2024年6月12日发(作者：剧晓楠)
590的折射率高，因而光Lα被高折射率波导592和氧化硅膜530之间的分界面以
及高折射率波导592和中等折射率波导590之间的分界面多次反射。
来自摄像光学系统210下部的光Lβ从折射率相对低的氧化硅膜530入射到中等折
射率波导590上。然后，光Lβ被氧化硅膜530和中等折射率波导590之间的分界
面反射，入射到高折射率波导592上。于是，从氧化硅膜530直接入射到高折射率
波导592上的光Lα以及穿过氧化硅膜530和中等折射率波导590之后入射到高折
射率波导592上的光Lβ由于二者之间的相位差所导致的干涉而彼此削弱。
在该结构中，首先，来自摄像光学系统210下部的光Lβ的从氧化硅膜530入射到
中等折射率波导590上的一部分被中等折射率波导590和高折射率波导592之间的
分界面反射，没有入射到高折射率波导592。其次，与从氧化硅膜530直接入射到
高折射率波导592上的光Lα相比，在穿过氧化硅膜530和中等折射率波导590之
后入射到高折射率波导592上的光Lβ具有更长的光路，因而光Lβ的强度被减弱
得更多。
鉴于上述两点，从氧化硅膜530直接入射到高折射率波导592上的光Lα的量和强
度比穿过中等折射率波导590之后入射到高折射率波导592上的光Lβ的量和强度
大。因而，光Lβ由于干涉而减弱，且没有到达光电二极管528，只有光Lα到达光
电二极管528。因此，图17所示的焦点检测像素选择性地聚集来自摄像光学系统
210上部的光Lα。
尽管图中未示出，用于聚集来自摄像光学系统210下部的光Lβ的焦点检测像素的
结构为：中等折射率波导590和高折射率波导592被布置成与图17所示像素结构
中的情况关于微透镜522的光轴对称。
本实施例也可以获得与第一实施例类似的效果。
中等折射率波导590是权利要求所述的第一波导的示例。高折射率波导592是权利
要求所述的第二波导的示例。氧化硅膜530是权利要求所述的光学层的示例。
对于中等折射率波导590和高折射率波导592的光学材料，可以从表1所示的材料
中选择折射率在硅与二氧化硅之间的两种材料。
本实施例说明了高折射率波导592和光电二极管528彼此紧密接触的结构，但本发
明并不局限于此。只要氧化硅膜530的厚度足够小，从高折射率波导592到光电二
极管528的透射光的减弱不会带来实际问题，那么在高折射率波导592和光电二极
管528之间也可以设有氧化硅膜530。
尽管本实施例中没有设置滤色器，但也可以像第一实施例中一样，设置有滤色器以
限制入射光的波长范围。
8.本发明实施例的焦点检测像素中折射滤光器的排列的变化例
图18～图21是表示在本发明实施例的用于聚集来自摄像光学系统210上部和下部
的光的四个焦点检测像素中，低折射率滤光器550和高折射率滤光器560的四个排
列示例的示意性剖面图。在图18～图21的每一图中，从上边起的第一像素和第三
像素是聚集来自摄像光学系统210上部的光Lα的焦点检测像素。另外，从上边起
的第二和第四像素是聚集来自摄像光学系统210下部的光Lβ的焦点检测像素。
在本发明的实施例中，有两种像素结构可以用在聚集来自摄像光学系统210上部的
光Lα的焦点检测像素中。这两种像素结构为：高折射率滤光器560设于光轴下侧
的像素结构(图18和图19)；和低折射率滤光器550位于光轴下侧的像素结构(图20
和图21)。这是因为，低折射率滤光器550和高折射率滤光器560中任一个都可以
设于下侧，只要它们二者之间的分界面位于微透镜522的光轴上方即可。
类似地，有两种像素结构可以用在聚集来自摄像光学系统210下部的光Lβ的焦点
检测像素中。这两种像素结构为：低折射率滤光器550位于光轴上侧(图18和图20)
的像素结构；和高折射率滤光器560位于光轴上侧的像素结构(图19和图21)。这
是因为，低折射率滤光器550和高折射率滤光器560中任一个都可以设于上侧，只
要它们二者之间的分界面位于微透镜522的光轴下方即可。
因而，聚集来自摄像光学系统210上部的光Lα的焦点检测像素和聚集来自摄像光
学系统210下部的光Lβ的焦点检测像素的组合数为2×2，即4。图18～图21示出
了这四种排列。
优选地，根据例如消光系数等光学特性来确定低折射率滤光器550和高折射率滤光
器560的排列。更具体地，为了提高焦点检测像素的感光度，低折射率滤光器550
和高折射率滤光器560之中由消光系数较低的光学材料制成的那一个滤色器优选被
形成为与光电二极管528相对的面积更大。
此外，感光度在焦点检测像素上优选为均匀的。因而，优选地，在聚集来自摄像光
学系统210上部和下部的光的所有焦点检测像素中，低折射率滤光器550和高折射
率滤光器560中的一个滤光器被形成为与光电二极管528相对的面积更大。为此，
在图19中，在所有焦点检测像素中高折射率滤光器560被形成为与光电二极管
528相对的面积更大，这种排列比图18所示的排列更优选。类似地，在图20中，
在所有焦点检测像素中低折射率滤光器550被形成为与光电二极管528相对的面积
更大，这种排列比图21所示的排列更优选。
9.本发明实施例的滤色器的排列的变化例
图22是本发明实施例变化例的用于聚集来自摄像光学系统210上部和下部的光的
四个像素的示意性剖面图。在图22中，滤色器205选择性地透射红光。根据该变
化例，选择性地透射绿光的像素和选择性地透射红光的像素用作焦点检测像素。在
图22中，从上边起的第一像素和第二像素是聚集来自摄像光学系统210上部的光
Lα的焦点检测像素，从上边起的第三像素和第四像素是聚集来自摄像光学系统
210下部的光Lβ的焦点检测像素。
难以根据从所接收光波长范围不同的焦点检测像素得到的电荷信号之间的比较来精
确检测焦平面的位置。因而，从具有相同滤色器(524或525)并用于聚集来自摄像
光学系统210上部和下部的光的焦点检测像素中读取电荷信号。然后，如第一实施
例中所述的那样对焦平面的位置进行检测。在图22中，可以通过从上边起的选择
性地接收绿光的第一焦点检测像素和第三焦点检测像素读取电荷信号来检测焦平面
的位置。或者，也可以通过从上边起的选择性接收红光的第二焦点检测像素和第四
焦点检测像素读取电荷信号来检测焦平面的位置。
在进行焦点检测和焦点调节时，将摄像器件500曝光，并生成与将要在液晶显示器
402上显示的图像对应的图像数据。因而，可以从该图像数据中检测出被摄物体的
颜色分布范围。因此，如果绿色分量比红色分量强时，可以利用选择性接收绿光的
焦点检测像素来进行焦点检测，如果红色分量比绿色分量强时，可以利用选择性接
收红光的焦点检测像素来进行焦点检测。在此情况下，不论被摄物体的颜色分布范
围如何，都可以精确地进行焦点检测。
滤色器524和525中的一个是权利要求所述的第一光学滤光器的示例，另一个是权
利要求所述的第二光学滤光器的示例。
在图22所示的示例中，选择性接收绿光和红光的像素用作焦点检测像素。然而，
可替代地，选择性接收绿光和蓝光的像素可以用作焦点检测像素，并且可以如上所
述根据被摄物体的颜色分布范围来类似地进行焦点检测。或者，也可以将与三种颜
色分量即红、绿和蓝对应的像素用作焦点检测像素，并且以类似的方式进行焦点检
测。
然而，考虑到颜色插值处理，最重要的是防止颜色再现性的降低，此时，由于对应
于绿色的像素数是其它颜色的像素数的两倍，所以如同第一实施例中那样，优选只
使用拜耳图案中对应于绿色的像素作为焦点检测像素。
10.本发明实施例的焦点检测像素的排列的变化例
图23是表示在摄像器件的整体区域中焦点检测像素的排列的变化例的示意性平面
图。在示出了第一实施例的图2中，焦点检测像素被对应于蓝光分量的像素间隔着
进行连续排列。这只是焦点检测像素的排列的一个示例。如图23所示，也可以增
大用于聚集来自摄像光学系统210上部和下部的光的焦点检测像素对之间的间隔以
及用于聚集来自摄像光学系统210左部和右部的光的焦点检测像素对之间的间隔。
在显示出动态图像的同时进行焦点检测的情况下，从所有像素的电荷信号中提取来
自焦点检测像素的电荷信号。因而，为了便于进行提取处理，用于聚集来自摄像光
学系统210上部和下部的光的焦点检测像素优选沿像素列(在垂直方向上)呈直线排
列。类似地，用于聚集来自摄像光学系统210左部和右部的光的焦点检测像素优选
沿像素行(在水平方向上)呈直线排列。
如图23和图2所示，焦点检测像素可以沿中间像素列和中间像素行以交叉形式进
行排列，从而能够容易地使在摄像光学系统210的成像空间的中心处的被摄物体对
焦。但这只是一个示例。焦点检测像素也可以设在中间像素列和中间像素行之外的
位置处，或者可以主要设置在摄像光学系统210光轴上的像素的周围。包括焦点检
测像素的各像素列或各像素行也可以排列在摄像器件500的多个区域中，从而能够
使在摄像光学系统210的成像空间的期望位置处的被摄物体对焦。在此情况下，可
以利用从摄像器件500中所排列的各像素列或各像素行中选出的像素列或像素行来
进行焦点检测。
或者，焦点检测像素也可以不设置在拜耳图案中对应于绿光分量的像素的位置处，
而是设置在对应于红光分量或蓝光分量的像素的位置处。焦点检测像素可以彼此紧
邻地排列，也可以彼此以预定间隔隔开。或者，焦点检测像素也可以以交错形式进
行排列。可以根据摄像器件的焦点检测精度和摄像性能来确定焦点检测像素的排列。
本发明的各实施例只是能够实施本发明的示例，如本发明各实施例中所述的那样，
本发明各实施例所述的主题与用于限定本发明范围的权利要求所述的主题对应。同
样，用于限定本发明范围的权利要求所述的主题与本发明各实施例中由相同名称表
示的主题对应。然而，本发明并不局限于这些实施例，可以在不脱离本发明范围的
情况下进行各种修改。
2024年6月12日发(作者：剧晓楠)
590的折射率高，因而光Lα被高折射率波导592和氧化硅膜530之间的分界面以
及高折射率波导592和中等折射率波导590之间的分界面多次反射。
来自摄像光学系统210下部的光Lβ从折射率相对低的氧化硅膜530入射到中等折
射率波导590上。然后，光Lβ被氧化硅膜530和中等折射率波导590之间的分界
面反射，入射到高折射率波导592上。于是，从氧化硅膜530直接入射到高折射率
波导592上的光Lα以及穿过氧化硅膜530和中等折射率波导590之后入射到高折
射率波导592上的光Lβ由于二者之间的相位差所导致的干涉而彼此削弱。
在该结构中，首先，来自摄像光学系统210下部的光Lβ的从氧化硅膜530入射到
中等折射率波导590上的一部分被中等折射率波导590和高折射率波导592之间的
分界面反射，没有入射到高折射率波导592。其次，与从氧化硅膜530直接入射到
高折射率波导592上的光Lα相比，在穿过氧化硅膜530和中等折射率波导590之
后入射到高折射率波导592上的光Lβ具有更长的光路，因而光Lβ的强度被减弱
得更多。
鉴于上述两点，从氧化硅膜530直接入射到高折射率波导592上的光Lα的量和强
度比穿过中等折射率波导590之后入射到高折射率波导592上的光Lβ的量和强度
大。因而，光Lβ由于干涉而减弱，且没有到达光电二极管528，只有光Lα到达光
电二极管528。因此，图17所示的焦点检测像素选择性地聚集来自摄像光学系统
210上部的光Lα。
尽管图中未示出，用于聚集来自摄像光学系统210下部的光Lβ的焦点检测像素的
结构为：中等折射率波导590和高折射率波导592被布置成与图17所示像素结构
中的情况关于微透镜522的光轴对称。
本实施例也可以获得与第一实施例类似的效果。
中等折射率波导590是权利要求所述的第一波导的示例。高折射率波导592是权利
要求所述的第二波导的示例。氧化硅膜530是权利要求所述的光学层的示例。
对于中等折射率波导590和高折射率波导592的光学材料，可以从表1所示的材料
中选择折射率在硅与二氧化硅之间的两种材料。
本实施例说明了高折射率波导592和光电二极管528彼此紧密接触的结构，但本发
明并不局限于此。只要氧化硅膜530的厚度足够小，从高折射率波导592到光电二
极管528的透射光的减弱不会带来实际问题，那么在高折射率波导592和光电二极
管528之间也可以设有氧化硅膜530。
尽管本实施例中没有设置滤色器，但也可以像第一实施例中一样，设置有滤色器以
限制入射光的波长范围。
8.本发明实施例的焦点检测像素中折射滤光器的排列的变化例
图18～图21是表示在本发明实施例的用于聚集来自摄像光学系统210上部和下部
的光的四个焦点检测像素中，低折射率滤光器550和高折射率滤光器560的四个排
列示例的示意性剖面图。在图18～图21的每一图中，从上边起的第一像素和第三
像素是聚集来自摄像光学系统210上部的光Lα的焦点检测像素。另外，从上边起
的第二和第四像素是聚集来自摄像光学系统210下部的光Lβ的焦点检测像素。
在本发明的实施例中，有两种像素结构可以用在聚集来自摄像光学系统210上部的
光Lα的焦点检测像素中。这两种像素结构为：高折射率滤光器560设于光轴下侧
的像素结构(图18和图19)；和低折射率滤光器550位于光轴下侧的像素结构(图20
和图21)。这是因为，低折射率滤光器550和高折射率滤光器560中任一个都可以
设于下侧，只要它们二者之间的分界面位于微透镜522的光轴上方即可。
类似地，有两种像素结构可以用在聚集来自摄像光学系统210下部的光Lβ的焦点
检测像素中。这两种像素结构为：低折射率滤光器550位于光轴上侧(图18和图20)
的像素结构；和高折射率滤光器560位于光轴上侧的像素结构(图19和图21)。这
是因为，低折射率滤光器550和高折射率滤光器560中任一个都可以设于上侧，只
要它们二者之间的分界面位于微透镜522的光轴下方即可。
因而，聚集来自摄像光学系统210上部的光Lα的焦点检测像素和聚集来自摄像光
学系统210下部的光Lβ的焦点检测像素的组合数为2×2，即4。图18～图21示出
了这四种排列。
优选地，根据例如消光系数等光学特性来确定低折射率滤光器550和高折射率滤光
器560的排列。更具体地，为了提高焦点检测像素的感光度，低折射率滤光器550
和高折射率滤光器560之中由消光系数较低的光学材料制成的那一个滤色器优选被
形成为与光电二极管528相对的面积更大。
此外，感光度在焦点检测像素上优选为均匀的。因而，优选地，在聚集来自摄像光
学系统210上部和下部的光的所有焦点检测像素中，低折射率滤光器550和高折射
率滤光器560中的一个滤光器被形成为与光电二极管528相对的面积更大。为此，
在图19中，在所有焦点检测像素中高折射率滤光器560被形成为与光电二极管
528相对的面积更大，这种排列比图18所示的排列更优选。类似地，在图20中，
在所有焦点检测像素中低折射率滤光器550被形成为与光电二极管528相对的面积
更大，这种排列比图21所示的排列更优选。
9.本发明实施例的滤色器的排列的变化例
图22是本发明实施例变化例的用于聚集来自摄像光学系统210上部和下部的光的
四个像素的示意性剖面图。在图22中，滤色器205选择性地透射红光。根据该变
化例，选择性地透射绿光的像素和选择性地透射红光的像素用作焦点检测像素。在
图22中，从上边起的第一像素和第二像素是聚集来自摄像光学系统210上部的光
Lα的焦点检测像素，从上边起的第三像素和第四像素是聚集来自摄像光学系统
210下部的光Lβ的焦点检测像素。
难以根据从所接收光波长范围不同的焦点检测像素得到的电荷信号之间的比较来精
确检测焦平面的位置。因而，从具有相同滤色器(524或525)并用于聚集来自摄像
光学系统210上部和下部的光的焦点检测像素中读取电荷信号。然后，如第一实施
例中所述的那样对焦平面的位置进行检测。在图22中，可以通过从上边起的选择
性地接收绿光的第一焦点检测像素和第三焦点检测像素读取电荷信号来检测焦平面
的位置。或者，也可以通过从上边起的选择性接收红光的第二焦点检测像素和第四
焦点检测像素读取电荷信号来检测焦平面的位置。
在进行焦点检测和焦点调节时，将摄像器件500曝光，并生成与将要在液晶显示器
402上显示的图像对应的图像数据。因而，可以从该图像数据中检测出被摄物体的
颜色分布范围。因此，如果绿色分量比红色分量强时，可以利用选择性接收绿光的
焦点检测像素来进行焦点检测，如果红色分量比绿色分量强时，可以利用选择性接
收红光的焦点检测像素来进行焦点检测。在此情况下，不论被摄物体的颜色分布范
围如何，都可以精确地进行焦点检测。
滤色器524和525中的一个是权利要求所述的第一光学滤光器的示例，另一个是权
利要求所述的第二光学滤光器的示例。
在图22所示的示例中，选择性接收绿光和红光的像素用作焦点检测像素。然而，
可替代地，选择性接收绿光和蓝光的像素可以用作焦点检测像素，并且可以如上所
述根据被摄物体的颜色分布范围来类似地进行焦点检测。或者，也可以将与三种颜
色分量即红、绿和蓝对应的像素用作焦点检测像素，并且以类似的方式进行焦点检
测。
然而，考虑到颜色插值处理，最重要的是防止颜色再现性的降低，此时，由于对应
于绿色的像素数是其它颜色的像素数的两倍，所以如同第一实施例中那样，优选只
使用拜耳图案中对应于绿色的像素作为焦点检测像素。
10.本发明实施例的焦点检测像素的排列的变化例
图23是表示在摄像器件的整体区域中焦点检测像素的排列的变化例的示意性平面
图。在示出了第一实施例的图2中，焦点检测像素被对应于蓝光分量的像素间隔着
进行连续排列。这只是焦点检测像素的排列的一个示例。如图23所示，也可以增
大用于聚集来自摄像光学系统210上部和下部的光的焦点检测像素对之间的间隔以
及用于聚集来自摄像光学系统210左部和右部的光的焦点检测像素对之间的间隔。
在显示出动态图像的同时进行焦点检测的情况下，从所有像素的电荷信号中提取来
自焦点检测像素的电荷信号。因而，为了便于进行提取处理，用于聚集来自摄像光
学系统210上部和下部的光的焦点检测像素优选沿像素列(在垂直方向上)呈直线排
列。类似地，用于聚集来自摄像光学系统210左部和右部的光的焦点检测像素优选
沿像素行(在水平方向上)呈直线排列。
如图23和图2所示，焦点检测像素可以沿中间像素列和中间像素行以交叉形式进
行排列，从而能够容易地使在摄像光学系统210的成像空间的中心处的被摄物体对
焦。但这只是一个示例。焦点检测像素也可以设在中间像素列和中间像素行之外的
位置处，或者可以主要设置在摄像光学系统210光轴上的像素的周围。包括焦点检
测像素的各像素列或各像素行也可以排列在摄像器件500的多个区域中，从而能够
使在摄像光学系统210的成像空间的期望位置处的被摄物体对焦。在此情况下，可
以利用从摄像器件500中所排列的各像素列或各像素行中选出的像素列或像素行来
进行焦点检测。
或者，焦点检测像素也可以不设置在拜耳图案中对应于绿光分量的像素的位置处，
而是设置在对应于红光分量或蓝光分量的像素的位置处。焦点检测像素可以彼此紧
邻地排列，也可以彼此以预定间隔隔开。或者，焦点检测像素也可以以交错形式进
行排列。可以根据摄像器件的焦点检测精度和摄像性能来确定焦点检测像素的排列。
本发明的各实施例只是能够实施本发明的示例，如本发明各实施例中所述的那样，
本发明各实施例所述的主题与用于限定本发明范围的权利要求所述的主题对应。同
样，用于限定本发明范围的权利要求所述的主题与本发明各实施例中由相同名称表
示的主题对应。然而，本发明并不局限于这些实施例，可以在不脱离本发明范围的
情况下进行各种修改。