TW201904262A - 具有改良自動對焦效能之成像裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明描述一種成像裝置(1)，其包括：一影像感測器(2)；一成像透鏡(3)；用以照明一場景(SC)之一紅外光源(5)；及用於提供一自動對焦功能之一紅外自動對焦系統(6)，其中該影像感測器(2)包括一陣列(21)之感測器像素，各經配置為雙重像素(22)，其包括每雙重像素(22)之兩個單獨像素感測器(22a、22b)以記錄來自兩個像素感測器(22a、22b)之該影像資料(D1)作為一總信號，且提供來自該兩個像素感測器(22a、22b)之各者的紅外資料(D2)作為個別信號用於相位對比(PC)自動對焦，其中一紅外濾波器(7)經配置於該成像裝置(1)之一孔(4)與一成像感測器(2)之間，且經調適以藉由包括經配置為紅外阻斷區域之至少一個第一區域(71)及經配置為紅外帶通區域之至少一個第二區域(72)而僅局部透射該紅外光(IR)之一部分至該成像感測器(2)。本發明進一步係關於用以自動對焦此裝置(1)之一方法(100)。

Description

具有改良自動對焦效能之成像裝置
本發明係關於具有一改良自動對焦效能之一成像裝置且係關於自動對焦一成像裝置之一方法。
歸因於一良好曝光、對焦及白平衡圖片所需之3A演算法(自動對焦、自動曝光、自動白平衡)，拍照之「前置時間」可惱人地長(尤其針對移動中的小孩或動物)。由於任何系統需要光子工作，所以在黑暗中或在低光條件下，一自動對焦系統可需要額外光。然而，一長或連續預閃光通常非所要。已針對此等情況開發IR自動對焦。不幸的是，此等IR自動對焦系統需要一額外感測器且通常僅在影像之一個或選定點處工作，而非在完整影像上。應期望獲得具減小數目個組件之一小型自動對焦系統，其考慮到完整影像即使在低光條件下亦提供一可靠自動對焦功能。
本發明之一目的係提供具一經減小數目個組件之一小型自動對焦系統，其甚至在低光條件下不受限於所選點而提供一可靠自動對焦功能。對紅外光敏感之自動對焦系統避免長的或連續預閃光。由於任何系統需要光子工作，所以在黑暗中或在低光條件下，自動對焦系統配備有一額外光源，其甚至在低光條件下亦提供一可靠自動對焦功能。 本發明由獨立請求項界定。附屬請求項界定有利實施例。 根據一第一態樣，提供一種成像裝置。該成像裝置包括：用以記錄來自一場景之影像資料的一影像感測器；經配置於該成像裝置之一孔與該影像感測器之間的一光路徑中的一成像透鏡；用以照明該場景之一紅外光源；及用於自動設定該影像感測器在該成像透鏡之一焦點中的一紅外自動對焦系統，其中該影像感測器包括一陣列之感測器像素，各經配置為雙重像素，其包括每雙重像素之兩個單獨像素感測器以由該影像感測器記錄來自兩個像素感測器之該影像資料作為一總信號且將來自該兩個像素感測器之各者的紅外資料作為個別信號提供至該自動對焦系統用於相位對比自動對焦，其中一紅外濾波器經配置於該孔與該成像感測器之間的該光路徑中且經調適以沿該光路徑僅局部透射該紅外光之一部分至該成像感測器。 術語「成像裝置」表示適於記錄影像或影像序列於儲存影像資料為圖片或影片之一儲存裝置上的所有裝置或包括適於記錄影像或影像序列於儲存影像資料為圖片或影片之一儲存裝置上的組件之裝置。 術語「成像透鏡」表示所有透鏡或多個子透鏡之組合，其形成一透鏡系統用於使進入成像裝置之可見光及紅外光之一光束成形以便記錄由成形光束之所偵測光所致之對應影像資料。孔表示其中來自場景之光束進入待進一步由成像透鏡成形之成像裝置的成像裝置之開口。光束表示自場景發射或反射之可見光及紅外光。場景表示什麼應由成像裝置記錄。 術語「紅外光源」表示提供具長於750奈米之波長之紅外光的任何合適光源。紅外光源可經配置於適於照明待由成像裝置記錄之場景之成像裝置之外殼處之任何位置處或其中光學構件引導紅外光向外之光學裝置內之一位置處。 術語「紅外自動對焦系統」表示適於自動控制成像裝置之一馬達沿成像透鏡之一光軸而移動成像透鏡以便基於一光感測器資料(此處來自進入成像裝置通過孔之光之紅外光譜內之光)來設定成像感測器於焦點中的任何類型之系統。 影像感測器適於偵測來自場景之待經記錄為一影像或影片之影像資料及亦自場景獲得之待用於自動對焦之自動對焦資料兩者，包括一陣列之感測器像素。感測器像素之數目判定影像資料可在其下取得之解析度。代替每像素僅具有一個感測器，根據本發明之影像感測器包括所謂雙重像素以便整合影像取得功能以及一個單一影像感測器內之自動對焦功能。雙重像素之各者包括兩個單獨像素感測器，兩者對可見光及紅外光敏感，其中影像資料由各雙重像素之兩個感測器之一總信號所致。總信號係各雙重像素之各像素感測器之所偵測光之重疊。相較於此，所提供自動對焦信號係單獨由各雙重像素之各感測器像素所得之個別信號。自分析相位對比，針對各雙重像素之兩個信號，自動對焦信號產生控制信號以控制電機功能以便調整成像透鏡之位置以便設定影像感測器於成像透鏡之焦點中。基於相位對比之自動對焦功能大體上由可見光及/或紅外光工作。然而，在無可見光或太少可見光的情況下，發光裝置之紅外光源照明場景用於自動對焦目的，其中自動對焦資料對應於紅外資料且自動對焦信號對應於紅外信號。 術語「紅外濾波器」表示經配置於孔與影像感測器之間的在任何合適位置處的一濾波器以便局部減小透射或完全阻斷紅外光朝向影像感測器之透射，而具相對於通過成像裝置之光路徑之不同位置的紅外濾波器之其他部分對紅外光至少半透明或完全透明以便使用紅外光照明至少一些雙重像素以產生紅外資料用於對焦成像裝置。紅外濾波器可具有適於至少局部減小紅外光之透射之任何形狀，例如紅外濾波器可具有一圓形或矩形形狀。紅外濾波器可經配置於成像透鏡前面，或在包括多個子透鏡之一成像透鏡的情況下在子透鏡之兩者之間或在沿自孔至影像感測器之光路徑的一方向上在成像透鏡與影像感測器之間。 紅外濾波器之使用顯著改良由自動對焦系統執行之自動對焦功能之品質及可靠性。此外，能夠改良相同組件中之影像資料及紅外資料的一個單一影像感測器之使用減小成像裝置內之所需組件數目，進一步允許製造小型成像裝置且提供一自動對焦系統不受限於影像之選定點，而是考量完整影像以執行自動對焦功能。紅外光源保證自動對焦系統能夠在夜間或白天期間甚至在低光條件下可靠工作。 成像裝置可依平行於成像感測器之紅外濾波器之一橫向大小及紅外濾波器之一定位經合適調適以便由經引導朝向成像感測器之所有光通過的一方式配置。此增加各雙重像素之像素之間的相位對比。此外，所有雙重像素可用以提供紅外資料用於對焦。紅外濾波器之紅外透射率可經調適以允許良好色彩再現，其中一太高整體紅外透射降低所拍照片之色彩再現。整體透射可藉由在半透射過濾區域的情況下降低紅外透射或降低紅外透射濾波器區域之大小而下降。 成像裝置可依紅外濾波器包括經配置為紅外阻斷區域之至少一個第一區域及經配置為紅外帶通區域之至少一個第二區域的一方式配置。紅外阻斷區域及透射區域之一合適配置能夠改良各雙重像素之像素之間的相位對比。紅外帶通之透射帶應匹配成像裝置之紅外光源之發射器光譜。第一區域及第二區域之大小及第一區域及第二區域之面積之比適於成像裝置之應用，其中一大第二區域改良自動對焦準確度且一小第二區域歸因於影像信號之一較少幹擾而改良色彩再現。第一區域及與第二區域之間的比可依於特定成像裝置而調適且需要自動對焦功能之哪一準確度。此外，比取決於紅外光源之亮度、成像裝置與反射紅外光朝向成像裝置之物件之間的距離及影像感測器之紅外敏感度。 成像裝置可依紅外濾波器包括由第二區域圍繞之一內部第一區域的一方式配置。在此情況下，經引導至雙重像素之兩個像素之紅外光束具有一大入射角，其導致一較大相位對比，其改良自動對焦功能之可靠性。紅外濾波器可進一步依第二區域額外由一外部第一區域圍繞的一方式配置。此界定用於由雙重像素之像素感測器偵測之紅外光的更準確可行入射角。 成像裝置可依成像透鏡具有一光軸且內部第一區域相對於光軸居中的一方式配置。此配置避免歸因於影像濾波器相對於成像透鏡之一偏移軸對準的不平衡信號。 成像裝置可依至少兩個單獨第二區域經配置於第一區域內的一方式配置。在此情況下，第二區域由第一區域圍繞。第二區域之形狀可適於特定成像裝置及影像感測器，其中不同第二區域之形狀可相等或不同。此配置降低對紅外光透射之總區域以便一方面改良色彩再現且另一方面使得能夠局部調適至影像感測器之任何特定形狀或設計的紅外透射。在一實施例中，單獨第二區域具有一圓形及/或矩形形狀。在另一實施例中，第二區域之總面積小於第一區域之20%，較佳小於10%。 成像裝置可依至少一個第二區域經配置成比紅外濾波器之一中心更靠近紅外濾波器之一外部邊緣的一方式配置。在此情況下，紅外透射第二區域經切換至至成像裝置之光軸的更大距離，導致經透射紅外光至感測器之一更大入射角以改良自動對焦準確度。 成像裝置可依第二區域經調適以透射在涵蓋紅外光源之一發射最大值之波長範圍內的紅外光以便增加所得紅外資料之信號雜訊比。較佳地，一波長範圍在800奈米與1000奈米之間。 成像裝置可依紅外濾波器對可見光完全透明之一方式配置，以不擾亂待由像素感測器偵測之可見光以記錄影像資料。可見光表示具小於750奈米(較佳小於700奈米)之波長的光。術語完全透明亦表示跨紅外濾波器之一同質透明度。 成像裝置可依紅外光源係發射具800奈米與1000奈米之間(較佳在840奈米與940奈米之間)之一峰值波長之光之一窄頻帶光源之一方式配置。具一尖銳及受限發射光譜之一窄頻帶光源使得能夠提供適於透射自場景反射之形式上由紅外光源發射至場景之紅外光的大多數至影像感測器，以便進一步改良來自雙重像素之像素感測器之紅外資料(紅外信號)的信號雜訊比。在提供具有50奈米或更少(例如在2奈米與50奈米之間)之半峰全幅值之一發射光譜的情況下，一光源係表示為窄頻帶光源。 成像裝置可依紅外光係一LED或VCSEL之一方式配置。此等光源係小的，且因此係緊湊的，具有長壽命，且提供(例如)小於50奈米寬度之窄頻帶發射光譜。 成像裝置可依成像透鏡沿光路徑之一位置回應於成像感測器之紅外資料來調適以便自動設定影像感測器於成像透鏡之焦點中之一方式配置。此處，紅外自動對焦系統自動控制成像裝置之一馬達，使成像透鏡沿成像透鏡至一光軸移動，以便基於光學感測器資料(此處自通過孔進入成像裝置之光之紅外光譜內的光)來設定成像感測器於焦點中。 成像裝置可依成像裝置係一相機、一智慧型電話或一平板PC之一方式配置。 根據一第二態樣，提供一種自動對焦根據本發明之包括具一陣列之感測器像素之一影像感測器、經配置於該成像裝置之一孔與影像感測器之間之一光路徑中之一成像透鏡、一紅外光源及一紅外自動對焦系統之一成像裝置的方法，其中陣列之感測器像素各經配置為雙重像素，其包括每雙重像素之兩個單獨像素感測器。該方法包括以下步驟： - 使用紅外光源來照明一場景； - 由經配置於該成像透鏡與該成像感測器之間之一紅外濾波器過濾來自場景之已通過成像透鏡之光，且沿光路徑僅局部透射紅外光之一部分至成像感測器； - 提供來自影像感測器之雙重像素之像素感測器之各者之紅外資料作為個別信號至自動對焦系統，用於相位對比自動對焦；及 - 回應於自動對焦系統而自動設置影像感測器於成像透鏡之一焦點中。 方法可依，方法進一步包括藉由影像感測器之像素感測器在焦點中而記錄來自場景之影像資料作為針對各雙重像素之一總信號的一方式配置。 應理解，本發明之一較佳實施例亦可為伴隨各自獨立請求項之附屬請求項的任何組合。 以下界定進一步有利實施例。
現將藉由圖描述本發明之各種實施例。 圖1展示根據本發明之一實施例之一成像裝置1之一主要略圖，成像裝置1包括用以記錄來自一場景SC (經指示為在前景中之一人)之影像資料D1的一影像感測器2；經配置於成像裝置1之一孔4與影像感測器2之間的一光路徑LP中的一成像透鏡3 (此處經顯示為大箱以指示成像透鏡3可為包括多個子透鏡之一透鏡系統)；用以照明場景SC之一紅外光源5；及用於自動設定SF影像感測器2於成像透鏡3之一焦點中的一紅外自動對焦系統6，其中影像感測器2包括一陣列21之感測器像素，各經配置為雙重像素22以記錄影像資料D1於一影像資料儲存8中且將紅外資料D2提供至自動對焦系統6用於相位對比PC自動對焦，其中一紅外濾波器7經配置於孔4與成像感測器2之間的光路徑LP中，在此實施例中，例如在成像透鏡3與成像感測器2之間。紅外濾波器7經調適以沿光路徑LP僅局部透射紅外光IR之一部分至成像感測器2。紅外光源5可為發射具800奈米與1000奈米之間(較佳840奈米與940奈米之間)的一峰值波長的光之一窄頻帶光源。該光發射角較佳盡可能大以便照明大多數該場景以便提供來自該場景之一盡可能大數目個目標之反射紅外光回至影像感測器2用於較佳整個場景之自動對焦目的。紅外光源5可為一LED或VCSEL。在自動對焦期間，成像透鏡3之一位置回應於成像感測器2之紅外資料D2而沿光路徑LP (或該成像透鏡之光軸)移動以自動設定影像感測器2於成像透鏡3之焦點中。圖1中所展示之成像裝置1可為一相機、一智慧型電話或一平板PC。 圖2展示影像感測器2 (a)為一概圖；(b)展示陣列21之感測器像素之一部分的一放大圖；及(c)詳細展示陣列21之一個感測器像素22作為雙重像素22之配置的一進一步放大圖之一主要略圖。影像感測器2包括一陣列21之感測器像素，各經配置為包括每雙重像素22之兩個單獨像素感測器22a、22b的雙重像素22以由影像感測器2記錄來自像素感測器22a、22b兩者之影像資料D1作為一總信號且將來自兩個像素感測器22a、22b之各者的紅外資料D2作為個別信號提供至自動對焦系統6用於相位對比PC自動對焦。 圖3展示根據本發明之當偵測紅外資料D2時在一成像裝置1中之光路徑LP的一主要略圖。紅外濾波器7經配置於由一個雙重像素22之兩個像素感測器22a、22b指示於一位置P7處之成像透鏡3與成像感測器2之間。在此實施例中，紅外濾波器7包括經配置為紅外阻斷內部區域711之一個第一區域71及經配置為紅外帶通區域之在內部區域711外側之一第二區域72，其圍繞內部第一區域711。此外，第二區域72額外由一外部第一區域712圍繞。另外，成像透鏡3具有一光軸OP且內部第一區域711相對於光軸OP居中。第二區域72經調適以透射在涵蓋紅外光源5之一發射最大量的波長範圍內(較佳800奈米至1000奈米之一範圍)的紅外光IR (由通過虛線指示)。雙重像素22將來自兩個像素感測器22a、22b之各者的紅外資料D2作為個別信號D2提供至自動對焦系統6用於相位對比PC自動對焦。基於所提供紅外資料D2，沿光路徑LP之成像透鏡3之一位置係經調適SF以便自動地設定影像感測器2於成像透鏡3之焦點中，其中至自動對焦系統6之個別信號D2根據其等源自感測器像素22a、22b之不同位置的其等相位對比PC而分析。所得經判定相位對比PC使得自動對焦系統6能夠控制電機(此處未展示)移動成像透鏡。 圖4展示根據本發明之當偵測影像資料D1時在一成像裝置1中之光路徑LP的一主要略圖。經定位於成像透鏡3與影像感測器2之間的由一個雙重像素22之兩個像素感測器22a、22b指示的紅外濾波器7對可見光(由通過的虛線指示)透明。雙重像素22將來自兩個像素感測器22a、22b兩者之影像資料D1作為一總信號D2提供至影像資料儲存8以在根據如圖3中所展示之程序使影像感測器2設定於成像透鏡3之焦點中之後記錄所要影像。 圖5展示在本發明之一成像裝置1內之紅外濾波器7之位置的不同實施例。在此實例中，紅外濾波器7之結構相同於圖3及圖4展示。在其他實施例中，該結構可不同。紅外濾波器7可經配置於由雙重像素22a、22b (圖5之左部分)指示之包括兩個子透鏡之成像透鏡3與影像感測器3之間。在另一實施例中，紅外濾波器7可經配置於自孔朝向影像感測器之方向所見(圖5之中間部分)的成像透鏡3之前面。在另一實施例中，紅外濾波器7可經配置於兩個子透鏡之間的成像透鏡內(圖5之右部分)。在所有此等不同位置中，該紅外濾波器將提供根據如上文所描述之本發明之相同效應。 圖6展示在引導朝向影像感測器2之一俯視圖中(此處未展示)之根據本發明之紅外濾波器7之一實施例。紅外濾波器7包括兩個第一區域71、一內部第一區域711及一外部第一區域712 (經配置為紅外阻斷區域)，以及一個第二區域72(經配置為紅外帶通區域)，其中內部第一區域711係由第二區域72圍繞，且第二區域72係另外由一外部第一區域712圍繞。橫向大小D7x、D7y表示平行於成像裝置2之紅外濾波器7的大小，其適當經調適以便由經引導朝向成像感測器2之所有光L、IR通過。在此實施例中，第二區域72具有圓形成型之圍繞內部第一區域711之一環形形狀，其中內部第一區域711具有經調適以涵蓋由成像透鏡3提供之光路徑LP之至少70%之一第一直徑D711。 圖7展示根據本發明之紅外濾波器7之多個不同實施例，其中紅外濾波器7包括經配置為紅外阻斷區域之至少一個第一區域71，及經配置為紅外帶通區域之至少一個第二區域72。上四個實施例展示具一正方形形狀之紅外濾波器7，而下四個實施例展示具圓形形狀之紅外濾波器7。左上實施例對應於根據圖6之紅外濾波器7，其中左下實施例展示一類似結構，其中紅外濾波器7係一圓形濾波器。在此等兩個實施例中，該紅外濾波器7包括由第二區域72圍繞之一內部第一區域711，其中第二區域72係另外由一外部第一區域712圍繞。所有其他實施例係關於其中兩個或四個單獨第二區域72經配置於圍繞單獨第二區域72之第一區域71內的紅外濾波器7。右上及右下實施例包括單獨第二區域72，其具有一矩形形狀而非一圓形形狀。此外，第二區域經配置成相較於紅外濾波器7之一中心更靠近紅外濾波器7之一外邊緣73 (參見圖6)。 圖8展示根據本發明之方法之一實施例之一主要略圖，以自動聚焦根據本發明之一成像裝置1，成像裝置1包括具一陣列21之感測器像素之一影像感測器2、經配置於成像裝置1之一孔4與影像感測器3之間之一光路徑LP中之一成像透鏡3、一紅外光源5及一紅外自動對焦系統6，其中陣列21之該等感測器像素各經配置為雙重像素22，雙重像素22包括每雙重像素22之兩個單獨像素感測器22a、22b，該方法包括以下步驟：使用紅外光源5來照明110一場景SC；由經配置於成像透鏡3與成像感測器2之間之一紅外濾波器7來過濾120來自場景SC之已通過成像透鏡3之光，且沿光路徑LP僅局部透射紅外光IR之一部分至成像感測器2；將來自影像感測器2之雙重像素22之像素感測器22a、22b之各者的紅外資料D2作為個別信號提供130至自動對焦系統6，用於相位對比PC自動對焦；及回應於自動對焦系統6而自動設置140影像感測器2於成像透鏡2之一焦點中。在一經設定自動對焦之情況下，方法100可進一步包括藉由影像感測器2之像素感測器22a、22b在焦點中而記錄150來自場景SC之影像資料D1，作為針對各雙重像素22之一總信號。 儘管本發明已在圖式及先前描述中詳細繪示及描述，然此等圖解說明及描述視作繪示性或例示性且非限制性。 自讀取本發明，熟習此項技術者將明白其他修改。此等修改可涉及其他特徵，其等已在技術中已知且其等可代替已在本文中描述之特徵或除已在本文中描述之特徵外使用。 熟習此項技術者可自圖式、揭示內容及隨附申請專利範圍之一學習之後理解並實現所揭示實施例之變體。在申請專利範圍中，字「包括」不排除其他元件或步驟，且不定冠詞「一」不排除複數個元件或步驟。某些量測引用於不同獨立申請專利範圍中之僅事實不指示此等量測之一組合不可有利使用。 申請專利範圍中之任何參考符號不應解釋為限制其範疇。
1‧‧‧成像裝置
2‧‧‧影像感測器
3‧‧‧成像透鏡
4‧‧‧孔
5‧‧‧紅外光源
6‧‧‧自動對焦系統
7‧‧‧紅外濾波器
8‧‧‧影像資料儲存
21‧‧‧陣列
22‧‧‧雙重像素
22a‧‧‧像素感測器
22b‧‧‧像素感測器
71‧‧‧第一區域
72‧‧‧第二區域
73‧‧‧外邊緣
100‧‧‧方法
110‧‧‧由紅外光源照明一場景
120‧‧‧過濾來自場景之已通過成像透鏡之光
130‧‧‧提供紅外資料至自動對焦系統
140‧‧‧自動設定影像感測器於成像透鏡之一焦點中
150‧‧‧記錄來自場景至影像資料
711‧‧‧內部第一區域
712‧‧‧外部第一區域
D1‧‧‧影像資料
D2‧‧‧紅外資料
D7x,D7y‧‧‧平行於影像感測器之濾波器之橫向大小
D711‧‧‧內部第一區域之第一直徑
IR‧‧‧紅外光
L‧‧‧光
LP‧‧‧光路徑
OP‧‧‧光軸
P7‧‧‧位置
PC‧‧‧相位對比自動對焦
SC‧‧‧場景
SF‧‧‧移動成像透鏡以自動設定影像感測器於焦點中
自且參考在下文中描述之實施例闡明，且本發明之此等及其他態樣將變得明顯。 現將基於參考隨附圖式之實施例藉由實例描述本發明。 在圖式中： 圖1展示根據本發明之一實施例之一成像裝置之一主要略圖。 圖2展示影像感測器(a)為一概圖；(b)展示陣列之感測器像素之一部分的一放大圖；及(c)展示陣列之一個感測器像素作為雙重像素之配置的一進一步放大圖之一主要略圖。 圖3展示根據本發明之當偵測紅外資料時在一成像裝置中之光路徑的一主要略圖。 圖4展示根據本發明之當偵測影像資料時在一成像裝置中之光路徑的一主要略圖。 圖5展示在本發明之一成像裝置內之紅外濾波器之位置的不同實施例。 圖6展示根據本發明之紅外濾波器之一實施例。 圖7展示根據本發明之紅外濾波器之多個不同實施例。 圖8展示根據本發明之方法之一實施例之一主要略圖。 在圖中，貫穿圖式，相同參考符號指代類似物件。圖中之物件並不一定按比例繪製。

Claims (14)

  1. 一種成像裝置(1)，其包括：用以記錄來自一場景(SC)之影像資料(D1)之一影像感測器(2)；經配置於該成像裝置(1)之一孔(4)與該影像感測器(2)之間之一光路徑(LP)中之一成像透鏡(3)；用以照明該場景(SC)之一紅外光源(5)；及用於自動設定(SF)該影像感測器(2)於該成像透鏡(3)之一焦點中之一紅外自動對焦系統(6)，其中該影像感測器(2)包括一陣列(21)之感測器像素，各經配置為雙重像素(22)，其包括每雙重像素(22)之兩個單獨像素感測器(22a、22b)以由該影像感測器(2)記錄來自兩個像素感測器(22a、22b)之該影像資料(D1)作為一總信號，且將來自該兩個像素感測器(22a、22b)之各者的紅外資料(D2)作為個別信號提供至該自動對焦系統(6)用於相位對比(PC)自動對焦，其中一紅外濾波器(7)經配置於該孔(4)與該成像感測器(2)之間之該光路徑(LP)中，且經調適以藉由包括經配置為紅外阻斷區域之至少一個第一區域(71)及經配置為紅外帶通區域之至少一個第二區域(72)而沿該光路徑(LP)僅局部透射該紅外光(IR)的一部分至該成像感測器(2)。
  2. 如請求項1之成像裝置(1)，其中平行於該成像感測器(2)之該紅外之一橫向大小(D7x, D7y)及該紅外濾波器(7)之一位置(P7)經適當調適以由經引導朝向該成像感測器(2)之所有光(L、IR)通過。
  3. 如請求項2之成像裝置(1)，其中該紅外濾波器(7)包括由該第二區域(72)圍繞之一內部第一區域(711)，其中該第二區域(72)係額外由一外部第一區域(712)圍繞。
  4. 如請求項3之成像裝置(1)，其中該成像透鏡(3)具有一光軸(OP)，且該內部第一區域(711)係相對於該光軸(OP)居中。
  5. 如請求項2之成像裝置(1)，其中至少兩個單獨第二區域(72)經配置於該第一區域(71)內，較佳地，該等單獨第二區域(72)具有一圓形及/或矩形形狀。
  6. 如請求項2至5中任一項之成像裝置(1)，其中該至少一個第二區域(72)經配置成比該紅外濾波器(7)之一中心更靠近該紅外濾波器(7)之一外部邊緣(73)。
  7. 如請求項2至5中任一項之成像裝置(1)，其中該第二區域(72)經調適以透射在涵蓋該紅外光源(5)之一發射最大值之波長範圍(較佳為800奈米至1000奈米之一範圍)內的紅外光(IR)。
  8. 如請求項1至5中任一項之成像裝置(1)，其中該紅外濾波器(7)係對可見光完全透明。
  9. 如請求項1至5中任一項之成像裝置(1)，其中該紅外光源(5)係發射具800奈米與1000奈米之間(較佳地，在840奈米與940奈米之間)之一峰值波長之光之一窄頻帶光源。
  10. 如請求項9之成像裝置(1)，其中該紅外光源(5)係一LED或VCSEL。
  11. 如請求項1至5中任一項之成像裝置(1)，其中該成像透鏡(3)沿該光路徑(LP)之一位置回應於該成像感測器(2)之該紅外資料(D2)而調適，以便自動設定該影像感測器(2)於該成像透鏡(3)之該焦點中。
  12. 如請求項1至5中任一項之成像裝置(1)，其中該成像裝置(1)係一相機、一智慧型電話或一平板PC。
  13. 一種方法(100)，其用於自動對焦根據請求項1之一成像裝置(1)，該成像裝置(1)包括具一陣列(21)之感測器像素之一影像感測器(2)、經配置於該成像裝置(1)之一孔(4)與該影像感測器(3)之間之一光路徑(LP)中之一成像透鏡(3)、一紅外光源(5)及一紅外自動對焦系統(6)，其中該陣列(21)之該等感測器像素各經配置為雙重像素(22)，其包括每雙重像素(22)之兩個單獨像素感測器(22a、22b)，該方法(100)包括以下步驟： 使用該紅外光源(5)來照明(110)一場景(SC)； 由經配置於該成像透鏡(3)與該成像感測器(2)之間之一紅外濾波器(7)來過濾(120)來自該場景(SC)之已通過該成像透鏡(3)之光，且藉由該紅外濾波器(7)包括經配置為紅外阻斷區域之至少一個第一區域(71)及經配置為紅外帶通區域之至少一個第二區域(72)而沿該光路徑(LP)僅局部透射該紅外光(IR)之一部分至該成像感測器(2)； 將來自該影像感測器(2)之該等雙重像素(22)之該等像素感測器(22a、22b)之各者的紅外資料(D2)作為個別信號提供(130)至該自動對焦系統(6)，用於相位對比(PC)自動對焦；及 回應於該自動對焦系統(6)而自動設置(140)該影像感測器(2)於該成像透鏡(2)之一焦點中。
  14. 如請求項13之方法(100)，進一步包括藉由該影像感測器(2)之該等像素感測器(22a、22b)在焦點中來記錄(150)來自該場景(SC)之影像資料(D1)作為針對各雙重像素(22)之一總信號。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11895400B2 (en) 2017-03-13 2024-02-06 Lumileds Llc Imaging device with an improved autofocusing performance

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109286750B (zh) * 2018-09-21 2020-10-27 重庆传音科技有限公司 一种基于智能终端的变焦方法及一种智能终端
JP7169863B2 (ja) * 2018-12-03 2022-11-11 キヤノン株式会社 撮像装置及びその制御方法、及び演算方法
US11818462B2 (en) * 2019-08-30 2023-11-14 Qualcomm Incorporated Phase detection autofocus sensor apparatus and method for depth sensing
KR20220053067A (ko) 2020-10-21 2022-04-29 삼성전자주식회사 왜곡을 발생시키는 렌즈를 갖는 카메라 시스템에서 이미지 해상도를 개선하는 장치 및 그 동작 방법
CN115567767A (zh) * 2022-09-27 2023-01-03 Oppo广东移动通信有限公司 摄像头和电子装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7538813B2 (en) * 2005-05-11 2009-05-26 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Digital cameras with triangulation autofocus systems and related methods
JP5109641B2 (ja) 2007-12-18 2012-12-26 ソニー株式会社 撮像素子および撮像装置
JP5505761B2 (ja) 2008-06-18 2014-05-28 株式会社リコー 撮像装置
JP5563283B2 (ja) * 2009-12-09 2014-07-30 キヤノン株式会社 画像処理装置
JP2011130327A (ja) 2009-12-21 2011-06-30 Sony Corp 画像処理装置および方法、並びにプログラム
JP2012022309A (ja) 2010-06-14 2012-02-02 Nikon Corp 撮像装置
JP2013171129A (ja) * 2012-02-20 2013-09-02 Olympus Corp 撮像装置及びフォーカス制御方法
JP5942697B2 (ja) 2012-08-21 2016-06-29 株式会社ニコン 焦点検出装置および撮像装置
KR102124832B1 (ko) * 2013-04-03 2020-06-19 삼성전자주식회사 카메라의 오토 포커스 시스템과 이를 이용한 카메라 장치
US9699393B2 (en) * 2014-06-26 2017-07-04 Semiconductor Components Industries, Llc Imaging systems for infrared and visible imaging with patterned infrared cutoff filters
WO2016061738A1 (en) * 2014-10-20 2016-04-28 Schott Glass Technologies (Suzhou) Co. Ltd. Optical arrangement for a camera module, camera module with optical arrangement and method of manufacturing the optical arrangement
EP3230691A4 (en) * 2014-12-09 2018-08-15 Basf Se Optical detector
US9973678B2 (en) * 2015-01-14 2018-05-15 Invisage Technologies, Inc. Phase-detect autofocus
EP3098638B1 (en) * 2015-05-29 2022-05-11 Phase One A/S Adaptive autofocusing system
US20170034456A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-02 Dual Aperture International Co., Ltd. Sensor assembly with selective infrared filter array
US9804357B2 (en) * 2015-09-25 2017-10-31 Qualcomm Incorporated Phase detection autofocus using masked and unmasked photodiodes
US9848118B2 (en) * 2016-03-11 2017-12-19 Intel Corporation Phase detection autofocus using opposing filter masks
EP3343894B1 (en) * 2016-12-28 2018-10-31 Axis AB Ir-filter arrangement
CN108886571B (zh) 2017-03-13 2020-12-01 亮锐控股有限公司 具有改善的自动对焦性能的成像设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11895400B2 (en) 2017-03-13 2024-02-06 Lumileds Llc Imaging device with an improved autofocusing performance

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EP3430798A1 (en) 2019-01-23

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