TWI569647B - 用於穩健晶片內建相位檢測之影像感測器以及相關系統和方法 - Google Patents

用於穩健晶片內建相位檢測之影像感測器以及相關系統和方法 Download PDF

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Description

用於穩健晶片內建相位檢測之影像感測器以及相關系統和方法
絕大多數的電子相機具有自動對焦的能力。自動對焦功能讓相機自動對焦在相機所見之場景內的目標上。自動對焦可完全自動，使得相機辨識場景內的目標並對焦在這些目標上。在一些情況下，相機甚至可決定哪些目標比其他目標更重要，並接著對焦在較重要的目標上。另外，自動對焦可利用使用者輸入指定場景中感興趣的部分。基於此，自動對焦功能在使用者指定的部分場景中辨識目標，並將相機對焦在這些目標上。
為達到市場應用，自動對焦功能必須可靠且迅速，使得每次使用者擷取一影像時，相機快速將場景中需要的部分對焦在焦點上。最好自動對焦功能夠快速，讓使用者不會注意到按下觸發鍵和影像擷取間的任何延遲。自動對焦對沒有任何手動對焦功能的相機而言特別重要，例如小巧簡潔之數位相機和相機手機。
許多電子相機使用對比自動對焦，其中自動對焦功能調整成像物鏡以最大化至少一部份場景的對比度，因而將此部分場景對焦在焦點上。相位檢測自動對焦(phase-detection autofocus)近來獲得普及，這是因為其對焦快於對比自動對焦。相位檢測自動對焦藉由比較通過成像物鏡一部份(如左邊部分)的光線和通過成像物鏡另一部份(如右邊部分)的光線而直接量測失焦程度。一些數位單眼相機(digital single-lens reflex camera)除了用以擷取影像的影像感測器外，還包括專用的相位檢測感測器。然而，此解決方案對較小巧簡潔且/或較便宜的相機而言並不可行。因此，相機製造商正發展具晶片內建相位檢測(on-chip phase detection)的影像感測器，即具有整合相位檢測能力的影像感測器。為這個目的，各式各樣的像素佈局已被提出。本公開說明之圖11、13與14所示為幾個這些先前技術的影像感測器。儘管有這些努力，製造具穩健晶片內建相位檢測的高效能影像感測器依然是個挑戰。
在一實施例中，用於穩健晶片內建相位檢測的一種影像感測器包括一像素陣列，以用於擷取場景之影像。此像素陣列包括數個橫向相位檢測列以及數個縱向相位檢測行。每個橫向相位檢測列有數個相位檢測像素，以用於檢測場景中的橫向變化。每個縱向相位檢測行有數個相位檢測像素，以用於檢測場景中的縱向變化。每個橫向相位檢測列和每個縱向相位檢測行相交錯。
在一實施例中，一種相位檢測方法，使用具有晶片內建相位檢測像素的影像感測器。此方法包括使用影像感測器之數個橫向相位檢測列中的一個，分別對來自左方和右方的光線產生橫向線輪廓對。此方法進一步包括使用影像感測器之數個縱向相位檢測行中的一個，分別對來自上方和下方的光線產生縱向線輪廓對，其中這些縱向相位檢測行中的一個與這些橫向相位檢測列中的一個交錯。此外，此方法包括根據橫向線輪廓對與縱向線輪廓對，以測定在影像感測器所見之場景中與至少一任意取向邊緣(arbitrarily oriented edge)相關的相位偏移(phase shift)。
在一實施例中，具有晶片內建相位檢測的一種成像系統包括具有像素陣列的影像感測器，以用於擷取場景的影像。此像素陣列有相交錯的(a)數個橫向相位檢測列，用於分別對來自左方和右方入射的光線，量測至少一橫向線輪廓對，與(b)數個縱向相位檢測行，用於分別對來自上方和下方入射的光線，量測至少一縱向線輪廓對。此成像系統進一步包括一相位處理模組，用於處理至少一橫向線輪廓對與至少一縱向線輪廓對，以量測場景中與任意取向和任意位置邊緣相關的相位偏移。
100、1500、1600‧‧‧影像感測器
110‧‧‧電子相機
120‧‧‧聚焦影像
130‧‧‧失焦影像
150‧‧‧場景
190‧‧‧情境
200、300、400‧‧‧簡圖
201、202、203、302、303、304、305、402、403、404、405‧‧‧距離
210、1710‧‧‧成像物鏡
211、212‧‧‧部位
213‧‧‧光軸
230、330、430、2160、2170、2180‧‧‧目標
235、332、333、432、433、1780、1785、2100、2200、2300‧‧‧影像
251、252、351、352、451、452‧‧‧光線
331、431‧‧‧點
510、510(1)、510(2)、910、1010、1510、1610‧‧‧相位檢測行
520、920、1020、1120、1520、1620‧‧‧相位檢測列
530、2100’、2200’、2300’‧‧‧局部
560、562、564、1130、1260、1330‧‧‧邊緣
610、902、1411、1412、1413、1414‧‧‧像素
612、912、1012‧‧‧上遮罩像素
614、914、1014‧‧‧下遮罩像素
622、922、1022‧‧‧右遮罩像素
624、924、1024‧‧‧左遮罩像素
710‧‧‧非相位檢測像素
720‧‧‧感光元件
722、724、1320、1415、1416、1417、1418‧‧‧相位檢測像素
730‧‧‧微透鏡
742、744‧‧‧光線
752、754‧‧‧遮罩
852、854、856‧‧‧感興趣區域(ROI)
900‧‧‧單色影像感測器
1000‧‧‧彩色影像感測器
1002‧‧‧彩色像素群
1100、1310、1350‧‧‧先前技術之影像感測器
1200‧‧‧場景
1202、1204、1727、2130(1)、2130(2)、2230(1)、2230(2)、2330(1)、2330(2)‧‧‧相位偏移
1212、1214‧‧‧範圍
1222、1224、1232、1234、1722、1723、1725、1726、2122(1)、2122(2)、2124(1)、2124(2)、2222(1)、2222(2)、2224(1)、2224(2)、2322(1)、2322(2)、2324(1)、2324(2)‧‧‧線輪廓
1282、1284‧‧‧位置
1290‧‧‧量測
1360、1370、1380‧‧‧線
1400‧‧‧先前技術之彩色影像感測器
1410、1420、1430、1440‧‧‧列
1530‧‧‧區域
1700、2000‧‧‧成像系統
1720‧‧‧相位處理模組
1721、1724、2120(1)、2120(2)、2220(1)、2220(2)、2320(1)、2320(2)‧‧‧線輪廓對
1730‧‧‧ROI選擇模組
1740‧‧‧自動對焦模組
1750‧‧‧影像校正模組
1760‧‧‧介面
1770‧‧‧電源
1790‧‧‧外殼
1800、1900‧‧‧方法
1802、1804、1810、1811、1812、1814、1815、1816、1817、1820、1910、1920、1930、1932、1940‧‧‧步驟
2010‧‧‧電腦
2020‧‧‧處理器
2030‧‧‧記憶體
2032‧‧‧資料儲存
2034‧‧‧機器可讀指令
圖1為根據一實施例繪示具穩健晶片內建相位檢測的影像感測器在使用中的情境。
圖2A與2B為根據一實施例繪示當目標位在成像系統的焦距上時，藉由成像物鏡將此目標成像至圖1之影像感測器。
圖3A與3B為根據一實施例繪示當目標位在成像系統的焦距外更遠的地方，藉由成像物鏡將此目標成像至圖1之影像感測器。
圖4A與4B為根據一實施例繪示當目標位在成像系統的焦距 內更近的地方，藉由成像物鏡將此目標成像至圖1之影像感測器。
圖5為根據一實施例繪示圖1之影像感測器的進一步細節。
圖6為根據一實施例繪示圖1之影像感測器局部的進一步細節。
圖7為根據一實施例繪示圖1之影像感測器之相位檢測像素與示例性之非相位檢測像素。
圖8為根據一實施例繪示圖1之影像感測器內感興趣的相位檢測區域。
圖9為根據一實施例繪示具穩健晶片內建相位檢測的單色影像感測器的局部。
圖10為根據一實施例繪示具穩健晶片內建相位檢測的彩色影像感測器的局部。
圖11繪示具穩健晶片內建相位檢測的先前技術影像感測器。
圖12為根據一實施例繪示藉由圖1之影像感測器檢測與量測一任意取向邊緣的相位偏移。
圖13繪示兩種具晶片內建相位檢測的先前技術影像感測器。
圖14繪示具晶片內建相位檢測的先前技術彩色影像感測器的局部。
圖15為根據一實施例繪示具穩健晶片內建相位檢測的另一影像感測器。
圖16為根據一實施例繪示具穩健晶片內建相位檢測的影像感測器在其中的局部。
圖17為根據一實施例繪示具穩健晶片內建相位檢測的成像系統。
圖18為根據一實施例繪示用於穩健晶片內建相位檢測之方法，其利用實施於圖17成像系統中圖1之影像感測器。
圖19為根據一實施例繪示使用圖17之成像系統擷取影像的一種方法。
圖20為根據一實施例繪示具穩健晶片內建相位檢測之另一成像系統。
圖21A、21B為根據一實施例繪示圖17之成像系統所產生的示例性相位檢測資料，其情境為感興趣之目標在成像系統焦距內更近的地方。
圖22A、22B為根據一實施例繪示圖17之成像系統所產生的示例性相位檢測資料，其情境為感興趣之目標在成像系統的焦距上。
圖23A、23B為根據一實施例繪示圖17之成像系統所產生的示例性相位檢測資料，其情境為感興趣之目標在成像系統焦距外更遠的地方。
圖1繪示具穩健晶片內建相位檢測的示例性影像感測器100在示例性使用中的情境190。影像感測器100是實施於電子相機110以用來成像一場景150。電子相機110為諸如相機手機或小巧簡潔之數位相機。電子相機110利用影像感測器100的晶片內建相位檢測能力以對焦場景150。當對焦後，電子相機110利用影像感測器100擷取場景150之對焦影像120(相對於失焦影像130)。
影像感測器100是配置成提供穩健晶片內建相位檢測，其可檢測在場景150內之任意取向和位置的邊緣。影像感測器100因此使電子相機110能穩健自動對焦。例如，經由影像感測器100之使用，電子相機110能可靠地自動對焦在人員稀少的場景150。影像感測器100亦能有非常彈性之自動對焦功能，其可被電子相機110用來自動對焦場景150中任意位置的一目標，且/或與一個或數個邊緣相關的場景150中任意選擇的部分。在此處，場景中之〝邊緣(edge)〞是指空間差異(spatial difference)，諸如空間亮度差異或空間色彩差異。
在一實施例中，影像感測器100為一互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器。影像感測器100可為一彩色影像感測器或一單色影像感測器。
下文所述之圖2A、2B、3A、3B、4A與4B繪示影像感測器100(圖1)之晶片內建相位檢測可如何用來測定包含影像感測器100與成像物鏡210的一示例性成像系統的失焦程度。
圖2A與2B所示為一簡圖200，其圖解說明當目標230在成像系統之焦點上時，目標230由成物透鏡210成像至影像感測器100。圖2A所示簡圖200為立體視圖，而圖2B所示簡圖200為剖視圖。圖2A與2B最好一起 檢視。成像物鏡210之示例性部位211、212位在成像物鏡210之光軸213的相反兩邊。部位211、212限定兩光線或光束251、252從目標230傳送至影像感測器100。光線251自物體230通過成像物鏡210之部位211傳送至影像感測器100。同樣地，光線252自物體230通過成像物鏡210之部位212傳送至影像感測器100。雖然圖2A與2B圖示目標230位在光軸213之上，目標230可位在光軸213之外，而不脫離本發明之範圍。
成像物鏡210有一焦距f。假若成像物鏡210為薄透鏡，則薄透鏡方程式表明 其中D O 為從目標至成物透鏡210之距離202，且D I 為從成像物鏡210至目標之聚焦影像的距離203。在簡圖200中，成像物鏡210和影像感測器100之距離為201，標示為L，其中L=D r 。因此，目標230在由成像物鏡210與影像感測器100形成之成像系統的焦點上，而且經由部位211與212形成於影像感測器100上之影像重合以產生單一影像235。
圖3A與3B所示為一簡圖300，其圖解說明當目標330在成像系統之焦點外還遠的地方，將目標330藉由圖2A與2B之成像系統成像。圖3A所示簡圖300為立體視圖，而圖3B所示簡圖300為剖視圖。圖3A與3B最好一起檢視。目標330與成像物鏡210有一距離302，其中距離302大於距離202。雖然圖3A與3B圖示目標330位在光軸213之上，目標330可位在光軸213之外而不脫離本發明之範圍。光線351、352從目標330分別通過成像物鏡之部位211、212(圖2A、2B)傳送至影像感測器100(圖2A、2B)交錯於一點331。根據公式1，既然距離302(DO)大於距離202，距離303(DI))小於距離203。所以，點331位於成像物鏡210與影像感測器100之間，且與影像感測器100有一距離304，標示為△D。因此，如光線351、352所圖示，成像物鏡之部位211、212分別在影像感測器100上形成影像332、333。影像332、333彼此分開距離305。距離305對應於影像332、333之間失焦所引起的相位偏移△S。
圖4A與4B所示為一簡圖400，其圖解說明當目標430在成像系統之焦點內還近的地方，將目標430藉由圖2A與2B之成像系統成像。圖4A所示簡圖400為立體視圖，而圖4B所示簡圖400為剖視圖。圖4A與4B最好一起檢視。目標430與成像物鏡210有一距離402，其中距離402大於距離202。 雖然圖4A與4B圖示目標430位在光軸213之上，目標430可位在光軸213之外而不脫離本發明之範圍。光線451、452從目標430分別通過成像物鏡之部位211、212傳送至影像感測器100交錯於一點431。根據公式1，既然距離402(DO)小於距離202，距離403(DI))大於距離203。所以，點431位在影像感測器100之外，並與影像感測器之感光表面有一距離404，標示為△D。因此，如光線451、452所圖示，成像物鏡之部位211、212分別在影像感測器100上形成影像432、433。影像432、433彼此分開距離405。距離405對應於影像432、433之間失焦所引起的相位偏移△S。
簡圖200(圖2A與2B)、簡圖300(圖3A與3B)以及簡圖400(圖4A與4B)圖解說明由成像物鏡210與影像感測器100組成之成像系統的失焦造成光線通過成像物鏡210之不同部位傳到影像感測器100後有一相位偏移。影像感測器100是配置成量測此相位偏移。相關連之自動對焦功能可調整成像物鏡210以最小化或減少此相位偏移，且因此將成像系統對焦在目標上。
儘管圖2A、2B、3A、3B、4A與4B所示之成像物鏡210為薄透鏡，成像物鏡210可為厚透鏡或多透鏡物鏡，而不脫離本發明之範圍。
圖5較圖1所示更詳細繪示影像感測器100(圖1)。圖6進一步詳細繪示影像感測器100之一示例性局部530。圖5與圖6最好一起檢視。
影像感測器100包括一陣列的像素610。為說明之清楚起見，圖5未顯示個別的像素610，且圖6並未標示所有的像素610。每個像素610回應入射至像素的光線而產生電子訊號。例如經由成像物鏡210(參見如圖2A)，此陣列的像素610共同將形成於影像感測器100上之光學影像產生電子影像。
部分而非全部像素610是被遮罩以形成相位檢測像素(phase-detection pixels)：上遮罩像素612、下遮罩像素614、右遮罩像素622與左遮罩像素624。為說明之清楚起見，圖6並未標示所有的上遮罩像素612、下遮罩像素614、右遮罩像素622與左遮罩像素624。上遮罩像素612為上方部分被遮罩的像素610，以偏好檢測從下方入射至上遮罩像素612的光，即向上傳送的光。下遮罩像素614為下方部分被遮罩的像素610，以偏好檢測從上方入射至下遮罩像素614的光，即向下傳送的光。右遮罩像素622為右方部分被遮罩的像素610，以偏好檢測從左方入射至右遮罩像素622的光，即從左向右傳送的光。左遮罩像素624為左方部分被遮罩的像素610，以偏好檢測從右方入射至左 遮罩像素624的光，即從右向左傳送的光。
不脫離本發明之範圍，上遮罩像素612可被配置成偏好檢測從上方來的光，且下遮罩像素614可被配置成偏好檢測從下方來的光。同樣的，右遮罩像素622可被配置成偏好檢測從右方來的光，且左遮罩像素624可被配置成偏好檢測從左方來的光。
像素610的陣列包括(a)沿像素610的陣列之縱向維度取向的多個相位檢測行510，與(b)沿所述像素610的陣列之橫向維度取向的多個相位檢測列520。
在此處，〝縱向(vertical)〞與〝橫向(horizontal)〞是指像素610陣列的兩個正交維度。然而，〝縱向〞與〝橫向〞並非旨在指涉相對於重力方向的任何特定方向。同樣的，可理解〝上〞、〝下〞、〝左〞、〝右〞、〝頂〞與〝底〞並不須與重力方向相關。確切地說，〝上〞相對於〝下〞、〝左〞相對於〝右〞、〝頂〞相對於〝底〞，其中〝左〞、〝右〞與〝橫向〞維度相關，而〝頂〞、〝底〞、〝上〞、〝下〞與〝縱向〞維度相關。像素610之頂部是比像素610之底部更往像素610之頂端，且像素610之底部是更往像素610之底端。像素610之頂部不必要延伸至像素610之最頂端，且像素610之底部不必要延伸至像素610之最底端。頂部與底部可重疊。不脫離本發明之範圍，從上方入射之光可包括少部分比例之從下方入射的光，且從下方入射之光可包括少部分比例之從上方入射的光。像素610之左部份是比像素610之右部份更往像素610之左端，且像素610之右部分是比像素610之左部分更往像素610之右端。像素610之左部分不必要延伸至像素610之最左端，且像素610之右部分不必要延伸至像素610之最右端。左部分與右部分可重疊。不脫離本發明之範圍，從左方入射之光可包括少部分比例之從右方入射的光，且從右方入射之光可包括少部分比例之從左方入射的光。在一實施例中，所述〝縱向〞與〝橫向〞維度是分別平行於像素610陣列之正交邊，如圖5與6所示。
相位檢測行510包括多個上遮罩像素612與多個下遮罩像素614。透過上遮罩612與下遮罩614之使用，相位檢測行510提供(a)從下方入射至相位檢測行510的光與(b)從上方入射至相位檢測行510的光之間相位偏移的量測。若場景150中之邊緣被成像至影像感測器100之相位檢測行510，且邊緣之影像並未與相位檢測行510平行，則沿著相位檢測行510而得之線輪 廓指出此邊緣。延續參照圖2A、2B、3A、3B、4A與4B之討論，此邊緣之失焦影像將造成相位偏移，而相位偏移是介於(a)由上遮罩像素612產生的線輪廓與(b)由下遮罩像素614產生的線輪廓之間。因此，相位檢測行510能檢測與相位檢測行510重疊且在重疊位置與相位檢測行510不平行的邊緣影像，並量測相關的相位偏移。
如圖6所示，相位檢測行510可包括多個縱向行之像素610。然而，相位檢測行510可只包括單一個縱向行的像素610而不脫離本發明之範圍。在一實施例中，相位檢測行510內，上遮罩像素612沿著一縱向線排列，且下遮罩像素614沿著一縱向線排列。在此實施例中，上遮罩像素612與下遮罩像素614可沿著同一縱向線或沿著兩不同縱向線排列(如圖6所示)。
相位檢測列520包括多個右遮罩像素622與多個左遮罩像素624。類似於上述之相位檢測行510，相位檢測列520能檢測與相位檢測列520重疊且在重疊位置與相位檢測列520不平行的邊緣影像，並量測相關的相位偏移。
如圖6所示，相位檢測列520可包括多個橫向列之像素610。然而，相位檢測列520可只包括單一個橫向列的像素610而不脫離本發明之範圍。在一實施例中，相位檢測列520內，右遮罩像素622沿著一橫向線排列，且左遮罩像素624沿著一橫向線排列。在此實施例中，右遮罩像素622與左遮罩像素624可沿著同一橫向線或沿著兩不同橫向線排列(如圖6所示)。
在一些實施例中，每個相位檢測行510之上遮罩像素612與下遮罩像素614是被安排成相位檢測像素對(phase-detection pixel pair)的縱向排列序列，其中每個相位檢測像素對包括一個上遮罩像素612與一個下遮罩像素614。在這些實施例中，每個相位檢測列520之右遮罩像素622與左遮罩像素624是被安排成相位檢測像素對的橫向排列序列，其中每個相位檢測像素對包括一個右遮罩像素622與一個左遮罩像素624。
每個相位檢測行510與每個相位檢測列520包括不是用作為相位檢測像素的像素610。這些非相位檢測像素(non-phase-detection pixels)檢測未被相位檢測相關遮罩減弱的光線，則這些非相位檢測像素因此比相位檢測像素有較大之集光效率(light-collection efficiency)。此外，由相位檢測像素產生之電子訊號可根據相鄰之非相位檢測像素產生之電子訊號進行校正，如此，由影 像感測器100產生之電子影像大致上沒有與相位檢測相關的人為因素。為本公開說明之目的，〝相鄰(adjacent)〞像素是指最近鄰居像素，因此，不在像素陣列周界的一個像素會有八相鄰像素。根據相鄰像素之校正比根據較遠方像素之校正更為精確。因此，將相位檢測像素間隔開來是有助益的，使得每個相位檢測像素有多個相鄰非相位檢測像素。較佳地，不在像素陣列周界的每個相位檢測像素具有多個與相位檢測像素不同方位的相鄰非相位檢測像素。在像素610陣列的一實施例中，對於不在像素610陣列周界的每個相位檢測像素，其大部分的相鄰像素610為非相位檢測像素。
在另一實施例中，所有與上遮罩像素612相鄰之像素610、所有與下遮罩像素614相鄰之像素610、所有與右遮罩像素622相鄰之像素610以及所有與左遮罩像素624相鄰之像素610均為非相位檢測像素。在又另一實施例中，每個上遮罩像素612、每個下遮罩像素614、每個右遮罩像素622與每個左遮罩像素624是與至少一個非相位檢測像素相鄰。
多個相位檢測行510與多個相位檢測列520相交錯以便能夠(a)檢測場景150中之任意取向邊緣，例如場景邊緣在影像感測器100上產生任意取向邊緣560，以及(b)量測與此類邊緣之失焦相關的相位偏移(如圖3A、3B、4A與4B之相關說明)。將相位檢測行510與相位檢測列520如此配置，影像感測器100能量測與以下三項相關之相位偏移：(a)縱向邊緣，例如圖5所示之縱向邊緣562，(b)橫向邊緣，如圖5所示之橫向邊緣564，以及(c)非為縱向亦非為橫向之取向的邊緣。如此，相位偏移之量測可指量測相位偏移之大小，例如表示成距離或像素數目，或者指測定一相位偏移是否為零或非零。
每個相位檢測行510與每個相位檢測列520在相對應之維度上實質跨越像素610陣列之範圍。在一實施例中，相位檢測行510與相位檢測列520是被安排成實質上均勻覆蓋像素610陣列。影像感測器100之此實施例可用以量測與任意取向邊緣相關之失焦造成的相位偏移，而此任意取向邊緣是在形成於影像感測器100上的場景150的影像內具任意位置，其中邊緣具有(a)至少與相位檢測行510之間的橫向間距一樣長之橫向範圍，以及(b)至少與相位檢測列520之間的縱向間距一樣長之縱向範圍。相位檢測行510之間的較小間距與相位檢測列520之間的較小間距可對場景150中的較小邊緣量測項為偏移。然而，相位檢測行510之間的較小間距與相位 檢測列520之間的較小間距可增加像素610陣列中相位檢測像素的密度。反過來說，增加密度減少了影像感測器100集光之總量且亦增加像素的數目，在影像感測器100產生之電子影像中，其必須對與部分遮罩相關的相位檢測像素進行校正。因此，場景150可檢測之特徵大小與影像感測器100可達到的失對焦相關之影像品質兩者間可能必須有所權衡取捨。在一實施例中，影像感測器100包括至少十行影像檢測行510與至少十列影像檢測列520，例如十二行影像檢測行510與十二列影像檢測列520。
不脫離本發明之範圍，像素610可被安排成六方晶格(hexagonal lattice)，如此像素610之每一對相鄰列在橫向維度上彼此錯開半個像素空間。
圖7所示為影像感測器100之示例性相位檢測像素722、724以及示例性非相位檢測像素710。非相位檢測像素710為像素610陣列(圖6)中非相位檢測像素之一實施例。相位檢測像素722為右遮罩像素622(圖6)之一實施例。相位檢測像素724為左遮罩像素624(圖6)之一實施例。
非相位檢測像素710包括感光元件720以及微透鏡730，而透鏡730將入射至非相位檢測像素710上的光聚焦至感光元件720。例如，感光元件720為光二極體(photodiode)。微透鏡730將從左方來的光742折射至感光元件720的左邊部分。微透鏡730將從右方來的光744折射至感光元件720的右邊部分。非相位檢測像素710對光742與光744兩者都感應。
與非相位檢測像素710比較，右遮罩像素722額外包括一遮罩752。遮罩752覆蓋感光元件720之右邊部分，因此阻擋光744。如此一來，右遮罩像素722只感應光742而不感應光744。同樣地，與非相位檢測像素710比較，左遮罩像素724額外包括一遮罩754，所述遮罩754只允許光744到達感光元件742。因此，左遮罩像素724只感應光744而不感應光742。不脫離本發明之範圍，只要遮罩752主要阻擋光744，遮罩752可位在右遮罩像素722內之其他地方。同樣地，只要遮罩754主要阻擋光742，遮罩754可位在左遮罩像素724內之其他地方。
儘管未繪示於圖7中，上遮罩像素612與下遮罩像素614之實施例可藉由分別遮罩非相位檢測像素710之感光元件720的上方與下方部分而形成。
透過微透鏡730實際上傳送的光線可與圖7所示不同。例如， 微透鏡730可有比圖7所示焦距更短或更長之焦距。此外，微透鏡730可配置成將光線742導入感光元件720的右邊部分且將光線744導入感光元件720之左邊部分，如此右遮罩像素722主要感應光744而左遮罩像素724主要感應光742。
圖8繪示影像感測器100(圖1)內之示例性的相位檢測感興趣區域(region of interest,ROI)852、854、856。相位檢測感興趣區域852、854、856是兼容於量測類似於任意取向邊緣560(圖5)之任意取向邊緣的相位偏移。每個相位檢測感興趣區域852、854、856各自包括至少一個相位檢測行510之至少一部份以及至少一個相位檢測列520之至少一部份。每個相位檢測感興趣區域852、854、856各自能夠檢測任意取向邊緣。
示例性之感興趣區域852各自包括一個相位檢測行510之一部分與一個相位檢測列520之一部分。每個感興趣區域852為矩形並包括相位檢測行510之部分與相位檢測列520之部分之間的交集。示例性之感興趣區域854各自包括二個相位檢測行510之部分與兩個相位檢測列520之部分。每個感興趣區域854為矩形並包括這些相位檢測行510之部分與這些相位檢測列520之部分之間的四個交集。示例性之感興趣區域856各自包括相位檢測行510與相位檢測列520之間的二個交集。感興趣區域852、854、856可位在由相位檢測行510與相位檢測列520形成之格網內的任何位置。對影像感測器100之實施例而言，其中相位檢測行510與相位檢測列520跨越像素610陣列(圖6)之相對維度的全部範圍，感興趣區域852、854、856可位在此像素610陣列內之任何位置。
影像感測器100是配置成助益多樣兼容於任意取向邊緣之檢測的相位檢測感興趣區域。此靈活性增添使用影像感測器100之相位檢測的穩健性，因此，增添相關連之自動對焦功能的穩健性。例如，感興趣區域852、854、856可位在由相位檢測行510與相位檢測列520形成之格網內的任何位置。對影像感測器100之實施例而言，其中相位檢測行510與相位檢測列520所述像素610陣列(圖6)之相對維度的全部範圍，感興趣區域852、854、856可位在此像素610陣列內之任何位置。此外，影像感測器100兼容於與圖8所示形狀且/或大小相異之相位檢測感興趣區域。再者，影像感測器100能夠(a)同時相位檢測多個邊緣且/或(b)若某邊緣與一個以上之相位檢測列/行重疊，對此邊緣進 行多個相位量測。
圖9繪示一示例性之具穩健晶片內建影像感測的單色影像感測器900之一部份。單色影像感測器900為影像感測器100(圖1)之一單色實施例，其能產生場景150之灰階影像。單色影像感測器900包括多行相位檢測行910與多列相位檢測列920。圖9所示為類似於影像感測器100之局部530(圖5)之單色影像感測器900的局部。單色影像感測器900包括一陣列之像素902。所有像素902具有大體上一致的彩色感光性。在一實例中，每個像素902感應可見光。像素902為像素610(圖6)之一實施例。
像素902之陣列包括多行相位檢測行910與多列相位檢測列920。相位檢測行910與相位檢測列920分別為相位檢測行510與相位檢測列520之實施例。參照如圖7之討論，相位檢測行910包括如上遮罩像素912與下遮罩像素914的相位檢測像素，其藉由部分地遮罩一些像素902而形成。上遮罩像素912與下遮罩像素914分別為上遮罩像素612與下遮罩像素614之實施例。參照如圖7之討論，相位檢測列920包括如右遮罩像素922與左遮罩像素924的相位檢測像素，其藉由部分地遮罩一些像素902而形成。右遮罩像素922與左遮罩像素924分別為右遮罩像素622與左遮罩像素624之實施例。
所有相鄰於相位檢測像素的像素902均為非相位檢測像素。如同參照圖6之討論，此配置有助於根據相鄰之非相位檢測像素所產生之訊號，校正每個相位檢測像素對單色影像感測器900所產生之電子灰階影像的作用(contribution)。不在像素902陣列周界之相位檢測像素對電子影像的作用可根據高達九個相鄰像素902(包括相位檢測像素在內)所產生之訊號進行校正。
圖10繪示一示例性具穩健晶片內建影像檢測之彩色影像感測器1000的一局部。彩色影像感測器1000為影像感測器100(圖1)之一彩色感光實施例，其能產生場景150之彩色影像。彩色影像感測器1000包括多行相位檢測行1010與多列相位檢測列1020。圖10所示為類似於影像感測器100之局部530(圖5)之彩色影像感測器1000的局部。彩色影像感測器1000包括一陣列之彩色像素群(color pixel group)1002。每個彩色像素群1002包括不同之彩色感光像素並回應入射光產生電子訊號，其可加以處理以測定入射光的顏色。為說明之清楚起見，圖10中只標示一個彩色像素群1002。
圖10所示之實例中，彩色像素群1002是依據拜耳模式(Bayer pattern)配置，如此，每個彩色像素群1002包括一個感應紅光之像素R、一個感應藍光之像素B以及兩個感應綠光之像素G。每個像素R、G、B為像素610(圖6)之一實施例。彩色像素群1002可有不同配置而不脫離本發明之範圍。在一這樣之實施例中，彩色像素群1002是依據CYGM模式配置，其有一個感應青色(cyan)光之像素、一個感應黃光之像素、一個感應綠光之像素以及一個感應紫紅光之像素。
彩色像素群1002之陣列包括多行相位檢測行1010與多列相位檢測列1020。相位檢測行1010與相位檢測列1020分別為相位檢測行510與相位檢測列520之實施例。參照如圖7之討論，相位檢測行1010包括如上遮罩像素1012與下遮罩像素1014的相位檢測像素，其藉由部分地遮罩一些像素R而形成。為說明之清楚起見，圖10中未標示所有的上遮罩像素1012與下遮罩像素1014。上遮罩像素1012與下遮罩像素1014分別為上遮罩像素612與下遮罩像素614之實施例。參照如圖7之討論，相位檢測列1020包括如右遮罩像素1022與左遮罩像素1024的相位檢測像素，其藉由部分地遮罩一些像素B而形成。為說明之清楚起見，圖10中未標示所有的右遮罩像素1022與左遮罩像素1024。右遮罩像素1022與左遮罩像素1024分別為右遮罩像素622與左遮罩像素624之實施例。
不脫離本發明之範圍，上遮罩像素1012與下遮罩像素1014可藉由部分地遮罩一些像素B或部分地遮罩一些像素G而形成。同樣的，右遮罩像素1022與左遮罩像素1024可藉由部分地遮罩一些像素R或部分地遮罩一些像素G而形成。
所有相鄰於相位檢測像素之像素R、G、B均為非相位檢測像素。此外，每個包括相位檢測像素的彩色像素群1002是相鄰於至少一個不包括相位檢測像素的彩色像素群1002。如同參照圖6之討論，此配置有助於校正每個包括相位檢測像素之彩色像素群1002對彩色影像感測器1000所產生之電子彩色影像的作用。對每個彩色像素群1002而言，此校正可根據至少一個相鄰但不包括相位檢測像素的彩色像素群1002所產生之電子訊號而進行。為本公開說明之目的，〝相鄰〞像素群是指最近鄰居像素群，因此，不在像素陣列周界之一個像素群有九個相鄰像素群。在一實施例中，每個包括相位檢測像素的彩色像素群1002最多是相鄰於其他兩群包括相位檢測像素的彩色像素群1002。在此實施例 中，不在彩色像素群1002陣列周界且具有相位檢測像素的彩色像素群1002對電子彩色影像的作用，可根據最多六群相鄰但不包括相位檢測像素的彩色像素群1002所產生的訊號進行校正。在另一實施例中，每個包括相位檢測像素的彩色像素群1002在縱向與橫向維度上都有相鄰並包括相位檢測像素的彩色像素群1002。
圖11繪示一具晶片內建相位檢測之先前技術之影像感測器1100，其與美國專利US 2012/0176532 A1和US 2013/0088621 A1所公開說明類似。先前技術之影像感測器1100包括多列橫向相位檢測列1120。每個橫向相位檢測列1120是全部由配置成沿著橫向維度檢測相位偏移的相位檢測像素組成。先前技術之影像感測器1100不包括沿著縱向維度檢測相位偏移的手段。因此，先前技術之影像感測器1100無法檢測一橫向邊緣，如橫向邊緣1130，以及量測與其相關之相位偏移。
本公開說明之影像感測器100(圖1)與先前技術之影像感測器1100相比，影像感測器100能檢測任意取向邊緣並量測相關相位偏移。此外，因為相位檢測行510與相位檢測列520包括與相位檢測像素混合之非相位檢測像素，影像感測器100能加強校正相位檢測像素對電子影像的作用。
圖12繪示藉由影像感測器100(圖1)檢測一示例性之任意取向邊緣1260並量測其相位偏移。邊緣1260為場景1200中亮度和/或色彩不同之兩個區域之間轉換的影像。邊緣1260之範圍是取決於(a)場景1200中之實際轉換範圍以及(b)此轉換影像的失焦程度。
相位檢測行510之上遮罩像素612(圖6)與下遮罩像素614產生電子訊號，其顯示沿相位檢測行510之邊緣1260的縱向線輪廓1222、1232。線輪廓1222、1232為亮度和/或色彩量測1290對縱向位置1282作圖。上遮罩像素612產生縱向線輪廓1222、1232的其中一個，而下遮罩像素614產生縱向線輪廓1222、1232的另外一個。當亮度和/或色彩量測1290變化時，邊緣1260在每個線輪廓1222、1232都顯而易見。每個線輪廓1222、1232提供邊緣1260沿著相位檢測行510之範圍1212的量測。結合一起，線輪廓1222、1232提供線輪廓1222、1232之間因失焦造成之相位偏移1202的量測。
相位檢測列520之右遮罩像素622與左遮罩像素624產生電子訊號，其顯示沿相位檢測列520之邊緣1260的縱向線輪廓1224、1234。線輪廓 1224、1234為亮度和/或色彩量測1290對橫向位置1284作圖。右遮罩像素622產生縱向線輪廓1224、1234的其中一個，而左遮罩像素624產生縱向線輪廓1224、1234的另外一個。當亮度和/或色彩量測1290變化時，邊緣1260在每個線輪廓1224、1234都顯而易見。每個線輪廓1224、1234提供邊緣1260沿著相位檢測列520之範圍1214的量測。結合一起，線輪廓1224、1234提供線輪廓1224、1234之間因失焦造成之相位偏移1204的量測。若影像場景150至影像感測器100的光學系統沒有散光(astigmatism)，則失焦造成之相位偏移1204與失焦造成之相位偏移1202相同。在另一方面，若光學系統為散光，失焦造成之相位偏移1204與失焦造成之相位偏移1202可能不同。
可用以測定失焦造成之相位偏移1202的精確度為失焦之相位偏移1202與範圍1212之間的比率的函數。同樣地，可用以測定失焦造成之相位偏移1204的精確度為失焦之相位偏移1204與範圍1214之間的比率的函數。在圖12之實例中，邊緣1260的橫向成份大於縱向成份。因此，範圍1212明顯較範圍1214小。假設沒有散光或可忽視，失焦造成之相位偏移1202與失焦造成之相位偏移1204相同。因此，相位檢測行510比相位檢測列520提供較佳之相位偏移量測。
圖12之實例係為一理想狀況。若進一步考慮非理想狀況，例如場景中之雜訊和/或干擾特徵、光學系統之像差以及影像感測器100之電子雜訊，線輪廓1222、1232、1224、1234與圖12所示相比可大致上更具雜訊。在此類情形下，失焦造成之相位偏移1204可能無法被偵測，且只有相位檢測行510能量測與邊緣1260相關之失焦造成的相位偏移。下文討論之圖21A、21B、22A、22B、23A、23B所示為真實之線輪廓的實例。
從上述討論可知，相位檢測行510較相位檢測列520對於近乎橫向之邊緣提供較佳之相位偏移量測，相位檢測列520較相位檢測行510對於近乎縱向之邊緣提供較佳之相位偏移量測。亦可知，相位檢測行510無法量測縱向邊緣之相位偏移，且根據上述非理想狀態之性質，可能無法量測近乎縱向之邊緣的相位偏移。同樣地，相位檢測列520無法量測橫向邊緣之相位偏移，且根據上述非理想狀態之性質，可能無法量測近乎橫向之邊緣的相位偏移。因此，穩健晶片內建相位檢測需要相位檢測行510與相位檢測列520兩者。
相比之下，先前技術之影像感測器1100(圖11)只能用橫向檢 測列量測橫向相位偏移。因此，就多方向性邊緣檢測與相關之相位偏移量測而言，影像感測器100之穩健性超越先前技術之影像感測器1100。
圖13繪示具晶片內建相位檢測之兩個先前技術的影像感測器1310、1350。與影像感測器各自之範圍相比，先前技術之影像感測器1310與先前技術之影像感測器1350都沒有實質範圍之相位檢測列和/或行。
先前技術之影像感測器1310類似於美國US8,259,215 B2之公開說明，並包括多個分散之相位檢測像素1320。然而，生成於先前技術影像感測器1310上之影像內之任一給定的邊緣，如邊緣1330，可能不與任何或只有少數相位檢測像素重合，無法產生線輪廓。取而代之，使用先前技術影像感測器1310之相位檢測依賴於從一邊緣附近相對少數之相位檢測像素而來之訊號的定量比較。如參照圖12之非理想狀況之討論，缺陷可對此相位檢測產生不利影響並導致自動對焦失敗。相比之下，基於影像感測器100(圖1)相位檢測的線輪廓提供更穩健且更精確之相位偏移量測。
先前技術之影像感測器1350類似於美國US7,924,342 B2之公開說明並包括多個分散、短線條之相位檢測像素。先前技術影像感測器1350之相位檢測像素是安排成為檢測橫向相位偏移之橫向線1360、為檢測縱向相位偏移之縱向線1370以及為檢測橫向與縱向相位偏移之縱向與橫向交叉線1380。每個橫向線1360、縱向線1370以及縱向與橫向交叉線1380全部都是由相位檢測像素組成。相比之下，影像感測器100之每個相位檢測行510與相位檢測列520包括可用於校正相位檢測像素引起之影像假影(image artifacts)的非相位檢測像素。與先前技術之影像感測器1350相較，像素610陣列之配置對每個相位檢測像素提供加強校正。先前技術之影像感測器1350的實質部分不具相位檢測能力。此非相位檢測部分包括周邊區域與實質大小之內部區域，例如示例性邊緣1330周圍之區域。因此，先前技術之影像感測器1350可能對所需之場景特徵自動對焦失敗。將影像感測器100與先前技術之影像感測器1350相比，影像感測器100之配置提供完整像素陣列之卓越的相位檢測涵蓋範圍，並藉由在相位檢測行510與相位檢測列520內混合相位檢測像素與非相位檢測像素，以克服肇因於相位檢測像素之影像假影。
圖14繪示美國US 2012/0154637 A1所公開說明之具晶片內建相位檢測之先前技術影像感測器1400的局部。此先前技術影像感測器1400之局 部的組成為循環重複(a)具有分別感應紅光與綠光之像素1411、1412的成像列1410、(b)由成對之相位檢測像素1415、1416組成之相位檢測列1420，其中每一對檢測此對相位檢測像素1415與1416之間的橫向相位差異、(c)由分別感應綠光與藍光之像素1413、1414組成之成像列1430以及(d)由成對之相位檢測像素1417、1418組成之相位檢測列1440，其中每一對檢測此對相位檢測像素1417、1418之間的縱向相位差異。先前技術影像感測器1400之此局部之所有其他像素為相位檢測像素。因此，先前技術影像感測器1400之此局部的整體集光效率明顯被相位檢測像素之遮罩減少。此外，由先前技術影像感測器1400之此局部所產生的影像或是受限於成像列1410、1430提供之解析度，或是受到實質之影像校正。先前技術影像感測器1400之此局部的每個相位檢測像素只在上方或下方有相鄰的非相位檢測像素，且在沿著列1410、1420、1430、1440之平行維度上沒有任何非相位檢測像素。
相比之下，在本公開說明之彩色影像感測器1000(圖10)中，每個相位檢測像素只與非相位檢測像素相鄰。在先前技術影像感測器1400中，每個彩色像素群(包括每個像素1411、1412、1413、1414)的校正，需要四個相位檢測像素1415、1416、1417、1418的校正。相比較，在彩色影像感測器1000中，每個包括相位檢測像素的彩色像素群1002的校正，只需要單個相位檢測像素的校正。因此，與先前技術影像感測器1400產生之彩色影像相比，彩色影像感測器1000能產生更精確表現場景的彩色影像。此外，彩色影像感測器1000之整體集光效率比先前技術影像感測器1400更高，如此更進一步改善彩色影像感測器1000提供之影像品質。
圖15繪示具穩健晶片內建相位檢測之一示例性影像感測器1500。影像感測器1500類似於影像感測器100(圖1)，除了影像感測器1500之像素陣列細分成多個區域1530。每個區域1530包括一或多行相位檢測行1510與一或多列相位檢測列1520。相位檢測行1510與相位檢測列1520分別為相位檢測行510(圖5)與相位檢測列之實施例。某一區域1530之相位檢測行1510與相位檢測列1520可和另一區域1530之相位檢測行1510與相位檢測列1520相對齊或不對齊。影像感測器1500之區域1530相互合作以提供如同影像感測器100之同樣的功能性。
圖16繪示在影像感測器1600中之一部份具穩健晶片內建相位 檢測之一示例性影像感測器1600。影像感測器1600包括多行相位檢測行1610與多列相位檢測列1620。每個相位檢測行1610與至少一個相位檢測列1620交錯，且每一相位檢測列1620與至少一相位檢測行1610交錯。相位檢測行1610與相位檢測列1620分別類似於相位檢測行510(圖5)與相位檢測列520，除了相位檢測行與相位檢測列不需在相對應維度上跨越影像感測器1600之像素陣列的全部範圍之外。影像感測器1600上被相位檢測行1610與相位檢測列1620覆蓋之局部具有類似於影像感測器100(圖1)之功能性。
圖17繪示具穩健晶片內建相位檢測之一示例性成像系統1700。成像系統1700包括影像感測器100(圖1)、相位處理模組1720以及介面1760。
介面1760為處理成像系統1700與使用者和/或外部系統(如一電腦)之間通訊的一介面。介面1760可包括使用者介面裝置，諸如顯示器、觸控螢幕和/或鍵盤。介面1760可包括有線(如乙太網路、USB、火線(firewire)或雷電(Thunderbolt)連接線)或無線(如Wi-Fi或藍芽)連結通訊影像至一使用者或外部系統。
對相位處理模組1720考慮之每個相位檢測行510(圖5)或每個相位檢測行510之多個部分中的每個部分，相位處理模組1720處理由上遮罩像素612(圖6)與下遮罩像素614產生之電子訊號，以測定由縱向線輪廓1722和縱向線輪廓1723組成之縱向線輪廓對1721。分別根據從上遮罩像素612與下遮罩像素614接收的電子訊號，相位處理模組1720測定縱向線輪廓1722與縱向線輪廓1723。縱向線輪廓1722、1723是類似於線輪廓1222、1232(圖12)。
對相位處理模組1720考慮之每個相位檢測列520(圖5)或每個相位檢測列520之多個部分中的每個部分，相位處理模組1720處理由右遮罩像素622(圖6)與左遮罩像素624產生之電子訊號，以測定由橫向線輪廓1725和橫向線輪廓1726組成之橫向線輪廓對1724。分別根據從右遮罩像素622與左遮罩像素624接收的電子訊號，相位處理模組1720測定橫向線輪廓1725與橫向線輪廓1726。橫向線輪廓1725、1726是類似於線輪廓1224、1234。
根據縱向線輪廓對1721與橫向線輪廓對1724，相位處理模組1720檢測形成於像素610陣列上之影像內的邊緣(如邊緣1260)，並測定相關之相位偏移1727。相位處理模組所檢測的這個邊緣相對於像素610陣列可為任意取向。
儘管圖17所示之影像感測器100具有相位檢測行510、相位檢測列520、上遮罩像素612、下遮罩像素614、右遮罩像素622與左遮罩像素624之每一項各有三個，實際上可有不同數量而不脫離本發明之範圍。
在一實施例中，成像系統1700包括自動對焦模組1740與成像物鏡1710。自動對焦模組1740根據從相位處理模組1720而來的相位偏移1720調整成像物鏡1710。
影像感測器100擷取場景150之影像1780。影像感測器1780可將影像1780直接輸出至介面1760。在一實施例中，成像系統包括影像校正模組1750，以對來自上遮罩像素612、下遮罩像素614、右遮罩像素622與左遮罩像素624之作用校正影像1780，例如上述參照圖5、6、9與10之討論。影像校正模組1750因此產生校正之影像1785並輸出校正之影像1785至介面1760。校正之影像例如為聚焦影像120(圖1)。
在一實施例中，成像系統1700包括感興趣區域(ROI)選擇模組1730，以在像素610陣列內選擇將被相位處理模組1720處理的感興趣區域。感興趣區域選擇模組1730可接收來自介面1760之感興趣區域規格。可作為替代或與其組合者，感興趣區域選擇模組1730從相位處理模組1720接收相對於像素610陣列的邊緣的位置，並由此測定感興趣區域規格。
成像系統可進一步包括外殼1790和/或電源1770。
圖18繪示用於穩健晶片內建相位檢測之一示例性方法1800，其利用建置於成像系統1700(圖17)中的影像感測器100(圖1)。方法1800可選擇性地包括調整成像物鏡1710的焦距，例如調整成自動對焦成像系統1700。
在步驟1810中，相位處理模組1720使用影像感測器100以測定與場景150中一任意取向邊緣相關連之相位偏移。相位處理模組1720使用像素610陣列之感興趣區域執行步驟1810。此感興趣區域可包括像素610陣列之全部或其中一部份。在一實施例中，此感興趣區域是由多個非連續感興趣區域組成。圖8所示為示例性之感興趣區域。
步驟1810包括步驟1811、1812、1814。在步驟1811中，相位處理模組1720為所考慮之感興趣區域內之每個相位檢測行510或其一部份產生縱向線輪廓對1721。在步驟1812中，相位處理模組1720為所考慮之感 興趣區域內之每個相位檢測列520或其一部份產生橫向線輪廓對1724。在步驟1814中，相位處理模組1720處理步驟1811、1812中產生之每個縱向線輪廓對1721與橫向線輪廓對1724，以測定成像在像素610陣列之所考慮之感興趣區域的場景150內之一任意取向邊緣相關的相位偏移1727。不脫離本發明之範圍，相位處理模組1720可執行步驟1814以測定與場景150中多個邊緣相關之多個相位偏移。
在一實施例中，步驟1814包括步驟1815、1816、1817。在步驟1815中，相位處理模組1720對在步驟1811、1812產生之縱向線輪廓對1721與橫向線輪廓對1724至少其中之一辨識出一特徵。此特徵例如為在亮度和/或彩色量測1290(圖12)上的改變。在步驟1816中，相位處理模組1720測定此特徵之相位偏移，例如類似於相位偏移1202和/或相位偏移1204。若不同之縱向線輪廓對1721與橫向線輪廓對1724產生不同特徵的相位偏移，相位處理模組1720可定義此相位偏移為這些不同相位偏移其中之一或其平均。在步驟1817中，相位處理模組1720定義與任意取向邊緣相關之相位偏移1727為步驟1816中所測定之相位偏移。
在某些實施例中，方法1800包括步驟1804，其中感興趣區域(ROI)選擇模組1730選擇感興趣區域(ROI)。在此類實施例之一實例中，方法1800進一步包括步驟1802，其中感興趣區域選擇模組1730從介面1760接收此感興趣區域之規格。在另一實例中，感興趣區域選擇模組1730根據步驟1810中相位處理模組1720產生之資料選擇此感興趣區域。在此實例中，相位處理模組1720可執行步驟1810以檢測形成於像素610陣列上之影像內的一或多個邊緣，此後感興趣區域選擇模組1730選擇包含一或多個此類邊緣的感興趣區域。
在一實施例中，方法1800包括步驟1820，其中自動對焦模組1740根據步驟1810所測定之相位偏移1727調整成像物鏡1740之焦距。方法1800可包括步驟1810、1820的一或多次迭代(iteration)，如此自動對焦模組1740可自動對焦成像系統1700。
圖19繪示使用成像系統1700(圖17)擷取影像之一示例性方法1900。在步驟1910中，成像系統1700執行方法1800(圖18)以自動對焦成像系統1700。在步驟1920中，影像感測器100擷取影像1780。在步驟1930 中，影像校正模組1750校正相位檢測像素、上遮罩像素612、下遮罩像素614、右遮罩像素622與左遮罩像素624對影像1780的作用，以產生校正之影像1785。對每個相位檢測像素，影像校正模組1750根據相鄰之非相位檢測像素校正此相位檢測像素對影像1780之作用(步驟1932)，參照圖5、6、9、10之討論。不脫離本發明之範圍，對一或多個像素檢測像素而言，影像校正模組1750亦可利用比相鄰之非相位檢測像素還遠的非相位檢測像素。在步驟1940中，成像系統1700經由介面1760輸出校正之影像1785。
圖20繪示穩健晶片內建相位檢測之一示例性成像系統2000。成像系統2000為成像系統1700之一實施例，其中相位處理模組1720與可選擇之一或多個感興趣區域選擇模組1730、自動對焦模組1740以及影像校正模組1750是被建置於電腦2010中。例如，將成像系統2000建置於相機手機或小巧簡潔之數位相機。
電腦2010包括處理器2020與記憶體2030。處理器2020通訊耦合至記憶體2030、影像感測器100、介面1760以及可選擇的成像物鏡1710。舉例來說，記憶體2030之類型為唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體(Flash)、磁帶、磁碟、光碟、隨機存取記憶體(RAM)、其他非暫存媒體或其組合。記憶體2030包括資料儲存2032以及編碼於記憶體2030之非暫存部分的機器可讀指令2034。資料儲存2032儲存縱向線輪廓對1721、橫向線輪廓對1724、相位偏移1727、影像1780以及可選擇的校正後影像1785。電腦2010將相位處理模組1720建置成機器可讀指令2034中可由處理器202執行的機器可讀指令。此外，電腦2010可將一或多個感興趣區域選擇模組1730、自動對焦模組1740與影像校正模組1750建置成機器可讀指令2034中可由處理器202執行的機器可讀指令。
圖21A、21B、22A、22B、23A與23B所示為由一示例性之成像系統1700(圖17)所產生之示例性相位檢測資料。在此實例中，場景150包括感興趣之目標2160(紙上之一粗黑線)、較目標2160更遠離成像系統1700之目標2170(彩色卡)以及較目標2160更靠近成像系統1700之目標2180(另一彩色卡)。
圖21A與21B所示為影像感測器100所擷取之影像2100，其中成像系統1700是對焦於目標2170上造成目標2160太靠近而無法對焦。圖 22A與22B所示為影像感測器100所擷取之影像2200，其中成像系統1700是對焦於目標2160上。圖23A與23B所示為影像感測器100所擷取之影像2300，其中成像系統1700是對焦於目標2180上造成目標2160太遠而無法對焦。圖21A、21B、22A、22B、23A與23B最好一起檢視。除了對焦情形，影像2100、2200、2300表現相同場景150。在影像2100、2200、2300之重疊指示出與目標2160重疊之兩個相位檢測行510(1)、510(2)(圖5)的部分。亦指示相位檢測列510(1,2)之上遮罩像素612(1,2)與下遮罩像素614(1,2)。為說明之清楚起見，圖21B、22B與23B並未標示所有的上遮罩像素612與下遮罩像素614，且圖21A、22A與23A未標示任何上遮罩像素612與下遮罩像素614。
現參照圖21A與21B，圖21A所示為全部場景150之影像2100，而圖21B所示為影像2100與目標2160相關之局部2100’。對每個相位檢測行510(1)、510(2)，重疊於影像2100上為縱向線輪廓對2120(1)、2120(2)。縱向線輪廓對2120(1)、2120(2)為縱向線輪廓對1721之實例。縱向線輪廓對2120(1)包括分別由上遮罩像素612(1)與下遮罩像素614(1)產生之線輪廓2122(1)、2124(1)。同樣地，縱向線輪廓對2120(2)包括分別由上遮罩像素612(2)與下遮罩像素614(2)產生之線輪廓2122(2)、2124(2)。線輪廓2122(1,2)、2124(1,2)為縱向線輪廓1722、1723之實例。因為目標2160在影像2100上為失焦的，所以在線輪廓2122(1)、2124(1)之間存在相位偏移2130(1)，且在線輪廓2122(2)、2124(2)之間存在相位偏移2130(2)。相位偏移2130(1)、2130(2)各自與目標2160之兩個邊緣相關。
現參照圖22A與22B，圖22A所示為全部場景150之影像2200，而圖22B所示為影像2200與目標2160相關之局部2200’。對每個相位檢測行510(1)、510(2)，重疊於影像2200上為縱向線輪廓對2220(1)、2220(2)。縱向線輪廓對2220(1)、2220(2)為縱向線輪廓對1721之實例。縱向線輪廓對2220(1)包括分別由上遮罩像素612(1)與下遮罩像素614(1)產生之線輪廓2222(1)、2224(1)。同樣地，縱向線輪廓對2220(2)包括分別由上遮罩像素612(2)與下遮罩像素614(2)產生之線輪廓2222(2)、2224(2)。線輪廓2222(1,2)與2224(1,2)為縱向線輪廓1722、1723 之實例。因為目標2160在影像2100中為對焦的，所以線輪廓2222(1)、2224(1)之間的相位偏移2230(1)為零，且線輪廓2222(2)、2224(2)之間的相位偏移2230(2)為零。允許測定零相位偏移2230(1)、2230(2)之線輪廓2222(1)、2224(1)、2222(2)、2224(2)的特徵是與目標2160之兩個邊緣相關。
現參照圖23A與23B，圖23A所示為全部場景150之影像2300，而圖23B所示為影像2300與目標2160相關之一局部2300’。對每個相位檢測行510(1)、510(2)，重疊於影像2300上為縱向線輪廓對2320(1)、2320(2)。縱向線輪廓對2320(1)、2320(2)為縱向線輪廓對1721之實例。縱向線輪廓對2320(1)包括分別由上遮罩像素612(1)與下遮罩像素614(1)產生之線輪廓2322(1)、2324(1)。同樣地，縱向線輪廓對2320(2)包括分別由上遮罩像素612(2)與下遮罩像素614(2)產生之線輪廓2322(2)、2324(2)。線輪廓2322(1,2)、2324(1,2)為縱向線輪廓1722、1723之實例。因為目標2160在影像2300上為失焦的，所以在線輪廓2322(1)、2324(1)之間存在相位偏移2330(1)，且在線輪廓2322(2)、2324(2)之間存在相位偏移2330(2)。從絕對值來看，相位偏移2330(1)、2330(2)的正負號和相位偏移2130(1)、2130(2)的正負號相反。相位偏移2330(1)、2330(2)各自和目標2160之兩個邊緣相關。
特徵組合
上述與之後專利申請之特徵可依不同方式組合而不脫離本發明之範圍。例如，應當理解，本文所描述之用於穩健晶片內建相位檢測之影像感測器或相關系統或方法的各方面可與另一用於穩健晶片內建相位檢測之影像感測器或相關系統或方法相結合或交換特徵。下列實例說明上述實施例一些可能的但非限制性的組合。應當清楚的是，本文所述之影像感測器、系統與方法可有其他變化與修改，而不脫離本發明之範圍。
(A1)一種影像感測器，用於晶片內建相位檢測，此影像感測器可包括一像素陣列，用於擷取一場景之一影像，此像素陣列包括(a)多個橫向相位檢測列，每個橫向相位檢測列具有多個第一相位檢測像素，用於檢測場景中的橫向變化，以及(b)多個縱向相位檢測行，每個縱向相位檢測行具有多個第二相位檢測像素，用於檢測場景中的縱向變化。
(A2)在表示為(A1)之影像感測器內，這些橫向相位檢測列中的每一列可與這些縱向相位檢測行中的每一行相交錯。
(A3)在表示為(A1)與(A2)之每個影像感測器內，對於這些橫向相位檢測列中的每一個，這些第一相位檢測像素可包括多個左遮罩像素與多個右遮罩像素，用於檢測橫向變化；且對於這些縱向相位檢測行中的每一個，這些第二相位檢測像素可包括多個上遮罩像素與多個下遮罩像素，用於檢測縱向變化。
(A4)在表示為(A3)之影像感測器中，每個橫向相位檢測列之這些左遮罩像素與這些右遮罩像素可被安排成多個橫向排列系列相位檢測像素對，其中每個橫向排列系列相位檢測像素對包括這些左遮罩像素中的一個與這些右遮罩像素中的一個；且每個縱向相位檢測行之這些上遮罩像素與這些下遮罩像素可被安排成多個縱向排列系列相位檢測像素對，其中每個縱向排列系列相位檢測像素對包括這些上遮罩像素中的一個與這些下遮罩像素中的一個。
(A5)在表示為(A3)與(A4)之每個影像感測器內，在每個橫向相位檢測列中，這些左遮罩像素對這些右遮罩像素可有縱向位移；且在每個縱向相位檢測行中，這些上遮罩像素對這些下遮罩像素可有橫向位移。
(A6)在表示為(A1)至(A5)之每個影像感測器中，這些第一相位檢測像素及這些第二相位檢測像素中的每一個可只與此像素陣列之不是第一相位檢測像素及第二相位檢測像素的像素相鄰。
(A7)在表示為(A1)至(A6)之每個影像感測器中，此像素陣列可由多個彩色像素群組成，用於產生此場景之一彩色影像。
(A8)在表示為(A7)之影像感測器中，每個彩色像素群可有不同類型的多個彩色感光像素，而對相應的多種顏色靈敏；且所有的第一相位檢測像素可相同於這些彩色感光像素中的一個類型，所有的第二相位檢測像素可相同於這些彩色感光像素中的一個類型。
(A9)在表示為(A7)與(A8)之每個影像感測器中，這些彩色像素群可包括(a)多個相位檢測彩色像素群，每個相位檢測彩色像素群最多具有這些第一相位檢測像素及這些第二相位檢測像素中的一個，以及(b)多個非相位檢測彩色像素群，不具有這些第一相位檢測像素及這些第二相位檢 測像素。
(A10)在表示為(A9)之影像感測器中，這些相位檢測彩色像素群中的每一個可最多與這些相位檢測彩色像素群中的其他兩個相鄰。
(A11)在表示為(A1)至(A10)之每個影像感測器中，這些橫向相位檢測列中的每一個可實質上跨越此像素陣列之橫向範圍；且這些縱向相位檢測行中的每一個可實質上跨越此像素陣列之縱向範圍。
(A12)在表示為(A1)至(A11)之每個影像感測器中，這些橫向相位檢測列可包括至少十列相位檢測列，且這些縱向相位檢測行可包括至少十行相位檢測行。
(B1)一種相位檢測法，使用具有晶片內建相位檢測像素的一影像感測器，此相位檢測法可包括(a)使用此影像感測器之多個橫向相位檢測列中的一個，分別對來自左方和右方的光線，產生一橫向線輪廓對、(b)使用此影像感測器之多個縱向相位檢測行中的一個，分別對來自上方和下方的光線，產生一縱向線輪廓對，這些縱向相位檢測行中的一個與這些橫向相位檢測列中的一個相交錯以及(c)根據此橫向線輪廓對與此縱向線輪廓對，測定在此影像感測器所見之場景中與至少一任意取向邊緣相關的相位偏移。
(B2)表示為(B1)之方法可進一步包括調整一成像物鏡之焦距以減少相位偏移。
(B3)表示為(B1)與(B2)之每個方法可進一步包括使用此影像感測器擷取此場景之一影像。
(B4)在表示為(B1)至(B3)之每個方法中，產生此橫向線輪廓對之步驟可包括：使用與這些橫向相位檢測列相關連之多個第一相位檢測像素之一第一部份；且產生此對縱向線輪廓之步驟可包括：使用與這些縱向相位檢測行相關連之多個第二相位檢測像素之一第二部分。
(B5)表示為(B4)之方法可進一步包括：分別根據相對應彩色感光性之相鄰非相位檢測像素，校正與這些橫向相位檢測列相關的各自第一相位檢測像素以及與這些縱向相位檢測行相關的各自第二相位檢測像素，對此影像之作用。
(B6)在表示為(B1)至(B5)之每個方法中，產生此橫向線輪廓對之步驟可包括：產生(a)由多個左遮罩像素製造之線輪廓與(b)由 多個右遮罩像素製造之線輪廓，且產生此縱向線輪廓對之步驟可包括：產生(a)由多個上遮罩像素製造之線輪廓與(b)由多個下遮罩像素製造之線輪廓。
(B7)在表示為(B6)之方法中，在產生此橫向線輪廓對之步驟中，這些左遮罩像素可被排列成一第一橫向像素列，且這些右遮罩像素可被排列成一第二橫向像素列；而且在產生此縱向線輪廓對之步驟中，這些上遮罩像素可被排列於一第一縱向像素行，且這些下遮罩像素可被排列於一第二縱向像素行。
(B8)在表示為(B1)至(B7)之每個方法中，測定相位偏移之步驟可包括：在(a)此橫向線輪廓對與(b)此縱向線輪廓對中的至少一者中，辨識與此任意取向邊緣相關的特徵。
(B9)在表示為(B8)之方法中，測定相位偏移之步驟可進一步包括：對(a)此橫向線輪廓對與(b)此縱向線輪廓對中的至少一者中，評估此特徵的相位偏移。
(B10)在表示為(B9)之方法中，測定相位偏移之步驟可進一步包括：將此任意取向邊緣之相位偏移定義為此特徵的相位偏移值。
(B11)表示為(B1)至(B10)之每個方法可進一步包括：選擇在任意位置並與此任意取向邊緣相關連的一感興趣區域。
(B12)在表示為(B11)之方法中，此感興趣區域可具有範圍足以包括(a)這些橫向相位檢測列中的至少一者的至少一部份的這些第一相位檢測像素；以及(b)這些縱向相位檢測行中的至少一者的至少一部份的第二相位檢測像素。
(B13)在表示為(B12)之方法中，產生此橫向線輪廓對之步驟可包括：為這些橫向相位檢測列中的至少一者的每一者的至少一部份中的每一部份，產生此橫向線輪廓對，且產生此縱向線輪廓對之步驟可包括：為這些縱向相位檢測行中的至少一者的至少一部份中的每一部份，產生此縱向線輪廓對。
(B14)在表示為(B13)之方法中，測定相位偏移之步驟可包括：根據在量測此橫向線輪廓對之步驟與在量測此縱向線輪廓對之步驟中所量測的一或多個線輪廓對，測定所述相位偏移。
(C1)一種成像系統，具晶片內建相位檢測，此成像系統可 包括具有一像素陣列的一影像感測器，用於擷取一場景之一影像，其中此像素陣列包括相交錯的(a)多個橫向相位檢測列，用於分別對來自左方和右方入射的光線，量測至少一橫向線輪廓對，與(b)多個縱向相位檢測行，用於分別對來自上方和下方入射的光線，量測至少一縱向線輪廓對。
(C2)表示為(C1)之成像系統可進一步包括一相位處理模組，用於處理至少一個橫向線輪廓對與至少一個縱向線輪廓，以量測此場景中與任意取向和任意位置邊緣相關的相位偏移。
(C3)表示為(C2)之成像系統可進一步包括一感興趣區域選擇模組，用於選擇至少一列橫向相位檢測列與至少一行縱向相位檢測行，以藉由此相位處理模組的處理而量測相位偏移。
(C4)表示為(C2)與(C3)之每個成像系統可進一步包括一自動對焦模組，用於調整一成像物鏡的焦距以減少相位偏移。
(C5)在表示為(C1)至(C4)之每個成像系統中，這些橫向相位檢測列中的每一列可包括多個第一部分遮罩像素，其中這些第一部分遮罩像素中的每一者檢測來自左方和右方其中一個的光線；且這些縱向相位檢測行中的每一行可包括多個第二部分遮罩像素，其中這些第二部分遮罩像素中的每一者檢測來自上方和下方其中一個的光線。
(C6)表示為(C5)之成像系統可進一步包括一影像校正模組，用於根據此像素陣列之相鄰非相位檢測像素，校正每個第一部分遮罩像素以及每個第二部分遮罩像素對此影像之作用。
(C7)在表示為(C1)至(C6)之每個成像系統中，此影像感測器可為表示為(A1)至(A12)之影像感測器的任何一個。
上述之裝置、系統與方法可加以變化而不脫離本發明之範圍。因此應注意，包含於上述之說明與插圖所示應為說明性的而非限制性的。下列所要求之專利範圍旨在覆蓋本文所述之通用與具體特徵，以及因語言的關係，本發明之系統與方法之範圍的說明可為落於其間的所有描述。
1500‧‧‧影像感測器
1510‧‧‧相位檢測行
1520‧‧‧相位檢測列
1530‧‧‧區域

Claims (16)

  1. 一種影像感測器，用於晶片內建相位檢測，該影像感測器包括：一像素陣列，用於擷取一場景之一影像，該像素陣列包括：多個橫向相位檢測列，而各該橫向相位檢測列包括多個第一相位檢測像素，包括多個左遮罩像素與多個右遮罩像素，用於檢測該場景中的橫向變化；以及多個縱向相位檢測行，而各該縱向相位檢測行包括多個第二相位檢測像素，包括多個上遮罩像素與多個下遮罩像素，用於檢測該場景中的縱向變化；其中該些橫向相位檢測列中的每一者和該些縱向相位檢測行中的每一者相交錯。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器，其中該些橫向相位檢測列中的每一者之該些左遮罩像素與該些右遮罩像素被安排成多個橫向排列系列相位檢測像素對，各該橫向排列系列相位檢測像素對包括該些左遮罩像素中的一者與該些右遮罩像素中的一者；以及該些縱向相位檢測行中的每一者之該些上遮罩像素與該些下遮罩像素被安排成多個縱向排列系列相位檢測像素對，各該縱向排列系列相位檢測像素對包括該些上遮罩像素中的一者與該些下遮罩像素中的一者。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之影像感測器，其中在該些橫向相位檢測列中的每一者中，該些左遮罩像素對該些右遮罩像素有縱向位移；以及在該些縱向相位檢測行中的每一者中，該些上遮罩像素對該些下遮罩像素有橫向位移。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器，其中該些第一相位檢測像素及該 些第二相位檢測像素中的每一者只與該像素陣列之不是該些第一相位檢測像素及該些第二相位檢測像素的像素相鄰。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之影像感測器，其中該些橫向相位檢測列中的每一者跨越該像素陣列的橫向範圍；以及該些縱向相位檢測行中的每一者跨越該像素陣列的縱向範圍。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之影像感測器，其中該些橫向相位檢測列包括至少十列相位檢測列；以及該些縱向相位檢測行包括至少十行相位檢測行。
  7. 一種影像感測器，用於晶片內建相位檢測，該影像感測器包括：一像素陣列，用於擷取一場景之一影像，該像素陣列是由多個彩色像素群組成，用於產生該場景之一彩色影像，各該彩色像素群具有不同類型的多個彩色感光像素，而對相應的多種顏色靈敏，該像素陣列包括：(a)多個橫向相位檢測列，而各該橫向相位檢測列包括多個第一相位檢測像素，用於檢測該場景中的橫向變化；(b)多個縱向相位檢測行，而各該縱向相位檢測行包括多個第二相位檢測像素，用於檢測該場景中的縱向變化；該些縱向相位檢測行中的每一者和該些橫向相位檢測列中的每一者相交錯，所有的該些第一相位檢測像素與該些第二相位檢測像素是相同於該些彩色感光像素中的一個類型該些彩色像素群包括：多個非相位檢測彩色像素群，不包含該些第一相位檢測像素及該些第二相位檢測像素；以及多個相位檢測彩色像素群，各該相位檢測彩色像素群最多包括該些第一相位檢測像素及該些第二相位檢測像素中的一者，而最多與該些相 位檢測彩色像素群中的其他兩者相鄰。
  8. 一種相位檢測方法，使用具有晶片內建相位檢測像素的一影像感測器，該相位檢測方法包括：使用該影像感測器之多個橫向相位檢測列中的一者，分別對來自左方和右方的光線，產生一橫向線輪廓對，該橫向線輪廓對包括(a)由安排成一第一橫向像素列之多個左遮罩像素製造的線輪廓與(b)由安排成一第一縱向像素行之多個右遮罩像素製造的線輪廓；使用該影像感測器之多個縱向相位檢測行中的一者，分別對來自上方和下方的光線，產生一縱向線輪廓對，其中該些縱向相位檢測行中的一者與該些橫向相位檢測列中的一者相交錯，該縱向線輪廓對包括(a)由安排成一第一縱向像素行之多個上遮罩像素製造的線輪廓與(b)由安排成一第二縱向像素行之多個下遮罩像素製造的線輪廓；以及根據該橫向線輪廓對與該縱向線輪廓對，測定在該影像感測器所見之一場景中與至少一任意取向邊緣相關的相位偏移。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之相位檢測方法，進一步包括：調整一成像物鏡之焦距以減少相位偏移。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之相位檢測方法，進一步包括：使用該影像感測器擷取該場景之一影像。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之相位檢測方法，其中產生該橫向線輪廓對的步驟包括：使用與該些橫向相位檢測列相關的多個第一相位檢測像素之一第一部份；產生該縱向線輪廓對的步驟包括：使用與該些縱向相位檢測行相關的多個第二相位檢測像素之一第二部分；以及該相位檢測方法進一步包括：分別根據相對應彩色感光性之相鄰非相位檢測 像素，校正與該些橫向相位檢測列相關的各該第一相位檢測像素以及與該些縱向相位檢測行相關的各該第二相位檢測像素，對該影像之作用。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之相位檢測方法，其中測定相位偏移之步驟包括：在(a)該橫向線輪廓對與(b)該縱向線輪廓對中的至少一者中，辨識與該任意取向邊緣相關的特徵；對(a)該橫向線輪廓對與(b)該縱向線輪廓對中的至少一者，評估該特徵的相位偏移；以及將該任意取向邊緣的相位偏移定義為該特徵的相位偏移的值。
  13. 一種相位檢測方法，使用具有晶片內建相位檢測像素的一影像感測器，安排成多個橫向相位檢測列及多個縱向相位檢測行，該相位檢測方法包括：選擇在任意位置並與該任意取向邊緣相關連的一感興趣區域，該感興趣區域具有範圍足以包括(a)該些橫向相位檢測列中的至少一者的至少一部份的該些第一相位檢測像素，以及(b)該些縱向相位檢測行中的至少一者的至少一部份的該些第二相位檢測像素；分別對來自左方和右方的光線，為該些橫向相位檢測列中的至少一者的每一者的至少一部份中的每一部份，產生一橫向線輪廓對；分別對來自上方和下方的光線，為該些縱向相位檢測行中的至少一者的每一者的至少一部份中的每一部份，產生一縱向線輪廓對；以及根據在產生該橫向線輪廓對之步驟與產生該縱向線輪廓對之步驟中所量測的一或多個線輪廓對，測定在該影像感測器所見之一場景中與至少一任意取向邊緣相關的相位偏移。
  14. 一種成像系統，具有晶片內建相位檢測，該成像系統包括：一影像感測器，包括一像素陣列，用於擷取一場景之一影像，該像素陣列具 有相交錯的(a)多個橫向相位檢測列，用於分別對來自左方和右方入射的光線，量測至少一橫向線輪廓對，與(b)多個縱向相位檢測行，用於分別對來自上方和下方入射的光線，量測至少一縱向線輪廓對；一相位處理模組，用於處理至少一個該橫向線輪廓對與至少一個該縱向線輪廓對，以量測該場景中與任意取向和任意位置邊緣相關的相位偏移；以及一感興趣區域選擇模組，用於選擇該些橫向相位檢測列中的至少一者與該些縱向相位檢測行中的至少一者，以藉由該相位處理模組的處理而量測相位偏移。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之成像系統，進一步包括一自動對焦模組，用於調整一成像物鏡的焦距以減少相位偏移。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之成像系統，其中該些橫向相位檢測列中的每一者包括多個第一部分遮罩像素，該些第一部分遮罩像素中的每一者檢測來自左方和右方其中一個的光線；該些縱向相位檢測行中的每一者包括多個第二部分遮罩像素，該些第二部分遮罩像素中的每一者檢測來自上方和下方其中一個的光線；以及該成像系統進一步包括：一影像校正模組，用於根據該像素陣列之相鄰非相位檢測像素，校正各該第一部分遮罩像素以及各該第二部分遮罩像素對該影像之作用。
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