CN107370959B - 图像传感器、成像装置及对焦方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及图像传感器、成像装置及对焦方法。图像传感器包括：像素阵列；相位输出信号线，连接到选自所述像素阵列的相位检测像素，所述相位输出信号线被配置为输出所述相位检测像素的相位信息；相位信息处理单元，根据所述相位检测像素的相位信息，确定与所述像素阵列的图像获取所对应的透镜的对焦状态。

Description

图像传感器、成像装置及对焦方法

技术领域

本公开涉及成像领域，具体来说，涉及一种图像传感器、包括该图像传感器的成像装置及对焦方法。

背景技术

许多现代电子设备涉及使用图像传感器的成像装置，例如，单反相机、普通数码相机、摄像机等。目前，成像装置中广泛使用的一种自动对焦技术包括相位检测自动对焦(PDAF)技术。PDAF的工作原理是检测镜头成像会聚光线中的某两束光线的交汇情况，通过判断这两束光线的交汇情况与光线聚焦到像平面时的差异，指导镜头移动，从而使光束会聚到像平面上。

本领域存在对于新的技术的需求。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种本领域的新技术。

本公开的方面可以包括图像传感器、成像装置及对焦方法中的至少一个。

根据本公开的第一方面，提供了一种图像传感器。该图像传感器可以包括：像素阵列；相位输出信号线，连接到选自所述像素阵列的相位检测像素，所述相位输出信号线被配置为输出所述相位检测像素的相位信息；相位信息处理单元，根据所述相位检测像素的相位信息，确定与所述像素阵列的图像获取所对应的透镜的对焦状态。

根据本公开的第二方面，提供了一种成像装置。该成像装置可以包括如上所述的图像传感器；透镜；以及透镜驱动单元，其被配置为根据所述对焦状态，驱动所述透镜移动到合焦位置。其中，所述对焦状态包括根据所述相位检测像素的相位信息确定的所述透镜相对于合焦位置的位置。

根据本公开的第三方面，提供了一种用于成像装置的对焦方法。该方法可以包括：通过相位输出信号线获取选自成像装置的像素阵列的相位检测像素的相位信息；根据所获取的相位检测像素的相位信息与所述成像装置的透镜相对于合焦位置的位置之间的预定关系，确定所述透镜相对于合焦位置的位置；以及根据所确定的透镜相对于合焦位置的位置，将透镜移动到合焦位置。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是示出根据本发明的一个实施例的图像传感器的示图。

图2A和图2B是示出根据本发明的一个实施例的图像传感器中所包括的像素阵列的示意图。

图3是示出根据本发明的一个实施例的像素阵列的示意性截面图。

图4是示出根据本发明的一个实施例的包括图像传感器的成像装置的示意性框图。

图5是示出根据本发明的一个实施例对焦方法的示意性流程图。

图6是示出根据本发明的一个实施例对焦方法的示意性流程图。

注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的发明并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。

具体实施方式

本申请的发明人认知到，传统技术存在不足或缺陷。传统上，相位检测自动对焦(PDAF)技术可以使用透镜分离相位检测技术和基于遮蔽像素的相位检测技术来实现。

在透镜分离相位检测技术中，相机中的成像传感器不具有PDAF功能，而是通过额外的光路系统将成像光束反射到自动对焦传感器。通过自动对焦传感器判断成像装置的镜头是否处于合焦位置，从而使得成像装置可以调整镜头的位置以实现合焦。其中镜头处于合焦位置是指通过处于该位置的镜头的光束可以聚焦于像平面，从而使得图像传感器可以获得聚焦的图像。然而，透镜分离相位检测技术中涉及的系统体积庞大、结构复杂、成本高，而且受到额外的光路系统结构尺寸限制，对焦区域有限。

在基于遮蔽像素的PDAF的成像装置中，图像传感器需要将至少一部分像素用诸如光掩模的阻光结构遮蔽。这种像素结构称为遮蔽像素，一般成对出现。例如，这些遮蔽像素可以包括两个分别遮蔽相反侧的像素组成的像素对。该像素对获取不同的图像，然后通过对比相应图像的相关值(例如，相位差)来判断出成像装置的失焦情况。该类图像传感器自身可以实现PDAF功能，因而摆脱了对光路系统和另外的自动对焦传感器的依赖。然而，由于这类图像传感器牺牲了成像像素的数量，因此存在信号损失，导致成像质量差并且对光线要求较高。

因此，本申请的发明人提出了一种新的技术。

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

图1是示出根据本发明的一个实施例的图像传感器的示图。图像传感器10例如可以是CMOS图像传感器，并包括像素阵列102、相位信息处理单元104和相位输出信号线106。

在一个实施例中，图像传感器10还可以包括本领域公知的例如信号放大器、列驱动器、行选择单元、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出结构、控制接口等。

在一个实施例中，在CMOS图像传感器芯片上还可以集成其它处理电路，如用于自动曝光量控制、非均匀补偿、白平衡处理、黑电平控制、伽玛校正的处理电路等。

为了清楚地描述本发明的方面，在此省略对图像传感器10中所包括的本领域公知的这些部件的详细描述。

相位输出信号线106连接到选自像素阵列102的相位检测像素，并被配置为输出相位检测像素的相位信息。这里，相位检测像素是像素阵列102中的像素，并且未被诸如光掩模的阻光结构遮蔽。换言之，相位检测像素可以是像素阵列102中的任意像素。该相位检测像素可以同时作为用于获取图像的成像像素。相位检测像素的各自的相位信息可以经由相位输出信号线106获取和输出。

相位信息处理单元104可以根据从相位输出信号线106输出的相位检测像素的相位信息，确定与像素阵列102的图像获取所对应的透镜的对焦状态。

图2A是示出根据本发明一个实施例的图像传感器中所包括的像素阵列的示意图。如图2A所示，像素阵列以Bayer模式布置，并且包括绿色像素(G)、红色像素(R)和蓝色像素(B)。本领域技术人员会理解，在其它实施例中，像素阵列可以以与图2A所示的方式不同的方式进行布置，并且可以包括其它像素，例如白色像素。

传统的PDAF图像传感器一般采用绿色的像素单元作为相位检测的单元，主要原因是目前的相位检测多数是以牺牲图像质量为代价来实现的，而整个像素阵列中绿色的单元是最多的，相对而言牺牲一部分绿色对图像的影响最小，因而通常采用绿色。

根据本发明实施例的相位检测像素可以是完整的成像像素而并不是遮蔽像素，因此通过根据本实施例的图像传感器能够有效减少目前PDAF结构中由遮蔽像素来实现自动对焦所造成的光信号损失，提高图像质量。

根据本发明的实施例，相位检测像素可以选用任意颜色。也就是说，相位检测像素可以是选自像素阵列中的任意像素单元。

相位信息处理单元104可以根据相位检测像素的相位信息与对焦状态之间的预定关系，确定对焦状态。对焦状态可以包括透镜的失焦程度和合焦。这里，该预定关系可以是能够反映相位信息与对焦状态的关联的任何关系。在一个实施例中，该预定关系可以包括相位信息与对焦状态的对应数据。该预定关系的数据可以由制造商或供应商事先调试获得。此外，在一个实施例中，该预定关系的数据可以根据用户对焦操作的历史来更新或建立。在一个实施例中，该预定关系以数据库的形式存在。

在一个实施例中，该预定关系的数据可以存储在可以由相位信息处理单元104访问的存储装置中。该存储装置可以包括在图像传感器10中，或者以有线或无线方式与图像传感器10实现通信连接。此外，该存储装置可以是云存储装置。

在一个实施例中，相位信息处理单元104可以被配置为根据作为任意像素单元的相位检测像素的相位差与对焦状态之间的预定关系，确定对焦状态。这里，该预定关系可以是相位检测像素的相位差与对焦状态的对应数据。

在一个实施例中，相位检测像素可以被布置在像素阵列中的同一行或列，以减小不同像素单元的相位之间的误差。

图2B例示性示出了根据本发明的一个实施例的像素阵列中所选择的作为相位检测像素的像素单元的示意图。

考虑到同一种信号的噪声接近，因而优选地，在一个实施例中，选自像素阵列中的相位检测像素可以是相同颜色的像素。相同颜色的像素可以是红色像素、绿色像素和蓝色像素中的一种。作为一个示例，图2B中的相位检测像素是绿色像素。优选地，相位检测像素可以是布置在同一行中的绿色像素。

如图2B所示，相位检测像素包括像素阵列中彼此间隔开的第一组绿色像素和第二组绿色像素。作为示例，第一组绿色像素和第二组绿色像素在行方向上彼此交替地布置。相位信息处理单元104被配置为根据作为上述预定关系的示例的第一组绿色像素的相位信息和第二组绿色像素的相位信息之间的相位差，来确定对焦状态。该对焦状态例如包括透镜的当前位置距离其合焦位置的距离。

举例来说，在一个实施例中，相位输出信号线106连接到选自像素阵列102的第一组绿色像素和第二组绿色像素，并且输出第一组绿色像素和第二组绿色像素的相位信息。相位信息处理单元104接收相位信息，并且根据第一组绿色像素与第二组绿色像素之间的相位差与合焦时第一组绿色像素与第二绿色像素之间的相位差之间的差异，通过已知的相应的相位检测像素之间的相位差与透镜的位置之间的关系，从而确定此时透镜距离其合焦状态时的距离。

图3是示出根据本发明的一个实施例的像素阵列的一部分的示意性截面图。像素阵列40可以对应于图1的像素阵列102。像素阵列40可以包括：感光单元阵列410；设置在感光单元阵列410上的滤光单元阵列，其中所述滤光单元阵列包括对应于绿色像素的绿色滤光单元406、对应于红色像素的红色滤光单元404以及对应于蓝色像素的蓝色滤光单元408；以及位于滤光单元阵列之上的微透镜阵列402。其中，感光单元阵列410中感光单元可以包括光电二极管。相应的滤光单元可以包括滤光片。此外，像素阵列40还可以包括包含布线的基板412。

为了简洁和清楚起见，图中仅示出一个绿色滤光单元406、一个红色滤光单元404、一个蓝色滤光单元408和相应的感光单元阵列410及微透镜阵列402。本领域技术人员应当理解，本发明的实施例中的图像传感器实际上可以包括更多的滤光单元和相应的感光单元阵列及微透镜阵列。此外，除了图3所示的布置之外，图像传感器中的滤光单元阵列、感光单元阵列以及微透镜阵列可以按照其它方式进行布置。本发明对此并不限制。

图3所示的像素阵列为背照式像素阵列的示意图。然而，本领域技术人员应当理解，本发明的实施例中的图像传感器也可以包括前照式像素阵列。在前照式像素阵列中，布线层位于滤光单元阵列与感光单元阵列之间。

图4是示出根据本发明的一个实施例的包括图像传感器的成像装置的示意性框图。如图4所示，成像装置50可以包括图像传感器502、透镜驱动单元504以及透镜506。这里，图像传感器502可以对应于图1中的图像传感器10，并且将不重复对其的描述。

在成像装置50中，图像传感器502根据从像素阵列的相位检测像素获得相位信息，确定透镜的对焦状态，并将关于透镜的对焦状态的信息输出到透镜驱动单元504。其中关于透镜的对焦状态的信息可以包括透镜根据相位检测像素的相位信息确定的透镜相对于合焦位置的位置。透镜驱动单元504根据关于透镜的对焦状态的信息，驱动透镜506移动到合焦位置。透镜506允许光线从成像装置外部进入成像装置内部，并且通过移动透镜506位置，从而使得光线聚焦于图像传感器。在一个实施例中，透镜驱动单元504中包括诸如电机的致动机构以将透镜506移动到合适的位置。

在一个实施例中，所确定的透镜相对于合焦位置的位置包括在相对于合焦位置第一方向上的第一位置和在第二方向上的第二位置，第二方向与第一方向相反。透镜驱动单元504被配置为将透镜506移动到对应于第一位置的第一可能合焦位置。相位信息处理单元104被配置为重新获取相位检测像素的相位信息并确定透镜相对于合焦位置的位置，以确定透镜506是否处于合焦位置。如果确定透镜506未处于合焦位置，则透镜驱动单元504被配置为将透镜506移动到对应于第二位置的第二可能合焦位置。

图5是示出根据本发明的一个实施例对焦方法的示意性流程图60。

如图5所示，首先在步骤S601中，通过相位输出信号线获取选自成像装置的像素阵列的相位检测像素的相位信息。其中相位检测像素可以是选自像素阵列中的任意像素单元。在一个实施例中，相位检测像素可以是相同颜色的像素。

在一个实施例中，相位检测像素是相同颜色的在像素阵列中彼此间隔开的两组像素。在这种情况下，在步骤S601中，根据第一组像素的相位信息和第二组像素的相位信息之间的相位差与所述透镜相对于合焦位置的位置之间的预定关系，确定所述透镜相对于合焦位置的位置。

在步骤S602中，根据所获取的相位检测像素的相位信息与成像装置的透镜相对于合焦位置的位置之间的预定关系，确定透镜相对于合焦位置的位置。

在一个实施例中，可以由相位信息处理单元根据相应的相位检测像素的相位差与成像装置的透镜相对于合焦位置的位置之间的预定关系，确定透镜相对于合焦位置的位置。

在一个实施例中，可以由相位信息处理单元根据相应的相位检测像素的相位差以及使相应的相位检测像素的相位差与在合焦时相应的相位检测像素的相位差一致时已知的需要透镜移动的距离，来确定透镜相对于合焦位置的距离。

在步骤S603中，根据所确定的透镜相对于合焦位置的位置，将透镜移动到合焦位置。

图6是示出根据本发明的一个实施例对焦方法的示意性流程图70。

在步骤S701中，与步骤S601类似，通过相位输出信号线获取选自成像装置的像素阵列的相位检测像素的相位信息。

在步骤S702中，根据所获取的相位检测像素的相位信息与成像装置的透镜相对于合焦位置的位置之间的预定关系，确定透镜相对于合焦位置的位置。在一个实施例中，可以由相位信息处理单元根据相应的相位检测像素的相位差与成像装置的透镜相对于合焦位置的位置之间的预定关系，确定透镜相对于合焦位置的位置。

已知失焦存在两种情况，即焦点位于像平面之前或者位于像平面之后。在根据本实施例中成像装置中，相位检测像素是完整的成像像素而不是遮蔽像素，因此，根据相应的相位检测像素的相位差，可以判断透镜相对于合焦位置的距离，而不能确定焦点位于像平面之前还是像平面之后。因此，透镜相对于合焦位置的位置可以包括在相对于合焦位置第一方向上的第一位置和在与第一方向相反的第二方向上的第二位置。

在步骤S703中，将透镜移动到对应于第一位置的第一可能合焦位置。之后在S704中，重新获取相位检测像素的相位信息，并判断透镜相对于合焦位置的位置，以确定透镜是否处于合焦位置。如果获取的相位检测像素之间的相位差与相应的相位检测像素在合焦情况下的相位差相同，则透镜处于合焦位置。由此，流程前进到步骤S706，并且成像装置完成对焦。

如果在步骤S704中，获取的相位检测像素之间的相位差与相应的相位检测像素在合焦情况下的相位差不同，则确定透镜没有处于合焦位置。流程前进到步骤S705。

在步骤S705中，将透镜移动到对应于第二位置的第二可能合焦位置，然后成像装置完成对焦。

在一个实施例中，可以通过相位输出信号线获取选自成像装置的像素阵列的相位检测像素的相位信息，并根据所获取的相位检测像素的相位信息与成像装置的透镜相对于合焦位置的位置之间的预定关系，确定透镜相对于合焦位置的距离。之后将透镜沿着透镜移动轴向预定方向移动所确定的透镜相对于合焦位置的距离。然后重新判断透镜是否处于合焦位置，如果透镜没有处于合焦位置，则将透镜沿着透镜移动轴向与预定方向相反的方向移动所确定的距离的两倍的距离。

根据本发明实施例的图像传感器可以包括CMOS图像传感器以及其它任何适用于相位检测的传感器。根据本发明实施例的成像装置可以包括照相机、摄像机等。根据本实施例的图像传感器以及成像装置可以用于手机、电脑、机器人、监控、医疗、汽车等等多种领域。除了以上提及的部件之外，图像传感器和包括图像传感器的成像装置还可以包括本领域公知的部件，诸如中央处理单元(CPU)、存储器(非易失性存储器和易失性存储器)等等。

在根据本公开实施例中，公开了一种图像传感器，可以包括：像素阵列；相位输出信号线，连接到选自所述像素阵列的相位检测像素，所述相位输出信号线被配置为输出所述相位检测像素的相位信息；相位信息处理单元，根据所述相位检测像素的相位信息，确定与所述像素阵列的图像获取所对应的透镜的对焦状态。

根据一个方面，所述相位信息处理单元可以被配置为根据所述相位检测像素的相位信息与所述对焦状态之间的预定关系，确定所述对焦状态。

根据一个方面，所述相位信息处理单元可以被配置为根据相应的所述相位检测像素的相位差与所述对焦状态之间的预定关系，确定所述对焦状态。

根据一个方面，所述相位检测像素可以是相同颜色的像素。

根据一个方面，所述相位检测像素可以包括在所述像素阵列中彼此间隔开的第一组像素和第二组像素，所述相位信息处理单元可以被配置为根据第一组像素的相位信息和第二组像素的相位信息之间的相位差确定所述对焦状态。

根据一个方面，所述相位检测像素可以包括红色像素、绿色像素和蓝色像素中的一种。

根据一个方面，所述相位检测像素可以被布置在所述像素阵列的同一行或列中，或者被布置在所述像素阵列的不同行或列中。

根据一个方面，相同颜色的像素可以为绿色像素。

根据一个方面，所述像素阵列可以包括：感光单元阵列；设置在感光单元阵列上的滤光单元阵列，其中所述滤光单元阵列可以包括对应于绿色像素的绿色滤光单元、对应于红色像素的红色滤光单元以及对应于蓝色像素的蓝色滤光单元；以及位于滤光单元阵列之上的微透镜阵列。

在根据本公开的实施例中，公开了一种成像装置，可以包括：图像传感器，所述图像传感器可以包括：像素阵列；相位输出信号线，连接到选自所述像素阵列的相位检测像素，所述相位输出信号线可以被配置为输出所述相位检测像素的相位信息；相位信息处理单元，根据所述相位检测像素的相位信息，确定与所述像素阵列的图像获取所对应的透镜的对焦状态。所述成像装置还可以包括透镜以及透镜驱动单元，所述透镜驱动单元可以被配置为根据所述对焦状态，驱动所述透镜移动到合焦位置；其中，所述对焦状态可以包括根据所述相位检测像素的相位信息确定的所述透镜相对于合焦位置的位置。

根据一个方面，所确定的透镜相对于合焦位置的位置可以包括在相对于合焦位置第一方向上的第一位置和在第二方向上的第二位置，第二方向与第一方向相反，所述透镜驱动单元可以被配置为将所述透镜移动到对应于第一位置的第一可能合焦位置；所述相位信息处理单元可以被配置为重新获取所述相位检测像素的相位信息和确定所述透镜相对于合焦位置的位置，以确定所述透镜是否处于合焦位置；以及如果确定所述透镜未处于合焦位置，则所述透镜驱动单元可以被配置为将所述透镜移动到对应于第二位置的第二可能合焦位置。

根据本公开的实施例，公开了一种用于成像装置的对焦方法，可以包括：通过相位输出信号线获取选自成像装置的像素阵列的相位检测像素的相位信息；根据所获取的相位检测像素的相位信息与所述成像装置的透镜相对于合焦位置的位置之间的预定关系，确定所述透镜相对于合焦位置的位置；以及根据所确定的透镜相对于合焦位置的位置，将透镜移动到合焦位置。

根据一个方面，确定所述透镜相对于合焦位置的位置的步骤可以包括：根据相应的所述相位检测像素的相位差与所述透镜相对于合焦位置的位置之间的预定关系，确定所述透镜相对于合焦位置的位置。

根据一个方面，所述相位检测像素可以包括在所述像素阵列中彼此间隔开的第一组像素和第二组像素，以及确定所述透镜相对于合焦位置的位置的步骤可以包括：根据第一组像素的相位信息和第二组像素的相位信息之间的相位差与所述透镜相对于合焦位置的位置之间的预定关系，确定所述透镜相对于合焦位置的位置。

根据一个方面，所确定的透镜相对于合焦位置的位置可以包括在相对于合焦位置第一方向上的第一位置和在与第一方向相反的第二方向上的第二位置，将透镜移动到合焦位置的步骤可以包括：将所述透镜移动到对应于第一位置的第一可能合焦位置；重新获取所述相位检测像素的相位信息并确定所述透镜相对于合焦位置的位置，以确定所述透镜是否处于合焦位置；以及如果确定所述透镜未处于合焦位置，则将所述透镜移动到对应于第二位置的第二可能合焦位置。

根据一个方面，该方法还可以包括根据所确定的透镜距离合焦位置的距离，将透镜向前或后移动该距离，如果未合焦，则将透镜再向后或前移动该距离的两倍。

根据一个方面，从连接到像素阵列中的像素的相位输出信号线获取像素的相位信息可以包括从连接到相同颜色的像素的相位输出信号线获取相同颜色的像素的相位信息。

根据一个方面，从连接到像素阵列中的像素的相位输出信号线获取像素的相位信息可以包括从连接到像素阵列中的同一行相同颜色的像素中相隔列的第一组像素和第二组像素获得第一组相位信息和第二组相位信息。

根据一个方面，相同颜色的像素可以为绿色像素。

根据本公开的实施例，由于图像传感器本身可以实现相位自动对焦，因而不需要额外的光路系统和自动对焦传感器。由此，根据本公开实施例的成像装置的结构轻便，成本较低。

此外，根据本公开的实施例，图像传感器能够有效减少目前PDAF结构所造成的光信号损失，提高图像质量。

在说明书及权利要求中的词语“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”等，如果存在的话，用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解，这样使用的词语在适当的情况下是可互换的，使得在此所描述的本公开的实施例，例如，能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其它取向上操作。

如在此所使用的，词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”，而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本公开不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。

如在此所使用的，词语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。词语“基本上”还允许由寄生效应、噪音以及可能存在于实际的实现方式中的其它实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。

上述描述可以指示被“连接”或“耦合”在一起的元件或节点或特征。如在此所使用的，除非另外明确说明，“连接”意指一个元件/节点/特征与另一种元件/节点/特征在电学上、机械上、逻辑上或以其它方式直接地连接(或者直接通信)。类似地，除非另外明确说明，“耦合”意指一个元件/节点/特征可以与另一元件/节点/特征以直接的或间接的方式在机械上、电学上、逻辑上或以其它方式连结以允许相互作用，即使这两个特征可能并没有直接连接也是如此。也就是说，“耦合”意图包含元件或其它特征的直接连结和间接连结，包括利用一个或多个中间元件的连接。

另外，仅仅为了参考的目的，还可以在下面描述中使用某种术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。

还应理解，“包括/包含”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。

在本公开中，术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式，因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。

本领域技术人员应当意识到，在上述操作之间的边界仅仅是说明性的。多个操作可以结合成单个操作，单个操作可以分布于附加的操作中，并且操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且，另选的实施例可以包括特定操作的多个实例，并且在其它各种实施例中可以改变操作顺序。但是，其它的修改、变化和替换同样是可能的。因此，本说明书和附图应当被看作是说明性的，而非限制性的。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。在此公开的各实施例可以任意组合，而不脱离本公开的精神和范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本公开的范围和精神。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (17)

1.一种图像传感器，其特征在于包括：

像素阵列；

相位输出信号线，连接到选自所述像素阵列的相位检测像素，所述相位输出信号线被配置为输出所述相位检测像素的相位信息，其中所述相位检测像素是所述像素阵列中的任意像素并且同时作为用于获取图像的成像像素；

相位信息处理单元，根据所述相位检测像素的相位信息，确定与所述像素阵列的图像获取所对应的透镜的对焦状态。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于

所述相位信息处理单元被配置为根据所述相位检测像素的相位信息与所述对焦状态之间的预定关系，确定所述对焦状态。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于

所述相位信息处理单元被配置为根据所述相位检测像素中的彼此间隔开的第一组像素的相位信息和第二组像素的相位信息之间的相位差与所述对焦状态之间的预定关系，确定所述对焦状态。

4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于

所述相位检测像素是相同颜色的像素。

5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于

所述相位检测像素包括在所述像素阵列中彼此间隔开的第一组像素和第二组像素，

所述相位信息处理单元被配置为根据第一组像素的相位信息和第二组像素的相位信息之间的相位差确定所述对焦状态。

6.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于所述相位检测像素包括红色像素、绿色像素和蓝色像素中的一种。

7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述相位检测像素被布置在所述像素阵列的同一行或列中，或者被布置在所述像素阵列的不同行或列中。

8.根据权利要求4所述的图像传感器，其中相同颜色的像素为绿色像素。

9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述像素阵列包括：

感光单元阵列；

设置在感光单元阵列上的滤光单元阵列，其中所述滤光单元阵列包括对应于绿色像素的绿色滤光单元、对应于红色像素的红色滤光单元以及对应于蓝色像素的蓝色滤光单元；以及

位于滤光单元阵列之上的微透镜阵列。

10.一种成像装置，其特征在于包括：

根据权利要求1-9中任一项所述的图像传感器；

透镜；以及

透镜驱动单元，其被配置为根据所述对焦状态，驱动所述透镜移动到合焦位置；其中，所述对焦状态包括根据所述相位检测像素的相位信息确定的所述透镜相对于合焦位置的位置。

11.根据权利要求10所述的成像装置，其特征在于

所确定的透镜相对于合焦位置的位置包括在相对于合焦位置第一方向上的第一位置和在第二方向上的第二位置，第二方向与第一方向相反，

所述透镜驱动单元被配置为将所述透镜移动到对应于第一位置的第一可能合焦位置；

所述相位信息处理单元被配置为重新获取所述相位检测像素的相位信息和确定所述透镜相对于合焦位置的位置，以确定所述透镜是否处于合焦位置；以及

如果确定所述透镜未处于合焦位置，则所述透镜驱动单元被配置为将所述透镜移动到对应于第二位置的第二可能合焦位置。

12.一种用于成像装置的对焦方法，其特征在于包括：

通过相位输出信号线获取选自成像装置的像素阵列的相位检测像素的相位信息，其中所述相位检测像素是所述像素阵列中的任意像素并且同时作为用于获取图像的成像像素；

根据所获取的相位检测像素的相位信息与所述成像装置的透镜相对于合焦位置的位置之间的预定关系，确定所述透镜相对于合焦位置的位置；以及

根据所确定的透镜相对于合焦位置的位置，将透镜移动到合焦位置。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于

所述相位检测像素包括在所述像素阵列中彼此间隔开的第一组像素和第二组像素，以及

确定所述透镜相对于合焦位置的位置的步骤包括：根据第一组像素的相位信息和第二组像素的相位信息之间的相位差与所述透镜相对于合焦位置的位置之间的预定关系，确定所述透镜相对于合焦位置的位置。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于

所确定的透镜相对于合焦位置的位置包括在相对于合焦位置第一方向上的第一位置和在与第一方向相反的第二方向上的第二位置，

将透镜移动到合焦位置的步骤包括：

将所述透镜移动到对应于第一位置的第一可能合焦位置；

重新获取所述相位检测像素的相位信息并确定所述透镜相对于合焦位置的位置，以确定所述透镜是否处于合焦位置；以及

如果确定所述透镜未处于合焦位置，则将所述透镜移动到对应于第二位置的第二可能合焦位置。

15.根据权利要求12所述的方法，其中从连接到像素阵列中的像素的相位输出信号线获取像素的相位信息包括从连接到相同颜色的像素的相位输出信号线获取相同颜色的像素的相位信息。

16.根据权利要求12所述的方法，其中从连接到像素阵列中的像素的相位输出信号线获取像素的相位信息包括从连接到像素阵列中的同一行相同颜色的像素中相隔列的第一组像素和第二组像素获得第一组相位信息和第二组相位信息。

17.根据权利要求15所述的方法，其中相同颜色的像素为绿色像素。