[发明专利]固态图像传感器和照相机

说明书

技术领域

本发明涉及固态图像传感器和照相机。

背景技术

日本专利公开No.2001-250931公开了具有焦点检测功能的固态图像传感器。这种固态图像传感器通过将用于焦点检测的各像素中的光电二极管分割为两个来形成具有视差(disparity)的两个图像。通过检测这两个图像之间的相位差，可以获得散焦量。

当具有焦点检测功能的固态图像传感器被应用于具有可更换镜头的照相机时，很可能要使用具有各种数值孔径(NA)(即，f数)的成像透镜。为了作为照相机系统而付诸实用，对于每一个可更换镜头，需要满足给定准则的特性或更高的特性。

被提供给固态图像传感器的微透镜被设计为使得其焦点位置与光电二极管的表面附近匹配。通过具有大的f数的成像透镜的进入(incoming)光在光电二极管上形成小的光斑。另一方面，通过具有小的f数的透镜的进入光在光电二极管上形成大的光斑。因此，为了在具有各种f数的成像透镜中获得恒定的光照(luminous)灵敏度，微透镜应该被设计为使得即使在使用具有小的f数的成像透镜时，也可以尽可能地防止光斑从光电二极管部分突出。

另一方面，被布置在各像素中以获得用于焦点检测的相位差信号的两个分割的光电二极管被布置为彼此靠近。由进入这两个光电二极管之间的边界附近的光产生的电荷很可能要被这两个光电二极管累积。由进入一个光电二极管的光产生的电荷被另一个光电二极管累积的现象可以被视为串扰(crosstalk)，这可能降低相位差检测精度和速度。

发明内容

本发明提供一种与具有各种f数的成像透镜组合的有利于提高灵敏度并减少串扰成分的技术。

本发明的第一方面提供一种固态图像传感器，所述固态图像传感器包括用于基于相位差检测方法来检测焦点的多个像素，所述像素包括：半导体区域，所述半导体区域包括允许从其独立地读出信号的多个光电转换器；第一微透镜；以及第二微透镜，所述第二微透镜被布置在第一微透镜和所述半导体区域之间，其中，第二微透镜包括中央部分和包围所述中央部分的周边部分，并且，所述周边部分的焦度是正值且大于所述中央部分的焦度。

本发明的第二方面提供一种固态图像传感器，所述固态图像传感器包括用于基于相位差检测方法来检测焦点的多个像素，所述像素包括：半导体区域，所述半导体区域包括允许从其独立地读出信号的多个光电转换器；微透镜；以及反射表面，所述反射表面被布置在这样的位置：该位置在所述微透镜和所述半导体区域之间并且在相邻像素的边界附近或相邻像素的边界处，其中，所述反射表面被布置为将入射在其上的光向着所述半导体区域反射。

本发明的第三方面提供一种照相机，所述照相机包括：作为本发明的第一方面或第二方面限定的固态图像传感器；以及处理器，用于处理从所述固态图像传感器输出的信号。

根据下面的参照附图的对示例性实施例的描述，本发明的进一步的特征将变得清晰。

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施例的固态图像传感器的布置的截面图；

图2是示出根据本发明第二实施例的固态图像传感器的布置的截面图；以及

图3是示出根据本发明第三实施例的固态图像传感器的布置的截面图。

具体实施方式

本发明的固态图像传感器包括基于相位差检测方法的焦点检测所需的多个像素(这样的像素在下文中也将被称为焦点检测像素)。焦点检测像素也可被用作成像像素(即，获取图像所需的像素)。本发明的固态图像传感器包括第一数目的像素，并且可以被实施为MOS图像传感器、CCD图像传感器或其它图像传感器。请注意，MOS图像传感器可以包括背面照明型MOS图像传感器。

每一个焦点检测像素包括半导体区域，所述半导体区域包括可以从其独立地读出信号的多个光电转换器。所述多个光电转换器分别接收在固态图像传感器的成像表面上形成被摄体的图像所需的已通过成像透镜的光瞳的不同区域的光线。所述多个焦点检测像素以线形(linear)或十字形(cross)图案被布置，并且，通过处理从所述多个焦点检测像素读出的信号，可以检测已通过成像透镜的光瞳的不同区域的光线之间的相位差。

在下文中将描述本发明的固态图像传感器的一些实施例。请注意，在下文中将描述焦点检测像素的布置，但是，这种描述并不意味着固态图像传感器的所有像素必须是焦点检测像素，并且，固态图像传感器可以包括仅仅用于成像的像素。