CN105338263B - 图像传感器和包括该图像传感器的图像拾取设备 - Google Patents

图像传感器和包括该图像传感器的图像拾取设备 Download PDF

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Abstract

本文公开了一种图像传感器和包括该图像传感器的图像拾取设备。图像传感器包括：多个相位差检测像素，其包括每个都具有在一侧偏离的第一屏蔽区域的第一组像素，和每个都具有在另一侧偏离的第二屏蔽区域的第二组像素；和多个图像检测像素，其与所述相位差检测像素一起布置为晶格图案，其中相位差检测像素包括：第一像素组，其被配置成第一屏蔽区域的面积等于第二屏蔽区域的面积；第二像素组，其被配置成第一屏蔽区域的面积等于或大于第二屏蔽区域的面积；和第三像素组，其被配置成第一屏蔽区域的面积等于或小于第二屏蔽区域的面积。在相位差检测式自动对焦(AF)系统中，即使是在图像传感器的外部区域中，也能提高对焦精确度。

Description

图像传感器和包括该图像传感器的图像拾取设备
技术领域
实施例涉及一种包括相位差检测像素的图像传感器，和一种包括该图像传感器的图像视图设备。
背景技术
随着对图像采集设备，诸如相机中的高质量图像采集技术的需求增长，自动对焦(AF)系统已经越来越多地应用于移动电话和小型移动装置的相机，以及数码相机和可换镜头相机。
主要使用相位差检测式AF系统或对比度检测式AF系统作为AF系统。
在对比度检测式AF系统中，从图像传感器采集的图像数据提取高频数据，并且执行AF控制以最大化该高频数据。为此，需要信号处理电路。然而，不需要另外的传感器或光学系统。因此，可能以相对低的成本构造AF系统。然而，与相位差检测式AF系统相比，对比度检测式AF系统较慢并且较不精确。
在相位差检测式AF系统中，穿过拾取透镜入射的光被光瞳分离(pupil-divide)为一对图像，并且检测作为图像之间的间隔的相位差，以设置拾取透镜的位置，由此检测焦距。
在相位差检测式AF系统中，可与拾取透镜分离地设置相位差检测AF传感器，或者可能在图像传感器中布置相位差检测像素。
在相位差检测式AF系统中，屏蔽相位差检测像素的一些区域，以接收有限的入射光量。在其中左侧和右侧上的相位差检测像素的屏蔽区域相同的情况下，与图像传感器的中心区域相比，对于布置在图像传感器的外部区域处的相位差检测像素，从具有不同屏蔽方向的一对相位差检测像素接收的光的量彼此不同。
由于入射光量的差异，所以降低了基于相位差的AF精确度。
发明内容
实施例提供一种包括基于相差的具有AF精确度的相位差检测像素的图像传感器，以及一种包括该图像传感器的图像拾取设备。
在一个实施例中，图像传感器包括：多个相位差检测像素，其包括每个都具有在一侧偏离的第一屏蔽区域的第一组像素，和每个都具有在另一侧偏离的第二屏蔽区域的第二组像素；和多个图像检测像素，其与相位差检测像素一起布置为晶格图案，其中，该相位差检测像素包括：第一像素组，其被配置成第一屏蔽区域的面积等于第二屏蔽区域的面积；第二像素组，其被配置成第一屏蔽区域的面积等于或大于第二屏蔽区域的面积；和第三像素组，其被配置成第一屏蔽区域的面积等于或小于第二屏蔽区域的面积。
晶格图案可具有多个拜耳布置式晶格单元，并且相位差检测像素可布置在晶格单元的绿色区域中。
第一组像素可具有在相位差检测像素的右侧区域中的第一屏蔽区域，并且第二组像素可具有在相位差检测像素的左侧区域中的第二屏蔽区域。
第一像素组可布置在图像传感器的中心区域中，并且第二像素组和第三像素组可关于第一像素组对称布置。
第二像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比可为5:5至7:3。
第三像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比可为3:7至5:5。
第二像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比可朝着图像传感器的中心逐渐减小。
第三像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比可朝着图像传感器的中心逐渐增大。
设置在第一像素组和第二像素组之间的像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比可为6:4至5:5。
设置在第一像素组和第三像素组之间的像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比可为6:4至5:5。
在另一实施例中，图像拾取设备包括：光学单元，用于接收光学信号；图像传感器，用于从自光学单元接收到的光学信号产生图像信息；和图像处理单元，用于处理图像信息，其中图像传感器包括：多个相位差检测像素，其包括每个都具有在一侧偏离的第一屏蔽区域的第一组像素，和每个都具有在另一侧偏离的第二屏蔽区域的第二组像素；和多个图像检测像素，其与相位差检测像素一起布置为晶格图案，并且该相位差检测像素包括：第一像素组，其被配置成第一屏蔽区域的面积等于第二屏蔽区域的面积；第二像素组，其被配置成第一屏蔽区域的面积等于或大于第二屏蔽区域的面积；和第三像素组，其被配置成第一屏蔽区域的面积等于或小于第二屏蔽区域的面积。
晶格图案可具有多个拜耳布置式晶格单元，并且相位差检测像素可布置在晶格单元的绿色区域中。
第一组像素可具有在相位差检测像素的右侧区域中的第一屏蔽区域，并且第二组像素可具有在相位差检测像素的左侧区域中的第二屏蔽区域。
第一像素组可布置在图像传感器的中心区域中，并且第二像素组和第三像素组可关于第一像素组对称布置。
第二像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比可为5:5至7:3。
第三像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比可为3:7至5:5。
第二像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比可朝着图像传感器的中心逐渐减小。
第三像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比可朝着图像传感器的中心逐渐减小。
设置在第一像素组和第二像素组之间的像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比可为6:4至5:5。
设置在第一像素组和第三像素组之间的像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比可为6:4至5:5。
附图说明
可参考下列附图详细地描述布置和实施例，其中相同标识符涉及相同元件，并且其中：
图1是示意性示出相位差检测像素的构造的截面图；
图2是示意性示出相位差检测像素的实施例的上表面的视图；
图3是示出根据实施例的图像传感器的视图；
图4a和4b是示出相位差检测像素在基于屏蔽区域的面积比的接收光的量方面的比较的视图；
图5是示出根据实施例的图像传感器的视图；和
图6是示出根据实施例的图像拾取设备的方框图。
具体实施方式
下面将参考附图描述实施例。
关系术语，诸如‘第一’和‘第二’以及‘上部’和‘下部’仅用于在一个对象或元件与另一对象和元件之间区分，不必要求或包括这些对象或元件之间的任何物理或逻辑关系或顺序。
在附图中，为了说明的方便和清楚而夸大、省略或示意性示出相应层的厚度或尺寸。此外，相应元件的尺寸不指示其实际尺寸。
图1是示意性示出相位差检测像素10A和10B的构造的截面图。
相位差检测像素10A和10B每个都可包括掩模层11、微型透镜13和光电二极管15。
掩模层11可形成每个相位差检测像素的屏蔽区域。
掩模层11可由金属掩模具体实现。屏蔽区域可通过掩模层11与光穿过其入射的开口区分。例如，可基于掩模层11屏蔽的面积调节入射在光传感器上的光量。
微型透镜13可将入射光学信号会聚在每个相位差检测像素的中间部分上，并且将光学信号发射至光电二极管15。可改变微型透镜13相对于光电二极管15的位置，以便将入射光学信号会聚在每个相位差检测像素上。
光电二极管15可将入射光学信号转换为电信号。
相位差检测像素包括具有在一侧偏离的第一屏蔽区域的第一组像素10A，和具有在另一侧偏离的第二屏蔽区域的第二组像素10B。例如，第一屏蔽区域和第二屏蔽区域可在相反方向中偏离。
如图1中简要示出的，入射在第一组像素10A和第二组像素10B上的光穿过微型透镜会聚，并且会聚的光穿过其中未布置掩模层的光接收区域将光学信号发射至相应的光电二极管，并且从光电二极管获得用于相位差检测的一对图像。
图2是示出相位差检测像素的实施例的视图。
图2简要示出相位差检测像素的上表面。第一组像素10A、20A和30A每个都可具有位于相位差检测像素的相应一个的右侧处的第一屏蔽区域，并且第二组像素10B、20B和30B每个都可具有位于相位差检测像素的相应一个的左侧处的第二屏蔽区域。
图2(a)至2(c)简要示出相位差检测像素的实施例，所述相位差检测像素具有第一组像素10A、20A和30A与第二组像素10B、20B和30B的屏蔽区域的不同面积比。
图2(a)示出由相位差检测像素组成的第一像素组100A，其被配置成第一组像素10A的第一屏蔽区域10A-1的面积等于第二组像素10B的第二屏蔽区域10B-1的面积。
例如，在其中组成第一像素组100A的相位差检测像素在列方向中的长度相同的情况下，第一组像素10A的第一屏蔽区域10A-1在行方向中的宽度w1可等于第二组像素10B的第二屏蔽区域10B-1在行方向中的宽度w2。
图2(b)示出组成第二像素组100B的相位差检测像素的视图。对于第二像素组100B，第一组像素20A的第一屏蔽区域20A-1的面积等于第二组像素20B的第二屏蔽区域20B-1的面积。
图2(c)示出组成第三像素组100C的相位差检测像素的视图。对于第三像素组100C，第一组像素30A的第一屏蔽区域30A-1的面积等于第二组像素30B的第二屏蔽区域30B-1的面积。
下面将参考附图描述图像传感器200的实施例。然而，图像传感器中所包括的像素数不限于附图中所示的像素数。图像传感器中所包括的总像素数可小于或大于图中所示的总像素数。
图3是示出根据实施例的图像传感器200A的视图。
图像传感器200A可包括多个相位差检测像素100A、100B和100C以及多个图像检测像素50。
相位差检测像素可包括：第一组像素10A、20A和30A，其每个都具有在一侧处偏离的第一屏蔽区域；和第二组像素10B、20B和30B，其每个都具有在另一侧处偏离的第二屏蔽区域。
相位差检测像素可包括相位差检测像素100A、100B和100C，其为图2中所示的相位差检测像素。
图像检测像素50可以为色彩像素。图像检测像素50可组成多个晶格单元A。晶格单元A可被布置成组成晶格图案。另外，相位差检测像素100A、100B和100C和图像检测像素50可一起组成晶格图案。
在其中图像检测像素50为色彩像素的情况下，色彩像素可能为红色的、绿色的和蓝色的。然而，色彩像素不限于所示的颜色。
在图3中，R、G和B所示的部分分别指示红色、绿色和蓝色。
每个晶格单元A都可为其中以2x 2矩阵布置四个像素的拜耳布置，并且相位差检测像素100A、100B和100C可被布置在晶格单元中的G像素上。
图3示出其中每个晶格单元A都具有2x 2矩阵的情况。然而，本公开不限于此。组成晶格图案的每个晶格单元A都可具有3x 3矩阵或4x 4矩阵。
包括晶格单元A的图像传感器可组成具有被布置成n x m矩阵的像素的晶格图案，其中n和m为自然数，并且n和m可彼此相等或不同。
图像传感器200A可包括光电元件，用于将输入光学信号转换为电信号。
图像传感器200A可将来自外部的光学信号输入转换为电信号，从而输出图像信息。另外，图像传感器200A可将输入模拟图像信号转换为作为数字数据的图像信息。在其中图像传感器200A包括色彩像素的情况下，图像传感器200A可从输入光学信号计算色彩信息。
在图3中所示的实施例中，第一像素组100A可布置在图像传感器200A的中心区域中，并且第二像素组100B和第三像素组100C可关于第一像素组100A对称布置。
例如，在其中在行方向中将图像传感器200A分为三个区域的情况下，第一像素组100A可布置在图像传感器200A的中心区域Z2中，第二像素组100B可布置在相应于中心区域Z2的左侧的区域Z1中，并且第三像素组100C可布置在相应于中心区域Z2的右侧的区域Z3中。
在图3中，图像传感器的三个划分区域Z1、Z2和Z3可具有相同像素数。另外，区域Z2中的像素数可等于区域Z3中的像素数，并且区域Z1中的像素数可能与区域Z2或Z3中的像素数不同。
在图3的实施例中，第二像素组100B的第一屏蔽区域20A-1与第二屏蔽区域20B-1的面积比可为5:5至7:3。
例如，在其中组成第二像素组100B的相位差检测像素在列方向中的长度相同的情况下，假定第一屏蔽区域20A-1的宽度为w1，并且第二屏蔽区域20B-1的宽度为w2，组成第二像素组100B的相位差检测像素20A和20B的屏蔽区域的宽度比(w1:w2)可为5:5至7:3。
由于图像传感器200A的区域Z1从中心区域Z2偏离至左侧，所以从相位差检测像素的右侧入射在图像传感器的中心区域处的光学信号可能比从相位差检测像素的左侧入射的那些光学信号大。
因此，在其中作为第一像素组100A将具有与第二屏蔽区域10B-1相同面积的第一屏蔽区域10A-1的相位差检测像素布置在区域Z1中的情况下，从第一组像素10A入射的光学信号和从第二组像素10B入射的光学信号可能在光学信号的强度方面彼此不同。
另一方面，在其中将第二像素组100B布置在区域Z1中的情况下，可能降低对以相对小的入射光量从左侧入射的光的屏蔽，并且可降低以相对大的入射光量从右侧入射的光的量，这是因为第二组像素20B的屏蔽区域的面积小于第一组像素20A的屏蔽区域的面积。因此，从第二像素组100B的一对相位差检测像素入射的光量可彼此近似，因此精确地执行相位差检测。
在其中第二像素组100B的第一屏蔽区域20A-1的面积小于第二屏蔽区域20B-1的面积的情况下，入射在第一组像素20A和第二组像素20B上的光量差异增大，因此相位差检测的精确度可能降低。
另外，在其中第一屏蔽区域20A-1和第二屏蔽区域20B-1的面积比大于7:3的情况下，在第一组像素20A处屏蔽的光量过量增大，结果是不可能确保获得用于相位差检测的图像必需光量。
在图3的实施例中，第三像素组100C的第一屏蔽区域30A-1和第二屏蔽区域30B-1的面积比可为3:7至5:5。
由于图像传感器200A的区域Z3从中心区域Z2偏离至右侧，所以从相位差检测像素的左侧入射的光学信号可能比从相位差检测像素的右侧入射的那些光学信号大。
因此，在其中将具有相同屏蔽区域面积的第一像素组100A的相位差检测像素布置在区域Z3中的情况下，从第一组像素10A入射的光量与从第二组像素10B入射的光量不同。结果，不可能精确地从用于从两个像素获得的相位差检测的图像测量相位差，因此可能降低AF精确度。
因此，在其中将第三像素组100C布置在区域Z3中的情况下，第一屏蔽区域30A-1的面积小于第二屏蔽区域30B-1的面积。因此，从右侧入射的光的量增大，所以从用于相位差检测的一对图像入射在光电二极管上的光量彼此近似，因此精确地执行相位差检测。
然而，在其中第三像素组100C的第一屏蔽区域30A-1和第二屏蔽区域30B-1的面积比小于3:7的情况下，即在其中第二组像素30B的屏蔽区域的面积大于整个像素面积的70％的情况下，在相位差检测像素处屏蔽的光量过量增大，结果是光电二极管接收的光量可能不足以获得用于相位差检测的图像。
另外，在其中第一屏蔽区域30A-1和第二屏蔽区域30B-1的面积比大于5:5的情况下，入射在第一组像素20A和第二组像素20B上的光量的差异增大，因此可能降低相位差检测的精确度。
图4a和4b是示出入射在区域Z2中的相位差检测像素上的光的路径和入射光的量的视图。
图4a示出其中布置组成第一像素组100A的相位差检测像素的情况。微型透镜可在相位差检测像素的中心上收集入射光。然而，在区域Z2中，微型透镜每个都可具有不对称的光入射路径，沿该路径从相位差检测像素的右侧入射的光量大，并且从相位差检测像素的左侧入射的光量小。
在其中入射这种不对称光的情况下，如图4a中的图示所示，入射在第一组像素10A上的光量可能与入射在第二组像素10B上的光量不同。因此，当比较入射在一对相位差检测像素10A和10B上的光学信息以检测相位差时，由于光量的差异，所以不可能精确地检测相位差值。
另一方面，图4b是示出当使用对其应用第二像素组的实施例的图像传感器时的入射光的路径和量。
对于第二像素组100B，第一组像素20A的屏蔽区域的面积比第二组像素20B的屏蔽区域的面积大。因此，从具有相对大入射光量的第二像素组100B的相位差检测像素的右上部入射的光被第一组像素20A部分地屏蔽，并且从左上部入射的光具有减少的被第二组像素20B屏蔽的光量。
因此，在其中第二像素组被布置在图4b的图示中所示的区域Z1中的情况下，从第一组像素20A和第二组像素20B入射并且到达光电二极管的光量可彼此近似，因此，相位差检测的精确度可能降低。
另外，虽然未示出，但是在其中将第三像素组100C布置在图像传感器200A的区域Z3中的情况下，第二组像素30B的屏蔽区域的面积大于第一组像素30A的屏蔽区域的面积。因此，从具有相对大入射光量的相位差检测像素的左上部入射的光被第二组像素30B部分地屏蔽，并且从右上部入射的光具有减少的被第一组像素30A屏蔽的光量。
因此，在区域Z3中，从第一组像素30A和第二组像素30B入射的光量可能彼此近似，因此，相位差检测的精确度可能降低。
图5是示出图像传感器200B的实施例的视图。
下面将基于与图3的差异描述图像传感器200B。
在图5中所示的实施例的图像传感器200B中，第二像素组100B的第一屏蔽区域20A-1与第二屏蔽区域20B-1的面积比可能朝着图像传感器的中心逐渐减小。
另外，在图像传感器中，第三像素组100C的第一屏蔽区域30A-1与第二屏蔽区域30B-1的面积比可能朝着图像传感器的中心逐渐减小。
例如，在其中如图5中所示的实例一样，将图像传感器200B在行方向中分为五个区域的情况下，第一像素组100A的相位差检测像素可布置在中心区域Z2中，第二像素组100B可布置在左侧区域Z1-1和Z1-2中，并且第三像素组100C可布置在右侧区域Z3-1和Z3-2中。
另外，布置在区域Z1-1中的第二像素组100B的第一组像素20A的第一屏蔽区域20A-1的面积可大于布置在区域Z1-2中的第二像素组100B的第一组像素20A的第一屏蔽区域20A-1的面积。
例如，区域Z1-1中的第一组像素20A的屏蔽区域与第二组像素20B的屏蔽区域的面积比可为7:3，并且区域Z1-2中的第一组像素的屏蔽区域与第二组像素的屏蔽区域的面积比可为6:4。
在图5的实施例中，布置在区域Z3-1中的第三像素组100C的第一组像素30A的第一屏蔽区域30A-1的面积可小于布置在区域Z3-2中的第三像素组100C的第一组像素30A的屏蔽区域的面积。
例如，布置在区域Z3-1中的第三像素组100C的第一组像素30A的屏蔽区域与第二组像素30B的屏蔽区域的面积比可为3:7，并且布置在区域Z3-2中的第一组像素30A的屏蔽区域与第二组像素30B的屏蔽区域的面积比可为4:6。
另外，第一组像素20A的屏蔽区域与第二组像素20B的屏蔽区域的面积比可从图像传感器200B的中心向左侧逐渐增大。与之相反，第一组像素30A的屏蔽区域与第二组像素30B的屏蔽区域的面积比可从图像传感器200B的中心向右侧逐渐减小。
在图5的实施例中，第二像素组100B和第三像素组100C可关于第一像素组100A对称布置。
例如，作为图像传感器的外部区域的区域Z1-1和Z3-1中的图像检测像素和相位差检测像素的数目可彼此相等。另外，处于图像传感器的外部区域和中心区域Z2之间的区域Z1-2和Z3-2中的图像检测像素和相位差检测像素的数目可彼此相等。
在图3和5中，相位差检测像素100A、100B和100C的第一组像素10A、20A和30A布置在同一行中，并且第二组像素10B、20B和30B在行方向中布置在与第一组像素10A、20A和30A布置在其中的一行相邻的一行中。
另外，虽然未示出，但是例如可将图像传感器200A和200B中的相位差检测像素100A、100B和100C布置成，第一组像素10A、20A和30A与第二组像素10B、20B和30B在同一行中交替布置。另外，可将第一组像素10A、20A布置在其中的一行以及第二组像素10B、20B和30B布置在其中的一行彼此间隔隔开。然而，本公开不限于此。
对于上述实施例的图像传感器200A和200B，将每个图像传感器分为多个区域，并且将具有第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的不同面积比的相位差检测像素布置在这些区域中。结果，即使在图像传感器的外部区域中，入射在一对相位差检测像素上的光量也可彼此近似。因此，可能易于检测相位差，由此提高AF精确度。
下面，将参考附图描述包括图像传感器200A或200B的图像拾取设备。然而，本公开不限于此。也就是说，可能不同地使用图像传感器200A和200B。
图6是示出根据实施例的图像拾取设备300的示意性构造的方框图。
图像拾取设备300可包括光学单元110、图像传感器200、图像处理单元130、驱动单元140、控制器150和图像输出单元160。
光学单元110可包括透镜和透镜移动单元。为了获得对象的图像，光学单元110可接收从外部入射的光，并且将所接收的光输出至图像传感器200。
光学单元110可包括多个透镜，诸如聚焦透镜和变焦透镜。可由透镜移动单元调节透镜的位置。
可将光学单元110输出的光学信息发射至图像传感器200。
图像传感器200可能为上述实施例的图像传感器200A和200B中的任何一个。图像传感器200可接收穿过光学单元110的透镜入射的对象的光学信息，并且将所接收的光学信息转换为电信号。图像传感器200可能为电荷耦合元件(CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。
图像处理单元130可基于从图像传感器200接收的电信号产生图像信息，并且将所产生的图像信息发射至图像输出单元160，其将图像信息显示为图像。
例如，图像处理单元130可从图像传感器200接收的图像检测像素50的电信号产生拾取图像的图像信息，并且基于相位差检测像素100A、100B和100C的电信号产生用于焦距调节的图像信息。
另外，图像处理单元130可从接收的相位差检测像素100A、100B和100C的电信号获得用于准备深度图的信息以及二维图像信息。可从关于深度图的信息计算三维图像信息以及二维图像信息。
可将图像处理单元130产生的用于焦距调节的图像信息发射至控制器150。
控制器150可控制图像拾取设备的总体运行。控制器150可使得驱动单元140能够驱动光学单元110和图像处理单元130。
控制器150可控制光学单元110以控制输入光学信号。输入光学信号可被图像传感器200转换为电信号，并且可将电信号发射至图像处理单元130。可将图像处理单元130处理和输出的用于焦距调节的图像信息反馈给控制器150，其可计算焦距偏差的量。
控制器150可基于所计算的焦距偏差量计算相位差检测式AF调节必需的光学单元110的移动量。可将关于光学单元110的计算移动量的信息从控制器150发射至驱动单元140。结果，可调节光学单元110，以执行相位差检测式AF控制。
驱动单元140可基于关于从控制器150接收的透镜移动量的信息移动光学单元110的透镜。
图像输出单元160可显示从图像处理单元130接收的图像信息。图像输出单元160可向用户提供视觉图像信息。为此，图像输出单元160可包括显示单元，诸如液晶显示器(LCD)面板或有机发光二极管(OLED)面板。
图像拾取设备300的图像处理单元130可通过被布置成围绕相位差检测像素的多个图像检测像素50的图像信息，处理多个相位差检测像素100A、100B和100C的图像信息。也就是说，可使用相邻图像检测像素50的图像信息修正和处理相位差检测像素100A、100B和100C的图像信息。
通过上述说明应明白，在根据实施例的图像传感器中，可改变每个图像传感器区域中布置的相位差检测像素的屏蔽区域的面积比，因此可能提高图像传感器的所有区域上的相位差检测式自动对焦(AF)调节的精确度。
虽然已经参考其许多例示性实施例描述了实施例，但是应理解，本领域技术人员可设想将落入本公开的原理的精神和范围内的许多其它变型和实施例。更特别地，在本公开、附图和附加权利要求的范围内的主题组合布置的组件部分和/或布置中，可能存在各种变型和修改。除了组件部分和/或布置中的变型和修改之外，本领域技术人员还应明白可替换使用。

Claims (13)

1.一种图像传感器，包括：
多个相位差检测像素，其包括第一组像素和第二组像素，其中所述第一组像素具有在所述相位差检测像素的右侧区域中的第一屏蔽区域，并且所述第二组像素具有在所述相位差检测像素的左侧区域中的第二屏蔽区域；和
多个图像检测像素，其与所述相位差检测像素一起布置为晶格图案，
其中，所述多个相位差检测像素包括：
第一像素组，其被配置成所述第一屏蔽区域的面积等于所述第二屏蔽区域的面积；
第二像素组，其被配置成所述第一屏蔽区域的面积等于或大于所述第二屏蔽区域的面积；和
第三像素组，其被配置成所述第一屏蔽区域的面积等于或小于所述第二屏蔽区域的面积，
其中，所述第二像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比朝着所述图像传感器的中心逐渐减小，以及
其中，所述第一像素组布置在所述图像传感器的中心区域中，并且所述第二像素组和所述第三像素组关于所述第一像素组对称布置。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述晶格图案具有多个拜耳布置式晶格单元，并且所述相位差检测像素布置在所述晶格单元的绿色区域中。
3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第二像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比为5:5至7:3。
4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第三像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比为3:7至5:5。
5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中所述第三像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比朝着所述图像传感器的中心逐渐增大。
6.根据权利要求3所述的图像传感器，其中设置在所述第一像素组和所述第二像素组之间的像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比为6:4至5:5。
7.根据权利要求5所述的图像传感器，其中设置在所述第一像素组和所述第三像素组之间的像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比为6:4至5:5。
8.一种图像拾取设备，包括：
光学单元，用于接收光学信号；
根据权利要求1至6中任一项所述的图像传感器，用于从自所述光学单元接收到的光学信号产生图像信息；和
图像处理单元，用于处理所述图像信息，
其中，所述图像传感器包括：
多个相位差检测像素，其包括第一组像素和第二组像素，其中所述第一组像素具有在所述相位差检测像素的右侧区域中的第一屏蔽区域，并且所述第二组像素具有在所述相位差检测像素的左侧区域中的第二屏蔽区域；和
多个图像检测像素，其与所述相位差检测像素一起布置为晶格图案，并且
其中，所述多个相位差检测像素包括：
第一像素组，其被配置成所述第一屏蔽区域的面积等于所述第二屏蔽区域的面积；
第二像素组，其被配置成所述第一屏蔽区域的面积等于或大于所述第二屏蔽区域的面积；和
第三像素组，其被配置成所述第一屏蔽区域的面积等于或小于所述第二屏蔽区域的面积，
其中，所述第二像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比朝着所述图像传感器的中心逐渐减小，以及
其中，所述第一像素组布置在所述图像传感器的中心区域中，并且所述第二像素组和所述第三像素组关于所述第一像素组对称布置。
9.根据权利要求8所述的图像拾取设备，其中所述第二像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比为5:5至7:3。
10.根据权利要求8所述的图像拾取设备，其中所述第三像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比为3:7至5:5。
11.根据权利要求10所述的图像拾取设备，其中所述第三像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比朝着图像传感器的中心逐渐增大。
12.根据权利要求9所述的图像拾取设备，其中设置在所述第一像素组和所述第二像素组之间的像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比为6:4至5:5。
13.根据权利要求11所述的图像拾取设备，其中设置在所述第一像素组和所述第三像素组之间的像素组的第一屏蔽区域与第二屏蔽区域的面积比为6:4至5:5。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102283423B1 (ko) * 2014-12-18 2021-07-30 엘지이노텍 주식회사 영상 획득 장치 및 이를 포함하는 휴대용 단말기와 그 장치의 영상 획득 방법
JP2018046394A (ja) * 2016-09-14 2018-03-22 オリンパス株式会社 撮像素子、撮像装置
CN106791373B (zh) * 2016-11-29 2020-03-13 Oppo广东移动通信有限公司 对焦处理方法、装置及终端设备
CN107105141B (zh) * 2017-04-28 2019-06-28 Oppo广东移动通信有限公司 图像传感器、图像处理方法、成像装置和移动终端
CN106973206B (zh) 2017-04-28 2020-06-05 Oppo广东移动通信有限公司 摄像模组摄像处理方法、装置和终端设备
CN109040566B (zh) * 2018-09-14 2024-04-02 深圳阜时科技有限公司 图像传感器、图像获取装置、身份识别装置及电子设备
CN112119624A (zh) * 2019-10-24 2020-12-22 深圳市大疆创新科技有限公司 图像传感器、成像装置及移动平台
CN110769162B (zh) 2019-11-28 2021-07-13 维沃移动通信有限公司 电子设备及对焦方法
KR20210087809A (ko) 2020-01-03 2021-07-13 삼성전자주식회사 이미지 센서를 포함하는 전자 장치 및 그의 동작 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1603937A (zh) * 2003-09-29 2005-04-06 索尼株式会社 图像拾取设备
CN102089698A (zh) * 2008-07-09 2011-06-08 佳能株式会社 摄像设备
CN102547116A (zh) * 2010-12-13 2012-07-04 佳能株式会社 摄像设备及其控制方法
CN103874952A (zh) * 2011-09-29 2014-06-18 富士胶片株式会社 固体摄像元件、摄像装置及对焦控制方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3592147B2 (ja) 1998-08-20 2004-11-24 キヤノン株式会社 固体撮像装置
JP4797606B2 (ja) * 2005-12-01 2011-10-19 株式会社ニコン 撮像装置
JP5364995B2 (ja) * 2007-10-01 2013-12-11 株式会社ニコン 固体撮像素子及びこれを用いた電子カメラ
JP5503209B2 (ja) 2009-07-24 2014-05-28 キヤノン株式会社 撮像素子及び撮像装置
JP5662667B2 (ja) * 2009-10-08 2015-02-04 キヤノン株式会社 撮像装置
JP2012043939A (ja) * 2010-08-18 2012-03-01 Sony Corp 撮像素子および撮像装置
WO2012128154A1 (ja) * 2011-03-24 2012-09-27 富士フイルム株式会社 カラー撮像素子、撮像装置、及び撮像装置の制御プログラム
KR101777351B1 (ko) * 2011-05-16 2017-09-11 삼성전자주식회사 촬상 소자, 이를 이용한 디지털 촬영 장치, 오토 포커싱 방법, 및 상기 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 판독가능 저장매체
EP2720455B1 (en) * 2011-06-09 2016-06-22 FUJIFILM Corporation Image pickup device imaging three-dimensional moving image and two-dimensional moving image, and image pickup apparatus mounting image pickup device
KR101853817B1 (ko) * 2011-07-20 2018-05-02 삼성전자주식회사 촬상 소자
JP2013157883A (ja) * 2012-01-31 2013-08-15 Sony Corp 固体撮像素子およびカメラシステム
JP6148530B2 (ja) * 2013-05-02 2017-06-14 キヤノン株式会社 固体撮像装置及びカメラ
JP6052057B2 (ja) * 2013-05-22 2016-12-27 ソニー株式会社 信号処理装置および信号処理方法、固体撮像装置、並びに、電子機器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1603937A (zh) * 2003-09-29 2005-04-06 索尼株式会社 图像拾取设备
CN102089698A (zh) * 2008-07-09 2011-06-08 佳能株式会社 摄像设备
CN102547116A (zh) * 2010-12-13 2012-07-04 佳能株式会社 摄像设备及其控制方法
CN103874952A (zh) * 2011-09-29 2014-06-18 富士胶片株式会社 固体摄像元件、摄像装置及对焦控制方法

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