CN103260045A - 摄像装置及图像传感器阵列 - Google Patents

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CN103260045A CN2013100511248A CN201310051124A CN103260045A CN 103260045 A CN103260045 A CN 103260045A CN 2013100511248 A CN2013100511248 A CN 2013100511248A CN 201310051124 A CN201310051124 A CN 201310051124A CN 103260045 A CN103260045 A CN 103260045A
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Abstract

本发明旨在提供一种将对象成像为立体图像且具有简单构造的摄像装置以及用于该摄像装置的图像传感器阵列，该摄像装置包括：摄像透镜；由第一及第二图像传感器单元形成的图像传感器阵列，其中单个第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，单个第二图像传感器单元包括单个第二微透镜及单个图像传感器，穿过摄像透镜并到达每个第一图像传感器单元的光穿过第一微透镜并在构成第一图像传感器单元的图像传感器上形成图像，穿过摄像透镜并到达每个第二图像传感器单元的光穿过第二微透镜并在构成第二图像传感器单元的图像传感器上形成图像，图像传感器单元之间形成有单元间遮光层，构成第一图像传感器单元的图像传感器之间未形成有遮光层。

Description

摄像装置及图像传感器阵列
技术领域
本发明涉及一种摄像装置及一种图像传感器阵列，更具体而言，涉及一种能够将对象成像为立体图像的摄像装置以及一种用于此种摄像装置中的图像传感器阵列。
背景技术
过去，已提出并开发出了各种摄像装置。另外，已提出了用以对通过摄像而获得的摄像信号执行给定的图像处理并输出所得结果的摄像装置，例如是将对象成像为立体图像的摄像装置。例如，国际公开第06/039486号提出一种摄像装置，所述摄像装置使用被称为光场摄影（lightfield photography）的技术。所述摄像装置包括摄像透镜、微透镜阵列（光场透镜）、光敏元件及图像处理器。从所述光敏元件获得的摄像信号包含与光敏元件的光敏表面处的光强度有关的信息以及与该光的传播方向有关的信息。另外，基于此种摄像信号，可在图像处理器中重构从任意视角或方向观察到的图像，从而获得立体图像。
作为另一选择，已提出一种系统，在所述系统中由设置于彼此的左右的两个摄像机同时对共同的对象摄像，并通过同时输出由此获得的两个图像（右眼图像及左眼图像）来显示立体图像。然而，当以此种方式使用两个摄像机时，装置会变得体积庞大且不实用。再者，所述两个摄像机之间的基线、即立体照相机的瞳孔间距常常被设定为约65mm（相当于人眼之间的距离），而与透镜变焦比（zoom ratio）无关。在此种情形中，双目视差会针对特写图像（close-up image）增大并迫使观察者的视觉系统处理与日常生活不同的信息，从而可导致眼疲劳（eyestrain）。另外，使用两个摄像机对移动的对象摄像需要对这两个摄像机进行精确的同步控制，而这是极为困难的。而且，对会聚角（angle of convergence）的精确控制也是极为困难的。
为针对立体摄影更容易地调整透镜系统，已提出一种立体摄影装置，所述立体摄影装置通过引入偏振滤光器（polarization filter）而使用共享的光学系统，所述偏振滤光器使入射光偏振，使得各光线变成彼此正交的（例如，参见经审查的日本专利申请公开第H6-054991号）。
还提出一种技术，所述技术使用由两个透镜及一个摄像装置构成的摄像装置来进行立体摄影（例如，参见未经审查的日本专利申请公开第2004-309868号）。此专利申请公开中所公开的摄像装置设置有：
摄像装置，在所述摄像装置中，多个像素设置于摄像表面上，所述多个像素与给定数目的扫描线的整数倍相对应，
第一水平分量偏振装置，其仅透射来自对象的第一图像光中的水平分量，以及
第一垂直分量偏振装置，其设置为与所述第一水平分量偏振装置间隔开给定的距离，所述第一垂直分量偏振装置仅透射来自所述对象的第二图像光中的垂直分量，
其中，由所述第一水平分量偏振装置透射的所述水平分量被聚集至所述摄像表面上的给定范围的所述像素上，以及
由所述第一垂直分量偏振装置透射的所述垂直分量被聚集至除所述给定范围之外的其余范围的所述像素上。具体而言，水平分量偏振滤光器与垂直分量偏振滤光器被设置成间隔开与人眼视差相对应的间距，并在与CCD的摄像表面间隔开给定距离的位置处与两个透镜设置于一起。
然而，国际公开第06/039486号中所公开的摄像装置的问题在于，所述摄像装置由于组件数目增大而体积庞大。另外，随着近来摄像装置向清晰度更高（即像素更小）的趋势发展，需要极为精确地定位光场透镜。
同时，利用经审查的日本专利申请公开第H6-054991号中所公开的技术，通过使来自两个偏振滤光器的输出交叠以合并光学路径来共享透镜系统。然而，下游设置有额外的偏振滤光器以用于抽取右眼图像及左眼图像，且光学路径本身再次分开以使光进入分开的偏振滤光器。因此，包括其他问题（例如难以使装置更加紧凑）在内，透镜系统中还会发生光损失。未经审查的日本专利申请公开第2004-309868号中所公开的技术需要使用两对透镜与偏振滤光器的组合，因此难以避免形成更复杂且体积更庞大的装置。此外，使用此种摄像装置来拍摄普通的2D图像而非仅拍摄立体图像会产生额外的装置复杂性且不实用。
发明内容
鉴于上述内容，本发明旨在提供一种能够将对象成像为立体图像且具有简单构造及结构的摄像装置以及一种用于此种摄像装置中的图像传感器阵列。
根据用于解决上述问题的本发明的第一、第二及第三实施例，提供了一种摄像装置，所述摄像装置包括：（A）摄像透镜；以及（B）图像传感器阵列，在所述图像传感器阵列中以阵列形式排列有多个第一图像传感器单元及多个第二图像传感器单元。单个所述第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，单个所述第二图像传感器单元包括单个第二微透镜及单个图像传感器，穿过所述摄像透镜并到达每个所述第一图像传感器单元的光穿过所述第一微透镜并在构成所述第一图像传感器单元的所述多个图像传感器上形成图像，穿过所述摄像透镜并到达每个所述第二图像传感器单元的光穿过所述第二微透镜并在构成所述第二图像传感器单元的所述图像传感器上形成图像，且所述图像传感器单元之间（具体是至少第一摄像单元与第二摄像单元之间以及第二摄像单元自身之间）形成有单元间遮光层。
另外，在根据用于解决上述问题的本发明第一实施例的摄像装置中，构成所述第一图像传感器单元的各所述图像传感器单元自身之间未形成遮光层。此外，在根据本发明第二实施例的摄像装置中，构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器自身之间仅部分地形成有器件间遮光层。此外，在根据本发明第三实施例的摄像装置中，构成所述第一图像传感器单元的各所述图像传感器单元自身之间形成有器件间遮光层。
根据本发明的第一、第二及第三实施例，提供一种图像传感器阵列，所述图像传感器阵列包括：多个第一图像传感器单元；以及多个第二图像传感器单元，所述多个第一图像传感器单元以及多个第二图像传感器单元以阵列形式排列于所述图像传感器阵列中。单个所述第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，单个所述第二图像传感器单元包括单个第二微透镜及单个图像传感器，且所述图像传感器单元之间（具体是至少第一摄像单元与第二摄像单元之间以及第二摄像单元自身之间）形成有单元间遮光层。
另外，在根据本发明第一实施例的图像传感器阵列中，构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间未形成有遮光层。此外，在根据本发明第二实施例的图像传感器阵列中，构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器自身之间仅部分地形成有器件间遮光层。此外，在根据本发明第三实施例的图像传感器阵列中，构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间形成有器件间遮光层。
根据用于解决上述问题的本发明第四、第五及第六实施例，提供了一种摄像装置，所述摄像装置包括：（A）摄像透镜；以及（B）图像传感器阵列，在所述图像传感器阵列中以阵列形式排列有多个图像传感器单元。单个所述图像传感器单元包括单个微透镜及多个图像传感器，穿过所述摄像透镜并到达每个所述图像传感器单元的光穿过所述微透镜并在构成所述图像传感器单元的所述多个图像传感器上形成图像，且所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层。
根据用于解决上述问题的本发明第四、第五及第六实施例，提供一种图像传感器阵列，所述图像传感器阵列包括以阵列形式排列于其中的多个图像传感器单元。单个所述图像传感器单元包括单个微透镜及多个图像传感器。所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层。
另外，在根据本发明第四实施例的摄像装置或图像传感器阵列中，构成所述图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间形成有器件间遮光层。此外，在根据本发明第五实施例的摄像装置或图像传感器阵列中，构成所述图像传感器单元的所述图像传感器自身之间仅部分地形成有器件间遮光层。此外，在根据本发明第六实施例的摄像装置或图像传感器阵列中，构成所述图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间形成有器件间遮光层。
在根据本发明第一至第三模式的摄像装置或图像传感器阵列中，单个第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，并可从此种第一图像传感器单元获得用于形成立体图像的图像数据，另外，在根据本发明第四至第六模式的摄像装置或图像传感器阵列中，单个图像传感器单元包括单个微透镜及多个图像传感器，并可从此种图像传感器单元获得用于形成立体图像的图像数据。因此，摄像装置不会变得体积庞大，无需极为精确地定位第一微透镜（或微透镜），且不会发生分别率大幅降低的问题。此外，可在不对制造步骤添加额外阶段且不引入特殊制造步骤的条件下制造图像传感器阵列。再者，可提供具有简单构造及结构的紧凑的单目镜摄像装置。另外，由于所述构造不包括两对透镜与偏振滤光器的组合，因此不会发生例如变焦（zoom）、光圈（aperture）、焦点（focus）及会聚角等因素的不平衡及不一致。再者，由于双目视差的基线相对较短，因此可实现自然的立体效果。此外，根据对图像数据的处理方式，可容易地获得2D图像及3D图像。
附图说明
图1(A)及图1(B)分别是根据实例1的摄像装置或图像传感器阵列的示意性局部剖视图、以及图示图像传感器及微透镜在所述摄像装置或图像传感器阵列中的设置方式的示意性图示；
图2(A)及图2(B)分别是图示在根据实例1及实例2的摄像装置或图像传感器阵列中构成第一图像传感器单元的图像传感器的灵敏度与入射于所述图像传感器上的光的入射角之间关系的模拟结果的图表；
图3是在根据实例1的摄像装置中到达图像传感器阵列的光的概念性图示；
图4(A)及图4(B)是在根据实例1的摄像装置中到达图像传感器阵列的光的概念性图示，而图4(C)及图4(D)示意性地图示由图4(A)及图4(B)所示的光在图像传感器阵列中的所有第一图像传感器单元上形成的图像；
图5(A)是由根据实例1的摄像装置进行摄像的对象的示意性图示，而图5(B)至图5(E)是由根据实例1的摄像装置进行摄像的对象的图像数据的概念性图示；
图6示意性地图示第一图像传感器单元及第二图像传感器单元在根据实例1的图像传感器阵列中的设置方式；
图7是突出显示第一图像传感器单元在图6所示根据实例1的图像传感器阵列中的设置方式的示意性图示；
图8是突出显示第二图像传感器单元在图6所示根据实例1的图像传感器阵列中的设置方式的示意性图示；
图9是根据实例1的摄像装置的概念性图示；
图10示意性地图示第一图像传感器单元及第二图像传感器单元在根据实例1的图像传感器阵列的示例性变型例中的设置方式；
图11是突出显示第一图像传感器单元在图10所示根据实例1的图像传感器阵列的示例性变型例中的设置方式的示意性图示；
图12是突出显示第二图像传感器单元在图10所示根据实例1的图像传感器阵列的示例性变型例中的设置方式的示意性图示；
图13示意性地图示第一图像传感器单元及第二图像传感器单元在根据实例1的图像传感器阵列的另一示例性变型例中的设置方式；
图14是突出显示第一图像传感器单元在图13所示根据实例1的图像传感器阵列的另一示例性变型例中的设置方式的示意性图示；
图15是突出显示第二图像传感器单元在图13所示根据实例1的图像传感器阵列的另一示例性变型例中的设置方式的示意性图示；
图16(A)及图16(B)分别是根据实例2的摄像装置或图像传感器阵列的示意性局部剖视图、以及图示图像传感器及微透镜在所述摄像装置或图像传感器阵列中的设置方式的示意性图示；
图17(A)及图17(B)分别是根据实例3的摄像装置或图像传感器阵列的示意性局部剖视图、以及图示图像传感器及微透镜在所述摄像装置或图像传感器阵列中的设置方式的示意性图示；
图18(A)及图18(B)分别是根据实例4的摄像装置或图像传感器阵列的示意性局部剖视图、以及图示图像传感器及微透镜在所述摄像装置或图像传感器阵列中的设置方式的示意性图示；
图19(A)及图19(B)分别是根据实例5的摄像装置或图像传感器阵列的示意性局部剖视图、以及图示图像传感器及微透镜在所述摄像装置或图像传感器阵列中的设置方式的示意性图示；
图20(A)及图20(B)分别是根据实例6的摄像装置或图像传感器阵列的示意性局部剖视图、以及图示图像传感器及微透镜在所述摄像装置或图像传感器阵列中的设置方式的示意性图示；
图21(A)及图21(B)分别是根据实例7（其为根据实例4的摄像装置或图像传感器阵列的示例性变型例）的示意性局部剖视图、以及图示图像传感器及微透镜在实例7中的设置方式的示意性图示；
图22(A)及图22(B)分别是根据实例7（其为根据实例5的摄像装置或图像传感器阵列的示例性变型例）的示意性局部剖视图、以及图示图像传感器及微透镜在实例7中的设置方式的示意性图示；以及
图23(A)及图23(B)分别是根据实例7（其为根据实例6的摄像装置或图像传感器阵列的示例性变型例）的示意性局部剖视图、以及图示图像传感器及微透镜在实例7中的设置方式的示意性图示。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细阐述本发明的优选实施例。应注意，在本说明书及各附图中，具有实质上相同功能及结构的结构元件标有相同的附图标记，且将不再对这些结构元件进行重复说明。
在下文中，将基于各实例来阐述本发明，但本发明并非仅限于这些实例，且实例中的各种数值及材料仅用于示例目的。将以如下次序进行说明：
1.根据本发明第一模式～第六模式的摄像装置及图像传感器阵列的总体说明
2.实例1（根据本发明第一模式的摄像装置及图像传感器阵列）
3.实例2（根据本发明第二模式的摄像装置及图像传感器阵列）
4.实例3（根据本发明第三模式的摄像装置及图像传感器阵列）
5.实例4（根据本发明第四模式的摄像装置及图像传感器阵列）
6.实例5（根据本发明第五模式的摄像装置及图像传感器阵列）
7.实例6（根据本发明第六模式的摄像装置及图像传感器阵列）
8.实例7（实例4～实例6的变型例）及其他
[根据本发明第一模式～第六模式的摄像装置及图像传感器阵列的总体说明]
在以下说明中，在某些情形中，根据本发明第一模式至第三模式的摄像装置及图像传感器阵列中的第一图像传感器单元与根据本发明第四模式至第六模式的摄像装置及图像传感器阵列中的图像传感器单元可被统称为“（第一）图像传感器单元”。同样，在某些情形中，根据本发明第一模式至第三模式的摄像装置及图像传感器阵列中的第一微透镜与根据本发明第四模式至第六模式的摄像装置及图像传感器阵列中的微透镜可被统称为“（第一）微透镜”。
在根据本发明第一模式至第六模式的摄像装置或图像传感器阵列中，
（第一）图像传感器单元包括四个图像传感器，所述四个图像传感器为第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器及第四图像传感器，
所述四个图像传感器可被实施成使第一图像传感器及第二图像传感器沿第一方向设置，第三图像传感器在第二方向上邻接第一图像传感器，且第四图像传感器在第二方向上邻接第二图像传感器，所述第二方向正交于所述第一方向。
作为另一选择，在根据本发明第二模式或第五模式的摄像装置或图像传感器阵列中，
（第一）图像传感器单元包括四个图像传感器，所述四个图像传感器为第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器及第四图像传感器，
第一图像传感器及第二图像传感器沿第一方向设置，第三图像传感器在第二方向上邻接第一图像传感器，且第四图像传感器在第二方向上邻接第二图像传感器，所述第二方向正交于所述第一方向，以及
第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器及第四图像传感器的边界区域中设置有器件间遮光层。器件间遮光层的平面形状可采用正方形图案，但在某些情形中也可采用在第一方向上延长的矩形图案。在器件间遮光层的平面形状为正方形的情形中，该正方形的边长优选地是构成（第一）图像传感器单元的图像传感器边长的0.1～0.2倍。在器件间遮光层的平面形状为矩形的情形中，该矩形的长边的长度优选地是构成（第一）图像传感器单元的图像传感器边长的0.1～2倍。
此外，在根据本发明第一模式至第六模式的摄像装置或图像传感器阵列的上述各优选实施例中，
取第一虚拟平面作为在第一方向上延伸的平面，且所述平面包含穿过所述（第一）微透镜中心的（第一）微透镜的法线，且对于所有（第一）图像传感器单元，取稍后所讨论的光电转换器（photoelectrictransducer）的光敏表面的法线作为由来自第一图像传感器及第三图像传感器上方的空间区域且平行于所述第一虚拟平面的准直光穿过（第一）微透镜并到达第二图像传感器及第四图像传感器而获得的中心入射角θ0的值的参考基线。在此种情形中，中心入射角θ0的值满足：
0°≤θ0≤15°
同时，如果用θn表示入射角，并用（Sθn）表示在图像传感器处沿每个入射角θn所接收的光强度，则中心入射角θ0可表达为：
θ0=∑{(θn×(Sθn))/(Sθn)}
作为另一选择，在所有（第一）图像传感器单元中，从第一图像传感器及第三图像传感器获得的图像与从第二图像传感器及第四图像传感器获得的图像之间的双目视差的基线可计算为4f/(3πF)，其中f是摄像透镜的焦距（例如以毫米为单位），且F是焦距比数（f-number）。
另外，在根据本发明的包含上述优选实施例及构造形式的第一至第三模式的摄像装置或图像传感器阵列中，1个像素单元可由多个第二图像传感器单元构成，并被配置成使单个第一图像传感器单元所占用的表面积（或平面形状）相当于（或形状类似于）1个像素单元所占用的表面积（或平面形状）。此外，在此种情形中，第一图像传感器单元中的单元间遮光层的宽度可被配置成大于第二图像传感器单元中的单元间遮光层的宽度。因此，可减少从第二图像传感器单元泄露至第一图像传感器单元中的光量。此外，单元间遮光层优选地满足
0.1≤W2/W1≤0.9
其中W1是第一图像传感器单元中的单元间遮光层的宽度，且W2是第二图像传感器单元中的单元间遮光层的宽度。此外，在根据本发明的包含这些构造形式的第一至第三模式的摄像装置或图像传感器阵列中，可配置成使第一图像传感器单元包括四个图像传感器，且四个第二图像传感器单元构成1个像素单元。
在根据本发明第一至第三模式的摄像装置中，可将从第一图像传感器单元获得的图像数据与从第二图像传感器单元获得的图像数据相组合，以获得用于形成立体图像的数据（右眼图像数据及左眼图像数据）。具体而言，在所有第一图像传感器单元中，可基于从第一图像传感器及第三图像传感器获得的图像数据（为方便起见，在本文中被称为“第一图像数据”）以及从第二图像传感器及第四图像传感器获得的图像数据（为方便起见，在本文中被称为“第二图像数据”）而获得立体图像。作为另一选择，根据摄像装置是水平设置还是垂直设置而定，可基于从第一图像传感器及第二图像传感器获得的图像数据以及从第三图像传感器及第四图像传感器获得的图像数据而获得立体图像。例如，所获得的立体图像可基于先前所讨论的双目视差的基线。更具体而言，例如，可基于第一图像数据及第二图像数据形成深度图（depth map）（深度信息），并可从所述深度图（深度信息）及从所有第二图像传感器单元获得的图像数据获得用于形成立体图像的数据（右眼图像数据及左眼图像数据）。应注意，第一图像传感器单元也可被称为“用于检测视差的图像传感器单元”，而第二图像传感器单元也可被称为“用于产生图像的图像传感器单元”。
在根据本发明第四至第六模式的摄像装置中，可基于从图像传感器单元获得的图像数据而获得用于形成立体图像的数据（右眼图像数据及左眼图像数据）。具体而言，在所有图像传感器单元中，可基于从第一图像传感器及第三图像传感器获得的图像数据（第一图像数据）以及从第二图像传感器及第四图像传感器获得的图像数据（第二图像数据）而获得立体图像。作为另一选择，根据摄像装置是水平设置还是垂直设置而定，可基于从第一图像传感器及第二图像传感器获得的图像数据以及从第三图像传感器及第四图像传感器获得的图像数据而获得立体图像。作为另一选择，在所有图像传感器中，立体图像可基于以下图像数据获得：从第一图像传感器获得的图像数据（第一图像数据）、从第三图像传感器获得的图像数据（第一图像数据）及通过处理从第四图像传感器获得的图像数据而获得的图像数据（第一图像数据）、以及从第二图像传感器获得的图像数据（第二图像数据）、从第四图像传感器获得的图像数据（第二图像数据）及通过处理从第一图像传感器获得的图像数据而获得的图像数据（第二图像数据）。例如，所获得的立体图像可基于先前所讨论的双目视差的基线。应注意，在此种情形中，所述图像传感器不仅是用于检测视差的图像传感器单元，而且是用于产生图像的图像传感器单元。
在根据本发明第一至第三模式的摄像装置或图像传感器阵列中，第一图像传感器单元可设置于在第一方向及第二方向上形成的网格（lattice）的网格点上。换言之，可配置成使单个第一图像传感器单元在第一方向上取代每第N个像素单元（其中N≥2）而设置，另外，单个第一图像传感器单元在第二方向上取代每第M个像素单元（例如，其中M≥2）而设置。作为另一选择，可配置成使各行第一图像传感器单元在第一方向及第二方向上设置为网格状。换言之，可配置成使第一图像传感器单元沿在第一方向上延伸的整个行进行设置，其中，一行第一图像传感器单元相对于第二方向上的(M-1)个像素单元（例如，其中M≥2）而设置，另外，第一图像传感器单元沿在第二方向上延伸的整个列设置，其中，一列第一图像传感器单元相对于第一方向上的(N-1)个像素单元（例如，其中N≥2）而设置。作为另一选择，可配置成使第一图像传感器单元沿在第一方向上延伸的整个行进行设置，其中，一行第一图像传感器单元相对于第二方向上的(M-1)个像素单元（例如，其中M≥2）而设置。
在根据本发明的包含上述各种优选实施例及构造形式的第一至第六模式的摄像装置或图像传感器阵列（在下文中，在某些情形中，此可被简单地统称为“本发明”）中，根据摄像装置的设置方式、即根据摄像装置是水平设置还是垂直设置，在某些情形中，第一方向可对应于图像的水平方向，而第二方向对应于图像的垂直方向，但在其他情形中，第一方向也可对应于图像的垂直方向，而第二方向对应于图像的水平方向。可例如通过为摄像装置提供取向检测装置（例如加速度传感器（acceleration sensor）或陀螺仪传感器（gyro sensor））来检测摄像装置是水平设置还是垂直设置，并基于检测结果来适当地确定第一方向及第二方向。
在本发明中，构成第二图像传感器单元的图像传感器是由光电转换器以及堆叠于所述光电转换器顶上或上方的滤色器及第二微透镜（芯片上透镜）实现。作为另一选择，所述图像传感器可由光电转换器以及堆叠于所述光电转换器顶部上或所述光电转换器上方的第二微透镜（芯片上透镜）及滤色器实现。就除遮光层以外的所有方面而言，除形成（第一）微透镜而非第二微透镜（芯片上透镜）之外，构成（第一）图像传感器单元的图像传感器（第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器及第四图像传感器）的构造及结构可采用与构成第二图像传感器单元的图像传感器相同的构造及结构，且还可采用构成第二图像传感器单元的图像传感器中移除滤色器的构造及结构。应注意，在为第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器及第四图像传感器提供滤色器的情形中，可提供透射红光的滤色器、透射绿光的滤色器、以及透射蓝光的滤色器，或作为另一选择，例如可提供透射单种颜色的滤色器（例如透射绿光的滤色器）。作为另一选择，可形成透明层或可提供中性密度滤光器（neutral density filter）来取代为第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器及第四图像传感器提供滤色器。
例如，包括多个第二图像传感器单元的1个像素可被排列成拜耳阵列（Bayer array）。当使用拜耳阵列时，每个像素单元包括：一个对红光敏感的红色图像传感器、一个对蓝光敏感的蓝色图像传感器、以及两个对绿光敏感的绿色图像传感器。然而，由多个第二图像传感器单元构成的1个像素单元的阵列并非仅限于拜耳阵列。其他可能的阵列包括行间阵列（interline array）、G条带RB镶嵌阵列（G strip RB mosaic array）、G条带RB完全镶嵌阵列（G strip RB full mosaic array）、互补镶嵌阵列、条带阵列、斜条带阵列（diagonal stripe array）、主色度阵列（primary chromaarray）、场序色度阵列（field sequential chroma array）、帧序色度阵列（frame sequential chroma array）、金属氧化物半导体（MOS）阵列、改良的MOS阵列、帧交错阵列（frame-interleaved array）、以及场交错阵列（field-interleaved array）。
摄像透镜可为固定焦距透镜，但也可为变焦透镜。透镜或透镜系统的构造及结构可根据摄像透镜所需的规格来确定。可能的图像传感器包括CCD传感器、互补金属氧化物半导体（CMOS）传感器、以及电荷调制器件（charge modulation device；CMD）信号放大图像传感器。另外，摄像装置可为前侧照明式固态摄像装置或背侧照明式固态摄像装置。此外，摄像装置可构成数字照相机或摄像机、便携式摄像机（camcorder）、或具有嵌入式照相机的移动电话（通常被称为照相机电话）的一部分。
[实例1]
实例1涉及根据本发明第一模式的摄像装置及图像传感器阵列。图1(A)图示根据实例1的摄像装置及图像传感器阵列的示意性局部剖视图，图1(B)示意性地图示图像传感器及微透镜在所述摄像装置及图像传感器阵列中的设置方式。图1(A)是沿图1(B)中的线A截取的示意性局部剖视图。此外，图2(A)图示在根据实例1的摄像装置及图像传感器阵列中构成第一图像传感器单元的图像传感器的灵敏度与入射光的入射角度之间的关系的模拟结果。图3、图4(A)及图4(B)概念性地图示在根据实例1的摄像装置中到达图像传感器阵列的光，图4(C)及图4(D)示意性地图示由图4(A)及图4(B)所示的光在图像传感器上形成的图像。此外，图5(A)示意性地图示由根据实例1的摄像装置进行摄像的对象，图5(B)至图5(E)概念性地图示由根据实例1的摄像装置进行摄像的对象的图像数据。
另外，图6示意性地图示第一图像传感器单元及第二图像传感器单元在图像传感器阵列中如何设置，图7是突出显示第一图像传感器单元在图6所示图像传感器阵列中如何设置的示意性图示，且图8是突出显示第二图像传感器单元在图6所示图像传感器阵列中如何设置的示意性图示。图9是摄像装置的概念性图示。应注意，作为以下说明中的通用规则，第一方向对应于图像的水平方向，且第二方向对应于图像的垂直方向。为方便起见，将第一方向当作X方向，将第二方向当作Y方向，而将光的传播方向当作Z方向。
根据实例1或随后所讨论的实例2至实例3的摄像装置10包括：
（A）摄像透镜20，以及
（B）图像传感器阵列30，在图像传感器阵列30中以阵列形式排列有多个第一图像传感器单元40及多个第二图像传感器单元50，
其中，单个第一图像传感器单元40包括单个第一微透镜45及多个图像传感器，以及
单个第二图像传感器单元50包括单个第二微透镜55及单个图像传感器51。此外，
穿过摄像透镜20并到达每个第一图像传感器单元40的光穿过第一微透镜45并在构成第一图像传感器单元40的所述多个图像传感器上形成图像，以及
穿过摄像透镜20并到达每个第二图像传感器单元50的光穿过第二微透镜55并在构成第二图像传感器单元50的图像传感器51上形成图像。此外，各图像传感器单元之间（具体是至少第一图像传感器单元40与第二图像传感器单元50之间以及各第二图像传感器单元50自身之间，更具体地在此实例中在第一图像传感器单元40与第二图像传感器单元50之间以及各第二图像传感器单元50自身之间）形成有单元间遮光层46及56。
应注意，在图1(B)中，各图像传感器边界是由实线表示，且单元间遮光层46及56是用阴影表示。然而，单元间遮光层56仅在一处位置中用阴影表示。此外，随后所讨论的光电转换器61被图示为正方形形状，而第一微透镜45及第二微透镜55被图示为圆形形状，且1个像素单元50A被图示为双轮廓线（double-lined）正方形。图16(B)、图17(B)、图18(B)、图19(B)及图20(B)以类似方式进行图示。
此外，根据实例1或随后所讨论的实例2至实例3的图像传感器阵列是：
图像传感器阵列30，在图像传感器阵列30中以阵列形式排列有多个第一图像传感器单元40及多个第二图像传感器单元50，
其中，单个第一图像传感器单元40包括单个第一微透镜45及多个图像传感器，
单个第二图像传感器单元50包括单个第二微透镜55及单个图像传感器51，以及
各图像传感器单元之间（具体是至少第一图像传感器单元40与第二图像传感器单元50之间以及各第二图像传感器单元50自身之间，更具体在此实例中在第一图像传感器单元40与第二图像传感器单元50之间以及各第二图像传感器单元50自身之间）形成有单元间遮光层46及56。
另外，在根据实例1的摄像装置10或图像传感器阵列30中，构成第一图像传感器单元40的各图像传感器自身之间未形成遮光层。
在根据实例1或随后所讨论的实例2至实例6的摄像装置10中，摄像透镜20使光在图像传感器阵列30上形成图像。图像传感器阵列30设置于主照相机单元11内。摄像装置例如可构成数字静物照相机或摄像机的一部分。
包括图像传感器阵列30在内，主照相机单元11例如还装备有图像处理器12及图像存储器13。另外，右眼图像数据及左眼图像数据是基于由图像传感器阵列30所转换的电信号而形成。例如，可使用电荷耦合器件（charge-coupled device；CCD）或互补金属氧化物半导体（complementarymetal-oxide-semiconductor；CMOS）图像传感器来实现图像传感器阵列30。图像处理器12将从图像传感器阵列30输出的电信号转换成右眼图像数据及左眼图像数据，右眼图像数据及左眼图像数据被记录至图像存储器13。
在实例1或随后所讨论的实例2至实例3中，第一图像传感器单元40包括四个图像传感器，所述四个图像传感器为第一图像传感器41、第二图像传感器42、第三图像传感器43及第四图像传感器44。而且，第一图像传感器41及第二图像传感器42沿第一方向（X方向）设置，第三图像传感器43在第二方向（Y方向）上邻接第一图像传感器41，且第四图像传感器44在第二方向上邻接第二图像传感器42，所述第二方向正交于所述第一方向。
在实例1或随后所讨论的实例2至实例6中，第一图像传感器41、第二图像传感器42、第三图像传感器43及第四图像传感器44朝第一图像传感器单元40（或图像传感器单元140）的中心不成比例地设置。换言之，图像传感器41、42、43及44的中心不与分别构成图像传感器41、42、43及44的各光电转换器61的中心对齐，使得从分别构成图像传感器41、42、43及44的各光电转换器61的中心至第一图像传感器单元40（或图像传感器单元140）中心的距离短于从图像传感器41、42、43及44的中心至第一图像传感器单元40（或图像传感器单元140）中心的距离。相比之下，图像传感器51的中心则与第二图像传感器单元50的中心对齐。
此外，在实例1或随后所讨论的实例2至实例3中，1个像素单元50A包括多个第二图像传感器单元50，使得单个第一图像传感器单元40所占用的表面积（或平面形状）相当于（或形状类似于）1个像素单元50A所占用的表面积（或平面形状）。另外，第一图像传感器单元40中的单元间遮光层46的宽度大于第二图像传感器单元50中的单元间遮光层56的宽度。此处假定单元间遮光层46与56的宽度的比率为W2/W1=0.15，其中W1是第一图像传感器单元40中的单元间遮光层46的宽度，且W2是第二图像传感器单元50中的单元间遮光层56的宽度，然而本发明并非仅限于此。此外，如先前所讨论，第一图像传感器单元40包括四个图像传感器，且四个第二图像传感器单元50构成1个像素单元50A。应注意，随后所讨论的实例2或实例3中的宽度W1的值与实例1相同。
具体而言，在此实例中，包括多个第二图像传感器单元50的1个像素单元50A被排列成拜耳（Bayer）阵列。1个像素单元50A包括：一个对红光敏感的红色图像传感器51R（在某些情形中在附图中被标示为“R”）、两个对绿光敏感的绿色图像传感器51G（在某些情形中在附图中被标示为“G”）、以及一个对蓝光敏感的蓝色图像传感器51B（在某些情形中在附图中被标示为“B”）。
构成第二图像传感器单元50的红色图像传感器51R是由光电转换器61以及堆叠于光电转换器61的顶部上的第一层间绝缘层62、滤色器63R、第二层间绝缘层64以及第二微透镜（芯片上透镜）55实现。构成第二图像传感器单元50的绿色图像传感器51G是由光电转换器61以及堆叠于光电转换器61的顶部上的第一层间绝缘层62、滤色器63G、第二层间绝缘层64、以及第二微透镜（芯片上透镜）55实现。构成第二图像传感器单元50的蓝色图像传感器51B是由光电转换器61以及堆叠于光电转换器61的顶部上的第一层间绝缘层62、滤色器63B（图未示出）、第二层间绝缘层64以及第二微透镜（芯片上透镜）55实现。各第二图像传感器单元50自身之间形成有单元间遮光层56。光电转换器61例如可设置于硅半导体基板60上。光电转换器61下方形成有配线（图未示出）。
同时，构成第一图像传感器单元40的各图像传感器（第一图像传感器41、第二图像传感器42、第三图像传感器43及第四图像传感器44）与构成第二图像传感器单元50的图像传感装置有相似的结构，不同之处在于：构成第一图像传感器单元40的各图像传感器形成有第一微透镜45而非第二微透镜（芯片上透镜）55，并为第一图像传感器41、第二图像传感器42、第三图像传感器43及第四图像传感器44设置有透射绿光的滤色器63G’。具体而言，构成第一图像传感器单元40的图像传感器41、42、43及44是由光电转换器61以及堆叠于光电转换器61的顶部上的第一层间绝缘层62、滤色器63G’、第二层间绝缘层64以及第一微透镜45实现。第一微透镜45覆盖所述四个图像传感器41、42、43及44。构成第一图像传感器单元40的各图像传感器上未形成第二透镜55。第一微透镜45及第二微透镜55形成于第二层间绝缘层64上。构成第一图像传感器单元40的图像传感器41、42、43及44中的光电转换器61的尺寸可等于或小于构成第二图像传感器单元50的图像传感器51中的光电转换器61。
在根据实例1的摄像装置10或图像传感器阵列30中，第一图像传感器单元40可设置于在第一方向及第二方向上形成的网格的交点上。换言之，单个第一图像传感器单元40在第一方向上取代每第N个1个像素单元50A而设置（例如，其中N＝2n，n是从1～5的自然数；在附图所示实例中，n=2），另外，单个第一图像传感器单元40在第二方向上取代每第M个1个像素单元50A而设置（例如，其中M＝2m，m是从1～5的自然数；在附图所示实例中，m=2）。
同时，图2(A)中的图表图示在根据实例1的摄像装置10或图像传感器阵列30中构成第一图像传感器单元40的图像传感器41、42、43及44的灵敏度与入射光的入射角之间的关系的仿真结果。在图2(A)及图2(B)中，水平轴表示入射于微透镜上的光的入射角θ（单位为度），而垂直轴表示灵敏度（为任意单位）。在此处的图2(A)及图2(B)中，取第一虚拟平面作为在第一方向上延伸的平面，且该平面包含穿过第一微透镜45中心的第一微透镜45的法线（即所述平面平行于图1(A)页面的平面并垂直于图1(B)页面的平面）。在此种情形中，当来自第一图像传感器41及第三图像传感器43上方的空间区域且平行于所述第一虚拟平面的准直光穿过第一微透镜45并到达第二图像传感器42及第四图像传感器44时，入射角θ具有负值。
此处，图2(A)中的曲线A图示第二图像传感器42及第四图像传感器44的灵敏度特性，曲线B图示第一图像传感器41及第三图像传感器43的灵敏度特性，且曲线C图示绿色图像传感器51G的灵敏度特性。图2(A)表明，在入射角θ的值为负的情形中，第二图像传感器42及第四图像传感器44的灵敏度高，而第一图像传感器41及第三图像传感器43的灵敏度低。相反，在入射角θ的值为正的情形中，第二图像传感器42及第四图像传感器44的灵敏度低，而第一图像传感器41及第三图像传感器43的灵敏度高。因此，第一图像数据是由具有正的入射角的光线产生，即由第一图像传感器41及第三图像传感器43产生，而第二图像数据是由具有负的入射角的光线产生，即由第二图像传感器42及第四图像传感器44产生。这样，通过根据实例1在第一图像传感器单元40中设置四个图像传感器41、42、43及44，可基于来自所有第一图像传感器单元40的第一图像数据及第二图像数据形成用于获得两组图像数据（右眼图像数据及左眼图像数据）的深度图。随后将来自这些图像传感器41、42、43及44的电信号同时输出或以交替时序输出，并由图像处理器12处理所输出的电信号（即从图像传感器阵列30中的第一图像传感器单元40及第二图像传感器单元50输出的电信号），并将处理结果作为右眼图像数据及左眼图像数据记录至图像存储器13中。
图3是从整个所述摄像装置的角度看，到达在根据实例1的摄像装置10中的图像传感器阵列30的光的示意性图示。用虚线表示的光对应于入射于右眼上的光，而用实线表示的光对应于入射于左眼上的光。此种用虚线表示并与入射于右眼上的光相对应的光几乎完全由第一图像传感器单元40中的第一图像传感器41及第三图像传感器43接收。同时，用实线表示并与入射于左眼上的光相对应的光几乎完全由第一图像传感器单元40中的第二图像传感器42及第四图像传感器44接收。因此，即使图像传感器阵列30具有简单的构造及结构，也可从所有第一图像传感器单元40获得图像数据，所述图像数据被分成用于产生右眼图像数据及左眼图像数据的第一图像数据及第二图像数据。
图2(A)表明，在F=2.8的情形中，在所有第一图像传感器单元40中，由来自第一图像传感器41及第三图像传感器43上方的空间区域且平行于第一虚拟平面的准直光穿过第一微透镜45并到达第二图像传感器42及第四图像传感器44而获得的中心入射角θ0的值（单位为度）为
θ0=3.5°。
此外，在f＝35mm且F＝2.8的情形中，在所有第一图像传感器单元40中，从第一图像传感器41及第三图像传感器43获得的图像与从第二图像传感器42及第四图像传感器44获得的图像之间的双目视差的基线为4.2mm。
如图4(A)及图4(B)所示意性地图示，假设摄像透镜20聚焦于具有正方形形状的物体A上。还假设具有圆形形状的物体B设置于比物体A更靠近摄像透镜20处。正方形物体A的图像聚焦地形成于图像传感器阵列30上。此外，圆形物体B的图像离焦地形成于图像传感器阵列30上。另外，在图4(A)所示的实例中，物体B的图像在图像传感器阵列30上形成于相对于物体A向右偏移距离+ΔX的位置处。同时，在图4(B)所示实例中，物体B的图像在图像传感器阵列30上形成于相对于物体A向左偏移距离-ΔX的位置处。因此，距离2ΔX变成与物体B的深度相关的信息。换言之，比物体A更靠近摄像装置10的物体的焦外成像（bokeh）的量及方向不同于距摄像装置10更远的物体的焦外成像的量及方向，且物体B的焦外成像的量根据物体A与物体B之间的距离而不同。因此，可获得具有上文所讨论的双目视差的基线的立体图像。换言之，可以此种方式将从所有第一图像传感器单元40获得的图像数据[即第一图像数据（参见图4(C)所示的示意图）及第二图像数据（参见图4(D)所示的示意图）]与从所有第二图像传感器单元50获得的图像数据相组合，以获得用于形成立体图像的数据（右眼图像数据及左眼图像数据）。换言之，例如，在所有第一图像传感器单元40中，可基于从第一图像传感器41及第三图像传感器43获得的第一图像数据以及从第二图像传感器42及第四图像传感器44获得的第二图像数据来形成深度图（深度信息），并可从此种深度图（深度信息）以及从所有第二图像传感器单元50获得的图像数据获得用于形成立体图像的数据（右眼图像数据及左眼图像数据）。应注意，此种方法本身可为现有技术中常用的方法。
图5(A)示意性地图示由根据实例1的摄像装置进行摄像的对象，图5(B)至图5(E)概念性地图示由根据实例1的摄像装置进行摄像的对象的图像数据。将由实例1的摄像装置进行摄像的对象设为沿第二方向延伸的棒（bar）。如图5(A)所示，此处的对象是被标示为A、B及C的三个棒。棒A位于最靠近摄像装置处，棒B及C依次位于距摄像装置更远的位置处。此外，假设棒B与焦点对准。因此，棒A的图像AC聚焦在图像传感器阵列30后方，而棒C的图像CC聚焦在图像传感器阵列30前方。在此种状态中，可在图像传感器阵列30的第二图像传感器单元50中获得图5B中所概念性图示的图像数据。此外，图5(C)概念性地图示基于图像传感器阵列30的第一图像传感器单元40中的第一图像传感器41及第三图像传感器43的图像数据（第一图像数据），其中对象棒A、B及C的图像被标示为AC、BR及CR。同时，图5(D)概念性地图示基于图像传感器阵列30的第一图像传感器单元40中的第二图像传感器42及第四图像传感器44的图像数据（第二图像数据），其中对象棒A、B及C的图像被标示为AC、BL及CL。应注意，在图5(C)及图5(D)中，同样用虚线表示图像BC及CC，以便参考。此外，图5(E)概念性地图示叠加第一图像数据与第二图像数据的图像数据。此处，棒B的图像BR与图像BL间隔开2ΔB。再者，在图5(E)中，图像BR位于左侧，而图像BL位于右侧。同样，棒C的图像CR与图像CL间隔开2ΔC。再者，在图5(E)中，图像CL位于左侧，而图像CR位于右侧。这样，通过计算从第一图像数据及第二图像数据所获得图像的位置及距离，可确定各焦点对准的对象之间的相对位置关系。
如上所述，在根据实例1的摄像装置或图像传感器阵列中，单个第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，并可从所有此种第一图像传感器单元获得用于形成立体图像的图像数据。因此，摄像装置不会变得体积庞大，无需极为精确地定位第一微透镜，且不会发生分辨率大幅下降的问题。此外，无须对制造步骤添加额外阶段以及无须引入特殊制造步骤就可以制造图像传感器阵列。再者，可提供具有简单构造及结构的紧凑的单目镜摄像装置。另外，由于所述构造并不包括两对透镜与偏振滤光器的组合，因此不会发生例如变焦、光圈、焦点及会聚角等因素的不平衡及不一致。此外，由于双目视差的基线相对较短，因此可获得自然的立体图像，同时可根据图像数据被处理的方式而容易地获得2D图像及3D图像。
然而，如图10～图12所示，可将各行第一图像传感器单元40在第一方向及第二方向上设置为网格状，而非将第一图像传感器单元40设置于在第一方向及第二方向上形成的网格的交点上。图10示意性地图示第一图像传感器单元及第二图像传感器单元在图像传感器阵列中的可能的设置方式。图11是突出显示第一图像传感器单元在图像传感器阵列中的可能的设置方式的示意性图示，图12是突出显示第二图像传感器单元在图像传感器阵列中的可能的设置方式的示意性图示。换言之，第一图像传感器单元40可沿在第一方向上延伸的整个行设置，其中，一行第一图像传感器单元40相对于第二方向上的（M-1）个1个像素单元50A而设置（例如，其中M＝2m，m是从1到5的自然数；在附图所示实例中，m=2），另外，第一图像传感器单元40可沿在第二方向上延伸的整个列进行设置，其中，一列第一图像传感器单元40相对于第一方向上的（N-1）个1个像素单元50A而设置（例如，其中N＝2n，n是从1到5的自然数；在附图所示实例中，n=2）。作为另一选择，第一图像传感器单元40可如图13～15所示进行设置。图13示意性地图示第一图像传感器单元及第二图像传感器单元在图像传感器阵列中的可能的设置方式。图14是突出显示第一图像传感器单元在所示图像传感器阵列中的可能的设置方式的示意性图示，图15是突出显示第二图像传感器单元在图像传感器阵列中的可能的设置方式的示意性图示。换言之，第一图像传感器单元40可沿在第一方向上延伸的整个行设置，其中，一行第一图像传感器单元40相对于第二方向上的（M-1）个1个像素单元50A而设置（例如，其中M＝2m，m是从1到5的自然数；在附图所示实例中，m=2）。应注意，此种构造优选地应用于例如仅极少地被垂直设置的摄像装置，例如便携式摄像机。稍后所讨论的实例2至实例3可以类似方式进行配置。然而，在此种情形中，单元间遮光层46及56也形成于各第一图像传感器单元40自身之间，而非仅形成于第一图像传感器单元40与第二图像传感器单元50之间以及各第二图像传感器单元50自身之间。
此外，通过为摄像装置提供取向检测装置（例如加速度传感器或陀螺仪传感器），可检测出摄像装置是水平设置还是垂直设置，且基于检测结果，可确定第一方向是与图像的水平方向相关联还是与图像的垂直方向相关联。随后，在其中第一方向与图像的水平方向相对应的情形中，如上所讨论，第一图像数据可从第一图像传感器41及第三图像传感器43产生，而第二图像数据是从第二图像传感器42及第四图像传感器44产生。同时，在其中第一方向与图像的垂直方向相对应的情形中，第一图像数据可从第一图像传感器41及第二图像传感器42产生，而第二图像数据是从第三图像传感器43及第四图像传感器44产生，或作为另一选择，第二图像数据可从第一图像传感器41及第二图像传感器42产生，而第一图像数据是从第三图像传感器43及第四图像传感器44产生。
[实例2]
实例2涉及根据本发明第二模式的摄像装置及图像传感器阵列。图16(A)图示根据实例2的摄像装置或图像传感器阵列的示意性局部剖视图，图16(B)示意性地图示图像传感器及微透镜在所述摄像装置或图像传感器阵列中的设置方式。图16(A)是沿图16(B)中的线A截取的示意性局部剖视图。在根据实例2的摄像装置或图像传感器阵列中，构成第一图像传感器单元40的各图像传感器自身之间仅部分地形成有器件间遮光层47。应注意，在图16(B)中，各图像传感器边界是由实线表示，而单元间遮光层46及56以及器件间遮光层47是用阴影表示。器件间遮光层47位于所述四个图像传感器（第一图像传感器41、第二图像传感器42、第三图像传感器43及第四图像传感器44）的边界区域中。换言之，器件间遮光层47位于第一图像传感器单元40的中心区域中，且器件间遮光层47的平面形状是正方形。具体而言，此处该正方形的边长是构成第一图像传感器单元40的图像传感器边长的0.2倍，然而本发明并非仅限于此。
图2(B)中的图表图示在根据实例2的摄像装置或图像传感器阵列中构成第一图像传感器单元的图像传感器的灵敏度与入射光的入射角之间关系的模拟结果。图2(B)中的曲线D图示第二图像传感器42及第四图像传感器44的灵敏度特性，而曲线E则图示第一图像传感器41及第三图像传感器43的灵敏度特性。应注意，图2(A)中所示的曲线A及曲线B也图示于图2(B)中。类似于实例1，图2(B)表明，在入射角θ的值为负的情形中，第二图像传感器42及第四图像传感器44的灵敏度高，而第一图像传感器41及第三图像传感器43的灵敏度低。相反，在入射角θ的值为正的情形中，第二图像传感器42及第四图像传感器44的灵敏度低，而第一图像传感器41及第三图像传感器43的灵敏度高。因此，第一图像数据是由具有正的入射角的光线产生，即由第一图像传感器41及第三图像传感器43产生，而第二图像数据是由具有负的入射角的光线产生，即由第二图像传感器42及第四图像传感器44产生。这样，在实例2中，通过同样在第一图像传感器单元40中设置四个图像传感器41、42、43及44，可基于来自所有第一图像传感器单元40的第一图像数据及第二图像数据形成用于获得两组图像数据（右眼图像数据及左眼图像数据）的深度图。随后将来自这些图像传感器41、42、43及44的电信号同时输出或以交替时序输出，并由图像处理器12处理所输出的电信号（即从图像传感器阵列30中的第一图像传感器单元40及第二图像传感器单元50输出的电信号），并将所得结果作为右眼图像数据及左眼图像数据记录至图像存储器13中。
图2(B)表明，在F=2.8的情形中，由来自第一图像传感器41及第三图像传感器43上方的空间区域且平行于第一虚拟平面的准直光穿过第一微透镜45并到达第二图像传感器42及第四图像传感器44而获得的中心入射角θ0的值为（以度为单位）
θ0=5.3°，
高于实例1中的
θ0=3.5°。
此外，在f=35mm且F=2.8的情形中，在所有第一图像传感器单元40中，从第一图像传感器41及第三图像传感器43获得的图像与从第二图像传感器42及第四图像传感器44获得的图像之间的双目视差的基线为6.4mm，这比实例1中的基线长。这样，通过提供器件间遮光层47，能够相对于实例1增大中心入射角θ0的值并加长双目视差的基线。这是由于因来自光瞳中心的入射光被遮光层切断而使得中心入射角相对地向外偏移。
除上述方面以外，根据实例2的摄像装置或图像传感器阵列的构造及结构可类似于实例1中所述的摄像装置或图像传感器阵列的构造及结构，因此将不再对其进行详细说明。
[实例3]
实例3涉及根据本发明第三模式的摄像装置及图像传感器阵列。图17(A)图示根据实例3的摄像装置或图像传感器阵列的示意性局部剖视图，图17(B)示意性地图示图像传感器及微透镜在所述摄像装置或图像传感器阵列中的设置方式。图17(A)是沿图17(B)中的线A截取的示意性局部剖视图。在根据实例3的摄像装置或图像传感器阵列中，构成第一图像传感器单元40的各图像传感器自身之间形成有器件间遮光层48。换言之，器件间遮光层48使图像传感器41、图像传感器42、图像传感器43及图像传感器44彼此隔开，且器件间遮光层48是连续的。应注意，在图17(B)中，各图像传感器边界是由实线表示，而单元间遮光层46及56以及器件间遮光层48是用阴影表示。具体而言，器件间遮光层48的宽度优选地是构成第一图像传感器单元40的图像传感器边长的0.05～0.02倍，然而本发明并非仅限于此，具体在实例3中为0.1倍。随后所讨论的实例6与此相似。类似于实例1，在实例3中，在入射角θ的值为负的情形中，第二图像传感器42及第四图像传感器44的灵敏度高，而第一图像传感器41及第三图像传感器43的灵敏度低。相反，在入射角θ的值为正的情形中，第二图像传感器42及第四图像传感器44的灵敏度低，而第一图像传感器41及第三图像传感器43的灵敏度高。
除上述方面以外，根据实例3的摄像装置或图像传感器阵列的构造及结构可类似于实例1中所述的摄像装置或图像传感器阵列的构造及结构，因此将不再对其进行详细说明。同样，在实例3中，摄像装置不会变得体积庞大，无需极为精确地定位第一微透镜，且不会发生分辨率大幅下降的问题。此外，可在不对制造步骤添加额外阶段以及不引入特殊制造步骤的条件下制造图像传感器阵列。
[实例4]
实例4涉及根据本发明第四模式的摄像装置及图像传感器阵列。图18(A)图示根据实例4的摄像装置及图像传感器阵列的示意性局部剖视图，图18(B)示意性地图示图像传感器及微透镜在所述摄像装置及图像传感器阵列中的设置方式。图18(A)是沿图18(B)中的线A截取的示意性局部剖视图。
根据实例4或随后所讨论的实例5至实例6的摄像装置10包括：
（A）摄像透镜20，以及
（B）图像传感器阵列130，在图像传感器阵列130中以阵列形式排列有多个图像传感器单元140，
其中，单个图像传感器单元140包括单个微透镜145及多个图像传感器。此外，穿过摄像透镜20并到达每个图像传感器单元140的光穿过微透镜145并在构成图像传感器单元140的所述多个图像传感器上形成图像，此外，各图像传感器单元140自身之间形成有单元间遮光层146。
应注意，在随后所讨论的图18(B)或图21(B)中，各图像传感器自身之间的边界是由填充有白色的双实线表示，每个图像传感器的边界是由实线表示，且单元间遮光层146是用阴影表示。光电转换器61是由正方形形状表示，而微透镜145是由圆形形状表示，图19(B)、图20(B)、图21(B)、图22(B)及图23(B)以类似方式进行图示。
此外，根据实例4或随后所讨论的实例5至实例6的图像传感器阵列是：
图像传感器阵列130，在图像传感器阵列130中以阵列形式排列有多个图像传感器单元140，
其中，单个图像传感器单元140包括单个微透镜145及多个图像传感器，以及
各图像传感器单元140自身之间形成有单元间遮光层146。
另外，在根据实例4的摄像装置10或图像传感器阵列130中，构成图像传感器单元140的各图像传感器自身之间未形成有遮光层。应注意，图像传感器单元140中的单元间遮光层146的宽度W1的值与实例1中的值相同。随后所讨论的实例5至实例7中的宽度W1的值也与实例1中的值相同。
在实例4或随后所讨论的实例5至实例6中，图像传感器单元140包括四个图像传感器，所述四个图像传感器为第一图像传感器41、第二图像传感器42、第三图像传感器43及第四图像传感器44。此外，第一图像传感器41及第二图像传感器42沿第一方向（X方向）设置，第三图像传感器43在第二方向（Y方向）上邻接第一图像传感器41，且第四图像传感器44在第二方向上邻接第二图像传感器42，所述第二方向正交于所述第一方向。
构成图像传感器单元140的各图像传感器（第一图像传感器41、第二图像传感器42、第三图像传感器43及第四图像传感器44）的构造及结构可类似于实例1中所述的图像传感器的构造及结构。具体而言，构成图像传感器单元140的图像传感器41、42、43及44是由光电转换器61以及堆叠于光电转换器61的顶部上的第一层间绝缘层62、滤色器63G’、第二层间绝缘层64及微透镜145实现。微透镜145覆盖所述四个图像传感器41、42、43及44。
在根据实例4的摄像装置10或图像传感器阵列130中，可在第一方向及第二方向上设置图像传感器单元140。
在实例4中，类似于实例1中所述的那样，第一图像数据是由具有正的入射角的光线产生，即由第一图像传感器41及第三图像传感器43产生，而第二图像数据是由具有负的入射角的光线产生，即由第二图像传感器42及第四图像传感器44产生。这样，在实例4中，通过同样在图像传感器单元140中设置四个图像传感器41、42、43及44，可基于来自所有图像传感器单元140的第一图像数据及第二图像数据形成用于形成立体图像的数据。随后将来自这些图像传感器41、42、43及44的电信号同时输出或以交替时序输出，并由图像处理器12处理所输出的电信号（即从图像传感器阵列130中的图像传感器单元140输出的电信号），并将所得结果作为右眼图像数据及左眼图像数据记录至图像存储器13中。换言之，在所有图像传感器单元140中，可基于从第一图像传感器41及第三图像传感器43获得的第一图像数据以及从第二图像传感器42及第四图像传感器44获得的第二图像数据而获得用于形成立体图像的数据（右眼图像数据及左眼图像数据）。应注意，此种方法本身可为现有技术中常用的方法。
类似于实例1，通过为摄像装置提供取向检测装置（例如加速度传感器或陀螺仪传感器），可检测出摄像装置是水平设置还是垂直设置，且基于检测结果，可确定第一方向是与图像的水平方向相关联还是与图像的垂直方向相关联。随后，在第一方向与图像的水平方向相对应的情形中，如上所述，第一图像数据可从第一图像传感器41及第三图像传感器43产生，而第二图像数据是从第二图像传感器42及第四图像传感器44产生。同时，在第一方向与图像的垂直方向相对应的情形中，第一图像数据可从第一图像传感器41及第二图像传感器42产生，而第二图像数据是从第三图像传感器43及第四图像传感器44产生，或作为另一选择，第二图像数据可从第一图像传感器41及第二图像传感器42产生，而第一图像数据是从第三图像传感器43及第四图像传感器44产生。
如上所述，在根据实例4的摄像装置或图像传感器阵列中，单个图像传感器单元包括单个微透镜及多个图像传感器，并可从所有此种图像传感器单元获得用于形成立体图像的图像数据。因此，摄像装置不会变得体积庞大，无需极为精确地定位微透镜，且不会发生分辨率大幅下降的问题。此外，可在不对制造步骤添加额外阶段以及不引入特殊制造步骤的条件下制造图像传感器阵列。再者，可提供具有简单构造及结构的紧凑的单目镜摄像装置。另外，由于所述构造不包括两对透镜与偏振滤光器的组合，因此不会发生例如变焦、光圈、焦点及会聚角等因素的不平衡及不一致。此外，由于双目视差的基线相对较短，因此可获得自然的立体图像，同时根据对图像数据的处理方式，可容易地获得2D图像及3D图像。
[实例5]
实例5涉及根据本发明第五模式的摄像装置及图像传感器阵列。图19(A)图示根据实例5的摄像装置或图像传感器阵列的示意性局部剖视图，图19(B)示意性地图示图像传感器及微透镜在所述摄像装置或图像传感器阵列中的设置方式。图19(A)是沿图19(B)中的线A截取的示意性局部剖视图。在根据实例5的摄像装置或图像传感器阵列中，构成图像传感器单元140的各图像传感器自身之间仅部分地形成有器件间遮光层147。应注意，在随后所讨论的图19(B)或图22(B)中，各图像传感器边界是由实线表示，而单元间遮光层146及器件间遮光层147是用阴影表示。器件间遮光层147位于所述四个图像传感器（第一图像传感器41、第二图像传感器42、第三图像传感器43及第四图像传感器44）的边界区域中。换言之，器件间遮光层147位于图像传感器单元140的中心区域中，且器件间遮光层147的平面形状是正方形。此处，该正方形的边长类似于实例2。
在实例5中，通过同样在图像传感器单元140中设置四个图像传感器41、42、43及44，可基于来自所有图像传感器单元140的第一图像数据及第二图像数据形成用于形成立体图像的数据。随后将来自这些图像传感器41、42、43及44的电信号同时输出或以交替时序输出，并由图像处理器12处理所输出的电信号（即从图像传感器阵列130中的图像传感器单元140输出的电信号），并将所得结果作为右眼图像数据及左眼图像数据记录至图像存储器13中。
除上述方面以外，根据实例5的摄像装置或图像传感器阵列的构造及结构可类似于实例4中所述摄像装置或图像传感器阵列的构造及结构，因此将不再对其进行详细说明。
[实例6]
实例6涉及根据本发明第六模式的摄像装置及图像传感器阵列。图20(A)图示根据实例6的摄像装置或图像传感器阵列的示意性局部剖视图，图20(B)示意性地图示图像传感器及微透镜在所述摄像装置或图像传感器阵列中的设置方式。图20(A)是沿图20(B)中的线A截取的示意性局部剖视图。在根据实例6的摄像装置或图像传感器阵列中，构成图像传感器单元140的各图像传感器自身之间形成有器件间遮光层148。换言之，器件间遮光层148使图像传感器41、图像传感器42、图像传感器43及图像传感器44彼此隔开，且器件间遮光层148是连续的。应注意，在图20(B)或稍后所讨论的图23(B)中，各图像传感器边界是由实线表示，而单元间遮光层146及器件间遮光层148是用阴影表示。器件间遮光层148的宽度具体类似于实例3中的宽度。类似于实例4，在实例6中，在入射角θ的值为负的情形中，第二图像传感器42及第四图像传感器44的灵敏度高，而第一图像传感器41及第三图像传感器43的灵敏度低。相反，在入射角θ的值为正的情形中，第二图像传感器42及第四图像传感器44的灵敏度低，而第一图像传感器41及第三图像传感器43的灵敏度高。
除上述方面以外，根据实例6的摄像装置或图像传感器阵列的构造及结构可类似于实例4中所述摄像装置或图像传感器阵列的构造及结构，因此将不再对其进行详细说明。同样，在实例6中，摄像装置不会变得体积庞大，无需极为精确地定位第一微透镜，且不会发生分辨率大幅下降的问题。此外，可在不对制造步骤添加额外阶段以及不引入特殊制造步骤的条件下制造图像传感器阵列。
[实例7]
实例7是实例4～实例6的变型例。在实例4至实例6中，图像传感器单元140包括四个图像传感器，所述四个图像传感器为第一图像传感器41、第二图像传感器42、第三图像传感器43及第四图像传感器44。换言之，图像传感器41、42、43及44被配置成对一种颜色的光（具体是绿光）敏感的图像传感器。同时，在实例7中，图像传感器单元240包括四个图像传感器，所述四个图像传感器为第一图像传感器41R、第二图像传感器42G、第三图像传感器43G及第四图像传感器44B。
图21(A)图示根据实例4的摄像装置及图像传感器阵列的变型例的示意性局部剖视图，图21(B)示意性地图示图像传感器及微透镜在所述变型例中的设置方式。此外，图22(A)图示根据实例5的摄像装置及图像传感器阵列的变型例的示意性局部剖视图，图22(B)示意性地图示图像传感器及微透镜在所述变型例中的设置方式。此外，图23(A)图示根据实例6的摄像装置及图像传感器阵列的变型例的示意性局部剖视图，图23(B)示意性地图示图像传感器及微透镜在所述变型例中的设置方式。应注意，图21(A)、图22(A)及图23(A)分别是沿图21(B)、图22(B)及图23(B)中的线A截取的示意性局部剖视图。
第一图像传感器41R的构造及结构与实例1中所述的构成第二图像传感器单元50的红色图像传感器51R的构造及结构相同，第二图像传感器42G及第三图像传感器43G的构造及结构与实例1中所述的构成第二图像传感器单元50的绿色图像传感器51G的构造及结构相同，且第四图像传感器44B的构造及结构与实例1中所述的构成第二图像传感器单元50的蓝色图像传感器51B的构造及结构相同。具体而言，构成图像传感器单元240的图像传感器41R、42G、43G及44B是由光电转换器61以及堆叠于光电转换器61的顶部上的第一层间绝缘层62、滤色器63R、63G或63B、第二层间绝缘层64以及微透镜145实现。然而，与实例1中的图像传感器51R、51G及51B不同，此处单个微透镜145覆盖所述四个图像传感器41R、42G、43G及44B。此外，类似于实例4至实例6，第一图像传感器41R及第二图像传感器42G沿第一方向（X方向）设置，第三图像传感器43G在第二方向（Y方向）上邻接第一图像传感器41R，且第四图像传感器44B在第二方向上邻接第二图像传感器42G，所述第二方向正交于所述第一方向。
根据实例7的摄像装置10包括：
（A）摄像透镜20，以及
（B）图像传感器阵列230，在图像传感器阵列230中以阵列形式排列有多个图像传感器单元240，
其中，单个图像传感器单元240包括单个微透镜145及多个图像传感器。此外，
穿过摄像透镜20并到达每个图像传感器单元240的光穿过微透镜145并在构成图像传感器单元240的所述多个图像传感器上形成图像。
此外，根据实例7的图像传感器阵列是图像传感器阵列230，在图像传感器阵列230中以阵列形式排列有多个图像传感器单元240，其中单个图像传感器单元240包括单个微透镜145及多个图像传感器41R、42G、43G及44B。
此外，在根据实例7的摄像装置10或图像传感器阵列230中，可在第一方向及第二方向上设置图像传感器单元240。
类似于实例4，在各图像传感器单元240自身之间形成有单元间遮光层146（参见图21(A)及图21(B)）。作为另一选择，类似于实例5，在构成图像传感器单元240的各图像传感器自身之间仅部分地形成有器件间遮光层147（参见图22(A)及图22(B)）。作为另一选择，类似于实例6，在构成图像传感器单元240的各图像传感器自身之间形成有器件间遮光层148（参见图23(A)及图23(B)）。
在实例7中，类似于实例1中所述的那样，第一图像数据是由具有正的入射角的光线产生，即由第一图像传感器41R及第三图像传感器43G产生，而第二图像数据是由具有负的入射角的光线产生，即由第二图像传感器42G及第四图像传感器44B产生。具体而言，与红色相关的第一图像数据是由第一图像传感器41R获得，与绿色相关的第一图像数据是由第三图像传感器43G获得，与绿色相关的第二图像数据是由第二图像传感器42G获得，且与蓝色相关的第二图像数据是由第四图像传感器44B获得。此外，与蓝色相关的第一图像数据是从由第三图像传感器43G、第二图像传感器42G及第四图像传感器44B所获得的图像数据而获得。此外，与红色相关的第二图像数据是从第三图像传感器43G、第二图像传感器42G及第一图像传感器41R所获得的图像数据而获得。
这样，在实例7中，通过同样在图像传感器单元240中设置四个图像传感器41R、42G、43G及44B，可基于来自所有图像传感器单元240的第一图像数据及第二图像数据形成用于形成立体图像的数据。随后将来自这些图像传感器41R、42G、43G及44B的电信号同时输出或以交替时序输出，并由图像处理器12处理所输出的电信号（即从图像传感器阵列230中的图像传感器单元240输出的电信号），并将所得结果作为右眼图像数据及左眼图像数据记录至图像存储器13中。换言之，在所有图像传感器单元240中，用于形成立体图像的数据（右眼图像数据及左眼图像数据）可基于以下图像数据来获得：从第一图像传感器41R及第三图像传感器43G获得的与红色及绿色相关的第一图像数据、通过处理从第四图像传感器44B获得的图像数据而获得的与蓝色相关的第一图像数据、从第二图像传感器42G及第四图像传感器44B获得的与绿色及蓝色相关的第二图像数据、以及通过处理从第一图像传感器41R获得的图像数据而获得的与红色相关的第二图像数据。此种方法本身可为现有技术中周知的方法。应注意，在实例7中，可基于从第三图像传感器43G获得的图像及从第二图像传感器42G获得的图像来获得双目视差的基线。
如上所述，在根据实例7的摄像装置或图像传感器阵列中，单个图像传感器单元包括单个微透镜及多个图像传感器，并可从所有此种图像传感器单元获得用于形成立体图像的图像数据。因此，摄像装置不会变得体积庞大，无需极为精确地定位微透镜，且不会发生分辨率大幅下降的问题。此外，可在不对制造步骤添加额外阶段以及不引入特殊制造步骤的条件下制造图像传感器阵列。再者，可提供具有简单构造及结构的紧凑的单目镜摄像装置。另外，由于所述构造并不包括两对透镜与偏振滤光器的组合，因此不会发生例如变焦、光圈、焦点及会聚角等因素的不平衡及不一致。此外，由于双目视差的基线相对较短，因此可获得自然的立体图像，同时可根据对图像数据的处理方式而容易地获得2D图像及3D图像。
因此，上面基于各优选实例来阐述本发明，但本发明并非仅限于这些实例。各实例中所述的摄像装置、图像传感器、图像传感器阵列及图像传感器单元的构造及结构仅用于示例目的，并可视情况对其进行变型。图像传感器可采用如图所示的背侧照明式图像传感器，但也可采用前侧照明式图像传感器（图未示出）。
立体图像是基于右眼图像数据及左眼图像数据来进行显示，且用于此种显示的技术可包括柱状透镜（lenticular lens）、视差屏障（parallaxbarrier）或其他技术，在这些技术中，例如将圆偏振滤光器或线性偏振滤光器应用于两个投影仪，分别显示右眼图像及左眼图像，并使用与所述显示相对应的圆偏振眼镜或线性偏振眼镜来观察图像。应注意，如果在不使用圆偏振眼镜或线性偏振眼镜的情况下观察图像，则可观察到普通的2D（平面）图像。此外，可将上述处理序列理解为具有一系列此种操作的方法，但也可将其理解为用于使计算机执行一系列此种操作的程序、或存储此种程序的记录媒介。用作记录媒介的媒介例如可为光盘（Compact Disk；CD）、小型磁盘（MiniDisc；MD）、多功能数字光盘（Digital Versatile Disc；DVD）、存储卡或蓝光光盘（Blu-ray Disk，注册商标）。
根据本发明第一至第六模式的摄像装置也可应用于聚焦方法，所述聚焦方法根据基于从第一图像传感器及第三图像传感器输出的电信号的图像数据以及基于从第二图像传感器及第四图像传感器输出的电信号的图像数据来控制摄像透镜的聚焦。换言之，可根据来自第一图像传感器单元的第一图像数据及第二图像数据来确定焦点。具体而言，假设当摄像装置的用户选择对象以基于周知的方法进行对焦时，该对象的图像会以未聚焦的状态形成于图像传感器阵列30或130上。在此种情形中，类似于图4中所述那样，图像传感器阵列30或130上的距离2ΔX会变成与对象的焦点相关的信息，即与从焦点位置偏离的程度及方向相关的信息。因此，如果摄像透镜的聚焦被控制成使距离2ΔX变为0，即如果摄像透镜的聚焦功能（focus function）被操作成使距离2ΔX变为0，则可使对象聚焦至焦点。应注意，根据摄像装置是水平设置还是垂直设置，第一图像数据可基于第一图像传感器及第三图像传感器（或第一图像传感器及第二图像传感器）产生，而第二图像数据可基于第二图像传感器及第四图像传感器（或第三图像传感器及第四图像传感器）产生。然而，本发明的构造并非仅限于此，而是不仅仅基于第一图像传感器及第三图像传感器产生第一图像数据，同时基于第二图像传感器及第四图像传感器产生第二图像数据，也可通过基于第一图像传感器及第二图像传感器产生第三图像数据（即类似于第一图像数据的图像数据），同时基于第三图像传感器及第四图像传感器产生第四图像数据（即类似于第二图像数据的图像数据），由此来进行二维焦点判定。应注意，第一图像数据及第二图像数据（以及另外的第三图像数据及第四图像数据）可为从所有第一图像传感器单元获得的图像数据，但也可为从位于将被聚焦的对象附近的第一图像传感器单元获得的图像数据。
所属领域的技术人员应理解，根据设计要求及其他因素，可发生各种修改、组合、子组合及改变，只要其属于所附权利要求书或其等效内容的范围内即可。
另外，本技术也可被构造如下：
[1]<<摄像装置：第一实施例>>
一种摄像装置，其包括：
（A）摄像透镜；以及
（B）图像传感器阵列，在所述图像传感器阵列中以阵列形式排列有多个第一图像传感器单元及多个第二图像传感器单元，
其中，单个所述第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，
单个所述第二图像传感器单元包括单个第二微透镜及单个图像传感器，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述第一图像传感器单元的光穿过所述第一微透镜并在构成所述第一图像传感器单元的所述多个图像传感器上形成图像，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述第二图像传感器单元的光穿过所述第二微透镜并在构成所述第二图像传感器单元的所述图像传感器上形成图像，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间未形成有遮光层。
[2]<<摄像装置：第二实施例>>
一种摄像装置，其包括：
（A）摄像透镜；以及
（B）图像传感器阵列，在所述图像传感器阵列中以阵列形式排列有多个第一图像传感器单元及多个第二图像传感器单元，
其中，单个所述第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，
单个所述第二图像传感器单元包括单个第二微透镜及单个图像传感器，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述第一图像传感器单元的光穿过所述第一微透镜并在构成所述第一图像传感器单元的所述多个图像传感器上形成图像，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述第二图像传感器单元的光穿过所述第二微透镜并在构成所述第二图像传感器单元的所述图像传感器上形成图像，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器自身之间仅部分地形成有器件间遮光层。
[3]<<摄像装置：第三实施例>>
一种摄像装置，其包括：
（A）摄像透镜；以及
（B）图像传感器阵列，在所述图像传感器阵列中以阵列形式排列有多个第一图像传感器单元及多个第二图像传感器单元，
其中，单个所述第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，
单个所述第二图像传感器单元包括单个第二微透镜及单个图像传感器，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述第一图像传感器单元的光穿过所述第一微透镜并在构成所述第一图像传感器单元的所述多个图像传感器上形成图像，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述第二图像传感器单元的光穿过所述第二微透镜并在构成所述第二图像传感器单元的所述图像传感器上形成图像，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间形成有器件间遮光层。
[4]如[1]至[3]中的任一项所述的摄像装置，其中
所述第一图像传感器单元包括四个图像传感器，所述四个图像传感器为第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器及第四图像传感器，以及
所述第一图像传感器及所述第二图像传感器沿第一方向设置，所述第三图像传感器在第二方向上邻接所述第一图像传感器，且所述第四图像传感器在所述第二方向上邻接所述第二图像传感器，所述第二方向正交于所述第一方向。
[5]如[2]所述的摄像装置，其中，
所述第一图像传感器单元包括四个图像传感器，所述四个图像传感器为第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器及第四图像传感器，以及
所述第一图像传感器及所述第二图像传感器沿第一方向设置，所述第三图像传感器在第二方向上邻接所述第一图像传感器，且所述第四图像传感器在所述第二方向上邻接所述第二图像传感器，所述第二方向正交于所述第一方向，以及
所述器件间遮光层设置于所述第一图像传感器、所述第二图像传感器、所述第三图像传感器及所述第四图像传感器的边界区域中，且所述器件间遮光层的平面形状是正方形。
[6]如[4]或[5]所述的摄像装置，其中
倘若第一虚拟平面是在第一方向上延伸的平面且所述平面包含穿过所述第一微透镜中心的所述第一微透镜的法线，则在所有所述第一图像传感器单元中，由来自所述第一图像传感器及所述第三图像传感器上方的空间区域且平行于所述第一虚拟平面的准直光穿过所述第一微透镜并到达所述第二图像传感器及所述第四图像传感器而获得的中心入射角θ0的值满足0°≤θ0≤15°。
[7]如[4]或[5]所述的摄像装置，其中
从所述第一图像传感器及所述第三图像传感器获得的图像与从所述第二图像传感器及所述第四图像传感器获得的图像之间的双目视差的基线的长度计算为f/(3πF)（mm），其中f是所述摄像透镜的焦距，且F是焦距比数。
[8]如[1]至[7]中的任一项所述的摄像装置，其中，
1个像素单元包括多个所述第二图像传感器单元，以及
单个所述第一图像传感器单元所占用的表面积等于1个像素单元所占用的表面积。
[9]如[8]所述的摄像装置，其中，
所述第一图像传感器单元中的所述单元间遮光层的宽度大于所述第二图像传感器单元中的所述单元间遮光层的宽度。
[10]如[1]至[9]中的任一项所述的摄像装置，其中，
所述第一图像传感器单元包括四个图像传感器，以及
四个所述第二图像传感器单元构成1个像素单元。
[11]<<图像传感器阵列：第一实施例>>
一种图像传感器阵列，其包括：
多个第一图像传感器单元；以及
多个第二图像传感器单元，所述多个第一图像传感器单元以及所述多个第二图像传感器单元以阵列形式排列于所述图像传感器阵列中，
其中，单个所述第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，
单个所述第二图像传感器单元包括单个第二微透镜及单个图像传感器，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间未形成有遮光层。
[12]<<图像传感器阵列：第二实施例>>
一种图像传感器阵列，其包括：
多个第一图像传感器单元；以及
多个第二图像传感器单元，所述多个第一图像传感器单元以及所述多个第二图像传感器单元以阵列形式排列于所述图像传感器阵列中，
其中，单个所述第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，
单个所述第二图像传感器单元包括单个第二微透镜及单个图像传感器，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器自身之间仅部分地形成有器件间遮光层。
[13]<<图像传感器阵列：第三实施例>>
一种图像传感器阵列，其包括：
多个第一图像传感器单元；以及
多个第二图像传感器单元，所述多个第一图像传感器单元以及所述多个第二图像传感器单元以阵列形式排列于所述图像传感器阵列中，
其中，单个所述第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，
单个所述第二图像传感器单元包括单个第二微透镜及单个图像传感器，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间形成有器件间遮光层。
[14]<<图像传感器阵列：第四实施例>>
一种摄像装置，其包括：
（A）摄像透镜；以及
（B）图像传感器阵列，在所述图像传感器阵列中以阵列形式排列有多个图像传感器单元，
其中，单个所述图像传感器单元包括单个微透镜及多个图像传感器，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述图像传感器单元的光穿过所述微透镜并在构成所述图像传感器单元的所述多个图像传感器上形成图像，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间未形成有遮光层。
[15]<<图像传感器阵列：第五实施例>>
一种摄像装置，其包括：
（A）摄像透镜；以及
（B）图像传感器阵列，在所述图像传感器阵列中以阵列形式排列有多个图像传感器单元，
其中，单个所述图像传感器单元包括单个微透镜及多个图像传感器，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述图像传感器单元的光穿过所述微透镜并在构成所述图像传感器单元的所述多个图像传感器上形成图像，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述图像传感器单元的所述图像传感器自身之间仅部分地形成有器件间遮光层。
[16]<<图像传感器阵列：第六实施例>>
一种摄像装置，包括：
（A）摄像透镜；以及
（B）图像传感器阵列，在所述图像传感器阵列中以阵列形式排列有多个图像传感器单元；
其中，单个所述图像传感器单元包括单个微透镜及多个图像传感器，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述图像传感器单元的光穿过所述微透镜并在构成所述图像传感器单元的所述多个图像传感器上形成图像，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间形成有器件间遮光层。
[17]<<图像传感器阵列：第四实施例>>
一种图像传感器阵列，其包括：
多个图像传感器单元，所述多个图像传感器单元以阵列形式排列于所述图像传感器阵列中，
其中，单个所述图像传感器单元包括单个微透镜及多个图像传感器，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间未形成有遮光层。
[18]<<图像传感器阵列：第五实施例>>
一种图像传感器阵列，其包括：
多个图像传感器单元，所述多个图像传感器单元以阵列形式排列于所述图像传感器阵列中，
其中，单个所述图像传感器单元包括单个微透镜及多个图像传感器，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述图像传感器单元的所述图像传感器自身之间仅部分地形成有器件间遮光层。
[19]<<图像传感器阵列：第六实施例>>
一种图像传感器阵列，其包括：
多个图像传感器单元，所述多个图像传感器单元以阵列形式排列于所述图像传感器阵列中，
其中，单个所述图像传感器单元包括单个微透镜及多个图像传感器，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间形成有器件间遮光层。
[20]<<摄像方法：第一实施例>>
一种使用摄像装置的摄像方法，在所述摄像装置中设置有：
（A）摄像透镜，以及
（B）图像传感器阵列，在所述图像传感器阵列中以阵列形式排列有多个第一图像传感器单元及多个第二图像传感器单元，
其中，单个所述第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，
单个所述第二图像传感器单元包括单个第二微透镜及单个图像传感器，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述第一图像传感器单元的光穿过所述第一微透镜并在构成所述第一图像传感器单元的所述多个图像传感器上形成图像，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述第二图像传感器单元的光穿过所述第二微透镜并在构成所述第二图像传感器单元的所述图像传感器上形成图像，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间未形成有遮光层，或
构成所述第一图像传感器单元的各所述图像传感器自身之间仅部分地形成有器件间遮光层，或作为另一选择，
构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间形成有器件间遮光层，
所述第一图像传感器单元包括四个图像传感器，所述四个图像传感器为第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器及第四图像传感器，以及
所述第一图像传感器及所述第二图像传感器沿第一方向设置，所述第三图像传感器在第二方向上邻接所述第一图像传感器，且所述第四图像传感器在所述第二方向上邻接所述第二图像传感器，所述第二方向正交于所述第一方向，
所述摄像方法包括：
利用所述第一图像传感器及所述第三图像传感器产生电信号，以获得右眼图像或左眼图像其中之一；
利用所述第二图像传感器及所述第四图像传感器产生电信号，以获得右眼图像或左眼图像其中的另一者；以及
输出所述电信号。
[20]<<摄像方法：第二实施例>>
一种使用摄像装置的摄像方法，在所述摄像装置中设置有：
（A）摄像透镜，以及
（B）图像传感器阵列，在所述图像传感器阵列中以阵列形式排列有多个图像传感器单元，
其中，单个所述图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述图像传感器单元的光穿过所述微透镜并在构成所述图像传感器单元的所述多个图像传感器上形成图像，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间未形成有遮光层，或
构成所述图像传感器单元的所述图像传感器自身之间仅部分地形成有器件间遮光层，或作为另一选择，
构成所述图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间形成有器件间遮光层，
所述图像传感器单元包括四个图像传感器，所述四个图像传感器为第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器及第四图像传感器，以及
所述第一图像传感器及所述第二图像传感器沿第一方向设置，所述第三图像传感器在第二方向上邻接所述第一图像传感器，且所述第四图像传感器在所述第二方向上邻接所述第二图像传感器，所述第二方向正交于所述第一方向，
所述摄像方法包括：
利用所述第一图像传感器及所述第三图像传感器产生电信号，以获得右眼图像或左眼图像其中之一；
利用所述第二图像传感器及所述第四图像传感器产生电信号，以获得右眼图像或左眼图像其中的另一者；以及
输出所述电信号。
[22]如[20]或[21]所述的摄像方法，其中，用于获得右眼图像的图像数据及用于获得左眼图像的图像数据是基于深度图而获得的，所述深度图是基于来自所述第一图像传感器及所述第三图像传感器的所述电信号、来自所述第二图像传感器及所述第四图像传感器的所述电信号、以及从构成所述第二图像传感器单元的所述图像传感器输出的电信号而形成。
[23]<<聚焦方法：第一实施例>>
一种使用摄像装置的聚焦方法，在所述摄像装置中设置有：
（A）摄像透镜，以及
（B）图像传感器阵列，在所述图像传感器阵列中以阵列形式排列有多个第一图像传感器单元及多个第二图像传感器单元，
其中，单个所述第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，
单个所述第二图像传感器单元包括单个第二微透镜及单个图像传感器，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述第一图像传感器单元的光穿过所述第一微透镜并在构成所述第一图像传感器单元的所述多个图像传感器上形成图像，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述第二图像传感器单元的光穿过所述第二微透镜并在构成所述第二图像传感器单元的所述图像传感器上形成图像，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间未形成有遮光层，
构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器自身之间仅部分地形成有器件间遮光层，或作为另一选择，
构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间形成有器件间遮光层，
所述第一图像传感器单元包括四个图像传感器，所述四个图像传感器为第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器及第四图像传感器，以及
所述第一图像传感器及所述第二图像传感器沿第一方向设置，所述第三图像传感器在第二方向上邻接所述第一图像传感器，且所述第四图像传感器在所述第二方向上邻接所述第二图像传感器，所述第二方向正交于所述第一方向，
所述聚焦方法包括：
根据基于从所述第一图像传感器及所述第三图像传感器输出的电信号的图像数据以及基于从所述第二图像传感器及所述第四图像传感器输出的电信号的图像数据来控制摄像透镜的聚焦。
[23]<<聚焦方法：第二实施例>>
一种使用摄像装置的聚焦方法，在所述摄像装置中设置有：
（A）摄像透镜，以及
（B）图像传感器阵列，在所述图像传感器阵列中以阵列形式排列有多个图像传感器单元，
其中，单个所述图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述图像传感器单元的光穿过所述微透镜并在构成所述图像传感器单元的所述多个图像传感器上形成图像，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间未形成有遮光层，或
构成所述图像传感器单元的所述图像传感器自身之间仅部分地形成有器件间遮光层，或作为另一选择，
构成所述图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间形成有器件间遮光层，
所述图像传感器单元包括四个图像传感器，所述四个图像传感器为第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器及第四图像传感器，以及
所述第一图像传感器及所述第二图像传感器沿第一方向设置，所述第三图像传感器在第二方向上邻接所述第一图像传感器，且所述第四图像传感器在所述第二方向上邻接所述第二图像传感器，所述第二方向正交于所述第一方向，
所述聚焦方法包括：
根据基于从所述第一图像传感器及所述第三图像传感器输出的电信号的图像数据以及基于从所述第二图像传感器及所述第四图像传感器输出的电信号的图像数据来控制摄像透镜的聚焦。
本发明所包含的主题与2012年2月21日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2012-034974中所公开的主题相关，所述日本优先权专利申请的全部内容以引用方式并入本文中。

Claims (19)

1.一种摄像装置，其包括：
（A）摄像透镜；以及
（B）图像传感器阵列，在所述图像传感器阵列中以阵列形式排列有多个第一图像传感器单元及多个第二图像传感器单元，
其中，单个所述第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，
单个所述第二图像传感器单元包括单个第二微透镜及单个图像传感器，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述第一图像传感器单元的光穿过所述第一微透镜并在构成所述第一图像传感器单元的所述多个图像传感器上形成图像，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述第二图像传感器单元的光穿过所述第二微透镜并在构成所述第二图像传感器单元的所述图像传感器上形成图像，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间未形成有遮光层。
2.如权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述第一图像传感器单元包括四个图像传感器，所述四个图像传感器为第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器及第四图像传感器，以及
所述第一图像传感器及所述第二图像传感器沿第一方向设置，所述第三图像传感器在第二方向上邻接所述第一图像传感器，且所述第四图像传感器在所述第二方向上邻接所述第二图像传感器，所述第二方向正交于所述第一方向。
3.如权利要求2所述的摄像装置，其中，
倘若第一虚拟平面是在所述第一方向上延伸的平面且所述平面包含穿过所述第一微透镜中心的所述第一微透镜的法线，则在所有所述第一图像传感器单元中，由来自所述第一图像传感器及所述第三图像传感器上方的空间区域且平行于所述第一虚拟平面的准直光穿过所述第一微透镜并到达所述第二图像传感器及所述第四图像传感器而获得的中心入射角θ0的值满足0°≤θ0≤15°。
4.如权利要求2所述的摄像装置，其中，
在所有所述第一图像传感器单元中，从所述第一图像传感器及所述第三图像传感器获得的图像与从所述第二图像传感器及所述第四图像传感器获得的图像之间的双目视差的基线的长度计算为4f/(3πF)（mm），其中f是所述摄像透镜的焦距，且F是焦距比数。
5.如权利要求1所述的摄像装置，其中，
1个像素单元包括多个所述第二图像传感器单元，以及
单个所述第一图像传感器单元所占用的表面积等于1个像素单元所占用的表面积。
6.如权利要求5所述的摄像装置，其中，
所述第一图像传感器单元中的所述单元间遮光层的宽度大于所述第二图像传感器单元中的所述单元间遮光层的宽度。
7.如权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述第一图像传感器单元包括四个图像传感器，以及
四个所述第二图像传感器单元构成1个像素单元。
8.一种摄像装置，其包括：
（A）摄像透镜；以及
（B）图像传感器阵列，在所述图像传感器阵列中以阵列形式排列有多个第一图像传感器单元及多个第二图像传感器单元，
其中，单个所述第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，
单个所述第二图像传感器单元包括单个第二微透镜及单个图像传感器，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述第一图像传感器单元的光穿过所述第一微透镜并在构成所述第一图像传感器单元的所述多个图像传感器上形成图像，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述第二图像传感器单元的光穿过所述第二微透镜并在构成所述第二图像传感器单元的所述图像传感器上形成图像，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器自身之间仅部分地形成有器件间遮光层。
9.如权利要求8所述的摄像装置，其中，
所述第一图像传感器单元包括四个图像传感器，所述四个图像传感器为第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器及第四图像传感器，以及
所述第一图像传感器及所述第二图像传感器沿第一方向设置，所述第三图像传感器在第二方向上邻接所述第一图像传感器，且所述第四图像传感器在所述第二方向上邻接所述第二图像传感器，所述第二方向正交于所述第一方向，以及
所述器件间遮光层设置于所述第一图像传感器、所述第二图像传感器、所述第三图像传感器及所述第四图像传感器的边界区域中，且所述器件间遮光层的平面形状是正方形。
10.一种摄像装置，其包括：
（A）摄像透镜；以及
（B）图像传感器阵列，在所述图像传感器阵列中以阵列形式排列有多个第一图像传感器单元及多个第二图像传感器单元，
其中，单个所述第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，
单个所述第二图像传感器单元包括单个第二微透镜及单个图像传感器，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述第一图像传感器单元的光穿过所述第一微透镜并在构成所述第一图像传感器单元的所述多个图像传感器上形成图像，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述第二图像传感器单元的光穿过所述第二微透镜并在构成所述第二图像传感器单元的所述图像传感器上形成图像，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间形成有器件间遮光层。
11.一种图像传感器阵列，其包括：
多个第一图像传感器单元；以及
多个第二图像传感器单元，所述多个第一图像传感器单元以及所述多个第二图像传感器单元以阵列形式排列于所述图像传感器阵列中，
其中，单个所述第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，
单个所述第二图像传感器单元包括单个第二微透镜及单个图像传感器，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间未形成有遮光层。
12.一种图像传感器阵列，其包括：
多个第一图像传感器单元；以及
多个第二图像传感器单元，所述多个第一图像传感器单元以及所述多个第二图像传感器单元以阵列形式排列于所述图像传感器阵列中，
其中，单个所述第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，
单个所述第二图像传感器单元包括单个第二微透镜及单个图像传感器，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器自身之间仅部分地形成有器件间遮光层。
13.一种图像传感器阵列，其包括：
多个第一图像传感器单元；以及
多个第二图像传感器单元，所述多个第一图像传感器单元以及所述多个第二图像传感器单元以阵列形式排列于所述图像传感器阵列中，
其中，单个所述第一图像传感器单元包括单个第一微透镜及多个图像传感器，
单个所述第二图像传感器单元包括单个第二微透镜及单个图像传感器，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述第一图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间形成有器件间遮光层。
14.一种摄像装置，其包括：
（A）摄像透镜；以及
（B）图像传感器阵列，在所述图像传感器阵列中以阵列形式排列有多个图像传感器单元，
其中，单个所述图像传感器单元包括单个微透镜及多个图像传感器，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述图像传感器单元的光穿过所述微透镜并在构成所述图像传感器单元的所述多个图像传感器上形成图像，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间未形成有遮光层。
15.一种摄像装置，其包括：
（A）摄像透镜；以及
（B）图像传感器阵列，在所述图像传感器阵列中以阵列形式排列有多个图像传感器单元，
其中，单个所述图像传感器单元包括单个微透镜及多个图像传感器，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述图像传感器单元的光穿过所述微透镜并在构成所述图像传感器单元的所述多个图像传感器上形成图像，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述图像传感器单元的各所述图像传感器自身之间仅部分地形成有器件间遮光层。
16.一种摄像装置，其包括：
（A）摄像透镜；以及
（B）图像传感器阵列，在所述图像传感器阵列中以阵列形式排列有多个图像传感器单元，
其中，单个所述图像传感器单元包括单个微透镜及多个图像传感器，
穿过所述摄像透镜并到达每个所述图像传感器单元的光穿过所述微透镜并在构成所述图像传感器单元的所述多个图像传感器上形成图像，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间形成有器件间遮光层。
17.一种图像传感器阵列，其包括：
多个图像传感器单元，所述多个图像传感器单元以阵列形式排列于所述图像传感器阵列中，
其中，单个所述图像传感器单元包括单个微透镜及多个图像传感器，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间未形成有遮光层。
18.一种图像传感器阵列，其包括：
多个图像传感器单元，所述多个图像传感器单元以阵列形式排列于所述图像传感器阵列中，
其中，单个所述图像传感器单元包括单个微透镜及多个图像传感器，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述图像传感器单元的所述图像传感器自身之间仅部分地形成有器件间遮光层。
19.一种图像传感器阵列，其包括：
多个图像传感器单元，所述多个图像传感器单元以阵列形式排列于所述图像传感器阵列中，
其中，单个所述图像传感器单元包括单个微透镜及多个图像传感器，
所述图像传感器单元自身之间形成有单元间遮光层，以及
构成所述图像传感器单元的所述图像传感器单元自身之间形成有器件间遮光层。
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