本申請(qǐng)是國(guó)際申請(qǐng)日為2013年1月8日、國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮閜ct/jp2013/000012、國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?01380005298.9、發(fā)明名稱為“固體攝像裝置以及電子相機(jī)”的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及固體攝像裝置以及電子相機(jī)。

背景技術(shù)：

以往，作為通過(guò)電子相機(jī)實(shí)現(xiàn)快速af(自動(dòng)對(duì)焦)的技術(shù)，已知對(duì)比度方式或相位差af方式等。對(duì)比度方式是使用攝像用像素而檢測(cè)聚焦位置的方式。此外，相位差af方式需要專(zhuān)用的焦點(diǎn)檢測(cè)用像素，例如已知在一個(gè)攝像元件的攝像用像素的一部分中配置焦點(diǎn)檢測(cè)用像素的技術(shù)(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。此外，已知使用與圖像用攝像元件分開(kāi)配置的專(zhuān)用的焦點(diǎn)檢測(cè)用攝像元件的技術(shù)(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。另一方面，已知將兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行層疊配置的技術(shù)(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：jp特開(kāi)2007-282109號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：jp特開(kāi)2007-011070號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)3：jp特開(kāi)2009-130239號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

但是，在攝像元件的圖像用像素的一部分中配置焦點(diǎn)檢測(cè)用像素的情況下，容易發(fā)生縱條或橫條的偽信號(hào)，存在需要高度的像素插補(bǔ)處理的問(wèn)題。此外，在使用專(zhuān)用的焦點(diǎn)檢測(cè)用攝像元件的情況下，存在需要用于將入射光分割給圖像用攝像元件和焦點(diǎn)檢測(cè)用攝像元件的復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)的問(wèn)題。此外，層疊配置的技術(shù)是特別用于圖像攝影的技術(shù)，沒(méi)有考慮焦點(diǎn)檢測(cè)或有效的顏色排列等。

本發(fā)明的目的在于，提供一種不使用高度的像素插補(bǔ)處理或復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)就能夠與攝像用像素獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)af方式的固體攝像裝置以及電子相機(jī)。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的固體攝像裝置的特征在于，具有：第二攝像元件，由將特定光透過(guò)的有機(jī)光電膜構(gòu)成；以及第一攝像元件，與所述第二攝像元件層疊配置在同一半導(dǎo)體基板上，對(duì)透過(guò)了所述第二攝像元件的特定光進(jìn)行受光，在所述第二攝像元件或者所述第一攝像元件設(shè)置焦點(diǎn)檢測(cè)用像素。

尤其，其特征在于，所述第二攝像元件作為所述第一攝像元件的濾色器而以特定的顏色排列配置。

此外，其特征在于，通過(guò)所述第二攝像元件進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的圖像信號(hào)的顏色分量與通過(guò)所述第一攝像元件進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的圖像信號(hào)的顏色分量是補(bǔ)色關(guān)系。

此外，其特征在于，所述第二攝像元件的受光面與所述第一攝像元件的受光面配置在同一光路上。

此外，其特征在于，所述焦點(diǎn)檢測(cè)用像素均等地配置在所述第二攝像元件或者所述第一攝像元件的全部像素中。

此外，其特征在于，所述焦點(diǎn)檢測(cè)用像素具有光電轉(zhuǎn)換部，該光電轉(zhuǎn)換部對(duì)將入射到各像素的光進(jìn)行了光瞳分割而得的至少一個(gè)光束進(jìn)行受光。

本發(fā)明的電子相機(jī)搭載所述固體攝像裝置，其特征在于，設(shè)置有：光學(xué)系統(tǒng)，將入射的被攝體光投射到配置在同一光路上的所述第二攝像元件以及所述第一攝像元件；攝像部，通過(guò)從所述第二攝像元件輸出的焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)而進(jìn)行所述光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)控制，通過(guò)從所述第一攝像元件輸出的圖像信號(hào)而獲取被攝體圖像；以及記錄部，將所述被攝體圖像記錄到存儲(chǔ)介質(zhì)中。

此外，其特征在于，進(jìn)行從所述第二攝像元件的不同的顏色分量的像素輸出的焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)的誤差校正。

此外，其特征在于，所述攝像部從所述焦點(diǎn)檢測(cè)用像素輸入與將入射到所述焦點(diǎn)檢測(cè)用像素的光進(jìn)行了光瞳分割而得的像對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)，進(jìn)行基于相位差方式的焦點(diǎn)檢測(cè)。

發(fā)明效果

本發(fā)明的固體攝像裝置以及電子相機(jī)不使用高度的像素插補(bǔ)處理或復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，就能夠與攝像用像素獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)af方式。

附圖說(shuō)明

圖1是表示固體攝像元件101的概要的圖。

圖2是表示像素配置的一例的圖。

圖3是表示第一攝像元件102的電路例的圖。

圖4是表示第二攝像元件103的電路例的圖。

圖5是表示像素的電路例的圖。

圖6是表示時(shí)序圖的一例的圖。

圖7是表示布局結(jié)構(gòu)以及剖面的關(guān)系的圖。

圖8是表示剖面a-b的圖。

圖9是表示剖面c-d的圖。

圖10是表示布局結(jié)構(gòu)的圖。

圖11是表示第二攝像元件103的受光部的配置例的圖。

圖12是表示像素配置的變形例1的圖。

圖13是表示像素配置的變形例2的圖。

圖14是表示電子相機(jī)201的結(jié)構(gòu)例的圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的固體攝像裝置以及電子相機(jī)的實(shí)施方式。

圖1是表示本實(shí)施方式的固體攝像元件101的概要的圖。在圖1中，固體攝像元件101具有：第一攝像元件102，與通常的固體攝像元件相同地通過(guò)光電二極管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；以及第二攝像元件103，配置在第一攝像元件102的入射光側(cè)的同一光路上。第二攝像元件103由將特定光透過(guò)且將非透過(guò)光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的有機(jī)光電膜構(gòu)成，透過(guò)了第二攝像元件103的特定光在第一攝像元件102中受光。這里，第一攝像元件102和第二攝像元件103形成在同一半導(dǎo)體基板上，各像素位置以一對(duì)一對(duì)應(yīng)。例如，第一攝像元件102的第1行第1列的像素對(duì)應(yīng)于第二攝像元件103的第1行第1列的像素。

圖2(a)是表示第二攝像元件103的像素排列的一例的圖。在圖2(a)中，將水平方向設(shè)為x軸，將垂直方向設(shè)為y軸，將像素p的坐標(biāo)記為p(x，y)。在圖2(a)的第二攝像元件103的例中，在奇數(shù)行的各像素中交替地配置將mg(品紅)和ye(黃)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的有機(jī)光電膜，在偶數(shù)行的各像素中交替地配置將cy(青)和mg(品紅)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的有機(jī)光電膜。并且，在各像素中未進(jìn)行受光的光被透過(guò)。例如，像素p(1，1)將mg的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并將mg的補(bǔ)色(g：綠)的光透過(guò)。同樣地，像素p(2，1)將ye的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并將ye的補(bǔ)色(b：藍(lán))的光透過(guò)，像素p(1，2)將cy的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并將cy的補(bǔ)色(r：紅)的光透過(guò)。此外，在后面詳細(xì)說(shuō)明，第二攝像元件103的各像素由與相位差af方式對(duì)應(yīng)的成對(duì)的焦點(diǎn)檢測(cè)用像素構(gòu)成。

圖2(b)是表示第一攝像元件102的像素排列的一例的圖。此外，圖2(b)的各像素位置與圖2(a)相同。例如，第二攝像元件103的像素(1，1)對(duì)應(yīng)于第一攝像元件102的像素(1，1)。在圖2(b)中，在第一攝像元件102中沒(méi)有設(shè)置濾色器等，將透過(guò)第二攝像元件103的特定光(被有機(jī)光電膜吸收并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的光的補(bǔ)色)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。因此，如圖2(c)所示，通過(guò)第一攝像元件102，在奇數(shù)行的各像素中獲得g(綠)和b(藍(lán))的顏色分量的圖像，在偶數(shù)行的各像素中獲得r(紅)和g(綠)的顏色分量的圖像。例如，在像素p(1，1)中，獲得第二攝像元件103的mg的補(bǔ)色的g分量的圖像。同樣地，在像素p(2，1)中，獲得ye的補(bǔ)色的b分量的圖像，在像素p(1，2)中，獲得cy的補(bǔ)色的r分量的圖像。

這樣，在本實(shí)施方式的固體攝像元件101中，由有機(jī)光電膜構(gòu)成的第二攝像元件103起到以往的濾色器的作用，能夠通過(guò)第一攝像元件102獲得第二攝像元件103的補(bǔ)色圖像。在圖2的例中，從第一攝像元件102獲得拜耳排列的圖像。此外，在圖2中表示了拜耳排列的例子，但即使是其他的排列，通過(guò)配置成使第一攝像元件102和第二攝像元件103的各像素成為補(bǔ)色關(guān)系，也能夠同樣地實(shí)現(xiàn)。

尤其，在本實(shí)施方式的固體攝像元件101中，由于使用有機(jī)光電膜來(lái)代替在以往的單板式的攝像元件中需要的濾色器，所以能夠由第二攝像元件103有效地利用被濾色器所吸收的入射光。

此外，在本實(shí)施方式的固體攝像元件101中，由于在第一攝像元件102中配置圖像用像素，在第二攝像元件103中在整個(gè)面均等地配置焦點(diǎn)檢測(cè)用像素，所以不需要進(jìn)行在圖像用像素的一部分中配置焦點(diǎn)檢測(cè)用像素的如現(xiàn)有技術(shù)那樣復(fù)雜的像素插補(bǔ)處理，能夠分別獨(dú)立地從第二攝像元件103獲得焦點(diǎn)檢測(cè)用信號(hào)、從第一攝像元件102獲得彩色圖像信號(hào)。

圖3是表示第一攝像元件102的電路例的圖。在圖3中，第一攝像元件102具有以二維狀配置的像素p(x，y)、垂直掃描電路151、水平輸出電路152、電流源pw。此外，在圖3的例中，為了容易理解，表示了2行2列的4個(gè)像素的結(jié)構(gòu)，但并不限定于此，實(shí)際上是很多像素以二維狀配置。

在圖3中，垂直掃描電路151輸出用于從各像素讀出信號(hào)的定時(shí)信號(hào)(φtx(y)、φr(y)、φsel(y))。例如，對(duì)第1行的像素p(1，1)、p(2，1)提供定時(shí)信號(hào)φtx(1)、φr(1)、φsel(1)。并且，從與在各列配置的電流源pw(1)以及pw(2)分別連接的垂直信號(hào)線vline(1)、vline(2)的各像素讀出信號(hào)，并暫時(shí)保持在水平輸出電路152中。并且，在水平輸出電路152中按每行暫時(shí)保持的各像素的信號(hào)被依次輸出到外部(輸出信號(hào)vout)。此外，雖然在圖3中沒(méi)有描畫(huà)，但也可以配置在從各像素經(jīng)由垂直信號(hào)線vline(x)讀出到水平輸出電路152時(shí)用于除去像素間的信號(hào)的偏差的相關(guān)雙采樣電路(cds電路)、ad轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字信號(hào)處理電路等。

圖4是表示第二攝像元件103的電路例的圖。在圖4中，第二攝像元件103具有以二維狀配置的像素p(x，y)、垂直掃描電路161、水平輸出電路162、水平輸出電路163、電流源pw_a、電流源pw_b。此外，在圖4的例中，與圖3相同地，由2行2列的4個(gè)像素構(gòu)成，但并不限定于此，實(shí)際上是很多像素以二維狀配置。此外，圖4的各像素p(x，y)對(duì)應(yīng)于圖3的各像素p(x，y)。尤其，第二攝像元件103在一個(gè)像素位置中具有受光部pc_a(x，y)和受光部pc_b(x，y)兩個(gè)由有機(jī)光電膜構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換部，構(gòu)成相位差af方式的成對(duì)的一對(duì)像素。

在圖4中，垂直掃描電路161輸出用于從各像素讀出信號(hào)的定時(shí)信號(hào)(φr_a(y)、φr_b(y)、φsel_a(y)、φsel_b(y))。例如，對(duì)第1行的受光部pc_a(1，1)和p_a(2，1)提供定時(shí)信號(hào)φr_a(1)、φsel_a(1)，對(duì)受光部pc_b(1，1)和p_b(2，1)提供定時(shí)信號(hào)φr_b(1)、φsel_b(1)。并且，受光部pc_a(1，1)以及p_a(2，1)的信號(hào)被讀出到與在各列配置的電流源pw_a(1)以及pw_a(2)分別連接的垂直信號(hào)線vline_a(1)以及vline_a(2)，并暫時(shí)保持在水平輸出電路_a162中。在水平輸出電路_a162中按每行暫時(shí)保持的各像素的信號(hào)被依次輸出到外部(輸出信號(hào)vout_a)。同樣地，受光部pc_b(1，1)以及p_b(2，1)的信號(hào)被讀出到與在各列配置的電流源pw_b(1)以及pw_b(2)分別連接的垂直信號(hào)線vline_b(1)以及vline_b(2)，并暫時(shí)保持在水平輸出電路_b162中。在水平輸出電路_b162中按每行暫時(shí)保持的各像素的信號(hào)被依次輸出到外部(輸出信號(hào)vout_b)。

以上，在圖3以及圖4中分別說(shuō)明了第一攝像元件102以及第二攝像元件103的電路例，但實(shí)際上形成在同一半導(dǎo)體基板上，構(gòu)成一個(gè)固體攝像元件101。

[固體攝像元件101的像素的電路例]

接著，說(shuō)明固體攝像元件101的像素的電路例。圖5是表示以二維狀配置的一個(gè)像素p(x，y)的電路例的圖。在圖5中，像素p(x，y)具有光電二極管pd、傳輸晶體管tx、重置晶體管r、輸出晶體管sf、選擇晶體管sel以作為用于構(gòu)成第一攝像元件102的電路。光電二極管pd儲(chǔ)存與入射光的光量對(duì)應(yīng)的電荷，傳輸晶體管tx將在光電二極管pd中儲(chǔ)存的電荷傳輸?shù)捷敵鼍w管sf側(cè)的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)域(fd部)。輸出晶體管sf經(jīng)由選擇晶體管sel而與電流源pw構(gòu)成源極跟隨器，將與在fd部中儲(chǔ)存的電荷對(duì)應(yīng)的電信號(hào)作為輸出信號(hào)out而輸出到垂直信號(hào)線vline。此外，重置晶體管r將fd部的電荷重置為電源電壓vcc。

此外，作為用于構(gòu)成第二攝像元件103的電路，具有由有機(jī)光電膜構(gòu)成的受光部pc、重置晶體管r_a、r_b、輸出晶體管sf_a、sf_b、選擇晶體管sel_a、sel_b。如圖2(a)中所說(shuō)明，由有機(jī)光電膜構(gòu)成的受光部pc變換為與非透過(guò)光的光量對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，并經(jīng)由輸出晶體管sf_a、sf_b，作為輸出信號(hào)out_a、out_b而分別輸出到垂直信號(hào)線vline_a、vline_b，輸出晶體管sf_a、sf_b經(jīng)由選擇晶體管sel_a、sel_b而與電流源pw_a以及pw_b分別構(gòu)成源極跟隨器。此外，重置晶體管r_a、r_b將受光部pc的輸出信號(hào)重置為參考電壓vref。此外，作為有機(jī)光電膜的動(dòng)作用電壓而提供高電壓vpc。這里，各晶體管由mos_fet構(gòu)成。

這里，使用圖6的時(shí)序圖說(shuō)明圖5的電路的動(dòng)作。圖6是表示了圖5的定時(shí)信號(hào)的一例的圖。圖6(a)是表示第一攝像元件102的動(dòng)作定時(shí)的圖，首先，在定時(shí)t1，選擇信號(hào)φsel成為“高(high)”，選擇晶體管sel導(dǎo)通。接著，在定時(shí)t2，重置信號(hào)φr成為“高”，在fd部中重置為電源電壓vcc，輸出信號(hào)out也成為重置電平。然后，在重置信號(hào)φr成為“低(low)”之后，在定時(shí)t3，傳輸信號(hào)φtx成為“高”，在光電二極管pd中儲(chǔ)存的電荷傳輸?shù)絝d部，輸出信號(hào)out開(kāi)始根據(jù)電荷量而變化，并穩(wěn)定。然后，傳輸信號(hào)φtx成為“低”，確定從像素讀出到垂直信號(hào)線vline的輸出信號(hào)out的信號(hào)電平。然后，讀出到垂直信號(hào)線vline的各像素的輸出信號(hào)out在水平輸出電路_152中按每行暫時(shí)保持之后，作為輸出信號(hào)vout而從固體攝像元件101輸出。這樣，從第一攝像元件102的各像素讀出信號(hào)。

圖6(b)是表示第二攝像元件103的動(dòng)作定時(shí)的圖，首先，在定時(shí)t11，選擇信號(hào)φsel_a(或者φsel_b)成為“高”，選擇晶體管sel_a(或者sel_b)導(dǎo)通。接著，在定時(shí)t12，重置信號(hào)φr_a(或者φr_b)成為“高”，輸出信號(hào)out_a(或者φout_b)也成為重置電平。然后，在定時(shí)t13，重置信號(hào)φr_a(或者φr_b)剛剛成為“低”之后開(kāi)始由有機(jī)光電膜構(gòu)成的受光部pc的電荷儲(chǔ)存，輸出信號(hào)out_a(或者輸出信號(hào)out_b)根據(jù)電荷量而發(fā)生變化。然后，在水平輸出電路_a162(或者水平輸出電路_b163)中按每行暫時(shí)保持之后，作為輸出信號(hào)vout_a(或者輸出信號(hào)vout_b)而從固體攝像元件101輸出。這樣，從第二攝像元件103的各像素讀出信號(hào)。

圖7(a)是固體攝像元件101的半導(dǎo)體布局的一例。此外，圖7(a)對(duì)應(yīng)于之前說(shuō)明的圖2以及圖4的各像素p(1，1)至像素p(2，2)。

圖7(b)是將圖7(a)的像素p(1，1)以及像素(2，1)沿著水平方向以切線a-b切斷時(shí)的剖視圖。此外，圖8(a)是放大了圖7(b)的圖，圖8(b)是描畫(huà)為容易明白切線a-b的像素位置的圖。第一攝像元件102以及第二攝像元件103的相同位置的像素p(1，1)對(duì)從同一個(gè)微透鏡ml(1，1)入射的被攝體光進(jìn)行受光。這里，在圖8(a)中，配線層301為3層結(jié)構(gòu)，但也可以是2層結(jié)構(gòu)，或者，也可以是4層以上的結(jié)構(gòu)。并且，第二攝像元件103的輸出信號(hào)經(jīng)由配線層301從信號(hào)輸出端302取出。此外，信號(hào)輸出端302的兩側(cè)配置有分離層303、304。此外，隔著分離層303、304配置有光電二極管pd(1，1)以及pd(2，1)。

圖7(c)是將圖7(a)的像素p(2，1)以及像素(2，2)沿著垂直方向以切線c-d切斷時(shí)的剖視圖。此外，圖9(a)是放大了圖7(c)的圖，圖9(b)是描畫(huà)為容易明白切線c-d的像素位置的圖。第一攝像元件102以及第二攝像元件103的相同位置的像素p(2，1)以及像素p(2，2)對(duì)從同一個(gè)微透鏡ml(2，1)以及ml(2，2)入射的被攝體光分別進(jìn)行受光。這里，圖9(b)與圖8(b)不同的部分在于，在第二攝像元件103的像素p(2，1)中分割為受光部pc_a(2，1)和接收部pc_b(2，1)，在像素p(2，2)中分割為受光部pc_a(2，2)和受光部pc_b(2，2)。并且，受光部pc_a(2，1)和受光部pc_b(2，1)對(duì)成對(duì)的光學(xué)系統(tǒng)的光瞳位置的像分別進(jìn)行受光，能夠進(jìn)行基于相位差af方式的焦點(diǎn)檢測(cè)。同樣地，受光部pc_a(2，2)和受光部pc_b(2，2)對(duì)成對(duì)的光學(xué)系統(tǒng)的光瞳位置的像分別進(jìn)行受光。此外，關(guān)于相位差af方式，由于是眾所周知的技術(shù)，所以省略詳細(xì)的說(shuō)明。

這里，在圖9(a)中，圖8(a)的配線層301對(duì)應(yīng)于配線層301a和配線層301b。配線層301a將有機(jī)光電膜的受光部pc_a(2，1)的信號(hào)輸出到信號(hào)輸出端305a，配線層301b將有機(jī)光電膜的受光部pc_b(2，1)的信號(hào)輸出到信號(hào)輸出端305b。在圖8(a)的配線層301中，由于配線層301a和配線層301b重疊，所以只能看見(jiàn)一個(gè)。同樣地，像素p(2，2)的有機(jī)光電膜的受光部pc_a(2，2)的信號(hào)輸出到信號(hào)輸出端306a，受光部pc_b(2，2)的信號(hào)輸出到信號(hào)輸出端306b。并且，在讀出電路307中，配置有輸出晶體管、選擇晶體管、重置晶體管等的讀出電路，從固體攝像元件101向外部輸出各像素的信號(hào)。

圖10是放大了圖7(a)的像素p(1，1)的布局圖的圖。在圖10中，配置在光電二極管pd的周邊的電路中，用斜線表示的部分表示柵極電極，柵極電極的兩側(cè)的白的部分表示由n區(qū)域構(gòu)成的nmos型的晶體管。在圖10中，若傳輸信號(hào)φtx被提供給傳輸晶體管的柵極電極，則在第一攝像元件102的光電二極管pd中儲(chǔ)存的電荷被傳輸?shù)絝d部。fd部連接到輸出晶體管sf的柵極電極而變換為電信號(hào)，若選擇信號(hào)φsel被提供給選擇晶體管sel的柵極電極，則被讀出到垂直信號(hào)線vline。此外，若重置信號(hào)φr被提供給重置晶體管r的柵極電極，則將fd部的電荷重置為電源電壓vcc。

另一方面，在圖10中，從有機(jī)光電膜的受光部pc_a(1，1)的透明電極輸出的電信號(hào)連接到輸出晶體管sf_a的柵極電極，若選擇信號(hào)φsel_a被提供給選擇晶體管sel_a的柵極電極，則被讀出到垂直信號(hào)線vline_a。同樣地，從受光部pc_b(1，1)的透明電極輸出的電信號(hào)連接到輸出晶體管sf_b的柵極電極，若選擇信號(hào)φsel_b被提供給選擇晶體管sel_b的柵極電極，則被讀出到垂直信號(hào)線vline_b。此外，若重置信號(hào)φr_a(或者φr_b)被提供給重置晶體管r_a(或者r_b)的柵極電極，則將受光部pc_a(1，1)(或者pc_b(1，1))的信號(hào)電壓重置為參考電壓vref。此外，有機(jī)光電膜中，用于從相對(duì)的透明電極取出與入射光量對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的高電壓vpc被提供給入射光側(cè)的透明電極。

如以上所說(shuō)明，本實(shí)施方式的固體攝像元件101具有進(jìn)行基于以往的光電二極管的光電轉(zhuǎn)換的第一攝像元件102、進(jìn)行基于有機(jī)光電膜的光電轉(zhuǎn)換的第二攝像元件103，能夠從第一攝像元件102獲取圖像用信號(hào)，從第二攝像元件103獲取與相位差af方式對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)檢測(cè)用信號(hào)。

由此，固體攝像元件101不需要如以往那樣在圖像用像素的一部分中配置焦點(diǎn)檢測(cè)用像素，不會(huì)因縱條或橫條的偽信號(hào)引起畫(huà)質(zhì)的惡化、不需要高度的像素插補(bǔ)處理。此外，由于將圖像用的第一攝像元件102和焦點(diǎn)檢測(cè)用的第二攝像元件103以使用相同的微透鏡的入射光的方式層疊配置，所以不需要如以往那樣用于將入射光分割給圖像用攝像元件和焦點(diǎn)檢測(cè)用攝像元件的復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)。尤其，由于本實(shí)施方式的固體攝像元件101使用第一攝像元件102和第二攝像元件103兩個(gè)攝像元件的同時(shí)不需要棱鏡或反射鏡等的光學(xué)裝置，所以在構(gòu)成相機(jī)的情況下的光學(xué)系統(tǒng)的配置和設(shè)計(jì)變得容易。此外，在使用棱鏡或反射鏡等的雙板式攝像裝置中，需要直至2個(gè)攝像元件為止的光路長(zhǎng)的調(diào)整等，但由于在本實(shí)施方式的固體攝像元件101中光路為一個(gè)，所以不需要調(diào)整。

此外，第二攝像元件103和第一攝像元件102檢測(cè)相互處于補(bǔ)色關(guān)系的顏色分量，能夠?qū)⒌诙z像元件103的有機(jī)光電膜兼用作第一攝像元件102的濾色器，能夠不浪費(fèi)入射光而有效地活用。

這樣，本實(shí)施方式的固體攝像元件101不使用高度的像素插補(bǔ)處理或復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，就能夠?qū)崿F(xiàn)能夠進(jìn)行快速動(dòng)作的相位差af方式。

這里，在本實(shí)施方式中，使用第二攝像元件103，實(shí)現(xiàn)能夠快速地找到聚焦位置的相位差af方式，但也可以使用第二攝像元件103，通過(guò)對(duì)比度方式而找到聚焦位置。對(duì)比度方式是如下方式：檢測(cè)圖像的對(duì)比度的同時(shí)移動(dòng)聚焦透鏡，將對(duì)比度最高的聚焦透鏡的位置設(shè)為聚焦位置。

此外，在使用對(duì)比度方式的情況下，對(duì)比度也可以將在各像素中設(shè)置的兩個(gè)受光部(例如，圖11(a)的pc_a(x，y)以及pc_b(x，y))進(jìn)行相加而算出，或者，也可以不分割第二攝像元件103的像素的受光部而設(shè)為一個(gè)受光部。

在上述的例中，如圖11(a)所示，將與相位差af方式對(duì)應(yīng)的成對(duì)的受光部pc_a(x，y)以及pc_b(x，y)配置在第二攝像元件103的各像素p(x，y)中。并且，說(shuō)明了各像素的兩個(gè)受光部都作為焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)而輸出信號(hào)，但并不限定于此。例如，各像素的兩個(gè)受光部也可以都只從一個(gè)受光部輸出信號(hào)。此時(shí)，相鄰的像素的讀出的受光部是兩個(gè)受光部中相互不同的位置的受光部。若這樣，能夠如以往那樣進(jìn)行信號(hào)的讀出驅(qū)動(dòng)。此外，作為其他方法，也可以如圖11(b)所示，只將受光部pc_a(x，y)或者受光部pc_b(x，y)中的一側(cè)配置在一個(gè)像素p(x，y)中。即，在圖11(b)中，能夠進(jìn)行基于將在左側(cè)配置了受光部pc_a(1，1)的像素p(1，1)和在右側(cè)配置了受光部pc_b(2，1)的像素p(2，1)成對(duì)的相位差方式的af控制。

或者，也可以如圖11(c)所示，混合存在光瞳分割方向?yàn)榭v向、橫向、斜向等各種方向的焦點(diǎn)檢測(cè)用像素。在任何情況下，本實(shí)施方式的固體攝像元件101都通過(guò)第一攝像元件102拍攝圖像用信號(hào)，通過(guò)第二攝像元件103獲取焦點(diǎn)檢測(cè)用信號(hào)，所以不影響攝影圖像的畫(huà)質(zhì)，在攝影畫(huà)面內(nèi)的任何位置都能夠進(jìn)行快速的基于相位差af的聚焦檢測(cè)。

這里，如圖2中所說(shuō)明，第二攝像元件103中混合存在與mg、ye以及cy三色對(duì)應(yīng)的像素，所以考慮從不同的顏色分量的像素獲得的焦點(diǎn)檢測(cè)用信號(hào)不同的情況。因此，在進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)時(shí)，也可以利用從相同的顏色分量的像素獲得的焦點(diǎn)檢測(cè)用信號(hào)而進(jìn)行基于相位差af方式的焦點(diǎn)檢測(cè)。例如，在圖2(a)的情況下，只利用從像素?cái)?shù)多的mg的像素(在奇數(shù)行的情況下為奇數(shù)列的像素，在偶數(shù)行的情況下為偶數(shù)列的像素)獲得的焦點(diǎn)檢測(cè)用信號(hào)?；蛘?，也可以預(yù)先測(cè)定與mg、ye以及cy三色對(duì)應(yīng)的像素間的誤差(靈敏度或基準(zhǔn)電平(dc偏置)等的像素間的偏差)，在進(jìn)行相位差af處理時(shí)進(jìn)行誤差校正。

此外，也可以將第二攝像元件103的輸出信號(hào)不僅用于焦點(diǎn)檢測(cè)，還利用于白平衡控制。

(變形例1)

圖12是表示在圖2中說(shuō)明的像素的顏色排列的變形例1的圖。在圖2的例中，將第二攝像元件103的有機(jī)光電膜對(duì)應(yīng)于mg、ye以及cy三色，在第一攝像元件102中能夠檢測(cè)r、g以及b三色的圖像信號(hào)，但也可以如圖12所示，將第二攝像元件103的有機(jī)光電膜對(duì)應(yīng)于r、g以及b三色，在第一攝像元件102中能夠檢測(cè)mg、ye以及cy三色的圖像信號(hào)。此時(shí)，第一攝像元件102和第二攝像元件103進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的顏色分量相互成為補(bǔ)色關(guān)系。

(變形例2)

圖13是表示在圖2中說(shuō)明的像素的顏色排列的變形例2的圖。在圖2的例中，在第二攝像元件103的各像素中配置了與相位差af方式對(duì)應(yīng)的成對(duì)的受光部，但在圖13的變形例中，在第二攝像元件103的像素的一部分配置與相位差af方式對(duì)應(yīng)的成對(duì)的受光部。由此，能夠減小固體攝像元件101的電路規(guī)模。

(電子相機(jī)的例)

接著，圖14表示搭載固體攝像元件101的電子相機(jī)201的一例。在圖14中，電子相機(jī)101由光學(xué)系統(tǒng)202、固體攝像元件101、圖像緩沖器203、圖像處理部204、控制部205、顯示部206、存儲(chǔ)器207、操作部208、存儲(chǔ)卡if209構(gòu)成。

光學(xué)系統(tǒng)202在固體攝像元件101形成被攝體像。如之前所說(shuō)明，固體攝像元件101具有第一攝像元件102和第二攝像元件103，通過(guò)第一攝像元件102拍攝的圖像用信號(hào)被圖像緩沖器203獲取，在第二攝像元件103中獲取的焦點(diǎn)檢測(cè)用信號(hào)輸入到控制部205?？刂撇?05根據(jù)基于操作部208的用戶的操作而進(jìn)行電子相機(jī)201整體的控制。例如，若操作部208的釋放按鈕被半按，則控制部205通過(guò)從第二攝像元件103獲取的焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行基于相位差af方式的聚焦檢測(cè)，從而控制光學(xué)系統(tǒng)202的聚焦位置。然后，若用戶將操作部208的釋放按鈕全按，則控制部205將在聚焦控制之后通過(guò)第一攝像元件102而拍攝的圖像取入圖像緩沖器203。此外，被取入圖像緩沖器203的圖像通過(guò)圖像處理部204而實(shí)施白平衡處理、顏色插補(bǔ)處理、輪廓增強(qiáng)處理、伽馬校正處理等，并顯示在顯示部206中或者經(jīng)由存儲(chǔ)卡if209保存在存儲(chǔ)卡209a中。

此外，在使用對(duì)比度方式的情況下，第二攝像元件103與第一攝像元件102相同地輸出圖像用信號(hào)。然后，控制部205檢測(cè)第二攝像元件103輸出的圖像用信號(hào)的對(duì)比度的同時(shí)移動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)202的聚焦透鏡，求出對(duì)比度最高的聚焦透鏡的位置，并將該位置設(shè)為聚焦位置。

這樣，通過(guò)將本實(shí)施方式的固體攝像元件101搭載在電子相機(jī)201中，不需要在圖像處理部204中進(jìn)行高度的像素插補(bǔ)處理或者將光學(xué)系統(tǒng)202設(shè)為分割入射光的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，就能夠?qū)崿F(xiàn)能夠進(jìn)行快速動(dòng)作的相位差af方式。

此外，在各實(shí)施方式中舉例說(shuō)明了本發(fā)明的固體攝像裝置，但能夠以其他的多種方式實(shí)施而不脫離其精神或者其主要的特征。因此，上述的實(shí)施方式在所有方面只是例示，不能限定性地解釋。本發(fā)明由權(quán)利要求書(shū)的范圍所表示，本發(fā)明并不拘束于說(shuō)明書(shū)正文。此外，屬于權(quán)利要求書(shū)的范圍的等同范圍的變形或變更全部在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

符號(hào)說(shuō)明

101…固體攝像元件；102…第一攝像元件；103…第二攝像元件；151、161…垂直掃描電路；152…水平輸出電路；162…水平輸出電路_a；163…水平輸出電路_b；201…電子相機(jī)；202…光學(xué)系統(tǒng)；203…圖像緩沖器；204…圖像處理部；205…控制部；206…顯示部；207…存儲(chǔ)器；208…操作部；209…存儲(chǔ)卡if；209a…存儲(chǔ)卡；p…像素；pc_a、pc_b…受光部；pd…光電二極管；pw、pw_a、pw_b…電流源；sel、sel_a、sel_b…選擇晶體管；sf、sf_a、sf_b…輸出晶體管；r、r_a、r_b…重置晶體管；tx…傳輸晶體管；φsel、φsel_a、φsel_b…選擇信號(hào)；φr、φr_a、φr_b…重置信號(hào)；φtx…傳輸信號(hào)；ml…微透鏡；vline…垂直信號(hào)線。