本公开涉及具有像素阵列的图像传感器。所述像素阵列包括：多个图像像素，搜集图像数据；相位检测像素对，搜集相位信息，其中所述相位检测像素对包括具有不同角度响应的第一和第二相位检测像素；和滤色器阵列，其中所述滤色器阵列包括形成在所述多个图像像素上方的多个滤色器元件，所述多个滤色器元件根据颜色模式布置，并且第一和第二相位检测像素包括具有各自的与该颜色模式匹配的第一和第二颜色的各自的第一和第二滤色器元件。根据本公开，可以减小相位检测像素信号之间的任何偏差。
【技术实现步骤摘要】
本申请一般地涉及成像系统，并且更具体地讲，涉及具有相位检测能力的成像系 统。
技术介绍
现代电子装置（诸如，蜂窝电话、照相机和计算机）经常使用数字图像传感器。成 像器传感器（有时被称为成像器）可由图像感测像素的二维阵列形成。每个像素接收入 射光子（光）并且将光子转换成电信号。图像传感器有时被设计为使用联合图像专家组 (JPEG)格式将图像提供给电子装置。 -些应用（诸如，自动聚焦和三维（3D)成像）可能需要电子装置提供立体和/或 深度感测能力。例如，为了使感兴趣的物体聚焦以用于图像捕捉，电子装置可能需要识别电 子装置和感兴趣的物体之间的距离。为了识别距离，传统电子装置使用复杂布置。一些布 置需要使用从各种视点捕捉图像的多个图像传感器和照相机透镜。其它布置需要添加将入 射光聚焦在二维像素阵列的子区域上的双凸透镜阵列。由于诸如另外的图像传感器或复杂 透镜阵列的部件的添加，这些布置导致减小的空间分辨率、增加的成本和增加的复杂性。 一些电子装置在单个图像传感器中既包括图像像素又包括相位检测像素。利用这 种类型的布置，照相机能够使用片上相位检测像素聚焦图像，而不需要单独的相位检测传 感器。在典型布置中，相位检测像素全都具有相同颜色并且在像素阵列中连续地布置成线。 当相位检测像素被以这种方式布置时，光学串扰变成问题。例如，与绿色图像像素和红色图 像像素之间的光学串扰相比，绿色图像像素和绿色相位检测像素之间的光学串扰可能更加 难以校正。因此，将会希望能够提供用于图像传感器的改进的相位检测像素布置和相位检测 信号处理方法。
技术实现思路
本公开的一个目的是提供具有改进的相位检测像素布置和相位检测信号处理的 图像传感器。 根据一个实施例，提供一种具有像素阵列的图像传感器，所述像素阵列包括：多 个图像像素，搜集图像数据；相位检测像素对，搜集相位信息，其中所述相位检测像素对包 括具有不同角度响应的第一和第二相位检测像素；和滤色器阵列，其中所述滤色器阵列包 括形成在所述多个图像像素上方的多个滤色器元件，所述多个滤色器元件根据颜色模式布 置，并且第一和第二相位检测像素包括具有各自的与该颜色模式匹配的第一和第二颜色的 各自的第一和第二滤色器元件。 优选地，所述颜色模式是拜耳颜色模式。 优选地，所述多个滤色器元件包括宽带滤波器元件。 优选地，第一和第二滤色器元件透射不同颜色的光。 优选地，所述图像传感器还包括：多个另外的相位检测像素对，其中所述相位检测 像素对和所述多个另外的相位检测像素对位于像素行中，并且所述另外的相位检测像素对 中的每个包括透射不同颜色的光的滤色器元件。 优选地，第一和第二相位检测像素包括由单个微透镜覆盖的各自的第一和第二光 电二极管。 优选地，第一和第二相位检测像素包括各自的第一和第二光电二极管，第一和第 二光电二极管中的每一个部分地由不透明的遮蔽层覆盖。 优选地，所述像素阵列包括像素行和像素列，并且第一和第二相位检测像素彼此 相邻地位于一个像素行中。 优选地，所述像素阵列包括像素行和像素列，并且第一和第二相位检测像素彼此 相邻地位于一个像素列中。 优选地，第一相位检测像素包括由第一微透镜覆盖的第一光电二极管，第二相位 检测像素包括由第二微透镜覆盖的第二光电二极管，并且第一和第二相位检测像素相对于 彼此沿对角线方向布置。 优选地，第一微透镜跨越所述像素阵列的第一和第二列，并且第二微透镜与第一 微透镜相邻并且也跨越所述像素阵列的第一和第二列。 优选地，第一微透镜跨越所述像素阵列中的第一和第二列，并且第二微透镜跨越 所述像素阵列的第三和第四列。 根据另一实施例，提供一种具有像素阵列的图像传感器，所述像素阵列包括：多个 图像像素，搜集图像数据；相位检测像素对，搜集相位信息，其中每个相位检测像素对包括 具有不同角度响应的第一和第二相位检测像素，并且每个相位检测像素对完全由图像像素 包围并且与所述像素阵列中的其它相位检测像素对隔离；和滤色器阵列，其中所述滤色器 阵列包括形成在所述多个图像像素上方的多个滤色器元件，所述多个滤色器元件根据颜色 模式布置，并且每个相位检测像素对包括具有各自的与该颜色模式匹配的第一和第二颜色 的各自的第一和第二滤色器元件。 优选地，所述相位检测像素对被布置在行中，并且该行中的相位检测像素对通过 在该行中的图像像素而彼此分离。 优选地，所述相位检测像素对包括位于所述像素阵列的第一行中的第一相位检测 像素对和位于所述像素阵列的第二行中的第二相位检测像素对，其中第一相位检测像素对 相对于第二相位检测像素对错开。 根据又一实施例，提供一种具有像素阵列的图像传感器，所述像素阵列包括：多个 图像像素，搜集图像数据；和相位检测像素对，搜集相位信息，其中所述相位检测像素对包 括具有不同角度响应的第一和第二相位检测像素，第一和第二相位检测像素包括各自的第 一和第二滤色器元件，第一和第二滤色器元件具有各自的第一和第二颜色，其中第一颜色 不同于第二颜色。 优选地，所述图像传感器还包括：多个滤色器元件，形成在所述多个图像像素上 方，其中所述多个滤色器元件根据颜色模式布置，并且第一和第二颜色与该颜色模式匹配。 优选地，所述颜色模式是拜耳颜色模式。 优选地，第一和第二相位检测像素包括由单个微透镜覆盖的各自的第一和第二光 电二极管。 优选地，第一和第二相位检测像素包括各自的第一和第二光电二极管，第一和第 二光电二极管中的每一个部分地由不透明的遮蔽层覆盖。 根据本公开，可以减小相位检测像素信号之间的任何偏差。【附图说明】 图1是根据本公开的实施例的具有可包括相位检测像素的图像传感器的说明性 电子装置的示意图。 图2A是根据本公开的实施例的具有有着不同的不对称角度响应的光敏区域的说 明性相位检测像素的剖视图。 图2B和2C是根据本公开的实施例的图2A的相位检测像素的剖视图。 图3是根据本公开的实施例的针对以不同入射角撞击相位检测像素的入射光的 相位检测像素的说明性信号输出的示图。 图4A是根据本公开的实施例的沿水平方向布置的说明性相位检测像素对的顶视 图。 图4B是根据本公开的实施例的沿垂直方向布置的说明性相位检测像素对的顶视 图。 图4C是根据本公开的实施例的沿垂直方向布置并且被构造为沿着水平方向检测 相差的说明性相位检测像素对的顶视图。图5是现有技术中具有连续地布置线并且全都具有相同颜色的相位检测像素的 传统像素阵列的顶视图。 图6是根据本公开的实施例的具有有着与像素阵列的滤色器模式匹配的滤色器 的隔离的相位检测像素对的说明性像素阵列的顶视图。 图7是根据本公开的实施例的具有有着与像素阵列的滤色器模式匹配的滤色器 的连续地布置成线的相位检测像素对的说明性像素阵列的顶视图。 图8是根据本公开的实施例的具有有着与像素阵列的滤色器模式匹配的滤色器 的隔离的堆叠相位检测像素对的说明性像素阵列的顶视图。 图9是根据本公开的实施例的具有有着与像素阵列的滤色器模式匹配的滤色器 的连续地布置成线的堆叠相位检测像素对的说明性像素阵列的顶视图。 图10是根据本公开的实施例的具有有着与像素阵列的滤色器模式匹配的滤色器 的非连续地布置成线的隔离的相位检测像素对的说明性像素阵列的顶视图。 图11是根据本公开的实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有像素阵列的图像传感器，其特征在于，所述像素阵列包括：多个图像像素，搜集图像数据；相位检测像素对，搜集相位信息，其中所述相位检测像素对包括具有不同角度响应的第一和第二相位检测像素；和滤色器阵列，其中所述滤色器阵列包括形成在所述多个图像像素上方的多个滤色器元件，所述多个滤色器元件根据颜色模式布置，并且第一和第二相位检测像素包括具有各自的与该颜色模式匹配的第一和第二颜色的各自的第一和第二滤色器元件。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·米利纳尔，B·凯兰，D·费蒂格，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国;US
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