摄像组件的制作方法

专利名称：摄像组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具备进行光电转换的摄像元件的摄像组件。
背景技术：
近年来，使用CCD (Charge Coupled Device)图像传感器及 CMOS (Complementary Metal-oxide Semiconductor)图像传感器等摄像元件，将拍摄对象的图像转换为电信号， 将该电信号数字化进行记录的数字式摄像机得到普及。数字单镜头反射式摄像机具有检测拍摄对象图像的相位差的相位差检测部，由此 具备进行自动聚焦(以下，也简称为AF)的相位差检测方式AF功能。由于根据相位差检测 方式AF功能可检测散焦方向及散焦量，因而可缩短聚焦透镜的移动时间，具有可迅速聚焦 的优点(例如，专利文献1)。在现有的数字单镜头反射式摄像机中，为了将来自拍摄对象的 光导入相位差检测部，而在自透镜镜筒至摄像元件的光路上设有可进入/退出的可动反射
镜 ο另外，所谓的小型数字摄像机采用了具有通过摄像元件的视频AF的自动聚焦功 能(例如，专利文献2)。这样，在小型数字摄像机中，由于不需要使用将来自拍摄对象的光 导入相位差检测部的反射镜而实现了小型化。在这样的小型数字摄像机中，可边使摄像元 件曝光边进行自动聚焦。即，可以一边进行自动聚焦一边利用摄像元件进行各种处理，例 如，从在摄像元件上成像的拍摄对象取得图像信号，使其显示在设于摄像机背面的图像显 示部；或者记录到记录部。该视频AF的自动聚焦功能与相位差检测方式AF相比一般具有 精度高的优点。专利文献1 日本特开2007-163545号公报专利文献2 日本特开2007-135140号公报但是，如专利文献2的数字摄像机，在视频AF中不能瞬时检测散焦方向。例如，根 据对比度检测方式AF，通过检测对比度峰值而检测焦点，但是，如果不使聚焦透镜从现在的 位置进行前后移动等，不能检测对比度峰值的方向即散焦方向。因此，焦点检测需要时间。S卩，为了缩短焦点检测所需要的时间，还是相位差检测方式AF有利。但是，如专 利文献1的数字单镜头反射式摄像机那样，在采用相位差检测方式AF的摄像组件中，为了 把来自拍摄对象的光导入相位差检测部，需要使可动反射镜进入透镜镜筒至摄像元件的光 路。由此，不能一边进行相位差检测方式AF —边进行使用摄像元件的各种处理。另外，在 朝向相位差检测部的光路和朝向摄像元件的光路切换入射光的光路时，需要移动可动反射 镜，因该可动反射镜的移动而产生时滞及噪声。S卩，在现有的进行相位差检测方式AF的摄像组件中，由于与使用摄像元件的各种 处理相关联，非常不方便。

发明内容
本发明是鉴于这一点而设立的，其目的在于，提高使用摄像元件进行各种处理以及使用相位差检测部的相位差进行检测时的便利性。本发明人为解决上述课题进行了锐意研究，结果发现了利用透过摄像元件的光的 方法。即，通过使用透过摄像元件的光进行相位差检测方式的焦点检测，可去掉可动反射 镜，并且，通过摄像元件的处理和相位差检测可并行进行。另外，通过使光透过摄像元件，不 限于相位差检测，还可提高进行各种处理的便利性。但是，为了使光透过摄像元件而需要极薄地形成摄像元件，因此造成摄像元件强 度的降低。即，本发明的目的在于，提供一种既可使光透过摄像元件，又可确保该摄像元件 的强度的摄像组件。因此，本发明中，在摄像元件的基板上接合光学透明基板，以加固摄像元件。具体 而言，本发明的摄像组件具备具有半导体基板和设于该半导体基板的光接收部，通过光电 转换将由该光接收部接收到的光转换为电信号并使光透过的方式构成的摄像元件；和与所 述摄像元件接合并使光透过的光学透明基板。根据本发明，通过将光学透明基板接合于摄像元件，即使摄像元件极薄地形成至 能透光的程度，也能够加固该摄像元件。而且，由于通过用光学透明基板构成该加固用的基 板，可使光透过该光学透明基板，因而在光入射到摄像元件或者从摄像元件射出时，可防止 该光学透明基板妨碍该光的入射或者射出。


图1是实施方式1的摄像元件的剖面图；图2是摄像机的结构图；图3是摄像组件的剖面图；图4是摄像元件的平面图；图5是表示摄像元件和封装件的接合部的局部放大剖面图；图6是相位检测组件的平面图；
图7是摄像组件的立体图；图8是表示释放按钮完全按压之前的摄像动作的流程图；图9是表示释放按钮完全按压之后的摄像动作的流程图；图10是变形例1的摄像组件的剖面图；图11是变形例2的摄像元件的剖面图；图12是变形例3的摄像元件的剖面图；图13是表示变形例3的摄像元件与封装件接合的剖面图；图14是实施方式2的摄像元件的剖面图。符号说明1、201、401、501 摄像组件10、310、410 摄像元件Ila:基板(半导体基板)lib:光接收部15:滤色片(干涉滤色片)20,220 相位差检测组件(相位差检测部)
21a 聚光透镜221 聚光透镜层(聚光透镜)23a 分光透镜223 分光透镜层(分光透镜)24a,224 行传感器31 封装件
具体实施例方式下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。《实施方式1》对具备有本发明实施方式1的摄像组件1的摄像机进行说明。如图2所示，实施方式1的摄像机100为交换镜头式的单镜头数字摄像机，主要由 具有摄像机系统的主要功能的摄像机主体4、和可拆卸地安装于摄像机主体4的交换镜头7 构成。交换镜头7安装在设于摄像机主体4前面的机体卡口 41上。在机体卡口 41上设有 电切片41a。摄像机主体的构成摄像机主体4具有作为摄像图像取得拍摄对象图像的摄像组件1、调节摄像组件 1的曝光状态的快门组件42、用于除去入射到摄像组件1的拍摄对象图像的红外光和减轻 莫尔条纹现象的顶切断兼OLPF(Optical Low Pass Filter) 43、由液晶显示器构成且显示 摄像图像及实况图像及各种信息的图像显示部44、和机体控制部5。该摄像机主体4构成 摄像装置主体。在摄像机主体4设有对摄像机系统电源的开关进行操作的电源开关40a、和摄像 者在聚焦以及释放时进行操作的释放按钮40b。当利用电源开关40a使电源处于ON状态时，向摄像机主体4及交换镜头7的各部 供给电源。释放按钮40b为两级式，通过半按进行后述的自动聚焦及AE等，另一方面，通过完 全按下进行释放。摄像组件1的详情将在以后述及，是通过光电转换将拍摄对象图像转换为电信号 的装置。该摄像组件1的构成为，通过抖动修正组件45可在直达光轴X的平面内移动。机体控制部5包含机体微机50、非易失性存储器50a、控制快门组件42驱动的快 门控制部51、控制摄像组件1的动作并同时将来自摄像组件1的电信号进行A/D转换并输 出到机体微机50的摄像组件控制部52、进行例如来自卡片式记录介质及内部存储器即图 像存储部58的图像数据的读出以及将图像数据记录至该图像存储部58的图像读出/记录 部53、控制图像读出/记录部53的图像记录控制部M、控制图像显示部44显示的图像显 示控制部55、检测因摄像机主体4的抖动而产生的像抖动量的抖动检测部56、控制抖 动修正组件45的修正组件控制部57。该机体控制部5构成控制部。机体微机50为服务于摄像机主体4中枢的控制装置，进行各种序列的控制。在机 体微机50上例如搭载有CPU、R0M、RAM。而且，通过将存储于ROM的程序读入到CPU，可使机 体微机50实现各种功能。
该机体微机50以下述方式构成，即，输入来自电源开关40a及释放按钮40b的输 入信号，同时向快门控制部51、摄像组件控制部52、图像读出/记录部53、图像记录控制部 54及修正组件控制部57等输出控制信号，对快门控制部51、摄像组件控制部52、图像读出 /记录部53、图像记录控制部M及修正组件控制部57等执行各种控制。另外，机体微机50 进行后述的透镜微机80与微机间的通信。例如，根据机体微机50的指示，摄像组件控制部52对来自摄像组件1的电信号进 行A/D转换并输出到机体微机50。机体微机50对取得的电信号实施规定的图像处理而生 成图像信号。而且，机体微机50向图像读出/记录部53发送图像信号，并且，向图像记录 控制部M进行图像的记录及显示的指示，进行图像信号向图像存储部58的保存和图像信 号向图像显示控制部55的发送。图像显示控制部55基于发送来的图像信息控制图像显示 部44，使图像显示于该图像显示部44。在非易失性存储器50a中存储有与摄像机主体4有关的各种信息(主体信息)。 该主体信息中例如还包含有摄像机主体4的制造商名称、制造年月日、型号、安装于机体 微机50内的软件版本、以及固件升级相关信息等用于特定摄像机主体4的型号的信息(主 体特定信息)、关于摄像机主体4是否搭载有抖动修正组件45及抖动检测部56等用于修正 像抖动的方法的信息、关于抖动检测部56的型号及灵敏度等检测性能的信息、错误履 历等。另外，这些信息也可以取代非易失性存储器50a而存储于机体微机50内的存储部。抖动检测部56具备检测由手抖动引起的摄像机主体4的移动的角速度传感器。角 速度传感器以在摄像机主体4静止的状态下的输出为标准，根据摄像机主体4移动的方向 输出正负角速度信号。另外，在本实施方式中，为检测偏摆方向及俯仰方向这两个方向而设 有两个角速度传感器。将输出的角速度信号经过滤波处理、放大处理，利用A/D转换部转换 为数字信号而输出到机体微机50。交换镜头的构成交换镜头7构成用于将拍摄对象成像于摄像机主体4内的摄像组件1的摄像光学 系统，主要具有进行对焦的聚焦调节部7A、调节光圈的光圈调节部7B、通过调节光路而修 正像抖动的透镜用像抖动修正部7C、以及控制交换镜头7的动作的镜头控制部8。交换镜头7经由镜头卡口 71安装于摄像机主体4的机体卡口 41上。另外，在镜 头卡口 71上设有将交换镜头7安装于摄像机主体4时与机体卡口 41的电切片41a电连接 的电切片71a。聚焦调节部7A由调节焦点的聚焦透镜组72构成。聚焦透镜组72可在由交换镜 头7的规格确定的自最近合焦位置至无限合焦位置的区间在光轴X方向移动。另外，聚焦 透镜组72在利用后述的对比度检测方式检测合焦位置的情况下，由于需要夹持聚焦位置 可在光轴X方向前后移动，因此，比自上述的最近合焦位置至无限远合焦位置的区间更具 有可在光轴X方向前后移动的镜头位移余量区间。另外，聚焦透镜组72不一定非要用多个 透镜构成，也可以只用一个透镜构成。光圈调节部7B由调节光圈或者释放的光圈部73构成。该光圈部73构成光量调 节部。镜头用像抖动修正部7C具有抖动修正透镜74、使抖动修正透镜74在直至 光轴X的平面内移动的抖动修正透镜驱动部74a。
镜头控制部8具有透镜微机80、非易失性存储器80a、控制聚焦透镜组72的动作 的聚焦透镜组控制部81、接收聚焦透镜组控制部81的控制信号而驱动聚焦透镜组72的聚 焦驱动部82、控制光圈部73的动作的光圈控制部83、检测交换镜7抖动的抖动检测部84、 以及控制抖动修正透镜驱动部7 的抖动修正透镜组件控制部85。透镜微机80为服务于交换镜头7中枢的控制装置，与搭载于交换镜头7的各部 连接。具体而言，在透镜微机80上搭载有CPU、ROM、RAM，通过将存储于ROM的程序读入到 CPU，可实现各种功能。例如，透镜微机80具有基于来自机体微机50的信号将镜头用 像抖动修正装置(抖动修正透镜驱动部7 等)设定为可修正状态或者不可修正状态的功 能。另外，利用设置于镜头卡口 71的电切片71a和设置于机体卡口 41的电切片41a的接 触，将机体微机50及透镜微机80电性连接，使其可彼此接收发送信息。另外，在非易失性存储器80a中存储有与交换镜头7有关的各种信息(镜头信 息)。该镜头信息中包含有例如交换镜头7的制造商名称、制造年月日、型号、安装于透镜 微机80的软件版本以及与固件升级有关信息等用于特定交换镜头7型号的信息(镜头特 定信息)、关于交换镜头7是否搭载有抖动修正透镜驱动部7 及抖动检测部84等用于修 正像抖动的装置的信息、在搭载有用于修正像抖动的装置的情况下关于抖动检测 部84的型号及灵敏度等检测性能的信息、抖动修正透镜驱动部7 的型号及最大可修正角 度等与修正性能有关的信息(镜头侧修正性能信息)、以及用于进行像抖动修正的软 件版本等。另外，镜头信息中还包含与抖动修正透镜驱动部7 的驱动所需要的消耗电力 有关的信息(镜头侧消耗电力信息)以及与抖动修正透镜驱动部7 的驱动方式有关的信 息(镜头侧驱动方式信息)。另外，非易失性存储器80a还可存储从机体微机50发出的信 息。另外，这些信息也可以取代非易失性存储器80a而存储于透镜微机80内的存储部。聚焦透镜组控制部81具有对聚焦透镜组72在光轴方向的绝对位置进行检测的 绝对位置检测部81a、以及对聚焦透镜组72在光轴方向的相对位置进行检测的相对位置检 测部81b。绝对位置检测部81a用于检测在交换镜头7框体中的聚焦透镜组72绝对位置。 绝对位置检测部81a例如由数bit的接触式编码基板和电刷构成，可检测绝对位置。尽管 仅靠相对位置检测部81b不能检测聚焦透镜组72的绝对位置，但可检测聚焦透镜组72的 移动方向，例如采用两相编码器。两相编码器设有两个如旋转脉冲编码器、MR元件、霍尔元 件等根据聚焦透镜组72在光轴方向的位置按相等的间距交互输出二进制值信号，以使这 些间距的相位错开的方式设置。透镜微机80根据相对位置检测部81b的输出计算出聚焦 透镜组72在光轴方向的相对位置。抖动检测部84具备检测因手抖动等引起的交换镜头7移动的角速度传感器。角 速度传感器以在交换镜头7静止的状态下的输出为标准，根据交换镜头7移动的方向输出 正负角速度信号。另外，在本实施方式中，为检测偏摆方向及俯仰方向这两个方向而设有两 个角速度传感器。将输出的角速度信号经过滤波处理、放大处理，利用A/D转换部转换为数 字信号而输出到透镜微机80。抖动修正透镜组件控制部85具备移动量检测部(未图示)。移动量检测部为检测 抖动修正透镜74实际的移动量的检测部。抖动修正镜头组件控制部85基于来自移动量检 测部的输出对抖动修正透镜74进行归位控制。另外，例示的是在摄像机主体4及交换镜头7双方搭载有抖动检测部56、84和抖动修正装置45、7 ，但是，可以在摄像机主体4及交换镜头7任一方搭载有抖动检测部及抖 动修正装置，有时也可以任一方都不搭载抖动检测部及抖动修正装置(该情况下，只要排 除与上述的抖动修正有关的序列即可)。摄像组件的构成如图3所示，摄像组件1具有用于将拍摄对象图像转换为电信号的摄像元件10、 与摄像元件10接合的玻璃基板19、用于保持摄像元件10的封装件31、以及用于进行相位 差检测方式的焦点检测的相位差检测组件20。摄像元件10为背面照射型隔行扫描式C⑶图像传感器，如图1所示，具有由半导 体材料构成的光电转换部11、垂直电阻12、传输线13、遮光板14、以及滤色片15。光电转换部11具有基板11a、和排列于基板Ila上的多个光接收部(也称为像 素)llb、llb…。基板Ila为由Si (硅)基板构成的半导体基板。详细而言，基板Ila由单晶Si基 板或者SOI (Silicon On Insulator wafer)构成。特别是SOI基板形成Si薄膜和SiO2薄 膜的夹层结构，在蚀刻处理等中可利用S^2层停止反应，利于进行稳定的基板加工。另外，光接收部lib由光电二极管构成，吸收光而产生电荷。光接收部llb、lllr·· 在基板Ila的表面(图1中的下面)分别设于排列成行列状的微小的矩形像素区域内(参 照图4)。如前所述，摄像元件10为背面照射型，使来自拍摄对象的光从基板Ila中的设有 光接收部IlbUlb…的面(以下，也称为表面)的相反侧的面(以下，也称为背面)入射。基板Ila的表面侧的每个光接收部lib设有垂直电阻12，具有暂时存储存储于光 接收部lib的电荷的功能。即，将存储于光接收部lib的电荷传输到垂直电阻12。传输到 垂直电阻12的电荷经由传送线13传输到水平电阻(未图示)，送到放大器(未图示)。对 送到放大器的电荷进行放大而作为电信号取出。遮光板14具有设于基板Ila的表面的入射侧遮光板14a、和以从基板Ila的相反 侧覆盖光接收部lib、垂直电阻12以及传送线13的方式设置的射出侧遮光板14b。入射侧 遮光板Ha在基板Ila的表面设于各光接收部IlbUlb之间。而且，垂直电阻12及传送线 13以与该入射侧遮光板1 重叠的方式设置。这样，入射侧遮光板14a防止透过基板Ila 的光入射到垂直电阻12及传送线13。射出侧遮光板14b不被光接收部lib、lib…吸收而 对透过该光接收部IlbUlb…的光进行反射，使其再次入射到光接收部IlbUlb…。另外， 射出侧遮光板14b形成有多个通过孔14c(图1中只图示一个)，用于使透过光接收部lib 的光射出到摄像元件10的背面侧(在本实施方式中，为玻璃基板19的相反侧)。另外，也 可以不设置该射出侧遮光板14b。另外，在基板Ila的表面以覆盖这些光接收部lib、垂直电阻12、传送线13及遮光 板14的方式设有由光学透明树脂构成的保护层18。基板Ila的背面侧与各光接收部lib相对应的上述各微小的矩形的像素区域内设 有滤色片15。滤色片15用于只透过特定的颜色，为由电介质形成的薄膜干涉滤色片。在 本实施方式中，如图4所示，使用所谓的拜尔一型原色滤色片。S卩，摄像元件10整体，将在 以与两行两列邻接的四个滤色片15、15···(或者四个像素区域)为一个重复单位时，在该重 复单位中，在一侧对角方向配置两个绿色滤色片(即，相对于绿色可见光波长区域具有比绿色以外的其它颜色的可见光波长区域高的透射率的滤色片)15g，另一侧对角方向排列红 色滤色片(即，相对于红色可见光波长区域具有比红色以外的其它颜色的可见光波长区域 高的透射率的滤色片)15r和蓝色滤光片(即，相对于蓝色可见光波长区域具有比蓝色以外 的其它颜色的可见光波长区域高的透射率的滤色片)15b。作为整体将绿色滤色片15g、15g 纵横每隔一个配置。另外，作为滤色片15也可以采用使CyMYG各色透过的补色系滤色片。 该滤色片15被蒸镀于玻璃基板19的与摄像元件10的接合面。玻璃基板19由硅酸硼玻璃基板构成。该玻璃基板19相当于光学透明基板。该玻 璃基板19与基板Ila阳极接合。在此，由于硅酸硼玻璃含有丰富的可动离子，因而通过用 硅酸硼玻璃构成玻璃基板19，可与基板Ila阳极接合。另外，如上所述，在玻璃基板19的与 基板Ila接合的面上蒸镀有滤色片15，但是由于该滤色片15为电介质，因而可将玻璃基板 19与基板Ila阳极接合。另外，作为玻璃基板19的材质，例如可采用康宁公司制造的PYREX玻璃(注册商 标)、肖特公司制造的TEMPAX DURAN。另外，玻璃基板19和基板Ila的接合不限于阳极接 合，也可以是经由粘接剂的接合等。在此，也可以将与玻璃基板19阳极接合的基板Ila研磨成所期望的厚度(例如， 1 5μπι)后与玻璃基板19阳极接合，也可以将比所期望的厚度厚的基板Ila进行阳极接 合后，通过蚀刻等研磨至所期望的厚度。在使用比所期望的厚度厚的基板Ila的情况下，对 阳极接合的基板Ila进行热处理，在基板Ila中与玻璃基板19相反侧的表面形成SiO2层。 然后，通过用氟化氢只溶化SiO2层，形成薄的(例如1 2ym)Si层。与此同时，利用半导 体工艺在Si层形成光接收部lib、垂直电阻12及传送线13等。在这样构成的摄像元件10中，使光从玻璃基板19侧入射。详细而言，使透过了玻 璃基板19的光入射到滤色片15r、15g、15b，只是使与各滤色片15对应的颜色的光透过该滤 色片15，并入射到基板Ila的背面。由于基板Ila非常薄(即，由于形成为使光透过基板 Ila的程度的厚度)，因而入射到基板Ila的光透过该基板Ila达到配设于基板Ila的表面 的光接收部lib、lib…。在此，在基板Ila的表面的未配设光接收部lib、lib…的区域设有 入射侧遮光板14a，因此，光不会入射到垂直电阻12及传送线13。另外，由于光接收部lib、 lib…不同于后述的实施方式2的摄像元件410，在光入射的一侧(基板Ila侧)全面形成 开口，因此，量子效应非常高。各光接收部lib吸收光而产生电荷。在此，由于在光接收部 lib的与基板Ila的相反侧设有射出侧遮光板14b，因此，不被光接收部lib吸收而透过了 该光接收部lib的光在该射出侧遮光板14b发生反射，再入射到光接收部lib。由此，可进 一步提高量子效应。由各光接收部lib产生的电荷经由垂直电阻12及传送线13输送到放 大器，作为电信号输出。此时，由于使透过了滤色片15r、15g、15b的特定颜色的光入射到光 接收部llb、llb···，因此，从各光接收部lib作为输出得到与各滤色片15对应的颜色的光接 收光量。这样，摄像元件10通过用其摄像面整体中的光接收部IlbUlb…进行光电转换， 将形成于摄像面的拍摄对象图像转换为电信号。将这样构成的摄像元件10保持于封装件31 (参照图3)。该封装件31构成保持部。详细而言，封装件31在平板状的底板31a设有电路基板32，并且，在四周设有立壁31b、31b···。摄像元件10以由立壁31b、31b…覆盖四周的方式固定于电路基板32。详细而言，如图5所示，在摄像元件10的基板Ila的边缘部未设置光接收部lib、 垂直电阻12、传送线13、遮光板14及保护层18等，而是将可与传送线13及垂直电阻12等 的电连接的配线露出。另一方面，电路基板32具有基板基体32a，在该基板基体3 的表面(拍摄对象侧 的面)，摄像元件10的与基板Ila的配线相对的位置设有电路图案32b。而且，使摄像元件 10的基板Ila的边缘部从拍摄对象侧与电路基板32重合，通过热熔敷将两者接合，将摄像 元件10的基板Ila的配线和电路图案32b电连接。另外，在封装件31的立壁31b、31b…的前端以覆盖摄像元件10的摄像面(背面) 的方式安装有玻璃罩33。利用该玻璃罩33保护摄像元件10的摄像面以防尘埃的附着等。在此，在封装件31的底板31a上，在摄像元件10的与射出侧遮光板14b的通过孔 14c、14c···对应的位置仅按与该通过孔14c、14c···相同的个数(在本实施方式中为3个)贯 通形成开口 31c、31c…。利用该开口 31c、31c···，透过摄像元件10的光到达后述的相位差 检测组件20。另外，在封装件31的底板31a不一定必须贯通形成开口 31c。即，只要是使透过摄 像元件10的光到达相位差检测组件20的构成，则也可以是在底板31a上形成透明部或者 半透明部等构成。相位差检测组件20设于摄像元件10的背面侧(拍摄对象的相反侧)，接收来自摄 像元件10的透射光进行相位差检测方式的焦点检测。详细而言，相位差检测组件20将接 收到的透射光转换为用于对透射光测距的电信号。该相位差检测组件20构成相位差检测 部。如图3、6所示，该相位差检测组件20具有聚光透镜组件21 ；遮光部件22 ；分光 透镜组件23 ；行传感器组件M ；用于安装这些聚光透镜组件21、遮光部件22、分光透镜组 件23及行传感器组件M的模块框25。光透镜组件21、遮光部件22、分光透镜组件23及行 传感器组件M沿摄像元件10的厚度方向从该摄像元件10侧按上述顺序排列。聚光透镜组件21用于将多个聚光透镜21a、21a…整体组件化。聚光透镜21a、 21a…仅按与射出侧遮光板14b的通过孔14c、14c···相同的数目设置。各聚光透镜21a用于 使入射的光聚光，使透过摄像元件10继续扩展的光聚光，并将其导入分光透镜组件23的后 述的分光透镜23a。各聚光透镜21a将入射面21b形成为凸状，同时，将入射面21b附近形 成为圆柱状。由于通过设置该聚光透镜21a来确立向分光透镜23a的入射角度(入射角减小)， 因而可抑制分光透镜23a的像差，同时，可减小后述的行传感器2 上的拍摄对象图像间 隔。其结果是，可使分光透镜23a及行传感器2 小型化。另外，当来自摄像光学系统的拍 摄对象图像的焦点位置大大偏离摄像组件1时(详细而言，大大偏离摄像组件1的摄像元 件10时)，该像的对比度明显下降，但是，根据本实施方式，利用聚光透镜21a和分光透镜 23a的缩小效果来抑制对比度的下降，也可以扩大焦点检测范围。另外，在焦点位置附件的 高精度的相位差检测等情况下，在分光透镜23a及行传感器2 等的尺寸有富余的情况等 时，也可以不设置聚光透镜组件21。遮光部件22配置于聚光透镜组件21和分光透镜组件23之间。遮光部件22在与各分光透镜23a对应的每个位置形成有两个遮光板开口 22a、22a。S卩，遮光部件22将分光 透镜23a的透镜面分割为两个区域，仅使该两个区域在聚光透镜21a侧露出。即，遮光部件 22将利用聚光透镜21a进行聚光的光光瞳分割为两个光束而入射到分光透镜23a。利用该 遮光部件22不至于使来自相邻一侧的光透镜23a的有害光进入另一侧光透镜23a。另外， 也可以不设置该遮光部件22。分光透镜组件23具有多个分光透镜23a、23a···，是将这些多个分光透镜23a、 23a…整体组件化而形成。分光透镜23a、23a···与聚光透镜21a、21a…同样，仅按与射出侧 遮光板14b的通过孔14c、14c···相同的数目设置。各分光透镜23a将通过遮光部件22入射 的两个光束作为同一的两个拍摄对象图像成像于行传感器组件2 上。行传感器组件M具有多个行传感器对1对^、和设置该行传感器对1对^-的 设置部Mb。行传感器Ma、Ma···与聚光透镜21a、21a…同样，仅按与射出侧遮光板14b的 通过孔Hc、Hc…相同的数目设置。各行传感器2 接收成像于摄像面上的像并将其转换 为电信号，即，根据行传感器Ma的输出，可检测两个拍摄对象图像的间隔，利用其间隔可 求出成像于摄像元件10的拍摄对象图像的焦点的偏移量(即，散焦量(Df量))及焦点向 哪个方向偏移(即，散焦方向)(以下，将这些Df量及散焦方向等称为散焦信息)。将这样构成的聚光透镜组件21、遮光部件22、分光透镜组件23及行传感器组件M 配置于模块框25。模块框25为形成框状的部件，其内周设有向内侧突出的安装部25a。在安装部2 的摄像元件10侧台阶状形成第一安装部2 及第二安装部25c。另外，安装部25a的摄像 元件10的相反侧形成有第三安装部25d。而且，从摄像元件10侧起，在模块框25的第二安装部25c安装有遮光部件22，在 第一安装部2 安装有聚光透镜组件21。在将这些聚光透镜组件21及遮光部件22分别安 装于第一安装部2 及第二安装部25c时，如图3、6所示，以将边缘部嵌入模块框25的方 式形成，以此对模块框25定位。另一方面，从摄像元件10的相反侧起，在模块框25的第三安装部25d安装有分光 透镜组件23。在第三安装部25d设有向聚光透镜组件21的相反侧突出的定位销2 和方 向标准销25f。另一方面，在分光透镜组件23形成有分别与这些定位销2 及方向标准销 25f对应的定位孔2 及方向标准孔23c。以使定位销2 和定位孔2 嵌合的方式设定各 自的直径。另一方面，以使方向标准销25f和方向标准孔23c松弛地嵌合的方式设定各自 的直径。即，分光透镜组件23通过分别使第三安装部25d的定位销2 及方向标准销25f 插入定位孔2 及方向标准孔23c，规定安装于第三安装部25d时的方向等姿势，并且，通过 定位孔2 和定位销25e的嵌合对第三安装部25d定位，这样，分光透镜23在决定安装姿 势及位置并安装时，分光透镜23a、23a…的各透镜面朝向聚光透镜组件21—侧，并且，成为 与遮光板开口 2加、2加相对的状态。这样，将聚光透镜组件21、遮光部件22及分光透镜组件23在对模块框25定位的 状态下安装。即，这些聚光透镜组件21、遮光部件22及分光透镜组件23经由模块框25对 彼此的位置关系进行定位。而且，行传感器组件M从分光透镜组件23的背面侧(聚光透镜组件21的相反 侧)安装于模块框25上。此时，行传感器M以使透过各分光透镜23a的光入射到行传感器Ma的方式在定位的状态下安装于模块框25上。因此，通过将聚光透镜组件21、遮光部件22、分光透镜组件23及行传感器M安 装于模块框25，使入射到聚光透镜21a、21a…的光透过该聚光透镜21a、21a···，再经由遮光 部件22入射到分光透镜23a、23a，以使透过分光透镜23a、23a···的光成像于行传感器Ma、 2 …上的方式，在将聚光透镜21a、21a···、遮光部件22、分光透镜23a、23a···及行传感器 24a,24a分别定位的状态下排列。将这样构成的摄像元件10和相位差检测组件20彼此接合。详细而言，以使摄像 元件10中的封装件31的开口 31c和相位差检测组件20中的聚光透镜21a彼此嵌合的方 式构成。即，以将相位差检测组件20中的聚光透镜21a、21a…嵌入摄像元件10中的封装件 31的开口 31c、31c的状态，将模块框25与封装件31粘接。由此，可在彼此定位的状态下接 合摄像元件10和相位差检测组件20。这样，将聚光透镜21a、21a···、分光透镜23a、23a···及 行传感器Ma、Ma···整体组件化，并且，在组件化的状态下将其安装于封装件31。此时，也可以以使所有的开口 31c、31c…和所有的聚光透镜21a、21a…彼此嵌合 的方式构成。或者，将其中的仅仅几个开口 31c、31c…和聚光透镜21a、21ir··做成嵌合状 态，使其余的开口 31c、31c…和聚光透镜21a、21ir··松弛地嵌合的方式构成。在后者的情况 下，优选以使最接近摄像面中央的聚光透镜21a和开口 31c嵌合的方式构成并进行摄像面 内的定位，再以使最远离摄像面中央的聚光透镜21a和开口 31c嵌合的方式构成并进行摄 像面中央的聚光透镜21a及开口 31c周围(即，旋转角度)的定位。这样，将摄像元件10和相位差检测组件20接合的结果是，在摄像元件10的背面 侧，在射出侧遮光板14b的每个通过孔Hc配置聚光透镜2la、遮光部件22的一对遮光板开 口 22a、22a、分光透镜23a及行传感器Ma。这样，对于使光透过的方式构成的摄像元件10，通过在收容摄像元件10的封装件 31的底板31a上形成开口 31c、31c···，可使透过摄像元件10的光很容易到达封装件31的 背面侧，同时，通过在封装件31的背面侧配置相位差检测组件20，可以很容易实现由相位 差检测组件20接收透过摄像元件10的光的构成。另外，只要形成于封装件31的底板31a的开口 31c、31c…是使透过摄像元件10 的光通过封装件31的背面侧的结构，则可采用任意的构成，但是，通过形成贯通孔的开口 31c、31c···，可使透过摄像元件10的光不衰减而到达封装件31的背面侧。另外，通过将聚光透镜21a、21a嵌合于开口 31c、31c···，可利用开口 31c、31c…进 行相位差检测组件20相对于摄像元件10的定位。另外，在不设置聚光透镜21a、21a···的情 况下，若以将分光透镜23a、23a···嵌合于开口 31c、31c…的方式构成，则同样可进行相位差 检测组件20相对于摄像元件10的定位。并且，由于使聚光透镜21a、21a贯通封装件31的底板31a可接近基板Ila配置， 因而可使摄像组件1小型化。另外，在摄像元件10的射出侧遮光板14b上形成有三个通过孔14c，同时，将聚光 透镜21a、分光透镜23a及行传感器2 与通过孔He、He、Hc对应地设置三组，但并不限 于此。这些数目不限定于三个，而是可任意设定。例如图7所示，也可以形成9个通过孔 14c、14c···，并且设置9组聚光透镜21a、分光透镜23a及行传感器Ma。下面，说明这样构成的摄像组件1的动作。
当来自拍摄对象的光入射到摄像组件1时，该光透过玻璃罩33入射到玻璃基板 19。该光透过玻璃基板19入射到摄像元件10的基板Ila的背面。此时，由于该光透过滤 色片15r、15g、15b因而只有与各滤色片15对应的颜色的光入射到基板11a。入射到基板 Ila的光透过该基板Ila到达基板Ila表面的光接收部lib、lib…。由于基板Ila的表面设 有入射侧遮光板14a，因而光不会入射到垂直电阻12及传送线13，只入射到光接收部lib、 lib···。各光接收部lib吸收光而产生电荷。在此，入射到光接收部lib的光不会全都被该 光接收部lib吸收，其一部分透过该光接收部11b，但是，在透过该光接收部lib的位置设有 射出侧遮光板14b，因而透过光接收部lib的光被射出侧遮光板14b反射，再次入射到光接 收部lib。将由光接收部lib产生的电荷经由垂直电阻12及传送线13送到放大器，作为电 信号输出。这样，摄像元件10通过在其摄像面整体由各光接收部lib将光转换为电信号， 从而将形成于摄像面的拍摄对象图像转换为用于制作图像信号的电信号。但是，在射出侧遮光板14b的通过孔14c、14c···，透过了摄像元件10的光接收部 IlbUlb…的光向摄像元件10的背面侧射出。而且，透过了摄像元件10的光入射到与封装 件31的开口 31c、31c…嵌合的聚光透镜21a、21a。通过透过各聚光透镜21a进行聚光的光， 在通过形成于遮光部件22的各对遮光板开口 2加、2加时被分割为两个光束而入射到各分 光透镜23a。这样被光瞳分割的光透过分光透镜23a作为同一个拍摄对象图像成像于行传 感器2 上的两个位置上。行传感器2 通过光电转换根据拍摄对象图像制作成电信号输 出ο接着，说明对由摄像元件10进行转换后的电信号在机体微机50的处理。从摄像元件10输出的电信号经由摄像组件控制部52输入到机体微机50。而且， 机体微机50通过从摄像元件10的摄像面整体得到各光接收部lib的位置信息和与该光接 收部lib的接收光量相对应的输出数据，作为电信号取得形成于摄像面的拍摄对象像。在此，光接收部IlbUlb…上，即使接收相同光量的光，在光的波长不同时存储电 荷量不同，因而来自摄像元件10的光接收部llb、llb···的输出根据分别设置的滤色片15r、 15gU5b的种类进行修正。例如，在设有红色滤色片15r的R像素lib、设有绿色滤色片15g 的G像素lib及设有蓝色滤色片15b的B像素lib仅按同一光量接收与各滤色片对应的颜 色的光时，以使来自R像素lib、G像素lib、B像素lib的输出成为同一水平的方式设定各 像素的修正量。除此之外，在本实施方式中，通过设置射出侧遮光板14b的通过孔14c、14c···，摄 像元件10中与通过孔14c、14c···对应的部分的光接收量比此外的部分少。其结果是，由于 对从设于与通过孔14c、14c···对应的位置的像素IlbUlb输出的输出数据，实施与从设于 此外的部分的像素IlbUlb…输出的输出数据一样的图像处理，因而有可能不能准确地摄 像与通过孔14c、14c···对应部分的图像(例如，造成摄像发暗)。因此，以消除通过孔14c、 14c···的影响的方式修正(例如，将通过孔14c、14c···中的各像素lib的输出放大等)通过 孔14c、14c···中的各像素lib的输出。另外，该输出的下降因光的波长而不同。具体而言，由于波长越长，基板Ila的透 射率越高，因而通过孔14c的输出的下降也增加。因此，因滤色片15r、15g、15b的种类不 同，通过孔14c所导致的输出下降也不同。因此，消除对与通过孔14c对应的各像素lib的 通过孔14c的影响所作的修正，其修正量根据该各像素lib所接收的光的波长不同而不同。具体而言，对于与通过孔14c对应的各像素11b，该各像素lib所接收的光的波长越长，修正
量越大。在此，在各像素lib中，如前所述，设定有用于消除因接收光的颜色种类而导致的 存储电荷量之差的修正量，除消除因该颜色的种类而导致的存储电荷量之差的修正外，还 进行消除通过孔14c的影响的修正。即，消除通过孔Hc的影响的修正的修正量是，与通过 孔Hc对应的各像素lib的修正量和与通过孔14c以外的位置对应的像素lib且接收相同 颜色的像素lib的修正量之差。在本实施方式中，按如下所示的关系使各颜色的修正量不 同。这样，可得到稳定的图像输出。Rk > Gk > Bk— (1)这里，Rk 通过孔Hc的R像素修正量-通过孔14c以外的R像素修正量Gk 通过孔Hc的G像素修正量-通过孔14c以外的G像素修正量Bk 通过孔Hc的B像素修正量-通过孔14c以外的B像素修正量S卩，由于红、绿、蓝三色中长波长的红色透射率最高，因而红色像素的修正量的差 最大。另外，由于该三色中短波长的蓝色透射率最低，因而蓝色像素的修正量的差最小。S卩，摄像元件10的各像素lib的输出修正量，根据各像素lib是否位于与通过孔 Hc对应的位置以及与各像素lib对应的滤色片15的颜色的种类来决定。各修正量例如以 使根据来自与通过孔14c对应的像素lib的输出和来自与通过孔14c以外的位置对应的像 素lib的输出进行显示的图像的白平衡及/或辉度变得相等的方式来决定。机体微机50对来自光接收部IlbUlb…的输出数据以该方式进行修正之后，基于 该输出数据，生成含有各光接收部即显示lib中的位置信息、颜色信息以及辉度信息的图 像信号。这样，得到成像于摄像元件10摄像面上的拍摄对象图像的图像信号。通过这样修正来自摄像元件10的输出，即使是设有通过孔14c、Hc…的摄像元件 10，也能够正确地拍摄拍摄对象图像。另一方面，还将从行传感器M输出的电信号输入到机体微机50。而且，机体微机 50基于来自行传感器M的输出，求出成像于行传感器2 上的两个拍摄对象图像的间隔， 根据求出的间隔，可检测成像于摄像元件10的拍摄对象图像的焦点状态。例如，在成像于 行传感器2 上的两个拍摄对象图像透过摄像镜头准确形成成像于摄像元件10的拍摄对 象图像(聚焦)时，隔开规定的标准间隔位于规定的标准位置。与此相对，当拍摄对象图像 成像于比摄像元件10光轴方向靠近自己一侧时(前焦)，两个拍摄对象图像的间隔比聚焦 时的标准间隔窄。另一方面，当拍摄对象图像成像于摄像元件10的光轴方向里侧时(后 焦)，两个拍摄对象图像的间隔比聚焦时的标准间隔宽。即，对来自行传感器Ma的输出进 行放大后，通过由运算电路运算，可得知是聚焦还是非聚焦、是前焦还是后焦、Df量有多少。摄像机的动作说明参照图8、9说明这样构成的摄像机100的动作。图8是表示完全按下释放按钮之 前的摄像机100的动作的流程图，图9是表示完全按下释放按钮之后的摄像机100的动作 的流程图。以下的各动作主要由机体微机50进行控制。首先，当将电源开关40a置于ON时(步骤Ml)，进行摄像机主体4和交换镜头7
15的通信(步骤。详细而言，向摄像机主体4内的机体微机50及各种组件供给电力，起 动机体微机50。并且，经由电切片41a、71a向交换镜头7内的透镜微机80及各种组件供给 电极，起动透镜微机80。机体微机50及透镜微机80在起动时以彼此接收发送信息的方式 进行程序设计，例如从透镜微机80的存储部向机体微机50发送与交换镜头7有关的信息， 该镜头信息存储于机体微机50的存储部。接着，机体微机50经由透镜微机80使聚焦透镜组72位于预先设定的规定的标准 位置(步骤乂幻。并且，与此同时将快门组件42设为打开状态(步骤M4)。其后，进入步 骤M5，待机至摄像者半按释放按钮40b。这样，使透过交换镜头7而入射到摄像机主体4内的光通过快门组件42，再透过 IR切换键0LPF43，向摄像组件1入射。而且，将由摄像组件1成像的拍摄对象图像显示于 图像显示部44，摄像者可经由图像显示部44观察拍摄对象的正立像。详细而言，机体微机 50经由摄像组件52按一定的周期读出来自摄像元件10的电信号，对读入的电信号实施规 定的图像处理之后，制作成图像信号，对图像显示控制部阳进行控制将活动图像显示于图 像显示部44。另外，入射到摄像组件1的光的一部分透过摄像元件10而入射到相位差检测组件 20。在此，当摄像者半按释放按钮40b(即，将Sl开关(未图示)置于ON)时(步骤 St5)，机体微机50对来自相位差检测组件20的行传感器2 的输出进行放大之后，由运算 电路进行运算，检测是聚焦还是非聚焦(步骤6t6)另外，机体微机50求出是前焦还是后 焦、散焦量多少，取得散焦信息(步骤M7)。其后，进入步骤乂10。在此，本实施方式中的相位差检测组件20具有三套包括聚焦透镜21a、遮光板开 口 22a、22a、分光透镜23a及行传感器M的组，即，具有三个进行相位差检测方式的焦点检 测的测距测点。而且，在相位差检测中，基于与摄像者任意选择的测距测点对应的组的行传 感器Ma的输出，来驱动聚焦透镜组72。或者，也可以以选择多个测距测点中摄像机和拍摄对象最接近的测距测点进行聚 焦透镜组72的驱动的方式，对机体微机50自动设定最优化算法。该情况下，可降低产生聚 焦在背景而不在拍摄对象的照片等的概率。另一方面，与步骤M6、St7并行地进行测光(步骤M8)，同时开始像抖动检 测(步骤M9)。SP，在步骤M8中，通过摄像元件10测定入射到该摄像元件10的光的光量。艮口， 在本实施方式中，使用入射到摄像元件10并透过该摄像元件10的光进行上述的相位差检 测，因而可与该相位差检测并行地使用摄像元件10进行测光。详细而言，机体微机50经由摄像组件控制部52取入来自摄像元件10的电信号， 基于该摄像后通过测定拍摄对象光的强度进行测光。而且，机体微机50根据测光结果，并 根据规定的算法决定与摄像模式对应的曝光时的快门速度和光圈值。而且，在步骤M8当结束测光时，在步骤乂9开始图像抖动检测。另外，步骤M8 和步骤M9也可以同时进行。其后，进入步骤乂10。另外，步骤St9之后，也可以没有步骤MlO而进入步骤 M12。
这样，在本实施方式中，由于使用入射到摄像元件10并透过该摄像元件10的光， 且基于上述的相位差进行焦点检测，因此，可与该焦点检测并行地使用摄像元件10进行测 光。在步骤M10，机体微机50基于在步骤St7取得的散焦信息驱动聚焦透镜组72。而且，由机体微机50判定是否检测到对比度峰值(步骤Stll)。在未检测到对比 度峰值时(NO)，重复进行聚焦透镜组72的驱动(步骤M10)，反之，当检测到对比度峰值时 (YES)，停止驱动聚焦透镜组72，使聚焦透镜组72移动至对比度值达到峰值的位置之后，进 入步骤Mil。具体而言，基于在步骤St7计算出的散焦量，高速驱动聚焦透镜组72至合焦位置 和偏离预测位置的前后的位置。其后，朝向合焦位置和预测的位置一边低速驱动聚焦透镜 组72 —边检测对比度峰值。另外，当使用者半按释放按钮40b时，在图像显示部44上与摄像图像同时显示与 摄像有关的各种信息，摄像者可经由图像显示部44确认各种信息。在步骤M12待机至摄像者完全按下释放按钮40b (即，将S2开关(未图示)置于 ON)。当摄像者完全按下释放按钮40b时，机体微机50暂时将快门组件42置于关闭状态 (步骤。这样，将快门组件42置于关闭状态期间，为了后述的曝光，传输存储于摄像 元件10的光接收部IlbUlb…的电荷。其后，机体微机50以摄像机主体4和交换镜头7的通信信息或者摄像者任意的指 定信息为基础开始图像抖动的修正(步骤M14)。具体而言，以摄像机主体4内的抖动检测 部56的信息为基础驱动交换镜头7内的抖动修正透镜驱动部74a。另外，根据使用者的意 图，可选择下述的任一个，即，(i)使用交换镜头7内的抖动检测部84和抖动修正透镜驱动 部74a ； (ii)使用摄像机主体4内的抖动检测部56和抖动修正组件45 ； (iii)使用交换镜 头7内的抖动检测部84和摄像机主体4内的抖动修正组件45。另外，开始驱动图像抖动修正机构，可以从半按释放按钮40b时刻开始，由此可减 轻要合焦的拍摄对象的移动，进而可更准确地进行AF。另外，机体微机50与图像抖动的修正同时开始，以达到根据在步骤SW中的测光 结果求出的光圈值的方式经由透镜微机80对光圈部73进行光圈调节(步骤M15)。这样，当开始图像抖动的修正并且完成光圈调节时，机体微机50基于根据在步骤 M8中的测光结果求出的快门速度将快门组件42置于打开状态(步骤M16)。这样，通过 将快门组件42置于打开状态，而使来自拍摄对象的光入射到摄像元件10，在摄像元件10在 按规定时间进行电荷的存储(步骤M17)。而且，机体微机50基于该快门速度将快门组件42置于关闭状态完成曝光(步骤 StlS)。曝光结束后，由机体微机50经由摄像组件控制部52从摄像组件1读出图像数据，进 行规定的图像处理后，经由图像读出/记录部53向图像显示控制部55输出图像数据。由 此，在图像显示部44显摄像图像。另外，机体微机50根据需要经由图像记录控制部M在 图像存储部58存储图像数据。其后，机体微机50完成图像抖动修正(步骤M19)，并且释放光圈部73 (步骤 St20)。而且，机体微机50使快门组件42成为打开状态(步骤St21)。透镜微机80在完成重置时，通知机体微机50重置结束。机体微机50等待来自透镜微机80的重置结束信息和曝光后的一系列处理的结束，其后，确认未按下释放按钮40b 的状态，完成摄像顺序。其后，返回到步骤乂5，待机至半按释放按钮40b。另外，当将电源开关40a置于OFF(步骤M22)时，机体微机50使聚焦透镜组72 移动至预先设定的规定的标准位置(步骤M23)，并且，将快门组件42置于关闭状态(步骤 St24)。而且，停止摄像机主体4内的机体微机50及各种组件以及交换镜头7内的透镜微 机80及各种组件的动作。这样，在本实施方式的AF动作中，首先通过相位差检测组件20取得散焦信息，基 于这些散焦信息驱动聚焦透镜组72。而且，检测基于来自摄像元件10的输出计算出的对比 度值达到峰值的聚焦透镜组72的位置，使聚焦透镜组72位于该位置。由此，可在聚焦透镜 组72的驱动前检测散焦信息，因而由于不像现有的对比度检测方式AF那样需要驱动聚焦 透镜组72这一步骤，从而可缩短自动聚焦的处理时间。另外，由于最终通过对比度检测方 式AF使焦点一致，因而可直接捕捉对比度峰值，与相位差检测方式AF不同，由于不需要释 放背景修正(光圈的开口程度所导致的焦点偏移)等各种修正运算，因而可得到高精度的 焦点性能。特别是对于具有重复图案的拍摄对象及对比度极低的拍摄对象等，可以比现有 的相位差检测方式AF以更高的精度使焦点一致。而且，在本实施方式的AF动作中，虽然含有相位差检测，但是，由于使用透过了摄 像元件10的光通过相位差检测组件20取得散焦信息，因而可同时进行摄像元件10的测光 和相位差检测组件20的散焦信息的取得。即，由于相位差检测组件20接收透过了摄像元件 10的光而取得散焦信息，因此，在取得散焦信息时，必须使来自拍摄对象的光照射到摄像元 件10。因此，在自动聚焦时使用透过摄像元件10的光进行测光。由此，不需要另外设置测 光用的传感器，并且，由于可在完全按下释放按钮40b之前进行测光，因此，可缩短自完全 按下释放按钮40b至完成曝光的时间(以下，也称为释放时滞)。另外，即使是完全按下释放按钮40b前进行测光的构成，通过将测光与自动聚焦 同时进行，也能够防止延长半按释放按钮40b后的处理时间。此时，不必设置用于将来自拍 摄对象的光导向测光用传感器及相位差检测组件的反射镜。另外，以往通过反射镜等将从拍摄对象导入摄像组件的光的一部分导向设于摄像 组件外的相位差检测组件，与此相对，由于可直接使用导入摄像组件1的光并利用相位差 检测组件20检测焦点状态，因而可以高精度取得散焦信息。另外，在上述实施方式中，采用进行相位差检测之后，进行对比度方式AF的所谓 混合方式AF，但不限于此。例如，也可以是基于通过相位检测取得的散焦信息进行AF的相 位差检测方式AF。另外，也可以不进行上述混合方式AF、相位差检测方式AF以及相位差检 测，而是切换进行仅基于对比度值进行合焦的对比度检测方式AF。实施方式1的效果因此，根据本实施1方式，设置以使光透过摄像元件10的方式构成且接收透过该 摄像元件10的光来进行相位差检测方式的焦点检测的相位差检测组件20，并且，机体控制 部5控制摄像元件10且至少基于相位差检测组件20的检测结果，通过驱动控制聚焦透镜 组72来进行焦点调节，由此，可同时进行使用摄像元件10的各种处理和使用相位差检测组 件20的自动聚焦，可缩短处理时间。另外，即使假设不同时进行使用摄像元件10的各种处理和使用相位差检测组件20的自动聚焦，根据上述构成，由于在光入射到摄像元件10时，光也入射到相位差检测组 件20，因而可以通过机体控制部5的控制的切换很容易切换使用摄像元件10的各种处理 和使用相位差检测组件20的自动聚焦。即，与现有的在来自拍摄对象的光前进的方向使可 动反射镜进退切换摄像元件和相位差检测组件的构成相比较，由于不需要使可动反射镜进 退，因而可以立即切换使用摄像元件10的各种处理和使用相位差检测组件20的自动聚焦， 并且，由于还不产生可动反射镜进退时所发的声响，因而可以安静地切换使用摄像元件10 的各种处理和使用相位差检测组件20的自动聚焦。这样，可提高摄像机100的便利性。具体而言，通过设置以使光透过摄像元件10的方式构成且接收透过该摄像元件 10的光来进行相位差检测方式的焦点检测的相位差检测组件20，可以如上述的相位差检 测方式AF那样同时进行使用相位差检测组件20的AF和使用摄像元件10的测光。由此， 不需要在完全按下释放按钮40b之后进行测光，可缩短释放时滞。另外，即使是在完全按下 释放按钮40b前进行测光的构成，通过将测光与自动聚焦同时进行，可防止延长半按释放 按钮40b后的处理时间。另外，由于使用摄像元件10进行测光，因而不需要另外设置测光 用传感器。另外，还不需要设置用于将来自拍摄对象的光导向测光用传感器及相位差检测 组件的可动反射镜。因此，可抑制电力消耗。另外，即使是上述的混合方式AF，由于不进行使用现有的可动反射镜的光路的切 换等，而是可根据相位差检测组件20的相位差检测，通过机体控制部5内的控制立即进行 向使用摄像元件10的对比度检测的切换，因而可缩短混合方式AF所需要的时间。另外，由 于不需要可动反射镜，因而可不产生可动反射镜的噪声，可安静地进行混合方式AF。另外，在使用可动反射镜等使从拍摄对象朝向摄像元件10的光照向配置于与摄 像元件10的背面侧不同的另一场所的相位差检测组件的现有构成中，因曝光时的光路和 相位差检测时的光路不同、及可动反射镜的设置误差等造成焦点调节的精度不高，但是，在 本实施方式中，由于相位差检测组件20接收透过摄像元件10的光而进行相位差检测方式 的焦点检测，因而可直接用与曝光时的光路相同的光路进行相位差检测方式的焦点检测， 同时，由于没有可动反射镜之类的产生误差的部件，因而可高精度地进行基于相位差检测 的散焦量的取得。而且，如上所述，即使是以使光透过的方式构成摄像元件10情况下，通过将玻璃 基板19与该摄像元件10接合，也可加固摄像元件10。即，若以使光透过的方式构成摄像元 件10，则该摄像元件10非常薄致使强度下降。因此，通过将玻璃基板19接合于该摄像元件 10，可加固该摄像元件10。而且，在本实施方式中，对于背面照射型的摄像元件10，将玻璃 基板19接合于基板Ila的背面，但是由于该玻璃基板19透明而透过光，因而可防止玻璃基 板19妨碍光向摄像元件10的入射。即，通过使用玻璃基板19不会对光向摄像元件10的 入射或者射出造成影响，进而可加固该摄像元件10。变形例1下面，说明本实施方式的变形例。图10是变形例1的摄像组件210的剖面图。在上述摄像组件1中，经由封装件31将摄像元件10和相位差检测组件20接合，由 此构成摄像组件1，但是，变形例1的摄像组件201利用半导体工艺制造。该摄像组件201 的摄像元件10及玻璃基板19的基本构成与上述摄像组件1相同。但是，在摄像元件10的
19基板Ila的表面未设置保护层18，取而代之，自基板Ila的表面起依次层叠有第一低折射 率层225、聚光透镜层221、第二低折射率层226、第三低折射率层227、分光透镜层223、第四 低折射率层2 及保护层229。第一、第二、第三及第四低折射率层225、226、227、228的折射率比较低，由透明材 料构成。另一方面，聚光透镜层221及分光透镜层223的折射率比较高，由透明材料构成。 另外，第一、第二、第三及第四低折射率层225、2沈、227、2观可以分别是相同的材料，也可 以是不同的材料。同样，聚光透镜层221及分光透镜层223也是既可以分别为相同的材料， 也可以为不同的材料。而且，第一低折射率层225的与聚光透镜层221的接合面与设于基板Ila的射出 侧遮光板14b的通过孔Hc对应的部分，向基板Ila侧呈凹状凹陷，另一方面，与此相对应， 聚光透镜层221的与第一低折射率层225的接合面与该通过孔Hc对应的部分向基板Ila 侧呈凸状鼓出。即，第一低折射率层225和聚光透镜层221的接合面中，与通过孔Hc对应 的部分形成透镜面，聚光透镜层221作为聚光透镜发挥功能。另外，在第二低折射率层2 和第三低折射率层227的接合面设有遮光部件222。 遮光部件222在与该通过孔Hc对应的每个位置形成有两个遮光板开口 22h、222a。另外，第三低折射率层227的与分光透镜层223的接合面与通过孔Hc对应的部 分向基板Ila侧呈凹状凹陷。详细而言，该凹状部分形成邻接两个凹曲面的形状。另一方 面，分光透镜层223中的与第三低折射率层227的接合面，与该第三低折射率层227对应地 使与该通过孔14c对应的部分向基板Ila侧呈凸状鼓出。详细而言，这样的凸状部分形成 邻接两个凸曲面的形状。即，第三低折射率层227和分光透镜层223的接合面中，与通过孔 14c对应的部分形成两个透镜面，分光透镜层223作为分光透镜发挥功能。另外，还在第四低折射率层2 和保护层2 的接合面上，在与该通过孔Hc对应 的位置上设有行传感器224。由这些第一低折射率层225、聚光透镜层221、第二低折射率层226、第三低折射率 层227、分光透镜层223、第四低折射率层2 及保护层2 构成相位差检测组件220。这 样，也可以利用半导体工艺制造玻璃基板19、摄像元件10及相位差检测组件220。变形例2下面，参照图11说明变形例2的摄像元件310。图11表示摄像元件310的剖面图。该摄像元件310与CXD图像传感器即摄像元件10不同，为CMOS图像传感器。详 细而言，摄像元件310具有由半导体材料构成的光电转换部311、晶体管312、信号线313、 遮光板314以及滤色片315。光电转换部311具有基板311a以及由光电二极管构成的光接收部311b、 311b…。在各光接收部311b设有晶体管312。由光接收部311b存储的电荷通过晶体管312 进行放大，经由信号线313向外部输出。遮光板314与上述遮光板14同样，由入射侧遮光板31 和射出侧遮光板314b构 成。入射侧遮光板31 与光接收部31 Ib邻接设置，防止光入射到晶体管312及信号线313。 另外，射出侧遮光板314b上设有用于使透过光接收部311b的光向摄像元件310的背面侧 射出的多个通过孔314c。
滤色片315的构成与上述滤色片15同样。另外，在CMOS图像传感器中，由于可将晶体管312的放大率按每个光接收部311b 设定，因此，通过基于各光接收部311b是否位于与通过孔3Hc对应的位置及与各光接收 部311b对应的滤色片315的颜色的种类来设定各晶体管312的放大率，可防止与通过孔 3Hc、314c···对应的图像不能被适当地摄像。变形例3接着，参照图12、图13说明变形例3的摄像组件401。图12是摄像组件401的摄 像元件410的剖面图，图13是表示摄像元件410安装在电路基板432的状态的剖面图。该摄像组件401与上述摄像组件1的不同之处在于来自拍摄对象的光不是入射到 摄像元件的基板的背面，而是入射到表面。因此，对于与摄像组件1同样的构成则添加同样 的符号而说明从略，以不同的构成为中心进行说明。摄像组件401具有用于将拍摄对象图像转换为电信号的摄像元件410、与摄像元 件410接合的玻璃基板19、用于保持摄像元件410的封装件以及用于进行相位差检测方式 的焦点检测的相位差检测组件。虽然未图示封装件和相位差检测组件，但是其采用与摄像 组件1同样的构成。摄像元件410为背面照射型行间式C⑶图像传感器，如图12所示，其具有由半导 体材料构成的光电转换部11、垂直电阻12、传送线13、遮光板414、滤色片15、以及微型透镜 416。在基板Ila的表面，在排列成行列状的微小的矩形像素区域内分别设有光接收部 llb、llb···。另外，在基板Ila的表面，与各光接收部lib邻接设置有垂直电阻12。另外， 以与该垂直电阻12重叠的方式设有传送线13。而且，以覆盖这些垂直电阻12及传送线13 的方式设有遮光板414。该遮光板414与摄像组件1的遮光板14不同，只设置于来自拍摄对象的光入射 侧。详细而言，遮光板414以从基板Ila的相反侧覆盖垂直电阻12及传送线13的方式设 置。这样，利用遮光板414来防止来自拍摄对象的光入射到垂直电阻12及传送线13。另外，在基板Ila的表面，以覆盖这些光接收部lib、垂直电阻12、传送线13及遮 光板414的方式设有由光学透明树脂构成的保护层18。而且，滤色片15层叠于保护层18的表面(即，保护层18中的基板Ila的相反侧 的面)。该滤色片15为含有染色系或者颜料系色素的滤色片。微型透镜416由光学透明树脂构成，使光聚光并入射到光接收部lib层叠于滤色 片15上。详细而言，微型透镜416设置于每个光接收部11b，即每个滤色片15上，且做成向 拍摄对象侧(即，基板Ila的相反侧)呈凸状鼓出的凸透镜。可通过该微型透镜416高效 率地照射光接收部lib。另外，在微型透镜416的表面(凸面)层叠有由光学透明树脂构成的保护层17。而且，玻璃基板19通过阳极接合而与基板Ila的背面接合。这样构成的摄像元件10中，利用微型透镜416，416进行聚光的光入射到滤色片 15r、15g、15b，只是使与各滤色片15对应的颜色的光透过该滤色片15而到达基板Ila的表 面。在基板Ila中，由于只有光接收部IlbUlb…露出，垂直电阻12及传送线13等被遮光 板414覆盖，因而到达基板Ila的光只入射到光接收部lib、lib…。各光接收部lib吸收光而产生电荷。由各光接收部lib产生的电荷经由垂直电阻12及传送线13而输送到放大 器，作为电信号输出。此时，由于透过滤色片15r、15g、15b的特定颜色的光入射到光接收部 llb、llb···，因而从各光接收部11b，作为输出得到与各滤色片15对应的颜色的接收光量。 这样，摄像元件410通过由其摄像面整体中的光接收部IlbUlb…进行光电转换，而将形成 于摄像面的拍摄对象图像转换为电信号。另一方面，入射到光接收部lib的光的一部分不被该光接收部lib吸收而透过该 光接收部lib。由于基板Ila非常薄(即，由于形成为使光透过基板Ila的程度的厚度)， 因而透过光接收部lib的光透过该基板11a，再透过玻璃基板19而向摄像元件410的背面 侧射出。在摄像元件410的背面侧，与摄像组件1同样地设有相位差检测组件，该相位差检 测组件使用透过摄像元件410的光进行相位差检测方式的焦点检测。将这样构成的摄像元件410挂载于封装件的电路基板432上。详细而言，在摄像元件410的基板Ila的边缘部未设置光接收部lib、垂直电阻 12、传送线13、遮光板414、滤色片15、微型透镜416及保护层17、18等，而是使用于可与传 送线13及垂直电阻12等的电连接的配线露出。另一方面，在电路基板432的背面(拍摄 对象相反侧的面)，与摄像元件410的基板Ila的配线相对的位置上设有电路图案。而且， 如图13所示，使摄像元件410的基板Ila的边缘部从拍摄对象的相反侧与电路基板432重 合，通过热熔敷，将两者接合，进而将摄像元件410的基板Ila的配线和电路基板432的电 路图案电连接。因此，即使是以使光透过的方式构成摄像元件410的情况，通过将玻璃基板19接 合于该摄像元件410，可加固摄像元件410。即，若以使光透过的方式构成摄像元件410，则 该摄像元件410非常薄致使强度下降。因此，通过将玻璃基板19接合于该摄像元件410，可 加固该摄像元件410。而且，在不是背面照射而是从该基板Ila的表面入射光的构成中，将 玻璃基板19接合于基板Ila的背面，但是由于该玻璃基板19为光学透明而透过光，因而可 防止玻璃基板19妨碍来自摄像元件410的光的射出。即，通过使用玻璃基板19，不会对来 自摄像元件410的光的射出造成影响，而是可加固该摄像元件410。除此之外，可实现与摄像组件1同样的作用效果。《发明的实施方式2》接着，参照图14说明本发明的实施方式2的摄像组件501。图14是摄像组件501 的摄像元件510的剖面图。本实施方式2的摄像组件501与实施方式1的不同之处在于，不具备相位差检测 组件。因此，对与实施方式1同样的构成添加同样的符号而说明从略，以不同的构成为中心 进行说明。摄像组件501具有用于将拍摄对象图像转换为电信号的摄像元件510、以及与摄 像元件510接合的玻璃基板19。摄像元件510的构成除射出侧遮光板514b的构成外，其它都与实施方式1同样， 即，遮光板514具有设于基板Ila的表面的入射侧遮光板514a、光接收部lib、以从基板 Ila的相反侧覆盖垂直电阻12及传送线13的方式设置的射出侧遮光板514b。而且，该射 出侧遮光板514b未设置通过孔，而是从基板Ila的相反侧完全覆盖光接收部lib、垂直电阻12及传送线13。在这样构成的摄像元件510中，通过射出侧遮光板514b将透过光接收部lib、 lib…的光全部反射，再使其入射到光接收部llb、llb···，而不使该光在摄像元件510的背 面侧射出。S卩，本实施方式2的摄像元件510为背面照射型摄像元件，且不进行相位差检测。 这样不论是否进行相位差检测方式的焦点检测，只要是背面照射型摄像元件，需要使光透 过基板11a。而且，在使光透过基板Ila的构成中，需要能使光透过的程度极薄地形成基板 1 la,但是，如上所述，通过将玻璃基板19与摄像元件510接合，不会对光向摄像元件510的 入射造成影响，而是可以加固该摄像元件510。《其它的实施方式》本发明对上述实施方式也可以采用以下的构成。例如，摄像元件的构成不限于上述的构成，只要是光透过摄像元件的构成，就可采 用任意的构成。另外，对于相位差检测组件也不限于上述的构成。另外，摄像元件和光学透明基板的接合例如也可以通过在光学透明基板上形成摄 像元件而实现。另外，在上述实施方式中，对将摄像组件1搭载于摄像机的构成进行了说明，但是 并不限于此。例如，还可以将摄像组件1搭载于视频摄录机。另外，对使用者半按释放按钮40b ( S卩，将Sl开关置于ON)时开始AF的构成进行了 说明，但是也可以从半按释放按钮40b之前起进行AF。另外，对判断为合焦时结束AF的构 成进行了说明，但是，既可以合焦判定后继续进行AF，也可以不进行合焦判定继续进行AF。另外，在上述的实施方式中，也可以通过研磨及蚀刻等完全除去基板11a。该情况 下，也可以将玻璃基板19直接接合于光接收部lib。另外，也可以在玻璃基板19上直接形 成光接收部lib。另外，以上的实施方式实质上为优选的例示，本发明的意图并不是限制其使用物 或者其用途的范围。产业上的可利用性如以上说明所述，本发明可用于具备进行光电转换的摄像元件的摄像组件。
2权利要求
1.一种摄像组件，其特征在于，具有摄像元件，其具备半导体基板和设于该半导体基板的光接收部，通过光电转换将该光 接收部接收的光转换为电信号并且使光透过；和光学透明基板，其与所述摄像元件接合并使光透过。
2.如权利要求1所述的摄像组件，其特征在于，还具备接收透过所述摄像元件的光并进行相位差检测方式的焦点检测的相位差检测部。
3.如权利要求2所述的摄像组件，其特征在于，所述相位差检测部相对于所述摄像元件设置在所述光学透明基板的相反侧。
4.如权利要求3所述的摄像组件，其特征在于，所述相位差检测部具有对透过所述摄像元件的光进行光瞳分割的分光透镜；和对被 该分光透镜分割的光进行检测的传感器。
5.如权利要求4所述的摄像组件，其特征在于，所述相位差检测部还具有聚光透镜，该聚光透镜设置在相对于所述分光透镜更靠近 所述摄像元件一侧，使透过所述摄像元件的多个所述光接收部的光聚光并入射到该分光透镜。
6.如权利要求2所述的摄像组件，其特征在于，所述相位差检测部相对于所述光学透明基板设置在所述摄像元件的相反侧。
7.如权利要求6所述的摄像组件，其特征在于，所述相位差检测部具有对透过所述摄像元件的光进行光瞳分割的分光透镜；和对被 该分光透镜分割的光进行检测的传感器。
8.如权利要求7所述的摄像组件，其特征在于，所述相位差检测部还具有聚光透镜，聚光透镜设置在相对于所述分光透镜更靠近所述 摄像元件一侧，使透过所述摄像元件的光聚光并入射到该分光透镜。
9.如权利要求4或者5所述的摄像组件，其特征在于， 所述相位差检测部通过半导体工艺形成在所述半导体基板上。
10.如权利要求2 8中任一项所述的摄像组件，其特征在于， 还具备用于设置所述相位差检测部的封装件，所述摄像元件安装在所述封装件上。
11.如权利要求4、5、7、8中任一项所述的摄像组件，其特征在于， 所述传感器为行传感器。
12.如权利要求1 11中任一项所述的摄像组件，其特征在于， 所述摄像元件与所述光学透明基板之间为阳极接合。
13.如权利要求12所述的摄像组件，其特征在于， 所述摄像元件的所述半导体基板为单晶Si， 所述光学透明基板为硅酸硼玻璃。
14.如权利要求1 13中任一项所述的摄像组件，其特征在于， 所述摄像元件的所述半导体基板的厚度为5 μ m以下。
15.如权利要求1 14中任一项所述的摄像组件，其特征在于，在所述半导体基板的边缘部设有电连接端子。
16.如权利要求1 3中任一项所述的摄像组件，其特征在于， 所述摄像元件被构成为接收透过所述光学透明基板的光，在所述光学透明基板的与所述摄像元件相对的面上设有干涉滤色片。
17.如权利要求16所述的摄像组件，其特征在于，所述干涉滤色片为利用干涉现象分别使RGB三原色透过的拜尔排列的滤色片。
18.一种摄像组件，其特征在于，具备摄像元件，其具有光接收部，通过光电转换将由该光接收部接收到的光转换为电信号 并且使光透过；和光学透明基板，其与所述摄像元件接合并使光透过。
19.如权利要求18所述的摄像组件，其特征在于，还具备接收穿过所述摄像元件的光并进行相位差检测方式的焦点检测的相位差检测
全文摘要
本发明涉及一种具备进行光电转换的摄像元件的摄像组件，并提供一种可提高使用了摄像元件的各种处理中的便利性，既可使光透过摄像元件又可确保该摄像元件的强度的摄像组件。摄像组件(1)具备摄像元件(10)，其具有基板(11a)和设于基板(11a)的光接收部(11b)，通过光电转换将由该光接收部(11b)接收到的光转换为电信号，并且，以使光透过的方式构成；玻璃基板(19)，其与摄像元件(10)接合并使光透过。
文档编号G02B7/36GK102077577SQ20098012492
公开日2011年5月25日 申请日期2009年10月27日 优先权日2008年10月28日
发明者余湖孝纪, 新谷大 申请人:松下电器产业株式会社