固态成像装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种CCD图像传感器，其为固态成像装置，该图像传感器具有以预定图案排列的第一像素至第四像素的四种像素。每个像素具有每个PD和每个微透镜。第一像素和第四像素为成像专用像素。第四像素与第二像素和第三像素相邻设置，第二像素和第三像素是用于相差检测的像素，第四像素的微透镜被形成为小于第一像素的微透镜。从而，由于要从微透镜入射在PD上的光量对应于从微透镜之间的缝隙入射的光被降低，所以具有近似均匀量的光入射在每个PD上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及固态成像装置，该装置包括多个成像专用像素和多个相差检测像素， 并且该装置根据从相差检测像素获得的图像执行相差方法的自动对焦。
技术介绍
数字照相机变得普遍，其包括诸如CXD图像传感器或CMOS图像传感器之类的固态成像装置并且产生数字图像。大多数数字照相机包括自动对焦(AF)功能以自动地调节成像透镜的焦距，并且作为AF功能，广泛地采用对比检测法。由于不需要额外提供用于测量到对象的距离的专用传感器或用于AF的固态成像装置，所以对比检测法具有能够以相对较低的成本来实现AF功能的优点。然而，由于需要移动聚焦透镜以获得多个对比评价值，对比检测法与其他方法相比具有用于对焦的时间较长的问题。为了解决这个问题，在日本专利公开No. 2004-361611中，在固态成像装置的成像表面上形成凸起部分和凹陷部分，并且在凸起部分和凹陷部分的每一个上提供用于AF的光电转换元件。在此配置中，由于可以通过对凸起部分上的用于AF的光电转换元件的对比评价值和凹陷部分上的该对比评价值进行比较而从一次图像捕获来判断向前移动焦点还是向后移动焦点，所以聚焦透镜的移动范围(搜索范围)变得较窄，并且AF处理变得速度较快。然而，在日本专利公开No. 2004-361611的配置中，尽管移动范围能够变得较窄， 但由于聚焦透镜必须在该移动范围内移动，所以AF处理的加速有限。对于数字照相机来说，功能的改进和低价方针正在前进，所以希望能够在不增加成本的情况下更快地执行AF处理。为了满足这种需求，在日本专利No. 2959142等当中提出了能够通过一次图像捕获来执行焦距检测的针对相差AF的固态成像装置。针对相差AF的固态成像装置包括多个第一像素和多个第二像素，在第一像素中布置微透镜，使得该微透镜的光轴从光电二极管 (PD)的光接收表面的中心位置偏移，在第二像素中布置微透镜，使得该微透镜的光轴从PD 的光接收表面的中心位置在与第一像素相反的方向中偏移相同的距离。在针对相差AF的固态成像装置中，依赖于微透镜的偏移方向，第一像素和第二像素对于每个入射光的角度具有选择性。当针对相差AF的固态成像装置应用于诸如数字照相机之类的成像设备时，依赖于数字照相机的成像透镜的聚焦状态，在由每个第一像素构成的图像与由每个第二像素构成的图像之间产生位移(相差)。每个图像的位移方向和位移量对应于成像透镜的焦距的位移方向和位移量。当成像透镜成为焦点对准时每个图像都一致，并且当焦距偏移较大时位移量变得较大。因此，在针对相差AF的固态成像装置中，可以通过检测由每个第一像素构成的图像和由每个第二像素构成的图像的位移量和位移方向来计算成像透镜的焦距调节量。因此，当使用针对相差AF的固态成像装置时，由于不需要移动聚焦透镜，所以能够以比对比检测方法更快的速度来执行AF。另外，类似于对比检测方法，由于不需要提供专用传感器、用于AF的固态成像装置等，所以没有增加成本。在第一像素和第二像素中，由于需要将微透镜的光轴从PD的光接收表面的中心位置偏移，所以微透镜需要为较小，并且随着微透镜变得较小，在图像捕获时的光接收灵敏度变得比正常像素更低。因此，在针对相差AF的固态成像装置中，除了由第一像素和第二像素构成的相差检测像素以外，还提供由正常像素构成的成像专用像素，由相差检测像素来执行相差AF，并且利用成像专用像素来执行对象的图像捕获。然而，当成像表面由相差检测像素和成像专用像素的排列构成时有一个问题，即， 在与相差检测像素相邻的位置处成像专用像素的光接收量变大。由于相差检测像素的微透镜较小，所以在相差检测像素与成像专用像素彼此邻接的位置处，与各成像专用像素彼此邻接的位置处相比，微透镜之间的缝隙变得较大。因为成像专用像素接收了从该缝隙入射的光，所以导致了与相差检测像素相邻的成像专用像素的光接收量的增加。如上所述的成像专用像素的光接收量的增加在所捕获的图像上呈现为噪音。为了抑制该噪音，在形成捕获的图像时，可以对与相差检测像素相邻的成像专用像素的光接收量的增加进行校正。然而，在执行校正处理时，会需要额外的时间用于成像。因此，希望针对相差AF的固态成像装置被构成为使得勻量的光入射在每个成像专用像素的PD上。
技术实现思路
考虑到上述问题完成了本专利技术，并且本专利技术旨在提供一种针对相差AF的固态成像装置，其中成像表面由相差检测像素和成像专用像素的排列构成，并且勻量的光入射在每个成像专用像素的PD上是可能的。为了实现上述目的，本专利技术特征在于包括多个相差检测像素和多个成像专用像素，相差检测像素具有光轴按照预定方向从光电转换元件的光接收表面的中心偏移的微透镜，成像专用像素具有比相差检测像素的微透镜更大的微透镜，并且对成像专用像素的微透镜进行布置，使得其光轴与光电转换元件的光接收表面的中心近似地一致，其中围绕相差检测像素排列的微透镜被形成为小于其他微透镜。更优选地，多个成像专用像素具有至少三种大小的微透镜，并且随着微透镜的位置变得与相差检测像素更加接近，微透镜的大小逐渐变得更小。优选地，通过将相差检测像素的微透镜的一部分设置在通过使相邻的成像专用像素的微透镜更小而形成的未用空间中，来尽可能大地形成相差检测像素的微透镜。另外，本专利技术可以具有这样的构造，其包括多个相差检测像素和多个成像专用像素，相差检测像素具有光轴按照预定方向从光电转换元件的光接收表面的中心偏移的微透镜，成像专用像素具有比相差检测像素的微透镜更大的微透镜，并且对成像专用像素的微透镜进行布置，使得其光轴与光电转换元件的光接收表面的中心近似地一致，其中围绕相差检测像素排列的微透镜的从光电转换元件开始的高度比相差检测像素的微透镜的高度更低。优选地，在形成每个微透镜的透镜形成表面上，在对应于围绕相差检测像素排列的成像专用像素的位置处形成凹陷部分，并且通过在该凹陷部分的内部底表面上形成微透镜，使得围绕相差检测像素排列的微透镜的从光电转换元件开始的高度变得比相差检测像素的微透镜的高度更低。更优选地，通过在透镜形成表面内形成不同深度的多个凹陷部分，随着成像专用像素的微透镜的位置变得与相差检测像素更加接近，成像专用像素的微透镜的高度逐渐变得更低。优选地，将相差检测像素的一部分设置到通过使相邻的成像专用像素的微透镜的高度更低而形成的空间中。优选地，在形成每个微透镜的透镜形成表面上，在对应于相差检测像素的位置处形成凸起部分，并且通过在该凸起部分上形成微透镜，使得相差检测像素的微透镜的高度变得比成像专用像素的微透镜的高度更高。另外，本专利技术可以具有这样的构造，其包括多个成像专用像素和多个相差检测像素，成像专用像素具有布置的微透镜，使得该微透镜的光轴与光电转换元件的光接收表面的中心近似地一致，相差检测像素具有比成像专用像素的微透镜更小的微透镜，并且对相差检测像素的微透镜进行布置，使得其光轴按照预定方向从光电转换元件的光接收表面的中心偏移，其中相差检测像素的微透镜具有底部部分朝向与成像专用像素相邻的边界部分延伸的非球形形状。另外，本专利技术可以具有这样的构造，其包括多个相差检测像素和多个成像专用像素，相差检测像素具有光轴按照预定方向从光电转换元件的光接收表面的中心偏移的微透镜，成像专用像素具有比相差检测像素的微透镜更大的微透镜，并且对成像专用像素的微透镜进行布置，使得其光轴与光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.20 JP 2009-2647581.一种固态成像装置，包括多个相差检测像素，其具有光轴按照预定方向从光电转换元件的光接收表面的中心偏移的微透镜；以及多个成像专用像素，其具有比相差检测像素的微透镜更大的微透镜，并且对成像专用像素的微透镜进行布置，使得成像专用像素的微透镜的光轴与光电转换元件的光接收表面的中心近似地一致，其中围绕相差检测像素排列的微透镜被形成为小于其他微透镜。2.根据权利要求1的固态成像装置，其中多个成像专用像素具有至少三种大小的微透镜，并且随着微透镜的位置变得与相差检测像素更加接近，微透镜的大小逐渐变得更小。3.根据权利要求1的固态成像装置，其中相差检测像素的微透镜的一部分进入相邻的成像专用像素的未用空间中。4.一种固态成像装置，包括多个相差检测像素，其具有光轴按照预定方向从光电转换元件的光接收表面的中心偏移的微透镜；以及多个成像专用像素，其具有比相差检测像素的微透镜更大的微透镜，并且对成像专用像素的微透镜进行布置，使得成像专用像素的微透镜的光轴与光电转换元件的光接收表面的中心近似地一致，其中围绕相差检测像素排列的微透镜从光电转换元件开始的高度比相差检测像素的微透镜的高度更低。5.根据权利要求4的固态成像装置，其中在形成每个微透镜的透镜形成表面上，在与围绕相差检测像素排列的成像专用像素相对应的位置处形成凹陷部分，并且通过在该凹陷部分的内部底表面上形成微透镜，使得围绕相差检测像素排列的微透镜从光电转换元件开始的高度变得比相差检测像素的微透镜的高度更低。6.根据权利要求5的固态成像装置，其中通过在透镜形成表面上形成不同深度的多个凹陷部分，随着成像专用像素的微透镜的位置变得与相差检测像素更加接近，成像专用像素的微透镜的高度逐渐变得更低。7.根据权利要求5的固态成像装置，其中将相差检测像素的一部分微透镜设置到通过使相邻的成像专用像素的微透镜的高度更低而形成的空间中。8.根据权利要求4的固态成像装置，其中在形成每个微透镜的透镜形成表面上，在对应于相差检测像素的位置处形成凸起部分，并且通过在该凸起部分上形成微透镜，使得相差检测像素的微透镜的高度变得比成像专用像素的微透镜的高度更高。9.一种固态成像装置，包括多个成像专用像素，...

【专利技术属性】
技术研发人员：粟津亘平，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：