(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022158989
(43)【公開日】2022-10-17
(54)【発明の名称】固体撮像素子
(51)【国際特許分類】
H04N 5/369 20110101AFI20221006BHJP
【ＦＩ】
H04N5/369
【審査請求】有
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022037243
(22)【出願日】2022-03-10
(31)【優先権主張番号】63/169,579
(32)【優先日】2021-04-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/405,518
(32)【優先日】2021-08-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【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
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１２，Ｄｕｓｉｎｇ Ｒｄ．１， Ｈｓｉｎｃｈｕ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐａｒｋ，Ｈｓｉｎ－Ｃｈｕ Ｃｉｔｙ，Ｔａｉｗａｎ
(74)【代理人】
【識別番号】110000486
【氏名又は名称】とこしえ特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】林 正軒
(72)【発明者】
【氏名】塗 宗儒
(72)【発明者】
【氏名】張 育淇
(72)【発明者】
【氏名】▲呉▼ 翰林
(72)【発明者】
【氏名】蔡 鴻仁
【テーマコード（参考）】
5C024
【Ｆターム（参考）】
5C024CY47
5C024EX12
5C024EX52
5C024GX21
(57)【要約】
【課題】 固体撮像素子を提供する。
【解決手段】 第一領域、および、第一方向に沿って、第一領域に隣接する第二領域を有する固体撮像素子が提供される。固体撮像素子は、第一領域中に設置される第一ユニットパターンを有する。固体撮像素子はさらに、第二領域中に設置され、且つ、第一ユニットパターンに対応する第二ユニットパターンを有する。第一ユニットパターン、および、第二ユニットパターンはそれぞれ、ノーマル画素、および、自動焦点画素アレイを有する。ノーマル画素、および、自動焦点画素アレイは、第一ユニットパターン中で第一配列を形成し、ノーマル画素、および、自動焦点画素アレイは、第二ユニットパターン中で第二配列を形成し、且つ、第一配列と第二配列は、第一対称軸に対して互いに対称である。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第一領域、および、第一方向に沿って、前記第一領域に隣接する第二領域を有する固体撮像素子であって、
前記第一領域中に設置される第一ユニットパターン、および、
前記第二領域中に設置されるとともに、前記第一ユニットパターンに対応する第二ユニットパターン、を有し、
前記第一ユニットパターン、および、前記第二ユニットパターンは、それぞれ、ノーマル画素、および、自動焦点画素アレイを有し、
前記ノーマル画素、および、前記自動焦点画素アレイは、前記第一ユニットパターン中で第一配列を形成し、
前記ノーマル画素、および、前記自動焦点画素アレイは、前記第二ユニットパターン中で第二配列を形成し、
前記第一配列と前記第二配列は、第一対称軸に対して対称であることを特徴とする固体撮像素子。
前記第一領域中に設置される第一ユニットパターン、および、
前記第二領域中に設置されるとともに、前記第一ユニットパターンに対応する第二ユニットパターン、を有し、
前記第一ユニットパターン、および、前記第二ユニットパターンは、それぞれ、ノーマル画素、および、自動焦点画素アレイを有し、
前記ノーマル画素、および、前記自動焦点画素アレイは、前記第一ユニットパターン中で第一配列を形成し、
前記ノーマル画素、および、前記自動焦点画素アレイは、前記第二ユニットパターン中で第二配列を形成し、
前記第一配列と前記第二配列は、第一対称軸に対して対称であることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項2】
前記ノーマル画素は、少なくとも二個の異なる色を受け入れ、前記ノーマル画素は、赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター、青色カラーフィルター、黄色カラーフィルター、白色カラーフィルター、シアンカラーフィルター、マゼンタカラーフィルター、あるいは、ＩＮ／ＮＩＲカラーフィルターを有することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項3】
前記固体撮像素子は、
前記第一方向に垂直である第二方向に沿って、前記第一領域に隣接する第三領域を有し、
前記第三領域中に設置されるとともに、前記第一ユニットパターンに対応する第三ユニットパターンを有し、
前記第三ユニットパターンは、前記ノーマル画素、および、前記自動焦点画素アレイを有し、
前記ノーマル画素、および、前記自動焦点画素アレイは、前記第三ユニットパターン中で、第三配列を形成し、
前記第一配列と前記第三配列は、前記第一対称軸に垂直である第二対称軸に対して対称であることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
前記第一方向に垂直である第二方向に沿って、前記第一領域に隣接する第三領域を有し、
前記第三領域中に設置されるとともに、前記第一ユニットパターンに対応する第三ユニットパターンを有し、
前記第三ユニットパターンは、前記ノーマル画素、および、前記自動焦点画素アレイを有し、
前記ノーマル画素、および、前記自動焦点画素アレイは、前記第三ユニットパターン中で、第三配列を形成し、
前記第一配列と前記第三配列は、前記第一対称軸に垂直である第二対称軸に対して対称であることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項4】
前記固体撮像素子は、
前記第二方向に沿って、前記第二領域に隣接する第四領域を有し、
前記第四領域中に設置されるとともに、前記第二ユニットパターンに対応する第四ユニットパターン、を有し、
前記第四ユニットパターンは、前記ノーマル画素、および、前記自動焦点画素アレイを有し、
前記ノーマル画素、および、前記自動焦点画素アレイは、前記第四ユニットパターン中で第四配列を形成し、
前記第二配列と前記第四配列は、前記第二対称軸に対して対称であることを特徴とする請求項３に記載の固体撮像素子。
前記第二方向に沿って、前記第二領域に隣接する第四領域を有し、
前記第四領域中に設置されるとともに、前記第二ユニットパターンに対応する第四ユニットパターン、を有し、
前記第四ユニットパターンは、前記ノーマル画素、および、前記自動焦点画素アレイを有し、
前記ノーマル画素、および、前記自動焦点画素アレイは、前記第四ユニットパターン中で第四配列を形成し、
前記第二配列と前記第四配列は、前記第二対称軸に対して対称であることを特徴とする請求項３に記載の固体撮像素子。
【請求項5】
前記第一ユニットパターン、前記第二ユニットパターン、前記第三ユニットパターン、および、前記第四ユニットパターンはそれぞれ、(２ｎ)2 画素アレイであり、前記ｎは、２以上の整数であることを特徴とする請求項４に記載の固体撮像素子。
【請求項6】
さらに、
前記第一ユニットパターンと前記第二ユニットパターン間に設置される第一挿入画素アレイを有し、
前記第一挿入画素アレイは、前記第一対称軸と重複することを特徴とする請求項５に記載の固体撮像素子。
前記第一ユニットパターンと前記第二ユニットパターン間に設置される第一挿入画素アレイを有し、
前記第一挿入画素アレイは、前記第一対称軸と重複することを特徴とする請求項５に記載の固体撮像素子。
【請求項7】
前記第一挿入画素アレイは、前記第三ユニットパターンと前記第四ユニットパターン間に設置され、
前記第一挿入画素アレイ中のカラムの数量は、ｎであり、
前記第一挿入画素アレイは、前記第一ユニットパターン、および、前記第三ユニットパターンの第一カラム中で表示される色に対応する色を表示することを特徴とする請求項６に記載の固体撮像素子。
前記第一挿入画素アレイ中のカラムの数量は、ｎであり、
前記第一挿入画素アレイは、前記第一ユニットパターン、および、前記第三ユニットパターンの第一カラム中で表示される色に対応する色を表示することを特徴とする請求項６に記載の固体撮像素子。
【請求項8】
前記第一ユニットパターンと前記第三ユニットパターン間に設置される第二挿入画素アレイを有し、
前記第二挿入画素アレイは、前記第二対称軸と重複することを特徴とする請求項５に記載の固体撮像素子。
前記第二挿入画素アレイは、前記第二対称軸と重複することを特徴とする請求項５に記載の固体撮像素子。
【請求項9】
前記第二挿入画素アレイは、前記第二ユニットパターンと前記第四ユニットパターン間に設置され、
前記第二挿入画素アレイ中のロウの数量はｎであり、
前記第二挿入画素アレイは、前記第一ユニットパターン、および、前記第二ユニットパターンの第一ロウ中で表示される色に対応する色を表示することを特徴とする請求項８に記載の固体撮像素子。
前記第二挿入画素アレイ中のロウの数量はｎであり、
前記第二挿入画素アレイは、前記第一ユニットパターン、および、前記第二ユニットパターンの第一ロウ中で表示される色に対応する色を表示することを特徴とする請求項８に記載の固体撮像素子。
【請求項10】
前記自動焦点画素アレイは、ｐ×ｑ画素アレイであり、
前記ｐ、および、前記ｑは、２ｎより小さい整数で、
前記第一ユニットパターン、前記第二ユニットパターン、前記第三ユニットパターン、および、前記第四ユニットパターンのそれぞれ中に、二個以上の自動焦点画素アレイがあることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像素子。
前記ｐ、および、前記ｑは、２ｎより小さい整数で、
前記第一ユニットパターン、前記第二ユニットパターン、前記第三ユニットパターン、および、前記第四ユニットパターンのそれぞれ中に、二個以上の自動焦点画素アレイがあることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像素子。
【請求項11】
前記ノーマル画素は、第一カラー画素、および、第二カラー画素を有し、
前記第一カラー画素は、少なくとも一個のｎ２画素アレイ中に設置され、
前記第二カラー画素は、少なくとも一個のｎ２画素アレイ中に設置されることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像素子。
前記第一カラー画素は、少なくとも一個のｎ２画素アレイ中に設置され、
前記第二カラー画素は、少なくとも一個のｎ２画素アレイ中に設置されることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、イメージセンサーに関するものであって、特に、対称なパターン設計を有する固体撮像素子(ｓｏｌｉｄ-ｓｔａｔｅ ｉｍａｇｅ ｓｅｎｓｏｒ)に関するものである。
【背景技術】
【0002】
固体撮像素子(たとえば、相補型ＭＯＳ(ＣＭＯＳ)イメージセンサー)は、たとえば、デジタル静止画カメラ、デジタルビデオカメラ等の各種イメージ捕捉装置に幅広く用いられている。固体撮像素子の感光部分 (たとえば、光電変換素子)中で受光される光線量に従って、信号電荷が生成される。このほか、感光部分で生成される信号電荷が送信、および、増幅されて、イメージ信号が得られる。
【0003】
一般的に、重複するベイヤーパターン(Ｂａｙｅｒ ｐａｔｔｅｒｎ)が、通常、従来の固体撮像素子に用いられる。しかし、各ユニットパターン中の光源に近い一側上の画素は、その他の画素と異なるエネルギーを有するので、各パターン中に、位相検出自動焦点(ＰＤＡＦ)画素があるとき、相対する両側(たとえば、左右側、あるいは、上下側)上のパターンは、異なる、且つ、複雑なイメージ信号処理(ＩＳＰ)(信号補正)を採用する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、対称なパターン設計を有する固体撮像素子を提供し、上述の問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明のいくつかの実施形態によると、固体撮像素子は、対称なパターン設計を有し、イメージ信号処理(信号補正)を効果的に簡潔にする。
【0006】
本発明のいくつかの実施形態によると、第一領域、および、第一方向に沿って、第一領域に隣接する第二領域を有する固体撮像素子が提供される。固体撮像素子は、第一領域中に設置される第一ユニットパターンを有する。固体撮像素子は、また、第二領域中に設置されるとともに、第一ユニットパターンに対応する第二ユニットパターンを有する。第一ユニットパターン、および、第二ユニットパターンはそれぞれ、ノーマル画素、および、自動焦点画素アレイを有する。ノーマル画素、および、自動焦点画素アレイは、第一ユニットパターン中で、第一配列を形成し、ノーマル画素、および、自動焦点画素アレイは、第二ユニットパターン中で、第二配列を形成し、第一配列と第二配列は、第一対称軸に対して互いに対称である。
【0007】
いくつかの実施形態において、ノーマル画素は、少なくとも二個の異なる色を受け入れる。
【0008】
いくつかの実施形態において、固体撮像素子は、第一方向に垂直である第二方向に沿って、第一領域に隣接する第三領域を有し、固体撮像素子はさらに、第三領域中に設置されるとともに、第一ユニットパターンに対応する第三ユニットパターンを有する。第三ユニットパターンは、ノーマル画素、および、自動焦点画素アレイを有し、ノーマル画素、および、自動焦点画素アレイは、第三ユニットパターン中で、第三配列を形成し、第一配列と第三配列は、第一対称軸に垂直である第二対称軸に対して対称である。
【0009】
いくつかの実施形態において、固体撮像素子は、第二方向に沿って、第二領域に隣接する第四領域を有し、固体撮像素子は、さらに、第四領域中に設置されるとともに、第二ユニットパターンに対応する第四ユニットパターンを有する。第四ユニットパターンは、ノーマル画素、および、自動焦点画素アレイを有し、ノーマル画素、および、自動焦点画素アレイは、第四ユニットパターン中で、第四配列を形成し、第二配列と第四配列は、第二対称軸に対して互いに対称である。
【0010】
いくつかの実施形態において、第一ユニットパターン、第二ユニットパターン、第三ユニットパターン、および、第四ユニットパターンは、それぞれ、(２ｎ)2 画素アレイであり、ｎは、２以上の整数である。
【0011】
いくつかの実施形態において、固体撮像素子は、さらに、第一ユニットパターンと第二ユニットパターン間に設置される第一挿入画素アレイを有する。第一挿入画素アレイは、第一対称軸と重複する。
【0012】
いくつかの実施形態において、第一挿入画素アレイは、また、第三ユニットパターンと第四ユニットパターン間に設置される。
【0013】
いくつかの実施形態において、第一挿入画素アレイ中のカラムの数量は、ｎである。
【0014】
いくつかの実施形態において、第一挿入画素アレイは、第一ユニットパターン、および、第三ユニットパターンの第一カラム中で表示される色に対応する色を表示する。
【0015】
いくつかの実施形態において、固体撮像素子は、さらに、第一ユニットパターンと第三ユニットパターン間に設置される第二挿入画素アレイを有する。第二挿入画素アレイは、第二対称軸と重複する。
【0016】
いくつかの実施形態において、第二挿入画素アレイは、また、第二ユニットパターンと第四ユニットパターン間に設置される。
【0017】
いくつかの実施形態において、第二挿入画素アレイ中のロウの数量は、ｎである。
【0018】
いくつかの実施形態において、第二挿入画素アレイは、第一ユニットパターン、および、第二ユニットパターンの第一ロウ中で表示される色に対応する色を表示する。
【0019】
いくつかの実施形態において、自動焦点画素アレイは、ｐ×ｑ画素アレイであり、ｐ、および、ｑは、２ｎより小さい整数である。
【0020】
いくつかの実施形態において、各第一ユニットパターン、第二ユニットパターン、第三ユニットパターン、および、第四ユニットパターン中に、二個以上の自動焦点画素アレイがある。
【0021】
いくつかの実施形態において、ノーマル画素は、第一カラー画素、および、第二カラー画素を有し、第一カラー画素は、少なくとも一個の n2 画素アレイ中に設置され、第二カラー画素は、少なくとも一個の n2 画素アレイ中に設置される。
【0022】
いくつかの実施形態において、第一ユニットパターン、および、第二ユニットパターンは、光源の相対する両側に位置する。
【0023】
いくつかの実施形態において、ノーマル画素は、赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター、青色カラーフィルター、黄色カラーフィルター、白色カラーフィルター、シアンカラーフィルター、マゼンタカラーフィルター、あるいは、ＩＮ／ＮＩＲカラーフィルターを有する。
【発明の効果】
【0024】
本発明の固体撮像素子は、対称なパターン設計を有し、イメージ信号処理 (信号補正)を効果的に簡潔にする。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明のいくつかの実施形態による固体撮像素子の部分的上面図である。
【図2】本発明のいくつかのその他の実施例による固体撮像素子の部分的上面図である。
【図3A】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図3B】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図3C】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図3D】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図3E】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図3F】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図3G】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図3H】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図4】本発明のいくつかの実施形態による固体撮像素子の部分的上面図である。
【図5】本発明のいくつかのその他の実施例による固体撮像素子の部分的上面図である。
【図6A】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図6B】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図6C】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図6D】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図6E】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図6F】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図6G】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図6H】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図7】本発明のいくつかの実施形態による固体撮像素子の部分的上面図である。
【図8】本発明のいくつかのその他の実施例による固体撮像素子の部分的上面図である。
【図9A】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図9B】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図9C】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図9D】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図9E】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図9F】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図9G】第一ユニットパターンの異なる例である。
【図9H】第一ユニットパターンの異なる例である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下の開示は、多くの異なる実施形態、あるいは、例を提供して、提供される主題の異なる特徴を実施する。特定の例のコンポーネンツ、および、配置が以下で記載されて、本発明を簡潔にする。これらは、もちろん、単なる例であり、限定することを意図しない。たとえば、記載中の、第一特徴が第二特徴上に形成されるというのは、第一特徴、および、第二特徴が直接接触して形成される実施形態を有し、また、追加特徴が、第一特徴と第二特徴間に形成され、第一特徴、および、第二特徴が直接接触していない実施形態も有している。
【0027】
さらに、記述を容易にするために、空間的相対用語、たとえば、 “下” “下方” “下部” “上” “上方” “上部” 等が用いられて、図面中で説明される一素子、あるいは、特徴ともう一つの素子、あるいは、特徴間の関係を記述する。空間的相対用語は、図面中で示される方位に加えて、使用中、あるいは、操作中の装置の異なる方位を包含することを目的とする。装置は正しい方向に置かれ(９０度、あるいは、その他の方位で回転)、且つ、ここで用いられる空間的相対記述子は同様に解釈される。
【0028】
本発明において、用語“約”、および、“実質上”は、通常、状態値の＋／－２０％、状態値の＋／－１０％ 、状態値の＋／－５％ 、状態値の＋／－３％、状態値の＋／－２％、状態値の＋／－１％ 、および、さらにいっそう、状態値の＋／－０．５％を意味する。本発明の状態値は近似値である。つまり、特定の記述がないとき、状態値は、“約”や“実質上”の意味を含む。
【0029】
特に定義されない限り、ここで用いられる全用語(技術、および、科学用語を含む)は、当業者により理解されるものと同じ意義を有する。さらに、通常用いられる辞典で定義される用語は、特に定義されない限り、従来の技術の文脈中のそれらの意義と一致する意味を有するものとして解釈され、且つ、理想化、あるいは、過度に正式に解釈されるべきではない。
【0030】
本発明は、以下の実施形態で、参照符号、および／または、文字を繰り返す。この反復は、簡潔、且つ、はっきりとさせる目的のためであり、討論される各種実施形態、および／または、配置間の関係を決定付けるものではない。
【0031】
【0032】
図１を参照すると、いくつかの実施形態において、固体撮像素子１００は、第一領域Ｒ１、および、Ｘ方向に沿って、第一領域Ｒ１に隣接する第二領域Ｒ２を有する(あるいは、分割される)。さらに、図１に示されるように、いくつかの実施形態において、固体撮像素子１００は、さらに、Ｘ方向に垂直であるＹ方向に沿って、第一領域Ｒ１に隣接する第三領域Ｒ３、および、Ｙ方向に沿って、第二領域Ｒ２に隣接する第四領域Ｒ４、を有する(あるいは、分割される)。
【0033】
図１を参照すると、いくつかの実施形態において、固体撮像素子１００は、第一領域Ｒ１中に設置される第一ユニットパターンＵ１を有する。たとえば、第一領域Ｒ１中に、四個の第一ユニットパターンＵ１があるが、本発明はこれらに制限されない。注意すべきことは、第一領域Ｒ１中の第一ユニットパターンＵ１の数量は、実際の需要に応じて変化する。
【0034】
図１を参照すると、いくつかの実施形態において、固体撮像素子１００は、第二領域Ｒ２中に設置されるとともに、第一ユニットパターンＵ１に対応する第二ユニットパターンＵ２を有する。つまり、第二領域Ｒ２中に、四個の第二ユニットパターンＵ２があるが、本発明はこれらに制限されない。注意すべきことは、第一領域Ｒ１中の第一ユニットパターンＵ１の数量、および、第二領域Ｒ２中の第二ユニットパターンＵ２の数量は、同じである。
【0035】
図１を参照すると、いくつかの実施形態において、各第一ユニットパターンＵ１、および、各第二ユニットパターンＵ２は、ノーマル画素(たとえば、画素Ｒ、画素Ｇ、あるいは、画素Ｂ)、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦを有する。いくつかの実施形態において、ノーマル画素は、少なくとも二個の異なる色を受け入れる。つまり、ノーマル画素は、少なくとも二個の異なるカラーフィルターを有する。言い換えると、ノーマル画素は、互いに隣接して設置される少なくとも二個の異なるカラー画素を有する。
【0036】
いくつかの実施形態において、ノーマル画素は赤色カラーフィルターを有するので、画素Ｒは赤色光線を受光する。ノーマル画素はまた、緑色カラーフィルターを有するので、画素Ｇは緑色光線を受光する。ノーマル画素はまた、青色カラーフィルターを有するので、画素Ｂは青色光線を受光する。いくつかのその他の実施形態において、ノーマル画素は、黄色カラーフィルター、白色カラーフィルター、シアンカラーフィルター、マゼンタカラーフィルター、あるいは、ＩＮ／ＮＩＲカラーフィルターを有する。
【0037】
図１を参照すると、いくつかの実施形態において、ノーマル画素(たとえば、画素Ｒ、画素Ｇ、あるいは、画素Ｂ)、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、第一ユニットパターンＵ１中で、第一配列を形成し、ノーマル画素(たとえば、画素Ｒ、画素Ｇ、あるいは、画素Ｂ)、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、第二ユニットパターンＵ２中で、第二配列を形成し、第一配列と第二配列は、第一対称軸Ｓ１に対して、互いに対称（線対称）である。つまり、第一配列と第２配列は、第一ユニットパターンＵ１及び第二ユニットパターンＵ２内の画素配列を表しており、各配列はカラーフィルターの配置法で区別される。そして、第１配列を形成する画素配列と、第２配列を形成する画素配列が第一対称軸Ｓ１に対して線対称になるように、画素を形成するカラーフィルターが配置されている。
【0038】
以下の説明において、カラムは行であって縦方向の並びを示しており、ロウは列であって横方向の並びを示している。たとえば、図１に示されるように、各第一ユニットパターンＵ１は、４×４画素アレイであり、各第二ユニットパターンＵ２は、４×４画素アレイであり、画素Ｇ、画素Ｇ、画素Ｂ、および、画素Ｂは、第一ユニットパターンＵ１の第一カラム、および、対応する第二ユニットパターンＵ２の第四カラム中で、上から下に、順に、配列され、画素Ｒ、画素Ｒ、画素Ｇ、および、画素Ｇは、第一ユニットパターンＵ１の第四カラム中、および、対応する第二ユニットパターンＵ２の第一カラム中で、上から下に、順に、配列される。さらに、画素Ｇ、画素Ｇ、画素Ｒ、および、画素Ｒは、第一ユニットパターンＵ１の第一ロウ中で、左から右に、順に、配列され、および、画素Ｒ、画素Ｒ、画素Ｇ、および、画素Ｇは、対応する第二ユニットパターンＵ２の第一ロウ中で、左から右に、順に、配列される。画素Ｂ、画素Ｂ、画素Ｇ、および、画素Ｇは、第一ユニットパターンＵ１の第四ロウ中で、左から右に、順に、配列され、および、画素Ｇ、画素Ｇ、画素Ｂ、および、画素Ｂは、対応する第二ユニットパターンＵ２の第四ロウ中で、左から右に、順に、配列される。さらに、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、２×２画素アレイであり、且つ、第一ユニットパターンＵ１、および、第二ユニットパターンＵ２の中心上に設置される。しかし、本発明はこれらに制限されない。
【0039】
図１に示されるように、いくつかの実施形態において、固体撮像素子１００はさらに、第三領域Ｒ３中に設置されるとともに、第一ユニットパターンＵ１に対応する第三ユニットパターンＵ３を有する。つまり、第三領域Ｒ３中に、四個の第三ユニットパターンＵ３があるが、本発明はこれらに制限されない。注意すべきことは、第一領域Ｒ１中の第一ユニットパターンＵ１の数量、および、第三領域Ｒ３中の第三ユニットパターンＵ３の数量は、同じである。同様に、各第三ユニットパターンＵ３は、ノーマル画素 (たとえば、画素Ｒ、画素Ｇ、あるいは、画素Ｂ)、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦを有する。
【0040】
図１に示されるように、いくつかの実施形態において、ノーマル画素(たとえば、画素Ｒ、画素Ｇ、あるいは、画素Ｂ)、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、第三ユニットパターンＵ３中で、第三配列を形成し、且つ、第一配列と第三配列は、第一対称軸Ｓ１に垂直である第二対称軸Ｓ２に対して互いに対称（線対称）である。
【0041】
たとえば、図１に示されるように、各第三ユニットパターンＵ３は、４×４画素アレイであり、画素Ｇ、画素Ｇ、画素Ｂ、および、画素Ｂは、第一ユニットパターンＵ１の第一カラム中で、上から下に、順に、配列され、および、画素Ｂ、画素Ｂ、画素Ｇ、および、画素Ｇは、対応する第三ユニットパターンＵ３の第一カラム中で、上から下に、順に、配列される。画素Ｒ、画素Ｒ、画素Ｇ、および、画素Ｇは、第一ユニットパターンＵ１の第四カラム中で、上から下に、順に、配列され、および、画素Ｇ、画素Ｇ、画素Ｒ、および、画素Ｒは、対応する第三ユニットパターンＵ３の第四カラム中で、上から下に、順に、配列される。さらに、画素Ｇ、画素Ｇ、画素Ｒ、および、画素Ｒは、第一ユニットパターンＵ１の第一ロウ中、および、対応する第三ユニットパターンＵ３の第四ロウ中で、左から右に、順に、配列され、および、画素Ｂ、画素Ｂ、画素Ｇ、および、画素Ｇは、第一ユニットパターンＵ１の第四ロウ、および、対応する第三ユニットパターンＵ３の第一ロウ中で、左から右に、順に、配列される。同様に、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは２×２画素アレイであり、且つ、第三ユニットパターンＵ３の中心に設置される。しかし、本発明はこれらに制限されない。
【0042】
図１に示されるように、いくつかの実施形態において、固体撮像素子１００はさらに、第四領域Ｒ４中に設置され、且つ、第二ユニットパターンＵ２に対応する第四ユニットパターンＵ４を有する。つまり、第四領域Ｒ４中に、四個の第四ユニットパターンＵ４があるが、本発明はこれらに制限されない。注意すべきことは、第二領域Ｒ２中の第二ユニットパターンＵ２、および、第四領域Ｒ４中の第四ユニットパターンＵ４の数量は同じである。同様に、各第四ユニットパターンＵ４は、ノーマル画素 (たとえば、画素Ｒ、画素Ｇ、あるいは、画素Ｂ)、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦを有する。
【0043】
図１に示されるように、いくつかの実施形態において、ノーマル画素 (たとえば、画素Ｒ、画素Ｇ、あるいは、画素Ｂ)、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、第四ユニットパターンＵ４中で、第四配列を形成し、且つ、第二配列と第四配列は、第二対称軸Ｓ２に対して互いに対称である。あるいは、第三配列と第四配列は、第一対称軸Ｓ１に対して互いに対称である。
【0044】
たとえば、図１に示されるように、各第四ユニットパターンＵ４は、４×４画素アレイであり、画素Ｒ、画素Ｒ、画素Ｇ、および、画素Ｇは、第二ユニットパターンＵ２の第一カラムで、上から下に、順に配列され、画素Ｇ、画素Ｇ、画素Ｒ、および、画素Ｒは、対応する第四ユニットパターンＵ４の第一カラム中で、上から下に、順に配列される。画素Ｇ、画素Ｇ、画素Ｂ、および、画素Ｂは、第二ユニットパターンＵ２の第四カラム中で、上から下に、順に、配列され、且つ、画素Ｂ、画素Ｂ、画素Ｇ、および、画素Ｇは、対応する第四ユニットパターンＵ４の第四カラム中で、上から下に、順に、配列される。さらに、画素Ｒ、画素Ｒ、画素Ｇ、および、画素Ｇは、第二ユニットパターンＵ２の第一ロウ中、および、対応する第四ユニットパターンＵ４の第四ロウ中で、左から右に、順に、配列され、且つ、画素Ｇ、画素Ｇ、画素Ｂ、および、画素Ｂは、第二ユニットパターンＵ２の第四ロウ中、および、対応する第四ユニットパターンＵ４の第一ロウ中で、左から右に、順に、配列される。同様に、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、２×２画素アレイであり、且つ、第四ユニットパターンＵ４の中心に設置されるが、本発明はこれらに制限されない。
【0045】
さらに詳細には、光源(図示しない)が固体撮像素子１００の中心に設置され、図１に示される光線Ｌを発射する。この実施形態において、第一ユニットパターンＵ１～第ニユニットパターンＵ４と固体撮像素子１００(あるいは、光源)の位置関係は、ユニットパターンに含まれる各画素を配列した面上（図１の紙面上）において、次のような関係になっている。第一ユニットパターンＵ１、および、第三ユニットパターンＵ３は、実質上、固体撮像素子１００(あるいは、光源)の左側に設置され、第二ユニットパターンＵ２、および、第四ユニットパターンＵ４は、実質上、固体撮像素子１００(あるいは、光源)の右側に設置される。一方、第一ユニットパターンＵ１、および、第二ユニットパターンＵ２は、実質上、固体撮像素子１００(あるいは、光源)の上側に設置され、第三ユニットパターンＵ３、および、第四ユニットパターンＵ４は、実質上、固体撮像素子１００(あるいは、光源)の下側に設置される。固体撮像素子１００は、上述の対称なパターン設計を有するので、相対する両側(たとえば、左右側、あるいは、上下側)上のパターンは、異なる、且つ、複雑なイメージ信号処理(ＩＳＰ)(信号補正)を採用する必要がなく、イメージ信号処理(信号補正)を効果的に簡潔にする。
【0046】
図１に示されるように、各ユニットパターン(たとえば、第一ユニットパターンＵ１、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、あるいは、第四ユニットパターンＵ４)は４×４画素アレイであり、且つ、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは２×２画素アレイであるが、本発明はこれらに制限されない。いくつかの実施形態において、各ユニットパターン(たとえば、第一ユニットパターンＵ１、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、あるいは、第四ユニットパターンＵ４)は、(２ｎ)2画素アレイであり、ｎは、２以上の整数である。いくつかの実施形態において、自動焦点画素アレイＰＤＡＦはｐ×ｑ画素アレイであり、ｐ、および、ｑは、２ｎより小さい整数である。
【0047】
さらに、図１に示されるように、各ユニットパターン(たとえば、第一ユニットパターンＵ１、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、あるいは、第四ユニットパターンＵ４)において、画素Ｒは、一個の２×２画素アレイ中に設置され、画素Ｇは、二個の２×２画素アレイ中に設置され、画素Ｂは、一個の２×２画素アレイ中に設置される。つまり、いくつかの実施形態において、カラー画素は、少なくとも一個のｎ２画素アレイ中に設置され、ｎは、２以上の整数である。
【0048】
【0049】
固体撮像素子１０２は、図１に示される固体撮像素子１００と同じ構造を有する。つまり、固体撮像素子１０２は、第一領域Ｒ１、Ｘ方向に沿って、第一領域Ｒ１に隣接する第二領域Ｒ２、Ｘ方向に垂直であるＹ方向に沿って、第一領域Ｒ１に隣接する第三領域Ｒ３、および、Ｙ方向に沿って、第二領域Ｒ２に隣接する第四領域Ｒ４、を有する(あるいは、分割される)。
【0050】
さらに、固体撮像素子１０２は、第一領域Ｒ１中に設置される第一ユニットパターンＵ１、第二領域Ｒ２中に設置され、且つ、第一ユニットパターンＵ１に対応する第二ユニットパターンＵ２、第三領域Ｒ３中に設置され、且つ、第一ユニットパターンＵ１に対応する第三ユニットパターンＵ３、および、第四領域Ｒ４中に設置され、且つ、第二ユニットパターンＵ２に対応する第四ユニットパターンＵ４、を有する。
【0051】
図２に示されるように、ノーマル画素(たとえば、画素Ｒ、画素Ｇ、あるいは、画素Ｂ)、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、第一ユニットパターンＵ１中で、第一配列を形成し、ノーマル画素(たとえば、画素Ｒ、画素Ｇ、あるいは、画素Ｂ)、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、第二ユニットパターンＵ２中で、第二配列を形成し、ノーマル画素(たとえば、画素Ｒ、画素Ｇ、あるいは、画素Ｂ)、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、第三ユニットパターンＵ３中で、第三配列を形成し、ノーマル画素(たとえば、画素Ｒ、画素Ｇ、あるいは、画素Ｂ)、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、第四ユニットパターンＵ４中で、第四配列を形成する。いくつかの実施形態において、第一配列と第二配列は、第一対称軸Ｓ１に対して互いに対称（線対称）であり、第一配列と第三配列は、第二対称軸Ｓ２に対して互いに対称（線対称）であり、第二配列と第四配列は、第二対称軸Ｓ２に対して互いに対称（線対称）である(あるいは、第三配列と第四配列は、第一対称軸Ｓ１に対して互いに対称（線対称）である)。
【0052】
図２を参照すると、いくつかの実施形態において、固体撮像素子１０２は、第一ユニットパターンＵ１と第二ユニットパターンＵ２間に設置される第一挿入画素アレイＩ１を有する。図２に示されるように、いくつかの実施形態において、第一挿入画素アレイＩ１は、また、第三ユニットパターンＵ３と第四ユニットパターンＵ４間に設置される。さらに、いくつかの実施形態において、第一挿入画素アレイＩ１は、図２に示されるように、第一対称軸Ｓ１と重複する。
【0053】
いくつかの実施形態において、各ユニットパターン(たとえば、第一ユニットパターンＵ１、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、あるいは、第四ユニットパターンＵ４)は、(２ｎ)2画素アレイであり、ｎは２以上の整数であり、且つ、第一挿入画素アレイＩ１中のカラムの数量は、ｎである。たとえば、図２に示されるように、各ユニットパターン(たとえば、第一ユニットパターンＵ１、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、あるいは、第四ユニットパターンＵ４)は４×４画素アレイであり、第一挿入画素アレイＩ１中のカラムの数量は２であるが、本発明はこれらに制限されない。
【0054】
図２に示されるように、いくつかの実施形態において、第一挿入画素アレイＩ１は、第一ユニットパターンＵ１、および、第三ユニットパターンＵ３の第一カラム中で表示される色に対応する色を表示する。言い換えると、第一挿入画素アレイＩ１は、第二ユニットパターンＵ２、および、第四ユニットパターンＵ４の最後のカラム(図２に示される実施形態中の第四カラム)中で表示される色に対応する色を表示する。つまり、第一挿入画素アレイＩ１は、第二ユニットパターンＵ２の第四カラム及び第四ユニットパターンＵ４の第四カラムと、同色の並びになるように、画素が配列されている。
【0055】
図２を参照すると、いくつかの実施形態において、固体撮像素子１０２はさらに、第一ユニットパターンＵ１と第三ユニットパターンＵ３間に設置される第二挿入画素アレイＩ２を有する。図２に示されるように、いくつかの実施形態において、第二挿入画素アレイＩ２は、また、第二ユニットパターンＵ２と第四ユニットパターンＵ４間に設置される。さらに、いくつかの実施形態において、第二挿入画素アレイＩ２は、図２に示されるように、第二対称軸Ｓ２と重複する。
【0056】
いくつかの実施形態において、各ユニットパターン(たとえば、第一ユニットパターンＵ１、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、あるいは、第四ユニットパターンＵ４)は、(２ｎ)2画素アレイであり、ｎは２以上の整数であり、且つ、第二挿入画素アレイＩ２中のロウの数量は、ｎである。たとえば、図２に示されるように、各ユニットパターン(たとえば、第一ユニットパターンＵ１、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、あるいは、第四ユニットパターンＵ４)は、４×４画素アレイであり、第二挿入画素アレイＩ２中のロウの数量は、２であるが、本発明はこれらに制限されない。
【0057】
図２に示されるように、いくつかの実施形態において、第二挿入画素アレイＩ２は、第一ユニットパターンＵ１、および、第二ユニットパターンＵ２の第一ロウ中で表示される色に対応する色を表示する。言い換えると、第二挿入画素アレイＩ２は、第三ユニットパターンＵ３、および、第四ユニットパターンＵ４の最後のロウ(図２に示される実施形態中の第四ロウ)中で表示される色に対応する色を表示する。つまり、第ニ挿入画素アレイＩ２は、第二ユニットパターンＵ２の第４ロウ及び第四ユニットパターンＵ４の第４ロウと、同色の並びになるように、画素が配列されている。
【0058】
図２に示される実施形態において、第一ユニットパターンＵ１と第二ユニットパターンＵ２間(あるいは、第三ユニットパターンＵ３と第四ユニットパターンＵ４間)に設置される第一挿入画素アレイＩ１、および、第一ユニットパターンＵ１と第三ユニットパターンＵ３間(あるいは、第二ユニットパターンＵ２と第四ユニットパターンＵ４間)に設置される第二挿入画素アレイＩ２は、さらに、固体撮像素子１０２の解像度降下(ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｄｒｏｐ)を改善する。
【0059】
前述の実施形態において、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、２×２画素アレイであり、且つ、各ユニットパターンの中心に設置されるが、本発明はこれらに制限されない。
【0060】
図３Ａ～図３Ｈは、第一ユニットパターンＵ１の異なる例である。図３Ａ～図３Ｈで示される各第一ユニットパターンＵ１が用いられて、図１、あるいは、図２に示される第一ユニットパターンＵ１を代替するが、本発明はこれらに制限されない。
【0061】
注意すべきことは、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、および、第四ユニットパターンＵ４は、第一ユニットパターンＵ１にしたがって調整される。つまり、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、および、第四ユニットパターンＵ４中のノーマル画素(たとえば、画素Ｒ、画素Ｇ、あるいは、画素Ｂ)、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦの配列は、第一ユニットパターンＵ１中のノーマル画素(たとえば、画素Ｒ、画素Ｇ、あるいは、画素Ｂ)、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦの配列にしたがって変化する。つまり、第一ユニットパターンＵ１が、図１に示すパターンの代わりに図３Ａに示すパターンを用いた場合には、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、および、第四ユニットパターンＵ４中の各画素の配列も変わることになる。さらに、図３Ａ～図３Ｈは、さらに、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、あるいは、第四ユニットパターンＵ４の異なる例である。
【0062】
図３Ａ、および、図３Ｂに示されるように、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは２×２画素アレイであるが、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、第一ユニットパターンＵ１の中心に設置されない。図３Ｃ、および、図３Ｄに示されるように、各第一ユニットパターンＵ１中に、二個の自動焦点画素アレイ(すなわち、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ１、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ２)がある。たとえば、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ１、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ２は、互いに隣接する、あるいは、互いに分離する２×１画素アレイ(あるいは、１×２画素アレイ)である。
【0063】
図３Ｅ、図３Ｆ、図３Ｇ、および、図３Ｈに示されるように、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、第一ユニットパターンＵ１中の異なる位置に設置される２×１画素アレイ(あるいは、１×２画素アレイ)である。注意すべきことは、各自動焦点画素アレイ(ＰＤＡＦ、ＰＤＡＦ１、あるいは、ＰＤＡＦ２)中のカラムとロウの数量、および、一個の第一ユニットパターンＵ１中の自動焦点画素アレイの数量は、前述の例に制限されず、それらは、実際の需要にしたがって調整される。
【0064】
【0065】
固体撮像素子１０４は、図１に示される固体撮像素子１００と同じ構造を有する。図４に示されるように、固体撮像素子１０４の各ユニットパターン(たとえば、第一ユニットパターンＵ１、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、あるいは、第四ユニットパターンＵ４)は、６×６画素アレイであり、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは２×２画素アレイであるが、本発明はこれらに制限されない。
【0066】
さらに、図４に示されるように、各ユニットパターン(第一ユニットパターンＵ１、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、あるいは、第四ユニットパターンＵ４)において、画素Ｒは、一個の３×３画素アレイ中に設置され、画素Ｇは、二個の３×３画素アレイ中に設置され、画素Ｂは、一個の３×３画素アレイ中に設置されるが、本発明はこれらに制限されない。
【0067】
【0068】
固体撮像素子１０６は、図４に示される固体撮像素子１０４と同じ構造を有する。図５を参照すると、いくつかの実施形態において、固体撮像素子１０６は、第一ユニットパターンＵ１と第二ユニットパターンＵ２間に設置される第一挿入画素アレイＩ１を有する。図５に示されるように、いくつかの実施形態において、第一挿入画素アレイＩ１は、また、第三ユニットパターンＵ３と第四ユニットパターンＵ４間に設置される。さらに、いくつかの実施形態において、第一挿入画素アレイＩ１は、図５に示されるように、第一対称軸Ｓ１と重複する。
【0069】
図５に示されるように、各ユニットパターン(たとえば、第一ユニットパターンＵ１、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、あるいは、第四ユニットパターンＵ４)は６×６画素アレイであり、且つ、第一挿入画素アレイＩ１中のカラムの数量は３であるが、本発明はこれらに制限されない。
【0070】
図５に示されるように、いくつかの実施形態において、第一挿入画素アレイＩ１は、第一ユニットパターンＵ１、および、第三ユニットパターンＵ３の第一カラム中で表示される色に対応する色を表示する。言い換えると、第一挿入画素アレイＩ１は、第二ユニットパターンＵ２、および、第四ユニットパターンＵ４の最後のカラム(図５で示される実施形態中の第六カラム)に存在する色に対応する色を表示する。つまり、第一挿入画素アレイＩ１は、第二ユニットパターンＵ２の第四カラム及び第四ユニットパターンＵ４の第四カラムと、同色の並びになるように、画素が配列されている。
【0071】
図５を参照すると、いくつかの実施形態において、固体撮像素子１０６はさらに、第一ユニットパターンＵ１と第三ユニットパターンＵ３間に設置される第二挿入画素アレイＩ２を有する。図５に示されるように、いくつかの実施形態において、第二挿入画素アレイＩ２は、また、第二ユニットパターンＵ２と第四ユニットパターンＵ４間に設置される。さらに、いくつかの実施形態において、第二挿入画素アレイＩ２は、図５に示されるように、第二対称軸Ｓ２と重複する。
【0072】
図５に示されるように、各ユニットパターン(たとえば、第一ユニットパターンＵ１、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、あるいは、第四ユニットパターンＵ４)は６×６画素アレイであり、且つ、第二挿入画素アレイＩ２中のロウの数量は３であるが、本発明はこれらに制限されない。
【0073】
図５に示されるように、いくつかの実施形態において、第二挿入画素アレイＩ２は、第一ユニットパターンＵ１と第二ユニットパターンＵ２の第一ロウ中で表示される色に対応する色を表示する。言い換えると、第二挿入画素アレイＩ２は、第三ユニットパターンＵ３、および、第四ユニットパターンＵ４の最後のロウ(図５に示される実施形態中の第六ロウ)中で表示される色に対応する色を表示する。つまり、第ニ挿入画素アレイＩ２は、第二ユニットパターンＵ３の第４ロウ及び第四ユニットパターンＵ４の第４ロウと、同色の並びになるように、画素が配列されている。
【0074】
図６Ａ～図６Ｈは、第一ユニットパターンＵ１の異なる例である。図６Ａ～図６Ｈで示される各第一ユニットパターンＵ１が用いられて、図４、あるいは、図５に示される第一ユニットパターンＵ１を代替するが、本発明はこれらに制限されない。
【0075】
注意すべきことは、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、および、第四ユニットパターンＵ４は、第一ユニットパターンＵ１にしたがって調整される。つまり、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、および、第四ユニットパターンＵ４中のノーマル画素(たとえば、画素Ｒ、画素Ｇ、あるいは、画素Ｂ)、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦの配列は、第一ユニットパターンＵ１中のノーマル画素(たとえば、画素Ｒ、画素Ｇ、あるいは、画素Ｂ)、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦの配列にしたがって変化する。つまり、第一ユニットパターンＵ１が、図４に示すパターンの代わりに図６Ａに示すパターンを用いた場合には、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、および、第四ユニットパターンＵ４中の各画素の配列も変わることになる。さらに、図６Ａ～図６Ｈは、また、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、あるいは、第四ユニットパターンＵ４の異なる例である。
【0076】
図６Ａに示されるように、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、２×２画素アレイであるが、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、第一ユニットパターンＵ１の中心に設置されない。図６Ｂ、および、図６Ｃに示されるように、各第一ユニットパターンＵ１中、二個の自動焦点画素アレイ(すなわち、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ１、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ２)がある。たとえば、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ１、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ２は、互いに隣接する２×１画素アレイ(あるいは、１×２画素アレイ)である。図６Ｄに示されるように、各第一ユニットパターンＵ１中、三個の自動焦点画素アレイ(すなわち、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ１、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ２、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ３)がある。たとえば、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ１、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ２、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ３は、互いに隣接する２×１画素アレイ(あるいは、１×２画素アレイ)である。
【0077】
図６Ｅ、および、図６Ｆに示されるように、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、第一ユニットパターンＵ１の中心に設置されない１×３画素アレイ(あるいは、３×１画素アレイ)である。図６Ｇ、および、図６Ｈに示されるように、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、第一ユニットパターンＵ１の中心に設置されない２×３画素アレイ(あるいは、３×２画素アレイ)である。注意すべきことは、各自動焦点画素アレイ(ＰＤＡＦ、ＰＤＡＦ１、ＰＤＡＦ２、あるいは、ＰＤＡＦ３)中のカラム、および、ロウの数量、および、一個の第一ユニットパターンＵ１中の自動焦点画素アレイの数量は、前述の例に制限されず、それらは、実際の需要にしたがって調整される。
【0078】
【0079】
固体撮像素子１０８は、図１に示される固体撮像素子１００と同じ構造を有する。図７に示されるように、各ユニットパターン(たとえば、第一ユニットパターンＵ１、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、あるいは、第四ユニットパターンＵ４)は、８×８画素アレイであり、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、２×２画素アレイであるが、本発明はこれらに制限されない。
【0080】
さらに、図７に示されるように、各ユニットパターン(たとえば、第一ユニットパターンＵ１、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、あるいは、第四ユニットパターンＵ４)中、画素Ｒは、一個の４×４画素アレイ中に設置され、画素Ｇは、二個の４×４画素アレイ中に設置され、画素Ｂは、一個の４×４画素アレイ中に設置されるが、本発明はこれらに制限されない。
【0081】
【0082】
固体撮像素子１１０は、図７に示される固体撮像素子１０８と同じ構造を有する。図８を参照すると、いくつかの実施形態において、固体撮像素子１１０は、第一ユニットパターンＵ１と第二ユニットパターンＵ２間に設置される第一挿入画素アレイＩ１を有する。図８に示されるように、いくつかの実施形態において、第一挿入画素アレイＩ１は、また、第三ユニットパターンＵ３と第四ユニットパターンＵ４間に設置される。さらに、いくつかの実施形態において、第一挿入画素アレイＩ１は、図８に示されるように、第一対称軸Ｓ１と重複する。
【0083】
図８に示されるように、各ユニットパターン(たとえば、第一ユニットパターンＵ１、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、あるいは、第四ユニットパターンＵ４)は８×８画素アレイであり、且つ、第一挿入画素アレイＩ１中のカラムの数量は、４であるが、本発明はこれらに制限されない。
【0084】
図８に示されるように、いくつかの実施形態において、第一挿入画素アレイＩ１は、第一ユニットパターンＵ１、および、第三ユニットパターンＵ３の第一カラム中で表示される色に対応する色を表示する。言い換えると、第一挿入画素アレイＩ１は、第二ユニットパターンＵ２、および、第四ユニットパターンＵ４の最後のカラム(図８に示される実施形態の第八カラム)中で表示される色に対応する色を表示する。つまり、第一挿入画素アレイＩ１は、第二ユニットパターンＵ２の第四カラム及び第四ユニットパターンＵ４の第四カラムと、同色の並びになるように、画素が配列されている。
【0085】
図８を参照すると、いくつかの実施形態において、固体撮像素子１１０はさらに、第一ユニットパターンＵ１と第三ユニットパターンＵ３間に設置される第二挿入画素アレイＩ２を有する。図８に示されるように、いくつかの実施形態において、第二挿入画素アレイＩ２は、また、第二ユニットパターンＵ２と第四ユニットパターンＵ４間に設置される。さらに、いくつかの実施形態において、第二挿入画素アレイＩ２は、図８に示されるように、第二対称軸Ｓ２と重複する。
【0086】
図８に示されるように、各ユニットパターン(たとえば、第一ユニットパターンＵ１、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、あるいは、第四ユニットパターンＵ４)は８×８画素アレイであり、第二挿入画素アレイＩ２中のロウの数量は４であるが、本発明はこれらに制限されない。
【0087】
図８に示されるように、いくつかの実施形態において、第二挿入画素アレイＩ２は、第一ユニットパターンＵ１、および、第二ユニットパターンＵ２の第一ロウ中で表示される色に対応する色を表示する。言い換えると、第二挿入画素アレイＩ２は、第三ユニットパターンＵ３、および、第四ユニットパターンＵ４の最後のロウ(図８に示される実施形態中の第八ロウ)中で表示される色に対応する色を表示する。つまり、第ニ挿入画素アレイＩ２は、第二ユニットパターンＵ３の第４ロウ及び第四ユニットパターンＵ４の第４ロウと、同色の並びになるように、画素が配列されている。
【0088】
図９Ａ～図９Ｈは、第一ユニットパターンＵ１の異なる例である。図９Ａ～図９Ｈ中に示される各第一ユニットパターンＵ１が用いられて、図７、あるいは、図８中に示される第一ユニットパターンＵ１を代替するが、本発明はこれらに制限されない。
【0089】
注意すべきことは、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、および、第四ユニットパターンＵ４は、第一ユニットパターンＵ１にしたがって調整される。つまり、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、および、第四ユニットパターンＵ４中のノーマル画素(たとえば、画素Ｒ、画素Ｇ、あるいは、画素Ｂ)、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦの配列は、第一ユニットパターンＵ１中のノーマル画素(たとえば、画素Ｒ、画素Ｇ、あるいは、画素Ｂ)、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦの配列に従って変化する。つまり、第一ユニットパターンＵ１が、図７に示すパターンの代わりに図９Ａに示すパターンを用いた場合には、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、および、第四ユニットパターンＵ４中の各画素の配列も変わることになる。さらに、図９Ａ～図９Ｈは、また、第二ユニットパターンＵ２、第三ユニットパターンＵ３、あるいは、第四ユニットパターンＵ４の異なる例である。
【0090】
図９Ａに示されるように、各第一ユニットパターンＵ１中に、二個の自動焦点画素アレイＰＤＡＦ１、および、二個の自動焦点画素アレイＰＤＡＦ２がある。たとえば、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ１、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ２は、２×２画素アレイであり、且つ、二個の自動焦点画素アレイＰＤＡＦ１、および、二個の自動焦点画素アレイＰＤＡＦ２は、互いに隣接する。図９Ｂに示されるように、対角線上に配列される二個の自動焦点画素アレイＰＤＡＦがあり、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、２×２画素アレイである。図９Ｃに示されるように、互いに交錯した二個の自動焦点画素アレイＰＤＡＦ１、および、二個の自動焦点画素アレイＰＤＡＦ２があり、且つ、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ１、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ２は、１×２画素アレイ(あるいは、２×１画素アレイ)である。図９Ｄに示されるように、互いに交錯した四個の自動焦点画素アレイＰＤＡＦ１、および、四個の自動焦点画素アレイＰＤＡＦ２があり、且つ、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ１、および、自動焦点画素アレイＰＤＡＦ２は、２×１画素アレイ(あるいは、１×２画素アレイ)である。
【0091】
図９Ｅに示されるように、各第一ユニットパターンＵ１中に、二個の自動焦点画素アレイＰＤＡＦがある。たとえば、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、互いに分離した３×１画素アレイ(あるいは、１×３画素アレイ)である。図９Ｆに示されるように、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、第一ユニットパターンＵ１の中心に設置されない２×３画素アレイ (あるいは、３×２画素アレイ)である。図９Ｇに示されるように、各第一ユニットパターンＵ１中に、二個の自動焦点画素アレイＰＤＡＦがある。たとえば、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、互いに分離した２×４画素アレイ(あるいは、４×２画素アレイ)である。図９Ｈに示されるように、自動焦点画素アレイＰＤＡＦは、第一ユニットパターンＵ１の中心に設置される４×４画素アレイである。注意すべきことは、各自動焦点画素アレイ (ＰＤＡＦ、ＰＤＡＦ１、あるいは、ＰＤＡＦ２)中のカラムとロウの数量、および、一個の第一ユニットパターンＵ１中の自動焦点画素アレイの数量は、前述の例に制限されず、それらは、実際の需要にしたがって調整される。
【0092】
総合すると、本発明の実施形態によると、固体撮像素子は、上述の対称なパターン設計を有するので、相対する両側(たとえば、左右側、あるいは、上下側)上のパターンは、異なる、且つ、複雑なイメージ信号処理(ＩＳＰ)(信号補正)を採用する必要がなく、イメージ信号処理(信号補正)を効果的に簡潔にする。さらに、いくつかの実施形態において、固体撮像素子は、第一挿入画素アレイ、および、第二挿入画素アレイを有し、さらに、固体撮像素子中で、解像度が降下するのを改善する。
【0093】
前述は、いくつかの施形態の特徴を説明するので、当業者は、本発明の態様をよりよく理解することができる。当業者なら理解できるように、たやすく、本発明を基礎として用いて、その他のプロセス、および、構造を設計、あるいは、修正されて、同じ目的を実現する、および／または、紹介される実施形態の同じ長所を達成することができる。当業者ならさらに理解できることは、このような等価構造は、本発明の精神と範囲を逸脱せず、且つ、それらは、精神と範囲を逸脱しない条件下で、各種変化、置換、修正を行うことができる。よって、保護範囲は、請求項によって決定されるべきである。また、本発明のいくつかの実施形態が上で開示されているが、それらは、本発明の範囲を制限することを意図しない。
【0094】
この明細書を通じた特徴、長所、あるいは、類似言語は、本発明で実現されるすべての特徴、および、長所が、本発明の任意の単一の実施形態である、あるいは、単一の実施形態中に存在すべきであることを暗示するものではない。むしろ、特徴、および、長所に言及した言語は、一実施形態と関連して記載される特定の特徴、長所、あるいは、特性が、本発明の少なくとも一つの実施形態中に含まれることを意味すると理解される。よって、この明細書を通じた特徴、および、長所、および、類似言語の討論は、必ずしも、同じ実施形態を参照しない。
【0095】
さらに、一つ以上の実施形態において、本発明の記載される特徴、長所、および、特性は、任意の適当な方式で組み合わされる。当業者なら理解できるように、この記載の観点において、本開示は、特定の実施形態の一つ以上の特定の特徴、あるいは、長所がなくても実施することができる。ほかの例では、追加特徴、および、長所は、本開示の全実施形態中に含まれないある実施形態中で広く認められる。
【符号の説明】
【0096】
１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１０…固体撮像素子
Ｂ、Ｇ、Ｒ…画素
Ｉ１…第一挿入画素アレイ
Ｉ２…第二挿入画素アレイ
Ｌ…光線
ＰＤＡＦ、ＰＤＡＦ１、ＰＤＡＦ２、ＰＤＡＦ３…自動焦点画素アレイ
Ｒ１…第一領域
Ｒ２…第二領域
Ｒ３…第三領域
Ｒ４…第四領域
Ｓ１…第一対称軸
Ｓ２…第二対称軸
Ｕ１…第一ユニットパターン
Ｕ２…第二ユニットパターン
Ｘ、Ｙ…座標軸
Ｂ、Ｇ、Ｒ…画素
Ｉ１…第一挿入画素アレイ
Ｉ２…第二挿入画素アレイ
Ｌ…光線
ＰＤＡＦ、ＰＤＡＦ１、ＰＤＡＦ２、ＰＤＡＦ３…自動焦点画素アレイ
Ｒ１…第一領域
Ｒ２…第二領域
Ｒ３…第三領域
Ｒ４…第四領域
Ｓ１…第一対称軸
Ｓ２…第二対称軸
Ｕ１…第一ユニットパターン
Ｕ２…第二ユニットパターン
Ｘ、Ｙ…座標軸
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図3G】
【図3H】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図6F】
【図6G】
【図6H】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図9E】
【図9F】
【図9G】
【図9H】