摄像装置及照相机制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种摄像装置及照相机。本发明专利技术提供了一种包括焦点检测像素的摄像装置，所述焦点检测像素被构造为利用相位差法进行焦点检测。所述焦点检测像素包括布置在基板中的光电转换单元、布置在光电转换单元上方的微透镜和布置在所述光电转换单元和所述微透镜之间的光导。所述微透镜沿第一平面的折射力小于所述微透镜沿第二平面的折射力。所述第一平面穿过所述微透镜的顶点，垂直于基板的顶面并位于沿焦点检测像素进行焦点检测的方向。所述第二平面穿过微透镜的顶点，垂直于基板的顶面并与所述第一平面相交。

【技术实现步骤摘要】
摄像装置及照相机
本专利技术涉及一种摄像装置及照相机。
技术介绍
近些年，视频照相机或电子静态照相机中使用的摄像装置已经变得普遍。在日本特开2008-71972号和日本特开2009-109965号公报中描述的摄像装置包括被构造为通过相位差法(phasedifferencemethod)进行焦点检测的像素。这些文件中的焦点检测像素在微透镜与光电转换单元之间不具有光导(lightguide)。
技术实现思路
为提高焦点检测像素的敏感度，可以在微透镜与光电转换单元之间布置光导。如果布置光导，则难以通过在日本特开2008-71972号和日本特开2009-109965号公报中描述的微透镜的形状同时获得焦点检测精确度的提高和敏感度的提高。本专利技术的一方面提供一种在包括光导和微透镜的焦点检测像素中同时获得焦点检测精确度的提高和焦点检测敏感度的提高的技术。根据一些实施例，提供包括被构造为通过相位差法进行焦点检测的焦点检测像素的摄像装置。所述焦点检测像素包括布置在基板中的光电转换单元、布置在光电转换单元上方的微透镜以及布置在光电转换单元与微透镜之间的光导。微透镜沿第一平面的折射力小于微透镜沿第二平面的折射力。第一平面穿过微透镜的顶点，垂直于基板的顶面并且位于沿着焦点检测像素进行焦点检测的方向。第二平面穿过微透镜的顶点，垂直于基板的顶面并且与第一平面相交。根据以下对示例性实施例的描述(参照附图)，本专利技术的其他特征将变得清楚。附图说明图1是用于说明根据一些实施例的摄像装置的配置的示例的图；图2A至图2C是用于说明根据一些实施例的焦点检测像素的配置的示例的图；图3A至图3D是用于说明根据一些实施例的微透镜的配置的示例的图；图4是用于说明图3A至图3D中所示的微透镜的特征的图；图5A和图5B是用于说明图3A至图3D中所示的微透镜的特征的图；图6是用于说明图3A至图3D中所示的微透镜的特征的图；图7A至图7D是用于说明图3A至图3D中所示的微透镜的特征的图；图8A至图8D是用于说明图2A至图2C中所示的焦点检测像素的变型例的图；图9A至图9D是用于说明图2A至图2C中所示的焦点检测像素的另一变型例的图；图10A和图10B仍然是用于说明图2A至图2C中所示的焦点检测像素的另一变型例的图；图11A和图11B仍然是用于说明图2A至图2C中所示的焦点检测像素的另一变型例的图；图12A至图12D是用于说明根据一些实施例的摄像像素的配置的示例的图；以及图13A至图13D是用于说明根据一些实施例的焦点检测像素的配置的示例的图。具体实施方式现在将参照附图，描述本专利技术的实施例。所有这些实施例中，相同的附图标记表示相同的元件，并会省略对其重复性的描述。可以对实施例适当地进行组合。将参照附图1描述根据实施例的摄像装置100的框图。可以将现有的部件用作将参照图1进行描述的摄像装置100的组成元件。因此，下面将简要描述摄像装置100的配置的示例。摄像装置100包括摄像区域101、垂直扫描电路102、两个读取电路103、两个水平扫描电路104以及两个输出放大器105。除摄像区域101之外的摄像装置100的区域可被称为周边电路区域。在摄像装置100中，以二维阵列形式布置多个像素。垂直扫描电路102根据来自控制单元107的指令以行为单位选择多个像素。读取电路103包括列放大器、相关双采样(correlateddoublesampling，CDS)电路、加法电路等，并且根据来自控制单元107的指令对来自所选择的像素的信号进行加法、放大等。水平扫描电路104根据来自控制单元107的指令，将由读取电路103读取的一个像素行的信号顺序地输出到输出放大器105。输出放大器105将从读取电路103供给的信号放大并将放大的信号供给到信号处理单元106。信号处理单元106利用由摄像装置100供给的信号进行焦点检测或图像生成。控制单元107控制整个摄像装置100的运行。信号处理单元106和控制单元107可以包括在摄像装置100中，或者可以包括在安装有摄像装置100的电子设备(例如，照相机)中。信号处理单元106和控制单元107可以通过由诸如CPU等的处理器执行程序来实现，或者可以通过诸如ASIC等的硬件(例如，电路)来实现。接下来将参照图2A至图2C来描述焦点检测像素200的结构。焦点检测像素200是被构造为通过相位差法进行焦点检测的像素。摄像装置100包括摄像区域101中的一个或更多个焦点检测像素200。在摄像装置100包含多个焦点检测像素200的情况下，焦点检测像素200可以分散地布置在摄像区域101，并且可以一维地或二维地布置。焦点检测像素200可以专门用于焦点检测或者可以既用于焦点检测又用于图像生成。多个像素除包括焦点检测像素200外，还可以包括摄像像素。摄像像素是不用于进行焦点检测而是用于生成图像的像素。稍后将描述摄像像素的结构。如图2A所示，焦点检测像素200特别地包括：布置有光电转换单元202的基板201、光导204、滤色器207以及微透镜209。下面设定坐标系SYS以说明焦点检测像素200的形状。坐标系SYS的X方向是平行于基板201的顶面201a并且平行于进行焦点检测的方向的方向。进行焦点检测的方向是焦点检测像素200能够检测到焦点偏移的方向。在图2A至图2C所示的示例中，两个光电转换区域202a和202b被排列的方向是进行焦点检测的方向。坐标系SYS的Y方向是平行于基板201的顶面201a并且垂直于X方向的方向。坐标系SYS的Z方向是垂直于基板201的顶面201a的方向，并且光在Z方向上从正面进入焦点检测像素200。焦点检测像素200的两个光电转换区域202a和202b沿X方向布置。然而，摄像装置100可以包括沿Y方向布置有两个光电转换区域的其他焦点检测像素。为焦点检测像素200定义六个平面。如图2C所示，穿过微透镜209的顶点209b并垂直于基板201的顶面201a的平面称为平面PL1。平面PL1平行于X-Z平面。穿过微透镜209的顶点209b、垂直于基板201的顶面201a并与平面PL1相交的平面称为平面PL2。穿过微透镜209的顶点209b、垂直于平面PL1和基板201的顶面的平面称为平面PL3。平面PL3平行于Y-Z平面。平面PL2与平面PL3相交。如图2B所示，穿过光电转换单元202的中心202c并垂直于基板201的顶面201a的平面称为平面PL1’。平面PL1’平行于X-Z平面。穿过光电转换单元202的中心202c、垂直于基板201的顶面201a并与PL1’相交的平面称为平面PL2’。平面PL2’被定义为与平面PL2重合或平行。穿过光电转换单元202的中心202c并垂直于平面PL1’和基板201的顶面201a的平面称为平面PL3’。平面PL3’平行于Y-Z平面。平面PL2’与平面PL3’相交。中心202c是例如光电转换单元202在平行于基板201的顶面201a的平面上的几何重心。在本实施例中，在Z方向上，微透镜209的顶点209b与光电转换单元202的中心202c匹配(match)。由于这个原因，平面PL1、平面PL2和平面PL3分别与平面PL1’、平面PL2’和平面PL3’相同。在微透镜209的顶点209b与光电转换单元202的中心202c本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像装置，所述摄像装置包括被构造为通过相位差法进行焦点检测的焦点检测像素，其中，所述焦点检测像素包括：布置在基板中的光电转换单元；布置在光电转换单元上方的微透镜；以及布置在光电转换单元与微透镜之间的光导，其中，微透镜沿第一平面的折射力小于微透镜沿第二平面的折射力，所述第一平面穿过微透镜的顶点，垂直于基板的顶面，并且位于沿所述焦点检测像素进行焦点检测的方向，并且所述第二平面穿过微透镜的顶点，垂直于基板的顶面并且与所述第一平面相交。

【技术特征摘要】
2015.12.17 JP 2015-2466331.一种摄像装置，所述摄像装置包括被构造为通过相位差法进行焦点检测的焦点检测像素，其中，所述焦点检测像素包括：布置在基板中的光电转换单元；布置在光电转换单元上方的微透镜；以及布置在光电转换单元与微透镜之间的光导，其中，微透镜沿第一平面的折射力小于微透镜沿第二平面的折射力，所述第一平面穿过微透镜的顶点，垂直于基板的顶面，并且位于沿所述焦点检测像素进行焦点检测的方向，并且所述第二平面穿过微透镜的顶点，垂直于基板的顶面并且与所述第一平面相交。2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，微透镜在所述第一平面上的顶面的靠近边缘的部分，比微透镜在所述第二平面上的顶面的靠近边缘的部分更平缓。3.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，在将微透镜的顶点与边缘之间在所述第一平面上的截面，在基板的顶面与所述第一平面的交线方向上进行等分所获得的四个部分中，距离边缘最近的部分的顶面比从边缘起的第二部分的顶面更平缓，并且将微透镜的顶点与边缘之间在所述第二平面上的截面，在基板的顶面与所述第二平面的交线方向上进行等分所获得的四个部分中，距离边缘最近的部分的顶面比从边缘起的第二部分的顶面更陡。4.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，微透镜在所述第一平面上的宽度小于，微透镜在所述第二平面上的宽度。5.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，微透镜在所述第一平面上的宽度大于，光导的顶面在所述第一平面上的宽度，并且微透镜在所述第二平面上的宽度大于，光导的顶面在所述第二平面上的宽度。6.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，进入微透镜在所述第一平面上的顶面的靠近边缘的部分的光，在小于光导的顶面距基板的顶面的高度的1/3的高度处，会聚在所述基板侧，并且进入微透镜在所述第二平面上的顶面的靠近边缘的部分的光，在大于光导的顶面距基板的顶面的高度的1/3的高度处，会聚在所述微透镜侧。7.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，以φ1作为由微透镜在所述第一平面上的顶面的靠近边缘的部分与平行于基板的顶面的平面形成的角的代表值，以φ2作为由微透镜在所述第二平面上的顶面的靠近边缘的部分与平行于基板的顶面的平面形成的角的代表值...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤太朗，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP