[发明专利]固态成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及固态成像装置，该装置包括多个成像专用像素和多个相差检测像素，并且该装置根据从相差检测像素获得的图像执行相差方法的自动对焦。

背景技术

数字照相机变得普遍，其包括诸如CCD图像传感器或CMOS图像传感器之类的固态成像装置并且产生数字图像。大多数数字照相机包括自动对焦(AF)功能以自动地调节成像透镜的焦距，并且作为AF功能，广泛地采用对比检测法。由于不需要额外提供用于测量到对象的距离的专用传感器或用于AF的固态成像装置，所以对比检测法具有能够以相对较低的成本来实现AF功能的优点。

然而，由于需要移动聚焦透镜以获得多个对比评价值，对比检测法与其他方法相比具有用于对焦的时间较长的问题。

为了解决这个问题，在日本专利公开No.2004-361611中，在固态成像装置的成像表面上形成凸起部分和凹陷部分，并且在凸起部分和凹陷部分的每一个上提供用于AF的光电转换元件。在此配置中，由于可以通过对凸起部分上的用于AF的光电转换元件的对比评价值和凹陷部分上的该对比评价值进行比较而从一次图像捕获来判断向前移动焦点还是向后移动焦点，所以聚焦透镜的移动范围(搜索范围)变得较窄，并且AF处理变得速度较快。

然而，在日本专利公开No.2004-361611的配置中，尽管移动范围能够变得较窄，但由于聚焦透镜必须在该移动范围内移动，所以AF处理的加速有限。对于数字照相机来说，功能的改进和低价方针正在前进，所以希望能够在不增加成本的情况下更快地执行AF处理。

为了满足这种需求，在日本专利No.2959142等当中提出了能够通过一次图像捕获来执行焦距检测的针对相差AF的固态成像装置。针对相差AF的固态成像装置包括多个第一像素和多个第二像素，在第一像素中布置微透镜，使得该微透镜的光轴从光电二极管(PD)的光接收表面的中心位置偏移，在第二像素中布置微透镜，使得该微透镜的光轴从PD的光接收表面的中心位置在与第一像素相反的方向中偏移相同的距离。

在针对相差AF的固态成像装置中，依赖于微透镜的偏移方向，第一像素和第二像素对于每个入射光的角度具有选择性。当针对相差AF的固态成像装置应用于诸如数字照相机之类的成像设备时，依赖于数字照相机的成像透镜的聚焦状态，在由每个第一像素构成的图像与由每个第二像素构成的图像之间产生位移(相差)。每个图像的位移方向和位移量对应于成像透镜的焦距的位移方向和位移量。当成像透镜成为焦点对准时每个图像都一致，并且当焦距偏移较大时位移量变得较大。因此，在针对相差AF的固态成像装置中，可以通过检测由每个第一像素构成的图像和由每个第二像素构成的图像的位移量和位移方向来计算成像透镜的焦距调节量。

因此，当使用针对相差AF的固态成像装置时，由于不需要移动聚焦透镜，所以能够以比对比检测方法更快的速度来执行AF。另外，类似于对比检测方法，由于不需要提供专用传感器、用于AF的固态成像装置等，所以没有增加成本。

在第一像素和第二像素中，由于需要将微透镜的光轴从PD的光接收表面的中心位置偏移，所以微透镜需要为较小，并且随着微透镜变得较小，在图像捕获时的光接收灵敏度变得比正常像素更低。因此，在针对相差AF的固态成像装置中，除了由第一像素和第二像素构成的相差检测像素以外，还提供由正常像素构成的成像专用像素，由相差检测像素来执行相差AF，并且利用成像专用像素来执行对象的图像捕获。

然而，当成像表面由相差检测像素和成像专用像素的排列构成时有一个问题，即，在与相差检测像素相邻的位置处成像专用像素的光接收量变大。由于相差检测像素的微透镜较小，所以在相差检测像素与成像专用像素彼此邻接的位置处，与各成像专用像素彼此邻接的位置处相比，微透镜之间的缝隙变得较大。因为成像专用像素接收了从该缝隙入射的光，所以导致了与相差检测像素相邻的成像专用像素的光接收量的增加。

如上所述的成像专用像素的光接收量的增加在所捕获的图像上呈现为噪音。为了抑制该噪音，在形成捕获的图像时，可以对与相差检测像素相邻的成像专用像素的光接收量的增加进行校正。然而，在执行校正处理时，会需要额外的时间用于成像。因此，希望针对相差AF的固态成像装置被构成为使得匀量的光入射在每个成像专用像素的PD上。

发明内容

考虑到上述问题完成了本发明，并且本发明旨在提供一种针对相差AF的固态成像装置，其中成像表面由相差检测像素和成像专用像素的排列构成，并且匀量的光入射在每个成像专用像素的PD上是可能的。