專利名稱：焦點(diǎn)檢測裝置、攝像器件和電子照相機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焦點(diǎn)檢測裝置、攝像器件和電子照相機(jī)，具體涉及對(duì)于在攝像器件中 安裝有采用了相位差檢測方法的焦點(diǎn)檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的焦點(diǎn)控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
人們已經(jīng)在使用對(duì)比度(contrast)檢測方法和相位差(phase-difference)檢測 方法作為電子照相機(jī)等的焦點(diǎn)檢測技術(shù)。在對(duì)比度檢測方法中，從攝像器件輸出的圖像信 號(hào)被用于通過利用預(yù)定函數(shù)來評(píng)估和確定由攝像光學(xué)系統(tǒng)形成的被攝物體圖像的銳度。調(diào) 節(jié)攝像光學(xué)系統(tǒng)在光軸上的位置，使得該函數(shù)值接近極值(extreme value)。在相位差檢測 方法中，通過穿過攝像光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳(exit pupil)的不同部分的各個(gè)光束來形成兩 個(gè)被攝物體圖像。檢測這兩個(gè)被攝物體圖像之間的位置相位差，然后將該相位差轉(zhuǎn)換為攝 像光學(xué)系統(tǒng)的散焦量。在對(duì)比度檢測方法中，是在沿著光軸逐漸移動(dòng)攝像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡 的同時(shí)確定評(píng)估函數(shù)值，與該對(duì)比度檢測方法相比，對(duì)于相位差檢測方法而言，由于能夠確 定散焦量，所以能夠在更短的時(shí)間內(nèi)建立對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。根據(jù)相關(guān)技術(shù)的相位差檢測方法，穿過攝像光學(xué)系統(tǒng)的光束被聚光器透鏡分成兩 束，讓由此得到的這兩束光穿過各自的分離器透鏡，于是將光束聚焦在檢測器件(而不是 攝像器件)上。也可以通過在攝像器件中安裝采用了相位差檢測方法的焦點(diǎn)檢測系統(tǒng)而省 去上述結(jié)構(gòu)(例如參見日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_第2001-83407號(hào)(圖18)和第2003-244712號(hào) (圖 2))。例如，日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_第2001-83407號(hào)(圖18)提出了這樣一種技術(shù)各個(gè)像 素的光電轉(zhuǎn)換器(光電二極管)被劃分成兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換器部分，這兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換器部分接 收穿過攝像光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳的不同區(qū)域的光束。將通過各個(gè)像素的兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換器部 分而得到的電荷信號(hào)與先前得到的對(duì)焦?fàn)顟B(tài)下的電荷信號(hào)進(jìn)行比較。于是，執(zhí)行了采用相 位差檢測方法的焦點(diǎn)檢測。日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_第2003-244712號(hào)(圖2)提出了這樣一種技術(shù)在設(shè)有濾色器 并用于攝取圖像的像素中不對(duì)光電轉(zhuǎn)換器進(jìn)行劃分，而是在未設(shè)有濾色器并用于焦點(diǎn)檢測 的像素中將光電轉(zhuǎn)換器劃分成兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換器部分。在圖像攝取操作中讀取圖像信號(hào)的過 程中，只使用來自設(shè)有濾色器的像素的電荷信號(hào)。在焦點(diǎn)檢測的過程中，只使用來自未設(shè)有 濾色器的像素的電荷信號(hào)。于是，執(zhí)行了采用相位差檢測方法的焦點(diǎn)檢測。在相關(guān)技術(shù)的上述結(jié)構(gòu)中，各個(gè)像素中設(shè)置有兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換器部分且這兩個(gè)光電 轉(zhuǎn)換器部分彼此分離。因而，這兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換器部分之間的區(qū)域不起到光接收部的作用，這
6減小了單位像素的光接收面積。因此，各光電轉(zhuǎn)換器部分的最大可存儲(chǔ)電荷量和動(dòng)態(tài)范圍 減小。盡管只有一些像素用于焦點(diǎn)檢測，但在用于焦點(diǎn)檢測的像素中各光電轉(zhuǎn)換器部分的 周圍部分的結(jié)構(gòu)最復(fù)雜。因而，在為了增加像素?cái)?shù)量而減小像素尺寸時(shí)，攝像器件中的最小 像素尺寸受到用于焦點(diǎn)檢測的像素的尺寸的限制。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，期望提供這樣一種技術(shù)在攝像器件中安裝有采用了相位差檢測 方法的焦點(diǎn)檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，該技術(shù)能防止單位像素的光接收面積減小。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，一種焦點(diǎn)檢測裝置包括多個(gè)第一類型像素，各個(gè)所述 第一類型像素包括光電轉(zhuǎn)換器、第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件，所述光電轉(zhuǎn)換器用于接收 來自攝像光學(xué)系統(tǒng)的光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件布置在從 所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上且折射率不同，各個(gè)所述第一類型像素輸出 與所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第一電荷信號(hào)；多個(gè)第二類型像素，各個(gè)所述第 二類型像素包括所述光電轉(zhuǎn)換器、所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件，所述第一光學(xué) 元件和所述第二光學(xué)元件布置在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上而所述 第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件與所述光電轉(zhuǎn)換器之間的位置關(guān)系不同于各個(gè)所述第 一類型像素中的位置關(guān)系，各個(gè)所述第二類型像素輸出與所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量 對(duì)應(yīng)的第二電荷信號(hào)；以及成像狀態(tài)檢測器，它用于根據(jù)所述第一電荷信號(hào)和所述第二電 荷信號(hào)來檢測所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的成像狀態(tài)。因此，在穿過所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光中，對(duì)應(yīng) 于所述第一電荷信號(hào)的分量與對(duì)應(yīng)于所述第二電荷信號(hào)的分量彼此不同。 在第一實(shí)施例中，各個(gè)所述第一類型像素和各個(gè)所述第二類型像素還可以包括設(shè) 在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上的集光單元，所述集光單元把來自所述 攝像光學(xué)系統(tǒng)的入射光聚集到所述光電轉(zhuǎn)換器。所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件設(shè) 置在所述集光單元與所述光電轉(zhuǎn)換器之間。因此，能夠有效聚集來自所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的 光。此外，所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件可以被配置為由所述第一光學(xué)元 件和所述第二光學(xué)元件構(gòu)成的單元與所述光電轉(zhuǎn)換器的整體相對(duì)，所述第一光學(xué)元件與所 述光電轉(zhuǎn)換器相對(duì)的面積和所述第二光學(xué)元件與所述光電轉(zhuǎn)換器相對(duì)的面積彼此不同，所 述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件在所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向上彼此不重疊；并且 所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件可以被配置為各個(gè)所述第一類型像素中所述第一 光學(xué)元件與所述第二光學(xué)元件之間分界面的位置和各個(gè)所述第二類型像素中所述第一光 學(xué)元件與所述第二光學(xué)元件之間分界面的位置分別在沿著所述光軸方向穿過所述光電轉(zhuǎn) 換器的中心的軸線的兩側(cè)。因此，能夠通過所述第一類型像素和所述第二類型像素選擇性 地聚集來自所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的不同部分的光分量。此外，在第一實(shí)施例中，各個(gè)所述第一類型像素和各個(gè)所述第二類型像素還可以 包括設(shè)在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上的集光單元，所述集光單元把來 自所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的入射光聚集到所述光電轉(zhuǎn)換器，并且所述第一光學(xué)元件和所述第二 光學(xué)元件可以設(shè)置在所述攝像光學(xué)系統(tǒng)與所述集光單元之間。因此，能夠把來自所述攝像 光學(xué)系統(tǒng)的光有效地聚集在所述光電轉(zhuǎn)換器上。
此外，在第一實(shí)施例中，各個(gè)所述第一類型像素和各個(gè)所述第二類型像素還可以 包括設(shè)在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上的光學(xué)濾光器，所述光學(xué)濾光器 選擇性地透射預(yù)定波長范圍內(nèi)的光。因此，入射到所述第一類型像素和所述第二類型像素 上的光的波長能夠被限定在預(yù)定的波長范圍內(nèi)。此外，在第一實(shí)施例中，各個(gè)所述第一類型像素還可以包括設(shè)在從所述攝像光學(xué) 系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上的第一光學(xué)濾光器或第二光學(xué)濾光器，所述第一光學(xué)濾光 器選擇性地透射預(yù)定波長范圍內(nèi)的光，所述第二光學(xué)濾光器選擇性地透射另一預(yù)定波長范 圍內(nèi)的光，并且各個(gè)所述第二類型像素還可以包括設(shè)在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn) 換器的光路上的所述第一光學(xué)濾光器或所述第二光學(xué)濾光器。因此，入射到一些第一類型 像素上的光的波長與入射到其他第一類型像素上的光的波長能夠被限定在不同的波長范 圍內(nèi)。此外，入射到一些第二類型像素上的光的波長與入射到其他第二類型像素上的光的 波長能夠被限定在不同的波長范圍內(nèi)。此外，在第一實(shí)施例中，各個(gè)所述第一類型像素和各個(gè)所述第二類型像素還可以 包括波導(dǎo)元件，所述波導(dǎo)元件設(shè)在由所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件構(gòu)成的單元與 所述光電轉(zhuǎn)換器之間的位置處，所述波導(dǎo)元件通過反射把來自所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的入射光 導(dǎo)向所述光電轉(zhuǎn)換器。因此，能夠增大在穿過所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件之后 入射到所述光電轉(zhuǎn)換器上的光的光路長度。此外，在第一實(shí)施例中，所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件中的至少一者可 以由單晶硅、非晶硅、多晶硅、鍺、二氧化硅、氮化硅、硅氧烷、鎢、鋁或銅制成。因此，所述第 一光學(xué)元件或所述第二光學(xué)元件可通過執(zhí)行適當(dāng)?shù)闹圃觳襟E由單一材料予以形成。此外，在第一實(shí)施例中，所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件中的至少一者可 以在面對(duì)所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的表面上設(shè)有由光學(xué)材料制成的膜，所述光學(xué)材料的反射率低 于該所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件中的至少一者的內(nèi)部的反射率。因此，能夠把 來自攝像光學(xué)系統(tǒng)的光有效地聚集在所述光電轉(zhuǎn)換器上。根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，一種焦點(diǎn)檢測裝置包括多個(gè)第一類型像素，各個(gè)所述 第一類型像素包括光電轉(zhuǎn)換器、集光單元和光學(xué)層，所述光電轉(zhuǎn)換器用于接收來自攝像光 學(xué)系統(tǒng)的光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，所述集光單元用于把來自所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的入射光聚集到 所述光電轉(zhuǎn)換器，所述光學(xué)層設(shè)置在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上，各 個(gè)所述第一類型像素輸出與所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第一電荷信號(hào)；多個(gè)第 二類型像素，各個(gè)所述第二類型像素包括所述光電轉(zhuǎn)換器、所述集光單元以及設(shè)置在從所 述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上的所述光學(xué)層，各個(gè)所述第二類型像素輸出與 所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第二電荷信號(hào)；以及成像狀態(tài)檢測器，它用于根據(jù) 所述第一電荷信號(hào)和所述第二電荷信號(hào)來檢測所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的成像狀態(tài)。各個(gè)所述 第一類型像素和各個(gè)所述第二類型像素還包括折射率與所述光學(xué)層的折射率不同的光學(xué) 元件。各個(gè)所述第一類型像素和各個(gè)所述第二類型像素中所包括的所述光學(xué)元件被設(shè)置 為所述光學(xué)元件的外圍邊緣與沿著所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向穿過所述光電轉(zhuǎn)換器的 中心的直線隔開，所述光學(xué)元件只與所述光電轉(zhuǎn)換器的一部分相對(duì)。所述光學(xué)元件設(shè)置為 各個(gè)所述第一類型像素中所述光學(xué)元件的與所述直線靠近的那一端的位置與各個(gè)所述第 二類型像素中所述光學(xué)元件的與所述直線靠近的那一端的位置分別在所述直線的兩側(cè)。因此，能夠通過所述第一類型像素和所述第二類型像素選擇性地聚集來自所述攝像光學(xué)系統(tǒng) 的不同部分的光分量。在第二實(shí)施例中，所述光學(xué)元件可以在面對(duì)所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的表面上設(shè)有由光 學(xué)材料制成的膜，所述光學(xué)材料的反射率低于所述光學(xué)元件的內(nèi)部的反射率。因此，能夠把 來自所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光有效地聚集在所述光電轉(zhuǎn)換器上。根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，一種焦點(diǎn)檢測裝置包括多個(gè)第一類型像素，各個(gè)所 述第一類型像素包括光電轉(zhuǎn)換器和光學(xué)元件，所述光電轉(zhuǎn)換器用于接收來自攝像光學(xué)系統(tǒng) 的光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，所述光學(xué)元件設(shè)置在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路 上，所述光學(xué)元件只與所述光電轉(zhuǎn)換器的一部分相對(duì)，所述光學(xué)元件具有由折射率不同的 光學(xué)材料制成的各膜堆疊在一起的層疊結(jié)構(gòu)，各個(gè)所述第一類型像素輸出與所述光電轉(zhuǎn)換 器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第一電荷信號(hào)；多個(gè)第二類型像素，各個(gè)所述第二類型像素包括 所述光電轉(zhuǎn)換器和光學(xué)元件，該光學(xué)元件設(shè)置在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的 光路上而該光學(xué)元件與所述光電轉(zhuǎn)換器之間的位置關(guān)系不同于各個(gè)所述第一類型像素中 的位置關(guān)系，各個(gè)所述第二類型像素輸出與所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第二電 荷信號(hào)；以及成像狀態(tài)檢測器，它用于根據(jù)所述第一電荷信號(hào)和所述第二電荷信號(hào)來檢測 所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的成像狀態(tài)。因此，如果所述光學(xué)元件具有適合的形狀并被適當(dāng)?shù)卦O(shè)置 著，則在穿過所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光中，對(duì)應(yīng)于所述第一電荷信號(hào)的分量和對(duì)應(yīng)于所述第 二電荷信號(hào)的分量彼此不同。在第三實(shí)施例中，所述光學(xué)元件可以具有層疊結(jié)構(gòu)，在所述層疊結(jié)構(gòu)中，由折射率 不同的光學(xué)材料制成的各膜交替堆疊且所述各膜的層疊表面的法線垂直于所述攝像光學(xué) 系統(tǒng)的光軸方向。因此，傾斜入射到所述光學(xué)元件中的層疊表面上的光在穿過所述光學(xué)元 件之后產(chǎn)生相位差。根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例，一種焦點(diǎn)檢測裝置包括多個(gè)第一類型像素，各個(gè)所 述第一類型像素包括光電轉(zhuǎn)換器、光學(xué)層、第一波導(dǎo)和第二波導(dǎo)，所述光電轉(zhuǎn)換器用于接收 來自攝像光學(xué)系統(tǒng)的光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，所述光學(xué)層設(shè)置在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光 電轉(zhuǎn)換器的光路上，所述第一波導(dǎo)設(shè)置在所述光學(xué)層中并且折射率比所述光學(xué)層的折射率 高，所述第二波導(dǎo)設(shè)置在所述光學(xué)層中與所述第一波導(dǎo)相鄰并且折射率比所述第一波導(dǎo)的 折射率高，各個(gè)所述第一類型像素輸出與所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第一電荷 信號(hào)；多個(gè)第二類型像素，各個(gè)所述第二類型像素包括所述光電轉(zhuǎn)換器、設(shè)置在從所述攝像 光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上的所述光學(xué)層以及彼此相鄰地設(shè)置在所述光學(xué)層中 的所述第一波導(dǎo)和所述第二波導(dǎo)，所述第一波導(dǎo)和所述第二波導(dǎo)與所述光電轉(zhuǎn)換器之間的 位置關(guān)系不同于各個(gè)所述第一類型像素中的位置關(guān)系，各個(gè)所述第二類型像素輸出與所述 光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第二電荷信號(hào)；以及成像狀態(tài)檢測器，它用于根據(jù)所述 第一電荷信號(hào)和所述第二電荷信號(hào)來檢測所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的成像狀態(tài)。因此，在穿過所 述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光中，對(duì)應(yīng)于所述第一電荷信號(hào)的分量和對(duì)應(yīng)于所述第二電荷信號(hào)的分 量彼此不同。在第四實(shí)施例中，各個(gè)所述第一類型像素和各個(gè)所述第二類型像素還可以包括所 述光路上的集光單元，所述集光單元把來自所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的入射光聚集到所述光電轉(zhuǎn) 換器，并且所述第一波導(dǎo)和所述第二波導(dǎo)可以被配置為所述第一類型像素中所述第一波
9導(dǎo)與所述第二波導(dǎo)之間的位置關(guān)系以及所述第二類型像素中所述第一波導(dǎo)與所述第二波 導(dǎo)之間的位置關(guān)系關(guān)于沿著所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向穿過所述光電轉(zhuǎn)換器的中心的 軸線彼此對(duì)稱。因此，能夠通過所述第一類型像素和所述第二類型像素選擇性地聚集來自 所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的不同部分的光分量。根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例，一種攝像器件包括多個(gè)第一類型像素，各個(gè)所述第一 類型像素包括光電轉(zhuǎn)換器、第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件，所述光電轉(zhuǎn)換器用于接收來自 攝像光學(xué)系統(tǒng)的光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件布置在從所述 攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上且折射率不同，各個(gè)所述第一類型像素輸出與所 述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第一電荷信號(hào)；多個(gè)第二類型像素，各個(gè)所述第二類 型像素包括所述光電轉(zhuǎn)換器、所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件，所述第一光學(xué)元件 和所述第二光學(xué)元件布置在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上而所述第一 光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件與所述光電轉(zhuǎn)換器之間的位置關(guān)系不同于各個(gè)所述第一類 型像素中的位置關(guān)系，各個(gè)所述第二類型像素輸出與所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng) 的第二電荷信號(hào)；以及多個(gè)攝像像素，各個(gè)所述攝像像素包括所述光電轉(zhuǎn)換器并輸出與所 述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第三電荷信號(hào)。因此，如果所述第一光學(xué)元件和所述 第二光學(xué)元件被適當(dāng)?shù)夭贾弥?，則在穿過所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光中，對(duì)應(yīng)于所述第一電荷 信號(hào)的分量和對(duì)應(yīng)于所述第二電荷信號(hào)的分量彼此不同。根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例，一種電子照相機(jī)包括多個(gè)第一類型像素，各個(gè)所述第 一類型像素包括光電轉(zhuǎn)換器、第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件，所述光電轉(zhuǎn)換器用于接收來 自攝像光學(xué)系統(tǒng)的光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件布置在從所 述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上且折射率不同，各個(gè)所述第一類型像素輸出與 所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第一電荷信號(hào)；多個(gè)第二類型像素，各個(gè)所述第二 類型像素包括所述光電轉(zhuǎn)換器、所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件，所述第一光學(xué)元 件和所述第二光學(xué)元件布置在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上而所述第 一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件與所述光電轉(zhuǎn)換器之間的位置關(guān)系不同于各個(gè)所述第一 類型像素中的位置關(guān)系，各個(gè)所述第二類型像素輸出與所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì) 應(yīng)的第二電荷信號(hào)；多個(gè)攝像像素，各個(gè)所述攝像像素包括所述光電轉(zhuǎn)換器并輸出與所述 光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第三電荷信號(hào)；信號(hào)處理器，它用于根據(jù)所述第三電荷 信號(hào)來生成圖像數(shù)據(jù)；成像狀態(tài)檢測器，它用于根據(jù)所述第一電荷信號(hào)和所述第二電荷信 號(hào)來檢測所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的成像狀態(tài)；以及焦點(diǎn)控制器，它基于由所述成像狀態(tài)檢測器 確定的所述成像狀態(tài)來調(diào)節(jié)所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡位置，使得所述透鏡位置接近基于對(duì) 焦位置。因此，在穿過所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光中，對(duì)應(yīng)于所述第一電荷信號(hào)的分量和對(duì)應(yīng)于 所述第二電荷信號(hào)的分量彼此不同。根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例，在攝像器件中安裝有采用了相位差檢測方法的焦點(diǎn)檢測 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，在用于焦點(diǎn)檢測的像素中不必劃分光電轉(zhuǎn)換器。因而，能夠避免單位像素的 光接收面積減小。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)的框圖2是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的攝像器件中的像素排列的示意性平面圖；圖3是圖2的局部放大圖，示出了排列有焦點(diǎn)檢測像素的中間像素列的周圍區(qū) 域；圖4A和圖4B是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的攝像器件中的攝像像素的圖；圖5A和圖5B是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的攝像器件中用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng) 下部的光的焦點(diǎn)檢測像素的圖；圖6是表示透過低折射率濾光器的光與透過高折射率濾光器的光之間的相位差 的圖；圖7A和圖7B是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的攝像器件中用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng) 上部的光的焦點(diǎn)檢測像素的圖；圖8A、圖8B和圖8C是分別表示在前焦點(diǎn)、對(duì)焦和后焦點(diǎn)的情況下入射到焦點(diǎn)檢測 像素上的光的強(qiáng)度的圖；圖9是本發(fā)明第二實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)中所包括的攝像器件的焦點(diǎn)檢測像素的示 意性剖面圖；圖IOA和圖IOB是表示在本發(fā)明第三實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)中所包括的攝像器件中用 于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)上部的光的焦點(diǎn)檢測像素的示意性剖面圖；圖IlA和圖IlB是表示在本發(fā)明第三實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)中所包括的攝像器件中用 于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)下部的光的焦點(diǎn)檢測像素的示意性剖面圖；圖12A和圖12B是表示本發(fā)明第三實(shí)施例中有防反射膜設(shè)于焦點(diǎn)檢測像素的高折 射率濾光器表面上的結(jié)構(gòu)的示意性剖面圖；圖13A和圖13B是表示本發(fā)明第一實(shí)施例中有防反射膜設(shè)于焦點(diǎn)檢測像素的低折 射率濾光器和高折射率濾光器表面上的結(jié)構(gòu)的示意性剖面圖；圖14是本發(fā)明第四實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)中所包括的攝像器件的焦點(diǎn)檢測像素的示 意性剖面圖；圖15是本發(fā)明第五實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)中所包括的攝像器件的焦點(diǎn)檢測像素的示 意性剖面圖；圖16是本發(fā)明第六實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)中所包括的攝像器件的焦點(diǎn)檢測像素的示 意性剖面圖；圖17是本發(fā)明第七實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)中所包括的攝像器件的焦點(diǎn)檢測像素的示 意性剖面圖；圖18是表示在本發(fā)明實(shí)施例的用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)上部和下部的光的四 個(gè)焦點(diǎn)檢測像素中，折射濾光器的第一配置示例的示意性剖面圖；圖19是表示在本發(fā)明實(shí)施例的用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)上部和下部的光的四 個(gè)焦點(diǎn)檢測像素中，折射濾光器的第二配置示例的示意性剖面圖；圖20是表示在本發(fā)明實(shí)施例的用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)上部和下部的光的四 個(gè)焦點(diǎn)檢測像素中，折射濾光器的第三配置示例的示意性剖面圖；圖21是表示在本發(fā)明實(shí)施例的用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)上部和下部的光的四 個(gè)焦點(diǎn)檢測像素中，折射濾光器的第四配置示例的示意性剖面圖；圖22是表示第一實(shí)施例的變化例中用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)上部和下部的光的四個(gè)焦點(diǎn)檢測像素的示意性剖面圖，在該變化例中，選擇性地透射綠光的像素和選擇性 地透射紅光的像素都用作焦點(diǎn)檢測像素；以及圖23是表示在本發(fā)明實(shí)施例的攝像器件的整體區(qū)域中，焦點(diǎn)檢測像素的排列的 變化例的示意性平面圖。
具體實(shí)施例方式按以下順序說明本發(fā)明的各實(shí)施例1.第一實(shí)施例(包括設(shè)有折射率不同的兩個(gè)濾光器的焦點(diǎn)檢測裝置的相機(jī)系統(tǒng) 的示例)2.第二實(shí)施例(未設(shè)有濾色器的示例)3.第三實(shí)施例(未設(shè)有低折射率濾光器的示例)4.第四實(shí)施例(設(shè)有層疊濾光器的示例)5.第五實(shí)施例(濾光器比微透鏡更靠近攝像光學(xué)系統(tǒng)的示例)6.第六實(shí)施例(另外還設(shè)有波導(dǎo)元件的示例)7.第七實(shí)施例(設(shè)有中等折射率波導(dǎo)和高折射率波導(dǎo)的示例)8.本發(fā)明實(shí)施例的焦點(diǎn)檢測像素的折射濾光器的排列的變化例9.本發(fā)明實(shí)施例的濾色器的排列的變化例 10.本發(fā)明實(shí)施例的攝像器件的焦點(diǎn)檢測像素的排列的變化例1.第一實(shí)施例相機(jī)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)100的框圖。相機(jī)系統(tǒng)100包括安裝在電子 照相機(jī)400上或者插在電子照相機(jī)400中的可替換的攝像透鏡單元200和可替換的記錄介 質(zhì) 300。攝像透鏡單元200調(diào)節(jié)來自被攝物體的光量，在電子照相機(jī)400中所包括的攝像 器件500的像素陣列平面上形成該被攝物體的光學(xué)圖像。攝像透鏡單元200包括攝像光學(xué) 系統(tǒng)210、光圈驅(qū)動(dòng)裝置220、透鏡驅(qū)動(dòng)裝置230和透鏡控制器240。攝像光學(xué)系統(tǒng)210形成被攝物體的光學(xué)圖像。攝像光學(xué)系統(tǒng)210包括聚集來自被 攝物體的光的凸透鏡212、調(diào)節(jié)所透過的光量的光圈(stop)214以及凹透鏡216。為了簡便 起見，圖1只示出了兩個(gè)透鏡(212和216)，但實(shí)際上攝像光學(xué)系統(tǒng)210中通常包括更多透
^Ml O透鏡控制器240具有以下兩個(gè)作用。第一個(gè)作用是，通過按照攝像控制器422的 指令來控制光圈驅(qū)動(dòng)裝置220，調(diào)節(jié)光圈214從而使光圈214滿足適當(dāng)?shù)钠毓鈼l件，這將在 后文說明。第二個(gè)作用是，通過按照來自焦點(diǎn)控制器418的指令來控制透鏡驅(qū)動(dòng)裝置230， 調(diào)整凸透鏡212和凹透鏡216在攝像光學(xué)系統(tǒng)210的光軸上的位置，從而建立對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，這 將在后文說明。在電子照相機(jī)400中，攝像透鏡單元200在攝像器件500的像素陣列平面上形成 被攝物體的光學(xué)圖像。電子照相機(jī)400生成該被攝物體圖像的圖像數(shù)據(jù)，然后將所生成的 圖像數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)300中。電子照相機(jī)400包括快門406、攝像器件500、A/D(模擬 /數(shù)字)轉(zhuǎn)換器410、模擬信號(hào)處理器412、時(shí)序發(fā)生器414、快門驅(qū)動(dòng)裝置416、焦點(diǎn)控制器418、成像位置檢測器420和攝像控制器422。電子照相機(jī)400還包括液晶顯示器402、液晶 顯示器驅(qū)動(dòng)電路404、操作單元424、系統(tǒng)總線426、記錄單元428、存儲(chǔ)器430和圖像處理器 432。攝像控制器422通過系統(tǒng)總線426對(duì)電子照相機(jī)400進(jìn)行系統(tǒng)控制。快門406控制攝像器件500中像素陣列平面的曝光時(shí)間，快門406包括前簾 (front curtain)禾口后簾(rear curtain)?？扉T驅(qū)動(dòng)裝置416根據(jù)來自攝像控制器422的指令對(duì)快門406的前簾和后簾的動(dòng) 作進(jìn)行控制。時(shí)序發(fā)生器414根據(jù)來自攝像控制器422的指令對(duì)攝像器件500進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。攝像器件500接收來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210的光，并對(duì)所接收到的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。 攝像器件500包括多個(gè)焦點(diǎn)檢測像素和多個(gè)攝像像素。焦點(diǎn)檢測像素基于相位差檢測方法 輸出用于焦點(diǎn)檢測的電荷信號(hào)。本說明書中所稱的“攝像像素”是所謂的有效像素，這些有 效像素是光學(xué)黑像素之外的像素，并輸出作為用于生成圖像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)的電荷信號(hào)。焦點(diǎn) 檢測像素和攝像像素都根據(jù)所接收到的光量來累積電荷，然后輸出(模擬)電荷信號(hào)。模擬信號(hào)處理器412對(duì)由攝像器件500輸出的來自各像素的電荷信號(hào)進(jìn)行鉗位處 理(clamping process)、靈敏度校正處理等。在來自各像素的(模擬)電荷信號(hào)被模擬信號(hào)處理器412處理之后，A/D轉(zhuǎn)換器 410將這些電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。圖像處理器432從由A/D轉(zhuǎn)換器410輸出的對(duì)應(yīng)于所有像素的數(shù)字信號(hào)中 提取出對(duì)應(yīng)于攝像像素的數(shù)字信號(hào)，然后對(duì)提取出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行顏色插值(color interpolation)處理和其它處理，由此生成圖像數(shù)據(jù)。記錄單元428將圖像處理器432所生成的圖像數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)300中。液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電路404響應(yīng)于來自攝像控制器422的指令，使液晶顯示器402 顯示出與圖像處理器432所生成的圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的圖像。液晶顯示器402在用戶等待適當(dāng)?shù)呐臄z時(shí)機(jī)時(shí)顯示出被攝物體的動(dòng)態(tài)圖像，還在 攝取到被攝物體的圖像之后顯示出靜態(tài)圖像。系統(tǒng)總線426傳輸從A/D轉(zhuǎn)換器410輸出的數(shù)字信號(hào)、圖像數(shù)據(jù)和由攝像控制器 422輸出的控制信號(hào)。成像位置檢測器420根據(jù)與來自焦點(diǎn)檢測像素的電荷信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，對(duì)焦 平面在攝像光學(xué)系統(tǒng)210光軸上的位置進(jìn)行檢測。根據(jù)由成像位置檢測器420檢測到的焦平面的位置，焦點(diǎn)控制器418通過利用透 鏡控制器240控制透鏡驅(qū)動(dòng)裝置230，來使焦平面移動(dòng)到攝像器件500的像素陣列平面。在圖像數(shù)據(jù)受到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以轉(zhuǎn)換成預(yù)定格式或受到處理之前，存儲(chǔ)器430暫時(shí)存 儲(chǔ)這些圖像數(shù)據(jù)。操作單元424被設(shè)置為用于接收由用戶輸入的操作，并包括曝光條件設(shè)定按鈕和 釋放按鈕等(未圖示)。根據(jù)本實(shí)施例，把采用了相位差檢測方法的焦點(diǎn)檢測系統(tǒng)安裝在攝像器件500所 包括的焦點(diǎn)檢測像素中。本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)與相關(guān)技術(shù)的相機(jī)系統(tǒng)類似，這里省去了對(duì) 這些結(jié)構(gòu)的說明。
成像位置檢測器420是權(quán)利要求中所述的成像狀態(tài)檢測器的示例。攝像器件500 是權(quán)利要求中所述的焦點(diǎn)檢測裝置的示例。模擬信號(hào)處理器412、A/D轉(zhuǎn)換器410和圖像處 理器432是權(quán)利要求中所述的圖像處理器的示例。攝像器件中的像素排列圖2是表示攝像器件500中的像素排列的示意性平面圖。如圖2左上部的R、G和 B所示，在攝像器件500中，除了焦點(diǎn)檢測像素之外，與紅(R)、綠(G)和藍(lán)⑶三原色對(duì)應(yīng) 的像素以拜耳(Bayer)圖案排列著。在圖2中，陰影部分所表示的像素是選擇性地接收藍(lán) 光的像素。此外，以小圓點(diǎn)示出的灰色部分所表示的像素是選擇性地接收紅光的像素。另 外，空白部分所表示的像素是選擇性地接收綠光的像素。在圖2中，中間像素列中被標(biāo)記為“UP”和“LW”的像素以及中間像素行中被標(biāo)記 為“RT”和“LT”的像素是焦點(diǎn)檢測像素。被標(biāo)記為“UP”的像素選擇性地聚集穿過攝像光 學(xué)系統(tǒng)210上部的光。類似地，被標(biāo)記為“LW”的像素選擇性地聚集穿過攝像光學(xué)系統(tǒng)210 下部的光，被標(biāo)記為“LT”和“RT”的像素分別選擇性地聚集穿過攝像光學(xué)系統(tǒng)210左部和 右部的光。為了簡便起見，圖2只示出了 29行45列像素，但實(shí)際上排列著大約一千萬個(gè)像
ο圖3是圖2的局部放大圖，示出了排列有焦點(diǎn)檢測像素的中間像素列以及該中間 像素列左邊的兩個(gè)像素列。參照?qǐng)D3，用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光的五個(gè)焦點(diǎn) 檢測像素在以下說明中被稱為上部檢測像素501、502、503、504和505。類似地，用于聚集來 自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光的五個(gè)焦點(diǎn)檢測像素被稱為下部檢測像素506、507、508、509 和 510。攝像器件中的攝像像素的結(jié)構(gòu)圖4A是與綠光元件對(duì)應(yīng)的攝像像素的示意性剖面圖，圖4B是表示入射到該攝像 像素中的光電二極管528上的光在光電二極管528的不同區(qū)域處的強(qiáng)度的圖。如圖4A所 示，該攝像像素的結(jié)構(gòu)為微透鏡522、濾色器524、元件隔離區(qū)域526、光電二極管528和氧 化硅膜530形成于硅基板(未圖示)上。微透鏡522把來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210的光聚集在光電二極管528上。濾色器524選擇性地透射綠光。元件隔離區(qū)域526使光電二極管528與周圍區(qū)域電隔離。氧化硅膜530使穿過微透鏡522和濾色器524的光透射至光電二極管528。氧化 硅膜530覆蓋住光電二極管528和濾色器524之間的整體區(qū)域，并且在各像素上連續(xù)延伸。 元件隔離區(qū)域526例如通過淺槽隔離法(shallow trench isolation, STI)或局域硅氧化 法(local oxidation of silicon, LOCOS)形成。圖4A所示的光電二極管528被平均劃分成三個(gè)區(qū)域，即，在圖2所示的像素陣列 的列方向(垂直方向)上，處于下部的區(qū)域A 528a、處于中間的區(qū)域B 528b和處于上部的 區(qū)域C 528c。定義這些區(qū)域只是為了說明入射光強(qiáng)度，而不是物理上的分割，這些區(qū)域?qū)嶋H 上是一體形成的。這種劃分同樣應(yīng)用于下文所述的圖5A、圖7A、圖9和圖20。在圖4A中， 圈起的“_”符號(hào)表示作為信號(hào)電荷的自由電子。但是，可代替的是，通過顛倒光電二極管 528和周圍區(qū)域的導(dǎo)電類型(N型和P型)，電荷空穴也可作為信號(hào)電荷。在圖4A中，虛線表示穿過攝像光學(xué)系統(tǒng)210的上部且入射到微透鏡522上的光
14La的光路(該光在下文中有時(shí)簡稱為光La)。此外，點(diǎn)劃線表示穿過攝像光學(xué)系統(tǒng)210 的下部且入射到微透鏡522上的光Lβ的光路(該光在下文中有時(shí)簡稱為光Li3)。此外， 帶箭頭的實(shí)線表示在平行于微透鏡522光軸的方向上入射到微透鏡522上的光的光路。上 述各線與光路之間的關(guān)系也同樣適用于其它附圖。微透鏡522的光軸方向與攝像光學(xué)系統(tǒng) 210的光軸方向相同。穿過攝像光學(xué)系統(tǒng)210的光被設(shè)于各像素中的微透鏡522折射然后穿過濾色器 524。因而，所透射的光的波長被限制在綠光波長附近的波長范圍內(nèi)。之后，穿過濾色器524 的光透過氧化硅膜530入射到進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的光電二極管528上。這時(shí)，來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光La被微透鏡522聚集到光電二極管528 下部的區(qū)域A 528a。類似地，來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Li3被微透鏡522聚集到光 電二極管528上部的區(qū)域C 528c。此外，在平行于微透鏡522光軸的方向上入射到微透鏡 522的光被聚集到區(qū)域B528b。因而，如圖4B所示，入射到光電二極管528的光的強(qiáng)度在攝 像像素的三個(gè)區(qū)域上基本均勻。光La、光Li3以及在平行于微透鏡522光軸的方向上入射到微透鏡522的光可 能彼此不同。然而，如果光從某方向射出，透過攝像光學(xué)系統(tǒng)210入射到直徑為例如幾微米 的小區(qū)域上時(shí)，即入射到與微透鏡522的直徑對(duì)應(yīng)的小區(qū)域上時(shí)，可以認(rèn)為該光的相位基 本相同。因而，從某方向射出后穿過微透鏡522的光的強(qiáng)度幾乎不會(huì)由于去往光電二極管 528的光路中的干涉而降低。攝像器件的焦點(diǎn)檢測像素的結(jié)構(gòu)圖5A是聚集穿過攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Lβ的焦點(diǎn)檢測像素的示意性剖面 圖。圖5Β是表示入射到焦點(diǎn)檢測像素的光電二極管528中不同區(qū)域上的光的強(qiáng)度的圖。攝像像素和焦點(diǎn)檢測像素具有如下區(qū)別。即，焦點(diǎn)檢測像素在氧化硅膜530中包 括低折射率濾光器550和高折射率濾光器560。包括低折射率濾光器550和高折射率濾光 器560的整體單元的位置及形狀被配置為與光電二極管528的整體相對(duì)。在本說明書中，詞 語“相對(duì)”表示如下狀態(tài)兩個(gè)元件彼此分離，而從微透鏡522的光軸方向(該方向亦即是 形成有像素的硅基板(未圖示)的厚度方向且是攝像光學(xué)系統(tǒng)210的光軸方向)看是彼此 重疊的。微透鏡522被設(shè)置成其光軸穿過光電二極管528的中心(區(qū)域B 528b的中心)。光電二極管528是權(quán)利要求所述的光電轉(zhuǎn)換器的示例。此外，低折射率濾光器550 和高折射率濾光器560中的一個(gè)是權(quán)利要求所述的第一光學(xué)元件的示例，另一個(gè)是權(quán)利要 求所述的第二光學(xué)元件的示例。微透鏡522是權(quán)利要求所述的集光單元的示例。濾色器 524是權(quán)利要求所述的光學(xué)濾光器的示例。微透鏡522的光軸是權(quán)利要求所述的“在光軸 方向上穿過光電轉(zhuǎn)換器的中心的軸線”的示例。低折射率濾光器550和高折射率濾光器560厚度相同，且它們被排列成使它們的 厚度方向與微透鏡522的光軸方向相同。在圖5A所示的焦點(diǎn)檢測像素中，低折射率濾光器 550與光電二極管528相對(duì)的面積比高折射率濾光器560與光電二極管528相對(duì)的面積大。更具體地，低折射率濾光器550和高折射率濾光器560之間的分界面所處的位置 滿足以下條件。該條件為所有的光Li3都穿過低折射率濾光器550而未穿過高折射率濾 光器560，光La穿過低折射率濾光器550和高折射率濾光器560。因而，低折射率濾光器 550和高折射率濾光器560之間的分界面位于微透鏡522的光軸下方(更靠近于光電二極管528的區(qū)域A 528a)。后文將說明用于形成低折射率濾光器550和高折射率濾光器560 的光學(xué)材料。圖6是表示穿過低折射率濾光器550的光與穿過高折射率濾光器560的光之間的 相位差的圖。圖6的(a)部分、(b)部分和(c)部分所示的三個(gè)光波最初時(shí)相位相同，如圖 6左邊的點(diǎn)劃線所圍的部分所示。為了便于比較，圖6的(b)部分示出了光恒定不變地穿過 單一介質(zhì)的情況。如圖6的(a)部分所示，當(dāng)光從某一介質(zhì)進(jìn)入折射率相對(duì)低的介質(zhì)(低折射率濾 光器550)時(shí)，光在該折射率相對(duì)低的介質(zhì)中的波長有所增大。相反地，如圖6的(c)部分 所示，當(dāng)光從某一介質(zhì)進(jìn)入折射率相對(duì)高的介質(zhì)(高折射率濾光器560)時(shí)，光在該折射率 相對(duì)高的介質(zhì)中的波長有所減小。根據(jù)本實(shí)施例，當(dāng)?shù)驼凵渎蕿V光器550的折射率為nl，高折射率濾光器560的折射 率為n2，低折射率濾光器550和高折射率濾光器560的厚度都為d(nm)，光的波長為λ (nm) 時(shí)，通過利用上述特征，將折射率nl和n2以及厚度d選擇為滿足以下等式(n2-nl) Xd = λ +2 ... (1)因此，當(dāng)穿過微透鏡522的光以相同相位入射到低折射率濾光器550和高折射率 濾光器560上時(shí)，穿過低折射率濾光器550的光的相位和穿過高折射率濾光器560的光的 相位彼此相差180°，這可以從圖6右邊虛線所圍部分中的(a)部分和(c)部分所示的透射 波之間的比較看出。如果波長相同、振幅相同且相位彼此相差180°的光波相互干涉，則光 的強(qiáng)度降為零。下面基于上述原理進(jìn)一步說明圖5A和圖5B。來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光L α 在圖中由兩條虛線表示，但實(shí)際上是聚集了這兩條虛線之間區(qū)域的光。光La的大約一半 穿過低折射率濾光器550，剩下的一半穿過高折射率濾光器560。因此，光La的穿過低折 射率濾光器550的部分的相位與光L α的穿過高折射率濾光器560的部分的相位彼此相差 180°。因此，在光La入射到光電二極管528的區(qū)域A 528a上時(shí)，光的強(qiáng)度因干涉而降低。如果光La的穿過低折射率濾光器550的部分的百分比等于光L α的穿過高折射 率濾光器560的部分的百分比，則入射到光電二極管528的區(qū)域A 528a上的光的強(qiáng)度理論 上為零。然而，在圖5A所示的焦點(diǎn)檢測像素中，低折射率濾光器550和高折射率濾光器560 之間的分界面的位置被設(shè)置成使得讓大于一半的光L α穿過高折射率濾光器560。因此，入 射到區(qū)域A 528a上的光的強(qiáng)度不會(huì)降為零。來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光L β被微透鏡522折射然后只穿過低折射率濾光 器550而未穿過高折射率濾光器560。因而，具有不同相位的光波之間不會(huì)發(fā)生干涉，入射 到光電二極管528的區(qū)域C 528c上的光的強(qiáng)度沒有降低。因此，在圖5A所示的焦點(diǎn)檢測 像素中，來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光L α的大部分沒被聚集，來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下 部的光Li3被選擇性地聚集。圖5B示出了入射到光電二極管528的各區(qū)域上的光的強(qiáng)度。由于作為光電二極管528材料的硅也透射光，所以光La的干涉不僅在氧化硅膜 530中會(huì)發(fā)生，而且在光電二極管528中也會(huì)發(fā)生。例如為了吸收紅光直到將其強(qiáng)度降為一 半，就需要使紅光到達(dá)從氧化硅膜530和光電二極管528之間的分界面算起3 μ m深度的位 置。因而，如果光La是紅光，光La的相位差為180°的各部分之間的干涉在光電二極管 528中會(huì)充分地發(fā)生。在波長比紅光的波長短的藍(lán)光的情況下，對(duì)藍(lán)光的吸收情形是在藍(lán)光到達(dá)從氧化硅膜530和光電二極管528之間的分界面算起的0. 3 μ m深度時(shí)，藍(lán)光的強(qiáng)度 降至一半。因而，藍(lán)光在光電二極管528中的干涉程度不像紅光在光電二極管528中的干 涉程度那么大。圖7A是用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光L α的焦點(diǎn)檢測像素的示意性 剖面圖。圖7Β是表示入射到焦點(diǎn)檢測像素中的光電二極管528不同區(qū)域上的光的強(qiáng)度的 圖。圖7Α所示的焦點(diǎn)檢測像素與圖5Α所示的用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Li3 的焦點(diǎn)檢測像素之間的區(qū)別僅在于低折射率濾光器550和高折射率濾光器560的尺寸和排 列。類似于圖5A所示的焦點(diǎn)檢測像素，包括低折射率濾光器550和高折射率濾光器560的 整體單元與光電二極管528的整體相對(duì)，低折射率濾光器550和高折射率濾光器560被排 列成使它們的厚度方向與微透鏡522的光軸方向相同。在圖7A所示的焦點(diǎn)檢測像素中，高折射率濾光器560與光電二極管528相對(duì)的面 積比低折射率濾光器550與光電二極管528相對(duì)的面積大。更具體地，低折射率濾光器550 和高折射率濾光器560之間的分界面所處的位置滿足以下條件。該條件為所有的光La穿過高折射率濾光器560而未穿過低折射率濾光器550， 光L β穿過低折射率濾光器550和高折射率濾光器560。因此，低折射率濾光器550和高 折射率濾光器560之間的分界面位于圖7Α中微透鏡522的光軸上方，該分界面的位置與圖 5Α所示的焦點(diǎn)檢測像素中的分界面位置對(duì)稱。來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光L α只穿過高折射率濾光器560。因而，具有不同 相位的光波之間不會(huì)發(fā)生干涉，入射到光電二極管528的區(qū)域A 528a上的光的強(qiáng)度沒有降 低。相比之下，來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Li3的大約一半穿過低折射率濾光器550， 剩余的一半穿過高折射率濾光器560。因而，光Li3的穿過低折射率濾光器550的部分的相 位與光Li3的穿過高折射率濾光器560的部分的相位彼此相差180°。因此，在光Li3入射 到光電二極管528的區(qū)域C 528c上時(shí)，光的強(qiáng)度由于干涉而降低。因此，在圖7A所示的焦 點(diǎn)檢測像素中，來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光La被選擇性地聚集。圖7B示出了入射到 光電二極管528的各區(qū)域上的光的強(qiáng)度。圖7A所示的用于聚集光La的焦點(diǎn)檢測像素和圖7A所示的用于聚集光L β的焦 點(diǎn)檢測像素中的一個(gè)是權(quán)利要求所述的第一類型像素的示例，另一個(gè)是權(quán)利要求所述的第 二類型像素的示例。焦點(diǎn)檢測的原理圖8Α、圖8Β和圖8C是表示入射到焦點(diǎn)檢測像素上的光的強(qiáng)度的圖。圖8Α示出了 焦平面比攝像器件500的像素陣列平面離攝像光學(xué)系統(tǒng)210更近的情況，即前焦點(diǎn)的情況。 圖8Β示出了對(duì)焦的情況，圖8C示出了焦平面比像素陣列平面離攝像器件500的內(nèi)部更近 的情況，即后焦點(diǎn)的情況。為了簡便起見，攝像光學(xué)系統(tǒng)210在圖8Α 圖8C中被表示為單
fe頭。圖8A 圖8C中所示的且也由圖3中的對(duì)應(yīng)附圖標(biāo)記表示的上部檢測像素501 505各自都具有圖7A所示的用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光L α的焦點(diǎn)檢測像素 的結(jié)構(gòu)。類似地，圖8A 圖8C中所示的下部檢測像素506 510各自都具有圖5A所示的 用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Li3的焦點(diǎn)檢測像素的結(jié)構(gòu)。在圖8A、圖8B和 圖8C中，左圖表示入射到下部檢測像素506 510上的光的強(qiáng)度，右圖表示入射到上部檢
17測像素501 505上的光的強(qiáng)度。在以下說明中，假定從攝像光學(xué)系統(tǒng)210光軸上的亮點(diǎn)(未圖示)射出的光入射 到攝像光學(xué)系統(tǒng)210上。在圖8A 圖8C中，為了簡便，只示出了沿三個(gè)方向入射的光線， 即，來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光La、來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Lβ以及沿著攝 像光學(xué)系統(tǒng)210的光軸方向的光L Y。在各方向上傳播的光La、光Li3和光L γ被攝像光 學(xué)系統(tǒng)210折射然后入射到攝像器件500上。如果攝像光學(xué)系統(tǒng)210中所包括的凸透鏡212和凹透鏡216的位置被調(diào)節(jié)為使得 光聚焦在攝像器件500的像素陣列平面上，則入射到上部檢測像素501 505和下部檢測 像素506 510上的光的強(qiáng)度如圖8Β所示。上部檢測像素503和下部檢測像素508之間的像素是位于攝像器件500的像素陣 列中心的像素，即在攝像光學(xué)系統(tǒng)210的光軸上的像素。光La、光Li3和光L γ被攝像光 學(xué)系統(tǒng)210折射然后聚集到光軸上的像素處。因而，在上部檢測像素503和下部檢測像素 508中的入射光強(qiáng)度高，且入射光強(qiáng)度隨著在光軸上與像素相距的距離的增大而減小。這是 因?yàn)?，盡管光La、光Li3和光Ly理論上應(yīng)該聚集到光軸，但實(shí)際上會(huì)由于攝像光學(xué)系統(tǒng) 210的像差而略微偏離地傳播。不論系統(tǒng)處于前焦點(diǎn)狀態(tài)還是后焦點(diǎn)狀態(tài)，在光軸方向上傳播的光L Y都主要聚 集在光軸上的像素處。在前焦點(diǎn)的情況下，來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光La主要聚集在位于光軸上 的像素下方的上部檢測像素504處。因而，上部檢測像素504處的入射光強(qiáng)度高。此外，來 自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Li3主要聚集在位于光軸上的像素上方的下部檢測像素507 處。因而，下部檢測像素507處的入射光強(qiáng)度高。于是，在前焦點(diǎn)的情況下，入射到上部檢 測像素501 505和下部檢測像素506 510上的光的強(qiáng)度如圖8A所示。在后焦點(diǎn)的情況下，來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光La主要聚集在下部檢測像 素507處。但是，下部檢測像素507不聚集光La。因而，在靠近于下部檢測像素507的上 部檢測像素502和503處入射光強(qiáng)度增大。類似地，盡管來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光 Lβ主要聚集在上部檢測像素504處，但上部檢測像素504不聚集光Li3。因而，在靠近于 上部檢測像素504的下部檢測像素508和509處入射光強(qiáng)度增大。因此，入射到上部檢測 像素501 505和下部檢測像素506 510上的光的強(qiáng)度如圖8C所示。因而，不論系統(tǒng)處 于前焦點(diǎn)狀態(tài)還是后焦點(diǎn)狀態(tài)，都能夠通過檢測上部檢測像素501 505和下部檢測像素 506 510之中與最大入射光強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的像素的位置來確定散焦的程度。焦點(diǎn)檢測操作的示例下面參照?qǐng)D1所示本實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)100的框圖來說明焦點(diǎn)檢測操作。在攝像 操作之前，攝像控制器422和焦點(diǎn)控制器418通過電子接點(diǎn)單元(未圖示)與透鏡控制器 240通信，從而獲得攝像透鏡單元200特有的信息以及當(dāng)前透鏡位置和光圈位置的信息。當(dāng)在液晶顯示器402上顯示出動(dòng)態(tài)圖像時(shí)(例如，在用戶等待適當(dāng)?shù)呐臄z時(shí)機(jī) 時(shí))，攝像器件500被曝光，然后執(zhí)行下述處理。S卩，攝像控制器422控制時(shí)序發(fā)生器414，并進(jìn)行電子快門操作，在該電子快門操 作中，攝像器件500中所包括的各像素(焦點(diǎn)檢測像素和攝像像素)的光電二極管528中 所累積的電荷作為電荷信號(hào)以預(yù)定時(shí)間間隔輸出。從各像素讀出的電荷信號(hào)經(jīng)過模擬信號(hào)處理器412的鉗位處理、靈敏度校正處理等，被A/D轉(zhuǎn)換器410轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后輸出 到系統(tǒng)總線426。成像位置檢測器420從與所有像素對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)中提取出與焦點(diǎn)檢測像素對(duì) 應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。然后，成像位置檢測器420檢測用于聚集光La的焦點(diǎn)檢測像素組(圖2中被標(biāo)記 為“UP”的像素)以及用于聚集光Li3的焦點(diǎn)檢測像素組(圖2中被標(biāo)記為“LW”的像素) 的每一組中與最大信號(hào)值對(duì)應(yīng)的像素的位置。成像位置檢測器420根據(jù)各組中與最大信號(hào) 值對(duì)應(yīng)的像素的位置之間的差別來檢測焦平面沿?cái)z像光學(xué)系統(tǒng)210光軸的位置。也可以通過檢測用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210右部的光的焦點(diǎn)檢測像素組和 用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210左部的光的焦點(diǎn)檢測像素組的每一組中與最大信號(hào)值對(duì) 應(yīng)的像素的位置，來檢測焦平面的位置。用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210右部的光的焦點(diǎn) 檢測像素是圖2中被標(biāo)記為“RT”的像素，用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210左部的光的焦點(diǎn) 檢測像素是圖2中被標(biāo)記為“LT”的像素。基于成像位置檢測器420所確定的焦平面的位置，焦點(diǎn)控制器418利用透鏡控制 器240控制透鏡驅(qū)動(dòng)裝置230，從而將凸透鏡212和凹透鏡216的位置調(diào)節(jié)為對(duì)焦位置。圖像處理器432從與所有像素對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)中提取出與攝像像素對(duì)應(yīng)的數(shù)字 信號(hào)，然后對(duì)所提取出的信號(hào)進(jìn)行顏色插值處理和其它處理，由此生成圖像數(shù)據(jù)。然后攝像 控制器422控制液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電路404，使液晶顯示器402顯示出與該圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的圖 像。從用于聚集光L α的焦點(diǎn)檢測像素輸出的電荷信號(hào)和從用于聚集光L β的焦點(diǎn)檢 測像素輸出的電荷信號(hào)分別是權(quán)利要求中所述的第一電荷信號(hào)和權(quán)利要求中所述的第二 電荷信號(hào)的示例，或者反之也可。從攝像器件500的攝像像素輸出的信號(hào)電荷是權(quán)利要求 中所述的第三電荷信號(hào)的示例。本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)因此，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，低折射率濾光器550和高折射率濾光器560被布 置成彼此緊鄰，以與各焦點(diǎn)檢測像素中的光電二極管528的整體相對(duì)。因此，在穿過攝像光 學(xué)系統(tǒng)210的上部或下部之后穿過低折射率濾光器550的光以及穿過高折射率濾光器560 的光在相位上彼此相差180°，因此彼此干涉，從而彼此抵消。因而，可以只通過改變低折射率濾光器550和高折射率濾光器560之間的分界面 的位置來選擇性地形成用于檢測光La的焦點(diǎn)檢測像素和用于檢測光Li3的焦點(diǎn)檢測像
素ο因而，不必在一個(gè)焦點(diǎn)檢測像素中設(shè)置兩個(gè)光電二極管。這樣，也不必在光電二極 管之間形成隔離區(qū)域。由于像素區(qū)域被有效使用，所以與相關(guān)技術(shù)相比，焦點(diǎn)檢測像素中的 光電二極管的開口面積增大。這使得各焦點(diǎn)檢測像素的光電二極管528中的電荷最大累積 量增大，也提高了焦點(diǎn)檢測像素對(duì)光的感光度。因此，能夠提高焦點(diǎn)檢測的精度。各焦點(diǎn)檢測像素只是用于檢測來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210的上部、下部、左部和右部 之一的光。單獨(dú)設(shè)置了與攝像光學(xué)系統(tǒng)210的四個(gè)部分對(duì)應(yīng)的四種焦點(diǎn)檢測像素。因而， 與相關(guān)技術(shù)的結(jié)構(gòu)不同的是，不必從每個(gè)焦點(diǎn)檢測像素的兩個(gè)光電二極管中連續(xù)讀取電荷 信號(hào)。因此，能夠提高焦點(diǎn)檢測速度。
此外，由于每個(gè)焦點(diǎn)檢測像素具有其中只是布置有折射率不同的低折射率濾光器 550和高折射率濾光器560的簡單結(jié)構(gòu)，所以像素尺寸的減小不會(huì)受焦點(diǎn)檢測像素的結(jié)構(gòu) 的嚴(yán)格限制。低折射率濾光器和高折射率濾光器的光學(xué)材料表1示出了用于制造低折射率濾光器550和高折射率濾光器560的光學(xué)材料。這 些光學(xué)材料按照對(duì)綠光的折射率依次減小的順序而被列出。作為參考，在末行中示出了用 于形成氧化硅膜530的二氧化硅(SiO2)的折射率。表 1 表1中未列出硅氧烷，但它也是能夠用來形成低折射率濾光器550或高折射率濾 光器560的另一種光學(xué)材料。對(duì)于表1中所列出的硅，可以使用單晶硅、非晶硅和多晶硅中 的任一種?？梢詮谋?中選擇折射率不同的兩種光學(xué)材料作為低折射率濾光器550和高折 射率濾光器560的光學(xué)材料，只要能夠?qū)M足等式(1)的膜厚度d設(shè)定在適當(dāng)范圍內(nèi)即可。上述“適當(dāng)范圍”所指的厚度范圍是使得可以在攝像器件500的制造過程中可靠 地制造出低折射率濾光器550和高折射率濾光器560，并且低折射率濾光器550和高折射率 濾光器560的透光率足夠高以保證焦點(diǎn)檢測像素的感光度。這是因?yàn)?，取決于光學(xué)材料，透 射率隨膜厚度的增大而減小?？梢愿鶕?jù)表1中所示的消光系數(shù)k來確定各光學(xué)材料對(duì)各種 顏色光的透射率。這將在第三實(shí)施例中詳細(xì)說明。表1中所列出的等離子體氮化硅(P-SiN)只是氮化硅(Si3N4)的示例。能夠用作 低折射率濾光器550或高折射率濾光器560的材料的氮化硅不局限于等離子體氮化硅。本實(shí)施例的補(bǔ)充說明根據(jù)第一實(shí)施例，在攝像器件500中按照拜耳圖案排列著的三原色像素的一部分 像素用作焦點(diǎn)檢測像素。然而，本發(fā)明不局限于該實(shí)施例。本發(fā)明也可以應(yīng)用于各像素按 照所謂的蜂巢圖案排列著的情況或排列有互補(bǔ)色像素的情況。在拜耳圖案中，在由四個(gè)像素構(gòu)成的單元中包括有與綠光分量對(duì)應(yīng)的兩個(gè)像素。因而，焦點(diǎn)檢測像素可通過如下方式來予以形成將這兩個(gè)像素中的一個(gè)像素中所包括的 濾色器改變?yōu)檫x擇性地透射紅光或藍(lán)光的濾色器。這樣，即使被攝物體沒有發(fā)出綠光時(shí)，也 可以精確地進(jìn)行焦點(diǎn)檢測。下面說明低折射率濾光器550和高折射率濾光器560之間的面積比。以圖5A所 示的用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光L α的焦點(diǎn)檢測像素為示例進(jìn)行說明。在此 情況下，當(dāng)從微透鏡522的光軸方向看時(shí)，低折射率濾光器550與光電二極管528相對(duì)的面 積和高折射率濾光器560與光電二極管528相對(duì)的面積之比可以被設(shè)定為例如3 1。在此情況下，在光電二極管528的下半部分中(S卩，圖5Α中區(qū)域B528b的下半部分 和區(qū)域A 528a的整體部分中)，低折射率濾光器550與光電二極管528相對(duì)的面積和高折 射率濾光器560與光電二極管528相對(duì)的面積之比為1 1。因此，穿過攝像光學(xué)系統(tǒng)210 上部并且入射到焦點(diǎn)檢測像素上的光的一半穿過低折射率濾光器550，剩余的一半穿過高 折射率濾光器560。因此，穿過低折射率濾光器550的光和穿過高折射率濾光器560的光彼 此抵消，只能聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光。于是，僅通過改變低折射率濾光器550 和高折射率濾光器560之間分界面的位置或者低折射率濾光器550和高折射率濾光器560 之間的面積比，就能夠容易地調(diào)節(jié)入射到焦點(diǎn)檢測像素上的光的強(qiáng)度。2.第二實(shí)施例下面所述的第二 第七實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)與第一實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)的區(qū)別僅在 于攝像器件中所包括的焦點(diǎn)檢測像素的結(jié)構(gòu)。因而，僅說明與第一實(shí)施例的不同之處。圖9是第二實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)中所包括的攝像器件的焦點(diǎn)檢測像素的示意性剖 面圖。該焦點(diǎn)檢測像素聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Li3。盡管該圖中未示出，但 用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光La的焦點(diǎn)檢測像素的結(jié)構(gòu)為低折射率濾光器 550和高折射率濾光器560被布置成與圖9所示的情況關(guān)于微透鏡522的光軸對(duì)稱。對(duì)圖9和圖5A進(jìn)行比較可見，第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于去除了濾色器 524。在此情況下，不同波長的光入射到焦點(diǎn)檢測像素。形成低折射率濾光器550和高折射 率濾光器560的兩種光學(xué)材料的折射率根據(jù)波長的不同而變化。換言之，隨著入射光的波 長范圍的增大，更難以精確地將穿過低折射率濾光器550的光和穿過高折射率濾光器560 的光之間的相位差設(shè)定為180°。因而，優(yōu)選地，如同第一實(shí)施例中一樣設(shè)有濾色器。然而， 通過本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)也可以獲得與第一實(shí)施例類似的效果。3.第三實(shí)施例焦點(diǎn)檢測像素的結(jié)構(gòu)第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中既使用了低折射率濾光器550又使用了高折射率濾 光器560，但這并非是必須的。如果能夠基于高折射率濾光器560與包圍該高折射率濾光器 560的氧化硅膜530之間的折射率差別將穿過高折射率濾光器560的光和未穿過高折射率 濾光器560的光之間的相位差設(shè)定為180°，那么可以省去低折射率濾光器550。類似地， 也可以采用省去了高折射率濾光器560且利用低折射率濾光器550將相位差設(shè)定為180° 的結(jié)構(gòu)。但是，從表1可見，在半導(dǎo)體中常用的折射率相對(duì)低的光學(xué)材料與形成層間絕緣 膜的二氧化硅的折射率差別都不大。另外，與二氧化硅的折射率差別很大的許多光學(xué)材料 都具有高的消光系數(shù)。因而，入射到這種光學(xué)材料上的光不能可靠地到達(dá)光電二極管528。
21為了確保焦點(diǎn)檢測像素的感光度，優(yōu)選選擇消光系數(shù)低的光學(xué)材料。圖IOA和圖IOB是表示在本發(fā)明第三實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)中所包括的攝像器件中用 于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光L α的焦點(diǎn)檢測像素的示意性剖面圖。可以采用圖 IOA和圖IOB所示的任一種結(jié)構(gòu)。圖IOA示出的結(jié)構(gòu)為高折射率濾光器560與光電二極管528相對(duì)的面積大于光 電二極管528的開口面積的一半，于是所有來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光La都穿過高 折射率濾光器560。圖IOB示出的結(jié)構(gòu)為高折射率濾光器560與光電二極管528相對(duì)的 面積小于光電二極管528的開口面積的一半，來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光La都未穿 過高折射率濾光器560。在上述的任一結(jié)構(gòu)中，來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光L β只有一部分穿過高折 射率濾光器560。此外，在上述的任一結(jié)構(gòu)中，高折射率濾光器560的靠近于光電二極管528 的區(qū)域B 528b的那一端位于微透鏡522的光軸上方。本實(shí)施例的微透鏡522的光軸是權(quán)利要求中所述的“在攝像光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向 上穿過光電轉(zhuǎn)換器的中心的軸線”的示例。圖IlA和圖IB是表示在本發(fā)明第三實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)中所包括的攝像器件中用 于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Li3的焦點(diǎn)檢測像素的示意性剖面圖?？梢圆捎脠D IlA和圖IlB所示的任一種結(jié)構(gòu)。圖IlA示出的結(jié)構(gòu)為高折射率濾光器560與光電二極管528相對(duì)的面積小于光 電二極管528的開口面積的一半，于是來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Lβ都未穿過高折 射率濾光器560。圖IlB示出的結(jié)構(gòu)為高折射率濾光器560與光電二極管528相對(duì)的面積 大于光電二極管528的開口面積的一半，于是所有來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Li3都 穿過高折射率濾光器560。在上述的任一結(jié)構(gòu)中，來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光L α只有一部分穿過高折 射率濾光器560。此外，在上述的任一結(jié)構(gòu)中，高折射率濾光器560的靠近于光電二極管528 的區(qū)域B 528b的那一端位于微透鏡522的光軸下方。高折射率濾光器的光學(xué)材料和透射率在圖10A、圖10B、圖IlA和圖IlB所示的各焦點(diǎn)檢測像素中所包括的高折射率濾 光器560由等離子體氮化硅制成時(shí)，按如下方式來得到膜厚度d，該膜厚度d可以使得將穿 過高折射率濾光器560的光與未穿過高折射率濾光器560的光之間的相位差設(shè)定為180°。 該方式即為將等離子體氮化硅的折射率、形成包圍高折射率濾光器560的氧化硅膜530的 二氧化硅的折射率以及綠光的波長(550nm)代入如下等式(1)中，可以得到膜厚度d:d = λ / {(n2-nl) X 2}= 550/ {(2. 04-1. 45) X 2} = 466nm如表1所示，等離子體氮化硅對(duì)綠光的消光系數(shù)k基本為0。因而，入射到高折射 率濾光器560的光基本上全部都穿過高折射率濾光器560而到達(dá)光電二極管528。因而，不 會(huì)由于高折射率濾光器560的存在而降低焦點(diǎn)檢測像素的感光度，高折射率濾光器560不 會(huì)帶來任何實(shí)際問題。作為另一個(gè)示例，說明當(dāng)高折射率濾光器560由硅制成時(shí)所得到的透射率。在此 情況下，可以按如下的類似方法來得到可以使得將綠光的相位差設(shè)定為180°的膜厚度d
d = λ / {(n2-nl) X 2} = 550/ {(4. 08-1. 45) X 2} = 104. 5nm如表1所示，硅對(duì)綠光的消光系數(shù)k為0. 03。因而，在高折射率濾光器560的膜厚 度d被設(shè)定為如上所述的104. 5nm時(shí)，高折射率濾光器560對(duì)綠光的透射率(反射忽略不 計(jì))如下I/Io = exp{_4X π XkX (d/λ )}= exp {-4 X π X 0. 03 X (104. 5/550)} = 0. 93其中，Io是入射光強(qiáng)度，I是透射光強(qiáng)度。類似地，可以使得將藍(lán)光(波長為450nm，后文將不再重述)的相位差設(shè)定為 180°的膜厚度d以及在該膜厚度d下對(duì)藍(lán)光的透射率(反射忽略不計(jì))如下d = 450/ {(4. 69-1. 45) X 2} = 69. 4nmΙ/Ιο = exp {-4 X π X 0. 151 X (69. 4/450)} =0.746類似地，可以使得將紅光(波長為650nm，后文將不再重述)的相位差設(shè)定為 180°的膜厚度d以及在該膜厚度d下對(duì)紅光的透射率(反射忽略不計(jì))如下d = 650/ {(3. 85-1. 45) X 2} = 135. 4nmΙ/Ιο = exp {-4X π Χ0· 017X (135. 4/650)} =0.956因而，在綠光、藍(lán)光或紅光入射到具有上述對(duì)應(yīng)厚度d的高折射率濾光器560上 時(shí)，分別為93%的綠光、74. 6%的藍(lán)光或95. 6%的紅光穿過高折射率濾光器560而到達(dá)光 電二極管528。如果透射率在上述各值中任意一值的附近，則不會(huì)由于高折射率濾光器560 的存在而降低焦點(diǎn)檢測像素的感光度，高折射率濾光器560不會(huì)帶來任何實(shí)際問題。第三實(shí)施例的變化例在使用硅作為高折射率濾光器560的材料時(shí)，缺點(diǎn)在于硅表面的反射率將會(huì)增 大，到達(dá)光電二極管528的光量因而減小。在此情況下，通過堆疊由光學(xué)材料制成的多層 膜，例如通過在硅表面上形成防反射膜563從而降低反射，來形成高折射率濾光器561。下 面參照?qǐng)D12A和圖12B說明第三實(shí)施例的變化例。圖12A是包括有高折射率濾光器561的焦點(diǎn)檢測像素的示意性剖面圖，該高折射 率濾光器561具有包括上述防反射膜563的層狀結(jié)構(gòu)。該焦點(diǎn)檢測像素聚集來自攝像光 學(xué)系統(tǒng)210上部的光La。該焦點(diǎn)檢測像素在高折射率濾光器561的表面上設(shè)有防反射膜 563，除此之外，與圖IOA所示的結(jié)構(gòu)相同。如圖12A所示，高折射率濾光器561包括高折射率濾光器層562和設(shè)于高折射率 濾光器層562的面對(duì)微透鏡522的表面上的防反射膜563。高折射率濾光器層562由向右 上方傾斜的線表示，防反射膜563由小圓點(diǎn)所示出的灰色區(qū)域表示。高折射率濾光器層562被設(shè)置為使得穿過高折射率濾光器層562的光與未穿過 高折射率濾光器層562而是穿過包圍高折射率濾光器層562的氧化硅膜530的光之間的相 位差為180°。換言之，形成高折射率濾光器層562的光學(xué)材料的折射率和該高折射率濾光 器層562的膜厚度d滿足等式(1)。防反射膜563例如可以由氮化硅(Si3N4)制成。氮化 硅(Si3N4)膜的反射率隨著其厚度和入射光波長而變化。因而，膜厚度d優(yōu)選被設(shè)定為使得 反射率隨入射光的波長而降低。防反射膜563是權(quán)利要求所述的由光學(xué)材料制成的膜的示 例。氧化硅膜530是權(quán)利要求所述的光學(xué)層的示例。
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圖12B是在上述包括防反射膜563的結(jié)構(gòu)中用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部 的光Li3的焦點(diǎn)檢測像素的示意性剖面圖。圖12B所示的焦點(diǎn)檢測像素與圖12A所示的焦 點(diǎn)檢測像素不同之處在于高折射率濾光器561與光電二極管528相對(duì)的面積小于光電二極 管528的開口面積的一半。更具體地，在圖12B所示的焦點(diǎn)檢測像素中，來自攝像光學(xué)系統(tǒng) 210下部的光Li3都未穿過高折射率濾光器561，而來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光L α只 有一部分穿過高折射率濾光器561。第三實(shí)施例與第一實(shí)施例具有類似的效果。盡管本實(shí)施例中沒有設(shè)置濾色器，但 也可以像第一實(shí)施例一樣，設(shè)置有濾色器以限制入射光的波長范圍。防反射膜563也可以應(yīng)用于如第一實(shí)施例中那樣設(shè)有低折射率濾光器550和高折 射率濾光器560的情況，圖13Α和圖13Β示出了這種結(jié)構(gòu)的示例。圖13Α是用于聚集來自 攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光L α的焦點(diǎn)檢測像素的示意性剖面圖。圖13Β是用于聚集來自 攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光L β的焦點(diǎn)檢測像素的示意性剖面圖。圖13Α和圖13Β所示的 焦點(diǎn)檢測像素與圖5Α和圖7Α所示第一實(shí)施例的焦點(diǎn)檢測像素的區(qū)別僅在于低折射率濾光 器551和高折射率濾光器564的結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D13Α，低折射率濾光器551包括低折射率濾光器層552和設(shè)于低折射率濾 光器層552的面對(duì)微透鏡522的表面上的防反射膜553。在圖13Α中，低折射率濾光器層 552由向右下方傾斜的線表示，防反射膜553由空白區(qū)域表示。高折射率濾光器564包括高 折射率濾光器層565和設(shè)于高折射率濾光器層565的面對(duì)微透鏡522的表面上的防反射膜 567。在圖13Α中，高折射率濾光器層565由向右上方傾斜的線表示，防反射膜567由小圓 點(diǎn)所示的灰色區(qū)域表示。低折射率濾光器551和高折射率濾光器564彼此緊鄰地排列著，在防反射膜553 的面對(duì)微透鏡522的表面和防反射膜567的面對(duì)微透鏡522的表面之間沒有臺(tái)階。低折射 率濾光器層552和高折射率濾光器層565厚度相同，防反射膜553和防反射膜567也是厚 度相同。因而，低折射率濾光器層552和高折射率濾光器層565被布置成讓它們的面對(duì)光 電二極管528的表面之間沒有臺(tái)階。這是因?yàn)?，如果在這兩個(gè)表面之間有臺(tái)階的話，則光路 會(huì)在該臺(tái)階處改變，從而難以可靠地提供只是聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光La的 功能。低折射率濾光器層552和高折射率濾光器層565的光學(xué)材料及厚度按等式(1)被 確定為使得穿過低折射率濾光器層552的光和穿過高折射率濾光器層565的光之間的相 位差為180°。類似于上述示例，防反射膜553和567例如可以由氮化硅(Si3N4)制成。圖 13Α所示的焦點(diǎn)檢測像素中的濾色器524選擇性地透射綠光。因而，防反射膜553和567的 厚度優(yōu)選被設(shè)定為可以降低對(duì)綠光波長附近的波長范圍的反射率。低折射率濾光器551和高折射率濾光器564相對(duì)于微透鏡522的光軸及光電二極 管528的位置類似于第一實(shí)施例中所述的情況。更具體地，低折射率濾光器551和高折射 率濾光器564之間的分界面位于圖13Α中微透鏡522的光軸上方。相反地，如圖13Β所示，為了形成用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光L β的 焦點(diǎn)檢測像素，低折射率濾光器551和高折射率濾光器564之間的分界面位于微透鏡522 的光軸下方。4.第四實(shí)施例
圖14是本發(fā)明第四實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)中所包括的攝像器件的焦點(diǎn)檢測像素的示 意性剖面圖。圖14所示的焦點(diǎn)檢測像素聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光L α。第四實(shí) 施例與第三實(shí)施例的區(qū)別僅在于用層疊濾光器570代替高折射率濾光器560。通過交替堆疊由折射率不同的兩種光學(xué)材料制成的層來形成層疊濾光器570，各 層之間的分界面平行于微透鏡522的光軸，即層疊表面的法線垂直于微透鏡522的光軸方 向。層疊濾光器570的位置為在來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Li3全部穿過層疊 濾光器570的條件下，當(dāng)從微透鏡522的光軸方向看時(shí)，層疊濾光器570的與光電二極管 528的區(qū)域B 528b相對(duì)的面積最小。來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Lβ的大部分沿著 相對(duì)于微透鏡522的光軸傾斜的方向入射到層疊濾光器570上。該入射光穿過層疊濾光器 570中由折射率高的光學(xué)材料制成的層和由折射率低的光學(xué)材料制成的層。因此，當(dāng)來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Li3穿過層疊濾光器570中折射率不同 的層時(shí)，在該光Li3中產(chǎn)生相位差，并且當(dāng)該光Li3到達(dá)光電二極管528時(shí)由于干涉而減 弱。因而，當(dāng)層疊濾光器570的總厚度(在微透鏡522的光軸方向上的厚度)為d時(shí)，兩種 層的光學(xué)材料優(yōu)選被選擇成滿足等式(1)。在本實(shí)施例中，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，透射光的相位差 接近180°。因而，能夠可靠地減弱來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Li3。來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光L α只是穿過層疊濾光器570的在微透鏡522光 軸附近的區(qū)域。因而，光La主要聚集在光電二極管528的區(qū)域C 528c上。于是，圖14所 示的焦點(diǎn)檢測像素起到聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光La的作用。盡管圖中沒有示出，但用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Li3的焦點(diǎn)檢測 像素的結(jié)構(gòu)為層疊濾光器570被布置成與圖14所示像素結(jié)構(gòu)中的層疊濾光器570關(guān)于微 透鏡522的光軸對(duì)稱。換言之，層疊濾光器570被布置成使該層疊濾光器570與光電二極 管528的區(qū)域B 528b的下半部及區(qū)域A 528a相對(duì)。本實(shí)施也可以獲得與第一實(shí)施例類似 的效果。盡管本實(shí)施例中沒有設(shè)置濾色器，但也可以像第一實(shí)施例中一樣，設(shè)置有濾色器 以限制入射光的波長范圍。此外，盡管層疊濾光器570通過由折射率不同的兩種光學(xué)材料制成的層來組成， 但層疊濾光器570也可以通過由折射率不同的三種以上光學(xué)材料制成的層來組成，只要能 夠在透射光中形成大約180°的相位差即可。層疊濾光器570是權(quán)利要求所述的光學(xué)元件的示例。5.第五實(shí)施例圖15是本發(fā)明第五實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)中所包括的攝像器件的焦點(diǎn)檢測像素的示 意性剖面圖。第五實(shí)施例與第二實(shí)施例的區(qū)別在于，低折射率濾光器556和高折射率濾光 器566設(shè)在微透鏡522的與氧化硅膜530相反的一側(cè)上。由于低折射率濾光器556和高折 射率濾光器566比具有集光功能的微透鏡522離攝像光學(xué)系統(tǒng)210更近，所以低折射率濾 光器556和高折射率濾光器566的尺寸優(yōu)選比第二實(shí)施例中的尺寸大。圖15所示的焦點(diǎn)檢測像素聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Li3。低折射率 濾光器556和高折射率濾光器566之間的分界面在微透鏡522的光軸上方。盡管該圖中未 示出，聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光La的焦點(diǎn)檢測像素的結(jié)構(gòu)為低折射率濾光器556和高折射率濾光器566被布置成與圖15所示像素結(jié)構(gòu)中的情況關(guān)于微透鏡522的光軸 對(duì)稱。本實(shí)施例也可以獲得與第一實(shí)施例類似的效果。盡管本實(shí)施例中沒有設(shè)置濾色 器，但也可以像第一實(shí)施例中一樣，設(shè)置有濾色器以限制入射光的波長范圍。6.第六實(shí)施例圖16是本發(fā)明第六實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)中所包括的攝像器件的焦點(diǎn)檢測像素的示 意性剖面圖。第六實(shí)施例與圖7A所示第一實(shí)施例的區(qū)別在于去除了濾色器524而設(shè)有波 導(dǎo)元件580。波導(dǎo)元件580設(shè)在由低折射率濾光器550和高折射率濾光器560構(gòu)成的單元與光 電二極管528之間。圖16只示出了波導(dǎo)元件580的剖面圖，但波導(dǎo)元件580實(shí)際上具有中 空的形狀，其開口直徑在微透鏡522側(cè)較大而在光電二極管528側(cè)較小。波導(dǎo)元件580在 微透鏡522側(cè)的開口面積優(yōu)選被設(shè)定為在本實(shí)施例中，使得來自微透鏡522的光全部進(jìn)入 波導(dǎo)元件580。在此情況下，能夠提高焦點(diǎn)檢測像素的感光度。波導(dǎo)元件580的內(nèi)表面由反 射率高的光學(xué)材料制成，波導(dǎo)元件580通過反射來將穿過低折射率濾光器550和高折射率 濾光器560的光主要導(dǎo)向光電二極管528的區(qū)域B 528b。低折射率濾光器550和高折射率濾光器560之間的分界面的位置為使得所有的 光L α穿過高折射率濾光器560而未穿過低折射率濾光器550，光Li3穿過低折射率濾光器 550和高折射率濾光器560。來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光L α只穿過高折射率濾光器560，于是透射光不會(huì) 產(chǎn)生相位差。因而，光La被波導(dǎo)元件580的內(nèi)表面反射然后到達(dá)光電二極管528的區(qū)域 B 528b，沒有由于干涉而減弱。光Li3穿過低折射率濾光器550和高折射率濾光器560，于是產(chǎn)生180°的相位 差。光Li3在到達(dá)光電二極管528之前被波導(dǎo)元件580的內(nèi)表面數(shù)次反射。因而，到光電 二極管528的光路比在第一實(shí)施例中的光路長。由于該光路較長，所以光Li3因干涉而減 弱的量比第一實(shí)施例中減弱的量多。因而，來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Li3基本上不 會(huì)到達(dá)光電二極管528。因此，圖16所示的焦點(diǎn)檢測像素聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部 的光L a。盡管圖中未示出，但用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Li3的焦點(diǎn)檢測像 素的結(jié)構(gòu)為低折射率濾光器550和高折射率濾光器560被布置成與圖16所示像素結(jié)構(gòu)中 的情況關(guān)于微透鏡522的光軸對(duì)稱。本實(shí)施也可以獲得與第一實(shí)施例類似的效果。盡管本實(shí)施例中沒有設(shè)置濾色器，但也可以像第一實(shí)施例中一樣，設(shè)置有濾色器 以限制入射光的波長范圍。本實(shí)施例的技術(shù)構(gòu)思是通過用波導(dǎo)元件580內(nèi)表面進(jìn)行的反射來加長來自微透 鏡522的光的光路，從而能夠增大具有相位差的光的干涉。因而，波導(dǎo)元件580的形狀優(yōu)選 為其開口直徑在微透鏡522側(cè)較大，在光電二極管528側(cè)較小。在此情況下，穿過微透鏡 522的光被聚集在光電二極管528的局部區(qū)域。該區(qū)域不限于本實(shí)施例中的區(qū)域B 528b， 也可以是區(qū)域A 528a或區(qū)域C 528c。7.第七實(shí)施例
圖17是本發(fā)明第七實(shí)施例的相機(jī)系統(tǒng)中所包括的攝像器件的焦點(diǎn)檢測像素的示 意性剖面圖。第七實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于，設(shè)置有中等折射率波導(dǎo)590和高折射 率波導(dǎo)592從而取代了低折射率濾光器550和高折射率濾光器560，并去除了濾色器524。中等折射率波導(dǎo)590和高折射率波導(dǎo)592的形狀基本相同，都具有梯形橫截面，彼 此緊密接觸。中等折射率波導(dǎo)590和高折射率波導(dǎo)592之間的分界面位于微透鏡522的光 軸上。在中等折射率波導(dǎo)590和光電二極管528之間存在有氧化硅膜530，而在高折射率波 導(dǎo)592和光電二極管528之間沒有氧化硅膜530。中等折射率波導(dǎo)590的橫截面和高折射率波導(dǎo)592的橫截面均為在微透鏡522側(cè) 較大而在光電二極管528側(cè)較小。在本實(shí)施例中，中等折射率波導(dǎo)590和高折射率波導(dǎo)592 在微透鏡522側(cè)的橫截面均優(yōu)選為足夠大以使來自微透鏡522的光全部進(jìn)入中等折射率波 導(dǎo)590或高折射率波導(dǎo)592。在此情況下，能夠增大焦點(diǎn)檢測像素的感光度。高折射率波導(dǎo)592通過內(nèi)部反射把來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光L α主要導(dǎo)向 光電二極管528的區(qū)域B 528b。通常，當(dāng)光從折射率低的介質(zhì)傳播到折射率高的介質(zhì)時(shí)，該 光的入射到折射率高的介質(zhì)上的部分比該光的被這兩種介質(zhì)之間的分界面反射的部分多。 反之，當(dāng)光從折射率高的介質(zhì)傳播到折射率低的介質(zhì)時(shí)，該光的被這兩種介質(zhì)之間的分界 面反射的部分比該光的入射到折射率低的介質(zhì)上的部分多。因此，在本實(shí)施例中，按照形成 光電二極管528的硅、高折射率波導(dǎo)592、中等折射率波導(dǎo)590和氧化硅膜530的順序，折射 率依次增大。因而，在圖17中，來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光La從氧化硅膜530入射到高 折射率波導(dǎo)592上然后都到達(dá)光電二極管528，而基本上沒有泄露到高折射率波導(dǎo)592的外 部。這是因?yàn)?，高折射率波?dǎo)592的折射率比氧化硅膜530的折射率和中等折射率波 導(dǎo)590的折射率高，因而光La被高折射率波導(dǎo)592和氧化硅膜530之間的分界面以及高 折射率波導(dǎo)592和中等折射率波導(dǎo)590之間的分界面多次反射。來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光L β從折射率相對(duì)低的氧化硅膜530入射到中等 折射率波導(dǎo)590上。然后，光Li3被氧化硅膜530和中等折射率波導(dǎo)590之間的分界面反 射，入射到高折射率波導(dǎo)592上。于是，從氧化硅膜530直接入射到高折射率波導(dǎo)592上的 光L α以及穿過氧化硅膜530和中等折射率波導(dǎo)590之后入射到高折射率波導(dǎo)592上的光 L^由于二者之間的相位差所導(dǎo)致的干涉而彼此削弱。在該結(jié)構(gòu)中，首先，來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光L β的從氧化硅膜530入射到 中等折射率波導(dǎo)590上的一部分被中等折射率波導(dǎo)590和高折射率波導(dǎo)592之間的分界面 反射，沒有入射到高折射率波導(dǎo)592。其次，與從氧化硅膜530直接入射到高折射率波導(dǎo)592 上的光L α相比，在穿過氧化硅膜530和中等折射率波導(dǎo)590之后入射到高折射率波導(dǎo)592 上的光L β具有更長的光路，因而光L β的強(qiáng)度被減弱得更多。鑒于上述兩點(diǎn)，從氧化硅膜530直接入射到高折射率波導(dǎo)592上的光La的量 和強(qiáng)度比穿過中等折射率波導(dǎo)590之后入射到高折射率波導(dǎo)592上的光Li3的量和強(qiáng)度 大。因而，光Li3由于干涉而減弱，且沒有到達(dá)光電二極管528，只有光L α到達(dá)光電二極管 528。因此，圖17所示的焦點(diǎn)檢測像素選擇性地聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光La。盡管圖中未示出，用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Li3的焦點(diǎn)檢測像素的結(jié)構(gòu)為中等折射率波導(dǎo)590和高折射率波導(dǎo)592被布置成與圖17所示像素結(jié)構(gòu)中的情 況關(guān)于微透鏡522的光軸對(duì)稱。本實(shí)施例也可以獲得與第一實(shí)施例類似的效果。中等折射率波導(dǎo)590是權(quán)利要求所述的第一波導(dǎo)的示例。高折射率波導(dǎo)592是權(quán) 利要求所述的第二波導(dǎo)的示例。氧化硅膜530是權(quán)利要求所述的光學(xué)層的示例。對(duì)于中等折射率波導(dǎo)590和高折射率波導(dǎo)592的光學(xué)材料，可以從表1所示的材 料中選擇折射率在硅與二氧化硅之間的兩種材料。本實(shí)施例說明了高折射率波導(dǎo)592和光電二極管528彼此緊密接觸的結(jié)構(gòu)，但本 發(fā)明并不局限于此。只要氧化硅膜530的厚度足夠小，從高折射率波導(dǎo)592到光電二極管 528的透射光的減弱不會(huì)帶來實(shí)際問題，那么在高折射率波導(dǎo)592和光電二極管528之間也 可以設(shè)有氧化硅膜530。盡管本實(shí)施例中沒有設(shè)置濾色器，但也可以像第一實(shí)施例中一樣，設(shè)置有濾色器 以限制入射光的波長范圍。8.本發(fā)明實(shí)施例的焦點(diǎn)檢測像素中折射濾光器的排列的變化例圖18 圖21是表示在本發(fā)明實(shí)施例的用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部和下 部的光的四個(gè)焦點(diǎn)檢測像素中，低折射率濾光器550和高折射率濾光器560的四個(gè)排列示 例的示意性剖面圖。在圖18 圖21的每一圖中，從上邊起的第一像素和第三像素是聚集 來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光La的焦點(diǎn)檢測像素。另外，從上邊起的第二和第四像素 是聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Lβ的焦點(diǎn)檢測像素。在本發(fā)明的實(shí)施例中，有兩種像素結(jié)構(gòu)可以用在聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部 的光La的焦點(diǎn)檢測像素中。這兩種像素結(jié)構(gòu)為高折射率濾光器560設(shè)于光軸下側(cè)的像素 結(jié)構(gòu)(圖18和圖19)；和低折射率濾光器550位于光軸下側(cè)的像素結(jié)構(gòu)(圖20和圖21)。 這是因?yàn)?，低折射率濾光器550和高折射率濾光器560中任一個(gè)都可以設(shè)于下側(cè)，只要它們 二者之間的分界面位于微透鏡522的光軸上方即可。類似地，有兩種像素結(jié)構(gòu)可以用在聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Li3的焦 點(diǎn)檢測像素中。這兩種像素結(jié)構(gòu)為低折射率濾光器550位于光軸上側(cè)(圖18和圖20)的 像素結(jié)構(gòu)；和高折射率濾光器560位于光軸上側(cè)的像素結(jié)構(gòu)(圖19和圖21)。這是因?yàn)椋?低折射率濾光器550和高折射率濾光器560中任一個(gè)都可以設(shè)于上側(cè)，只要它們二者之間 的分界面位于微透鏡522的光軸下方即可。因而，聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光La的焦點(diǎn)檢測像素和聚集來自攝像 光學(xué)系統(tǒng)210下部的光Li3的焦點(diǎn)檢測像素的組合數(shù)為2X2，即4。圖18 圖21示出了 這四種排列。優(yōu)選地，根據(jù)例如消光系數(shù)等光學(xué)特性來確定低折射率濾光器550和高折射率濾 光器560的排列。更具體地，為了提高焦點(diǎn)檢測像素的感光度，低折射率濾光器550和高折 射率濾光器560之中由消光系數(shù)較低的光學(xué)材料制成的那一個(gè)濾色器優(yōu)選被形成為與光 電二極管528相對(duì)的面積更大。此外，感光度在焦點(diǎn)檢測像素上優(yōu)選為均勻的。因而，優(yōu)選地，在聚集來自攝像光 學(xué)系統(tǒng)210上部和下部的光的所有焦點(diǎn)檢測像素中，低折射率濾光器550和高折射率濾光 器560中的一個(gè)濾光器被形成為與光電二極管528相對(duì)的面積更大。為此，在圖19中，在所
28有焦點(diǎn)檢測像素中高折射率濾光器560被形成為與光電二極管528相對(duì)的面積更大，這種 排列比圖18所示的排列更優(yōu)選。類似地，在圖20中，在所有焦點(diǎn)檢測像素中低折射率濾光 器550被形成為與光電二極管528相對(duì)的面積更大，這種排列比圖21所示的排列更優(yōu)選。9.本發(fā)明實(shí)施例的濾餼器的排列的變化例圖22是本發(fā)明實(shí)施例變化例的用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部和下部的光 的四個(gè)像素的示意性剖面圖。在圖22中，濾色器205選擇性地透射紅光。根據(jù)該變化例， 選擇性地透射綠光的像素和選擇性地透射紅光的像素用作焦點(diǎn)檢測像素。在圖22中，從上 邊起的第一像素和第二像素是聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部的光La的焦點(diǎn)檢測像素， 從上邊起的第三像素和第四像素是聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210下部的光L β的焦點(diǎn)檢測像難以根據(jù)從所接收光波長范圍不同的焦點(diǎn)檢測像素得到的電荷信號(hào)之間的比較 來精確檢測焦平面的位置。因而，從具有相同濾色器(524或525)并用于聚集來自攝像光 學(xué)系統(tǒng)210上部和下部的光的焦點(diǎn)檢測像素中讀取電荷信號(hào)。然后，如第一實(shí)施例中所述 的那樣對(duì)焦平面的位置進(jìn)行檢測。在圖22中，可以通過從上邊起的選擇性地接收綠光的第 一焦點(diǎn)檢測像素和第三焦點(diǎn)檢測像素讀取電荷信號(hào)來檢測焦平面的位置?；蛘撸部梢酝?過從上邊起的選擇性接收紅光的第二焦點(diǎn)檢測像素和第四焦點(diǎn)檢測像素讀取電荷信號(hào)來 檢測焦平面的位置。在進(jìn)行焦點(diǎn)檢測和焦點(diǎn)調(diào)節(jié)時(shí)，將攝像器件500曝光，并生成與將要在液晶顯示 器402上顯示的圖像對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)。因而，可以從該圖像數(shù)據(jù)中檢測出被攝物體的顏色 分布范圍。因此，如果綠色分量比紅色分量強(qiáng)時(shí)，可以利用選擇性接收綠光的焦點(diǎn)檢測像素 來進(jìn)行焦點(diǎn)檢測，如果紅色分量比綠色分量強(qiáng)時(shí)，可以利用選擇性接收紅光的焦點(diǎn)檢測像 素來進(jìn)行焦點(diǎn)檢測。在此情況下，不論被攝物體的顏色分布范圍如何，都可以精確地進(jìn)行焦 點(diǎn)檢測。濾色器524和525中的一個(gè)是權(quán)利要求所述的第一光學(xué)濾光器的示例，另一個(gè)是 權(quán)利要求所述的第二光學(xué)濾光器的示例。在圖22所示的示例中，選擇性接收綠光和紅光的像素用作焦點(diǎn)檢測像素。然而， 可替代地，選擇性接收綠光和藍(lán)光的像素可以用作焦點(diǎn)檢測像素，并且可以如上所述根據(jù) 被攝物體的顏色分布范圍來類似地進(jìn)行焦點(diǎn)檢測?；蛘?，也可以將與三種顏色分量即紅、綠 和藍(lán)對(duì)應(yīng)的像素用作焦點(diǎn)檢測像素，并且以類似的方式進(jìn)行焦點(diǎn)檢測。然而，考慮到顏色插值處理，最重要的是防止顏色再現(xiàn)性的降低，此時(shí)，由于對(duì)應(yīng) 于綠色的像素?cái)?shù)是其它顏色的像素?cái)?shù)的兩倍，所以如同第一實(shí)施例中那樣，優(yōu)選只使用拜 耳圖案中對(duì)應(yīng)于綠色的像素作為焦點(diǎn)檢測像素。 ο. ^^B^^mm^Mmimmm圖23是表示在攝像器件的整體區(qū)域中焦點(diǎn)檢測像素的排列的變化例的示意性平 面圖。在示出了第一實(shí)施例的圖2中，焦點(diǎn)檢測像素被對(duì)應(yīng)于藍(lán)光分量的像素間隔著進(jìn)行 連續(xù)排列。這只是焦點(diǎn)檢測像素的排列的一個(gè)示例。如圖23所示，也可以增大用于聚集來 自攝像光學(xué)系統(tǒng)210上部和下部的光的焦點(diǎn)檢測像素對(duì)之間的間隔以及用于聚集來自攝 像光學(xué)系統(tǒng)210左部和右部的光的焦點(diǎn)檢測像素對(duì)之間的間隔。在顯示出動(dòng)態(tài)圖像的同時(shí)進(jìn)行焦點(diǎn)檢測的情況下，從所有像素的電荷信號(hào)中提取
29來自焦點(diǎn)檢測像素的電荷信號(hào)。因而，為了便于進(jìn)行提取處理，用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng) 210上部和下部的光的焦點(diǎn)檢測像素優(yōu)選沿像素列(在垂直方向上)呈直線排列。類似地， 用于聚集來自攝像光學(xué)系統(tǒng)210左部和右部的光的焦點(diǎn)檢測像素優(yōu)選沿像素行(在水平方 向上)呈直線排列。如圖23和圖2所示，焦點(diǎn)檢測像素可以沿中間像素列和中間像素行以交叉形式進(jìn) 行排列，從而能夠容易地使在攝像光學(xué)系統(tǒng)210的成像空間的中心處的被攝物體對(duì)焦。但 這只是一個(gè)示例。焦點(diǎn)檢測像素也可以設(shè)在中間像素列和中間像素行之外的位置處，或者 可以主要設(shè)置在攝像光學(xué)系統(tǒng)210光軸上的像素的周圍。包括焦點(diǎn)檢測像素的各像素列或 各像素行也可以排列在攝像器件500的多個(gè)區(qū)域中，從而能夠使在攝像光學(xué)系統(tǒng)210的成 像空間的期望位置處的被攝物體對(duì)焦。在此情況下，可以利用從攝像器件500中所排列的 各像素列或各像素行中選出的像素列或像素行來進(jìn)行焦點(diǎn)檢測?；蛘?，焦點(diǎn)檢測像素也可以不設(shè)置在拜耳圖案中對(duì)應(yīng)于綠光分量的像素的位置 處，而是設(shè)置在對(duì)應(yīng)于紅光分量或藍(lán)光分量的像素的位置處。焦點(diǎn)檢測像素可以彼此緊鄰 地排列，也可以彼此以預(yù)定間隔隔開?；蛘撸裹c(diǎn)檢測像素也可以以交錯(cuò)形式進(jìn)行排列。可 以根據(jù)攝像器件的焦點(diǎn)檢測精度和攝像性能來確定焦點(diǎn)檢測像素的排列。本發(fā)明的各實(shí)施例只是能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的示例，如本發(fā)明各實(shí)施例中所述的那 樣，本發(fā)明各實(shí)施例所述的主題與用于限定本發(fā)明范圍的權(quán)利要求所述的主題對(duì)應(yīng)。同樣， 用于限定本發(fā)明范圍的權(quán)利要求所述的主題與本發(fā)明各實(shí)施例中由相同名稱表示的主題 對(duì)應(yīng)。然而，本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例，可以在不脫離本發(fā)明范圍的情況下進(jìn)行各種修 改。
權(quán)利要求
一種焦點(diǎn)檢測裝置，其包括多個(gè)第一類型像素，各個(gè)所述第一類型像素包括光電轉(zhuǎn)換器、第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件，所述光電轉(zhuǎn)換器用于接收來自攝像光學(xué)系統(tǒng)的光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件布置在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上且折射率不同，各個(gè)所述第一類型像素輸出與所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第一電荷信號(hào)；多個(gè)第二類型像素，各個(gè)所述第二類型像素包括所述光電轉(zhuǎn)換器、所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件，所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件布置在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上而所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件與所述光電轉(zhuǎn)換器之間的位置關(guān)系不同于各個(gè)所述第一類型像素中的位置關(guān)系，各個(gè)所述第二類型像素輸出與所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第二電荷信號(hào)；以及成像狀態(tài)檢測器，它用于根據(jù)所述第一電荷信號(hào)和所述第二電荷信號(hào)來檢測所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的成像狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的焦點(diǎn)檢測裝置，其中，各個(gè)所述第一類型像素和各個(gè)所述第二類型像素還包括設(shè)在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到 所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上的集光單元，所述集光單元把來自所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的入射光聚 集到所述光電轉(zhuǎn)換器，并且所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件設(shè)置在所述集光單元與所述光電轉(zhuǎn)換器之間。
3.如權(quán)利要求2所述的焦點(diǎn)檢測裝置，其中，所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件被配置為由所述第一光學(xué)元件和所述第二光 學(xué)元件構(gòu)成的單元與所述光電轉(zhuǎn)換器的整體相對(duì)，所述第一光學(xué)元件與所述光電轉(zhuǎn)換器相 對(duì)的面積和所述第二光學(xué)元件與所述光電轉(zhuǎn)換器相對(duì)的面積彼此不同，所述第一光學(xué)元件 和所述第二光學(xué)元件在所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向上彼此不重疊，并且所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件被配置為各個(gè)所述第一類型像素中所述第一 光學(xué)元件與所述第二光學(xué)元件之間分界面的位置和各個(gè)所述第二類型像素中所述第一光 學(xué)元件與所述第二光學(xué)元件之間分界面的位置分別在沿著所述光軸方向穿過所述光電轉(zhuǎn) 換器的中心的軸線的兩側(cè)。
4.如權(quán)利要求1所述的焦點(diǎn)檢測裝置，其中，各個(gè)所述第一類型像素和各個(gè)所述第二類型像素還包括設(shè)在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到 所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上的集光單元，所述集光單元把來自所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的入射光聚 集到所述光電轉(zhuǎn)換器，并且所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件設(shè)置在所述攝像光學(xué)系統(tǒng)與所述集光單元之間。
5.如權(quán)利要求1所述的焦點(diǎn)檢測裝置，其中，各個(gè)所述第一類型像素和各個(gè)所述第二 類型像素還包括設(shè)在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上的光學(xué)濾光器，所述 光學(xué)濾光器選擇性地透射預(yù)定波長范圍內(nèi)的光。
6.如權(quán)利要求1所述的焦點(diǎn)檢測裝置，其中，各個(gè)所述第一類型像素還包括設(shè)在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上 的第一光學(xué)濾光器或第二光學(xué)濾光器，所述第一光學(xué)濾光器選擇性地透射預(yù)定波長范圍內(nèi)的光，所述第二光學(xué)濾光器選擇性地透射另一預(yù)定波長范圍內(nèi)的光，并且各個(gè)所述第二類型像素還包括設(shè)在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上 的所述第一光學(xué)濾光器或所述第二光學(xué)濾光器。
7.如權(quán)利要求1所述的焦點(diǎn)檢測裝置，其中，各個(gè)所述第一類型像素和各個(gè)所述第二 類型像素還包括波導(dǎo)元件，所述波導(dǎo)元件設(shè)在由所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件構(gòu) 成的單元與所述光電轉(zhuǎn)換器之間的位置處，所述波導(dǎo)元件通過反射把來自所述攝像光學(xué)系 統(tǒng)的入射光導(dǎo)向所述光電轉(zhuǎn)換器。
8.如權(quán)利要求1所述的焦點(diǎn)檢測裝置，其中，所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件 中的至少一者由單晶硅、非晶硅、多晶硅、鍺、二氧化硅、氮化硅、硅氧烷、鎢、鋁或銅制成。
9.如權(quán)利要求1所述的焦點(diǎn)檢測裝置，其中，所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件 中的至少一者在面對(duì)所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的表面上設(shè)有由光學(xué)材料制成的膜，所述光學(xué)材料 的反射率低于該所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件中的至少一者的內(nèi)部的反射率。
10.一種焦點(diǎn)檢測裝置，其包括多個(gè)第一類型像素，各個(gè)所述第一類型像素包括光電轉(zhuǎn)換器、集光單元和光學(xué)層，所述 光電轉(zhuǎn)換器用于接收來自攝像光學(xué)系統(tǒng)的光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，所述集光單元用于把來自所 述攝像光學(xué)系統(tǒng)的入射光聚集到所述光電轉(zhuǎn)換器，所述光學(xué)層設(shè)置在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng) 到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上，各個(gè)所述第一類型像素輸出與所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光 量對(duì)應(yīng)的第一電荷信號(hào)；多個(gè)第二類型像素，各個(gè)所述第二類型像素包括所述光電轉(zhuǎn)換器、所述集光單元以及 設(shè)置在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上的所述光學(xué)層，各個(gè)所述第二類型 像素輸出與所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第二電荷信號(hào)；以及成像狀態(tài)檢測器，它用于根據(jù)所述第一電荷信號(hào)和所述第二電荷信號(hào)來檢測所述攝像 光學(xué)系統(tǒng)的成像狀態(tài)，其中，各個(gè)所述第一類型像素和各個(gè)所述第二類型像素還包括折射率與所述光學(xué)層的 折射率不同的光學(xué)元件，各個(gè)所述第一類型像素和各個(gè)所述第二類型像素中所包括的所述光學(xué)元件被設(shè)置為 所述光學(xué)元件的外圍邊緣與沿著所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向穿過所述光電轉(zhuǎn)換器的中 心的直線隔開，所述光學(xué)元件只與所述光電轉(zhuǎn)換器的一部分相對(duì)，并且，所述光學(xué)元件被設(shè)置為各個(gè)所述第一類型像素中所述光學(xué)元件的與所述直線靠近的 那一端的位置與各個(gè)所述第二類型像素中所述光學(xué)元件的與所述直線靠近的那一端的位 置分別在所述直線的兩側(cè)。
11.如權(quán)利要求10所述的焦點(diǎn)檢測裝置，其中，所述光學(xué)元件在面對(duì)所述攝像光學(xué)系 統(tǒng)的表面上設(shè)有由光學(xué)材料制成的膜，所述光學(xué)材料的反射率低于所述光學(xué)元件的內(nèi)部的 反射率。
12.一種焦點(diǎn)檢測裝置，其包括多個(gè)第一類型像素，各個(gè)所述第一類型像素包括光電轉(zhuǎn)換器和光學(xué)元件，所述光電轉(zhuǎn) 換器用于接收來自攝像光學(xué)系統(tǒng)的光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，所述光學(xué)元件設(shè)置在從所述攝像光 學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上，所述光學(xué)元件只與所述光電轉(zhuǎn)換器的一部分相對(duì)，所 述光學(xué)元件具有由折射率不同的光學(xué)材料制成的各膜堆疊在一起的層疊結(jié)構(gòu)，各個(gè)所述第一類型像素輸出與所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第一電荷信號(hào)；多個(gè)第二類型像素，各個(gè)所述第二類型像素包括所述光電轉(zhuǎn)換器和所述光學(xué)元件，所 述光學(xué)元件設(shè)置在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上而所述光學(xué)元件與所 述光電轉(zhuǎn)換器之間的位置關(guān)系不同于各個(gè)所述第一類型像素中的位置關(guān)系，各個(gè)所述第二 類型像素輸出與所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第二電荷信號(hào)；以及成像狀態(tài)檢測器，它用于根據(jù)所述第一電荷信號(hào)和所述第二電荷信號(hào)來檢測所述攝像 光學(xué)系統(tǒng)的成像狀態(tài)。
13.如權(quán)利要求12所述的焦點(diǎn)檢測裝置，其中，所述光學(xué)元件具有層疊結(jié)構(gòu)，在所述層 疊結(jié)構(gòu)中，由折射率不同的光學(xué)材料制成的各膜交替堆疊且所述各膜的層疊表面的法線垂 直于所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向。
14.一種焦點(diǎn)檢測裝置，其包括多個(gè)第一類型像素，各個(gè)所述第一類型像素包括光電轉(zhuǎn)換器、光學(xué)層、第一波導(dǎo)和第二 波導(dǎo)，所述光電轉(zhuǎn)換器用于接收來自攝像光學(xué)系統(tǒng)的光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，所述光學(xué)層設(shè)置 在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上，所述第一波導(dǎo)設(shè)置在所述光學(xué)層中并 且折射率比所述光學(xué)層的折射率高，所述第二波導(dǎo)設(shè)置在所述光學(xué)層中與所述第一波導(dǎo)相 鄰并且折射率比所述第一波導(dǎo)的折射率高，各個(gè)所述第一類型像素輸出與所述光電轉(zhuǎn)換器 所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第一電荷信號(hào)；多個(gè)第二類型像素，各個(gè)所述第二類型像素包括所述光電轉(zhuǎn)換器、設(shè)置在從所述攝像 光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上的所述光學(xué)層以及彼此相鄰地設(shè)置在所述光學(xué)層中 的所述第一波導(dǎo)和所述第二波導(dǎo)，所述第一波導(dǎo)和所述第二波導(dǎo)與所述光電轉(zhuǎn)換器之間的 位置關(guān)系不同于各個(gè)所述第一類型像素中的位置關(guān)系，各個(gè)所述第二類型像素輸出與所述 光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第二電荷信號(hào)；以及成像狀態(tài)檢測器，它用于根據(jù)所述第一電荷信號(hào)和所述第二電荷信號(hào)來檢測所述攝像 光學(xué)系統(tǒng)的成像狀態(tài)。
15.如權(quán)利要求14所述的焦點(diǎn)檢測裝置，其中，各個(gè)所述第一類型像素和各個(gè)所述第二類型像素還包括所述光路上的集光單元，所述 集光單元把來自所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的入射光聚集到所述光電轉(zhuǎn)換器，并且所述第一波導(dǎo)和所述第二波導(dǎo)被配置為所述第一類型像素中所述第一波導(dǎo)與所述第 二波導(dǎo)之間的位置關(guān)系和所述第二類型像素中所述第一波導(dǎo)與所述第二波導(dǎo)之間的位置 關(guān)系關(guān)于沿著所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向穿過所述光電轉(zhuǎn)換器的中心的軸線彼此對(duì)稱。
16.一種攝像器件，其包括多個(gè)第一類型像素，各個(gè)所述第一類型像素包括光電轉(zhuǎn)換器、第一光學(xué)元件和第二光 學(xué)元件，所述光電轉(zhuǎn)換器用于接收來自攝像光學(xué)系統(tǒng)的光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，所述第一光學(xué) 元件和所述第二光學(xué)元件布置在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上且折射 率不同，各個(gè)所述第一類型像素輸出與所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第一電荷信 號(hào)；多個(gè)第二類型像素，各個(gè)所述第二類型像素包括所述光電轉(zhuǎn)換器、所述第一光學(xué)元件 和所述第二光學(xué)元件，所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件布置在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng) 到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上而所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件與所述光電轉(zhuǎn)換器之間的位置關(guān)系不同于各個(gè)所述第一類型像素中的位置關(guān)系，各個(gè)所述第二類型像素輸出 與所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第二電荷信號(hào)；以及多個(gè)攝像像素，各個(gè)所述攝像像素包括所述光電轉(zhuǎn)換器并輸出與所述光電轉(zhuǎn)換器所接 收到的光量對(duì)應(yīng)的第三電荷信號(hào)。
17. 一種電子照相機(jī)，其包括多個(gè)第一類型像素，各個(gè)所述第一類型像素包括光電轉(zhuǎn)換器、第一光學(xué)元件和第二光 學(xué)元件，所述光電轉(zhuǎn)換器用于接收來自攝像光學(xué)系統(tǒng)的光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，所述第一光學(xué) 元件和所述第二光學(xué)元件布置在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng)到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上且折射 率不同，各個(gè)所述第一類型像素輸出與所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第一電荷信 號(hào)；多個(gè)第二類型像素，各個(gè)所述第二類型像素包括所述光電轉(zhuǎn)換器、所述第一光學(xué)元件 和所述第二光學(xué)元件，所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件布置在從所述攝像光學(xué)系統(tǒng) 到所述光電轉(zhuǎn)換器的光路上而所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件與所述光電轉(zhuǎn)換器 之間的位置關(guān)系不同于各個(gè)所述第一類型像素中的位置關(guān)系，各個(gè)所述第二類型像素輸出 與所述光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第二電荷信號(hào)；多個(gè)攝像像素，各個(gè)所述攝像像素包括所述光電轉(zhuǎn)換器并輸出與所述光電轉(zhuǎn)換器所接 收到的光量對(duì)應(yīng)的第三電荷信號(hào)；信號(hào)處理器，它用于根據(jù)所述第三電荷信號(hào)來生成圖像數(shù)據(jù)； 成像狀態(tài)檢測器，它用于根據(jù)所述第一電荷信號(hào)和所述第二電荷信號(hào)來檢測所述攝像 光學(xué)系統(tǒng)的成像狀態(tài)；以及焦點(diǎn)控制器，它基于由所述成像狀態(tài)檢測器確定的所述成像狀態(tài)來調(diào)節(jié)所述攝像光學(xué) 系統(tǒng)的透鏡位置，使得所述透鏡位置接近對(duì)焦位置。
全文摘要
一種焦點(diǎn)檢測裝置，其包括第一類型像素、第二類型像素和成像狀態(tài)檢測器。各個(gè)第一類型像素包括接收來自攝像光學(xué)系統(tǒng)的光的光電轉(zhuǎn)換器以及布置在從攝像光學(xué)系統(tǒng)到光電轉(zhuǎn)換器的光路上且折射率不同的第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件，各個(gè)第一類型像素輸出與光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第一電荷信號(hào)。各個(gè)第二類型像素包括光電轉(zhuǎn)換器、第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件，所述第一光學(xué)元件和所述第二光學(xué)元件被布置成使它們與光電轉(zhuǎn)換器之間的位置關(guān)系不同于各個(gè)第一類型像素中的位置關(guān)系，各個(gè)第二類型像素輸出與光電轉(zhuǎn)換器所接收到的光量對(duì)應(yīng)的第二電荷信號(hào)。所述成像狀態(tài)檢測器根據(jù)第一電荷信號(hào)和第二電荷信號(hào)來檢測攝像光學(xué)系統(tǒng)的成像狀態(tài)。
文檔編號(hào)G03B13/36GK101900867SQ20101017802
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
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