本申请案涉及用于相位检测自动聚焦的混合图像像素。本发明专利技术提供用于相位检测自动聚焦PDAF的图像传感器。图像传感器包含包括根据布置安置在半导体材料中的多个光电二极管的像素。所述布置界定包括多个第一光电二极管的第一图像子像素、包括多个第二光电二极管的第二图像子像素及包含多个第三光电二极管的第三图像子像素，以及包括第一光电二极管、第二光电二极管或第三光电二极管的相位检测子像素。像素可包含安置成个别地上覆于第一、第二及第三图像子像素的多个光电二极管的至少一子组上的多个第一微透镜。像素还可包含安置成上覆于相位检测子像素上的第二微透镜，第一微透镜中的第一微透镜的第一半径小于第二微透镜的第二半径。第二半径。第二半径。
【技术实现步骤摘要】
用于相位检测自动聚焦的混合图像像素
[0001]本公开大体来说涉及图像传感器的设计，且特定来说涉及图像传感器，所述图像传感器使用微透镜的不同布置来改进用于相位检测自动聚焦的图像传感器像素中的图像分辨率。
技术介绍
[0002]图像传感器已变得无所不在。其广泛地用于数码静态相机、蜂窝式电话、安全摄像机以及医疗、汽车及其它应用中。用于制造图像传感器的技术不断进步。举例来说，对经改进图像传感器分辨率及较低功率消耗的需求促进了图像传感器的进一步小型化及向数字装置中的集成。
[0003]相位检测自动聚焦(PDAF)描述用于至少部分地基于由图像传感器产生的两个图像信号之间的相位不匹配而产生自动聚焦控制信号的技术。相位不匹配的量值及极性可用于产生控制信号以调整透镜相对于图像传感器的焦距。在像素阵列中的像素尺度下，可使用图像传感器的像素产生相位不匹配信号，所述像素还用于产生图像。在一些应用中，图像传感器的每一像素包含数个子像素(例如，两个绿色子像素、一个红色子像素及一个蓝色子像素)。作为说明性实例，实施四光电二极管(QPD)设计的图像传感器包含四个子像素，每一子像素由相应微透镜覆叠。配置有QPD的图像传感器的子像素用于产生图像数据及相位不匹配数据两者。使用图像传感器像素进行PDAF会引入自动聚焦性能与图像分辨率之间的折衷，其中将子像素专用于产生相位不匹配信号会减小图像传感器的图像分辨率。因此，需要用于使用图像传感器子像素以减小的分辨率偿罚改进PDAF的技术。
技术实现思路
[0004]本公开的一实施例提供一种配置成用于相位检测自动聚焦(PDAF)的图像传感器，其包括：像素，其包括根据布置安置在半导体材料中的多个光电二极管，其中所述布置界定：第一图像子像素，其包括多个第一光电二极管；第二图像子像素，其包括多个第二光电二极管；第三图像子像素，其包括多个第三光电二极管；及相位检测子像素，其包括第一光电二极管、第二光电二极管或第三光电二极管；多个第一微透镜，其安置成个别地上覆于所述第一、第二及第三图像子像素的所述多个光电二极管的至少一子组上；及第二微透镜，其安置成上覆于所述相位检测子像素上，所述第一微透镜中的第一微透镜的第一半径小于所述第二微透镜的第二半径。
[0005]本公开的另一实施例提供一种用于相位检测自动聚焦(PDAF)的计算机实施方法，所述方法包括：使图像传感器的至少一部分暴露于入射电磁辐射，所述图像传感器的像素包括：根据布置安置在半导体材料中的多个光电二极管，所述布置界定：第一图像子像素，其包括多个第一光电二极管；第二图像子像素，其包括多个第二光电二极管；第三图像子像素，其包括多个第三光电二极管；及相位检测子像素，其包括第一光电二极管、第二光电二极管或第三光电二极管；多个第一微透镜，其安置成个别地上覆于所述第一、第二及第三图
像子像素的所述多个光电二极管的至少一子组上；及第二微透镜，其安置成上覆于所述相位检测子像素上，其中所述多个第一微透镜中的第一微透镜的第一半径小于所述第二微透镜的第二半径；读出由所述像素响应于所述入射电磁辐射而产生的电信号；及作为相位检测自动聚焦(PDAF)的部分，至少部分地基于所述电信号确定所述图像传感器的聚焦状态。
附图说明
[0006]参考以下各图描述本专利技术的非限制性及非穷尽性实施例，其中在所有各视图中相似参考编号指代相似部件，除非另有规定。
[0007]图1是根据本专利技术技术的实施例的实例图像传感器的图式。
[0008]图2A是根据本公开的一些实施例的实例图像传感器的横截面侧视图。
[0009]图2B是根据本公开的一些实施例的实例图像传感器的俯视平面图。
[0010]图3是图解说明根据本公开的实施例的包含实例像素结构的像素阵列的一部分的示意图，所述实例像素结构界定包含图像子像素及相位检测子像素在内的子像素的实例布置。
[0011]图4是图解说明根据本公开的实施例的包含实例像素结构的像素阵列的一部分的示意图，所述实例像素结构界定包含图像子像素及充当图像子像素的相位检测子像素在内的子像素的布置。
[0012]图5是图解说明根据本公开的实施例的包含实例像素结构的像素阵列的一部分的示意图，所述实例像素结构界定包含扩展图像子像素及相位检测子像素在内的子像素的布置。
[0013]图6是图解说明根据本公开的实施例的包含像素结构的像素阵列的一部分的示意图，所述像素结构界定实例布置，所述实例布置界定包含扩展图像子像素及相位检测子像素在内的子像素的外围区域及中心区域。
[0014]图7是图解说明根据本公开的实施例的包含像素结构的像素阵列的一部分的示意图，所述像素结构界定包含扩展图像子像素及相位检测子像素在内的子像素的实例布置。
[0015]图8是图解说明根据本公开的实施例的包含像素结构的像素阵列的一部分的示意图，所述像素结构界定实例布置，所述实例布置界定包含扩展图像子像素及相位检测子像素在内的子像素的外围区域及中心区域。
[0016]图9A是图解说明根据本公开的实施例的包含实例像素结构的像素阵列的一部分的示意图，所述实例像素结构界定包含扩展图像子像素及由相应图像子像素环绕的相位检测子像素在内的子像素的实例布置。
[0017]图9B是图解说明根据本公开的实施例的包含实例像素结构的像素阵列的一部分的示意图，所述实例像素结构界定包含扩展图像子像素及由相应图像子像素环绕的相位检测子像素在内的子像素的实例布置。
[0018]遍及图式的数个视图，对应参考字符指示对应组件。所属领域的技术人员将了解，图中的元件是为简单及清晰起见而图解说明的，且未必按比例绘制。举例来说，为帮助改进对本专利技术的各种实施例的理解，各图中的元件中的一些元件的尺寸可相对于其它元件而被放大。并且，通常不描绘商业上可行的实施例中有用或必需的常见而众所周知的元件以便促进对本专利技术的这些各种实施例的较不受阻碍的观看。
具体实施方式
[0019]本专利技术公开图像传感器及特定来说具有微透镜的图像传感器，所述微透镜经布置以改进图像传感器的PDAF及图像分辨率。在以下描述中，陈述众多特定细节以提供对实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，本文中所描述的技术可在不具有所述特定细节中的一或多者的情况下实践或者可利用其它方法、组件、材料等来实践。在其它例子中，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作以避免使某些方面模糊。
[0020]在例如拜耳(Bayer)图案或QPD传感器配置等常规图像传感器中，通常形成成单一均匀大小的上覆在传感器元件上的微透镜，所述传感器元件可为个别光电二极管或经分组光电二极管。举例来说，在QPD配置中，像素可包含一个蓝色子像素、一个红色子像素及两个绿色子像素，在所述子像素上方，四个微透镜可安置成上覆于相应个别子像素上。配置有QPD的图像传感器以图像分辨率为代价提供经改进PDAF性能。在拜耳图案配置中，每一光电二极管具备相应微透镜，所述微透镜提供低光中的经改进图像分辨率及性能，但依赖于PDAF性能相对较差的例如稀疏本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种配置成用于相位检测自动聚焦PDAF的图像传感器，其包括：像素，其包括根据布置安置在半导体材料中的多个光电二极管，其中所述布置界定：第一图像子像素，其包括多个第一光电二极管；第二图像子像素，其包括多个第二光电二极管；第三图像子像素，其包括多个第三光电二极管；及相位检测子像素，其包括第一光电二极管、第二光电二极管或第三光电二极管；多个第一微透镜，其安置成个别地上覆于所述第一、第二及第三图像子像素的所述多个光电二极管的至少一子组上；及第二微透镜，其安置成上覆于所述相位检测子像素上，所述第一微透镜中的第一微透镜的第一半径小于所述第二微透镜的第二半径。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一图像子像素、第二图像子像素及第三图像子像素共同界定RGB图像传感器像素的至少一部分。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述布置进一步界定第四图像子像素，所述第四图像子像素包括第二多个第一光电二极管、第二光电二极管或第三光电二极管。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一光电二极管与蓝色滤光器耦合，所述第二光电二极管与绿色滤光器耦合，且所述第三光电二极管与红色滤光器耦合。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中每一图像子像素包括三个光电二极管，且其中所述相位检测子像素包括四个光电二极管。6.根据权利要求5所述的图像传感器，其中所述第一图像子像素、所述第二图像子像素及所述第三图像子像素各自包括八个光电二极管。7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中所述第一图像子像素、所述第二图像子像素及所述第三图像子像素各自包括十五个光电二极管。8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述布置是第一布置，其中像素阵列划分成中心区域及外围区域，且其中所述外围区域包括所述像素阵列的根据不同于所述第一布置的第二布置配置的外围像素结构，所述第二布置界定：第五图像子像素，其包括三个第一光电二极管；第六图像子像素，其包括七个第二光电二极管；第七图像子像素，其包括五个第三光电二极管；及第二相位检测子像素，其包括四个光电二极管。9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中所述中心区域包括所述像素阵列的根据所述第一布置安置的中心像素结构，其中：所述第一图像子像素包括七个第一光电二极管；所述第二图像子像素包括七个第二光电二极管；所述第三图像子像素包括七个第三光电二极管；且所述相位检测子像素包括四个光电二极管。10.根据权利要求9所述的图像传感器，其中：所述第一图像子像素包括十四个第一光电二极管；所述第二图像子像素包括十四个第二光电二极管；且所述第三图像...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓冬，刘关松，邓伟，彭进宝，孟达，李洪军，
申请(专利权)人：豪威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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