[發明專利]固態攝像裝置及其驅動方法、以及電子設備

有效

• 申請號: 201480037317.0
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN105359505B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 奧野潤;山下和芳
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H04N5/369
• 分類號: H04N5/369;H01L27/14;H01L27/146
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 衛李賢;曹正建

本發明公開一種固態成像裝置及其驅動方法、以及一種電子裝置，所述電子裝置使得可在抑制具有全局快門功能和相位差AF功能的固態成像裝置的分辨率降低的同時提高相位差檢測的精度。提供一種固態成像裝置，包括：像素陣列單元，包括排列于其中的用于產生所捕獲圖像的成像像素以及用于執行相位差檢測的相位差檢測像素，所述像素包括芯片上透鏡、光電轉換單元、以及電荷積聚單元；以及驅動控制單元，被構造成用于控制所述像素的驅動。所述成像像素形成有被遮光的所述電荷積聚單元。所述相位差檢測像素被形成為使得所述光電轉換單元與所述電荷積聚單元至少其中之一的至少一部分避免被遮光。本發明可應用于例如CMOS圖像傳感器。

技術領域

本發明涉及固體成像裝置及其驅動方法、以及電子設備。本發明具體地涉及一種固態成像裝置及其驅動方法、以及一種電子設備，所述電子設備使得可在抑制具有全局快門功能和相位差自動對焦(auto focus；AF)功能的固態成像裝置的分辨率降低的同時提高相位差檢測的精度。

背景技術

傳統的固態成像裝置通過在成像像素中混合相位差檢測像素來實現自動對焦功能。這種固態成像裝置通過將一對相位差檢測像素相應的光電轉換單元的不同半邊遮光，并利用這對相位差檢測像素的相應輸出之間的差值實現相位差檢測方法的AF功能(以下稱為相位差AF功能)。

也有固態成像裝置是通過在每一像素中加入電荷保留單元來實現全局快門功能，所述電荷保留單元用于保留從光電轉換單元轉移的電荷。這種固態成像裝置實現全局快門功能的方法是在所有像素中同時進行電荷的轉移和保留，使得所有像素的曝光周期一致。

此外，近年來出現了同時具有全局快門功能和相位差AF功能的固態成像裝置(例如，參見專利文獻1和2)。

引用文獻列表

專利文獻

專利文獻1：JP 2007-243744A

專利文獻2：JP 2012-151774A

發明內容

技術問題

在專利文獻1的技術中，一個相位差檢測像素包括兩個由光電轉換單元和電荷保留單元組成的套組。因此，光電轉換單元的光接收區域減小，而且相位差檢測像素的靈敏度降低，從而導致相位差檢測的精度降低。

在專利文獻2的技術中，形成有成像像素和相位差檢測像素兩種像素組成的套組。因此，整個固態成像裝置的有效像素數目減半，而且輸出圖像的分辨率降低。

鑒于此種情況所提出的本發明使得可在抑制具有全局快門功能和相位差AF功能的固態成像裝置的分辨率降低的同時提高相位差檢測的精度。

問題的解決方案

根據本發明的一個方面，提供一種固態成像裝置，包括：像素陣列單元，包括排列于其中的用于產生所捕獲圖像的成像像素以及用于執行相位差檢測的相位差檢測像素，作為包括芯片上透鏡、光電轉換單元、以及電荷積聚單元的像素；以及驅動控制單元，被構造成用于控制所述像素的驅動。所述成像像素形成有被遮光的所述電荷積聚單元。所述相位差檢測像素以所述光電轉換單元與所述電荷積聚單元至少其中之一的至少一部分避免被遮光的方式形成。

所述驅動控制單元在執行所述相位差檢測期間讀取所述相位差檢測像素中的所述光電轉換單元與所述電荷積聚單元至少其中之一的至少一部分中所積聚的電荷，并且在產生所述所捕獲圖像期間，同時在至少所述成像像素中進行電荷的積聚。

所述相位差檢測像素可包括遮光膜，所述遮光膜在所述光電轉換單元與所述電荷積聚單元至少其中之一的至少一部分中設置有開口。在一對所述相位差檢測像素中，所述開口可被設置于相對于所述芯片上透鏡的光軸在所述一對相位差檢測像素排列于其中的第一方向上互相對稱的位置處。