[发明专利]固态图像捕获器件、固态图像捕获装置和电子信息装置

说明书

该非临时申请基于35 U.S.C.§119(a)要求于2007年5月14日在日本提交的专利申请No.2007-128667的的优先权，其全部内容通过参考引入这里。

技术领域

本发明涉及一种固态图像捕获(solid state image capture)装置，例如CCD图像传感器和CMOS图像传感器，在作为图像捕获区的多个光接收元件上提供有许多电极布线层的开口、彩色滤光器(colorfilter)和微透镜中的至少任一个，用来通过该多个光接收元件从目标获取图像光；涉及一种提供有固态图像捕获器件和在固态图像捕获器件前面的图像捕获光学系统的图像捕获装置；以及涉及一种具有例如数字相机(数字摄像机、数字照相机)、图像输入相机、扫描仪、传真和装配有相机的移动电话(cell phone)器件，且在图像捕获部分中利用固态图像捕获器件或固态图像捕获装置作为图像输入器件的电子信息装置。

背景技术

通常我们知道，微透镜阵列布置在多个光接收元件的光入射侧，并且入射光聚焦在光接收元件上，使得无用的光的量降低了并且提高了聚焦率。

另一方面，对于图像捕获光学系统的输出角的特性，我们知道，主光线(chief ray)沿着在固态图像捕获器件的光接收区域的中心的光轴，从光接收区域表面的法线方向进入，同时主光线以一定角度(倾斜)进入光接收区域的周围(periphery)(不包括中心)。这里，主光线定义为通过图像捕获光学系统的孔径光阑(aperture stop)中心的光。如果没有提供孔径光阑，那么主光线就定义为通过透镜中心的光。

图8是示出常规固态图像捕获器件的有效像素区的平面图，利用UXGA作为例子。

在图8中，常规的固态图像捕获器件的有效像素区100是矩形的。例如，在固态图像捕获器件为UXGA的情况下，该UXGA具有有效像素为1200(行)×1600(列)的大量光接收元件。当有效像素区100的中心(对角线的交叉点)定义为“0”图像高度时，矩形有效像素区100的四个角可以定义为“100％”图像高度。因此，图像高度以同心的方式表示光线离中心多远。只要在制造或特定用途时出现变化，有效像素区的“0”图像高度就存在于光轴上。

图9是示出主光线以入射角进入图8中的固态图像捕获器件的图像捕获区的情形的基本结构的纵向截面图。

在图9中，主光线通过用作图像捕获光学系统的透镜101进入有效像素区100。此时，从光轴方向进入透镜101的光102，进入有效像素区100的中心，同光轴倾斜进入的光103，进入有效像素区100的周围。这里，进入图像捕获光学系统的光的量最大(the most intense amount.of light)的角定义为主光线的入射角。有效像素区100的入射角(CRA；主光线角)的倾斜度(gradient)，随着该角从有效像素区100的中心移动到它的周围而增大。主光线入射角也根据透镜101的类型而改变。在图9中，仅有一个透镜，但是还可能存在利用多于一个透镜的情况。透镜的形状不仅包括球面形的(spherical shape)，还包括球面形和非球面形(aspherical shape)的多个透镜的组合或仅为非球面形。因此，主光线入射角的各种特征取决于透镜101。在图10中示意性示出了示意性的主光线入射角。以图10中示出的角进入的主光线朝着图8中的固态图像捕获器件的有效像素区100的图像高度方向。

因为当主光线从有效像素区(光接收区域)100的中心向它的周围移动时主光线入射角倾斜更大，例如，参考文献1公开了一种用来排列微透镜的方法，该方法例如如下方式，由于离光接收区域100的中心部分越远，光接收区域100中微透镜的排列间距(pitch)逐渐变得比光接收元件的排列间距越来越小，由此微透镜向中心部分的那侧靠近，以使得聚焦率增加。这在图11中示出了。

图11是示出关于参考文献1中公开的关于常规固态图像捕获装置，与微透镜的光接收元件有关的偏移量以及图像高度和微透镜的排列间距之间关系的图。

如图11所示，与光接收元件有关的微透镜的偏移量设定为随着远离根据常规固态图像捕获装置的光接收区域100的中心部分(图像高度“0”)而逐渐增大。相反，微透镜的排列间距设定为随着远离光接收区域100的中心部分(图像高度“0”)而逐渐变小。结果，远离光接收区域100外围那侧而进入的入射光(目标的光(subject light))聚焦在光接收元件上，由此实现了图像斑点调整(shading correction)。