图像传感器和摄像设备制造技术

本发明专利技术涉及一种图像传感器和摄像设备。图像传感器107包括各自包括微透镜(350)和多个光电转换部(306，307，310，311)的多个像素(200R，200G，200B)，其中多个光电转换部通过其间夹持的分离带(S)相互分离并且将通过微透镜的光束光电转换。微透镜包括在微透镜的光轴方向上与分离带重叠的分离带侧透镜部。当光电转换部将通过摄像光学系统的出射光瞳的相互不同的区域的光束光电转换时，分离带侧透镜部对在入射微透镜的光束中入射分离带侧透镜部的光束不提供光焦度或者提供负光焦度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种用于诸如数字照相机等的摄像设备的图像传感器，并且特别地，涉及ー种适合于对来自摄像光学系统的出射光瞳的多个区域的光束进行光电转换的图像传感器。
技术介绍
美国专利No. 4410804号公开了使用上述图像传感器的摄像设备。所公开的摄像设备使用包括各自由ー个微透镜和多个分割开的光电转换部构成的多个像素的ニ维图像传感器。分割开的光电转换部通过ー个微透镜接收来自摄像光学系统的出射光瞳的相互不同的区域的光束(以下将出射光瞳的相互不同的区域称为“部分光瞳区域”)，即，进行光瞳分割。所公开的摄像设备能够通过使用由光电转换部进行光电转换所获得的电信号，产生与部分光瞳区域相对应的视差图像。所产生的视差图像等同于作为关于光强度的空间分布和角度分布的信息的光场(Light Field, LF)数据。“Stanford Tech Report CTSR 2005-02，I (2005) ”公开了ー种再聚焦技术，其通过使用已获取到的LF数据在与图像传感器表面不同的虚拟成像面重建图像、以生成与原始拍摄图像的聚焦位置不同的聚焦位置相对应的再聚焦图像。此外，日本特开2001-083407号公报公开了如下摄像设备，其通过在图像传感器的各个像素中将来自所有分割开的光电转换部的电信号相加来产生所拍摄图像。上述的图像传感器 的各个像素包括形成在分割开的光电转换部之间以将其相互分离的分离带。然而，分离带通常具有比光电转换部更低的光接收灵敏度。这样的分离带在各个像素的光瞳强度分布(换言之，光接收率的入射角分布)中形成与分离带的形状(换言之，光电转换部的分离形状)相对应的低灵敏度区域，这可能在所拍摄图像中造成不自然的模糊。
技术实现思路
本专利技术提供ー种图像传感器，并且提供配备有该图像传感器的摄像设备，其中，该图像传感器能够抑制通过在各个像素中形成相互分离的多个光电转换部而在光瞳強度分布中导致的低灵敏度区域的影响。本专利技术的一方面提供ー种图像传感器，包括各自包括微透镜和多个光电转换部的多个像素，其中所述多个光电转换部通过其间夹持的分离带相互分离并且对穿过所述微透镜的光束进行光电转换，其中，所述微透镜包括在所述微透镜的光轴方向上与所述分离带重叠的分离带侧透镜部，以及在所述光电转换部对穿过摄像光学系统的出射光瞳的相互不同的区域的光束进行光电转换的情况下，对于入射到所述微透镜的光束中入射到所述分离带侧透镜部的光束，所述分离带侧透镜部不提供光焦度或者提供负光焦度。本专利技术的另一方面提供ー种图像传感器，包括各自包括微透镜和多个光电转换部的多个像素，其中所述多个光电转换部通过其间夹持的分离带相互分离并且对穿过所述微透镜的光束进行光电转换，其中，所述微透镜包括在所述微透镜的光轴方向上与所述分离带重叠的分离带侧透镜部，以及在所述光电转换部对穿过摄像光学系统的出射光瞳的相互不同的区域的光束进行光电转换的情况下，所述分离带侧透镜部对入射到所述微透镜的光束中入射到所述分离带侧透镜部的光束具有发散作用。本专利技术的另一方面提供ー种图像传感器，包括各自包括微透镜和多个光电转换部的多个像素，其中所述多个光电转换部通过其间夹持的分离带相互分离并且对穿过所述微透镜的光束进行光电转换，其中，所述光电转换部用于对穿过相互不同的区域的光束进行光电转换，并且所述微透镜包括各自的顶点相对于所述像素的中心在所述光电转换部的分离方向上偏心的多个子微透镜。本专利技术的另一方面提供ー种包括摄像光学系统和上述的图像传感器中的任何一种的摄像设备。通过以下參考附图对实施例的说明，本专利技术的其它方面将变得明显。附图说明图1是示出设置有作为本专利技术的实施例1的图像传感器的摄像设备的结构的框图。图2示出实施例1的图像传感器的像素配置。图3A和3B分别示出实施例1的图像传感器中的像素的正面图和截面图。图4A和4B分别示出比较例的图像传感器中的像素的正面图和截面图。图5A和5B示出实施 例1的图像传感器的像素结构和与实施例1光学等价的像素结构。图6示出实施例1中的光瞳分割。图7A和7B分别示出本专利技术的实施例2的图像传感器中的像素的正面图和截面图。图8A和8B分别示出本专利技术的实施例3的图像传感器中的像素的正面图和截面图。图9A和9B分别示出本专利技术的实施例4的图像传感器中的像素的正面图和截面图。图10示出通过利用实施例1的图像传感器进行的图像传感器相位差AF的原理。具体实施例方式以下将根据附图说明本专利技术的典型实施例。实施例1图1示出设置有作为本专利技术的第一实施例(实施例1)的图像传感器的数字照相机(摄像设备)的结构。在摄像光学系统(成像光学系统)中，附图标记101表示配置在摄像光学系统中最靠物体侧、井能够在摄像光学系统的光轴方向上移动的第一透镜组。附图标记102表示用于改变光圈直径以调节光量并且控制静止图像拍摄中的曝光速度的光圈快门単元。附图标记103表示摄像光学系统的第二透镜组。将光圈快门单元102与第二透镜组103作为一体在光轴方向上移动。使第一透镜组101与第二透镜组103在光轴方向上移动以进行变倍(变焦)。附图标记105表示作为调焦透镜的第三透镜组，其能够在光轴方向上移动以进行调焦。附图标记111是用于转动凸轮筒(未示出)以使得第一透镜组101和第二透镜组103在光轴方向上移动以进行变倍的变焦致动器。附图标记112表示驱动光圈快门単元102的光圈叶片来改变光圈直径、以进行光量调节和曝光速度控制的光圈快门致动器。附图标记114表示用于在光轴方向上移动第三透镜组105以进行调焦的调焦致动器。附图标记106表示作为用于減少所拍摄图像中的伪色和摩尔纹的光学元件的光学低通滤波器，附图标记107表示由ニ维CMO S传感器及其外围电路构成的本实施例的图像传感器。图像传感器107配置在摄像光学系统的成像面处或者成像面附近。附图标记115表示包括诸如氙管或LED等的光源的电子闪光灯。附图标记116表示通过投影透镜将具有预定开ロ图案的掩模图像投影到被摄体上的AF辅助发光器。掩模图像的投影使得能够改进对暗被摄体或者低对比度被摄体的焦点检测性能。附图标记121表示作为控制器的照相机CPU，其管理对照相机的各种操作的控制。照相机CPU 121包括计算部、R0M、RAM、A/D转换器、D/A转换器、通信接ロ电路及其它。照相机CPU 121根据ROM中存储的计算机程序来控制照相机中各部的操作，以进行包括AF(自动调焦)操作、图像拍摄操作、图像处理操作和记录操作的一系列图像拍摄/记录操作。AF操作包括用于检测摄像光学系统的焦点状态的焦点检测以及用于将调焦透镜移动到聚焦位置的透镜驱动。附图标记122表示与摄像操作同步地控制电子闪光灯115的发光的电子闪光灯控制器。附图标记123表示与焦点检测操作同步地控制AF辅助发光器116的发光的辅助光驱动器。附图标记124表示控制图像传感器107的操作并且对图像传感器107输出的模拟像素信号(摄像信号) 进行A/D转换、以将转换后的数字摄像信号发送到照相机CPU 121的图像传感器驱动器。附图标记125表示对数字摄像信号进行诸如Y转换和顔色插值等的图像处理以产生图像信号、并且对图像信号进行诸如JPEG压缩等的处理的图像处理器。附图标记126表示基于焦点检测的結果、驱动调焦致动器114在光轴方向上移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，包括：各自包括微透镜和多个光电转换部的多个像素，其中所述多个光电转换部通过其间夹持的分离带相互分离并且对穿过所述微透镜的光束进行光电转换，其中，所述微透镜包括在所述微透镜的光轴方向上与所述分离带重叠的分离带侧透镜部，以及在所述光电转换部对穿过摄像光学系统的出射光瞳的相互不同的区域的光束进行光电转换的情况下，对于入射到所述微透镜的光束中入射到所述分离带侧透镜部的光束，所述分离带侧透镜部不提供光焦度或者提供负光焦度。

【技术特征摘要】
2011.10.03 JP 2011-219041;2011.10.03 JP 2011-21901.一种图像传感器,包括 各自包括微透镜和多个光电转换部的多个像素，其中所述多个光电转换部通过其间夹持的分离带相互分离并且对穿过所述微透镜的光束进行光电转换， 其中，所述微透镜包括在所述微透镜的光轴方向上与所述分离带重叠的分离带侧透镜部，以及 在所述光电转换部对穿过摄像光学系统的出射光瞳的相互不同的区域的光束进行光电转换的情况下，对于入射到所述微透镜的光束中入射到所述分离带侧透镜部的光束，所述分离带侧透镜部不提供光焦度或者提供负光焦度。2.—种图像传感器,包括 各自包括微透镜和多个光电转换部的多个像素，其中所述多个光电转换部通过其间夹持的分离带相互分离并且对穿过所述微透镜的光束进行光电转换， 其中，所述微透镜包括在所述微透镜的光轴方向上与所述分离带重叠的分离带侧透镜部，以及 在所述光电转换部对穿过摄像光学系统的出射光瞳的相互不同的区域的光束进行光电转换的情况下，所述分离带侧透镜部对入射到所述微透镜的光束中入射到所述分离带侧透镜部的光束具有发散作用。...

【专利技术属性】
技术研发人员：福田浩一，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：