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JP5476731B2 - Image sensor - Google Patents

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JP5476731B2 JP2009031336A JP2009031336A JP5476731B2 JP 5476731 B2 JP5476731 B2 JP 5476731B2 JP 2009031336 A JP2009031336 A JP 2009031336A JP 2009031336 A JP2009031336 A JP 2009031336A JP 5476731 B2 JP5476731 B2 JP 5476731B2
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Description

本発明は、撮像素子に関する。   The present invention relates to an image sensor.

撮像素子の多数の撮像画素中に焦点検出画素を混在させて、撮像画素から撮像信号を得ると共に、焦点検出画素から焦点検出信号を得る撮像装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。その撮像装置の有する撮像素子に配置された焦点検出画素においては、フォトダイオードが、遮光層に設けられた開口を通して撮影レンズの射出瞳の領域からの光束を選択的に受光し、光電変換を行う。   2. Description of the Related Art An imaging device is known in which a focus detection pixel is mixed in a large number of imaging pixels of an imaging element to obtain an imaging signal from the imaging pixel and obtain a focus detection signal from the focus detection pixel (see, for example, Patent Document 1). . In the focus detection pixel arranged in the image pickup device of the image pickup apparatus, the photodiode selectively receives the light beam from the exit pupil region of the photographing lens through the opening provided in the light shielding layer, and performs photoelectric conversion. .

特開2008−312073号公報JP 2008-312073 A

撮像素子の製造上の観点から、撮像画素と焦点検出画素とは構造を共通化することが好ましいが、上述したように、焦点検出画素においては、光束の選択的受光のため、開口部が撮像画素の半分の大きさとなるように遮光層を設ける必要がある。しかし、MOS型撮像素子のように複雑な配線構成を有する撮像素子においては、遮光層と配線層の間隙より侵入する迷光を十分に遮光できず、焦点検出信号の精度が低下するという問題があった。   From the viewpoint of manufacturing the imaging device, it is preferable that the imaging pixel and the focus detection pixel have a common structure. However, as described above, in the focus detection pixel, the aperture is imaged for selective light reception. It is necessary to provide a light shielding layer so as to be half the size of the pixel. However, in an image sensor having a complicated wiring configuration such as a MOS type image sensor, stray light entering from the gap between the light shielding layer and the wiring layer cannot be sufficiently shielded, and the accuracy of the focus detection signal is lowered. It was.

請求項1に記載の発明による撮像素子は、第1のマイクロレンズと、前記第1のマイクロレンズを透過した光束を受光して撮像信号を出力する第1の光電変換部とを有する複数の撮像画素と、第2のマイクロレンズと、前記第2のマイクロレンズを透過した光束を受光して焦点検出信号を出力する第2の光電変換部と、前記第2のマイクロレンズ及び前記第2の光電変換部の間に配置された配線層とを有する複数の焦点検出画素と、前記配線層とほぼ同一高さ位置に配置され、前記第2の光電変換部の一部を被覆する遮光マスクであって、その遮光マスク先端部が前記第2の光電変換部のほぼ中央部分に位置し、その遮光マスク末端部が前記第2の光電変換部の側端部よりも内側に位置し、前記遮光マスク末端部と前記配線層との間に間隙が形成される遮光マスクと、前記第2のマイクロレンズと前記遮光マスクとの間に配置され、前記第2のマイクロレンズを透過した光束が前記配線層と前記遮光マスクとの間の前記間隙を通過して前記第2の光電変換部の前記側端部の付近に入射することを阻止する遮光部材とを備えることを特徴とする。 Imaging device according to a first aspect of the present invention, a plurality of image pickup having a first microlens, and a first photoelectric conversion unit to output an image signal by receiving the light beam transmitted through the first micro lens a pixel, and a second microlens, the second photoelectric conversion unit that outputs a focus detection signal by receiving the light beam transmitted through said second micro-lens, the second micro-lens and the second a plurality of focus detection pixels having a wiring layer disposed between the photoelectric conversion portion of, is disposed at substantially the same height as the said wiring layer, covering part of the second photoelectric conversion unit A light-shielding mask , the light-shielding mask tip is located at a substantially central portion of the second photoelectric conversion unit, and the light-shielding mask end is located inside the side edge of the second photoelectric conversion unit. , A gap is formed between the end portion of the light shielding mask and the wiring layer. A light-shielding mask made, the gap between the second micro lens arranged between the light-shielding mask, the second light beam transmitted through the microlens of said wiring layer and the light-shielding mask passes, characterized in that it comprises a light shielding member which prevents the incident near the end of the second photoelectric conversion unit.

本発明によれば、遮光性能に起因した焦点検出信号の精度の低下を防止することができる。   According to the present invention, it is possible to prevent a decrease in the accuracy of the focus detection signal due to the light shielding performance.

一実施の形態の撮像素子を搭載したレンズ交換式のデジタルスチルカメラの全体構成を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the whole structure of the digital still camera of an interchangeable lens mounting the image pick-up element of one Embodiment. 本デジタルスチルカメラの撮影画面を模式的に示した正面図である。It is the front view which showed typically the imaging | photography screen of this digital still camera. 撮像素子の一部を示した正面図である。It is the front view which showed a part of imaging device. 撮像素子の一部を示した正面図である。It is the front view which showed a part of imaging device. 図3に示した焦点検出画素の焦点検出光学系の要部を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the principal part of the focus detection optical system of the focus detection pixel shown in FIG. 図3の撮像画素の構成を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the imaging pixel of FIG. 第1の実施の形態による図3の焦点検出画素の構成を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the focus detection pixel of FIG. 3 by 1st Embodiment. 第2の実施の形態による図3の焦点検出画素の構成を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of the focus detection pixel of FIG. 3 by 2nd Embodiment.

本発明の一実施の形態の撮像素子を説明する。図1は、一実施の形態の撮像素子を搭載したレンズ交換式のデジタルスチルカメラの全体構成を示した断面図である。図1において、デジタルスチルカメラ100は、交換式の撮影レンズ110とカメラボディ120とを有し、この交換レンズ110はマウント部130を介して、カメラボディ120に着脱可能に装着される。   An image sensor according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a lens interchangeable digital still camera equipped with an image sensor according to an embodiment. In FIG. 1, the digital still camera 100 has an interchangeable photographing lens 110 and a camera body 120, and the interchangeable lens 110 is detachably attached to the camera body 120 via a mount unit 130.

交換レンズ110は、ズームレンズとして構成された撮影光学系111と、この撮影光学系111内に配置された絞り装置112と、レンズ駆動制御装置113等とを備える。撮影光学系111は、ズーミング用レンズ111aとフォーカシング用レンズ111bとを有する。レンズ駆動制御装置113は、不図示のマイクロコンピューターやメモリや駆動制御回路などから構成され、フォーカシング用レンズ111bの焦点調節の為の駆動制御と絞り装置112の開口径調節の為の駆動制御とを行うと共に、ズーミング用レンズ111aの位置検出とフォーカシング用レンズ111bの位置検出と絞り装置112の開口径の検出などを行う。   The interchangeable lens 110 includes a photographing optical system 111 configured as a zoom lens, a diaphragm device 112 disposed in the photographing optical system 111, a lens drive control device 113, and the like. The photographing optical system 111 includes a zooming lens 111a and a focusing lens 111b. The lens drive control device 113 includes a microcomputer (not shown), a memory, a drive control circuit, and the like, and performs drive control for adjusting the focus of the focusing lens 111b and drive control for adjusting the aperture diameter of the aperture device 112. In addition, detection of the position of the zooming lens 111a, detection of the position of the focusing lens 111b, detection of the aperture diameter of the diaphragm 112, and the like are performed.

カメラボディ120は、本発明の一実施の形態の固体撮像素子121と、ボディ駆動制御装置122と、液晶表示素子駆動回路123と、駆動回路123によって駆動される液晶表示素子124と、この液晶表示素子124を観察する接眼レンズ125と、撮像素子121で撮像された画像データを記録するメモリカード126とを備える。   The camera body 120 includes a solid-state image sensor 121, a body drive control device 122, a liquid crystal display element drive circuit 123, a liquid crystal display element 124 driven by the drive circuit 123, and the liquid crystal display according to an embodiment of the present invention. An eyepiece 125 for observing the element 124 and a memory card 126 for recording image data captured by the image sensor 121 are provided.

撮像素子121は、後に詳述するように、撮像信号、即ち画像信号を出力する複数の撮像画素と、焦点検出信号を出力する複数の焦点検出画素とを有する。複数の焦点検出画素と複数の焦点検出画素とは、複数の焦点検出画素が複数の焦点検出画素中に散在又は混在するように、2次元的に配置されている。なお、焦点検出画素は、後に詳述するように、瞳分割位相差式の焦点検出装置用の焦点検出画素である。   As will be described in detail later, the imaging element 121 includes a plurality of imaging pixels that output an imaging signal, that is, an image signal, and a plurality of focus detection pixels that output a focus detection signal. The plurality of focus detection pixels and the plurality of focus detection pixels are two-dimensionally arranged such that the plurality of focus detection pixels are scattered or mixed in the plurality of focus detection pixels. The focus detection pixel is a focus detection pixel for a pupil division phase difference type focus detection device, as will be described in detail later.

液晶表示素子124と接眼レンズ125とは、電子ビューファインダーを構成し、撮影者は、接眼レンズ125を介して液晶表示素子124に表示される被写体のスルー画像を観察することができる。   The liquid crystal display element 124 and the eyepiece lens 125 constitute an electronic viewfinder, and the photographer can observe a through image of the subject displayed on the liquid crystal display element 124 via the eyepiece lens 125.

ボディ駆動制御装置122は、不図示のマイクロコンピューターやメモリや駆動制御回路などから構成され、撮像素子121の駆動制御と、撮像素子121の撮像信号や焦点検出信号の読み出しと、画像信号の画像処理及び記録と、焦点検出信号に基づく焦点検出演算と、露出制御などのカメラ全体の動作制御等とを行う。   The body drive control device 122 includes a microcomputer (not shown), a memory, a drive control circuit, and the like. The body drive control device 122 controls the drive of the image sensor 121, reads the image signal and focus detection signal of the image sensor 121, and performs image processing of the image signal. And recording, focus detection calculation based on the focus detection signal, and overall camera operation control such as exposure control.

ボディ駆動制御装置122とレンズ駆動制御装置113とは、マウント部130に設けられた電気接点131を介して、カメラボディ120と交換レンズ110との間でのレンズ情報信号とカメラ情報信号との授受を行う。   The body drive control device 122 and the lens drive control device 113 exchange lens information signals and camera information signals between the camera body 120 and the interchangeable lens 110 via electrical contacts 131 provided on the mount unit 130. I do.

次に、このレンズ交換式デジタルスチルカメラの動作の概略を説明する。交換レンズ110の撮影光学系111は、被写体像を撮像素子121に形成し、撮像素子121は、撮像画素から撮像信号を出力すると共に焦点検出画素から焦点検出信号を出力して、これらの撮像信号と焦点検出信号とをボディ駆動制御装置122に送出する。ボディ駆動制御装置122は、焦点検出信号に基づきデフォーカス量を算出し、このデフォーカス量を、電気接点131を介してレンズ駆動制御装置113に送出する。レンズ駆動制御装置113は、このデフォーカス量に基づいてフォーカシング用レンズ111bのレンズ駆動量を算出して、このレンズ駆動量に応じてフォーカシング用レンズ111bを合焦位置に駆動する。   Next, an outline of the operation of the interchangeable lens digital still camera will be described. The imaging optical system 111 of the interchangeable lens 110 forms a subject image on the imaging device 121. The imaging device 121 outputs an imaging signal from the imaging pixel and outputs a focus detection signal from the focus detection pixel, and these imaging signals. And a focus detection signal are sent to the body drive control device 122. The body drive control device 122 calculates a defocus amount based on the focus detection signal, and sends this defocus amount to the lens drive control device 113 via the electrical contact 131. The lens drive control device 113 calculates the lens drive amount of the focusing lens 111b based on this defocus amount, and drives the focusing lens 111b to the in-focus position according to this lens drive amount.

ボディ駆動制御装置122は、更に撮像信号に基づいてスルー画像を作成して液晶表示素子駆動回路123を介して液晶表示素子124に表示させると共に、シャッターレリーズ信号に応じて撮像信号に所定の画像処理を施して画像データを作成し、これをメモリカード126に記録する。   The body drive control device 122 further creates a through image based on the imaging signal and displays it on the liquid crystal display element 124 via the liquid crystal display element driving circuit 123, and performs predetermined image processing on the imaging signal in accordance with the shutter release signal. To create image data and record it on the memory card 126.

図2は、本デジタルスチルカメラ100の撮影画面を示したものである。図2において、撮影画面200には複数、図示例では5個の焦点検出エリア201、202、203、204、205が形成されている。この例では焦点検出エリア201と202とが図において横方向に延在し、焦点検出エリア203、204、205が縦方向に延在している。この撮影画面200は撮像素子121の撮像面に対応しており、焦点検出エリア201〜205の各々に対応する撮像素子121の領域には、複数の焦点検出画素が配列されている。   FIG. 2 shows a shooting screen of the digital still camera 100. In FIG. 2, a plurality of focus detection areas 201, 202, 203, 204, and 205 are formed on the shooting screen 200 in the illustrated example. In this example, the focus detection areas 201 and 202 extend in the horizontal direction in the figure, and the focus detection areas 203, 204, and 205 extend in the vertical direction. The photographing screen 200 corresponds to the imaging surface of the image sensor 121, and a plurality of focus detection pixels are arranged in the area of the image sensor 121 corresponding to each of the focus detection areas 201 to 205.

図3は、撮像素子121の一部を示した正面図である。図3において、撮像素子121の一部121aには、多数の撮像画素210が2次元状に配置されている。撮像画素210は、赤(R)画素と緑(G)画素と青(B)画素とを含み、これらの赤画素と緑画素と青画素とはベイヤー配列に従い規則的に配列されている。各撮像画素210は光電変換部210aを有する。複数の焦点検出画素220は縦方向に配列され、これは、例えば図2に示した撮影画面200の縦方向の焦点検出エリア204に対応する。なお、複数の焦点検出画素220は、ベイヤー配列された撮像画素210の一部を焦点検出画素220によって置き換えたように、配置されている。   FIG. 3 is a front view showing a part of the image sensor 121. In FIG. 3, a large number of imaging pixels 210 are two-dimensionally arranged on a part 121 a of the imaging element 121. The imaging pixel 210 includes a red (R) pixel, a green (G) pixel, and a blue (B) pixel, and the red pixel, the green pixel, and the blue pixel are regularly arranged according to a Bayer arrangement. Each imaging pixel 210 has a photoelectric conversion unit 210a. The plurality of focus detection pixels 220 are arranged in the vertical direction, and this corresponds to, for example, the focus detection area 204 in the vertical direction of the photographing screen 200 shown in FIG. The plurality of focus detection pixels 220 are arranged such that a part of the image pickup pixels 210 arranged in the Bayer array is replaced with the focus detection pixels 220.

複数の焦点検出画素220は、複数の焦点検出画素220aと複数の焦点検出画素220bとから構成され、これらの焦点検出画素220a、220bは互いに、縦方向に交互に配置されている。焦点検出画素220aは、画素の上方位置に位置する小型の光電変換部220aを有し、焦点検出画素220bは画素の下方位置に位置する小型の光電変換部220bを有する。このように、焦点検出画素220aの光電変換部220a及び焦点検出画素220bの光電変換部220bの大きさは、それぞれ撮像画素210の光電変換部210aの大きさのほぼ半分程度に定められている。   The plurality of focus detection pixels 220 includes a plurality of focus detection pixels 220a and a plurality of focus detection pixels 220b, and the focus detection pixels 220a and 220b are alternately arranged in the vertical direction. The focus detection pixel 220a has a small photoelectric conversion unit 220a located above the pixel, and the focus detection pixel 220b has a small photoelectric conversion unit 220b located below the pixel. As described above, the size of the photoelectric conversion unit 220a of the focus detection pixel 220a and the size of the photoelectric conversion unit 220b of the focus detection pixel 220b are determined to be approximately half the size of the photoelectric conversion unit 210a of the imaging pixel 210, respectively.

図4は、図3と同様に撮像素子121の一部を示した正面図であり、図3との相違点は、各焦点検出画素230が画素内に互いに離間した一対の光電変換部230a、230bを有することである。図3及び図4の焦点検出画素220及び230は、それぞれ、瞳分割位相差式の焦点検出装置の一部を構成するものであり、以下にこれの焦点検出光学系を説明する。   4 is a front view showing a part of the image sensor 121 as in FIG. 3. The difference from FIG. 3 is that a pair of photoelectric conversion units 230a in which the focus detection pixels 230 are separated from each other in the pixels, 230b. The focus detection pixels 220 and 230 shown in FIGS. 3 and 4 constitute part of the pupil-division phase difference type focus detection device, and the focus detection optical system will be described below.

図5は、図3に示した焦点検出画素220の焦点検出光学系の要部を示した断面図である。図5において、焦点検出画素220aの光電変換部220aは、撮影光学系の射出瞳240の第1の部分240aを透過した光束241をマイクロレンズアレイ250を介して受光し、焦点検出画素220bの光電変換部220bは、射出瞳240の第2の部分240bを透過した光束242をマイクロレンズアレイ250を介して受光する。こうして、複数の焦点検出画素220aの光電変換部220aの焦点検出信号列と複数の焦点検出画素220bの光電変換部220bの焦点検出信号列との位相差を測定することによって、デフォーカス量を算出することができる。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing the main part of the focus detection optical system of the focus detection pixel 220 shown in FIG. In FIG. 5, the photoelectric conversion unit 220a of the focus detection pixel 220a receives the light beam 241 transmitted through the first portion 240a of the exit pupil 240 of the photographing optical system via the microlens array 250, and the photoelectric conversion of the focus detection pixel 220b. The conversion unit 220 b receives the light beam 242 transmitted through the second portion 240 b of the exit pupil 240 through the microlens array 250. In this way, the defocus amount is calculated by measuring the phase difference between the focus detection signal sequence of the photoelectric conversion unit 220a of the plurality of focus detection pixels 220a and the focus detection signal sequence of the photoelectric conversion unit 220b of the plurality of focus detection pixels 220b. can do.

また、図4に示した焦点検出画素230は、焦点検出画素230の一方の光電変換部230aが、図5の撮影光学系の射出瞳240の第1の部分240aを透過した光束241を、マイクロレンズアレイ250を介して受光すると共に、他方の光電変換部230bが射出瞳240の第2の部分240bを透過した光束242を、マイクロレンズアレイ250を介して受光する。こうして、複数の焦点検出画素230の光電変換部230aの焦点検出信号列と複数の焦点検出画素230Bの光電変換部230bの焦点検出信号列との位相差を測定することによって、デフォーカス量を算出することができる。   In addition, the focus detection pixel 230 shown in FIG. 4 is configured such that one photoelectric conversion unit 230a of the focus detection pixel 230 transmits a light beam 241 transmitted through the first portion 240a of the exit pupil 240 of the photographing optical system in FIG. While receiving light through the lens array 250, the other photoelectric conversion unit 230 b receives the light beam 242 transmitted through the second portion 240 b of the exit pupil 240 through the microlens array 250. Thus, the defocus amount is calculated by measuring the phase difference between the focus detection signal sequence of the photoelectric conversion unit 230a of the plurality of focus detection pixels 230 and the focus detection signal sequence of the photoelectric conversion unit 230b of the plurality of focus detection pixels 230B. can do.

次に、本発明に係る撮像素子の実施の形態を、図6〜図8を用いて説明する。図6は図3の撮像画素の構成を示した断面図である。撮像画素210は、光電変換部210aと遮光マスク261と平坦化層262と色フィルター263と平坦化層264とマイクロレンズ265とを有する。   Next, an embodiment of an image sensor according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the imaging pixel of FIG. The imaging pixel 210 includes a photoelectric conversion unit 210a, a light shielding mask 261, a planarization layer 262, a color filter 263, a planarization layer 264, and a microlens 265.

この構成を詳述すると、半導体基板260には光電変換部210aが形成され、この光電変換部210aの直ぐ上には遮光マスク261が設けられている。この遮光マスク261は光電変換部210aの外周囲を遮光して、光電変換部210aの受光領域を規定する。こうして、遮光マスク261の開口部261aは、光電変換部210aの受光領域を規定するので、図3の撮像画素210の光電変換部210aの大きさに相当している。遮光マスク261の上には平坦化層262が積層され、この平坦化層262の上には色フィルター263が形成されている。これらの色フィルター263は図3に示した赤(R)画素210、緑(G)画素210、青(B)画素210に応じた分光特性を有する。色フィルター263の上には平坦化層264が積層され、この平坦化層264の上には図5に示したマイクロレンズアレイ250の各マイクロレンズ265が配置されている。   More specifically, the photoelectric conversion unit 210a is formed on the semiconductor substrate 260, and a light shielding mask 261 is provided immediately above the photoelectric conversion unit 210a. The light shielding mask 261 shields the outer periphery of the photoelectric conversion unit 210a and defines a light receiving region of the photoelectric conversion unit 210a. Thus, the opening 261a of the light shielding mask 261 defines the light receiving area of the photoelectric conversion unit 210a and corresponds to the size of the photoelectric conversion unit 210a of the imaging pixel 210 in FIG. A planarizing layer 262 is stacked on the light shielding mask 261, and a color filter 263 is formed on the planarizing layer 262. These color filters 263 have spectral characteristics corresponding to the red (R) pixel 210, the green (G) pixel 210, and the blue (B) pixel 210 shown in FIG. A planarizing layer 264 is laminated on the color filter 263, and each microlens 265 of the microlens array 250 shown in FIG. 5 is disposed on the planarizing layer 264.

色フィルター263は、高屈折の無機材料と低屈折の無機材料とを多層積層したフォトニック結晶色フィルターである。高屈折の無機材料としてはTiOが使用され、低屈折無機材料としてはSiOが使用される。このフォトニック結晶色フィルターにあっては、多層構造の高屈折材料TiOと低屈折材料SiOとのそれぞれの膜厚を調整することによって、赤、緑及び青の分光特性を持った色フィクターを作成することができる。なお、高屈折の無機材料及び低屈折無機材料は、それぞれ、TiO及びSiOが限るものではなく、その他の無機材料を使用することもできる。例えば、TiOの代わりにSiNを使用することもできる。 The color filter 263 is a photonic crystal color filter in which a high refractive inorganic material and a low refractive inorganic material are laminated in multiple layers. TiO 2 is used as the high refractive inorganic material, and SiO 2 is used as the low refractive inorganic material. In this photonic crystal color filter, color fractors having spectral characteristics of red, green and blue are adjusted by adjusting the film thicknesses of the high refractive material TiO 2 and the low refractive material SiO 2 having a multilayer structure. Can be created. The high refractive inorganic material and the low refractive inorganic material are not limited to TiO 2 and SiO 2 , respectively, and other inorganic materials can be used. For example, SiN can be used instead of TiO 2 .

図7は図3に示した焦点検出画素220a、220bの第1の実施の形態について、その構成を示した断面図である。図7において、半導体基板260には焦点検出画素220aの光電変換部220aと焦点検出画素220bの光電変換部220bがそれぞれ形成され、これらの光電変換部220a、220bの直ぐ上には遮光マスク261が設けられている。この遮光マスク261は光電変換部220aのほぼ半分と光電変換部220bのほぼ半分とを遮光して、光電変換部220a、220bの受光領域を規定する。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the focus detection pixels 220a and 220b shown in FIG. 3 according to the first embodiment. In FIG. 7, a photoelectric conversion unit 220a of the focus detection pixel 220a and a photoelectric conversion unit 220b of the focus detection pixel 220b are respectively formed on the semiconductor substrate 260, and a light shielding mask 261 is provided immediately above the photoelectric conversion units 220a and 220b. Is provided. The light shielding mask 261 shields approximately half of the photoelectric conversion unit 220a and approximately half of the photoelectric conversion unit 220b, thereby defining the light receiving regions of the photoelectric conversion units 220a and 220b.

遮光マスク261の側部には、第1の配線膜280が配置されている。即ち、これらの第1の配線膜280は遮光マスク261が配置された層と同一高さの層に配置されている。遮光マスク261の上には、平坦化層262が積層され、この平坦化層262には、第2の配線膜281と遮光膜282とが設けられている。この遮光膜282は、迷光の発生を防止する。   A first wiring film 280 is disposed on the side of the light shielding mask 261. That is, these first wiring films 280 are arranged in a layer having the same height as the layer in which the light shielding mask 261 is arranged. A planarization layer 262 is stacked on the light shielding mask 261, and the second wiring film 281 and the light shielding film 282 are provided on the planarization layer 262. This light shielding film 282 prevents the generation of stray light.

遮光マスク261は、その先端部が光電変換部220bのほぼ中央部分に位置し、その末端部が光電変換部220bの側端部よりも内側に位置しているため、第1の配線膜280、第2の配線膜281および遮光膜282の各々と、遮光マスク261との間には間隙がある。したがって、後述する黒フィルター283が設けられていない場合、マイクロレンズ265を透過した光束285aが光電変換部220bに入射し、これが迷光として焦点検出信号の精度の低下を招来しうる。その間隙が小さくなるように、遮光マスク261を第1の配線膜280に近づく方向に延伸すると、容量性カップリングに起因したノイズが発生し、焦点検出信号の精度を著しく低下させてしまうこととなるため、その間隙を排除することができない。   Since the light shielding mask 261 has a tip portion located substantially at the center portion of the photoelectric conversion portion 220b and a terminal portion located inside the side end portion of the photoelectric conversion portion 220b, the first wiring film 280, There is a gap between each of the second wiring film 281 and the light shielding film 282 and the light shielding mask 261. Therefore, when the black filter 283 described later is not provided, the light beam 285a that has passed through the microlens 265 enters the photoelectric conversion unit 220b, which may lead to a decrease in the accuracy of the focus detection signal as stray light. If the light shielding mask 261 is extended in the direction approaching the first wiring film 280 so that the gap is reduced, noise due to capacitive coupling is generated, and the accuracy of the focus detection signal is significantly reduced. Therefore, the gap cannot be excluded.

遮光膜282の上には、顔料を含んだ黒フィルター283が設けられている。この黒フィルター283は、減光フィルター266と共に図6の撮像画素210の色フィルター263と同一の高さ位置に配置される。この黒フィルター283の上には平坦化層264が積層され、この平坦化層264の上にマイクロレンズ265が形成される。なお、この実施形態の撮像素子は、撮像画素210の色フィルターと焦点検出画素の黒フィルター283及び減光フィルター266は共に有機材料によって作成されている。   On the light shielding film 282, a black filter 283 containing a pigment is provided. The black filter 283 is disposed at the same height as the color filter 263 of the imaging pixel 210 in FIG. 6 together with the neutral density filter 266. A planarizing layer 264 is laminated on the black filter 283, and a micro lens 265 is formed on the planarizing layer 264. In the imaging device of this embodiment, the color filter of the imaging pixel 210 and the black filter 283 and the neutral density filter 266 of the focus detection pixel are both made of an organic material.

黒フィルター283の働きは次の通りである。即ち、黒フィルター283は遮光部材として作用し、マイクロレンズ265を透過して、第1の配線膜280、第2の配線膜281および遮光膜282の各々と、遮光マスク261との間の間隙から光電変換部220bに入射する光束285aを遮光する。これにより、迷光防止効果を奏する。   The function of the black filter 283 is as follows. That is, the black filter 283 acts as a light shielding member, passes through the microlens 265, and from the gap between each of the first wiring film 280, the second wiring film 281 and the light shielding film 282, and the light shielding mask 261. The light beam 285a incident on the photoelectric conversion unit 220b is shielded. Thereby, a stray light prevention effect is produced.

なお、黒フィルター283の代わりに、薄膜干渉色フィルターを用いても良い。   In place of the black filter 283, a thin film interference color filter may be used.

図8は図3に示した焦点検出画素220a、220bの第2の実施の形態について、その構成を示した断面図である。上述した間隙へ入射する光束285aを遮光するように光電変換部220bを被覆する薄膜遮光フィルター285が図7の黒フィルター283の代わりに平坦化層262中に設けられている。この薄膜遮光フィルター285の高さ方向の位置は、上述した間隙の直上である。焦点検出画素のその他の構成は、図7と同一である。なお、薄膜遮光フィルター285は、光束285aを確実に遮光する為に、できるだけ上述した間隙に近い位置に配置することが望ましい。   FIG. 8 is a sectional view showing the configuration of the focus detection pixels 220a and 220b shown in FIG. 3 according to the second embodiment. A thin-film light-shielding filter 285 that covers the photoelectric conversion unit 220b so as to shield the light beam 285a incident on the gap is provided in the planarization layer 262 instead of the black filter 283 in FIG. The position of the thin film light-shielding filter 285 in the height direction is immediately above the gap. The other configurations of the focus detection pixels are the same as those in FIG. The thin-film light-shielding filter 285 is desirably disposed as close to the gap as possible in order to reliably shield the light beam 285a.

薄膜遮光フィルター285は、黒フィルター283と同様に遮光部材として作用し、マイクロレンズ265を透過して、第1の配線膜280、第2の配線膜281および遮光膜282の各々と、遮光マスク261との間の間隙から光電変換部220bに入射する光束285aを遮光する。これにより、迷光防止効果を奏する。   The thin-film light-shielding filter 285 acts as a light-shielding member similarly to the black filter 283, passes through the microlens 265, and each of the first wiring film 280, the second wiring film 281, the light-shielding film 282, and the light-shielding mask 261. The light beam 285a incident on the photoelectric conversion unit 220b is shielded from the gap therebetween. Thereby, a stray light prevention effect is produced.

上述した第1または第2の実施の形態によると、遮光性能に起因した焦点検出信号の精度の低下を防止することができるという作用効果が得られる。   According to the first or second embodiment described above, it is possible to obtain an operational effect that it is possible to prevent a decrease in accuracy of the focus detection signal due to the light shielding performance.

121 撮像素子、210 撮像画素、220 焦点検出画素、230 焦点検出画素、210a 光電変換部、220a、220b 光電変換部、230a、230b 光電変換部、263 色フィルター、265 マイクロレンズ、266 減光フィルター、283 遮光部材(黒フィルター)、285 遮光部材(薄膜遮光フィルター) 121 imaging element, 210 imaging pixel, 220 focus detection pixel, 230 focus detection pixel, 210a photoelectric conversion unit, 220a, 220b photoelectric conversion unit, 230a, 230b photoelectric conversion unit, 263 color filter, 265 microlens, 266 dimming filter, 283 Shading member (black filter), 285 Shading member (thin film shading filter)

Claims (5)

第1のマイクロレンズと、前記第1のマイクロレンズを透過した光束を受光して撮像信号を出力する第1の光電変換部とを有する複数の撮像画素と、
第2のマイクロレンズと、前記第2のマイクロレンズを透過した光束を受光して焦点検出信号を出力する第2の光電変換部と、前記第2のマイクロレンズ及び前記第2の光電変換部の間に配置された配線層とを有する複数の焦点検出画素と、
記配線層とほぼ同一高さ位置に配置され、前記第2の光電変換部の一部を被覆する遮光マスクであって、その遮光マスク先端部が前記第2の光電変換部のほぼ中央部分に位置し、その遮光マスク末端部が前記第2の光電変換部の側端部よりも内側に位置し、前記遮光マスク末端部と前記配線層との間に間隙が形成される遮光マスクと、
前記第2のマイクロレンズと前記遮光マスクとの間に配置され、前記第2のマイクロレンズを透過した光束が前記配線層と前記遮光マスクとの間の前記間隙を通過して前記第2の光電変換部の前記側端部の付近に入射することを阻止する遮光部材とを備えることを特徴とする撮像素子。
A plurality of imaging pixels having a first microlens, and a first photoelectric conversion unit to output an image signal by receiving the light beam transmitted through the first micro lens,
A second microlens; a second photoelectric conversion unit that receives a light beam transmitted through the second microlens and outputs a focus detection signal; the second microlens and the second photoelectric conversion; a plurality of focus detection pixels having a wiring layer disposed between the parts,
Disposed at substantially the same height as the front Sharing, ABS line layer, the second a light shielding mask for covering a part of the photoelectric conversion unit, substantially at the center of the light-shielding mask tip the second photoelectric conversion unit A light-shielding mask that is located at a portion, the light-shielding mask terminal portion is located inside the side edge of the second photoelectric conversion unit, and a gap is formed between the light-shielding mask terminal portion and the wiring layer ,
Wherein disposed between the second micro lens and the light-shielding mask, the second through the gap between the second microlens said shielding mask luminous flux transmitted is a front Sharing, ABS line layer An image pickup device comprising: a light shielding member that prevents light from entering the vicinity of the side end of the photoelectric conversion unit.
請求項1に記載の撮像素子において、
前記撮像画素の前記第1のマイクロレンズと前記第1の光電変換部とは、それぞれ前記焦点検出画素の前記第2のマイクロレンズと前記第2の光電変換部と実質的に同一の構造であることを特徴とする撮像素子。
The imaging device according to claim 1,
In the said first microlens and the first photoelectric conversion unit, wherein the second microlenses second photoelectric conversion unit and the actual qualitatively identical structure of each of the focus detection pixels of the image pickup pixels imaging device, characterized in that there.
請求項2に記載の撮像素子において、
前記撮像画素は、前記第1のマイクロレンズの下に色フィルタを有し、
前記焦点検出画素は、前記撮像画素の前記色フィルタと同一の高さ位置に減光フィルタを有し、
前記遮光部材は、前記減光フィルタと同一の高さ位置に配置されることを特徴とする撮像素子。
The imaging device according to claim 2,
The imaging pixel has a color filter under the first microlens,
The focus detection pixel has a neutral density filter at the same height as the color filter of the imaging pixel,
The imaging device , wherein the light shielding member is disposed at the same height as the neutral density filter .
請求項2に記載の撮像素子において、
前記遮光部材は、前記間隙を覆うように前記間隙の直ぐ上に配置されることを特徴とする撮像素子。
The imaging device according to claim 2,
The imaging device, wherein the light shielding member is disposed immediately above the gap so as to cover the gap.
請求項3に記載の撮像素子において、
前記色フィルタと前記減光フィルタと前記遮光部材は、それぞれ有機材料の薄膜によって構成されることを特徴とする撮像素子。
The imaging device according to claim 3,
The color filter, the neutral density filter, and the light shielding member are each configured by a thin film of an organic material.
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