摄像元件、摄像设备和摄像系统技术方案

本发明专利技术涉及一种摄像元件、摄像设备和摄像系统。所述摄像元件包括：第一像素、第二像素和第三像素，其共用一个微透镜；第一边界，其设置在所述第一像素和所述第二像素之间；以及第二边界，其设置在所述第一像素和所述第三像素之间，其中，在所述第一像素的电荷量饱和的情况下，从所述第一像素经由所述第一边界向着所述第二像素的第一电荷量大于从所述第一像素经由所述第二边界向着所述第三像素的第二电荷量。

Image pickup element, image pickup apparatus and image pickup system

The invention relates to an image pickup element, an image pickup apparatus and an image pickup system. The element includes a first pixel, second pixels and third pixels, which share a micro lens; the first boundary, which is arranged between the first pixel and the second pixel; and the second boundary, which is arranged between the first pixel, the third pixel and the charge in the first the number of pixels saturated, from the first pixel via a first charge toward the second pixels of the first boundary is larger than that from the first pixel via a second charge toward the third pixels of the second boundary.

【技术实现步骤摘要】
摄像元件、摄像设备和摄像系统
本专利技术涉及包括共用一个微透镜的多个像素的摄像元件。
技术介绍
过去，已知有基于从包括共用一个微透镜的多个像素的摄像元件获得的两个光瞳分割图像的相位差来进行焦点检测的摄像设备。日本特开2001-83407公开了配备有包括共用一个微透镜的多个像素的摄像元件的摄像设备。日本特开2001-83407所公开的摄像设备可以通过基于从摄像元件获得的两个光瞳分割图像的相位差进行焦点检测、并且使用共用一个微透镜的多个像素的相加信号(相加电荷)生成摄像信号，来获得高质量的图像输出。然而，在日本特开2001-83407所公开的摄像设备中，在各分割像素饱和的情况下，可能无法同时实现焦点检测和图像质量提高。
技术实现思路
本专利技术提供能够同时实现焦点检测和图像质量提高的摄像元件、摄像设备和摄像系统。作为本专利技术的一个方面的一种摄像元件，包括：第一像素、第二像素和第三像素，其共用一个微透镜；第一边界，其设置在所述第一像素和所述第二像素之间；以及第二边界，其设置在所述第一像素和所述第三像素之间，其中，在所述第一像素的电荷量饱和的情况下，从所述第一像素经由所述第一边界向着所述第二像素的第一电荷量大于从所述第一像素经由所述第二边界向着所述第三像素的第二电荷量。作为本专利技术的另一方面的一种摄像元件，包括：第一像素和第二像素，其共用第一微透镜；第三像素和第四像素，其共用第二微透镜；第一边界，其设置在所述第一像素和所述第二像素之间；以及第二边界，其设置在所述第三像素和所述第四像素之间，其中，在所述第一像素和所述第三像素的电荷量饱和的情况下，从所述第一像素经由所述第一边界向着所述第二像素的第一电荷量大于从所述第三像素经由所述第二边界向着所述第四像素的第二电荷量。作为本专利技术的另一方面的一种摄像设备，包括：摄像元件；以及处理器，用于基于从所述摄像元件的多个像素中的至少一部分获得的信号来进行相关计算，其中，所述摄像元件包括：第一像素、第二像素和第三像素，其共用一个微透镜；第一边界，其设置在所述第一像素和所述第二像素之间；以及第二边界，其设置在所述第一像素和所述第三像素之间，其中，在所述第一像素的电荷量饱和的情况下，从所述第一像素经由所述第一边界向着所述第二像素的第一电荷量大于从所述第一像素经由所述第二边界向着所述第三像素的第二电荷量。作为本专利技术的另一方面的一种摄像系统，包括：摄像光学系统；以及所述摄像设备。通过以下参考附图对典型实施例的说明，本专利技术的其它特征和方面将变得明显。附图说明图1A和1B是各实施例中的摄像元件的结构图。图2是示出实施例1中的摄像元件的像素阵列的图。图3是示出各实施例中的摄像设备的结构的框图。图4是示出实施例1的摄像元件中的、像高高的位置处的像素接收光束的情况的说明图。图5是示出实施例1的摄像元件中的、与一个微透镜相对应的一个像素的电荷饱和的情况的说明图。图6是示出实施例1的摄像元件中的、与一个微透镜相对应的两个像素的电荷饱和的情况的说明图。图7是示出实施例2中的摄像元件的像素阵列的图。图8A和8B是示出实施例2中的摄像元件的具有相同颜色的像素的阵列的图。图9是示出实施例3的摄像元件中的、像高高的位置处的像素接收光束的情况的说明图。图10是示出实施例3中的摄像元件的像素阵列的图。图11A和11B是示出实施例4中的摄像元件的像素阵列的图。图12是示出实施例4中的摄像元件的像素阵列的图。图13A是各实施例中的摄像元件的主要部分的截面图，并且图13B是电位的示意图。具体实施方式以下将参考附图来说明本专利技术的典型实施例。此外，在各附图中，将向相同的组件赋予相同的附图标记，并且将不重复针对这些组件的说明。首先，将参考图3来说明本实施例中的摄像设备300的结构。图3是示出摄像设备300的结构的框图。附图标记301表示镜头单元(摄像光学系统)，附图标记302表示摄像元件，附图标记303表示A/D转换器，并且附图标记304表示饱和检测器。附图标记305表示图像信号相加部(A-B图像信号相加部)，该图像信号相加部305将从共用一个微透镜的多个像素获得的信号相加。附图标记306表示信号处理器，该信号处理器306对从图像信号相加部305输出的相加信号进行各种信号处理。信号处理器306将通过进行各种信号处理所获得的图像数据作为所拍摄图像输出。附图标记307表示使用像素选择部(非饱和像素选择部)，该使用像素选择部307选择非饱和像素以进行AF控制。附图标记308表示图像信号分离部(A-B图像信号分离部)，该图像信号分离部308将A图像和B图像分离。图像信号分离部308获得彼此不同的两个图像信号。附图标记309表示相关计算部(处理器)。相关计算部309基于从摄像元件302的多个像素中的至少一部分获得的信号(图像信号)进行相关计算。附图标记310表示散焦量计算部。附图标记311表示微计算机(控制器)，该微计算机311控制摄像设备300的系统整体，并且附图标记312表示ROM(存储部)，该ROM312存储饱和水平的个体差。本实施例的摄像设备300通过一体化地包括镜头单元301(摄像光学系统)而构成，但本实施例不限于此。本实施例还可应用于如下摄像系统，其中该摄像系统包括可移除地安装有摄像光学系统(镜头设备)的摄像设备主体和安装在该摄像设备主体上的该摄像光学系统。接着，将参考图1A和1B来说明本实施例中的摄像元件的结构。图1A和1B是本实施例中的摄像元件302的结构图，并且图1A是摄像元件302的主要部分的截面图且图1B是光接收部104的平面图。在图1A中，微透镜101使光束(入射光)高效地聚集到光接收部104(光电转换部)上。颜色滤波器102仅使入射光中的期望波长带的光束选择性地透过。附图标记103表示半导体(摄像元件302)的布线层。穿过颜色滤波器102的光束由光接收部104(光电二极管)接收到并且进行光电转换。通常，摄像元件302针对一个微透镜101包括一个光接收部104(光电二极管)。然而，在本实施例中，将针对一个微透镜101的光接收部104进行二分割以获得光瞳分割图像。例如，在提供了在水平方向上进行了二分割并且在垂直方向上进行了二分割的四分割光接收部(四分割像素)作为多分割光接收部的情况下，在分别将上侧两个像素相加并且将下侧两个像素相加时，可以获得与通过在垂直方向上的二分割所获得的光瞳分割图像等同的图像。另一方面，在四分割像素中分别将左侧两个像素相加并且将右侧两个像素相加的情况下，可以获得与通过在水平方向上的二分割所获得的光瞳分割图像等同的图像。因此，与在水平方向或垂直方向上的二分割像素相比，可以以一个微透镜101为单位同时获得垂直方向和水平方向这两个方向上的光瞳分割图像。如图1B所述，摄像元件302针对一个微透镜101包括四分割的光接收部104(像素105～108)。在本实施例中，像素105～108包括共用一个微透镜101的第一像素、第二像素和第三像素。在下文，为了便于说明，将像素106、105和108分别称为第一像素、第二像素和第三像素，但本专利技术不限于此。四分割的光接收部104(像素)配置有边界110和边界120，其中在各像素的电荷量饱和的情况下，边界110被配置为使电荷积极地泄漏至邻接像素，而边界120被配置为不使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像元件，包括：第一像素、第二像素和第三像素，其共用一个微透镜；第一边界，其设置在所述第一像素和所述第二像素之间；以及第二边界，其设置在所述第一像素和所述第三像素之间，其特征在于，在所述第一像素的电荷量饱和的情况下，从所述第一像素经由所述第一边界向着所述第二像素移动的第一电荷量大于从所述第一像素经由所述第二边界向着所述第三像素移动的第二电荷量。

【技术特征摘要】
2012.11.29 JP 2012-2616051.一种摄像元件，包括：第一像素、第二像素和第三像素，其共用一个微透镜；第一边界，其设置在所述第一像素和所述第二像素之间；以及第二边界，其设置在所述第一像素和所述第三像素之间，其特征在于，在所述第一像素的电荷量饱和的情况下，从所述第一像素经由所述第一边界向着所述第二像素移动的第一电荷量大于从所述第一像素经由所述第二边界向着所述第三像素移动的第二电荷量。2.根据权利要求1所述的摄像元件，其中，在所述第一像素的电荷量饱和的情况下，所述第一边界用于使得能够进行从所述第一像素向着所述第二像素的电荷移动，并且所述第二边界用于防止从所述第一像素向着所述第三像素的电荷移动。3.根据权利要求1所述的摄像元件，其中，所述第一边界和所述第二边界由P型半导体构成，以及所述第一边界的P型杂质浓度低于所述第二边界的P型杂质浓度。4.根据权利要求1所述的摄像元件，其中，所述摄像元件还包括：第四像素、第五像素和第六像素，其共用与所述一个微透镜邻接的微透镜；第三边界，其设置在所述第四像素和所述第五像素之间；以及第四边界，其设置在所述第四像素和所述第六像素之间，其中，在所述第四像素的电荷量饱和的情况下，从所述第四像素经由所述第三边界向着所述第五像素移动的第三电荷量大于从所述第四像素经由所述第四边界向着所述第六像素移动的第四电荷量，以及所述第一边界和所述第三边界设置在彼此不同的方向上。5.根据权利要求4所述的摄像元件，其中，在所述第四像素的电荷量饱和的情况下，所述第三边界用于使得能够进行从所述第四像素向着所述第五像素的电荷移动，并且所述第四边界用于防止从所述第四像素向着所述第六像素的电荷移动。6.根据权利要求4或5所述的摄像元件，其中，所述摄像元件还包括：具有多个颜色的颜色滤波器；第一微透镜，其与所述具有多个颜色的颜色滤波器中的具有一个颜色的颜色滤波器相对应；以及第二微透镜，其与所述具有一个颜色的颜色滤波器相对应，并且针对所述具有一个颜色的颜色滤波器与所述第一微透镜邻接，其中，所述第一微透镜由所述第一像素、所述第二像素和所述第三像素共用，以及所述第二微透镜由所述第四像素、所述第五像素和所述第六像素共用。7.一种摄像元件，包括：第一像素和第二像素，其共用第一微透镜；第三像素和第四像素，其共用第二微透镜；第一边界，其设置在所述第一像素和所述第二像素之间；以及第二边界，其设置在所述第三像素和所述第四像素之间，其特征在于，在所述第一像素和所述第三像素的电荷量饱和的情况下，从所述第一像素经由所述第一边界向着所述第二像素移动的第一电荷量大于从所述第三像素经由所述第二边界向着所述第四像素移动的第二电荷量。8.根据权利要求7所述的摄像元件，其中，在所述第一像素和所述第三像素的电荷量饱和的情况下，所述第一边界用于使得能够进行从所述第一像素向着所述第二像素的电荷移动，并且所述第二边界用于防止从所述第三像素向着所述第四像素的电荷移动。9.根据权利要求7所述的摄像元件，其中，所述第一微透镜和所述第二微透镜呈二维状交替排列。10.根据权利要求7至9中的任一项所述的摄像元件，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥泽昌彦，小川武志，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP