[發明專利]相位檢測自動聚焦

在審

• 申請號: 201680015761.1
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN107533210A
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: E.曼德利;G.周;N.科利
• 申請（專利權）人: 因維薩熱技術公司
• 主分類號: G02B7/28
• 分類號: G02B7/28
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 宿小猛

優先權聲明

本申請要求保護2015年1月14日提交且題為“DEVICES, SYSTEMS, AND METHODS FOR PHASE-DETECT AUTOFOCUS”的美國臨時專利申請序列號62/103,235的優先權的權益，通過參考將其以其整體合并于此。

技術領域

本申請總體上涉及光學和電子系統及方法的領域，并且更具體地涉及采用相位檢測自動聚焦系統的設備。

背景技術

相機系統在許多應用中需要自動聚焦（AF）來確保離相機的變化距離的場景的相關部分被獲取為焦點對準的圖像平面。如圖1中所示的，在傳感器離透鏡的最佳距離處實現聚焦。相機中自動聚焦系統的目標是基于圖像信息來預測該最佳距離，并且利用機載機構來實現最佳距離。

已經開發了使得能夠使用雙像素自動聚焦來獲取關于圖像的聚焦程度的信息的圖像傳感器。雙像素AF的某些實施方式采用相位檢測，其中圖像傳感器陣列中標準像素尺寸區被劃分成兩部分子像素。通過將所劃分的子像素的輸出進行比較，相位差自動聚焦允許估計圖像是否焦點對準，并且向反饋系統提供信息以實現對聚焦圖像的快速會聚。

將某些像素劃分成子像素可能導致成像偽影，諸如如圖2中所示的在其中采用分離像素的位置中的缺陷像素的創建。

發明內容

所公開的主題描述使用圖像傳感器提供作為到自動聚焦系統的輸入的信息的各種裝置。在實施例中，所公開的主題包括利用第一標準尺寸的像素作為相位檢測系統的一個部件，并且利用鄰近第一像素的第二標準尺寸的像素作為相位檢測系統的第二部分。

在實施例中，第一濾色器覆蓋第一標準尺寸的像素，并且第二且有區別的濾色器覆蓋第二標準尺寸的像素。

在實施例中，所公開的主題提供無缺陷自動聚焦。

在實施例中，所公開的主題提供低缺陷自動聚焦。例如，被利用用于自動聚焦的像素向與它們通過其來提供自動聚焦信息的裝置相關聯的響應和圖像質量提供只是適度的修改。

在實施例中，單個兩像素寬微型透鏡被用來在本文中所述的無缺陷自動聚焦解決方案中使用的一對鄰近像素上提供入射光的局部方向。

附圖說明

圖1示出具有聚焦在圖像傳感器（焦點對準位置）以及在圖像傳感器的位置前面和后面的離焦位置上的光線的簡單透鏡的示例；

圖2示出將某些像素劃分成可以導致成像偽影的子像素的示例；

圖3示出包括兩個像素區（左像素區和右像素區）的相位檢測自動聚焦像素（PDAF像素）的示例；

圖4示出圖像傳感器像素陣列的一部分中的一對PDAF像素區的示例；以及

圖5示出當圖像傳感器的給定區域被選取用于聚焦時通過自動聚焦系統來分析兩個子圖像集合的示例；一個子圖像包括兩像素寬微型透鏡的一側上的像素并且另一子圖像包括另一側上的像素。

具體實施方式

現在參考圖3，所公開的主題的實施例包括相位檢測自動聚焦像素（PDAF像素），其包括兩個像素區，左像素區和右像素區。在一個示例中，可使用紅色濾色器來覆蓋像素區中的一個，并且可使用綠色濾色器來覆蓋另一像素區。如在圖3中看到的，多個PDAF像素區可被包括在給定圖像傳感器中。而且，可以以不同取向（例如水平地、垂直地、對角地、以及其組合）來布置多個PDAF像素區。下面詳細地討論該取向。

在實施例中，可使用利用其它濾色器（諸如藍色（B）、透明的（clear）、紅色（R）、綠色（G）等等）覆蓋的鄰近像素。

在實施例中，被指定用于該PDAF目的的某些像素還可配備有挑選的濾色器，其不同于來自其余圖像傳感器陣列的規則濾色器圖案。

在該所述策略的實施例中，這些像素可被校正，或部分校正，因為相對于標準（非PDAF使能）像素而言它們的響應被修改。

可以以在傳感器上實現PDAF的類似方式來利用各種各樣的濾色器圖案選項。在各種實施例中，可使用諸如拜耳圖案的標準圖案。在實施例中，可采用RGB（IR）圖案。在各種實施例中，可采用其他圖案。

參考圖4，在圖像傳感器像素陣列的一部分中示出了一對PDAF像素區。在該示例實施例中，濾色器的挑選可以是相對于彼此挑選的鏡像圖像。例如，在左區中像素對包括在左邊上的綠色像素和在右邊上的紅色像素，而在右區中像素對包括在左邊上的紅色像素和在右邊上的綠色像素。在該圖像中，示出跨過PDAF像素區的兩個組成像素的微型透鏡。