TW202404336A - 用於相位偵測自動對焦之混合影像像素 - Google Patents

Abstract

本發明提供用於相位偵測自動對焦(PDAF)之影像感測器。一種影像感測器包含包括根據一配置安置在一半導體材料中之複數個光電二極體之一像素。該配置界定包括複數個第一光電二極體之一第一影像子像素、包括複數個第二光電二極體之一第二影像子像素及包含複數個第三光電二極體之一第三影像子像素，以及包括一第一光電二極體、一第二光電二極體或一第三光電二極體之一相位偵測子像素。該像素可包含安置成個別地上覆於該等第一、第二及第三影像子像素之該複數個光電二極體之至少一子組上之複數個第一微透鏡。該像素亦可包含安置成上覆於該相位偵測子像素上之一第二微透鏡，該等第一微透鏡中之一第一微透鏡之一第一半徑小於該第二微透鏡之一第二半徑。

Description

用於相位偵測自動對焦之混合影像像素

本揭露大體而言係關於影像感測器之設計，且特定而言係關於使用微透鏡之不同配置來改良用於相位偵測自動對焦之影像感測器像素中之影像解析度的影像感測器。

影像感測器已變得無所不在。其廣泛地用於數位靜態相機、蜂巢式電話、安全相機以及醫療、汽車及其他應用中。用於製造影像感測器之技術不斷進步。舉例而言，對經改良影像感測器解析度及較低功率消耗之需求促進了影像感測器之進一步小型化及整合至數位裝置中。

相位偵測自動對焦(PDAF)闡述用於至少部分地基於由一影像感測器產生之兩個影像信號之間的一相位不匹配而產生一自動對焦控制信號之一技術。相位不匹配之量值及極性可用於產生一控制信號以調整一透鏡相對於影像感測器之焦距。在一像素陣列中之像素尺度下，可使用一影像感測器之像素產生一相位不匹配信號，該像素亦用於產生影像。在某些應用中，影像感測器之每一像素包含數個子像素( 例如，兩個綠色子像素、一個紅色子像素及一個藍色子像素)。作為一說明性實例，實施四光電二極體(QPD)設計之一影像感測器包含四個子像素，每一子像素由一各別微透鏡覆疊。組態有一QPD之影像感測器之子像素用於產生影像資料及相位不匹配資料兩者。使用影像感測器像素進行PDAF會引入自動對焦效能與影像解析度之間的一折衷，其中將子像素專用於產生相位不匹配信號會降低影像感測器之影像解析度。因此，需要用於改良使用影像感測器子像素以具有一經減小解析度償罰進行PDAF之技術。

本發明揭露影像感測器，且特定而言具有經配置以改良影像感測器之PDAF及影像解析度之微透鏡之影像感測器。在以下說明中，陳述眾多特定細節以提供對實施例之一透徹理解。然而，熟習相關技術者將認識到，本文中所闡述之技術可在不具有該特定細節中之一或多者之情況下實踐或者可利用其他方法、組件、材料等來實踐。在其他例項中，未詳細展示或闡述眾所周知之結構、材料或操作以避免使某些態樣模糊。

在諸如拜耳(Bayer)圖案或QPD感測器組態等習用影像感測器中，通常形成成單一均勻大小之上覆在感測器元件上之微透鏡，該等感測器元件可為個別光電二極體或經分組光電二極體。舉例而言，在QPD組態中，一像素可包含一個藍色子像素、一個紅色子像素及兩個綠色子像素，在該像素上方，四個微透鏡可分別安置成上覆於個別子像素上。組態有QPD之影像感測器以影像解析度為代價提供經改良PDAF效能。在拜耳圖案組態中，每一光電二極體具備一各別微透鏡，該微透鏡提供低光中之經改良影像解析度及效能，但依賴於PDAF效能相對較差之例如稀疏PD (sparse-PD)等軟體方法。

為此目的，本發明技術之實施例針對於包含安置成上覆於光電二極體及/或子像素上之不同大小之微透鏡之影像感測器，其中一子像素係指經分組光電二極體，亦稱為子單元胞或子單元。PDAF效能及影像解析度兩者之同時改良可藉由在一像素結構中界定包含影像子像素及相位偵測子像素在內之子像素之一配置來達成。在此內容脈絡中，術語「配置」用於闡述光電二極體之一結構組態，該結構組態判定組成一像素之光電二極體之功能作用。如下文所闡述，一給定光電二極體在配置中之位置判定了給定光電二極體是歸屬於一影像子像素還是一相位偵測子像素，其中該功能至少部分地藉由應用於由給定光電二極體回應於暴露於入射光而產生之光電信號之程序來完成。

儘管接下來之說明集中於包含作為4的倍數之平方數( 例如，16、36、64、144、256等)之光電二極體之實例配置，但本揭露之實施例包含額外及/或替代配置，該等額外及/或替代配置包含經組態以相對於類似大小的像素以可忽略的解析度損害或無解析度損害提供經改良PDAF功能性之不同數目個光電二極體。舉例而言，配置可包含以作為3的倍數之平方數( 例如，36、81、144、225等)分組之光電二極體配置，或以作為5的倍數之平方數( 例如，25、100、225)分組之光電二極體配置。以此方式，影像子像素可包含不同數目個光電二極體，使得光電二極體之總數目可為可被3整除之一平方數且配置可界定三個或更多個影像子像素及一或多個相位偵測子像素，如參考 圖 3 至圖 9B更詳細地闡述。

可對使用組成各別影像子像素之光電二極體產生之影像信號進行分格以產生具有相對較少之解析度損失之一影像，此係因將若干個光電二極體專用於相位偵測子像素而導致。在某些實施例中，針對一給定像素結構，一第一大小之第一微透鏡安置成上覆於影像子像素之個別光電二極體上，且一第二大小之一第二微透鏡安置成上覆於包含在相位偵測子像素中之光電二極體上。在不同實施例中，第一微透鏡與第二微透鏡之其他組合係可能的。以此方式，影像感測器可相對於組態有拜耳圖案之影像感測器提供經改良之PDAF效能及相當的或經改良之影像解析度，此表示對具有PDAF能力之影像感測器之當前最先進技術之一顯著改良。

圖 1係根據本揭露之實施例之一實例影像感測器10之一圖式。影像感測器10包含一像素陣列12、一控制電路16、一讀出電路14及一功能邏輯18。在一項實例中，像素陣列12係影像感測器像素11 ( 例如，像素P1、P2…、Pn)之一個二維(2D)陣列。每一影像感測器像素11包含用於光偵測之多個光電二極體(PD)。如所圖解說明，影像感測器像素11配置成若干列( 例如，列R1至Ry)及若干行( 例如，行C1至Cx)。在操作中，影像感測器像素11獲取一場景之影像資料，該影像資料可然後用於再現人、地點、物體等之一2D影像。然而，在其他實施例中，影像感測器像素11可配置成除列及行之外之組態。

在一實施例中，在像素陣列12中之每一影像感測器像素11獲取其影像電荷之後，影像資料經由位元線13由讀出電路14讀出且然後傳送至一功能邏輯18。每一影像感測器像素11之讀出影像資料共同構成一影像圖框。在各種實施例中，讀出電路14可包含信號放大器、類比轉數位(ADC)轉換電路及資料傳輸電路。功能邏輯18可儲存該影像資料或甚至透過應用後影像效應( 例如，剪裁、旋轉、移除紅眼、調整亮度、調整對比度或其他)來操縱該影像資料。在某些實施例中，控制電路16及功能邏輯18可組合成一單個功能塊以控制由影像感測器像素11擷取影像及自讀出電路14讀出影像資料。功能邏輯18可包含一數位處理器。在一項實施例中，讀出電路14可沿著讀出行線(位元線13)一次讀取一列影像資料或可使用諸如一串列讀出或同時一全並列讀出所有像素等多種其他技術來讀取影像資料。

在一實施例中，控制電路16耦合至像素陣列12以控制像素陣列12中之複數個光電二極體之操作。舉例而言，控制電路16可產生用於控制影像獲取之一快門信號。在一實施例中，快門信號係用於同時啟用像素陣列12內之所有像素以在一單個資料獲取窗期間同時擷取其各別影像資料之一全域快門信號。在另一實施例中，快門信號係一滾動快門信號，使得在連續獲取窗期間依序啟用每一列像素、每一行像素或每一像素群組。在另一實施例中，影像獲取與諸如一閃光等之燈光照明效應同步。在不同實施例中，控制電路16可經組態以控制影像感測器像素11中之每一者執行用於影像校準之一或多個暗電流像素圖框以及正常影像圖框之獲取操作。

在一項實施例中，讀出電路14包含類比轉數位轉換器(ADC)，該等ADC將自像素陣列12接收之類比影像資料轉換成一數位表示。影像資料之數位表示可提供至功能邏輯18。

在不同實施例中，影像感測器10可為一數位相機、行動電話、膝上型電腦或諸如此類之部分。在實施例中，影像感測器10併入為用於汽車之監控系統或視覺系統之部分。另外，影像感測器10可耦合至其他硬體，諸如一處理器(一般用途或其他)、記憶體元件、輸出(USB埠、無線傳輸器、HDMI埠等)、燈光照明設備/閃光燈、電輸入(鍵盤、觸控顯示器、追蹤墊、滑鼠、麥克風等)及/或顯示器。其他硬體可將指令遞送至影像感測器10，自影像感測器10提取影像資料，或操縱由影像感測器10供應之影像資料。

圖 2A係根據本揭露之某些實施例之一實例影像感測器之一橫截面側視圖。在操作中，入射光50穿過微透鏡250及彩色濾光器240進入影像感測器100，該等微透鏡及該等彩色濾光器針對一半導體材料60 ( 例如，經摻雜矽)內之一給定光電二極體(PD) 210對入射光進行對焦且適當彩色濾光。舉例而言，透射綠色光而反射其他波長之光之一綠色濾光器240可覆蓋一綠色光電二極體210。在某些實施例中，一介電層220 (亦稱為一平面化層或緩衝氧化物層)使彩色濾光器240與光電二極體210分隔開。光電二極體210操作以基於傳入光50而光生電荷。此等電荷隨後選擇性地汲取至光電二極體210之相關聯支援電子器件(例如，透過一各別耦合轉移電晶體與光電二極體210相關聯之浮動擴散部)中。

光電二極體210可容易遭受串擾。舉例而言，傳入光50 (例如較長波長之光，諸如紅色光或紅外光)可穿過一微透鏡250及一彩色濾光器240-2進入一PD 210，在該PD中，光例如透過折射或反射誘發串擾而在相鄰PD 210之方向上被部分地吸收且部分地透射。此光學串擾發生在光未通過針對對應PD 210設計之彩色濾光器240-1之情況下。因此，在某些實施例中，相鄰之光電二極體210藉由隔離結構232分隔開，該等隔離結構限制雜散光自一個光電二極體向另一光電二極體之傳播。此類隔離結構之某些實例係自半導體材料60之一後側110 (影像感測器之被照明側)向矽(Si)材料中垂直延伸達一定深度( 例如，1.5 um至2.5 um)之深溝槽隔離(DTI)結構232。在不同實施例中，DTI結構232可包含對光不透明之材料，例如金屬。在某些實施例中，DTI結構232可包含具有低於半導體材料60之折射率之介電材料，諸如氧化矽。DTI結構232可防止或至少減少雜散光50-2到達相鄰光電二極體。所圖解說明DTI結構232基本上延伸遍及Si材料層之整個厚度，但在不同實施例中，DTI結構可在毗鄰之光電二極體之間僅部分地延伸。在一項實例中，DTI結構232係互連的，因此形成環繞PD 210之一柵格結構且在毗鄰之PD之間提供電及/或光學隔離。

圖 2B係根據本揭露之某些實施例之微透鏡在一像素結構212上方之一配置之一俯視示意圖。像素結構212意欲為用以較佳地闡述第一微透鏡及第二微透鏡以及界定影像子像素之配置之一非限制性實例。所圖解說明像素結構212 (亦稱為一單元或一單元胞)包含4個子像素211 (亦稱為子單元或子像素)。此等子像素列舉為藍色子像素211-B、綠色子像素211-G及紅色子像素211-R。因此，所圖解說明像素結構212包含4個子像素，然而，在不同實施例中，一像素內之子像素之不同數目及組合亦係可能的。

每一子像素211-i包含4個光電二極體(PD) 210 ( 例如，210-B表示藍色PD，210-G表示綠色PD且210-R表示紅色PD)。因此，像素結構212應理解為與拜耳圖案組態相比由相對較差之影像解析度表徵之用於PDAF之四光電二極體(QPD)像素組態之一修改。為便於計算光電二極體自右向左比率(PDRL)及自左向右比率(PDLR)，子像素211由編號1、2、3及4參考(參見， 例如， 圖 3)。在不同實施例中，子像素可包含不同數目個PD。

微透鏡250安置成上覆於光電二極體210上以對焦入射光50。微透鏡250可藉由通常採用為半導體製造程序之部分之沈積及移除操作而形成。舉例而言，微透鏡可藉由沈積一透鏡材料後續接著上覆沈積一經圖案化光阻劑及隨後選擇性蝕刻經暴露區域而形成。如所圖解說明，第一微透鏡250-S可經定大小以上覆在個別光電二極體210上，且第二微透鏡250-L可經定大小以上覆在經分組光電二極體210 (諸如組成一相位偵測子像素之光電二極體210)上，如參考 圖 3更詳細地闡述。

圖 3係圖解說明根據本揭露之實施例之包含一實例像素結構之一像素陣列之一部分之一示意圖，該實例像素結構界定包含影像子像素305及相位偵測子像素310在內之子像素之一實例配置300。該實例像素結構係 圖 1 之像素陣列12之一部分(例如，像素11 P1、P2或P3)之一實例，其中像素陣列12包含實例配置300之一或多個例項。在此內容脈絡中且如接下來之討論中所使用，術語「配置」界定組成實例像素11結構之光電二極體315之空間及功能分組，其中一給定光電二極體315與該配置中之一位置相關聯，該位置判定給定光電二極體315作為一影像光電二極體、一相位偵測光電二極體還是兩者之功能。實例配置300將與子像素305或310相關聯之十六個光電二極體315分組成一陣列。在實例配置300及參考 圖 4 至圖 9B更詳細地闡述之後續實例中，光電二極體315可藉由列-行索引識別，使得光電二極體315-01係指實例配置300之一第一列及第二行中之一光電二極體。實例配置300亦包含安置成上覆於各別子像素305或子像素310之至少一部分上之第一微透鏡320及第二微透鏡325。

實例配置300界定一第一影像子像素305-B1、一第二影像子像素305-G1、一第三影像子像素305-R1及一相位偵測子像素310。在某些實施例中，實例配置300界定一第四影像子像素305-G2。如所圖解說明，相位偵測子像素310與第一影像子像素305-B1、第二影像子像素305-G1及第三影像子像素305-R1共用一邊界。在 圖 3中所圖解說明之實施例中，相位偵測子像素310亦與第四影像子像素305-G2共用一邊界。光電二極體315包含半導體結構，如參考 圖 2A更詳細地闡述，該等半導體結構經組態以回應於入射光50在一感測器表面處被接收而產生一電信號。作為產生一彩色影像之部分，光電二極體315可與不同彩色濾光器240配對，該等彩色濾光器選擇性地透射具有一給定波長通帶內之一能量之入射光50。舉例而言，分組至第一影像子像素305-B1中之光電二極體315可覆疊有一藍色波長帶通濾光器層，使得具有介於約380 nm與約495 nm之間的一波長之光子可被透射。類似地，分組至第二影像子像素305-G1中之光電二極體315可覆疊有一綠色波長帶通濾光器層，使得具有介於約495 nm與約570 nm之間的一波長之光子可被透射。類似地，分組至第三影像子像素305-R1中之光電二極體315可覆疊有一紅色波長帶通濾光器層，使得具有介於約620 nm與約750 nm之間的一波長之光子可被透射。在實例配置300中，每一濾光器之通帶由用於減色混合之紅綠藍(RGB)色彩三元組中之一字母識別。編號( 例如，B1、G2、R3等)用於識別分組至一給定影像子像素305中之一光電二極體315。

在某些實施例中，如 圖 3中所圖解說明，相位偵測子像素310之光電二極體315與一彩色濾光器層配對。舉例而言，相位偵測子像素310可包含一綠色濾光器層，該綠色濾光器層對應於在綠色波長範圍中自然光之相對高強度及人類視覺對具有綠色波長範圍中之一波長之光子之相對高靈敏度。在某些實施例中，作為增加相位不匹配信號強度之一方法，相位偵測子像素310不包含一彩色濾光器層。以此方式，實例配置300展示為具有用於光電二極體315-11、315-12、315-21及315-22之綠色濾光器(「G」)。然而，請考慮，相位偵測子像素310之構成光電二極體315可不被濾光。

如參考 圖 2A 至圖 2B所闡述，第一微透鏡320可經定大小以上覆於個別光電二極體315上且與該等個別光電二極體實質上共延伸。如此，與影像子像素305相關聯之光電二極體315可與一各別第一微透鏡320配對。如參考圖2A更詳細地闡述，第一微透鏡320可用作將入射光對焦至光電二極體材料中以產生電荷且誘發一光電流。相比而言，第二微透鏡325大於第一微透鏡320，在某些實施例中對應於約為第一微透鏡320兩倍之直徑。以此方式，第二微透鏡上覆於分組至相位偵測子像素310中之四個光電二極體315上。

如上文所闡述，相位偵測自動對焦(PDAF)利用相位不匹配來產生用於調整一透鏡相對於像素結構之焦距之一自動對焦信號。在此內容脈絡中，相位不匹配係指因欠對焦或過對焦形成之兩個或更多個虛擬影像之間的一差信號，其隨一物鏡相對於一感測器表面之焦距而變。在某些實施例中，與相位偵測子像素310相關聯之光電二極體315被方向性濾光以隔離一定範圍之入射角度之入射光50。舉例而言，光電二極體315-11可經組態以選擇性地接收在第二微透鏡325之一左半部分(「L」)上入射之光，且光電二極體315-12可經組態以選擇性地接收在第二微透鏡325之一右半部分(「R」)上入射之光。在某些實施例中，相位偵測子像素310包含四個光電二極體，各光電二極體經組態以選擇性地接收自一方向( 例如，「L」、「R」、上「U」及下「D」)入射之光。在某些實施例中，相位偵測子像素310包含經方向性濾光以接收來自一角度象限之入射光之光電二極體(將第二微透鏡325視為一扁球體之可接近一真實半球之一半球形部分)。舉例而言，光電二極體315-12可經方向性濾光以接收來自一上方向象限之入射光，且光電二極體315-21可經方向性濾光以接收來自一下方向象限之入射光。

相位不匹配信號可藉由由方向相反之成對光電二極體315產生之光電流信號之差來判定。舉例而言，相位不匹配可使用一L-R差信號、一U-D差信號或組合L-R及U-D兩者以增強信號強度(作為改良PDAF自動對焦程序之精確度及減小過敏感度之一方法)之一L-R/U-D差-和信號來判定。在某些實施例中，L-R或U-D差信號係藉由將來自方向邊界之每一各別側上之光電二極體315之信號求和而產生。舉例而言，一L-R差信號可藉由將來自光電二極體315-11及315-21之信號求和、將來自光電二極體315-12及315-22之信號求和並找出兩個和信號之差而產生。

使用L-R或U-D差信號准許以相位不匹配信號之準確度及敏感度為一代價更快速地產生相位不匹配信號。在某些實施例中，像素陣列12中之實例配置300之一第一例項之相位偵測子像素310經組態以產生L-R差信號，且實例配置300之一第二例項之一不同相位偵測子像素經組態以產生U-D差信號。以此方式，L-R及U-D差信號兩者可在同一感測器循環而非多個感測器循環中產生，使得可產生L-R/U-D差-和信號( 例如，使用相鄰之像素結構)。

在實例配置300中包含相位偵測子像素310會使遠離影像子像素之四個光電二極體315 (如一拜耳圖案感測器中之組態)重新專用於自動對焦信號產生，藉此使貢獻於影像解析度之光電二極體之數目減少25%。作為改良影像解析度之一方法，可藉由對指派給相位偵測子像素310之光電二極體315之一值進行外推而產生對應於實例配置300之全影像資料330。在 圖 3(「全影像」示意圖)中，以*或‡符號標示經外推值330，其中‡用於指示至少部分地基於分別由影像子像素305-G2及305-G1產生之影像資料330，經外推值330-21與經外推值330-12可為相同或不同的。在經外推值上使用之彩色標記指示用於產生各別值之影像子像素305。舉例而言，標記為「B*」之經外推影像資料330-11可自光電二極體315-00、315-01及315-10產生。

在某些實施例中，可對影像子像素305進行分格以產生經分格資料340。分格可包含對組成各別影像子像素305之光電二極體315之影像資料330求平均。可應用權重作為求平均之部分，例如基於第一微透鏡320之波長特定回應之校準資料或其他基於軟體之色彩校正。在某些實施例中，經分格資料在像素結構之對應於相位偵測子像素310之區域上方延伸。在某些實施例中，使用由相位偵測子像素之構成光電二極體315產生之信號來產生一白色子像素340-W，該白色子像素可用於為色彩校正或其他影像信號處理技術提供一白色影像。

圖 4係圖解說明根據本揭露之實施例之包含一像素結構之一像素陣列之一部分之一示意圖，該像素結構界定包含影像子像素405及充當影像子像素405之相位偵測子像素410在內之子像素之一實例配置400。實例配置400可以與 圖 3之實例配置300相同或類似之佔用面積實施。如此，實例配置400可闡述十六個光電二極體315之結構及功能分組。然而，與實例配置300相比，實例配置400包含一第二影像子像素405-G1、一第一相位偵測子像素410-A及一第二相位偵測子像素410-B。如所指示，安置成上覆於各別子像素405及410上之彩色濾光器240層識別，實例配置400之第一相位偵測子像素410-A亦充當第一影像子像素305-B1且第二相位偵測子像素410-B亦充當第三影像子像素305-R1。如此，實例配置400亦包含安置於第一相位偵測子像素410-A及第二相位偵測子像素410-B上方之第二微透鏡325，以及安置於第二影像子像素405-G1之個別光電二極體315上方之第一微透鏡320。如所圖解說明，實例配置400可包含具有綠色濾光光電二極體之一第四影像子像素405-G2，類似於實例配置300。

有利地，將第二微透鏡325安置成上覆於第一及第三影像子像素305上會相對於一稀疏PD方案改良PDAF效能，其中稀疏PD係指一影像感測器中之相位偵測像素之一稀疏重複圖案。舉例而言，組態有一稀疏PD之感測器可在一相位偵測像素之每一例項之間包含4個、5個、6個或更多個影像像素。稀疏PD可為有問題的，此歸因於在影像暴露於來自包含高頻率資訊或圖案(包含但不限於尖銳邊緣、高對比度圖案或諸如此類)之一場景之入射光50時發生混疊。混疊係指因一高頻率信號之一低頻率取樣資料集導致之一取樣偽影。在稀疏PD之內容脈絡中，包含高頻率資訊及稀疏配置之相位偵測像素之一場景容易錯誤地識別一離焦狀態。類似地，當包含圖1之影像感測器之成像系統已獲得滿足對焦準則之一焦點位置時，可週期性地監測相位不匹配信號以判定何時重新開始一自動對焦循環。由於高頻率資訊通常在一影像離焦時被平滑化之事實，因此場景中之高頻率資訊可使稀疏PD操作複雜化。稀疏PD系統通常採用來自影像像素之資料之後處理來識別高頻率資訊以校正相位不匹配信號。此後處理會引入誤差及運算複雜性，該誤差及運算複雜性藉由實例配置400得以改良。

與稀疏PD感測器、拜耳圖案感測器及QPD感測器相比，經組態以包含實例配置400之影像感測器相對於拜耳圖案感測器展現以可忽略的解析度償罰或無解析度償罰實現經改良PDAF效能。與將每一光電二極體315用於成像及PDAF功能之全QPD感測器相比，實例配置400可展現出因作為相位偵測子像素構成之藍色及紅色濾光光電二極體315之相對較低敏感度導致之減小之PDAF效能。即便如此，實例配置400仍藉由將第一微透鏡320安置於綠色濾光光電二極體315上而相對於全QPD感測器實現解析度之顯著改良。

關於產生一全影像、分格及PDAF功能，實例配置400與實例配置300之不同之處在於光電二極體315-11、315-12、315-21及315-22起到PDAF及成像兩種功能。以此方式，全影像資料420包含一第一全影像子像素420-B1、一第二全影像子像素420-G1、一第三全影像子像素420-R1及一第四全影像子像素420-G2，該等全影像子像素包含由每一光電二極體315產生之資料而無參考 圖 3所討論之外推。類似於實例配置300，可藉由判定針對影像子像素405及針對經分組至第一相位偵測子像素410-A及/或第二相位偵測子像素410-B中之光電二極體315之一平均值進行分格。以此方式，經分格資料440可包含第一經分格子像素440-B1、第二經分格子像素440-G1、第三經分格子像素440-R1及第四經分格子像素440-G1。由於實例配置400可自PDAF功能中省略專用光電二極體315，因此計量/白色影像功能可由影像感測器之其他像素執行。為此目的，本揭露之某些實施例包含一單個影像感測器上之多種不同子像素配置。舉例而言，一或多個像素11可根據實例配置300組態，而其他像素11可根據實例配置400組態。類似地，參考 圖 5 至圖 9B所闡述之配置 可在一像素陣列12中實施。

圖 5係圖解說明根據本揭露之實施例之包含一實例像素結構之一像素陣列之一部分之一示意圖，該實例像素結構界定包含擴展影像子像素505及相位偵測子像素510在內之子像素之一實例配置500。實例配置500包含一第一影像子像素505-B1、一第二影像子像素505-G1、一第三影像子像素505-R1及一相位偵測子像素510。在某些實施例中，實例配置500進一步包含一第四影像子像素505-G2。如同 圖 3之實例配置300，實例配置500之相位偵測子像素510包含四個光電二極體515。雖然相位偵測子像素510之構成光電二極體515利用綠色濾光器240標記，但在某些實施例中，相位偵測子像素510之構成光電二極體515利用紅色濾光器240、藍色濾光器240標記或無彩色濾光器標記，如參考 圖 3更詳細地闡述。如所圖解說明，相位偵測子像素510與第一影像子像素505-B1、第二影像子像素505-G1及第三影像子像素505-R1共用一邊界。在某些實施例中，相位偵測子像素510亦與第四影像子像素505-G2共用一邊界。

有利地，與實例配置300中之三個光電二極體及實例配置400中之四個光電二極體相比，影像子像素505包含八個光電二極體515。以此方式，影像解析度及準確度相對於組態有QPD之感測器或其他組態有PDAF之感測器有所改良，PDAF效能相對於拜耳圖案感測器有所改良。此外，藉由使僅11%之光電二極體515專用於PDAF程序，可以經改良準確度及精確度對實例配置500之影像資料520-22、520-23、520-32及520-33 ( 例如，B*、G*、R*及G‡)進行影像資料520之外推，此至少部分地歸因於更高數目之值改良了統計加權且減小了由於高頻率資訊而引入誤差之可能性。如所圖解說明，第一微透鏡320安置成上覆於影像子像素505之個別光電二極體515上，而第二微透鏡325安置成上覆於相位偵測子像素510上。如同實例配置300及400，實例配置500可以一或多個例項在像素陣列12中重複( 例如，作為實例配置500之一重複陣列)，使得一個像素11、像素11之一子組或像素陣列12之每一像素11可根據實例配置500組態。針對根據實例配置500組態之像素11，進行分格以產生經分格影像資料可包含判定包含在一給定影像子像素505中之八個光電二極體515之一平均值及/或一經加權平均值。

圖 6係圖解說明根據本揭露之實施例之包含一實例配置600之一像素陣列之一部分之一示意圖，該實例配置界定包含擴展影像子像素605及相位偵測子像素610在內之子像素之一周邊區域620及一中心區域625。相對於實例配置500，實例配置600包含周邊區域影像子像素605，該等周邊區域影像子像素包含一第五影像子像素605-B1、一第六影像子像素605-G1、一第七影像子像素605-R1及一第二相位偵測子像素610A。作為增加相位偵測子像素610之密度之一方法，周邊區域620包含額外影像子像素605及相位偵測子像素610，如下文更詳細地闡述。

實例配置600之中心區域625包含對實例配置500之一修改，其中每一影像子像素605中包含七個光電二極體315且中心區域625之每一相位偵測子像素中包含四個光電二極體315。在實例配置600之例項中，在組合之周邊區域620及中心區域625上界定八個相位偵測子像素610及二十個影像子像素605。周邊區域620中之影像子像素605包含不同數目個光電二極體315，此取決於各別影像子像素605在實例配置600中之位置。

重複實例配置600之多個例項(例如，作為由省略號( ···)指示之一個二維鑲嵌)會准許周邊區域組合以重現中心區域625之影像子像素605及相位偵測子像素610。以此方式，可產生一鑲嵌式影像感測器之分格及全影像資料，如參考 圖 3 及圖 5所闡述，從而藉由在適當時組合相鄰之影像子像素605而對包含在相位偵測子像素610中之彼等光電二極體315之值進行外推。以鑲嵌形式，相位偵測子像素610在周邊區域620及中心區域625兩者中與四個相鄰之影像子像素605共用一邊界。

如同實例配置500，與一9寬拜耳圖案影像感測器相比，實例配置600以可忽略的解析度損害或無解析度損害提供顯著改良之PDAF效能。經改良PDAF效能可至少部分地歸因於相對於在144個光電二極體315上包含四個相位偵測子像素510之實例配置500，其產生近似兩倍量之相位不匹配資料。相比而言，實例配置600在相同數目144個光電二極體315上包含八個相位偵測子像素610。實例配置600之周邊區域620及中心區域625組態在拐角情形中引入一折衷，如同在一個二維鑲嵌式像素陣列12之周邊周圍之像素11之部分。有利地，與組態有全QPD之影像感測器相比，影像子像素之數目及組態准許在對相位偵測子像素進行較少校正或不進行校正之情況下進行分格。

圖 7係圖解說明根據本揭露之實施例之包含一實例像素結構之一像素陣列之一部分之一示意圖，該實例像素結構界定包含擴展影像子像素705及相位偵測子像素710在內之子像素之一實例配置700。實例配置700包含一第一影像子像素705-B1、一第二影像子像素705-G1、一第三影像子像素705-R1及一相位偵測子像素710。在某些實施例中，實例配置700進一步包含一第四影像子像素705-G2。如同 圖 3之實例配置300，實例配置700之相位偵測子像素710 包含四個光電二極體315。雖然相位偵測子像素710之構成光電二極體315利用綠色濾光器240覆蓋，但在某些實施例中，相位偵測子像素710之組成光電二極體315與紅色濾光器240、藍色濾光器240耦合或不與彩色濾光器耦合，如參考 圖 3更詳細地闡述.如所圖解說明，相位偵測子像素710與第一影像子像素705-B1、第二影像子像素705-G1及第三影像子像素705-R1共用一邊界。在某些實施例中，相位偵測子像素710亦與第四影像子像素705-G2共用一邊界。

有利地，與實例配置300中之三個光電二極體及實例配置500中之八個光電二極體相比，影像子像素705包含十五個光電二極體315。以此方式，影像解析度及準確度相對於配置有QPD之感測器或其他組態有PDAF之感測器有顯著改良，且相對於16寬拜耳圖案感測器進一步提供經改良PDAF效能。此外，藉由使僅6%之光電二極體315專用於PDAF程序，可以經改良準確度及精確度進行一全影像之影像資料之外推( 例如，藉由對B*、G*、R*及G‡進行外推，如參考 圖 3所闡述)，此至少部分地歸因於更高數目之值改良了統計加權且減小了由於高頻率資訊而引入誤差之可能性。如所圖解說明，第一微透鏡320安置成上覆於影像子像素705之個別光電二極體315上，而一第二微透鏡325安置成上覆於相位偵測子像素710上。如同實例配置300及500，實例配置700可以一或多個例項在像素陣列12中重複，使得一個像素11、像素11之一子組或像素陣列12之每一像素11可根據實例配置700組態。針對根據實例配置700組態之像素11，進行分格以產生經分格影像資料可包含判定包含在一給定影像子像素705中之十六個光電二極體315之一平均值及/或一經加權平均值。

圖 8係圖解說明根據本揭露之實施例之包含一實例配置800之一像素陣列之一部分之一示意圖，該實例配置界定包含擴展影像子像素805及相位偵測子像素810在內之子像素805之一周邊區域820及一中心區域825。相對於實例配置700，實例配置800包含周邊區域影像子像素805，該周邊區域影像子像素包含一第五影像子像素805-B1、一第六影像子像素805-G1、一第七影像子像素805-R1及一第二相位偵測子像素810A。作為增加相位偵測子像素810之密度之一方法，周邊區域820包含額外影像子像素805及相位偵測子像素810，如下文更詳細地闡述。

實例配置800之中心區域825包含對實例配置700之一修改，其中每一影像子像素805中包含十四個光電二極體315且中心區域825之每一相位偵測子像素中包含四個光電二極體315。在實例配置800之所圖解說明例項中，在組合之周邊區域820及中心區域825上界定八個相位偵測子像素810及二十個影像子像素805。周邊區域820中之影像子像素805包含不同數目個光電二極體315，此取決於各別影像子像素805在實例配置800中之位置。如所圖解說明，相位偵測子像素810在周邊區域820及中心區域825兩者中與四個相鄰之影像子像素805共用一邊界。

重複實例配置800之多個例項(例如，作為由省略號( ···)指示之一個二維鑲嵌)會准許周邊區域組合以重現中心區域825之影像子像素805及相位偵測子像素810。以此方式，可產生一鑲嵌式影像感測器之分格及全影像資料，如參考圖3及圖7所闡述，從而藉由在適當時組合相鄰之影像子像素805而對包含在相位偵測子像素810中之彼等光電二極體315之值進行外推。如同實例配置700，與一16寬拜耳圖案影像感測器相比，實例配置800以可忽略之解析度損害或無解析度損害提供顯著改良之PDAF效能。

經改良PDAF效能可至少部分地歸因於相對於在256個光電二極體315上包含四個相位偵測子像素310之實例配置700 ( 例如，具有實例配置700之四個重複例項)，其產生近似兩倍量之相位不匹配資料。相比而言，實例配置800在相同數目256個光電二極體315上包含八個相位偵測子像素810。實例配置800之周邊區域820及中心區域825組態在拐角情形中引入一折衷，如同在一二維鑲嵌式像素陣列12之周邊周圍之像素11之部分。有利地，與組態有全QPD之影像感測器相比，影像子像素805之數目及組態准許在對相位偵測子像素進行較少校正或不進行校正之情況下進行分格。

圖 9A係圖解說明根據本揭露之實施例之包含一實例像素結構之一像素陣列之一部分之一示意圖，該實例像素結構界定包含擴展影像子像素905及由各別影像子像素905環繞之相位偵測子像素910在內之子像素之一實例配置900。實例配置900可以與 圖 7之實例配置700相同或類似之佔用面積實施。如此，實例配置900可十六個光電二極體315之結構及功能分組。然而，與實例配置700相比，實例配置900包含分別由第一影像子像素905-B1及/或第三影像子像素905-R1環繞之一第一相位偵測子像素910-A及/或一第二相位偵測子像素910-B。在某些實施例中，實例配置進一步包含分別由第二影像子像素905-G1及/或第四影像子像素905-G2環繞之一第三相位偵測子像素910-C及/或一第四相位偵測子像素910-D。

如所指示，安置成上覆於各別子像素905及910上之彩色濾光器240層識別，實例配置900之第一相位偵測子像素910-A之光電二極體315亦貢獻於第一影像子像素305-B1，且第二相位偵測子像素910-B之光電二極體315亦貢獻於第三影像子像素305-R1。如此，實例配置900亦包含安置於第一相位偵測子像素910-A之四個光電二極體315及第二相位偵測子像素910-B之四個光電二極體315上方之第二微透鏡325。

有利地，將第二微透鏡325安置成上覆於影像子像素905之部分上會相對於一稀疏PD方案改良PDAF效能，如參考 圖 4更詳細地闡述。與稀疏PD感測器、拜耳圖案感測器及QPD感測器相比，經組態以包含實例配置900之影像感測器相對於拜耳圖案感測器展現以可忽略的解析度償罰或無解析度償罰實現經改良PDAF效能。與將每一光電二極體315用於成像及PDAF功能之全QPD感測器相比，類似於組態有全16光電二極體315拜耳圖案之感測器，實例配置900可展現以很少PDAF效能償罰或無PDAF效能償罰實現顯著改良之影像解析度。

作為產生影像感測器之與相位偵測子像素910對應之區域之影像資料之部分，可應用一或多種技術。在某些實施例中，一種兩步驟外推方法可包含經加權平均運算，如參考圖3更詳細地闡述。在某些情形下，可至少部分地基於一影像中之邊緣資訊來定義兩種權重。舉例而言，可沿著一邊緣方向定義相對大之一第一權重，且可跨越一邊緣方向定義相對小之一第二權重。該等權重之相對量值可降低色彩資訊跨越一影像中之邊緣傳播之可能性，相比於沿著一影像中之邊緣或在邊緣之間，色彩資訊跨越影像中之邊緣傳播更可能呈現色彩或陰影之一過渡。在定義了權重之情況下，可使用來自同一像素及/或相鄰之像素中之對應影像子像素之影像資料之經加權平均來對影像資料進行外推。舉例而言，可使用來自對應藍色濾光影像子像素905之影像資料對經藍色濾光之一相位偵測子像素915光電二極體315進行外推。在某些實施例中，作為改良經外推影像資料之準確度之一方法，可使用來自多個像素之影像資料來對影像資料進行外推。

在某些實施例中，可訓練一或多個機器學習模型以產生針對相位偵測子像素之合成影像資料。機器學習模型可包含但不限於，經訓練以接受與由相位偵測子像素910光電二極體315產生之信號對應之資料且輸出合成影像資料之卷積神經網路或其他深度學習模型。訓練此類模型可包含自由影像子像素905產生之影像資料中準備訓練資料( 例如，用於監督式學習技術之真值標記資料)。以此方式，可在一成像裝置上部署機器學習模型(舉例而言，作為對影像感測器資料實施後處理操作之軟體之部分)以產生全影像資料，從而替換專用於相位偵測操作之光電二極體315之資料。

關於產生一全影像、分格及PDAF功能，實例配置900與實例配置400之不同之處在於四分之一之光電二極體315起到PDAF及成像兩種功能。以此方式，在不進行參考 圖 3討論之外推之情況下產生全影像資料，並相對於實例配置400改良對由第二微透鏡325引入之假影之校正，此至少部分地歸因於具備第一微透鏡320之每一影像子像素905之若干個光電二極體315貢獻了用於校正之資訊。針對實例配置900，可藉由判定包含在影像子像素905及相位偵測子像素910中之十六個光電二極體315之一平均值而進行分格。

圖 9B係圖解說明根據本揭露之實施例之包含一實例像素結構950之一像素陣列之一部分之一示意圖，該實例像素結構界定包含擴展影像子像素905及由各別影像子像素905環繞之相位偵測子像素910在內之子像素之一實例配置950。如同實例配置900，實例配置950包含一第一影像子像素905-B1、一第二影像子像素905-G1、一第三影像子像素905-R1及由第二影像子像素905-G1之光電二極體315環繞之一相位偵測子像素910-A。在某些實施例中，實例配置950亦包含一第四影像子像素905-G2及由第四影像子像素905-G2之光電二極體環繞之一第二相位偵測子像素910-B。與實例配置900相比，實例配置950包含安置成上覆於與綠色濾光器124耦合之光電二極體315而非與藍色、紅色或綠色濾光器124耦合之光電二極體315上之第二微透鏡325。

有利地，與稀疏PD感測器、拜耳圖案感測器及QPD感測器相比，根據實例配置950組態之像素11相對於拜耳圖案感測器展現以可忽略的解析度償罰或無解析度償罰實現顯著改良之PDAF效能。與將每一光電二極體315用於成像及PDAF功能之全QPD感測器相比，類似於組態有全16光電二極體315拜耳圖案之感測器，實例配置900可展現出顯著改良之影像解析度。針對實例配置950，可藉由判定包含在影像子像素905及相位偵測子像素910中之十六個光電二極體315之一平均值而進行分格。

在本說明書通篇中對「一項實例」或「一項實施例」之提及意指結合該實例所闡述之一特定特徵、結構或特性包括在本發明之至少一項實例中。因此，在本說明書通篇之各個位置中片語「在一項實例中」或「在一項實施例中」之出現未必全部指代同一實例。此外，在一或多項實例中可以任何適合方式組合該等特定特徵、結構或特性。

為易於說明，可在本文中而使用空間相對術語(諸如「底下」、「下面」、「下部」、「下方」、「上面」、「上部」及諸如此類)來闡述一個元件或特徵與另一(些)元件或特徵之關係，如各圖中所圖解說明。應理解，除了圖中繪示之定向外，該等空間相對術語亦意欲涵蓋裝置在使用或操作時之不同定向。舉例而言，若翻轉各圖中之裝置，則闡述為在其他元件或特徵「下面」或「底下」或「下方」之元件將在彼時定向為在其他元件或特徵「上面」。因此，例示性術語「下面」及「下方」可涵蓋上面及下面之一定向兩者。裝置可以其他方式定向(旋轉90度或以其他定向)且相應地解釋本文中所使用之空間相關描述符。另外，亦將理解，在將一層稱為「介於」兩個層「之間」時，其可為兩個層之間僅有之層或者亦可存在一或多個介入層。

依據前述內容，應瞭解，雖然本文中已出於圖解說明之目的而闡述本發明技術之特定實施例，但可在不背離本揭露之情況下做出各種修改。此外，雖然上文已在特定實施例之內容脈絡中闡述與彼等實施例相關聯之各種優點及特徵，但其他實施例亦可展現出此類優點及/或特徵，且並非所有實施例皆有必要展現出此類優點及/或特徵以歸屬於本發明技術之範疇內。在闡述方法時，方法可包含較多、較少或其他步驟。另外，可以任何適合次序來執行步驟。因此，本揭露可涵蓋本文中未明確展示或闡述之其他實施例。在本揭露之內容脈絡中，術語「約」意指敘述值之+/- 10%。

如本文中所使用，關於量測及/或數量，「實質上」、「基本上」、「可忽略」或類似術語闡述非零但對一目標值、特性或度量造成一最小影響或不造成影響之一存在、組成、位準或數量。作為一實例，與一光電二極體群組基本上共延伸之一微透鏡可使至少一個光電二極體之一部分位於微透鏡之一邊界之外。

遍及本說明書，使用數個技術術語。此等術語將呈現其在其所屬技術領域中之普通含義，除非本文中另外具體定義或其使用之內容脈絡將另外清晰地暗示。應注意，在本文件中，元件名稱與符號可互換地使用( 例如，Si與矽)；然而，此兩者具有相同含義。

包含發明摘要中所闡述內容之本發明之所圖解說明實例之以上說明並非意欲為窮盡性或將本發明限制於所揭露之精確形式。雖然出於說明性目的而在本文中闡述了本發明之特定實例，但如熟習相關技術者將認識到，可在本發明之範疇內做出各種修改。

在某些實施例中，電腦或控制器可執行指令包含為實施參考前述各圖闡述之影像感測器之系統之部分，該等電腦或控制器可執行指令包含由一可程式化電腦或控制器執行之常式。熟習相關技術者將瞭解，該技術可在除上文所展示及闡述之彼等之外之電腦/控制器系統上實踐。該技術可體現在經專門程式化、組態或構造以執行上文所闡述之電腦可執行指令中之一或多者之一特殊用途電腦、特殊應用積體電路(ASIC)、控制器或資料處理器中。當然，本文中所闡述之任何邏輯或演算法可以軟體或硬體或者軟體與硬體之一組合實施。

可依據以上詳細說明對本發明做出此等修改。以下申請專利範圍中所使用之術語不應理解為將本發明限制於本說明書中所揭露之特定實例。而是，本發明之範疇將完全由以下申請專利範圍來判定，該申請專利範圍將根據所確立之請求項解釋原則來加以理解。

10:實例影像感測器/影像感測器 11:影像感測器像素/像素 12:像素陣列/二維鑲嵌式像素陣列 13:位元線 14:讀出電路 16:控制電路 18:功能邏輯 50:入射光/傳入光 50-2:雜散光 60:半導體材料 100:影像感測器 110:後側 210:給定光電二極體/綠色光電二極體/光電二極體/個別光電二極體/經分組光電二極體 210-B:藍色光電二極體 210-G:綠色光電二極體 210-R:紅色光電二極體 211-B:藍色子像素 211-G:綠色子像素 211-R:紅色子像素 212:像素結構 220:介電層 232:隔離結構/深溝槽隔離結構 240-1:彩色濾光器 240-2:彩色濾光器 250:微透鏡 250-L:第二微透鏡 250-S:第一微透鏡 300:實例配置 305-B1:第一影像子像素 305-G1:第二影像子像素/影像子像素 305-G2:第四影像子像素/影像子像素 305-R1:第三影像子像素 310:相位偵測子像素/子像素 315-01:光電二極體 320:第一微透鏡 325:第二微透鏡 340-W:白色子像素 400:實例配置 405-G1:第二影像子像素 405-G2:第四影像子像素 410-A:第一相位偵測子像素 410-B:第二相位偵測子像素 420-B1:第一全影像子像素 420-G1:第二全影像子像素 420-G2:第四全影像子像素 420-R1:第三全影像子像素 440-B1:第一經分格子像素 440-G1:第二經分格子像素 440-R1:第三經分格子像素 500:實例配置 505-B1:第一影像子像素 505-G1:第二影像子像素 510:相位偵測子像素 600:實例配置 605-B1:第五影像子像素 605-G1:第六影像子像素 605-R1:第七影像子像素 610A:第二相位偵測子像素 620:周邊區域 625:中心區域 700:實例配置 705-B1:第一影像子像素 705-G1:第二影像子像素 705-R1:第三影像子像素 800:實例配置 805-B1:第五影像子像素 805-G1:第六影像子像素 805-R1:第七影像子像素 810A:第二相位偵測子像素 C1-Cx:行 P1-Pn:像素 R1-Ry:列

參考以下各圖闡述本發明之非限制性及非窮盡性實施例，其中遍及各種視圖相似參考編號指代相似部件，除非另有規定。

圖 1係根據本發明技術之一實施例之一實例影像感測器之一圖式。

圖 2A係根據本揭露之某些實施例之一實例影像感測器之一橫截面側視圖。

圖 2B係根據本揭露之某些實施例之一實例影像感測器之一俯視平面圖。

圖 3係圖解說明根據本揭露之實施例之包含一實例像素結構之一像素陣列之一部分之一示意圖，該實例像素結構界定包含影像子像素及相位偵測子像素在內之子像素之一實例配置。

圖 4 係圖解說明根據本揭露之實施例之包含一實例像素結構之一像素陣列之一部分之一示意圖，該實例像素結構界定包含影像子像素及充當影像子像素之相位偵測子像素在內之子像素之一配置。

圖 5係圖解說明根據本揭露之實施例之包含一實例像素結構之一像素陣列之一部分之一示意圖，該實例像素結構界定包含擴展影像子像素及相位偵測子像素在內之子像素之一配置。

圖 6係圖解說明根據本揭露之實施例之包含一像素結構之一像素陣列之一部分之一示意圖，該像素結構界定一實例配置，該實例配置界定包含擴展影像子像素及相位偵測子像素在內之子像素之一周邊區域及一中心區域。

圖 7係圖解說明根據本揭露之實施例之包含一像素結構之一像素陣列之一部分之一示意圖，該像素結構界定包含擴展影像子像素及相位偵測子像素在內之子像素之一實例配置。

圖 8係圖解說明根據本揭露之實施例之包含一像素結構之一像素陣列之一部分之一示意圖，該像素結構界定一實例配置，該實例配置界定包含擴展影像子像素及相位偵測子像素在內之子像素之一周邊區域及一中心區域。

圖 9A係圖解說明根據本揭露之實施例之包含一實例像素結構之一像素陣列之一部分之一示意圖，該實例像素結構界定包含擴展影像子像素及由各別影像子像素環繞之相位偵測子像素在內之子像素之一實例配置。

圖 9B係圖解說明根據本揭露之實施例之包含一實例像素結構之一像素陣列之一部分之一示意圖，該實例像素結構界定包含擴展影像子像素及由各別影像子像素環繞之相位偵測子像素在內之子像素之一實例配置。

遍及圖式之數個視圖，對應元件字符指示對應組件。熟習此項技術者將瞭解，圖中之元件係為簡單及清晰起見而圖解說明，且未必按比例繪製。舉例而言，為幫助改良對本發明之各種實施例之理解，各圖中之元件中之某些元件之尺寸可相對於其他元件而被放大。此外，通常不繪示一商業上可行之實施例中有用或必需之常見而眾所周知之元件以便促進對本發明之此等各種實施例之一較不受阻礙之觀看。

210-B:藍色光電二極體

210-G:綠色光電二極體

210-R:紅色光電二極體

211-B:藍色子像素

211-G:綠色子像素

211-R:紅色子像素

212:像素結構

250-L:第二微透鏡

250-S:第一微透鏡

Claims (20)

1. 一種經組態以用於相位偵測自動對焦(PDAF)之影像感測器，其包括： 一像素，其包括根據一配置安置在一半導體材料中之複數個光電二極體，其中該配置界定： 一第一影像子像素，其包括複數個第一光電二極體； 一第二影像子像素，其包括複數個第二光電二極體； 一第三影像子像素，其包括複數個第三光電二極體；及 一相位偵測子像素，其包括一第一光電二極體、一第二光電二極體或一第三光電二極體； 複數個第一微透鏡，其安置成個別地上覆於該等第一、第二及第三影像子像素之該複數個光電二極體之至少一子組上；及 一第二微透鏡，其安置成上覆於該相位偵測子像素上，該等第一微透鏡中之一第一微透鏡之一第一半徑小於該第二微透鏡之一第二半徑。
2. 如請求項1之影像感測器，其中該第一影像子像素、第二影像子像素及第三影像子像素共同界定一RGB影像感測器像素之至少一部分。
3. 如請求項2之影像感測器，其中該配置進一步界定一第四影像子像素，該第四影像子像素包括第二複數個第一光電二極體、第二光電二極體或第三光電二極體。
4. 如請求項1之影像感測器，其中該等第一光電二極體與藍色濾光器耦合，該等第二光電二極體與綠色濾光器耦合，且該等第三光電二極體與紅色濾光器耦合。
5. 如請求項1之影像感測器，其中每一影像子像素包括三個光電二極體，且其中該相位偵測子像素包括四個光電二極體。
6. 如請求項5之影像感測器，其中該第一影像子像素、該第二影像子像素及該第三影像子像素各自包括八個光電二極體。
7. 如請求項6之影像感測器，其中該第一影像子像素、該第二影像子像素及該第三影像子像素各自包括十五個光電二極體。
8. 如請求項1之影像感測器，其中該配置係一第一配置，其中像素陣列被劃分成一中心區域及一周邊區域，且其中該周邊區域包括該像素陣列之根據不同於該第一配置之一第二配置組態之一周邊像素結構，該第二配置界定： 一第五影像子像素，其包括三個第一光電二極體； 一第六影像子像素，其包括七個第二光電二極體； 一第七影像子像素，其包括五個第三光電二極體；及 一第二相位偵測子像素，其包括四個光電二極體。
9. 如請求項8之影像感測器，其中該中心區域包括該像素陣列之根據該第一配置安置之一中心像素結構，其中： 該第一影像子像素包括七個第一光電二極體； 該第二影像子像素包括七個第二光電二極體； 該第三影像子像素包括七個第三光電二極體；且 該相位偵測子像素包括四個光電二極體。
10. 如請求項9之影像感測器，其中： 該第一影像子像素包括十四個第一光電二極體； 該第二影像子像素包括十四個第二光電二極體；且 該第三影像子像素包括十四個第三光電二極體。
11. 如請求項1之影像感測器，其中該第一微透鏡上覆於一單個光電二極體上，且其中該第二微透鏡上覆於四個光電二極體上。
12. 如請求項1之影像感測器，其中該配置界定該第一影像子像素作為該相位偵測子像素。
13. 如請求項12之影像感測器，其中該相位偵測子像素係一第一相位偵測子像素，且其中該配置進一步界定該第三影像子像素作為一第二相位偵測子像素。
14. 一種用於相位偵測自動對焦(PDAF)之電腦實施方法，該方法包括： 使一影像感測器之至少一部分暴露於入射電磁輻射，該影像感測器之一像素包括： 根據一配置安置在一半導體材料中之複數個光電二極體，該配置界定： 一第一影像子像素，其包括複數個第一光電二極體； 一第二影像子像素，其包括複數個第二光電二極體； 一第三影像子像素，其包括複數個第三光電二極體；及 一相位偵測子像素，其包括一第一光電二極體、一第二光電二極體或一第三光電二極體； 複數個第一微透鏡，其安置成個別地上覆於該等第一、第二及第三影像子像素之該複數個光電二極體之至少一子組上；及 一第二微透鏡，其安置成上覆於該相位偵測子像素上，其中該複數個第一微透鏡中之一第一微透鏡之一第一半徑小於該第二微透鏡之一第二半徑； 讀出由該像素回應於該入射電磁輻射而產生之一電信號；及 作為相位偵測自動對焦(PDAF)之部分，至少部分地基於該電信號判定該影像感測器之一對焦狀態。
15. 如請求項14之電腦實施方法，其中每一影像子像素包括三個光電二極體，且其中該相位偵測子像素包括四個光電二極體。
16. 如請求項15之電腦實施方法，其中該第一影像子像素、該第二影像子像素及該第三影像子像素各自包括八個光電二極體。
17. 如請求項16之電腦實施方法，其中該第一影像子像素、該第二影像子像素及該第三影像子像素各自包括十五個光電二極體。
18. 如請求項14之電腦實施方法，其中該相位偵測子像素與該第一影像子像素、該第二影像子像素及該第三影像子像素共用一邊界。
19. 如請求項14之電腦實施方法，其中該相位偵測子像素由該第一影像子像素、該第二影像子像素或該第三影像子像素環繞。
20. 如請求項19之電腦實施方法，其中該相位偵測子像素係一第一相位偵測子像素，該配置進一步界定一第二相位偵測子像素及一第三相位偵測子像素，且其中： 該第一相位偵測子像素由該第一影像子像素環繞； 該第二相位偵測子像素由該第二影像子像素環繞；且 該第三相位偵測子像素由該第三影像子像素環繞。