[發明專利]無掩模相位檢測自動聚焦

有效

• 申請號: 201680054782.4
• 申請日: 2016-08-23
• 公開（公告）號: CN108141571B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: M·加洛羅·格盧斯金
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H04N9/04
• 分類號: H04N9/04;H04N5/369;H01L27/146
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 楊林勳

一種實例圖像俘獲裝置包含：圖像傳感器，其具有用于感測來自目標場景的光的二極管；彩色濾光片陣列，其安置在所述二極管上方，且包含各自定位于所述二極管中的一個之上的彩色濾光片；單二極管微透鏡，其定位于布置成拜耳圖案的一些彩色濾光片上方；以及多二極管微透鏡，其各自定位于使相同波長的光傳到在所述彩色濾光片下方的對應鄰近二極管的至少兩個鄰近彩色濾光片上方，每一多二極管微透鏡經形成而使得在第一方向上入射的光收集在所述鄰近二極管中的一個中，且在第二方向上入射的光收集在所述鄰近二極管中的另一個中。所述圖像俘獲裝置的圖像信號處理器可使用從所述鄰近二極管接收的信號執行相位檢測自動聚焦，且可內插所述鄰近二極管的色彩值。

技術領域

本文中揭示的系統和方法是針對相位檢測自動聚焦，且更確切地說，是針對無掩模相位檢測自動聚焦傳感器和處理技術。

背景技術

一些圖像俘獲裝置使用相位差檢測傳感器(其也可被稱作“像素”)來執行自動聚焦。依靠傳感器的相位差檢測通過將相位差檢測像素散置于成像像素之間，通常布置成左像素與右像素的重復稀疏圖案，而起作用。系統檢測由例如在左像素與附近的右像素之間的不同相位差檢測像素產生的信號之間的相位差。可使用所檢測到的相位差來執行自動聚焦。

相位檢測自動聚焦比基于對比度的自動聚焦操作起來要快，然而，當前實施方案將金屬掩模放置于圖像傳感器之上以產生左和右相位檢測像素，從而導致較少光到達被掩蔽的像素。典型成像傳感器具有形成于每一個別像素之上的微透鏡以將光聚焦到每一像素上，且放置在微透鏡之上的相位檢測自動聚焦掩模使進入相位檢測像素的微透鏡的光減少約50％。因為相位檢測像素的輸出比正常圖像俘獲像素的輸出具有的亮度低，因此相位差檢測像素在所俘獲圖像中產生需要校正的明顯偽影。通過將相位檢測像素個別地放置在成像像素當中，系統可內插相位檢測像素的值。

被掩蔽像素成對地使用。在場景離焦時，相位檢測像素掩模使入射光稍微相移。可對相位檢測像素之間的距離以及其相對偏移進行卷積，以給出成像裝置的光學組合件需要將透鏡移動多遠以使場景處于焦點的確定。

發明內容

大體來說，本發明涉及通過使用經形成以在鄰近像素之上延伸的微透鏡或在圖像傳感器中的感測元件(例如，光電二極管)來提供相位差信息的無掩模相位檢測像素。根據本文中所描述的設計，可選擇放置在多像素微透鏡與對應二極管之間的彩色濾光片以使相同波長的光通過。在一個實施例中，可選擇安置在所述多像素微透鏡與所述對應二極管之間的彩色濾光片以使綠光通過。然而，放置在單像素微透鏡與對應二極管之間的彩色濾光片可遵循標準拜耳(Bayer)圖案。

一個創新包含一種圖像俘獲裝置，所述圖像俘獲裝置包括：圖像傳感器，其包含多個用于感測來自目標場景的光的二極管；彩色濾光片陣列，其安置在所述多個二極管上方，所述彩色濾光片陣列包含各自定位于所述多個二極管中的一個之上的多個彩色濾光片；多個單二極管微透鏡，其各自定位于所述多個彩色濾光片中的一個上方，所述多個彩色濾光片對應于所述多個單二極管微透鏡、布置成拜耳圖案；用于相位差檢測的多個多二極管微透鏡，所述多個多二極管微透鏡中的每一多二極管微透鏡定位于所述多個彩色濾光片中的至少兩個鄰近彩色濾光片上方，所述至少兩個鄰近彩色濾光片中的每一個經配置以使相同波長的光通過，且經形成而使得在第一方向上入射的光收集在所述至少兩個鄰近二極管中的第一二極管中，且在第二方向上入射的光收集在所述至少兩個鄰近二極管中的第二二極管中；以及圖像信號處理器，其經配置以使用從所述至少兩個鄰近二極管接收的值執行相位檢測自動聚焦。