[发明专利]图像传感器和摄像设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于诸如数字照相机等的摄像设备的图像传感器，并且特别地，涉及一种适合于对来自摄像光学系统的出射光瞳的多个区域的光束进行光电转换的图像传感器。

背景技术

美国专利No.4410804号公开了使用上述图像传感器的摄像设备。所公开的摄像设备使用包括各自由一个微透镜和多个分割开的光电转换部构成的多个像素的二维图像传感器。分割开的光电转换部通过一个微透镜接收来自摄像光学系统的出射光瞳的相互不同的区域的光束(以下将出射光瞳的相互不同的区域称为“部分光瞳区域”)，即，进行光瞳分割。所公开的摄像设备能够通过使用由光电转换部进行光电转换所获得的电信号，产生与部分光瞳区域相对应的视差图像。

所产生的视差图像等同于作为关于光强度的空间分布和角度分布的信息的光场(Light Field,LF)数据。“Stanford Tech Report CTSR 2005-02,1(2005)”公开了一种再聚焦技术，其通过使用已获取到的LF数据在与图像传感器表面不同的虚拟成像面重建图像、以生成与原始拍摄图像的聚焦位置不同的聚焦位置相对应的再聚焦图像。

此外，日本特开2001-083407号公报公开了如下摄像设备，其通过在图像传感器的各个像素中将来自所有分割开的光电转换部的电信号相加来产生所拍摄图像。

上述的图像传感器的各个像素包括形成在分割开的光电转换部之间以将其相互分离的分离带。然而，分离带通常具有比光电转换部更低的光接收灵敏度。这样的分离带在各个像素的光瞳强度分布(换言之，光接收率的入射角分布)中形成与分离带的形状(换言之，光电转换部的分离形状)相对应的低灵敏度区域，这可能在所拍摄图像中造成不自然的模糊。

发明内容

本发明提供一种图像传感器，并且提供配备有该图像传感器的摄像设备，其中，该图像传感器能够抑制通过在各个像素中形成相互分离的多个光电转换部而在光瞳强度分布中导致的低灵敏度区域的影响。

本发明的一方面提供一种图像传感器，包括：各自包括微透镜和多个光电转换部的多个像素，其中所述多个光电转换部通过其间夹持的分离带相互分离并且对穿过所述微透镜的光束进行光电转换，其中，所述微透镜包括在所述微透镜的光轴方向上与所述分离带重叠的分离带侧透镜部，以及在所述光电转换部对穿过摄像光学系统的出射光瞳的相互不同的区域的光束进行光电转换的情况下，对于入射到所述微透镜的光束中入射到所述分离带侧透镜部的光束，所述分离带侧透镜部不提供光焦度或者提供负光焦度。

本发明的另一方面提供一种图像传感器，包括：各自包括微透镜和多个光电转换部的多个像素，其中所述多个光电转换部通过其间夹持的分离带相互分离并且对穿过所述微透镜的光束进行光电转换，其中，所述微透镜包括在所述微透镜的光轴方向上与所述分离带重叠的分离带侧透镜部，以及在所述光电转换部对穿过摄像光学系统的出射光瞳的相互不同的区域的光束进行光电转换的情况下，所述分离带侧透镜部对入射到所述微透镜的光束中入射到所述分离带侧透镜部的光束具有发散作用。

本发明的另一方面提供一种图像传感器，包括：各自包括微透镜和多个光电转换部的多个像素，其中所述多个光电转换部通过其间夹持的分离带相互分离并且对穿过所述微透镜的光束进行光电转换，其中，所述光电转换部用于对穿过相互不同的区域的光束进行光电转换，并且所述微透镜包括各自的顶点相对于所述像素的中心在所述光电转换部的分离方向上偏心的多个子微透镜。

本发明的另一方面提供一种包括摄像光学系统和上述的图像传感器中的任何一种的摄像设备。

通过以下参考附图对实施例的说明，本发明的其它方面将变得明显。

附图说明

图1是示出设置有作为本发明的实施例1的图像传感器的摄像设备的结构的框图。

图2示出实施例1的图像传感器的像素配置。

图3A和3B分别示出实施例1的图像传感器中的像素的正面图和截面图。

图4A和4B分别示出比较例的图像传感器中的像素的正面图和截面图。

图5A和5B示出实施例1的图像传感器的像素结构和与实施例1光学等价的像素结构。

图6示出实施例1中的光瞳分割。

图7A和7B分别示出本发明的实施例2的图像传感器中的像素的正面图和截面图。

图8A和8B分别示出本发明的实施例3的图像传感器中的像素的正面图和截面图。

图9A和9B分别示出本发明的实施例4的图像传感器中的像素的正面图和截面图。