图像传感器和电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像传感器和电子装置，并具体地涉及能够获得更高质量图像的图像传感器和电子装置。
【背景技术】
[0002]近年来，通过设置在图像传感器中的相位差检测像素执行相位差检测的成像装置是已知的，在每个相位差检测像素中，光电转换部的一部分被遮光(例如，参见专利文献1)0
[0003]引用列表
[0004]专利文献
[0005]专利文献I JP 2010-160313A
【发明内容】
[0006]技术问题
[0007]然而，在相位差检测像素中，由于光电转换部的一部分(例如，一半)被遮光，所以灵敏度低于正常的成像像素的灵敏度。因此，在低亮度的情况下无法获得充分的信噪比(SNR)，且可能不会精确地执行相位差检测。因此，所获得的图像可能是未对焦的。
[0008]此外，在正常的成像像素中，与相邻像素的颜色混合可能不利地影响颜色再现性和 SNR0
[0009]针对这种情况而提出的本发明能够获得更高质量的图像。
[0010]问题的解决方案
[0011]根据本发明的方面，提供了一种包括多个像素的图像传感器，每个所述像素包括一个片上透镜以及被形成在所述片上透镜下方的多个光电转换层。所述多个光电转换层中的至少两个光电转换层相对于光接收表面分别被分离地形成、被部分地形成或被部分地遮光。
[0012]所述像素可以是用于通过相位差检测来执行自动对焦(AF)的相位差检测像素。
[0013]所述多个相位差检测像素中的所述光电转换层之间的输出差异可用于所述相位差检测。
[0014]可还包括用于生成图像的成像像素。所述相位差检测像素可布置成分布在以矩阵的形式二维地布置的多个所述成像像素之间。
[0015]所述相位差检测像素中的所述光电转换层和位于所述相位差检测像素周围的所述成像像素之间的输出差异可用于所述相位差检测。
[0016]所述相位差检测像素可包括有机光电转换膜和光电转换部，其中所述有机光电转换膜被部分地形成，并作为所述多个光电转换层之中的顶部的所述光电转换层，并且所述光电转换部被部分地遮光，并作为被形成在位于所述有机光电转换膜下方的基板中的所述光电转换层。
[0017]所述相位差检测像素还可包括位于所述有机光电转换膜下方的遮光膜，所述遮光膜对所述光电转换部部分地遮光。所述有机光电转换膜对被所述遮光膜部分地遮挡的光执行光电转换。
[0018]所述相位差检测像素可包括被形成在基板中的至少两层的被分离地形成的光电转换部，所述至少两层的光电转换部作为所述多个光电转换层。
[0019]所述相位差检测像素可包括至少两层的被分离地形成或被部分地遮光的有机光电转换膜，所述至少两层的有机光电转换膜作为所述多个光电转换层。
[0020]所述像素可以是用于生成图像的成像像素。
[0021]所述相位差检测像素可包括有机光电转换膜和光电转换部，其中所述有机光电转换膜被部分地形成，并作为所述多个光电转换层之中的顶部的所述光电转换层，并且所述光电转换部在与相邻的其它成像像素的边界部分处被部分地遮光，并作为被形成在位于所述有机光电转换膜下方的基板中的所述光电转换层。所述有机光电转换膜被形成在与所述其它成像像素的所述边界部分处。
[0022]所述相位差检测像素可包括所述相位差检测像素包括有机光电转换膜和被形成在基板中的光电转换部，所述有机光电转换膜和所述光电转换部作为所述多个光电转换层。所述有机光电转换膜和所述光电转换部被控制成具有不同的曝光值。
[0023]根据本发明的方面，提供了一种电子装置，所述电子装置包括:图像传感器，所述图像传感器包括多个像素，所述像素包括一个片上透镜以及被形成在所述片上透镜下方的多个光电转换层，其中，所述多个光电转换层中的至少两个光电转换层相对于光接收表面分别被分离地形成、被部分地形成或被部分地遮光；以及透镜，所述透镜用于使物体光进入所述图像传感器。
[0024]还可包括:相位差检测部，所述相位差检测部用于通过使用所述多个像素中的所述光电转换层之间的输出差异来执行相位差检测；以及透镜控制部，所述透镜控制部用于根据检测的相位差来控制所述透镜的驱动。
[0025]所述像素可还包括:有机光电转换膜，所述有机光电转换膜被部分地形成，并作为所述多个光电转换层之中的顶部的所述光电转换层；以及光电转换部，所述光电转换部被部分地遮光，并作为被形成在位于所述有机光电转换膜下方的基板中的所述光电转换层。
[0026]还可包括缺陷校正部，所述缺陷校正部用于通过使用所述有机光电转换膜的输出来校正所述光电转换部的作为用于生成图像的像素值的输出。
[0027]所述相位差检测像素可包括:有机光电转换膜，所述有机光电转换膜被部分地形成，并作为所述多个光电转换层之中的顶部的所述光电转换层；以及光电转换部，所述光电转换部在与相邻的其它像素的边界部分处被部分地遮光，并作为被形成在位于所述有机光电转换膜下方的基板中的所述光电转换层。所述有机光电转换膜被形成在与所述其它像素的所述边界部分处。
[0028]还可包括颜色混合减去部，所述颜色混合减去部用于通过使用所述有机光电转换膜的输出从所述光电转换部的输出中减去颜色混合成分，以作为用于生成图像的像素值。
[0029]还可包括光源估算部，所述光源估算部用于通过使用具有不同的光谱性能的所述多个光电转换层的输出来估算所述物体光的光源。
[0030]还可包括颜色性能校正部，所述颜色性能校正部用于根据所述光源估算部的估算结果来校正像素值的颜色性能，所述像素值是所述光电转换部的输出。
[0031 ]根据本发明的方面，所述多个光电转换层中的至少两个光电转换层相对于光接收表面分别被分离地形成、被部分地形成或被部分地遮光。
[0032]本发明的有益效果
[0033]根据本发明的方面，可以获得更高质量的图像。
【附图说明】
[0034]图1是图示了本发明的第一实施例的成像装置的示例构造的框图。
[0035]图2图示了图像传感器的像素布置。
[0036]图3是图示了本发明的相位差检测像素的示例结构的剖面图。
[0037]图4是比较常规相位差检测像素与本发明的相位差检测像素的示图。
[0038]图5是对AF处理进彳丁说明的流程图。
[0039]图6是对成像处理进行说明的流程图。
[0040]图7是说明用于缺陷校正的常规技术的示图。
[0041]图8是图示了相位差检测像素的另一示例结构的剖面图。
[0042]图9是图示了相位差检测像素的再一示例结构的剖面图。
[0043]图10是图示了相位差检测像素的再一示例结构的剖面图。
[0044]图11是图示了相位差检测像素的再一示例结构的剖面图。
[0045]图12是图示了相位差检测像素的再一示例结构的剖面图。
[0046]图13是图示了相位差检测像素的再一示例结构的剖面图。
[0047]图14是图示了相位差检测像素的再一示例结构的剖面图。
[0048]图15是图示了相位差检测像素的再一示例结构的剖面图。
[0049]图16是图示了相位差检测像素的再一示例结构的剖面图。
[0050]图17是图示了本发明的第二实施例的成像装置的示例构造的框图。
[0051]图18是图示了本发明的成像像素的示例结构的剖面图。
[0052]图19图示了有机光电转换膜的示例构造。
[0053]图20是比较常规成像像素与本发明的成像像素的示图。
[0054]图21是说明成像处理的流程图。
[0055]图22是图示了本发明的第三实施例的成像装置的示例构造的框图。
[0056]图23是说明成像处理的流程图。
[0057]图24是图示了成像装置的另一示例构造的框图。
[0058]图25是图示了颜色混合检测像素和成像像素的示例结构的剖面图。
[0059]图26是图示了本发明的第四实施例的成像装置的示例构造的框图。
【具体实施方式】
[0060]下文将参考附图来说明本发明的实施例。以下列顺序进行说明。
[0061]1.第一实施例(用于执行相位差检测和缺陷校正的构造)
[0062]2.第二实施例(用于执行颜色混合减去的构造)
[0063]3.第三实施例(用于执行颜色混合减去和光源估算的构造)
[0064]4.第四实施例(包括两个图像传感器的构造)
[0065]1.第一实施例
[0066][成像装置的构造]
[0067]图1图示了本发明的第一实施例的成像装置的示例构造。图1所示的成像装置100通过执行使用相位差检测方法的自动对焦(AF)(相位差AF)来拍摄物体的图像，并将物体的图像作为电信号输出。
[0068]图1所示的成像装置100包括透镜101、滤光片102、图像传感器103、A/D转换部104、钳位部105、相位差检测部106、透镜控制部107、缺陷校正部108、去马赛克部(demosaic sect1n) 109、线性矩阵(LM)/白平衡(WB) /伽马校正部110、亮度色度信号生成部 111 和接口 (I/F)部 112。
[0069]透镜101调整进入图像传感器103的物体光的焦距。在透镜101的下游具有光圈(未示出)，以调整进入图像传感器103的物体光的量。透镜101可具有任何特定的构造，例如，可使用多个透镜来构造透镜101。
[0070]通过透镜101传输的物体光经由滤光片102进入图像传感器103，其中滤光片102被例如构造为红外截止滤波器(IR-cut filter)，以传输不包括红外光的光。
[0071]图像传感器103具有多个像素，像素包括诸如光电二极管之类的对物体光执行光电转换的光电转换装置。每个像素将物体光转换成电信号。图像传感器103可例如是CCD图像传感器或CMOS图像传感器，其中，CCD图像传感器通过使用被称为电荷耦合器件(CCD)的电路装置来执行传输，以便读取由光电转换装置根据光生成的电荷，且CMOS图像传感器使用互补金属氧化物半导体(CMOS)，且其每个单位单元具有放大器。
[0072]图像传感器103的各个像素在光电转换装置的物体侧上具有颜色滤光片。例如，在各个光电转换装置上方以拜耳阵列(Bayer array)方式排列有诸如红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)之类的颜色的滤光片，以作为颜色滤光片。即，图像传感器103对通过滤光片传输的每种颜色的物体光执行光电转换，并将所产生的电信号提供至A/D转换部104。
[0073]图像传感器103的颜色滤光片可具有任何颜色；可包括不同于RGB的颜色，或可不使用RGB中的一些或所有颜色。此外，这些颜色可布置成任何阵列；可采用不同于拜耳阵列的任何阵列。例如，可采用包括(JP2009-296276A中披露的)白色像素或翠绿色像素的阵列，或Cleartbit阵列来作为图像传感器103的颜色滤光片阵列。
[0074]在图像传感器103中布置有基于接收的物体光来生成用于生成图像的信号的像素(成像像素)以及生成用于通过相位差检测执行AF的信号的像素(相位差检测像素)。
[0075]图2图示了图像传感器103的像素布置的示例。
[0076]如图2所示，多个由白色方块表示的成像像素以矩阵的形式二维地布置在图像传感器103中。成像像素包括根据拜耳阵列有规律地布置的R像素、G像素和B像素。
[0077]此外，在图像传感器103中，多个由黑色方块表示的相位差检测像素布置成分布在以矩阵的形式二维地布置的多个成像像素之间。相位差检测像素代替图