TW202209866A - 用於具有相位檢測自動對焦像素的影像感測器之靈活曝光控制 - Google Patents

用於具有相位檢測自動對焦像素的影像感測器之靈活曝光控制 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種成像裝置，其包含一光電二極體陣列。該等光電二極體包含組態為影像感測光電二極體之第一組光電二極體及組態為相位檢測自動對焦(PDAF)光電二極體之第二組光電二極體。該等PDAF光電二極體至少成對配置於相鄰行中且經散佈於該等影像感測光電二極體當中。轉移電晶體經耦合至對應光電二極體。回應於控制該光電二極體陣列之一作用列之所有該等影像感測光電二極體之一第一轉移控制信號或一第二轉移控制信號而控制耦合至該作用列中包含之該等影像感測光電二極體之該等轉移電晶體。一轉移電晶體經耦合至該作用列之一對該等PDAF光電二極體之一者。回應於獨立於該等第一或第二轉移控制信號的一第一PDAF控制信號而控制該第一轉移電晶體。

Description

用於具有相位檢測自動對焦像素的影像感測器之靈活曝光控制
本發明大體上係關於影像感測器，且特定而言但非排他地，係關於包含相位檢測自動對焦像素之影像感測器。
影像感測器已變得無處不在且現在廣泛用於數位相機、蜂巢電話、保全攝影機以及醫療、汽車及其他應用中。隨著影像感測器經整合至更廣範圍之電子裝置中，期望透過裝置架構設計以及影像採集處理兩者以儘可能多的方式(例如，解析度、功耗、動態範圍等)來增強其等功能性、效能指標及類似者。
一典型影像感測器回應於來自一外部場景之影像光入射於該影像感測器上而操作。該影像感測器包含具有光敏元件(例如，光電二極體)之一像素陣列，該等光敏元件吸收入射影像光之一部分且在吸收該影像光之後產生影像電荷。可將該等像素之各者之影像電荷量測為來自各光敏元件之依據入射影像光而變動之一輸出信號。換言之，經產生影像電荷之量與該影像光之強度成比例，其用於產生表示外部場景之一數位影像(即，影像資料)。
本文中描述旨在用於具有包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體之光電二極體陣列之彩色像素陣列之靈活曝光控制之實例。因此，在以下描述中，闡述眾多特定細節以提供對該等實例之一透徹理解。然而，熟習相關技術者將認知，本文中所描述之技術可在沒有一或多個特定細節之情況下或利用其他方法、組件、材料等實踐。在其他例項中，未詳細地展示或描述熟知結構、材料或操作以便避免混淆特定態樣。
貫穿本說明書對「一項實例」或「一項實施例」之引用意謂結合該實例所描述之一特定特徵、結構或特性包含於本發明之至少一項實例中。因此，本說明書通篇出現之片語「在一項實例中」或「在一項實施例中」不一定全部指代同一實例。此外，在一或多項實例中可以任何合適方式組合該特定特徵、結構或特性。
為了便於描述，在本文中可使用空間相對術語，諸如「在...下面」、「在...下方」、「下」、「在...下」、「在...上方」、「上」、「頂部」、「底部」、「左」、「右」、「中心」、「中間」及類似者來描述一個元件或特徵與另一(些)元件或特徵之關係，如附圖中所繪示。將理解，除附圖中所描繪之定向以外，空間相對術語亦意欲於涵蓋裝置在使用或操作中之不同定向。例如，若附圖中之裝置被翻轉，則描述為「在其他元件或特徵下方」、「在其他元件或特徵下面」或「在其他元件或特徵下」之元件將被定向為「在其他元件或特徵上方」。因此，實例性術語「在...下方」及「在...下」可涵蓋在...上方及在...下方之兩個定向。裝置可以其他方式定向(旋轉90度或按其他定向)且相應地解釋本文中所使用之空間相對描述詞。另外，亦將理解，當一層被稱為「在兩個層之間」時，其可為兩個層之間的唯一層，或亦可存在一或多個中介層。
貫穿說明書，使用若干技術術語。此等術語應具有其等所屬領域之普通含義，除非本文中明確地定義或其使用脈絡將另有清楚地指示。應注意，貫穿本文件，元件名稱及符號可互換地使用(例如，Si與矽)；然而，兩者具有相同含義。
如將論述，揭示具有包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體之光電二極體陣列之彩色像素陣列之各項實例。在各項實例中，根據本發明之教示，可與一影像感測器之光電二極體陣列之同一列中之影像感測光電二極體分開地控制耦合至相位檢測自動對焦光電二極體之至少一些轉移電晶體，此為影像感測器提供靈活曝光控制、高速度及低功耗。
為了繪示，圖1A繪示根據本發明之實施例之包含具有一光電二極體陣列之一彩色像素陣列102之一成像系統100之一項實例，該光電二極體陣列包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。特定而言，成像系統100包含像素陣列102、控制電路系統110、讀出電路系統106及功能邏輯108。在一項實例中，像素陣列102係光電二極體之一二維(2D)陣列(例如，P1、P2、…、Pn)，其包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。如下文將進一步詳細地描述，在各項實例中，可與光電二極體陣列104之同一列中之影像感測光電二極體分開地控制耦合至相位檢測自動對焦光電二極體之至少一些轉移電晶體。如所描繪實例中所繪示，像素104經配置成列(例如，R1至Ry)及行(例如，C1至Cx)以採集一人、地方、物件等之影像資料，接著可使用該影像資料來呈現人、地方、物件等之2D影像。在該等實例中，散佈於像素陣列102中之相位檢測自動對焦光電二極體提供相位檢測資訊，該相位檢測資訊可用於成像系統100之自動對焦操作。
在一項實例中，在像素陣列102中之各影像感測器光電二極體/像素104已透過其影像電荷或相位檢測電荷之光生來採集該電荷之後，由一讀出電路透過位元線112讀出對應影像資料及/或相位檢測電荷且接著將該對應影像資料及/或相位檢測電荷轉移至功能邏輯108。讀出電路系統106可經耦合以自像素陣列102中之複數個像素104讀出資料。在各項實例中，讀出電路系統106可包含放大電路系統、類比至數位轉換(ADC)電路系統或其他電路系統。在一項實例中，讀出電路系統106可沿著位元線112一次讀出一列資料，如圖1A中所繪示。功能邏輯108可儲存影像資料或甚至藉由施加後期影像效應(例如，裁剪、旋轉、移除紅眼、調整亮度、調整對比度或以其他方式)來操縱影像資料。
圖1B繪示根據本發明之教示之像素電路104之一示意圖之一項實例，其包含於具有一光電二極體陣列之一成像系統中，該光電二極體陣列包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。應明白，圖1B之像素電路104可為如圖1A中所展示之影像感測器100之一像素104之實例，且上文所描述之類似命名及編號之元件在下文類似地耦合並起作用。
在圖1B中所描繪之實例中，像素電路104包含耦合至一轉移電晶體116-1之一光電二極體114-1、耦合至一轉移電晶體116-2之一光電二極體114-2、耦合至一轉移電晶體116-3之一光電二極體114-3及耦合至一轉移電晶體116-4之一光電二極體114-4。一浮動擴散區118經耦合至轉移電晶體116-1、轉移電晶體116-2、轉移電晶體116-3及轉移電晶體116-4。在各項實例中，一可選浮動擴散電容控制信號FDC亦可被包含且經耦合至一電容器122，該電容器122經耦合至浮動擴散區118。在一項實例中，可利用浮動擴散電容控制信號FDC來如所展示般將一升壓控制信號提供給耦合至浮動擴散區118之電容器122。
轉移電晶體116-1經耦合以回應於一轉移控制信號TX1進行控制，轉移電晶體116-2經耦合以回應於一轉移控制信號TX2進行控制，轉移電晶體116-3經耦合以回應於一轉移控制信號TX3進行控制，且轉移電晶體116-4經耦合以回應於一轉移控制信號TX4進行控制。因而，回應於轉移控制信號TX1而將回應於入射光在光電二極體114-1中光生之電荷轉移至浮動擴散區118，回應於轉移控制信號TX2而將回應於入射光在光電二極體114-2中光生之電荷轉移至浮動擴散區118，回應於轉移控制信號TX3而將回應於入射光在光電二極體114-3中光生之電荷轉移至浮動擴散區118，且回應於轉移控制信號TX4而將回應於入射光在光電二極體114-4中光生之電荷轉移至浮動擴散區118。
如所描繪實例中所繪示，一重設電晶體120經耦合於一電壓供應器(例如，AVDD)與浮動擴散區118之間。一源極隨耦器電晶體124之一閘極經耦合至浮動擴散區118。源極隨耦器電晶體124之漏極經耦合至一電壓供應器(例如，AVDD)。一列選擇電晶體126經耦合至源極隨耦器電晶體124之一源極。在操作中，列選擇電晶體126經耦合以回應於一列選擇信號RS而將一資料信號(例如，影像資料或對焦資料)自像素電路104之源極隨耦器電晶體124輸出至一位元線112。
在各項實例中，取決於像素電路104在像素陣列內之特定位置，一些或所有光電二極體114-1、114-2、114-3及114-4可經組態為包含於一彩色像素陣列中之影像感測光電二極體，且一些或所有光電二極體114-1、114-2、114-3及114-4可經組態為相位檢測自動對焦光電二極體。
在此一實例中，引導至經組態為影像感測光電二極體之光電二極體114-1、114-2、114-3及114-4之入射光在到達光電二極體114-1、114-2、114-3及114-4之前被引導通過一彩色濾光片陣列之各自彩色濾光片。在一項實例中，彩色濾光片陣列可為一拜耳彩色濾光片。因此，入射光可在到達經組態為影像感測光電二極體之光電二極體114-1、114-2、114-3及114-4之前被引導通過一紅色彩色濾光片或一綠色彩色濾光片或一藍色彩色濾光片。
在各項實例中，引導至經組態為相位檢測自動對焦光電二極體之光電二極體114-1、114-2、114-3及114-4之入射光在到達各自光電二極體114-1、114-2、114-3及114-4之前被引導通過一微透鏡。在各項實例中，除入射光被引導通過一彩色濾光片或通過一微透鏡之外，光電二極體114-1、114-2、114-3及114-4在其他方面實質上類似。
在各項實例中，像素陣列之光電二極體被合併，包含光電二極體114-1、114-2、114-3及114-4。因而，將自各光電二極體產生之資訊與自一或多個附近的合併光電二極體產生之資訊相加以產生組合資訊，且因此將各個別光電二極體之效能相加以改良像素陣列之效能。例如，在各項實例中，光電二極體之2x2分組經組態以進行合併使得各分組中包含之4個光電二極體全部共用相同色彩。換言之，該等光電二極體經配置於像素陣列中使得影像感測光電二極體之各2x2分組係紅色、綠色或藍色。在一項實例中，合併光電二極體之2x2分組係像素陣列中之所有鄰近光電二極體且共用相同彩色濾光片。在一項實例中，合併光電二極體之2x2分組可全部共用相同色彩，但具有相同色彩之各兩個光電二極體藉由具有一不同色彩之另一光電二極體而彼此分離。
在各項實例中，相位檢測自動對焦光電二極體被分組為2x2分組，該等2x2分組經散佈於影像感測光電二極體當中，共用一微透鏡。在另一實例中，相位檢測自動對焦光電二極體被分組為共用一微透鏡且經散佈於彩色像素陣列之影像感測光電二極體當中之2x1群組。
圖2繪示根據本發明之教示之具有一光電二極體陣列之一一彩色像素陣列202之一項實例，該光電二極體陣列包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。特定而言，所描繪實例繪示彩色像素陣列202展示具有一4C彩色濾光片之一2x2相位檢測自動對焦(PDAF)圖案。在該實例中，拜耳合併具備紅色(R)彩色濾光片之2x2分組、綠色(G)彩色濾光片之2x2分組及藍色(B)彩色濾光片之2x2分組，該等2x2分組經安置於影像感測光電二極體上。該實例亦繪示安置於PDAF光電二極體上之微透鏡228，該等PDAF光電二極體經散佈於彩色像素陣列202之成像感測光電二極體當中。
針對PDAF像素之各2x2分組，圖2中展示微透鏡228，該微透鏡228覆蓋下伏的PDAF像素之2x2分組。在該實例中，針對彩色濾光片下之正常影像感測像素，未展示該等微透鏡以免混淆本發明之教示。在一項實例中，正常影像感測像素之微透鏡可僅覆蓋一1x1像素或光電二極體區域。
在操作中，藉由比較來自PDAF像素之2x2分組之一側之信號與來自PDAF像素之該等分組之另一側之信號來擷取相位檢測資訊。例如，在一項實例中，比較來自PDAF像素之2x2分組之左側像素對之信號與來自右側像素對之信號。在另一實例中，比較來自PDAF像素之2x2分組之頂側像素對之信號與來自底側像素對之信號。在具有PDAF像素之2x1分組之再一實例中，比較來自PDAF像素之2x1分組之左側像素之信號與來自右側像素之信號。
在先前設計中，PDAF像素與來自同一列之正常影像感測像素共用相同TX導線。因此，以相同方式讀出PDAF像素及正常影像感測像素兩者。在4C模式中，其為當如所展示般針對各色彩將影像感測像素合併為2x2陣列以獲得用於PDAF像素支援之相位檢測資訊時之情況。因而，一次讀取PDAF像素之各2x2分組之左邊兩個光電二極體，且在不同時間讀取PDAF像素之各2x2分組之右邊兩個光電二極體(用於水平相位檢測)，前提是相同數目個行類比至數位轉換(ADC)電路可用。因此，與使用相同數目個行ADC電路一次讀出所有2x2合併像素相較，由於在不同時間分開地讀出左及右PDAF光電二極體，因此僅可以一半之圖框速率讀出來自2x2 PDAF光電二極體之相位檢測資訊。因此，為了提高圖框速率，將需要更多功耗。
歸因於PDAF光電二極體之較佳靈敏度不同於正常影像感測光電二極體，亦可較佳的是使PDAF光電二極體之曝光時間控制不同於正常影像感測光電二極體。然而，在先前設計中，除了安置於一彩色濾光片或一微透鏡下之區別之外，PDAF光電二極體與正常影像感測光電二極體完全相同地佈線。換言之，在先前設計中，正常影像感測像素及PDAF像素共用同一列中之相同轉移控制導線，且因此其等曝光控制及讀出亦相同。因此，在先前設計中，不可能具有不同曝光時間控制，因為總是以相同於來自同一列之正常影像感測像素之方式讀出PDAF像素。因此，如下文將詳細地論述，根據本發明之教示之實例揭示具有像素電路系統之像素陣列，其中根據本發明之教示，可與影像感測器之光電二極體陣列之同一列中之影像感測光電二極體分開地控制耦合至相位檢測自動對焦光電二極體之至少一些轉移電晶體，此為影像感測器提供靈活曝光控制、高速度及低功耗。
為了繪示，圖3A展示根據本發明之教示之包含一光電二極體陣列之一像素陣列302A之一示意圖之一項實例，該光電二極體陣列具有散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。應明白，圖3A之像素陣列302A可為如圖2中所展示之像素陣列202或如圖1A至圖1B中所展示像素陣列102中包含之一像素電路系統之一實例，且上文所描述之類似命名及編號之元件在下文類似地耦合並起作用。
圖3A中所描繪之像素陣列302A之部分展示光電二極體之6個列及6個行。應明白，在其他實施例中，像素陣列302A可包含更多數目個列及行。如所描繪實例中所展示，光電二極體以2x2分組配置。在該實例中，2x2分組之左行共用一第一位元線，2x2分組之中心行共用一第二位元線，且2x2分組之右行共用一第三位元線。
所描繪實例展示2x2分組之中心列包含經耦合以回應於轉移控制信號TX1、TX2、TX3及TX4進行控制之轉移電晶體。應注意，2x2分組之上列包含類似地經耦合以回應於2x2分組之上列之各自轉移控制信號(未標記)進行控制之轉移電晶體，且2x2分組之底列包含類似地經耦合以回應於2x2分組之底列之各自轉移控制信號(未標記)進行控制之轉移電晶體。
在所描繪實例中，光電二極體之左上、右上、左下及右下2x2分組經組態以接收紅光。光電二極體之上中、左中、右中及下中2x2分組經組態以接收綠光。光電二極體之中心2x2分組經組態為PDAF光電二極體。在所繪示實例中，用虛線繪示PDAF光電二極體上之一微透鏡328A。
圖3A中所描繪之實例包含控制耦合至PDAF光電二極體之轉移電晶體以支援水平相位檢測之兩個額外控制線。特定而言，TXPD_L控制線經耦合以控制中心2x2分組之左邊兩個PDAF光電二極體，且TXPD_R控制線經耦合以控制中心2x2分組之右邊兩個PDAF光電二極體。
利用左PDAF光電二極體及右光電二極體之獨立TXPD_L及TXPD_R控制導線，實例像素陣列302A提供以不同於圖3A中所展示之其他2x2分組之正常影像感測光電二極體之方式讀出中心2x2分組之PDAF光電二極體之靈活性。以此方式，根據本發明之教示，可一次讀出所有正常影像感測光電二極體與如繪示般合併之2x2分組之所有光電二極體，而可回應於TXPD_L及TXPD_R控制導線在不同於正常影像感測光電二極體之一時間分兩次讀出中心2x2分組中之PDAF光電二極體。例如，在第一次讀出中，可回應於TXPD_L信號而透過第二位元線(例如，圖3A中之中心位元線)讀出左PDAF光電二極體，且在第二次讀出中，可回應於TXPD_R信號而透過圖3A中之第二位元線讀出右PDAF光電二極體。在另一實例中，應明白，讀出之特定順序可顛倒。
圖3B展示根據本發明之教示之包含一光電二極體陣列之一像素陣列302B之一示意圖之另一實例，該光電二極體陣列具有散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。應明白，圖3B之像素陣列302B可為如圖2中所展示之像素陣列202或如圖1A至圖1B中所展示之像素陣列102中包含之一像素電路系統之一實例，且上文所描述之類似命名及編號之元件在下文類似地耦合並起作用。進一步應明白，圖3B之像素陣列302B與圖3A之像素陣列302A共用諸多類似性。
例如，圖3B中所描繪之像素陣列302B之部分亦展示光電二極體之6個列及6個行。應明白，在其他實施例中，像素陣列302B可包含更多數目個列及行。如所描繪實例中所展示，光電二極體以2x2分組配置。在該實例中，2x2分組之左行共用一第一位元線，2x2分組之中心行共用一第二位元線，且2x2分組之右行共用一第三位元線。
所描繪實例展示2x2分組之中心列包含經耦合以回應於轉移控制信號TX1、TX2、TX3及TX4進行控制之轉移電晶體。應注意，2x2分組之上列包含類似地經耦合以回應於2x2分組之上列之各自轉移控制信號(未標記)進行控制之轉移電晶體，且2x2分組之底列包含類似地經耦合以回應於2x2分組之底列之各自轉移控制信號(未標記)進行控制之轉移電晶體。
在所描繪實例中，光電二極體之左上、右上、左下及右下2x2分組經組態以接收紅光。光電二極體之上中、左中、右中及下中2x2分組經組態以接收綠光。光電二極體之中心2x2分組經組態為PDAF光電二極體。在所描繪實例中，用虛線繪示PDAF光電二極體上之一微透鏡328B。
圖3B中所描繪之實例包含控制耦合至PDAF光電二極體之轉移電晶體以支援垂直相位檢測之兩個額外控制線。特定而言，TXPD_T控制線經耦合以控制中心2x2分組之頂部兩個PDAF光電二極體，且TXPD_B控制線經耦合以控制中心2x2分組之底部兩個PDAF光電二極體以用於垂直相位檢測。
利用頂部PDAF光電二極體及底部光電二極體之獨立TXPD_T及TXPD_B控制導線，實例素陣列302B亦提供以不同於圖3B中所展示之其他2x2分組之正常影像感測光電二極體之方式讀出中心2x2分組之PDAF光電二極體之靈活性。以此方式，根據本發明之教示，可一次讀出所有正常影像感測光電二極體與如繪示般合併之2x2分組之所有光電二極體，而可回應於TXPD_T及TXPD_B控制導線在不同於正常影像感測光電二極體之一時間分兩次讀出中心2x2分組中之PDAF光電二極體。例如，在第一次讀出中，可回應於TXPD_T信號而透過第二位元線(例如，圖3B中之中心位元線)讀出頂部PDAF光電二極體，且在第二次讀出中，可回應於TXPD_B信號而透過圖3B中之中心位元線讀出底部PDAF光電二極體。在另一實例中，應明白，讀出之特定順序可顛倒。
返回參考圖2中所展示之實例，針對像素陣列202中所展示之2x2 PDAF圖案，PDAF光電二極體密度係1/32。特定而言，針對每八個列，存在兩個PDAF列(即，具有PDAF光電二極體之列)。針對每八個行，存在兩個PDAF行(即，具有PDAF光電二極體之行)。考量每個共用像素具有兩個位元線且具有兩個半列行類比至數位轉換(ADC)電路之2x2分組之配置，一次可讀出四個像素列。針對圖2中所繪示之32x32圖案實例，可在八個時序列中讀出該圖案。
為了繪示，如圖2之實例中所展示，列1及2中之PDAF光電二極體之2x2分組位於行3及4中。列9及10中之PDAF光電二極體之2x2分組位於行11及12中。可在相同時間讀出PDAF光電二極體之此等2x2分組，因為其等使用不同位元線及因此不同行ADC電路。針對圖2中所展示之具有一兩位元線及兩個半列讀出ADC結構之32x32圖案，可使用既有行ADC電路一次讀出此32x32圖案中之所有PD列。因為PDAF光電二極體之2x2分組之左及右光電二極體需要兩次讀出，所以對於圖2中之32x32圖案，在兩個時序列中讀出PDAF資訊。與正常影像感測光電二極體列相較，其係時序之1/4。
圖4係展示根據本發明之教示之具有圖3A至圖3B中所展示之TXPD控制(例如，TXPD_L及TXPD_R或TXPD_T及TXPD_B)之圖框時序之一實例時序圖。利用用於具備圖3A至圖3B中所展示之TXPD控制之PDAF光電二極體之個別曝光控制，可在已讀出正常影像感測光電二極體之後讀出所有PDAF資訊。此在本文中可被稱為一正常影像圖框之後的PD微型圖框。假定一圖框之一正常讀出時間係「1」，則按照上述分析，讀出PD微型圖框所需之額外時間係「1/4」。在圖4中，描繪當PD微型圖框時間僅花費正常圖框時間之「1/16」時之一「最佳情況」。
圖5繪示根據本發明之教示之包含一光電二極體陣列之一彩色像素陣列502之一示意圖之又一實例，該光電二極體陣列具有散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。應明白，圖5之像素陣列502亦可為如圖2中所展示之像素陣列202或如圖1A至圖1B中所展示之像素陣列102中包含之一像素電路系統之一實例，且上文所描述之類似命名及編號之元件在下文類似地耦合並起作用。進一步應明白，圖5之像素陣列502與圖3B之像素陣列302B及/或圖3A之像素陣列302A共用諸多類似性。
例如，圖5中所描繪之像素陣列502之部分亦展示光電二極體之6個列及6個行。應明白，在其他實施例中，像素陣列502可包含更多數目個列及行。如所描繪實例中所展示，光電二極體以2x2分組配置。在該實例中，2x2分組之左行共用一第一位元線，2x2分組之中心行共用一第二位元線，且2x2分組之右行共用一第三位元線。
所描繪實例展示2x2分組之中心列包含經耦合以回應於轉移控制信號TX1、TX2、TX3及TX4進行控制之轉移電晶體。應注意，2x2分組之上列包含類似地經耦合以回應於2x2分組之上列之各自轉移控制信號(未標記)進行控制之轉移電晶體，且2x2分組之底列包含類似地經耦合以回應於2x2分組之底列之各自轉移控制信號(未標記)進行控制之轉移電晶體。
在所描繪實例中，光電二極體之左上、右上、左下及右下2x2分組經組態以接收紅光。光電二極體之上中、左中、右中及下中2x2分組經組態以接收綠光。光電二極體之中心2x2分組經組態為PDAF光電二極體。在所繪示實例中，用虛線繪示PDAF光電二極體上之一微透鏡528。
圖5之像素陣列502與圖3B之像素陣列302B及/或圖3A之像素陣列302A之間的一個區別在於：在圖5中所描繪之實例中，像素陣列502包含經耦合以控制耦合至PDAF光電二極體之轉移電晶體以支援水平相位檢測之僅一個額外控制線(代替如圖3A至圖3B中之兩個)。在圖5中所描繪之特定實例中，TXPD_PD控制線經耦合以控制耦合至中心2x2分組之右邊兩個PDAF光電二極體之轉移電晶體。在另一實例中，應明白，TXPD_PD控制線可經耦合以控制耦合至中心2x2分組之左邊兩個PDAF光電二極體之轉移電晶體。返回參考圖5中所描繪之實例，耦合至中心2x2分組之左邊兩個PDAF光電二極體之電晶體經耦合以回應於用於控制同一列中之其他2x2分組中之其他各自正常成像感測光電二極體之TX1及TX3轉移控制信號進行控制。因而，在該實例中，可回應於TX1及TX3轉移控制信號而在相同於讀出同一列之其他正常影像感測光電二極體之時間透過中心位元線讀出中心2x2分組之兩個左PDAF光電二極體。然而，根據本發明之教示，可回應於TXPD_PD轉移控制信號而在一不同時間讀出中心2x2分組之兩個右PDAF光電二極體。
利用如圖5中所展示之右PDAF光電二極體之單獨或獨立TXPD_PD控制導線，根據本發明之教示，實例像素陣列502亦提供讀出中心2x2分組之右PDAF光電二極體，而可在相同時間讀出正常影像感測光電二極體及左PDAF光電二極體之靈活性。例如，在第一次讀出中，回應於TX1及TX3轉移控制信號而在相同於該列中之其他正常影像感測光電二極體之時間透過第二位元線(例如，圖5中之中心位元線)讀出左PDAF光電二極體。在第二次讀出中，可回應TXPD_PD信號而透過圖5中之中心位元線讀出右PDAF光電二極體。
因此，應明白，在圖5之實例像素陣列502中，一半之PDAF光電二極體連同同一列中之正常影像感測光電二極體一起讀出，且在一PD微型圖框或交錯PDAF圖框期間單獨讀出其餘PDAF光電二極體，此將在下文更詳細地論述。因此，讀出PDAF光電二極體所需之額外時間縮減50%且需要僅一個額外TXPD控制線，代替如圖3A至圖3B中所展示之先前實例中所繪示之兩個額外TXPD控制線(例如，TXPD_L及TXPD_R或TXPD_T及TXPD_B)。在需要對較少額外控制導線進行佈線之情況下，在添加額外控制導線(例如，TXPD)時更容易對像素進行佈局。
圖6繪示根據本發明之教示之具有一光電二極體陣列之一彩色像素陣列602之另一實例，該光電二極體陣列包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。應明白，圖6所展示之彩色像素陣列602可與圖2中所展示之彩色像素陣列202共用類似性，且上文所描述之類似命名及編號之元件在下文類似地耦合並起作用。
例如，圖6亦繪示具有帶有一4C彩色濾光片之一2x2相位檢測自動對焦(PDAF)圖案之彩色像素陣列602。在該實例中，拜耳合併具備紅色(R)彩色濾光片之2x2分組、綠色(G)彩色濾光片之2x2分組及藍色(B)彩色濾光片之2x2分組，該等2x2分組經安置於影像感測光電二極體上。該實例亦繪示安置於PDAF光電二極體上之微透鏡628，該等PDAF光電二極體經散佈於彩色像素陣列602之成像感測光電二極體當中。針對PDAF像素之各2x2分組，圖6中展示微透鏡628，其覆蓋2x2區域，而針對彩色濾光片下之正常影像感測像素，未展示該微透鏡以免混淆本發明之教示。在一項實例中，正常影像感測像素之微透鏡僅覆蓋一1x1像素區域。
在操作中，藉由比較來自PDAF像素之2x2分組之一側(例如，左側)之信號與來自PDAF像素之2x2分組之另一側(例如，右側)之信號來擷取相位檢測資訊。圖6之彩色像素陣列602與圖2之彩色像素陣列202之間的一個區別在於：在圖6之彩色像素陣列602中，將PDAF光電二極體(即，在微透鏡628下)之2x2分組之PDAF圖案移位一個像素或一個光電二極體(例如，在圖6中向左移位一個像素)。因此，針對水平相位檢測，根據本發明之教示，將額外TXPD控制導線之數目減少為一個TXPD控制導線。因而，可透過各自位元線在相同於微透鏡628下之右PDAF光電二極體之時間讀出微透鏡628下之左PDAF光電二極體。
為了繪示，圖7繪示根據本發明之教示之包含一光電二極體陣列之一彩色像素陣列702之一示意圖之一實例，該光電二極體陣列具有呈移位1之一圖案且經散佈於如上文相對於圖6所論述之合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。應明白，圖7所展示之彩色像素陣列702之一示意圖與先前在圖3A、圖3B及圖5中所展示之彩色像素陣列之示意圖共用諸多類似性，且上文所描述之類似命名及編號之元件在下文類似地耦合並起作用。
例如，圖7中所描繪之像素陣列702之示意圖之部分亦展示光電二極體之6個列及6個行。應明白，在其他實施例中，像素陣列702可包含更多數目個列及行。如所描繪實例中所展示，光電二極體以2x2分組配置。在該實例中，2x2分組之左行共用一第一位元線，2x2分組之中心行共用一第二位元線，且2x2分組之右行共用一第三位元線。所描繪實例展示2x2分組之中心列包含經耦合以回應於轉移控制信號TX1、TX2、TX3及TX4進行控制之轉移電晶體。應注意，2x2分組之上列包含類似地經耦合以回應於2x2分組之上列之各自轉移控制信號(未標記)進行控制之轉移電晶體，且2x2分組之底列包含類似地經耦合以回應於2x2分組之底列之各自轉移控制信號(未標記)進行控制之轉移電晶體。
在所描繪實例中，光電二極體之左上、右上、左下及右下2x2分組經組態以接收紅光。光電二極體之上中、右中及下中2x2分組經組態以接收綠光。利用圖7中所描繪之像素陣列702之經移位PDAF像素方案，光電二極體之左中2x2分組中之光電二極體之左對2x2分組經組態以接收綠光，且光電二極體之該中心2x2分組中之光電二極體之右對2x2分組經組態以接收藍光。另外，利用圖7中所描繪之像素陣列702之經移位PDAF像素方案，光電二極體之左中2x2分組中之光電二極體之右對2x2分組及光電二極體之該中心2x2分組中之光電二極體之左對2x2分組(其用表示PDAF微透鏡之虛線728指示)經組態為PDAF光電二極體。
因此，針對水平相位檢測，利用圖7中所描繪之像素陣列702之經移位PDAF像素方案，僅一個額外PDAF控制信號TXPD_PD經耦合以控制虛線728內之所有四個PDAF光電二極體。可在相同於透過中心或第二位元線讀出虛線728內之右對PDAF光電二極體之時間透過左或第一位元線讀出虛線728內之左對PDAF光電二極體。假定例如如圖6中所展示之32x32彩色像素陣列602圖案，可在一個時序列中讀出相位檢測資訊。因此，應明白，若針對一圖框之一正常4C組態之正常讀出時間係「1」，則讀出如圖6至圖7中所揭示之PD微型圖框所需之額外時間係一圖框之額外「1/8」。
圖8繪示根據本發明之教示之包含一光電二極體陣列之一彩色像素陣列802之另一實例，該光電二極體陣列具有呈移位1之一圖案且經散佈於如上文相對於圖6所論述之合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。應明白，圖8所展示之彩色像素陣列802可與先前在圖2及圖6中所展示之彩色像素陣列共用諸多類似性，且上文所描述之類似命名及編號之元件在下文類似地耦合並起作用。
例如，圖8亦繪示具有帶有一4C彩色濾光片之一2x2相位檢測自動對焦(PDAF)圖案之彩色像素陣列802。在該實例中，拜耳合併具備紅色(R)彩色濾光片之2x2分組、綠色(G)彩色濾光片之2x2分組及藍色(B)彩色濾光片之2x2分組，該等2x2分組經安置於影像感測光電二極體上。該實例亦繪示安置於PDAF光電二極體上之微透鏡828，該等PDAF光電二極體經散佈於彩色像素陣列802之成像感測光電二極體當中。針對PDAF像素之各2x2分組，圖8中展示微透鏡828，其覆蓋2x2區域，而針對彩色濾光片下之正常影像感測像素，未展示該微透鏡以免混淆本發明之教示。在一項實例中，正常影像感測像素之微透鏡僅覆蓋一1x1像素區域。在操作中，在所繪示實例中藉由比較來自PDAF像素之2x2分組之一側(例如，左側)之信號與來自PDAF像素之2x2分組之另一側(例如，右側)之信號來擷取水平相位檢測資訊。
類似於圖6之彩色像素陣列602，圖8之彩色像素陣列802與圖2之彩色像素陣列202之間的一個區別在於：在圖8之彩色像素陣列802中，PDAF光電二極體(即，在微透鏡828下)之2x2分組之PDAF圖案移位一個像素或一個光電二極體(例如，在圖8中向左移位一個像素)。因此，針對水平相位檢測，根據本發明之教示，將額外TXPD控制導線之數目減少為一個TXPD控制導線。因此，可透過各自位元線在相同於微透鏡828下之右PDAF光電二極體之時間讀出微透鏡828下之左PDAF光電二極體。
然而，圖8之彩色像素陣列802與圖6之彩色像素陣列602之間的一個區別在於：在圖8之彩色像素陣列802中，藉由進一步移位一些PDAF列來進一步縮減自像素陣列802讀出PDAF資訊所需之時間使得可利用更多位元線來同時自像素陣列802讀出多個PDAF列。例如，在圖8中所展示之32x32圖案實例中，可利用各行位元線以在相同時間自遍及像素陣列802之不同列讀出耦合至該行位元線之各自對PDAF光電二極體。因此，如用圖8之彩色像素陣列802中之實例中之微透鏡828所指示，可在一個時序列中使用各2x2 PDAF分組之各側(例如，左側及右側)之僅一個位元線來讀出多個PDAF列之所有PDAF資訊。在各2x2共用像素具有兩個位元線之情況下，來自多個PDAF列之所有PDAF資訊將能夠在該圖案之一個時序列中被讀出。因此，應明白，若針對一圖框之一正常4C組態之正常讀出時間係「1」，則讀出如圖8中所展示之PD微型圖框所需之額外時間係一圖框之「1/16」。
應明白，在其中藉由配置PDAF圖案使得使用不同行位元線讀出PDAF光電二極體來在相同時間讀出多個PDAF列之圖8之彩色像素陣列802之實例中，根據需要亦包含經耦合以控制耦合至PDAF光電二極體之列選擇電晶體之額外列選擇控制導線。在一項實例中，利用額外列選擇導線以確保在PDAF光電二極體讀出期間不選擇PDAF列中之正常影像感測器像素。因而，耦合至PDAF列中之正常影像感測器像素之位元線可用於另一PDAF列中之PDAF光電二極體，且因此可根據本發明之教示在相同時間讀出多個PDAF列。
圖9A繪示根據本發明之教示之包含一光電二極體陣列之一彩色像素陣列902A之一示意圖之又一實例，該光電二極體陣列具有散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。應明白，圖9A之像素陣列902A可為如圖2中所展示之像素陣列202或如圖1A至圖1B中所展示之像素陣列102中包含之像素電路系統之另一實例，且上文所描述之類似命名及編號之元件在下文類似地耦合並起作用。進一步應明白，圖9A之像素陣列902A可與圖7之像素陣列702、圖5之像素陣列502、圖3B之像素陣列302B及/或圖3A之像素陣列302A共用諸多類似性。
例如，圖9A中所描繪之像素陣列902A之部分亦展示光電二極體之6個列及6個行。應明白，在其他實施例中，像素陣列902A可包含更多數目個列及行。如所描繪實例中所展示，光電二極體以2x2分組配置。在該實例中，2x2分組之左行共用一第一位元線，2x2分組之中心行共用一第二位元線，且2x2分組之右行共用一第三位元線。
在所描繪實例中，光電二極體之左上、右上、左下及右下2x2分組經組態以接收紅光。光電二極體之上中、左中、右中及下中2x2分組經組態以接收綠光。光電二極體之中心2x2分組經組態為PDAF光電二極體。在所繪示實例中，用虛線繪示PDAF光電二極體上之一微透鏡928A。
所描繪實例展示2x2分組之中心列包含經耦合以回應於轉移控制信號TX1、TX2、TX3及TX4進行控制之轉移電晶體。應注意，2x2分組之上列包含類似地經耦合以回應於2x2分組之上列之各自轉移控制信號(未標記)進行控制之轉移電晶體，且2x2分組之底列包含類似地經耦合以回應於2x2分組之底列之各自轉移控制信號(未標記)進行控制之轉移電晶體。
圖9A中所描繪之實例亦展示頂列包含經耦合以將一升壓控制信號提供給耦合至頂列中之浮動擴散區之電容器之一第一浮動擴散電容器控制信號FDC(R-1)。中心列包含經耦合以將一升壓控制信號提供給耦合至中心列中之浮動擴散區之電容器之一第二浮動擴散電容器控制信號FDC(R)。底列包含經耦合以將一升壓控制信號提供給耦合至底列中之浮動擴散區之電容器之一第三浮動擴散電容器控制信號FDC(R+1)。
在操作期間，利用正被讀出之作用列之浮動擴散控制信號來控制耦合至正被讀出之像素陣列902A之作用列之各像素電路之浮動擴散區之電容器。因此，當未被讀出之列非作用或閒置時，各自列之其他浮動擴散控制信號通常未被使用。
然而，參考圖9A中所描繪之實例，相鄰非作用閒置列之原本未使用之浮動擴散控制信號代替地經耦合以控制耦合至正被讀出之作用列之PDAF光電二極體之轉移電晶體。例如，假定圖9A之像素陣列902A之中心列係正被讀出之一作用列，則中心浮動擴散控制信號FDC(R)經耦合以控制耦合至作用中心列中之像素電路之浮動擴散區之電容器。圖9A之非作用相鄰頂列之浮動擴散控制信號FDC(R-1)經耦合以控制耦合至用虛線928A所指示之微透鏡下之中心列之左對PDAF光電二極體之轉移電晶體。類似地，圖9A之非作用相鄰底列之浮動擴散控制信號FDC(R+1)經耦合以控制耦合至用虛線928A所指示之微透鏡下之中心列之右對PDAF光電二極體之轉移電晶體。
因此，對於圖9A之像素陣列902A，根據本發明之教示，藉由重用相鄰閒置列之既有浮動擴散電容器控制信號來消除用於控制耦合至PDAF光電二極體之轉移電晶體之額外控制導線。
圖9B繪示根據本發明之教示之包含一光電二極體陣列之一彩色像素陣列902B之一示意圖之又一實例，該光電二極體陣列具有呈移位1之圖案且經散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。應明白，圖9B之像素陣列902B可為如圖6中所展示之像素陣列602或如圖8中所展示之像素陣列802中包含之像素電路系統之另一實例，且上文所描述之類似命名及編號之元件在下文類似地耦合並起作用。進一步應明白，圖9B之像素陣列902B可與圖9A之像素陣列902A、圖7之像素陣列702、圖5之像素陣列502、圖3B之像素陣列302B及/或圖3A之像素陣列302A共用相同類似性。
例如，圖9B中所描繪之像素陣列902B之部分亦展示光電二極體之6個列及6個行。應明白，在其他實施例中，像素陣列902B可包含更多數目個列及行。如所描繪實例中所展示，光電二極體以2x2分組配置。在該實例中，2x2分組之左行共用一第一位元線，2x2分組之中心行共用一第二位元線，且2x2分組之右行共用一第三位元線。
所描繪實例展示2x2分組之中心列包含經耦合以回應於轉移控制信號TX1、TX2、TX3及TX4進行控制之轉移電晶體。應注意，2x2分組之上列包含類似地經耦合以回應於2x2分組之上列之各自轉移控制信號(未標記)進行控制之轉移電晶體，且2x2分組之底列包含類似地經耦合以回應於2x2分組之底列之各自轉移控制信號(未標記)進行控制之轉移電晶體。
在所描繪實例中，光電二極體之左上、右上、左下及右下2x2分組經組態以接收紅光。光電二極體之上中、右中及下中2x2分組經組態以接收綠光。利用圖9B中所描繪之像素陣列902B之經移位PDAF像素方案，光電二極體之左中2x2分組中之光電二極體之左對2x2分組經組態以接收綠光，且該中心2x2分組中之光電二極體之右對2x2分組經組態以接收藍光。另外，利用圖9B中所描繪之像素陣列902B之經移位PDAF像素方案，光電二極體之左中2x2分組中之光電二極體之右對2x2分組及光電二極體之該中心2x2分組中之光電二極體之左對2x2分組(其用表示PDAF微透鏡之虛線928B指示)經組態為PDAF光電二極體。
圖9B中所描繪之實例亦展示頂列包含經耦合以將一升壓控制信號提供給耦合至頂列中之浮動擴散區之電容器之一第一浮動擴散電容器控制信號FDC(R-1)。中心列包含經耦合以將一升壓控制信號提供給耦合至中心列中之浮動擴散區之電容器之一第二浮動擴散電容器控制信號FDC(R)。底列包含經耦合以將一升壓控制信號提供給耦合至底列中之浮動擴散區之電容器一之第三浮動擴散電容器控制信號FDC(R+1)。
在操作期間，利用正被讀出之作用列之浮動擴散控制信號來控制耦合至正被讀出之像素陣列902B之作用列之各像素電路之浮動擴散區之電容器。因此，當未被讀出之列非作用時，該等列之其他浮動擴散控制信號通常未被使用。
然而，參考圖9B中所描繪之實例，相鄰非作用閒置列之原本未使用之浮動擴散控制信號代替地經耦合以控制耦合至正被讀出之作用列之PDAF光電二極體之轉移電晶體。例如，假定圖9B之像素陣列902B之中心列係正被讀出之一作用列。因而，中心浮動擴散控制信號FDC(R)經耦合以控制耦合至作用中心列中之像素電路之浮動擴散區之電容器。圖9B之非作用相鄰頂列之浮動擴散控制信號FDC(R-1)經耦合以控制耦合至用虛線928B所指示之微透鏡下之中心列之PDAF光電二極體之2x2分組之轉移電晶體。應注意，圖9B之非作用相鄰底列之浮動擴散控制信號FDC(R+1)在讀出圖9B之像素陣列902B之作用中心列期間保持未被使用。
因此，對於圖9B之像素陣列902B，根據本發明之教示，藉由重用與正被讀出之作用列相鄰之閒置列之既有浮動擴散電容器控制信號來消除用於控制耦合至PDAF光電二極體之轉移電晶體之額外控制導線。
圖9C繪示根據本發明之教示之包含一光電二極體陣列之一彩色像素陣列902C之一示意圖之再一實例，該光電二極體陣列具有呈移位1之圖案且經散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。應明白，圖9C之像素陣列902C可為如圖6中所展示之像素陣列602或如圖8中所展示之像素陣列802中包含之像素電路系統之另一實例，且上文所描述之類似命名及編號之元件在下文類似地耦合並起作用。進一步應明白，圖9C之像素陣列902C與圖9B之像素陣列902B、圖9A之像素陣列902A、圖7之像素陣列702、圖5之像素陣列502、圖3B之像素陣列302B及/或圖3A之像素陣列302A共用諸多類似性。
例如，圖9C中所描繪之像素陣列902C之部分亦展示光電二極體之6個列及6個行。應明白，在其他實施例中，像素陣列902C可包含更多數目個列及行。如所描繪實例中所展示，光電二極體以2x2分組配置。在該實例中，2x2分組之左行共用一第一位元線，2x2分組之中心行共用一第二位元線，且2x2分組之右行共用一第三位元線。
所描繪實例展示2x2分組之中心列包含經耦合以回應於轉移控制信號TX1、TX2、TX3及TX4進行控制之轉移電晶體。應注意，2x2分組之上列包含類似地經耦合以回應於2x2分組之上列之各自轉移控制信號(未標記)進行控制之轉移電晶體，且2x2分組之底列包含類似地經耦合以回應於2x2分組之底列之各自轉移控制信號(未標記)進行控制之轉移電晶體。
在所描繪實例中，光電二極體之左上、右上、左下及右下2x2分組經組態以接收紅光。光電二極體之上中、右中及下中2x2分組經組態以接收綠光。利用圖9C中所描繪之像素陣列902C之經移位PDAF像素方案，光電二極體之左中2x2分組中之光電二極體之左對2x2分組經組態以接收綠光，且該中心2x2分組中之光電二極體之右對2x2分組經組態以接收藍光。另外，利用圖9C中所描繪之像素陣列902C之經移位PDAF像素方案，光電二極體之左中2x2分組中之光電二極體之右對2x2分組及光電二極體之該中心2x2分組中之光電二極體之左對2x2分組(其用表示PDAF微透鏡之虛線928C指示)經組態為PDAF光電二極體。
圖9C中所描繪之實例亦展示頂列包含經耦合以將一升壓控制信號提供給耦合至頂列中之浮動擴散區之電容器之一第一浮動擴散電容器控制信號FDC(R-1)。中心列包含經耦合以將一升壓控制信號提供給耦合至中心列中之浮動擴散區之電容器之一第二浮動擴散電容器控制信號FDC(R)。底列包含經耦合以將一升壓控制信號提供給耦合至底列中之浮動擴散區之電容器之一第三浮動擴散電容器控制信號FDC(R+1)。
在操作期間，利用正被讀出之作用列之浮動擴散控制信號來控制耦合至正被讀出之像素陣列902C之作用列之各像素電路之浮動擴散區之電容器。因此，當未被讀出之列非作用時，該等列之其他浮動擴散控制信號通常未被使用。
然而，參考圖9C中所描繪之實例，相鄰非作用閒置列之原本未使用之浮動擴散控制信號代替地經耦合以控制耦合至正被讀出之作用列之PDAF光電二極體之轉移電晶體。例如，假定圖9C之像素陣列902C之中心列係正被讀出之一作用列。因而，中心浮動擴散控制信號FDC(R)經耦合以控制耦合至作用中心列中之像素電路之浮動擴散區之電容器。圖9C之非作用相鄰頂列之浮動擴散控制信號FDC(R-1)經耦合以控制耦合至用虛線928C所指示之微透鏡下之中心列之頂對PDAF光電二極體之轉移電晶體。類似地，圖9C之非作用相鄰底列之浮動擴散控制信號FDC(R+1)經耦合以控制耦合至由虛線928C所指示之微透鏡下之中心列之底對PDAF光電二極體之轉移電晶體。
因此，對於圖9C之像素陣列902C，根據本發明之教示，既有重用相鄰閒置列之既有浮動擴散電容器控制信號來消除用於控制耦合至PDAF光電二極體之轉移電晶體之額外控制導線。
圖10係根據本發明之教示之繪示具有一光電二極體陣列之一彩色像素陣列之曝光時間及讀出時間之另一實例時序圖，該光電二極體陣列包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。特定而言，圖10繪示利用相鄰浮動擴散控制信號(例如，FDC(n))導線之PD微圖框時序。返回參考上文在圖9A至圖9C中所繪示之實例示意圖，藉由利用一或多個相鄰非作用閒置列之浮動擴散控制信號(例如，FDC(n))，不再需要額外相位檢測轉移控制信號導線(例如，TXPD)。然而，應明白，相鄰非作用閒置列之浮動擴散控制信號之利用可能對PDAF光電二極體之曝光控制造成一些限制。例如，圖10中所展示之時序圖繪示PD微型圖框時序之兩個要求。首先，PDAF重設操作必須在一正常像素讀出之後發生。否則在一正常像素讀出期間，切換浮動擴散電容器控制信號(例如，FDC)以升高浮動擴散區之電壓將破壞PDAF像素之曝光資訊。此外，PDAF光電二極體讀出必須在一正常像素重設之前發生。否則在正常像素重設期間，切換升壓線亦將破壞PDAF像素之曝光資訊。
亦應明白，取決於正常像素曝光時間及PDAF像素曝光時間之總和，可降低圖框速率。在一實例像素重設方案中，可在重設期間利用浮動擴散控制信號(例如，FDC)升壓線來改良影像滯後。若不用擔心影像滯後，則可在像素重設期間避免浮動擴散控制信號之切換，此有助於消除在正常像素重設之前讀出PDAF像素之要求。在一正常4C讀出中，由於在相同時間全部切換耦合至2x2分組之所有四個像素之轉移電晶體以進行電荷轉移，因此通常停用浮動擴散電容器控制信號以避免將浮動擴散電壓升得過高。在此一實例中，消除在正常像素讀出之後執行PDAF重設操作之要求。
圖11係根據本發明之教示之繪示具有一光電二極體陣列之一彩色像素陣列之曝光時間及讀出時間之又一實例時序圖，該光電二極體陣列包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。特定而言，圖11繪示利用相鄰浮動擴散控制信號(例如，FDC(n))導線之實例交錯PDAF時序。在一交錯PDAF光電二極體讀出實例中，如圖11中所展示般放寬對圖框速率之限制。如所展示，僅要求PDAF重設、曝光及讀出在正常像素曝光時間內。一圖框時間相同於在使用額外TXPD控制導線之情況下之圖框時間。
圖12繪示根據本發明之教示之具有一光電二極體陣列之一彩色像素陣列1202之再一實例，該光電二極體陣列包含散佈於合併影像感測光電二極體當中相位檢測自動對焦光電二極體之一2x1分組。特定而言，圖12繪示具有散佈於呈1C模式之一拜耳圖案彩色濾光片中之一2x1 PDAF圖案之彩色像素陣列1202。例如，圖12展示覆蓋散佈於像素陣列1202中之正常影像感測光電二極體當中之相鄰PDAF光電二極體之一2x1分組之微透鏡1228。在1C模式中，拜耳圖案之各彩色濾光片覆蓋單一光電二極體(即，各色彩通道之一1x1分組)。
在一2x2合併模式中，相同色彩通道之四個附近光電二極體被合併在一起，例如如用圖12中之箭頭1230、1232、1234及1236所繪示。如自所繪示實例可明白，PDAF資訊被破壞，此係因為指向一PDAF光電二極體之箭頭1232與如由箭頭1230、1234及1236所指示之不提供PDAF資訊之其他三個綠色光電二極體合併在一起。因此，針對具有經散佈2x1微透鏡相位檢測(MLPD)之一拜耳圖案彩色濾光片，若將PDAF光電二極體(例如，如用箭頭1232所指示)連同正常影像感測光電二極體(例如，如用箭頭1230、1234及1236所指示)一起讀出，則無法在一2x2合併模式中支援相位檢測自動對焦。
然而，應明白，利用如上文在各項實例中詳細地論述之用於PDAF像素之個別TXPD控制，即使在2x2合併模式中，亦可與正常影像感測光電二極體分開地或在一不同時間讀出PDAF光電二極體。在2x2合併模式中，將用箭頭1230所指示之光電二極體及用箭頭1234所指示之光電二極體合併在一起，且將用箭頭1232所指示之光電二極體及用箭頭1236所指示之光電二極體合併在一起。此後，其等藉由類比或數位電路進行求和或求平均。在PDAF光電二極體(例如用箭頭1232所指示之光電二極體)之情況下，丟棄用箭頭1232所指示之光電二極體及用箭頭1236所指示之光電二極體之合併資料，且未啟用耦合至用箭頭1232所指示之光電二極體之TXPD控制信號以進行正常合併讀出。此後，根據本發明之教示，如上述實例中所描述般在啟用TXPD控制信號之情況下在PD微型圖框時間內單獨讀出用箭頭1232所指示之光電二極體。
針對如圖12中所描繪之一16x16拜耳彩色濾光片圖案實例，可利用兩個半列行ADC電路讀出16個時序列之圖案。讀出PD微型圖框之總時間係兩個時序列，此係因為左及右PDAF光電二極體需要兩次讀出。類似於一4C彩色濾光片，根據本發明之教示，可縮減用於具有經移位PD圖案之一PD微型圖框之時序。下表1係具有不同PDAF圖案之PD微型圖框所需之時序之一概述。
每PD FD之# (PDAF移位1個像素 為了更多平行度之PD像素行移位 彩色濾光片圖案 影像圖框時序參考 每2x2共用像素PD微型圖框時序(α) 2位元線
2 (移位) 預設 4C之2x2 MLPD 1 1/8
移位 1/16
1 (預設) 預設 1/4
移位 1/8
2 (移位) 預設 拜耳圖案之2x1 MLPD 1/4
移位 1/8
1 (預設) 預設 1/2
移位 1/4
表1. 用於不同組態之PD微型圖框時序
圖13係根據本發明之教示之繪示具有一光電二極體陣列之一彩色像素陣列之曝光時間及讀出時間之又一實例時序圖，該光電二極體陣列包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。代替具有一PD微型圖框，圖13之時序圖實例展示PDAF列讀出可與正常影像感測列讀出交錯，如圖13之時序圖中所展示。應注意，圖13中之時序圖之右側上之條指示PDAF光電二極體之重設及讀出位置。與正常光電二極體曝光時間相較，PDAF光電二極體可具有相同(例如，如時序圖之左側上之條所展示)、較長(例如，如時序圖之中間之條所展示)或較短(例如，如時序圖之右側上之條所展示)曝光時間。與一PD微型圖框相較，PDAF光電二極體在時間上與正常光電二極體相對接近，且讀出中包含之PDAF資訊可在時域中更接近地反映正常光電二極體。
本發明之所繪示實例之以上描述，包含摘要中所描述之內容並不意欲於係詳盡性的或將本發明限於所揭示之精確形式。雖然本文中出於繪示性目的而描述本發明之特定實例，但在本發明之範疇內各種修改係可能的，如熟習相關技術者將認知。
鑑於以上詳細描述，可對本發明進行此等修改。以下發明申請專利範圍中所使用之術語不應被解釋為將本發明限於說明書中所揭示之特定實施例。相反，本發明之範疇將完全由以下發明申請專利範圍判定，以下發明申請專利範圍將如請求項解釋之既定原則來解釋。
100:成像系統 102:彩色像素陣列 104:影像感測器光電二極體/像素/像素電路 106:讀出電路系統 108:功能邏輯 110:控制電路系統 112:位元線 114-1:光電二極體 114-2:光電二極體 114-3:光電二極體 114-4:光電二極體 116-1:轉移電晶體 116-2:轉移電晶體 116-3:轉移電晶體 116-4:轉移電晶體 118:浮動擴散區 120:重設電晶體 122:電容器 124:源極隨耦器電晶體 126:列選擇電晶體 202:彩色像素陣列 228:微透鏡 302A:像素陣列 302B:像素陣列 328A:微透鏡 328B:微透鏡 502:彩色像素陣列 528:微透鏡 602:彩色像素陣列 628:微透鏡 702:彩色像素陣列 728:PDAF微透鏡 802:彩色像素陣列 828:微透鏡 902A:彩色像素陣列 928A:微透鏡 902B:彩色像素陣列 928B:微透鏡 902C:彩色像素陣列 928C:微透鏡 1202:彩色像素陣列 1228:微透鏡 1230:光電二極體 1232:光電二極體 1234:光電二極體 1236:光電二極體 FDC:浮動擴散電容控制信號 FDC(R-1):第一浮動擴散電容器控制信號 FDC(R):第二浮動擴散電容器控制信號 FDC(R+1):第三浮動擴散電容器控制信號 RS:列選擇信號 TX1:轉移控制信號 TX2:轉移控制信號 TX3:轉移控制信號 TX4:轉移控制信號 TXPD_B:TXPD控制線 TXPD_L:TXPD控制線 TXPD_PD:PDAF控制信號 TXPD_R:TXPD控制線 TXPD_T:TXPD控制線
參考以下附圖描述本發明之非限制性及非詳盡性實施例，其中除非另外指定，否則貫穿各種視圖，類似元件符號指代類似部件。
圖1A繪示根據本發明之教示之包含具有相位檢測自動對焦像素之一影像感測器之一成像系統之一項實例。
圖1B繪示根據本發明之教示之一像素電路之一項實例，該像素電路包含於根據本發明之教示之具有一光電二極體陣列之一成像系統中，該光電二極體陣列包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。
圖2繪示根據本發明之教示之具有一光電二極體陣列之一彩色像素陣列之一項實例，該光電二極體陣列包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。
圖3A展示根據本發明之教示之包含一光電二極體陣列之一彩色像素陣列之一示意圖之一項實例，該光電二極體陣列具有散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。
圖3B繪示根據本發明之教示之包含一光電二極體陣列之一彩色像素陣列之一示意圖之另一實例，該光電二極體陣列具有散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。
圖4係根據本發明之教示之繪示具有一光電二極體陣列之一彩色像素陣列之曝光時間及讀出時間之一實例時序圖，該光電二極體陣列包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。
圖5繪示根據本發明之教示之包含一光電二極體陣列之一彩色像素陣列之一示意圖之又一實例，該光電二極體陣列具有散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。
圖6繪示根據本發明之教示之具有一光電二極體陣列之一彩色像素陣列之另一實例，該光電二極體陣列包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。
圖7繪示根據本發明之教示之包含一光電二極體陣列之一彩色像素陣列之一示意圖之再一實例，該光電二極體陣列具有散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。
圖8繪示根據本發明之教示之具有一光電二極體陣列之一彩色像素陣列之又一實例，該光電二極體陣列包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。
圖9A繪示根據本發明之教示之包含一光電二極體陣列之一彩色像素陣列之一示意圖之另一實例，該光電二極體陣列具有散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。
圖9B繪示根據本發明之教示之包含一光電二極體陣列之一彩色像素陣列之一示意圖之又一實例，該光電二極體陣列具有散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。
圖9C繪示根據本發明之教示之包含一光電二極體陣列之一彩色像素陣列之一示意圖之再一實例，該光電二極體陣列具有散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。
圖10係根據本發明之教示之繪示具有一光電二極體陣列之一彩色像素陣列之曝光時間及讀出時間之另一實例時序圖，該光電二極體陣列包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。
圖11係根據本發明之教示之繪示具有一光電二極體陣列之一彩色像素陣列之曝光時間及讀出時間之又一實例時序圖，該光電二極體陣列包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。
圖12繪示根據本發明之教示之具有一光電二極體陣列之一彩色像素陣列之再一實例，該光電二極體陣列包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。
圖13係根據本發明之教示之繪示具有一光電二極體陣列之一彩色像素陣列之曝光時間及讀出時間之再一實例時序圖，該光電二極體陣列包含散佈於合併影像感測光電二極體當中之相位檢測自動對焦光電二極體。
貫穿圖式之若干視圖，對應元件符號指示對應組件。熟習此項技術者將明白，附圖中之元件係為了簡單及清楚而繪示且不一定按比例繪製。例如，附圖中之一些元件之尺寸可能相對於其他元件被放大以有助於改良對本發明之各項實施例之理解。另外，通常不描繪在一商業上可行的實施例中有用或必需之常見但易於理解之元件以便促進本發明之此等各項實施例之一更清晰觀察。
302A:像素陣列
328A:微透鏡
TX1:轉移控制信號
TX2:轉移控制信號
TX3:轉移控制信號
TX4:轉移控制信號
TXPD_L:TXPD控制線
TXPD_R:TXPD控制線

Claims (52)

  1. 一種成像裝置，其包括： 複數個光電二極體，其經配置成一光電二極體陣列之列及行，其中該複數個光電二極體包含： 第一組光電二極體，其等經組態為影像感測光電二極體；及 第二組光電二極體，其等經組態為相位檢測自動對焦(PDAF)光電二極體，其中該等PDAF光電二極體至少成對配置於該光電二極體陣列之相鄰行中，其中該成對PDAF光電二極體經散佈於遍及該光電二極體陣列之該等列且遍及該等行之該等影像感測光電二極體當中； 複數個轉移電晶體，其中該等轉移電晶體之各者經耦合至該複數個光電二極體之一對應者， 其中耦合至該光電二極體陣列之一作用列中包含之該等影像感測光電二極體之該等轉移電晶體經耦合以回應於經耦合以控制該作用列中包含之所有該等影像感測光電二極體之一第一轉移控制信號或一第二轉移控制信號進行控制，且 其中耦合至該光電二極體陣列之該作用列中包含之一對該等PDAF光電二極體之一者之該等轉移電晶體之一者係一第一轉移電晶體，其中該第一轉移電晶體經耦合以回應於獨立於該等第一或第二轉移控制信號的一第一PDAF控制信號進行控制。
  2. 如請求項1之成像裝置，其中耦合至該光電二極體陣列之該作用列中包含之該對該等PDAF光電二極體之該者之該等轉移電晶體之另一者係一第二轉移電晶體，其中該第二轉移電晶體經耦合以回應於獨立於該等第一或第二轉移控制信號之該第一PDAF控制信號進行控制。
  3. 如請求項1之成像裝置，其中耦合至該光電二極體陣列之該作用列中包含之該對該等PDAF光電二極體之該者之該等轉移電晶體之另一者係一第二轉移電晶體，其中該第二轉移電晶體經耦合以回應於獨立於該第一PDAF控制信號且獨立於該等第一或第二轉移控制信號的一第二PDAF控制信號進行控制。
  4. 如請求項1之成像裝置，其中耦合至該光電二極體陣列之該作用列中包含之該對該等PDAF光電二極體之該者之該等轉移電晶體之另一者係一第二轉移電晶體，其中該第二轉移電晶體經耦合以回應於該第一轉移控制信號進行控制。
  5. 如請求項4之成像裝置，其中該第一轉移電晶體進一步經耦合至一第一浮動擴散區，其中該第二轉移電晶體進一步經耦合至一第二浮動擴散區，其中該第一浮動擴散區不同於該第二浮動擴散區。
  6. 如請求項1之成像裝置，其中成對配置於該光電二極體陣列之相鄰行中之該等PDAF光電二極體進一步以2x2分組配置於該光電二極體陣列之該等相鄰行及相鄰列中，其中PDAF光電二極體之該等2x2分組經散佈於遍及該光電二極體陣列之該等列且遍及該等行之該等影像感測光電二極體當中， 其中耦合至該對該等PDAF光電二極體之該者之該第一轉移電晶體經耦合至包含該對該等PDAF光電二極體之該者之PDAF光電二極體之一第一2x2分組，且 其中該對該等PDAF光電二極體之該者係PDAF光電二極體之該第一2x2分組之一第一PDAF光電二極體。
  7. 如請求項6之成像裝置，其中耦合至該光電二極體陣列之該作用列中包含之一第二PDAF光電二極體之該等轉移電晶體之另一者係耦合至PDAF光電二極體之該第一2x2分組之一第二轉移電晶體。
  8. 如請求項7之成像裝置，其中該第二轉移電晶體經耦合以回應於獨立於該等第一或第二轉移控制信號之該第一PDAF控制信號進行控制。
  9. 如請求項7之成像裝置，其中該第二轉移電晶體經耦合以回應於獨立於該第一PDAF控制信號且獨立於該等第一或第二轉移控制信號的一第二PDAF控制信號進行控制。
  10. 如請求項8之成像裝置，其中PDAF光電二極體之該第一2x2分組之一第三PDAF光電二極體經耦合至一第三轉移電晶體，其中該第一PDAF光電二極體及該第三PDAF光電二極體在一第一行中， 其中PDAF光電二極體之該第一2x2分組之一第四PDAF光電二極體經耦合至一第四轉移電晶體，其中該第二PDAF光電二極體及該第四PDAF光電二極體在一第二行中，其中該第一行及第二行係相鄰行，且 其中該第三轉移電晶體及該第四轉移電晶體經耦合以回應於獨立於該第一PDAF控制信號且獨立於該等第一或第二轉移控制信號的一第二PDAF控制信號進行控制。
  11. 如請求項10之成像裝置，其中該第一PDAF控制信號進一步經耦合以控制該光電二極體陣列之一第一相鄰非作用列之一第一浮動擴散電容器，且 其中該第二PDAF控制信號進一步經耦合以控制該光電二極體陣列之一第二相鄰非作用列之一第二浮動擴散電容器。
  12. 如請求項9之成像裝置，其中PDAF光電二極體之該第一2x2分組之一第三PDAF光電二極體經耦合至一第三轉移電晶體，其中該第一PDAF光電二極體及該第三PDAF光電二極體在一第一行中， 其中PDAF光電二極體之該第一2x2分組之一第四PDAF光電二極體經耦合至一第四轉移電晶體，其中該第二PDAF光電二極體及該第四PDAF光電二極體在一第二行中，其中該第一行及第二行係相鄰行， 其中該第三轉移電晶體經耦合以回應於該第一PDAF控制信號進行控制，且 其中該第四轉移電晶體經耦合以回應於該第二PDAF控制信號進行控制。
  13. 如請求項12之成像裝置，其中該第一PDAF控制信號進一步經耦合以控制該光電二極體陣列之一第一相鄰非作用列之一第一浮動擴散電容器，且 其中該第二PDAF控制信號進一步經耦合以控制該光電二極體陣列之一第二相鄰非作用列之一第二浮動擴散電容器。
  14. 如請求項8之成像裝置，其中PDAF光電二極體之該第一2x2分組之一第三PDAF光電二極體經耦合至一第三轉移電晶體，其中該第一PDAF光電二極體及該第三PDAF光電二極體在一第一行中， 其中PDAF光電二極體之該第一2x2分組之一第四PDAF光電二極體經耦合至一第四轉移電晶體，其中該第二PDAF光電二極體及該第四PDAF光電二極體在一第二行中，其中該第一行及第二行係相鄰行，且 其中該第三轉移電晶體及該第四轉移電晶體經耦合以回應於獨立於該等第一或第二轉移控制信號之該第一PDAF控制信號進行控制。
  15. 如請求項14之成像裝置，其中該第一PDAF控制信號進一步經耦合以控制該光電二極體陣列之一第一相鄰非作用列之一第一浮動擴散電容器，且 其中該第二PDAF控制信號進一步經耦合以控制該光電二極體陣列之一第二相鄰非作用列之一第二浮動擴散電容器。
  16. 如請求項10之成像裝置，其中該第一轉移電晶體、該第三轉移電晶體、該第二轉移電晶體及該第四轉移電晶體經耦合至一第一浮動擴散區。
  17. 如請求項10之成像裝置，其中該第一轉移電晶體及該第三轉移電晶體經耦合至一第一浮動擴散區，且 其中該第二轉移電晶體及該第四轉移電晶體經耦合至一第二浮動擴散區。
  18. 如請求項14之成像裝置，其中該第一轉移電晶體及該第三轉移電晶體經耦合至一第一浮動擴散區，且 其中該第二轉移電晶體及該第四轉移電晶體經耦合至一第二浮動擴散區。
  19. 如請求項1之成像裝置，其中該第二組光電二極體之曝光時間不同於該第一組光電二極體之曝光時間。
  20. 如請求項1之成像裝置，其中該第二組光電二極體之讀出經組態以與該第一組光電二極體之讀出分開執行。
  21. 如請求項20之成像裝置，其中該第二組光電二極體之讀出經組態以在該光電二極體陣列之該作用列中之該第一組光電二極體之讀出之後執行。
  22. 如請求項20之成像裝置，其中該第二組光電二極體之讀出經組態以與該光電二極體陣列之該作用列中之該第一組光電二極體之讀出交錯。
  23. 如請求項1之成像裝置，其進一步包括安置於該光電二極體陣列上之一彩色濾光片陣列，其中該彩色濾光片陣列包含以一拜耳圖案配置於該複數個光電二極體上之複數個彩色濾光片。
  24. 如請求項23之成像裝置，其中該複數個光電二極體以2x2合併分組配置，其中該第一組光電二極體中包含之各2x2合併分組之各光電二極體經組態以用通過該複數個彩色濾光片中之具有一相同色彩之各自彩色濾光片之入射光照射。
  25. 一種成像系統，其包括： 一像素陣列，其包含配置成列及行之複數個光電二極體，其中該複數個光電二極體包含： 組態為影像感測光電二極體之光電二極體；及 組態為相位檢測自動對焦(PDAF)光電二極體之光電二極體，其中該等PDAF光電二極體至少成對配置於該像素陣列之相鄰行中，其中該成對PDAF光電二極體經散佈於遍及該像素陣列之該等列且遍及該等行之該等影像感測光電二極體當中； 複數個轉移電晶體，其中該等轉移電晶體之各者經耦合至該複數個光電二極體之一對應者， 其中耦合至該像素陣列之一作用列中包含之該等影像感測光電二極體之該等轉移電晶體經耦合以回應於經耦合以控制該作用列中包含之所有該等影像感測光電二極體之一第一轉移控制信號或一第二轉移控制信號進行控制，且 其中耦合至該像素陣列之該作用列中包含之一對該等PDAF光電二極體之一者之該等轉移電晶體之一者係一第一轉移電晶體，其中該第一轉移電晶體經耦合以回應於獨立於該等第一或第二轉移控制信號的一第一PDAF控制信號進行控制； 一控制電路系統，其經耦合至該像素陣列以控制該像素陣列之操作；及 一讀出電路系統，其經耦合至該像素陣列以自該像素陣列讀出影像資料。
  26. 如請求項25之成像系統，其進一步包括耦合至該讀出電路系統以儲存自該像素陣列讀出之該影像資料之功能邏輯。
  27. 如請求項25之成像系統，其中該讀出電路系統經耦合以透過複數個位元線自該像素陣列讀出該影像資料。
  28. 如請求項27之成像系統，其進一步包括： 複數個列選擇電晶體，其中各列選擇電晶體經耦合至該複數個位元線之一者； 複數個源極隨耦器電晶體，其中各源極隨耦器電晶體經耦合至該等列選擇電晶體之一者； 複數個浮動擴散區，其中各浮動擴散區經耦合至該源極隨耦器電晶體之一者之一閘極端子，其中各浮動擴散區進一步經耦合至該等轉移電晶體之一或多者； 複數個重設電晶體，其中各重設電晶體經耦合至該等列浮動擴散區之一者；及 複數個重設電晶體，其中各重設電晶體經耦合至該等浮動擴散區之一者。
  29. 如請求項28之成像系統，其進一步包括複數個浮動擴散電容器，其中各浮動擴散電容器經耦合至該等浮動擴散區之一者。
  30. 如請求項25之成像系統，其中耦合至該像素陣列之該作用列中包含之該對該等PDAF光電二極體之該者之該等轉移電晶體之另一者係一第二轉移電晶體，其中該第二轉移電晶體經耦合以回應於獨立於該等第一或第二轉移控制信號之該第一PDAF控制信號進行控制。
  31. 如請求項25之成像系統，其中耦合至該像素陣列之該作用列中包含之該對該等PDAF光電二極體之該者之該等轉移電晶體之另一者係一第二轉移電晶體，其中該第二轉移電晶體經耦合以回應於獨立於該第一PDAF控制信號且獨立於該等第一或第二轉移控制信號的一第二PDAF控制信號進行控制。
  32. 如請求項25之成像系統，其中耦合至該像素陣列之該作用列中包含之該對該等PDAF光電二極體之該者之該等轉移電晶體之另一者係一第二轉移電晶體，其中該第二轉移電晶體經耦合以回應於該第一轉移控制信號進行控制。
  33. 如請求項32之成像系統，其中該第一轉移電晶體進一步經耦合至一第一浮動擴散區，其中該第二轉移電晶體進一步經耦合至一第二浮動擴散區，其中該第一浮動擴散區不同於該第二浮動擴散區。
  34. 如請求項25之成像系統，其中成對配置於該像素陣列之相鄰行中之該等PDAF光電二極體進一步以2x2分組配置於該像素陣列之該等相鄰行及相鄰列中，其中PDAF光電二極體之該等2x2分組經散佈於遍及該像素陣列之該等列且遍及該等行之該等影像感測光電二極體當中， 其中耦合至該對該等PDAF光電二極體之該者之該第一轉移電晶體經耦合至包含該對該等PDAF光電二極體之該者之PDAF光電二極體之一第一2x2分組，且 其中該對該等PDAF光電二極體之該者係PDAF光電二極體之該第一2x2分組之一第一PDAF光電二極體。
  35. 如請求項34之成像系統，其中耦合至該像素陣列之該作用列中包含之一第二PDAF光電二極體之該等轉移電晶體之另一者係耦合至PDAF光電二極體之該第一2x2分組之一第二轉移電晶體。
  36. 如請求項35之成像系統，其中該第二轉移電晶體經耦合以回應於獨立於該等第一或第二轉移控制信號之該第一PDAF控制信號進行控制。
  37. 如請求項35之成像系統，其中該第二轉移電晶體經耦合以回應於獨立於該第一PDAF控制信號且獨立於該等第一或第二轉移控制信號的一第二PDAF控制信號進行控制。
  38. 如請求項36之成像系統，其中PDAF光電二極體之該第一2x2分組之一第三PDAF光電二極體經耦合至一第三轉移電晶體，其中該第一PDAF光電二極體及該第三PDAF光電二極體在一第一行中， 其中PDAF光電二極體之該第一2x2分組之一第四PDAF光電二極體經耦合至一第四轉移電晶體，其中該第二PDAF光電二極體及該第四PDAF光電二極體在一第二行中，其中該第一行及第二行係相鄰行，且 其中該第三轉移電晶體及該第四轉移電晶體經耦合以回應於獨立於該第一PDAF控制信號且獨立於該等第一或第二轉移控制信號的一第二PDAF控制信號進行控制。
  39. 如請求項38之成像系統，其中該第一PDAF控制信號進一步經耦合以控制該像素陣列之一第一相鄰非作用列之一第一浮動擴散電容器，且 其中該第二PDAF控制信號進一步經耦合以控制該像素陣列之一第二相鄰非作用列之一第二浮動擴散電容器。
  40. 如請求項37之成像系統，其中PDAF光電二極體之該第一2x2分組之一第三PDAF光電二極體經耦合至一第三轉移電晶體，其中該第一PDAF光電二極體及該第三PDAF光電二極體在一第一行中， 其中PDAF光電二極體之該第一2x2分組之一第四PDAF光電二極體經耦合至一第四轉移電晶體，其中該第二PDAF光電二極體及該第四PDAF光電二極體在一第二行中，其中該第一行及第二行係相鄰行， 其中該第三轉移電晶體經耦合以回應於該第一PDAF控制信號進行控制，且 其中該第四轉移電晶體經耦合以回應於該第二PDAF控制信號進行控制。
  41. 如請求項40之成像系統，其中該第一PDAF控制信號進一步經耦合以控制該像素陣列之一第一相鄰非作用列之一第一浮動擴散電容器，且 其中該第二PDAF控制信號進一步經耦合以控制該像素陣列之一第二相鄰非作用列之一第二浮動擴散電容器。
  42. 如請求項36之成像系統，其中PDAF光電二極體之該第一2x2分組之一第三PDAF光電二極體經耦合至一第三轉移電晶體，其中該第一PDAF光電二極體及該第三PDAF光電二極體在一第一行中， 其中PDAF光電二極體之該第一2x2分組之一第四PDAF光電二極體經耦合至一第四轉移電晶體，其中該第二PDAF光電二極體及該第四PDAF光電二極體在一第二行中，其中該第一行及第二行係相鄰行，且 其中該第三轉移電晶體及該第四轉移電晶體經耦合以回應於獨立於該等第一或第二轉移控制信號之該第一PDAF控制信號進行控制。
  43. 如請求項42之成像系統，其中該第一PDAF控制信號進一步經耦合以控制該像素陣列之一第一相鄰非作用列之一第一浮動擴散電容器，且 其中該第二PDAF控制信號進一步經耦合以控制該像素陣列之一第二相鄰非作用列之一第二浮動擴散電容器。
  44. 如請求項38之成像系統，其中該第一轉移電晶體、該第三轉移電晶體、該第二轉移電晶體及該第四轉移電晶體經耦合至一第一浮動擴散區。
  45. 如請求項38之成像系統，其中該第一轉移電晶體及該第三轉移電晶體經耦合至一第一浮動擴散區，且 其中該第二轉移電晶體及該第四轉移電晶體經耦合至一第二浮動擴散區。
  46. 如請求項42之成像系統，其中該第一轉移電晶體及該第三轉移電晶體經耦合至一第一浮動擴散區，且 其中該第二轉移電晶體及該第四轉移電晶體經耦合至一第二浮動擴散區。
  47. 如請求項25之成像系統，其中該第二組光電二極體之曝光時間不同於該第一組光電二極體之曝光時間。
  48. 如請求項25之成像系統，其中該第二組光電二極體之讀出經組態以與該第一組光電二極體之讀出分開執行。
  49. 如請求項48之成像系統，其中該第二組光電二極體之讀出經組態以在該像素陣列之該作用列中之該第一組光電二極體之讀出之後執行。
  50. 如請求項48之成像系統，其中該第二組光電二極體之讀出經組態以與該像素陣列之該作用列中之該第一組光電二極體之讀出交錯。
  51. 如請求項25之成像系統，其進一步包括安置於該像素陣列上之一彩色濾光片陣列，其中該彩色濾光片陣列包含以一拜耳圖案配置於該複數個光電二極體上之複數個彩色濾光片。
  52. 如請求項51之成像系統，其中該複數個光電二極體以2x2合併分組配置，其中該第一組光電二極體中包含之各2x2合併分組之各光電二極體經組態以用通過該複數個彩色濾光片中之具有一相同色彩之各自彩色濾光片之入射光照射。
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