JP5563166B2 - 固体撮像装置及びデジタルカメラ - Google Patents
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Description
図1において、デジタルカメラ10は、CPU11を有する。CPU11は、シャッタボタンや各種操作ボタンを含む操作部12からの制御信号に基づき、メモリ(図示せず)から読み出した各種プログラムやデータを逐次実行して、デジタルカメラ10の各部を統括的に制御する。
次に、図8を用いて本発明の第2実施形態の固体撮像装置74を説明する。上記第1実施形態では、第1及び第2画素37,38は、それぞれ第1PD41、第2PD44を有しているが、固体撮像装置74ではPDの代わりに光電変換膜を用いる。なお、第1実施形態の固体撮像装置17と構成が同一のものについては同一符号を付してその説明は省略する(第3実施形態以降も同様)。
次に、図9を用いて第3実施形態の固体撮像装置81を説明する。上記第1実施形態では、第1PD41の左領域(受光領域)上の絶縁膜54(以下、第1L絶縁膜54aという)の表面、及び第2PD44の右領域(受光領域)上の絶縁膜54(以下、第2R絶縁膜54bという)の表面は、それぞれ平坦化されている。これに対して、第3実施形態の固体撮像装置81では、受光領域上にある第1L及び第2R絶縁膜54a,54bの表面は、それぞれが微細凹凸形状(例えば、円錐状の多数の突起からなる形状)を有する凹凸面82に形成されている。
次に、図13に示す本発明の第4実施形態の固体撮像装置87を説明する。上記第1実施形態では、第1及び第2マイクロレンズ59a,59bにより入射光を第1PD41と第1光電変換膜42、第2PD44と第2光電変換膜45にそれぞれ集光させているが、通常撮影画像や視差画像にケラレが発生するおそれがある。
次に、図14に示す本発明の第5実施形態の固体撮像装置90を説明する。上記第1実施形態では第1及び第2光電変換膜42,45の側面が露呈している。これに対して、固体撮像装置90は、第1及び第2光電変換膜42,45の側面に、高屈折率材料で形成された反射壁91が形成されている。これにより、例えば、第1画素37aに入射した入射光60R1の一部が、隣の第1画素37bの第1光電変換膜42の側面に入射した場合には、反射壁91により反射されて第1画素37aに戻り、第1PD41に入射する。このように、入射光が隣の画素の光電変換膜に入射することが防止される。
図15に示す本発明の第6実施形態の固体撮像装置95では、カラーフィルタ96が部分的に厚く形成されている。具体的には、カラーフィルタ96の第1PD41の左領域(受光領域)上に位置する部分と、第2PD44の右領域(受光領域)上に位置する部分に、下方に突出した突出部96aが形成されている。この突出部96aの厚みを増減することで通過光量を変化させ、第1及び第2PD41,44の感度を調整することができる。
図18に示す本発明の第7実施形態の固体撮像装置100は、カラーフィルタ101が部分的に薄く形成されている。具体的には、カラーフィルタ101の第1PD41の左領域上に位置する部分と、第2PD44の右領域上に位置する部分とに、他の部分よりも厚みの薄い薄肉部101aが形成されている。この薄肉部101aの厚みを増減することで、第6実施形態と同様に、第1及び第2PD41,44の感度を調整することができる。
次に、図21に示す本発明の第7実施形態の固体撮像装置104では、第1及び第2光電変換膜42a,45aの面積を第1実施形態よりもΔSだけ減少させている。これにより、第1及び第2光電変換膜42a,45aの感度を低下させることができる。
17,74,81,87,90,95,100,104,105 固体撮像装置
37 第1位相差画素(第1画素)
38 第2位相差画素(第2画素)
41 第1PD
42 第1光電変換膜
44 第2PD
45 第2光電変換膜
58,96,101 カラーフィルタ
59a 第1マイクロレンズ
59b 第2マイクロレンズ
76,77 メイン光電変換膜
78,79 サブ光電変換膜
82 凹凸面
88a 第1インナーレンズ
88b 第2インナーレンズ
91 反射壁
Claims (11)
- 入射光を光電変換する第1光電変換部と第1光電変換膜とを有し、この第1光電変換膜は、前記第1光電変換部に対して第1の方向にずれている複数の第1画素と、
入射光を光電変換する第2光電変換部と第2光電変換膜とを有し、この第2光電変換膜は、前記第2光電変換部に対して、前記第1の方向と逆の第2方向にずれている複数の第2画素とを備え、
前記第1及び第2光電変換部は前記第1及び第2画素の中央に位置しており、前記第1及び第2光電変換膜は、前記第1及び第2光電変換部の入射側の一部を覆っている、
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第1及び第2画素の各々において、前記光電変換部の信号と前記光電変換膜の信号とを加算する第1加算回路と、
隣接している2つの前記第1及び第2画素との間で、前記第1光電変換部の信号と前記第2光電変換膜の信号との加算と、前記第2光電変換部の信号と前記第1光電変換膜の信号との加算とを行う第2加算回路と、
を備えることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の固体撮像装置。 - 前記第1及び第2光電変換部は、半導体基板の表層に形成されたフォトダイオードであり、前記第1及び第2光電変換膜で覆われない部分を受光領域として有することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の固体撮像装置。
- 前記第1及び第2光電変換部は、半導体基板上に形成された光電変換膜であり、前記第1及び第2光電変換膜で覆われない部分を受光領域として有することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の固体撮像装置。
- 前記半導体基板上には、光透過性を有する絶縁膜が形成され、この絶縁膜上に前記第1及び第2光電変換膜が形成されていることを特徴とする請求の範囲第3項に記載の固体撮像装置。
- 前記受光領域上に位置している前記絶縁膜の表面には、微細な凹凸が形成されていることを特徴とする請求の範囲第5項に記載の固体撮像装置。
- 前各第1及び第2画素の各々は、その中心に光軸が一致するマイクロレンズと、このマイクロレンズの内側で、頂点が前記受光領域の中心に一致するインナーレンズとを備えることを特徴とする請求の範囲第5項に記載の固体撮像装置。
- 前記第1及び第2光電変換膜は、その側面に、高屈折率材料の反射壁が形成されていることを特徴とする請求の範囲第3項に記載の固体撮像装置。
- 前記第1及び第2画素はカラーフィルタを有し、このカラーフィルタは、前記受光領域上に位置する部分と、前記第1及び第2光電変換膜上に位置する部分との間で、厚みが異なることを特徴とする請求の範囲第3項に記載の固体撮像装置。
- 前記受光領域の面積と、前記第1及び第2光電変換膜の面積とが異なることを特徴とする請求の範囲第3項に記載の固体撮像装置。
- 被写体の画像を結像する撮影レンズと、前記画像を撮像する固体撮像装置とを有するデジタルカメラにおいて、前記固体撮像装置は、
入射光を光電変換する第1光電変換部と第1光電変換膜とを有し、この第1光電変換膜は、前記第1光電変換部に対して第1の方向にずれている複数の第1画素と、
入射光を光電変換する第2光電変換部と第2光電変換膜とを有し、この第2光電変換膜は、前記第2光電変換部に対して、前記第1の方向と逆の第2方向にずれている複数の第2画素とを備え、
前記第1及び第2光電変換部は前記第1及び第2画素の中央に位置しており、前記第1及び第2光電変換膜は、前記第1及び第2光電変換部の入射側の一部を覆っている、
ことを特徴とするデジタルカメラ。
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