[发明专利]固态成像装置和包括固态成像装置的成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及固态成像装置和包括固态成像装置的成像系统，更具体涉及用于数字静物摄像机、数字视频摄像机等的固态成像装置。

背景技术

在数字静物摄像机或视频摄像机中，已知用于检测用于自动聚焦（AF）的距离的技术。关于这种用于检测用于AF的距离的技术，日本专利申请公开2002-314062（下文称为专利文献1）提出一种固态成像装置，其中成像装置的一部分像素具有测距功能，并且检测是通过相位差系统进行的。

相位差系统是这样的方法，其中比较通过摄像机镜头的光瞳上的不同区域的光学图像，并且使用利用立体图像的三角测量以检测距离。

在该方法中，与常规对比系统的情况不同，不需要移动透镜以进行测距，从而可以进行高精度的高速AF。另外，可以在拍摄运动图像时进行实时AF。

在上述专利文献1中，作为测距像素的结构，公开了这样的结构：其中提供了微透镜和其下方的多个光电转换单元。

这使得可以将通过摄像机镜头的光瞳上的预定区域的光选择性地引入光电转换单元以进行测距。

发明内容

技术问题

然而，在上述专利文献1公开的结构中，通过微透镜的光受到在布线部件等处散射的影响，并且光束不能被充分分离，并且因此，存在降低测距精度的问题。

另外，在专利文献1公开的结构中，具有小入射角的光到达两个光电转换单元之间的区域，未被光电转换单元检测，并变为损失。因此，由测距像素检测的光强度较低并更易于受到噪声的影响，从而降低了测距精度。

另外，当在专利文献1中描述的结构应用于具有小像素尺寸的固态成像装置时，存在如下的问题。

随着像素尺寸变得越小，用于将光引入光电转换单元的微透镜的F值变得越大，并且像素尺寸与衍射图像的尺寸变得几乎相同。

因此，光在像素中延伸，并因此不能充分分离光束，并且进一步降低了测距精度。

问题的解决方案

考虑上述问题做出本发明，本发明的目的为提供固态成像装置和具有固态成像装置的成像系统，其可以以高精度进行测距，尤其是，其即使在像素尺寸较小时仍可以以高精度进行测距。

根据本发明的固态成像装置包括：光波导，具有折射率不同的多个区域；以及光电转换单元，用于将通过光波导引导的光转换为电信号，其中：光波导包括：位于光入射侧的主波导，以及与主波导连接并位于光电转换单元侧的第一副波导和第二副波导；主波导引导从第一方向进入的光和从第二方向进入的光；以及第一副波导和第二副波导分别引导已经从第一方向进入并且已经通过主波导的光和已经从第二方向进入并已经通过主波导的光。

发明的有益效果

根据本发明，可以实现一种固态成像装置，其可以以高精度进行测距，并且尤其是，其即使在像素尺寸较小时仍可以以高精度进行测距；并且实现一种包括该固态成像装置的成像系统。

附图说明

图1为在根据第一实施例的固态成像装置中设置的测距像素的示意截面图。

图2A为示出根据第一实施例的光波导中的波导模式的图。

图2B为示出根据第一实施例的光波导中的波导模式的图。

图3为示出根据第一实施例的像素中的检测光强度与入射角的依赖性的图。

图4A为利用根据第一实施例的成像装置测量到被检体的距离的方法的说明图。

图4B为利用根据第一实施例的成像装置测量到被检体的距离的方法的说明图。

图5为在根据第一实施例的固态成像装置中设置的测距像素的示意截面图。

图6为示出根据第一实施例的像素中的检测光强度与入射角的依赖性的图。

图7A为包括根据第一实施例的像素的固态成像装置的制造处理步骤的说明图。

图7B为包括根据第一实施例的像素的固态成像装置的制造处理步骤的说明图。

图7C为包括根据第一实施例的像素的固态成像装置的制造处理步骤的说明图。

图8为在根据第一实施例的固态成像装置中设置的测距像素的示意截面图。

图9A为在根据第二实施例的固态成像装置的一部分中设置的测距像素的示意截面图。

图9B为在根据第二实施例的固态成像装置的一部分中设置的测距像素的示意截面图。

图10A为在根据第二实施例的固态成像装置的一部分中设置的测距像素的示意截面图。

图10B为在根据第二实施例的固态成像装置的一部分中设置的测距像素的示意截面图。

具体实施方式