像传感器103中的以特定图案有规律地布置的预定成像像素的一部分。在图2的示例中，两个G像素被相位差检测像素Pl和P2代替。注意，相位差检测像素可规则地布置在图像传感器103中。相位差检测像素的规则布置有利于诸如后述的缺陷校正之类的信号处理，且相位差检测像素的无规则布置使由缺陷校正引起的伪影(artifact)不规则，这使伪影不明显(不容易被识别出)。
[0078]返回至对图1的说明，A/D转换部104将从图像传感器103提供的RGB的电信号(模拟信号)转换成数字数据(图像数据)。A/D转换部104将作为数字数据的图像数据(原始数据)提供至钳位部105。
[0079]钳位部105从图像数据中减去黑电平，该黑电平是被判定为黑色的电平。钳位部105将已被减去黑电平的图像数据之中的从相位差检测像素输出的图像数据提供至相位差检测部106。此外，钳位部105将所有像素的已被减去黑电平的图像数据提供至缺陷校正部108。
[0080]换句话说，在仅将相位差检测像素的输出用于相位差检测的同时，将相位差检测像素的输出和成像像素的数据一起用于图像的生成。
[0081]相位差检测部106基于来自钳位部105的图像数据执行相位差检测处理，以判定是否获得作为对焦的目标的物体(对焦目标)的对焦。当焦点区域中的物体被对焦时，相位差检测部106将用于指示获得对焦的信息作为对焦判定结果提供至透镜控制部107。当对焦目标未被对焦时，相位差检测部106计算焦点偏离量(离焦量(defocus amount))并将用于指示所计算的离焦量的信息作为对焦判定结果提供至透镜控制部107。
[0082]透镜控制部107控制透镜101的驱动。具体地，透镜控制部107基于从相位差检测部106提供的对焦判定结果计算透镜101的驱动量，并根据所计算的驱动量移动透镜101。
[0083]例如，当获得对焦时，透镜控制部107使透镜101保持在当前位置。当未获得对焦时，透镜控制部107基于指示离焦量的对焦判定结果和透镜101的位置来计算驱动量，并根据驱动量移动透镜101。
[0084]除上述相位差AF之外，透镜控制部107还可执行对比度AF (contrast AF)以控制透镜101的驱动。例如，当被提供用于指示焦点偏离量(离焦量)的信息作为来自相位差检测部106的对焦判定结果时，透镜控制部107可判定焦点偏离的方向(前焦点或后焦点)并针对该方向执行对比度AF。
[0085]基于来自钳位部105的图像数据，缺陷校正部108对无法获得正确的像素值的缺陷像素执行像素值的校正(例如，缺陷校正)。缺陷校正部108将缺陷像素的经过校正的图像数据提供至去马赛克部109。
[0086]去马赛克部109对缺陷校正部108的原始数据执行去马赛克处理并执行彩色信息的补全等，以将原始数据转换成RGB数据。去马赛克部109将去马赛克处理之后的图像数据(RGB数据)提供至LM/WB/伽马校正部110。
[0087]LM/WB/伽马校正部110对去马赛克部109的RGB数据执行颜色性能的校正。具体地，为了填充由标准定义的原色(RGB)的色度点与实际摄机的色度点之间的间隙，LM/WB/伽马校正部110通过使用矩阵系数来执行对图像数据的颜色信号进行校正的处理，以改变颜色再现性。此外，LM/WB/伽马校正部110针对RGB数据的每个通道的值设定白色的增益，以调整白平衡。另外，LM/WB/伽马校正部110执行用于调整图像数据的颜色与输出器件性能之间的相对关系的伽马校正，以获得更接近原始显示的显示。LM/WB/伽马校正部110将校正之后的图像数据(RGB数据)提供至亮度色度信号生成部111。
[0088]亮度色度信号生成部111根据从LM/WB/伽马校正部110提供的RGB数据生成亮度信号(Y)和色度信号(Cr和Cb)。在生成亮度色度信号(Y、Cr和Cb)之后，亮度色度信号生成部111将亮度信号和色度信号提供至I/F部112。
[0089]I/F部112将提供的图像数据(亮度色度信号)输出至成像装置100的外部(例如，用于存储图像数据的存储装置或用于基于图像数据显示图像的显示装置)。
[0090][相位差检测像素的示例结构]
[0091]图3是图示了本发明的相位差检测像素的示例结构的剖面图。在图3中，相位差检测像素Pl和P2布置成彼此相邻，但也可如图2所示地布置成在它们之间放置预定数量的成像像素。
[0092]如图3所示，在相位差检测像素Pl和P2中的每者中，在半导体基板(Si基板)121中形成有作为光电转换部的光电二极管122。在半导体基板121的上方，遮光膜123和颜色滤光片124被形成在相同的层中，且在遮光膜123和颜色滤光片124的上方，具体地，在遮光膜123的正上方形成有与遮光膜23具有大体上相同面积的有机光电转换膜125。此外，在有机光电转换膜125的上方形成有片上透镜126。
[0093]遮光膜123可由金属制成，或可以是吸收光的黑色滤光片。或者，遮光膜123可以由有机光电转换膜125的电极构成。在此情况下，可以省略布线层，这导致图像传感器103的高度更低，并有助于提高光电二极管122的灵敏度。
[0094]颜色滤光片124的颜色可以在相位差检测像素Pl和相位差检测像素P2之间相同或不同。在相位差检测像素Pl和P2是白色像素的情况下，可以不设置颜色滤光片124。
[0095]有机光电转换膜125对特定波长的光执行光电转换。例如，有机光电转换膜125对三种颜色(红色、绿色和蓝色)中一者的光执行光电转换。
[0096]对于对绿光执行光电转换的有机光电转换膜，可例如使用包括若丹明类染料(rhodamine-based dye)、部花青类染料(meracyanine-based dye)和喹卩丫啶酮(quinacridone)等的有机光电转换材料。对于对红光执行光电转换的有机光电转换膜，可使用包括酞菁类染料(phthalocyanine-based dye)的有机光电转换材料。对于对蓝光执行光电转换的有机光电转换膜，可使用包括香豆素类染料(coumarin-based dye)、三(8_轻基喹啉)铝(Alq3)和部花青类染料等的有机光电转换材料。
[0097]有机光电转换膜125还可以对白光、诸如红外光和紫外光之类的不同于可见光(例如，红光、绿光和蓝光)的光执行光电转换。
[0098]图3所示的每个相位差检测像素具有一个片上透镜126和被形成在片上透镜126下方的多个光电转换层，具体地，这些光电转换层从上而下为有机光电转换膜125和光电二极管122。这里，当将形成有片上透镜126的表面定义为每个像素的光接收表面时，有机光电转换膜125相对于光接收表面被部分地形成(在下文中将其描述为被部分地形成)。此外，光电二极管122的一部分(例如，一半)被遮光膜123遮光(在下文中，将光电二极管122描述成被部分地遮光)。
[0099]在图3中，相位差检测像素Pl和P2分别遮挡左侧和右侧的光；然而，根据像素布置，相位差检测像素可以遮挡上侧和下侧的光，或可以遮挡倾斜的光。
[0100]接下来，参考图4，在结构上比较常规的相位差检测像素与本发明的相位差检测像素。
[0101]图4的左侧所示的常规相位差检测像素与图4的右侧所示的本发明的相位差检测像素的不同之处在于，没有设置有机光电转换膜125。
[0102]在常规的相位差检测像素的结构下，入射光LI的一部分被左侧像素的遮光膜123反射并然后在图像传感器103内漫反射，且入射光Rl的一部分被右侧像素的遮光膜123反射并然后在图像传感器103内漫反射。这种漫反射可在相邻像素中引起耀斑和颜色混合。
[0103]此外，在常规的相位差检测像素中，由于光电二极管122的一半被遮光膜123遮光，所以在低亮度下无法获得充分的SNR且可能不会精确地执行相位差检测。
[0104]此外，虽然相位差检测像素的输出也如上所述地用于图像的生成，但是由于相位差检测像素的输出由于上面的原因而小于成像像素的输出，所以需要基于相位差检测像素周围的成像像素的输出对相位差检测像素的输出进行校正。
[0105]相比之下，在本发明的相位差检测像素下，入射光LI的一部分通过左侧像素的有机光电转换膜125传输(因而部分被吸收)并被遮光膜123反射，接着再次被有机光电转换膜125吸收。类似地，入射光Rl的一部分通过左侧像素的有机光电转换膜125传输(因而部分被吸收)并被遮光膜123反射，接着再次被有机光电转换膜125吸收。这种结构可以减少图像传感器103内的入射光的漫反射并防止在相邻像素中产生耀斑和颜色混合。
[0106]此外，由于通常被遮挡的入射光在本发明的相位差检测像素中被有机光电转换膜125光电转换，所以除光电二极管122的输出之外，还可获得有机光电转换膜125的输出。因此，即使在低亮度下也可以获得充分的SNR且可以精确地执行相位差检测。
[0107]由于通过有机光电转换膜125传输并被遮光膜123反射的入射光再次进入有机光电转换膜125，所以可提高有机光电转换膜125中的光电转换的效率。这种提高进一步提高了相位差检测的精确度。此外，在有机光电转换膜125即使具有小的厚度也可以获得充分的输出的情况下，可以降低图像传感器103的高度，这有助于提高光电二极管122的灵敏度。
[0108]此外，由于除光电二极管122的输出之外，还可以获得有机光电转换膜125的输出，所以不需要基于相位差检测像素周围的成像像素的输出对相位差检测像素的输出进行校正。
[0109][相位差AF处理]
[0110]这里，参考图5的流程图来说明由成像装置100执行的相位差AF处理。在成像装置100在拍摄物体的图像时执行的图像处理之前，执行相位差AF处理。
[0111]首先，在步骤SlOl中，图像传感器103对每个像素的入射光执行光电转换，读取像素信号并将该像素信号提供至A/D转换部104。
[0112]在步骤S102中，A/D转换部104对图像传感器103的像素信号执行A/D转换，并将获得的像素信号提供至钳位部105。
[0113]在步骤S103中，钳位部105从A/D转换部104的像素信号(像素值)中减去在有效像素区域外部设置的光学黑色(OPB)区域中检测到的黑电平。钳位部105将已被减去黑电平的图像数据之中的从相位差检测像素输出的图像数据提供至相位差检测部106。
[0114]在步骤S104中，相位差检测部106基于来自钳位部105的图像数据执行相位差检测处理，以执行对焦判定。通过使用如下像素之间的输出差异来执行相位差检测处理，这些像素(如同图4所示的相位差检测像素Pl和P2)的光接收表面在相对侧被遮光。
[0115]通常，当分别将图4的左侧所示的常规相位差检测像素Pl和P2中的光电二极管122的输出表示为PhasePixel_Pl和PhasePixel_P2时，例如基于下列公式(I)和(2)来计算待检测的相位差Phase_Diff。
[0116][公式I]
[0117]Phase_Diff = PhasePixel_Pl_PhasePixel_P2...(I)
[0118][公式2]
[0119]Phase_Diff = PhasePixel_Pl/PhasePixel_P2...(2)
[0120]相比之下，在本发明中，当分别将图4的右侧所示的本发明的相位差检测像素Pl和P2中的光电二极管122的输出表示为PhasePixel_Pl和PhasePixel_P2，且分别将有机光电转换膜125的输出表示为PhasePixel_Organicl和PhasePixel_0rganic2时，例如基于下列公式(3)、(4)和(5)来计算待检测的相位差Phase_Diff。
[0121][公式3]
[0122]