CN106233712B - 成像设备和摄影装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种成像设备。该成像设备包括：多个相位差检测像素。该多个相位差检测像素被定义为像素区域的部分并具有接收入射光的光接收区域，并且相位差检测像素的光接收区域的宽度随着相位差检测像素在成像设备的行方向上离成像设备的中心变远而加宽。

Description

成像设备和摄影装置

技术领域

一个或多个实施例涉及成像设备和摄影装置。

背景技术

自动对焦(AF)系统通常被安装在如紧凑型数码相机、透镜可更换相机、便携式摄像机等的摄影装置中。该AF系统可以被分类成相位差检测型AF系统(以下称为相位差AF系统)和对比度检测型AF系统(以下称为对比度AF系统)。

相位差AF系统包括与成像设备分开的相位差AF传感器，并从相位差AF传感器的输出获取透镜的离焦量以执行AF。相位差AF系统包括用于相位差AF的附加镜。例如，除了主镜，将入射光引向相位差AF传感器的副镜被安装以向数码单透镜反光(DSLR)相机应用相位差AF。相位差AF系统虽然执行高速且高性能的AF，但是包括用于相位差AF的附加光学系统。因此，相位差AF系统是高成本的系统。

对比度AF系统从图像设备的图像数据输出中提取高频数据，并执行AF控制以改进高频数据。

对比度AF系统虽然包括用于高频数据的信号处理电路，但不包括额外的传感器或光学系统。因此，对比度AF系统的生产是相对便宜的。然而，对比度AF系统以相比相位差AF系统而言较低的速度和精度执行AF。

发明内容

一个或多个实施例包括成像设备和摄影装置，在该成像设备中，用于检测相位差的像素被布置并且自动聚焦(AF)测量区域被加宽。

额外的方面将在下面的描述中部分地阐述，并且根据描述将是部分显而易见的，或者可以通过对所提出的实施例的实践来了解。

根据一个或多个实施例，一种成像设备包括：多个相位差检测像素。该多个相位差检测像素可以被定义为像素区域的部分并具有接收入射光的光接收区域，并且相位差检测像素的光接收区域的宽度可以随着相位差检测像素在成像设备的行方向上离成像设备的中心变远而加宽。

多个相位差检测像素可以包括：第一像素，其具有的光接收区域在沿成像设备的行方向定义的第一方向上被偏置并被布置；以及第二像素，其具有的光接收区域在与第一方向相反的第二方向上被偏置并被布置。

多个相位差检测像素中的每个相位差检测像素可以包括：光电二极管层，其将入射光进行光电转换以生成电信号；掩模层，其包括用以定义光接收区域的开口并被形成在光电二极管层上；以及微透镜，其聚焦入射光并被形成在掩模层上。

在成像设备的中心布置的多个相位差检测像素的光接收区域的宽度可以是像素区域的50％。

从成像设备的中心朝成像设备的边缘，光接收区域的宽度可以根据二次函数增加。

成像设备还可以包括多个图像生成像素，其将入射光进行光电转换以生成图像数据。

根据一个或多个实施例，一种摄影装置包括：透镜单元；成像设备，其对入射光进行光电转换以生成成像信号，以及包括多个相位差检测像素和多个图像生成像素；和处理器，其使用从多个相位差检测像素生成的相位差检测信号、以及控制透镜单元执行自动对焦(AF)以及根据从多个图像生成像素生成的图像生成信号生成捕获图像。多个相位差检测像素可以被定义为像素区域的部分并具有接收入射光的光接收区域，并且多个相位差检测像素的光接收区域的宽度可以随着多个相位差检测像素在成像设备的行方向上离成像设备的中心变远而加宽。

透镜单元可以是可更换的透镜。

处理器可以控制透镜单元来执行变焦操作。

多个相位差检测像素可以包括：第一像素，其具有的光接收区域在沿成像设备的行方向定义的第一方向上被偏置并被布置；以及第二像素，其具有的光接收区域在与第一方向相反的第二方向上被偏置并被布置。

多个相位差检测像素中的每个相位差检测像素可以包括：光电二极管层，其将入射光进行光电转换以生成电信号；掩模层，其包括用以定义光接收区域的开口并被形成在光电二极管层上；以及微透镜，其聚焦入射光并被形成在掩模层上。

在成像设备的中心布置的多个相位差检测像素的光接收区域的宽度可以是像素区域的50％。

从成像设备的中心朝成像设备的边缘，光接收区域的宽度可以根据二次函数增加。

摄影装置还可以包括多个图像生成像素，其将入射光进行光电转换以生成图像数据。

附图说明

图1是根据一实施例示出摄影装置的结构的视图；

图2是根据一实施例示出成像设备的结构的视图；

图3A是根据一实施例示出在成像设备的中心布置的相位差检测像素的光接收区域的布置的视图；

图3B是根据一实施例示出从成像设备的中心列出来m(其中m是自然数)列的列中布置的相位差检测像素的光接收区域的布置的视图；

图3C是根据一实施例示出从成像设备的中心列出来n(其中n为大于m的自然数)列的列中布置的相位差检测像素的光接收区域的布置的视图；

图3D是根据一实施例示出图像生成像素的光接收区域的布置的视图；

图4A是根据一实施例的第一像素的剖视图；

图4B是根据一实施例的第二像素的剖视图；

图4C是根据一实施例的图像生成像素的剖视图；

图5是根据一实施例示出成像设备的结构的视图；

图6是根据一实施例示出成像设备和出瞳的视图；

图7是根据一实施例示出在出瞳被定位为低于经估计的值的情况下的根据相位差检测像素中的入射角的入射光的强度的视图；

图8是根据一实施例示出在出瞳被设置为低于缺省设置位置的情况下入射光的根据图像高度的入射角的变化的图；

图9是根据一实施例示出测量范围的变化的视图；

图10是根据一实施例示出根据相位差检测像素扩展的测量范围的图；

图11是根据一实施例示出光接收区域的大小的变化的图；以及

图12是根据一实施例示出摄影装置的结构的框图。

具体实施方式

现在将要详细参照各实施例，这些实施例的例子被示出在附图中，其中，相同的参考标记通篇指代相同的元素。在这点上，本实施例可以具有不同的形式，并且并不应该被解释为仅限于本文所阐述的描述。因此，这些实施例在下面仅通过参照附图来描述，以解释本申请说明书的各方面。如本文所使用地，术语“和/或”包括相关联的列出的项目中的一个或多个的任何和所有组合。诸如“中的至少一个”的表达式当位于元素列表前时修饰整个列表的元素，而不是修饰列表中的单个元素。

用于示出本发明各实施例的附图是为了获得对本发明的充分理解、本发明的优点以及通过实施本发明所实现的目标。以下，本发明将通过参照附图解释本发明各实施例而被详细地描述。

在本文使用的术语将被简短描述，而本发明将被详细描述。

在本文使用的术语是一般性术语，这些一般性术语虽然考虑本发明中的功能在当前广泛使用，但可以根据本领域普通技术人员的意图、先例、新技术的出现等变化。此外，申请人可以在特定情况下任意选择术语，并在本发明的描述中将详细描述与此情况对应的术语的含义。

当在说明书中一部分“包括”一元素时，只要没有相反的描述，这就可以意味着该部分可以不排除其它元素并可以进一步包括其它元素。本文使用的术语“单元”是指诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)之类的硬件元素并执行任何角色。然而，术语“单元”不局限于软件或硬件。该“单元”可以被构建在可以被寻址的存储介质中，或者可以被构建以充当一个或多个处理器。因此，例如，“单元”包括诸如软件元素、面向对象的元素、类元素和任务要素、进程、功能、属性、程序、子例程、程序代码段、驱动程序器(driver)、固件、微代码、电路、数据、数据库(DB)、数据结构、表、数组以及参数之类的元素。

以下，本发明的各实施例将参照附图被详细描述以容易地被本领域普通技术人员具体化。附图中，与描述无关的部分将被省略，以清楚地描述本发明。

图1是根据一实施例示出摄影装置100的结构的视图。

参照图1，摄影装置100包括透镜单元110、成像设备120和处理器130。

透镜单元110包括至少一个透镜。透镜单元110包括透镜(未显示)和透镜驱动器(未显示)。透镜可以包括多个透镜组或多个透镜。透镜驱动器是驱动透镜的元素，并可以包括驱动透镜的电机。透镜单元110可以执行改变透镜位置的变焦操作以调整广角。透镜单元110可以改变透镜的位置以执行自动对焦(AF)操作。

根据一实施例，透镜单元110可以被实现为可更换的类型。在这种情况下，摄影装置100的主体可以被实现为单透镜反光(SLR)透镜可更换相机、无反光镜可更换透镜相机(MILC)、电子取景器可更换透镜(EVIL)相机或微型/数码可更换透镜系统相机等。

根据另一实施例，透镜单元110可以被实现为单个主体连同摄影装置100。例如，摄影装置100可以被实现为紧凑型相机、智能电话、平板个人计算机(PC)、笔记本计算机、便携式电话等。

根据另一实施例，摄像装置100可以与可拆卸的光学配件组合。例如，可拆卸的光学配件可以例如包括滤光器、外部辅助透镜、透镜罩(lens hood)、增距镜(tele-converter)、针孔等。

成像设备120对入射光进行光电转换以生成电成像信号。根据本实施例的成像设备120包括多个相位差检测像素和多个图像生成像素。

处理器130从成像设备120接收相位差检测信号以执行AF操作，并从成像设备120接收图像生成信号以执行捕获的图像。相位差检测信号是从多个相位差检测像素生成的，而图像生成信号是从多个图像生成像素生成的。

处理器130可以通过使用相位差检测信号确定焦点域(focal domain)是否被聚焦。处理器130还可以通过使用相位差检测信号确定焦点域是处于前销(front pin)状态、聚焦状态还是后销(back pin)状态。

处理器130可以通过使用存储在存储器(未显示)中的成像设备120的特征参数来执行相位差AF。处理器130也可以根据一对相位差检测像素的位置、关于透镜的信息和成像设备120的特征参数来计算相位差检测像素中的每个像素中的光量，以及通过利用从具有预设的范围内的光量的相位差检测输出的信号来检测对焦状态。

图2是根据一实施例示出成像设备120的结构的视图。

根据本实施例的成像设备120包括整个区域上的多个相位差检测像素200a、200b和200c。多个图像生成像素230被布置在除了在其中多个相位差检测像素200a、200b和200c被布置的像素之外的其它像素中。

多个相位差检测像素200a、200b和200c是指用于检测相位差信号的像素。相位差信号可以由处理器130用于执行相位差AF。多个相位差检测像素200a、200b和200c是被定义为像素区域的一部分并接收入射光的光接收区域。

多个相位差检测像素200a、200b和200c包括：第一像素210a、210b和210c，其具有的光接收区域在行方向上定义的第一方向上被偏置并被布置；以及第二像素220a、220b和220c，其具有的光接收区域在与第一方向相反的第二方向上被偏置并被布置。例如，第一像素210a、210b和210c可以具有的光接收区域被偏置并被布置到这些像素的左侧，而第二像素220a、220b和220c可以具有的光接收区域被偏置并被布置到这些像素的右侧。

虽然具有17×12大小的成像设备120在图1中示出，但本发明的各实施例不限于此。成像设备120的像素的数量和布置可以根据各实施例变化。

另外，虽然在图2中布置了15个相位差检测像素200a、200b和200c，但本发明的各实施例不限于此。相位差检测像素200a、200b和200c的数量和布置可以根据各实施例变化。在图2中，相位差检测像素200a、200b和200c被均匀布置在成像设备120的整个区域上。

根据另一实施例，相位差检测像素200a、200b和200c的密度可以根据区域而变化。例如，相位差检测像素200a、200b和200c较多集中在成像设备120的中心，且相位差检测像素200a、200b和200c的密度可以朝着成像设备120的边缘而减小。

图3A是根据一实施例示出在成像设备120的中心列中布置的相位差检测像素200a的光接收区域的布置的视图。图3B是根据一实施例示出从成像设备120的中心列出来m(其中m是自然数)列的列中布置的相位差检测像素200b的光接收区域的布置的视图。图3C是根据一实施例示出从成像设备120的中心列出来n(其中n为大于m的自然数)列的列中布置的相位差检测像素200c的光接收区域的布置的视图。

如在图3A到3C中所示，多个相位差检测像素200a、200b和200c包括：第一像素210a、210b和210c，其具有的光接收区域310a、310c和310e在成像设备120的行方向上定义的第一方向上被偏置并被布置；以及第二像素220a、220b和220c，其具有的光接收区域310b、310d和310f在与第一方向相反的第二方向上被偏置并被布置。虽然第一像素210a、210b和210c以及第二像素220a、220b和220c分别互相配对并在图2中的列方向上彼此相邻，但本发明的各实施例不限于此。根据另一实施例，第一像素210a、210b和210c以及第二像素220a、220b和220c可以被布置成在行方向上彼此相邻或可以被布置在一个像素内的上部分和下部分中或其左部分和右部分中。

光接收区域310a到310f和遮光区域320a到320f可以通过成像设备120的掩模层的图案确定。

根据一实施例，如在图3A到3C中所示，光接收区域310a到310f的宽度可以从成像设备120的中心列向成像设备的120的边缘加宽。在这里，光接收区域310a、310c和310e的宽度可以向右侧延伸和加宽，其中光接收区域310a、310c和310e被包括在第一像素210a、210b和210c中，并被偏置且布置到左侧。光接收区域310b、310d和310f可以向左侧延伸和加宽，其中光接收区域310b、310d和310f被包括在第二像素220a、220b和220c中，并被偏置且布置到右侧。

图3D是根据一实施例示出图像生成像素230的光接收区域310g的布置的视图。

图像生成像素230具有的光接收区域310g占据像素区域中的大部分。根据一实施例，遮光区域320g可以被布置在像素区域的边缘处以防止像素间的干扰。

图4A是根据本发明的一实施例的第一像素210a的剖视图。图4B是根据本发明的一实施例的第二像素220a的剖视图。图4C是根据本发明的一实施例的图像生成像素230的剖视图。

多个相位差检测像素200a、200b和200c以及多个图像生成像素230分别包括光电二极管层410、掩膜层420a、420b和420c以及微透镜430。

光电二极管层410通过光电现象将光信号转换成电信号。电信号的强度根据光信号的强度而变化。

掩模层420a、420b和420c阻挡入射到光电二极管层410上的入射光并定义相应像素的光接收区域。掩模层420a、420b和420c具有对应于光接收区域的开口422a、422b和422c，以及由掩模层图案424a、424b和424c屏蔽的屏蔽区域。

微透镜430聚焦入射光，并将聚焦的光发射到光电二极管层410。微透镜430可以被形成在像素单元中，并可以被实现为面向预设的出瞳。

图5是根据一实施例示出成像设备120的结构的视图。

根据本实施例的成像设备120包括光电二极管层410、掩模层420和微透镜430。

光电二极管层410可以以连续形成的层的形式来形成。

掩模层420可以根据每个像素的光接收区域以图案化的层的形式来形式。

微透镜430可以作为单个单元被包括每个像素中，并且可以被形成为面向预设的出瞳。根据另一实施例，微透镜430可以被连续地形成在多个像素中。

如图5中所示，多个相位差检测像素210a、210c、220a和220c的光接收区域的宽度可以从成像设备120的中心列朝着成像设备120的边缘加宽。

图6是根据一实施例示出成像设备120和出瞳610a的视图。

当入射光从摄影装置100入射到成像设备120中时，入射光是通过被称为出瞳610a的虚拟区域入射的。如图6中所示，出瞳610a被定义为在成像设备120上的预定区域，并通过透镜和光圈的状态来确定。因为出瞳610a是由诸如透镜类型、透镜结构、透镜布置、变焦位置、光圈等的复杂元素来确定的，所以出瞳610的位置和大小可以通过驱动透镜和光圈来改变。

根据成像设备120的像素的成像高度，入射光的强度可以改变。图像高度是指离光学中心的距离。成像设备120可以被频繁地布置，以使得光学中心与成像设备120的中心相对应。因此，如果图像高度为0，那么成像高度是指成像设备120的中心。随着图像高度增加，图像高度接近成像设备120的边缘。

随着图像高度的增加，摄影装置100的设计人员将微透镜430设计成将入射光聚焦到摄影装置120的像素上，以便校正在其中无法测量相位差检测信号的情形。为此，摄影装置100的设计者可以考虑摄影装置100的光学系统的结构，以确定在其中出瞳610a将被布置的区域以及设计每个像素的微透镜430以允许入射光通过出瞳610a入射到成像设备120的像素上。微透镜430可以被构建成允许从出瞳610a入射的入射光被聚焦到每个像素上。由于微透镜430如上所述地被构建成面向出瞳610a，因此入射光可以被均匀入射到具有不同图像高度的像素上。

然而，当摄影装置100被使用时，透镜的布置可以根据变焦操作、聚焦操作、自动聚焦操作、光圈驱动操作等而变化。因此，出瞳610a的位置或大小可以变化。此外，如果可更换的透镜被使用，那么出瞳610的位置和大小可以根据安装在摄影装置100中的透镜的类型而变化。

图7是根据一实施例示出在出瞳610a被设为低于经估计的值的情况下根据相位差检测像素中的入射角的入射光的强度的视图。

如图7的中心曲线(graph)所示地，位于成像设备120的中心A中的相位差检测像素的第一和第二像素可以具有入射光的根据入射角的强度倾向。例如，第一像素具有的光接收区域被偏置并被布置到左侧，该第一像素具有入射光的根据入射角的强度倾向，如由中心曲线中的点线L所显示的。此外，第二像素具有的光接收区域被偏置并被布置到右侧，该第二像素具有入射光的根据入射角的强度倾向，如由中心曲线中的实线R所显示地。如在中心曲线上所示，相位差检测像素可以检测具有从在其处入射光为垂直入射的入射角0°起的预设范围内的入射角的入射光，以测量相位差检测信号。

然而，如果出瞳被设成低于缺省设置位置，那么位于图6中的成像设备120的右侧B上的相位差检测像素的第一和第二像素可以具有入射光的根据入射角的强度倾向，如图7的右图上所示。例如，第一像素具有的光接收区域被偏置并被布置到左侧，该第一像素具有入射光的根据入射角的强度倾向，如由L图上所显示的。此外，第二像素具有的光接收区域被偏置并被布置到右侧，该第二像素具有入射光的根据入射角的强度倾向，如R图上所显示的。如右图上所显示的，由于出瞳的移动，可以在第一和第二像素中测量的入射角的范围被移动到负入射角，并且因此，对具有正入射角的入射光的检测是几乎不可能的。如上所述，由于出瞳的运动，相位差检测信号的测量范围可能非常有限。

图8是根据一实施例示出在出瞳被设置为低于缺省设置位置的情况下入射光的根据图像高度的入射角的变化的图。如图8中的图上所示，当图像高度在图6中从成像设备120的中心A向成像设备120的右侧B增加时，入射角改变。

可以在相位差检测像素中测量的入射角的大小是由图8的参考标记810和820表示的图来确定的。换句话说，曲线810和曲线820之间的区域是可测量的入射角的大小。在这里，曲线810是由具有被偏置到右侧的光接收区域的相位差检测像素确定的，而曲线820是由具有被偏置到左侧的光接收区域的相位差检测像素来确定的。

如上所述，成像设备120的设计者将微透镜设计成允许像素面向出瞳610a。因此，对来自每个像素中的出瞳的中心的入射光的入射角进行指示的中心曲线800与对可以在相位差检测像素中测量的入射角的阈值进行指示的曲线810和820是平行的。在图8中，中心曲线800下的区域主要由具有被偏置并被布置到左侧的光接收区域的第一像素来测量，而中心曲线800后的区域主要由具有被偏置并被布置到右侧的光接收区域的第二像素来测量。

然而，如果出瞳被设置为不同于缺省设置位置，来自出瞳的中心的入射角的曲线改变，并且因此，在其中相位差检测信号可以被测量的成像高度的范围被减小。例如，如果出瞳孔被设置为低于缺省设置位置，那么中心曲线800如曲线830所表示地移动。

然而，如图8中所示，随着中心曲线800被移动到曲线830，区域840被形成，在区域840中，新的中心曲线830从曲线810和曲线820之间的中心区域出现。如果对入射角的大小的变化进行指示的中心曲线830如上所述从曲线810和曲线820之间的中心区域出现，那么对相位差检测信号进行测量是不可能的。具体地，这种现象成为成像设备120的边缘处的问题。在这种情况下，由具有被偏置到右侧的光接收区域的第二像素测量的区域被减小到区域850。因此，对区域840中的第二像素进行测量是不可能的，且第二像素的测量范围被减小。此外，在第二像素中检测的相位差检测信号的强度被减小，从而AF的精确度被降低。

图9是根据一实施例示出测量范围的变化的视图。

根据一实施例，如图9中所示，第一和第二像素的光接收区域被制造得比成像设备120的边缘处的中心宽，以增加相位差检测像素的测量范围。随着第一和第二像素的光接收区域在成像设备120的边缘处加宽，在成像设备120的边缘处的第一和第二像素处的出瞳被不同地感受到。如图9所示，随着被偏置并被布置到成像设备120的左侧的且具有被偏置并被布置到左侧的光接收区域的第一像素910a的光接收区域的宽度增加，高于被起始设置的出瞳610a的出瞳610b被看到。另外，随着被偏置并被布置到成像设备120的右侧的且具有被偏置并被布置到右侧的光接收区域的第二像素910b的光接收区域的宽度增加，低于出瞳610a的出瞳610c被看到。

图10是根据一实施例示出根据相位差检测像素进行扩展的测量范围的图。

如参照图9所述，随着出瞳的可见位置根据在成像设备120的边缘处的第一和第二像素的光接收区域的扩展而变化，第一和第二像素的中心曲线相应地改变。例如，具有被偏置并被布置到左侧的光接收区域的第一像素的中心曲线从830改变到1010，并且具有被偏置并被布置到右侧的光接收区域的第二像素的中心曲线从830变化到1020。因此，第二像素的测量范围增加到曲线1020和曲线810之间的区域，以增加像素的测量范围并增加第二像素的相位差检测信号的强度。此外，第一像素的测量范围增加到曲线1010和曲线820之间的区域，以增加第一像素的相位差检测信号的强度。因此，相位差检测像素的测量范围增加，并且AF的准确性增加。

根据本发明的各实施例，虽然测量效率由于诸如当生产成像设备120时发生的微透镜和掩模之间的未对准的生产误差而被减小，但是对于测量相位差检测信号的不可能性可以被防止。如果当生产成像设备120时微透镜未对准掩模，那么入射到每个相位差检测像素上的入射光的强度可能会减小，并且相位差检测像素可能不能被测量。这种现象在入射光的强度较弱处的边缘区域处更是一个问题。根据本发明的各实施例，随着光接收区域的大小朝着成像设备120的边缘增加，测量区域增加并且在边缘处的相位差检测像素中相位检测信号的强度增加。因此，根据本发明的各实施例，虽然当生产成像设备120时发生制造误差，但可以测量相位差检测像素。

图11是根据一实施例示出光接收区域的大小的变化的图。

每个像素的光接收区域可以被表示为掩模的开口率(aperture ratio)。当掩模的开口率较大时，光接收区域较大。当开口率较小时，光接收区域较小。根据一实施例，如图11中所示，当作为成像设备120中心列的成像高度基于点0以二次函数的形式增加时，开口率可以增加。另外，根据本发明的一实施例，开口率在作为成像设备120中心列的成像高度为0的一个点上可以为50％，并且朝向成像设备120的边缘可以增加到70％。

图12是根据一实施例示出摄影装置100的结构的框图。

参照图12，摄影装置100a包括捕获单元1210、模拟信号处理器1220、存储器1230、存储/读取控制器1240、数据存储单元1242、程序存储单元1250、显示驱动器1262、显示单元1264、中央处理单元(CPU)/数字信号处理器(DSP)1270以及操控器1280。

摄影装置100a的整体操作由CPU/DSP 1270控制。CPU/DSP 1270提供用于元件的操作的控制信号给透镜驱动器1212、光圈驱动器1215、成像设备控制器1219等的。

捕获单元1210是从入射光生成电信号的图像的元件，并包括透镜1211、透镜驱动器1212、光圈1213、光圈驱动器1215、成像设备1218和成像设备控制器1219。

透镜1211可以包括多个透镜组或多个透镜。透镜1211的位置由透镜驱动器1212来控制。透镜驱动器1212根据从CPU/DSP 1270提供的控制信号来调整透镜1211的位置。

光圈1213的开度和关度由光圈驱动器1215调节，而光圈1213控制入射到成像设备1218中的光的量。

通过透镜1211和光圈1213的光信号在成像设备1218的光接收表面上形成物体的图像。成像设备1218可以是电荷耦合器件(CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体图像传感器(CIS)，其将光信号转换为电信号。成像设备1218的灵敏度等可以通过成像设备控制器1219来调整。成像设备控制器1219可以根据通过实时输入的图像信号自动生成的控制信号或通过用户的操控手动输入的控制信号来控制成像设备1218。

成像设备1218的曝光时间由快门(未显示)来调整。快门被分类为：机械快门，其移动遮盖以调整光的入射；以及电子快门，其提供电信号给成像设备1218以控制曝光。

模拟信号处理器1220对从成像设备1218提供的模拟信号执行降噪处理、增益调节、波形调整(regularizing)、模数转换处理等。

由模拟信号处理器1220处理的信号可以通过存储器1230被输入到CPU/DSP 1270中，或者可以被输入到CPU/DSP 1270中而不通过存储器1230。在这里，存储器1230作为摄影装置100a的主存储器工作并临时存储针对CPU/DSP 1270的操作所必需的信息。程序存储单元1230存储操作系统(OS)，该OS驱动摄影装置100a和OS的程序等。

此外，摄影装置100a包括显示单元1264以显示其操作状态或由摄影装置100a捕获的图像信息。显示单元1264可以向用户提供可视信息和/或声音信息。显示单元1264可以包括液晶显示(LCD)面板、发光显示面板等以提供可见信息。显示单元1264也可以是识别触摸输入的触摸屏。

显示驱动器1262向显示单元1264提供驱动信号。

CPU/DSP 1270处理输入图像信号，并根据输入图像信号或外部输入信号来控制元件。CPU/DSP 1270降低了输入图像数据中的噪声，并可以对输入图像数据执行用于图像质量改进的图像信号处理，诸如伽玛校正、色彩滤光阵列插值、色彩矩阵、色彩校正、色彩增强等。CPU/DSP 1270可以对通过执行用于图像质量改进的图像信号过程而生成的图像数据进行压缩以生成图像文件或者从该图像文件中恢复图像数据。图像的压缩格式可以是可逆的格式或不可逆的格式。联合图像专家小组(JPEG)格式或JPEG 2000格式可以被用作转换静止图像的适当格式。此外，如果运动图片被记录，那么多个帧可以根据运动图片专家组(MPET)标准而被压缩以生成运动图片文件。图像文件可以根据可交换图像文件格式(Exif)标准来生成。

从CPU/DSP 1270输出的图像数据通过存储器1230或者直接地被输入到存储/读取控制器1240，而存储/读取控制器1240根据从用户输入的信号或自动地将图像数据存储在数据存储单元1242中。存储/读取控制器1240还可以读取关于来自存储在数据存储单元1242中的图像文件的图像的数据，并通过存储器1230或另一路径将数据输入到显示驱动器1262中，以在显示单元1264上显示图像。数据存储单元1242可以从摄影装置100a可拆卸或可以永久安装在摄影装置100a中。

CPU/DSP 1270也可以执行模糊处理、色彩处理、边缘增强处理、图像分析处理、图像识别处理、图像影响处理等。CPU/DSP 1270可以通过图像识别处理执行人脸识别、场景识别等。CPU/DSP 1270也可以对要在显示单元1264上显示的显示图像执行信号处理。例如，CPU/DSP 1270可以执行亮度级调整、色彩校正、对比度调整、轮廓增强调整、屏幕分割处理、字符图像(character image)生成、图像合成处理等。CPU/DSP 1270可以连接到外部监视器以处理该预设的图像信号，以便在外部监视器上显示预设的图像信号。CPU/DSP 1270还可以发送经处理的图像数据，以在外部监视器上显示对应的图像。

CPU/DSP 1270可以执行存储在程序存储单元1230中的程序或者包括额外的模块，以生成用于控制自动聚焦、变焦、焦距变化、自动曝光校正等的控制信号。CPU/DSP 1270可以提供控制信号给光圈驱动器1215、透镜驱动器1212以及成像设备控制器1219以及控制对成像设备100a的诸如快门、闪光灯等的元件的操作。

操控器1280是用户可以向其中输入控制信号的元件。操控器1280可以包括各种类型的功能按钮，诸如快门释放按钮、电源按钮、变焦按钮、模式选择按钮、其它捕获值调整按钮等。快门释放按钮输入用于曝光成像设备1218的光以进行拍照的快门释放信号。电源按钮输入用于控制电源开和/或关的控制信号，而变焦按钮加宽或减窄视角。操控器1280可以被实现为用户可以通过其输入控制信号任何类型，诸如按钮、键盘、触摸板、触摸屏、遥控器等。

图1的透镜单元110可以对应于图12的透镜1211和透镜驱动器1212。图1的处理器130可以对应于图12的CPU/DSP 1270。

图12的摄影装置100a仅是本发明的一个实施例，从而根据本发明的实施例的摄影装置100a不限于图12的摄影装置100a。

如上所述，根据本发明的上述实施例中的一个或多个，相位差检测像素可以被布置在成像设备中，并且AF测量区域可以加宽。

本发明也可以被体现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是可以存储可随后由计算机系统读取的数据的任何数据存储设备。

当计算机可读代码是从计算机可读存储介质读取并由处理器执行的时，计算机可读代码执行对控制摄影装置的方法的操作。此外，用于实现本发明的功能程序、代码和代码片段可以由本发明涉及的领域中的普通技术编程人员容易地解释。

计算机可读记录介质的例子包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光数据存储设备等。计算机可读记录介质也可以分布在网络耦合的计算机系统上，使得计算机可读代码以分布式方式被存储和执行。

虽然本发明的一个或多个实施例已参照附图来描述，但是本领域普通技术人员将理解的是，各种形式和细节上的变化可以在不脱离如所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下在本文做出。

Claims (14)

1.一种成像设备，包括：

多个相位差检测像素，

其中，所述多个相位差检测像素中的每一个被定义为在所述成像设备中包含的像素区域的一部分并具有接收入射光的光接收区域，并且所述相位差检测像素的所述光接收区域的宽度随着所述相位差检测像素在所述成像设备的行方向上离所述成像设备的中心变远而加宽。

2.如权利要求1所述的成像设备，其中，所述多个相位差检测像素包括：

第一像素，其具有在沿所述成像设备的行方向定义的第一方向上被偏置并被布置的光接收区域；以及

第二像素，其具有在与所述第一方向相反的第二方向上被偏置并被布置的光接收区域。

3.如权利要求1所述的成像设备，其中，所述多个相位差检测像素中的每个相位差检测像素包括：

光电二极管层，其将入射光进行光电转换以生成电信号；

掩模层，其包括用以定义所述光接收区域的开口并被形成在所述光电二极管层上；以及

微透镜，其聚焦所述入射光并被形成在所述掩模层上。

4.如权利要求1所述的成像设备，其中，在所述成像设备的中心布置的多个相位差检测像素的光接收区域的宽度是像素区域的50％。

5.如权利要求4所述的成像设备，其中，从所述成像设备的中心朝所述成像设备的边缘所述光接收区域的宽度根据二次函数增加。

6.如权利要求1所述的成像设备，还包括：

多个图像生成像素，其将入射光进行光电转换以生成图像数据。

7.一种摄影装置，包括：

透镜单元；

成像设备，其对入射光进行光电转换以生成成像信号，并且包括多个相位差检测像素和多个图像生成像素；以及

处理器，其使用从所述多个相位差检测像素生成的相位差检测信号，并控制所述透镜单元执行自动对焦(AF)，并且根据从所述多个图像生成像素生成的图像生成信号生成捕获图像，

其中，所述多个相位差检测像素中的每一个被定义为在所述成像设备中包含的像素区域的一部分并具有接收入射光的光接收区域，并且所述多个相位差检测像素的所述光接收区域的宽度随着所述多个相位差检测像素在所述成像设备的行方向上离所述成像设备的中心变远而加宽。

8.如权利要求7所述的摄影装置，其中，所述透镜单元是可更换的透镜。

9.如权利要求7所述的摄影装置，其中，所述处理器控制所述透镜单元以执行变焦操作。

10.如权利要求7所述的摄影装置，其中，所述多个相位差检测像素包括：

第一像素，其具有在沿所述成像设备的行方向定义的第一方向上被偏置并被布置的光接收区域；以及

第二像素，其具有在与所述第一方向相反的第二方向上被偏置并被布置的光接收区域。

11.如权利要求7所述的摄影装置，其中，所述多个相位差检测像素中的每个相位差检测像素包括：

光电二极管层，其将入射光进行光电转换以生成电信号；

掩模层，其包括用以定义所述光接收区域的开口并被形成在所述光电二极管层上；以及

微透镜，其聚焦所述入射光并被形成在所述掩模层上。

12.如权利要求7所述的摄影装置，其中，在所述成像设备的中心布置的多个相位差检测像素的光接收区域的宽度是像素区域的50％。

13.如权利要求12所述的摄影装置，其中，从所述成像设备的中心朝所述成像设备的边缘所述光接收区域的宽度根据二次函数增加。

14.如权利要求7所述的摄影装置，还包括：

多个图像生成像素，其将入射光进行光电转换以生成图像数据。