[发明专利]固态成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够进行相差方法的自动聚焦检测和捕捉视差图像以用于立体镜检查的固态成像装置。

背景技术

在专利文献1和2中公开了除了被摄体图像的成像之外能够进行相差方法的自动聚焦检测（在下文中被称作相差AF）的固态成像装置。用于相差AF的固态成像装置具有每一个具有光电二极管（在下文中被称作PD）的像素（在下文中被称作相差检测像素）。PD对于在光接收表面上入射的光的入射角的向右或者向左方向具有选择性。在相差检测像素中，将光会聚到PD中的微透镜的光轴和通过覆盖PD的光屏蔽膜形成的开口的中心在向右或者向左方向上移位。在相差AF的固态成像装置中，相差检测像素在成像表面中以预定图案被布置。

在相差AF的固态成像装置中，当通过成像光学系统在成像表面上形成的被摄体图像离焦时，在使用具有向右方向的选择性的各个相差检测像素产生的图像和使用具有向左方向的选择性的各个相差检测像素产生的图像之间存在位置移位。从位置移位量获得成像光学系统的散焦量，并且成像光学系统移动。因此，相差方法的自动聚焦得以执行。

近来，已经提出了仅仅具有被布置在成像表面中的相差检测像素的固态成像装置。在该固态成像装置中，使用具有向右方向的选择性的各个相差检测像素产生右眼图像（R视点图像）。使用具有向左方向的选择性的各个相差检测像素产生左眼图像（L视点图像）。由此，获得了引起双眼视差的一对R和L视点图像（在下文中被称作视差图像）。通常，为了捕捉视差图像，有必要使用相互平行地部署的两对拍摄透镜和固态成像装置。另一方面，以上配置的固态成像装置仅仅需要一对拍摄透镜和固态成像装置。因此，利用简单的配置捕捉到视差图像。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利公开公报No.59-33409

专利文献2：专利公开公报No.2000-156823

发明内容

本发明要解决的问题

当通过移位光屏蔽膜的开口形成相差检测像素时，需要根据移位量减小开口的面积。因此，与其中微透镜的光轴与光屏蔽膜的开口的中心一致的正常像素相比较，减小了相差检测像素的敏感性。存在另一种类型的相差检测像素，其中微透镜的光轴相对于PD的光接收表面的中心移位。在此情形中，减小了微透镜的直径以便防止光入射到相邻像素上。这种配置也以类似的方式减小了相差检测像素的敏感性。因此有必要在具有相差检测像素的固态成像装置中改进相差检测像素的敏感性。

本发明的一个目的在于提供一种具有带有改进的敏感性的相差检测像素的固态成像装置。

用于解决所述问题的手段

为了实现以上和其它目的，一种固态成像装置包括像素集合、像素行和成像表面。像素集合具有N（N是大于或者等于二的整数）个像素和微透镜。各个像素具有用于根据入射光积聚电荷的光电转换器。微透镜将光会聚到各个像素中。各个像素布置在具有大致1：2的高度和宽度比率的矩形区域中，使得各个光电转换器关于矩形区域在宽度方向上的中心是线对称的或者旋转对称的。微透镜被如此部署，使得微透镜的光轴基本与矩形区域的中心一致。微透镜的尺寸大于矩形区域在高度方向上的长度并且小于或者等于矩形区域在宽度方向上的长度。像素行由在宽度方向上布置的像素集合构成。像素行在成像表面中在高度方向上布置。相邻像素行在宽度方向上相互移位矩形区域的一半。微透镜延伸出矩形区域的部分与在相邻像素行中的两个相邻像素集合的两个微透镜之间的空间重叠。

优选的是，像素行在成像表面的水平方向上延伸并且微透镜在45度倾斜方向上布置。

像素集合具有滤色器。优选的是，滤色器以类似于微透镜的方式在成像表面中在45度倾斜方向上彼此相邻地被布置。

滤色器包括用于透射红色光的红色滤色器、用于透射绿色光的绿色滤色器，和用于透射蓝色光的蓝色滤色器。第一滤色器集合由在45度倾斜方向上彼此相邻地布置的两个绿色滤色器和在45度倾斜方向上彼此相邻地布置的、与绿色滤色器邻近的两个红色滤色器构成。其中红色滤色器被蓝色滤色器替代的第一滤色器集合构成第二滤色器集合。优选的是，第一和第二滤色器集合在成像表面中以棋盘式图案被布置。

优选的是，滤色器具有旋转大致45度的正方形形状，并且正方形形状的对角线大致等同于矩形区域在宽度方向上的长度，并且滤色器的中心与微透镜的光轴一致。

优选的是，当N为二时各个像素具有正方形形状，并且像素在成像表面中以单纯正方形栅格图案在水平和垂直方向上彼此相邻地被布置。