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JP7643485B2 - Image pickup element and image pickup device - Google Patents
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JP7643485B2 - Image pickup element and image pickup device - Google Patents

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Description

本発明は、撮像素子、及び撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging element and an imaging apparatus .

金属材料からなる遮光層が形成された撮像装置が知られている(特許文献1)。従来から焦点検出精度の向上が求められている。 An imaging device in which a light-shielding layer made of a metal material is formed is known (Patent Document 1). There has long been a demand for improved focus detection accuracy.

特開2016-51746号公報JP 2016-51746 A

発明の第1の態様によると、撮像素子は、第1の方向に向かう第1の光と第2の方向に向かう第2の光とを透過する第1マイクロレンズと、前記第1の方向に向かう第3の光と前記第2の方向に向かう第4の光とを透過する第2マイクロレンズと、前記第1マイクロレンズを透過した前記第1の光を電荷に変換する第1光電変換部と、前記第2マイクロレンズを透過した前記第4の光を電荷に変換する第2光電変換部と、前記第1光電変換部で変換された電荷に基づく信号を出力するための第1電極と、前記第2光電変換部で変換された電荷に基づく信号を出力するための第2電極と、前記第1マイクロレンズを透過した前記第2の光を遮る遮光部であって、前記第1マイクロレンズと前記第1電極との間に設けられる有機材料の第1遮光部と、前記第2マイクロレンズを透過した前記第3の光を遮る遮光部であって、前記第2マイクロレンズと前記第2電極との間に設けられる有機材料の第2遮光部とを備える。
According to a first aspect of the invention, an imaging element includes a first microlens that transmits a first light traveling in a first direction and a second light traveling in a second direction, a second microlens that transmits a third light traveling in the first direction and a fourth light traveling in the second direction, a first photoelectric conversion unit that converts the first light that has passed through the first microlens into an electric charge, a second photoelectric conversion unit that converts the fourth light that has passed through the second microlens into an electric charge, a first electrode for outputting a signal based on the electric charge converted by the first photoelectric conversion unit, a second electrode for outputting a signal based on the electric charge converted by the second photoelectric conversion unit, a first light-shielding unit made of an organic material and provided between the first microlens and the first electrode , and a second light-shielding unit made of an organic material and provided between the second microlens and the second electrode, which is a light-shielding unit that blocks the third light that has passed through the second microlens .

第1の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an imaging device according to a first embodiment. 第1の実施の形態に係る撮像素子の画素の配置例を示す図である。2 is a diagram illustrating an example of pixel arrangement of an imaging element according to the first embodiment; 第1の実施の形態に係る撮像素子の画素の構成例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a pixel of an image sensor according to a first embodiment; 変形例1に係る撮像素子の画素の構成例を示す図である。10 is a diagram showing an example of the configuration of a pixel of an image sensor according to Modification 1; FIG. 変形例2に係る撮像素子の画素の構成例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the configuration of a pixel of an image sensor according to Modification 2. 変形例2に係る撮像素子のAF画素の特性を説明するための図である。11 is a diagram for explaining the characteristics of an AF pixel of an image sensor according to Modification 2. FIG. 変形例2に係る撮像素子の画素の構成例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the configuration of a pixel of an image sensor according to Modification 2. 変形例2に係る撮像素子の画素の構成例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the configuration of a pixel of an image sensor according to Modification 2.

(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係る撮像装置の一例であるカメラ1の構成例を示す図である。カメラ1は、カメラボディ2と、カメラボディ2に取り付け可能なアクセサリである交換レンズ3とにより構成される。交換レンズ3は、不図示のマウント部により、カメラボディ2に着脱可能に装着される。カメラボディ2に交換レンズ3が装着されると、ボディ側接続部202に設けられた端子とレンズ側接続部302に設けられた端子とが電気的に接続される。これにより、カメラボディ2から交換レンズ3への電力供給や、カメラボディ2及び交換レンズ3間の通信が可能となる。
First Embodiment
1 is a diagram showing an example of the configuration of a camera 1, which is an example of an imaging device according to a first embodiment. The camera 1 is made up of a camera body 2 and an interchangeable lens 3, which is an accessory that can be attached to the camera body 2. The interchangeable lens 3 is detachably attached to the camera body 2 by a mount unit (not shown). When the interchangeable lens 3 is attached to the camera body 2, a terminal provided on the body side connection unit 202 and a terminal provided on the lens side connection unit 302 are electrically connected. This enables power to be supplied from the camera body 2 to the interchangeable lens 3 and communication between the camera body 2 and the interchangeable lens 3.

被写体からの光は、図1のZ軸プラス方向に向かって入射する。また、図1の座標軸に示すように、Z軸に直交する紙面手前方向をX軸プラス方向、Z軸及びX軸に直交する紙面下方向をY軸プラス方向とする。以降の図においては、図1の座標軸を基準として、それぞれの図の向きが分かるように座標軸を表示する場合もある。 Light from the subject is incident in the positive direction of the Z axis in Figure 1. As shown by the coordinate axes in Figure 1, the direction towards the viewer on the paper, perpendicular to the Z axis, is the positive X axis, and the direction downward on the paper, perpendicular to the Z and X axes, is the positive Y axis. In the following figures, the coordinate axes may be displayed so that the orientation of each figure can be seen, based on the coordinate axes in Figure 1.

交換レンズ3は、撮影光学系(結像光学系)31と、レンズ制御部32と、レンズメモリ33とを備える。撮影光学系31は、フォーカスレンズ(焦点調節レンズ)を含む複数のレンズと絞りとを含み、カメラボディ2の撮像素子22の撮像面22aに被写体像を形成する。なお、撮像素子22の撮像面22aは、例えば、後述する光電変換部が配置される面、またはマイクロレンズが配置される面である。 The interchangeable lens 3 includes a photographing optical system (imaging optical system) 31, a lens control unit 32, and a lens memory 33. The photographing optical system 31 includes a plurality of lenses including a focus lens (focus adjustment lens) and an aperture, and forms a subject image on the imaging surface 22a of the imaging element 22 of the camera body 2. Note that the imaging surface 22a of the imaging element 22 is, for example, the surface on which a photoelectric conversion unit (described later) is arranged, or the surface on which a microlens is arranged.

レンズ制御部32は、CPUやFPGA、ASIC等のプロセッサ、及びROMやRAM等のメモリにより構成され、制御プログラムに基づいて交換レンズ3の各部を制御する。レンズ制御部32は、ボディ制御部21からフォーカスレンズの移動方向や移動量などを示す信号が入力されると、その信号に基づいてフォーカスレンズを光軸L1方向に進退移動させて撮影光学系31の焦点位置を調節する。また、レンズ制御部32は、ボディ制御部21から出力される信号に基づき、絞りの開口径を制御する。 The lens control unit 32 is composed of a processor such as a CPU, FPGA, or ASIC, and memories such as a ROM or RAM, and controls each part of the interchangeable lens 3 based on a control program. When a signal indicating the movement direction and amount of the focus lens is input from the body control unit 21, the lens control unit 32 moves the focus lens forward and backward in the direction of the optical axis L1 based on the signal to adjust the focal position of the photographing optical system 31. The lens control unit 32 also controls the aperture diameter of the iris based on the signal output from the body control unit 21.

レンズメモリ33は、不揮発性の記憶媒体等により構成される。レンズメモリ33には、交換レンズ3に関連する情報が記憶される。レンズメモリ33には、フォーカスレンズの無限遠位置や至近位置に関するデータや、交換レンズ3の最短焦点距離と最長焦点距離に関するデータ、F値(絞りの絞り値)に関するデータ等が記憶される。レンズメモリ33へのデータの書き込みや、レンズメモリ33からのデータの読み出しは、レンズ制御部32によって制御される。 The lens memory 33 is composed of a non-volatile storage medium, etc. Information related to the interchangeable lens 3 is stored in the lens memory 33. Data related to the infinity position and close position of the focus lens, data related to the shortest focal length and longest focal length of the interchangeable lens 3, data related to the F-number (aperture value), etc. are stored in the lens memory 33. Writing data to the lens memory 33 and reading data from the lens memory 33 are controlled by the lens control unit 32.

次に、カメラボディ2の構成について説明する。カメラボディ2は、ボディ制御部21と、撮像素子22と、メモリ23と、表示部24と、操作部25とを備える。撮像素子22は、CMOSイメージセンサやCCDイメージセンサである。撮像素子22は、撮影光学系31により形成される被写体像を撮像する。撮像素子22は、光電変換部を有する複数の画素が二次元状(行方向及び列方向)に配置される。撮像素子22は、受光した光を光電変換部で光電変換して信号を生成し、生成した信号をボディ制御部21に出力する。 Next, the configuration of the camera body 2 will be described. The camera body 2 comprises a body control unit 21, an image sensor 22, a memory 23, a display unit 24, and an operation unit 25. The image sensor 22 is a CMOS image sensor or a CCD image sensor. The image sensor 22 captures a subject image formed by the photographing optical system 31. The image sensor 22 has multiple pixels, each having a photoelectric conversion unit, arranged two-dimensionally (in the row and column directions). The image sensor 22 photoelectrically converts the received light in the photoelectric conversion unit to generate a signal, and outputs the generated signal to the body control unit 21.

撮像素子22は、後述するように、画像生成に用いる信号を出力する撮像画素と、焦点検出に用いる信号を出力するAF画素(焦点検出画素)とを有する。撮像画素は、ベイヤー配列に従って配置されている。AF画素は、撮像画素の一部に置換して配置され、撮像素子22の撮像面22aのほぼ全面に分散して配置される。 As described below, the image sensor 22 has imaging pixels that output signals used for image generation, and AF pixels (focus detection pixels) that output signals used for focus detection. The imaging pixels are arranged according to a Bayer array. The AF pixels are arranged to replace some of the imaging pixels, and are distributed over almost the entire imaging surface 22a of the image sensor 22.

メモリ23は、不揮発性の記憶媒体等により構成される。メモリ23には、画像データや制御プログラム等が記録される。メモリ23へのデータの書き込みや、メモリ23からのデータの読み出しは、ボディ制御部21によって制御される。表示部24は、画像データに基づく画像、AF枠などの焦点検出領域(AFエリア)を示す画像、シャッター速度やF値等の撮影に関する情報、及びメニュー画面等を表示する。操作部25は、レリーズボタン、電源スイッチ、各種モードを切り替えるためのスイッチなどの各種設定スイッチ等を含み、それぞれの操作に基づく信号をボディ制御部21へ出力する。 The memory 23 is composed of a non-volatile storage medium, etc. Image data, control programs, etc. are recorded in the memory 23. Writing data to the memory 23 and reading data from the memory 23 are controlled by the body control unit 21. The display unit 24 displays an image based on the image data, an image showing a focus detection area (AF area) such as an AF frame, information related to shooting such as shutter speed and F-number, and a menu screen, etc. The operation unit 25 includes various setting switches such as a release button, a power switch, and switches for switching between various modes, and outputs signals based on the respective operations to the body control unit 21.

ボディ制御部21は、CPUやFPGA、ASIC等のプロセッサ、及びROMやRAM等のメモリにより構成され、制御プログラムに基づきカメラ1の各部を制御する。ボディ制御部21は、画像データ生成部21aと焦点検出部21bとを有する。画像データ生成部21aは、撮像素子22の撮像画素から出力される信号に各種の画像処理を行って画像データを生成する。なお、画像データ生成部21aは、撮像素子22のAF画素から出力される信号も用いて画像データを生成してもよい。画像処理には、階調変換処理や色補間処理等の画像処理が含まれる。 The body control unit 21 is composed of a processor such as a CPU, FPGA, or ASIC, and a memory such as a ROM or RAM, and controls each part of the camera 1 based on a control program. The body control unit 21 has an image data generation unit 21a and a focus detection unit 21b. The image data generation unit 21a performs various image processing on signals output from the imaging pixels of the image sensor 22 to generate image data. The image data generation unit 21a may also generate image data using signals output from the AF pixels of the image sensor 22. The image processing includes image processing such as tone conversion processing and color interpolation processing.

焦点検出部21bは、撮影光学系31の自動焦点調節(AF)に必要な焦点検出処理を行う。焦点検出部21bは、撮影光学系31による像が撮像素子22の撮像面22a上に合焦(結像)するためのフォーカスレンズの合焦位置(合焦位置までのフォーカスレンズの移動量)を検出する。焦点検出部21bは、撮像素子22の一対のAF画素(AF画素対)から出力される第1及び第2の信号を用いて、位相差検出方式によりデフォーカス量を算出する。 The focus detection unit 21b performs focus detection processing required for automatic focus adjustment (AF) of the photographing optical system 31. The focus detection unit 21b detects the in-focus position of the focus lens (the amount of movement of the focus lens to the in-focus position) for the image by the photographing optical system 31 to be focused (formed) on the imaging surface 22a of the image sensor 22. The focus detection unit 21b calculates the defocus amount by a phase difference detection method using first and second signals output from a pair of AF pixels (AF pixel pair) of the image sensor 22.

焦点検出部21bは、撮影光学系31の射出瞳の第1の瞳領域を通過した第1の光束による像を撮像して生成した信号と第2の瞳領域を通過した第2の光束による像を撮像して生成した信号とを相関演算して、像ズレ量を算出する。焦点検出部21bは、この像ズレ量を所定の換算式に基づきデフォーカス量に換算する。焦点検出部21bは、算出したデフォーカス量に基づいて、合焦位置までのフォーカスレンズの移動量を算出する。 The focus detection unit 21b calculates the amount of image shift by performing a correlation calculation between a signal generated by capturing an image by a first light beam that has passed through a first pupil region of the exit pupil of the photographing optical system 31 and a signal generated by capturing an image by a second light beam that has passed through a second pupil region. The focus detection unit 21b converts this amount of image shift into a defocus amount based on a predetermined conversion formula. The focus detection unit 21b calculates the amount of movement of the focus lens to the in-focus position based on the calculated defocus amount.

焦点検出部21bは、デフォーカス量が許容値以内か否かを判定する。焦点検出部21bは、デフォーカス量が許容値以内であれば合焦していると判断する。一方、焦点検出部21bは、デフォーカス量が許容値を超えている場合は合焦していないと判断し、交換レンズ3のレンズ制御部32へフォーカスレンズの移動量とレンズ移動を指示する信号を送信する。レンズ制御部32が、移動量に応じてフォーカスレンズを移動することにより、焦点調節が自動で行われる。
以下では、本実施の形態による撮像素子22の構成について説明する。特に、図2~図3を用いて、吸収部43の働きを説明する。
The focus detection unit 21b judges whether the defocus amount is within a tolerance. If the defocus amount is within the tolerance, the focus detection unit 21b judges that the focus is achieved. On the other hand, if the defocus amount exceeds the tolerance, the focus detection unit 21b judges that the focus is not achieved, and transmits a signal indicating the amount of movement of the focus lens and an instruction to move the lens to the lens control unit 32 of the interchangeable lens 3. The lens control unit 32 moves the focus lens according to the amount of movement, thereby automatically adjusting the focus.
The configuration of the image sensor 22 according to this embodiment will be described below. In particular, the function of the absorbing portion 43 will be described with reference to FIGS.

撮像素子22の概要を説明すると以下の通りである。
図2を参照すると、撮像素子22は、複数の第1画素11および複数の第2画素13を有する。第1画素11と第2画素13は、AF用画素である。第1画素11と第2画素13が一対となって焦点調節状態を示す信号を生成する。
図3を参照すると、第1画素11は、光学系を透過した第1の光61及び第2の光62が入射する第1のマイクロレンズ44と、光を光電変換して電荷を生成する第1の光電変換部42と、第1のマイクロレンズ44と第1の光電変換部42との間に配置された第1の吸収部43とを有する。第1の吸収部43は、第1のマイクロレンズ44を透過した第2の光62の一部を吸収する。第2画素13は、光学系を透過した第1の光61及び第2の光62が入射する第2のマイクロレンズ44と、光を光電変換して電荷を生成する第2の光電変換部42と、第2のマイクロレンズ41と第2の光電変換部42との間に第2の吸収部43を有する。第2の吸収部43は、第2のマイクロレンズ41を透過した第1の光61の一部を吸収する。
The imaging element 22 will be briefly described below.
2, the image sensor 22 has a plurality of first pixels 11 and a plurality of second pixels 13. The first pixels 11 and the second pixels 13 are AF pixels. The first pixels 11 and the second pixels 13 form a pair and generate a signal indicating a focus adjustment state.
3, the first pixel 11 has a first microlens 44 on which the first light 61 and the second light 62 transmitted through the optical system are incident, a first photoelectric conversion unit 42 that performs photoelectric conversion of the light to generate electric charges, and a first absorbing unit 43 disposed between the first microlens 44 and the first photoelectric conversion unit 42. The first absorbing unit 43 absorbs a part of the second light 62 transmitted through the first microlens 44. The second pixel 13 has a second microlens 44 on which the first light 61 and the second light 62 transmitted through the optical system are incident, a second photoelectric conversion unit 42 that performs photoelectric conversion of the light to generate electric charges, and a second absorbing unit 43 between the second microlens 41 and the second photoelectric conversion unit 42. The second absorbing unit 43 absorbs a part of the first light 61 transmitted through the second microlens 41.

図2は、第1の実施の形態に係る撮像素子22の画素の配置例を示す図である。撮像素子22では、画素が二次元状(行方向(±X方向)及び列方向(±Y方向))に配置される。図2に示す例は、8行8列の計64個の画素を図示している。なお、撮像素子22に配置される画素の数及び配置は、図示した例に限られない。 Figure 2 is a diagram showing an example of the arrangement of pixels in the image sensor 22 according to the first embodiment. In the image sensor 22, pixels are arranged two-dimensionally (in the row direction (±X direction) and the column direction (±Y direction)). The example shown in Figure 2 illustrates a total of 64 pixels in 8 rows and 8 columns. Note that the number and arrangement of pixels arranged in the image sensor 22 are not limited to the example shown.

撮像素子22は、複数の撮像画素12とAF画素11、13とを有する。撮像画素12には、赤(R)、緑(G)、青(B)の異なる分光特性を有する3つのカラーフィルタ(色フィルタ)51のいずれかが設けられる。撮像画素12には、入射した光のうち第1の波長域の光(赤(R)の光)を分光する分光特性を有するカラーフィルタ51を有する画素(以下、R画素と称する)と、入射した光のうち第2の波長域の光(緑(G)の光)を分光する分光特性を有するカラーフィルタ51を有する画素(以下、G画素と称する)と、入射した光のうち第3の波長域の光(青(B)の光)を分光する分光特性を有するカラーフィルタ51を有する画素(以下、B画素と称する)とが含まれる。R画素12rと、G画素12gと、B画素12bとは、ベイヤー配列に従って配置されている。 The imaging element 22 has a plurality of imaging pixels 12 and AF pixels 11 and 13. The imaging pixels 12 are provided with one of three color filters 51 having different spectral characteristics of red (R), green (G), and blue (B). The imaging pixels 12 include a pixel (hereinafter referred to as an R pixel) having a color filter 51 having a spectral characteristic of dispersing light in a first wavelength range (red (R) light) of the incident light, a pixel (hereinafter referred to as a G pixel) having a color filter 51 having a spectral characteristic of dispersing light in a second wavelength range (green (G) light) of the incident light, and a pixel (hereinafter referred to as a B pixel) having a color filter 51 having a spectral characteristic of dispersing light in a third wavelength range (blue (B) light) of the incident light. The R pixel 12r, the G pixel 12g, and the B pixel 12b are arranged according to a Bayer array.

AF画素11、13は、上述のようにベイヤー配列されたR、G、Bの撮像画素12の一部に置換して配置される。AF画素11及びAF画素13には、入射した光のうち第2の波長域の光(緑(G)の光)を分光する分光特性を有するカラーフィルタ51が配置される。なお、AF画素11とAF画素13の各々が有するカラーフィルタは、第1の波長域の光(赤(R)の光)または第3の波長域の光(青(B)の光)を分光する分光特性を有するカラーフィルタであってもよい。また、AF画素11とAF画素13は、入射した光のうち第1及び第2及び第3波長域の光を分光する分光特性を有するフィルタを有していてもよい。あるいは、AF画素11及びAF画素13には、カラーフィルタ51を配置しなくてもよい。 AF pixels 11 and 13 are arranged by replacing a part of the Bayer-arranged R, G, and B imaging pixels 12. AF pixels 11 and 13 are arranged with color filters 51 having a spectral characteristic of dispersing light in the second wavelength range (green (G) light) of the incident light. The color filters of AF pixels 11 and 13 may be color filters having a spectral characteristic of dispersing light in the first wavelength range (red (R) light) or light in the third wavelength range (blue (B) light). AF pixels 11 and 13 may also have filters having a spectral characteristic of dispersing light in the first, second, and third wavelength ranges of the incident light. Alternatively, color filters 51 may not be arranged on AF pixels 11 and 13.

本実施の形態に係るAF画素11、13には、入射した光を吸収する吸収部43が設けられる。AF画素11とAF画素13とは、その吸収部43の位置が異なる。AF画素11及びAF画素13の各々の吸収部43は、撮影光学系31の射出瞳の互いに異なる領域を通過した光が光電変換部42に入射するように配置される。後述するが、AF画素11、13の各々の吸収部43は、撮影光学系31の射出瞳の互いに異なる領域を通過した光61、62の一部を吸収する。AF画素11、13の各々の光電変換部42は、マイクロレンズ44及びカラーフィルタ51を透過した光のうち、吸収部43で吸収されなかった光を光電変換する。 The AF pixels 11 and 13 according to this embodiment are provided with an absorbing section 43 that absorbs incident light. The AF pixels 11 and 13 have different positions of the absorbing section 43. The absorbing sections 43 of the AF pixels 11 and 13 are arranged so that light that has passed through different regions of the exit pupil of the photographing optical system 31 is incident on the photoelectric conversion section 42. As will be described later, the absorbing sections 43 of the AF pixels 11 and 13 absorb a portion of the light 61 and 62 that has passed through different regions of the exit pupil of the photographing optical system 31. The photoelectric conversion section 42 of the AF pixels 11 and 13 photoelectrically converts the light that has passed through the microlens 44 and the color filter 51 and that has not been absorbed by the absorbing section 43.

撮像素子22は、図2に示すように、R画素12rとG画素12gとが±X方向、即ち行方向に交互に配置された第1の画素群401と、G画素12gとB画素12bとが行方向に交互に配置された第2の画素群402とを有する。また、撮像素子22は、G画素12gとAF画素11、13とが行方向に配置された第3の画素群403を有する。図2に示す例では、AF画素11とAF画素13とは、両者の間にG画素12gを挟んで、交互に配置されている。 As shown in FIG. 2, the image sensor 22 has a first pixel group 401 in which R pixels 12r and G pixels 12g are arranged alternately in the ±X directions, i.e., in the row direction, and a second pixel group 402 in which G pixels 12g and B pixels 12b are arranged alternately in the row direction. The image sensor 22 also has a third pixel group 403 in which G pixels 12g and AF pixels 11 and 13 are arranged in the row direction. In the example shown in FIG. 2, the AF pixels 11 and AF pixels 13 are arranged alternately with the G pixel 12g sandwiched between them.

第3の画素群403は、AF画素11、13の両方を有していなくてもよい。第2の画素群402がG画素12g及びAF画素11を有し、第3の画素群403がG画素12g及びAF画素13を有していてもよい。また、第3の画素群403は、第2の画素群402のB画素12bが配置される複数の列にAF画素11、13を有しているが、第2の画素群402のB画素12bが配置される複数の列の一部にAF画素11、13を有していてもよい。図3の2つの画素11のいずれか一方、また、2つの画素13のいずれか一方を省略してもよい。第3の画素群403は、AF画素11、13の少なくとも一方とG画素12gとB画素12bとを有していてもよい。 The third pixel group 403 does not have to have both AF pixels 11 and 13. The second pixel group 402 may have the G pixel 12g and the AF pixel 11, and the third pixel group 403 may have the G pixel 12g and the AF pixel 13. The third pixel group 403 has the AF pixels 11 and 13 in multiple columns in which the B pixels 12b of the second pixel group 402 are arranged, but may have the AF pixels 11 and 13 in some of the multiple columns in which the B pixels 12b of the second pixel group 402 are arranged. Either one of the two pixels 11 in FIG. 3 or either one of the two pixels 13 may be omitted. The third pixel group 403 may have at least one of the AF pixels 11 and 13, the G pixel 12g, and the B pixel 12b.

図3は、第1の実施の形態に係る撮像素子22の撮像画素及びAF画素の構成例を示す図である。図3は、撮像素子22に設けられた画素のうち、1つの撮像画素12と、1つのAF画素11と、1つのAF画素13とを示している。上述したように、撮影光学系31を通過した光は、主にZ軸プラス方向へ向かって撮像素子22に入射する。撮影光学系31の射出瞳を略2等分した一方の第1の瞳領域を通過した光束を第1の光束61として実線矢印で示し、略2等分した他方の第2の瞳領域を通過した光束を第2の光束62として破線矢印で示す。 Figure 3 is a diagram showing an example of the configuration of the imaging pixels and AF pixels of the imaging element 22 according to the first embodiment. Figure 3 shows one imaging pixel 12, one AF pixel 11, and one AF pixel 13 among the pixels provided in the imaging element 22. As described above, light that has passed through the imaging optical system 31 is incident on the imaging element 22 mainly in the positive direction of the Z axis. The light flux that has passed through the first pupil region, which is one of the approximately halved exit pupils of the imaging optical system 31, is shown by a solid arrow as the first light flux 61, and the light flux that has passed through the second pupil region, which is the other of the approximately halved exit pupils, is shown by a dashed arrow as the second light flux 62.

撮像素子22は、基板110と、基板110に積層して設けられる配線層111とを備える。基板110は、シリコン等の半導体基板により構成される。配線層111は、導体膜(金属膜)及び絶縁膜を含む配線層であり、複数の配線やビアなどが配置される。導体膜には、銅、アルミニウム、タングステン等が用いられる。絶縁膜は、酸化膜や窒化膜などで構成される。 The imaging element 22 includes a substrate 110 and a wiring layer 111 that is laminated on the substrate 110. The substrate 110 is made of a semiconductor substrate such as silicon. The wiring layer 111 is a wiring layer that includes a conductor film (metal film) and an insulating film, and has multiple wirings, vias, and the like arranged therein. The conductor film is made of copper, aluminum, tungsten, or the like. The insulating film is made of an oxide film, a nitride film, or the like.

AF画素11、撮像画素12、及びAF画素13には、それぞれ、マイクロレンズ44と、第1の平坦化層81と、カラーフィルタ51と、第2の平坦化層82と、保護層83と、第1の電極45aと、光電変換部42と、第2の電極45bと、配線53を介して第2の電極45bに接続された蓄積部54とが設けられる。マイクロレンズ44は、図3において上方から撮影光学系31を介して入射された光を集光する。図3に示す例では、AF画素11、13と撮像画素12には、それぞれ、Gのカラーフィルタ51が配置されている。図3は、図2の画素群403の±X方向に延びる切断線で切断した縦断面図である。 The AF pixel 11, the imaging pixel 12, and the AF pixel 13 each include a microlens 44, a first planarization layer 81, a color filter 51, a second planarization layer 82, a protective layer 83, a first electrode 45a, a photoelectric conversion unit 42, a second electrode 45b, and a storage unit 54 connected to the second electrode 45b via a wiring 53. The microlens 44 collects light incident from above through the imaging optical system 31 in FIG. 3. In the example shown in FIG. 3, the AF pixels 11 and 13 and the imaging pixel 12 each include a G color filter 51. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the pixel group 403 in FIG. 2 cut along a cutting line extending in the ±X direction.

第1の平坦化層(平坦化膜)81は、樹脂等の有機材料により構成され、マイクロレンズ44とカラーフィルタ51との間に設けられる。第2の平坦化層(平坦化膜)82は、樹脂等の有機材料により構成され、カラーフィルタ51と光電変換部42との間に設けられる。また、第2の平坦化層82の一部は、カラーフィルタ51と吸収部43との間に設けられ、第2の平坦化層82の他の一部は、吸収部43と第1の電極45aとの間に設けられる。保護層(保護膜)83は、例えば有機材料により構成され、吸収部43と光電変換部42との間に設けられる。保護層83は、第1の電極45aや光電変換部42を保護する。なお、光が入射する方向において、吸収部43は、第2の平坦化層82の上に設けられてもよいし、第2の平坦化層82の下に設けられてもよい。吸収部43は、保護層83の上に設けられてもよいし、保護層83の下に設けられてもよい。また、吸収部43は、保護層83内に設けられてもよい。吸収部43は、第2の平坦化層82や保護層83と同一部材であってもよい。 The first planarization layer (planarization film) 81 is made of an organic material such as resin and is provided between the microlens 44 and the color filter 51. The second planarization layer (planarization film) 82 is made of an organic material such as resin and is provided between the color filter 51 and the photoelectric conversion unit 42. A part of the second planarization layer 82 is provided between the color filter 51 and the absorbing unit 43, and another part of the second planarization layer 82 is provided between the absorbing unit 43 and the first electrode 45a. The protective layer (protective film) 83 is made of, for example, an organic material and is provided between the absorbing unit 43 and the photoelectric conversion unit 42. The protective layer 83 protects the first electrode 45a and the photoelectric conversion unit 42. In addition, in the direction in which light is incident, the absorbing unit 43 may be provided on the second planarization layer 82 or may be provided under the second planarization layer 82. The absorbing portion 43 may be provided on the protective layer 83 or may be provided under the protective layer 83. The absorbing portion 43 may also be provided within the protective layer 83. The absorbing portion 43 may be made of the same material as the second planarization layer 82 and the protective layer 83.

光電変換部42は、有機材料からなる光電変換膜によって構成される。光電変換部42は、入射した光を電荷に変換する。第1の電極45aは、透明な電極であり、ITO(酸化インジウムスズ)、酸化チタン、酸化亜鉛などにより形成される。第2の電極45bは、アルミニウムやタングステン等の金属材料により構成される。 The photoelectric conversion unit 42 is composed of a photoelectric conversion film made of an organic material. The photoelectric conversion unit 42 converts incident light into an electric charge. The first electrode 45a is a transparent electrode and is made of ITO (indium tin oxide), titanium oxide, zinc oxide, or the like. The second electrode 45b is made of a metal material such as aluminum or tungsten.

第1の電極45aは、図3に示すように、複数の画素の光電変換部42に共通の電極であり、光電変換部42の一方の面側に配置される。第2の電極45bは、画素毎に、光電変換部42の他方の面側に配置される。このように、第1の電極45a及び第2の電極45bは、光電変換部42を挟んで配置される。第1の電極45aは、光電変換部42の上部の電極であり、第2の電極45bは、光電変換部42の下部の電極である。第2の電極45bは、配線層111に設けられた配線53を介して、蓄積部54に電気的に接続されている。 As shown in FIG. 3, the first electrode 45a is an electrode common to the photoelectric conversion units 42 of multiple pixels, and is disposed on one side of the photoelectric conversion unit 42. The second electrode 45b is disposed on the other side of the photoelectric conversion unit 42 for each pixel. In this manner, the first electrode 45a and the second electrode 45b are disposed on either side of the photoelectric conversion unit 42. The first electrode 45a is an upper electrode of the photoelectric conversion unit 42, and the second electrode 45b is a lower electrode of the photoelectric conversion unit 42. The second electrode 45b is electrically connected to the storage unit 54 via a wiring 53 provided in the wiring layer 111.

AF画素11、13は、それぞれ、マイクロレンズ44及びカラーフィルタ51を透過(通過)した光束の一部を吸収する吸収部43を有する。吸収部43は、カラーフィルタ51と光電変換部42との間に位置し、光電変換部42の第1の電極45aの上方に設けられる。本実施の形態では、吸収部43は、第2の平坦化層82内に設けられる。図3に示す例では、第2の平坦化層82の一部の領域に、吸収部43が設けられている。 The AF pixels 11 and 13 each have an absorbing portion 43 that absorbs a portion of the light beam transmitted (passed) through the microlens 44 and the color filter 51. The absorbing portion 43 is located between the color filter 51 and the photoelectric conversion portion 42, and is provided above the first electrode 45a of the photoelectric conversion portion 42. In this embodiment, the absorbing portion 43 is provided in the second planarization layer 82. In the example shown in FIG. 3, the absorbing portion 43 is provided in a partial region of the second planarization layer 82.

吸収部43は、顔料等の有機材料により構成され、可視光の波長域の光を吸収する特性を有するフィルタ(黒フィルタ)である。吸収部43の波長530nmの入射光に対する消衰係数をkとすると、k=0.15~0.20程度となる。なお、吸収部43は、消衰係数k=0.1~0.30程度となるように形成してもよい。 The absorbing section 43 is a filter (black filter) made of organic materials such as pigments, and has the property of absorbing light in the visible wavelength range. If the extinction coefficient of the absorbing section 43 for incident light with a wavelength of 530 nm is k, then k = approximately 0.15 to 0.20. The absorbing section 43 may be formed so that the extinction coefficient k = approximately 0.1 to 0.30.

AF画素11の吸収部43は、光電変換部42のほぼ左半分(光電変換部42の-X方向側)の領域に対応して配置される。AF画素11の吸収部43は、光が入射する方向(Z軸方向)と交差する面(XY平面)において、AF画素11の光電変換部42の中心よりも-X方向側の領域に少なくとも一部が配置される。AF画素11の領域46は、光電変換部42のほぼ右半分(光電変換部42の+X方向側)の領域に対応した領域である。AF画素11の領域46は、光が入射する方向(Z軸方向)と交差する面(XY平面)において、AF画素11の光電変換部42の中心よりも+X方向側の領域に少なくとも一部が配置される領域である。 The absorbing portion 43 of the AF pixel 11 is disposed in correspondence with an area of approximately the left half of the photoelectric conversion portion 42 (the -X direction side of the photoelectric conversion portion 42). At least a portion of the absorbing portion 43 of the AF pixel 11 is disposed in an area on the -X direction side of the center of the photoelectric conversion portion 42 of the AF pixel 11 in a plane (XY plane) intersecting with the direction in which light is incident (Z axis direction). The region 46 of the AF pixel 11 is an area corresponding to an area of approximately the right half of the photoelectric conversion portion 42 (the +X direction side of the photoelectric conversion portion 42). The region 46 of the AF pixel 11 is an area on the +X direction side of the center of the photoelectric conversion portion 42 of the AF pixel 11 in a plane (XY plane) intersecting with the direction in which light is incident (Z axis direction).

他方、AF画素13の吸収部43は、光電変換部42のほぼ右半分(光電変換部42の+X方向側)の領域に対応して配置される。AF画素13の吸収部43は、光が入射する方向(Z軸方向)と交差する面(XY平面)において、AF画素13の光電変換部42の中心よりも+X方向側の領域に少なくとも一部が配置される。AF画素13の領域46は、光電変換部42のほぼ左半分(光電変換部42の-X方向側)の領域に対応した領域である。AF画素13の領域46は、光が入射する方向(Z軸方向)と交差する面(XY平面)において、AF画素13の光電変換部42の中心よりも-X方向側の領域に少なくとも一部が配置される領域である。 On the other hand, the absorbing portion 43 of the AF pixel 13 is disposed in correspondence with an area of approximately the right half of the photoelectric conversion portion 42 (the +X direction side of the photoelectric conversion portion 42). At least a portion of the absorbing portion 43 of the AF pixel 13 is disposed in an area on the +X direction side of the center of the photoelectric conversion portion 42 of the AF pixel 13 on a plane (XY plane) intersecting with the direction in which light is incident (Z axis direction). The region 46 of the AF pixel 13 is an area corresponding to an area of approximately the left half of the photoelectric conversion portion 42 (the -X direction side of the photoelectric conversion portion 42). The region 46 of the AF pixel 13 is an area on the -X direction side of the center of the photoelectric conversion portion 42 of the AF pixel 13 on a plane (XY plane) intersecting with the direction in which light is incident (Z axis direction).

AF画素11では、マイクロレンズ44及びカラーフィルタ51を透過した光束のうちの第2の光束62の一部は、吸収部43で吸収される。また、AF画素11では、マイクロレンズ44及びカラーフィルタ51を透過した光束のうちの第1の光束61は、領域46を透過して光電変換部42に入射する。AF画素11の領域46は、マイクロレンズ44及びカラーフィルタ51を通過した第1の光束61が光電変換部42に入射することを許容する開口として作用する。 In the AF pixel 11, a part of the second light beam 62 of the light beam transmitted through the microlens 44 and the color filter 51 is absorbed by the absorbing section 43. In the AF pixel 11, a first light beam 61 of the light beam transmitted through the microlens 44 and the color filter 51 passes through the region 46 and enters the photoelectric conversion section 42. The region 46 of the AF pixel 11 acts as an opening that allows the first light beam 61 that has passed through the microlens 44 and the color filter 51 to enter the photoelectric conversion section 42.

AF画素11の光電変換部42は、第1の光束61を受光し、第1の光束61を光電変換して電荷を生成する。なお、吸収部43を透過した光の一部も、光電変換部42に入射する。AF画素11の光電変換部42は、吸収部43を透過した光の一部を光電変換して電荷を生成する。 The photoelectric conversion unit 42 of the AF pixel 11 receives the first light beam 61 and photoelectrically converts the first light beam 61 to generate an electric charge. Note that a portion of the light that has passed through the absorbing unit 43 also enters the photoelectric conversion unit 42. The photoelectric conversion unit 42 of the AF pixel 11 photoelectrically converts a portion of the light that has passed through the absorbing unit 43 to generate an electric charge.

他方、AF画素13では、マイクロレンズ44及びカラーフィルタ51を透過した光束のうちの第1の光束61の一部は、吸収部43で遮光される。また、AF画素13では、マイクロレンズ44及びカラーフィルタ51を透過した光束のうちの第2の光束62は、領域46を透過して光電変換部42に入射する。AF画素13の領域46は、マイクロレンズ44及びカラーフィルタ51を通過した第2の光束62が光電変換部42に入射することを許容する開口として作用する。 On the other hand, in the AF pixel 13, a part of the first light beam 61 of the light beam transmitted through the microlens 44 and the color filter 51 is blocked by the absorbing section 43. Also, in the AF pixel 13, a second light beam 62 of the light beam transmitted through the microlens 44 and the color filter 51 passes through the region 46 and enters the photoelectric conversion section 42. The region 46 of the AF pixel 13 acts as an opening that allows the second light beam 62 that has passed through the microlens 44 and the color filter 51 to enter the photoelectric conversion section 42.

AF画素13の光電変換部42は、第2の光束62を受光し、第2の光束62を光電変換して電荷を生成する。なお、吸収部43を透過した光の一部も、光電変換部42に入射する。AF画素13の光電変換部42は、吸収部43を透過した光の一部を光電変換して電荷を生成する。 The photoelectric conversion unit 42 of the AF pixel 13 receives the second light beam 62 and photoelectrically converts the second light beam 62 to generate an electric charge. Note that a portion of the light that has passed through the absorbing unit 43 also enters the photoelectric conversion unit 42. The photoelectric conversion unit 42 of the AF pixel 13 photoelectrically converts a portion of the light that has passed through the absorbing unit 43 to generate an electric charge.

撮像画素12では、撮影光学系31の射出瞳の第1及び第2の瞳領域をそれぞれ通過した第1及び第2の光束61、62が、マイクロレンズ44及びカラーフィルタ51を介して光電変換部42に入射する。撮像画素12の光電変換部42は、第1及び第2の光束61、62を光電変換して電荷を生成する。 In the imaging pixel 12, the first and second light beams 61 and 62 that pass through the first and second pupil regions of the exit pupil of the imaging optical system 31, respectively, are incident on the photoelectric conversion unit 42 via the microlens 44 and the color filter 51. The photoelectric conversion unit 42 of the imaging pixel 12 photoelectrically converts the first and second light beams 61 and 62 to generate electric charges.

各画素の光電変換部42で光電変換された電荷は、その画素の第1の電極45a及び第2の電極45bによって、配線53を介して蓄積部54に転送される。蓄積部54は、蓄積部54に転送された電荷を蓄積(保持)する。各画素は、不図示の増幅トランジスタを有し、蓄積部54に蓄積された電荷に基づく信号を出力する。第1の電極45a及び第2の電極45bは、光電変換部42で生成された電荷に基づく信号を出力する出力部の一部を構成する。 The charge photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit 42 of each pixel is transferred to the storage unit 54 via the wiring 53 by the first electrode 45a and second electrode 45b of that pixel. The storage unit 54 accumulates (holds) the charge transferred to the storage unit 54. Each pixel has an amplification transistor (not shown) and outputs a signal based on the charge accumulated in the storage unit 54. The first electrode 45a and second electrode 45b form part of an output unit that outputs a signal based on the charge generated by the photoelectric conversion unit 42.

AF画素11は、第1の瞳領域を通過した第1の光束61を光電変換して蓄積された電荷に基づく第1の信号Sig1を出力する。AF画素13は、第2の瞳領域を通過した第2の光束62を光電変換して蓄積された電荷に基づく第2の信号Sig2を出力する。撮像画素12は、第1の光束61及び第2の光束62を光電変換して蓄積された電荷に基づく信号を出力する。 The AF pixel 11 outputs a first signal Sig1 based on the electric charge accumulated by photoelectrically converting the first light beam 61 that has passed through the first pupil region. The AF pixel 13 outputs a second signal Sig2 based on the electric charge accumulated by photoelectrically converting the second light beam 62 that has passed through the second pupil region. The imaging pixel 12 outputs a signal based on the electric charge accumulated by photoelectrically converting the first light beam 61 and the second light beam 62.

各画素から出力された信号は、基板110に配置された不図示の信号処理部に入力されて信号処理が施された後に、カメラ1のボディ制御部21に出力される。この信号処理部には、画素から出力された信号をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換部(AD変換部)が含まれる。 The signals output from each pixel are input to a signal processing unit (not shown) arranged on the substrate 110, where they are subjected to signal processing, and then output to the body control unit 21 of the camera 1. This signal processing unit includes an analog/digital conversion unit (AD conversion unit) that converts the signals output from the pixels into digital signals.

なお、図2及び図3においては、AF画素11、13は、行方向(±X方向)に配置されたが、列方向(±Y方向)に配置されてもよい。AF画素11、13が列方向に配置された場合には、AF画素11の吸収部43が光電変換部42のほぼ上半分と下半分の一方の領域に対応して配置され、AF画素13の吸収部43が光電変換部42のほぼ上半分と下半分の他方の領域に対応して配置される。例えば、AF画素11の吸収部43は、AF画素11の光電変換部42の中心よりも+Y方向側の領域に少なくとも一部が配置される。AF画素13の吸収部43は、AF画素13の光電変換部42の中心よりも-Y方向側の領域に少なくとも一部が配置される。 2 and 3, the AF pixels 11 and 13 are arranged in the row direction (±X direction), but may be arranged in the column direction (±Y direction). When the AF pixels 11 and 13 are arranged in the column direction, the absorbing portion 43 of the AF pixel 11 is arranged corresponding to one of the regions of approximately the upper half or lower half of the photoelectric conversion portion 42, and the absorbing portion 43 of the AF pixel 13 is arranged corresponding to the other region of approximately the upper half or lower half of the photoelectric conversion portion 42. For example, at least a part of the absorbing portion 43 of the AF pixel 11 is arranged in a region on the +Y direction side of the center of the photoelectric conversion portion 42 of the AF pixel 11. At least a part of the absorbing portion 43 of the AF pixel 13 is arranged in a region on the -Y direction side of the center of the photoelectric conversion portion 42 of the AF pixel 13.

上述したように、AF画素11及びAF画素13では、光が入射する方向と交差する方向において互いに異なる位置に吸収部43が設けられる。AF画素11の吸収部43は第2の光束62の一部を吸収し、AF画素13の吸収部43は第1の光束61の一部を吸収する。これにより、AF画素11の光電変換部42は、第1の光束61を主に受光し、AF画素13の光電変換部42は、第2の光束62を主に受光する。AF画素11から出力される第1の信号Sig1は、第1の瞳領域を通過する光による信号成分が多く、AF画素13から出力される第2の信号Sig2は、第2の瞳領域を通過する光による信号成分が多い。このため、AF画素11から出力される第1の信号Sig1及びAF画素13から出力される第2の信号Sig2を用いることで、被写体像の位相差の情報を得ることができ、デフォーカス量を算出することができる。 As described above, the AF pixel 11 and the AF pixel 13 have the absorbing portion 43 at different positions in the direction intersecting the direction in which light is incident. The absorbing portion 43 of the AF pixel 11 absorbs a part of the second light flux 62, and the absorbing portion 43 of the AF pixel 13 absorbs a part of the first light flux 61. As a result, the photoelectric conversion portion 42 of the AF pixel 11 mainly receives the first light flux 61, and the photoelectric conversion portion 42 of the AF pixel 13 mainly receives the second light flux 62. The first signal Sig1 output from the AF pixel 11 has a large signal component due to light passing through the first pupil region, and the second signal Sig2 output from the AF pixel 13 has a large signal component due to light passing through the second pupil region. Therefore, by using the first signal Sig1 output from the AF pixel 11 and the second signal Sig2 output from the AF pixel 13, information on the phase difference of the subject image can be obtained and the defocus amount can be calculated.

また、本実施の形態では、吸収部43は、可視光をほとんど反射せずに吸収する材料により構成される。このため、反射による迷光を低減することができ、各画素で生成される信号などに影響を与えることを回避することができる。更に、吸収部43と第1の電極45aの間に、第2の平坦化層(平坦化膜)82の一部が配置される。これにより、吸収部43の平坦性を向上させることができ、各画素の吸収部43の特性にバラツキが生じることを抑制できる。なお、第2の平坦化層82を設けずに、光電変換部42の第1の電極45aの上に吸収部43を配置するようにしてもよい。 In addition, in this embodiment, the absorbing portion 43 is made of a material that absorbs visible light with almost no reflection. This makes it possible to reduce stray light due to reflection and to avoid affecting signals generated in each pixel. Furthermore, a part of the second planarization layer (planarization film) 82 is disposed between the absorbing portion 43 and the first electrode 45a. This makes it possible to improve the planarization of the absorbing portion 43 and to suppress variations in the characteristics of the absorbing portion 43 of each pixel. Note that the absorbing portion 43 may be disposed on the first electrode 45a of the photoelectric conversion portion 42 without providing the second planarization layer 82.

位相差検出のための金属材料からなる遮光膜(金属遮光膜)を、有機材料からなる光電変換膜が配置された撮像素子に形成しようとすると、金属遮光膜を所定のパターン状に形成するためのエッチングを行う必要があり、光電変換膜や透明電極などの他の層(膜)にダメージを与えるおそれがある。この場合、光電変換膜や透明電極の特性が悪化し、暗電流が増加することや、画素の信号の品質低下が生じて焦点検出精度が低下することが考えられる。また、光電変換膜の直上部に金属遮光膜を配置すると、金属遮光膜と光電変換膜との間や、金属遮光膜と画素を制御するための信号線との間に負荷容量(寄生容量)が生じてしまい、画素を高速に駆動できなくなり、撮像素子22の高速な動作ができないおそれがある。 When attempting to form a light-shielding film (metal light-shielding film) made of a metal material for phase difference detection on an image sensor on which a photoelectric conversion film made of an organic material is arranged, etching is required to form the metal light-shielding film in a predetermined pattern, which may damage other layers (films) such as the photoelectric conversion film and transparent electrodes. In this case, it is considered that the characteristics of the photoelectric conversion film and transparent electrodes will deteriorate, dark current will increase, and the quality of the pixel signal will decrease, resulting in a decrease in focus detection accuracy. In addition, if a metal light-shielding film is arranged directly above the photoelectric conversion film, load capacitance (parasitic capacitance) will be generated between the metal light-shielding film and the photoelectric conversion film, and between the metal light-shielding film and the signal line for controlling the pixel, making it impossible to drive the pixel at high speed, and there is a risk that the image sensor 22 will not be able to operate at high speed.

また、一般的に、有機膜中に金属膜を形成することは困難であり、有機材料からなる平坦化膜中に金属遮光膜を配置することは困難となる。このため、金属遮光膜を配置した場合に、画素間の段差が生じて、各画素の特性にバラツキが生じるおそれがある。そもそも、有機材料からなる光電変換膜の上部に、金属遮光膜が形成できないことも考えられる。 In addition, it is generally difficult to form a metal film in an organic film, and it is also difficult to arrange a metal light-shielding film in a planarizing film made of an organic material. For this reason, when a metal light-shielding film is arranged, there is a risk that a step will occur between pixels, causing variations in the characteristics of each pixel. In the first place, it may be impossible to form a metal light-shielding film on top of a photoelectric conversion film made of an organic material.

一方、本実施の形態では、撮像素子22には有機材料からなる遮光膜が設けられる。有機材料からなる遮光膜を形成する場合は、金属遮光膜用のエッチング液を用いる必要はなく、フォトレジスト(例えばネガレジスト)用の現像液を用いて、有機材料からなる遮光膜がパターン状に形成される。このため、他の層にダメージを与えることを抑制し、画素の特性が悪化することを防ぐことができる。また、上述のような負荷容量が生じることを防ぐことができ、処理速度の低下が生じることを回避することができる。 On the other hand, in this embodiment, the imaging element 22 is provided with a light-shielding film made of an organic material. When forming a light-shielding film made of an organic material, there is no need to use an etching solution for a metal light-shielding film, and the light-shielding film made of an organic material is formed in a pattern using a developer for a photoresist (e.g., a negative resist). This makes it possible to suppress damage to other layers and prevent deterioration of pixel characteristics. In addition, it is possible to prevent the load capacitance as described above from occurring, and to avoid a decrease in processing speed.

次に、本実施の形態に係るカメラ1の動作例について説明する。カメラ1は、操作部25の電源スイッチが操作されると、撮像素子22からAF画素11の第1の信号Sig1、AF画素13の第2の信号Sig2、及び撮像画素12の信号が、順次出力される。ボディ制御部21の焦点検出部21bは、撮像素子22のAF画素11、13から出力される第1の信号Sig1及び第2の信号Sigを用いて、位相差検出方式によりデフォーカス量を算出する。レンズ制御部32は、焦点検出部21bにより算出されたデフォーカス量に基づき、撮影光学系31のフォーカスレンズを合焦位置に移動して焦点調節する。なお、フォーカスレンズを移動する代わりに、撮像素子22を撮影光学系31の光軸L1方向に移動するようにしてもよい。 Next, an example of the operation of the camera 1 according to this embodiment will be described. When the power switch of the operation unit 25 of the camera 1 is operated, the first signal Sig1 of the AF pixel 11, the second signal Sig2 of the AF pixel 13, and the signal of the imaging pixel 12 are sequentially output from the imaging element 22. The focus detection unit 21b of the body control unit 21 calculates the defocus amount by a phase difference detection method using the first signal Sig1 and the second signal Sig output from the AF pixels 11 and 13 of the imaging element 22. The lens control unit 32 adjusts the focus by moving the focus lens of the imaging optical system 31 to a focus position based on the defocus amount calculated by the focus detection unit 21b. Note that instead of moving the focus lens, the imaging element 22 may be moved in the direction of the optical axis L1 of the imaging optical system 31.

ボディ制御部21の画像データ生成部21aは、撮像素子22の撮像画素12から出力される信号に基づき、画像データを生成する。画像データ生成部21aは、被写体のスルー画像(ライブビュー画像)用の画像データや、記録用の画像データを生成する。表示部24は、スルー画像用の画像データに基づいて画像を表示する。記録用の画像データは、メモリ23に記録される。 The image data generating unit 21a of the body control unit 21 generates image data based on signals output from the imaging pixels 12 of the image sensor 22. The image data generating unit 21a generates image data for a through image (live view image) of the subject and image data for recording. The display unit 24 displays an image based on the image data for the through image. The image data for recording is recorded in the memory 23.

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)撮像素子22は、光学系を透過した第1の光61及び第2の光61が入射する第1のマイクロレンズ44と、光を光電変換して電荷を生成する第1の光電変換部42と、第1のマイクロレンズ44及び第1の光電変換部42の間に設けられ、第1のマイクロレンズ44を透過した第2の光62の一部を吸収する第1の吸収部43とを有する第1画素11と、第1の光61及び第2の光62が入射する第2のマイクロレンズ44と、光を光電変換して電荷を生成する第2の光電変換部42と、第2のマイクロレンズ44及び第2の光電変換部42の間に設けられ、第2のマイクロレンズ44を透過した第1の光61の一部を吸収する第2の吸収部43とを有する第2画素13と、を備える。本実施の形態では、撮像素子22には、第2の光束62の一部を吸収する吸収部43を有するAF画素11と、第1の光束61の一部を吸収する吸収部43を有するAF画素13とが配置される。このため、AF画素11およびAF画素13から出力された信号を用いることで、被写体像の位相差の情報を得ることができる。AF画素11およびAF画素13から出力された信号を用いて像ズレ量を算出し、デフォーカス量を算出することが可能となる。
According to the above-described embodiment, the following advantageous effects can be obtained.
(1) The image sensor 22 includes a first pixel 11 having a first microlens 44 on which a first light 61 and a second light 61 that have passed through the optical system are incident, a first photoelectric conversion unit 42 that performs photoelectric conversion of the light to generate an electric charge, and a first absorption unit 43 that is provided between the first microlens 44 and the first photoelectric conversion unit 42 and absorbs a portion of the second light 62 that has passed through the first microlens 44; and a second pixel 13 having a second microlens 44 on which the first light 61 and the second light 62 are incident, the second photoelectric conversion unit 42 that performs photoelectric conversion of the light to generate an electric charge, and the second absorption unit 43 that is provided between the second microlens 44 and the second photoelectric conversion unit 42 and absorbs a portion of the first light 61 that has passed through the second microlens 44. In this embodiment, the image sensor 22 is provided with an AF pixel 11 having an absorbing portion 43 that absorbs a portion of the second light flux 62, and an AF pixel 13 having an absorbing portion 43 that absorbs a portion of the first light flux 61. For this reason, information on the phase difference of the subject image can be obtained by using signals output from the AF pixel 11 and the AF pixel 13. It is possible to calculate the amount of image shift and the amount of defocus by using the signals output from the AF pixel 11 and the AF pixel 13.

(2)撮像装置1は、撮像素子22と、第1信号Sig1と第2信号Sig2とに基づいて、光学系の焦点検出を行う検出部(焦点検出部21b)と、を備える。本実施の形態では、撮像素子22は、第1の光束61を光電変換した電荷に基づく第1の信号Sig1と、第2の光束62を光電変換した電荷に基づく第2の信号Sig2とを、ボディ制御部21に出力する。このため、ボディ制御部21の焦点検出部21bは、第1の信号Sig1及び第2の信号Sig2を用いてデフォーカス量を算出することができる。カメラ1は、焦点検出部21bにより算出されたデフォーカス量に基づいて、焦点調節を行うことができる。 (2) The imaging device 1 includes an image sensor 22 and a detector (focus detector 21b) that detects the focus of the optical system based on the first signal Sig1 and the second signal Sig2. In this embodiment, the image sensor 22 outputs to the body control unit 21 a first signal Sig1 based on the charge obtained by photoelectrically converting the first light beam 61, and a second signal Sig2 based on the charge obtained by photoelectrically converting the second light beam 62. Therefore, the focus detector 21b of the body control unit 21 can calculate the defocus amount using the first signal Sig1 and the second signal Sig2. The camera 1 can perform focus adjustment based on the defocus amount calculated by the focus detector 21b.

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。 The following modifications are also within the scope of the present invention, and one or more of the modifications may be combined with the above-described embodiment.

(変形例1)
図4は、変形例1に係る撮像素子の画素の構成例を示す図である。本変形例に係る撮像素子22は、隣り合う画素の間に設けられる吸収部47を有する。図4に示す例では、吸収部47は、第2の平坦化層82内であって、隣り合う画素の境界部に設けられる。カメラ1では、撮影光学系31を通過した光がカメラボディ2の筐体内や撮像素子22のマイクロレンズ44で反射されること等に起因して、異常光(ゴースト光)が生じ、各画素のマイクロレンズ44には入射角が大きな光が入射する場合がある。
(Variation 1)
4 is a diagram showing an example of the configuration of pixels of an image sensor according to the first modification. The image sensor 22 according to this modification has an absorbing portion 47 provided between adjacent pixels. In the example shown in FIG. 4, the absorbing portion 47 is provided in the second planarization layer 82 at the boundary between adjacent pixels. In the camera 1, abnormal light (ghost light) may occur due to light passing through the photographing optical system 31 being reflected by the inside of the housing of the camera body 2 or the microlens 44 of the image sensor 22, and light with a large angle of incidence may be incident on the microlens 44 of each pixel.

本変形例では、マイクロレンズ44及びカラーフィルタ51を透過したゴースト光の一部は、吸収部47に入射し、吸収部47によって吸収される。これにより、或る画素からその隣の画素の光電変換部42へ漏れる光を低減することができる。このため、画素により生成される信号に、隣接する画素から漏れた光による信号成分が混入することを抑制することができる。AF画素11、13から出力される信号を用いて算出されるデフォーカス量の精度が低下することや、撮像画素12から出力される信号を用いて生成される画像の画質が低下することを防ぐことができる。なお、上記の説明は、入射角の大きい種々の入射光の影響に当てはまるものである。 In this modified example, a portion of the ghost light that passes through the microlens 44 and the color filter 51 enters the absorbing portion 47 and is absorbed by the absorbing portion 47. This reduces the light that leaks from a pixel to the photoelectric conversion portion 42 of the adjacent pixel. This prevents the signal generated by the pixel from being mixed with a signal component due to light leaking from an adjacent pixel. This prevents a decrease in the accuracy of the defocus amount calculated using the signals output from the AF pixels 11 and 13, and a decrease in the image quality of the image generated using the signal output from the imaging pixel 12. Note that the above description applies to the effects of various types of incident light with large angles of incidence.

(変形例2)
吸収部を、吸収部の上部と下部とで互いに異なる幅となるように形成してもよい。図5は、変形例2に係る撮像素子の画素の構成例を示す図である。図5に示すように、吸収部43の幅を、上方向(-Z方向側)へ行くほど、小さくしてもよい。吸収部43の上部の幅をWt1、吸収部43の下部の幅をWb1とすると、Wb1>Wt1となるように、吸収部43を形成する。この場合、吸収部43のエッジ部には、傾斜面48が形成される。吸収部43の上部の面積は、吸収部43の下部の面積よりも小さくなる。
(Variation 2)
The absorbing portion may be formed so that the upper and lower portions have different widths. FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of a pixel of an image sensor according to Modification 2. As shown in FIG. 5, the width of the absorbing portion 43 may be made smaller in the upward direction (-Z direction side). If the width of the upper portion of the absorbing portion 43 is Wt1 and the width of the lower portion of the absorbing portion 43 is Wb1, the absorbing portion 43 is formed so that Wb1>Wt1. In this case, an inclined surface 48 is formed at the edge portion of the absorbing portion 43. The area of the upper portion of the absorbing portion 43 is smaller than the area of the lower portion of the absorbing portion 43.

吸収部43の形状によって吸収部43の透過率が変わり、光電変換部42の受光量が変わる。このため、吸収部43に傾斜面48が無い場合(図3)と、吸収部43に傾斜面48がある場合(図5)とでは、AF画素に入射する光の入射角とAF画素から出力される信号の信号レベルとの関係が変化する。 The transmittance of the absorbing portion 43 changes depending on the shape of the absorbing portion 43, and the amount of light received by the photoelectric conversion portion 42 changes. Therefore, the relationship between the angle of incidence of light incident on the AF pixel and the signal level of the signal output from the AF pixel changes between when the absorbing portion 43 does not have an inclined surface 48 (FIG. 3) and when the absorbing portion 43 has an inclined surface 48 (FIG. 5).

図6は、入射角とAF画素の出力信号との関係を示す図である。図6において、縦軸はAF画素から出力される信号の信号レベルを示し、横軸はAF画素に入射する光の入射角を示す。波形61aは、傾斜面48が無い場合のAF画素11の出力信号の信号レベルを示し、波形61bは、傾斜面48がある場合のAF画素11の出力信号の信号レベルを示している。また、波形62aは、傾斜面48が無い場合のAF画素13の出力信号の信号レベルを示し、波形62bは、傾斜面48がある場合のAF画素13の出力信号の信号レベルを示している。これらの波形は、AF画素による瞳分割の性能を表し、AF性能に影響するパラメータとなる。 Figure 6 is a diagram showing the relationship between the angle of incidence and the output signal of the AF pixel. In Figure 6, the vertical axis indicates the signal level of the signal output from the AF pixel, and the horizontal axis indicates the angle of incidence of light incident on the AF pixel. Waveform 61a indicates the signal level of the output signal of AF pixel 11 when there is no inclined surface 48, and waveform 61b indicates the signal level of the output signal of AF pixel 11 when there is inclined surface 48. Waveform 62a indicates the signal level of the output signal of AF pixel 13 when there is no inclined surface 48, and waveform 62b indicates the signal level of the output signal of AF pixel 13 when there is inclined surface 48. These waveforms represent the performance of pupil division by the AF pixel, and are parameters that affect AF performance.

傾斜面48がない場合の波形(61a、62a)と、傾斜面48がある場合の波形(61b、62b)とを比較すると、傾斜面48がある場合の方が、波形の傾きが緩くなる。傾斜面48がある場合、入射角が小さくなる(0に近づく)につれて、入射光が吸収部43により徐々に吸収されていくので、波形(61b、62b)の傾きが緩くなる。このように、吸収部43の端部に傾斜面48を設けることで、AF画素の瞳分割特性を変更することができる。 Comparing the waveforms (61a, 62a) when there is no inclined surface 48 with the waveforms (61b, 62b) when there is an inclined surface 48, the inclination of the waveform is gentler when there is an inclined surface 48. When there is an inclined surface 48, as the angle of incidence becomes smaller (approaching 0), the incident light is gradually absorbed by the absorbing portion 43, and the inclination of the waveforms (61b, 62b) becomes gentler. In this way, by providing an inclined surface 48 at the end of the absorbing portion 43, it is possible to change the pupil division characteristics of the AF pixel.

吸収部43の端部の断面形状を直線的に変化するものでなく、図7(a)、(b)に示すように曲線等にしてもよい。また、図8に示すように、吸収部43の幅を、上方向(-Z方向側)へ行くほど、大きくしてもよい。吸収部43の上部の幅をWt2、吸収部43の下部の幅をWb2とすると、Wb2<Wt2となるように、吸収部43が形成される。吸収部43の上部の面積は、吸収部43の下部の面積よりも大きくなる。このように、吸収部43の形状を調整することにより、AF画素の瞳分割特性を調整することができる。また、傾斜面48の傾きが互いに異なる複数種類のAF画素対(AF画素11、AF画素13)を配置するようにしてもよい。この場合、カメラ1は、複数種類のAF画素対のうちから、焦点検出に用いるAF画素対を選択するようにしてもよい。 The cross-sectional shape of the end of the absorbing portion 43 may not change linearly, but may be curved as shown in Figs. 7(a) and (b). Also, as shown in Fig. 8, the width of the absorbing portion 43 may be increased upward (towards the -Z direction). If the width of the upper part of the absorbing portion 43 is Wt2 and the width of the lower part of the absorbing portion 43 is Wb2, the absorbing portion 43 is formed so that Wb2 < Wt2. The area of the upper part of the absorbing portion 43 is larger than the area of the lower part of the absorbing portion 43. In this way, the pupil division characteristics of the AF pixel can be adjusted by adjusting the shape of the absorbing portion 43. Also, multiple types of AF pixel pairs (AF pixel 11, AF pixel 13) whose inclinations of the inclined surface 48 are different from each other may be arranged. In this case, the camera 1 may select an AF pixel pair to be used for focus detection from among the multiple types of AF pixel pairs.

(変形例3)
一般に、撮像素子22の撮像面22aの中央部には、撮影光学系31の射出瞳を通過した光がほぼ垂直に入射するのに対し、中央部より外側に位置する周辺部、即ち撮像面22aの中央から離れた領域には、光が斜めに入射する。このため、各画素の吸収部43の面積や位置を、撮像素子22における画素の位置(例えば像高)によって異なるように構成してもよい。また、撮像素子22の撮像面22aの中央部と周辺部とでは、撮影光学系31の射出瞳の位置や射出瞳距離が異なる。このため、各画素の吸収部43の面積や位置を射出瞳の位置や射出瞳距離によって異なるように構成してもよい。これにより、撮影光学系31を介して光電変換部に入射する光量を多くすることや、光が斜めに入射する場合でもその状態において瞳分割を適切に行うことができる。
(Variation 3)
Generally, light passing through the exit pupil of the photographing optical system 31 is incident almost perpendicularly on the central part of the imaging surface 22a of the image sensor 22, whereas light is incident obliquely on the peripheral part located outside the central part, i.e., on the region away from the center of the imaging surface 22a. For this reason, the area and position of the absorbing part 43 of each pixel may be configured to be different depending on the position of the pixel in the image sensor 22 (e.g., image height). In addition, the position of the exit pupil and the exit pupil distance of the photographing optical system 31 are different between the central part and the peripheral part of the imaging surface 22a of the image sensor 22. For this reason, the area and position of the absorbing part 43 of each pixel may be configured to be different depending on the position of the exit pupil and the exit pupil distance. This makes it possible to increase the amount of light incident on the photoelectric conversion part via the photographing optical system 31, and to appropriately perform pupil division even when light is incident obliquely.

(変形例4)
上述した実施の形態では、光電変換部として光電変換膜を用いる例について説明した。しかし、光電変換部42を、無機材料からなる光電変換膜により構成するようにしてもよい。光電変換部としてフォトダイオードを用いるようにしてもよい。
(Variation 4)
In the above-described embodiment, an example in which a photoelectric conversion film is used as the photoelectric conversion unit has been described. However, the photoelectric conversion unit 42 may be configured with a photoelectric conversion film made of an inorganic material. A photodiode may be used as the photoelectric conversion unit.

(変形例5)
上述した実施の形態では、撮像素子22に、原色系(RGB)のカラーフィルタを用いる場合について説明したが、補色系(CMY)のカラーフィルタを用いるようにしてもよい。
(Variation 5)
In the above embodiment, a primary color (RGB) color filter is used in the imaging element 22, but a complementary color (CMY) color filter may be used.

(変形例6)
上述の実施の形態及び変形例で説明した撮像素子及び撮像装置は、カメラ、スマートフォン、タブレット、PCに内蔵のカメラ、車載カメラ、無人航空機(ドローン、ラジコン機等)に搭載されるカメラ等に適用されてもよい。
また、上述した吸収部を、可視光を遮光して赤外光を透過するフィルタ(バンドパスフィルタ)として用いてもよい。この場合、光電変換部が赤外光を効率よく受光して、赤外光を用いた焦点検出が可能となるため、本発明を、赤外光による画像が用いられるカメラ(例えば車載カメラや医療用のカメラ)にも適用することができる。
(Variation 6)
The imaging elements and imaging devices described in the above-mentioned embodiments and variant examples may be applied to cameras, cameras built into smartphones, tablets, PCs, in-vehicle cameras, cameras mounted on unmanned aerial vehicles (drones, radio-controlled aircraft, etc.), and the like.
The above-mentioned absorbing portion may be used as a filter (band pass filter) that blocks visible light and transmits infrared light. In this case, the photoelectric conversion portion efficiently receives the infrared light, enabling focus detection using the infrared light. Therefore, the present invention can be applied to a camera that uses images using infrared light (for example, an in-vehicle camera or a medical camera).

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these. Other embodiments that are conceivable within the scope of the technical concept of the present invention are also included within the scope of the present invention.

1…撮像装置、2…カメラボディ、3…交換レンズ、21…ボディ制御部、21a…画像データ生成部、21b…焦点検出部、22…撮像素子、31…撮影光学系、42…光電変換部、44…マイクロレンズ、43…吸収部、45a…第1の電極、45b…第2の電極、51…カラーフィルタ、81…第1の平坦化層、82…第2の平坦化層、110…基板 1...imaging device, 2...camera body, 3...interchangeable lens, 21...body control unit, 21a...image data generation unit, 21b...focus detection unit, 22...imaging element, 31...imaging optical system, 42...photoelectric conversion unit, 44...microlens, 43...absorption unit, 45a...first electrode, 45b...second electrode, 51...color filter, 81...first planarization layer, 82...second planarization layer, 110...substrate

Claims (16)

第1の方向に向かう第1の光と第2の方向に向かう第2の光とを透過する第1マイクロレンズと、
前記第1の方向に向かう第3の光と前記第2の方向に向かう第4の光とを透過する第2マイクロレンズと、
前記第1マイクロレンズを透過した前記第1の光を電荷に変換する第1光電変換部と、
前記第2マイクロレンズを透過した前記第4の光を電荷に変換する第2光電変換部と、
前記第1光電変換部で変換された電荷に基づく信号を出力するための第1電極と、
前記第2光電変換部で変換された電荷に基づく信号を出力するための第2電極と、
前記第1マイクロレンズを透過した前記第2の光を遮る遮光部であって、前記第1マイクロレンズと前記第1電極との間に設けられる有機材料の第1遮光部と
前記第2マイクロレンズを透過した前記第3の光を遮る遮光部であって、前記第2マイクロレンズと前記第2電極との間に設けられる有機材料の第2遮光部と
を備える撮像素子。
a first microlens that transmits a first light beam traveling in a first direction and a second light beam traveling in a second direction;
a second microlens that transmits a third light beam traveling in the first direction and a fourth light beam traveling in the second direction;
a first photoelectric conversion unit that converts the first light transmitted through the first microlens into an electric charge;
a second photoelectric conversion unit that converts the fourth light transmitted through the second microlens into an electric charge;
a first electrode for outputting a signal based on the charge converted by the first photoelectric conversion unit;
a second electrode for outputting a signal based on the charge converted by the second photoelectric conversion unit;
a first light-shielding portion that blocks the second light transmitted through the first microlens, the first light-shielding portion being made of an organic material and provided between the first microlens and the first electrode ;
a second light-shielding portion that blocks the third light transmitted through the second microlens, the second light-shielding portion being made of an organic material and provided between the second microlens and the second electrode;
An imaging element comprising:
請求項に記載の撮像素子において、
前記第1マイクロレンズは、光学系の第1領域を透過した前記第1の光と、前記第1領域とは異なる第2領域を透過した前記第2の光を透過し、
前記第2マイクロレンズは、前記第1領域を透過した前記第3の光と、前記第2領域を透過した前記第4の光とを透過する撮像素子。
2. The imaging device according to claim 1 ,
the first microlens transmits the first light having passed through a first region of an optical system and the second light having passed through a second region different from the first region;
The second microlens transmits the third light transmitted through the first region and the fourth light transmitted through the second region of the imaging element.
請求項または請求項に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部は、前記第1マイクロレンズを透過した前記第1の光と、前記第1マイクロレンズと前記第1遮光部とを透過した光と、を電荷に変換し、
前記第2光電変換部は、前記第2マイクロレンズを透過した前記第4の光と、前記第2マイクロレンズと前記第2遮光部とを透過した光と、を電荷に変換する撮像素子。
3. The imaging device according to claim 1 ,
the first photoelectric conversion unit converts the first light transmitted through the first microlens and the light transmitted through the first microlens and the first light-shielding unit into electric charges;
The second photoelectric conversion unit is an imaging element that converts the fourth light transmitted through the second microlens and the light transmitted through the second microlens and the second light blocking unit into electric charges.
請求項から請求項のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1マイクロレンズを透過した光が入射する方向と交差する方向において、前記第1遮光部の長さは、前記第1光電変換部側よりも前記第1マイクロレンズ側の方が短く、
前記第2マイクロレンズを透過した光が入射する方向と交差する方向において、前記第2遮光部の長さは、前記第2光電変換部側よりも前記第2マイクロレンズ側の方が短い撮像素子。
4. The imaging device according to claim 1 ,
a length of the first light-shielding portion is shorter on the first microlens side than on the first photoelectric conversion portion side in a direction intersecting a direction in which light transmitted through the first microlens is incident;
An imaging element, wherein in a direction intersecting a direction in which light transmitted through the second microlens is incident, the length of the second light-shielding portion is shorter on the second microlens side than on the second photoelectric conversion portion side.
請求項から請求項のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1マイクロレンズを透過した光が入射する方向と交差する方向において、前記第1遮光部の面積は、前記第1光電変換部側よりも前記第1マイクロレンズ側の方が小さく、
前記第2マイクロレンズを透過した光が入射する方向と交差する方向において、前記第2遮光部の面積は、前記第2光電変換部側よりも前記第2マイクロレンズ側の方が小さい撮像素子。
4. The imaging device according to claim 1 ,
an area of the first light-shielding portion is smaller on the first microlens side than on the first photoelectric conversion portion side in a direction intersecting a direction in which light transmitted through the first microlens is incident;
An imaging element, wherein an area of the second light-shielding portion is smaller on the second microlens side than on the second photoelectric conversion portion side in a direction intersecting a direction in which light transmitted through the second microlens is incident.
請求項から請求項のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1マイクロレンズを透過した光が入射する方向と交差する方向において、前記第1遮光部の長さは、前記第1光電変換部側よりも前記第1マイクロレンズ側の方が長く、
前記第2マイクロレンズを透過した光が入射する方向と交差する方向において、前記第2遮光部の長さは、前記第2光電変換部側よりも前記第2マイクロレンズ側の方が長い撮像素子。
4. The imaging device according to claim 1 ,
a length of the first light-shielding portion is longer on the first microlens side than on the first photoelectric conversion portion side in a direction intersecting a direction in which light transmitted through the first microlens is incident;
An imaging element, wherein in a direction intersecting a direction in which light transmitted through the second microlens is incident, the length of the second light-shielding portion is longer on the second microlens side than on the second photoelectric conversion portion side.
請求項から請求項のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1マイクロレンズを透過した光が入射する方向と交差する方向において、前記第1遮光部の面積は、前記第1光電変換部側よりも前記第1マイクロレンズ側の方が大きく、
前記第2マイクロレンズを透過した光が入射する方向と交差する方向において、前記第2遮光部の面積は、前記第2光電変換部側よりも前記第2マイクロレンズ側の方が大きい撮像素子。
4. The imaging device according to claim 1 ,
an area of the first light-shielding portion is larger on the first microlens side than on the first photoelectric conversion portion side in a direction intersecting a direction in which light transmitted through the first microlens is incident;
An imaging element, wherein in a direction intersecting a direction in which light transmitted through the second microlens is incident, an area of the second light-shielding portion is larger on the second microlens side than on the second photoelectric conversion portion side.
請求項から請求項のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1遮光部と、前記第1光電変換部との間に設けられる平坦化層または保護層を備え
前記第1光電変換部は、第1分光特性を有する第1フィルタを透過した前記第1の光を電荷に変換し、
前記第2光電変換部は、前記第1分光特性を有する第2フィルタを透過した前記第4の光を電荷に変換し、
前記第2光電変換部は、行方向において前記第1光電変換部と並んで配置される撮像素子。
The imaging device according to claim 1 ,
a planarization layer or a protection layer provided between the first light-shielding portion and the first photoelectric conversion portion ;
the first photoelectric conversion unit converts the first light transmitted through a first filter having a first spectral characteristic into an electric charge;
the second photoelectric conversion unit converts the fourth light transmitted through a second filter having the first spectral characteristic into an electric charge;
The second photoelectric conversion unit is disposed adjacent to the first photoelectric conversion unit in the row direction of the image sensor.
請求項から請求項のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第2遮光部と、前記第2光電変換部との間に設けられる平坦化層または保護層を備える撮像素子。
9. The imaging device according to claim 1 ,
An imaging element comprising: a planarization layer or a protection layer provided between the second light-shielding portion and the second photoelectric conversion portion.
請求項から請求項のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1遮光部は、前記第2の光を吸収し、
前記第2遮光部は、前記第3の光を吸収する撮像素子。
The imaging device according to any one of claims 1 to 9 ,
the first light-shielding portion absorbs the second light,
The second light-shielding portion is an imaging element that absorbs the third light.
請求項から請求項10のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1遮光部は、黒フィルタであり、
前記第2遮光部は、黒フィルタである撮像素子。
The imaging device according to any one of claims 1 to 10 ,
the first light blocking portion is a black filter,
The second light blocking portion is a black filter.
請求項から請求項11のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部は、有機材料の光電変換部であり、
前記第2光電変換部は、有機材料の光電変換部である撮像素子。
The imaging device according to any one of claims 1 to 11 ,
the first photoelectric conversion unit is a photoelectric conversion unit made of an organic material,
The second photoelectric conversion unit is an image pickup element that is a photoelectric conversion unit made of an organic material.
請求項から請求項12のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部で変換された電荷に基づく信号を出力するための第3電極と、
前記第2光電変換部で変換された電荷に基づく信号を出力するための第4電極と
を備え、
前記第1光電変換部は、前記第1電極と前記第3電極の間に設けられ、
前記第2光電変換部は、前記第2電極と前記第4電極の間に設けられる撮像素子。
The imaging device according to any one of claims 1 to 12 ,
a third electrode for outputting a signal based on the charge converted by the first photoelectric conversion unit;
a fourth electrode for outputting a signal based on the charge converted by the second photoelectric conversion unit,
the first photoelectric conversion unit is provided between the first electrode and the third electrode,
The second photoelectric conversion unit is provided between the second electrode and the fourth electrode of the imaging element.
請求項から請求項13のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部で変換された電荷に基づく信号であって、焦点検出に用いられる第1信号を出力する第1出力部と、
前記第2光電変換部で変換された電荷に基づく信号であって、焦点検出に用いられる第2信号を出力する第2出力部とを備える撮像素子。
The imaging device according to any one of claims 1 to 13 ,
a first output unit that outputs a first signal that is a signal based on the charges converted by the first photoelectric conversion unit and is used for focus detection;
a second output section that outputs a second signal that is based on the charges converted by the second photoelectric conversion section and is used for focus detection.
請求項14に記載の撮像素子と、
前記第1信号と前記第2信号とに基づいて、光学系の焦点検出を行う検出部とを備える撮像装置。
The imaging device according to claim 14 ;
a detection unit that performs focus detection of an optical system based on the first signal and the second signal.
請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の撮像素子を備える撮像装置。 An imaging device comprising the imaging element according to claim 1 .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7283078B2 (en) * 2018-12-28 2023-05-30 株式会社ニコン Imaging element and imaging device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011216826A (en) 2010-04-02 2011-10-27 Sony Corp Solid-state image pickup device, method of manufacturing the same, electronic equipment and camera module
JP2014067948A (en) 2012-09-27 2014-04-17 Fujifilm Corp Solid-state imaging device and imaging apparatus
JP2014082310A (en) 2012-10-16 2014-05-08 Canon Inc Solid-state imaging device, method for manufacturing solid-state imaging device, and imaging system
JP2016051746A (en) 2014-08-29 2016-04-11 ソニー株式会社 Solid-state imaging device and electronic device
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009218382A (en) * 2008-03-11 2009-09-24 Sony Corp Solid state imaging device, manufacturing method thereof and imaging device
JP6476630B2 (en) * 2014-07-30 2019-03-06 株式会社ニコン Imaging device
JP2016219214A (en) * 2015-05-19 2016-12-22 株式会社Joled Functional element, display device, and imaging apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011216826A (en) 2010-04-02 2011-10-27 Sony Corp Solid-state image pickup device, method of manufacturing the same, electronic equipment and camera module
JP2014067948A (en) 2012-09-27 2014-04-17 Fujifilm Corp Solid-state imaging device and imaging apparatus
JP2014082310A (en) 2012-10-16 2014-05-08 Canon Inc Solid-state imaging device, method for manufacturing solid-state imaging device, and imaging system
JP2016051746A (en) 2014-08-29 2016-04-11 ソニー株式会社 Solid-state imaging device and electronic device
WO2017130725A1 (en) 2016-01-28 2017-08-03 ソニー株式会社 Focal point detection device and imaging device
JP2020109779A (en) 2018-12-28 2020-07-16 株式会社ニコン Imaging device and imaging device

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