，但存储器128还可以是内置存储器、光学记录介质或磁性记录介质。
[0043]相位差焦点检测单元129基于从图像传感器122所获得的焦点检测所用的图像信号来进行利用相位差检测方法的焦点检测，并且获得散焦量。更具体地，相位差焦点检测单元129基于从接收焦点检测区域内的各像素的光电转换区域中的不同光瞳区域的射出光的光电转换元件所获得的一对图像信号之间的相位差来进行焦点检测(散焦量和聚焦方向的计算)。注意，后面将详细说明摄像面相位差检测AF的该焦点检测方法。
[0044]TVAF焦点检测单元130进行对比度式焦点检测(TVAF)，其中该TVAF用于搜索图像处理电路124基于图像的高频成分所获得的对比度评价值(AF评价值)具有峰值的调焦透镜104的位置。
[0045]因此，本实施例的数字照相机可以进行摄像面相位差检测AF和TVAF这两者，并且可以通过照相机MPU 125的控制而根据状况来选择并使用任一个或以组合方式使用这两者。
[0046]以下将详细说明摄像面相位差检测AF。图2是示意性示出在从镜头单元100侧观看的情况下、图像传感器122中所包括的像素阵列的状态的图。图像传感器122包括排列有横方向上的m个像素401和纵方向上的η个像素401的像素阵列400，并且假定在本实施例中像素阵列400整体是拍摄范围。在图2中，为了避免复杂化，仅示出左上部的10X10个像素401，并且省略了其它像素。在像素阵列400上以片上方式形成周期为2X2个像素的原色拜耳阵列的颜色滤波器。因此，各像素401具有颜色R、G和B中的任一颜色的滤波器，并且在以下说明中，将具有X颜色(其中，X是R、G和B)滤波器的像素称为X像素。
[0047]如上所述，本实施例的图像传感器122包括多个摄像像素和多个焦点检测像素作为像素401。摄像像素被配置为接收来自成像光学系统的出射光瞳的整个区域的射出光，并且输出具有与接收光量相对应的水平的像素信号。此外，焦点检测像素被配置为接收来自成像光学系统的出射光瞳的部分区域的射出光，并且输出依赖于接收光量的焦点检测信号。注意，焦点检测像素包括被配置为接收来自不同的部分区域的射出光的至少两种类型的焦点检测像素。此外，基于同一类型的一组焦点检测像的输出来生成相位差检测所用的一个图像信号。以下将相位差检测时所使用的两个图像信号称为A图像(信号)和B图像(信号)。
[0048]在根据本实施例形成原色拜耳阵列的颜色滤波器的情况下，在2行X 2列的颜色滤波器的单位阵列中，对角配置的一对G像素是摄像像素，并且R像素和B像素是焦点检测像素。注意，焦点检测像素不具有颜色滤波器或者具有无色滤波器。这是因为与摄像像素相比，焦点检测像素所接收的光量较小，因而抑制了由于颜色滤波器所引起的衰减。焦点检测像素离散地配置，从而使得能够根据焦点检测区域生成相位差检测所用的图像信号、并防止焦点检测像素的位置处的像素信号的插值精度下降。
[0049]图3Α?4Β分别是示意性示出摄像像素和焦点检测像素的结构的图。本实施例采用如下的原色拜耳阵列，其中，在2行X2列的4个像素中，具有G(绿色)光谱感光度的2个像素呈对角配置，并且其它2个像素是具有R(红色)光谱感光度的像素和具有B (蓝色)光谱感光度的像素。在该拜耳阵列中配置有后面将说明的具有该结构的焦点检测像素。
[0050]图3Α和4Α是示出在从颜色滤波器的上方观看的情况下2行X 2列的像素的状态的图。图3Β和4Β分别是沿着图3Α和4Α的线A-A所截取的截面图，并且示出来自成像光学系统的光路。在图3Β和4Β中，示出镜头单元100作为虚拟透镜311，并且省略了像素的结构的说明所不需要的构件。
[0051]图3Α是从像素阵列400所提取的2行Χ2列的摄像像素的平面图。像素阵列400包括具有相同模式重复配置的结构的颜色滤波器。在图3B中，ML是指配置在像素的最前面的片上微透镜，CFe是指R(红色)颜色滤波器，并且CFe是指G(绿色)颜色滤波器。光电二极管(PD)示意性示出图像传感器122的光电转换区域。接触层(CL)是指图像传感器122内的形成传输各种信号所经由的信号线的布线层。透镜311是表示镜头单元100的假象透镜的术语，并且具有出射光瞳411。L是指透镜311的光轴。注意，图3B所示的光路是向着位于图像传感器122的中心附近、即与透镜311的光轴L的交点附近的像素的光路。
[0052]这里，光电转换元件H)和摄像像素的片上微透镜ML被配置成尽可能高效地获取穿过了透镜31的光束。换句话说，光电转换元件ro和成像光学系统的出射光瞳411与微透镜ML处于共轭关系，并且光电转换区域ro被设计成具有大的有效面积。在图3B中，来自出射光瞳411的整个区域的射出光410入射到光电转换元件H)上。注意，由于图3B已描述了 R像素上的入射光，因此这同样适用于G像素和B像素上的入射光。此外，为了便于理解而放大了微透镜ML、颜色滤波器(CFk和CFe)、光电转换区域H)和布线层CL，但实际大小采用微米的量级。
[0053]图4A和4B是用于在图像传感器122的水平方向(横方向)上对光瞳进行分割的焦点检测像素的平面图和截面图。这里，“水平方向”是指图2所示的图像传感器122的长边方向。图4A是包括焦点检测像素的2行X2列的像素的平面图。
[0054]在本实施例中，如上所述,代替R像素和B像素,配置有焦点检测像素。这是因为，考虑到对亮度信息敏感但对颜色信息不敏感的人类的视觉感知特性，可以通过在无需使用插值的情况下获得与用作为亮度信息的主成分的G像素有关的信息来实现良好的图像质量。在图4A中，像素Sha和Shb是焦点检测像素。
[0055]图4B示出沿着图4A的线A-A所截取的截面图。微透镜ML和光电转换区域H)具有与图3B所示的摄像像素的结构相同的结构。注意，图4B所示的光路也是向着位于图像传感器122的中心附近、即与透镜311的光轴L的交点附近的像素的光路。
[0056]在本实施例中，由于不使用焦点检测像素的信号来进行图像生成，因此代替颜色分离用颜色滤波器，配置了透明膜CFW。此外，为了在图像传感器122处对出射光瞳411进行分割(为了接收来自出射光瞳411的部分区域的射出光)，因此布线层CL被配置成用作遮光膜，并且布线层CL的开口配置在相对于微透镜ML的中心偏移的位置处。
[0057]设置在像素Sha上的布线层CL的开口 OPha相对于微透镜ML的中心线向右侧偏心至421ha的程度。因此，像素Sha接收穿过了透镜311的光轴L的左侧的出射光瞳区域422ha的光束420ha。同样,设置在像素Shb上的布线层CL的开口 OPhb相对于微透镜ML的中心线向左侧偏心至421hb的程度。因此，像素Shb接收穿过了透镜311的光轴L的右侧的出射光瞳区域422HB的光束420m。注意，偏心量421ω等于偏心量421hb。这样，在一对光电转换区域H)上设置有具有相对于微透镜ML的光轴在相反方向上偏心的开口 OP的布线层CL。因此，穿过了透镜311的出射光瞳的不同部分区域的光束420ha和420HB可以入射到一对焦点检测像素Sha和Shb上、换句话说可以实现光瞳分割。
[0058]具有上述结构的多个焦点检测像素Sha排列在水平方向上，并且将基于该像素组所获得的被摄体图像定义为A图像。此外，焦点检测像素Shb排列在水平方向上，并且将基于该像素组所获得的被摄体图像定义为B图像。此外，通过检测所获得的A图像和B图像之间的相位差，可以检测在水平方向上具有亮度分布的被摄体图像的失焦量(散焦量)。
[0059]注意，图4B示出配置在图像传感器122的中心附近、即像高小的位置处的焦点检测像素的结构。另一方面，可以通过随着像高增加、使微透镜ML和布线层CL的开口
OPhb在不同于图4B的状态下偏心来对出射光瞳411进行分割。例如，微透镜ML和布线层CL的开口 OPha和OPhb被配置成大致球状的微透镜ML的中心位于将开口 OPha的中心连接至出射光瞳411的中心的线上。据此，同样在像高增加的图像传感器122的周边部中，可以以与图4B所示的图像传感器122的中心附近的焦点检测像素相似的方式进行光瞳分割。这同样适用于开口 0PHB。注