攝像元件以及攝像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種攝像元件以及攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在與攝像元件的有效像素區(qū)域接近且與該有效像素區(qū)域不同的區(qū)域設(shè)有光學(xué)黑體(Optical Black)區(qū)域(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。另外，提出了在有效像素區(qū)域中設(shè)置至少一個(gè)光學(xué)黑體像素的方案(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1: JP特開2012-124213號公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2: JP特開2013-118573號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明想要解決的問題
[0008]但是，若在與有效像素區(qū)域不同的區(qū)域設(shè)置光學(xué)黑體區(qū)域，則攝像元件的面積會增大。另外，由于讀取像素信號的像素的位置與光學(xué)黑體區(qū)域的位置在空間上分離，所以在通過區(qū)塊劃分方式讀取像素信號的情況下，存在下述的問題。
[0009]首先，存在光學(xué)黑體區(qū)域的輸出基準(zhǔn)電平與在讀取像素信號的像素的位置應(yīng)檢測的輸出基準(zhǔn)電平之間產(chǎn)生差異的問題。還存在在針對每一個(gè)區(qū)塊使電荷蓄積時(shí)間變化的情況下，必須根據(jù)電荷蓄積時(shí)間的變化對光學(xué)黑體區(qū)域的輸出基準(zhǔn)電平進(jìn)行修正，以用來作為輸出基準(zhǔn)電平的問題。
[0010]用于解決問題的手段
[0011 ]本發(fā)明的第一方面提供一種攝像元件，該攝像元件具有:微透鏡;與微透鏡對應(yīng)設(shè)置的像素，其對經(jīng)由具有預(yù)先決定的分光特性的濾光片入射的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，生成圖像數(shù)據(jù)；以及與微透鏡對應(yīng)設(shè)置的修正用像素，其生成用于將圖像數(shù)據(jù)中包含的噪聲去除的修正數(shù)據(jù)。
[0012]本發(fā)明的第二方面提供一種攝像元件，該攝像元件具有:第一像素，其在第一攝像條件下進(jìn)行攝像動作，生成第一圖像數(shù)據(jù);第一修正用像素，其在第一攝像條件下進(jìn)行攝像動作，生成用于將第一圖像數(shù)據(jù)中包含的噪聲去除的第一修正數(shù)據(jù);第二像素，其在與第一攝像條件不同的第二攝像條件下進(jìn)行攝像動作，生成第二圖像數(shù)據(jù)；以及第二修正用像素，其在第二攝像條件下進(jìn)行攝像動作，來生成用于將第二圖像數(shù)據(jù)中包含的噪聲去除的第二修正數(shù)據(jù)。
[0013]本發(fā)明的第三方面提供一種攝像裝置，該攝像裝置具有上述記載的攝像元件。
[0014]此外，上述的
【發(fā)明內(nèi)容】
并非列舉本發(fā)明的全部必要特征。另外，這些特征組的子組合也可以構(gòu)成發(fā)明。
【附圖說明】
[0015]圖1是單鏡頭反光相機(jī)400的剖視圖。
[0016]圖2是示出第一實(shí)施方式中的攝像元件10的光電轉(zhuǎn)換區(qū)域11以及光電轉(zhuǎn)換區(qū)域11的局部區(qū)域14的圖。
[0017]圖3是示出像素部區(qū)域24-1、圖像處理ASIC624的一部分以及CPU622的一部分的電路不意圖O
[0018]圖4是圖3中的像素部區(qū)域24-1的示意圖。
[0019]圖5a是像素部區(qū)域30的放大圖。
[0020]圖5b是示出B-B截面中的第三分光特性的像素20-3、第二分光特性的像素20-2以及修正用像素22-2的示意圖。
[0021]圖6是示出第二實(shí)施方式中的光電轉(zhuǎn)換區(qū)域11的局部區(qū)域14的圖。
[0022]圖7是示出第三實(shí)施方式中的光電轉(zhuǎn)換區(qū)域11的局部區(qū)域14的圖。
[0023]圖8是示出第四實(shí)施方式中的攝像元件110的光電轉(zhuǎn)換區(qū)域111以及像素塊112的局部區(qū)域114的圖。
[0024]圖9是示出攝像元件部200的一部分、圖像處理ASIC624的一部分以及CPU622的一部分的示意圖。
[0025]圖10是示出一個(gè)像素塊112的動作的時(shí)序圖。
[0026]圖11是示出第五實(shí)施方式中的像素塊112的局部區(qū)域114的圖。
[0027]圖12是示出第六實(shí)施方式中的像素塊112的局部區(qū)域114的圖。
[0028]圖13是示出第七實(shí)施方式中的像素塊112的局部區(qū)域114的圖。
[0029]圖14a是區(qū)域130的放大圖。
[0030]圖14b是示出B-B截面中的修正用像素124以及修正用像素126的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下，通過發(fā)明的實(shí)施方式來說明本發(fā)明，但以下的實(shí)施方式并不限定權(quán)利要求書所述的發(fā)明。另外，在實(shí)施方式中說明的特征的全部組合不一定都是發(fā)明的解決方式所必需的。
[0032]圖1是單鏡頭反光相機(jī)400的剖視圖。作為攝像裝置的單鏡頭反光相機(jī)400具有攝像元件部200。攝像元件部200包含攝像元件。單鏡頭反光相機(jī)400具有鏡頭單元500以及相機(jī)機(jī)身600 ο在相機(jī)機(jī)身600上安裝有鏡頭單元500 ο在鏡頭單元500的鏡筒內(nèi)具有沿著光軸410排列的光學(xué)系統(tǒng)，將入射的被攝體光束引導(dǎo)至相機(jī)機(jī)身600的攝像元件部200。
[0033]此外，在本說明書中，第一方向與第二方向垂直。第一方向可以是攝像元件部200中的攝像元件的列方向，第二方向可以是攝像元件部200中的攝像元件的行方向。另外，第一方向可以是攝像元件的所謂的X方向，第二方向可以是攝像元件的所謂的y方向。而且，第一方向可以說成攝像元件的垂直方向，第二方向可以說成攝像元件的電平方向。第三方向是與由第一方向以及第二方向規(guī)定的平面相垂直的方向。第三方向與光軸410平行。第三方向可以說成z方向。
[0034]相機(jī)機(jī)身600在與鏡頭安裝部550相結(jié)合的機(jī)身安裝部660的后方具有主反射鏡672以及副反射鏡674。主反射鏡672以能夠在相對于從鏡頭單元500入射的被攝體光束傾斜設(shè)置的斜設(shè)位置與避讓被攝體光束的避讓位置之間轉(zhuǎn)動的方式軸支承。副反射鏡674以能夠相對于主反射鏡672轉(zhuǎn)動的方式軸支承。
[0035]在主反射鏡672位于斜設(shè)位置的情況下，通過鏡頭單元500入射的被攝體光束中的大部分被主反射鏡672反射并引導(dǎo)至對焦板652。對焦板652配置在與攝像元件的受光面共軛的位置，使得鏡頭單元500的光學(xué)系統(tǒng)所形成的被攝體像可視化。通過五棱鏡654以及取景器光學(xué)系統(tǒng)656，從取景器650觀察形成于對焦板652的被攝體像。入射至位于斜設(shè)位置的主反射鏡672的被攝體光束的一部分從主反射鏡672的半透明反射鏡區(qū)域透射而入射至副反射鏡674。副反射鏡674將從半透明反射鏡區(qū)域入射的光束的一部分反射至聚焦光學(xué)系統(tǒng)680。聚焦光學(xué)系統(tǒng)680將入射光束的一部分引導(dǎo)至焦點(diǎn)檢測傳感器682。
[0036]此外，在本例中采用了相位差自動對焦方式。但是，在采用像面相位差自動對焦方式的情況下，能夠省略副反射鏡674、聚焦光學(xué)系統(tǒng)680以及焦點(diǎn)檢測傳感器682。由此，與相位差自動對焦方式的情況相比，能夠縮小相機(jī)機(jī)身600的體積。
[0037]對焦板652、五棱鏡654、主反射鏡672、副反射鏡674由作為結(jié)構(gòu)體的鏡箱670支承。攝像元件部200安裝于鏡箱670上。若主反射鏡672以及副反射鏡674避讓至避讓位置，使快門單元340的前簾幕以及后簾幕處于打開狀態(tài)，則透射鏡頭單元500的被攝體光束到達(dá)攝像元件的受光面。
[0038]在攝像元件部200的后方依次配置有機(jī)身基板620以及背面顯示部634。采用液晶面板等背面顯示部634顯示在相機(jī)機(jī)身600的背面。在機(jī)身基板620上安裝有CPU622、圖像處SASIC (App Ii cat 1n Specific Integrated Circuit，專用集成電路)624 等電子電路。將攝像元件的輸出經(jīng)由與上述的玻璃基板電連接的撓性基板傳遞至圖像處理ASIC624。
[0039]在上述的實(shí)施方式中，說明了以單鏡頭反光相機(jī)400作為攝像裝置的例子，但是也可以將相機(jī)機(jī)身600理解為攝像裝置。另外，攝像裝置不限于具有反射鏡單元的鏡頭更換式相機(jī)，也可以是不具有反射鏡單元的鏡頭更換式相機(jī)、與有無反射鏡單元無關(guān)的鏡頭一體式相機(jī)。
[0040]圖2是示出第一實(shí)施方式中的攝像元件10的光電轉(zhuǎn)換區(qū)域11以及光電轉(zhuǎn)換區(qū)域11的局部區(qū)域14的圖。攝像元件10具有光電轉(zhuǎn)換區(qū)域11。光電轉(zhuǎn)換區(qū)域11具有多個(gè)微透鏡18、多個(gè)像素20、以及修正用像素22。此外，將與一個(gè)微透鏡18對應(yīng)設(shè)置的3個(gè)像素20以及一個(gè)修正用像素22或者4個(gè)像素20作為像素單元16。另外，將具有相同的分光特性的3個(gè)像素20以及一個(gè)修正用像素22或者4個(gè)像素20作為像素部區(qū)域24。在后面的附圖中針對像素部區(qū)域30進(jìn)行說明。
[0041]多個(gè)微透鏡18中的每一個(gè)使入射至光電轉(zhuǎn)換區(qū)域11的光會聚于像素20。多個(gè)微透鏡18設(shè)置在第一方向以及與第一方向垂直的第二方向上。在本例中，多個(gè)微透鏡18在由第一方向以及第二方向規(guī)定的平面上設(shè)置為矩陣狀。另外，與多個(gè)微透鏡18中的每一個(gè)相對應(yīng)地設(shè)置多個(gè)像素20。在本例中，與多個(gè)微透鏡18中的每一個(gè)相對應(yīng)地，以沿著第一方向配置兩個(gè)以及沿著第二方向配置兩個(gè)的方式設(shè)置有4個(gè)像素。即，與一個(gè)微透鏡18相對應(yīng)地，將4個(gè)像素設(shè)置為矩陣狀。
[0042]像素20是將入射的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換來生成圖像數(shù)據(jù)的像素的一個(gè)例子。像素20具有濾光片以及光電轉(zhuǎn)換部，該濾光片具有預(yù)先決定的分光特性。此外，在像素20中，光電轉(zhuǎn)換部對經(jīng)由濾光片入射的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。此外，在由第一方向以及第二方向規(guī)定的平面上的光電轉(zhuǎn)換部的形狀可以是例如對四邊形的一角取倒角得到的形狀，以便于經(jīng)由微透鏡18接收從第三方向入射的光。
[0043]在本說明書中，多個(gè)像素20具有:第一分光特性的像素20-1，其包括對經(jīng)由具有第一分光特性的第一濾光片入射的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的光電轉(zhuǎn)換部;第二分光特性的像素20-2，其包括對經(jīng)由具有第二分光特性的第二濾光片入射的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的光電轉(zhuǎn)換部；以及第三分光特性的像素20-3，其包括對經(jīng)由具有第三分光特性的第三濾光片入射的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的光電轉(zhuǎn)換部。第一、第二以及第三分光特性可以分別是紅色、綠色以及藍(lán)色。在本例中，第一分光特性的像素20-1具有紅色(R)的濾光片，第二分光特性的像素20-2具有綠色(G)的濾光片，第三分光特性的像素20-3具有藍(lán)色(B)的濾光片。
[0044]第一分光特性的像素以及第三分光特性的像素設(shè)于4個(gè)像素的一條對角線上。另夕卜，兩個(gè)第二分光特性的像素設(shè)于4個(gè)像素的另一條對角線上。在本例中，第一分光特性的像素20-l(R)和第三分光特性的像素20-3(B)設(shè)于一條對角線上，兩個(gè)第二分光特性的像素像素20-2(G)設(shè)于另一條對角線上。
[0045]此外，與一個(gè)微透鏡18對應(yīng)設(shè)置的4個(gè)像素20的配置和在第一方向上相鄰的微透鏡18的兩組4個(gè)像素20的配置成鏡像對稱。另外，與一個(gè)微透鏡18對應(yīng)設(shè)置的4個(gè)像素20的配置和在第二方向上相鄰的微透鏡18的兩組4個(gè)像素20的配置成鏡像對稱。
[0046]S卩，在本例中，像素單元16-1與像素單元16-2關(guān)于在像素單元16-1和像素單元16-2之間的平行于第一方向的直線成鏡像對稱。同樣地，像素單元16-1與像素單元16-4關(guān)于在像素單元16-1