[发明专利]图像传感器和摄像设备

说明书

公开了一种图像传感器和摄像设备。图像传感器包括像素部，其中，所述像素部由多个像素构成，并且包括第一像素组和第二像素组，所述第一像素组和所述第二像素组所包括的各像素包括：多个光电转换部；以及多个传送栅极，其分别对应于所述光电转换部，并且具有覆盖所述光电转换部中的相同部分区域的传送栅电极，以及所述第一像素组的各像素所包括的光电转换部的各个光可接收区域的重心的平均位置和所述第二像素组的各像素所包括的光电转换部的各个光可接收区域的重心的平均位置，在所述像素中处于相互不同的位置。

技术领域

本发明涉及一种图像传感器和摄像设备，尤其涉及一种包括具有焦点检测功能的像素的图像传感器以及摄像设备。

背景技术

提出了下面的技术：在可以记录运动图像和静止图像的电子照相机中，使用用于记录图像的图像传感器通过相位差检测方法来实现焦点检测。在这种摄像平面相位差检测方法中，通过一对用于焦点检测的光接收元件组接收穿过摄像光学系统的出射光瞳的光束，并且检测根据所接收到的光量所输出的两个成对图像的信号波形之间的偏移量，即，所生成的光束在光瞳分割方向上的相对位置偏移量。然后根据所检测到的相对位置偏移量，获得摄像光学系统的焦点偏移量(离焦量)。使用这样的摄像平面相位差检测方法的焦点检测的特征，在于依赖于焦点检测像素的排列和像素的光瞳分割特性形状，因此，提出了用于提高焦点检测的特性的、与像素结构和像素排列有关的各种技术。

日本特开2009-015164号进行了以下说明：通过设置光电转换部的分割位置不同的多个像素列、并且根据微透镜的偏心误差或者依赖于可更换镜头的种类和图像高度的光瞳变化来选择最佳像素列，从而降低像素输出的不平衡。

然而，在如日本特开2009-015164号那样实现光电转换部的分割位置根据图像高度而不同的结构的情况下，由于用于从光电转换部向浮置扩散区域传送电荷的传送栅电极是由遮光材料形成的，因而作为像素，造成了新的光学特性的不平衡。

这里说明由传送栅电极所造成的像素的光学特性的不平衡。图8A～8E是示出日本特开2009-015164号所述的图像传感器的像素结构和通过该像素结构所形成的光瞳面上的状态的示意图，其中，该像素结构具有光电转换部的分割位置不同的像素组。

图8A示出由两个行和两个列所构成的像素排列，并且通过采用分割中心位置在第一行(像素组A)和第二行(像素组B)之间是不同的这样的结构，来降低用于焦点检测信号的光接收量的不平衡。图8A所示的、分别对应于分割中心位置不同的光电转换部801a、801b、802a和802b的传送栅电极803，被配置成部分覆盖光电转换部801a、801b、802a和802b。传送栅电极803控制传送栅电极803和相邻浮置扩散区域804之间的信号电荷的电势。

考虑到传送效率，根据光电转换部801a、801b、802a和802b的宽度来设计传送栅电极803。传送栅电极803是遮光构件，因而对光电转换部801a、801b、802a和802b的光电转换区域进行光学遮光。对于分割中心位置不同的光电转换部801a、801b、802a和802b的结构，在分割中心位置不同的像素组A和像素组B之间，传送栅电极803光学限制光电转换部801a、801b、802a和802b的区域是不同的。

图8B是示出中央图像高度处的像素组A的像素在光瞳面分离光束的状态的示意图，并且图8C是示出中央图像高度处的像素组B的像素在光瞳面分离光束的状态的示意图，其中，在这两个附图的上部，均示出图8A所示的像素被投影在光瞳面上的形状。在图8B和8C中，区域820表示像素接收光的光瞳区域的范围。另外，区域821a、821b、822a和822b分别表示光电转换部801a、801b、802a和802b接收光的光瞳区域的范围。此外，区域823表示受传送栅电极803的遮光影响的光瞳区域的范围。