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WO2015049872A1 - 撮像素子および撮像装置 - Google Patents

撮像素子および撮像装置 Download PDF

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WO2015049872A1
WO2015049872A1 PCT/JP2014/005040 JP2014005040W WO2015049872A1 WO 2015049872 A1 WO2015049872 A1 WO 2015049872A1 JP 2014005040 W JP2014005040 W JP 2014005040W WO 2015049872 A1 WO2015049872 A1 WO 2015049872A1
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WO
WIPO (PCT)
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pixel
correction
pixels
photoelectric conversion
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2014/005040
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
寛信 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority claimed from JP2013207367A external-priority patent/JP2015072982A/ja
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Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to EP18210731.8A priority patent/EP3481055B1/en
Priority to EP14851027.4A priority patent/EP3054671B1/en
Priority to CN201480054432.9A priority patent/CN105594198B/zh
Priority to CN201910308503.8A priority patent/CN110266975B/zh
Publication of WO2015049872A1 publication Critical patent/WO2015049872A1/ja
Priority to US15/087,005 priority patent/US20160219232A1/en
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    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H04N25/778—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising amplifiers shared between a plurality of pixels, i.e. at least one part of the amplifier must be on the sensor array itself

Definitions

  • the present invention relates to an imaging element and an imaging apparatus.
  • Patent Document 1 JP 2012-124213
  • Patent Document 2 JP 2013-118573 A
  • a microlens and a pixel that is provided corresponding to the microlens and that photoelectrically converts light incident through a filter having a predetermined spectral characteristic to generate image data;
  • an imaging device provided with correction pixels that are provided corresponding to microlenses and that generate correction data used to remove noise contained in image data.
  • the first pixel that performs the imaging operation under the first imaging condition to generate the first image data, and the noise included in the first image data after the imaging operation under the first imaging condition.
  • First correction pixels for generating first correction data used for removal of image data, second pixels for generating second image data by performing an imaging operation under second imaging conditions different from the first imaging conditions, and second imaging Provided is an imaging device including a second correction pixel that generates second correction data used to remove noise included in second image data by performing an imaging operation under conditions.
  • an imaging apparatus including the imaging element described above is provided.
  • FIG. 2 is a sectional view of a single-lens reflex camera 400.
  • FIG. It is a figure which shows the photoelectric conversion area
  • FIG. 3 is a circuit schematic diagram showing a pixel area 24-1, a part of an image processing ASIC 624, and a part of a CPU 622.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a pixel area 24-1 in FIG. 3 is an enlarged view of a pixel area 30.
  • FIG. FIG. 10 is a schematic diagram showing a third spectral characteristic pixel 20-3, a second spectral characteristic pixel 20-2, and a correction pixel 22-2 in the BB cross section.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a part of an image sensor unit 200, a part of an image processing ASIC 624, and a part of a CPU 622.
  • FIG. 3 is a timing chart showing the operation of one pixel block 112.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a correction pixel 124 and a correction pixel 126 in the BB cross section.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a single-lens reflex camera 400.
  • a single-lens reflex camera 400 as an imaging apparatus includes an imaging element unit 200.
  • the image sensor unit 200 includes an image sensor.
  • the single-lens reflex camera 400 includes a lens unit 500 and a camera body 600.
  • a lens unit 500 is attached to the camera body 600.
  • the lens unit 500 includes an optical system arranged along the optical axis 410 in the lens barrel, and guides an incident subject light beam to the image sensor unit 200 of the camera body 600.
  • the first direction is perpendicular to the second direction.
  • the first direction may be the column direction of the image sensor in the image sensor unit 200, and the second direction may be the row direction of the image sensor in the image sensor unit 200.
  • the first direction may be the so-called x direction of the image sensor, and the second direction may be the so-called y direction of the image sensor.
  • the first direction may be read as the vertical direction of the image sensor, and the second direction may be read as the horizontal direction of the image sensor.
  • the third direction is a direction perpendicular to the plane defined by the first direction and the second direction.
  • the third direction is parallel to the optical axis 410.
  • the third direction may be read as the z direction.
  • the camera body 600 includes a main mirror 672 and a sub mirror 674 behind the body mount 660 coupled to the lens mount 550.
  • the main mirror 672 is pivotally supported between an oblique position obliquely provided to the subject light beam incident from the lens unit 500 and a retracted position retracted from the subject light beam.
  • the sub mirror 674 is pivotally supported with respect to the main mirror 672 so as to be rotatable.
  • the focus plate 652 is disposed at a position conjugate with the light receiving surface of the image sensor, and visualizes the subject image formed by the optical system of the lens unit 500.
  • the subject image formed on the focus plate 652 is observed from the viewfinder 650 through the pentaprism 654 and the viewfinder optical system 656.
  • Part of the subject light beam incident on the main mirror 672 at the oblique position passes through the half mirror region of the main mirror 672 and enters the sub mirror 674.
  • the sub mirror 674 reflects a part of the light beam incident from the half mirror region toward the focusing optical system 680.
  • the focusing optical system 680 guides a part of the incident light beam to the focus detection sensor 682.
  • the phase difference autofocus method was adopted.
  • the sub mirror 674, the focusing optical system 680, and the focus detection sensor 682 can be omitted. Thereby, the volume of the camera body 600 can be reduced as compared with the case of the phase difference autofocus method.
  • the focus plate 652, the pentaprism 654, the main mirror 672, and the sub mirror 674 are supported by a mirror box 670 as a structure.
  • the image sensor unit 200 is attached to the mirror box 670.
  • the body substrate 620 and the rear display unit 634 are sequentially arranged behind the image sensor unit 200.
  • a rear display unit 634 employing a liquid crystal panel or the like appears on the rear surface of the camera body 600.
  • Electronic circuits such as a CPU 622 and an image processing ASIC 624 are mounted on the body substrate 620. The output of the image sensor is delivered to the image processing ASIC 624 via the flexible substrate electrically connected to the glass substrate.
  • the single-lens reflex camera 400 has been described as an example of the imaging device, but the camera body 600 may be regarded as an imaging device.
  • the imaging device is not limited to the interchangeable lens camera including the mirror unit, but may be a interchangeable lens camera that does not include the mirror unit or a lens-integrated camera regardless of the presence or absence of the mirror unit.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the photoelectric conversion region 11 and the partial region 14 of the photoelectric conversion region 11 of the image sensor 10 according to the first embodiment.
  • the image sensor 10 has a photoelectric conversion region 11.
  • the photoelectric conversion region 11 includes a plurality of microlenses 18, a plurality of pixels 20, and correction pixels 22. Note that three pixels 20 and one correction pixel 22 or four pixels 20 provided corresponding to one microlens 18 are referred to as a pixel unit 16. Also, the three pixels 20 and one correction pixel 22 or four pixels 20 having the same spectral characteristics are defined as a pixel portion region 24.
  • the pixel portion region 30 will be described in later drawings.
  • Each of the plurality of microlenses 18 collects light incident on the photoelectric conversion region 11 onto the pixel 20.
  • the plurality of microlenses 18 are provided in the first direction and the second direction perpendicular to the first direction.
  • the plurality of microlenses 18 are provided in a matrix on a plane defined by the first direction and the second direction.
  • a plurality of pixels 20 are provided corresponding to each of the plurality of microlenses 18.
  • four pixels are provided corresponding to each of the plurality of microlenses 18, two in the first direction and two in the second direction. That is, four pixels are provided in a matrix corresponding to one microlens 18.
  • the pixel 20 is an example of a pixel that photoelectrically converts incident light to generate image data.
  • the pixel 20 includes a filter having a predetermined spectral characteristic and a photoelectric conversion unit.
  • the photoelectric conversion unit photoelectrically converts light incident through the filter.
  • the shape of the photoelectric conversion unit in the plane defined by the first direction and the second direction is, for example, a shape in which one corner of a square is chamfered so as to receive light incident from the third direction via the microlens 18. It may be.
  • the plurality of pixels 20 includes a first spectral characteristic pixel 20-1 including a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light incident through a first filter having a first spectral characteristic, and a second spectral characteristic.
  • the second spectral characteristic pixel 20-2 including a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light incident through the second filter having the second filter, and photoelectric conversion of light incident through the third filter having the third spectral characteristic
  • the pixel 20-3 having the third spectral characteristic including the photoelectric conversion unit is included.
  • the first, second, and third spectral characteristics may be red, green, and blue, respectively.
  • the first spectral characteristic pixel 20-1 has a red (R) filter
  • the second spectral characteristic pixel 20-2 has a green (G) filter
  • 20-3 has a blue (B) filter.
  • the first spectral characteristic pixel and the third spectral characteristic pixel are provided on one diagonal line of the four pixels.
  • the two pixels having the second spectral characteristic are provided on the other diagonal lines of the four pixels.
  • the pixel 20-1 (R) having the first spectral characteristic and the pixel 20-3 (B) having the third spectral characteristic are provided on one diagonal line, and two pixel pixels 20- having the second spectral characteristic are provided.
  • 2 (G) is provided on another diagonal line.
  • the arrangement of the four pixels 20 provided corresponding to one microlens 18 is mirror-symmetric with respect to the arrangement of the four pixels 20 of the microlenses 18 adjacent in the first direction.
  • the arrangement of the four pixels 20 provided corresponding to one microlens 18 is mirror-symmetric with respect to the arrangement of the four pixels 20 of the microlenses 18 adjacent in the second direction.
  • the pixel unit 16-1 and the pixel unit 16-2 are mirror-symmetric with respect to a straight line parallel to the first direction between the pixel unit 16-1 and the pixel unit 16-2. is there.
  • the pixel unit 16-1 and the pixel unit 16-4 are mirror-symmetric with respect to a straight line parallel to the second direction between the pixel unit 16-1 and the pixel unit 16-4.
  • Pixel unit 16-3 is also mirror symmetric with respect to pixel units 16-2 and 16-4, respectively.
  • each of the first spectral characteristic pixel 20-1, the second spectral characteristic pixel 20-2, and the third spectral characteristic pixel 20-3 is provided corresponding to the adjacent microlenses 18. Pixels having the same spectral characteristics are arranged adjacent to each other. In the pixel units 16-1, 16-2, 16-3, and 16-4, the four third spectral characteristic pixels 20-3 provided corresponding to the four adjacent microlenses 18 are adjacent to each other. Has been placed.
  • the photoelectric conversion area 11 includes four first spectral characteristic pixels 20-1 (pixel part area 24-1) having a red (R) filter and four second spectral characteristics having a green (G) filter. Pixels 20-2 (pixel portion region 24-2) and four pixels 20-3 (pixel portion region 24-3) having the third spectral characteristic having a blue (B) filter.
  • the correction pixel 22 is provided by replacing at least one microlens 18 with one of the plurality of pixels 20.
  • the correction pixel 22 generates a voltage reference level that does not depend on the amount of incident light.
  • the correction pixel 22 has a structure in which the output end and the input end of the photoelectric conversion unit of the pixel 20 are short-circuited.
  • the correction pixel 22 may include a light shielding layer between the filter and the photoelectric conversion unit in the pixel 20.
  • the light shielding layer is different from the light shielding layer for so-called image plane retardation.
  • the light shielding layer is provided for the purpose of shielding all light incident on the correction pixel 22.
  • the correction pixel 22 By providing the correction pixel 22, it is possible to detect dark current generated in the image sensor 10.
  • the dark current is noise generated due to heat of the image sensor 10 or charge accumulation time.
  • the influence of the noise current can be removed.
  • the correction pixels 22 are arranged so as to satisfy the following two conditions.
  • the first condition is that the correction pixel 22 is not adjacent in two adjacent microlenses 18 among the plurality of microlenses 18.
  • the second condition is that only one of the pixels having the same spectral characteristics arranged adjacent to each other is the correction pixel 22.
  • only one of the four pixels 20-1 having the first spectral characteristic at the center may be used as the correction pixel 22-1.
  • a plurality of correction pixels 22 are provided in the photoelectric conversion region 11 so as to satisfy the two conditions described above. Therefore, the area of the image sensor 10 can be reduced as compared with the case where an optical black region is provided in the vicinity of the photoelectric conversion region 11 and in a region different from the photoelectric conversion region 11.
  • the correction pixels 22 are distributed so as to satisfy the above two conditions, the photoelectric conversion region 11 is compared with a case where an optical black region is provided in a specific region of the photoelectric conversion region 11. In the entire pixel 20, the probability that the correction pixel 22 exists in the vicinity of the pixel 20 is increased. Therefore, the correction pixel 22 can detect the dark current of the pixel 20 with higher accuracy.
  • a region obtained by dividing the microlens 18 into four in the first direction and the second direction will be referred to as first to fourth quadrants.
  • the correction pixels 22 are equally distributed in the first to fourth quadrants. Further, the color of the color filter provided with the correction pixels 22 was also distributed equally. As a result, even if the incident light is not telecentric, no incident light is incident on the correction pixel 22 or the incident light is incident on the correction pixel 22 so that the incident light is reduced. Can be prevented.
  • FIG. 3 is a circuit schematic diagram showing the pixel area 24-1, part of the image processing ASIC 624, and part of the CPU 622.
  • the image sensor unit 200 includes the image sensor 10 and a drive circuit 70.
  • the image processing ASIC 624 includes a signal processing unit 60.
  • the CPU 622 has a control unit 80. In the present example, description will be given focusing on the four first spectral characteristic pixels 20-1 (pixel portion area 24-1) having a red (R) filter in the photoelectric conversion area 11 of the image sensor 10.
  • the four pixels 20-1 having the same spectral characteristics and having the first spectral characteristics are arranged adjacent to each other.
  • the four first spectral characteristic pixels 20-1 are the first spectral characteristic pixels 20-1 provided corresponding to the plurality of adjacent microlenses 18.
  • the four pixels 20-1 having the first spectral characteristic correspond to the pixel 32 in the first quadrant, the pixel 34 in the second quadrant, the pixel 36 in the third quadrant, and the pixel 38 in the fourth quadrant, respectively.
  • the pixel portion area 24-1 has a circuit portion 39.
  • the circuit unit 39 includes a pixel 20, a transfer unit 44, a charge / voltage conversion unit 46, a charge exclusion unit 48, an amplification unit 49, an output unit 50, a high potential unit 52, and a signal line 54.
  • Each pixel 20-1 having the first spectral characteristic includes a color filter 40 and a photoelectric conversion unit.
  • the photoelectric conversion unit 42 is provided with a red (R) color filter 40 in the vicinity thereof.
  • the photoelectric conversion unit 42 generates an electric charge according to the amount of light incident through the red (R) color filter 40. Further, the photoelectric conversion unit 42 accumulates the photoelectrically converted charges.
  • the accumulated charge is, for example, electrons.
  • the transfer unit 44 is provided between the photoelectric conversion unit 42 and the charge / voltage conversion unit 46.
  • the transfer unit 44 is a transistor having a gate, a source, and a drain.
  • TX control signal
  • the charge exclusion unit 48 is provided between the high potential unit 52 and the charge voltage conversion unit 46.
  • the charge exclusion unit 48 is a transistor having a gate, a source, and a drain.
  • the control signal (RST) is given from the drive circuit 70 to the gate of the charge exclusion unit 48, the charge exclusion unit 48 sets the potential of the charge voltage conversion unit 46 to substantially the same potential as the high potential unit 52.
  • the charge eliminator 48 excludes electrons accumulated in the charge / voltage converter 46.
  • the amplifying unit 49 is provided between the output unit 50 and the high potential unit 52.
  • the amplification unit 49 is a transistor having a gate, a source, and a drain.
  • the gate of the amplifying unit 49 is electrically connected to the charge / voltage converting unit 46.
  • the amplifying unit 49 outputs a current to the output unit 50 with the voltage obtained by amplifying the voltage of the charge-voltage converting unit 46.
  • the output unit 50 is provided between the amplification unit 49 and the signal line 54.
  • the output unit 50 is a transistor having a gate, a source, and a drain.
  • SEL control signal
  • the output unit 50 outputs a current to the signal line 54 with the voltage amplified by the amplification unit 49.
  • a signal corresponding to the amplified voltage of the charge-voltage conversion unit 46 is output to the signal line 54 as a signal.
  • the high potential portion 52 is electrically connected to the power supply voltage (V DD ).
  • the high potential unit 52 supplies a high potential to the charge exclusion unit 48 and the amplification unit 49.
  • the high potential may be any potential as long as the charge exclusion operation of the charge exclusion unit 48 and the amplification operation of the amplification unit 49 can be executed.
  • the charge-voltage converter 46 receives the charge accumulated in each photoelectric converter 42 and converts it into a potential.
  • the charge-voltage conversion unit 46 is provided in common to the four pixels. In other words, the output of each of the transfer units 44-1, 44-2, 44-3, and 44-4 is electrically connected to the charge voltage conversion unit 46.
  • the charge transferred from the transfer unit 44 is accumulated in the charge-voltage conversion unit 46.
  • the charge-voltage converter 46 is a so-called floating diffusion region.
  • the charge-voltage converter 46 may be a capacitor having one end electrically connected to the output of the transfer unit 44 and the other end grounded.
  • the charge transferred from the transfer unit 44 is accumulated at the other end of the charge-voltage conversion unit 46.
  • the charge-voltage converter 46 converts the accumulated charge into a potential. Note that the potential of the gate of the amplifier 49 is equal to the potential of the one end of the charge-voltage converter 46.
  • a signal is output from each output unit 50 to the signal line 54.
  • the signal line 54 is connected to the signal processing unit 60 via a CDS circuit, an AD conversion circuit, and the like.
  • a signal corresponding to the amount of charge photoelectrically converted in the pixel 20 is output to the signal processing unit 60.
  • a signal corresponding to the dark current detected in the correction pixel 22 is output to the signal processing unit 60.
  • the signal processing unit 60 uses a signal corresponding to the dark current as a voltage reference level.
  • the signal processing unit 60 uses the voltage reference level generated in the correction pixel 22 as correction data, and uses the first spectral characteristic pixel 20-1, the second spectral characteristic pixel 20-2, and the third spectral characteristic pixel.
  • the signal or pixel value output from at least one of 20-3 is corrected.
  • the signal processing unit 60 includes at least two of the first spectral characteristic pixel 20-1, the second spectral characteristic pixel 20-2, and the third spectral characteristic pixel 20-3 adjacent to each of the correction pixels 22. Is generated by interpolating the signal at the position of the correction pixel 22.
  • an interpolation method based on median processing, an interpolation method based on gradient, or an adaptive color plane interpolation method may be used.
  • the drive circuit 70 supplies signal pulses to the gates of the transfer unit 44, the charge exclusion unit 48, and the output unit 50. As a result, the transistors of the transfer unit 44, the charge exclusion unit 48, and the output unit 50 are turned on.
  • the control unit 80 controls the drive circuit 70. That is, the control unit 80 controls the transfer unit 44, the charge exclusion unit 48, and the output unit 50 by controlling the pulse timing to the gate of the transfer unit 44, the charge exclusion unit 48, and the output unit 50. The control unit 80 also controls the operation of the signal processing unit 60.
  • the drive circuit 70 can individually read out the charges accumulated in each photoelectric conversion unit 42. In addition to this, the drive circuit 70 can read out the charges of the four photoelectric conversion units 42 after adding them in the charge-voltage conversion unit 46. Therefore, the drive circuit 70 can selectively execute either individual reading or reading after addition.
  • the drive circuit 70 adjusts the control signal (TX1 to TX4) to each transfer unit 44, the control signal (RST) to the charge exclusion unit 48, and the control signal (SEL) to the output unit 50, The charge in each pixel 20 is prevented from being confused in the charge / voltage converter 46.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of the pixel area 24-1 in FIG.
  • the pixel area 24-1 includes the pixel 32 in the first quadrant, the pixel 34 in the second quadrant, the pixel 36 in the third quadrant, the pixel 38 in the fourth quadrant, and the circuit section 39.
  • Have The pixel 32 in the first quadrant, the pixel 34 in the second quadrant, the pixel 36 in the third quadrant, and the pixel 38 in the fourth quadrant are provided so as to surround the circuit unit 39.
  • the circuit part 39 can be provided in the position where the photoelectric conversion part 42 is not provided. Therefore, the area of the photoelectric conversion unit 42 is not eroded by the circuit unit 39 in the plane defined in the first direction and the second direction. Therefore, the area of the photoelectric conversion unit 42 can be maximized.
  • the first quadrant pixel 32 and the third quadrant pixel 36, and the second quadrant pixel 34 and the fourth quadrant pixel 38 are used for image plane phase difference autofocus in the first direction. It can be used as a pixel.
  • the first quadrant pixel 32 and the second quadrant pixel 34, and the third quadrant pixel 36 and the fourth quadrant pixel 38 are used as pixels for image plane phase difference autofocus in the second direction. Can do.
  • FIG. 5 a is an enlarged view of the pixel region 30.
  • the pixel portion region 30 includes a second spectral characteristic pixel 20-2 having a green (G) filter and a third spectral characteristic pixel 20-3 having a blue (B) filter. Further, the pixel area 30 has a correction pixel 22-2. A position where the image sensor 10 is cut in parallel with the second direction through the two pixels 20-3 having the third spectral characteristic, the one pixel 20-2 having the second spectral characteristic, and the one correcting pixel 22-2. Indicated by BB.
  • FIG. 5B is a schematic diagram showing a third spectral characteristic pixel 20-3, a second spectral characteristic pixel 20-2, and a correction pixel 22-2 in the BB cross section.
  • the correction pixel 22-2 includes a light shielding layer 90 between the color filter 40-2 and the photoelectric conversion unit 42-2. As described above, the light shielding layer 90 is provided for the purpose of shielding all light incident on the photoelectric conversion unit 42-2 of the correction pixel 22-2. Instead of providing the light shielding layer 90, the photoelectric conversion unit 42-2 and the transfer unit 44-2 may be short-circuited to the ground.
  • the transfer unit 44 Except for the point where the light shielding layer 90 is provided or between the electric conversion unit 42-2 and the transfer unit 44-2 and the ground is short-circuited, the transfer unit 44, the charge-voltage conversion unit 46, the charge described in FIG.
  • the exclusion unit 48, the amplification unit 49, the output unit 50, the high potential unit 52, and the signal line 54 are provided in the same manner as in the example of FIG. A dark current can be detected using the correction pixel 22.
  • FIG. 6 is a diagram showing a partial region 14 of the photoelectric conversion region 11 in the second embodiment.
  • the partial region 14 has a plurality of correction pixels 22.
  • each of the plurality of correction pixels 22 satisfies the above two conditions and is arranged at a random position.
  • the correction pixel 22 having a red filter is a correction pixel 22-1
  • the correction pixel 22 having a green filter is a correction pixel 22-2
  • the correction pixel 22 having a blue filter Is shown as a correction pixel 22-3.
  • the pattern of the plurality of correction pixels 22 arranged at random is random in the entire photoelectric conversion region 11. Thereby, the alias signal generated when the array pattern of the correction pixels 22 is periodically provided can be suppressed.
  • FIG. 7 is a diagram showing a partial region 14 of the photoelectric conversion region 11 in the third embodiment.
  • the partial region 14 has a plurality of correction pixels 22.
  • the plurality of correction pixels 22 are arranged along a plurality of lines parallel to the first direction, and the plurality of correction pixels 22 are along a plurality of lines parallel to the second direction. Be placed.
  • the intervals between the plurality of lines parallel to the first direction in which the plurality of correction pixels 22 are arranged are not constant, and the intervals between the plurality of lines parallel to the second direction in which the plurality of correction pixels 22 are arranged are also different. It is not constant.
  • the correction pixels 22 are arranged at intervals of 1, 3, 5 pixels, 1, 3, 5 pixels, and every 1, 3, 5 pixels in the first direction. Further, in the second direction, they are arranged every 1, 2, 4 pixels, every 1, 2, 4 pixels, every 1, 2, 4 pixels, and so on.
  • the pattern of the arrangement of the correction pixels 22 in the partial area 14 may be provided in the entire photoelectric conversion area 11 of the image sensor 10. Note that when the correction pixels 22 are arranged in a specific pattern, an alias signal is always generated. However, in FIG. 7, the arrangement pattern of the correction pixels 22 whose intervals are not constant is provided in the entire photoelectric conversion region 11, so that the same arrangement pattern is provided in the entire photoelectric conversion region 11. The intensity of the alias signal that is generated can be suppressed.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the photoelectric conversion region 111 of the image sensor 110 and the partial region 114 of the pixel block 112 according to the fourth embodiment.
  • the image sensor 110 has a photoelectric conversion region 111.
  • the photoelectric conversion region 111 has one or more pixel blocks 112.
  • a plurality of pixel blocks 112 are shown by coordinate display using the first direction and the second direction.
  • at least two pixel blocks 112 may read signals independently of each other. Signals generated by photoelectric conversion in the pixel block 112 are read out independently between the pixel blocks 112. That is, the signal generated in the pixel block 112 is read out for each pixel block 112 by a so-called block division readout method.
  • the plurality of pixel blocks 112 at least two pixel blocks 112 (referred to as the first pixel block 112 and the second pixel block 112) can perform an imaging operation under different imaging conditions.
  • the imaging condition includes, for example, at least one of an exposure time, an ISO sensitivity, and a frame rate.
  • the photoelectric conversion region 111 has a plurality of pixels 120 and a plurality of correction pixels 122.
  • the plurality of pixels 120 includes a first pixel that performs an imaging operation under the first imaging condition to generate first image data, and a second image data that performs an imaging operation under a second imaging condition different from the first imaging condition. And a second pixel for generating.
  • the pixel 120 included in the first pixel block 112 that performs the imaging operation under the first imaging condition is an example of the first pixel
  • the pixel included in the second pixel block 112 that performs the imaging operation under the second imaging condition. 120 is an example of the second pixel.
  • the plurality of correction pixels 122 include a first correction pixel that performs an imaging operation under the first imaging condition and generates first correction data used to remove noise included in the first image data, and a second imaging. And a second correction pixel for generating second correction data used for removing noise included in the second image data by performing an imaging operation under conditions.
  • the correction pixel 122 included in the first pixel block 112 is an example of a first correction pixel
  • the correction pixel 122 included in the second pixel block 112 is an example of a second correction pixel.
  • the correction data may be data indicating a voltage reference level described later.
  • a partial region 114 is an enlarged portion of the pixel block 112. Note that a photoelectric conversion unit is disposed in each of the plurality of pixels 120. The photoelectric conversion unit accumulates electric charge that has been photoelectrically converted according to the amount of light incident on the photoelectric conversion region 111.
  • One pixel 120 includes a filter having a predetermined spectral characteristic and one photoelectric conversion unit. However, when focus detection is performed by the image plane phase difference autofocus method, one pixel 120 is divided into a plurality of photoelectric conversion units. That is, in the case of the image plane phase difference autofocus method, the pixel 120 has a plurality of photoelectric conversion units having a smaller area than the photoelectric conversion unit that does not perform focus detection on a plane defined by the first direction and the second direction.
  • a pixel 120 having a red filter is a pixel 120-1 (or simply an R pixel)
  • a pixel 120 having a green filter is a pixel 120-2 (or simply a G pixel)
  • a blue filter The pixel 120 having the filter is arranged in a Bayer pattern with the pixel 120-3 (or simply B pixel).
  • the color of the filter is an example. So-called cyan, magenta, yellow and the like may be used.
  • the pixels 120-1, 120-2, and 120-3 may be arranged in a stripe pattern instead of the Bayer pattern.
  • Each pixel block 112 has at least one correction pixel 122. At least one correction pixel 122 generates a voltage reference level that does not depend on the amount of incident light on the photoelectric conversion region 111.
  • the correction pixel 122 may include a light shielding layer between the filter and the photoelectric conversion unit. The light shielding layer is different from the light shielding layer for so-called image plane retardation. The light blocking layer is provided for the purpose of blocking all light incident on the correction pixel 122.
  • the dark current generated in the image sensor 110 can be detected.
  • the dark current is noise generated due to heat or charge accumulation time of the image sensor 110.
  • At least one correction pixel 122 is provided in the pixel block 112. Therefore, when the pixel block 112 and the optical black region or the correction pixel 122 are provided spatially apart from each other, or when the correction pixel 122 is not included in the pixel block 112, the pixel 120 is It is provided in the vicinity of the correction pixel 122. Therefore, the correction pixel 122 can detect the dark current of the pixel 120 with higher accuracy.
  • the charge accumulation time may be changed for each pixel block 112. Even in this case, since the correction pixel 122 is provided in the pixel block 112, the correction pixel 122 can detect the dark current in each pixel block 112 according to the change of the charge accumulation time. Therefore, the influence of dark current can be accurately removed for each pixel block 112.
  • the B pixel functioning as the correction pixel 122 is the correction pixel 122-3.
  • the correction pixels 122-3 are arranged every three pixels in the first direction and the second direction in the pixel block 112, respectively. Therefore, one row in the second direction where the correction pixel 122-3 is provided may be a light shielding line. Note that a plurality of the light shielding lines are provided in the pixel block 112.
  • the pixels 120-1 or 120-2 may be phase difference detection pixels. That is, one row in the second direction in which the pixels 120-1 and 120-2 are provided may be a focus detection line used for image plane phase difference autofocus. Note that a plurality of focus detection lines may be provided in the pixel block 112.
  • the correction pixels 122 only a plurality of R pixels may be used as the correction pixels 122.
  • the correction pixel 122 is the R pixel
  • a row in the second direction where the correction pixel 122 is provided is a light shielding line.
  • a plurality of the light shielding lines may be provided in the pixel block 112.
  • the pixels 120-2 or 120-3 may be phase difference detection pixels. That is, one line in the second direction in which the pixels 120-2 and 120-3 are provided may be a focus detection line used for image plane phase difference autofocus. Note that a plurality of focus detection lines may be provided in the pixel block 112.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a part of the image sensor unit 200, a part of the image processing ASIC 624, and a part of the CPU 622.
  • the image sensor unit 200 includes an image sensor 110 and a drive circuit 170.
  • the image processing ASIC 624 includes a signal processing unit 160.
  • the CPU 622 has a control unit 180.
  • the image sensor 110 includes a pixel 120, a transfer unit 144, a charge / voltage conversion unit 146, a charge exclusion unit 148, an amplification unit 149, an output unit 150, a high potential unit 152, and a signal line 154.
  • the pixel 120 includes a color filter 140 and a photoelectric conversion unit 142. 9 exemplarily shows three pixels 120 in the image sensor 110, a transfer unit 144, a charge voltage conversion unit 146, a charge exclusion unit 148, an amplification unit 149, an output unit 150, a high potential unit 152, and a signal line. 154 is shown. However, in the image sensor 110, the number of pixels 120 and the like is not limited to three.
  • the photoelectric conversion unit 142 is provided with a color filter 140 having spectral characteristics in the vicinity thereof.
  • the photoelectric conversion unit 142 generates electric charge according to the amount of light incident through the color filter 140.
  • the photoelectric conversion unit 142 accumulates the photoelectrically converted charges.
  • the accumulated charge is, for example, electrons.
  • the pixels 120-1 (R pixel) and 120-2 (G pixel) generate charges according to the amount of light incident through the color filter 140.
  • the correction pixel 122-3 (B pixel) includes the light shielding layer 190 between the color filter 140-3 and the photoelectric conversion unit 142-3, and therefore does not generate charge according to the amount of incident light. .
  • the transfer unit 144 is provided between the photoelectric conversion unit 142 and the charge / voltage conversion unit 146.
  • the transfer unit 144 is a transistor having a gate, a source, and a drain.
  • TX control signal
  • the charge exclusion unit 148 is provided between the high potential unit 152 and the charge voltage conversion unit 146.
  • the charge exclusion unit 148 is a transistor having a gate, a source, and a drain.
  • RST control signal
  • the charge exclusion unit 148 sets the potential of the charge voltage conversion unit 146 to substantially the same potential as the high potential unit 152.
  • the charge exclusion unit 148 excludes electrons accumulated in the charge-voltage conversion unit 146.
  • the amplification unit 149 is provided between the output unit 150 and the high potential unit 152.
  • the amplification unit 149 is a transistor having a gate, a source, and a drain.
  • the gate of the amplifying unit 149 is electrically connected to the charge / voltage converting unit 146.
  • the amplification unit 149 outputs a current to the output unit 150 with the voltage obtained by amplifying the voltage of the charge-voltage conversion unit 146.
  • the output unit 150 is provided between the amplification unit 149 and the signal line 154.
  • the output unit 150 is a transistor having a gate, a source, and a drain.
  • SEL control signal
  • the output unit 150 outputs a current to the signal line 154 with the voltage amplified by the amplification unit 149.
  • a signal corresponding to the amplified voltage of the charge-voltage conversion unit 146 is output to the signal line 154 as a signal.
  • the high potential portion 152 is electrically connected to the power supply voltage (V DD ).
  • the high potential unit 152 supplies a high potential to the charge exclusion unit 148 and the amplification unit 149.
  • the high potential may be any potential as long as the charge exclusion operation of the charge exclusion unit 148 and the amplification operation of the amplification unit 149 can be executed.
  • the charge transferred from the transfer unit 144 is accumulated in the charge voltage conversion unit 146.
  • the charge-voltage converter 146 is a so-called floating diffusion region.
  • the charge-voltage converter 146 may be a capacitor having one end electrically connected to the output of the transfer unit 144 and the other end grounded.
  • the charge transferred from the transfer unit 144 is accumulated at the other end of the charge voltage conversion unit 146.
  • the accumulated voltage is converted into a potential in the charge-voltage converter 146.
  • the potential of the gate of the amplifier 149 is equal to the potential of the one end of the charge-voltage converter 146.
  • a signal is output from each output unit 150 to the signal line 154.
  • pixel signals are output from the output unit 150-1 of the pixel 120-1 (R pixel) and the output unit 150-2 of the pixel 120-2 (G pixel) to the signal lines 154-1 and 154-2, respectively. Is output.
  • a signal corresponding to the voltage level corresponding to the dark current is output from the output unit 150-3 of the correction pixel 122-3 (B pixel) to the signal line 154-3.
  • the signal line 154 is connected to the signal processing unit 160 via a CDS circuit, an AD conversion circuit, and the like.
  • a signal corresponding to the amount of charge photoelectrically converted in the pixel 120 is output to the signal processing unit 160.
  • a signal corresponding to the dark current detected in the correction pixel 122 is output to the signal processing unit 160.
  • the signal processing unit 160 uses a signal corresponding to the dark current as a voltage reference level.
  • the signal processing unit 160 corrects signals output from the plurality of pixels 120 using the voltage reference level generated in the plurality of correction pixels 122.
  • the signal processing unit 160 generates signals by interpolating signals at the positions of the plurality of correction pixels 122 using signals output from the plurality of pixels 120 adjacent to the plurality of correction pixels 122.
  • the interpolation method used by the signal processing unit 160 may use an interpolation method based on median processing, an interpolation method based on gradient, or an adaptive color plane interpolation method.
  • the drive circuit 170 supplies signal pulses to the gates of the transfer unit 144, the charge exclusion unit 148, and the output unit 150. Thereby, the transistors of the transfer unit 144, the charge exclusion unit 148, and the output unit 150 are turned on.
  • the control unit 180 controls the drive circuit 170. That is, the control unit 180 controls the transfer unit 144, the charge exclusion unit 148, and the output unit 150 by controlling the pulse timing to the gate of the transfer unit 144, the charge exclusion unit 148, and the output unit 150. The control unit 180 also controls the operation of the signal processing unit 160.
  • FIG. 10 is a timing chart showing the operation of the pixel block 112.
  • the drive circuit 170 controls the transfer unit 144 and the charge exclusion unit 148 connected to the pixel 120 and the correction pixel 122 at the same timing.
  • the drive circuit 170 shifts the timing for each pixel and outputs a pixel signal from the output unit 150.
  • the drive circuit 170 turns on each charge exclusion unit 148 (RST) of one pixel block 112 at time t2. As a result, the potential of the gate of each amplifier 149 is reset. The drive circuit 170 keeps the transistors of the charge exclusion units 148 (RST) in the on state from time t2 to time t5.
  • the driving circuit 170 turns on the transfer units 144 (TX_R, TX_G, and TX_G) of all the pixels 120 and the correction pixels 122 (R pixel, G pixel, and B pixel) in one pixel block 112 at time t3. Thereby, first, the electric charge accumulated in each pixel 120 is eliminated.
  • the drive circuit 170 turns off each charge exclusion unit 148 (RST) at time t5. Thereafter, at time t7, the driving circuit 170 turns on the transfer units 144 (TX_R, TX_G, and TX_G) of all the pixels 120 and the correction pixels 122 (R pixel, G pixel, and B pixel) in one pixel block 112 again. To do. As a result, the charges accumulated in all the photoelectric conversion units 142 (R pixel, G pixel, and B pixel) in one pixel block 112 correspond to the corresponding charge voltage conversion units 146-1, 146-2, and 146-3, respectively. Forwarded respectively.
  • the period from time t3 to time t7 is the charge accumulation period of each pixel 120.
  • the driving circuit 170 sequentially turns on the transfer unit 144 of each pixel 120 and the correction pixel 122 after time t8.
  • one photoelectric conversion unit 142-1 R1 pixel
  • one photoelectric conversion unit 142-2 G1 pixel
  • one photoelectric conversion unit 142-3 B1 in one pixel block 112.
  • the charges accumulated in the pixel are transferred to the signal lines 154-1, 154-2 and 154-3, respectively.
  • another photoelectric conversion unit 142-1 (R2 pixel), another photoelectric conversion unit 142-2 (G2 pixel), and another photoelectric conversion unit 142-3 (B2 pixel) in another pixel block 112
  • the electric charges accumulated in are transferred to signal lines 154-1, 154-2 and 154-3, respectively.
  • the transfer operation is executed for all the pixels 120 and the correction pixels 122 in one pixel block 112. As a result, the pixel signal of each pixel included in one pixel block 112 is output to the signal line 154.
  • FIG. 11 is a diagram showing a partial region 114 of the pixel block 112 in the fifth embodiment.
  • the partial area 114 has a plurality of correction pixels 122.
  • each of the plurality of correction pixels 122 is disposed at a random position.
  • the correction pixel 122 having a red filter is a correction pixel 122-1
  • the correction pixel 122 having a green filter is a correction pixel 122-2
  • the correction pixel 122 having a blue filter Is described as a correction pixel 122-3.
  • the partial region 114 is provided in the pixel block 112 of the photoelectric conversion region 111 of the image sensor 110. Therefore, similarly to the partial region 114 of this example, the correction pixels 122 are randomly arranged in each of the pixel blocks 112.
  • the pattern of the plurality of correction pixels 122 arranged at random is preferably different between the two pixel blocks 112. That is, the correction pixels 122 are randomly arranged in the entire photoelectric conversion region 111 of the image sensor 110. Thereby, the alias signal generated when the array pattern of the correction pixels 122 is periodically provided can be suppressed.
  • FIG. 12 is a diagram showing a partial region 114 of the pixel block 112 in the sixth embodiment.
  • the partial area 114 has a plurality of correction pixels.
  • the plurality of correction pixels 122 are arranged along a plurality of lines parallel to the first direction, and the plurality of correction pixels 122 are parallel to the second direction perpendicular to the first direction. Arranged along multiple lines.
  • the correction pixels 122 are arranged in the first direction every 1, 2, 3, 4 pixels, every 1, 2, 3, 4 pixels, and every 1, 2, 3, 4 pixels, and so on.
  • the pixels are arranged every 1, 2, 3, 4 pixels, every 1, 2, 3, 4 pixels, every 1, 2, 3, 4 pixels, and so on.
  • the intervals between the plurality of lines parallel to the first direction in which the plurality of correction pixels 122 are arranged are not constant, and the intervals between the plurality of lines parallel to the second direction in which the plurality of correction pixels 122 are arranged. Is not constant.
  • the partial region 114 is provided in the pixel block 112 of the photoelectric conversion region 111 of the image sensor 110. Therefore, similarly to the partial region 114 of this example, the correction pixel 122 is arranged in each of the pixel blocks 112.
  • the arrangement pattern in the plurality of correction pixels 122 in this example is preferably the same in at least two pixel blocks 112. Furthermore, it is more preferable that the correction pixels 122 have the same arrangement pattern in the entire photoelectric conversion region 111 of the image sensor 110. Note that when the correction pixels 122 are arranged in a specific pattern, an alias signal is always generated. However, in FIG. 13, the arrangement pattern of the correction pixels 122 is provided in the entire photoelectric conversion region 111, so that an alias signal generated is generated as compared with the case where the same arrangement pattern is provided in the entire photoelectric conversion region 111. The strength of can be suppressed.
  • FIG. 13 is a diagram showing a partial region 114 of the pixel block 112 in the seventh embodiment. This example is different from FIG. 12 in that a plurality of correction pixels 124 and a plurality of correction pixels 126 are used instead of the plurality of correction pixels 122. A region 130 surrounded by a dotted line at the lower left of the partial region 114 will be described later.
  • the correction pixel 124 includes the photoelectric conversion unit 142, and the photoelectrically converted charge is not read out as a signal. Further, the correction pixel 126 does not include the photoelectric conversion unit 142.
  • the plurality of correction pixels 124 and the plurality of correction pixels 126 are alternately arranged in the first direction. Also in the second direction perpendicular to the first direction, the plurality of correction pixels 124 and the plurality of correction pixels 126 are alternately arranged. Note that the plurality of correction pixels 124 and the plurality of correction pixels 126 may be randomly arranged.
  • the partial region 114 is provided in the pixel block 112 of the photoelectric conversion region 111 of the image sensor 110. Therefore, similarly to the partial region 114 of this example, the correction pixel 124 including the photoelectric conversion unit 142 and the correction pixel 126 not including the photoelectric conversion unit 142 are arranged in each pixel block 112.
  • FIG. 14 a is an enlarged view of the region 130.
  • the region 130 includes a correction pixel 124-1 having a red filter, a correction pixel 124-2 having a green filter, a correction pixel 126-1 having a red filter, and pixels 120-1, 120-2. And 120-3.
  • the position at which the image sensor 110 is cut in parallel with the second direction through the correction pixel 124-1, the pixel 120-2, the correction pixel 126-1 and the correction pixel 124 is indicated by BB.
  • FIG. 14B is a schematic diagram showing the correction pixel 124 and the correction pixel 126 in the BB cross section.
  • the correction pixels 124-1 and 124-2 and the correction pixel 126-1 are specific examples of the correction pixel 122.
  • the pixel 120-2 is a so-called normal pixel that is used to output a photoelectrically converted pixel signal.
  • the output of the photoelectric conversion unit 142-1 is connected to the input of the photoelectric conversion unit 142-1. Also in the correction pixel 124-2, the output of the photoelectric conversion unit 142-2 is connected to the input of the photoelectric conversion unit 142-2.
  • the correction pixel 126-1 does not have the photoelectric conversion unit 142. That is, one end of the transfer unit 144 is set to the ground potential. Therefore, similarly to the correction pixel 124, the correction current 126 can be used to correct the dark current.
  • the correction pixel 124 and the correction pixel 126 are provided in the photoelectric conversion region 111, a dark current can be detected without the light shielding layer 190. Since the light shielding layer 190 is not provided in the photoelectric conversion region 111, the flatness of the photoelectric conversion region 111 can be improved.

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Abstract

　光学的黒色画素の新規な配置構成を提供する。マイクロレンズと、マイクロレンズに対応して設けられ、予め定められた分光特性を有するフィルタを介して入射した光を光電変換して画像データを生成する画素と、マイクロレンズに対応して設けられ、画像データに含まれるノイズの除去に用いる補正データを生成する補正用画素とを備える撮像素子を提供する。また、上記の撮像素子を備える撮像装置を提供する。

Description

撮像素子および撮像装置
　本発明は、撮像素子および撮像装置に関する。
　従来、撮像素子の有効画素領域に近接して、かつ、当該有効画素領域とは異なる領域に、光学的黒色（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｂｌａｃｋ）領域を設けていた（例えば、特許文献１参照）。また、有効画素領域中に少なくとも一つの光学的黒色画素を設けることが提案されていた（例えば、特許文献２参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
　［特許文献１］　特開２０１２－１２４２１３号公報
　［特許文献２］　特開２０１３－１１８５７３号公報
　しかし、有効画素領域とは異なる領域に光学的黒色領域を設けると、撮像素子の面積が増大する。また、画素信号を読み出す画素の位置と光学的黒領域の位置とが空間的に離れているので、ブロック分割方式により画素信号を読み出す場合、下記の問題があった。
　まず、光学的黒色領域の出力基準レベルと、画素信号を読み出す画素の位置において検出するべき出力基準レベルとの間に差異が生じるという問題があった。さらに、ブロックごとに電荷蓄積時間を変化させた場合、電荷蓄積時間の変化に応じて光学的黒色領域の出力基準レベルを補正して出力基準レベルとして用いなければならないという問題があった。
　本発明の第１の態様においては、マイクロレンズと、マイクロレンズに対応して設けられ、予め定められた分光特性を有するフィルタを介して入射した光を光電変換して画像データを生成する画素と、マイクロレンズに対応して設けられ、画像データに含まれるノイズの除去に用いる補正データを生成する補正用画素とを備える撮像素子を提供する。
　本発明の第２の態様においては、第１撮像条件で撮像動作を行って第１画像データを生成する第１画素と、第１撮像条件で撮像動作を行って第１画像データに含まれるノイズの除去に用いる第１補正データを生成する第１補正用画素と、第１撮像条件とは異なる第２撮像条件で撮像動作を行って第２画像データを生成する第２画素と、第２撮像条件で撮像動作を行って第２画像データに含まれるノイズの除去に用いる第２補正データを生成する第２補正用画素とを備える撮像素子を提供する。
　本発明の第３の態様においては、上記記載の撮像素子を備える撮像装置を提供する。
　なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
一眼レフカメラ４００の断面図である。 第１実施形態における撮像素子１０の光電変換領域１１および光電変換領域１１の部分領域１４を示す図である。 画素部領域２４－１、画像処理ＡＳＩＣ６２４の一部およびＣＰＵ６２２の一部を示す回路模式図である。 図３における画素部領域２４－１の模式図である。 画素部領域３０の拡大図である。 Ｂ－Ｂ断面における、第３分光特性の画素２０－３、第２分光特性の画素２０－２および補正用画素２２－２を示す模式図である。 第２実施形態における光電変換領域１１の部分領域１４を示す図である。 第３実施形態における光電変換領域１１の部分領域１４を示す図である。 第４実施形態における撮像素子１１０の光電変換領域１１１および画素ブロック１１２の部分領域１１４を示す図である。 撮像素子部２００の一部、画像処理ＡＳＩＣ６２４の一部およびＣＰＵ６２２の一部を示す模式図である。 １つの画素ブロック１１２の動作を示すタイミングチャートである。 第５実施形態における画素ブロック１１２の部分領域１１４を示す図である。 第６実施形態における画素ブロック１１２の部分領域１１４を示す図である。 第７実施形態における画素ブロック１１２の部分領域１１４を示す図である。 領域１３０の拡大図である。 Ｂ－Ｂ断面における、補正用画素１２４および補正用画素１２６を示す模式図である。
　以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
　図１は、一眼レフカメラ４００の断面図である。撮像装置としての一眼レフカメラ４００は、撮像素子部２００を有する。撮像素子部２００は、撮像素子を含む。一眼レフカメラ４００は、レンズユニット５００およびカメラボディ６００を備える。カメラボディ６００には、レンズユニット５００が装着される。レンズユニット５００は、その鏡筒内に、光軸４１０に沿って配列された光学系を備え、入射する被写体光束をカメラボディ６００の撮像素子部２００へ導く。
　なお、本明細書において、第１の方向は、第２の方向と垂直である。第１方向は撮像素子部２００における撮像素子の列方向であってよく、第２方向は撮像素子部２００における撮像素子の行方向であってよい。また、第１方向は撮像素子のいわゆるｘ方向であってよく、第２方向は撮像素子のいわゆるｙ方向であってよい。さらには、第１方向は撮像素子の垂直方向と読み替えてよく、第２方向は撮像素子の水平方向と読み替えてもよい。第３の方向は、第１の方向および第２の方向により規定される平面に垂直な方向である。第３の方向は、光軸４１０に平行である。第３の方向はｚ方向と読み替えてもよい。
　カメラボディ６００は、レンズマウント５５０に結合されるボディマウント６６０の後方にメインミラー６７２およびサブミラー６７４を備える。メインミラー６７２は、レンズユニット５００から入射した被写体光束に斜設される斜設位置と、被写体光束から退避する退避位置との間で回動可能に軸支される。サブミラー６７４は、メインミラー６７２に対して回動可能に軸支される。
　メインミラー６７２が斜設位置にある場合、レンズユニット５００を通じて入射した被写体光束の多くはメインミラー６７２に反射されてピント板６５２に導かれる。ピント板６５２は、撮像素子の受光面と共役な位置に配されて、レンズユニット５００の光学系が形成した被写体像を可視化する。ピント板６５２に形成された被写体像は、ペンタプリズム６５４およびファインダ光学系６５６を通じてファインダ６５０から観察される。斜設位置にあるメインミラー６７２に入射した被写体光束の一部は、メインミラー６７２のハーフミラー領域を透過しサブミラー６７４に入射する。サブミラー６７４は、ハーフミラー領域から入射した光束の一部を、合焦光学系６８０に向かって反射する。合焦光学系６８０は、入射光束の一部を焦点検出センサ６８２に導く。
　なお、本例では位相差オートフォーカス方式を採用した。しかしながら、像面位相差オートフォーカス方式を採用する場合は、サブミラー６７４、合焦光学系６８０および焦点検出センサ６８２を省略することができる。これにより、位相差オートフォーカス方式の場合と比較してカメラボディ６００の体積を小さくすることができる。
　ピント板６５２、ペンタプリズム６５４、メインミラー６７２、サブミラー６７４は、構造体としてのミラーボックス６７０に支持される。撮像素子部２００は、ミラーボックス６７０に取り付けられる。メインミラー６７２およびサブミラー６７４が退避位置に退避し、シャッタユニット３４０の先幕および後幕が開状態となれば、レンズユニット５００を透過する被写体光束は、撮像素子の受光面に到達する。
　撮像素子部２００の後方には、ボディ基板６２０および背面表示部６３４が順次配置される。液晶パネル等が採用される背面表示部６３４は、カメラボディ６００の背面に現れる。ボディ基板６２０には、ＣＰＵ６２２、画像処理ＡＳＩＣ６２４等の電子回路が実装される。撮像素子の出力は、上述のガラス基板に電気的に接続された可撓性基板を介して画像処理ＡＳＩＣ６２４へ引き渡される。
　上述の実施形態においては、撮像装置として一眼レフカメラ４００を例に説明したが、カメラボディ６００を撮像装置と捉えても良い。また、撮像装置は、ミラーユニットを備えるレンズ交換式カメラに限らず、ミラーユニットを持たないレンズ交換式カメラ、ミラーユニットの有無に関わらずレンズ一体式カメラであっても良い。
　図２は、第１実施形態における撮像素子１０の光電変換領域１１および光電変換領域１１の部分領域１４を示す図である。撮像素子１０は、光電変換領域１１を有する。光電変換領域１１は、複数のマイクロレンズ１８と、複数の画素２０と、補正用画素２２とを有する。なお、１つのマイクロレンズ１８に対応して設けられた、３つの画素２０および１つの補正用画素２２または４つの画素２０を、画素ユニット１６とする。また、同一の分光特性を有する、３つの画素２０および１つの補正用画素２２または４つの画素２０を、画素部領域２４とする。画素部領域３０については後の図面において説明する。
　複数のマイクロレンズ１８の各々は、光電変換領域１１に入射する光を画素２０へ集光する。複数のマイクロレンズ１８は、第１方向および第１方向に垂直な第２方向に設けられる。本例では、複数のマイクロレンズ１８は、第１方向および第２方向で規定される平面上において、マトリクス状に設けられる。また、複数のマイクロレンズ１８の各々に対応して、複数の画素２０が設けられる。本例では、複数のマイクロレンズ１８の各々に対応して、４つの画素が、第１方向に２つおよび第２方向に２つ配置されて設けられる。すなわち、１つのマイクロレンズ１８に対応して、４つの画素がマトリクス状に設けられる。
　画素２０は、入射した光を光電変換して画像データを生成する画素の一例である。画素２０は、予め定められた分光特性を有するフィルタおよび光電変換部を有する。なお、画素２０において、光電変換部は、フィルタを介して入射した光を光電変換する。なお、第１方向および第２方向で規定される平面における光電変換部の形状は、マイクロレンズ１８を介して第３方向から入射した光を受光するように、例えば四角形の一角を面取りした形状であってよい。
　本明細書において、複数の画素２０は、第１分光特性を有する第１フィルタを介して入射した光を光電変換する光電変換部を含む第１分光特性の画素２０－１、第２分光特性を有する第２フィルタを介して入射した光を光電変換する光電変換部を含む第２分光特性の画素２０－２、および、第３分光特性を有する第３フィルタを介して入射した光を光電変換する光電変換部を含む第３分光特性の画素２０－３を有する。第１、第２および第３分光特性は、それぞれ赤色、緑色および青色であってよい。本例では、第１分光特性の画素２０－１は赤色（Ｒ）のフィルタを有し、第２分光特性の画素２０－２は緑色（Ｇ）のフィルタを有し、第３分光特性の画素２０－３は青色（Ｂ）のフィルタを有する。
　第１分光特性の画素および第３分光特性の画素は、４つの画素における一の対角線上に設けられる。また、２つの第２分光特性の画素は、４つの画素における他の対角線上に設けられる。本例では、第１分光特性の画素２０－１（Ｒ）と第３分光特性の画素２０－３（Ｂ）とが一の対角線上に設けられ、２つの第２分光特性の画素画素２０－２（Ｇ）が他の対角線上に設けられる。
　なお、１つのマイクロレンズ１８に対応して設けられる４つの画素２０の配置は、第１方向に隣接するマイクロレンズ１８の４つの画素２０の配置に対して、鏡映対称である。また、１つのマイクロレンズ１８に対応して設けられる４つの画素２０の配置は、第２方向に隣接するマイクロレンズ１８の４つの画素２０の配置に対して、鏡映対称である。
　すなわち、本例では、画素ユニット１６－１と画素ユニット１６－２とは、画素ユニット１６－１と画素ユニット１６－２との間の第１方向に平行な直線に対して、鏡映対称である。同様に、画素ユニット１６－１と画素ユニット１６－４とは、画素ユニット１６－１と画素ユニット１６－４との間の第２方向に平行な直線に対して、鏡映対称である。画素ユニット１６－３もまた、画素ユニット１６－２および１６－４に対してそれぞれ鏡映対称である。
　これにより、第１分光特性の画素２０－１、第２分光特性の画素２０－２および第３分光特性の画素２０－３の各々は、隣接する複数のマイクロレンズ１８に対応して設けられた同じ分光特性を有する画素同士が隣接するよう配置される。画素ユニット１６－１、１６－２、１６－３および１６－４においては、隣接する４つのマイクロレンズ１８に対応して設けられた４つの第３分光特性の画素２０－３が隣接するように配置されている。
　画素ユニット１６－１、１６－２、１６－３および１６－４を起点とすると、第１方向に４つの第２分光特性の画素２０－２および４つの第３分光特性の画素２０－３が繰り返し配置される。また、画素ユニット１６－１、１６－２、１６－３および１６－４を起点とすると、第２方向においても、４つの第２分光特性の画素２０－２および４つの第３分光特性の画素２０－３が繰り返し配置される。
　また、４つの第１分光特性の画素２０－１（画素部領域２４－１）を起点とすると、第１方向に４つの第２分光特性の画素２０－２および４つの第１分光特性の画素２０－１が繰り返し配置される。さらに、４つの第１分光特性の画素２０－１（画素部領域２４－１）を起点とすると、第１方向に４つの第２分光特性の画素２０－２および４つの第３分光特性の画素２０－３が繰り返し配置される。つまり、光電変換領域１１は、赤色（Ｒ）のフィルタを有する４つの第１分光特性の画素２０－１（画素部領域２４－１）、緑色（Ｇ）のフィルタを有する４つの第２分光特性の画素２０－２（画素部領域２４－２）、および青色（Ｂ）のフィルタを有する４つの第３分光特性の画素２０－３（画素部領域２４－３）で敷き詰められる。
　補正用画素２２は、少なくとも１つのマイクロレンズ１８について、複数の画素２０のうち１つに置き換えて設けられる。補正用画素２２は、入射した光の量に依存しない電圧基準レベルを生成する。補正用画素２２は、例えば、画素２０の光電変換部の出力端と入力端とを短絡した構造を有する。補正用画素２２は、画素２０において、フィルタと光電変換部との間に遮光層を有するとしてもよい。なお、遮光層は、いわゆる像面位相差のための遮光層とは異なる。遮光層は、補正用画素２２に入射する光を全て遮ることを目的として設けられる。
　補正用画素２２を設けることにより、撮像素子１０において発生する暗電流を検出することができる。暗電流は、撮像素子１０の熱または電荷蓄積時間などに起因して発生するノイズである。画素２０から出力される信号値から、補正用画素２２から出力される信号値を差し引くことにより、ノイズ電流の影響を除去することができる。
　本例において、補正用画素２２は、下記の２つの条件を満たすように配置される。第１の条件は、複数のマイクロレンズ１８のうち隣接する２つのマイクロレンズ１８において、補正用画素２２が隣接しない、という条件である。第２の条件は、隣接して配置される同じ分光特性を有する画素同士のうち１つだけが、補正用画素２２である、という条件である。本例では、画素ユニット１６－４において、中央の４つの第１分光特性の画素２０－１のうち、１つだけを補正用画素２２－１としてよい。
　本例において、補正用画素２２は、上述の２つの条件を満たして、光電変換領域１１に複数個設けられる。それゆえ、光電変換領域１１に近接して、かつ、当該光電変換領域１１と異なる領域に光学的黒領域を設ける場合と比較して、撮像素子１０の面積を小さくすることができる。加えて、補正用画素２２は、上述の２つの条件を満たすように分散して設けられるので、光電変換領域１１の特定の領域に光学的黒色領域を設ける場合と比較して、光電変換領域１１全体の画素２０において、当該画素２０の近傍に補正用画素２２が存在する確率が高くなる。それゆえ、補正用画素２２は、画素２０の暗電流をより精度よく検出することができる。
　マイクロレンズ１８を第１方向おおよび第２方向において４分割した領域を第１から第４象限と呼ぶことにする。本例の部分領域１４では、補正用画素２２は、第１から第４象限に均等に分配に配置した。また、補正用画素２２を設けたカラーフィルタの色も均等に分配した。これにより、入射光がテレセントリックでない場合であっても、補正用画素２２に全く入射光が入射しないこと、または、補正用画素２２に偏って入射光が入射した結果画素２０への入射光が減少することを防ぐことができる。
　図３は、画素部領域２４－１、画像処理ＡＳＩＣ６２４の一部およびＣＰＵ６２２の一部を示す回路模式図である。撮像素子部２００は、撮像素子１０および駆動回路７０を有する。画像処理ＡＳＩＣ６２４は、信号処理部６０を有する。ＣＰＵ６２２は、制御部８０を有する。本例では、撮像素子１０の光電変換領域１１における、赤色（Ｒ）のフィルタを有する４つの第１分光特性の画素２０－１（画素部領域２４－１）に着目して説明する。
　画素部領域２４－１においては、同じ分光特性を有する４つの第１分光特性の画素２０－１が隣接するよう配置される。なお、４つの第１分光特性の画素２０－１は、隣接する複数のマイクロレンズ１８に対応して設けられた第１分光特性の画素２０－１である。４つの第１分光特性の画素２０－１は、それぞれ、第１象限の画素３２、第２象限の画素３４、第３象限の画素３６および第４象限の画素３８に相当する。
　画素部領域２４－１は回路部３９を有する。回路部３９は、画素２０、転送部４４、電荷電圧変換部４６、電荷排除部４８、増幅部４９、出力部５０、高電位部５２および信号線５４を有する。各第１分光特性の画素２０－１は、カラーフィルタ４０および光電変換部４２を有する。
　光電変換部４２には、赤色（Ｒ）のカラーフィルタ４０が近接して設けられる。光電変換部４２は、赤色（Ｒ）カラーフィルタ４０を介して入射した光の光量に応じて電荷を生成する。また、光電変換部４２は、光電変換された電荷を蓄積する。なお、蓄積される電荷は、例えば電子である。
　転送部４４は、光電変換部４２と電荷電圧変換部４６との間に設けられる。本例では、転送部４４は、ゲート、ソースおよびドレインを有するトランジスタである。駆動回路７０から転送部４４のゲートに制御信号（ＴＸ）が与えられると、転送部４４は、光電変換部４２に蓄積された電荷を電荷電圧変換部４６に転送する。
　電荷排除部４８は、高電位部５２と電荷電圧変換部４６との間に設けられる。本例では、電荷排除部４８は、ゲート、ソースおよびドレインを有するトランジスタである。駆動回路７０から電荷排除部４８のゲートに制御信号（ＲＳＴ）が与えられると、電荷排除部４８は、電荷電圧変換部４６の電位を高電位部５２とほぼ同じ電位にする。本例では、電荷排除部４８は、電荷電圧変換部４６に蓄積された電子を排除する。
　増幅部４９は、出力部５０と高電位部５２との間に設けられる。本例では、増幅部４９は、ゲート、ソースおよびドレインを有するトランジスタである。増幅部４９のゲートは、電荷電圧変換部４６に電気的に接続される。これにより、増幅部４９は、電荷電圧変換部４６の電圧を、増幅した電圧で電流を出力部５０に出力する。
　出力部５０は、増幅部４９と信号線５４との間に設けられる。本例では、出力部５０は、ゲート、ソースおよびドレインを有するトランジスタである。駆動回路７０から出力部５０のゲートに制御信号（ＳＥＬ）が与えられると、出力部５０は、増幅部４９が増幅した電圧で電流を信号線５４に出力する。これにより、増幅された電荷電圧変換部４６の電圧に応じた信号が、信号線５４に信号として出力される。
　高電位部５２は、電源電圧（ＶＤＤ）に電気的に接続される。高電位部５２は、電荷排除部４８および増幅部４９に高電位を供給する。当該高電位は、電荷排除部４８の電荷排除動作および増幅部４９の増幅動作を実行できれば任意の電位としてよい。
　電荷電圧変換部４６は、各々の光電変換部４２に蓄積された電荷を受け取り電位に変換する。本例では、隣接する４つの第１分光特性の画素２０－１において、電荷電圧変換部４６が、４つの画素に共通に設けられる。つまり、電荷電圧変換部４６には、各転送部４４－１、４４－２、４４－３および４４－４の出力が電気的に接続される。
　電荷電圧変換部４６には、転送部４４から転送された電荷が蓄積される。本例では、電荷電圧変換部４６は、いわゆる浮遊拡散（Ｆｌｏａｔｉｎｇ　Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）領域である。電荷電圧変換部４６は、一端が転送部４４の出力に電気的に接続され、かつ、他の一端が接地されたコンデンサであってよい。転送部４４から転送された電荷は、電荷電圧変換部４６の当該他の一端に蓄積される。これにより、電荷電圧変換部４６において、蓄積された電荷が電位に変換される。なお、増幅部４９のゲートの電位は、電荷電圧変換部４６の当該一端の電位と等しくなる。
　信号線５４には、各々の出力部５０から信号が出力される。信号線５４は、ＣＤＳ回路およびＡＤ変換回路等を介して、信号処理部６０に接続される。
　信号処理部６０には、画素２０において光電変換された電荷量に対応する信号が出力される。また、信号処理部６０には、補正用画素２２において検出された暗電流に対応する信号が出力される。信号処理部６０は、暗電流に対応する信号を電圧基準レベルとして用いる。信号処理部６０は、補正用画素２２において生成された電圧基準レベルを補正データとして用いて、第１分光特性の画素２０－１、第２分光特性の画素２０－２、第３分光特性の画素２０－３のうち少なくとも１つから出力される信号または画素値を補正する。
　信号処理部６０は、補正用画素２２の各々に隣接する第１分光特性の画素２０－１、第２分光特性の画素２０－２、および第３分光特性の画素２０－３のうち少なくとも２つから出力される信号を用いて、補正用画素２２の位置における信号を補間して生成する。信号処理部６０が用いる補間方法は、メジアン処理による補間方法、勾配に基づく補間方法、または、適応型カラーブレーン補間（Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｃｏｌｏｒ　Ｐｌａｎｅ　Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）法を用いてよい。
　駆動回路７０は、転送部４４、電荷排除部４８および出力部５０におけるゲートへ信号パルスを供給する。これにより、転送部４４、電荷排除部４８および出力部５０のトランジスタはオンする。
　制御部８０は、駆動回路７０を制御する。つまり、制御部８０は、転送部４４、電荷排除部４８および出力部５０におけるゲートへのパルスタイミングを制御することにより、転送部４４、電荷排除部４８および出力部５０を制御する。制御部８０はまた、信号処理部６０の動作を制御する。
　図３の回路構成により、駆動回路７０は、各々の光電変換部４２において蓄積された電荷を個別に読み出すことができる。これに加えて、駆動回路７０は、４つの光電変換部４２の電荷を電荷電圧変換部４６において加算した上で読み出すこともできる。したがって、駆動回路７０は、個別の読み出しおよび加算した上での読み出しのいずれか一方を、選択的に実行することができる。
　変形例として、赤色（Ｒ）のフィルタを有する４つの第１分光特性の画素２０－１（画素部領域２４－１）に代えて、少なくとも１つのマイクロレンズ１８に対応して設けられる、１つの第１分光特性の画素２０－１、２つの第２分光特性の画素２０－および１つの第３分光特性の画素２０－３を有する画素ユニット１６において、電荷電圧変換部４６が共通に設けられてもよい。この場合、駆動回路７０は、各転送部４４への制御信号（ＴＸ１～ＴＸ４）、電荷排除部４８への制御信号（ＲＳＴ）および出力部５０への制御信号（ＳＥＬ）を調節することにより、各画素２０における電荷が、電荷電圧変換部４６において混同されることを防ぐ。
　図４は、図３における画素部領域２４－１の模式図である。図３での説明において述べたように、画素部領域２４－１は、第１象限の画素３２、第２象限の画素３４、第３象限の画素３６、第４象限の画素３８および回路部３９を有する。第１象限の画素３２、第２象限の画素３４、第３象限の画素３６および第４象限の画素３８は、回路部３９を囲むように設けられる。これにより、光電変換部４２が設けられていない位置に、回路部３９を設けることができる。したがって、第１方向および第２方向において規定される平面において、光電変換部４２の面積が回路部３９によって侵食されない。よって、光電変換部４２の当該面積を最大化することができる。
　また、本例においては、第１象限の画素３２および第３象限の画素３６、ならびに、第２象限の画素３４および第４象限の画素３８を、第１方向における像面位相差オートフォーカス用の画素として用いることができる。同様に、第１象限の画素３２および第２象限の画素３４、ならびに、第３象限の画素３６および第４象限の画素３８を、第２方向における像面位相差オートフォーカス用の画素として用いることができる。
　これにより、像面位相差オートフォーカスのために１つの光電変換部４２を分割する必要がなくなる。それゆえ、光電変換部４２を分割して設けるべく、遮光層を設ける必要もない。したがって、光電変換部４２を分割して設ける場合と比べて、第１方向および第２方向で規定される平面における光電変換部４２の面積を大きくすることができる。また、光電変換部４２を分割して設ける場合と比べて、光電変換部の製造プロセスを簡略化することができる。
　図５ａは、画素部領域３０の拡大図である。画素部領域３０は、緑色（Ｇ）のフィルタを有する第２分光特性の画素２０－２および青色（Ｂ）のフィルタを有する第３分光特性の画素２０－３を有する。さらに、画素部領域３０は、補正用画素２２－２を有する。２つの第３分光特性の画素２０－３、１つの第２分光特性の画素２０－２および１つの補正用画素２２－２を通って、第２方向と平行に撮像素子１０を切断する位置をＢ‐Ｂで示す。
　図５ｂは、Ｂ－Ｂ断面における、第３分光特性の画素２０－３、第２分光特性の画素２０－２および補正用画素２２－２を示す模式図である。補正用画素２２－２は、カラーフィルタ４０－２と光電変換部４２－２との間に遮光層９０を有する。前述のように、遮光層９０は、補正用画素２２－２の光電変換部４２－２に入射する光を全て遮ることを目的として設けられる。なお、遮光層９０を設ける代わりに、光電変換部４２－２および転送部４４－２の間と接地とを短絡させてもよい。
　遮光層９０が設けられる点または電変換部４２－２および転送部４４－２の間と接地とが短絡される点以外は、図３に記載された転送部４４、電荷電圧変換部４６、電荷排除部４８、増幅部４９、出力部５０、高電位部５２および信号線５４が、図３の例と同様に設けられる。補正用画素２２を用いて暗電流を検出することができる。
　図６は、第２実施形態における光電変換領域１１の部分領域１４を示す図である。部分領域１４は、複数の補正用画素２２を有する。部分領域１４において、複数の補正用画素２２の各々は、上述の２つの条件を満たしてランダムな位置に配置される。部分領域１４において、赤色のフィルタを有する補正用画素２２を補正用画素２２－１と、緑色のフィルタを有する補正用画素２２を補正用画素２２－２と、青色のフィルタを有する補正用画素２２を補正用画素２２－３と図示する。
　ランダムに配置された複数の補正用画素２２のパターンは、光電変換領域１１の全体においてランダムであることが好ましい。これにより、補正用画素２２の配列パターンが周期的に設けられた場合に発生するエイリアス信号を抑制することができる。
　図７は、第３実施形態における光電変換領域１１の部分領域１４を示す図である。部分領域１４は、複数の補正用画素２２を有する。部分領域１４において、複数の補正用画素２２は、第１方向に平行な複数の線に沿って配置され、かつ、複数の補正用画素２２は、第２方向に平行な複数の線に沿って配置される。
　複数の補正用画素２２が配置される第１方向に平行な複数の線の間隔は一定でなく、また、複数の補正用画素２２が配置される第２方向に平行な複数の線の間隔も一定でない。本例では、補正用画素２２は、第１方向において１、３、５画素、１、３、５画素おき、および、１、３、５画素おき‥に配置される。さらに、第２方向においても１、２、４画素おき、１、２、４画素おき、および１、２、４画素おき‥に配置される。
　部分領域１４における補正用画素２２の配置のパターンが、撮像素子１０の光電変換領域１１の全体において設けられてよい。なお、補正用画素２２を特定のパターンで配置した場合には、エイリアス信号は必ず発生することとなる。ただし、図７においては、上述の間隔が一定でない補正用画素２２の配置パターンを光電変換領域１１の全体において設けることにより、同一の配置パターンを光電変換領域１１の全体に設ける場合と比較して、発生するエイリアス信号の強度を抑制することができる。
　図８は、第４実施形態における撮像素子１１０の光電変換領域１１１および画素ブロック１１２の部分領域１１４を示す図である。撮像素子１１０は、光電変換領域１１１を有する。光電変換領域１１１は、１以上の画素ブロック１１２を有する。
　図８において、複数の画素ブロック１１２が、第１方向および第２方向を用いた座標表示により示されている。本例では、少なくとも２つの画素ブロック１１２において、互いに独立して信号を読み出すとしてもよい。画素ブロック１１２において光電変換されて生成された信号は、画素ブロック１１２間で互いに独立に読み出される。つまり、画素ブロック１１２において生成された信号は、いわゆるブロック分割読み出し方式により、画素ブロック１１２毎に読み出される。また、複数の画素ブロック１１２において、少なくとも２つの画素ブロック１１２（第１画素ブロック１１２および第２画素ブロック１１２と称する）が、異なる撮像条件で撮像動作を行うことができる。ここで撮像条件は、例えば露光時間、ＩＳＯ感度およびフレームレートの少なくとも一つを含む。
　光電変換領域１１１は、複数の画素１２０および複数の補正用画素１２２を有する。複数の画素１２０には、第１撮像条件で撮像動作を行って第１画像データを生成する第１画素と、第１撮像条件とは異なる第２撮像条件で撮像動作を行って第２画像データを生成する第２画素とが含まれる。本例では、第１撮像条件で撮像動作を行う第１画素ブロック１１２に含まれる画素１２０が第１画素の一例であり、第２撮像条件で撮像動作を行う第２画素ブロック１１２に含まれる画素１２０が第２画素の一例である。また、複数の補正用画素１２２には、第１撮像条件で撮像動作を行って第１画像データに含まれるノイズの除去に用いる第１補正データを生成する第１補正用画素と、第２撮像条件で撮像動作を行って第２画像データに含まれるノイズの除去に用いる第２補正データを生成する第２補正用画素とが含まれる。本例では、第１画素ブロック１１２に含まれる補正用画素１２２が第１補正用画素の一例であり、第２画素ブロック１１２に含まれる補正用画素１２２が第２補正用画素の一例である。当該補正データは、後述する電圧基準レベルを示すデータであってよい。画素ブロック１１２の一部分を拡大したのが、部分領域１１４である。なお、複数の画素１２０の各々には、光電変換部が配置される。当該光電変換部は、光電変換領域１１１への入射光量に応じて光電変換された電荷を蓄積する。
　１つの画素１２０は、予め定められた分光特性を有するフィルタと１つの光電変換部とを有する。ただし、像面位相差オートフォーカス方式で焦点検出をする場合、１つの画素１２０は複数の光電変換部に分割される。つまり、像面位相差オートフォーカス方式の場合、画素１２０は、第１方向および第２方向で規定される平面において、焦点検出を行わない光電変換部よりも小さな面積の光電変換部を複数有する。
　光電変換領域１１１において、赤色のフィルタを有する画素１２０を画素１２０－１（または、単にＲ画素）と、緑色のフィルタを有する画素１２０を画素１２０－２（または、単にＧ画素）と、青色のフィルタを有する画素１２０を画素１２０－３（または、単にＢ画素）とがべイヤー（Ｂａｙｅｒ）パターンで配置される。ただし、フィルタの色は一例である。いわゆるシアン、マゼンダおよびイエロー等を用いてもよい。また、画素１２０－１、１２０－２および１２０－３は、べイヤーパターンに代えて、ストライプパターンで配置してもよい。
　画素ブロック１１２の各々は、少なくとも１つの補正用画素１２２を有する。少なくとも１つの補正用画素１２２は、光電変換領域１１１への入射光量に依存しない電圧基準レベルを生成する。本例において、補正用画素１２２は、フィルタと光電変換部との間に遮光層を有するとしてよい。なお、遮光層は、いわゆる像面位相差のための遮光層とは異なる。遮光層は、補正用画素１２２に入射する光を全て遮ることを目的として設けられる。
　補正用画素１２２を設けることにより、撮像素子１１０において発生する暗電流を検出することができる。暗電流は、撮像素子１１０の熱または電荷蓄積時間などに起因して発生するノイズである。画素１２０から出力される信号値から、補正用画素１２２から出力される信号値を差し引くことにより、ノイズ電流の影響を除去することができる。
　本例において、画素ブロック１１２には少なくとも１つの補正用画素１２２が設けられる。それゆえ、画素ブロック１１２と光学的黒領域もしくは補正用画素１２２とが空間的に離れて設けられる場合、または、画素ブロック１１２内に補正用画素１２２が無い場合と比較して、画素１２０は、補正用画素１２２のさらに近傍に設けられる。それゆえ、補正用画素１２２は、画素１２０の暗電流をより精度よく検出することができる。
　ブロック分割読み出し方式においては、画素ブロック１１２毎に電荷蓄積時間を変更する場合がある。この場合であっても、補正用画素１２２は画素ブロック１１２内に設けられているので、補正用画素１２２は各画素ブロック１１２における暗電流を電荷蓄積時間の変更に応じて検出することができる。したがって、画素ブロック１１２ごとに暗電流の影響を精度よく除去することができる。
　補正用画素１２２として機能するＢ画素は、補正用画素１２２－３である。本例では、補正用画素１２２－３が、画素ブロック１１２において第１の方向および第２の方向においてそれぞれ３画素おきに配置されている。そこで、補正用画素１２２－３が設けられる第２方向の一行を遮光ラインとしてよい。なお、当該遮光ラインは、画素ブロック１１２において複数設けられる。
　さらに、画素１２０－１および１２０－２が設けられる第２方向の一行において、画素１２０－１または１２０－２は、位相差検出画素であってよい。つまり、画素１２０－１および１２０－２が設けられる第２方向の一行は、像面位相差オートフォーカスに用いる焦点検出ラインであってよい。なお、当該焦点検出ラインは、画素ブロック１１２において複数設けてよい。
　変形例として、複数のＲ画素だけを補正用画素１２２としてもよい。Ｒ画素を補正用画素１２２とする場合、補正用画素１２２が設けられる第２方向の一行を遮光ラインとする。なお、当該遮光ラインは、画素ブロック１１２において複数設けられてよい。さらに、画素１２０－２および１２０－３が設けられる第２方向の一行において、画素１２０－２または１２０－３は、位相差検出画素であってよい。つまり、画素１２０－２および１２０－３が設けられる第２方向の一行は、像面位相差オートフォーカスに用いる焦点検出ラインであってよい。なお、当該焦点検出ラインは、画素ブロック１１２において複数設けてよい。
　図９は、撮像素子部２００の一部、画像処理ＡＳＩＣ６２４の一部およびＣＰＵ６２２の一部を示す模式図である。撮像素子部２００は、撮像素子１１０および駆動回路１７０を有する。画像処理ＡＳＩＣ６２４は、信号処理部１６０を有する。ＣＰＵ６２２は、制御部１８０を有する。
　撮像素子１１０は、画素１２０、転送部１４４、電荷電圧変換部１４６、電荷排除部１４８、増幅部１４９、出力部１５０、高電位部１５２および信号線１５４を有する。画素１２０は、カラーフィルタ１４０および光電変換部１４２を有する。なお、図９においては、例示的に、撮像素子１１０において３つの画素１２０、転送部１４４、電荷電圧変換部１４６、電荷排除部１４８、増幅部１４９、出力部１５０、高電位部１５２および信号線１５４を示す。しかしながら、撮像素子１１０において、画素１２０等は３つには限定されない。
　光電変換部１４２には、分光特性を有するカラーフィルタ１４０が近接して設けられる。光電変換部１４２は、カラーフィルタ１４０を介して入射した光の光量に応じて電荷を生成する。また、光電変換部１４２は、光電変換された電荷を蓄積する。なお、蓄積される電荷は、例えば電子である。
　なお、本例では、画素１２０－１（Ｒ画素）および１２０－２（Ｇ画素）は、カラーフィルタ１４０を介して入射した光の光量に応じて電荷を生成する。一方、補正用画素１２２－３（Ｂ画素）は、カラーフィルタ１４０－３と光電変換部１４２－３との間に遮光層１９０を有するので、入射した光の光量に応じては電荷を生成しない。
　転送部１４４は、光電変換部１４２と電荷電圧変換部１４６との間に設けられる。本例では、転送部１４４は、ゲート、ソースおよびドレインを有するトランジスタである。駆動回路１７０から転送部１４４のゲートに制御信号（ＴＸ）が与えられると、転送部１４４は、光電変換部１４２に蓄積された電荷を電荷電圧変換部１４６に転送する。
　電荷排除部１４８は、高電位部１５２と電荷電圧変換部１４６との間に設けられる。本例では、電荷排除部１４８は、ゲート、ソースおよびドレインを有するトランジスタである。駆動回路１７０から電荷排除部１４８のゲートに制御信号（ＲＳＴ）が与えられると、電荷排除部１４８は、電荷電圧変換部１４６の電位を高電位部１５２とほぼ同じ電位にする。本例では、電荷排除部１４８は、電荷電圧変換部１４６に蓄積された電子を排除する。
　増幅部１４９は、出力部１５０と高電位部１５２との間に設けられる。本例では、増幅部１４９は、ゲート、ソースおよびドレインを有するトランジスタである。増幅部１４９のゲートは、電荷電圧変換部１４６に電気的に接続される。これにより、増幅部１４９は、電荷電圧変換部１４６の電圧を、増幅した電圧で電流を出力部１５０に出力する。
　出力部１５０は、増幅部１４９と信号線１５４との間に設けられる。本例では、出力部１５０は、ゲート、ソースおよびドレインを有するトランジスタである。駆動回路１７０から出力部１５０のゲートに制御信号（ＳＥＬ）が与えられると、出力部１５０は、増幅部１４９が増幅した電圧で電流を信号線１５４に出力する。これにより、増幅された電荷電圧変換部１４６の電圧に応じた信号が、信号線１５４に信号として出力される。
　高電位部１５２は、電源電圧（ＶＤＤ）に電気的に接続される。高電位部１５２は、電荷排除部１４８および増幅部１４９に高電位を供給する。当該高電位は、電荷排除部１４８の電荷排除動作および増幅部１４９の増幅動作を実行できれば任意の電位としてよい。
　電荷電圧変換部１４６には、転送部１４４から転送された電荷が蓄積される。本例では、電荷電圧変換部１４６は、いわゆる浮遊拡散（Ｆｌｏａｔｉｎｇ　Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）領域である。電荷電圧変換部１４６は、一端が転送部１４４の出力に電気的に接続され、かつ、他の一端が接地されたコンデンサであってよい。転送部１４４から転送された電荷は、電荷電圧変換部１４６の当該他の一端に蓄積される。これにより、電荷電圧変換部１４６において、蓄積された電荷が電位に変換される。なお、増幅部１４９のゲートの電位は、電荷電圧変換部１４６の当該一端の電位と等しくなる。
　信号線１５４には、各々の出力部１５０から信号が出力される。本例では、画素１２０－１（Ｒ画素）の出力部１５０－１および画素１２０－２（Ｇ画素）の出力部１５０－２からは画素信号が、それぞれ信号線１５４－１および１５４－２に出力される。一方、補正用画素１２２－３（Ｂ画素）の出力部１５０－３からは、暗電流に対応する電圧レベルに応じた信号が信号線１５４－３に出力される。信号線１５４は、ＣＤＳ回路およびＡＤ変換回路等を介して、信号処理部１６０に接続される。
　信号処理部１６０には、画素１２０において光電変換された電荷量に対応する信号が出力される。また、信号処理部１６０には、補正用画素１２２において検出された暗電流に対応する信号が出力される。信号処理部１６０は、暗電流に対応する信号を電圧基準レベルとして用いる。信号処理部１６０は、複数の補正用画素１２２において生成された電圧基準レベルを用いて、複数の画素１２０から出力される信号を補正する。
　なお、信号処理部１６０は、複数の補正用画素１２２の各々に隣接する複数の画素１２０から出力される信号を用いて、複数の補正用画素１２２の位置における信号を補間して生成する。信号処理部１６０が用いる補間方法は、メジアン処理による補間方法、勾配に基づく補間方法、または、適応型カラーブレーン補間（Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｃｏｌｏｒ　Ｐｌａｎｅ　Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）法を用いてよい。
　駆動回路１７０は、転送部１４４、電荷排除部１４８および出力部１５０におけるゲートへ信号パルスを供給する。これにより、転送部１４４、電荷排除部１４８および出力部１５０のトランジスタはオンする。
　制御部１８０は、駆動回路１７０を制御する。つまり、制御部１８０は、転送部１４４、電荷排除部１４８および出力部１５０におけるゲートへのパルスタイミングを制御することにより、転送部１４４、電荷排除部１４８および出力部１５０を制御する。制御部１８０はまた、信号処理部１６０の動作を制御する。
　図１０は、画素ブロック１１２の動作を示すタイミングチャートである。駆動回路１７０は、１つの画素ブロック１１２において、画素１２０および補正用画素１２２に接続された転送部１４４および電荷排除部１４８を、同じタイミングで制御する。ただし、同じ分光特性のフィルタが設けられた画素１２０および補正用画素１２２に関しては、駆動回路１７０は、画素毎にタイミングをずらして出力部１５０から画素信号を出力させる。
　例えば、駆動回路１７０は、時刻ｔ２において１つの画素ブロック１１２の各電荷排除部１４８（ＲＳＴ）をオンにする。これにより、各増幅部１４９のゲートの電位がリセットされる。駆動回路１７０は、時刻ｔ２から時刻ｔ５までの間、各電荷排除部１４８（ＲＳＴ）のトランジスタをオンの状態に保つ。
　駆動回路１７０は、時刻ｔ３において、１つの画素ブロック１１２における全ての画素１２０および補正用画素１２２（Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素）の転送部１４４（ＴＸ＿Ｒ、ＴＸ＿ＧおよびＴＸ＿Ｇ）をオンする。これにより、まず、各画素１２０に蓄積されていた電荷が排除される。
　駆動回路１７０は、時刻ｔ５において、各電荷排除部１４８（ＲＳＴ）をオフにする。その後、駆動回路１７０は、時刻ｔ７において、１つの画素ブロック１１２における全ての画素１２０および補正用画素１２２（Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素）の転送部１４４（ＴＸ＿Ｒ、ＴＸ＿ＧおよびＴＸ＿Ｇ）を再びオンする。これにより、１つの画素ブロック１１２における全ての光電変換部１４２（Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素）に蓄積された電荷が、各々対応する電荷電圧変換部１４６－１、１４６－２および１４６－３にそれぞれ転送される。
　時刻ｔ３から時刻ｔ７の期間において、１つの画素ブロック１１２における全ての画素１２０（Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素）は、電荷を蓄積する。すなわち、時刻ｔ３から時刻ｔ７の期間が各画素１２０の電荷蓄積期間となる。
　駆動回路１７０は、時刻ｔ８以降、各画素１２０および補正用画素１２２の転送部１４４を順次オンする。本例では、時刻ｔ８において、１つの画素ブロック１１２における１つの光電変換部１４２－１（Ｒ１画素）、１つの光電変換部１４２－２（Ｇ１画素）および１つの光電変換部１４２－３（Ｂ１画素）に蓄積された電荷が信号線１５４－１、１５４－２および１５４－３にそれぞれ転送される。
　また、時刻ｔ９において、他の画素ブロック１１２における他の光電変換部１４２－１（Ｒ２画素）、他の光電変換部１４２－２（Ｇ２画素）および他の光電変換部１４２－３（Ｂ２画素）に蓄積された電荷が信号線１５４－１、１５４－２および１５４－３にそれぞれ転送される。当該転送動作を、１つの画素ブロック１１２において全ての画素１２０および補正用画素１２２について実行する。これにより、１つの画素ブロック１１２に含まれる各画素の画素信号が、それぞれ信号線１５４へ出力される。
　図１１は、第５実施形態における画素ブロック１１２の部分領域１１４を示す図である。部分領域１１４は、複数の補正用画素１２２を有する。部分領域１１４において、複数の補正用画素１２２の各々は、ランダムな位置に配置される。部分領域１１４において、赤色のフィルタを有する補正用画素１２２が補正用画素１２２－１と、緑色のフィルタを有する補正用画素１２２が補正用画素１２２－２と、青色のフィルタを有する補正用画素１２２が補正用画素１２２－３と記載されている。
　なお前述のように、部分領域１１４は、撮像素子１１０の光電変換領域１１１の画素ブロック１１２に設けられる。それゆえ、本例の部分領域１１４と同様に、画素ブロック１１２の各々には補正用画素１２２がランダムに配置される。
　ランダムに配置された複数の補正用画素１２２のパターンは、２つの画素ブロック１１２の間において異なることが好ましい。つまり、撮像素子１１０の光電変換領域１１１の全体において、補正用画素１２２がランダムに配置される。これにより、補正用画素１２２の配列パターンが周期的に設けられた場合に発生するエイリアス信号を抑制することができる。
　図１２は、第６実施形態における画素ブロック１１２の部分領域１１４を示す図である。部分領域１１４は、複数の補正用画素を有する。部分領域１１４において、複数の補正用画素１２２は、第１方向に平行な複数の線に沿って配置され、かつ、複数の補正用画素１２２は、第１方向に垂直な第２方向に平行な複数の線に沿って配置される。本例では、補正用画素１２２は、第１方向において１、２、３、４画素おき、１、２、３、４画素おき、および１、２、３、４画素おき‥に配置され、かつ、第２方向においても１、２、３、４画素おき、１、２、３、４画素おき、および、１、２、３、４画素おき‥に配置される。
　ここで、複数の補正用画素１２２が配置される第１方向に平行な複数の線の間隔は一定でなく、複数の補正用画素１２２が配置される第２方向に平行な複数の線の間隔も一定でない。なお前述のように、部分領域１１４は、撮像素子１１０の光電変換領域１１１の画素ブロック１１２に設けられる。それゆえ、本例の部分領域１１４と同様に、画素ブロック１１２の各々には補正用画素１２２が配置される。
　本例の複数の補正用画素１２２における配置のパターンは、少なくとも２つの画素ブロック１１２において同じであることが好ましい。さらには、撮像素子１１０の光電変換領域１１１の全体において、補正用画素１２２が同じ配置パターンである方がさらに好ましい。なお、補正用画素１２２を特定のパターンで配置した場合には、エイリアス信号は必ず発生することとなる。ただし、図１３においては、補正用画素１２２の配置パターンが光電変換領域１１１の全体において設けられることにより、同一の配置パターンを光電変換領域１１１の全体に設ける場合と比較して、発生するエイリアス信号の強度を抑制することができる。
　図１３は、第７実施形態における画素ブロック１１２の部分領域１１４を示す図である。本例は、複数の補正用画素１２２の代わりに、複数の補正用画素１２４および複数の補正用画素１２６を用いた点が、図１２と異なる。なお、部分領域１１４の左下に点線で囲った領域１３０については後述する。
　ただし、補正用画素１２４は、光電変換部１４２を含み、かつ、光電変換された電荷が信号として読み出されない。また、補正用画素１２６は、光電変換部１４２を含まない。
　本例では、第１方向において、複数の補正用画素１２４と複数の補正用画素１２６とは交互に配置される。また、第１方向に垂直な第２方向においても、複数の補正用画素１２４と複数の補正用画素１２６とは交互に配置される。なお、複数の補正用画素１２４と複数の補正用画素１２６とはランダムに配置してもよい。
　なお前述のように、部分領域１１４は、撮像素子１１０の光電変換領域１１１の画素ブロック１１２に設けられる。それゆえ、本例の部分領域１１４と同様に、画素ブロック１１２の各々には光電変換部１４２を含む補正用画素１２４および光電変換部１４２を含まない補正用画素１２６が配置される。
　図１４ａは、領域１３０の拡大図である。領域１３０は、赤色のフィルタを有する補正用画素１２４－１および緑色のフィルタを有する補正用画素１２４－２、赤色のフィルタを有する補正用画素１２６－１、ならびに、画素１２０－１、１２０－２および１２０－３を有する。
　補正用画素１２４－１、画素１２０－２、補正用画素１２６－１および補正用画素１２４を通って、第２方向と平行に撮像素子１１０を切断する位置をＢ‐Ｂで示す。
　図１４ｂは、Ｂ－Ｂ断面における、補正用画素１２４および補正用画素１２６を示す模式図である。なお、補正用画素１２４－１および１２４－２、ならびに、補正用画素１２６－１は、補正用画素１２２の具体例である。画素１２０－２は、光電変換された画素信号を出力するために用いられる、いわゆる通常の画素である。
　補正用画素１２４－１においては、光電変換部１４２－１の出力が光電変換部１４２－１の入力に接続される。補正用画素１２４－２も、光電変換部１４２－２の出力が光電変換部１４２－２の入力に接続される。なお、光電変換部１４２および転送部１４４の間と接地とが短絡される点以外は、図９に記載された転送部１４４、電荷電圧変換部１４６、電荷排除部１４８、増幅部１４９、出力部１５０、高電位部１５２および信号線１５４が、図９の例と同様に設けられる。
　したがって、補正用画素１２４－１および１２４－２の光電変換部１４２には光電変換に起因する電荷は基本的には蓄積されない。なお、仮に光電変換部１４２に蓄積されたとしても、当該電荷は画素信号として読み出されることは無い。暗電流に起因する電荷が電荷電圧変換部１４６に蓄積される。よって、補正用画素１２４を用いて暗電流の補正をすることができる。
　補正用画素１２６－１は、光電変換部１４２を有しない。つまり、転送部１４４の一端を接地電位とする。よって、補正用画素１２４と同様に、補正用画素１２６を用いて、暗電流の補正をすることができる。
　光電変換領域１１１において、補正用画素１２４および補正用画素１２６を設けるので、遮光層１９０が無くとも暗電流を検出することができる。光電変換領域１１１において遮光層１９０を設けないので、光電変換領域１１１の平坦性を向上させることができる。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
　請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須であることを意味するものではない。
１０　撮像素子、１１　光電変換領域、１４　部分領域、１６　画素ユニット、１８　マイクロレンズ、２０　画素、２２　補正用画素、２４　画素部領域、３０　画素部領域、３２　第１象限の画素、３４　第２象限の画素、３６　第３象限の画素、３８　第４象限の画素、３９　回路部、４０　カラーフィルタ、４２　光電変換部、４４　転送部、４６　電荷電圧変換部、４８　電荷排除部、４９　増幅部、５０　出力部、５２　高電位部、５４　信号線、６０　信号処理部、７０　駆動回路、８０　制御部、９０　遮光層、１１０　撮像素子、１１１　光電変換領域、１１２　画素ブロック、１１４　部分領域、１２０　画素、１２２　補正用画素、１２４　補正用画素、１２６　補正用画素、１３０　領域、１４０　カラーフィルタ、１４２　光電変換部、１４４　転送部、１４６　電荷電圧変換部、１４８　電荷排除部、１４９　増幅部、１５０　出力部、１５２　高電位部、１５４　信号線、１６０　信号処理部、１７０　駆動回路、１８０　制御部、１９０　遮光層、２００　撮像素子部、３４０　シャッタユニット、４１０　光軸、４００　一眼レフカメラ、５００　レンズユニット、５５０　レンズマウント、６００　カメラボディ、６２０　ボディ基板、６２２　ＣＰＵ、６２４　画像処理ＡＳＩＣ、６３４　背面表示部、６５０　ファインダ、６５２　ピント板、６５４　ペンタプリズム、６５６　ファインダ光学系、６６０　ボディマウント、６７０　ミラーボックス、６７２　メインミラー、６７４　サブミラー、６８０　合焦光学系、６８２　焦点検出センサ

Claims (20)

  1. 　マイクロレンズと、
    　前記マイクロレンズに対応して設けられ、予め定められた分光特性を有するフィルタを介して入射した光を光電変換して画像データを生成する画素と、
    　前記マイクロレンズに対応して設けられ、前記画像データに含まれるノイズの除去に用いる補正データを生成する補正用画素と
    を備える撮像素子。
  2. 　複数の前記マイクロレンズを備え、
    　前記補正用画素は少なくとも一つの前記マイクロレンズに対して設けられ、
    　前記複数のマイクロレンズのうち隣接する２つのマイクロレンズにおいて、前記補正用画素が隣接しない
    請求項１に記載の撮像素子。
  3. 　前記複数のマイクロレンズの各々に対応して設けられる前記画素は、第１分光特性を有する第１フィルタを介して入射した光を光電変換する光電変換部を含む画素、第２分光特性を有する第２フィルタを介して入射した光を光電変換する光電変換部を含む画素、および、第３分光特性を有する第３フィルタを介して入射した光を光電変換する光電変換部を含む画素を有し、
    　前記第１分光特性の画素、前記第２分光特性の画素および前記第３分光特性の画素の各々は、隣接する前記複数のマイクロレンズに対応して設けられた同じ分光特性を有する画素同士が隣接するよう配置され、
    　隣接して配置される同じ分光特性を有する画素同士のうち１つだけが、前記補正用画素に置き換えられている
    請求項２に記載の撮像素子。
  4. 　前記複数のマイクロレンズは、第１方向および前記第１方向に垂直な第２方向に設けられ、
    　前記複数のマイクロレンズの各々に対応して、前記第１方向に２つおよび前記第２方向に２つが配置された４つの画素が設けられ、
    　前記第１分光特性の画素および前記第３分光特性の画素は、前記４つの画素における一の対角線上に設けられ、
    　２つの前記第２分光特性の画素は、前記４つの画素における他の対角線上に設けられる
    請求項３に記載の撮像素子。
  5. 　前記補正用画素において生成された前記補正データを用いて、前記第１分光特性の画素、前記第２分光特性の画素、前記第３分光特性の画素のうち少なくとも１つから出力される信号を補正する信号処理部をさらに備える
    請求項３または４に記載の撮像素子。
  6. 　前記信号処理部は、前記補正用画素の各々に隣接する前記第１分光特性の画素、前記第２分光特性の画素、および前記第３分光特性の画素のうち少なくとも２つから出力される信号を用いて、前記補正用画素の位置における信号を補間して生成する
    請求項５に記載の撮像素子。
  7. 　前記補正用画素は、ランダムな位置に配置される
    請求項３から６のいずれか一項に記載の撮像素子。
  8. 　前記補正用画素は、前記第１方向に平行な複数の線に沿って配置され、
    　前記補正用画素が配置される前記第１方向に平行な前記複数の線の間隔は一定でなく、
    　前記補正用画素は、前記第２方向に平行な複数の線に沿って配置され、
    　前記補正用画素が配置される前記第２方向に平行な前記複数の線の間隔も一定でない
    請求項３から６のいずれか一項に記載の撮像素子。
  9. 　少なくとも１つのマイクロレンズに対応して設けられる前記第１分光特性の画素、前記第２分光特性の画素および前記第３分光特性の画素には、光電変換部に蓄積された電荷を受け取り電位に変換する電荷電圧変換部が共通に設けられる
    請求項３から８のいずれか一項に記載の撮像素子。
  10. 　隣接する前記複数のマイクロレンズに対応して設けられた同じ分光特性を有する４つの画素が隣接するよう配置され、
    　隣接する前記４つの画素において、各々の光電変換部に蓄積された電荷を受け取り電位に変換する電荷電圧変換部が、前記４つの画素に共通に設けられる
    請求項３から８のいずれか一項に記載の撮像素子。
  11. 　第１撮像条件で撮像動作を行って第１画像データを生成する第１画素と、
    　前記第１撮像条件で撮像動作を行って前記第１画像データに含まれるノイズの除去に用いる第１補正データを生成する第１補正用画素と、
    　前記第１撮像条件とは異なる第２撮像条件で撮像動作を行って第２画像データを生成する第２画素と、
    　前記第２撮像条件で撮像動作を行って前記第２画像データに含まれるノイズの除去に用いる第２補正データを生成する第２補正用画素と
    　を備える撮像素子。
  12. 　前記第１画素および前記第２画素は、入射光量に応じて光電変換した電荷を蓄積し、
    　前記第１補正用画素および前記第２補正用画素は、入射光量に依存しない電圧基準レベルを生成する
    請求項１１に記載の撮像素子。
  13. 　ランダムな位置に配置された複数の前記第１補正用画素を含み、前記第１撮像条件で撮像動作を行う第１画素ブロックと、
    　ランダムな位置に配置された複数の前記第２補正用画素を含み、前記第２撮像条件で撮像動作を行う第２画素ブロックと
    　を備える
    請求項１１または１２に記載の撮像素子。
  14. 　前記第１画素ブロックにおける複数の前記第１補正用画素の配置パターンと、前記第２画素ブロックにおける複数の前記第２補正用画素の配置パターンとが異なる
    請求項１３に記載の撮像素子。
  15. 　第１方向に平行な複数の線、および、第１方向に垂直な第２方向に平行な複数の線に沿って配置された複数の前記第１補正用画素を含み、前記第１撮像条件で撮像動作する第１画素ブロックと、
    　第１方向に平行な複数の線、および、第１方向に垂直な第２方向に平行な複数の線に沿って配置された複数の前記第２補正用画素を含み、前記第２撮像条件で撮像動作する第２画素ブロックと
    　を備え、
    　前記第１画素ブロックにおいて複数の前記第１補正用画素が配置される前記第１方向に平行な前記複数の線の間隔は一定でなく、複数の前記第１補正用画素が配置される前記第２方向に平行な前記複数の線の間隔も一定でなく、
    　前記第２画素ブロックにおいて複数の前記第２補正用画素が配置される前記第１方向に平行な前記複数の線の間隔は一定でなく、複数の前記第２補正用画素が配置される前記第２方向に平行な前記複数の線の間隔も一定でない
    請求項１１または１２に記載の撮像素子。
  16. 　前記第１画素ブロックにおける複数の前記第１補正用画素の配置パターンと、前記第２画素ブロックにおける複数の前記第２補正用画素の配置パターンが同じである
    請求項１５に記載の撮像素子。
  17. 　前記第１補正データを用いて前記第１画像データからノイズを除去し、前記第２補正データを用いて前記第２画像データからノイズを除去する信号処理部をさらに備える
    請求項１１から１６のいずれか一項に記載の撮像素子。
  18. 　前記信号処理部は、前記第１補正用画素に隣接する複数の前記第１画素から出力される信号を用いて、前記第１補正用画素の位置における信号を補間して生成し、前記第２補正用画素に隣接する複数の前記第２画素から出力される信号を用いて、前記第２補正用画素の位置における信号を補間して生成する
    請求項１７に記載の撮像素子。
  19. 　光電変換部を含むが光電変換された電荷が信号として読み出されない２以上の前記第１補正用画素と、光電変換部を含まない２以上の前記第１補正用画素とを有し、前記第１撮像条件で撮像動作する第１画素ブロックと、
    　光電変換部を含むが光電変換された電荷が信号として読み出されない２以上の前記第２補正用画素と、光電変換部を含まない２以上の前記第２補正用画素とを有し、前記第２撮像条件で撮像動作する第２画素ブロックと
    　を備え、
    　第１方向において、前記光電変換部を含む前記第１補正用画素と前記光電変換部を含まない前記第１補正用画素とは交互に配置され、
    　前記第１方向に垂直な第２方向において、前記光電変換部を含む前記第１補正用画素と前記光電変換部を含まない前記第１補正用画素とは交互に配置され、
    　第１方向において、前記光電変換部を含む前記第２補正用画素と前記光電変換部を含まない前記第２補正用画素とは交互に配置され、
    　前記第１方向に垂直な第２方向において、前記光電変換部を含む前記第２補正用画素と前記光電変換部を含まない前記第２補正用画素とは交互に配置される
    請求項１１または１２に記載の撮像素子。
  20. 　請求項１から１９のいずれか一項に記載の撮像素子を備える撮像装置。
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