特許 6309043 イメージセンサおよび撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6309043

(24)【登録日】2018年3月23日

(45)【発行日】2018年4月11日

(54)【発明の名称】イメージセンサおよび撮像装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/369 20110101AFI20180402BHJP

   G02B 7/28 20060101ALI20180402BHJP

   G02B 7/34 20060101ALI20180402BHJP

   G03B 13/36 20060101ALI20180402BHJP

   G03B 11/00 20060101ALI20180402BHJP

   H04N 9/07 20060101ALI20180402BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20180402BHJP

【ＦＩ】

   H04N5/369

   G02B7/28 N

   G02B7/34

   G03B13/36

   G03B11/00

   H04N9/07 A

   H04N9/07 D

   H04N5/232 120

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-98831(P2016-98831)

(22)【出願日】2016年5月17日

(65)【公開番号】特開2017-118477(P2017-118477A)

(43)【公開日】2017年6月29日

【審査請求日】2016年5月17日

(31)【優先権主張番号】14/757,475

(32)【優先日】2015年12月23日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】507296388

【氏名又は名称】采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＶｉｓＥｒａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100116872

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 和子

(72)【発明者】

【氏名】王 唯科

【審査官】 鈴木 明

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１４−５１４７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１６２５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１０３３３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ５／３０−５／３７８

Ｈ０４Ｎ ５／２２２−５／２５７

Ｈ０４Ｎ ９／０４−９／１１

Ｇ０２Ｂ ７／２８

Ｇ０２Ｂ ７／３４

Ｇ０３Ｂ １１／００

Ｇ０３Ｂ １３／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の通常センサユニットと一対のオートフォーカスセンサユニットを含むセンサアレイ層と、
前記センサアレイ層上に配置され、前記複数の通常センサユニットをカバーする複数のカラーフィルターユニットと、
前記センサアレイ層上に配置され、前記一対のオートフォーカスセンサユニットをそれぞれカバーするＩＲパスフィルターユニットと、
前記カラーフィルターユニットと前記ＩＲパスフィルターユニット上に配置された複数のマイクロレンズを含むマイクロレンズ層と、を含み、
位相差オートフォーカス機能を実行するために、前記一対のオートフォーカスセンサユニットの一方が第１側から来た赤外光を検出し、前記一対のオートフォーカスセンサユニットの他方が前記第１側と反対側の第２側から来た赤外光を検出し、
前記一対のオートフォーカスセンサユニットの一方は、前記一対のオートフォーカスセンサユニットの他方に隣接し、
前記複数のマイクロレンズは、いずれかが前記複数のカラーフィルターユニットの１つの上に配置された複数の第１のマイクロレンズと、前記一対のオートフォーカスセンサユニットをカバーするために前記ＩＲパスフィルターユニット上に配置された第２のマイクロレンズと、を含み、
前記通常センサユニットおよび前記フォーカスセンサユニットは、同じユニット領域を有する、イメージセンサ。

【請求項2】

前記２つの隣接するオートフォーカスセンサユニット、前記ＩＲパスフィルターユニット、および前記第２のマイクロレンズは、第１の位相差オートフォーカスセットを構成し、
前記第１の位相差オートフォーカスセットの前記２つの隣接するオートフォーカスセンサユニットは、行方向に沿って配置され、および、
前記イメージセンサは、前記第１の位相差オートフォーカスセットと同じ構成要素を有する第２の位相差オートフォーカスセットをさらに含むが、前記第２の位相差オートフォーカスセットの２つの隣接するオートフォーカスセンサユニットは、列方向に沿って配置される、請求項１に記載のイメージセンサ。

【請求項3】

前記ＩＲパスフィルターユニットは、８００ｎｍまたは９００ｎｍより長い波長の光を通過させる、請求項１に記載のイメージセンサ。

【請求項4】

撮像装置であって、
複数の通常センサユニットと一対のオートフォーカスセンサユニットを含むセンサアレイ層と、
前記センサアレイ層上に配置され、前記複数の通常センサユニットをカバーする複数のカラーフィルターユニットと、
前記センサアレイ層上に配置され、前記一対のオートフォーカスセンサユニットをそれぞれカバーするＩＲパスフィルターユニットと、
前記カラーフィルターユニットと前記ＩＲパスフィルターユニット上に配置された複数のマイクロレンズを含むマイクロレンズ層と、を含むイメージセンサを含み、
位相差オートフォーカス機能を実行するために、前記一対のオートフォーカスセンサユニットの一方が第１側から来た赤外光を検出し、前記一対のオートフォーカスセンサユニットの他方が前記第１側と反対側の第２側から来た赤外光を検出し、
前記一対のオートフォーカスセンサユニットの一方は、前記一対のオートフォーカスセンサユニットの他方に隣接し、
前記複数のマイクロレンズは、いずれかが前記複数のカラーフィルターユニットの１つの上に配置された複数の第１のマイクロレンズと、前記一対のオートフォーカスセンサユニットをカバーするために前記ＩＲパスフィルターユニット上に配置された第２のマイクロレンズと、を含み、
前記通常センサユニットおよび前記フォーカスセンサユニットは、同じユニット領域を有し、
前記撮像装置は、
前記イメージセンサの上方に配置されたレンズ群、および、
前記レンズ群の上方、または前記レンズ群と前記イメージセンサとの間に配置されたデュアルバンドパスフィルターをさらに含み、
前記デュアルバンドパスフィルターは、可視光と所定の主波長内の赤外光を通過させる、撮像装置。

【請求項5】

前記複数のカラーフィルターユニットと前記複数のマイクロレンズとの間、または前記複数のカラーフィルターユニットと前記複数の通常センサユニットとの間に挿入されたノッチ赤外線フィルターパターンをさらに含み、
前記ノッチ赤外線フィルターパターンは、前記主波長の前記赤外光が前記複数の通常センサユニットに入射するのをブロックする、請求項４に記載の撮像装置。

【請求項6】

前記主波長の前記赤外光を照射する補助赤外線光源をさらに含み、
前記所定の主波長が８５０ｎｍ、且つ前記赤外線の通過帯域が８４０ｎｍ〜８６０ｎｍであるか、または、
前記所定の主波長が９４０ｎｍ、且つ前記赤外光の前記通過帯域が９３０ｎｍ〜９５０ｎｍである、請求項５に記載の撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、イメージセンサに関し、特に、低照度環境において位相差オートフォーカスを実行できる撮像装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、位相差オートフォーカス（ＰＤＡＦ）技術は、ＤＳＬＲカメラおよび携帯用カメラなどの映像機器に導入されてきている。位相検出は、入射光を一対の画像に分割し、それらを比較することによって実現される。具体的には、１つの従来の方法は、不透明な材料の２つの緑色画素を有してその開口の領域の半分をカバーする方法である。２つの画素の差動信号は、計算されて、その物体がフロントフォーカスまたはバックフォーカスの位置にあるかを判定する。これは、フォーカス機構の移動方向と必要な移動量を推定する。しかしながら、この構造は、位相検出用に収集される信号が弱過ぎるため、低照度の条件下においてＰＤＡＦ機能を実行することができない。

【0003】

一方、監視に関しては、近赤外線検出用の赤外線画素は、イメージセンサアレイで配置され、１つの緑色画素をベイヤー配列に置き換える。環境が暗過ぎるとき、監視カメラは補助赤外光光源を用いて、近赤外光を監視カメラの正面に照射し、赤外線画素は、監視カメラの正面にある物体によって反射された近赤外光を検出する。このように、映像機器は、低照度環境において撮像を行うことができる。しかしながら、赤外線画素で埋め込まれた既存の映像機器は、今なおＰＤＡＦ機能を実行する方法がない。従って、本開示の目的は、低照度環境においてＰＤＡＦ機能を実行できるイメージセンサおよびそれを用いた撮像装置を提供することである。

【発明の概要】

【0004】

詳細な説明は、添付の図面と併せて以下の実施形態に説明される。

【0005】

本開示は、複数の正常センサユニットと一対のオートフォーカスセンサユニットを含むセンサアレイ層、センサアレイ層上に配置され、複数の正常センサユニットをカバーする複数のカラーフィルターユニット、センサアレイ層上に配置され、一対のオートフォーカスセンサユニットをそれぞれカバーする一対のＩＲパスフィルターユニット、カラーフィルターユニットとＩＲパスフィルターユニット上に配置された複数のマイクロレンズを含むマイクロレンズ層を含み、一対のオートフォーカスセンサユニットの一方が第１側から来た赤外光を検出し、一対のオートフォーカスセンサユニットの他方が第１側と反対側の第２側から来た赤外光を検出して、位相差オートフォーカス機能を実行するイメージセンサを提供する。

【0006】

実施形態では、各一対のＩＲパスフィルターユニットは、二等分に分けられ、半分の一方は、不透明材料で充填され、半分の他方は、ＩＲ透過材料で充填される。

【0007】

実施例では、一対のＩＲパスフィルターユニットの一方において、不透明材料は、第２側に配置され、ＩＲ透過材料は、第１側に配置され、且つ一対のＩＲパスフィルターユニットの他方において、不透明材料は、第１側に配置され、ＩＲ透過材料は、第２側に配置される。

【0008】

実施形態では、一対のオートフォーカスセンサユニットの一方は、一対のオートフォーカスセンサユニットの他方に隣接し、且つ複数のマイクロレンズは、各複数のカラーフィルターユニット上にそれぞれ配置された複数の第１のマイクロレンズ、および一対のＩＲパスフィルターユニット上に配置され、一対のオートフォーカスセンサユニットをカバーする第２のマイクロレンズを含む。

【0009】

実施形態では、２つの隣接するオートフォーカスセンサユニット、ＩＲパスフィルターユニット、および第２のマイクロレンズは、第１の位相差オートフォーカスセットを含み、第１の位相差オートフォーカスセットの２つの隣接するオートフォーカスセンサユニットは、行方向に沿って配置され、且つイメージセンサは、第１の位相差オートフォーカスセットと同じ構成要素を有する第２の位相差オートフォーカスセットを更に含むが、第２の位相差オートフォーカスセットの２つの隣接するオートフォーカスセンサユニットは、列方向に沿って配置される。

【0010】

実施形態では、ＩＲパスフィルターユニットは、８００ｎｍまたは９００ｎｍより長い波長の光を通過させる。

【0011】

本開示は、上述のイメージセンサ、イメージセンサの上方に配置されたレンズ群、およびレンズ群の上方、またはレンズ群とイメージセンサとの間に配置されたデュアルバンドパスフィルターを含み、デュアルバンドパスフィルターは、可視光と所定の主波長内の赤外光を通過させる撮像装置も提供する。

【0012】

実施形態では、撮像装置は、複数のカラーフィルターユニットと複数のマイクロレンズとの間、または複数のカラーフィルターユニットと複数の正常センサユニットとの間に挿入されたノッチ赤外線フィルターパターンを更に含み、前記ノッチ赤外線フィルターパターンは、主波長の赤外光が複数の正常センサユニットに入射するのをブロックする。

【0013】

実施形態では、撮像装置は、主波長の赤外光を照射する補助赤外線光源を更に含む。

【0014】

実施形態では、所定の主波長は８５０ｎｍであり、赤外線の通過帯域は、８４０ｎｍ〜８６０ｎｍである。他の実施形態では、所定の主波長は９４０ｎｍであり、赤外光の通過帯域は、９３０ｎｍ〜９５０ｎｍである。

【図面の簡単な説明】

【0015】

添付の図面とともに以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本発明はより完全に理解できる。

【図1】本開示の実施形態に係る、撮像装置を示す概略図である。

【図2】本開示のデュアルバンドパスフィルターの分光透過率を示す図である。

【図3A】本開示の実施形態に係る、イメージセンサの一部の上面図である。

【図3B】図３ＡのラインＩ−Ｉ’に沿った断面図である。

【図3C】図３Ａに示された一対の赤外線画素を示す断面図である。

【図3D】実施形態に係る、赤外線パスフィルターの２つの分光透過率曲線を示す図である。

【図4A】本開示の他の実施形態に係る、正常画素および赤外線画素の断面図である。

【図4B】本開示の他の実施形態に係る、正常画素および赤外線画素の断面図である。

【図4C】本開示のノッチ赤外線フィルターの分光透過率を示す図である。

【図5A】本開示の実施形態に係るイメージセンサの一部の上面図である。

【図5B】図５ＡのラインＩＩ−ＩＩ’に沿った断面図である。

【図6A】本開示の他の実施形態に係る、正常画素および赤外線画素の断面図である。

【図6B】本開示の他の実施形態に係る、正常画素および赤外線画素の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下の説明は、本発明を実施するベストモードが開示されている。この説明は、本発明の一般原理を例示する目的のためのもので本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、添付の請求の範囲を参考にして決定される。

【0017】

図１は、本開示の実施形態に係る、撮像装置を示す概略図である。図１に示されるように、撮像装置１０は、イメージセンサ１１０、レンズ群１２０、デュアルバンドパスフィルター１３０、補助赤外線光源１４０を含む。イメージセンサ１１０は、赤色、緑色と、青色画素を含む画素アレイ、および赤外線画素を有する。赤色、緑色と、青色画素は、画像光を受光するのに用いられ、それを画像を構成する情報に変換する。赤外線画素は、位相差オートフォーカス（ＰＤＡＦ）用の信号を検出するのに用いられる。イメージセンサ１１０の特定の構造は、後述する。レンズ群１２０は、イメージセンサ１１０の上方に配置され、物体の画像をイメージセンサ１１０上に投影させる。デュアルバンドパスフィルター１３０は、レンズ群１２０の上方、またはレンズ群１２０とイメージセンサ１１０との間に配置され、可視帯域の光と所定の赤外波長の光を通過させる。参照符号ＲＧＢ＋ＩＲ_λは、デュアルバンドパスフィルター１３０を通過する光ビームを示している。図２は、デュアルバンドパスフィルター１３０の分光透過率を示す図である。図２に示されるように、２つの通過帯域がある。一方の通過帯域は、４００ｎｍ〜７００ｎｍであり、ほとんどの可視光を通過させる。他方の通過帯域は、主に、±１０ｎｍの許容を有する所定の赤外波長λ_Ｉにある。本開示では、所定の赤外波長λ_Ｉは、８５０ｎｍまたは９４０ｎｍに設計されている。即ち、デュアルバンドパスフィルター１３０の赤外線の通過帯域は、８４０〜８６０ｎｍまたは９３０ｎｍ〜９５０ｎｍに設計されている。補助赤外線光源１４０は、撮像装置１０の本体の外側に配置され、主波長λ_Ｉの近赤外光を照射する。参照符号ＩＲ_λは、補助赤外線光源１４０から照射された光ビームを示している。

【0018】

図１に示されたこの構成によれば、撮像装置１０は、補助赤外線光源１４０を用いて、近赤外光を撮像装置１０の正面に照射し、赤外線画素が撮像装置１０の正面にある物体によって反射された場合、近赤外光を検出する。イメージセンサ１１０の赤外線画素によって検出された近赤外光は、ＰＤＡＦ計算に用いられる。このように本開示の撮像装置は、低照度環境においてもＰＤＡＦ機能を実行することができる。

【0019】

以下、図１に示されたイメージセンサの特定の構造が述べられる。図３Ａは、本開示の実施形態に係る、イメージセンサの一部の上面図である。図３Ｂは、図３ＡのラインＩ−Ｉ’に沿った断面図である。図３Ｃは、図３Ａに示された一対の赤外線画素を示す断面図である。図３Ａに示されるように、イメージセンサは、カラーフィルターユニット１１０１と一対のＩＲパスフィルターユニット１１０２が配置された画素アレイを有する。

【0020】

図３Ｂでは、イメージセンサの垂直構造がみられる。カラーフィルターユニット１１０１と一対のＩＲパスフィルターユニット１１０２は、マトリクス上に配置された複数のセンサユニットＰＤからなる。注意すべきは、センサユニットＰＤ間に違いはないが、わかり易くするために、赤色、緑色と、青色を検出するカラーフィルターユニット１１０１によってカバーされたセンサユニットは、時に、通常センサユニットと呼ばれ、補助赤外光を検出するＩＲパスフィルターユニット１１０２によってカバーされたセンサユニットは、時に、赤外線センサユニットまたはオートフォーカスセンサユニットと呼ばれる。カラーフィルターユニット１１０１とＩＲパスフィルターユニット１１０２のいずれも、１つのセンサユニットＰＤをカバーする。また、各カラーフィルターユニット１１０１とＩＲパスフィルターユニット１１０２にそれぞれ配置された複数のマイクロレンズ１１０４がある。

【0021】

カラーフィルターユニット１１０１は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）フィルターである。ＩＲパスフィルターユニット１１０２は、二等分に分けられる。半分の一方は、金属などの不透明材料ＭＬで充填されている。半分の他方は、近赤外波長の光を通過させる赤外線パスフィルターＩＲで充填されている。図３Ｃに示されるように、一対の赤外線画素では、２つのＩＲパスフィルターユニット１１０２の不透明材料ＭＬは、反対側に配置されなければならない。例えば、一方の赤外線画素の不透明材料ＭＬがＩＲパスフィルターユニット１１０２の左側（行方向の側）に配置された場合、他方の赤外線画素の不透明材料ＭＬは、右側（行方向の反対側）に配置されなければならない。また、一方の赤外線画素の不透明材料ＭＬがＩＲパスフィルターユニット１１０２の上側（列方向の側）に配置された場合、他方の赤外線画素の不透明材料ＭＬは、下側（行方向の反対側）に配置されなければならない。このようにして２つの赤外線画素は、２つの両側から来た赤外光を検出し、ＰＤＡＦ機能を実行する。

【0022】

図３Ｄは、赤外線パスフィルターＩＲの２つの適切な分光透過率曲線ＡおよびＢを示している。分光透過率曲線Ａは、短い波長帯域では最小値（約０〜１０％）でほぼ維持され、波長が８００ｎｍより長くなったとき、最大値（約９０〜１００％）に急速に上昇する。一方、分光透過率曲線Ｂは、短い波長帯域では最小値（約０〜１０％）でほぼ維持され、波長が９００ｎｍより長くなったとき、最大値（約９０〜１００％）に急速に上昇する。２つの分光透過率曲線ＡおよびＢは、図２に示されたデュアルバンドパスフィルター１３０の赤外線の通過帯域に従って選ばれる。デュアルバンドパスフィルター１３０の赤外線の通過帯域の主波長λ_Ｉが８５０ｎｍである場合、分光透過率曲線Ａの赤外線パスフィルターＩＲが選ばれる。デュアルバンドパスフィルター１３０の赤外線の通過帯域の主波長λ_Ｉが９４０ｎｍである場合、分光透過率曲線Ｂの赤外線パスフィルターＩＲが選ばれる。

【0023】

図４Ａと図４Ｂは、本開示の２つの実施形態に係る、正常画素および赤外線画素の断面図を示している。デュアルバンドパスフィルター１３０（図１と図２を参照）は、２つの通過帯域を有するため、デュアルバンドパスフィルター１３０を通過する赤外光ビームは、赤外線画素に入射するだけでなく、正常画素にも入射する。これは、正常画素が赤色、緑色、および青色光の強度を検出するのに問題となる可能性がある。正常画素によって検出された入射光の強度は増加する。これを踏まえて、本開示の実施形態は、ノッチ赤外線フィルターパターンをイメージセンサに提供する。図４Ａに示された実施形態では、ノッチ赤外線フィルターパターン１１０５がマイクロレンズ１１０４とカラーフィルターユニット１１０１との間に挿入され、正常センサユニットＰＤ（赤色、緑色、および青色光を検出する）をカバーする。図４Ｂに示された他の実施形態では、ノッチ赤外線フィルターパターン１１０５がカラーフィルターユニット１１０１とセンサアレイ層１１０３の間に挿入され、正常センサユニットＰＤをカバーする。

【0024】

図４Ｃは、本開示のノッチ赤外線フィルターの分光透過率を示す図である。図４Ｃに示されるように、ノッチ赤外線フィルターパターン１１０５の透過率は、所定の赤外波長λ_Ｉ以外の全ての波長において最大値でほぼ維持される。ノッチ赤外線フィルターパターン１１０５の透過率は、所定の赤外波長λ_Ｉで最大値を有する。従って、主波長λ_Ｉの赤外光は、ノッチ赤外線フィルターパターン１１０５によってブロックされ、正常センサユニットＰＤに入射しない。この所定の赤外波長λ_Ｉは、図２に示された所定の赤外波長λ_Ｉと同等である。即ち、デュアルバンドパスフィルター１３０の赤外線の通過帯域の主波長λ_Ｉが８５０ｎｍの場合、ノッチ赤外線フィルターパターン１１０５によってブロックされた赤外光の主波長λ_Ｉも８５０ｎｍとなり、デュアルバンドパスフィルター１３０の赤外線の通過帯域の主波長λ_Ｉが９４０ｎｍの場合、ノッチ赤外線フィルターパターン１１０５によってブロックされた赤外光の主波長λ_Ｉも９４０ｎｍとなる。

【0025】

図４Ａまたは図４Ｂに示された構成によれば、ノッチ赤外線フィルターパターン１１０５は、正常センサユニットＰＤ（赤色、緑色、および青色光を検出する）がデュアルバンドパスフィルター１３０を通過する補助近赤外光を検出しない助けをする。正常センサユニットＰＤは、赤色、緑色、および青色光の強度を正確に検出することができる。

【0026】

図５Ａは、本開示の実施形態に係るイメージセンサの一部の上面図である。図５Ｂは、図５ＡのラインＩＩ−ＩＩ’に沿った断面図である。図５Ａに示されるように、イメージセンサは、カラーフィルターユニット１１０１と少なくともＩＲパスフィルターユニット１１０６が配置された画素アレイを有する。図３Ａに示された構成と比較すると、ＩＲパスフィルターユニット１１０６は、２つの隣接する画素の領域を占有する。

【0027】

図５Ｂでは、イメージセンサの垂直構造がみられる。カラーフィルターユニット１１０１とＩＲパスフィルターユニット１１０６は、マトリクス上に配置された複数のセンサユニットＰＤからなる。注意すべきは、センサユニットＰＤ間に違いはないが、わかり易くするために、赤色、緑色と、青色を検出するカラーフィルターユニット１１０１によってカバーされたセンサユニットは、時に、通常センサユニットと呼ばれ、補助赤外光を検出するＩＲパスフィルターユニット１１０６によってカバーされたセンサユニットは、時に、赤外線センサユニットまたはオートフォーカスセンサユニットと呼ばれる。カラーフィルターユニット１１０１のいずれも１つのセンサユニットＰＤをカバーするが、ＩＲパスフィルターユニット１１０６は、２つの隣接するセンサユニットＰＤをカバーする。また、各カラーフィルターユニット１１０１上にそれぞれ配置された複数のマイクロレンズ１１０４と、ＩＲパスフィルターユニット１１０６上に配置された特定のマイクロレンズ１１０７がある。

【0028】

この実施形態では、２つの隣接する赤外線センサユニットＰＤ（ＰＤＡＦ機能の補助赤外光を検出する）は、１つのＩＲパスフィルターユニット１１０６と１つの特定のマイクロレンズ１１０７をシェアする。このように、右側から来た特定のマイクロレンズ１１０７に入射した赤外光の半分の一方は、左センサユニットＰＤによって検出され、左側から来た特定のマイクロレンズ１１０７に入射した赤外光の半分の他方は、右センサユニットＰＤによって検出される。２つの隣接する赤外線画素も２つの両側から来た赤外光を検出し、ＰＤＡＦ機能を実行することができる。注意すべきことは、図５Ａに示されるように、ＩＲパスフィルターユニット１１０６と特定のマイクロレンズは、行方向に配置された２つの隣接するセンサユニットＰＤ上に配置されることができるだけでなく、列方向に配置された２つの隣接するセンサユニットＰＤ上に配置されることもできる。このように、上側から来た特定のマイクロレンズ１１０７に入射した赤外光の半分の一方は、下センサユニットＰＤによって検出され、下側から来た特定のマイクロレンズ１１０７に入射した赤外光の半分の他方は、上センサユニットＰＤによって検出される。

【0029】

また、ＩＲパスフィルターユニット１１０６は、図３Ｄに示された同じ分光透過率を有する。２つの分光透過率曲線ＡとＢは、図２に示されたデュアルバンドパスフィルター１３０の赤外線の通過帯域に従って選ばれる。デュアルバンドパスフィルター１３０の赤外線の通過帯域の主波長λ_Ｉが８５０ｎｍである場合、分光透過率曲線Ａの赤外線パスフィルターＩＲが選ばれる。デュアルバンドパスフィルター１３０の赤外線の通過帯域の主波長λ_Ｉが９４０ｎｍである場合、分光透過率曲線Ｂの赤外線パスフィルターＩＲが選ばれる。

【0030】

図６Ａと図６Ｂは、本開示の２つの実施形態に係る、正常画素および赤外線画素の断面図を示している。デュアルバンドパスフィルター１３０を通過する赤外光ビームが正常画素で検出されるのを防ぐために、ノッチ赤外線フィルターパターンがイメージセンサに提供される。図６Ａに示された実施形態では、ノッチ赤外線フィルターパターン１１０５がマイクロレンズ１１０４とカラーフィルターユニット１１０１との間に挿入され、正常センサユニットＰＤ（赤色、緑色、および青色光を検出する）をカバーする。図４Ｂに示された他のの実施形態では、ノッチ赤外線フィルターパターン１１０５がカラーフィルターユニット１１０１とセンサアレイ層１１０３の間に挿入され、正常センサユニットＰＤをカバーする。

【0031】

図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ａ、および図６Ｂに示された実施形態に従って、ＰＤＡＦ機能に用いられる赤外線画素用に各種の配置がある。これらの実施形態は、単にいくつかの実施例を示しているだけである。本開示は、これらの実施形態の各種の変更と組み合わせをカバーすることを意図している。新しく設計されたイメージセンサの全ての実施形態は、低照度環境におけるＰＤＡＦ機能を実行することができる。また、いくつかの特定の構成によれば、デュアルバンドパスフィルターを通過する補助近赤外光は、正常センサユニット（赤色、緑色、および青色光を検出する）に入射しないため、正常センサユニットは、赤色、緑色、および青色光の強度をより正確に検出することができる。

【0032】

本発明は、実施例の方法及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。逆に、当業者には自明の種々の変更及び同様の配置をカバーするものである。よって、添付の請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。

【符号の説明】

【0033】

１０ 撮像装置
１１０ イメージセンサ
１２０ レンズ群
１３０ デュアルバンドパスフィルター
１４０ 補助赤外線光源
ＩＲ_λ 参照符号
Ｒ、Ｇ、Ｂ 赤色、緑色、青色画素
ＲＧＢ＋ＩＲ_λ 参照符号
λ_Ｉ 所定の赤外波長
１１０１ カラーフィルターユニット
１１０２ 一対のＩＲパスフィルターユニット
Ｉ−Ｉ’ ライン
ＭＬ 不透明材料
ＩＲ 赤外線パスフィルター
１１０３ センサアレイ層
１１０４ マイクロレンズ
Ａ、Ｂ 分光透過率曲線
１１０５ ノッチ赤外線フィルターパターン
１１０６ ＩＲパスフィルターユニット
１１０７ 特定のマイクロレンズ
ＩＩ−ＩＩ’ ライン

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】