本实用新型专利技术公开了一种成像装置。所述成像装置具有图像像素阵列，所述图像像素阵列具有以线的形式连续布置的多个相位检测像素，其中所述多个相位检测像素包括：形成在衬底中并且被第一微透镜覆盖的第一光敏区域和第二光敏区域；以及形成在衬底中并且被第二微透镜覆盖的第三光敏区域和第四光敏区域，其中第一微透镜直接毗邻第二微透镜，并且其中第二光敏区域和第三光敏区域设置在第一光敏区域和第四光敏区域之间。根据本公开的多种实施例，能够提供具有深度感测能力的改进的成像系统或成像装置。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】成像装置本申请要求2014年5月I日提交的美国专利申请N0.14/267，695的优先权，通过弓I用将其整体内容并入在此。
本公开通常涉及成像系统，更具体地，涉及具有相位检测能力的成像系统。本公开还涉及成像装置。
技术介绍
诸如蜂窝电话、相机和计算机的现代电子设备常常使用数字图像传感器。图像传感器(有时称为成像器)可以由图像传感像素的二维阵列形成。每个像素接收入射光子(光)并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)格式将图像提供至电子设备。—些应用，例如，自动聚焦和三维(3D)成像，可能要求电子设备提供立体和/或深度感测能力。例如，为了使感兴趣的对象到焦点以供图像捕捉，电子设备可能需要识别该电子设备与感兴趣的对象之间的距离。为了识别距离，传统的电子设备使用复杂的布置。一些布置需要使用从多种视点捕捉图像的多个图像传感器和相机透镜。其他的布置需要添加将入射光聚焦到二维像素阵列的子区域的透镜阵列。由于诸如附加的图像传感器或复杂的透镜阵列的加入，这些布置导致降低的空间分辨率、增加的成本和增加的复杂性。因此，期望能够提供具有深度感测能力的改进的成像系统。
技术实现思路
如前所述，为了识别距离，传统的电子设备使用复杂的布置。一些布置需要使用从多种视点捕捉图像的多个图像传感器和相机透镜。其他的布置需要添加将入射光聚焦到二维像素阵列的子区域的透镜阵列。由于诸如附加的图像传感器或复杂的透镜阵列的加入，这些布置导致降低的空间分辨率、增加的成本和增加的复杂性。根据一个实施例，提供一种成像装置，包括具有以线形式连续布置的多个相位检测像素的图像像素阵列，其中所述多个相位检测像素包括:形成在衬底中并且被第一微透镜覆盖的第一光敏区域和第二光敏区域；以及形成在所述衬底中并且被第二微透镜覆盖的第三光敏区域和第四光敏区域，其中所述第一微透镜直接毗邻所述第二微透镜，并且其中所述第二光敏区域和第三光敏区域设置在所述第一光敏区域和第四光敏区域之间。根据另一个实施例，所述成像装置的所述第一微透镜具有第一光轴，所述成像装置的所述第二微透镜具有第二光轴，所述第一光敏区域和第二光敏区域偏离所述第一光轴，并且所述第三光敏区域和第四光敏区域偏离所述第二光轴。根据另一个实施例，所述成像装置包括设置在所述衬底与所述第一和第二微透镜之间的多个滤色元件。根据另一个实施例，所述成像装置包括形成在所述第二光敏区域和第三光敏区域之上的不透明的遮蔽层。根据另一个实施例，所述成像装置的所述不透明的遮蔽层包括金属。根据另一个实施例，所述第二光敏区域和第三光敏区域被配置用于收集在电荷积分(charge integrat1n)期间分别来自所述第一光敏区域和第四光敏区域的溢出电荷。根据另一个实施例，所述成像装置包括处理电路，被配置用于基于来自所述第一光敏区域和第二光敏区域的像素信号确定第一相位差信号以及基于来自所述第一光敏区域和第四光敏区域的像素信号确定第二相位差信号。根据另一个实施例，所述多个相位检测像素包括:形成在所述衬底中并且被第三微透镜覆盖的第五光敏区域和第六光敏区域，其中所述第二微透镜直接设置在所述第一微透镜和第三微透镜之间，并且其中所述处理电路被配置用于基于来自所述第三和第六光敏区域的像素信号确定第三相位差信号。根据另一个实施例，所述成像装置包括:至少一个透镜，被配置用于将入射光聚焦到所述图像像素阵列上；以及处理电路，被配置用于基于来自所述多个相位检测像素的像素信号确定在自动聚焦操作期间所述透镜需要被调整的量。根据一个实施例，提供一种成像装置，其具有图像像素阵列，所述图像像素阵列具有彼此毗邻的相位检测像素的组，其中所述相位检测像素的组包括:形成在衬底中并且被微透镜覆盖的第一、第二、第三和第四光敏区域；以及处理电路，被配置用于基于来自所述第一、第二、第三和第四光敏区域的像素信号确定相位差信号。根据另一个实施例，所述微透镜具有光轴并且其中所述第一、第二、第三和第四光敏区域偏离所述光轴。根据另一个实施例，所述成像装置包括与所述相位检测像素的组毗邻的第二相位检测像素组，其中所述第二相位检测像素组包括形成在所述衬底中并且被第二微透镜覆盖的第五、第六、第七和第八光敏区域，并且其中所述相位检测像素的组和所述第二相位检测像素组在所述图像像素阵列中形式2X4子阵列。根据另一个实施例，所述成像装置包括形成在所述光敏区域中的至少一些光敏区域之上的金属遮蔽层。根据另一个实施例，所述处理电路被配置用于确定垂直和水平相位信息。 根据另一个实施例，所述成像装置包括形成在所述衬底中并且被所述微透镜覆盖的至少一个附加的光敏区域。根据另一个实施例，所述成像装置包括:至少一个透镜，被配置用于将入射光聚焦到所述图像像素阵列上；以及处理电路，被配置用于基于来自所述相位检测像素的组的像素信号确定在自动聚焦操作期间所述透镜需要被调整的量。根据一个实施例，提供一种成像装置，其具有图像像素阵列，所述图像像素阵列具有至少一个相位检测像素，其中所述至少一个相位检测像素包括:形成在衬底中并且被第一微透镜覆盖的第一光敏区域；以及形成在所述衬底中并且被第二微透镜覆盖的第二光敏区域，其中所述第一和第二微透镜彼此直接毗邻，并且其中所述衬底具有没有光敏区域的从所述第一光敏区域延伸到第二光敏区域的部分。根据另一个实施例，所述成像装置包括处理电路，被配置用于基于来自所述第一光敏区域和所述第二光敏区域的像素信号确定相位差信号。根据另一个实施例，所述成像装置包括形成在所述衬底中并且被所述第一微透镜覆盖的第三光敏区域；以及形成在所述衬底中并且被所述第二微透镜覆盖的第四光敏区域，其中没有光敏区域的所述衬底的所述部分从所述第三光敏区域延伸到所述第四光敏区域。根据另一个实施例，所述第一微透镜具有第一光轴，其中所述第二微透镜具有第二光轴，所述第一光敏区域的中心偏离所述第一光轴，并且所述第二光敏区域的中心偏离所述第二光轴。根据本公开的多种实施例，能够提供具有深度感测能力的改进的成像系统或成像 目.ο【附图说明】图1是根据本技术的一个实施例的具有可以包括相位检测像素的图像传感器的说明性电子设备的示意图。图2A是根据本技术的一个实施例的具有有不同和非对称角响应的光敏区域的说明性相位检测像素的截面图。图2B和2C是根据本技术的一个实施例的图2A的相位检测像素的截面图。图3是根据本技术的一个实施例的入射光在不同的入射角处撞击深度传感像素的深度感测像素的光敏区域的说明性信号输出的图。图4A和4B示出根据本技术的一个实施例的说明性布置的相应的截面图和俯视图，其中两个相位检测像素对被以线形式连续布置。图5A和5B示出根据本技术的一个实施例的说明性布置的相应的截面图和俯视图，其中两个相位检测像素对被以线形式连续布置并且每对中的一个相位检测像素是被光遮蔽的。图6A和6B示出根据本技术的一个实施例的说明性布置的相应的截面图和俯视图，其中相位检测像素对包括被相应的第一和第二微透镜覆盖的第一和第二光电二极管O图7A和7B示出根据本技术的一个实施例的说明性布置的相应的截面图和俯视图，其中多个相位检测像素对被以线形式连续布置。图8A是根据本技术的一个实施例的具有被单个微透镜覆本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种成像装置，其特征在于：所述成像装置具有图像像素阵列，所述图像像素阵列具有以线的形式连续布置的多个相位检测像素，其中所述多个相位检测像素包括：形成在衬底中并且被第一微透镜覆盖的第一光敏区域和第二光敏区域；以及形成在所述衬底中并且被第二微透镜覆盖的第三光敏区域和第四光敏区域，其中所述第一微透镜直接毗邻所述第二微透镜，并且其中所述第二光敏区域和第三光敏区域设置在所述第一光敏区域和第四光敏区域之间。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·费蒂格，R·S·约翰森，
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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