[發明專利]固體攝像裝置及其設計方法

有效

• 申請號: 200910166897.4
• 申請日: 2009-09-03
• 公開（公告）號: CN101668133A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: 田中長孝
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 胡建新

相關申請的交叉引用

本申請基于2008年9月5日提交的在先申請日本專利申請2008-228328 并且要求該優先權，其全部內容都通過引用的方式并入于此。

技術領域

本發明涉及固體攝像裝置及其設計方法，例如涉及帶攝像機的便攜式 電話機等中搭載的、CCD(電荷耦合器件：Charged?Coupled?Device) 型或CMOS(互補金屬氧化物半導體：Complementary?Metal?Oxide Semiconductor)型的圖像傳感器(image?sensor)。

背景技術

以往，例如在帶攝像機的便攜式電話機中，作為固體攝像裝置，廣泛 使用CCD型或CMOS型的圖像傳感器。在這些圖像傳感器中，為了提高 光檢測效率，對于每個像素，在光電二極管的光入射面側設有聚光性的微 透鏡。

通常，從攝像機透鏡(攝像光學系統)出射并向各像素的光電二極管 入射的光的角度，在圖像區域的中央部與周邊部不同。因此，隨著像高增 大，即伴隨著從圖像區域的中央部向周邊部遠離，將微透鏡的位置從光電 二極管的中心位置沿圖像區域的中央部方向逐漸錯開而進行布置。由此， 謀求各像素上的光感度(聚光效率)的均勻化。

例如，在具有遵循近軸光線近似的透鏡特性的攝像機透鏡的情況下， 布置微透鏡(微透鏡的排列間距一定)，以使微透鏡的排列間距比光電二極 管的排列間距小得相同，隨著像高增大，微透鏡與光電二極管的位置的偏 移量逐漸增大。即，對圖像區域的周邊部的光電二極管，光傾斜入射。因 此，從圖像區域的中央部至周邊部，從圖像區域的中央部至周邊部，沿圖 像區域的中央部方向，使微透鏡相對于光電二極管的位置一點點偏移。像 這樣，通過布置各像素，可以改善圖像區域的周邊部的光電二極管上的聚 光效率。由此，能夠校正圖像區域的周邊部上的陰影，結果，在圖像區域 的幾乎整個區域上，可以確保相同程度的聚光效率。

另外，作為類似的技術，還進行了以下嘗試，即：使微透鏡的排列間 距比光電二極管的排列間距小，并使圖像區域的周邊部上的微透鏡的位置 各自從光電二極管的中心位置沿圖像區域的中央部方向錯開，從而減輕陰 影(參照例如日本專利No.2600250)。

另一方面，關于透鏡特性不遵循近軸光線近似的攝像機透鏡的情況， 存在如下方案。

例如，在來自攝像光學系統的最終面的主光線的出射角隨著像高距離 光軸的增加而不一律單調增加的攝像機透鏡的情況下，在從圖像區域的中 央部到周邊部的規定位置為止的至少一部分區域中，縮小微透鏡的排列間 距，在超過規定位置的周邊部的至少一部分區域中，使微透鏡的排列間距 比上述排列間距大，從而可以進行陰影(shading)校正。(參照例如日本 專利公開No.2004-228645)。

例如，在來自攝像光學系統的最終面的主光線的出射角以從光軸至某 像高為止增加、若超過該像高則減小的方式變化的攝像機透鏡的情況下， 在攝像機透鏡的出射光瞳位置的絕對值較大的區域，縮小微透鏡的排列間 距，在出射光瞳位置的絕對值較小的區域，增大微透鏡的排列間距，從而 在圖像區域的整個區域中，確保相同程度的聚光效率(參照例如日本專利 公開No.2006-237150)。

但是，在最近的圖像傳感器中，隨著像素的精細化，包括柵極電極在 內的布線的布置日益困難，由于布線而遮擋入射光的一部分、損失對于光 電二極管的入射光的情況日益無法避免。例如，在像素間距(光電二極管 的排列間距)為1.4μm的圖像傳感器的情況下，若在光電二極管之間配 置具有0.2μm的布線寬度的1根布線，則由于(1.4μm-0.2μm)÷2＝ 0.6μm，布線與各光電二極管之間的距離成為0.6μm。來自紅色的被攝 物的反射光的波長大致從600nm至700nm。因此，如果考慮波動光學效 果，則需要以入射光的一部分由于布線而損失為前提，設計像素間距小的 圖像傳感器。