JP6393293B2 - 撮像素子及び撮像装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の第1の実施形態に係る焦点検出装置を有する撮像装置であるカメラの概略構成を示したものである。図1において、101は撮影光学系(結像光学系)の先端に配置された第1レンズ群で、光軸方向に進退可能に保持される。102は絞り兼用シャッタで、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行うほか、静止画撮影時には露光秒時調節用シャッタとしての機能も備える。103は第2レンズ群である。そして絞り兼用シャッタ102及び第2レンズ群103は一体となって光軸方向に進退し、第1レンズ群101の進退動作との連動により、変倍機能(ズーム機能)を実現することができる。
次に、本第1の実施形態におけるA像用の焦点検出用画素の構造を図5(a)に、B像用の焦点検出用画素の構造を図5(b)に示す。PD−A、PD−Bは光電変換部、MLはマイクロレンズである。光電変換部PD−A及びPD−BとマイクロレンズMLとの間には、少なくともマイクロレンズMLの屈折率以下の屈折率を有する低屈折率層LLが形成されている。必要に応じて、カラーフィルター(CF)層を配置しても良い。マイクロレンズMLや低屈折率層LLはポリマーやシリカSiO2などからなり、可視域での屈折率は1.4から1.8程度である。光電変換部PD−A及びPD−BとマイクロレンズMLとの間に、瞳分割のために開口部が形成された遮光層SL−AとSL−Bが配置されている。これら遮光層SL−AとSL−Bの開口部は、マイクロレンズMLの光軸からそれぞれ互いに反対方向に偏心して構成されている。遮光層は、チタンTiやアルミAlなどと窒化チタンTiNなどの多層干渉膜や、可視域での吸収係数が大きい材料で構成される。
本発明の第2の実施形態における焦点検出用画素の構造を図8に示す。PD−A及びPD−Bは光電変換部、MLはマイクロレンズである。光電変換部PD−A及びPD−BとマイクロレンズMLとの間は、マイクロレンズMLの屈折率以下の屈折率を有する低屈折率層LLが形成されている。必要に応じて、カラーフィルター(CF)層を配置しても良い。1つのマイクロレンズMLに対して、瞳分割のために、光電変換部はPD−AとPD−Bの複数(2つ以上)に分割されて構成されており、光電変換部PD−AとPD−Bはマイクロレンズの光軸からそれぞれ反対方向に偏心して配置されている。
本発明の第3の実施形態におけるA像用の焦点検出用画素の構造を図9(a)に、B像用の焦点検出用画素の構造を図9(b)に示す。PD−A及びPD−Bは光電変換部、MLはマイクロレンズである。光電変換部PD−A及びPD−BとマイクロレンズMLとの間には、少なくともマイクロレンズMLの屈折率以下の屈折率を有する低屈折率層LLが形成されている。低屈折率層LLには、低屈折率層LLの屈折率より大きい屈折率を有する光導波路LGが形成されている。必要に応じて、カラーフィルター(CF)層を配置しても良い。光導波路LGとマイクロレンズMLとの間に、瞳分割のために開口部を有した遮光層SL−A及びSL−Bが配置されている。これら遮光層SL−AとSL−Bの開口部は、マイクロレンズMLの光軸からそれぞれ互いに反対方向に偏心して構成されている。ここで、撮像画素(不図示)では、遮光層の開口部は焦点検出用画素よりも広く形成される。
Claims (7)
- 複数の画素を有し、前記複数の画素の内の少なくとも一部の画素が、それぞれ、
マイクロレンズと、
瞳分割方式のデフォーカス検出に用いられる信号を出力する、少なくとも1つ以上の光電変換部と、
前記光電変換部と前記マイクロレンズとの間に形成された層内レンズと、
前記層内レンズと前記光電変換部との間に配置され、前記マイクロレンズの光軸から偏心した開口を有し、前記光電変換部の受光面の少なくとも一部を遮光する遮光層と、
前記層内レンズと、前記遮光層および前記開口部分の前記光電変換部の受光面との間に充填された高屈折率層と、
前記マイクロレンズと前記遮光層との間であって、前記高屈折率層の周囲を充填するように構成され、前記高屈折率層の屈折率以下の屈折率を有する低屈折率層とを有し、
前記高屈折率層は、前記マイクロレンズと前記層内レンズにより前記受光面に入射光を集光させる屈折率を有することを特徴とする撮像素子。 - 前記マイクロレンズの底面と前記光電変換部の受光面との距離が、前記画素の周期よりも短いことを特徴とする請求項1に記載の撮像素子。
- 前記光電変換部の前記マイクロレンズと反対側に配線層を有することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像素子。
- 焦点検出に用いられる信号を出力する前記光電変換部を有する前記一部の画素は、前記複数の画素間に分散配置されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像素子。
- 前記複数の画素はベイヤー配列のカラーフィルタを備え、
焦点検出に用いられる信号を出力する前記光電変換部を有する前記一部の画素は、前記カラーフィルタに代えて透明膜を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像素子。 - 複数の画素を有し、前記複数の画素の内の少なくとも一部の画素が、それぞれ、
マイクロレンズと、
瞳分割方式のデフォーカス検出に用いられる信号を出力する、少なくとも1つ以上の光電変換部と、
前記光電変換部と前記マイクロレンズとの間に形成され、前記光電変換部側に底面を有する層内レンズと、
前記層内レンズと前記光電変換部との間に配置され、前記マイクロレンズの光軸から偏心した開口を有し、前記光電変換部の受光面の少なくとも一部を遮光する遮光層と、
前記層内レンズと、前記遮光層および前記開口部分の前記光電変換部の受光面との間に充填された、前記層内レンズの底面による全反射を低減するための反射低減層と、
前記マイクロレンズと前記遮光層との間であって、前記反射低減層の周囲を充填するように構成され、前記反射低減層の屈折率以下の屈折率を有する低屈折率層とを備え、
前記反射低減層は前記層内レンズの底面に接して形成されることを特徴とする撮像素子。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の撮像素子を備えたことを特徴とする撮像装置。
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