焦点检测装置和电子设备的制造方法_5

文档序号:9476373阅读:来源:国知局
。图23所示的曲线图的横轴表示光的入射角,纵轴表示根据入射光的像素的输出值(感度)。
[0232]图23的实线曲线图表示设置有遮光壁305的位相差检测用像素的光电二极管214的感度。图23的虚线曲线图表示没有遮光壁305的位相差检测用像素的光电二极管214的感度。
[0233]图23表明,可以在不显著改变感度的最大值的情况下通过设置遮光壁305减小感度的最小值。换句话说,在不改变遮光膜216的长度的情况下,设置位相差检测用像素的遮光壁305可以仅减小受光角度分布的低侧输出,而保持高侧输出。这样可以改善作为位相差检测用像素的分辨率。
[0234]按此方式,受光角度分布的高侧输出的入射光可以通过遮光壁305来控制,并且低侧输出的入射光可以通过遮光膜216来控制。这样允许个别地控制感度的高侧输出和低侧输出。此外,在位相差检测用像素的遮光膜上形成遮光壁不改变成像用像素的结构,因此不影响成像用像素的特性,使得可以实现位相差检测用像素的特性的上述调整。
[0235]<根据第六实施方案的焦点检测装置的构成>
[0236]图24是根据第六实施方案的焦点检测装置的位相差检测用像素的侧视截面图。在图24所示的焦点检测装置的位相差检测用像素中,与图20所示的焦点检测装置的位相差检测用像素相同的部分被给予相同的附图标记,并且对于相同部分的说明被适当地省略。
[0237]图24所示的位相差检测用像素具有与图20所示的位相差检测用像素相同的构成,除了遮光壁306具有不同的高度。S卩,图24所示的位相差检测用像素按与图20所示的位相差检测用像素相同的方式在遮光膜216-2的下表面上具有遮光壁306。遮光壁306-1设置在遮光膜216-2的靠近光电二极管214-2的下表面上,遮光壁306-2设置在遮光膜216-2的靠近光电二极管214-3的下表面上。
[0238]遮光壁306-1和306-2位于遮光膜216-2的两端并且相对于遮光膜216-2具有预定的垂直高度。遮光壁303-1和303-2高于图20所示的遮光壁304。遮光壁306设置在开口部230旁边。
[0239]这里持续说明的是,遮光壁306设置在遮光膜216-2的下表面上,但是遮光壁306也可以设置在遮光膜216-1和/或遮光膜216-3上。
[0240]按此方式,在图24所示的位相差检测用像素中,遮光膜216-2比本领域中公知的遮光膜216-2’短,并且具有预定高度的遮光壁306设置在遮光膜216-2的面对光电二极管214的表面端部。
[0241]在图24所示的位相差检测用像素中,遮光膜216-2的小覆盖面积导到大的开口部230,从而获得由大的开口部230所得到的效果。在遮光膜216-2的下表面上设置遮光壁306并且增大遮光壁306的高度可以获得与覆盖面积像遮光膜216-2’同样大的相同的优点。
[0242]这作为图25的曲线图示出。图25所示的曲线图的横轴表示光的入射角,纵轴表示根据入射光的像素的输出值(感度)。
[0243]在图25中,实线曲线图是表示在由图24的实线所示的遮光膜216_2设置有遮光壁306的位相差检测用像素中光电二极管214的感度的曲线图。在图25中,虚线曲线图是表示在由图24的虚线所示的遮光膜216-2’没有遮光壁306的位相差检测用像素中光电二极管214的感度的曲线图。
[0244]图25表明,设置遮光壁306可以增大感度的最大值并且减小感度的最小值。换句话说,设置位相差检测用像素的遮光壁306可以增大受光角度分布的高侧输出并且减小低侧输出。这些特性可以提供具有改善的分辨率的位相差检测用像素。此外,在位相差检测用像素的遮光膜上形成遮光壁不改变成像用像素的结构,因此不影响成像用像素的特性,使得可以实现位相差检测用像素的特性的上述调整。
[0245]如上所述,受光角度分布的高侧输出和低侧输出可以通过调整遮光膜216的长度(遮光膜216在光电二极管214上的覆盖面积)、在遮光膜216的面对光电二极管214的表面上设置遮光壁304?306并调整遮光壁304?306的高度来控制,以获得所需的输出。
[0246]<根据第七实施方案的焦点检测装置的构成>
[0247]图26是根据第七实施方案的焦点检测装置的位相差检测用像素的侧视截面图。在图26所示的焦点检测装置的位相差检测用像素中,与图16和图22所示的焦点检测装置的位相差检测用像素相同的部分被给予相同的附图标记,并且对于相同部分的说明被适当地省略。
[0248]图26所示的位相差检测用像素具有与图16或图22所示的位相差检测用像素相同的构成,除了遮光壁设置在遮光膜216-2的上表面和下表面上。即,图26所示的位相差检测用像素按与图16所示的位相差检测用像素相同的方式在遮光膜216-2的面对微透镜220的上表面上包括遮光壁307并且包括在遮光膜216-2的面对光电二极管214的下表面上的遮光壁308。
[0249]遮光壁307-1设置在遮光膜216-2的面对微透镜220-2的上表面上,遮光壁307-2设置在遮光膜216-2的面对微透镜220-3的上表面上。遮光壁308-1设置在遮光膜216-2的靠近光电二极管214-2的下表面上,遮光壁308-2设置在遮光膜216-2的靠近光电二极管214-3的下表面上。
[0250]遮光壁307-1和307-2位于遮光膜216-2的两端并且相对于遮光膜216-2具有预定的垂直高度。遮光壁308-1和308-2也位于遮光膜216-2的端部并且相对于遮光膜216-2具有预定的垂直高度。
[0251]这里持续说明的是,遮光壁307和308设置在遮光膜216-2上,但是遮光壁307和308也可以设置在遮光膜216-1和/或遮光膜216-3上。
[0252]在图26所示的位相差检测用像素中,遮光壁307和308分别设置在遮光膜216-2的上表面和下表面上。
[0253]具有这种构成的位相差检测用像素的受光角度分布示于图27。图27所示的曲线图的横轴表不光的入射角,纵轴表不根据入射光的像素的输出值(感度)。
[0254]图27的实线曲线图表示设置有图26所示的遮光壁307和308的位相差检测用像素中光电二极管214的感度。图27的虚线曲线图表示没有遮光壁307或308的位相差检测用像素中光电二极管214的感度。
[0255]图27表明,设置遮光壁307和308可以减小感度的最大值和减小感度的最小值。换句话说,设置位相差检测用像素的遮光壁307和308可以同时减小受光角度分布的高侧输出和低侧输出。
[0256]如图26所示,遮光壁可以分别设置在遮光膜的上表面和下表面上。这种构成可以提供如图27所示的特征,并且允许调整将要进行调整的受光角度分布的高侧和低侧输出,从而获得所需的输出。此外,在位相差检测用像素的遮光膜上形成遮光壁不改变成像用像素的结构,因此不影响成像用像素的特性,使得可以实现位相差检测用像素的特性的上述调整。
[0257]尽管图26示出其中遮光壁307和308在遮光膜216上对齐的例子,但是遮光壁307和308可以配置在遮光膜216上的不同位置。
[0258]遮光膜216-2可以缩短(在光电二极管214上的覆盖面积可以减小)。
[0259]<根据第八实施方案的焦点检测装置的构成>
[0260]第一至第七实施方案示出其中遮光壁垂直地设置在遮光膜216上的例子。第八实施方案说明了受光角度分布的高侧和低侧输出可以通过平行于遮光膜216设置的遮光膜来控制,从而获得类似于第一至第七实施方案的所需输出。
[0261]图28是示出根据第八实施方案的位相差检测用像素的构成的图。在图28所示的位相差检测用像素中,与图26所示的位相差检测用像素相同的部分被给予相同的附图标记,并且对于相同部分的说明被省略。
[0262]在图28所示的位相差检测用像素中,遮光膜309-1设置在遮光膜216_1和微透镜220-2之间,其中遮光膜309-1与遮光膜216-1平行。类似地,遮光膜309-2设置在遮光膜216-2和微透镜220-2和220-3之间,其中遮光膜309-2与遮光膜216-2平行。类似地,遮光膜309-3设置在遮光膜216-3和微透镜220-3之间,其中遮光膜309-3与遮光膜216-3平行。
[0263]在图28所示的位相差检测用像素中,遮光膜216-1和309_1具有相同的长度。遮光膜216-3和309-3也具有相同的长度。与这些膜不同,遮光膜216-2和309-2具有不同的长度。
[0264]当按此方式设置两个遮光膜时,通过靠近微透镜220的遮光膜309可以控制受光角度分布的高侧输出,并且通过靠近光电二极管214的遮光膜216可以控制受光角度分布的低侧输出。
[0265]按此方式,通过调整遮光膜216和309的覆盖面积可以个别地控制受光角度分布的高侧输出和低侧输出。
[0266]在图28所示的例子中,遮光膜309-2的长度(覆盖面积)短于(小于)遮光膜216-2的长度(覆盖面积)。具有这样形成的两个膜的位相差检测的受光角度分布示于图29。图29所示的曲线图的横轴表示光的入射角,纵轴表示根据入射光的像素的输出值(感度)。
[0267]图29的实线曲线图表示具有图28所示的两层遮光膜的位相差检测用像素中光电二极管214的感度。图29的虚线曲线图表示具有一层遮光膜的位相差检测用像素中光电二极管214的感度。
[0268]图29表明,通过设置两层遮光膜感度的最大值可以保持并且感度的最小值可以减少。换句话说,设置位相差检测用像素的两层遮光膜可以减小受光角度分布的低侧输出,而保持高侧输出。
[0269]如上所述,通过调整两层遮光膜的长度(覆盖面积)可以控制受光角度分布的高侧输出和低侧输出,从而获得所需的输出。此外,在位相差检测用像素的遮光膜上形成多个遮光壁不改变成像用像素的结构,因此不影响成像用像素的特性,使得可以实现位相差检测用像素的特性的上述调整。
[0270]尽管图28示出了具有两层遮光膜的位相差检测用像素的例子,但是遮光膜不限于两层遮光膜,可以是三层或多层遮光膜。
[0271]本技术相应地允许在不改变成像用像素的特性的情况下个地控制受光角度分布的高侧输出和感度的低侧输出。
[0272]例如,在不改变成像用像素的特性的情况下,可以仅增大位相差检测用像素的受光角度分布的低侧输出,而保持高侧输出,并且位相差检测用像素也可以在保持一些位相差检测特性的同时用作成像用像素。
[0273]当在不改变成像用像素的特性的情况下进一步仅减小位相差检测用像素的受光角度分布的低侧输出而保持高侧输出时,位相差检测特性可以得到改善。
[0274]〈应用例〉
[0275]下面对包括上述位相差检测用像素的焦点检测装置的应用例进行说明。在上述实施方案中的固态图像传感器22可以应用于各种领域的电子设备。除了图1所示的成像装置(相机)之外,这里将作为例子说明内窥镜相机和视觉提示(人工视网膜)。
[0276]图30是根据应用例的内窥镜相机(胶囊型内窥镜相机400A)的整体构成的功能框图。胶囊型内窥镜相机400A包括光学系统410、快门装置420、固态图像传感器22、驱动电路440、信号处理电路430、数据传输单元450、驱动用电池460和姿态(方向,角度)感测用陀螺仪电路470。
[0277]光学系统410包括允许从被写体反射的像光(入射光)在固态图像传感器22的成像面上形成图像的一个或多个成像透镜。快门装置420控制固态图像传感器22的光照射时间(曝光周期)和遮光期间。驱动电路440驱动快门装置420的打开和关闭,并且还驱动在固态图像传感器22中的曝光操作和信号读出操作。
[0278]信号处理电路430进行各种类型的校正处理,如对从固态图像传感器22输出的信号进行的给定信号处理(例如,去马赛克,白平衡调整)。
[0279]光学系统410期望能够在四维空间多方向(例如,全方向)地成像,并且包括一个或多个透镜。应该注意的是,在本例子中,在信号处理电路430的信号处理后的图像信号Dl和从陀螺仪电路470输出的姿态感测信号D2通过数据传输单元450无线地传输到外部装置。
[0280]可以使用根据上述实施方案的图像传感器的内窥镜相机不限于上述胶囊型的,例如,可以是如图31所示的插入型内窥镜相机(插入型内窥镜相机400B)。
[0281]插入型内窥镜相机400B包括光学系统410、快门装置420、固态图像传感器22、驱动电路440、信号处理电路430和数据传输单元450,这与胶囊型内窥镜相机400A中的一些部件相同
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