JP2016220022A - Solid-state imaging apparatus and camera module - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態は、固体撮像装置およびカメラモジュールに関する。 The present embodiment relates to a solid-state imaging device and a camera module.
従来、カメラモジュールのオートフォーカスの方式の1つとして、画素アレイの位相差画素を用いて撮像光学系の焦点と被写体とのずれを検出し、被写体に焦点を合わせる方式が知られている。カメラモジュールは、開口の位置を互いに異ならせた位相差画素を用いて得られる像の位置ずれ(位相差)を観測することにより、被写体と焦点のずれを検出する。カメラモジュールは、位相差画素による正確な位相差検出を行うことで、被写体への焦点合わせを正確に行うことが求められる。 Conventionally, as one of autofocus methods of a camera module, a method of detecting a shift between the focus of an imaging optical system and a subject using a phase difference pixel of a pixel array and focusing on the subject is known. The camera module detects a displacement between the subject and the focus by observing a positional shift (phase difference) of an image obtained by using phase difference pixels having different aperture positions. The camera module is required to accurately perform focusing on a subject by performing accurate phase difference detection using phase difference pixels.
一つの実施形態は、正確な焦点合わせを可能とするための固体撮像装置およびカメラモジュールを提供することを目的とする。 An object of one embodiment is to provide a solid-state imaging device and a camera module for enabling accurate focusing.
一つの実施形態によれば、固体撮像装置は、画素アレイを備える。画素アレイは、行列状に配列された画素を備える。画素は、光電変換部を含む。画素アレイは、第1画素および第2画素を含む。第1画素は、被写体像の検出のための画素である。第2画素は、被写体と撮像光学系の焦点とのずれの検出のための画素である。第2画素は、遮蔽部および光強度調整部を備える。遮蔽部は、開口を備える。開口は、光電変換部へ進行する光の一部を通過させる。光強度調整部は、遮蔽部の入射側に設けられている。光強度調整部は、二次元方向における光の強度分布を調整する。 According to one embodiment, the solid-state imaging device includes a pixel array. The pixel array includes pixels arranged in a matrix. The pixel includes a photoelectric conversion unit. The pixel array includes a first pixel and a second pixel. The first pixel is a pixel for detecting a subject image. The second pixel is a pixel for detecting a shift between the subject and the focus of the imaging optical system. The second pixel includes a shielding part and a light intensity adjusting part. The shielding part has an opening. The opening allows a part of the light traveling to the photoelectric conversion unit to pass through. The light intensity adjusting unit is provided on the incident side of the shielding unit. The light intensity adjusting unit adjusts the light intensity distribution in the two-dimensional direction.
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる固体撮像装置およびカメラモジュールを詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。 Exemplary embodiments of a solid-state imaging device and a camera module will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
(実施形態)
図1は、実施形態の固体撮像装置を備えるカメラシステムの概略構成を示すブロック図である。カメラシステム1は、カメラモジュール2を備える電子機器である。カメラシステム1は、例えばカメラ付き携帯端末である。カメラシステム1は、デジタルカメラ等の電子機器であっても良い。
(Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a camera system including the solid-state imaging device according to the embodiment. The camera system 1 is an electronic device that includes a
カメラシステム1は、カメラモジュール2および後段処理部3を備える。カメラモジュール2は、レンズモジュール4および固体撮像装置5を備える。レンズモジュール4は、撮像光学系6およびレンズ駆動部7を備える。
The camera system 1 includes a
撮像光学系6は、被写体からの光を取り込む。撮像光学系6は、被写体像を結像させるレンズを備える。レンズ駆動部7は、撮像光学系6のレンズを移動させる駆動機構である。
The imaging
固体撮像装置5は、イメージセンサ8、信号処理回路9およびオートフォーカス(AF)ドライバ10を備える。イメージセンサ8は、被写体像を撮像する。信号処理回路9は、イメージセンサ8からの画像信号を処理する。焦点調節部であるAFドライバ10は、レンズ駆動部7の制御により、撮像光学系6の焦点を調節する。AFドライバ10は、信号処理回路9からの信号を基に、レンズ駆動部7の制御のための制御信号を生成する。AFドライバ10は、レンズ駆動部7へ制御信号を出力する。
The solid-
イメージセンサ8は、裏面照射型のCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサである。裏面照射型のCMOSイメージセンサは、光電変換部を含む半導体層のうち入射光が入射する側とは逆側に配線層が設けられている。なお、イメージセンサ8は、裏面照射型のCMOSイメージセンサに限られず、表面照射型のCMOSイメージセンサ、CCD(Charge Coupled Device)等であっても良い。
The
後段処理部3は、ISP(Image Signal Processor)11、記憶部12および表示部13を備える。ISP11は、固体撮像装置5での撮像により得られた画像信号の信号処理を実施する。記憶部12は、ISP11での信号処理を経た画像を格納する。記憶部12は、ユーザの操作等に応じて、表示部13へ画像信号を出力する。
The
表示部13は、ISP11あるいは記憶部12から入力される画像信号に応じて、画像を表示する。表示部13は、例えば、液晶ディスプレイである。カメラシステム1は、ISP11での信号処理を経たデータに基づき、固体撮像装置5のフィードバック制御を実施する。
The
図2は、実施形態の固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。イメージセンサ8は、画素アレイ20、制御回路21、行走査回路22、列走査回路23およびカラム処理回路24を備える。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the solid-state imaging device according to the embodiment. The
画素アレイ20は、イメージセンサ8の撮像領域に設けられる。制御回路21、行走査回路22、列走査回路23、カラム処理回路24、信号処理回路9およびAFドライバ10は、画素アレイ20の周辺の回路部を構成する。
The
画素アレイ20は、行列状に配列された画素を備える。各画素は、光電変換部であるフォトダイオードを備える。光電変換部は、入射光量に応じた信号電荷を生成する。画素は、入射光量に応じて生成された信号電荷を蓄積する。
The
固体撮像装置5の駆動のための各種データおよびクロック信号は、固体撮像装置5の外部から制御回路21へ供給される。制御回路21は、クロック信号に応じて、回路部の駆動を制御するための各種パルス信号を生成する。制御回路21は、駆動タイミングを指示するパルス信号を、行走査回路22、列走査回路23、カラム処理回路24および信号処理回路9に供給する。
Various data and clock signals for driving the solid-
行走査回路22は、シフトレジスタおよびアドレスデコーダ等を備える。画素駆動回路である行走査回路22は、画素アレイ20の画素へ駆動信号を供給する。制御回路21は、垂直同期信号に応じたパルス信号を、行走査回路22へ供給する。行走査回路22は、画素信号が読み出される画素行を、制御回路21からのパルス信号に応じて順次選択する。行走査回路22は、選択された画素行において画素ごとに順次読み出し信号を供給することによる読み出し走査を行う。読み出し信号は、入射光量に応じて生成された画素信号を画素から読み出すための駆動信号である。
The row scanning circuit 22 includes a shift register and an address decoder. The row scanning circuit 22 which is a pixel driving circuit supplies a driving signal to the pixels of the
行走査回路22は、画素ごとへの読み出し信号の供給に先行して、各画素へのリセット信号の供給による掃き出し走査を行う。リセット信号は、画素に残存されている電荷を排出させるための駆動信号である。各画素は、リセット信号が供給されたときから読み出し信号が供給されるまでの間、入射光量に応じて生成された信号電荷を蓄積する。 The row scanning circuit 22 performs sweep-out scanning by supplying a reset signal to each pixel prior to supplying a readout signal to each pixel. The reset signal is a drive signal for discharging the charge remaining in the pixel. Each pixel accumulates signal charges generated according to the amount of incident light from when the reset signal is supplied to when the readout signal is supplied.
駆動信号は、行走査回路22から各画素へ、画素駆動線25を通じて伝送される。画素駆動線25は、画素アレイ20の画素行ごとに設けられている。画素行は、行方向へ配列された画素からなる。
The drive signal is transmitted from the row scanning circuit 22 to each pixel through the
画素信号は、各画素からカラム処理回路24へ、垂直信号線26を通じて伝送される。垂直信号線26は、画素アレイ20の画素列ごとに設けられている。画素列は、列方向へ配列された画素からなる。
The pixel signal is transmitted from each pixel to the
カラム処理回路24は、垂直信号線26を伝送した画素信号を、画素列ごとに設けられた単位回路(図示省略)にて処理する。カラム処理回路24は、画素信号へ、固定パターンノイズの低減のための相関二重サンプリング処理(CDS)を施す。カラム処理回路24は、画素信号へ、アナログ方式の信号からデジタル方式の信号への変換であるAD変換を施す。カラム処理回路24は、CDSおよびAD変換以外の処理を実施しても良い。カラム処理回路24は、CDSおよびAD変換を経た画素信号を、単位回路ごとに保持する。
The
列走査回路23は、シフトレジスタおよびアドレスデコーダ等を備える。制御回路21は、水平同期信号に応じたパルス信号を、列走査回路23へ供給する。列走査回路23は、画素信号を読み出す画素列を、制御回路21からのパルス信号に応じて順次選択する。カラム処理回路24は、列走査回路23による選択走査に応じて、各単位回路に保持されている画素信号を順次出力する。イメージセンサ8は、カラム処理回路24からの画素信号を成分とする画像信号を出力する。
The
信号処理回路9は、イメージセンサ8からの画像信号に対し、各種の信号処理を実施する。信号処理回路9は、キズ補正、ガンマ補正、ノイズ低減処理、レンズシェーディング補正、ホワイトバランス調整、歪曲補正、解像度復元等の信号処理を実施する。固体撮像装置5は、信号処理回路9での信号処理を経た画像信号を、後段処理部3へ出力する。
The signal processing circuit 9 performs various signal processes on the image signal from the
カメラシステム1は、本実施形態において信号処理回路9が実施するものとした信号処理の少なくともいずれかを、後段処理部3のISP11が実施することとしても良い。カメラシステム1は、信号処理の少なくともいずれかを、信号処理回路9およびISP11の双方が実施しても良い。信号処理回路9およびISP11は、本実施形態で説明する信号処理以外の信号処理を実施することとしても良い。
The camera system 1 may be configured such that the ISP 11 of the
AFドライバ10は、信号処理回路9からの信号を基に、被写体と撮像光学系6の焦点とのずれを検出する。AFドライバ10は、被写体と撮像光学系6の焦点とのずれを検出した結果を基に、焦点を被写体へ一致させるための制御信号を生成する。レンズ駆動部7は、AFドライバ10からの制御信号に応じて、撮像光学系6のレンズを移動させる。
The
図3は、図2に示す画素アレイの一部構成を模式的に示す平面図である。画素アレイ20は、撮像画素30および位相差画素31を備える。第1画素である撮像画素30は、被写体像を検出するための画素である。第2画素である位相差画素31は、撮像光学系6の焦点と被写体とのずれを検出するための画素である。
FIG. 3 is a plan view schematically showing a partial configuration of the pixel array shown in FIG. The
図3において、「R」、「G」および「B」は、それぞれ撮像画素30である赤色(R)画素、緑色(G)画素および青色(B)画素を表す。R画素、G画素およびB画素は、それぞれ後述するカラーフィルタを備える。R画素のカラーフィルタは、R光を選択的に透過させる。G画素のカラーフィルタは、G光を選択的に透過させる。B画素のカラーフィルタは、B光を選択的に透過させる。
In FIG. 3, “R”, “G”, and “B” represent a red (R) pixel, a green (G) pixel, and a blue (B) pixel, which are the
撮像画素30および位相差画素31は、2×2の画素ブロックを単位とする規則的な配列をなして配置されている。この画素ブロックの一方の対角にはR画素およびB画素が配置され、他方の対角にはG画素および位相差画素31が配置されている。
The
図3に示す位相差画素31の斜線部分は、遮光層により覆われた部分を示している。位相差画素31Rは、図中右半分の領域に開口が形成されている位相差画素31である。位相差画素31Rは、左半分の領域が遮光層により覆われている。位相差画素31Lは、左半分の領域に開口が形成されている位相差画素31である。位相差画素31Lは、右半分の領域が遮光層により覆われている。
A hatched portion of the
上述の信号処理回路9は、位相差画素31からの信号をAFドライバ10へ出力する。信号処理回路9は、撮像画素30からの信号を用いて、位相差画素31の位置における画像情報を生成するための補間処理を実施する。
The signal processing circuit 9 described above outputs a signal from the
図4は、図3に示す撮像画素および位相差画素の断面図である。図4には、図3に示す画素アレイ20のうち、互いに隣接する撮像画素30および位相差画素31を示している。図4に示す位相差画素31は、図3に示す位相差画素31Rとする。
4 is a cross-sectional view of the imaging pixel and the phase difference pixel shown in FIG. FIG. 4
画素アレイ20は、マイクロレンズ40、マイクロレンズ固定層41、カラーフィルタ43、透明層44、平坦化層45、遮光層46、半導体層48、絶縁層52、接着層51および支持基板50を備える。
The
半導体層48は、複数のN型シリコン領域48bと、N型シリコン領域48bの周囲のP型シリコン領域48aとを含む。フォトダイオードである光電変換部49は、P型シリコン領域48aとN型シリコン領域48bとのPN接合によって形成される。各光電変換部49は、撮像画素30または位相差画素31を構成する。半導体層48のうち光電変換部49同士の間には、不図示の素子分離領域が設けられている。素子分離領域は、光電変換部49同士を電気的に分離する。
The
レンズ素子であるマイクロレンズ40は、各撮像画素30および各位相差画素31に設けられている。マイクロレンズ40は、画素アレイ20へ入射した光を集光して、光電変換部49へ進行させる。
The
カラーフィルタ43は、撮像画素30に設けられている。カラーフィルタ43は、マイクロレンズ40からの光のうち、所定の色光を選択的に透過させる。撮像画素30のマイクロレンズ40は、マイクロレンズ固定層41を介してカラーフィルタ43に固定されている。マイクロレンズ固定層41は、透明部材からなる層である。
The
透明層44は、位相差画素31に設けられている。透明層44は、透明部材からなる層である。透明層44は、マイクロレンズ40からの光を透過させる。位相差画素31のマイクロレンズ40は、マイクロレンズ固定層41を介して透明層44に固定されている。なお、位相差画素31は、透明層44に代えて、撮像画素30と同様にカラーフィルタ43が設けられていても良い。
The
平坦化層45は、遮光層46の上において平坦面を構成する。平坦化層45は、透明部材からなる層である。遮光層46は、光を遮蔽する遮蔽部を構成する。遮光層46は、光を反射させる金属材料を含む層である。遮光層46は、光吸収性の材料を含む層であっても良い。遮光層46には、光を通過させるための開口47が画素ごとに形成されている。
The
遮光層46は、撮像画素30の周縁部のうち、例えば素子分離領域の上部近傍において光を遮蔽する。撮像画素30において、開口47の中心は、光電変換部49の中心と一致している。位相差画素31では、遮光層46は、位相差画素31のほぼ半分を覆うように形成されている。図3に示す平面構成において、位相差画素31の領域は、遮光層46で覆われる領域と、開口47の領域とに二分されている。
The
図4に示す位相差画素31は、中心軸Nから右側の領域が開口47、中心軸Nから左側の領域が遮光層46とされている。この位相差画素31において、開口47の中心は、光電変換部49の中心から右側にずれた位置にある。なお、中心軸Nは、位相差画素31の中心位置を通り、かつ半導体層48の受光面に垂直な軸とする。中心軸Nは、光電変換部49の中心とマイクロレンズ40の中心とを通過する。中心軸Nは、マイクロレンズ40の光軸と一致する軸であっても良い。
In the
フィルタ42は、マイクロレンズ固定層41のうち各位相差画素31の領域に設けられている。フィルタ42は、位相差画素31のうち、マイクロレンズ40と遮光層46との間に設けられた光強度調整部である。フィルタ42は、中心軸Nに垂直な二次元方向における光の強度分布を調整する。
The
フィルタ42は、光吸収性の材料を含めて構成されている。フィルタ42は、例えば、黒色の顔料を含む樹脂材料からなる。フィルタ42は、中心軸Nから離れるにしたがい、二次元方向に垂直な方向である中心軸Nの方向における厚みが増すように形成されている。フィルタ42のうちマイクロレンズ40側の第1面は、凹形状の曲面をなしている。曲面は、球面および非球面のいずれであっても良い。曲面は、円錐面あるいは円錐面に近い形状の面であっても良い。フィルタ42のうち透明層44側の第2面は、平坦面をなしている。
The
フィルタ42は、このように厚みを変化させて形成されていることで、中心軸Nに近いほど高い透過率で光を透過させる。フィルタ42は、二次元方向における位置ごとに異なる透過率で光を透過させることにより、光の強度分布を調整する。フィルタ42は、例えば、光吸収性の材料の膜にエッチングを施すことにより形成される。
The
絶縁層52は、半導体層48のうち入射光が入射する側とは逆側に設けられている。絶縁層52の内部には、配線層53が設けられている。絶縁層52は、配線層53同士を電気的に絶縁する。接着層51は、画素アレイ20の支持基板50と絶縁層52とを接合する。
The insulating
画素アレイ20のうち図3に示す部分には、B画素および位相差画素31Rが交互に配列された行と、B画素および位相差画素31Lが交互に配列された行とが設けられている。位相差画素31R,31Lの数および位置は、適宜任意であるものとする。位相差画素31Rと位相差画素31Lは、互いに同じ行に配置されていても良い。位相差画素31R,31Lは、画素アレイ20の一部の領域、あるいは画素アレイ20の全体に配置される。
3 includes a row in which B pixels and
図5は、図3に示す位相差画素を用いる位相差検出について説明する図である。図中中央は、撮像光学系6の焦点が被写体と合っている合焦状態における撮像光学系6と画素アレイ20を示す。図中左は、撮像光学系6の焦点が被写体より後の位置にあるいわゆる後ピン状態における撮像光学系6と画素アレイ20を示す。図中右は、撮像光学系6の焦点が被写体より前の位置にあるいわゆる前ピン状態における撮像光学系6と画素アレイ20を示す。また、各状態について、画素アレイ20の各位相差画素31Rにより検出される信号レベルの分布SRと、各位相差画素31Lにより検出される信号レベルの分布SLとを示している。
FIG. 5 is a diagram for explaining phase difference detection using the phase difference pixels shown in FIG. The center in the figure shows the imaging
固体撮像装置5は、第1位相差画素である各位相差画素31Rで得られる像と、第2位相差画素である各位相差画素31Lで得られる像とを同時に取得する。固体撮像装置5は、互いに開口47が左右対称とされた位相差画素31R,31Lを用いることにより、いわゆる瞳分割方式による撮像を実施する。位相差画素31Rおよび位相差画素31Lは、それぞれ感度に角度依存性を持つ。
The solid-
合焦状態において、各位相差画素31Rで得られる像と、各位相差画素31Lで得られる像とは一致する。各位相差画素31Rの出力であるSRと各位相差画素31Lの出力であるSLとの位相差はゼロとなる。
In the in-focus state, the image obtained by each
撮像光学系6の焦点が被写体からずれた状態では、各位相差画素31Rで得られる像と、各位相差画素31Lで得られる像とのずれが生じる。後ピン状態では、SRのピークに対してSLのピークが図中左側へシフトしている。このようにSRのピークに対してSLのピークが左側へシフトする場合における位相差を、マイナスの位相差とする。前ピン状態では、SRのピークに対してSLのピークが図中右側へシフトしている。このようにSRのピークに対してSLのピークが右側へシフトする場合における位相差を、プラスの位相差とする。
In a state where the focus of the imaging
AFドライバ10は、各位相差画素31Rで得られた像と、各位相差画素31Lで得られた像との位相差を、プラスあるいはマイナスの符号と併せて検知する。AFドライバ10は、検出された位相差を基に、被写体と撮像光学系6の焦点とのずれを検出する。AFドライバ10は、焦点のずれを解消させるための、レンズを移動させる向きおよび移動量を求める。AFドライバ10は、位相差とレンズの移動量との関係を表すテーブルを参照しても良い。AFドライバ10は、求めた向きおよび移動量でレンズを移動させるための制御信号を生成する。
The
位相差画素31は、開口47を通過した光の回折現象による回折光を生じさせることがある。位相差画素31における回折光の発生が、位相差画素31における光強度の検出結果に影響を及ぼすことがある。回折光の影響としては、主光線の周囲における光強度が回折光によって強められることで、本来のピークとは異なるピークが生じるように、位相差画素31の信号出力特性が変化することがあり得る。このため、固体撮像装置5は、デフォーカス状態のときにおける位相差の検出精度の低下が生じ得る。
The
実施形態の固体撮像装置5において、フィルタ42は、位相差画素31のマイクロレンズ40から光電変換部49へ進行する光の強度分布を調整する。フィルタ42を透過した光は、中心軸Nをピークとして、中心軸Nから離れるにしたがい強度が低下するようなグラデーションを持つ。
In the solid-
ここで、実施形態における光の強度分布の調整による位相差検出の精度の向上について説明する。図6は、実施形態の比較例におけるコントラストと空間周波数との関係をシミュレーションした例を示す図である。図7は、実施形態におけるコントラストと空間周波数との関係をシミュレーションした例を示す。 Here, improvement in the accuracy of phase difference detection by adjusting the light intensity distribution in the embodiment will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of simulating the relationship between contrast and spatial frequency in a comparative example of the embodiment. FIG. 7 shows an example of simulating the relationship between contrast and spatial frequency in the embodiment.
変調伝達関数であるMTF(Modulation Transfer Function)は、被写体が持つコントラストが像面にてどの程度再現されているかを、空間周波数特性として表した関数である。図6および図7に示すグラフの縦軸は、コントラストを表すMTFの値を示す。横軸は、解像度を表す空間周波数を示す。 An MTF (Modulation Transfer Function) that is a modulation transfer function is a function that expresses as a spatial frequency characteristic how much the contrast of a subject is reproduced on the image plane. The vertical axis of the graphs shown in FIG. 6 and FIG. 7 indicates the MTF value representing the contrast. The horizontal axis shows the spatial frequency representing the resolution.
図6および図7において、曲線C1およびC2は、ある像高、例えば像高70%におけるコントラスト特性を表す。像高は、画像の中心位置からの距離を表す。像高0%は画像の中心位置を表す。像高100%は、画像のうち中心位置から最も離れた位置、すなわち画像がなす矩形における角の位置を表す。 6 and 7, curves C1 and C2 represent contrast characteristics at a certain image height, for example, an image height of 70%. The image height represents a distance from the center position of the image. An image height of 0% represents the center position of the image. An image height of 100% represents a position farthest from the center position in the image, that is, a corner position in a rectangle formed by the image.
さらに、曲線C1は、サジタル(Sagittal)方向におけるコントラスト特性を示す。曲線C2は、タンジェンシャル(Tangential)方向におけるコントラスト特性を示す。サジタル方向は、中心位置からの放射方向である。タンジェンシャル方向は、中心位置を中心とする同心円方向である。N/8,N/4およびN/2は、それぞれ、ナイキスト(Nyquist)周波数の1/8倍、1/4倍および1/2倍の空間周波数とする。 Furthermore, the curve C1 shows contrast characteristics in the sagittal direction. A curve C2 shows contrast characteristics in the tangential direction. The sagittal direction is a radial direction from the center position. The tangential direction is a concentric direction centered on the center position. N / 8, N / 4, and N / 2 are spatial frequencies that are 1/8 times, 1/4 times, and 1/2 times the Nyquist frequency, respectively.
図6に示すグラフは、フィルタ42による光の強度分布の調整を行わず開口47から光電変換部49へ光を進行させた場合のコントラスト特性をシミュレーションした結果を表す。図7は、フィルタ42による光の強度分布の調整を経た光を開口47から光電変換部49へ進行させた場合のコントラスト特性をシミュレーションした結果を表す。
The graph shown in FIG. 6 represents the result of simulating the contrast characteristics when light is advanced from the
フィルタ42による調整を経た光を開口47へ入射させることで、フィルタ42による調整を経ない光を開口47へ入射させる場合に比べて、開口47の射出側における光の回折が抑制される。実施形態の固体撮像装置5は、位相差画素31にフィルタ42を設けることで、回折光の発生を低減可能とする。
By making the light that has been adjusted by the
N/8,N/4およびN/2の各空間周波数におけるコントラストは、図6の場合に対して図7の場合において高い値となる。図7に示す実施形態の場合、回折光を低減できることで、図6に示す比較例の場合に比べて、コントラスト特性の向上が可能となる。固体撮像装置5は、位相差画素31により高いコントラストの像を得ることができることで、正確な位相差検出を行うことが可能となる。
The contrast at each spatial frequency of N / 8, N / 4, and N / 2 is higher in the case of FIG. 7 than in the case of FIG. In the case of the embodiment shown in FIG. 7, since the diffracted light can be reduced, contrast characteristics can be improved as compared with the comparative example shown in FIG. Since the solid-
なお、フィルタ42の構成は、実施形態で説明するものに限られず、適宜変更しても良い。フィルタ42は、曲面に代えて、階段状の凹凸を持たせた面を備えるものであっても良い。フィルタ42は、中心から離れるにしたがい黒色の濃度が濃くなるようなグラデーションフィルタであっても良い。この場合、フィルタ42は、一定の厚みの平板形状であっても良い。フィルタ42は、二次元方向における透過率分布を調整可能ないずれの構成であっても良い。
The configuration of the
実施形態によると、固体撮像装置5は、遮光層46の入射側に、光強度調整部であるフィルタ42が設けられている。固体撮像装置5は、フィルタ42における光の強度分布の調整により、位相差画素31における光の回折を抑制可能とする。固体撮像装置5は、位相差画素31における回折光の発生を低減できることで、位相差画素31を用いた高精度な位相差検出を行うことができる。これにより、固体撮像装置5は、正確な焦点合わせを実施できるという効果を奏する。
According to the embodiment, the solid-
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
2 カメラモジュール、5 固体撮像装置、6 撮像光学系、10 AFドライバ、20 画素アレイ、30 撮像画素、31,31R,31L 位相差画素、40 マイクロレンズ、42 フィルタ、46 遮光層、47 開口、49 光電変換部。 2 camera module, 5 solid-state imaging device, 6 imaging optical system, 10 AF driver, 20 pixel array, 30 imaging pixel, 31, 31R, 31L phase difference pixel, 40 microlens, 42 filter, 46 light shielding layer, 47 aperture, 49 Photoelectric conversion unit.
Claims (6)
前記画素アレイは、被写体像の検出のための画素である第1画素と、被写体と撮像光学系の焦点とのずれの検出のための画素である第2画素と、を含み、
前記第2画素は、
前記光電変換部へ進行する光の一部を通過させる開口を備える遮蔽部と、
前記遮蔽部の入射側に設けられ、二次元方向における光の強度分布を調整する光強度調整部と、を備えることを特徴とする固体撮像装置。 A pixel array in which pixels including photoelectric conversion units are arranged in a matrix,
The pixel array includes a first pixel that is a pixel for detecting a subject image, and a second pixel that is a pixel for detecting a shift between the subject and the focus of the imaging optical system,
The second pixel is
A shielding unit having an opening that allows a part of the light traveling to the photoelectric conversion unit to pass through;
A solid-state imaging device comprising: a light intensity adjusting unit that is provided on an incident side of the shielding unit and adjusts a light intensity distribution in a two-dimensional direction.
前記光強度調整部は、前記レンズ素子および前記遮蔽部の間に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 The second pixel includes a lens element that advances light to the photoelectric conversion unit,
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the light intensity adjustment unit is provided between the lens element and the shielding unit.
前記フィルタは、前記中心軸から離れるにしたがい、前記二次元方向に垂直な方向における厚みが増すように形成されていることを特徴とする請求項3に記載の固体撮像装置。 The light intensity adjusting unit includes a filter containing a material that absorbs light,
The solid-state imaging device according to claim 3, wherein the filter is formed so as to increase in thickness in a direction perpendicular to the two-dimensional direction as the filter moves away from the central axis.
光電変換部を備える画素が行列状に配列され、前記被写体像を検出する画素アレイと、
前記被写体と前記撮像光学系の焦点とのずれを検出した結果を基に、前記撮像光学系の焦点を調節する焦点調節部と、を備え、
前記画素アレイは、前記被写体像の検出のための画素である第1画素と、前記ずれの検出のための画素である第2画素と、を含み、
前記第2画素は、
前記光電変換部へ進行する光の一部を通過させる開口を備える遮蔽部と、
前記遮蔽部の入射側に設けられ、二次元方向における光の強度分布を調整する光強度調整部と、を備えることを特徴とするカメラモジュール。 An imaging optical system that captures light from the subject and forms a subject image;
Pixels including photoelectric conversion units are arranged in a matrix, and a pixel array that detects the subject image;
A focus adjustment unit that adjusts the focus of the imaging optical system based on a result of detecting a shift between the subject and the focus of the imaging optical system;
The pixel array includes a first pixel that is a pixel for detecting the subject image, and a second pixel that is a pixel for detecting the shift,
The second pixel is
A shielding unit having an opening that allows a part of the light traveling to the photoelectric conversion unit to pass through;
A camera module comprising: a light intensity adjusting unit that is provided on an incident side of the shielding unit and adjusts a light intensity distribution in a two-dimensional direction.
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