TW201212645A - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device Download PDF

Info

Publication number
TW201212645A
TW201212645A TW100128748A TW100128748A TW201212645A TW 201212645 A TW201212645 A TW 201212645A TW 100128748 A TW100128748 A TW 100128748A TW 100128748 A TW100128748 A TW 100128748A TW 201212645 A TW201212645 A TW 201212645A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
pixel
microlens
pixels
solid
light
Prior art date
Application number
TW100128748A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuru Okigawa
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Publication of TW201212645A publication Critical patent/TW201212645A/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0056—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/201—Filters in the form of arrays
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/32—Means for focusing
    • G03B13/34—Power focusing
    • G03B13/36—Autofocus systems
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B3/00—Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
    • G03B3/10—Power-operated focusing
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B35/00—Stereoscopic photography
    • G03B35/08—Stereoscopic photography by simultaneous recording
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14621—Colour filter arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627—Microlenses
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
    • H04N13/207—Image signal generators using stereoscopic image cameras using a single 2D image sensor
    • H04N13/218—Image signal generators using stereoscopic image cameras using a single 2D image sensor using spatial multiplexing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
    • H04N13/207—Image signal generators using stereoscopic image cameras using a single 2D image sensor
    • H04N13/232—Image signal generators using stereoscopic image cameras using a single 2D image sensor using fly-eye lenses, e.g. arrangements of circular lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
    • H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50—Control of the SSIS exposure
    • H04N25/57—Control of the dynamic range
    • H04N25/58—Control of the dynamic range involving two or more exposures
    • H04N25/581—Control of the dynamic range involving two or more exposures acquired simultaneously
    • H04N25/585—Control of the dynamic range involving two or more exposures acquired simultaneously with pixels having different sensitivities within the sensor, e.g. fast or slow pixels or pixels having different sizes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/702—SSIS architectures characterised by non-identical, non-equidistant or non-planar pixel layout
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/222—Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
    • H04N5/262—Studio circuits, e.g. for mixing, switching-over, change of character of image, other special effects ; Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects
    • H04N5/272—Means for inserting a foreground image in a background image, i.e. inlay, outlay

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

201212645 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種固態攝影裝置，其可進行相位差 方式的自動對焦（auto focus )的對焦檢測（f〇cus和把⑷⑽） 及立體視覺（stereoscopic vision)用的視差圖像（paraUax image)的攝影。 【先前技術】 除主體圖像（subject image)的攝影之外亦可進行相 位差方式的自動對焦（以下，稱作相位差AF)的對隹檢測 的固態攝影裝置記載於專利文獻卜專利文獻2中。相位 差AF用的固態攝影裝置包含像素（以下，稱作相位差檢
測像素），該像素對入射至光電二極體（以下，稱作pD (photodiode))的受光面的光的角度具有左右的選擇性。 相位差檢測像素使將光朝向PD聚集的微透鏡(micros) 的光轴與形成在覆蓋PD的表面的遮光膜上的開口的中心 向右方向或左方向偏心。相位差八？用的固態攝影裝置中， 在攝影面㈣規定賴案㈣置多個池錢測像素。 ^在相位差AF用的固態攝影裝置中，當經由攝影光學 系統而在攝影面成像的主體圖像的焦點（f_)發生偏移 時，向右方向具有選擇性的各相位差檢測像素的像與向左 方向具有選擇性的各相位差檢測像素的像之間會發生位置 ，移。根據曰該位置偏移量而算出攝影光學系統的散焦 ef^cus)里，從而藉由使攝影光學系統移動而能夠進 相位差方式的自動對焦。 4 201212645. 寵料來’雜丨有錢f彡面獅騎相位差檢 ；f象素的固態攝影裝置。該固態攝影裝置中，包含向右方 ，具，選擇性的料位差檢測像素的圖像成為右眼圖像 he )，包含向左方向具有選擇性的各相位 差檢測像素的⑽成為纽圖像（LViewpQintimage)，從 而可取得產生兩眼視差的—對視點圖像（以下，稱作視差 2i。二般來說’為了取得視差圖像，必需準備兩組攝影 二巫固_影裝置’且將該些兩組攝影透鏡與固態攝影 置來進行攝影。與此相對，上述構成的固態攝 衫裝置中’ 1组攝影透鏡及固態攝影裝置即足夠，從而能 以簡便的構成來取得視差圖像。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開昭59_33409號公報 [專利文獻2]日本專利特開2〇00_156823號公報 在使遮光膜的開口偏心而形成相位差檢測像素的構成 中’必需相應於該偏^的量來使開口的面積縮小。因此， 與微透鏡的光軸與較膜的.的中心—致的通常的像素 相較’、產生感度降低的問題。*且，關於相位差檢測像素 的構成，除上述以外，使微透鏡的光軸相對於pD的受光 面的中心而偏離的方法亦為人所知，但該情況下為了使光 不會進入鄰接的像素而使微透鏡的直徑減小。其結果，該 構成同樣會導致相位差㈣像素的歧的降低。因此，在 具有相位差檢測像素的固態攝影裝置中，期望實現相位差 201212645 •mf 檢測像素的感度的提高。 【發明内容】 本發明的目的在於提供一種使相位差檢測像素的 提尚的固態攝影裝置。 又 為了達成上述目的，本發明的固態攝影裝置包括像素 組（pixel set)、像素列（pixel r〇w)及攝影面。上述像素 組包括具有儲存與人射絲應的電荷的光電轉換部的則固 (N為2以上的整數）像素、及使光朝向上述各像素聚集 的微透鏡。以上述各光電轉換部相對於縱橫比約為丨 的矩形的區域的橫方向的中^成為線對稱或 式排列上述各較。上额魏料光_上述矩形2 的中心大致-致的方式配置，並且比上述矩形區域的縱方 向的寬度更大，且為上述矩形區域的上述橫方向的長度以 下。上述像素列藉由在上述橫方向排列多個上述像素組而 構成。上述攝影面將上述像素列在上述縱方向上排列多 個’且鄰接的上述各像素列之間在上述橫方向上僅錯開以 上述矩形區域的-半。而且’從上述微透鏡的上述矩形區 域突出的部分進入至鄰接的像章列内橫向排列的兩個像素 組的兩個微透鏡之間。 … 理想的疋上述像素列在上述攝影面的水平方向上延 伸，上述微透鏡在傾斜45度方向上排列。 上述像素組具有彩色濾光片。理想的是彩色濾光片以 與上述微透鏡同樣地在傾斜45度方向上鄰接的陣列，而排 列在上述攝影面上。 6 201212645. 上述彩色濾光片包括使紅色的光透過的紅色彩色濾光 片、使綠色的光透過的綠色彩色濾光片、及使藍色的光透 過的藍色彩色濾光片。包含在傾斜45度方向上鄰接而配置 的兩個上述綠色彩色濾光片及與該些各綠色彩色濾光片鄰 接且彼此在傾斜45度方向上鄰接而配置的兩個上述紅色 彩色濾光片而構成第1濾光片組。將該第1濾光片組的上 述各紅色彩色濾光片替換為上述藍色彩色濾光片而構成第 2濾光片組。理想的是上述各色的彩色濾光片的該些各濾 光片組以棋盤格狀排列在上述攝影面。 理想的是上述彩色渡光片為使正方形旋轉大致45度 而成的形狀，大小為其對角線的長度與上述矩形區域的上 述橫方向的寬度大致相同，且其中心、與上述微透鏡的光軸 一致。 =想的是上述各像素在上述㈣2時成為正方形，以 :平方向及垂直方向上鄰接的單一正方 square lattlce)陣列而在上述攝影面排列。 伸，可在上述攝影面的傾斜45度方向上延 該情況ί，理水平抑錢直方向上_而排列。 像二:==2置時，⑻ 部、或上述内的上述各像素的上述光電轉換 央的方式遮光賴口部以靠近上述微透鏡的中 理想的是上述像相在上述N為3〜5時，在上述矩 201212645 形區域的上述橫方向上延伸。 像辛ίΠ固像素為第1像素〜第5像素時，上述第] f配置於上述矩形區域的中央。上述第2 素在上述第1像素的右侧配置成 ” 第5像素在上述第1像素的左側配置成 理4的是在將上述矩舰域的上述縱方向的寬卢設) A時，上述微透鏡形成為直徑為的大 微透鏡亦可形成為具有以正方職的㈣^ ^ 形狀。上额魏树為上雜餘的上述橫方向的長力 與長軸的長度大致相同的半橢圓球狀。 [發明的效果] 、本發明中，以跨越多個像素的方式設置丨個微透鏡， 並將各4像素作為相位差檢測像素。微透鏡形成為其直徑 或者最大寬度比各像素的設置著光電轉換部的矩形區域的 縱方向的寬度更大。並且，以從該區域突出的部分進入至 鄰接的像素列的相向的兩個像素組的各微透鏡之間的方 式，排列多個像素組而構成攝影面。如此，與使遮光膜的 開口偏心而形成的相位差檢測像素等相比，微透鏡的直徑 增大，從而可提高作為相位差檢測像素的各像素的感度。 【實施方式】 〜 如圖1及圖2所示，作為固態攝影裝置的電荷搞合元 件（Charge Coupled Device，CCD)影像感測器1〇包括像 素組16。各像素組16包括具有光電二極體（以下稱作pD) 8 201212645 jyjuzpif 第n2兩個像素12及像素13、微透鏡“及彩色 :光電轉換部。各像素12、像素13彼此二向:: 微透鏡14對應於各像素12、像素13而設置， :ί=!!12、像素13聚集。彩色攄光片15設置於 僅祕#供、13與微透鏡14之間。並且’彩色滤光片 集的光中狀顏色（波長）的光入射 至各像素12、像素13。 12、像素13在攝影面2G (參照圖2)上分別 =成為^大小的正方形，且以彼此的邊相接的方式而配 1形成為正方形，以其中心、與各像素12、13的中 二-致的方式而形成。半導體基板上的像素組16的區域 17形成為縱橫比約為丨：2的矩形，各像素12、像素13 為17㈣方向（長度方向）的中心而成 ^線對％。另外，準確地而言，醜的形狀是指經由遮光 膜的開口而露出的部分的形狀。 微透鏡14形成為半球狀，以其光軸與各像素12、像 :泰的中間’即區域17的中心一致的方式而配置。該微 、鏡14亦可為將現有的兩個微透鏡分別以纽靠近而合體 1個且擴大了尺寸的構成。此處，A為區域U的縱方向 度方向正交的方向）的寬度。另外，現有的微透鏡 =曰、> 軸與PD11 $中心一致，且直徑大致等於對應的像 素的區域的微透鏡。 正方形的純濾、光片（彩色航片區段（segment)) 201212645.f 15以旋轉45度的狀態而形成，且以其中心與微透鏡14的 光軸一致的方式而配置。而且，彩色濾光片15以其對角線 的長度為2A，亦即為區域17的橫方向的寬度的大小來形 成》微透鏡14以成為該彩色濾光片15的内切圓的大小來 形成。該大小為能夠排列配置像素組16的微透鏡14與彩 色遽光片15的最大的尺寸。 在彩色濾光片15為正方形的情況下’其一邊的長度B 為WA，其面積為2A2。亦即，彩色濾光片15的面積成為 各像素12、像素13的面積的2倍。而且，彩色濾光片15 的一邊的長度B與微透鏡14的直徑相等。因此，微透鏡 14的外形圓（outlinecircie)(將B設為直徑的圓）的面積 為πΑ2/2。因以A為直徑的現有的微透鏡的外形圓的面積 為πΑ2/4，故可知像素組16的微透鏡14的外形圓的面積 成為習知的微透鏡的外形圓的面積的2倍。 CCD影像感測器以像素組16的區域Π的橫方向 (長度方向）與水平方向平行的方式，在該橫方向上排列 多個像素組16,藉此構成像素列18。如圖2及圖3所示， CCD影像感測器1〇將該像素列18在區域17的縱方向（垂 直方向）上排列多個。並且，在鄰接的各像素列18間以第 1像素12彼此或第2像素13彼此不相鄰的方式，使一 僅以區域17的半間距而錯開。 CCD影像感測器1〇藉由以此方式來排列像素列a， 而構成用以進行被寫體的攝影的矩形狀的攝面 ， 外，圖2中，表示由3x66U8個像素組16來構成攝景^ 201212645 周知雜，魏是㈣衫⑽素組16 若將像素列18在縱方向上排列，則各像素& 13排列成在水平方向及垂直方向上鄰接的單—正方格子 =歹卜而且’與將像素排列成所謂的蜂窩（Wyc〇mb) 陣列的情況相同，微透鏡14與彩色渡光片15排列成在傾 處’水平方向是指形成為矩 〔的攝岭©20的左右方向，垂直方向是指攝影面別的 下方向。並且’傾斜45度方向是指相對於攝影面的 左右方向而傾斜45度的方向。 在鄰接的各像素列18之間僅以區域17的半間距，亦 即在水平方向上以相當於丨像素的距離而錯開，藉此微透 鏡14從區域17向上或下突出的部分進入至 =的對面的兩個像素組16的各微透鏡14之間。而且，從 心色遽光片15的區域I?向上下突出的部分進入至鄰接的 像素列18的對面的兩個像素组16的各彩色滤光片15之 間。藉此，CCD影像感測器10中，各像素12、像素13 在水平方向及垂直方向上無間隙地配置，微透鏡14與彩色 滤光片15在傾斜45度方向上無間隙地形成。 像素組16相對於入射至各像素12、像素13的光的角 度具有選擇性。具體而言，相對於微透鏡14的光軸而位於 右側的第1像素丨2中，自右方向進人至微透鏡14的光難 以入射。而且’相對於微透鏡14的光軸而位於左側的第2 像素13中，自左方向進入至微透鏡丨4的光難以入射。藉 11 201212645. yj^yif 此，左眼圖像（L視點圖像）入射至各第丨像素12中， 眼圖像（R視點圖像）入射至各第2像素13中。 右 各像素組16中，使用一個微透鏡14，以相對於各 素12、像素13的PD11的中心而使微透鏡14的光軸分 向反方向偏心的方式來配置微透鏡14，從而將各像素I?、 像素13作為相位差檢測像素。準確地說，在微透鏡 焦點距離與距離L1為同等程度的情況下，上述左右㈣ 係成立，其中上述距離L1是微透鏡14與決定的^ =區域的遮光膜開口部之間的距離。另外，微透鏡Η 的“、、點距離沒為距離L1以使人射光聚集於開口部。 =CCD影像感測器1M於數位相機等的圖像 裳置的情況下，於包含設置於攝影面2〇内的 |2的攝影信號的左關像與包含各第2像素13的攝^ =的右眼圖像巾，根據餘_像在咖娜感測器^ 進仃檢測，而可知攝影透鏡的對焦狀態。 门 如此’ CCD影像感測3|彳 像素12的左眼圖像與包含各’藉由使用包含第1 進行相位差方式的AF。❹卜13的右眼圖像’可 藉由使用各第i像素12與各影像感測器10中， 產生兩_的-_的戶^^3，而可進行取得 12 201212645 體基板3Q中没置垂直傳輸路Μν(：α^31及元件 刀=32。垂直傳輸路徑（VCCD)31將各歷與各顏 19電何向垂直方向傳輸。元件分離部32使各像素 Ά分離而使得在鄰接的各像素12、像素13間不 會引起電荷的移動。 VCCD31及元件分離部32針對各pDn的每列而設 VCCD31經由讀取閘極電晶體犯而與對應的各pDll 儲存於各PD11中的信號電荷經由該讀取閘極電晶 體^而被讀取至VCCD31中。VCCD31將所讀取的信號 電何朝向水平傳輸路徑（未圖示）在垂直方向（圖1中與 紙交的方向）傳輸。元件分離部32防止自PD11讀取 的k號電荷流入至相鄰列的VCCD31中。 η型半導體基板3〇的表面形成p井層％。pdii、 VCCD31、元件分離部32、讀取閘極電晶體犯形成於ρ ，層35的表層。CCD影像感測器1〇藉由使用周知的化學 氣相沈積法（CVD，Chemical Vapor Deposition)、濺鍍、 物理氣相沈積法（PVD，Physical Vapor Deposition )、摻雜 (doping)、光微影（ph〇t〇 lithography)、姓刻等的技術於 η型半導體基板3〇上形成各部來製造。 PD11藉由於ρ井層35的表層形成η型層而構成。pdii 根據入射至ΡΝ接合部的光而生成電子-電洞對，並將該電 子儲存於η型層中。另外，亦可於PD11的η型層的表面 形成用以抑制暗電流（dark current)或白缺陷（white defect) 的P型層。 13 201212645 VCCD31包含形成於p井層35的表層^型層。於 VCCD31上設置著傳輸電極4〇。讀取閘極電晶體抑包含 形成於P井層35的表層的p型層。於讀取閘極電晶體33 上包含傳輸電極41。各傳輸電極40、傳輸電極41中例如 使用低電阻多晶矽。 儲存於PD11中的信號電荷藉由對傳輸電極41施加電 壓而使讀取閘極電晶體33的電位發生變化，而被傳輸至 VCCD31。若對傳輸電極40施加電壓，則被傳輸至vccd31 的4§號電荷向垂直方向傳輸。藉此，經各pD11光電轉換 而儲存的信號電荷由VCCD31向水平傳輸路徑傳輸。、 元件分離部32配置於PD11與VCCD31之間。元件分 離部32包含形成於p井層35的表層的p +層。元件分離 部32為提咼與構成PD11的η型層及構成VCCD31的η 型層為相反導電型的雜質的濃度的位能壁障（p〇tential barrier)。藉此’元件分離部32防止信號電流向相鄰的pD11 用的VCCD31流入。 於表面形成著傳輸電極40、傳輸電極41的p井層35 上設置遮光膜42。遮光膜42以覆蓋VCCD31、元件分離 β 32、及項取閘極電晶體33的整個表面的方式而形成。 而且，遮光膜42中設置著使PD11的受光區域露出的開口 42a。藉此，遮光膜42防止多餘的光入射至pdii以外的 部分。s玄遮光膜42中例如使用鶴（tungsten )。 於遮光膜42上設置著平坦化層43，於該平坦化層43 上設置著彩色濾光片15與微透鏡14。平坦化層43填埋藉 201212645. 由傳輪電極40、傳輸電極41等而產生的基板上的凹凸， 且構成用以形成彩色濾光片15的平面。該平坦化層43中 使用可進行蝴鱗石夕玻璃⑶沉啦哪⑹此攸以撕’册犯） 等的回流（reflow)處理的具有透光性的材料。另外，亦 有時於平坦化層43内藉由具有比平坦化層43的折射率更 大的折射率的材料，例如藉由氮化矽（SiN)等而形成向 下凸、向上凸或者向上下凸的層内透鏡（圖示省略> 彩色濾光片15由被稱作彩色光阻（colorresist)的高 分子材料而以薄膜狀形成於平坦化層43上。微透鏡14中 使用有機薄膜或者氮化石夕（siN)等。微透鏡14藉由如下 而形成：例如於彩色濾光片15上製成siN的材料膜，且 於該材料膜上根據各像素對16的排列圖案來塗佈抗蝕 劑，利用熱處理使該抗|虫劑熔融而成形為半球狀，並藉由 各向異性（anisotropy)的蝕刻使抗蝕劑的形狀轉印至材料 膜。或者，亦有時利用熱處理使彩色濾光片15上的有機膜 自身熔融而形成為半球狀，從而製成微透鏡14。 如圖4所示，彩色濾光片15包括使紅色的光透過的紅 色彩色濾光片15R、使綠色的光透過的綠色彩色濾光片 15G、及使藍色的光透過的藍色彩色濾光片15B。該些各 色的彩色濾光片（彩色濾光片區段）15R、彩色濾光片15g、 彩色濾光片15B分別各別地設置於各像素組16，因此像素 組16的兩個像素12、像素13為相同顏色。另外，各圖中， 無影線（hatching)的部分表示紅色，點的影線表示綠色， 斜線的影線表示藍色。 15 201212645. 各色的彩色濾光片15被劃分為第1濾光片組5〇與第 2濾光片組52，且該些各濾光片組50、濾光片組52以棋 盤格狀的圖案配置。第1渡光片組50包括在傾斜45度方 向上鄰接而配置的兩個綠色彩色濾光片15G，及與該些各 綠色彩色滤光片15G鄰接且彼此在傾斜45度方向上鄰接 而配置的兩個紅色彩色濾光片15R。第2濾光片組52是將 該第1濾光片組50的各紅色彩色濾光片15R替換為藍色 彩色濾光片15B而成。 若以此方式來排列各色的彩色濾光片15R、彩色濾光 片15G、彩色濾光片15B，則構成綠色彩色濾光片15〇在 傾斜45度方向上排列的列及兩個紅色彩色濾光片15R與 兩個藍色彩色;慮光片15B交替在傾斜45度方向排列的 列。該些各列在與列正交的方向上交替排列。而且，在與 列正交的方向上，紅色彩色濾光片15R與藍色彩色濾光片 15B隔著綠色彩色濾光片15G而交替排列。 ▲该彩色濾光片15的排列與如下的所謂的蜂窩構造的 固態攝影裝置的彩色濾光片的排列相同，即，使像素排列 成傾斜45度的陣列，將傾斜45度方向上鄰接的一對像素 中的-方設為高感度用，另—方設為低感度用，且混合該 些各像素的像素值，藉此取得動祕圍（dy_ie 廣的圖像。 如此，根據本實施形態，能夠使與各像素12、像素13 對應的微透鏡14的面積成為習知的微透鏡的®積的2倍。 因此與使遮光臈的開口偏心而形成的情況相比可提高像 201212645 素的感度。 而且’本實施形態的各像素組16的排列適合於取得動 態範圍廣的圖像。例如，於取得用以進行相位差方式的AF 控制的圖像或進行單眼3D攝影而取得產生兩眼視差的一 對圖像時，因像素組16的各像素為相同顏色，故可將一方 設為高感度用，另一方設為低感度用，藉此可實現該些圖 像的廣動態範圍化。 上述實施形態中，是將各濾光片組5〇、濾光片組52 配置成棋盤格狀，但亦可例如圖5所示，在與相同顏色的 彩色濾光片15排列的方向正交的方向上以將各濾光片組 50、濾光片組52排成一列的方式交替配置成條紋圖案。該 情況下，在與綠色彩色濾光片15G於傾斜45度方向排列 的列正父的方向上，將紅色彩色濾光片15R或藍色彩色滤 光片15B的相同顏色的彩色濾光片15隔著綠色彩色濾& 片15G而連續地排列。 而且，上述實施形態的構造中，越接近微透鏡14的中 央正下方，則PD11的感度越高。因此，亦可如圖6所示 的CCD影像感測器60的像素组62般，將PD64的位置配 置在靠近微透鏡14的中央處。 上述實施形態中，微透鏡14成為半球狀，但亦可例如 圖7所示的CCD影像感測器7〇的像素組72般，使用具 有正方形狀的外形的凸曲面的微透鏡74。該微透鏡74以 T排列配置像素對72的大小’亦即’底面的形狀接近對角 線的長度為2A的正方形的方式，使半球狀的透鏡正方形 17 201212645 可接樣’與半球狀的透鏡相比，使面積擴大，因此 了“各像素12、像素13的感度。
的妒It如圖8所示，亦可將像素組75上的微透鏡76 “二為半橢圓球狀。微透鏡76的底面形成為具有2A 盥F托比A稍大的短軸的橢圓形。微透鏡76以其光軸 4-i/i的中心一致的方式而配置。藉此，微透鏡76的 垃认⑨的7貞點部分進人至形成在垂直方向的上侧或下侧鄰 接的一對微透鏡76之間的間隙内。 而且’彩色濾光片（彩色滤光片區段）77形成為與形 成為上述橢圓形的微透鏡76的底面外切的六角形狀。彩色 濾光片77在微透鏡76形成為半橢圓球狀的情況下，亦可 於攝影面無間隙地形成彩色濾光片77。 此處，垂直方向上鄰接的各微透鏡Μ的最接近部分 1 P2 P3、P4的座標，在將像素的一邊的長度設為a， 區域17的中心P0設為原點時，分別為Pl= (A/2, A/2)， P2 = ( Α/2, ·Α/2 )，P3 = (-A/2, A/2 )，P4 = ( A/2, -A/2 )。 而且，該些四個點Ρ1〜點Ρ4為微透鏡76與彩色濾光片 Π的接點。另外，圖8中，各微透鏡76形成為頂點部分 尖的六角形狀，但於實際製造中，因頂點（角）部分為圓 形’故成為光滑的六角形狀。 I成為半球狀的微透鏡14及形成為矩形狀的彩色滅 光片15中’在彩色滤光片15的四角的部分，向比微透鏡 14的外形更外侧突出的空白的部分相對較寬。因此，擔心 因傾斜入射至該空白的部分的光而產生混色。與此相對， 18 201212645 上述的微透鏡76及彩色濾光片77中，彩色濾光片77形成 為更接近圓形的六角形狀，因此與微透鏡〗4及彩色濾光片 15的構成相比可縮小空白的面積，從而亦可抑制混色的發 生。 x 進而’形成為半橢圓球狀的微透鏡76與形成為半球狀 的微透鏡14相比，可增大與各像素12、像素13重疊的部 分的面積。因此’如圖8所示，即便PD11的遮光膜的開 口區域11a形成為與先前相同的矩形狀，因開口區域山 不會自微透鏡76突出，故可防止各像素12、像素 而且’若將微透鏡76與彩色遽光片77形成為橫長形’ 與像素組75的縱觀同樣地，將频軸與絲的比亦設為 1 : 2，則可縮短自開口區域Ua的端部至微透鏡76的端部 為止的最大轉。藉此’帛贿域透鏡？6折射的光入射 至開口區域11a的折射角亦變小，從而有利於感度。因此， 橫長形的微透鏡76或彩色濾、光片77非常適合於單眼3D 气用以取知相位差信號的像素構造。而且，因微透鏡 6為k長形’故與為半球狀時相比，因可提高光對於 的聚光效率， ^ =圖7的實施形態中，各像素12、像素13排列 子陣列，且微透鏡14與彩色渡光片15排列 ’但亦可與其相反地以如圖9所示的CCD 衫像感測裔80的方式而構成。 CCD讀感測器別包括像素組85，該像素組85包 201212645 各第1及第2兩個像素8卜像素82、微透鏡83及彩色滤 光片84。各像素81、像素82形成為使正方形旋轉奶度而 成的形狀，且在傾斜45度方向上鄰接而配置。微透鏡肋 與上述實施形態的微透鏡14同樣地 形成為正方形^朴讀微透鏡83的;^ΪΓ方 式而配置。 CCD影像感測器8〇將各像素81、像素犯的排列的 區域86的長度方向與傾斜45度方向設為平行在該長度 方向上排列多個像素組85，藉此構成像素列耵。c^D = 像感測器80在區域86❸寬度方向上排列多個像素列^ 而且，以於鄰接的各像素列87内第丨像素81彼此或第2 像素82彼此不相鄰的方式，將鄰接的各像素列87在長度 方向上僅錯·域86的—半，藉此構成矩形狀的攝影ς 88。 ,CCD影像感測器80藉由使各像素組85排列而構成攝 影面88，將各像素81、像素82排列成傾斜45度的陣列， 且將微透鏡83與彩色濾光片84排列成單一正方格子陣列 狀。於此種構成中，亦與上述實施形態同樣地可提高作為 相位差檢測像素的各像素81、像素82的感度。另外，認 為該C C D影像_ n 8 〇的構成是將上述實施㈣的c c d 影像感測器10的構成旋轉約45度而成。 在CCD影像感測器8〇中配置紅色、綠色、藍色的各 色的彩色濾光片（彩色據光片區段）84R、彩色滤光片_、 彩色滤光片84B的情況下，如圖1G所示，較佳為將配置 201212645 成格子狀的2x2的四個彩色濾光片中的 色彩色遽光片84G，剩餘兩個中的-個設為紅 片84R，另-個設為藍色彩色濾光片84β，設為將該= 色;慮光片作為1_在各像素祕巾排列的所謂的拜耳陣 列（Bayer array )。 CCD影像感測器8Q的構成中，丨的感度最大的光 的入射角並非來自單—的左右方向，而是來自傾斜方向。 更具體而言’相對於微透鏡83的光軸而位於左斜上方向的 第1像素81巾’針對自右斜下方向人射的光的感度為最 大。相對於微透鏡83的光軸而位於右斜下方向的第2像素 82中’針對自左斜上方向人射的光的感度為最大 。因此， 與將各像素排列成單-正方格子陣列的情況相比，擔心生 成視差圖像所需的來自左右方向的光的感度會降低。 因此’亦可如圖11所示的CCD影像感測器90的像 素組92般’設為使第1像素81的pD93向下方向偏心， 使第2像素82的PD94向上方向偏心的構造。這樣，若使 各像素81、像素82的PD93、PD94偏心，使各PD93、PD94 的中心接近微透鏡83及彩色濾光片84的左右方向的中心 線CL ’則各PD93、PD94的感度最大的光的入射角靠向 左右方向’因此可提高生成視差圖像所需的來自左右方向 的光的感度。進而’若如上述般使各PD93、PD94偏心， 則各PD93、PD94整體靠近微透鏡83的光軸，因此不僅 來自左右方向的光的感度可提高，而且各像素81、像素82 的整體的感度亦可提高。 21 201212645 另外，就各PD93、PD94的偏心方向而言，只要 心接近中4 CL，則可為任意的方向。然而，在各像 81、像素82傾斜45度排列，並且第1像素81相對於微透 鏡83的綠而位於左斜上方向，第2像素82相對於 鏡83的光軸而位於右斜下方向的情況下，當使第丨 81的PD93向下方向偏心’使第2像素82的ρ_向上方 向偏心時，可使各PD93、PD94的中心最接近中心線CL。 =向各酬、腦的偏心方向較佳為如上述般設為上 另外，在使各PD93、PD94偏心的情 聰、腦姆於_86的長度方向財心成為旋= 上述實施形態中，已表示將各pDU設為線稱 =更各湖、PD94如上述般為旋轉對稱 二 素8卜像素82作為相位差檢測像素而適當地發揮功能 上述實施形態中，各傻音後本η ^輝力月匕 =體二上的縱橫比約…的== =::=、像素13’但像素組”所包 同矩=二12所示的像素組1〇°般’將形成為相 =區域17,度方向上。各像素101 i中3_Ιδ又置者形成為相同矩形狀的PD104。各PD1〇4以 其中心與各像素101 合尸順 式而分別配置。像素⑽、像素103的中心一致的方 22 201212645 因此’各PD104以區域17的長度方向的中心為界而 成為線對稱。而且’設置在中央的第2像素1〇2的〇4 的中心與微透鏡14的光軸一致。如此，在具有三個 101〜像素103的像素組100中，可由各像素1〇1〜^象素 獲得三個相位差資訊。並且，如果獲得更多的相位差資訊， 則可相應地提高相位差AF的檢測精度。 S ’ 而且’亦可如圖13所示的像素組11〇般，將形成 同矩形狀的第1〜第4四個像素111、像素112、像素ij3、 像素114排列設置在區域17的長度方向上。各像素in : 像素II3、像素m中設置著形成為大致相同的 =狀的職5。各PD115的中心與各像素m、= 相對HI3/像素114的中心一致。因此，各PD115 110中，度方向的中心成為線對稱。該像素組 藉由各像素111〜像素114而獲得四個 訊’因此可進—步提高相位差AF的檢測精度。 形狀Si圖二所示的像素組120中’將形成為相同的矩 =像;Τ95五個像素121、像素122、像素心像 5個以外ί與^列在區域17的長度方向上。除像素為 省略其詳。明圖3所不的像素為4個的情況相同，因此 咖。圖第^示Γ素組⑽包括五個像素⑶〜像素 與第5像素上下2列，第4像素134 在第1像素131的左側設為上下2列。 23 201212645 17的中心大致—朗方式其中心與區域 下分割為2個而成的形 =3 J右側的部分上 像素135形成為將比區郎的第素134及第5 上下分割為2個而成的形狀。象素13丨更左側的部分
PdJ以成為矩形狀的PD136。該 一致的方^二1像素131的中心及微透鏡14的光軸 致的方式而配置。第2像素132〜第 設置著形成為相同矩形狀的则7。各；7 : 對應，132〜像素135的中心一致的方二4 久Pnn: ’ f置於像素組130的各像素131〜像素135、及 、D137的形狀不必為相同，亦可相對於區域17 的長度方向的中心而成為線對稱或旋轉對稱。 而且，由微透鏡14聚集的光的光量在光軸附近最高。 因此，具有微透鏡14的光軸上的PD的像素組丨⑽、像素 組120、像素組130 ,比起微透鏡14的光軸上不存在ρρ 的像素組16、像素組110，而可進一步提高感度。 上述各實施形態為CCD影像感測器，但本發明亦可 適用於互補式金屬氧化物半導體（complementary
Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)影像感測器等其他類 型的固態攝影裝置。尤其於背面照射型的CMOS影像感測 器中’能夠增大開口面積，抑制感度降低，且使微透鏡14 或彩色濾光片15與各像素12、像素13的PD11的距離遠， 24 201212645 jyjuzpif 增大像相對於焦點的偏移量，或縮小視差角，因此對於相 位差特性的最佳化而言較佳。 通常的CMOS影像感測器在微透鏡下形成著金屬的 配線層’且在該配線層下形成著PD。另一方面，背面照射 型CMOS影像感測器在微透鏡下形成PD，在PD下形成 配線層。亦即，背面照射塑CMOS影像感測器中使配線層 及PD的位置與通常的CMOS影像感測器相反地形成。 而且’如CCD影像感測器10般將各像素（比彩色濾 光片更下層的部分）排列成單一正方格子陣列的固態攝影 裝置，比起如CCD影像感測器80般將各像素排列成傾斜 45度的陣列的固態攝影裝置，生產廠商數更多，由此生產 數量亦特別多。因此，就技術或技術訣竅（kn〇w_h〇w)的 保存性、生產設備的充實性而言，認為單一正方格子陣列 的固態攝影裝置更優異。因此，本說明書中，表示了將各 像素排列成單一正方格子陣列的構成與排列成傾斜45度 的陣列的構成之兩種構成，但在考慮了相位差AF43d = 術的技術開發、開展的情況下，將各像素排列成單一正方 格子陣列的構成更優異。 上述像素組内的光入射區域野分離是將各pDU間物 理地分離，或者個遮光分_ σ朗位置。作 離光入射區域的方法，亦如圖16所示，有將遮光板(‘ (dmphragm)) 142 (pupil lens) 14〇 方法。 遮光板142如圖Π所示，形成為長邊的長度比瞳透鏡 25 201212645. 140的直徑長’短邊的長度比瞳透鏡14〇白勺直徑更短的 長方形狀。遮光板142藉㈣域構（未騎）而在遮住 透過曈透鏡140的中央的光的遮光位置（圖16中實線表示 的位置）與從瞳透鏡140退避的退避位置（圖16中兩點鏈 線表示的位置）之間移動。 ’ 瞳透鏡140及遮光板142較佳為用於背面照射型 態攝影裝置144中。如圖18所示，背面照射型的 裝置144的像素組150中，在第i像素151的咖= 第2像素152的PD152a之間不需要遮光膜，在像素㈣〇 内的大致整個面具有感度。 如圖19所示，當遮光板142位於退避位置時，已透 瞳透鏡140的左侧的光入射至像素組15〇的第丨像素丨5^ 已透過瞳透鏡140的右側的光入射至像素组15〇的第2係 素152。並且，已透過瞳透鏡14Q的中央的光人射 組150的各像素151、像素152的雙方。 ’、 透# = 當遮光板142位於遮光位置時，已透過睡 透鏡140的中央的光被遮光板142所遮住。因此，口 透過瞳透鏡14G的左侧的光人射至第丨像素151，^ 已透過瞳透鏡140的右側的光入射至第2像素152。/、 藉此，藉由使遮光板142位於退避位置，而 二，=像^ 15卜像素152的像素值，從而可進行2D =’藉由使遮光體142位於遮光位置，而取得包 ΐ進行的圖像與包含第2像素152的圖像，從而 仃攝衫。而且，藉由改變遮光板142的短邊的長 26 201212645t 度，而能夠調整成為3D攝影中重要指標的視差角（基線 長）。如此，將遮光板142組合在背面照射型的固態攝影裴 置144中，若將通過瞳透鏡140的中央的光遮住或使該光 通過，則能夠切換單眼3D功能與2D功能。 【圖式簡單說明】 圖1疋概略地表示CCD影像感測器的剖面構造的說 明圖。 圖2是表示攝影面的構成的說明圖。 圖3是表示像素組的構成的說明圖。 圖4是表示各像素的彩色濾光片的排列的說明圖。 圖5疋表示彩色;慮光片的其他排列例的說明圖。 圖6是表示PD的位置朝向彩色濾光片與微透鏡的中 心偏離的排列的說明圖。 圖7是表示微透鏡為正方形的例的說明圖。 圖8表表示微透鏡為半橢圓球的例的說明圖。 圖9是表示將各像素傾斜45度排列且使微透鏡與彩色 濾光片成為單一正方格子陣列的例的說明圖。 圖10是表示配置著拜耳陣列的彩色渡光片的例的說 明圖。 圖11是表示PD的位置朝向彩色遽光片與微透鏡的左 右方向的中心線偏心的排列的說明圖。 圖12是表示具有三個像素的像素組的例的說明圖。 圖13是表示具有四個像素的像素組的例的說明圖。 圖14是表示具有五個像素的像素組的例的說明圖。 27 201212645. jyjv^pif J不Π的五個像素的像素組的例 (Pupil position)設置光圈的例 圖15是表示具有大/ 的說明圖。 圖16是表示在瞳位置 的說明圖。 二:是是表二圈的構成的說明圖。 構成的說㈣。τ面照射型_態攝影裝置的像素組的 的說明圖。表τ® 17所717的固態攝影裝置的光的入射例 【主要元件符號說明】 ^、60、70、80、90 : CCD 影像感測器 、64、93、94、104、115、136、137、151a、152a :
Ua :開口區域 12、 81 :第1像素 13、 82 :第2像素 14、 74、76、83 :微透鏡 15、 15B、15G、15R、77、84、84B、84G、84R :彩 色遽光片 16、62、72、75、85、92、1〇〇、11〇、120、130、150 : 像素組 17 :區域 18、87 :像素列 20、88 :攝影面 28 201212645 30 : η型半導體基板 31 : VCCD 32 : 元件分離部 33 : 讀取閘極電晶體 35 : Ρ井層 40、 41 :傳輸電極 42 : 遮光膜 42a :開口 43 : 平坦化層 50 : 第1濾光片組 52 ： 第2濾光片組 86 : 區域 1(U、11卜12卜13卜151 :第1像素 102、 112、122、132、152 :第 2 像素 103、 113、123、133 :第 3 像素 114、124、134 :第 4 像素 125、135 :第5像素 140 :瞳透鏡 142 :遮光板 144 :固態攝影裝置 A :寬度 B :長度 CL:中心線 L1 :距離 PO :中心 PI、P2、P3、P4 :點 29

Claims (1)

  1. 201212645 七、争請專利範面： 1•一種固態攝影裝置，包括·· 換部:二=存與入射光相應的電荷的光電轉 約透鏡，以各上述光電轉換部相對於縱橫比 稱的方式向的中心成為線對稱或旋轉對 域的的方^配置’並且比上述矩形區 的長度町；、又更大，且為上述矩形區域的上述橫方向 構成像’藉由在上述橫方向上排列多個上述像素組而 都垃面’將上述像素列在上述縱方向上排列多個，且 像素列橫方向上僅錯開上述矩形 入1_半’從上述微透鏡的上述矩形區域突出的部分進 個==:素列内橫向排列的兩個上述像素組的兩 2·如申請專利範圍第1項所述之固態攝影裝置，其 中 、 ^述像素列在上述攝影面的水平方向上延伸，上述微 透鏡在傾斜45度方向上排列。 中3.如申請專利範圍第2項所述之固態攝影裝置，其 上述像素組具有彩色渡光片，上述彩色渡光片以與上 30 201212645 一夕」气pit 述微透鏡同樣地在傾斜45度方向上鄰接_列，而排列在 上述攝影面上。 4.如申請專利範圍第3項所述之固態攝影裝置，其 中 、 上述彩色濾光片包括使紅色的光透過的紅色彩色濾光 片、使綠色的光透過的綠色彩色濾光片、及使藍色的光透 過的藍色彩色濾光片； 各色的上述彩色濾光片被分類為第1濾光片組與第2 濾光片組，且各上述濾光片組以棋盤格狀排列在上述攝影 面上述弟1遽光片組包含在傾斜45度方向上鄰接而配置 的兩個上述綠色彩色遽光片、及與各上述綠色彩色遽光片 鄰接且彼此在傾斜45度方向上鄰接而配置的兩個上述紅 色彩色濾光片’上述第2遽光片組是將上述第丨滤光片組 的各上述紅色彩色濾光片替換為上述藍色彩色濾光片而 成。 5·如申請專利範圍第4項所述之固態攝影裝置，其 中 上述彩色遽光片為使正方形旋轉大致45度而成的形 狀’大小為其對角線的長度與上述矩形區域的上述橫方向 的寬度大致相同，且其中心與上述微透鏡的光軸一致。 6，如申請專利範圍第5項所述之固態攝影裝置，其 中 上述N為2; 上述各像素成為正方形，以在水平方向及垂直方向上 31 201212645 v〆《^ 鄰接的單-正方格子_而在上述攝影面排列。 中I如申請專利範圍第1項所述之固態攝影震置，其 、㈣列在上述攝影面的傾斜&度方向上延伸，上 述微透鏡在水平方向及垂直方向上鄰接而排列。 中I如申請專利範圍第7項所述之固態攝影裝置，其 上鄰二a成為2個正方形的像素一度方向 令9. #申請專利範圍第8項所述之固態攝影農置，其 上it、m且内的各上述像素的上述光電轉換部、或各 tti素的遮光膜開口部以靠近上述微透鏡的中央的= 中10.如申清專利範圍第J項所述之固態攝影裝置其 方向上^伸A 5上述像素列在上述矩形區域的上述橫 中U.如申請專利範圍第1項所述之固態攝影裝置，其 上述N個像素為第1像素〜第5像素， 配置於上述矩形區域的中央， = 素在上述第1像素的右侧配置成上下J 及上述第5像素在上述第1像素的左側配置成上下2^素 32 201212645 中12·如申請專利範圍第1項所述之固態攝影裝置，其 、在將上述矩形區域的上述縱方向的寬度設為A時， 述微透鏡形成為直徑為Wa的大致半球狀。 13.如中請專利翻第丨項所述之㈣攝影震置， 中 其 上述微透鏡形成為具有大致正方形狀的外形的凸曲面 狀的形狀β 14.如申請專利範圍第1項所述之固態攝影裝置，1 上述微透鏡為上述像素組的上述橫方向的長度盘長轴 的長度大致相同的半橢圓球狀，且以上述 上述矩形區域的中心大致一致的方式來 九釉與 33
TW100128748A 2010-08-24 2011-08-11 Solid-state imaging device TW201212645A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010187214 2010-08-24
JP2011132055 2011-06-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201212645A true TW201212645A (en) 2012-03-16

Family

ID=45723299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100128748A TW201212645A (en) 2010-08-24 2011-08-11 Solid-state imaging device

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8772892B2 (zh)
JP (1) JP5513623B2 (zh)
KR (1) KR101590146B1 (zh)
CN (1) CN103081457B (zh)
TW (1) TW201212645A (zh)
WO (1) WO2012026292A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102809867A (zh) * 2012-08-14 2012-12-05 深圳超多维光电子有限公司 一种立体显示装置
TWI636557B (zh) * 2013-03-15 2018-09-21 新力股份有限公司 Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic device
TWI797514B (zh) * 2019-12-05 2023-04-01 美商豪威科技股份有限公司 具有共享微透鏡及極化像素之影像感測器

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI504256B (zh) * 2008-04-07 2015-10-11 Sony Corp 固態成像裝置，其訊號處理方法，及電子設備
JP5620992B2 (ja) * 2010-07-12 2014-11-05 富士フイルム株式会社 固体撮像装置
JP6029266B2 (ja) * 2011-08-09 2016-11-24 キヤノン株式会社 撮像装置、撮像システムおよび撮像装置の製造方法
JP5864990B2 (ja) * 2011-10-03 2016-02-17 キヤノン株式会社 固体撮像装置およびカメラ
KR101334099B1 (ko) * 2011-11-17 2013-11-29 (주)실리콘화일 이중 감지 기능을 가지는 기판 적층형 이미지 센서
CN104025579B (zh) * 2011-12-27 2016-05-04 富士胶片株式会社 固体摄像装置
JP6131546B2 (ja) * 2012-03-16 2017-05-24 株式会社ニコン 画像処理装置、撮像装置および画像処理プログラム
JP6216540B2 (ja) * 2012-05-30 2017-10-18 ローム株式会社 有機ｅｌ発光装置およびその製造方法、および積層カラーフィルタ
CN104350739B (zh) * 2012-06-07 2016-05-11 富士胶片株式会社 摄像元件及摄像装置
CN104380168B (zh) * 2012-06-19 2016-04-20 富士胶片株式会社 摄像装置及自动调焦方法
US8890221B2 (en) * 2012-09-21 2014-11-18 Aptina Imaging Corporation Backside illuminated image sensor pixels with dark field microlenses
JP6120523B2 (ja) * 2012-10-24 2017-04-26 オリンパス株式会社 撮像素子及び撮像装置
CN104813212B (zh) * 2012-11-20 2017-02-22 富士胶片株式会社 摄像装置及曝光确定方法
JP6234024B2 (ja) * 2012-11-21 2017-11-22 オリンパス株式会社 撮像素子、及び撮像装置
JP6231741B2 (ja) 2012-12-10 2017-11-15 キヤノン株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
US20150332433A1 (en) * 2012-12-14 2015-11-19 Konica Minolta, Inc. Imaging device
WO2014097899A1 (ja) 2012-12-21 2014-06-26 富士フイルム株式会社 固体撮像装置
US20140183334A1 (en) * 2013-01-03 2014-07-03 Visera Technologies Company Limited Image sensor for light field device and manufacturing method thereof
JPWO2014112002A1 (ja) * 2013-01-15 2017-01-19 オリンパス株式会社 撮像素子、及び撮像装置
US9160942B2 (en) * 2013-07-11 2015-10-13 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state imaging sensor, ranging device, and imaging apparatus
JP2015056530A (ja) * 2013-09-12 2015-03-23 株式会社東芝 固体撮像装置及びその製造方法
JP2015109314A (ja) * 2013-12-03 2015-06-11 株式会社東芝 固体撮像装置
JP6233188B2 (ja) * 2013-12-12 2017-11-22 ソニー株式会社 固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器
US10680022B2 (en) 2013-12-12 2020-06-09 Sony Corporation Solid state imaging device, manufacturing method of the same, and electronic equipment
JP6115787B2 (ja) * 2013-12-18 2017-04-19 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
JP6408372B2 (ja) * 2014-03-31 2018-10-17 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置及びその駆動制御方法、並びに、電子機器
JP6418785B2 (ja) * 2014-05-21 2018-11-07 キヤノン株式会社 撮像素子、その制御方法、および制御プログラム、並びに信号処理装置
KR20160028196A (ko) 2014-09-03 2016-03-11 에스케이하이닉스 주식회사 위상차 검출 픽셀을 구비한 이미지 센서
CN107004685B (zh) 2014-12-18 2022-06-14 索尼公司 固体摄像器件和电子装置
JP6676393B2 (ja) * 2015-03-11 2020-04-08 キヤノン株式会社 固体撮像素子およびそれを備える撮像装置
FR3036851B1 (fr) 2015-05-29 2017-06-23 Commissariat Energie Atomique Photodetecteur a haut rendement quantique
US10686001B2 (en) * 2015-09-30 2020-06-16 Nikon Corporation Image sensor and image-capturing device
JPWO2017057277A1 (ja) * 2015-09-30 2018-07-26 株式会社ニコン 撮像素子および撮像装置
EP3171406B1 (en) * 2015-11-23 2019-06-19 ams AG Photodiode array
JP6716902B2 (ja) * 2015-12-11 2020-07-01 株式会社ニコン 電子機器
JP6600246B2 (ja) * 2015-12-17 2019-10-30 キヤノン株式会社 撮像装置及びカメラ
CN105590939B (zh) * 2015-12-18 2019-07-19 Oppo广东移动通信有限公司 图像传感器及输出方法、相位对焦方法、成像装置和终端
JP6755679B2 (ja) * 2016-03-04 2020-09-16 キヤノン株式会社 撮像装置
US10998357B2 (en) 2016-03-29 2021-05-04 Sony Corporation Solid-state imaging device having pixels with high and low sensitivity photoelectric conversion units, and electronic device including the same
US10033949B2 (en) * 2016-06-16 2018-07-24 Semiconductor Components Industries, Llc Imaging systems with high dynamic range and phase detection pixels
CN106488148B (zh) * 2016-11-01 2019-09-17 首都师范大学 一种超分辨率图像传感器及其构造方法
JP2018078405A (ja) * 2016-11-08 2018-05-17 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子、固体撮像素子の駆動方法、及び、電子機器
CN106596359A (zh) * 2016-12-28 2017-04-26 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种激光粒度仪
US20180301484A1 (en) * 2017-04-17 2018-10-18 Semiconductor Components Industries, Llc Image sensors with high dynamic range and autofocusing hexagonal pixels
US10567636B2 (en) * 2017-08-07 2020-02-18 Qualcomm Incorporated Resolution enhancement using sensor with plural photodiodes per microlens
CN107302653A (zh) * 2017-08-23 2017-10-27 信利光电股份有限公司 一种手机及镜头
KR20190085258A (ko) * 2018-01-10 2019-07-18 삼성전자주식회사 이미지 센서
KR20210056754A (ko) * 2019-11-11 2021-05-20 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센서
KR20220001702A (ko) * 2020-06-30 2022-01-06 삼성전자주식회사 이미지 센서를 포함하는 전자 장치
KR20220041351A (ko) * 2020-09-25 2022-04-01 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센싱 장치
JPWO2022163208A1 (zh) * 2021-01-29 2022-08-04

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5933409A (ja) 1982-08-19 1984-02-23 Olympus Optical Co Ltd 合焦検出装置
JP4011710B2 (ja) * 1998-01-23 2007-11-21 キヤノン株式会社 撮像装置
JP3592147B2 (ja) 1998-08-20 2004-11-24 キヤノン株式会社 固体撮像装置
KR100628231B1 (ko) * 2004-12-30 2006-09-26 동부일렉트로닉스 주식회사 사각 마이크로렌즈를 갖는 이미지 센서 및 그 제조방법
JP2007065330A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Canon Inc カメラ
JP4967296B2 (ja) * 2005-10-03 2012-07-04 株式会社ニコン 撮像素子、焦点検出装置、および、撮像システム
JP4915126B2 (ja) * 2006-04-10 2012-04-11 株式会社ニコン 固体撮像装置、および電子カメラ
JP4936429B2 (ja) * 2006-05-16 2012-05-23 シャープ株式会社 固体撮像装置の製造方法
JP4946294B2 (ja) * 2006-09-14 2012-06-06 ソニー株式会社 撮像素子および撮像装置
JP4826507B2 (ja) * 2007-02-27 2011-11-30 株式会社ニコン 焦点検出装置および撮像装置
JP5380782B2 (ja) * 2007-03-26 2014-01-08 株式会社ニコン 撮像装置
JP5277565B2 (ja) * 2007-05-31 2013-08-28 富士通セミコンダクター株式会社 固体撮像素子
JP5224879B2 (ja) * 2008-04-04 2013-07-03 富士フイルム株式会社 撮影装置
US7897986B2 (en) * 2008-04-17 2011-03-01 Visera Technologies Company Limited Microlens array and image sensing device using the same
JP5472584B2 (ja) * 2008-11-21 2014-04-16 ソニー株式会社 撮像装置
WO2010090133A1 (ja) * 2009-02-04 2010-08-12 株式会社 Ｒｏｓｎｅｓ 固体撮像装置
JP5359465B2 (ja) * 2009-03-31 2013-12-04 ソニー株式会社 固体撮像装置、固体撮像装置の信号処理方法および撮像装置
JP4764958B2 (ja) * 2009-11-20 2011-09-07 富士フイルム株式会社 固体撮像装置
JP2011221253A (ja) * 2010-04-08 2011-11-04 Sony Corp 撮像装置、固体撮像素子、撮像方法およびプログラム
JP5710510B2 (ja) * 2012-01-12 2015-04-30 株式会社東芝 固体撮像装置
JP5774501B2 (ja) * 2012-01-12 2015-09-09 株式会社東芝 固体撮像装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102809867A (zh) * 2012-08-14 2012-12-05 深圳超多维光电子有限公司 一种立体显示装置
CN102809867B (zh) * 2012-08-14 2016-07-06 深圳超多维光电子有限公司 一种立体显示装置
TWI636557B (zh) * 2013-03-15 2018-09-21 新力股份有限公司 Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic device
TWI797514B (zh) * 2019-12-05 2023-04-01 美商豪威科技股份有限公司 具有共享微透鏡及極化像素之影像感測器

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2012026292A1 (ja) 2013-10-28
CN103081457B (zh) 2016-04-13
CN103081457A (zh) 2013-05-01
KR101590146B1 (ko) 2016-02-01
US8772892B2 (en) 2014-07-08
JP5513623B2 (ja) 2014-06-04
KR20130094803A (ko) 2013-08-26
WO2012026292A1 (ja) 2012-03-01
US20130161774A1 (en) 2013-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201212645A (en) Solid-state imaging device
US10498990B2 (en) Imaging systems with high dynamic range and phase detection pixels
US9070799B2 (en) Solid state imaging device with microlens shifted from the center of the photo diode
US10015416B2 (en) Imaging systems with high dynamic range and phase detection pixels
KR102437162B1 (ko) 이미지 센서
US20180288398A1 (en) Asymmetric angular response pixels for singl sensor stereo
CN208538863U (zh) 像素、像素阵列以及成像系统
CN103081106A (zh) 图像传感器和摄像设备
US20170047363A1 (en) Auto-focus image sensor
JP5566457B2 (ja) 固体撮像素子及びデジタルカメラ
US9667933B2 (en) Color and infrared filter array patterns to reduce color aliasing
KR101824265B1 (ko) 입체 촬상 방법 및 화소 행렬을 서브그룹으로 나눈 시스템
US20190067346A1 (en) Image sensors with high dynamic range and infrared imaging toroidal pixels
TW201336302A (zh) 固體攝像元件及照相機系統
US9797718B2 (en) Solid-state image sensor, distance measurement apparatus including the solid-state image sensor, and camera
CN111508979A (zh) 图像传感器
JP6017322B2 (ja) 固体撮像装置
TWI308796B (zh)
JP2012084816A (ja) 裏面照射型撮像素子及び撮像装置
JP2012038768A (ja) 固体撮像素子及び撮像装置
US11276721B2 (en) CMOS image sensors with per-pixel micro-lens arrays
JP2012211942A (ja) 固体撮像素子及び撮像装置
JP2011249445A (ja) 固体撮像素子の製造方法
WO2015062141A1 (zh) 3d cmos图像传感器的像素单元
TW202410429A (zh) 畫素相位偵測影像感測器