CN108886571B - 具有改善的自动对焦性能的成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种成像设备（1），其包括：图像传感器（2）、成像透镜（3）、用来照射场景（SC）的红外光源（5）、以及用于提供自动对焦功能的红外自动对焦系统（6），其中图像传感器（2）包括传感器像素的阵列（21），每个所述传感器像素被布置为双像素（22），每个双像素（22）包括两个独立的像素传感器（22a、22b）以记录作为来自两个像素传感器（22a、22b）的加总信号的图像数据（D1），并且提供作为来自两个像素传感器（22a、22b）中的每一个的单独信号的红外数据（D2）以用于相位对比（PC）自动对焦，其中红外滤光器（7）被布置在成像设备（1）的光圈（4）和成像传感器（2）之间，并且被适配成通过包括被布置为红外阻挡区域的至少一个第一区域（71）和被布置为红外带通区域的至少一个第二区域（72）来将红外光（IR）的仅一部分局部地透射到成像传感器（2）。本发明还涉及一种用来使该设备（1）自动对焦的方法（100）。

Description

具有改善的自动对焦性能的成像设备

技术领域

本发明涉及一种具有改善的自动对焦性能的成像设备以及一种使成像设备自动对焦的方法。

背景技术

由于经良好曝光、对焦和白平衡的图片需要的3A算法（自动对焦、自动曝光、自动白平衡）的原因，拍摄图片的“前导时间（lead time）”可能会令人讨厌地长（尤其对于移动的儿童或动物）。由于任何系统都需要光子才能工作，在黑暗中或在低光条件下，自动对焦系统可能需要附加的光。然而，通常不想要长时间或连续的预闪光。针对这些情况，已经开发了IR自动对焦。不幸的是，这样的IR自动对焦系统需要附加的传感器，并且一般地仅在图像的一个点或选择的点处工作，而不是在完整的图像上工作。将合乎期望的是获得具有减少数量的组件的紧凑的自动对焦系统，该自动对焦系统即使考虑完整图像在低光条件下也提供可靠的自动对焦功能。

发明内容

本发明的一目的是提供一种具有减少数量的组件的紧凑的自动对焦系统，其即使不限于所选择的点在低光条件下也提供可靠的自动对焦功能。对红外光敏感的自动对焦系统避免了长时间或连续的预闪光。由于任何系统都需要光子才能工作，在黑暗中或在低光条件下，自动对焦系统配备有附加的光源，即使在低光条件下也提供可靠的自动对焦功能。

本发明由独立权利要求定义。从属权利要求定义有利的实施例。

根据第一方面，提供了一种成像设备。该成像设备包括：用来记录来自场景的图像数据的图像传感器、被布置在成像设备的光圈和图像传感器之间的光路径中的成像透镜、用来照射场景的红外光源、以及用于将图像传感器自动设定在成像透镜的焦点处的红外自动对焦系统，其中图像传感器包括传感器像素的阵列，每个传感器像素被布置为双像素，每个双像素包括两个独立的像素传感器以由图像传感器记录作为来自两个像素传感器的加总信号的图像数据，并且将作为来自两个像素传感器中的每一个的单独信号的红外数据提供到自动对焦系统以用于相位对比（phase contrast）自动对焦，其中红外滤光器被布置在光圈和成像传感器之间的光路径中，并且被适配成沿着光路径将红外光的仅一部分或更少局部地透射到成像传感器。

术语“成像设备”表示适合于在存储图像数据的存储设备上将图像或图像序列记录为图片或电影的所有设备，或者包括适合于在存储图像数据的存储设备上将图像或图像序列记录为图片或电影的组件的设备。

术语“成像透镜”表示形成透镜系统的所有透镜或多个子透镜的组合，该透镜系统用于对进入成像设备的可见光和红外光的束进行整形，以便记录由所检测到的经整形的束的光得到的对应图像数据。光圈表示成像设备的开口，在该开口处来自场景的光束进入成像设备以被成像透镜进一步整形。光束表示从场景发射或反射的可见光和红外光。场景表示成像设备应当记录的内容。

术语“红外光源”表示提供具有长于750nm的波长的红外光的任何合适的光源。红外光源可以被布置在成像设备的壳体处的适合于照射要被成像设备记录的场景的任何位置处，或者在光学设备内的一位置处，在该位置处光学构件将红外光引导到外部。

术语“红外自动对焦系统”表示适合于自动控制成像设备的电机的任何一种系统，该电机沿着成像透镜的光轴移动成像透镜，以便基于光学传感器数据（这里，来自通过光圈进入成像设备的光的红外光谱内的光）将成像传感器设定在焦点处。

图像传感器被适配成检测来自要被记录为图像或电影的场景的图像数据和也从该场景获得的要被用于自动对焦的自动对焦数据两者，包括传感器像素的阵列。传感器像素的数量决定了可以在其下拍摄图像数据的分辨率。代替每个像素仅具有一个传感器，根据本发明的图像传感器包括所谓的双像素，以便将图像拍摄功能以及自动对焦功能集成在一个单个图像传感器内。双像素中的每一个包括对可见光和红外光都敏感的两个独立的像素传感器，其中图像数据由每个双像素的两个传感器的加总信号得到。该加总信号是每个双像素的每个像素传感器的所检测到的光的叠加。与此相反，所提供的自动对焦信号是由每个双像素的每个传感器像素独立得到的单独信号。通过分析针对每个双像素的两个信号的相位对比，自动对焦信号生成控制信号以控制电机功能，以便调整成像透镜的方位，以便将图像传感器设定在成像透镜的焦点处。基于相位对比的自动对焦功能一般适用于可见光和/或红外光。然而，在没有可见光或太少可见光的情况下，照明设备的红外光源照射场景以用于自动对焦目的，其中自动对焦数据对应于红外数据并且自动对焦信号对应于红外信号。

术语“红外滤光器”表示被布置在光圈和图像传感器之间处于任何合适的方位以便局部地减少朝向图像传感器的红外光的透射或完全阻挡朝向图像传感器的红外光的透射的滤光器，而红外滤光器的相对于通过成像设备的光路径具有不同位置的其他部分对于红外光至少是半透明或完全透明的，以便利用红外光照射双像素中的至少一些，来生成用于使成像设备对焦的红外数据。红外滤光器可以具有适合于至少局部地减少红外光的透射的任何形状，例如红外滤光器可以具有圆形或矩形形状。红外滤光器可以被布置为，在沿着光路径从光圈到图像传感器的方向上看，在成像透镜的前面、或者在成像透镜包括多个子透镜的情况下在各子透镜中的两个子透镜之间、或者在成像透镜和图像传感器之间。

红外滤光器的使用显著改善了由自动对焦系统执行的自动对焦功能的质量和可靠性。此外，能够在同一组件中提供图像数据和红外数据的一个单个图像传感器的使用减少了在成像设备内所需的组件的数量，进一步允许制造紧凑的成像设备并且提供不限于图像的所选择的点而是考虑完整图像的自动对焦系统以施行自动对焦功能。红外光源保证自动对焦系统即使在傍晚或夜晚期间在低光条件下也能够可靠地工作。

成像设备可以以这样的方式布置：红外滤光器的平行于成像传感器的横向尺寸和红外滤光器的位置被适当地适配以便被指向成像传感器的所有的光通过。这增加了每个双像素的像素之间的相位对比。此外，所有双像素都可以被用来提供红外数据以用于对焦。红外滤光器的红外透射率可以被适配成允许良好的色彩再现，其中太高的整体红外透射降低所拍摄图片的色彩再现。通过减小红外透射滤光器区域的尺寸或在半透射滤光器区域的情况下减小红外透射，可以降低整体透射。

成像设备可以以这样的方式布置：红外滤光器包括被布置为红外阻挡区域的至少一个第一区域和被布置为红外带通区域的至少一个第二区域。红外阻挡和透射区域的合适的布置能够改善每个双像素的像素之间的相位对比。红外带通区域的透射带应当匹配成像设备的红外光源的发射器光谱。第一和第二区域的尺寸以及第一和第二区域的面积的比率适配于成像设备的应用，其中大的第二区域改善自动对焦准确性并且小的第二区域由于对图像信号的较小干扰从而改善色彩再现。可以根据特定的成像设备以及所需要的自动对焦功能的何种准确性来适配第一和第二区域之间的比率。此外，该比率取决于红外光源的亮度、成像设备和将红外光朝向成像设备反射的对象之间的距离以及图像传感器的红外灵敏度。

成像设备可以以这样的方式布置：红外滤光器包括由第二区域围绕的内部第一区域。在这种情况下，指向双像素中的两个像素的红外束具有大的入射角，导致改善自动对焦功能的可靠性的较大的相位对比。红外滤光器还可以以这样的方式布置：第二区域附加地被外部第一区域围绕。这定义了由双像素的像素传感器检测到的红外光的更准确的可能入射角。

成像设备可以以这样的方式布置：成像透镜具有光轴，并且内部第一区域相对于光轴处于中心。这种布置避免了由于图像滤光器相对于成像透镜的离轴对准而导致的不平衡信号。

成像设备可以以这样的方式布置：至少两个独立的第二区域被布置在第一区域内。在这种情况下，第二区域被第一区域围绕。第二区域的形状可以适配特定的成像设备和图像传感器，其中不同的第二区域的形状可以是相同的或不同的。这种布置减小了透射红外光的总面积，以便一方面改善色彩再现并且另一方面使得能够将红外透射局部地适配图像传感器的任何特定形状或设计。在一实施例中，独立的第二区域具有圆形和/或矩形形状。在另一实施例中，第二区域的总面积小于第一区域的20%，优选地小于第一区域的10%。

成像设备可以以这样的方式布置：至少一个第二区域被布置成相对于红外滤光器的中心更靠近红外滤光器的外边缘。在这种情况下，红外透射的第二区域被移位到距成像设备的光轴的较大距离处，导致到传感器的透射红外光的较大入射角，以改善自动对焦准确性。

成像设备可以以这样的方式布置：第二区域被适配成在覆盖红外光源的发射最大值的波长范围内透射红外光，以便增加所得到的红外数据的信噪比。优选地，波长范围在800nm和1000nm之间。

成像设备可以以这样的方式布置：红外滤光器对于可见光是完全透明的，以便不干扰要被像素传感器检测以记录图像数据的可见光。 可见光表示具有小于750nm、优选地小于700nm的波长的光。术语完全透明也表示跨红外滤光器的均匀透明度。

成像设备可以以这样的方式布置：红外光源是发射具有在800nm和1000nm之间、优选地在840nm和940nm之间的峰值波长的光的窄带光源。具有清晰可辨（sharp）并且有限的发射光谱的窄带光源使得能够提供适合于将红外光源正式发射到场景、从场景反射的大多数红外光透射到图像传感器的透射带，以便进一步改善来自双像素的像素传感器的红外数据（红外信号）的信噪比。光源在提供具有50nm或更小（例如，介于2nm和50nm之间）的半最大值全宽度的发射光谱的情况下被表示为窄带光源。

成像设备可以以红外光源是LED或VCSEL的方式布置。这些光源是小的并且因此是紧凑的，具有长寿命并且提供（例如小于50nm宽度的）窄带发射光谱。

成像设备可以以这样的方式布置：响应于成像传感器的红外数据来适配成像透镜沿着光路径的方位，以便将图像传感器自动设定在成像透镜的焦点处。这里，红外自动对焦系统自动控制成像设备的电机，该电机沿着成像透镜的光轴移动成像透镜，以便基于光学传感器数据（这里，来自在通过光圈进入成像设备的光的红外光谱内的光）将成像传感器设定在焦点处。

成像设备可以以成像设备是相机、智能电话或平板PC的方式布置。

根据第二方面，提供了一种使根据本发明的成像设备自动对焦的方法，该成像设备包括具有传感器像素的阵列的图像传感器、被布置在成像设备的光圈与图像传感器之间的光路径中的成像透镜、红外光源以及红外自动对焦系统，其中阵列的传感器像素每个被布置为包括每双像素两个独立像素传感器的双像素。该方法包括以下步骤：

-利用红外光源照射场景；

-由布置在成像透镜和成像传感器之间的红外滤光器过滤已经通过成像透镜的来自场景的光，并且沿着光路径将红外光的仅一部分或更少局部地透射到成像传感器；

-将来自图像传感器的双像素的像素传感器中的每一个的红外数据作为单独信号提供到自动对焦系统以用于相位对比自动对焦；并且

-响应于自动对焦系统，将图像传感器自动设定在成像透镜的焦点处。

该方法可以以这样的方式布置：该方法还包括以下步骤：由在焦点处的图像传感器的像素传感器将来自场景的图像数据记录为每个双像素的加总信号。

应当理解，本发明的优选实施例还可以是从属权利要求与相应独立权利要求的任何组合。

另外的有利实施例在下面被定义。

附图说明

本发明的这些和其他方面从下文描述的实施例将是清楚明白的，并且将参考下文描述的实施例进行阐述。

现在将参考附图基于实施例以示例的方式描述本发明。

在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的成像设备的主要简图。

图2示出了该图像传感器的主要简图：（a）作为概览，（b）在放大视图中示出了传感器像素的阵列的一部分，以及（c）在进一步放大的视图中示出了阵列的一个传感器像素作为双像素的布置。

图3示出了当检测红外数据时根据本发明的成像设备中的光路径的主要简图。

图4示出了当检测图像数据时根据本发明的成像设备中的光路径的主要简图。

图5示出了在本发明的成像设备内的红外滤光器的方位的不同实施例。

图6示出了根据本发明的红外滤光器的实施例。

图7示出了根据本发明的红外滤光器的多个不同实施例。

图8示出了根据本发明的方法的实施例的主要简图。

在附图中，相同的数字始终指代相同的对象。附图中的对象不一定按比例绘制。

具体实施方式

现在将借助于附图描述本发明的各种实施例。

图1示出了根据本发明的实施例的成像设备1的主要简图，其该成像设备1包括用来记录来自场景SC（指示为前景中的人）的图像数据D1的图像传感器2、被布置在成像设备1的光圈4和图像传感器2之间的光路径LP中的成像透镜3（这里显示为大的框以指示成像透镜3可以是包括多个子透镜的透镜系统）、用来照射场景SC的红外光源5、以及用于将图像传感器2自动设定SF在成像透镜3的焦点处的红外自动对焦系统6，其中图像传感器2包括传感器像素的阵列21，每个传感器像素被布置为双像素22，以将图像数据D1记录在图像数据存储器8中，并且向自动对焦系统6提供红外数据D2以用于相位对比PC自动对焦，其中红外滤光器7被布置在光圈4和成像传感器2之间的光路径LP中，在本实施例中，例如在成像透镜3和成像传感器2之间。红外滤光器7被适配成沿着光路径LP将红外光IR的仅一部分局部地透射到成像传感器2。红外光源5可以是发射具有在800nm和1000nm之间、优选地在840nm和940nm之间的峰值波长的光的窄带光源。发光角度优选地尽可能大，以便照射场景的大部分，从而以便提供从场景的尽可能多数量的对象回到图像传感器2的反射红外光以用于优选地自动对焦整个场景的目的。红外光源5可以是LED或VCSEL。在自动对焦期间，响应于成像传感器2的红外数据D2而沿着光路径LP（或者成像透镜的光轴）移动成像透镜3的方位，以便将图像传感器2自动设定在成像透镜3的焦点处。图1中示出的成像设备1可以是相机、智能电话或平板PC。

图2示出了图像传感器2的主要简图：（a）作为概览，（b）在放大视图中示出了传感器像素的阵列21的一部分，以及（c）在进一步放大的视图中详细示出了阵列21的一个传感器像素22作为双像素22的布置。图像传感器2包括传感器像素的阵列21，每个传感器像素被布置为双像素22，每个双像素22包括两个独立的像素传感器22a、22b以由图像传感器2记录作为来自两个像素传感器22a、22b的加总信号的图像数据D1，并且将作为来自两个像素传感器22a、22b中的每一个的单独信号的红外数据D2提供到自动对焦系统6以用于相位对比PC自动对焦。

图3示出了当检测红外数据D2时根据本发明的成像设备1中的光路径LP的主要简图。红外滤光器7被布置在成像透镜3和由一个双像素22的两个像素传感器22a、22b指示的成像传感器2之间在方位P7处。在这个实施例中，红外滤光器7包括被布置为红外阻挡内部区域711的一个第一区域71和被布置为在内部区域711外部的红外带通区域的第二区域72，第二区域72围绕内部第一区域711。此外，第二区域72附加地被外部第一区域712围绕。附加地，成像透镜3具有光轴OP，并且内部第一区域711相对于光轴OP处于中心。第二区域72被适配成透射覆盖红外光源5的发射最大值的波长范围（优选地是800nm至1000nm的范围）内的红外光IR（由经过的虚线指示）。双像素22将作为来自两个像素传感器22a、22b中的每一个的单独信号D2的红外数据D2提供到自动对焦系统6以用于相位对比PC自动对焦。基于所提供的红外数据D2，适配SF成像透镜3沿着光路径LP的方位，以便将图像传感器2自动设定在成像透镜3的焦点处，其中到自动对焦系统6的单独的信号D2根据源自传感器像素22a、22b的不同位置的它们的相位对比PC而被分析。所得到的确定的相位对比PC使得自动对焦系统6能够控制移动成像透镜的电机（这里未示出）。

图4示出了当检测图像数据D1时根据本发明的成像设备1中的光路径LP的主要简图。位于成像透镜3和由一个双像素22的两个像素传感器22a、22b指示的图像传感器2之间的红外滤光器7对于可见光（由经过的虚线指示）是透明的。双像素22将作为来自两个像素传感器22a、22b的加总信号D2的图像数据D1提供到图像数据存储器8，以在根据如图3中示出的过程已经将图像传感器2设定在成像透镜3的焦点处之后来记录所期望的图像。

图5示出了在本发明的成像设备1内的红外滤光器7的方位的不同实施例。在这个示例中，红外滤光器7的结构与在图3和4中所示出的相同。在其他实施例中，结构可以是不同的。红外滤光器7可以被布置在包括两个子透镜的成像透镜3和由双像素22a、b指示的图像传感器3之间（图5的左侧部分）。在另一实施例中，红外滤光器7可以被布置为，在从光圈朝向图像传感器的方向上看，在成像透镜3的前面（图5的中央部分）。在另一实施例中，红外滤光器7可以被布置于成像透镜内在两个子透镜之间（图5的右侧部分）。在所有这些不同的位置处，红外滤光器将依照如上面描述的本发明提供相同的效果。

图6在指向图像传感器2（这里未示出）的俯视图中示出了根据本发明的红外滤光器7的实施例。红外滤光器7包括两个被布置为红外阻挡区域的第一区域71（内部第一区域711和外部第一区域712）和一个被布置为红外带通区域的第二区域72，其中内部第一区域711被第二区域72围绕并且第二区域72附加地被外部第一区域712围绕。横向尺寸D7x、D7y表示红外滤光器7的平行于成像传感器2的尺寸，其被适当地适配以便被指向成像传感器2的所有光L、IR通过。在这个实施例中，第二区域72具有围绕被成形为圆形的内部第一区域711的环形形状，其中内部第一区域711具有被适配成覆盖由成像透镜3提供的光路径LP的至少70%的第一直径D711。

图7示出了根据本发明的红外滤光器7的多个不同实施例，其中红外滤光器7包括被布置为红外阻挡区域的至少一个第一区域71和被布置为红外带通区域的至少一个第二区域72。上面的四个实施例示出了具有方形形状的红外滤光器7，而下面的四个实施例示出了具有圆形形状的红外滤光器7。左上实施例对应于根据图6的红外滤光器7，其中左下实施例示出了类似的结构，其中红外滤光器7是圆形滤光器。在这两个实施例中，红外滤光器7包括被第二区域72围绕的内部第一区域711，其中第二区域72附加地被外部第一区域712围绕。所有其他实施例涉及其中两个或四个独立的第二区域72被布置在围绕独立的第二区域72的第一区域71内的红外滤光器7。右上和右下实施例包括具有矩形形状而不是圆形形状的独立的第二区域72。此外，第二区域被布置成相对于红外滤光器7的中心更靠近红外滤光器7的外部边缘73（见图6）。

图8示出了根据本发明的方法的实施例的主要简图，该方法使依照本发明的成像设备1自动对焦，成像设备1包括具有传感器像素的阵列21的图像传感器2、被布置在成像设备1的光圈4与图像传感器3之间的光路径LP中的成像透镜3、红外光源5以及红外自动对焦系统6，其中阵列21的传感器像素每个被布置为包括每双像素22两个独立像素传感器22a、22b的双像素22，该方法包括以下步骤：利用红外光源5照射110场景SC；由布置在成像透镜3和成像传感器2之间的红外滤光器7过滤120已经通过成像透镜3的来自场景SC的光，并且沿着光路径LP将红外光IR的仅一部分局部地透射到成像传感器2；将来自图像传感器2的双像素22的像素传感器22a、22b中的每一个的红外数据D2作为单独信号提供130到自动对焦系统6以用于相位对比PC自动对焦；以及响应于自动对焦系统6，将图像传感器2自动设定140在成像透镜2的焦点处。在设定的自动对焦的情况下，方法100还可以包括以下步骤：由在焦点处的图像传感器2的像素传感器22a、22b将来自场景SC的图像数据D1记录150为每个双像素22的加总信号。

虽然已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本发明，但是这种说明和描述应被认为是说明性或示例性的而非限制性的。

通过阅读本公开，其他修改对于本领域技术人员而言将是清楚明白的。这些修改可以涉及本领域中已知的并且可以代替本文已经描述的特征或除了本文已经描述的特征之外而被使用的其他特征。

通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员能够理解并实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个元件或步骤。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的纯粹事实并不指示这些措施的组合不能用于获益。

权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制其范围。

附图标记列表：

1 根据本发明的成像设备

2 成像设备的图像传感器

21 传感器像素的阵列

22 双像素

22a、22b 每个双像素的独立的像素传感器

3 成像设备的成像透镜

4 成像设备的光圈

5 成像设备的红外光源（例如VCSEL、LED）

6 成像设备的自动对焦系统

7 成像设备的红外滤光器

71 第一区域

711 内部第一区域

712 外部第一区域

72 第二区域

73 红外滤光器的外部边缘

8 图像数据存储器

100 方法

110 利用红外光源照射场景

120 过滤已经通过成像透镜的来自场景的光

130 提供红外数据到自动对焦系统

140 将图像传感器自动设定在成像透镜的焦点处

150 记录来自场景的图像数据

D1 图像数据

D2 红外数据

D7x、D7y 滤光器的平行于图像传感器的横向尺寸

D711 内部第一区域的第一直径

IR 红外光

L 光

LP 光路径

OP 成像透镜的光轴

P7 红外滤光器的位置

PC 相位对比自动对焦

SC 场景

SF 移动成像透镜以将图像传感器自动设定在焦点处

Claims (17)

1.一种成像设备（1），其包括：用来记录来自场景（SC）的图像数据（D1）的图像传感器（2）、被布置在所述成像设备（1）的光圈（4）和所述图像传感器（2）之间的光路径（LP）中的成像透镜（3）、用来照射所述场景（SC）的红外光源（5）、以及用于自动移动（SF）所述成像透镜（3）以便将所述图像传感器（2）设定（SF）在焦点处的红外自动对焦系统（6），其中所述图像传感器（2）包括传感器像素的阵列（21），每个所述传感器像素被布置为双像素（22），每个双像素（22）包括两个独立的像素传感器（22a、22b）以由所述图像传感器（2）记录作为来自两个像素传感器（22a、22b）的加总信号的所述图像数据（D1），并且将作为来自所述两个像素传感器（22a、22b）中的每一个的单独信号的红外数据（D2）提供到所述自动对焦系统（6）以用于相位对比（PC）自动对焦，其中红外滤光器（7）被布置在所述光圈（4）和所述图像传感器（2）之间的所述光路径（LP）中，其中所述滤光器被适配成过滤指向所述图像传感器的所有光，其中所述红外滤光器（7）包括被布置为红外阻挡区域的至少一个第一区域（71）和被布置为红外带通区域的至少一个第二区域（72），并且其中仅红外光（IR）的穿过所述至少第二区域的一部分沿着所述光路径（LP）被透射到所述图像传感器（2）。

2.依照权利要求1所述的成像设备（1），其中所述红外滤光器（7）的平行于所述图像传感器（2）的横向尺寸（D7x、D7y）和所述红外滤光器（7）的位置（P7）被适当地适配，以便被指向所述图像传感器（2）的所有光（L、IR）通过。

3.依照权利要求1所述的成像设备（1），其中所述红外滤光器（7）包括被所述第二区域（72）围绕的内部第一区域（711），其中所述第二区域（72）附加地被外部第一区域（712）围绕。

4.依照权利要求3所述的成像设备（1），其中所述成像透镜（3）具有光轴（OP）并且所述内部第一区域（711）相对于所述光轴（OP）处于中心。

5.依照权利要求3所述的成像设备（1），其中至少两个独立的第二区域（72）被布置在所述第一区域（71）内。

6.依照权利要求3所述的成像设备（1），其中至少两个独立的第二区域（72）具有圆形和/或矩形形状。

7.依照权利要求3-6中的一项所述的成像设备（1），其中所述至少一个第二区域（72）被布置成相对于所述红外滤光器（7）的中心更靠近所述红外滤光器（7）的外部边缘（73）。

8.依照权利要求3-6中的一项所述的成像设备（1），其中所述第二区域（72）被适配成透射覆盖所述红外光源（5）的发射最大值的波长范围的红外光（IR）。

9.依照权利要求3-6中的一项所述的成像设备（1），其中所述第二区域（72）被适配成透射800nm至1000nm的范围内的红外光（IR）。

10.依照权利要求3-6中的一项所述的成像设备（1），其中所述红外滤光器（7）对于可见光是完全透明的。

11.依照权利要求3-6中的一项所述的成像设备（1），其中所述红外光源（5）是发射具有在800nm和1000nm之间的峰值波长的光的窄带光源。

12.依照权利要求3-6中的一项所述的成像设备（1），其中所述红外光源（5）是发射具有在840nm和940nm之间的峰值波长的光的窄带光源。

13.依照权利要求1所述的成像设备（1），其中所述红外光源（5）是LED或VCSEL。

14.依照权利要求3-6中的一项所述的成像设备（1），其中所述成像透镜（3）沿着所述光路径（LP）的方位响应于所述图像传感器（2）的所述红外数据（D2）进行适配，以便将所述图像传感器（2）自动设定在所述成像透镜（3）的焦点处。

15.依照权利要求3-6中的一项所述的成像设备（1），其中所述成像设备（1）是相机、智能电话或平板PC。

16.一种使依照权利要求1所述的成像设备（1）自动对焦的方法（100），所述成像设备（1）包括具有传感器像素的阵列（21）的图像传感器（2）、被布置在所述成像设备（1）的光圈（4）与所述图像传感器（2）之间的光路径（LP）中的成像透镜（3）、红外光源（5）以及红外自动对焦系统（6），其中所述阵列（21）的传感器像素每个被布置为包括每双像素（22）两个独立像素传感器（22a、22b）的双像素（22），所述方法（100）包括以下步骤：

-利用所述红外光源（5）照射（110）场景（SC）；

-由布置在所述光路径（LP）中在所述成像透镜（3）和所述图像传感器（2）之间的红外滤光器（7）过滤（120）已经通过所述成像透镜（3）的来自所述场景（SC）的光，其中所述滤光器被适配成过滤指向所述图像传感器的所有光，其中所述红外滤光器（7）包括被布置为红外阻挡区域的至少一个第一区域（71）和被布置为红外带通区域的至少一个第二区域（72），并且其中仅红外光（IR）的穿过所述至少第二区域的一部分沿着所述光路径（LP）被透射到所述图像传感器（2）；

-将来自所述图像传感器（2）的所述双像素（22）的所述像素传感器（22a、22b）中的每一个的红外数据（D2）作为单独信号提供（130）到所述自动对焦系统（6）以用于相位对比（PC）自动对焦；并且

-响应于所述自动对焦系统（6），自动移动所述成像透镜（3）以便将所述图像传感器（2）设定（140）在所述成像透镜（3 ）的焦点处。

17.依照权利要求16所述的方法（100），还包括以下步骤：由在焦点处的所述图像传感器（2）的所述像素传感器（22a、22b）将来自所述场景（SC）的图像数据（D1）记录（150）为每个双像素（22）的加总信号。

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