[发明专利]焦点检测装置和具有焦点检测装置的成像设备

说明书

技术领域

本发明涉及焦点检测装置，更特别地，涉及具有成像像素和使用相位差焦点检测方法的焦点检测像素的焦点检测装置。

本发明还涉及具有焦点检测装置的成像设备。

背景技术

常规上，如下的技术是已知的：通过将相位差焦点检测功能赋予(give)图像传感器而不使用专用的AF(自动聚焦)传感器，实现相位差焦点检测AF(相位差AF)。

例如，在日本专利公开No.2001-305415中，通过将光瞳分割功能赋予图像传感器的一些像素，使它们形成为焦点检测像素。通过将像素的光接收部分分割成两个，提供光瞳分割功能。来自两个光接收部分的输出被用作相位差焦点检测信号，并且，它们的和被用作像素信号。

在日本专利公开No.2000-156823或No.2008-134389中，通过在微透镜和光电转换单元之间的遮光层中形成矩形开口以使得该开口从微透镜的光轴偏心，将光瞳分割功能赋予图像传感器的一些像素。这些具有光瞳分割功能的像素被作为焦点检测像素以预定的间隔布置，从而执行相位差焦点检测AF。从来自周边像素的图像信号产生布置有焦点检测像素的部分处的图像信号。

但是，根据日本专利公开No.2001-305415中公开的技术，需要配置图像传感器，使得要被赋予光瞳分割功能的像素的光接收部分被分割成两个区域并且分割的区域中的光电转换信号能被独立地读出。这使图像传感器的结构复杂化，这在减小像素节距(pitch)方面是不利的。分割的区域之间的区域变成盲区，因此，图像传感器的灵敏度会降低。

根据日本专利公开No.2000-156823和No.2008-134389中公开的技术，需要布置用于光瞳分割的遮光层。但是，布置专用于光瞳分割的遮光层使图像传感器的结构复杂化。尤其是在目前，CMOS图像传感器(使用互补金属氧化物半导体的固态图像传感器)已得到广泛普及。CMOS图像传感器在微透镜和光电转换单元之间需要大约三个电极层(互连层)。当日本专利公开No.2000-156823或No.2008-134389中公开的技术被应用于CMOS图像传感器时，遮光层被添加到互连层。微透镜和光电转换单元之间的距离将增大，从而降低光接收效率。一般地，微透镜的焦点位置被设在光电转换单元的表面的附近。如果用于光瞳分割的遮光层紧接在微透镜之下而布置，那么不能获得希望的光瞳分割性能，并且，焦点检测精度会降低。

发明内容

本发明是为了克服常规的缺点而作出的，并在具有成像像素和使用相位差焦点检测方法的焦点检测像素的焦点检测装置中实现高精度焦点检测。

根据本发明的一个方面，提供一种布置有多个像素的焦点检测装置，各像素具有用于将入射光束转换成信号电荷的光电转换单元和在所述光电转换单元附近具有焦点位置的微透镜，所述焦点检测装置包括：电极组，所述电极组用于读出由所述多个像素的所述光电转换单元转换的信号电荷，其中，所述多个像素包含用于产生拍摄图像的多个成像像素和用于产生用于通过相位差焦点检测方法进行焦点检测的图像信号的多个焦点检测像素，并且，对于所述成像像素，所述电极组被布置为不遮挡经由所述微透镜进入所述光电转换单元的光束，并且，对于所述焦点检测像素，所述电极组被布置在所述光电转换单元和所述微透镜之间，以形成用于限制经由所述微透镜进入所述光电转换单元的光束之中沿预定的光瞳分割方向的光束的开口。

根据本发明的另一方面，提供一种成像设备，包括：具有聚焦透镜的摄影光学系统；根据本发明的焦点检测装置；驱动构件，所述驱动构件用于根据由所述焦点检测装置的计算构件计算的散焦量(defocus amount)来驱动所述聚焦透镜；和图像处理构件，所述图像处理构件用于基于从所述焦点检测装置的成像像素读出的信号电荷来产生图像。

从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的进一步的特征将变得明显。

附图说明

图1是示出作为可应用根据本发明实施例的焦点检测装置的成像设备例子的数字照相机的布置例子的示图；

图2是用于解释在根据本发明实施例的数字照相机中通过相位差焦点检测方法执行焦点检测时的光瞳分割的概念的示图；

图3是示出形成根据本发明实施例的焦点检测装置的图像传感器中焦点检测像素的布局例子的示图；

图4是从摄影光学系统观看时图3中所示的一个块的放大平面图；

图5A和图5B分别是用于解释根据本发明实施例的图像传感器中的成像像素结构的平面图和截面图；