CN110476251A - 摄像元件及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

摄像元件具备：微透镜；光电转换部，其对透射过所述微透镜的光进行光电转换而生成电荷；和反射部，其将透射过所述光电转换部的光的一部分向通过所述光电转换部并与所述微透镜的光轴平行的方向、且朝向所述光电转换部的方向反射。

Description

摄像元件及摄像装置
技术领域
本发明涉及摄像元件及摄像装置。
背景技术
已知有在光电转换部之下设置反射部，通过该反射部使透射过光电转换部的光向光电转换部反射的摄像元件(参照专利文献1)。在以往的摄像元件中，会导致反射部反射的光入射到其他像素。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2016-127043号公报
发明内容
根据本发明的第1方式，摄像元件具备：微透镜；光电转换部，其对透射过所述微透镜的光进行光电转换而生成电荷；和反射部，其将透射过所述光电转换部的光的一部分向通过所述光电转换部并与所述微透镜的光轴平行的方向、且向所述光电转换部的方向反射。
根据本发明的第2方式，摄像装置具备：后文所述的摄像元件；和控制部，其基于从对具有聚焦透镜的光学系统所形成的像进行拍摄的所述摄像元件的所述第1像素输出的信号和从所述第2像素输出的信号，控制所述聚焦透镜的位置，以使得所述光学系统所形成的像对焦于所述摄像元件。摄像元件是第1方式的摄像元件，具有第1像素和第2像素，所述第1像素和第2像素分别具有所述微透镜、所述光电转换部和所述反射部，所述第1像素和所述第2像素沿第1方向配置，所述第1像素的所述反射部的至少一部分设置在与所述微透镜的光轴交叉的面中的、与所述光电转换部的中心相比靠所述第1方向侧的区域，所述第2像素的所述反射部的至少一部分设置在与所述微透镜的光轴交叉的面中的、与所述光电转换部的中心相比靠所述第1方向的反方向侧的区域。
根据本发明的第3方式，摄像装置具备：后文所述的摄像元件；和控制部，其基于从对具有聚焦透镜的光学系统所形成的像进行拍摄的所述摄像元件的所述第1像素输出的信号、从所述第2像素输出的信号和从所述第3像素输出的信号，控制所述聚焦透镜的位置，以使得所述光学系统所形成的像对焦于所述摄像元件。摄像元件是第1方式的摄像元件，具有第1像素和第2像素，所述第1像素和第2像素分别具有所述微透镜、所述光电转换部和所述反射部，所述第1像素和所述第2像素沿第1方向配置，所述第1像素的所述反射部的至少一部分设置在与所述微透镜的光轴交叉的面中的、与所述光电转换部的中心相比靠所述第1方向侧的区域，所述第2像素的所述反射部的至少一部分设置在与所述微透镜的光轴交叉的面中的、与所述光电转换部的中心相比靠所述第1方向的反方向侧的区域，并且具有第3像素，所述第3像素具有所述微透镜和所述光电转换部，所述第1像素和所述第2像素具有第1滤光片，所述第1滤光片具有第1分光特性，所述第3像素具有第2滤光片，所述第2滤光片具有波长短的光的透射率比所述第1分光特性高的第2分光特性。
附图说明
图1是表示相机的主要部分构成的图。
图2是示例了聚焦区域的图。
图3是将摄像元件的像素的排列的一部分放大的图。
图4的(a)是将摄像像素的一例放大的剖视图，图4的(b)及图4的(c)是将焦点检测像素的一例放大的剖视图。
图5是说明入射到焦点检测像素的光束的图。
图6是将第1实施方式的焦点检测像素和摄像像素放大的剖视图。
图7的(a)及图7的(b)是将第2实施方式的焦点检测像素放大的剖视图。
图8的(a)及图8的(b)是将第3实施方式的焦点检测像素放大的剖视图。
图9的(a)及图9的(b)是将第4实施方式的焦点检测像素放大的剖视图。
图10是将第5实施方式的摄像元件的像素的排列的一部分放大的图。
图11是将第5实施方式的焦点检测像素和摄像像素放大的剖视图。
具体实施方式
(第1实施方式)
参照附图对一个实施方式的摄像元件、焦点检测装置、及摄像装置进行说明。作为搭载本实施方式的摄像元件的电子设备的一例，示例了镜头更换式的数码相机(以下，称为相机1)，也可以是更换镜头3与相机机身2一体而成的镜头一体型的相机。
此外，电子设备不限定于相机1，也可以是搭载了摄像元件的智能手机、可穿戴终端、平板电脑终端等。
<相机的主要部分构成>
图1是示出了相机1的主要部分构成的图。相机1由相机机身2和更换镜头3构成。更换镜头3经由未图示的装配部安装于相机机身2。在更换镜头3安装于相机机身2时，相机机身2侧的连接部202与更换镜头3侧的连接部302连接，相机机身2与更换镜头3之间能够通信。
在图1中，来自被摄体的光向图1的Z轴负方向入射。此外，如坐标轴所示，将与Z轴正交的纸面近前方向作为X轴正方向，将与Z轴及X轴正交的上方向作为Y轴正方向。在随后的几幅图中，以图1的坐标轴为基准来显示坐标轴，以使各图的方向明确。
<更换镜头>
更换镜头3具备摄像光学系统(成像光学系统)31、透镜控制部32、和透镜存储器33。摄像光学系统31包括例如含有调焦透镜(聚焦透镜)31c在内的多个透镜31a、31b、31c和光阑31d，将被摄体像在设置于相机机身2的摄像元件22的摄像面上成像。
透镜控制部32基于从相机机身2的机身控制部21输出的信号，使调焦透镜31c沿光轴L1方向进退移动，从而调节摄像光学系统31的焦点位置。在调焦时，从机身控制部21输出的信号中含有表示调焦透镜31c的移动方向和/或移动量、移动速度等信息。
此外，透镜控制部32基于从相机机身2的机身控制部21输出的信号，控制光阑31d的开口直径。
透镜存储器33例如由非易失性的存储介质等构成。在透镜存储器33中，作为透镜信息而记录有与更换镜头3相关的信息。在透镜信息中含有例如与摄像光学系统31的出射光瞳的位置相关的信息。对透镜存储器33记录透镜信息和/或从透镜存储器33读取透镜信息由透镜控制部32进行。
<相机机身>
相机机身2具备机身控制部21、摄像元件22、存储器23、显示部24和操作部25。机身控制部21由CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)等构成，基于控制程序来控制相机1的各部。
摄像元件22由CCD图像传感器和/或CMOS图像传感器构成。摄像元件22通过摄像面来接收透射过摄像光学系统31的出射光瞳的光束，对被摄体像进行光电转换(摄像)。通过光电转换，由配置于摄像元件22的摄像面的多个像素分别根据受光量而生成电荷。生成的电荷所产生的信号被从摄像元件22读取并被发送至机身控制部21。
另外，由摄像元件22生成的信号中含有图像的信号和焦点检测的信号。图像的信号、焦点检测的信号的详情将于后文叙述。
存储器23例如由存储卡等记录介质构成。在存储器23中记录有图像数据和/或声音数据等。对存储器23记录数据和/或从存储器23读取数据由机身控制部21进行。显示部24根据来自机身控制部21的指示，显示基于图像数据的图像、快门速度、光圈值等与摄影相关的信息、以及菜单操作画面等。操作部25包括释放按钮、录像按钮、各种设定开关等，将与各个操作对应的操作信号向机身控制部21输出。
此外，上述机身控制部21包括焦点检测部21a及图像生成部21b。焦点检测部21a检测用于将摄像光学系统31生成的像对焦于摄像元件22的摄像面上的调焦透镜31c的对焦位置。焦点检测部21a进行摄像光学系统31的自动对焦(AF)所需的焦点检测处理。如下简单说明焦点检测处理的流程。首先，焦点检测部21a基于从摄像元件22读取的焦点检测的信号，通过光瞳分割型的相位差检测方式来计算散焦量。具体而言，检测由通过了摄像光学系统31的光瞳的不同区域的多个光束形成的像的像偏移量，并基于检测到的像偏移量来计算散焦量。焦点检测部21a基于计算出的散焦量，来计算至对焦位置的调焦透镜31c的移动量。
然后，焦点检测部21a判断散焦量是否在容许值以内。如果散焦量为容许值以内，则焦点检测部21a判断为处于对焦状态，结束焦点检测处理。另一方面，焦点检测部21a在散焦量超过容许值的情况下，判断为未处于对焦状态，而向更换镜头3的透镜控制部32发送调焦透镜31c的移动量和透镜移动指示，结束焦点检测处理。接收到来自焦点检测部21a的指示的透镜控制部32根据移动量使调焦透镜31c移动，从而自动地进行焦点调节。
另一方面，机身控制部21的图像生成部21b基于从摄像元件22读取的图像的信号，生成与被摄体像相关的图像数据。此外，图像生成部21b对生成的图像数据进行规定的图像处理。图像处理包括例如灰度转换处理、颜色插补处理、轮廓强调处理等公知的图像处理。
<摄像元件的说明>
图2是示例了形成于摄影画面90的聚焦区域的图。聚焦区域是焦点检测部21a检测上述像偏移量来作为相位差信息的区域，也被称为焦点检测区域、测距点、自动聚焦(AF)点。在本实施方式中，在摄影画面90中预先设置有11处聚焦区域101-1～101-11，能够在11个区域检测像偏移量。另外，聚焦区域101-1～101-11的个数为一例，既可以比11多也可以比11少。聚焦区域101-1～101-11也可以设置于摄影画面90的整个面。
聚焦区域101-1～101-11与后文所述的焦点检测像素11、13所配置的位置对应。
图3是将摄像元件22的像素的排列的一部分放大的图。在摄像元件22中，在生成图像的区域22a内，以二维状(例如，行方向及列方向)配置有具有光电转换部的多个像素。在各像素设置有例如R(红)、G(绿)、B(蓝)的具有不同分光特性的3个彩色滤光片的某一个。R彩色滤光片主要透射红色波长区域的光。此外，G彩色滤光片主要透射绿色波长区域的光。进一步，B彩色滤光片主要透射蓝色波长区域的光。由此，各像素根据配置的彩色滤光片而具有不同的分光特性。G彩色滤光片透射波长比R彩色滤光片短的波长区域的光。B彩色滤光片透射波长比G彩色滤光片短的波长区域的光。
在摄像元件22中，以二维状重复配置有像素行401和像素行402，在像素行401中，交替地配置有具有R及G彩色滤光片的像素(以下，分别称为R像素、G像素)，在像素行402中，交替地配置有具有G及B彩色滤光片的像素(以下，分别称为G像素、B像素)。像这样，R像素、G像素、及B像素按照例如拜耳阵列配置。
摄像元件22具有像上述那样排列的R像素、G像素、B像素组成的摄像像素12、和取代了摄像像素12的一部分而配置的焦点检测像素11、13。对像素行401中的配置有焦点检测像素11、13的像素行标注附图标记401S。
在图3中示例了焦点检测像素11、13沿行方向(X轴方向)，即横向配置的情况。成对的焦点检测像素11、13沿行方向(X轴方向)重复配置有多个。在本实施方式中，焦点检测像素11、13分别配置于R像素的位置。焦点检测像素11具有反射部42A，焦点检测像素13具有反射部42B。
也可以将图3所示例的像素行401S沿列方向(Y轴方向)重复配置多行。
另外，焦点检测像素11、13既可以分别配置于一部分的R像素的位置，也可以配置于所有R像素的位置。此外，焦点检测像素11、13还可以分别配置于G像素的位置。
从摄像元件22的摄像像素12读取的信号由机身控制部21用作图像的信号。此外，从摄像元件22的焦点检测像素11、13读取的信号由机身控制部21用作焦点检测的信号。
另外，从摄像元件22的焦点检测像素11、13读取的信号也能够通过校正而用作图像的信号。
接下来，对摄像像素12、焦点检测像素11、13进行详细说明。
<摄像像素>
图4的(a)是将摄像像素12的一例放大的剖视图，是与X-Z平面平行地剖切图3的摄像像素12而得到的图。线CL是从摄像像素12的中心通过的线。摄像元件22例如作为背面照射型而构成，经由未图示的粘接层层叠有第1基板111和第2基板114。第1基板111由半导体基板构成。此外，第2基板114由半导体基板、玻璃基板等构成，作为第1基板111的支承基板而发挥作用。
在第1基板111之上(Z轴正方向)隔着防反射膜103而设置有彩色滤光片43。此外，在彩色滤光片43之上(Z轴正方向)设置有微透镜40。光从微透镜40的上方(Z轴正方向)向空心箭头所示的方向入射到摄像像素12。微透镜40将入射的光聚集于第1基板111的光电转换部41。
在摄像像素12中，关于微透镜40，确定微透镜40的光学特性，例如光学能力，以使得光电转换部41的厚度方向(Z轴方向)的中间的位置与摄像光学系统31的光瞳(后文说明的出射光瞳60)的位置共轭。光学能力能够通过改变微透镜40的曲率和/或折射率来调整。改变微透镜40的光学能力是指改变微透镜40的焦距。此外，也可以改变微透镜40的形状和/或材料来调整焦距。例如，当微透镜40的曲率变小时，焦距变长。此外，当微透镜40的曲率变大时，焦距变短。在使用折射率小的材料形成微透镜40的情况下，焦距变长。在使用折射率大的材料形成微透镜40的情况下，焦距变短。当微透镜40的厚度(Z轴方向的宽度)变小时，焦距变长。此外，当微透镜40的厚度(Z轴方向的宽度)变大时，焦距变短。另外，当微透镜40的焦距变长时，入射到光电转换部41的光的聚光位置向深的方向(Z轴负方向)移动。此外，当微透镜40的焦距变短时，入射到光电转换部41的光的聚光位置向浅的方向(Z轴正方向)移动。
通过上述构成，可防止透射过摄像光学系统31的光瞳的光束入射到光电转换部41以外的区域，并防止向相邻的像素泄漏，从而可增加入射到光电转换部41的光量。换言之，可增加由光电转换部41生成的电荷的量。
第1基板111中层叠有半导体层105和布线层107。在第1基板111设置有光电转换部41和输出部106。光电转换部41由例如光电二极管(PD)构成，对入射到光电转换部41的光进行光电转换而生成电荷。由微透镜40聚集的光从光电转换部41的上表面(Z轴正方向)入射。输出部106由未图示的传输晶体管和/或放大晶体管等构成。输出部106将由光电转换部41生成的信号向布线层107输出。例如，在半导体层105分别形成有作为传输晶体管的源极区域、漏极区域的n+区域。此外，在布线层107形成有传输晶体管的栅电极，该电极与后文所述的布线108连接。
布线层107包括导体膜(金属膜)及绝缘膜，配置有多个布线108和/或未图示的过孔、触点等。导体膜使用例如铜和/或铝等。绝缘膜由例如氧化膜和/或氮化膜等构成。从输出部106向布线层107输出的摄像像素22的信号例如由设置于第2基板114的未图示的外围电路进行A/D转换等信号处理，并由机身控制部21(图1)读取。
图4的(a)的摄像像素12如图3示例的那样，作为R像素、G像素、及B像素而沿X轴方向及Y轴方向配置有多个。R像素、G像素、及B像素均具有图4的(a)的构成，彩色滤光片43的分光特性互不相同。
<焦点检测像素>
图4的(b)是将焦点检测像素11的一例放大的剖视图，是与X-Z平面平行地剖切图3的焦点检测像素11而得到的图。对与图4的(a)的摄像像素12相同的构成标注相同的附图标记并省略说明。线CL是从焦点检测像素11的中心、即微透镜40的光轴及光电转换部41的中心通过的线。焦点检测像素11与图4的(a)的摄像像素12相比，在光电转换部41的下表面(Z轴负方向)设置有反射部42A这一点不同。另外，反射部42A也可以设置为与光电转换部41的下表面在Z轴负方向上隔有距离。光电转换部41的下表面是与光经由微透镜40入射的上表面为相反侧的面。
反射部42A例如由设置于布线层107的铜、铝、钨等导体膜、或氮化硅、氧化硅等绝缘膜的多层膜而构成。反射部42A覆盖光电转换部41的下表面的大致一半(与线CL相比的左侧(X轴负方向))。通过设置反射部42A，在光电转换部41的左半部分，在光电转换部41中向下方(Z轴负方向)行进而透射过光电转换部41的光由反射部42A反射，并再次入射到光电转换部41。再次入射的光由光电转换部41光电转换，因此，与不设置反射部42A的摄像像素12相比，由光电转换部41生成的电荷的量增加。
在焦点检测像素11中，关于微透镜40，以使光电转换部41的下表面、即反射部42A的位置与摄像光学系统31的光瞳(后文说明的出射光瞳60)的位置共轭的方式，来确定微透镜40的光学能力。
因而，通过了摄像光学系统31的光瞳的第1区域及第2区域的第1光束及第2光束如后文详述那样，入射到光电转换部41，并且，透射过光电转换部41的光中通过了第2区域的第2光束由反射部42A反射，而再次入射到光电转换部41。
通过具有上述构成，可防止第1光束及第2光束入射到光电转换部41以外的区域以及向相邻的像素泄漏，从而增加入射到光电转换部41的光量。换言之，可增加由光电转换部41生成的电荷的量。
另外，也可以将形成于布线层107的布线108的一部分，例如与输出部106连接的信号线的一部分用作反射部42A。该情况下的反射部42A兼用作将在光电转换部41中向下方(Z轴负方向)行进并透射过光电转换部41的光反射的反射膜、和用于传输信号的信号线。
从输出部106向布线层107输出的焦点检测像素11的信号与摄像像素12的情况同样，例如由设置于第2基板114的未图示的外围电路进行A/D转换等信号处理，并由机身控制部21(图1)读取。
另外，图4的(b)的焦点检测像素11的输出部106设置于焦点检测像素11中没有反射部42A的区域(与线CL相比位于X轴正方向侧的区域)。焦点检测像素11的输出部106也可以设置于焦点检测像素11中具有反射部42A的区域(与线CL相比位于X轴负方向侧的区域)。
图4的(c)是将焦点检测像素13的一例放大的剖视图，是与X-Z平面平行地剖切图3的焦点检测像素13而得到的图。在以下的说明中，对与图4的(b)的焦点检测像素11同样的构成标注相同的附图标记并省略说明。焦点检测像素13在图4的(b)的焦点检测像素11的与反射部42A不同的位置具有反射部42B。反射部42B覆盖光电转换部41的下表面的大致一半(与线CL相比位于右侧(X轴正方向))。通过设置反射部42B，在光电转换部41的右半部分，在光电转换部41中向下方(Z轴负方向)行进并透射过光电转换部41的光由反射部42B反射，并再次入射到光电转换部41。再次入射的光由光电转换部41光电转换，因此，与不设置反射部42B的摄像像素12相比，由光电转换部41生成的电荷的量增加。
即，焦点检测像素13如后文详述那样，通过了摄像光学系统31的光瞳的第1区域及第2区域的第1光束及第2光束入射到光电转换部41，并且，透射过光电转换部41的光中通过了第1区域的第1光束由反射部42B反射而再次入射到光电转换部41。
如上述那样，焦点检测像素11、13分别对通过了摄像光学系统31的光瞳的第1区域及第2区域的第1光束及第2光束中，第1光束由例如焦点检测像素13的反射部42B反射，第2光束由例如焦点检测像素11的反射部42A反射。
在焦点检测像素13中，关于微透镜40，以使设置于光电转换部41的下表面的反射部42B的位置与摄像光学系统31的光瞳(后文说明的出射光瞳60)的位置共轭的方式，来确定微透镜40的光学能力。
通过具有上述构成，可防止第1光束及第2光束入射到光电转换部41以外的区域以及向相邻的像素泄漏，从而增加入射到光电转换部41的光量。换言之，可增加由光电转换部41生成的电荷的量。
在焦点检测像素13中，与焦点检测像素11的情况同样，也可以将形成于布线层107的布线108的一部分、例如与输出部106连接的信号线的一部分用作反射部42B。该情况下的反射部42B兼用作将在光电转换部41中向下方(Z轴负方向)行进并透射过光电转换部41的光反射的反射膜和用于传输信号的信号线。
此外，在焦点检测像素13中，也可以将输出部106中使用的绝缘膜的一部分用作反射部42B。该情况下的反射部42B兼用作将在光电转换部41中向下方(Z轴负方向)行进并透射过光电转换部41的光反射的反射膜和绝缘膜。
从输出部106向布线层107输出的焦点检测像素13的信号与焦点检测像素11的情况同样，例如由设置于第2基板114的未图示的外围电路进行A/D转换等信号处理，并由机身控制部21(图1)读取。
另外，焦点检测像素13的输出部106与焦点检测像素11同样，既可以设置于没有反射部42B的区域(与线CL相比位于X轴负方向侧的区域)，也可以设置于具有反射部42B的区域(与线CL相比位于X轴正方向侧的区域)。
通常，硅基板等半导体基板具有根据入射的光的波长的长度而透射率不同的特性。波长长的光与波长短的光相比，透射过硅基板的透射率高。例如，与由摄像元件22光电转换的光中的其他颜色(绿色、蓝色)的光相比，波长长的红色光易于透射过半导体层105(光电转换部41)。
在图3的例子中，焦点检测像素11、13配置于R像素的位置。因此，在光电转换部41中向下方(Z轴负方向)行进的光为红色的情况下，易于透射过光电转换部41而到达反射部42A、42B。由此，能够使透射过光电转换部41的红色光由反射部42A、42B反射而再次入射到光电转换部41。其结果是，由焦点检测像素11、13的光电转换部41生成的电荷的量增加。
如上所述，焦点检测像素11的反射部42A、焦点检测像素13的反射部42B的位置各自相对于焦点检测像素11的光电转换部41、焦点检测像素13的光电转换部41的位置不同。此外，焦点检测像素11的反射部42A、焦点检测像素13的反射部42B的位置各自相对于焦点检测像素11的微透镜40的光轴、焦点检测像素13的微透镜40的光轴的位置不同。
焦点检测像素11的反射部42A在与光入射的方向(Z轴负方向)交叉的面(XY平面)，设置于与焦点检测像素11的光电转换部41的中心相比靠近X轴负方向侧的区域。而且，焦点检测像素11的反射部42A至少有一部分设置在XY平面中的、由与沿Y轴方向通过焦点检测像素11的光电转换部41的中心的线平行的线所分割的区域中的X轴负方向侧的区域。换言之，焦点检测像素11的反射部42A至少有一部分设置在XY平面中的、由与图4的线CL正交且与Y轴平行的线所分割的区域中的X轴负方向侧的区域。
另一方面，焦点检测像素13的反射部42B在与光入射的方向(Z轴负方向)交叉的面(XY平面)，设置于与焦点检测像素13的光电转换部41的中心相比靠X轴正方向侧的区域。而且，焦点检测像素13的反射部42B至少有一部分设置在XY平面中的、由与沿Y轴方向通过焦点检测像素13的光电转换部41的中心的线平行的线所分割的区域中的X轴正方向侧的区域。换言之，焦点检测像素13的反射部42B至少有一部分设置在XY平面中的、由与图4中的线CL正交且与Y轴平行的线所分割的区域中的X轴正方向侧的区域。
如下通过与相邻的像素的关系来说明焦点检测像素11、13的反射部42A、反射部42B的位置。即，焦点检测像素11、13的反射部42A、反射部42B在与光入射的方向交叉的方向(在图3的例子中为X轴或Y轴方向)，与相邻的像素隔开不同间隔地设置。具体而言，焦点检测像素11的反射部42A设置为在X轴方向上与右侧相邻的摄像像素12隔开第1距离D1。焦点检测像素13的反射部42B设置为在X轴方向上与右侧相邻的摄像像素12隔开与第1距离D1不同的第2距离D2。
另外，第1距离D1、第2距离D2也可以有实质上为零的情况。此外，也可以代替使用从各反射部的侧端部至右侧相邻的摄像像素的距离来表示焦点检测像素11的反射部42A及焦点检测像素13的反射部42B在XY平面中的位置，而使用从各反射部的中心位置至其他像素(例如右侧相邻的摄像像素)的距离来表示。
再者，也可以使用从各反射部的中心位置至各自的像素的中心位置(例如，光电转换部41的中心)的距离来表示焦点检测像素11及焦点检测像素13的各反射部在XY平面中的位置。而且，也可以使用从各反射部的中心位置至各自的像素的微透镜40的光轴的距离来表示。
图5是说明入射到焦点检测像素11、13的光束的图。图示出了由焦点检测像素11、13和夹在这些像素间的摄像像素12构成的1个单位。着眼于图5的焦点检测像素13时，从摄像光学系统31(图1)的出射光瞳60的第1光瞳区域61通过后的第1光束和从上述出射光瞳60的第2光瞳区域62通过后的第2光束经由微透镜40入射到光电转换部41。此外，入射到光电转换部41的第1光束中的透射过光电转换部41的光由反射部42B反射而再次入射到光电转换部41。
另外，在图5中，使用虚线65a示意性示出通过了第1光瞳区域61，透射过焦点检测像素13的微透镜40及光电转换部41，并由反射部42B反射而再次入射到光电转换部41的光。
由焦点检测像素13得到的信号Sig(13)能够使用下式(1)表示。
Sig(13)＝S1+S2+S1’ ...(1)
其中，信号S1是基于对通过第1光瞳区域61后入射到光电转换部41的第1光束进行光电转换而得到的电荷的信号。信号S2是基于对通过第2光瞳区域62后入射到光电转换部41的第2光束进行光电转换而得到的电荷的信号。信号S1’是基于对透射过光电转换部41的第1光束中的、由反射部42B反射而再次入射到光电转换部41的光进行光电转换而得到的电荷的信号。
着眼于图5的焦点检测像素11时，从摄像光学系统31(图1)的出射光瞳60的第1光瞳区域61通过后的第1光束和从上述出射光瞳60的第2光瞳区域62通过后的第2光束经由微透镜40入射到光电转换部41。此外，入射到光电转换部41的第2光束中的透射过光电转换部41的光由反射部42A反射而再次入射到光电转换部41。
由焦点检测像素11得到的信号Sig(11)能够使用下式(2)表示。
Sig(11)＝S1+S2+S2’ ...(2)
其中，信号S1是基于对通过第1光瞳区域61后入射到光电转换部41的第1光束进行光电转换而得到的电荷的信号。信号S2是基于对通过第2光瞳区域62后入射到光电转换部41的第2光束进行光电转换而得到的电荷的信号。信号S2’是基于对透射过光电转换部41的第2光束中的、由反射部42A反射而再次入射到光电转换部41的光进行光电转换而得到的电荷的信号。
接下来，着眼于图5的摄像像素12时，从摄像光学系统31(图1)的出射光瞳60的第1光瞳区域61通过后的第1光束和从上述出射光瞳60的第2光瞳区域62通过后的第2光束经由微透镜40入射到光电转换部41。
由摄像像素12得到的信号Sig(12)能够使用下式(3)表示。
Sig(12)＝S1+S2 ...(3)
其中，信号S1是基于对从第1光瞳区域61通过后入射到光电转换部41的第1光束进行光电转换而得到的电荷的信号。信号S2是基于对从第2光瞳区域62通过后入射到光电转换部41的第2光束进行光电转换而得到的电荷的信号。
<图像数据的生成>
机身控制部21的图像生成部21b基于由摄像像素12产生的上述信号Sig(12)、由焦点检测像素11产生的上述信号Sig(11)、和由焦点检测像素13产生的上述信号Sig(13)，生成与被摄体像相关的图像数据。
另外，在图像数据的生成时，为了抑制信号S2’、信号S1’的影响，换言之，为了抑制因摄像像素12的光电转换部41生成的电荷的量与由焦点检测像素11、13的光电转换部41生成的电荷的量之差而产生的影响，可以在对由摄像像素12产生的信号Sig(12)的增益、与对由焦点检测像素11、13产生的信号Sig(11)、信号Sig(13)的增益之间赋予差。例如，可以使对由焦点检测像素11、13产生的信号Sig(11)、信号Sig(13)的增益比对由摄像像素12产生的信号Sig(12)的增益小。
<像偏移量的检测>
机身控制部21的焦点检测部21a基于由摄像像素12产生的信号Sig(12)、由焦点检测像素11产生的信号Sig(11)、和由焦点检测像素13产生的信号Sig(13)来检测像偏移量。对一例进行说明，焦点检测部21a求出由摄像像素12产生的信号Sig(12)与由焦点检测像素11产生的信号Sig(11)的差分difff2，并求出由摄像像素12产生的信号Sig(12)与由焦点检测像素13产生的信号Sig(13)的差分diff1。差分difff2与基于对透射过焦点检测像素11的光电转换部41的第2光束中的、由反射部42A反射而再次入射到光电转换部41的光进行光电转换而得到的电荷的信号S2’对应。同样地，差分diff1与基于对透射过焦点检测像素13的光电转换部41的第1光束中的、由反射部42B反射而再次入射到光电转换部41的光进行光电转换而得到的电荷的信号S1’对应。
焦点检测部21a在计算上述差分difff2、diff1时，也可以从由焦点检测像素11、13产生的信号Sig(11)、信号Sig(13)减去由摄像像素12产生的信号Sig(12)的常数倍的值。
焦点检测部21a基于求得的差分diff2、diff1，求出由通过了第1光瞳区域61(图5)的第1光束形成的像与由通过了第2光瞳区域62(图5)的第2光束形成的像的像偏移量。即，焦点检测部21a通过整理为从上述多个单位分别求出的信号的差分diff2的组和从上述多个单位分别求出的信号的差分diff1的组，而得到表示分别通过第1光瞳区域61和第2光瞳区域62的多个焦点检测光束所形成的多个像的强度分布的信息。
焦点检测部21a通过对上述多个像的强度分布实施像偏移检测运算处理(相关运算处理、相位差检测处理)，而计算出多个像的像偏移量。焦点检测部21a进一步通过像偏移量乘以规定转换系数而计算出散焦量。通过这样的光瞳分割型的相位差检测方式而进行的像偏移检测运算、散焦量运算是公知的，因此省略详细说明。
图6是将由本实施方式的焦点检测像素11、13和夹在这些像素之间的摄像像素12构成的1个单位放大的剖视图。该剖视图是与X-Z平面平行地剖切图3的1个单位而得到的图。对与图4的(a)的摄像像素12、图4的(b)的焦点检测像素11、及图4的(c)的焦点检测像素13相同的构成标注相同的附图标记并省略说明。线CL是通过各像素11、12、13的中心(例如微透镜40的中心)的线。
遮光膜45设置于例如各像素之间，抑制透射过各像素的微透镜40的光向相邻的像素的光电转换部41泄漏。另外，各像素的光电转换部41之间由未图示的元件分离部而分离，从而抑制在半导体层105中光和/或电荷向相邻的像素泄漏。
<反射部的形状>
焦点检测像素11的反射部42A的反射面将透射过光电转换部41的光向与线CL交叉的方向且再次入射到光电转换部41的方向反射。因此，例如焦点检测像素11的反射部42A的反射面(位于Z轴正方向侧的面)形成为相对于微透镜40的光轴倾斜。反射部42A的反射面由在X轴方向上越靠近穿过微透镜40的中心的线CL，则在Z轴方向上越远离微透镜40的斜面形成。此外，反射部42A的反射面由在X轴方向上越远离线CL，则在Z轴方向上越靠近微透镜40的斜面形成。由此，通过了第2光瞳区域62(图5)的第2光束652中的、朝向焦点检测像素11的反射部42A倾斜地(与平行于线CL的线交叉的方向)透射过光电转换部41的光由反射部42A反射而向微透镜40行进。换言之，由反射部42A反射的光以朝向光电转换部41靠近线CL的方向(靠近光电转换部41的中央的方向)行进。其结果是，可防止由焦点检测像素11的反射部42A产生的反射光向位于焦点检测像素11的左侧相邻(X轴负方向)位置的摄像像素12(在图6中未图示)行进。
上述信号Sig(12)与信号Sig(11)的差分diff2是相位差检测所使用的相位差信息。该相位差信息与对透射过焦点检测像素11的光电转换部41的第2光束652中的、由反射部42A反射而再次入射到光电转换部41的光进行光电转换而得到的信号S2’对应。假设由反射部42A反射的光进入到位于焦点检测像素11的左侧相邻(X轴负方向)位置的摄像像素12(在图6中未图示)，由焦点检测像素11得到的信号S2’减少，因此，光瞳分割型的相位差检测的检测精度下降。但是，在本实施方式中，焦点检测像素11的反射部42A的反射面(位于Z轴正方向侧的面)形成为相对于微透镜40的光轴倾斜，因此，能够抑制从焦点检测像素11向摄像像素12的反射光的产生。由此，能够防止光瞳分割型的相位差检测的检测精度的下降。
同样地，焦点检测像素13的反射部42B的反射面将透射过光电转换部41的光向与线CL交叉的方向且再次入射到光电转换部41的方向反射。因此，例如，焦点检测像素13的反射部42B的反射面(位于Z轴正方向侧的面)也形成为相对于微透镜40倾斜。反射部42B的反射面由在X轴方向上越靠近通过微透镜40的中心的线CL，则在Z轴方向上越远离微透镜40的斜面形成。此外，反射部42B的反射面由距线CL越远则在Z轴方向上越靠近微透镜40的斜面形成。由此，通过了第1光瞳区域61(图5)的第1光束651中的、朝向焦点检测像素13的反射部42B倾斜地(与平行于线CL的线交叉的方向)透射过光电转换部41的光由反射部42B反射而向微透镜40行进。换言之，由反射部42B反射的光向靠近与线CL平行的线的方向行进。其结果是，可防止由焦点检测像素13的反射部42B产生的反射光向位于焦点检测像素13的右侧相邻(X轴正方向)位置的摄像像素12(在图6中未图示)行进。
上述信号Sig(12)与信号Sig(13)的差分diff1是用于相位差检测的相位差信息。该相位差信息与对透射过焦点检测像素13的光电转换部41的第1光束651中的、由反射部42B反射而再次入射到光电转换部41的光进行光电转换而得到的信号S1’对应。假设由反射部42B反射的光进入到位于焦点检测像素13的右侧相邻(X轴正方向)位置的摄像像素12(在图6中未图示)，由焦点检测像素13得到的信号S1’减少，因此，光瞳分割型的相位差检测的检测精度下降。但是，在本实施方式中，焦点检测像素13的反射部42B的反射面(位于Z轴正方向侧的面)形成为相对于微透镜40的光轴倾斜，因此，能够抑制从焦点检测像素13向摄像像素12的反射光的产生。由此，能够防止光瞳分割型的相位差检测的检测精度的下降。
根据以上说明的第1实施方式，可得到如下作用效果。
(1)摄像元件22(图6)具备多个焦点检测像素11(13)，其具有对入射的光进行光电转换而生成电荷的光电转换部41、和将透射过光电转换部41的光向光电转换部41反射的反射部42A(42B)，反射部42A(42B)朝向反射的光向自像素的光电转换部41的中央附近行进的方向进行反射。由此，能够抑制反射光从焦点检测像素11(13)向摄像像素12泄漏实现光串扰的下降。
(2)以图6的焦点检测像素11为例进行说明，反射部42A的反射面(位于Z轴正方向侧的面)由形成为相对于微透镜40的光轴倾斜的平面构成。具体而言，反射部42A的反射面由在X轴方向上越靠近通过微透镜40的中心的线CL，则在Z轴方向上越远离微透镜40的斜面形成。此外，反射部42A的反射面由在X轴方向上越远离线CL，则在Z轴方向上越靠近微透镜40的斜面形成。由此，通过了第2光瞳区域62(图5)的第2光束652中的、向焦点检测像素11的反射部42A倾斜地(与平行于线CL的线交叉的方向)透射过光电转换部41的光由反射部42A反射，再次入射到光电转换部41并向微透镜40行进。换言之，由反射部42A反射的光向光电转换部41、以向与线CL平行的线靠近的方向行进。由此，能够抑制反射光从焦点检测像素11向摄像像素12泄漏实现光串扰的下降。
焦点检测像素13的情况也同样。
(第2实施方式)
在第1实施方式中，为了防止焦点检测像素11、13中的反射光向位于焦点检测像素11、13旁边的摄像像素12行进，焦点检测像素11(13)的反射部42A(42B)的反射面(位于Z轴正方向侧的面)由相对于微透镜40倾斜的斜面形成。在第2实施方式中，参照图7对为了防止焦点检测像素11、13中的反射光向位于焦点检测像素11、13旁边的摄像像素12行进的其他例子进行说明。
图7的(a)是将第2实施方式的焦点检测像素11放大的剖视图。此外，图7的(b)是将第2实施方式的焦点检测像素13放大的剖视图。两剖视图是分别与X-Z平面平行地剖切焦点检测像素11、13而得到的图。对与第1实施方式的图6的焦点检测像素11及焦点检测像素13相同的构成标注相同的附图标记并省略说明。
在图6中省略了图示，在半导体层105中，n+区域46及n+区域47分别使用n型杂质而形成。n+区域46及n+区域47作为输出部106的传输晶体管的源极区域、漏极区域而发挥作用。此外，在布线层107经由绝缘膜形成有电极48，作为传输晶体管的栅电极(传输栅极)而发挥作用。
n+区域46还作为光电二极管的一部分发挥作用。栅电极48经由触点49与设置于布线层107的布线108连接。焦点检测像素11、摄像像素12、及焦点检测像素13的布线108根据需要而相互连接。
光电转换部41的光电二极管生成与入射光相应的电荷。生成的电荷经由上述传输晶体管而向作为FD(浮置扩散)区域的n+区域47传输。FD区域接收电荷，将该电荷转换为电压。与FD区域的电位对应的信号由输出部106的放大晶体管放大。然后，经由布线108而被读取(输出)。
<反射部的形状>
在第2实施方式中，焦点检测像素11的反射部42A的反射面(位于Z轴正方向侧的面)和焦点检测像素13的反射部42B的反射面(位于Z轴正方向侧的面)分别由曲面形成。
例如，图7的(a)的反射部42A的反射面由在X轴方向上越靠近通过微透镜40的中心的线CL，则在Z轴方向上越远离微透镜40的曲面形成。此外，反射部42A的反射面由越远离线CL则在Z轴方向上越靠近微透镜40的曲面形成。由此，通过了第2光瞳区域62(图5)的第2光束652中的、向焦点检测像素11的反射部42A倾斜地(与平行于线CL的线交叉的方向)透射过光电转换部41的光由反射部42A反射而向微透镜40行进。换言之，由反射部42A反射的光向靠近与线CL平行的线的方向行进。其结果是，可防止由焦点检测像素11的反射部42A产生的反射光向位于焦点检测像素11的左侧相邻(X轴负方向)位置的摄像像素12(在图7的(a)中未图示)行进。像这样，能够防止光瞳分割型的相位差检测的检测精度的下降。
同样地，例如，图7的(b)的反射部42B的反射面由在X轴方向上越靠近通过微透镜40的中心的线CL，则在Z轴方向上越远离微透镜40的曲面形成。此外，反射部42B的反射面由在X轴方向上越远离线CL，则在Z轴方向上越靠近微透镜40的曲面形成。由此，通过了第1光瞳区域61(图5)的第1光束651中的、向焦点检测像素13的反射部42B倾斜地(与平行于线CL的线交叉的方向)透射过光电转换部41的光由反射部42B反射而向微透镜40行进。换言之，由反射部42B反射的光向靠近与线CL平行的线的方向行进。其结果是，可防止由焦点检测像素13的反射部42B产生的反射光向位于焦点检测像素13的右侧相邻(X轴正方向)位置的摄像像素12(在图7的(b)中未图示)行进。像这样，能够防止光瞳分割型的相位差检测的检测精度的下降。
根据以上说明的第2实施方式，可得到如下的作用效果。
(1)摄像元件22(图7)具备多个焦点检测像素11(13)，其具有对入射的光进行光电转换而生成电荷的光电转换部41、和将透射过光电转换部41的光向光电转换部41反射的反射部42A(42B)，反射部42A(42B)朝向反射的光向自像素的光电转换部41行进的方向进行反射。由此，能够抑制反射光从焦点检测像素11(13)向摄像像素12泄漏实现光串扰的下降。
(2)以图7的(a)的焦点检测像素11为例进行说明，反射部42A的反射面由在X轴方向上越靠近通过微透镜40的中心的线CL，则在Z轴方向上越远离微透镜40的曲面形成。此外，反射部42A的反射面由在X轴方向上相对于线CL在X轴方向上越远离，则越靠近微透镜40的曲面形成。由此，通过了第2光瞳区域62(图5)的第2光束652中的、向焦点检测像素11的反射部42A倾斜地(与平行于线CL的线交叉的方向)透射过光电转换部41的光由反射部42A反射，再次入射到光电转换部41并向微透镜40行进。换言之，由反射部42A反射的光向靠近与线CL平行的线的方向行进。由此，能够抑制反射光从焦点检测像素11向摄像像素12泄漏实现光串扰的下降。
焦点检测像素13的情况也同样。
(第2实施方式的变形例1)
<反射部的形状>
在第2实施方式中，将焦点检测像素11的反射部42A的反射面(位于Z轴正方向侧的面)的形状和焦点检测像素13的反射部42B的反射面(位于Z轴正方向侧的面)的形状设为分别在Y轴方向上相同。因此，与X-Z平面平行地剖切焦点检测像素11、13的情况下的剖面即使剖切位置不同，反射部42A、反射部42B的剖面形状也相同。
代替该方式，在第2实施方式的变形例1中，使焦点检测像素11的反射部42A的反射面(位于Z轴正方向侧的面)的形状与焦点检测像素13的反射部42B的反射面(位于Z轴正方向侧的面)的形状分别由根据与通过微透镜40的中心的线CL的距离而在X轴方向上以及Y轴方向上变化的曲面构成。举例说明，是凹面镜的一半那样的形状。
由此，通过了第2光瞳区域62(图5)的第2光束652中的、向焦点检测像素11的反射部42A倾斜地(与平行于线CL的线交叉的方向)透射过光电转换部41的光由反射部42A反射，再次入射到光电转换部41而向微透镜40行进。换言之，由反射部42A反射的光向靠近与线CL平行的线的方向行进。其结果是，可防止由焦点检测像素11的反射部42A产生的反射光向位于焦点检测像素11的左侧相邻(X轴负方向)位置的摄像像素12行进，并且防止由焦点检测像素11的反射部42A产生的反射光向位于焦点检测像素11的两侧相邻(Y轴正方向和Y轴负方向)位置的摄像像素12行进。像这样，能够防止光瞳分割型的相位差检测的检测精度的下降。
此外，同样地，通过了第1光瞳区域61(图5)的第1光束651中的、向焦点检测像素13的反射部42B倾斜地(与平行于线CL的线交叉的方向)透射过光电转换部41的光由反射部42B反射而向微透镜40行进。换言之，由反射部42B反射的光向靠近与线CL平行的线的方向行进。其结果是，能够防止由焦点检测像素13的反射部42B产生的反射光向位于焦点检测像素13的右侧相邻(X轴正方向)位置的摄像像素12行进，并且防止由焦点检测像素13的反射部42B产生的反射光向位于焦点检测像素13的两侧相邻(Y轴正方向和Y轴负方向)位置的摄像像素12行进。像这样，能够防止光瞳分割型的相位差检测的检测精度的下降。
(第3实施方式)
在第3实施方式中，参照图8对防止焦点检测像素11、13中的反射光向位于焦点检测像素11、13旁边的摄像像素12行进的其他例子进行说明。
<反射部的构成>
图8的(a)是将第3实施方式的焦点检测像素11放大的剖视图。此外，图8的(b)是将第3实施方式的焦点检测像素13放大的剖视图。两剖视图是分别与X-Z平面平行地剖切焦点检测像素11、13而得到的图。对与第2实施方式的图7的(a)的焦点检测像素11及图7的(b)的焦点检测像素13相同的构成标注相同的附图标记并省略说明。
在第3实施方式中，在焦点检测像素11的反射部42A的反射面侧(Z轴正方向)设置有梯度折射率透镜44。梯度折射率透镜44是以在X轴方向上越靠近通过微透镜40的中心的线CL则折射率越大，在X轴方向上越远离线CL则折射率越小的方式对折射率设置了差的透镜。由此，通过了第2光瞳区域62(图5)的第2光束652中的、向焦点检测像素11的反射部42A倾斜地(与平行于线CL的线交叉的方向)透射过光电转换部41的光经由梯度折射率透镜44由反射部42A反射。由反射部42A反射的反射光经由梯度折射率透镜44向微透镜40行进。其结果是，由焦点检测像素11的反射部42A产生的反射光向靠近与线CL平行的线的方向行进，因此，能够防止向位于焦点检测像素11的左侧相邻(X轴负方向)位置的摄像像素12(在图8的(a)中未图示)行进。像这样，能够防止光瞳分割型的相位差检测的检测精度的下降。
同样地，在焦点检测像素13的反射部42B的反射面侧(Z轴正方向)也设置有梯度折射率透镜44。由此，通过第1光瞳区域61(图5)的第1光束651中的、向焦点检测像素13的反射部42B倾斜地(与平行于线CL的线交叉的方向)透射过光电转换部41的光经由梯度折射率透镜44由反射部42B反射。由反射部42B反射的反射光经由梯度折射率透镜44向微透镜40行进。其结果是，由焦点检测像素13的反射部42B产生的反射光向靠近与线CL平行的线的方向行进，因此，能够防止向位于焦点检测像素13的右侧相邻(X轴正方向)位置的摄像像素12(在图8的(b)中未图示)行进。像这样，能够防止光瞳分割型的相位差检测的检测精度的下降。
根据以上说明的第3实施方式，可得到如下作用效果。
(1)摄像元件22(图8)具备多个焦点检测像素11(13)，其具有：光电转换部41，其对入射的光进行光电转换而生成电荷；和反射部42A(42B)，其将透射过光电转换部41的光向光电转换部41反射，反射部42A(42B)朝向反射的光在自像素的光电转换部41行进的方向进行反射。由此，能够抑制反射光从焦点检测像素11(13)向摄像像素12泄漏实现光串扰的下降。
(2)以图8的(a)的焦点检测像素11为例进行说明，在焦点检测像素11的反射部42A的反射面侧(位于Z轴正方向侧的面)设置有梯度折射率透镜44。梯度折射率透镜44以在X轴方向上越靠近通过微透镜40的中心的线CL则折射率越大，在X轴方向上越远离线CL则折射率越小的方式对折射率设置了差。由此，通过了第2光瞳区域62(图5)的第2光束652中的、向焦点检测像素11的反射部42A倾斜地(与平行于线CL的线交叉的方向)透射过光电转换部41的光经由梯度折射率透镜44而由反射部42A反射。由反射部42A反射的反射光经由梯度折射率透镜44再次入射到光电转换部41而向微透镜40行进。通过设置梯度折射率透镜44，由焦点检测像素11的反射部42A产生的反射光向靠近与线CL平行的线的方向行进。像这样，能够抑制反射光从焦点检测像素11向摄像像素12泄漏实现光串扰的下降。
焦点检测像素13的情况也同样。
(第4实施方式)
在上述说明中，作为抑制由焦点检测像素11得到的信号S2’减少、或由焦点检测像素13得到的信号S1’减少的一个对策，对抑制从焦点检测像素11向摄像像素12行进的反射光的产生和从焦点检测像素13向摄像像素12行进的反射光的产生的例子进行了阐述。在第4实施方式中，参照图9对抑制上述信号S2’和/或信号S1’的减少的其他例子进行说明。
图9的(a)是将第4实施方式的焦点检测像素11放大的剖视图。此外，图9的(b)是将第4实施方式的焦点检测像素13放大的剖视图。两剖视图是分别与X-Z平面平行地剖切焦点检测像素11、13而得到的图。对与第1实施方式的图6的焦点检测像素11及焦点检测像素13相同的构成标注相同的附图标记并省略说明。线CL是从焦点检测像素11、13的中心(例如微透镜40的中心)通过的线。
<防反射>
在第4实施方式中，在半导体层105与布线层107之间设置有防反射膜109。防反射膜109是光的反射率低的膜。换言之，是光的透射率高的膜。防反射膜109由例如将氮化硅膜和/或氧化硅膜等重叠而得到的多层膜构成。通过设置防反射膜109，在透射过半导体层105的光电转换部41的光向布线层107入射时，能够抑制在光电转换部41与布线层107之间产生的光的反射。此外，通过设置防反射膜109，在由布线层107反射的光从布线层107再次入射到光电转换部41时，也能够抑制在光电转换部41与布线层107之间产生的光的反射。
例如，假定在不设置防反射膜109的状态下，光从半导体层105向布线层107入射时，入射的光中的4％的光被反射。此外，假定在不设置防反射膜109的状态下，光从布线层107向半导体层105入射时，入射的光中的4％的光被反射。因而，在不设置防反射膜109的状态下，在透射过半导体层105的光电转换部41的光向布线层107入射时有4％，从布线层107向半导体层105的光电转换部41再次入射时有4％，即入射到焦点检测像素11的光中的约8％(4％+96％×0.04＝7.84％)的光被反射。反射的光是入射到焦点检测像素11的光的损失。另一方面，通过设置防反射膜109，可将在光从半导体层105向布线层107入射时，或光从布线层107向半导体层105入射时产生的光的反射抑制在1％。因而，在设置有防反射膜109的情况下，入射到焦点检测像素11的光中的约2％(1％+99％×1％＝1.99％)的光被反射。因而，与不设置防反射膜109时相比，通过防反射膜109，能够抑制入射到焦点检测像素11的光的损失。
着眼于焦点检测像素11时，通过设置防反射膜109，易于使光从光电转换部41向布线层107透射，并且易于使由布线层107的反射部42A反射的光从布线层107再次入射到光电转换部41。在相位差检测中，需要由焦点检测像素11得到的信号S2’。信号S2’是基于通过了第2光瞳区域62(图5)的第2光束652中的、由反射部42A反射而再次入射到光电转换部41的光的信号。在从光电转换部41向布线层107的光的透射被妨碍(发生光的反射而光电转换部41与布线层107之间的光的透射率下降)时，由焦点检测像素11得到的信号S2’减少。因此，光瞳分割型的相位差检测的检测精度下降。但是，在本实施方式中，通过在半导体层105与布线层107之间设置防反射膜109，能够抑制在透射过光电转换部41的光由布线层107的反射部42A反射而再次入射到光电转换部41时发生的反射。因而，能够抑制因在半导体层105与布线层107之间产生的光的反射而导致上述信号S2’的减少。像这样，能够防止光瞳分割型的相位差检测的检测精度的下降。换言之，设置于半导体层105与布线层107之间的防反射膜109也是光的透射率高的膜。
此外，在相位差检测中，不需要由焦点检测像素11得到的基于通过了第1光瞳区域61(图5)的第1光束651的信号。当从光电转换部41向布线层107的光的透射被妨碍(发生光的反射而光电转换部41与布线层107之间的光的透射率下降)时，应透射过光电转换部41的第1光束651中的一部分的光在从半导体层105向布线层107入射时，被向光电转换部41反射。反射的光由光电转换部41光电转换时，成为相位差检测中的噪声。但是，在本实施方式中，通过在半导体层105与布线层107之间设置防反射膜109，能够抑制在通过了第1光瞳区域61的光从光电转换部41向布线层107入射时产生的反射。因而，能够抑制由反射的光引发的噪声的产生，防止光瞳分割型的相位差检测的检测精度的下降。
同样地，着眼于焦点检测像素13时，通过设置防反射膜109，能够使光易于从光电转换部41向布线层107透射，并且由布线层107的反射部42B反射的光易于从布线层107再次入射到光电转换部41。在相位差检测中，需要由焦点检测像素13得到的信号S1’。信号S1’是基于通过了第1光瞳区域61(图5)的第1光束651中的、由反射部42B反射而再次入射到光电转换部41的光的信号。当从光电转换部41向布线层107的光的透射被妨碍(发生光的反射而光电转换部41与布线层107之间的光的透射率下降)时，由焦点检测像素13得到的信号S1’减少。因此，光瞳分割型的相位差检测的检测精度下降。但是，在本实施方式中，通过在半导体层105与布线层107之间设置防反射膜109，能够抑制透射过光电转换部41的光由布线层107的反射部42B反射而再次入射到光电转换部41时产生的反射。因而，能够抑制由在半导体层105与布线层107之间产生的光的反射而形成的上述信号S1’的减少。像这样，能够防止光瞳分割型的相位差检测的检测精度的下降。换言之，设置于半导体层105与布线层107之间的防反射膜109也是光的透射率高的膜。
此外，在相位差检测中，不需要由焦点检测像素13得到的基于通过了第2光瞳区域62(图5)的第2光束652的信号。在从光电转换部41向布线层107的光的透射被妨碍(发生光的反射而光电转换部41与布线层107之间的光的透射率下降)时，应透射过光电转换部41的第2光束652中的一部分的光在从半导体层105向布线层107入射时，被向光电转换部41反射。反射的光由光电转换部41光电转换后，成为焦点检测中的噪声。但是，在本实施方式中，通过在半导体层105与布线层107之间设置防反射膜109，能够抑制通过了第1光瞳区域61的光从光电转换部41向布线层107入射时发生的反射。因而，能够抑制由反射的光引发的噪声的产生，防止光瞳分割型的相位差检测的检测精度的下降。
另外，在图9的(a)及图9的(b)中，为了防止光从布线层107向第2基板114透射，在布线层107内设置有吸收部110。例如，在焦点检测像素11中，在相位差检测中不需要通过了出射光瞳60的第1光瞳区域61(图5)的第1光束。从半导体层105(光电转换部41)向布线层107透射的第1光束在布线层107中向第2基板114行进。当光以该状态从布线层107入射到第2基板114时，有光入射到设置于第2基板114的未图示的电路而产生噪声的危险。但是，通过在布线层107内设置吸收部110，吸收部110吸收从半导体层105(光电转换部41)透射到布线层107的光。因而，通过设置吸收部110，能够防止光向第2基板114的入射，能够防止噪声的产生。
同样地，在焦点检测像素13中，在相位差检测中不需要通过了出射光瞳60的第2光瞳区域62(图5)的第2光束。从半导体层105(光电转换部41)透射到布线层107的第2光束在布线层107中向第2基板114行进。当光以该状态从布线层107向第2基板114行进时，有光入射到设置于第2基板114的未图示的电路而产生噪声的危险。但是，通过在布线层107内设置吸收部110，吸收部110吸收从半导体层105(光电转换部41)透射到布线层107的光。因而，通过设置吸收部110，能够防止光向第2基板114的入射，能够防止噪声的产生。
根据以上说明的第4实施方式，可得到如下作用效果。
(1)摄像元件22具备：光电转换部41，其对入射的光进行光电转换而生成电荷；吸收部110，其防止透射过光电转换部41的光的至少一部分光的反射；和反射部42A(42B)，其将透射过光电转换部41的光的一部分向光电转换部41反射。由此，在焦点检测像素11中，能够抑制光透射过光电转换部41时、及反射部42A反射的光再次入射到光电转换部41时的反射所产生的光的损失，抑制基于反射光的上述信号S2’的减少。此外，在焦点检测像素13中，能够抑制光透射过光电转换部41时、及反射部42B反射的光再次入射到光电转换部41时的反射所产生的光的损失，抑制基于反射光的上述信号S1’的减少。
(2)在上述(1)的摄像元件22中，焦点检测像素11的防反射膜109抑制光透射过光电转换部41而入射到布线层107时的光的反射、和从布线层107再次入射到光电转换部41时的光的反射。此外，焦点检测像素13的防反射膜109抑制光透射过光电转换部41而入射到布线层107时的光的反射、和从布线层107再次入射到光电转换部41时的光的反射。由此，能够抑制在焦点检测像素11中基于反射光的信号S2’的减少，并且在焦点检测像素13中基于反射光的信号S1’的减少。
(3)在上述(1)或(2)的摄像元件22中，焦点检测像素11的反射部42A反射透射过光电转换部41的光的一部分，焦点检测像素13的反射部42B反射透射过光电转换部41的光的一部分。例如，从摄像光学系统31(图1)的出射光瞳60的第1光瞳区域及第2光瞳区域61、62通过后的第1光束及第2光束651、652入射到焦点检测像素11的光电转换部41。并且，焦点检测像素11的反射部42A将入射到光电转换部41的第2光束652中的透射过光电转换部41的光反射。此外，上述第1光束及第2光束651、652入射到焦点检测像素13的光电转换部41。并且，焦点检测像素13的反射部42B将入射到光电转换部41的第1光束651中的、透射过光电转换部41的光反射。由此，能够得到作为用于光瞳分割型的相位差检测的相位差信息的、基于焦点检测像素11的反射光的信号S2’和基于焦点检测像素13的反射光的信号S1’。
(4)在上述(3)的摄像元件22中，焦点检测像素11具有吸收透射过光电转换部41的光中的没有被反射部42A反射的光的吸收部110。此外，焦点检测像素13具有吸收透射过光电转换部41的光中的没有被反射部42B反射的光的吸收部110。由此，例如能够防止没有被反射部42A、42B反射的光入射到设置于第2基板114的未图示的电路而产生噪声。
(第5实施方式)
第4实施方式中说明的防反射对策对于在摄像像素12设置反射部的情况也是有效的。图10是将第5实施方式的摄像元件22的像素的排列的一部分放大的图。对与图3相同的构成标注相同的附图标记并省略说明。与图3(第1实施方式)相比，在所有摄像像素12设置有反射部42X这点不同。
图11是将由图10的焦点检测像素11、13和夹在这些像素之间的摄像像素12构成的1个单位放大的剖视图。该剖视图是与X-Z平面平行地剖切图10的1个单位而得到的图。对与图6的剖视图相同的构成标注相同的附图标记并省略说明。
在图11中，与第1实施方式至第4实施方式相比，半导体层105构成为在Z轴方向上的厚度薄。通常，在光瞳分割型的相位差检测方式中，若Z轴方向的光路长变长，则相位差变小，因此相位差检测的检测精度下降。就相位差检测的检测精度的观点而言，期望Z轴方向的光路长较短。
例如，随着摄像元件22的像素的精细化推进而像素间距变窄。不改变半导体层105的厚度地使精细化推进是使厚度相对于像素间距的比率(长宽比)增大。像这样单纯地将像素间距变窄的精细化会相应地使Z轴方向上的光路长变长，因此，致使上述相位差检测的检测精度下降。但是，如果随像素的精细化一同将半导体层105的Z轴方向上的厚度设薄，则能够防止相位差检测的检测精度的下降。
另一方面，半导体层105的光的吸收率与半导体层的Z轴方向上的厚度具有相关关系。半导体层105的光的吸收率呈半导体层的Z轴方向上的厚度越厚则越大，半导体层的Z轴方向上的厚度越薄则越小。因而，将半导体层105的Z轴方向上的厚度设薄会导致半导体层105的光的吸收率下降。吸收率的下降也可以说是由半导体层105的光电转换部41生成的电荷的量减少。通常，在使用硅基板的情况下，为了将红色光(波长约600nm)的吸收率确保至某种程度(例如60％以上)，需要将半导体层105的厚度设为2μm至3μm左右。此时，其他颜色的光的吸收率为绿色光(波长约530nm)为约90％，蓝色光(波长约450nm)为约100％。
在将半导体层105的厚度设为上述的一半即1.25μm至1.5μm左右时，红色光(波长约600nm)的吸收率下降至约35％。其他颜色的光的吸收率分别为绿色光(波长约530nm)下降至约65％，蓝色光(波长约450nm)下降至约95％。于是，在本实施方式中，为了弥补因将半导体层105的Z轴方向上的厚度设薄而造成的电荷的量的减少，在摄像像素12的光电转换部41的下表面(Z轴负方向)设置了反射部42X。
摄像像素12的反射部42X由例如设置于布线层107的铜、铝、钨等导体膜、或氮化硅、氧化硅等绝缘膜的多层膜构成。反射部42X可以覆盖光电转换部41的下表面整体，但并非必须覆盖光电转换部41的下表面整体。反射部42X的面积例如比由微透镜40投影到摄像像素12的摄像光学系统31的出射光瞳60的像大，且其位置设置于可将出射光瞳60的像完整无缺地进行反射的位置即可。
例如，在半导体层105的厚度为3μm、半导体层105的折射率为4、微透镜40和/或彩色滤光片43等有机膜层的厚度为1μm、有机膜层的折射率为1.5、空气中的折射率为1的情况下，在摄像光学系统31的光阑为F2.8时，投影到摄像像素12的反射部42X的出射光瞳60的像的光点尺寸为直径0.5μm左右。在将半导体层105的厚度设薄至1.5μm左右的情况下的光点尺寸的值比上述例子小。
通过在光电转换部41的下表面设置反射部42X，在摄像像素12的光电转换部41中向下方(Z轴负方向)行进并透射过光电转换部41的光(没有被吸收的光)由反射部42X反射而再次入射到光电转换部41。再次入射的光由光电转换部41光电转换(被吸收)。因此，与不设置反射部42X的情况相比，能够增加由摄像像素12的光电转换部41生成的电荷的量。换言之，通过设置反射部42X，能够弥补因将半导体层105的Z轴方向上的厚度设薄而造成的电荷的量的减少。由此，能够改善从摄像像素12读取的图像的信号的S/N比。
着眼于图11的摄像像素12时，从摄像光学系统31的出射光瞳60的第1光瞳区域61(图5)通过后的第1光束651、及从第2光瞳区域62(图5)通过后的第2光束652分别经由微透镜40入射到光电转换部41。此外，入射到光电转换部41的第1光束及第2光束651、652分别透射过光电转换部41并由反射部42X反射而再次入射到光电转换部41。像这样，摄像像素12输出将下述信号相加而得到的信号(S1+S2+S1’+S2’)，即：基于对通过第1光瞳区域及第2光瞳区域61、62后入射到光电转换部41的第1光束651及第2光束652进行光电转换而生成的电荷的信号S1及S2；和基于分别对由反射部42X反射而再次入射到光电转换部41的第1光束及第2光束进行光电转换而生成的电荷的信号S1’及S2’。
此外，着眼于焦点检测像素11时，输出将下述信号相加而得到的信号(S1+S2+S2’)，即：基于对通过第1光瞳区域61及第2光瞳区域62后入射到光电转换部41的第1光束651及第2光束652进行光电转换而生成的电荷的信号S1及S2；和基于对透射过光电转换部41的第2光束652中的、由反射部42A反射而再次入射到光电转换部41的光进行光电转换而生成的电荷的信号S2’。
更进一步，着眼于焦点检测像素13时，输出将下述信号相加而得到的信号(S1+S2+S1’)，即：基于对通过第1光瞳区域61及第2光瞳区域62后入射到光电转换部41的第1光束651及第2光束652进行光电转换而生成的电荷的信号S1及S2；和基于对透射过光电转换部41的第1光束651中的、由反射部42B反射而再次入射到光电转换部41的光进行光电转换而生成的电荷的信号S1’。
另外，关于微透镜40，摄像像素12例如使反射部42X的位置与摄像光学系统31的光瞳的位置共轭。即，经由微透镜40入射到摄像像素12的光的聚光位置是反射部42X。
此外，关于微透镜40，焦点检测像素11(13)例如使反射部42A(42B)的位置与摄像光学系统31的光瞳的位置共轭。即，经由微透镜40入射到焦点检测像素11(13)的光的聚光位置为反射部42A(42B)。
通过在摄像像素12设置反射部42X，能够在摄像像素12和焦点检测像素11(13)设置相同光学能力的微透镜40。不再需要在摄像像素12和焦点检测像素11(13)设置不同光学能力的微透镜40和/或光学调整层，能够抑制制造成本。
<图像数据的生成>
机身控制部21的图像生成部21b基于由摄像像素12得到的信号(S1+S2+S1’+S2’)和由焦点检测像素11、13得到的信号(S1+S2+S2’)、(S1+S2+S1’)，而生成与被摄体像相关的图像数据。
另外，在该图像数据的生成时，为了抑制因由摄像像素12的光电转换部41生成的电荷的量与由焦点检测像素11、13的光电转换部41生成的电荷的量的差而产生的影响，也可以在对于由摄像像素12得到的信号(S1+S2+S1’+S2’)的增益和对于由焦点检测像素11、13得到的信号(S1+S2+S2’)、(S1+S2+S1’)的增益之间赋予差。例如，也可以使对于焦点检测像素11、13的信号(S1+S2+S2’)、(S1+S2+S1’)的增益比对于摄像像素12的信号(S1+S2+S1’+S2’)的增益大。
<像偏移量的检测>
机身控制部21的焦点检测部21a基于由摄像像素12得到的信号(S1+S2+S1’+S2’)、由焦点检测像素11得到的信号(S1+S2+S2’)、和由焦点检测像素13得到的信号(S1+S2+S1’)，以如下方式检测像偏移量。即，焦点检测部21a求出由摄像像素12得到的信号(S1+S2+S1’+S2’)与由焦点检测像素11得到的信号(S1+S2+S2’)的差分diff2B，并且求出由摄像像素12得到的信号(S1+S2+S1’+S2’)与由焦点检测像素13得到的信号(S1+S2+S1’)的差分diff1B。差分diff1B与基于透射过摄像像素12的光电转换部41的第2光束652中的、由反射部42A反射的光的信号S2’对应。同样地，差分diff2B与基于透射过摄像像素12的光电转换部41的第1光束651中的、由反射部42B反射的光的信号S1’对应。
焦点检测部21a基于求得的差分diff2B、diff1B，求出由通过了第1光瞳区域61的第1光束651形成的像与由通过了第2光瞳区域62的第2光束652形成的像的像偏移量。即，焦点检测部21a通过整理为从上述多个单位分别求出的信号的差分diff2B的组、和从上述多个单位分别求出的信号的差分diff1B的组，而得到表示分别通过了第1光瞳区域61和第2光瞳区域62的多个焦点检测光束所形成的多个像的强度分布的信息。
焦点检测部21a通过对上述多个像的强度分布实施像偏移检测运算处理(相关运算处理、相位差检测处理)，而计算多个像的像偏移量。焦点检测部21a进一步通过对像偏移量乘以规定转换系数而计算出散焦量。如上述那样通过这样的光瞳分割型的相位差检测方式而进行的散焦量运算是公知的。
<防反射>
本实施方式的摄像元件22与第4实施方式同样，在半导体层105与布线层107之间设置有防反射膜109。通过设置防反射膜109，能够抑制透射过半导体层105的光电转换部41的光入射到布线层107时的光的反射，并且抑制光从布线层107再次入射到光电转换部41时的光的反射。
着眼于摄像像素12时，通过设置防反射膜109，易于使光从光电转换部41向布线层107透射，并且由布线层107的反射部42X反射的光易于从布线层107再次入射到光电转换部41。图像的信号除信号S1及S2之外，还包括信号S1’及S2’。信号S1’及S2’是基于通过了出射光瞳60的第1及第2光瞳区域61、62(图5)的第1光束651及第2光束652中的、由反射部42X反射而再次入射到光电转换部41的光的信号。在从光电转换部41向布线层107的光的透射被妨碍(发生光的反射而光电转换部41与布线层107之间的光的透射率下降)时，由摄像像素12得到的信号S1’及S2’减少。因此，由摄像像素12得到的图像的信号的S/N比下降。但是，在本实施方式中，通过在半导体层105与布线层107之间设置防反射膜109，能够抑制在透射过光电转换部41的光由布线层107的反射部42X反射而再次入射到光电转换部41时发生的反射。因而，可抑制在半导体层105与布线层107之间产生的光的反射所引起的上述信号S1’及S2’的减少，所以能够防止图像的信号的S/N比的下降。换言之，设置于半导体层105与布线层107之间的防反射膜109也是光的透射率高的膜。
在焦点检测像素11设置防反射膜109的情况下的作用效果如在第4实施方式中所说明那样。即，易于使光从光电转换部41向布线层107透射。由此，能够防止光瞳分割型的相位差检测的检测精度的下降。
此外，通过在半导体层105与布线层107之间设置有防反射膜109，能够抑制应透射过光电转换部41的第1光束651在半导体层105与布线层107之间反射。由此，能够抑制在焦点检测像素11中成为噪声的因素的反射光的发生，防止光瞳分割型的相位差检测的检测精度的下降。
同样地，在焦点检测像素13设置防反射膜109的情况下的作用效果如在第4实施方式中所说明那样。即，易于使光从光电转换部41向布线层107透射。由此，能够防止光瞳分割型的相位差检测的检测精度的下降。
此外，通过在半导体层105与布线层107之间设置防反射膜109，能够抑制应透射过光电转换部41的第2光束652在半导体层105与布线层107之间反射。由此，能够抑制在焦点检测像素13中成为噪声的因素的反射光的发生，防止光瞳分割型的相位差检测的检测精度的下降。
另外，在图11中，布线层107内的吸收部110设置为不使光从布线层107向第2基板114入射。其原因与第4实施方式的情况同样，是为了防止光入射到设置于第2基板114的未图示的电路而产生噪声。
根据以上说明的第5实施方式，可得到如下作用效果。
(1)除第4实施方式的摄像元件22之外，还具备摄像像素12，该摄像像素12具有：光电转换部41，其对入射的光进行光电转换而生成电荷；反射部42X，其反射透射过光电转换部41的光；和防反射膜109，其设置于光电转换部41与反射部42X之间。由此，能够抑制在摄像像素12中由于在光透射过光电转换部41时、及由反射部42X反射的光再次入射到光电转换部41时产生的反射而造成的光的损失，抑制基于反射光的信号(S1’+S2’)的减少。
(2)在上述(1)的摄像元件22中，摄像像素12的防反射膜109抑制光透射过光电转换部41并向布线层107入射时的光的反射、和从布线层107再次入射到光电转换部41时的光的反射。由此，能够抑制在摄像像素12中基于反射光的上述信号(S1’+S2’)的减少。
(第6实施方式)
在第6实施方式中，以与光的波长的关系为中心，对上述第4实施方式、第5实施方式中设置于半导体层105与布线层107之间的防反射膜109进行说明。通常，防反射膜109的膜厚以λ/4的奇数倍构成。其中，波长λ是光的波长。例如，在将焦点检测像素11、13配置于R像素的位置的情况下，基于红色光的波长(约600nm)来设计防反射膜109的膜厚。由此，能够适当地降低入射的红色光的反射率。换言之，能够适当地提高入射的红色光的透射率。
另外，在将焦点检测像素11、13配置于G像素的位置的情况下，基于绿色光的波长(约530nm)来设计防反射膜109的膜厚。
为了进一步降低光的反射率，也可以实施使防反射膜109形成为多层结构的多层镀膜(multi-coating)。通过采用多层结构，能够使反射率与单层结构的情况相比更低。
此外，多层镀膜对分别降低多个波长的光的反射率的情况也有效。例如，第5实施方式的摄像像素12(图10)作为R像素、G像素、及B像素而配置。该情况下，需要在R像素的位置将红色光的反射率降低，在G像素的位置将绿色光的反射率降低，在B像素的位置将蓝色光的反射率降低。例如，也可以配合设置于摄像像素12的彩色滤光片43的分光特性，而对每个像素设置波长不同的防反射膜109，但也可以对所有像素实施在多个波长中降低光的反射率的多层镀膜。
例如，通过设置将分别基于红色光的波长(约600nm)、绿色光的波长(约530nm)、及蓝色光的波长(约450nm)而设计的膜压重叠而得到的多层结构的防反射膜109，而将R、G、B的波长的反射率抑制为较低。适用于希望以共通的工序对所有像素形成防反射膜109的情况。
根据以上说明的第6实施方式，可得到如下的作用效果。
(1)除上述第4实施方式或第5实施方式的摄像元件22之外，焦点检测像素11的防反射膜109抑制入射到焦点检测像素11的波长区域(例如红色光)的光的反射，焦点检测像素13的防反射膜109抑制入射到焦点检测像素13的波长区域(例如红色光)的光的反射。由此，能够适当地抑制入射的波长区域的光的反射。
(2)在上述(1)的摄像元件22中，焦点检测像素11及焦点检测像素13入射有预先设定的波长区域的光，防反射膜109至少抑制上述波长区域的光的反射。例如，在按照拜耳排列配置的R像素、G像素、B像素的位置中，配合分别设置于焦点检测像素11、焦点检测像素13的彩色滤光片43的分光特性，预先设定由防反射膜109使反射率较低的波长区域。由此，能够适当地抑制入射的波长区域的光的反射。
(3)除上述摄像元件22之外，摄像像素12的防反射膜109抑制入射到摄像像素12的光的波长区域的光的反射。由此，能够适当地抑制入射的波长区域的光的反射。
(4)在上述(3)的摄像元件22中，摄像像素12入射有预先设定的波长区域的光，防反射膜109至少抑制上述波长区域的光的反射。例如，在按照拜耳排列配置的R像素、G像素、B像素的位置中，配合分别设置于摄像像素12的彩色滤光片43的分光特性，预先确定由防反射膜109将反射率抑制为较低的波长区域。由此，能够适当地抑制入射的波长区域的光的反射。
上述防反射膜109不必如图9和/或图11所示那样覆盖光电转换部41的下表面(Z轴负方向侧的面)整体。例如，在光电转换部41的下表面没有设置反射部42A、42B、42X的部分设置即可。在焦点检测像素11中，反射部42A至少设置于与线CL相比靠右侧(X轴正方向侧)的位置即可。同样地，在焦点检测像素13中，反射部42B至少设置于与线CL相比靠左侧(X轴负方向侧)的位置即可。
此外，设置于没有设置反射部42A、42B、42X的部分的防反射膜109也可以是吸收光的吸收部。
也可以在相邻的光电转换部41之间设置遮光部或吸收部。遮光部或吸收部设置于例如焦点检测像素11的光电转换部41与摄像像素12的光电转换部41之间、焦点检测像素13的光电转换部41与摄像像素12的光电转换部41之间、多个摄像像素12的光电转换部41之间。遮光部或吸收部由例如DTI(Deep Trench Isolation，深沟道隔离)构成。在像素间形成槽，在该槽内埋入氧化膜、氮化膜、多晶硅等。因为在相邻的光电转换部41之间设置有遮光部或吸收部，所以可抑制由反射部42A及反射部42B反射的光入射到相邻的像素。因此，能够抑制串扰。此外，上述遮光部也可以是反射部。因为反射部使光再次入射到光电转换部41，所以光电转换部41的灵敏度提高。因此，能够提高焦点检测的精度。
<配置焦点检测像素的方向>
在上述实施方式和/或变形例中，也可以使配置焦点检测像素的方向如下文这样不同。
通常，在将焦点检测像素沿行方向(X轴方向)、即横向配置时，适用于对被摄体的纵向的图案进行焦点检测的情况。此外，在将焦点检测像素沿列方向(Y轴方向)、即纵向配置时，适用于对被摄体的横向的图案进行焦点检测的情况。因此，不论被摄体的图案的方向如何，进行焦点检测均优选具有沿横向配置的焦点检测像素和沿纵向配置的焦点检测像素。
于是，例如在图2的聚焦区域101-1～101-3中，分别将焦点检测像素11、13沿横向配置。此外，例如在聚焦区域101-4～101-11中，分别将焦点检测像素11、13沿纵向配置。通过采用这样构成，能够在摄像元件22中，将焦点检测像素沿横向和纵向排列。
另外，在将焦点检测像素11、13沿纵向排列的情况下，使焦点检测像素11、13的反射部42A、42B分别与该光电转换部41的大致下半部分(Y轴方向负侧)、大致上半部分(Y轴方向正侧)的区域对应地配置。焦点检测像素11的反射部42A的至少有一部分设置在XY平面中的、例如由图4等中与线CL正交且与X轴平行的线分割的区域中的靠Y轴负方向侧的区域。焦点检测像素13的反射部42B的至少有一部分设置在XY平面中的、例如由图4中与线CL正交且与X轴平行的线分割的区域中的Y轴正方向侧的区域。
通过以上这样将焦点检测像素沿横向及纵向配置，不论被摄体的图案的方向如何，均能够进行焦点检测。
另外，在图2的聚焦区域101-1～101-11中，也可以将焦点检测像素11、13沿横向及纵向配置。通过像这样配置，在聚焦区域101-1～101-11的任一者，无论被摄体的图案的方向如何，均能够进行焦点检测。
上文中，对各种实施方式及变形例进行了说明，但本发明不限定于这些内容。在本发明的技术思想的范围内可想到的其他方式也包含在本发明的范围内。
将如下优先权基础申请的公开内容作为引用文献组入于此。
日本国专利申请2017年第63651号(于2017年3月28日提交申请)
附图标记说明
1...相机
2...相机机身
3...更换镜头
11、13...焦点检测像素
12...摄像像素
21...机身控制部
21a...焦点检测部
22...摄像元件
31...摄像光学系统
40...微透镜
41...光电转换部
42A、42B、42X...反射部
43...彩色滤光片
44...梯度折射率透镜
60...出射光瞳
61...第1光瞳区域
62...第2光瞳区域
109...防反射膜
110...吸收部
401、401S、402...像素行
CL...通过像素的中心(例如光电转换部的中心)的线。

Claims (17)

1.一种摄像元件，其特征在于，具备：
微透镜；
光电转换部，其对透射过所述微透镜的光进行光电转换而生成电荷；和
反射部，其将透射过所述光电转换部的光的一部分向通过所述光电转换部并与所述微透镜的光轴平行的方向、且向所述光电转换部的方向反射。
2.如权利要求1所述的摄像元件，其特征在于，
所述反射部将透射过所述光电转换部的光的一部分向与通过所述光电转换部并与所述微透镜的光轴平行的线交叉的方向、且向所述光电转换部的方向反射。
3.如权利要求1或2所述的摄像元件，其特征在于，
所述反射部将透射过所述光电转换部的光的一部分向与通过所述光电转换部的中心并与所述微透镜的光轴平行的线交叉的方向、且向所述光电转换部的方向反射。
4.如权利要求1～3中任一项所述的摄像元件，其特征在于，
所述反射部具有越靠近通过所述光电转换部并与所述微透镜的光轴平行的线，与所述微透镜的间隔越大的形状。
5.如权利要求1～4中任一项所述的摄像元件，其特征在于，
所述反射部具有越靠近通过所述光电转换部的中心并与所述微透镜的光轴平行的线，与所述微透镜的间隔越大的形状。
6.如权利要求1～5中任一项所述的摄像元件，其特征在于，
所述反射部配置为相对于与所述微透镜的光轴平行的线倾斜。
7.如权利要求1～6中任一项所述的摄像元件，其特征在于，
所述反射部具有相对于与所述微透镜的光轴平行的线倾斜的反射面。
8.如权利要求1～7中任一项所述的摄像元件，其特征在于，
所述反射部是相对于与所述微透镜的光轴垂直的线弯曲的形状。
9.如权利要求1～8中任一项所述的摄像元件，其特征在于，
所述反射部是具有曲率或曲线或曲面的形状。
10.如权利要求1～9中任一项所述的摄像元件，其特征在于，
所述反射部在光的入射侧设置有多个折射率不同的光学部件。
11.如权利要求10所述的摄像元件，其特征在于，
多个所述光学部件以不同的间隔设置于所述反射部。
12.如权利要求10或11所述的摄像元件，其特征在于，
多个所述光学部件是越靠近通过所述光电转换部的中心并与所述微透镜的光轴平行的线，折射率越大的光学部件。
13.如权利要求10～12中任一项所述的摄像元件，其特征在于，
多个所述光学部件中，与越靠近通过所述光电转换部的中心并与所述微透镜的光轴平行的线而折射率越小的光学部件相比，折射率大的光学部件的宽度大。
14.如权利要求1～13中任一项所述的摄像元件，其特征在于，
具有第1像素和第2像素，所述第1像素和第2像素分别具有所述微透镜、所述光电转换部和所述反射部，
所述第1像素和所述第2像素沿第1方向配置，
所述第1像素的所述反射部的至少一部分设置在与所述微透镜的光轴交叉的面中的、与所述光电转换部的中心相比靠所述第1方向侧的区域，
所述第2像素的所述反射部的至少一部分设置在与所述微透镜的光轴交叉的面中的、与所述光电转换部的中心相比靠所述第1方向的反方向侧的区域。
15.如权利要求14所述的摄像元件，其特征在于，
具有第3像素，所述第3像素具有所述微透镜和所述光电转换部，
所述第1像素和所述第2像素具有第1滤光片，所述第1滤光片具有第1分光特性，
所述第3像素具有第2滤光片，所述第2滤光片具有波长短的光的透射率比所述第1分光特性高的第2分光特性。
16.一种摄像装置，其特征在于，具备：
权利要求14所述的摄像元件；和
控制部，其基于从对具有聚焦透镜的光学系统所形成的像进行拍摄的所述摄像元件的所述第1像素输出的信号和从所述第2像素输出的信号，控制所述聚焦透镜的位置，以使得所述光学系统所形成的像对焦于所述摄像元件。
17.一种摄像装置，其特征在于，具备：
权利要求15所述的摄像元件；和
控制部，其基于从对具有聚焦透镜的光学系统所形成的像进行拍摄的所述摄像元件的所述第1像素输出的信号、从所述第2像素输出的信号和从所述第3像素输出的信号，控制所述聚焦透镜的位置，以使得所述光学系统所形成的像对焦于所述摄像元件。
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