CN110868519A - 具有相位检测自动对焦像素的图像传感器 - Google Patents

具有相位检测自动对焦像素的图像传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN110868519A
CN110868519A CN201910183912.XA CN201910183912A CN110868519A CN 110868519 A CN110868519 A CN 110868519A CN 201910183912 A CN201910183912 A CN 201910183912A CN 110868519 A CN110868519 A CN 110868519A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixels
pdaf
image
image sensor
array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910183912.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110868519B (zh
Inventor
渡辺一史
熊志伟
文森特·瓦乃兹艾
戴森·戴
林赛·格朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omnivision Technologies Inc
Original Assignee
Omnivision Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omnivision Technologies Inc filed Critical Omnivision Technologies Inc
Publication of CN110868519A publication Critical patent/CN110868519A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110868519B publication Critical patent/CN110868519B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/703—SSIS architectures incorporating pixels for producing signals other than image signals
    • H04N25/704—Pixels specially adapted for focusing, e.g. phase difference pixel sets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14621—Colour filter arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627—Microlenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14645—Colour imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Focusing (AREA)

Abstract

本申请案涉及具有相位检测自动对焦像素的图像传感器。一种图像传感器像素阵列包括中心区及两个平行边缘区，其中中心区位于两个平行边缘区之间。中心区包括沿着行及列的第一子阵列安置的多个图像像素，其中多个图像像素中的每一者包括形成在第一光接收元件上方的偏移位置处的第一微透镜ML，以作为用于缩短中心区中的图像像素的出射光瞳距离的对策，且两个平行边缘区中的每一者包括沿着行及列的第二子阵列安置的多个相位检测自动对焦PDAF像素，其中多个PDAF像素中的每一者包括形成在第二光接收元件上方的对准位置处的第二微透镜ML；且PDAF像素中的至少一者位于远离边缘区的中心的距离处以沿着射入倾角接收入射光。

Description

具有相位检测自动对焦像素的图像传感器
技术领域
本发明大体来说涉及半导体图像传感器，且特定来说但不仅仅涉及具有相位检测自动对焦(PDAF)像素的图像传感器。
背景技术
图像传感器已得到普遍使用。其广泛地用于数字静态相机、蜂窝式电话、安全摄像机以及医疗、汽车及其它应用中。许多数字相机具有自动对焦能力。许多数字相机中的一些使用对比自动调焦，其中所述自动对焦功能调整成像物镜以将场景的至少一部分的对比度最大化，因此将场景的所述部分纳入至焦点中。最近，相位检测自动对焦(PDAF)越来越流行，这是因为由于其比对比自动调焦更快。举例来说，相位检测自动对焦(PDAF)通过比较穿过成像物镜的一部分(例如，左侧部分)的光与穿过成像物镜的另一部分(例如，右侧部分)的光来直接测量透镜焦点偏移程度。基于透镜焦点偏移程度产生图像捕获控制信号，并将所述提供图像捕获控制信号给图像捕获模块的机电装置以调整透镜焦点。
为更紧凑且更低廉，将图像传感器装置与单个图像传感器中的图像像素及相位检测自动对焦(PDAF)像素两者一起构建于同一芯片上。在此类布置下，相机可使用芯片上PDAF像素来聚焦图像而不需要单独的相位检测传感器。然而，图像传感器存在边缘效应。尽管图像传感器的光接收区域的中心周围的入射光是垂直的，但图像传感器的光接收区域的外围仅限于并非是垂直的光而是斜射光的入射，斜射光相比于垂直光具有较低的光聚集率且因此会减弱图像信号。换句话说，随着靠近图像的外围，光接收区域的敏感度降低，且会出现图像质量的降低，其中朝向图像的外围变暗加剧。为提高光接收区域的外围部分中的斜入射光的光聚集率，将US7411180B2中所揭示的图像传感器中的微透镜及滤色器形成在光接收元件上方的偏移位置中，以作为用于缩短出射光瞳距离的对策。光接收元件包含在同一图像传感器中的图像像素及PDAF像素两者。尽管微透镜及滤色器的这些偏移位置对图像传感器的图像像素有益，但其可能会将自同一图像传感器中的芯片上PDAF像素的所测量透镜焦点偏移程度的准确度降级。期望监测角度响应曲线且校准PDAF像素的读出信号，以便得到每一图像传感器的准确的透镜焦点偏移程度。
用于PDAF读出信号校准的常规方法包括：在封装每一裸片以自整个晶片形成图像传感器之后，对图像传感器上的PDAF像素执行基准测量以产生角度响应曲线，且在相机的自动对焦操作期间基于角度响应曲线来校准PDAF像素的读出信号。尽管此方法需要短的测量时间，但其需要在进行基准测量之前封装每一裸片，而不论所述裸片是良好裸片还是不良裸片。期望在不封装每一裸片的情况下对整个晶片执行PDAF像素校准。
发明内容
在一个方面中，本申请案涉及一种图像传感器像素阵列，所述图像传感器像素阵列包括：中心区及两个平行边缘区，其中所述中心区位于所述两个平行边缘区之间，其中：所述中心区包括沿着行及列的第一子阵列安置的多个图像像素，其中所述多个图像像素中的每一者包括形成在第一光接收元件上方的偏移位置处的第一微透镜(ML)，以作为用于缩短所述中心区中的所述图像像素的出射光瞳距离的对策；所述两个平行边缘区中的每一者包括沿着行及列的第二子阵列安置的多个相位检测自动对焦(PDAF)像素，其中所述多个PDAF像素中的每一者包括形成在第二光接收元件上方的对准位置处的第二微透镜(ML)；且所述PDAF像素中的至少一者位于远离所述边缘区的中心的距离处以沿着射入倾角接收入射光。
在另一个方面中，本申请案涉及一种校准半导体晶片上的PDAF像素的方法，所述方法包括：步骤1：在所述半导体晶片上形成多个图像传感器，其中所述图像传感器中的每一者包括图像传感器像素阵列，其中所述图像传感器像素阵列包括中心区及两个平行边缘区，其中所述中心区位于所述两个平行边缘区之间，其中：所述中心区包括沿着行及列的第一阵列安置的多个图像像素，其中所述多个图像像素中的每一者包括形成在第一光接收元件上方的偏移位置处的第一微透镜(ML)，以作为用于缩短所述中心区中的所述图像像素的出射光瞳距离的对策；所述两个平行边缘区中的每一者包括沿着行及列的第二阵列安置的多个相位检测自动对焦(PDAF)像素，其中所述PDAF像素中的每一者包括形成在第二光接收元件上方的对准位置处的第二微透镜(ML)；且所述PDAF像素中的至少一者位于远离所述边缘区的中心的距离处以沿着射入倾角接收入射光；步骤2：基于自所述图像传感器中的每一者的每一PDAF像素的每一光接收元件至所述边缘区的所述中心的距离来计算每一PDAF像素的每一光接收元件的光射入倾角；步骤3：测量来自所述图像传感器中的每一者的每一PDAF像素的每一光接收元件的读出信号；步骤4：对所述射入倾角与来自所述图像传感器中的每一者的所述PDAF像素的所述光接收元件的所述读出信号进行匹配；步骤5：对来自沿着所述图像传感器中的每一者的同一第二行、呈相同的光射入倾角的所述PDAF像素的所述光接收元件的读出信号求平均值；步骤6：产生第一角度响应曲线并对所述图像传感器中的每一者的所述PDAF像素中的每一者执行校准；步骤7：在所述校准结束之后封装所述图像传感器中的每一者，且接着产生每一所包装的图像传感器的第二角度响应曲线；步骤8：得出在封装之前与封装之后对所述图像传感器中的每一者所测量的所述第一角度响应曲线与所述第二角度响应曲线之间的关系。
附图说明
参考下图描述本发明的非限制性及非穷尽性实例，其中除非另有规定，否则在所有各个视图中相似的参考编号指代相似的部件。
图1是根据本发明的实施例的图像传感器像素阵列的俯视图，其中PDAF像素位于两个平行边缘区中且图像像素位于中心区中。
图2是根据本发明的实施例的图像传感器像素阵列的俯视图，其中PDAF像素位于两个平行边缘区中且图像像素位于中心区中。
图3是根据本发明的实施例的图1及2中的部分图像传感器像素阵列的一系列放大俯视图：图3a是2×1图案的PDAF像素，图3b是2×2图案的PDAF像素，且图3c是图像像素。
图4图解说明根据本发明的实施例的基于图1及2中的同一行上的PDAF像素的左侧及右侧的平均读出信号来产生角度响应曲线的方法。
图5a及5b图解说明根据本发明的实施例的校准方法的最后步骤。
贯穿图式的数个视图，对应的参考字符指示对应的组件。所属领域的技术人员将了解，图中的元件是为简洁及清晰起见而加以图解说明，并未按比例绘制。举例来说，各图中的一些元件的尺寸可能相对于其它元件而被放大，以帮助增进对本发明的各种实施例的理解。此外，通常不绘示商业上可行的实施例中有用或必需的常见而众所周知的元件以便促进较清晰地理解本发明的这些各种实施例。
具体实施方式
本文中描述具有PDAF像素及图像像素两者的图像传感器的设备及方法的实例。在以下说明中，陈述众多具体的细节以使得透彻地理解实例。然而，相关领域的技术人员将认识到，本文中所描述的技术可在不具有所述具体细节中的一或多者的情况下实践或者可借助其它方法、组件、材料等来实践。在其它例子中，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作以免使某些方面模糊。
在本说明书通篇提及“一个实例”或“一个实施例”意指结合所述实例所描述的特定特征、结构或特性包含于本发明的至少一个实例中。因此，在本说明书通篇的各个地方中出现的短语“在一个实例中”或“在一个实施例中”未必全部指代同一实例。此外，在一或多个实例中可以任何适合的方式组合所述特定特征、结构或特性。
贯穿本说明书，使用数个术语。这些术语将呈现其在所属领域中的普通含义，除非本文中另外具体地定义或其使用的上下文将另外清晰地暗示。应注意，在本文件中，元件名称及符号可互换使用(例如，Si与硅)；然而，两者具有相同的含义。
举例来说，图1是根据本发明的实施例的图像传感器像素阵列100的俯视图。图像传感器像素阵列100包括中心区102以及两个平行边缘区101a及101b。中心区102包括多个图像像素(104a、104b…104m)，所述多个图像像素沿着行及列第一子阵列的安置。两个平行边缘区101a及101b包括多个相位检测自动对焦(PDAF)像素(103a_L、103b_L…103n_L以及103a_R、103b_R…及103n_R)，所述多个相位检测自动对焦像素沿着行及列的第二子阵列安置。中心区中的行及列的第一子阵列与边缘区中的行及列的第二子阵列对准。两个子阵列相对于中心线105镜像对称，中心线105穿过图像传感器阵列100的中心且垂直于两个平行边缘区101a及101b。由于沿着图像传感器像素阵列的中心线105聚焦入射光，因此位置沿着中心线105的像素将以零倾角接收入射光，但位于远离中心线105的距离处的像素将以一定的倾角接收入射光，所述倾角是由距离确定。在图1中，边缘区101a及101b中的PDAF像素中的每一者位于远离边缘区101a及101b的中心线105特定距离处，以便以特定倾角检测入射光。距离越长，倾角越大。举例来说，PDAF像素103a_L以与PDAF像素103a_R相同但小于PDAF像素103b_L的倾角接收入射光。举一个实例来说，两个邻近PDAF像素之间的间距可基本上是均匀的。举例来说，103a_R与103b_R之间的距离和103a_L与103b_L之间的距离相同。
举另一实例，图2是根据本发明的另一实施例的图像传感器像素阵列200的俯视图。除图像传感器像素阵列100中所包含的每一元件之外，图像传感器像素阵列200进一步包括沿着中心线105的一列图像像素，PDAF像素106a位于边缘区101a的中心处，且PDAF像素106b位于边缘区101b的中心处。沿着中心线105的所有像素用于以零倾角检测入射光。
举例来说，图3c是根据本发明的实施例的图1及2的中心区102的部分第一子阵列300c中的图像像素309的俯视放大视图。箭头线图解说明光向量的方向。第一微透镜(ML)308以偏移307形成于图像像素309的第一光接收区域上方。偏移307朝向光向量的相反方向。偏移307用作缩短中心区102中的图像像素309的出射光瞳距离的对策。图像像素309距中心区102的中心105越远，将对第一ML 308应用的偏移307就越大。因此，提高了中心区102中的第一图像像素子阵列的外围部分中的斜入射光的光聚集率。
举例来说，图3a是根据本发明的实施例的图1及图2的边缘区101a或101b的部分第二子阵列300a中的PDAF像素301的俯视放大视图。PDAF像素301包括2×1光感测元件，其中左侧光接收区域(L)与右侧光接收区域(R)共享共同的微透镜(ML)302。共同的ML 302具有在2×1光感测元件(L及R)之间居中的光轴。由于共同的ML 302与PDAF像素301对准，因此当PDAF像素301通过比较穿过L的光与穿过R的光来直接测量透镜焦点偏移程度时，透镜焦点偏移程度不受微透镜302与PDAF像素301之间的任何偏移影响。因此，基于透镜焦点偏移程度所产生的图像捕获控制信号更准确。因此，当将透镜焦点偏移程度提供给图像捕获模块的机电装置以调整透镜焦点时，对透镜焦点的调整更准确。此外，PDAF像素301具有沿着光向量方向(箭头方向)的扫描方向。扫描方向经设计以平行于图像传感器100或图像传感器200的两个平行边缘区101a及101b。两个平行边缘区101a及101b可以是图像传感器100或图像传感器200的左侧边缘及右侧边缘。两个平行边缘区101a及101b也可以是图像传感器100或图像传感器200的顶部边缘及底部边缘。300a中的其余像素(例如，像素303)全部皆是不用于收集任何有效读出信号的虚设像素。微透镜与每一虚设像素中的光接收区域对准以便简化过程。
举例来说，图3b是根据本发明的实施例的图1及图2中的边缘区101a或101b的部分第二子阵列300b中的PDAF像素304的俯视放大视图。PDAF像素304包括共享共同的微透镜(ML)305的2×2光感测元件A、B、C、D。共同的ML 305具有在2×2光感测元件A、B、C及D的中心处居中的光轴。由于共同的ML 305与PDAF像素304对准，因此当PDAF像素304通过比较穿过2×2光感测元件A、B、C及D中的一者的光与穿过2×2光感测元件A、B、C及D中的另一者的光来直接测量透镜焦点偏移程度时，透镜焦点偏移程度不受微透镜305与PDAF像素304之间的任何偏移影响。因此，基于透镜焦点偏移程度所产生的图像捕获控制信号更准确。因此，当将透镜焦点偏移程度提供给图像捕获模块的机电装置以调整透镜焦点时，对透镜焦点的调整更准确。此外，PDAF像素304具有沿着水平光向量方向及垂直光向量方向(箭头方向)两者的扫描方向。所述扫描方向经设计以平行于图像传感器100或图像传感器200的两个平行边缘区101a及101b。两个平行边缘区101a及101b可以是图像传感器100或图像传感器200的左侧边缘及右侧边缘。两个平行边缘区101a及101b也可以是图像传感器100或图像传感器200的顶部边缘及底部边缘。300b中的其余像素(例如，像素306)全部皆是不用于收集任何有效读出信号的虚设像素。微透镜与每一虚设像素中的光接收区域对准以便简化过程。
举例来说，图4图解说明校准根据本发明的实施例的半导体晶片上的2×1PDAF像素的方法。尽管图4中未加以图解说明，但所述方法可用于校准半导体晶片上的2×1PDAF像素。第一步骤是按照先前段落中的描述在半导体晶片上形成多个图像传感器。作为图4中的实例，PDAF像素是2×1PDAF像素，其中左侧光接收区域与右侧光接收区域共享同一PDAF像素中的共同的微透镜，如图3a中所描述。第二步骤是，基于自每一光接收区域至边缘区的中心的距离来计算每一2×1PDAF像素中的每一光接收区域的光射入倾角；每一光接收区域的射入倾角是由芯片大小及光源芯片射线角度(CRA)界定；通过利用射入倾角，将每一光接收区域地址转换成射入倾角。第三步骤是测量来自每一PDAF像素的左侧光感测元件及右侧光感测元件的读出信号。第四步骤是对射入倾角与来自PDAF像素的每一光感测元件的相应读出信号进行匹配；第五步骤是计PDAF像素的在相同的光射入倾角下的左侧光感测元件的读出信号的平均值；也计算PDAF像素的在相同的光射入倾角下的右侧光感测元件的读出信号的平均值；第六步骤是产生第一角度响应曲线，以图解说明平均读出信号与PDAF像素的左侧光感测元件及右侧光感测元件两者的其相应倾角之间的关系。第七步骤是在校准完成之后封装图像传感器中的每一者且接着产生所包装的图像传感器中的每一的第二角度响应曲线。最后步骤是得出在封装之前与封装之后针对图像传感器中的每一者所测量的第一角度响应曲线及第二角度响应曲线之间的关系。图5b展示关系曲线的实例。作为关系的指标，界定特定角度，且所述特定角度应匹配在关于封装的监测图案信号与角度响应之间(图5a)。举例来说，选择+10°点。关系曲线使得能够预测半导体晶片上的PDAF性能。
包含发明摘要中所描述内容在内的本发明的所图解说明实例的以上描述并不旨在具穷尽性或将本发明限制于所揭示的精确形式。虽然出于说明性目的而在本文中描述了本发明的具体实例，但如所属领域的技术人员将认识到，可在本发明的范围内做出各种修改。可鉴于以上详细说明对本发明做出这些修改。所附权利要求书中所使用的术语不应被理解为将本发明限制于本说明书中所揭示的具体实施例。而是，本发明的范围将完全由所附权利要求书来确定，所述权利要求书将根据所建立的权利要求解释原则来加以理解。

Claims (12)

1.一种图像传感器像素阵列，其包括中心区及两个平行边缘区，其中所述中心区位于所述两个平行边缘区之间，其中：
所述中心区包括沿着行及列的第一子阵列安置的多个图像像素，其中
所述多个图像像素中的每一者包括形成在第一光接收元件上方的偏移位置处的第一微透镜ML，以作为用于缩短所述中心区中的所述图像像素的出射光瞳距离的对策；
所述两个平行边缘区中的每一者包括沿着行及列的第二子阵列安置的多个相位检测自动对焦PDAF像素，其中
所述多个PDAF像素中的每一者包括形成在第二光接收元件上方的对准位置处的第二微透镜ML；且
所述PDAF像素中的至少一者位于远离所述边缘区的中心的距离处以沿着射入倾角接收入射光。
2.根据权利要求1所述的图像传感器像素阵列，其中
包括沿着行及列的所述第二子阵列安置的所述多个PDAF像素的所述两个平行边缘区与包括沿着行及列的所述第一子阵列安置的所述多个图像像素的所述中心区相对于跨越所述图像传感器像素阵列的中心及两个平行边缘区中的每一者的中心的线而镜像对称。
3.根据权利要求1所述的图像传感器像素阵列，其进一步包括位于所述两个平行边缘区中的每一者的中心处以沿着零倾角接收垂直入射光的PDAF像素。
4.根据权利要求1所述的图像传感器像素阵列，其中两个邻近PDAF像素在所述两个平行边缘区中的每一者中分隔开基本上均匀的间距。
5.根据权利要求1所述的图像传感器像素阵列，其中所述PDAF像素中的每一者包括共享共同的微透镜ML及滤色器CF的2×2光电二极管，其中所述共同的ML具有以2×2光电二极管的中心为中心的光轴。
6.根据权利要求1所述的图像传感器像素阵列，其中所述PDAF像素中的每一者包括共享共同的微透镜ML及滤色器CF的2×1光电二极管，其中所述共同的ML具有在所述2×1光电二极管之间居中的光轴，其中所述PDAF像素中的每一者具有平行于所述图像传感器的所述边缘区的扫描方向。
7.一种校准半导体晶片上的PDAF像素的方法，其包括：
步骤1：在所述半导体晶片上形成多个图像传感器，其中所述图像传感器中的每一者包括图像传感器像素阵列，其中所述图像传感器像素阵列包括中心区及两个平行边缘区，其中所述中心区位于所述两个平行边缘区之间，其中：
所述中心区包括沿着行及列的第一阵列安置的多个图像像素，其中
所述多个图像像素中的每一者包括形成在第一光接收元件上方的偏移位置处的第一微透镜ML，以作为用于缩短所述中心区中的所述图像像素的出射光瞳距离的对策；
所述两个平行边缘区中的每一者包括沿着行及列的第二阵列安置的多个相位检测自动对焦PDAF像素，其中
所述PDAF像素中的每一者包括形成在第二光接收元件上方的对准位置处的第二微透镜ML；且
所述PDAF像素中的至少一者位于远离所述边缘区的中心的距离处以沿着射入倾角接收入射光；
步骤2：基于自所述图像传感器中的每一者的每一PDAF像素的每一光接收元件至所述边缘区的所述中心的距离来计算每一PDAF像素的每一光接收元件的光射入倾角；
步骤3：测量来自所述图像传感器中的每一者的每一PDAF像素的每一光接收元件的读出信号；
步骤4：对所述射入倾角与来自所述图像传感器中的每一者的所述PDAF像素的所述光接收元件的所述读出信号进行匹配；
步骤5：对来自沿着所述图像传感器中的每一者的同一第二行、呈相同的光射入倾角的所述PDAF像素的所述光接收元件的读出信号求平均值；
步骤6：产生第一角度响应曲线并对所述图像传感器中的每一者的所述PDAF像素中的每一者执行校准；
步骤7：在所述校准结束之后封装所述图像传感器中的每一者，且接着产生每一所包装的图像传感器的第二角度响应曲线；
步骤8：得出在封装之前与封装之后对所述图像传感器中的每一者所测量的所述第一角度响应曲线与所述第二角度响应曲线之间的关系。
8.根据权利要求7所述的方法，其中
包括沿着行及列的所述第二阵列安置的所述多个PDAF像素的所述两个平行边缘区与包括沿着行及列的所述第一阵列安置的所述多个图像像素的所述中心区相对于横跨所述中心区的中心及所述两个平行边缘区中的每一者的中心的线而镜像对称。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述图像传感器像素阵列进一步包括位于所述两个平行边缘区中的每一者的中心处以沿着零倾角接收垂直入射光的PDAF像素。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述两个平行边缘区中的每一者中的两个邻近PDAF像素之间存在基本上均匀的间距。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述PDAF像素中的每一者包括共享共同的微透镜ML及滤色器CF的2×2光电二极管，其中所述共同的ML具有以2×2光电二极管的中心为中心的光轴。
12.根据权利要求7所述的方法，其中所述PDAF像素中的每一者包括共享共同的微透镜ML及滤色器CF的2×1光电二极管，其中所述共同的ML具有在所述2×1光电二极管之间居中的光轴，其中所述PDAF像素中的每一者具有平行于所述图像传感器的所述边缘区的扫描方向。
CN201910183912.XA 2018-08-14 2019-03-12 具有相位检测自动对焦像素的图像传感器 Active CN110868519B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/103,257 2018-08-14
US16/103,257 US10848697B2 (en) 2018-08-14 2018-08-14 Image sensors with phase detection auto focus pixels

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110868519A true CN110868519A (zh) 2020-03-06
CN110868519B CN110868519B (zh) 2021-03-30

Family

ID=69523657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910183912.XA Active CN110868519B (zh) 2018-08-14 2019-03-12 具有相位检测自动对焦像素的图像传感器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10848697B2 (zh)
CN (1) CN110868519B (zh)
TW (1) TWI693830B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113542631A (zh) * 2020-04-22 2021-10-22 豪威科技股份有限公司 用于具有相位检测自动聚焦像素的图像传感器的灵活曝光控制
CN115442548A (zh) * 2021-06-04 2022-12-06 豪威科技股份有限公司 支持具有相位检测自动聚焦及图像感测光电二极管的像素阵列的合并模式的位线控制

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106488148B (zh) * 2016-11-01 2019-09-17 首都师范大学 一种超分辨率图像传感器及其构造方法
US10886318B2 (en) * 2019-01-30 2021-01-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor
US10998365B2 (en) 2019-01-30 2021-05-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor
KR20210054092A (ko) * 2019-11-04 2021-05-13 삼성전자주식회사 서로 거울 대칭인 픽셀들을 포함하는 이미지 센서

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107205114A (zh) * 2016-03-16 2017-09-26 豪威科技股份有限公司 相位检测自动聚焦像素阵列和相关的成像系统
US20180027153A1 (en) * 2014-11-24 2018-01-25 Himax Technologies Limited Image sensing device with cover plate having optical pattern thereon
CN107872618A (zh) * 2016-09-22 2018-04-03 豪威科技股份有限公司 带有非对称微透镜pdaf检测器的图像传感器、相关pdaf成像系统和方法
CN108141528A (zh) * 2015-09-24 2018-06-08 高通股份有限公司 相位检测自动聚焦降噪
CN108141527A (zh) * 2015-09-25 2018-06-08 高通股份有限公司 相位检测自动聚焦算法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014137468A (ja) * 2013-01-17 2014-07-28 Sony Corp 撮像装置および撮像方法
US10015416B2 (en) * 2016-05-24 2018-07-03 Semiconductor Components Industries, Llc Imaging systems with high dynamic range and phase detection pixels
KR102372736B1 (ko) * 2017-03-06 2022-03-11 에스케이하이닉스 주식회사 위상차 검출 픽셀을 구비하는 이미지 센서
WO2018168551A1 (ja) * 2017-03-16 2018-09-20 富士フイルム株式会社 撮像素子及び撮像装置
US10593712B2 (en) * 2017-08-23 2020-03-17 Semiconductor Components Industries, Llc Image sensors with high dynamic range and infrared imaging toroidal pixels
US10397465B2 (en) * 2017-09-01 2019-08-27 Qualcomm Incorporated Extended or full-density phase-detection autofocus control

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180027153A1 (en) * 2014-11-24 2018-01-25 Himax Technologies Limited Image sensing device with cover plate having optical pattern thereon
CN108141528A (zh) * 2015-09-24 2018-06-08 高通股份有限公司 相位检测自动聚焦降噪
CN108141527A (zh) * 2015-09-25 2018-06-08 高通股份有限公司 相位检测自动聚焦算法
CN107205114A (zh) * 2016-03-16 2017-09-26 豪威科技股份有限公司 相位检测自动聚焦像素阵列和相关的成像系统
CN107872618A (zh) * 2016-09-22 2018-04-03 豪威科技股份有限公司 带有非对称微透镜pdaf检测器的图像传感器、相关pdaf成像系统和方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113542631A (zh) * 2020-04-22 2021-10-22 豪威科技股份有限公司 用于具有相位检测自动聚焦像素的图像传感器的灵活曝光控制
CN113542631B (zh) * 2020-04-22 2024-02-20 豪威科技股份有限公司 具有相位检测自动聚焦像素的成像装置和系统
CN115442548A (zh) * 2021-06-04 2022-12-06 豪威科技股份有限公司 支持具有相位检测自动聚焦及图像感测光电二极管的像素阵列的合并模式的位线控制

Also Published As

Publication number Publication date
CN110868519B (zh) 2021-03-30
TW202019157A (zh) 2020-05-16
US20200059618A1 (en) 2020-02-20
TWI693830B (zh) 2020-05-11
US10848697B2 (en) 2020-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110868519B (zh) 具有相位检测自动对焦像素的图像传感器
US7924483B2 (en) Fused multi-array color image sensor
US8842216B2 (en) Movable pixelated filter array
KR101342968B1 (ko) 고체촬상소자 및 촬상장치
EP2430487B1 (en) Focus detection apparatus
US9531963B2 (en) Image capturing device and image capturing system
US20020025164A1 (en) Solid-state imaging device and electronic camera and shading compensation method
EP2804370A2 (en) Image pickup apparatus and image processing apparatus
KR20180133157A (ko) 위상 검출 픽셀을 포함하는 이미지 센서
US9574967B2 (en) Wavefront measurement method, shape measurement method, optical element manufacturing method, optical apparatus manufacturing method, program, and wavefront measurement apparatus
US8937274B2 (en) Solid-state imaging device and portable information terminal having a proportion of W pixels increases toward an outer periphery of each pixel block
JP4886248B2 (ja) 焦点検出用固体撮像装置及び、同装置を用いたカメラシステム
US20060125945A1 (en) Solid-state imaging device and electronic camera and shading compensaton method
US11638067B2 (en) Phased metalens for adjusting a focus of an image
CN103842879A (zh) 成像装置和用于计算相位差像素的灵敏度比率的方法
CN109346492B (zh) 线阵图像传感器像素阵列及物体表面缺陷检测方法
US9261400B2 (en) Focus detection apparatus, electronic apparatus, manufacturing apparatus, and manufacturing method
JP2007155930A (ja) 固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置
JP3109843B2 (ja) 焦点検出装置
US7049168B2 (en) Image sensor comprising a pixel array having an optical element positioned relative to each pixel
JPS58150920A (ja) 焦点検出装置
JP7057090B2 (ja) 測距装置および測距方法
KR100649011B1 (ko) 광섬유를 이용한 이미지센서
US20220102413A1 (en) Image sensing device
US11967602B2 (en) Image sensor with multi-pixel detector and partial isolation structure

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant