[发明专利]摄像元件、摄像设备和具有摄像设备的照相机系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够检测摄像镜头的焦点状态的摄像元件、摄像设备和具有该摄像设备的照相机系统。

背景技术

传统上，作为摄像设备的数字照相机所使用的一些焦点检测方法是摄像机或紧凑型照相机所使用的对比度检测方法、以及单镜头反光照相机所使用的相位差检测方法等。

单镜头反光照相机包括上翻镜，其中该上翻镜用于将被摄体光引导至取景器光学系统内，以使得拍摄者经由摄像镜头观察被摄体。上翻镜由使光的一部分透过的半透半反镜构成，并且已穿过该上翻镜的光被引导至相位差方法的焦点检测设备内从而进行摄像镜头的焦点检测。该焦点检测设备由用于对穿过摄像透镜的不同光瞳区域的光束进行再成像的一组透镜以及一组摄像传感器构成。当进行使用存储器的摄像时，使上翻镜相对于摄像光路退避。因此，在进行使用诸如胶片和摄像元件等的存储器的摄像的情况下无法进行传统相位差检测方法的焦点检测。

当观察运动图像或将运动图像存储在包括作为存储器的摄像元件的照相机中时，通常使用采用对比度检测方法的调焦方法。该采用对比度检测方法的调焦方法在摄像镜头的调焦透镜在光轴方向上移动时提取摄像元件所拍摄到的图像的高频成分，并且通过检测对比度变为峰值的透镜位置来进行调焦。由于在调焦透镜移动时比较图像的对比度，因此该调焦方法无法以高速进行调焦。

为了解决上述问题，本申请人在日本特开2010-117679中公开了如下照相机，其中该照相机通过限制构成CMOS摄像元件的焦点检测像素中的一部分的光电转换区域来限制摄像镜头的可接收光的光瞳区域，并且利用相位差方法来进行焦点检测。在日本特开2010-117679中，对构成焦点检测像素的一部分的微透镜进行配置，以使得摄像镜头的光瞳和布线电极具有共轭关系。结果，入射到光电转换部的光束被布线电极遮光，由此限制了摄像镜头的可接收光的光瞳区域。

然而，需要对构成摄像元件的微透镜进行配置，以使得摄像镜头的光瞳和光电转换部基本具有共轭关系。因此，本申请人在日本特开2009-244854中公开了如下摄像元件，其中代替利用配置于远离光电转换部的位置的布线电极来进行遮光，该摄像元件通过在光电转换部上设置遮光部来限制摄像镜头的可接收光的光瞳区域。在该遮光部中使用诸如钨等的金属材料。

在CMOS摄像元件的光电转换部上的一部分区域中，传送电极由多晶硅构成。当将作为遮光部的钨从上方覆盖作为传送电极的多晶硅时，传感器的高度增大并且CMOS摄像元件的光接收效率(光接收角特性或Fno比例性)下降。

对于这些问题，为了缩短从微透镜到光电转换部的距离(即，为了减小传感器的高度)，优选以不重叠传送电极的方式以相同厚度形成在焦点检测像素中形成的遮光部。

因此，本发明人发明了如下结构，其中该结构使遮光部和传送电极沿着与光轴方向垂直的方向排列在光电转换部上，以使得遮光部和传送电极在光轴方向上不重叠。在这种情况下，可以对遮光部和传送电极进行配置以使得在光轴方向上彼此不重叠，并且可以缩短从微透镜到光电转换部的距离，由此提高CMOS摄像元件的光接收效率。

然而，在这种情况下，构成传送电极的多晶硅未被构成遮光部的钨所覆盖，并且被暴露至已穿过摄像镜头的光。构成传送电极的多晶硅的分光透过特性表示如下特性：在蓝色侧短波长几乎不透过，但随着波长增加并且接近红色侧，透过率增大。因此，这种情况存在如下劣势：根据由遮光部所形成的开口与传送电极之间的位置关系，由于穿过传送电极的光的影响而无法以高精度进行焦点检测。

发明内容

本发明提供如下一种摄像元件、摄像设备和具有该摄像设备的照相机系统，其中该摄像元件能够在确保CMO S摄像元件的光接收效率的情况下，通过降低由于传送电极的光的透过所造成的影响来以高精度进行焦点检测。

作为本发明的一个方面，一种摄像元件，包括：摄像像素，用于对来自摄像镜头的光进行光电转换以生成被摄体图像；以及第一焦点检测像素和第二焦点检测像素，用于接收已穿过所述摄像镜头的出射光瞳的一部分区域的光，其中，所述第一焦点检测像素和所述第二焦点检测像素均包括：光电转换部；电极部，其配置于所述光电转换部的端部，从而覆盖所述光电转换部的至少一部分区域；以及遮光部，其具有开口，并用于覆盖所述光电转换部的与所述至少一部分区域不同的区域，以及其中，所述第一焦点检测像素的电极部和所述第二焦点检测像素的电极部配置于所述光电转换部的在所述第一焦点检测像素和所述第二焦点检测像素的光瞳分割方向上彼此相反的端部。