[发明专利]固态成像设备和数字照相机

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有检测相位差的焦点检测像素的固态成像设备和一种配备有该固态成像设备的数字照相机。 

背景技术

每一个都配备有诸如CCD图像传感器或CMOS图像传感器的固态成像设备以获得数字图像的数字照相机被广泛地使用（见专利文献1）。大多数数字照相机配备有自动对焦功能（在下文中称为AF），该自动对焦功能自动地调整拍摄透镜的焦点。数字照相机的功能已经改进并且数字照相机的价格已经降低。例如，已经进行了加速AF处理的改进而价格没有增加。 

专利文献2公开了一种数字照相机，其执行了相位差方法的AF。数字照相机的固态成像设备有普通像素、第一焦点检测像素和第二焦点检测像素。普通像素接收通过普通开口部入射的光，普通开口部的中心与光电二极管（在下文中表示为PD）的光接收表面的中心相一致。第一焦点检测像素接收通过第一偏心开口部入射的光，第一偏心开口部的中心相对于PD的光接收表面的中心在第一方向上偏移。第二焦点检测像素接收通过第二偏心开口部入射的光，第二偏心开口部的中心相对于PD的光接收表面的中心在第二方向上偏移。第二方向与第一方向相反。通过在其上方形成了PD的半导体衬底上覆盖遮光膜来形成普通开口部以及第一偏心开口部和第二偏心开口部。而且，第一偏心开口部和第二偏心开口部中的每一个的尺寸小于普通开口部的尺寸。在组帧的时候，基于来自第一焦点检测像素和第二焦点检测像素的信号执行相位差方法的AF控制。在成像的时候，使用普通像素以及第一焦点检测像素和第二焦点检测像素捕捉被摄体的图像。 

在专利文献2的固态成像设备中，第一焦点检测像素对于来自第一偏心开口部的偏移方向的入射光具有高灵敏度，并且第二焦点检测像素对于来自第二偏心开口部的偏移方向的入射光具有高灵敏度。例如，第一焦点检测像素对于来自斜右上方向的入射光具有高灵敏度，并且第二焦点检测像素对于来自斜左上方向的入射光具有高灵敏度。 

专利文献3和4公开了一种配备有相位差AF功能并且具有第一焦点检测像素和第二焦点检测像素的固态成像设备。通过控制在第一焦点检测像素和第二焦点检测像素的每一个中PD的位置和面积，第一焦点检测像素对于来自斜右上方向的入射光的灵敏度和第二焦点检测像素对于来自斜左上方向的入射光的灵敏度增加。 

在专利文献2至4中公开的配备有固态成像设备的数字照相机中，使用第一焦点检测像素形成的图像和使用第二焦点检测像素形成的图像取决于拍摄透镜的对焦状态而沿左右方向移位。两个图像之间的位置偏移的量对应于拍摄透镜的焦点的位置偏移的量。当拍摄透镜对焦时两个图像彼此一致，即，位置偏移的量是零。两个图像之间的位置偏移的量随着拍摄透镜的焦点的位置偏移的量的增加而增加。因此，通过检测使用第一焦点检测像素或第二焦点检测像素形成的每一个图像的位置偏移的方向以及这两个图像之间位置偏移的量，获得拍摄透镜的调焦值。 

当使用具有相位差AF功能的固态成像设备时，不需要扫描聚焦透镜，这使得AF比使用来自固态成像设备的输出信号的已知对比检测方法的AF更快。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本专利特开申请公布NO.2007-81015 

专利文献2：日本专利特开申请公布NO.2005-303409 

专利文献3：日本专利特开申请公布NO.2009-162845 

专利文献4：日本专利特开申请公布NO.2009-105682 

发明内容

本发明要解决的技术问题 

在专利文献2中公开的固态成像设备中，通过遮光膜形成第一偏心开口部和第二偏心开口部，由于例如遮光膜下方的传送电极的下底层的不平坦表面的影响，使得第一偏心开口部和第二偏心开口部的尺寸可能不同。这导致了如下问题：第一焦点检测像素对于来自斜右上方向的入射光的灵敏度和第二焦点检测像素对于来自斜左上方向的入射光的灵敏度变得彼此不同。 

在专利文献2至4中公开的固态成像设备中，因为每一个焦点检测像素的偏心开口部的开口面积小于普通像素的普通开口部的面积，或者每一个焦点检测像素的PD的面积小于普通像素的PD的面积，所以每一个焦点检测像素的灵敏度和普通像素的灵敏度彼此不同。出于这个原因，必需校正从每一个焦点检测像素输出的信号。 

本发明的目的是提供一种固态成像设备，其消除了两种类型的焦点检测像素的灵敏度之间的差异，并提供一种配备有该固态成像设备的数字照相机。 

解决问题的手段