[實用新型]實現相位對焦的CMOS圖像傳感器

有效

• 申請號: 201720901439.0
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN207200859U
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 趙立新;胡佳
• 申請（專利權）人: 格科微電子（上海）有限公司
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種實現相位對焦的CMOS圖像傳感器。

背景技術

隨著智能手機的日益普及，人們對移動智能終端的圖像拍攝效果也提出了越來越高的要求，在一些動態場景中，能夠實現快速對焦，并且清晰地抓拍下一些轉瞬即逝的影像，成為越來越多人的需求。同時，應對多變場景，對于高動態范圍，高感光度的要求也越來越高。

目前比較先進的對焦技術是相位檢測自動對焦（PDAF）技術，可以實現更加快速的對焦。目前實現PDAF，主要是利用光路上的金屬結構進行額外的遮擋，來提取相位的信息，多遮擋的像素結構，收集到的信號信息里會攜帶相位信息，相位信息通過算法被提取出來，隨著物體與焦平面的位置的變化，相位信息也會產生變化，對于設計好的結構所提取出的離焦到合焦的相位信息，可以擬合出一條曲線，當實際場景去檢測離焦物體的位置的時候，可以很快的計算出移動多少可以到達合焦的位置，進而實現快速對焦。

如圖1所示，在采用傳統RGB拜耳陣列結構的CMOS圖像傳感器中，常用的PDAF多遮擋結構通常是在同一列的像素上，例如同一列的藍色（B）像素上，兩個多遮擋的像素結構中間會間隔一個B像素，當然，這種結構也不局限于此，但都是一對多遮擋結構的形式出現，一對多遮擋結構中包含一個左遮擋和一個右遮擋的結構，同時這一對多遮擋結構的像素顏色會被替換為綠色（G）或者白色（W），以增加透過率。

但是，目前一些高像素的圖像傳感器，不采用傳統的RGB拜耳陣列結構，而是采用四像素（4cell）結構，如圖2所示，具體是以2×2個相同顏色的像素單元為一四像素結構，相鄰的4個四像素結構再做RGB的排布，構成一組塊；所述若干組塊組成圖像傳感器像素陣列；這種結構可以實現信號級別的像素合成，以實現像素合成模式下更高的感光度。

但是，如果沿用現有的PDAF遮擋結構在四像素結構的圖像傳感器上，就沒有辦法提取出相位信息了，所以目前的這種四像素結構的圖像傳感器，在像素合成模式下，是無法實現PDAF功能的，這對于一些人們越來越常遇到的場景拍照的應用需求，比如隨時隨地前攝自拍等應用需求，是無法滿足用戶需要的。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種實現相位對焦的CMOS圖像傳感器，既能保證較高感光度，又能快速對焦，滿足更多的智能便攜設備的拍照應用需求。

基于以上考慮，本實用新型提出一種實現相位對焦的CMOS圖像傳感器，包括具有相同彩色濾光膜的四像素結構；所述相鄰的4個四像素結構為一組塊；所述若干組塊組成圖像傳感器像素陣列；其中，若干組塊中對應的四像素結構中的至少兩個像素單元進行部分遮擋,同一四像素結構內像素單元的遮擋區域位置一致。

優選的，對若干組塊中對應的四像素結構中的全部四個像素單元均進行部分遮擋。

優選的，所述若干組塊中，若干第一組塊中四像素結構的至少兩個像素單元的遮擋區域與若干第二組塊中四像素結構的至少兩個像素單元的遮擋區域部分或完全互補。

優選的，所述至少兩個像素單元的遮擋區域的比例占像素單元面積的30%至70%。

優選的，進行遮擋的四像素結構的彩色濾光膜為綠色濾光膜、透明膜。

優選的，遮擋區域部分或完全互補的所述四像素結構分別為一對；對于所述一對內部，一四像素結構遮擋區域與另一四像素結構遮擋區域的橫向距離小于等于4個像素單元距離，縱向距離小于等于16個像素單元距離。

優選的，遮擋區域部分或完全互補的所述四像素結構分別為一對；所述一對與另一對之間的橫向距離小于等于64個像素單元距離，縱向距離小于等于64個像素單元距離。

本實用新型的實現相位對焦的CMOS圖像傳感器，將現有四像素結構和PDAF快對焦相結合，可以實現在像素合成模式下的PDAF相位快速對焦功能，彌補了傳統PDAF結構在四像素結構的應用中相位信息的損失，也彌補了PDAF在弱光環境下對焦準確性下降的缺陷，同時借助四像素多遮擋結構的不同變化，還可以實現相位信息更加準確的提取，在沒有明顯亮暗對比的場景中，也可以借助遮擋結構的變化設計，實現相位信息的放大與提取，從而將PDAF的應用范圍極大拓展，可以實現更多場景應用中更加準確快速的對焦，滿足更多的智能便攜設備的拍照應用需求。

附圖說明

通過說明書附圖以及隨后與說明書附圖一起用于說明本實用新型某些原理的具體實施方式，本實用新型所具有的其它特征和優點將變得清楚或得以更為具體地闡明。

圖1為現有采用拜耳陣列的CMOS圖像傳感器的遮擋結構示意圖；