[发明专利]相位检测自动聚焦

说明书

优先权声明

本申请要求保护2015年1月14日提交且题为“DEVICES, SYSTEMS, AND METHODS FOR PHASE-DETECT AUTOFOCUS”的美国临时专利申请序列号62/103,235的优先权的权益，通过参考将其以其整体合并于此。

技术领域

本申请总体上涉及光学和电子系统及方法的领域，并且更具体地涉及采用相位检测自动聚焦系统的设备。

背景技术

相机系统在许多应用中需要自动聚焦（AF）来确保离相机的变化距离的场景的相关部分被获取为焦点对准的图像平面。如图1中所示的，在传感器离透镜的最佳距离处实现聚焦。相机中自动聚焦系统的目标是基于图像信息来预测该最佳距离，并且利用机载机构来实现最佳距离。

已经开发了使得能够使用双像素自动聚焦来获取关于图像的聚焦程度的信息的图像传感器。双像素AF的某些实施方式采用相位检测，其中图像传感器阵列中标准像素尺寸区被划分成两部分子像素。通过将所划分的子像素的输出进行比较，相位差自动聚焦允许估计图像是否焦点对准，并且向反馈系统提供信息以实现对聚焦图像的快速会聚。

将某些像素划分成子像素可能导致成像伪影，诸如如图2中所示的在其中采用分离像素的位置中的缺陷像素的创建。

发明内容

所公开的主题描述使用图像传感器提供作为到自动聚焦系统的输入的信息的各种装置。在实施例中，所公开的主题包括利用第一标准尺寸的像素作为相位检测系统的一个部件，并且利用邻近第一像素的第二标准尺寸的像素作为相位检测系统的第二部分。

在实施例中，第一滤色器覆盖第一标准尺寸的像素，并且第二且有区别的滤色器覆盖第二标准尺寸的像素。

在实施例中，所公开的主题提供无缺陷自动聚焦。

在实施例中，所公开的主题提供低缺陷自动聚焦。例如，被利用用于自动聚焦的像素向与它们通过其来提供自动聚焦信息的装置相关联的响应和图像质量提供只是适度的修改。

在实施例中，单个两像素宽微型透镜被用来在本文中所述的无缺陷自动聚焦解决方案中使用的一对邻近像素上提供入射光的局部方向。

附图说明

图1示出具有聚焦在图像传感器（焦点对准位置）以及在图像传感器的位置前面和后面的离焦位置上的光线的简单透镜的示例；

图2示出将某些像素划分成可以导致成像伪影的子像素的示例；

图3示出包括两个像素区（左像素区和右像素区）的相位检测自动聚焦像素（PDAF像素）的示例；

图4示出图像传感器像素阵列的一部分中的一对PDAF像素区的示例；以及

图5示出当图像传感器的给定区域被选取用于聚焦时通过自动聚焦系统来分析两个子图像集合的示例；一个子图像包括两像素宽微型透镜的一侧上的像素并且另一子图像包括另一侧上的像素。

具体实施方式

现在参考图3，所公开的主题的实施例包括相位检测自动聚焦像素（PDAF像素），其包括两个像素区，左像素区和右像素区。在一个示例中，可使用红色滤色器来覆盖像素区中的一个，并且可使用绿色滤色器来覆盖另一像素区。如在图3中看到的，多个PDAF像素区可被包括在给定图像传感器中。而且，可以以不同取向（例如水平地、垂直地、对角地、以及其组合）来布置多个PDAF像素区。下面详细地讨论该取向。

在实施例中，可使用利用其它滤色器（诸如蓝色（B）、透明的（clear）、红色（R）、绿色（G）等等）覆盖的邻近像素。

在实施例中，被指定用于该PDAF目的的某些像素还可配备有挑选的滤色器，其不同于来自其余图像传感器阵列的规则滤色器图案。

在该所述策略的实施例中，这些像素可被校正，或部分校正，因为相对于标准（非PDAF使能）像素而言它们的响应被修改。

可以以在传感器上实现PDAF的类似方式来利用各种各样的滤色器图案选项。在各种实施例中，可使用诸如拜耳图案的标准图案。在实施例中，可采用RGB（IR）图案。在各种实施例中，可采用其他图案。

参考图4，在图像传感器像素阵列的一部分中示出了一对PDAF像素区。在该示例实施例中，滤色器的挑选可以是相对于彼此挑选的镜像图像。例如，在左区中像素对包括在左边上的绿色像素和在右边上的红色像素，而在右区中像素对包括在左边上的红色像素和在右边上的绿色像素。在该图像中，示出跨过PDAF像素区的两个组成像素的微型透镜。