CN108989717B - 包括相位检测像素的图像传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种图像传感器，其包括像素阵列，所述像素阵列提供按多行和多列布置的多个像素。多个像素包括：多个图像感测像素，每个图像感测像素包括具有相同滤色器的多个图像感测子像素；以及多个相位检测像素，每个相位检测像素包括至少一个相位检测子像素，该相位检测子像素产生用于计算各图像之间的相位差的相位信号，其中包括在同一图像感测像素中的多个图像感测子像素连接到一条选择信号线并接收同一选择信号。

Description

包括相位检测像素的图像传感器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年6月5日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2017-0069771的优先权，其公开内容通过引用其全部合并于此。
技术领域
本公开涉及一种图像传感器，并且更具体地，涉及一种包括相位检测像素的图像传感器。
背景技术
捕捉图像并将它们转换为电信号的图像传感器用于安装在汽车、安全装置和机器人中的照相机，以及诸如数码相机、移动电话照相机和便携式摄像机的普通消费电子设备。每个这样的图像传感器具有像素阵列，并且包括在像素阵列中的每个像素可以包括光学感测元件。通常，图像传感器会需要执行自动聚焦功能，以便可以快速准确地进行图像拍摄。
发明内容
本公开提供了一种图像传感器，其能够在快速执行自动聚焦功能的同时确保图像质量。
根据本发明构思的一个方面，提供一种图像传感器，其包括像素阵列，所述像素阵列提供以多行和多列布置的多个像素，其中，所述多个像素包括：多个图像感测像素，每个图像感测像素包括多个图像感测子像素，所述多个图像感测子像素包括相同的滤色器；以及多个相位检测像素，每个相位检测像素包括至少一个相位检测子像素，所述至少一个相位检测子像素被配置为产生用于计算各图像之间的相位差的相位信号，其中，包括在同一图像感测像素中的多个图像感测子像素连接到一条选择信号线并接收同一选择信号。
根据本发明构思的另一个方面，提供一种图像传感器，其包括像素阵列，所述像素阵列提供以多行和多列布置的多个像素，其中，所述多个像素包括：多个图像感测像素，每个图像感测像素被配置为产生图像信号；以及第一相位检测像素和第二相位检测像素，所述第一相位检测像素和所述第二相位检测像素被配置为产生用于计算各图像之间的相位差的不同的相位信号，其中，所述第一相位检测像素和所述第二相位检测像素的数量与布置在所述像素阵列中的所述多个像素的数量之比具有1/16或1/32的值。
根据本发明构思的另一个方面，提供一种图像传感器，包括：像素阵列，其包括多个相位检测像素和多个图像感测像素；以及行驱动器，其被配置为产生用于控制所述像素阵列的多个信号，其中，所述多个相位检测像素中的每一个包括至少一个相位检测子像素，并且所述多个图像感测像素中的每一个包括多个图像感测子像素，所述多个图像感测子像素通过一条选择信号线连接到所述行驱动器并且接收同一选择信号。
附图说明
根据以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本发明构思的各示例实施例，在附图中：
图1是根据本发明构思的示例实施例的数字成像装置的示例性结构的示图；
图2是根据本发明构思的示例实施例的图像传感器的配置的框图；
图3是图2的像素阵列的示例实施例的示图，并且图3示出了图2的像素阵列的一部分；
图4A和图4B是用于说明图3的共享相位检测像素的示例实施例的示图；
图5是图4A的第一共享相位检测像素沿线A-A'截取的截面图；
图6A至图6C是用于说明图3的像素阵列中包括的多个共享像素的布置的示图；
图7是用于说明图2的行驱动器与图6A的像素阵列之间的连接的示图；
图8是用于说明图3的共享相位检测像素的示例实施例的示图；
图9是用于说明图3的像素阵列中包括的多个共享像素的布置的示图；
图10是用于说明图3的共享相位检测像素的示例实施例的示图；
图11是用于说明图3的像素阵列中包括的多个共享像素的布置的示图；
图12是用于说明图2的行驱动器与图10的像素阵列之间的连接的示图；
图13是图2的像素阵列的示例实施例的示图；
图14是用于说明图13的共享相位检测像素的示例实施例的示图；
图15A至图15C是用于说明图2的像素阵列中包括的多个像素的布置的示图；以及
图16A和图16B是用于说明图2的像素阵列中包括的多个像素的布置的示图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明构思的各示例实施例。
图1是根据本发明构思的示例实施例的执行自动聚焦(AF)功能的数字成像设备1000的示例性结构的示图。
根据本发明构思的示例实施例，数字成像设备1000可以包括拍摄单元1100、图像传感器100和处理器1200(例如，中央处理单元(CPU))。数字成像设备1000可以具有焦点检测功能。
数字成像设备1000的所有操作可以由处理器1200控制。处理器1200可以向透镜驱动器1120、光圈驱动器1140、控制器120等提供每个组件的操作的控制信号。
拍摄单元1100可以包括作为用于接收光的组件的透镜1110、透镜驱动器1120、光圈1130和光圈驱动器1140。透镜1110可以包括多个透镜。
透镜驱动器1120可以根据处理器1200提供的控制信号来调整透镜1110的位置。透镜驱动器1120可以沿着透镜1110与物体2000的距离增加或减少的方向来移动透镜1110。从而，可以调整透镜1110和物体2000之间的距离。取决于透镜1110的位置，可以对物体2000聚焦或散焦。
例如，如果透镜1110与物体2000之间的距离相对较短，则透镜1110可能在对物体2000聚焦的聚焦位置之外，并且在由图像传感器100捕获的各图像之间可能产生相位差。基于由处理器1200提供的控制信号，透镜驱动器1120可以沿着透镜1110与物体2000的距离增加的方向移动透镜1110。
可替换地，如果透镜1110和物体2000之间的距离相对较长，则透镜1110可能在聚焦位置之外，并且在图像传感器100上形成的各图像之间可能产生相位差。基于由处理器1200提供的控制信号，透镜驱动器1120可以沿着透镜1110与物体2000的距离减小的方向上移动透镜1110。
图像传感器100可以将入射光转换为图像信号。图像传感器100可以包括像素阵列110、控制器120和信号处理器130。透过透镜1110和光圈1130的光信号到达像素阵列110的光接收表面并且可以在其上形成物体的图像。
像素阵列110可以是将光信号转换为电信号的互补金属氧化物半导体图像传感器(CIS)。像素阵列110的灵敏度等可以由控制器120调整。像素阵列110可以包括多个像素PX，所述多个像素PX包括多个图像感测像素IPX和多个相位检测像素PPX。
在一些实施例中，多个相位检测像素PPX可以布置在像素阵列110的四单元结构(例如，使用包括多个子像素的共享像素实现的结构)中，以提供宽动态范围和相位差AF功能。在本公开中使用的术语“共享像素”可以指被布置为共享特定电路的多个像素组。例如，像素组可以包括多个子像素，并且所述像素组中的至少一些子像素可以共享复位晶体管、源极跟随器晶体管和选择晶体管中的至少一个。在该实施方式中，每个像素组可以包括四个子像素以及与每个子像素对应的四个光电二极管，但是本公开不限于此。复位晶体管可以被激活以通过去除从先前曝光时段起的全部集成电荷(integrated charge)来将这些光电二极管累积的浮置电荷复位为电源电压Vdd。源极跟随器晶体管可将模拟像素信号提供给列信号线，所述模拟像素信号对应于由选中光电二极管累积的电荷。选择晶体管可以操作以将由源极跟随器晶体管提供的模拟像素信号连接到相应的列信号线。在该示例中，每个像素组可以具有不与其他像素组共享的传输晶体管、复位晶体管、源极跟随器晶体管和选择晶体管。例如，包括在同一共享图像感测像素IPX中的多个图像感测子像素可以连接到一条选择信号线并且可以接收相同的选择信号。在一些实施例中，多个相位检测像素PPX可以以适当比例布置在像素阵列110中，使得图像传感器100可以在保持高分辨率的同时提供有效的补偿功能和相位差AF功能。例如，在一个实施例中，布置在像素阵列110中的相位检测子像素的数量与布置在像素阵列中的多个共享像素的数量之比可以是1/32，或者在另一个实施例中该比例可以是1/64。这将在下面参考图2等来进行详细描述。
处理器1200可以从信号处理器130接收像素信息，以执行相位差计算。包括在像素阵列110中的多个相位检测像素PPX可以用于在物体上聚焦。多个相位检测像素PPX可以产生相位信号。相位信号可以包括与在图像传感器100上形成的各图像的位置相关联的信息。因此，相位信号可以用于计算各图像之间的相位差。基于计算出的相位差可以计算透镜1110的聚焦位置。例如，相位差为0的透镜1110的位置可以是聚焦位置。处理器1200可以获得焦点的位置、焦点的方向或者物体2000和图像传感器100之间的距离来作为相位差计算的结果。处理器1200可以向透镜驱动器1120输出控制信号，以基于相位差计算的结果来移动透镜1110的位置。
处理器1200可以降低输入信号的噪声，并且可以执行图像信号用于改善图像质量处理，诸如伽马校正、滤色器阵列插值、颜色矩阵、颜色校正、颜色增强等。另外，处理器1200可以压缩由图像信号处理产生的图像数据以提高图像质量，产生图像文件，或者可以从图像文件恢复图像数据。
图2是根据本发明构思的示例实施例的图像传感器100的配置的框图。
如图2所示，图像传感器100可以包括像素阵列110、控制器120、信号处理器130、行驱动器140和信号读取器150。
像素阵列110可以以像素为单位形成并且可以包括多个像素PX。多个像素PX中的每一个可以包括相应的光学感测元件。例如，光学传感元件可以是光电二极管。多个像素PX吸收光以产生电荷，并且根据所产生电荷的电信号(输出电压)可以被提供给信号读取器150。
像素阵列110可以包括多个图像感测像素IPX和多个相位检测像素PPX。多个图像感测像素IPX可以产生与物体相对应的图像信号。多个相位检测像素PPX可以产生用于计算各图像之间的相位差的相位信号。多个图像感测像素IPX和多个相位检测像素PPX可以布置在各像素PX中。
包括在图像传感器100中的多个相位检测像素PPX可以用于对物体聚焦。由多个相位检测像素PPX产生的相位信号可以包括关于在图像传感器100上形成的各图像的位置的信息。因此，相位信号可以用于计算各图像之间的相位差。基于计算出的相位差，可以计算透镜1110(图1)的聚焦位置。例如，使相位差为零的透镜1110的位置(图1)可以是聚焦位置。
在本发明构思的示例实施例中，多个相位检测像素PPX可以用于测量物体2000和图像传感器100之间的距离并且用于对物体2000聚焦。可以参考附加信息(诸如在图像传感器100上形成的各图像之间的相位差、透镜1110和图像传感器100之间的距离、透镜1110的尺寸、透镜1110的聚焦位置等)来测量物体2000和图像传感器100之间的距离。
控制器120可以控制行驱动器140，使得像素阵列110可以通过吸收光来累积电荷、暂时存储所累积的电荷、并且将与所存储的电荷对应的电信号输出到像素阵列110的外部。另外，控制器120可以控制信号读取器150以测量由像素阵列110提供的输出电压。
行驱动器140可以产生用于控制像素阵列110的复位控制信号RS、传输控制信号TX和选择信号SELS，并将所产生的信号RS、TX和SELS提供给在像素阵列110中包括的多个像素PX。行驱动器140可以基于是否执行AF功能来确定用于多个相位检测像素PPX的复位控制信号RS、传输控制信号TXs和选择信号SELS的激活时序和去激活时序。
信号读取器150可以包括相关双采样器(CDS)151、模数转换器(ADC)153和缓冲器155。CDS 151可以对由像素阵列110提供的输出电压进行采样并保持。CDS 151可以对特定噪声电平和提供的输出电压进行双重采样，并且可以输出与特定噪声电平和提供的输出电压之差相对应的值。例如，CDS 151可以测量由像素阵列110提供的输出电压两次，并从第二次测量的输出电压中减去第一次测量的输出电压以去除复位采样噪声。通常，在与多个像素PX中的像素相对应的光电二极管的复位之后，立即执行一次采样(例如，第一测量输出电压)，并且在使光电二极管累积电荷之后执行一次采样(例如，第二测量输出电压)。然后CDS151从第二测量输出电压中减去第一测量输出电压以去除复位采样噪声。此外，CDS 151可以接收由斜坡信号发生器157产生的斜坡信号、将接收到的各斜坡信号彼此进行比较、并且输出比较结果。ADC 153可以将与从CDS 151接收到的电平对应的模拟信号转换为数字信号。缓冲器155可以锁存数字信号并且锁存的信号可以顺序地输出到信号处理器130或图像传感器100的外部。
信号处理器130可以对要接收的多个像素PX的数据执行信号处理。信号处理器130可以执行降噪处理、增益调整、波形整形处理、插值处理、白平衡处理、伽马处理、边缘增强处理等。另外，信号处理器130可以在执行相位差AF功能时，向处理器1200输出关于多个像素PX的信息，以执行相位差计算。
在一个示例实施例中，信号处理器130可以设置在图像传感器100外部的处理器1200(图1)中。
图3是图2的像素阵列110的示例实施例的示图。图3的像素阵列110a示出了图2的像素阵列110的一部分。
参照图2和图3，像素阵列110a可以包括根据多行和多列布置的多个像素PX。例如，被定义为单位的每个共享像素SPX包括布置成两行和两列的多个像素，每个共享像素SPX可以包括四个子像素。各子像素可以是多个像素PX中的一个。然而，本公开不限于此，并且共享像素SPX中的每一个可以包括分别与九个像素相对应的九个光电二极管，或者每个共享像素SPX可以包括分别与16个像素对应的16个光电二极管。
像素阵列110a可以包括多个共享像素SPX，其中包括多个共享图像感测像素SIPX0至SIPX14和共享相位检测像素SPPX。多个共享图像感测像素SIPX0至SIPX14可以包括多个图像感测子像素IPX，并且共享相位检测像素SPPX可以包括至少一个相位检测子像素PPX。相位检测子像素PPX可以是用于相位差检测AF的像素，并且多个图像感测子像素IPX可以是仅能够获得图像信息的普通像素。包括在一个共享像素SPX中的多个子像素可以连接到一条选择信号线并且可以接收相同的选择信号SELS。
像素阵列110a的多个共享像素SPX中的每一个可以通过第一列输出线CLO_0至第n列输出线CLO_n-1中的一个向CDS 151输出像素信号。例如，第一共享图像感测像素SIPX0可以连接到第一列输出线CLO_0以向CDS 151提供像素信号，并且共享相位检测像素SPPX可以连接到第二列输出线CLO_1以向CDS 151提供像素信号。
多个共享图像感测像素SIPX0至SIPX14中的每一个可以包括用于感测各种颜色的滤色器。在示例实施例中，滤色器包括感测红色、绿色和蓝色的滤色器，并且共享图像感测像素SIPX0至SIPX14中的每一个可以包括设置有相同滤色器的各像素。
例如，第一共享图像感测像素SIPX0、第二共享图像感测像素SIPX1、第八共享图像感测像素SIPX7和第十共享图像感测像素SIPX9中的每一个可以包括具有红色滤色器的像素，并且第三共享图像感测像素SIPX2、第四共享图像感测像素SIPX3、第六共享图像感测像素SIPX5、第九共享图像感测像素SIPX8、第十一感测共享像素SIPX10、第十二共享图像感测像素SIPX11和第十四共享图像感测像素SIPX13中的每一个可以包括具有绿色滤色器的像素，并且第五共享图像感测像素SIPX4、第七共享图像感测像素SIPX6、第十三共享图像感测像素SIPX12和第十五共享图像感测像素SIPX14中的每一个可以包括具有蓝色滤色器的像素。如图3的示例性实施例所示，被配置为执行相位差AF功能的一个共享相位检测像素SPPX被布置于在行方向上位于第一共享图像感测像素SIPX0和第二共享图像感测像素SIPX1之间并且在列方向在于第五共享图像感测像素SIPX4之上，但是本公开不限于此。共享相位检测像素SPPX可以布置在像素阵列100a的其他位置处以执行相位差AF功能。
然而，本公开不限于此。根据本发明构思的示例实施例的多个共享图像感测像素SIPX0至SIPX14可以包括各种类型的滤色器。例如，滤色器可以包括用于感测黄色、青色、品红色和绿色的滤色器。可替换地，滤色器可以包括用于感测红色、绿色、蓝色和白色的滤色器。此外，像素阵列110a可以包括更多的共享像素，并且可以不同地实现共享图像感测像素SIPX0至SIPX14的布置，因此很显然，本公开不限于图3。
共享相位检测像素SPPX可以包括用于感测绿色的滤色器。然而，本公开不限于此，并且包括在共享相位检测像素SPPX中的相位检测子像素PPX可以包括用于感测白色的滤色器。
尽管在图3中仅示出了一个共享相位检测像素SPPX。但是本公开不限于此。下面将参照图4A等来详细描述共享相位检测像素SPPX的配置和布置。
在低分辨率操作模式中，可以控制根据本公开的包括像素阵列110a的图像传感器使用包括在多个共享图像感测像素SIPX0至SIPX14中的多个光学传感元件来检测光，以产生像素信号，使得即使在低照度条件下也可以确保宽动态范围。此外，在高分辨率操作模式下，可以单独控制与包括在多个共享图像感测像素SIPX0至SIPX14中的每个子像素相对应的光学感测元件，以便以包括在多个共享图像感测像素SIPX0至SIPX14中的各子像素为单位来产生像素信号。由此，可以在不受共享像素的结构的限制的情况下，同时确保宽动态范围。另外，根据本公开的包括像素阵列110a的图像传感器还包括共享相位检测像素SPPX，使得图像传感器可以执行相位差AF功能。
图4A和图4B是用于说明图3的共享相位检测像素SPPX的示例实施例的示图。图5是图4A的第一共享相位检测像素SPPX_a1沿着线A-A'截取的截面图。
参照图3和图4A，图3的共享相位检测像素SPPX可以是第一共享相位检测像素SPPX_a1或第二共享相位检测像素SPPX_a2。第一共享相位检测像素SPPX_a1和第二共享相位检测像素SPPX_a2可以分别包括相位检测子像素PPX_a1和PPX_a2，并且除了相位检测子像素之外，还可以包括多个剩余的图像感测子像素IPX_G。
根据图4A所示的示例性实施例，第一相位检测子像素PPX_a1设置在第一共享相位检测像素SPPX_a1的左上方，第二相位检测子像素PPX_a2设置在第二共享相位检测像素SPPX_a2的左上方。然而，本公开不限于此。在第一共享相位检测像素SPPX_a1和第二共享相位检测像素SPPX_a2中，第一相位检测子像素PPX_a1和第二相位检测子像素PPX_a2可以分别设置在相同位置处。
在示例实施例中，多个图像感测子像素IPX_G可以包括绿色滤色器，并且每个相位检测子像素PPX_a1和PPX_a2也可以包括绿色滤色器。在另一示例实施例中，每个相位检测子像素PPX_a1和PPX_a2可以包括白色滤色器。
第一相位检测子像素PPX_a1可以包括第一遮光层111_1，第二相位检测子像素PPX_a2可以包括第二遮光层111_2。当第一相位检测子像素PPX_a1被划分为跨列方向时，第一遮光层111_1可以形成在第一相位检测子像素PPX_a1的左半部分中，当第二相位检测子像素PPX_a2被划分为跨列方向时，第二遮光层111_2可以形成在第二相位检测子像素PPX_a2的右半部分中。下面将参考图6A和图6B详细描述根据本公开的像素阵列的第一共享相位检测像素SPPX_a1和第二共享相位检测像素SPPX_a2的布置。
参照图3和图4B，图3的各共享相位检测像素SPPX可以是第三共享相位检测像素SPPX_a3或第四共享相位检测像素SPPX_a4。第三共享相位检测像素SPPX_a3和第四共享相位检测像素SPPX_a4可以分别包括相位检测子像素PPX_a3和PPX_a4，并且除了相位检测子像素之外，还可以包括多个剩余的图像感测子像素IPX_G。在第三共享相位检测像素SPPX_a3和第四共享相位检测像素SPPX_a4中，第三相位检测子像素PPX_a3和第四相位检测子像素PPX_a4可以分别布置在相同位置处。
在示例实施例中，多个图像感测子像素IPX_G可以包括绿色滤色器，并且每个相位检测子像素PPX_a3和PPX_a4也可以包括绿色滤色器。然而，本公开不限于此。在另一示例实施例中，每个相位检测子像素PPX_a3和PPX_a4可以包括白色滤色器。
第三共享相位检测像素SPPX_a3的第三相位检测子像素PPX_a3可以包括第三遮光层111_3，第四共享相位检测像素SPPX_a4的第四相位检测子像素PPX_a4可以包括第四遮光层111_4。当第三相位检测子像素PPX_a3被划分为跨行方向时，第三遮光层111_3可以形成在第三相位检测子像素PPX_a3的上部，当第四相位检测子像素PPX_a4被划分为跨行方向时，第四遮光层111_4可以形成在第四相位检测子像素PPX_a4的下部。下面将参照图6C详细描述根据本公开的像素阵列的第三共享相位检测像素SPPX_a3和第四共享相位检测像素SPPX_a4的布置。
参照图4A和图5，第一相位检测子像素PPX_a1可以包括光学感测元件PD_1、第一遮光层111_1、绝缘层113_1、滤色器层115_1和微透镜117_1。第一遮光层111_1可以形成在绝缘层113_1上并且可以包括金属材料。多个图像感测子像素IPX_G包括光学感测元件PD_2、绝缘层113_2、绿色滤色器层115_2和微透镜117_2，但不包括遮光层。
由于第一遮光层111_1，光学感测元件PD_1可能不会接收入射在第一共享相位检测像素SPPX_a1上的一部分光。当来自第一遮光层111_1左侧的光200被光学感测元件PD_1接收并且来自第一遮光层111_1右侧的光300被光学感测元件PD_1接收时，光量可能存在差异。因此，在本公开的图像传感器中使用的相位检测方法中，可以通过使用第一相位检测子像素PPX_a1和第二相位检测子像素PPX_a2，基于由第一相位检测子像素PPX_a1和第二相位检测子像素PPX_a1接收的光量的差异来判断图像传感器是否聚焦，在所述第一相位检测子像素PPX_a1和第二相位检测子像素PPX_a2中，遮光层被布置在不同位置处。此外，还可以计算(图1的)透镜1110需要移动的方向和距离以便聚焦。通过使用第一相位检测子像素PPX_a1和第二相位检测子像素PPX_a2，可以判断透镜1110在水平方向上是否聚焦。
该描述可以应用于图4B的第三相位检测子像素PPX_a3和第四相位检测子像素PPX_a4，并且可以通过使用第三相位检测子像素PPX_a3和第四相位检测子像素PPX_a4来判断透镜1110在竖直方向上是否聚焦。
图6A至图6C是用于说明图3的像素阵列中包括的多个共享像素的布置的示图。图6A和图6B示出了包括图4A的第一共享相位检测像素SPPX_a1和第二共享相位检测像素SPPX_a2的像素阵列110a_1和110a_2，图6C示出包括图4B的第三共享相位检测像素SPPX_a3和第四共享相位检测像素SPPX_a4的像素阵列110a_3。
参照图6A，像素阵列110a_1可以包括多个共享图像感测像素SIPX_R、SIPX_G和SIPX_B、第一共享相位检测像素SPPX_a1和第二共享相位检测像素SPPX_a2。多个共享图像感测像素SIPX_R、SIPX_G和SIPX_B可以包括具有红色滤色器的多个共享图像感测像素SIPX_R，具有绿色滤色器的多个共享图像感测像素SIPX_G以及具有蓝色滤色器的多个共享图像感测像素SIPX_B。
第一共享相位检测像素SPPX_a1和第二共享相位检测像素SPPX_a2可以成对地布置在像素阵列110a_1中。因此，设置在像素阵列110a_1中的第一共享相位检测像素SPPX_a1的数量和第二共享相位检测像素SPPX_a2的数量可以相同。成对的第一共享相位检测像素SPPX_a1和第二共享相位检测像素SPPX_a2可以包括多个组SPPX_P1至SPPX_P4。
在列方向上，可以在分别构成多个组SPPX_P1至SPPX_P4的第一共享相位检测像素SPPX_a1和第二共享相位检测像素SPPX_a2之间布置三个共享图像感测像素。成对的第一共享相位检测像素SPPX_a1和第二共享相位检测像素SPPX_a2可以布置在同一列中并连接到同一列输出线。
当成对的第一共享相位检测像素SPPX_a1和第二共享相位检测像素SPPX_a2彼此间隔设置时，入射在第一共享相位检测像素SPPX_a1上的光量和入射在第二共享相位检测像素SPPX_a2上的光量彼此不同，而无论是否存在遮光层。因此，计算(图1的)透镜1110是否聚焦并且相应地计算透镜1110的移动方向和移动距离可能是不准确的。
同时，当第一共享相位检测像素SPPX_a1和第二共享相位检测像素SPPX_a2彼此相邻时，可能难以补偿在第一共享相位检测像素SPPX_a1和第二共享相位检测像素SPPX_a2周围设置的多个共享图像感测像素SIPX_R、SIPX_G和SIPX_B。由于使用与相应像素相邻的各像素的数据执行补偿，所以与第一共享相位检测像素SPPX_a1和第二共享相位检测像素SPPX_a2两者相邻的共享图像感测像素的补偿操作可能变得不准确。因此，当在第一共享相位检测像素SPPX_a1和第二共享相位检测像素SPPX_a2之间设置三个共享图像感测像素时，可以有效地执行聚焦检测操作和补偿操作。
第一共享相位检测像素SPPX_a1和第二共享相位检测像素SPPX_a2的数量与布置在像素阵列110a_1中的多个共享像素的数量之比可以具有1/32的值。例如，在像素阵列110a_1中，当多个共享像素沿行方向布置16个并且沿列方向布置16个时(16×16)，可以布置四个第一共享相位检测像素SPPX_a1和四个第二相位检测像素SPPX_a2，并且可以布置总共八个相位检测子像素。当将第一组SPPX_P1与第三组SPPX_P3比较时，成对的第一共享相位检测像素SPPX_a1和第二共享相位检测像素SPPX_a2可以被布置为与图6A中所示的相反。
在示例实施例中，第一组SPPX_P1和第二组SPPX_P2可以布置在同一行中，并且在行方向上彼此间隔七个共享图像感测像素。第一组SPPX_P1和第三组SPPX_P3可以布置为在列方向上彼此间隔三个共享图像感测像素，并且在行方向上彼此间隔三个共享图像感测像素。然而，本公开不限于此。在另一示例实施例中，第一组SPPX_P1和第三组SPPX_P3可以布置在同一列中，并且可以在列方向上彼此间隔三个共享图像感测像素。因此，在根据本公开的示例实施例的像素阵列110a_1中，可以将相位检测子像素布置为满足1/32的比例，并且包括相位检测子像素的第一共享相位检测像素SPPX_a1的布置和第二共享相位检测像素SPPX_a2的布置可以不同于图6A中所示的布置。
参照图6B，第一共享相位检测像素SPPX_a1和第二共享相位检测像素SPPX_a2的数量与布置在像素阵列110a_2中的多个共享像素的数量之比可以具有1/64的值。例如，在像素阵列110a_2中，当多个共享像素在行方向上布置成16个并且在列方向上布置成16个时(16×16)，可以布置两个第一共享相位检测像素SPPX_a1和两个第二相位检测像素SPPX_a2，并且可以布置总共四个相位检测子像素。
在一个示例实施例中，第一组SPPX_P1和第二组SPPX_P2可以布置在同一行中，并且在行方向上彼此间隔七个共享图像感测像素。然而，包括在像素阵列110a_2中的共享像素的布置不限于图6B中所示，与图6B所示的不同，可以布置包括相位检测子像素的第一共享相位检测像素SPPX_a1和第二共享相位检测像素SPPX_a2，使得相位检测子像素满足1/64的比例。
参照图6C，像素阵列110a_3可以包括多个共享图像感测像素SIPX_R、SIPX_G和SIPX_B、第三共享相位检测像素SPPX_a3以及第四共享相位检测像素SPPX_a4。第三共享相位检测像素SPPX_a3和第四共享相位检测像素SPPX_a4可以成对地布置在像素阵列110a_3中，并且因此设置在像素阵列110a_3中的第三共享相位检测像素SPPX_a3的数量和第四共享相位检测像素SPPX_a4的数量可以彼此相同。成对的第三共享相位检测像素SPPX_a3和第四共享相位检测像素SPPX_a4可以包括多个组SPPX_P1'至SPPX_P4'。
分别构成多个组SPPX_P1'至SPPX_P4'的第三共享相位检测像素SPPX_a3和第四共享相位检测像素SPPX_a4可以布置在同一行中，并且在行方向上，可以在每个第三共享相位检测像素SPPX_a3和第四共享相位检测像素SPPX_a4之间布置三个共享图像感测像素。因此，可以有效地执行聚焦检测操作和补偿操作。
第三共享相位检测像素SPPX_a3和第四共享相位检测像素SPPX_a4的数量与布置在像素阵列110a_3中的多个共享像素的数量之比可以具有1/32的值。例如，在像素阵列110a_1中，当多个共享像素在行方向上布置16个并且在列方向上布置16个时(16×16)，可以布置四个第三共享相位检测像素SPPX_a3和四个第四共享相位检测像素SPPX_a4，并且可以布置总共八个相位检测子像素。
在示例实施例中，第一组SPPX_P1'和第二组SPPX_P2'可以布置在同一列中，并且在列方向上彼此间隔七个共享图像感测像素。第一组SPPX_P1'和第三组SPPX_P3'可以布置为在列方向上彼此间隔三个共享图像感测像素，并且在行方向上彼此间隔三个共享图像感测像素。然而，本公开不限于此。在另一示例实施例中，第一组SPPX_P1'和第三组SPPX_P3'可以布置在同一行中，并且可以在行方向上彼此间隔三个共享图像感测像素。因此，在根据本公开的示例实施例的像素阵列110a_3中，可以将相位检测子像素布置为满足1/32的比例，并且包括相位检测子像素的第三共享相位检测像素SPPX_a3和第四共享相位检测像素SPPX_a4的布置可以不同于图6C中所示的布置。
在另一示例实施例中，第三共享相位检测像素SPPX_a3和第四共享相位检测像素SPPX_a4的数量与布置在像素阵列110a_3中的多个共享像素的数量之比可具有1/64的值。例如，当多个共享像素在行方向上布置16个并且在列方向上布置16个时(16×16)，可以在像素阵列110a_3中布置两个第三共享相位检测像素SPPX_a3和两个第四共享相位检测像素SPPX_a4，使得可以布置总共四个相位检测子像素。
参照图6A至图6C，(图2的)像素阵列110可以包括第一共享相位检测像素SPPX_a1至第四共享相位检测像素SPPX_a4中的全部。这里，可以布置(图2的)像素阵列110，使得相位检测子像素的数量与多个共享像素的数量之比是1/32或1/64。
根据本发明构思的示例实施例的包括像素阵列110a_1至110a_3的图像传感器包括适当比例的多个相位检测像素，使得图像传感器可以提供高分辨率图像，同时提供相位差AF功能。
图7是用于说明图2的行驱动器140和图6A的像素阵列110a_1之间的连接的详细示图，图7示出了像素阵列110a_1的一部分B和连接到部分B的多条线。
参照图7，像素阵列B可以经由传输控制信号线TG_AF1至TG_AF4、TG_E1、TG_O1、TG_E2和TG_O2、复位信号线RG以及选择信号线SEL连接至(图2的)行驱动器140。包括在一个共享像素中的多个子像素可以连接到同一选择信号线SEL。
行线Row0和Row1中的每一个可以包括用于提供用于获得图像信息的控制信号的传输控制信号线TG_E1、TG_O1、TG_E2和TG_O2以及用于提供用于相位差检测的控制信号的传输控制信号线TG_AF1至TG_AF4。因此，行线Row0和Row1中的每一个可以包括至少四条传输控制信号线。
由于第一共享相位检测像素SPPX_a1需要输出与图像信号不同的相位信号，因此单独的传输控制信号线TG_AF1至TG_AF4可以连接到其上。当第一相位检测子像素PPX_a1输出相位信号时，可以将传输控制信号发送到第一共享相位检测像素SPPX_a1，使得包括在第一共享相位检测像素SPPX_a1中的图像感测像素IPX_G不输出图像信号。
除了第一共享相位检测像素SPPX_a1之外，图7的描述可以应用于(图4A和图4B的)第二共享相位检测像素SPPX_a2至第四共享相位检测像素SPPX_a4。然而，当第一相位检测子像素PPX_a1输出相位信号时，传输控制信号可以被发送到第二共享相位检测像素SPPX_a2，使得第二共享相位检测像素SPPX_a2也可以输出相位信号。此外，当第三共享相位检测像素SPPX_a3的第三相位检测子像素PPX_a3输出相位信号时，传输控制信号可以被发送到第四共享相位检测像素SPPX_a4，使得第四共享相位检测像素SPPX_a4也可以输出相位信号。
图8是用于说明图3的共享相位检测像素SPPX的示例实施例的示图。
参照图8，图3的共享相位检测像素SPPX可以是第一共享相位检测像素SPPX_b1或第二共享相位检测像素SPPX_b2。第一共享相位检测像素SPPX_b1可以包括两个相位检测子像素PPX_b1和PPX_b2，第二共享相位检测像素SPPX_b2也可以包括两个相位检测子像素PPX_b3和PPX_b4。除了相位检测子像素之外，第一共享相位检测像素SPPX_b1和第二共享相位检测像素SPPX_b2中的每一个可以包括多个剩余的图像感测像素IPX_G，并且多个图像感测像素IPX_G中的每一个可以包括微透镜ML_I。
第一相位检测子像素PPX_b1和第二相位检测子像素PPX_b2可以布置为在行方向上彼此相邻，第三相位检测子像素PPX_b3和第四相位检测子像素PPX_b4可以布置为在列方向上彼此相邻。第一相位检测子像素PPX_b1和第二相位检测子像素PPX_b2可以共享第一微透镜ML_H，第三相位检测子像素PPX_b3和第四相位检测子像素PPX_b4可以共享第二微透镜ML_V。
根据第一微透镜ML_H的形状和折射率，第一相位检测子像素PPX_b1和第二相位检测子像素PPX_b2可以输出不同的相位信号。基于从第一相位检测子像素PPX_b1和第二相位检测子像素PPX_b2输出的各个相位信号，可以判断(图1的)透镜1110在水平方向上是否聚焦。
根据第二微透镜ML_V的形状和折射率，第三相位检测子像素PPX_b3和第四相位检测子像素PPX_b4可以输出不同的相位信号。基于从第三相位检测子像素PPX_b3和第四相位检测子像素PPX_b4输出的各个相位信号，可以判断(图1的)透镜1110在竖直方向上是否聚焦。
在示例实施例中，多个图像感测像素IPX_G可以包括绿色滤色器，并且第一相位检测子像素PPX_b1至第四相位检测子像素PPX_b4中的每一个也可以包括绿色滤色器。然而，本公开不限于此。在另一示例实施例中，第一相位检测子像素PPX_b1至第四相位检测子像素PPX_b4中的每一个可以包括白色滤色器。
包括第一共享相位检测像素SPPX_b1或第二共享相位检测像素SPPX_b2的像素阵列也可以按照与图7所示的类似的方式连接到(图2的)行驱动器140。
图9是用于说明图3的像素阵列中包括的多个共享像素的布置的示图。图9示出了包括图8的第一共享相位检测像素SPPX_b1的像素阵列110a_4。在图9中，与图6A相同的附图标记表示相同的元件，并且为了简单起见将省略重复的描述。
参照图9，多个相位检测子像素的数量与布置在像素阵列110a_4中的多个共享像素的数量之比可以具有1/32的值。例如，在像素阵列110a_4中，当多个共享像素在行方向上布置16个并且在列方向上布置16个时(16×16)，可以布置四个第一共享相位检测像素SPPX_b1，并且可以布置总共八个相位检测子像素。然而，本公开不限于此，并且多个相位检测子像素的数量与布置在像素阵列110a_4中的多个共享像素的数量之比可以具有1/64的值。例如，在像素阵列110a_4中，当多个共享像素在行方向上布置16个并且在列方向上布置16个时(16×16)，可以布置两个第一共享相位检测像素SPPX_b1(未示出)，并且可以布置总共四个相位检测子像素。
在根据本公开的示例实施例的像素阵列110a_4中，相位检测子像素可以被布置为满足1/32或1/64的比例，并且因此包括多个相位检测子像素的第一共享相位检测像素SPPX_b1的布置可以不同于图9中所示的布置。
尽管在图9中仅示出了第一共享相位检测像素SPPX_b1，但是另一示例实施例的像素阵列可以包括多个第二共享相位检测像素SPPX_b2，并且第二共享相位检测像素SPPX_b2的布置可以与图9的第一共享相位检测像素SPPX_b1的布置相同。可替换地，另一示例实施例的像素阵列包括多个第一共享相位检测像素SPPX_b1和多个第二共享相位检测像素SPPX_b2的全部，其中多个第一共享相位检测像素SPPX_b1和多个第二共享相位检测像素SPPX_b2可以布置在像素阵列中，使得相位检测子像素可以满足1/32或1/64的比例。
图10是用于说明图3的共享相位检测像素SPPX的示例实施例的示图。
参照图10，图3的共享相位检测像素SPPX可以是共享相位检测像素SPPX_c。共享相位检测像素SPPX_c可以包括四个相位检测子像素PPX_c1至PPX_c4。包括在一个共享相位检测像素SPPX_c中的四个相位检测子像素PPX_c1至PPX_c4可以共享一个微透镜ML_Q。包括在(图3的)多个共享图像感测像素SIPX0至SIPX14中的每一个中的四个图像传感子像素也可以共享一个微透镜。然而，本公开不限于此，并且多个图像感测子像素中的每一个可以包括一个微透镜。
因为第一相位检测子像素PPX_c1至第四相位检测子像素PPX_c4位于不同的行或列中，所以根据微透镜ML_Q的形状和折射率，第一相位检测子像素PPX_c1至第四相位检测子像素PPX_c4可以输出不同的相位信号。基于不同的相位信号，可以判断(图1的)透镜1110在水平方向上或在竖直方向上是否聚焦。
在示例实施例中，第一相位检测子像素PPX_c1至第四相位检测子像素PPX_c4中的每一个可以包括绿色滤色器。然而，本公开不限于此。在另一示例实施例中，第一相位检测子像素PPX_c1至第四相位检测子像素PPX_c4中的每一个可以包括白色滤色器。
图11是用于说明图3的像素阵列中包括的多个共享像素的布置的示图。图11示出了包括图10的共享相位检测像素SPPX_c的像素阵列110a_5。在图11中，与图6A相同的参考标号表示相同的元件，并且为了简单起见将省略重复的描述。
参照图11，多个相位检测子像素的数量与布置在像素阵列110a_5中的多个共享像素的数量之比可以具有1/32的值。例如，在像素阵列110a_5中，当多个共享像素在行方向上布置16个并且在列方向布置16个时(16×16)，可以布置两个共享相位检测像素SPPX_c，并且可以布置总共八个相位检测子像素。然而，本公开不限于此，并且多个相位检测子像素的数量与布置在像素阵列110a_5中的多个共享像素的数量之比可以具有1/64的值。因此，包括多个相位检测子像素的共享相位检测像素SPPX_c的布置可以不同于图11所示的布置。
图12是用于说明图2的行驱动器140与图10的像素阵列110a_5之间的连接的详细示图，图12示出了像素阵列110a_5的一部分C和连接到该部分C的多条线。
参照图11和图12，像素阵列110a_5可以包括长时间曝光共享像素L和短时间曝光共享像素S。长时间曝光共享像素L是用于在恒定曝光周期内连续曝光以产生像素信号的共享像素，短时间曝光共享像素S是用于在恒定曝光周期内间歇曝光以产生像素信号的共享像素。长时间曝光共享像素L可以包括用于长时间曝光的多个光电二极管，短时间曝光共享像素S可以包括用于短时间曝光的多个光电二极管。但是，图12用于说明本公开的示例实施例，并且本公开不限于图12的配置。
像素阵列C可以经由传输控制信号线TG_LE1、TG_LO1、TG_SE1、TG_SO1、TG_LE2、TG_LO2、TG_SE2和TG_SO2、复位信号线RG和选择信号线SEL连接至(图2的)行驱动器140。行线Row0和Row1中的每一个可以包括四条传输控制信号线，并且还可以包括用于提供长时间曝光的控制信号的传输控制信号线TG_LE1、TG_LO1、TG_LE2和TG_LO2，以及用于提供短时间曝光的控制信号的传输控制信号线TG_SE1、TG_SO1、TG_SE2和TG_SO2。
第一共享图像感测像素SIPX_R_L可以包括具有用于长时间曝光的光学感测元件的四个像素作为长时间曝光共享像素L，第二共享图像感测像素SIPX_R_S和第三共享图像感测像素SIPX_G中的每个可以包括具有用于短时间曝光的光学感测元件的四个像素。第一共享图像感测像素SIPX_R_L可以连接到提供用于长时间曝光的控制信号的传输控制信号线TG_LE1、TG_LO1、TG_LE2和TG_LO2，第二共享图像感测像素SIPX_R_S和第三共享图像感测像素SIPX_G中的每个可以连接到用于提供短时间曝光的控制信号的传输控制信号线TG_SE1、TG_SO1、TG_SE2和TG_SO2。
包括在共享相位检测像素SPPX_c中的各子像素都是连接到与共享图像感测像素连接的传输控制信号线的相位检测子像素，并且因此用于共享相位检测像素SPPX_c中包括的各子像素的单独的传输控制信号线可以不连接到共享相位检测像素SPPX_c。图12示出共享相位检测像素SPPX_c连接到提供用于长时间曝光的控制信号的传输控制信号线TG_LE1、TG_LO1、TG_LE2和TG_LO2，但是本公开不限于此。共享相位检测像素SPPX_c也可以连接到提供用于短时间曝光的控制信号的传输控制信号线TG_SE1、TG_SO1、TG_SE2和TG_SO2。
根据本公开的示例实施例的包括像素阵列110a_5的图像传感器可以被实现为：通过在一帧内周期性地改变曝光周期来捕获图像之后，通过使用信号处理技术来实现宽动态范围效果。因此，包括像素阵列110a_5的图像传感器可以实现宽动态范围效果，并且可以提供相位差AF功能。
图13是图2的像素阵列110的示例实施例的示图。图13的像素阵列110b示出图2的像素阵列110的一部分。图14是用于说明图13的共享相位检测像素SPPX_d1和SPPX_d2的示例实施例的示图。
参照图13和图14，像素阵列110b可以包括多个共享像素SPX'，并且多个共享像素SPX'可以包括多个共享图像感测像素SIPX0'至SIPX13'、第一共享相位检测像素SPPX_d1和第二共享相位检测像素SPPX_d2。多个共享图像感测像素SIPX0'至SIPX13'可以包括(图2的)多个图像感测像素IPX，并且第一共享相位检测像素SPPX_d1和第二共享相位检测像素SPPX_d2中的每一个可以包括相位检测子像素PPX_d1和PPX_d2之一。除了多个相位检测子像素之外，第一共享相位检测像素SPPX_d1和第二共享相位检测像素SPPX_d2中的每一个可以包括多个剩余的图像感测像素IPX_G和IPX_R。
第一共享相位检测像素SPPX_d1和第二共享相位检测像素SPPX_d2可以在行方向上彼此相邻地布置，并且第一相位检测子像素PPX_d1和第二相位检测子像素PPX_d2可以在行方向上彼此相邻地布置。然而，本公开不限于此，并且第一共享相位检测像素SPPX_d1和第二共享相位检测像素SPPX_d2可以在列方向上彼此相邻地布置，并且第一相位检测子像素PPX_d1和第二相位检测像素检测子像素PPX_d2可以在列方向上彼此相邻布置。
第一相位检测子像素PPX_d1和第二相位检测子像素PPX_d2可以成对布置，使得可以在像素阵列110b中布置相同数量的第一相位检测子像素PPX_d1和第二相位检测子像素PPX_d2。
第一相位检测子像素PPX_d1和第二相位检测子像素PPX_d2可以共享一个微透镜ML_H。根据微透镜ML_H的形状和折射率，第一相位检测子像素PPX_d1和第二相位检测子像素PPX_b2可以输出不同的相位信号。当第一相位检测子像素PPX_d1和第二相位检测子像素PPX_d2在行方向上彼此相邻布置时，可以判断(图1的)透镜1110在水平方向上是否聚焦，当第一相位检测子像素PPX_d1和第二相位检测子像素PPX_d2在列方向上彼此相邻布置时，可以判断(图1的)透镜1110在竖直方向上是否聚焦。
多个共享图像感测像素SIPX0'至SIPX13'中的每一个可以包括用于感测各种颜色的滤色器。在示例实施例中，滤色器包括感测红色、绿色和蓝色的滤色器，并且共享图像感测像素SIPX0'至SIPX13'中的每一个可以包括设置有相同滤色器的各像素。
在示例实施例中，第一共享相位检测像素SPPX_d1和第二共享相位检测像素SPPX_d2中的一个可以包括绿色滤色器。例如，第一共享相位检测像素SPPX_d1可以包括绿色滤色器，并且第二共享相位检测像素SPPX_d2可以包括红色滤色器。然而，本公开不限于此，并且包括在第一共享相位检测像素SPPX_d1和第二共享相位检测像素SPPX_d2中的第一相位检测子像素PPX_d1和第二相位检测子像素PPX_d2中的每一个可以包括白色滤色器。
图13分别示出第一共享相位检测像素SPPX_d1和第二共享相位检测像素SPPX_d2中的一个，但是在像素阵列110b中，第一相位检测子像素PPX_d1和第二相位检测子像素PPX_d2的数量与多个共享像素的数量之比可能具有1/32或1/64的值。例如，在像素阵列110b中，当多个共享像素SPX'在行方向上布置16个且在列方向上布置16个(16×16)时，可以布置四个第一共享相位检测像素SPPX_d1和四个第二相位检测像素SPPX_d2，或者可以布置两个第一共享相位检测像素SPPX_d1和两个第二相位检测像素SPPX_d2。
图15A至图15C是用于说明图2的像素阵列110中包括的多个像素的布置的示图。与图3和图13的像素阵列110a和110b相比，图15A至图15C中的多个像素不构成一个共享像素，并且布置在同一行中的各像素可以连接到同一个选择信号线。因此，包括在同一行中的各像素可以由(图2的)行驱动器140输出的(图2的)选择信号SELS同时激活。
参照图15A，像素阵列110c_1可以包括多个图像感测像素IPX_R、IPX_G和IPX_B、第一相位检测像素PPX_a1和第二相位检测像素PPX_a2。多个图像感测像素IPX_R、IPX_G和IPX_B可以包括具有红色滤色器的多个图像感测像素IPX_R、具有绿色滤色器的多个图像感测像素IPX_G以及具有蓝色滤色器的多个图像感测像素IPX_B。
第一相位检测像素PPX_a1和第二相位检测像素PPX_a2可以是用于相位差检测AF的像素，并且多个图像感测像素IPX_R、IPX_G和IPX_B可以是仅能够获得图像信息的普通像素。图15A的第一相位检测像素PPX_a1和第二相位检测像素PPX_a2的配置可以与图4A的第一相位检测子像素PPX_a1和第二相位检测子像素PPX_a2相同。
由于第一相位检测像素PPX_a1和第二相位检测像素PPX_a2成对地布置在像素阵列110c_1中，使得可以在像素阵列110c_1中布置相同数量的第一相位检测像素PPX_a1和第二相位检测像素PPX_a2。成对的第一相位检测像素PPX_a1和第二相位检测像素PPX_a2可以分别构成多个组PPX_Pa1至PPX_Pa4。
分别构成多个组PPX_Pa1至PPX_Pa4的第一相位检测像素PPX_a1和第二相位检测像素PPX_a2可以布置在同一列中，并且在列方向上，可以在每个第一相位检测像素PPX_a1与第二相位检测像素PPX_a2之间布置三个图像感测像素。因此，可以有效地执行聚焦检测操作和补偿操作。
第一相位检测像素PPX_a1和第二相位检测像素PPX_a2的数量与布置在像素阵列110c_1中的多个像素的数量之比可以具有1/32的值。例如，在像素阵列110c_1中，当多个像素在行方向上布置16个并且在列方向上布置16个(16×16)时，可以布置四个第一相位检测像素PPX_a1和四个第二相位检测像素PPX_a2。第一相位检测像素PPX_a1和第二相位检测像素PPX_a2可以成对布置为与图15A中所示的相反。
在示例实施例中，第一组PPX_Pa1和第二组PPX_Pa2可以被布置在同一行中并且在行方向上彼此间隔七个图像感测像素。第一组PPX_Pa1和第三组PPX_Pa3可以布置为在列方向上间隔三个图像感测像素，并且在行方向上间隔三个图像感测像素。然而，本公开不限于此。在另一个示例实施例中，第一组PPX_Pa1和第二组PPX_Pa2可以布置在不同的行中。此外，第一组PPX_Pa1和第三组PPX_Pa3可以布置在同一列中，并且在列方向上彼此间隔三个图像感测像素。因此，第一相位检测像素PPX_a1和第二相位检测像素PPX_a2的布置可以不同于图15A的布置。
参照图15B，相位检测像素PPX_aP可以包括第一相位检测像素PPX_a1和第二相位检测像素PPX_a2。第一相位检测像素PPX_a1和第二相位检测像素PPX_a2的数量与布置在像素阵列110c_2中的多个像素的数量之比可以具有1/16的值。例如，在像素阵列110c_2中，当多个像素在行方向上布置16个并且在列方向上布置16个(16×16)时，可以布置八个第一相位检测像素PPX_a1和八个第二相位检测像素PPX_a2。
然而，包括在像素阵列110c_2中的各像素的布置不限于图15B中所示布置，并且包括相位检测像素的第一相位检测像素PPX_a1和第二相位检测像素PPX_a2可以被布置为不同于图15B中所示，使得相位检测像素满足1/16的比例。
参照图15C，像素阵列110c_3可以包括多个图像感测像素IPX_R、IPX_G和IPX_B、第三相位检测像素PPX_a3和第四相位检测像素PPX_a4。图15C的第三相位检测像素PPX_a3和第四相位检测像素PPX_a4的配置可以与图4B的第一相位检测子像素PPX_a3和第二相位检测子像素PPX_a4的配置相同。
因为第三相位检测像素PPX_a3和第四相位检测像素PPX_a4成对布置在像素阵列110c_3中，所以可以在像素阵列110c_3中布置相同数量的第三相位检测像素PPX_a3和第四相位检测像素PPX_a4。成对的第三相位检测像素PPX_a3和第四相位检测像素PPX_a4可以包括多个组PPX_Pa1'至PPX_Pa4'。
分别构成多个组PPX_Pa1'至PPX_Pa4'的第三相位检测像素PPX_a3和第四相位检测像素PPX_a4可以布置在同一行中，并且在行方向上，可以在每个第三相位检测像素PPX_a3和第四相位检测像素PPX_a4之间布置三个图像感测像素。因此，可以有效地执行聚焦检测操作和补偿操作。
第三相位检测像素PPX_a3和第四相位检测像素PPX_a4的数量与布置在像素阵列110c_3中的多个像素的数量之比可以具有1/32的值。例如，当多个像素在行方向上布置16个并且在列方向上布置16个时(16×16)，可以在像素阵列110c_3中布置四个第三相位检测像素PPX_a3和四个第四相位检测像素PPX_a4，可以在像素阵列110c_3中布置总共八个相位检测像素。
在一个示例实施例中，第一组PPX_Pa1'和第二组PPX_Pa2'可以被布置在同一列中并且在列方向上彼此间隔七个图像感测像素。第一组PPX_Pa1'和第三组PPX_Pa3'可以在列方向上彼此间隔三个图像感测像素，且在行方向上彼此间隔三个图像感测像素。然而，本公开不限于此。在另一个示例性实施例中，第一组PPX_Pa1'和第三组PPX_Pa3'可以布置在同一行中，并且可以被布置为仅在行方向上彼此间隔三个图像感测像素。因此，像素阵列110c_3中的第三相位检测像素PPX_a3和第四相位检测像素PPX_a4的布置可以不同于图15C的布置。
在另一示例实施例中，第三相位检测像素PPX_a3和第四相位检测像素PPX_a4的数量与布置在像素阵列110c_3中的多个像素的数量之比可以具有1/16的值。例如，当多个像素在行方向上布置16个并且在列方向中布置16个时(16×16)，可以在像素阵列110c_3中布置八个第三相位检测像素PPX_a3和八个第四相位检测像素PPX_a4，使得可以布置总共16个相位检测像素。
参照图15A至图15C，(图2的)像素阵列110可以包括第一相位检测像素PPX_a1至第四相位检测像素PPX_a4中的全部。第一相位检测像素PPX_a1至第四相位检测像素PPX_a4的数量与布置在像素阵列110中的多个像素的数量之比可以具有1/16或1/32的值。
根据本发明构思的示例实施例的包括像素阵列110c_1至110c_3的图像传感器包括适当比例的多个相位检测像素，使得图像传感器可以提供高分辨率图像，同时提供相位差AF功能。
图16A和图16B是用于说明图2的像素阵列110中包括的多个像素的布置的示图。与图3和图13的像素阵列110a和110b相比，图16A和图16B中的多个像素不构成一个共享像素，并且布置在同一行中的各像素可以连接到同一个选择信号线。
参照图16A，像素阵列110d_1可以包括多个图像感测像素IPX_R、IPX_G和IPX_B、第一相位检测像素PPX_b1以及第二相位检测像素PPX_b2。图16A的第一相位检测像素PPX_b1和第二相位检测像素PPX_b2的配置可以与图8的第一相位检测子像素PPX_b1和第二相位检测子像素PPX_b2的配置相同。
第一相位检测像素PPX_b1和第二相位检测像素PPX_b2可以在行方向上彼此相邻地布置在像素阵列110d_1中，并且可以成对地布置。因此，布置在像素阵列110d_1中的第一相位检测像素PPX_b1的数量和第二相位检测像素PPX_b2的数量可以彼此相等。成对的第一相位检测像素PPX_b1和第二相位检测像素PPX_b2可以包括多个组PPX_Pb1至PPX_Pb4。
第一相位检测像素PPX_b1和第二相位检测像素PPX_b2的数量与布置在像素阵列110d_1中的多个像素的数量之比可以具有1/32的值。例如，当多个像素在行方向上布置16个并且在列方向中布置16个时(16×16)，可以在像素阵列110d_1中布置四个组PPX_Pb1到PPX_Pb4。然而，本公开不限于此，并且第一相位检测像素PPX_b1和第二相位检测像素PPX_b2的数量与布置在像素阵列110d_1中的多个像素的数量之比可以具有1/16的值。
在一个示例实施例中，第一组PPX_Pb1和第二组PPX_Pb2可以布置在同一行中，并且第一组PPX_Pb1和第三组PPX_Pb3可以布置在同一列中。
在根据本公开的示例实施例的像素阵列110d_1中，相位检测像素可以被布置为满足1/32或1/16的比例，因此多个组PPX_Pb1到PPX_Pb4的布置可以与图16A所示的布置不同。
参照图16B，像素阵列110d_2可以包括多个图像感测像素IPX_R、IPX_G和IPX_B、第三相位检测像素PPX_b3和第四相位检测像素PPX_b4。图16B的第三相位检测像素PPX_b3和第四相位检测像素PPX_b4的配置可以与图8的第三相位检测子像素PPX_b3和第四相位检测子像素PPX_b4的配置相同。
第三相位检测像素PPX_b3和第四相位检测像素PPX_b4可以在列方向上彼此相邻地布置在像素阵列110d_2中，并且可以成对布置。因此，布置在像素阵列110d_2中的第三相位检测像素PPX_b3的数量和第四相位检测像素PPX_b4的数量可以彼此相等。成对的第三相位检测像素PPX_b3和第四相位检测像素PPX_a4可以包括多个组PPX_Pb1'至PPX_Pb4'。
第三相位检测像素PPX_b3和第四相位检测像素PPX_b4的数量与布置在像素阵列110d_2中的多个像素的数量之比可以具有1/32的值。例如，当多个像素在行方向上布置16个并且在列方向上布置16个时(16×16)，可以在像素阵列110d_2中布置四个组PPX_Pb1'至PPX_Pb4'。然而，本公开不限于此，并且第三相位检测像素PPX_b3和第四相位检测像素PPX_b4的数量与布置在像素阵列110d_2中的多个像素的数量之比可以具有1/16的值。
在示例性实施例中，第一组PPX_Pb1'和第二组PPX_Pb2'可以布置在同一行中，并且第一组PPX_Pb1'和第三组PPX_Pb3'可以布置在同一列中。在根据本公开的示例实施例的像素阵列110d_2中，相位检测像素可以被布置为满足1/32或1/16的比例，因此多个组PPX_Pb1'到PPX_Pb4'的布置可以是与图16B所示的布置不同。
参照图16A和图16B，(图2的)像素阵列110可以包括第一相位检测像素PPX_b1至第四相位检测像素PPX_b4中的全部。第一相位检测像素PPX_b1至第四相位检测像素PPX_b4的数量与布置在像素阵列110中的多个像素的数量之比可以具有1/16或1/32的值。
根据本发明构思的示例实施例的包括像素阵列110d_1和110d_2的图像传感器包括适当比例的多个相位检测像素，使得图像传感器可以提供高分辨率图像，同时提供相位差AF功能。
虽然已经参考本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明构思，但是应该理解，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上做出各种改变。

Claims (15)

1.一种图像传感器，包括像素阵列，所述像素阵列提供以多行和多列布置的多个像素，其中，
所述多个像素包括：
多个图像感测像素，每个图像感测像素包括多个图像感测子像素，所述多个图像感测子像素包括相同的滤色器；以及
多个相位检测像素，每个相位检测像素包括至少一个相位检测子像素，所述至少一个相位检测子像素被配置为产生用于计算各图像之间的相位差的相位信号，其中，
包括在同一图像感测像素中的多个图像感测子像素连接到一条选择信号线并接收同一选择信号，并且
每个相位检测像素包括图像感测子像素，并且包括在同一相位检测像素中的所述至少一个相位检测子像素和所述图像感测子像素连接到所述一条选择信号线并且包括相同的滤色器。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，
布置在所述像素阵列中的相位检测子像素的数量与布置在所述像素阵列中的所述多个像素的数量之比为1/32或1/64。
3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，
所述多个相位检测像素中的每一个包括一个相位检测子像素，所述一个相位检测子像素包括光学感测元件和遮光层，其中，
所述遮光层被配置为遮蔽入射在所述光学感测元件上的光中的一部分。
4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，
所述多个相位检测像素包括第一相位检测像素和第二相位检测像素，其中，
所述第一相位检测像素和所述第二相位检测像素布置在同一行或同一列中，并且
三个图像感测像素布置在所述第一相位检测像素和所述第二相位检测像素之间。
5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，
所述多个相位检测像素中的每一个包括在行方向上彼此相邻布置的两个相位检测子像素，其中，
包括在同一相位检测像素中的两个相位检测子像素包括相同滤色器以及形成在所述相同滤色器上的一个微透镜。
6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，
所述多个相位检测像素中的每一个包括在列方向上彼此相邻布置的两个相位检测子像素，其中，
包括在同一相位检测像素中的两个相位检测子像素包括相同滤色器以及形成在所述相同滤色器上的一个微透镜。
7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，
所述多个相位检测像素还包括绿色滤色器或蓝色滤色器。
8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，
所述多个相位检测像素还包括白色滤色器。
9.一种图像传感器，包括像素阵列，所述像素阵列提供以多行和多列布置的多个像素，其中，
所述多个像素包括：
多个图像感测像素，每个图像感测像素被配置为产生图像信号；以及
第一相位检测像素和第二相位检测像素，所述第一相位检测像素和所述第二相位检测像素被配置为产生用于计算各图像之间的相位差的不同的相位信号，其中，
所述第一相位检测像素和所述第二相位检测像素的数量与布置在所述像素阵列中的所述多个像素的数量之比具有1/16或1/32的值；
每个图像感测像素包括多个图像感测子像素，包括在同一图像感测像素中的多个图像感测子像素连接到一条选择信号线并接收同一选择信号，
所述第一相位检测像素和所述第二相位检测像素中的每一个包括光学感测元件和形成在所述光学感测元件上的遮光层，并且
所述第一相位检测像素和所述第二相位检测像素沿第一方向布置，并且三个图像感测像素在所述第一方向上布置在所述第一相位检测像素和所述第二相位检测像素之间。
10.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，
所述第一方向为列方向。
11.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，
所述第一方向为行方向。
12.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，
所述第一相位检测像素和所述第二相位检测像素包括绿色滤色器、蓝色滤色器和白色滤色器中的一个。
13.一种图像传感器，包括：
像素阵列，其包括多个相位检测像素和多个图像感测像素；以及
行驱动器，其被配置为产生用于控制所述像素阵列的多个信号，其中，
所述多个相位检测像素中的每一个包括至少一个相位检测子像素，
所述多个图像感测像素中的每一个包括多个图像感测子像素，所述多个图像感测子像素通过一条选择信号线连接到所述行驱动器并且接收同一选择信号，并且
所述多个相位检测像素中的每一个包括共享一个微透镜的四个相位检测子像素。
14.根据权利要求13所述的图像传感器，其中，
所述多个图像感测像素包括具有第一光学感测元件的第一图像感测像素以及具有第二光学感测元件的第二图像感测像素，并且
所述行驱动器被配置为向所述第一图像感测像素发送第一传输控制信号，使得所述第一光学感测元件在第一时间段曝光，并且向所述第二图像感测像素发送第二传输控制信号，使得所述第二光学感测元件在不同于所述第一时间段的第二时间段曝光。
15.根据权利要求14所述的图像传感器，其中，
所述第一图像感测像素、所述第二图像感测像素和所述多个相位检测像素的一部分布置在同一行中。
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