[发明专利]用于稳健芯片内建相位检测之影像传感器以及相关系统和方法

说明书

技术领域

无。

背景技术

绝大多数的电子相机具有自动对焦的能力。所述自动对焦功能让相机自动对焦在相机所见之场景内的目标上。自动对焦可完全自动使得相机辨识场景内的目标并对焦在所述目标上。在一些情况下，相机甚至可决定哪些目标比其它目标更重要并接着对焦在较重要的目标上。另外，自动对焦可利用使用者输入指定所述场景感兴趣的部分。基于此，所述自动对焦功能在使用者指定的部分场景中辨识目标并将相机对焦在这些目标上。

为达到市场应用，所述自动对焦功能必须可靠且迅速，使得每次使用者撷取一影像时，相机快速将场景中需要的部分对在焦点上。最好所述自动对焦功能够快速让使用者不会注意到按下触发键和影像撷取间的任何延迟。自动对焦对没有任何手动对焦的相机而言特别重要，例如小巧简洁之数字相机和相机手机。

许多电子相机使用对比自动对焦，其中所述自动对焦功能调整所述成像物镜以最大化至少一部份场景的对比度，因而将所述部分场景对在焦点上。相位检测自动对焦近来获得普及，因为他较对比自动对焦快。相位检测自动对焦藉由比较光线通过所述成像物镜之一部份(如左边部分)和光线通过所述成像物镜之另一部份(如右边部分)而直接量测失焦程度。一些数字单眼相机(digital single-lens reflex camera)除了用以撷取影像之影像传感器外，还包括一专用的相位检测传感器。然而，此解决方案对较小巧简洁且/或较便宜的相机而言并不可行。因此，相机制造商正发展具芯片内建相位检测(on-chip phase detection)之影像传感器，即具有整合相位检测能力的影像传感器。为这个目的，各式各样的像素编排已被提出。本公开说明之图11、13与14所示为几个这些先前技术的影像传感器。尽管有这些努力，制造具稳健芯片内建相位检测之高效能影像传感器依然是个挑战。

发明内容

在一实施例中，一种用于稳健芯片内建相位检测之影像传感器包括用于撷取场景之影像的一像素数组。所述像素数组包括多个横向相位检测列以及多个纵向相位检测行。每一横向相位检测列有多个用于检测场景横向变化之相位检测像素。每一纵向相位检测行有多个用于检测场景纵向变化之相位检测像素。每一横向相位检测列和每一纵向相位检测行相交错。

在一实施例中，一种使用具芯片内建相位检测像素之影像传感器的相位检测法。所述方法包括使用影像传感器的多个横向相位检测列之一产生一对光线分别从左方和右方来的横向线轮廓。所述方法进一步包括使用影像传感器的多个纵向相位检测行之一产生一对光线分别从上方和下方来的纵向线轮廓，其中所述多个纵向相位检测行之一与所述多个横向相位检测列之一交错。此外，所述方法包括根据所述对横向线轮廓与所述对纵向线轮廓测定在影像传感器所见之场景中与至少一任意取向边缘相关的相位偏移(phase shift)。

在一实施例中，一种具芯片内建相位检测之成像系统包括具有用于撷取场景影像之一像素数组的影像传感器。所述像素数组有相交错的(a)用于量测至少一对光线分别从左方和右方入射之横向线轮廓的横向相位检测列，与(b)用于量测至少一对光线分别从上方和下方入射之纵向线轮廓的纵向相位检测行。所述成像系统进一步包括用于处理所述至少一对横向线轮廓与所述至少一对纵向线轮廓以量测场景中与一任意取向边缘相关之相位偏移的一相位处理模块。

附图说明

图1为根据一实施例绘示一具稳健芯片内建相位检测之影像传感器在使用中的情境。

图2A与2B为根据一实施例绘示当一目标位在一成像系统之焦距上时，藉由一成像物镜将所述目标成像至图1之影像传感器。

图3A与3B为根据一实施例绘示当一目标位在一成像系统之焦距外更远的地方，藉由一成像物镜将所述目标成像至图1之影像传感器。

图4A与4B为根据一实施例绘示当一目标位在一成像系统之焦距内更近的地方，藉由一成像物镜将所述目标成像至图1之影像传感器。

图5为根据一实施例绘示图1之影像传感器的进一步细节。

图6为根据一实施例绘示图1之影像传感器之一局部的进一步细节。

图7为根据一实施例绘示图1之影像传感器的相位检测像素与示例性之非相位检测像素。

图8为根据一实施例绘示图1之影像传感器内感兴趣的相位检测区域。

图9为根据一实施例绘示具稳健芯片内建相位检测之一单色影像传感器的一局部。

图10为根据一实施例绘示具稳健芯片内建相位检测之一彩色影像传感器的一局部。