CN105814877A - 电子装置和控制该电子装置的方法 - Google Patents

Abstract

描述了一种电子装置。该电子装置包括：图像传感器，包括多个图像像素和多个焦点检测像素；自动聚焦(AF)检测单元，基于第一焦点检测信号和第二焦点检测信号来检测AF值，该第一焦点检测信号从多个焦点检测像素中的第一焦点检测像素输出，该第二焦点检测信号从与第一焦点检测像素相对应的虚拟第二焦点检测像素输出；以及控制单元，基于从多个图像像素输出的图像信号以及由AF检测单元检测的AF值来生成图像数据。

Description

电子装置和控制该电子装置的方法

技术领域

一个或更多个实施例涉及电子装置和控制该电子装置的方法。

背景技术

随着数字摄影装置最近的发展，已经引入了像平面相位差自动聚焦(AF)方法。在该方法中，图像传感器被用于检测焦点，该图像传感器包括接收已经穿过摄影透镜的出射光瞳区域的一部分的光的像素以及接收已经穿过出射光瞳区域的其他部分的光的焦点检测像素。因此，与通过读取焦点检测像素来检测焦点同时地读取图像传感器的像素，以显示实时取景(liveview)图像。

发明内容

一个或更多个实施例包括一种电子装置以及控制该电子装置的方法，该电子装置包括包含一对焦点检测像素的图像传感器，其中，第二焦点检测像素通过使用从与第一焦点检测像素相邻的图像像素读出的图像信号而形成，使得可以最小化就图像质量而言的缺陷焦点检测像素的数目。

一个或更多个实施例包括用于相位差自动聚焦(AF)的图像传感器，其是由于有效地布置(arrange)的焦点检测像素而能够防止图像质量的下降、实现有效HV交叉排列(ranging)以及获得快速相位差AF的图像传感器。

额外的实施例将在下面的描述中被部分地阐述，并且部分地将根据描述而明显，或可以通过所介绍的实施例的实践而被习得。

根据一个或多个个实施例，一种电子装置包括：图像传感器，包括多个图像像素和多个焦点检测像素；自动聚焦(AF)检测单元，基于第一焦点检测信号和第二焦点检测信号来检测AF值，该第一焦点检测信号从多个焦点检测像素中的第一焦点检测像素输出，该第二焦点检测信号从与第一焦点检测像素相对应的虚拟(virtual)第二焦点检测像素输出；以及控制单元，基于从多个图像像素输出的图像信号和由AF检测单元检测的AF值来生成图像数据。

控制单元可以基于与第一焦点检测像素相邻的至少一个图像像素来选择虚拟第二焦点检测像素。

控制单元可以基于从所选择的虚拟第二焦点检测像素输出的图像信号来生成第二焦点检测信号。

AF检测单元可以从自第一焦点检测像素输出的第一焦点检测信号与从虚拟第二焦点检测像素生成的第二焦点检测信号之间的相位差中检测相位差AF值。

多个焦点检测像素可以包括多个水平焦点检测像素和多个垂直焦点检测像素。

多个图像像素和多个焦点检测像素可以重复地布置在图像传感器中，其中，水平第一焦点检测像素和垂直第一焦点检测像素布置在图像传感器的第一区域中，并且与水平第一焦点检测像素和垂直第一焦点检测像素相对应的垂直第二焦点检测像素被包括在沿水平方向与第一区域相邻的第二区域中。

第一焦点检测像素可以是水平第一焦点检测像素，并且虚拟第二焦点检测像素可以与水平第一焦点检测像素相对应。

多个图像像素和多个焦点检测像素可以重复地布置在图像传感器中，其中，垂直第一焦点检测像素和水平第一焦点检测像素布置在图像传感器的第一区域中，并且与垂直第一焦点检测像素和水平第一焦点检测像素相对应的水平第二焦点检测像素被包括在沿垂直方向与第一区域相邻的第二区域中。

第一焦点检测像素可以是垂直第一焦点检测像素，并且虚拟第二焦点检测像素可以与垂直第一焦点检测像素相对应。

控制单元可以通过将垂直地和水平地与第一焦点检测像素相邻的四个G像素的图像信号之和除以4来生成第二焦点检测信号。

控制单元可以通过将水平地与第一焦点检测像素相邻的两个G像素的图像信号之和除以2来生成第二焦点检测信号。

控制单元可以生成第二焦点检测信号来作为水平地与第一焦点检测像素相邻的两个G像素的图像信号。

第一焦点检测像素可以是被光瞳分割的左焦点检测像素或右焦点检测像素中的一个。

虚拟第二焦点检测像素可以是被光瞳分割的右焦点检测像素或左焦点检测像素中的一个，并且与被光瞳分割的左焦点检测像素或右焦点检测像素中的一个相对应。

根据一个或更多个实施例，一种用于相位差自动聚焦(AF)的图像传感器，包括：重复地布置的多个图像像素和多个焦点检测像素；以及布置在第一区域中的水平第一焦点检测像素和垂直第一焦点检测像素，其中，基于水平第一焦点检测信号与水平第二焦点检测信号之间的相位差来检测水平AF值，该水平第一焦点检测信号从水平第一焦点检测像素输出，该水平第二焦点检测信号来自与水平第一焦点检测像素相对应的虚拟第二焦点检测像素，以及基于垂直第一焦点检测信号与垂直第二焦点检测信号之间的相位差来检测垂直AF值，该垂直第一焦点检测信号从垂直第一焦点检测像素输出，该垂直第二焦点检测信号来自与垂直第一焦点检测像素相对应的虚拟第二焦点检测像素。

水平第一焦点检测像素和垂直第二焦点检测像素可以布置在水平地与第一区域相邻的第二区域中。

垂直第一焦点检测像素和水平第二焦点检测像素可以布置在垂直地与第一区域相邻的第二区域中。

第一焦点检测像素可以是被光瞳分割的左焦点检测像素或右焦点检测像素中的一个。

虚拟第二焦点检测像素可以是与被光瞳分割的左焦点检测像素或右焦点检测像素相对应的、右焦点检测像素或左焦点检测像素中的一个。

根据一个或更多个实施例，一种控制电子装置的方法，包括：从图像传感器的多个焦点检测像素中的第一焦点检测像素输出第一焦点检测信号，图像传感器包括多个图像像素和多个焦点检测像素；基于所输出的第一焦点检测信号和来自与第一焦点检测像素相对应的虚拟第二焦点检测像素的第二焦点检测信号来检测自动聚焦(AF)值；以及基于从多个图像像素输出的图像信号和所检测的AF值来生成图像数据。

方法可以进一步包括：基于与第一焦点检测像素相邻的至少一个图像像素来选择虚拟第二焦点检测像素。

方法可以进一步包括：基于从所选择的至少一个图像像素输出的图像信号来生成第二焦点检测信号。

检测AF值可以包括：从自第一焦点检测像素输出的第一焦点检测信号与从虚拟第二焦点检测像素生成的第二焦点检测信号之间的相位差中检测相位差AF值。

多个图像像素和多个焦点检测像素可以重复地布置在图像传感器的预定区域中；其中，水平第一焦点检测像素和垂直第一焦点检测像素、以及与水平第一焦点检测像素和垂直第一焦点检测像素相对应的垂直第二焦点检测像素被包括在预定区域的同一预定区域中。

多个图像像素和多个焦点检测像素可以重复地布置在图像传感器的预定区域中；其中，垂直第一焦点检测像素和水平第一焦点检测像素、以及与垂直第一焦点检测像素和水平第一焦点检测像素相对应的水平第二焦点检测像素被包括在预定区域的同一预定区域中。

附图说明

图1是图示了根据实施例的能够使用像平面相位差自动聚焦(AF)方法的电子装置的框图；

图2是示出了根据实施例的图1的图像传感器中的焦点检测像素的示例的图；

图3是根据实施例的图像传感器中的焦点检测像素的垂直像素的结构图；

图4是根据实施例的图像传感器中的焦点检测像素的像素布置(arrangement)的展开图；

图5是根据实施例的用于图示读出图像传感器的方法的、在图4中图示的像素的宽显示范围的示图；

图6是图示了根据实施例的读出图像传感器的示例的定时图；

图7图示了根据实施例的图像传感器中的焦点检测像素的布置；

图8图示了根据实施例的在图像传感器中布置焦点检测像素的示例；

图9图示了根据另一实施例的在图像传感器中布置焦点检测像素的示例；

图10A至图10C是图示了从虚拟焦点检测像素输出的焦点检测信号的生成的示例图；

图11A和11B图示了根据另一实施例的在图像传感器中布置焦点检测像素的示例；以及

图12是根据实施例的控制电子装置的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考在附图中图示了其示例的各个实施例，其中，贯穿附图相同的附图标记指代相同的元件。关于此点，本实施例可以具有不同的形式并且不应被解释为限于在本文中所阐述的描述。因此，下面仅通过参考附图描述实施例，以解释本说明书的各个特征。诸如“……中的至少一个”的表述当在元素列表之后时，修饰整个元素列表，而不修饰列表的各个元素。

由于本发明允许各种改变和多个实施例，因此将在附图中图示并且在所撰写的说明书中详细描述特定实施例。然而，这不意图将实施例限制于特定实践方式，并且要认识到不背离精神和技术范围的所有改变、等同和替代都被包含在实施例中。在说明书中，当认为现有技术的特定细节说明可能会不必要地模糊本发明的主旨时，它们被省略。

虽然可以使用诸如“第一”、“第二”等的术语来描述各个组件，但是这些组件不必限于上面的术语。上面的术语仅用于将组件彼此区分。

本说明书中使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意图限制实施例。以单数使用的表述包含复数的表述，除非其在上下文中有明确地不同的含义。在本说明书中，要理解，诸如“包括”或“具有”等的术语意图指示说明书中公开的特征、数字、步骤、动作、组件、部分或其组合的存在，并且不意图排除可能存在或可能添加一个或更多个其他特征、数字、步骤、动作、组件、部分或其组合的可能性。

下面将参考附图更详细描述本发明的各个实施例。相同或相对应的那些组件被给予(render)相同的附图标记而与其图号无关，并且冗余的说明被省略。

虽然在下述实施例中将数码相机描述为电子装置的示例，但是实施例不限于此，并且还可以应用于诸如数字摄像机、个人数字助理(PDA)、智能电话、或具有图像捕获或摄影能力的其他电子装置的数字设备。

图1是图示了根据实施例的能够使用像平面相位差自动聚焦(AF)方法的电子装置100的框图。

如图1所示，电子装置100包括可分离透镜类型的图像传感器108。然而，图像传感器108还可以是集成透镜类型。根据各个实施例，可通过使用图像传感器108来执行相位差AF和对比度AF。

电子装置100包括摄影透镜101，摄影透镜101包括聚焦透镜102。电子装置100具有焦点检测功能，从而驱动聚焦透镜102。摄影透镜101包括驱动聚焦透镜102的透镜驱动单元103、检测聚焦透镜102的位置的透镜位置检测单元104、以及控制聚焦透镜102的透镜控制单元105。透镜控制单元105与控制单元106传达关于焦点检测的信息。

图像传感器108通过根据已经穿过摄影透镜101的被摄体(subject)光捕获图像来生成图像信号。图像传感器108可以包括例如以矩阵形状布置的多个光电转换单元(未示出)以及通过移动来自光电转换单元的电荷而读出图像信号的传输路径(未示出)。焦点检测像素可以被布置在图像传感器108的预定位置处并且以预定％比率被布置，以便执行像平面AF功能。下面将参考图2、图3、图4和图5来描述基于焦点检测像素执行相位差AF的操作。

图像传感器控制单元107生成定时信号，以便控制图像传感器108来捕获图像。此外，当每个扫描线处的电荷累积完成时，图像传感器控制单元107可以顺序地读取图像信号。

所读出的图像信号穿过模拟信号处理单元109，并且被A/D转换单元110转换为数字信号，然后可以被输入到图像输入控制器111并且被处理。

被输入到图像输入控制器111的数字图像信号使得分别在白平衡(AWB)检测单元116、自动曝光(AE)检测单元117和自动聚焦(AF)检测单元118中对其执行AWB、AE或AF操作中的一个或更多个。AF检测单元118在对比度AF被执行时输出关于对比度值的检测值，并且在相位差AF被执行时输出图像信息至控制单元106以执行相位差操作。控制单元106可通过执行关于多个像素列信号的相关性操作来计算相位差。可以基于相位差操作的结果来计算焦点的位置或焦点的方向。

焦点检测像素与实时取景图像一起被输入，或者预览图像(在下文中为“实时取景”图像)被输出。即，当输出实时取景图像时，从图像传感器选择性地读出预定像素线以输出图像信号，并且在此情况下，可以包括焦点检测像素的输出。因此，可以基于从焦点检测像素输出的焦点检测信息来执行焦点检测。

图像信号被存储在作为临时存储器的同步动态随机存取存储器(SDRAM)119中。数字信号处理单元112执行诸如伽马校正的一系列图像信号处理操作，从而形成可显示的实时取景图像或摄影图像。压缩/解压缩(编解码)单元113以诸如联合图像编码专家组(JPEG)压缩格式或H.264压缩格式的压缩格式对图像信号进行压缩，或者在其重放期间对图像信号进行解压缩。包括通过使用压缩展开单元113而被压缩的图像信号的图像文件经由媒体控制器121被传送至存储卡122并且被存储在其中。显示图像信息被存储在视频RAM(VRAM)120中，并且图像经由视频编码器114被显示在液晶显示器(LCD)115上。控制单元106整体地控制相应的元件的操作。电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)123存储并且保持用于图像传感器108的像素缺陷的校正的信息或调整信息。操控单元124接收来用户的各个命令以操控电子装置100。操控单元124可包括诸如快门释放按钮、主按钮、模式转盘或菜单按钮的各种按钮。

图2是用于说明图1的图像传感器108中的焦点检测像素的示图。

已经穿过摄影透镜11(例如，摄影透镜101)的、从被摄体反射的光穿过微透镜阵列14，并且到达光接收像素R15和L16。在光接收像素R15和L16的一部分处包括限制来自摄影透镜11的光瞳12和13的遮罩(mask)17和18或受限的光圈。此外，在摄影透镜11的光瞳12和13中，来自摄影透镜11的光轴10上方的光瞳12的光到达光接收像素L16，并且来自摄影透镜11的光轴10下方的光瞳13的光到达光接收像素R15。当光通过微透镜阵列14被投射回到光瞳12和13上时，由光接收像素R15和L16通过遮罩17和18或光圈进行的光接收被称为光瞳分割。

关于由于光瞳分割引起的像素输出，来自沿微透镜阵列14的光接收像素R15和L16的阵列的连续输出具有相同的形状但是不同的相位。这是由于基于来自摄影透镜11的光瞳12和13的偏转光形成图像的不同位置。因此，如果不调整聚焦，则输出的相位不同，但是如果调整聚焦，则输出的相位相同。此外，如果被摄体被前聚焦，则与调整聚焦时的相位相比，R列可以向左移位，并且与调整聚焦时的相位相比，L列可以向右移位。另一方面，在被后聚焦的被摄体的情况下，与调整聚焦时的相位相比，R列向右移位，并且与调整对焦时的相位相比，L列向左移位。根据相位差AF方法，基于上述信息来检测聚焦。

图3是在图像传感器(例如，图像传感器108)中的焦点检测像素的垂直像素的结构图。虽然在图3中为了描述方便将R列像素与L列像素图示为彼此相邻，但是实施例不限于此。参考图3，在图像传感器中包括微透镜201、表面层202、滤色层203、布线层204、光电二极管层205、206、209和210、以及衬底层207。在图3中可以看出各层与实际的各层相比被简化。被摄体反射的光穿过微透镜210并且到达每个像素的光电二极管层。随着光被接收，在光电二极管层209和210中生成电荷，从而形成图像信息。在光电二极管层209和210中生成的电荷可以通过布线层204输出。要入射的、被摄体反射的光可以是已经透射通过出射光瞳的总光通量，并且可根据像素位置获得根据被摄体的位置的亮度信息。滤色层203典型地在每个像素中包括红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的三个色彩，或还可以根据规格而包括青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)。遮光层可被安装在图像传感器中的光圈处以便获得R列和L列的信号。遮光层可在与光电二极管层205、209和206、210相对应的部分中包括R列遮光层215和L列遮光层216。在与光电二极管层205和209相对应的部分中，提供R列遮光层215，并且对于与光电二极管层206和210相对应的部分，提供L列遮光层216。R列遮光层215和L列遮光层216的位置不限于图3所示的位置，并且可以是任何位置，只要R列遮光层215和L列遮光层216位于微透镜210与光电二极管层209和210之间即可。

图4是根据实施例图示了图像传感器108的一部分的、图像传感器108的焦点检测像素的像素布置的展开图。

参考图4，在基于使用RGB滤色器的拜耳排列211的像素中，RGB像素分别具有红色、绿色和蓝色滤色器。当输出实时取景图像时，可读出G、R像素212和B、G像素213。即，可以从整个图像像素集合中仅读出采样像素。

图3中所示的焦点检测像素在图4中被示出为像素afA214和像素afB215，并且可被布置为彼此相邻。因此，来自每个列的焦点检测像素中的八个、十二个或二十四个像素可以作为单位与图2的R列或L列匹配，并且被用于参考图2描述的相关性计算中。

在实时取景模式中，焦点检测像素的读出可以与图像捕获像素列的读出独立。因此，在读出图像捕获像素之后，可以仅读出焦点检测像素。然而，当捕获图像时，以与图像捕获像素相同的方式顺序地读取焦点检测像素。

图5是图示了读出图像传感器508的方法的、图4中图示的像素的宽显示范围的示图。

参考图5，图像传感器508的焦点检测像素A1501和A2502可以各自以水平地检测相位差的像素为单位被布置。此外，垂直扫描电路511、水平扫描电路512、地址设置电路513和重置电路514可连接至图像传感器508以读出图像传感器508中累积的电荷。

首先，地址设置单元513可以设置要通过垂直扫描电路511读出的像素线。因此，垂直扫描电路511可顺序地读出由地址设置单元513设置的像素线。水平扫描电路512可以顺序地读出通过垂直扫描电路511读取的线的每个列中的像素。重置电路514可以重置其读出完成的像素的已累积的电荷，使得可累计在下一时段(period)中要读出的电荷。例如，当从图像传感器508输出所捕获的图像时，垂直扫描电路511和水平扫描电路512可以顺序地读出顶部的线的像素直至尾部的线的像素。

具体地，图6是图示了根据实施例的读出图像传感器508的示例的定时图。

参考图6，当输出所捕获的图像时，可以顺序地读出图像传感器508的从线1601至线n608的所有线。线1601的读出响应于Vsync信号610的上升定时而开始，并且当完成线1601的读出时，生成重置信号以开始新电荷的累积，并且同时执行下一条线——线2602——的读出。当完成如上所述的操作直到最后一条线——线n608——时，完成一个周期(period)的读出。同时，单个周期的读出可以指示在像素中累积电荷以便当对图像进行摄影时形成单个摄影图像帧的时间周期。因此，当在实时取景模式中对图像进行摄影时，周期可指示生成帧所花费的时间周期。

再次参考图5，当输出实时取景图像时，可以从图像传感器508的所有像素中读出采样像素以及焦点检测像素501和502。

例如，垂直扫描电路511可根据地址设置电路513的设置，选择性地读出图像传感器508的预定的线，以输出用于生成实时取景图像的图像信号。在此情况下，焦点检测像素501和502可以被包括在所选择的预定的线内。因此，当执行读出时，不仅可以输出实时取景图像而且还可以输出焦点检测信息。选择性读出不限于线，并且水平扫描电路512还可以选择性读出垂直像素列以输出实时取景图像和焦点检测信息。

上述读出操作按照实时取景图像的帧周期重复，并因此也可以对于每个帧输出在焦点检测像素中累积的焦点检测信息。因此，基于输出的焦点检测信息，实时取景图像可以与检测焦点同时地被显示。

图7和图8图示了根据实施例的图像传感器108中的焦点检测像素的布置。

图像传感器108通过二维地布置多个像素而形成。图像传感器108具有拜耳排列，其中，在2×2＝4个像素的集合中，具有绿色(G)光谱灵敏度的两个像素被对角地布置，并且具有红色(R)光谱灵敏度的像素和具有蓝色(B)光谱灵敏度的像素是剩余的两个像素。

块包括8×8＝64个像素。在每个块中布置水平分割光瞳的一对焦点检测像素SHA和SHB以及垂直分割光瞳的焦点检测像素SVC和SVD。在所有块中的焦点检测像素的布置是相同的。在图像传感器108的像素区域中重复地并且规律地布置块。将描述使用来自焦点检测像素的输出信号的方法。图8还示出了用于检测水平相位差的焦点检测线AFLNH1至AFLNH3。通过计算第一图像信号与第二图像信号之间的相位差来计算图像的焦点中的视差量，该第一图像信号由来自焦点检测像素SHA的关于焦点检测线AFLNH1至AFLNH3的输出信号组成，该第二图像信号由来自焦点检测像素SHB的关于预定单个焦点检测线AFLNH1的输出信号组成。类似地，AFLNV1至AFLNV3是用于检测垂直相位差的焦点检测线。通过计算第三图像信号与第四图像信号之间的相位差来计算图像的焦点中的视差量，该第三图像信号由来自焦点检测像素SVC的关于焦点检测线AFLNH1至AFLNH3的输出信号组成，该第四图像信号由来自焦点检测像素SVD的关于预定焦点检测线的输出信号组成。

在图8所示的焦点检测像素(水平方向上的焦点检测像素SHA和SHB以及垂直方向上的焦点检测像素SVC和SVD)的布置中，在区域(8×8像素区域)中布置四个焦点检测像素。随着使用更多用于检测相位差焦点的像素，AF精度提高。然而，因为焦点检测像素就实际捕获的图像的分辨率而言通常被认为是“缺陷像素”，所以需要通过使用较少焦点检测像素来提高AF精度。

参考图8，块包括8×8＝64个像素。在用于水平地分割光瞳的一对焦点检测像素SHA和SHB中，焦点检测像素SHA和像素SVC布置在图像传感器108中。此外，在用于垂直地分割光瞳的一对焦点检测像素SVC和SVD中，焦点检测像素SVC布置在图像传感器108中。每个块共享焦点检测像素的相同布置。在图像传感器108的像素区域中重复地并且规律地布置块。

生成了从焦点检测像素SHA输出的焦点检测信号、以及来自实际上没有在图像传感器108中布置的焦点检测像素SHB(该像素被称为虚拟焦点检测像素)的焦点检测信号。作为虚拟焦点检测像素，使用与实际布置的焦点检测像素(例如，G像素)相邻的像素。将参考图10来描述从虚拟焦点检测像素生成焦点检测信号的方法。可以通过使用图1中所示的控制单元106来执行虚拟焦点检测像素的选择(即，如何选择其像素的图像信号值或如何执行计算)和虚拟焦点检测像素的生成。

图10A至图10C是图示了从虚拟焦点检测像素输出的焦点检测信号的生成的示例性图。参考图10A，控制单元106对在垂直方向和水平方向上与实际布置的焦点检测像素SHA相邻的G像素(G1至G4)的四个图像信号进行累加，并且将累加的图像信号除以4以生成来自焦点检测像素SHB的焦点检测信号。

参考图10B，控制单元106对在水平方向上与实际布置的焦点检测像素SHA相邻的G像素(G1和G2)的两个图像信号进行累加，并且将累加的图像信号除以2以生成来自焦点检测像素SHB的焦点检测信号。尽管使用在水平方向上与焦点检测像素相邻的两个G像素来描述图10B，但是实施例不限于此，并且还可使用在垂直方向上相邻的两个G像素。

参考图10C，控制单元106基于在右侧与实际布置的焦点检测像素SHA相邻的G像素G2的图像信号，生成来自虚拟焦点检测像素SHB的焦点检测信号。尽管使用在右侧与焦点检测像素相邻的G像素来描述图10C，但是实施例不限于此，并且也可使用在左侧、上侧或下侧的像素。

尽管参考图10A至图10C描述了基于与焦点检测像素SHA相邻的像素(例如，G像素)从虚拟焦点检测像素所生成的焦点检测信号，但是实施例不限于此，并且还可使用其他生成算法。此外，根据实施例，在RGB拜耳排列中，在与G像素相比对图像具有相对小的影响的R像素或B像素处布置焦点检测像素，因此，相邻G像素中的至少一个被用于生成焦点检测信号。然而，实施例不限于此。

图1中所示的AF检测单元118计算从焦点检测像素SHA输出的焦点检测信号与通过使用控制单元106生成的焦点检测信号之间的相位差，并且检测AF值。焦点检测信号可以是从与焦点检测像素SHA成对的焦点检测像素(即，焦点检测像素SHB)输出的值，并且可以是被光瞳分割的左焦点检测像素或右焦点检测像素。因为焦点检测像素SHA是被光瞳分割的左焦点检测像素，所以所生成的焦点检测信号与来自被光瞳分割的右焦点检测像素的焦点检测信号相对应。

控制单元106可以根据摄影模式——即，根据电子装置100是处于静态图像摄影模式还是处于视频图像摄影模式——来选择虚拟焦点检测像素，并且可以选择用于生成来自虚拟焦点检测像素的焦点检测信号的算法，如图10A至图10C所示。

再次参考图8，在用于水平地分割光瞳的一对焦点检测像素SHA和SHB中，在图像传感器108中实际布置焦点检测像素SHA，并且基于来自与焦点检测像素SHA相邻的像素的图像信号，生成与焦点检测像素SHA成对的焦点检测像素SHB，如图10A至图10C所示。类似地，在用于垂直地分割光瞳的焦点检测像素SVC和SVD中，在图像传感器108中实际布置焦点检测像素SVC，并且基于来自与焦点检测像素SVC相邻的像素的图像信号生成与焦点检测像素SVC成对的焦点检测像素SVD。因此，在预定区域(64个像素)中布置用于检测焦点的两个焦点检测像素，以便与图7所示的焦点检测像素的布置相比减少图像的缺陷像素的数目，从而降低图像质量的劣化。

图9图示了根据另一实施例的在图像传感器中布置焦点检测像素的示例。参考图9，与图8中不同，在图像传感器108的每个块中布置的焦点检测像素的第一水平块中布置有焦点检测像素SHA，并且在第二水平块中布置有焦点检测像素SHB。此外，在每个块中布置的焦点检测像素的第一垂直块中布置有焦点检测像素SVC，并且在第二垂直块中布置有焦点检测像素SVD。在图9中所示的焦点检测像素的布置中，生成与所布置的焦点检测像素成对的虚拟焦点检测像素并且生成来自虚拟焦点检测像素的焦点检测信号的方法与参考图8所描述的方法相同。

图11A和图11B图示了根据另一实施例的在图像传感器108中布置焦点检测像素的示例。

参考图11A，在图像传感器108中布置有多个图像像素和多个焦点检测像素H1和H2以及V1和V2。在预定区域(8×8个像素的区域)中重复布置焦点检测像素H1和H2以及V1和V2。

例如，在第一区域1100中水平地布置两个焦点检测像素H1和H2，在第二区域1110中垂直地布置两个焦点检测像素V1和V2，在第三区域1120中水平地布置另外两个焦点检测像素H1和H2等等。在该布置中，当读出水平焦点检测像素H1和H2时，在第一区域1100中读出焦点检测信号之后，在跳过16个像素(间距)之后，从第三区域1120中的水平焦点检测像素H1和H2读出焦点检测信号。

参考图11B，在第一区域1130中布置一个水平焦点检测像素H2和一个垂直焦点检测像素V1，在第二区域1140中布置一个水平焦点检测像素H2和一个垂直焦点检测像素V2，在第三区域1150中布置水平焦点检测像素H2和垂直焦点检测像素V1等等。

与图11A中所示的焦点检测像素的布置相比，以相同方式在预定区域(64像素)中布置两个焦点检测像素，但是水平方向上的读出周期(间距)减小到8个像素(在图11A中为16个像素)。在该布置中，当读出水平焦点检测像素H2时，在第一区域1130中读出焦点检测信号之后，跳过8个像素(间距)，并且从第二区域1140中的焦点检测像素H2读出焦点检测信号。因此，可以通过减小焦点检测像素的读出周期(间距)来改进排列性能，并且还可以通过在垂直方向和水平方向上布置焦点检测像素而改进HV交叉排列性能。

在图11B中所示的焦点检测像素的布置中，可以基于从与水平焦点检测像素H2相邻的像素中的至少一个输出的图像信号，生成来自第一区域1130的水平焦点检测像素H2和与其相对应的虚拟焦点检测像素(图11A中所示的水平焦点检测像素H1)的焦点检测信号，如上面参考图10A至图10C描述的。类似地，可以基于从与焦点检测像素V1相邻的像素中的至少一个输出的图像信号，生成来自第一区域1130的垂直焦点检测像素V1和与其相对应的虚拟焦点检测像素V2(参见图11A)的焦点检测信号，如上面参考图10A至图10C描述的。

在上面参考图11A和图11B描述的实施例中，在预定区域中一个水平焦点检测像素和一个垂直焦点检测像素被布置在一起。然而，也可在预定区域中布置水平焦点检测像素或垂直焦点检测像素中的仅一个。

图12是根据另一实施例的控制电子装置的方法的流程图。

参考图12，在操作1200中，显示实时取景图像。在操作1202中，当输入半按快门信号或第一快门释放信号S1时，在操作1204中，从包括多个图像像素和多个焦点检测像素的图像传感器的第一焦点检测像素输出第一焦点检测信号。

在操作1206中，从与第一焦点检测像素相对应的虚拟第二焦点检测像素生成第二焦点检测信号。可以基于与第一焦点检测像素相邻的图像像素——即，基于水平和垂直相邻的G像素、水平相邻的G像素或者在左侧或右侧相邻的G像素的图像信号——来生成第二焦点检测信号，如上面参考图10A至图10C描述的。

在操作1208中，基于第一焦点检测信号与第二焦点检测信号之间的相位差来检测相位差AF值。

在操作1210中，将聚焦透镜移动到根据所检测的相位差AF值的位置。

在操作1212中，如果输入全按快门信号或第二快门释放信号S2，则在操作1214中从多个图像像素读出图像信号。在操作1216中，基于所读出的图像信号生成图像数据。

在操作1218中，存储并且记录所生成的图像数据。

在上述实施例中，因为基于从与所布置的焦点检测像素相邻的图像像素读出的图像信号来生成与在图像传感器中所布置的第一焦点检测像素成对的第二焦点检测像素，所以可以最小化就图像质量而言的缺陷焦点检测像素的数目。

此外，通过在图像传感器中有效地布置焦点检测像素，可以获得高图像质量、有效HV交叉排列以及快速相位差AF，以及此外，可以确定对比度AF的方向并且通过相位检测减少峰值确认时间。

如上所述，根据上述实施例中的一个或更多个，在图像传感器中所布置的一对焦点检测像素中，基于从与第一焦点检测像素相邻的图像像素读出的图像信号形成第二焦点检测像素，使得可以最小化就图像质量而言的缺陷焦点检测像素的数目。

此外，通过在图像传感器中有效布置焦点检测像素，可以防止图像质量的降低，并且可以实现有效的HV交叉排列和快速相位差AF。

此外，根据实施例，可减小用于确定对比度AF的方向和确认峰值的时间段。

在本文中引用的、包括出版物、专利申请以及专利的所有参考资料通过引用并入于此，达到仿佛每个参考资料被单独地并且具体地指示为通过引用并入于此以及在本文中被全文地陈述相同的程度。

本文中描述的装置可包括处理器、用于存储要由处理器执行的程序数据的存储器、诸如盘驱的永久存储装置、用于处理与外部设备的通信的通信端口以及包括显示器、触摸面板、按键、按钮等的用户接口设备。当涉及软件模块时，这些软件模块可以被存储为程序指令或计算机可读代码，其可由处理器在非瞬态计算机可读介质上执行，所述非瞬态计算机可读介质诸如磁存储介质(例如，磁带、硬盘、软盘)、光记录介质(例如，CD-ROM、数字多功能盘(DVD)等)以及固态存储器(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、静态随机存取存储器(SRAM)、电可擦除可编程存只读存储器(EEPROM)、闪存、拇指驱动器(thumbdrive)等)。计算机可读记录介质还可以在网络耦合的计算机系统上分发，使得计算机可读代码以分布式方式存储并且执行。该计算机可读记录介质可由计算机读取，存储在存储器中并且由处理器执行。

此外，使用本文的公开，本发明所属领域的具有普通技术的编程人员可以容易地实现用于做出并且利用本发明的功能程序、代码和代码片段。

已经参考了附图图示的优选实施例，并且已经使用特定语言来描述这些实施例。然而，不意图通过该特定语言来限制本发明的范围，并且本发明应被解释为包含对本领域普通技术人员通常将想到的所有实施例。

本实施例可以就功能块组件和各种处理步骤而言被描述。这样的功能块可以通过被配置为执行指定功能的任何数目的硬件和/或软件组件来实现。例如，实施例可以采用各种集成电路组件，例如，存储器元件、处理元件、逻辑元件、查找表等，其可以在一个或更多个微处理器或其他控制设备的控制下执行多个功能。类似地，当使用软件编程或软件元件来实施元件时，本发明可以采用诸如C、C++、Java、汇编等的任何编程或脚本语言实现、采用通过通过数据结构、对象、进程、例程或其他编程元素的任何组合实施的各种算法来实施。功能方面可以被实施为在一个或更多个处理器上执行的算法。此外，实施例可以采用任何数目的传统技术用于电气配置、信号处理和/或控制、数据处理等。词语“机构”和“元件”被宽泛地使用，并且不限于机械的或物理的实施例，而可以包括与处理器结合的软件例程等。

在本文中示出并且描述的特定实现方式是本发明的说明性示例，并且不意图以任何方式另外地限制本发明的范围。为了简要，可以不详细描述传统电子器件、控制系统、软件开发和系统的其他功能方面(以及系统的各个操作的组件中的组件)。此外，所呈现的各个图中示出的连接线或连接符意图表示各个元件之间的示例性功能关系和/或物理或逻辑耦合。应注意，在实际设备中可能存在许多替代的或额外的功能关系、物理连接或逻辑连接。此外，没有项目或组件对本发明的实践是必须的，除非该元件被特别描述为“必须”或“关键”。

在描述本发明的上下文(尤其在所附的权利要求的上下文)中，对于术语“一”、“一个”和“该”以及类似的指示物的使用要被解释为覆盖单数和复数两者。此外，本文的值的范围的陈述仅意图用作单独指代落入该范围内的每个分离值的速记方法，除非本文另有所指，并且每个分离值仿佛其在本文中被单独地陈述那样并入说明书。最终，本文描述的所有方法的步骤可以以任何适当顺序执行，除非本文另有所指或通过上下文清楚地相反描述。本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅意图更好地说明本发明，并且不对本发明的范围施加限制，除非另有要求。许多修改和适应性修改对于本领域普通技术人员将是很明显的，而不背离如所附权利要求定义的本发明的精神和范围。因此，本发明的范围不由本发明的具体描述定义，而由所附权利要求所定义，并且范围内的所有差别将被解释为被包括在本发明内。

Claims (15)

1.一种电子装置，包括：

图像传感器，包括多个图像像素和多个焦点检测像素；

自动聚焦(AF)检测单元，基于第一焦点检测信号和第二焦点检测信号来检测AF值，所述第一焦点检测信号从多个焦点检测像素中的第一焦点检测像素输出，所述第二焦点检测信号从与第一焦点检测像素相对应的虚拟第二焦点检测像素输出；以及

控制单元，基于从多个图像像素输出的图像信号和由AF检测单元检测的AF值来生成图像数据。

2.如权利要求1所述的电子装置，其中，控制单元基于与第一焦点检测像素相邻的至少一个图像像素来选择虚拟第二焦点检测像素。

3.如权利要求2所述的电子装置，其中，控制单元基于从所选择的虚拟第二焦点检测像素输出的图像信号来生成第二焦点检测信号，其中，AF检测单元从自第一焦点检测像素输出的第一焦点检测信号与从虚拟第二焦点检测像素生成的第二焦点检测信号之间的相位差中检测相位差AF值。

4.如权利要求1所述的电子装置，其中，多个焦点检测像素包括多个水平焦点检测像素和多个垂直焦点检测像素，

其中，多个图像像素和多个焦点检测像素重复地布置在图像传感器中，

其中，水平第一焦点检测像素和垂直第一焦点检测像素布置在图像传感器的第一区域中，并且与水平第一焦点检测像素和垂直第一焦点检测像素相对应的垂直第二焦点检测像素被包括在沿水平方向与第一区域相邻的第二区域中。

5.如权利要求4所述的电子装置，其中，第一焦点检测像素是水平第一焦点检测像素，并且虚拟第二焦点检测像素与水平第一焦点检测像素相对应。

6.如权利要求4所述的电子装置，其中，多个图像像素和多个焦点检测像素重复地布置在图像传感器中，

其中，垂直第一焦点检测像素和水平第一焦点检测像素布置在图像传感器的第一区域中，并且与垂直第一焦点检测像素和水平第一焦点检测像素相对应的水平第二焦点检测像素被包括在沿垂直方向与第一区域相邻的第二区域中，

其中，第一焦点检测像素是垂直第一焦点检测像素，并且虚拟第二焦点检测像素与垂直第一焦点检测像素相对应。

7.如权利要求3所述的电子装置，其中，控制单元通过将垂直地和水平地与第一焦点检测像素相邻的四个G像素的图像信号之和除以4来生成第二焦点检测信号。

8.如权利要求3所述的电子装置，其中，控制单元通过将水平地与第一焦点检测像素相邻的两个G像素的图像信号之和除以2来生成第二焦点检测信号。

9.如权利要求3所述的电子装置，其中，控制单元生成第二焦点检测信号来作为水平地与第一焦点检测像素相邻的两个G像素的图像信号。

10.如权利要求1所述的电子装置，其中，第一焦点检测像素是被光瞳分割的左焦点检测像素或右焦点检测像素中的一个，

其中，虚拟第二焦点检测像素是被光瞳分割的右焦点检测像素或左焦点检测像素中的一个，并且与被光瞳分割的左焦点检测像素或右焦点检测像素中的一个相对应。

11.一种控制电子装置的方法，所述方法包括：

从图像传感器的多个焦点检测像素中的第一焦点检测像素输出第一焦点检测信号，所述图像传感器包括多个图像像素和多个焦点检测像素；

基于所输出的第一焦点检测信号和来自与第一焦点检测像素相对应的虚拟第二焦点检测像素的第二焦点检测信号来检测自动聚焦(AF)值；以及

基于从多个图像像素输出的图像信号和所检测的AF值来生成图像数据。

12.如权利要求11所述的方法，进一步包括：基于与第一焦点检测像素相邻的至少一个图像像素来选择虚拟第二焦点检测像素。

13.如权利要求12所述的方法，进一步包括：基于从所选择的至少一个图像像素输出的图像信号来生成第二焦点检测信号；

其中，检测AF值包括：从自第一焦点检测像素输出的第一焦点检测信号与从虚拟第二焦点检测像素生成的第二焦点检测信号之间的相位差中检测相位差AF值。

14.如权利要求11所述的方法，其中，多个图像像素和多个焦点检测像素重复地布置在图像传感器的预定区域中；

其中，水平第一焦点检测像素和垂直第一焦点检测像素、以及与水平第一焦点检测像素和垂直第一焦点检测像素相对应的垂直第二焦点检测像素被包括在预定区域的同一预定区域中。

15.如权利要求11所述的方法，其中，多个图像像素和多个焦点检测像素重复地布置在图像传感器的预定区域中，

其中，垂直第一焦点检测像素和水平第一焦点检测像素、以及与垂直第一焦点检测像素和水平第一焦点检测像素相对应的水平第二焦点检测像素被包括在预定区域的同一预定区域中。