TWI643322B - 固態成像器件、電子裝置、透鏡控制方法及成像模組 - Google Patents

固態成像器件、電子裝置、透鏡控制方法及成像模組 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種固態成像器件，其包含：一像素區域，該像素區域包含經配置成一個二維矩陣圖案之複數個像素。該複數個像素之一些經組態為相位差偵測像素，該等相位差偵測像素包含經安置於一半導體基板上之一光電轉換區段及經安置於該光電轉換區段之一部分上方之一光阻斷膜。特定言之，該等相位差偵測像素之該光阻斷膜之一部位根據相位差偵測像素之一部位而改變。例如，定位於像素區域之一周邊處之一相位差偵測像素之光阻斷膜之部位係不同於定位於該像素區域之一中心部分中之一相位差偵測像素之光阻斷膜之一部位。

Description

固態成像器件、電子裝置、透鏡控制方法及成像模組 【相關申請案交叉參考】
本申請案主張2013年6月4日所申請之日本優先權專利申請案JP 2013-117688之權利，該案之全文以引用的方式併入本文中。
本發明技術係關於一種固態成像器件、一種電子裝置、一種透鏡控制方法及一種防止自動聚焦(AF)之精確度降低之成像模組。
在近幾年，已發展一種成像裝置，該成像裝置藉由提供其中阻斷光到達成像器件中之光電轉換區段之一部分之相位差偵測像素而執行相位差偵測以便執行自動聚焦(AF)(例如，參考PTL 1)。
[引用列表]
[專利文獻]
[PTL 1]
日本未經審核專利公開申請案第2010-160313號
製造變動(諸如在形成各像素之一光阻斷膜及一晶片上透鏡時在微影中之一未對準或在模組化成像器件時在成像透鏡中之一未對準)造成相位差偵測之一精確度之降低。因此，相位差偵測之降低可影響 自動聚焦(AF)之精確度。
根據本發明技術，期望甚至在一製造變動存在時仍至少維持AF之精確度。
根據本發明技術之一實施例，提供一種固態成像器件，其包含：複數個像素，該複數個像素包含用於透過相位差偵測執行自動聚焦(AF)之相位差偵測像素。各相位差偵測像素包含一晶片上透鏡及與該晶片上透鏡相比形成於一較低層上之一光電轉換區段。在該等相位差偵測像素中之複數個預定相位差偵測像素中形成晶片上透鏡，以具有不同於對應於該等預定相位差偵測像素之配置之出射光瞳校正量之偏差量。
相位差偵測像素可進一步包含阻斷光到達光電轉換區段之一部分之一光阻斷膜。在預定相位差偵測像素中，可形成晶片上透鏡及光阻斷膜，以具有不同於對應於該等預定相位差偵測像素之配置之出射光瞳校正量之偏差量。
預定相位差偵測像素可彼此接近而配置。在該等預定相位差偵測像素中，晶片上透鏡及光阻斷膜可經受基於不同於對應於相位差偵測像素之配置之出射光瞳校正量之校正量之出射光瞳校正。
預定相位差偵測像素可遠離彼此而配置。在該等預定相位差偵測像素中，晶片上透鏡及光阻斷膜可不經受基於校正量之出射光瞳校正。
預定相位差偵測像素可安置於一影像輸出區域外部，在該影像輸出區域中安置有包含於複數個像素中且用於產生一影像之成像像素。
預定相位差偵測像素可安置於一影像輸出區域內部，在該影像輸出區域中安置有包含於複數個像素中且用於產生一影像之成像像 素。
鄰近於預定相位差偵測像素之像素可具有大於正常尺寸之晶片上透鏡之晶片上透鏡。
鄰近於預定相位差偵測像素之像素可具有小於正常尺寸之晶片上透鏡之晶片上透鏡。
相位差偵測像素可具有個別地形成為光電轉換區段之光電轉換區段。
固態成像器件可進一步包含：一相位差偵測區段，其藉由使用相位差偵測像素之輸出之間之差執行相位差偵測；及一相位差校正區段，其藉由使用預先獲得之預定相位差偵測像素之輸出來校正經偵測之相位差。
相位差校正區段可在藉由使用預先獲得之預定相位差偵測像素之輸出所獲得之相位差特性之基礎上校正經偵測之相位差。
在一對相位差偵測像素中，相位差特性可指示在入射光之一光軸之一角之相位差偵測像素之各自輸出。相位差校正區段可藉由使用一校正參數來校正經偵測之相位差，該校正參數係使用在相位差特性之一預定角範圍中之輸出之斜率而獲得。
相位差校正區段可藉由使用對應於透鏡之一光圈值之校正參數來校正經偵測之相位差。
相位差校正區段可藉由使用對應於一影像高度之校正參數來校正經偵測之相位差。
相位差校正區段可藉由使用對應於一攝影環境之校正參數來校正經偵測之相位差。
根據本發明技術之另一實施例，提供一種電子裝置，其包含：一成像器件，其具有包含用於透過相位差偵測執行自動聚焦(AF)之相位差偵測像素之複數個像素，其中各相位差偵測像素包含一晶片上透 鏡、與該晶片上透鏡相比形成於一較低層上之一光電轉換區段及阻斷光到達該光電轉換區段之一部分之一光阻斷膜，且其中在相位差偵測像素中之複數個預定相位差偵測像素中，形成晶片上透鏡及光阻斷膜，以具有不同於對應於該等預定相位差偵測像素之配置之出射光瞳校正量之偏差量；一透鏡，其引起物件光入射於該成像器件上；一相位差偵測區段，其藉由使用相位差偵測像素之輸出之間之差執行相位差偵測；一相位差校正區段，其藉由使用預先獲得之預定相位差偵測像素之輸出來校正經偵測之相位差；及一透鏡控制區段，其根據該等經校正之相位差控制透鏡之驅動。
電子裝置可進一步包含一光源，該光源發射具有一特定圖案之光。相位差校正區段可藉由使用對應於該光源之一波長之校正參數來校正經偵測之相位差。
相位差偵測像素可安置於一影像輸出區域內部，在該影像輸出區域中安置有包含於複數個像素中且用於產生一影像之成像像素。該電子裝置可進一步包含一缺陷校正區段，該缺陷校正區段藉由使用預先獲得之預定相位差偵測像素之輸出來校正該等預定相位差偵測像素之輸出。
根據本發明技術之一進一步實施例，提供一種用於一電子裝置之透鏡控制方法，該電子裝置包含：一成像器件，其具有包含用於透過相位差偵測執行自動聚焦(AF)之相位差偵測像素之複數個像素，其中各相位差偵測像素包含一晶片上透鏡、與該晶片上透鏡相比形成於一較低層上之一光電轉換區段及阻斷光到達該光電轉換區段之一部分之一光阻斷膜，且其中在相位差偵測像素中之複數個預定相位差偵測像素中，形成晶片上透鏡及光阻斷膜，以具有不同於對應於該等預定相位差偵測像素之配置之出射光瞳校正量之偏差量；及一透鏡，其引起物件光入射於該成像器件上。用於該電子裝置之該透鏡控制方法包 含：藉由使用相位差偵測像素之輸出之間之差執行相位差偵測；藉由使用預先獲得之預定相位差偵測像素之輸出來校正經偵測之相位差；及根據該等經校正之相位差控制透鏡之驅動。
根據本發明技術之一進一步實施例，提供一種成像模組，其包含：一成像器件，其具有包含用於透過相位差偵測執行自動聚焦(AF)之相位差偵測像素之複數個像素，其中各相位差偵測像素包含一晶片上透鏡、與該晶片上透鏡相比形成於一較低層上之一光電轉換區段及阻斷光到達該光電轉換區段之一部分之一光阻斷膜，且其中在相位差偵測像素中之複數個預定相位差偵測像素中，形成晶片上透鏡及光阻斷膜，以具有不同於對應於該等預定相位差偵測像素之配置之出射光瞳校正量之偏差量；一透鏡，其引起物件光入射於該成像器件上；及一光學濾光器，其形成於該成像器件與該透鏡之間。根據藉由使用預先獲得之預定相位差偵測像素之輸出所獲得之相位差特性來形成該透鏡及該光學濾光器。
根據本發明技術之一實施例，在相位差偵測像素中之複數個預定相位差偵測像素中，形成晶片上透鏡，以具有不同於對應於該等預定相位差偵測像素之配置之出射光瞳校正量之偏差量。
根據本發明技術之一進一步實施例，提供一種包括一像素區域之固態成像器件，該像素區域包含配置成一個二維矩陣圖案之複數個像素，其中該複數個像素之至少一些係包含安置於一半導體基板上之一光電轉換區段及安置於該光電轉換區段之一部分上方之一光阻斷膜之相位差偵測像素，且其中定位於像素區域之一周邊處之一相位差偵測像素之光阻斷膜之一部位係不同於定位於該像素區域之一中心部分中之一相位差偵測像素之光阻斷膜之一部位。
根據本發明技術之一進一步實施例，提供一種包括一透鏡及一固態成像器件之電子裝置，其中該固態成像器件包含具有配置成一個 二維矩陣圖案之複數個像素之一像素區域，其中該複數個像素之至少一些係包含安置於一半導體基板上之一光電轉換區段及安置於該光電轉換區段之一部分上方之一光阻斷膜之相位差偵測像素，且其中定位於像素區域之一周邊處之一相位差偵測像素之光阻斷膜之一部位係不同於定位於像素區域之一中心部分中之一相位差偵測像素之光阻斷膜之一部位。
在一些例項中，中心部分包括定位於像素區域之一周邊處之一中心部分；替代性地或此外，該中心部分包括定位於像素區域之一中心部分處之一中心部分。
相位差偵測像素之各者可包含安置於光阻斷膜上方之一晶片上透鏡，相位差偵測像素可安置於像素區域之一非成像區域中，且相位差偵測像素之群組可定位於一或多個非成像區域中，該一或多個非成像區域定位於像素區域之一側處。
一些相位差偵測像素之晶片上透鏡及光阻斷膜可不經受出射光瞳校正；然而，複數個像素中除相位差偵測像素以外之一些像素之晶片上透鏡經受出射光瞳校正。
相位差偵測像素之晶片上透鏡及光阻斷膜可經受出射光瞳校正。
一第一相位差偵測像素之一光阻斷膜可經配置以阻斷在該第一相位差偵測像素之一左側之光，且一第二相位差偵測像素之一光阻斷膜可經配置以阻斷在該第二相位差偵測像素之一右側之光。
特定言之，對應於一第一部位中之一像素之一透鏡之出射光瞳校正量係不同於施加至該第一部位中之一相位差偵測像素之一透鏡之出射光瞳校正量。
在一些例項中，至少一相位差偵測像素具有複數個光電轉換區段。
根據本發明技術之一實施例，甚至在存在一製造變動時，仍可防止AF之精確度降低。
121‧‧‧半導體基板(矽基板)
122‧‧‧光電二極體
123‧‧‧光阻斷膜
124‧‧‧彩色濾光器
125‧‧‧晶片上透鏡
150‧‧‧成像器件
160‧‧‧成像器件
201‧‧‧大晶片上透鏡
202‧‧‧小晶片上透鏡
211-1‧‧‧光電二極體
211-2‧‧‧光電二極體
300‧‧‧電子裝置
301‧‧‧透鏡
302‧‧‧光學濾光器
303‧‧‧成像器件
304‧‧‧A/D轉換區段
305‧‧‧箝位區段
306‧‧‧校正參數計算區段
307‧‧‧記憶體
308‧‧‧相位差偵測區段
309‧‧‧相位差校正區段
310‧‧‧透鏡控制區段
311‧‧‧缺陷校正區段
312‧‧‧解馬賽克區段
313‧‧‧線性矩陣(LM)/白平衡(WB)/加瑪校正區段
314‧‧‧照度色度信號產生區段
315‧‧‧介面(I/F)區段
330‧‧‧固態成像器件
331‧‧‧單一半導體晶片
332‧‧‧像素區域
333‧‧‧控制電路
334‧‧‧邏輯電路
340‧‧‧固態成像器件
341‧‧‧第一半導體晶片區段
342‧‧‧第二半導體晶片區段
343‧‧‧像素區域
344‧‧‧控制電路
345‧‧‧邏輯電路
350‧‧‧固態成像器件
351‧‧‧第一半導體晶片區段
352‧‧‧第二半導體晶片區段
353‧‧‧像素區域
354‧‧‧控制電路
355‧‧‧邏輯電路
400‧‧‧電子裝置
401‧‧‧自動聚焦(AF)成像器件
402‧‧‧成像器件
403‧‧‧A/D轉換區段
404‧‧‧箝位區段
500‧‧‧數位單透鏡反射相機(簡稱為相機)
510‧‧‧相機主體
511‧‧‧可互換式透鏡(簡稱為透鏡)
521‧‧‧座架區段
522‧‧‧透鏡交換按鈕
523‧‧‧握柄區段
524‧‧‧模式設定撥盤
525‧‧‧控制值設定撥盤
526‧‧‧快門按鈕
600‧‧‧膠囊內視鏡
610‧‧‧罩殼
611‧‧‧相機(超小型相機)
611a‧‧‧成像器件
611b‧‧‧光源
612‧‧‧記憶體
613‧‧‧無線傳輸器
614‧‧‧天線
615‧‧‧中央處理單元(CPU)
616‧‧‧線圈(磁力/電流轉換線圈)
617‧‧‧磁(舌簧)開關/舌簧開關
630‧‧‧光
700‧‧‧成像模組
711‧‧‧成像器件
712‧‧‧光學濾光器
713‧‧‧透鏡
800‧‧‧3D感測器
801‧‧‧深度資訊校正區段
802‧‧‧深度資訊計算區段
A‧‧‧不規則產品/斜率
B‧‧‧不規則產品/像素/斜率
Beta、Beta'、Beta"‧‧‧校正係數
C‧‧‧斜率
Cb‧‧‧色差信號/照度色度信號
Cr‧‧‧色差信號/照度色度信號
D‧‧‧斜率
Eta、Omega‧‧‧校正參數
G‧‧‧像素
L1‧‧‧光束/入射光
L2‧‧‧光束
L3‧‧‧光束
L4‧‧‧光束
L5‧‧‧光束/入射光
P1‧‧‧相位差偵測像素/像素
P2‧‧‧相位差偵測像素/像素
P3‧‧‧相位差偵測像素
P4‧‧‧相位差偵測像素
Pa‧‧‧監測像素
Pb‧‧‧監測像素
Pc‧‧‧監測像素
R‧‧‧像素
RAW‧‧‧資料
RGB‧‧‧電信號/資料/原色
S101‧‧‧步驟
S102‧‧‧步驟
S103‧‧‧步驟
S104‧‧‧步驟
S105‧‧‧步驟
S106‧‧‧步驟
S107‧‧‧步驟
S108‧‧‧步驟
S201‧‧‧步驟
S202‧‧‧步驟
S203‧‧‧步驟
S204‧‧‧步驟
S205‧‧‧步驟
S206‧‧‧步驟
S207‧‧‧步驟
S208‧‧‧步驟
S301‧‧‧步驟
S302‧‧‧步驟
S303‧‧‧步驟
S304‧‧‧步驟
S305‧‧‧步驟
S306‧‧‧步驟
S401‧‧‧步驟
S402‧‧‧步驟
S403‧‧‧步驟
S404‧‧‧步驟
S405‧‧‧步驟
S406‧‧‧步驟
S407‧‧‧步驟
S408‧‧‧步驟
Y‧‧‧照度信號/照度色度信號
[圖1]
圖1係繪示一成像器件之像素配置之一圖式。
[圖2]
圖2係繪示相位差偵測像素之一結構實例之一截面視圖。
[圖3]
圖3係繪示成像器件之像素配置之一圖式。
[圖4]
圖4係繪示相位差偵測像素之結構實例之一截面視圖。
[圖5]
圖5係繪示相位差偵測像素之相位差特性之一圖式。
[圖6]
圖6係繪示相位差偵測像素之相位差特性之一圖式。
[圖7]
圖7係繪示在相關技術中之相位差偵測之校正之一圖式。
[圖8]
圖8係繪示相對於一相位差之焦點偏差量之一圖式。
[圖9]
圖9係繪示根據本發明技術之成像器件之一組態實例之一圖式。
[圖10]
圖10係繪示根據本發明技術之成像器件之另一組態實例之一圖式。
[圖11]
圖11係繪示監測像素之相位差特性之一圖式。
[圖12]
圖12係繪示監測像素之相位差特性之實際經量測資料之一圖式。
[圖13]
圖13係繪示晶片上透鏡之形狀之一圖式。
[圖14]
圖14係繪示光阻斷膜之光阻斷圖案之一圖式。
[圖15]
圖15係繪示根據本發明技術之成像器件之一進一步組態實例之一圖式。
[圖16]
圖16係繪示相位差偵測像素之另一結構實例之一截面視圖。
[圖17]
圖17係繪示根據本發明技術之一電子裝置之一組態實例之一方塊圖。
[圖18]
圖18係繪示根據本發明技術之一固態成像器件之一基本示意組態之一圖式。
[圖19]
圖19係繪示一相位差AF程序之一流程圖。
[圖20]
圖20係繪示一校正參數之計算之一圖式。
[圖21]
圖21係繪示基於校正參數來校正一相位差之一圖式。
[圖22]
圖22係繪示一成像程序之一流程圖。
[圖23]
圖23係繪示成像像素之一入射角相依特性之一圖式。
[圖24]
圖24係繪示根據本發明技術之電子裝置之另一組態實例之一方塊圖。
[圖25]
圖25係繪示根據本發明技術之一成像裝置之外觀之一組態之一圖式。
[圖26]
圖26係繪示其中存在變動之相位差特性之一圖式。
[圖27]
圖27係繪示成像裝置之相位差AF程序之一流程圖。
[圖28]
圖28係繪示根據本發明技術之一膠囊內視鏡之外觀之一組態之一圖式。
[圖29]
圖29係繪示藉由一光源發射之光之一圖案之一實例之一圖式。
[圖30]
圖30係繪示膠囊內視鏡之一攝影程序之一流程圖。
[圖31]
圖31係繪示一成像模組之一組態實例之一圖式。
[圖32]
圖32係繪示根據本發明技術之一3D感測器之一組態實例之一方塊圖。
在下文中，將參考附圖描述本發明技術之一實施例。將按以下順序給出描述：1.在相關技術中之成像器件及其等之問題；2.關於本發明技術之成像器件；及3.關於本發明技術之配備有成像器件之電子裝置。
<1.相關技術中之成像器件之問題>
[其上不執行出射光瞳校正之成像器件]
圖1繪示能夠執行相位差偵測之一普通成像器件之一像素配置。
如圖1中所展示，在該成像器件中，如藉由白色正方形指示之複數個成像像素配置成一個二維矩陣。該等成像像素係由R像素、G像素及B像素形成且該等像素係規則地配置成拜耳(Bayer)圖案。即，像素之一規則配置包含將該等像素配置成一拜耳圖案。
此外，在配置成一個二維配置之矩陣之複數個成像像素中，如藉由黑色正方形指示之複數個相位差偵測像素分佈於此一配置內。該等相位差偵測像素係藉由在特定部位處取代成像器件中之一些成像像素而規則地配置成一預定圖案。如圖1中所繪示，由相位差偵測像素P1及P2取代兩個G像素。
圖2繪示圖1之相位差偵測像素之一截面視圖。在圖2中，相位差偵測像素P1及P2係彼此鄰近而安置；然而，如圖1中額外展示，預定數目個成像像素插入於相位差偵測像素之間。
如圖2之相位差偵測像素P1及P2所繪示，光電二極體122或光電轉換區段形成於一半導體基板(矽基板)121上。在該半導體基板121上方，一光阻斷膜123及彩色濾光器124形成於相同層中且晶片上透鏡125形成於該光阻斷膜123及該等彩色濾光器124上方之一層上。
如圖2中所繪示，相位差偵測像素P1及P2經組態使得阻斷在該像素P1之左側上之光及阻斷在該像素P2之右側上之光。此外，根據各像 素配置，可阻斷在其之上側及其之下側之光。替代性地或此外，可阻斷斜入射光。
根據本發明技術之至少一些實施例，出射光瞳校正係其中假定光之進入角輸入至光電轉換區域則針對各像素部位改變及修改晶片上透鏡及/或彩色濾光器之位置(例如，諸如一光電二極體等之經組態以執行光電轉換之元件之位置)之校正。換言之，出射光瞳校正使晶片上透鏡之一光學中心偏離光電二極體122之一中心；即，晶片上透鏡之該光學中心及光電二極體122之該中心係不同圓心的。在成像器件之周邊中，此偏差可大於或小於該成像器件之中心部分中。在圖2之相位差偵測像素P1及P2之各者中，並未執行所謂之出射光瞳校正。
[執行出射光瞳校正之成像器件]
圖3展示能夠執行相位差偵測之普通成像器件中之一像素配置之另一實例。
如圖1中，在圖3之成像器件中，在配置成一個二維矩陣之複數個成像像素內，根據一預定分佈配置複數個相位差偵測像素，如藉由黑色正方形指示。在圖3之實例中，由相位差偵測像素P1及P2取代實質上處於像素區域之中心處之兩個G像素。此外，由相位差偵測像素P3及P4取代處於像素區域之周邊(圖中之左側)之兩個G像素。
圖4繪示圖3之相位差偵測像素之一截面視圖。
如上文所描述，因為相位差偵測像素P1及P2實質上定位於像素區域之中心處，所以在此位置中，對於來自成像透鏡(圖中未展示)之主要光線之入射角係0度。因此，在相位差偵測像素P1及P2中，不執行出射光瞳校正。
相比而言，因為相位差偵測像素P3及P4定位於像素區域之周邊處，所以在此位置中，對於來自成像透鏡之主要光線之入射角係根據透鏡設計之一預定角。因此，在相位差偵測像素P3及P4中，根據該入 射角執行出射光瞳校正。
參考圖5，提供關於在改變關於入射於相位差偵測像素P1及P2上之光之入射角且不執行出射光瞳校正時之像素輸出之一描述。
如圖5之上部分中所展示，來自五個方向之光束L1至L5係入射於相位差偵測像素P1及P2上。圖5之下部分上之圖表繪示此時相位差偵測像素P1及P2之像素輸出。
在圖5之下部分上之圖表中，水平軸指示光束L1至L5之入射角，且垂直軸指示相位差偵測像素P1及P2之像素輸出。此外，實線指示相位差偵測像素P1之像素輸出，且虛線指示相位差偵測像素P2之像素輸出。
如該圖表中所展示，其中阻斷左側上之光之相位差偵測像素P1之輸出係在入射光之角在左側(反向側)上時較大，且其中阻斷右側上之光之相位差偵測像素P2之輸出係在右側(正向側)上時較大。即，如在入射光L1中，當在反方向上之入射光之一角分量為大時，相位差偵測像素P1之輸出係大於相位差偵測像素P2之輸出。此外，如在入射光L5中，當在正方向上之入射光之一角分量為大時，相位差偵測像素P2之輸出係大於相位差偵測像素P1之輸出。
相對於在相位差偵測像素對中之入射光之入射角之各自相位差偵測像素之此像素輸出在下文中稱為相位差特性。
然而，歸因於在形成各像素之光阻斷膜及晶片上透鏡時在微影中之一未對準或在半導體程序中模組化成像器件時在成像透鏡中之一未對準，相位差偵測像素P1及P2之相位差特性可呈現如圖6中所展示之特性。
在圖6中所展示之相位差特性中，與圖5相比較，相位差偵測像素P1之輸出與相位差偵測像素P2之輸出之間之交點係沿著正方向偏移至一角。即，歸因於上文提及之製造變動，甚至在實質上處於像素區 域之中心處之相位差偵測像素P1與P2之間仍出現敏感度偏差。
相比而言，藉由施加一增益至基於製造變動之像素輸出之間之差來執行校正之一方法揭示於(例如)日本未經審核專利公開申請案第2010-49209號中。明確言之，藉由施加一增益至自圖6中所展示之相位差特性獲得之差(即，一預定角範圍內之相位差偵測像素P1及P2之輸出之整數值之間之差，在該預定角範圍內入射角0係處於中心使得該等整數值之間之差相同)，可獲得圖7中所展示之特性。此處，該預定角範圍係藉由成像透鏡之光圈值及類似者判定且指示入射光之入射角之一範圍。此外，當在該角範圍中之相位差偵測像素之輸出經整合時，可藉由加權針對各角之輸出而執行該整合。
在圖7之上部分中所展示之特性中，藉由影線指示在預定角範圍中之相位差偵測像素P2之輸出之整數值。在圖7之下部分中所展示之特性中，藉由影線指示在預定角範圍中之相位差偵測像素P1之輸出之整數值。根據該方法，圖7中所展示之整數值係相等的，但各自指示相位差偵測像素P1及P2之輸出之曲線之形狀係完全不同於圖5中所展示之形狀。
在基於相位差偵測來計算焦點偏差量之AF技術中，相位差偵測特性及之一交點各自指示其中阻斷左側上之光之像素及其中阻斷右側上之光之像素之輸出之曲線之分離狀態係重要的。
例如，在一失焦狀態中，當在正方向上之入射光之角分量變大時，其中阻斷左側上之光之像素之輸出與阻斷右側上之光之像素之輸出之間之差取決於指示各自輸出之曲線之分離狀態及斜率而改變。即，如日本未經審核專利公開申請案第2010-49209號中所揭示之方法，藉由校正輸出之間之差，如圖8中所展示，相對於相位差之焦點偏差量可以一預定比率發生。
在圖8中，與一正常產品相比較，不規則產品A具有相對於相位 差之一小量之焦點偏差。相比而言，與一正常產品相比較，不規則產品B具有相對於相位差之一大量之焦點偏差。即，在不規則產品A及不規則產品B中，甚至在偵測到一相位差時，仍可預測聚焦量之一偏移以達成適當聚焦。因此，在基於相位差偵測之AF控制中，有必要結合如相關技術中所描述之一對比方法執行該AF控制。
此外，藉由改變在相同相位差偵測像素P1及P2中之入射光之入射角獲得上文提及之相位差特性。因此，在其中安裝成像透鏡之一狀態中，來自該成像透鏡之光之入射角經固定且因此難以獲得相位差特性。
因此，在下文中，將提供關於甚至當安裝成像透鏡時仍能夠獲得相位差偵測像素之相位差特性之一成像器件之一描述；此外，該描述亦將可應用於甚至在可存在製造變動時仍能夠校正相位差特性之一成像器件。
<2.關於本發明技術之成像器件>
<成像器件之組態實例>
圖9繪示根據本發明技術之一成像器件之一實例。
在圖9之上部分中，展示成像器件150之一例示性像素配置。
在該成像器件150中，如展示般配置產生用於在自一物件接收之光之基礎上產生一影像之一信號之一像素(成像像素)及產生經利用以基於相位差之偵測執行AF之一信號之一像素(相位差偵測像素)。
明確言之，在成像器件150中，複數個成像像素配置成一個二維矩陣。各成像像素係由規則地配置成拜耳圖案之一R像素、一G像素及一B像素形成。
在成像器件150中，在配置成一個二維矩陣之複數個成像像素內，複數個相位差偵測像素係根據一預定分佈配置。即，該等相位差偵測像素係藉由取代該成像器件150中之特定成像像素而規則地配置 成一特定圖案。
此外，相位差偵測像素可不規則地配置於成像器件150中。當相位差偵測像素係規則地配置時，可易於執行信號處理(諸如缺陷校正)，如稍後將描述。當相位差偵測像素係不規則地配置時，基於缺陷校正之一假影亦變得不規則且因此其之可見度之退化可發生(可使相位差偵測像素較不明顯)。
成像器件150中配置有像素之區域係分成一影像輸出區域及一非影像輸出區域。配置於該影像輸出區域中之像素之輸出係用於產生一影像，而配置於該非影像輸出區域中之像素之輸出不用於產生一影像。
如圖9之上部分中所展示，在成像器件150中之影像輸出區域上方及下方之側中之非影像輸出區域中，相位差偵測像素對係沿著該圖之水平方向配置。此處，配置於該非影像輸出區域中之該等相位差偵測像素在下文中適當地稱為監測像素。
圖9之下部分繪示配置於影像輸出區域下方之一側上之非影像輸出區域中之監測像素對Pa、Pb及Pc(在下文中簡稱為監測像素Pa、Pb及Pc)之一截面視圖。
如圖9之下部分中所展示，在監測像素Pa、Pb及Pc中，作為光電轉換區段之光電二極體122形成於半導體基板(矽基板)121上。在該半導體基板121上方，光阻斷膜123及彩色濾光器124形成於相同層中，且晶片上透鏡125形成於該光阻斷膜123及該等彩色濾光器124上方之層上。
在監測像素Pa、Pb及Pc中，形成光阻斷膜123、彩色濾光器124及晶片上透鏡125，以具有不同於對應於該等監測像素Pa、Pb及Pc之各自位置之出射光瞳校正量的偏差量。即，晶片上透鏡之光學中心與光電二極體122之中心彼此偏離；此偏差係不同於對應於該等監測像 素Pa、Pb及Pc之該等各自部位之出射光瞳校正所預期的偏差量。明確言之，在監測像素Pa、Pb及Pc中，光阻斷膜123、彩色濾光器124及晶片上透鏡125不根據出射光瞳校正來組態及/或經受出射光瞳校正。
此處，當成像透鏡安裝於成像器件150上時，具有不同入射角之入射光束係入射於監測像素Pa、Pb及Pc上。即，獲得與在如參考圖5所描述之其等上不執行出射光瞳校正之相位差偵測像素上之入射光束之入射角時之像素輸出相同之一輸出，作為該等監測像素Pa、Pb及Pc之輸出。
因此，根據成像器件150，甚至在成像透鏡安裝於該成像器件150上時，仍可獲得如圖5之下部分中所展示之相位差特性。
如成像器件150中，藉由沿著水平方向(右-左方向)配置其中不執行出射光瞳校正之相位差偵測像素，可獲得對應於自成像透鏡入射之光之入射角的相位差特性。然而，在其中入射光束以全視角(成像器件之感測器的整個表面)觀看實質上平行(例如，入射角小於5度)之成像透鏡的情況中，可獲得在+/-5度之一角範圍內的相位差特性。因此，參考圖10，將描述用於解決此問題之一成像器件之組態。
<成像器件之另一組態實例>
圖10展示根據本發明技術之成像器件之另一實例。
在圖10之上部分中，展示一成像器件160之像素配置之一實例。
圖10之該上部分中之該成像器件160之像素配置不同於圖9之上部分中之成像器件150之像素配置，其不同之處在於，監測像素不提供於影像輸出區域上方及下方之側上之非影像輸出區域中。而是，監測像素提供於在影像輸出區域之右邊及左邊之側上之非影像輸出區域中。
圖10之下部分繪示在影像輸出區域之左邊之側上之非影像輸出區域中配置於彼此附近之監測像素Pa、Pb及Pc之一截面視圖。
展示於圖10中之下部分中之監測像素Pa、Pb及Pc之各組態係類似於圖9之下部分且因此將省略詳細描述。
同樣地，在圖10之下部分中所展示之監測像素Pa、Pb及Pc中，形成光阻斷膜123、彩色濾光器124及晶片上透鏡125，以具有不同於對應於該等監測像素Pa、Pb及Pc之各自位置之出射光瞳校正量之偏差量。即，晶片上透鏡125、彩色濾光器124之光學中心與光電二極體122之中心彼此偏離；此偏差不同於對應於該等監測像素Pa、Pb及Pc之各自部位之出射光瞳校正所預期之偏差量。例如，晶片上透鏡125、彩色濾光器124之光學中心與光電二極體122之中心係不同圓心；即，可能不共用相同中心。明確言之，在監測像素Pa、Pb及Pc中，光阻斷膜123、彩色濾光器124及晶片上透鏡125經受基於不同於對應於該等監測像素Pa、Pb及Pc之各自配置之出射光瞳校正量之校正量之出射光瞳校正。
更明確言之，監測像素Pb經受基於對應於監測像素之一配置之出射光瞳校正量之出射光瞳校正。監測像素Pa經受基於小於對應於該配置之該出射光瞳校正量之校正量之出射光瞳校正。監測像素Pc經受基於大於對應於該配置之該出射光瞳校正量之校正量之出射光瞳校正。
此處，當成像透鏡安裝於成像器件160上時，具有實質上相同入射角之入射光束係分別入射於監測像素Pa、Pb及Pc上，但經受不同量之出射光瞳校正；即，施加至Pa、Pb及Pc之出射光瞳校正量係彼此不同。因此，獲得至相位差偵測像素上之入射光束之入射角之像素輸出作為監測像素Pa、Pb及Pc之輸出。
圖11展示圖10之監測像素Pa、Pb及Pc之各自組之相位差特性。在圖11之左側上，展示監測像素Pa之相位差特性。在圖11之中心處，展示監測像素Pb之相位差特性。在圖11之右側上，展示監測像素Pc之 相位差特性。
自圖10之監測像素Pa、Pb及Pc，可獲得僅預定角(例如，30度及類似者)之輸出作為像素輸出，該等預定角係藉由圖11中所展示之各自組之相位差特性中之輪廓箭頭指示且係取決於成像透鏡已被設計之入射角而判定。因此，藉由取樣經受基於彼此不同之校正量之出射光瞳校正之相位差偵測像素之輸出，可獲得像素輸出之相位差特性曲線。
因此，根據成像器件160，甚至在成像透鏡安裝於該成像器件160上時，仍可獲得如圖5之下部分中所展示之相位差特性。
圖12描繪上文提及之監測像素之相位差特性之實際經量測資料。
在圖12之上部分中，如參考圖9所描述，展示在具有彼此不同之入射角之入射光束入射於其等上不執行出射光瞳校正之相位差偵測像素(監測像素)上時獲得之相位差特性。此外，在圖12之下部分中，如參考圖10所描述，展示在具有固定入射角之入射光束入射於其等上執行基於彼此不同之校正量之出射光瞳校正之相位差偵測像素(監測像素)上時獲得之相位差特性。
如圖12中所展示，各自組之相位差特性之曲線具有實質上相同形狀。即，形成預定數目個監測像素，以具有不同於各自類型之配置之出射光瞳校正量之偏差量。因此，取樣像素輸出以獲得相位差特性。藉此，可在成像器件中分類非缺陷產品/缺陷產品。
[晶片上透鏡之形狀]
如上文所描述，在圖10中所展示之成像器件160中，監測像素經受基於不同於對應於各自類型之配置之出射光瞳校正量之校正量之出射光瞳校正。因此，在成像器件160中，如圖13之左側中所展示，在晶片上透鏡之間、在安置於其中偏移出射光瞳校正量之一區域(出射 光瞳校正量偏移區域)中之監測像素與鄰近於該等監測像素且經受基於適當量之校正之出射光瞳校正之像素之間可存在間隙。在此一例項中，可存在透鏡之形狀之一塌縮(collapse)。
如上文所描述，擔心晶片上透鏡之間之間隙之存在及透鏡形狀之塌縮可引起監測像素與鄰近像素之間之混色；因此，自監測像素獲得之相位差特性可退化。
因此，在監測像素與鄰近於其等之像素之間之邊界處，修改晶片上透鏡之形狀。明確言之，如圖13之中心處所展示，藉由形成其中組合鄰近於監測像素之像素之晶片上透鏡及鄰近於該等像素(該等像素鄰近於監測像素)之像素之晶片上透鏡之大晶片上透鏡201，減小及/或防止該等晶片上透鏡之間之間隙，使得透鏡形狀之一塌縮不發生。此外，如圖13之右側中所展示，藉由形成在晶片上透鏡之間之間隙中之小晶片上透鏡202及進一步減小其中形狀之塌縮發生之鄰近像素之晶片上透鏡之尺寸，減小及/或防止該等晶片上透鏡之間之間隙，使得透鏡形狀之一塌縮不發生。
藉由防止監測像素與鄰近像素之間之混色，可穩定自該等監測像素獲得之相位差特性。
[光阻斷膜之光阻斷圖案]
在以上描述中及在根據本發明技術之成像器件中，相位差偵測像素對P1及P2經組態使得如圖14之左側中所展示阻斷在該像素P1之左側及該像素P2之右側上之光。但是，根據各像素配置，如圖14之中心處所展示可阻斷在其之上側及其之下側之光，且如圖14之右側中所展示可阻斷斜入射光。
此處，當監測像素Pa、Pb及Pc經組態使得如圖14之中心處所展示阻斷在上側及下側之光時，(例如)監測像素配置於在圖9之成像器件150中之影像輸出區域之右邊及左邊之側上之非影像輸出區域中， 及監測像素配置於圖10之成像器件160中之影像輸出區域之上方及下方之側上之非影像輸出區域之中心之附近。
此外，當監測像素Pa、Pb及Pc經組態使得如圖14之右側中所展示阻斷斜入射光時，(例如)監測像素係如圖15中所繪示配置於非影像輸出區域中之部位中，該等部位係整個像素區域之相對隅角。
在上文提及之描述中，使用包括其中如在左側光阻斷及右側光阻斷中般阻斷光到達彼此不同之部分之像素(光阻斷像素)之間之輸出之一差之一相位差。然而，當一像素係一光阻斷像素時，獲得相位差。因此，光阻斷像素(例如其中阻斷在左側上之光之像素)與不阻斷光之成像像素之間之一差可用作相位差。
<相位差偵測像素之另一結構實例>
在本發明技術中，相位差偵測像素可採用除圖9之下部分及圖10之上部分中所展示之結構以外之一結構。
圖16繪示本發明技術之相位差偵測像素(包含監測像素)之另一結構實例之一截面視圖。
在圖16中所展示之相位差偵測像素中，作為光電轉換區段之光電二極體211-1及211-2形成於半導體基板121上。在該半導體基板121上方，光阻斷膜123及彩色濾光器124形成於相同層中且晶片上透鏡125形成於該光阻斷膜123及該等彩色濾光器124上方之層上。此外，該光阻斷膜123形成於鄰近像素之間之邊界部分處且不阻斷光電二極體211-1及211-2中之光。
展示於圖16中之各相位差偵測像素包含一晶片上透鏡125、形成於該晶片上透鏡125下方之層中之彩色濾光器124及光電二極體211-1及211-2。形成在光接收表面上分離(分離形成)之該等光電二極體211-1及211-2。
當根據本發明技術之成像器件包含具有如圖16中所展示之結構 之相位差偵測像素時，使用光電二極體211-1之輸出與光電二極體211-2之輸出之間之經偵測差執行相位差偵測程序。
當監測像素具有如圖16中所展示之一結構時，形成晶片上透鏡125，以具有不同於對應於該等監測像素之配置之出射光瞳校正量之偏差量。即，可形成該等晶片上透鏡125之光學中心使得該光學中心偏離該等監測像素之中心。
根據此一結構，不阻斷入射於光電二極體211-1及211-2上之光且因此可減小入射光量之損耗。
[監測像素之配置]
在以上描述中，監測像素配置於成像器件中之非影像輸出區域中，但可配置於影像輸出區域內部。
藉此，可使非影像輸出區域變窄且可減小晶片尺寸。此外，可獲得在該區域(自該區域輸出經利用以產生一影像之信號)中之相位差特性。
自上文提及之成像器件之監測像素獲得之相位差特性可用於校正在執行AF時偵測之一相位差。
因此，在下文中，將提供在自監測像素獲得之相位差特性之基礎上校正藉由相位差偵測之經偵測之相位差之一電子裝置之一組態之一描述。
<3.關於本發明技術之配備有成像器件之電子裝置>
<電子裝置之組態實例>
圖17係繪示根據本發明技術之一電子裝置之一實例之一圖式。該電子裝置300係藉由執行相位差偵測類型之AF(相位差AF)擷取一物件之一影像及輸出該物件之該影像作為一電信號之一裝置。該電子裝置300形成為(例如)一精巧數位相機、一數位單透鏡反射相機、具有一成像功能之一可攜式終端機(諸如一智慧型電話(多功能行動電 話))、一內視鏡或類似者。
電子裝置300包含一透鏡301、一光學濾光器302、一成像器件303、一A/D轉換區段304、一箝位區段305、一校正參數計算區段306、記憶體307、一相位差偵測區段308、一相位差校正區段309、一透鏡控制區段310、一缺陷校正區段311、一解馬賽克區段312、一線性矩陣(LM)/白平衡(WB)/加瑪(gamma)校正區段313、一照度色度信號產生區段314及一介面(I/F)區段315。
透鏡301調整入射於成像器件303上之物件光之焦距。在該透鏡301之後，提供調整入射於成像器件303上之物件光之量之一孔徑光闌(圖中未展示)。透鏡301之特定組態係任意的且(例如)該透鏡301可由複數個透鏡形成。
透射穿過透鏡301之物件光係透過形成為(例如)透射除紅外光以外之光之一IR截止濾光器或類似者之光學濾光器302入射於成像器件303上。
根據本發明技術，成像器件303對應於上文提及之成像器件150或成像器件160且包含具有光電地轉換物件光之光電轉換元件(諸如光電二極體)之複數個像素(成像像素、相位差偵測像素及監測像素)。各像素將物件光轉換成一電信號且將該電信號供應至A/D轉換區段304。
成像器件303連同實施A/D轉換區段304、箝位區段305、相位差偵測區段308及相位差校正區段309之一信號處理電路構成根據本發明技術之一固態成像器件。如稍後所描述，該固態成像器件可形成為一單晶片模組且該成像器件303及該信號處理電路可形成為分離晶片。此外，該信號處理電路可包含校正參數計算區段306及記憶體307。
根據本發明技術之固態成像器件可為(例如)傳遞藉由使用稱為一電荷耦合器件(CCD)之一電路元件自光產生之電荷以使光電轉換元件 讀取該電荷之一CCD影像感測器。根據本發明技術之固態成像器件可為(例如)使用一互補金屬氧化物半導體(CMOS)且具有用於各單元胞之一放大器之一CMOS影像感測器。
A/D轉換區段304將自成像器件303供應之一RGB電信號(類比信號)轉換成數位資料(影像資料)。該A/D轉換區段304供應作為數位資料之影像資料(RAW資料)至箝位區段305。
箝位區段305自影像資料減去一黑色位準，該黑色位準係以其判定色彩係黑色之一位準。該箝位區段305供應在自其等減去黑色位準之影像資料片段(像素值)中之自監測像素輸出之資料至校正參數計算區段306。此外，該箝位區段305供應自相位差偵測像素輸出之影像資料(像素值)至相位差偵測區段308且供應一影像資料片段(自該影像資料片段減去黑色位準且該影像資料片段對應於全部像素)至缺陷校正區段311。
即，在相位差偵測中，僅使用相位差偵測像素之輸出。然而，當產生一影像時，使用成像像素之輸出且亦使用相位差偵測像素之輸出。此處，在相位差偵測像素中，如圖2或圖4中所展示，當在光電轉換區段中之一半部分中藉由光阻斷膜123阻斷光時，相位差偵測像素之輸出係低於成像像素之輸出。因此，如稍後所描述，執行缺陷校正。此外，在相位差偵測像素中，如圖16中所展示，當在光電轉換區段中並未藉由光阻斷膜123阻斷光時，使用相位差偵測像素之輸出。
校正參數計算區段306計算一校正參數，該校正參數係用於在製造成像器件303之後執行之一測試程序或在透鏡301安裝於成像器件303上之後執行之一測試程序中獲得之相位差特性之資料之基礎上校正藉由相位差偵測區段308偵測之相位差。
記憶體307儲存藉由校正參數計算區段306計算之校正參數。
相位差偵測區段308在自箝位區段305供應之影像資料(像素值)之 基礎上執行一相位差偵測程序，以便判定作為待聚焦之一目標之物件(聚焦目標)是否焦點對準。當該物件係在聚焦區域中焦點對準時，相位差偵測區段308將指示焦點對準之狀態之資訊作為一聚焦判定結果供應至透鏡控制區段310。此外，當聚焦目標係失焦或以其他方式焦點未對準時，相位差偵測區段308計算焦點偏差量(失焦量)且將指示經計算之失焦量之資訊作為一聚焦判定結果供應至透鏡控制區段310。
相位差校正區段309藉由使用儲存於記憶體307中之校正參數來校正藉由相位差偵測區段308偵測之相位差。即，相位差偵測區段308供應對應於經校正之相位差之聚焦判定結果至透鏡控制區段310。
透鏡控制區段310控制透鏡301之驅動。明確言之，透鏡控制區段310在自相位差偵測區段308供應之聚焦判定結果之基礎上計算透鏡301之驅動量且根據該經計算之驅動量移動透鏡301。換言之，基於藉由相位差偵測區段308提供之判定結果，透鏡控制區段310計算移動透鏡301使得物件係焦點對準之一量。
例如，當焦點係適當的或以其他方式焦點對準時，透鏡控制區段310維持透鏡301之當前位置。當焦點不適當或以其他方式失焦或焦點未對準時，透鏡控制區段310在聚焦判定結果(該聚焦判定結果指示失焦量及透鏡301之位置)之基礎上計算驅動量且根據該驅動量移動該透鏡301。
缺陷校正區段311對缺陷像素(該等缺陷像素之像素值係錯誤的)(例如，相位差偵測像素)執行像素值校正或缺陷校正。在自箝位區段305供應之影像資料之基礎上執行此缺陷校正。該缺陷校正區段311供應影像資料(對該影像資料執行針對缺陷像素之校正)至解馬賽克區段312。
解馬賽克區段312對來自缺陷校正區段311之RAW資料執行一解 馬賽克程序且藉由執行色彩資訊及類似者之補償而將該RAW資料轉換成RGB資料。該解馬賽克區段312供應經受解馬賽克程序之影像資料(RGB資料)至LM/WB/加瑪校正區段313。
該LM/WB/加瑪校正區段313對來自解馬賽克區段312之RGB資料執行色彩特性之校正。明確言之，該LM/WB/加瑪校正區段313藉由使用一矩陣係數來校正影像資料之各色彩信號以補償原色(RGB)之標準化色度點與一相機之實際色度點之間之一差以確保色彩再現性。此外，LM/WB/加瑪校正區段313藉由設定白色相對於RGB資料之各通道之一值之一增益而調整白平衡。此外，LM/WB/加瑪校正區段313藉由調整影像資料之色彩與輸出器件特性之間之一相對關係而執行一加瑪校正。該LM/WB/加瑪校正區段313供應經校正之影像資料(RGB資料)至照度色度信號產生區段314。
該照度色度信號產生區段314自RGB資料(該RGB資料係自LM/WB/加瑪校正區段313供應)產生一照度信號(Y)及色差信號(Cr及Cb)。該照度色度信號產生區段314產生照度色度信號(Y、Cr及Cb)且接著供應照度信號及色差信號至介面區段315。
該介面區段315輸出經供應之影像資料(照度色度信號)至電子裝置300之外部器件(諸如儲存該影像資料之一儲存器件或顯示該影像資料之一影像之一顯示器件)。
此處，參考圖18，將描述根據本發明技術之固態成像器件之一基本示意組態。
在一第一實例中，展示於圖18之上部分中之固態成像器件330經組態以包含在一單一半導體晶片331中之一像素區域332、一控制電路333及包含上文提及之信號處理電路之一邏輯電路334。
在一第二實例中，展示於圖18之中間處之固態成像器件340包含一第一半導體晶片區段341及一第二半導體晶片區段342。該第一半導 體晶片區段341包含一像素區域343及一控制電路344，且該第二半導體晶片區段342包含一邏輯電路345，該邏輯電路345包含上文提及之信號處理電路。此外，藉由使該第一半導體晶片區段341與該第二半導體晶片區段342彼此電連接，固態成像器件340可經組態為一單一半導體晶片。
在第三實例中，展示於圖18之下部分中之固態成像器件350包含一第一半導體晶片區段351及一第二半導體晶片區段352。該第一半導體晶片區段351包含一像素區域353，且該第二半導體晶片區段352包含一控制電路354及一邏輯電路355(該邏輯電路355包含上文提及之信號處理電路)。此外，藉由使該第一半導體晶片區段351與該第二半導體晶片區段352彼此電連接，固態成像器件350可經組態為一單一半導體晶片。
<關於相位差AF程序>
參考圖19之流程圖，將描述藉由電子裝置300執行之一相位差AF程序。該相位差AF程序係在成像程序(當擷取一物件之一影像時藉由電子裝置300執行該成像程序)之前執行。
首先，在步驟S101中，成像器件303光電轉換各像素之入射光、讀取各像素信號及供應該信號至A/D轉換區段304。
在步驟S102中，A/D轉換區段304 A/D轉換自成像器件303供應之各像素信號且供應該經轉換之信號至箝位區段305。
在步驟S103中，箝位區段305自A/D轉換區段304供應之各像素信號(像素值)減去在提供於有效像素區域外之一光學黑體(OPB)區域中偵測之黑色位準。該箝位區段305供應在自其等減去黑色位準之影像資料片段中之自相位差偵測像素輸出之影像資料(像素值)至相位差偵測區段308。
在步驟S104中，相位差校正區段309讀取預先計算及儲存於記憶 體307中之校正參數。
在步驟S105中，相位差偵測區段308在自箝位區段305供應之影像資料(像素值)之基礎上執行相位差偵測。
接著，在步驟S106中，相位差校正區段309藉由使用讀取校正參數來校正藉由相位差偵測區段308偵測之相位差。
此處，參考圖20，將描述相位差校正。
如上文所描述，在根據本發明技術之成像器件中，甚至在安裝透鏡301時，仍可獲得相位差特性。因此，獲得展示於圖20之上部分中之特性作為一正常產品之相位差特性。同樣地，獲得展示於圖20之下部分中之特性作為一不規則產品之相位差特性。
在圖20中所展示之各組相位差特性中，在角範圍中之相位差偵測像素之輸出之斜率方面，在正常產品與不規則產品之間存在一差，光以該角範圍入射於成像器件上，藉由透鏡301之光圈值及類似者判定該角範圍。在斜率為小之情況下，當藉由焦點偏差引起入射角之一偏置時，在其中阻斷在右側上之光之像素之輸出與其中阻斷在左側上之光之像素之輸出之間存在一小差。即，如圖8中之不規則產品B，與正常產品相比較，相對於相位差之焦點偏差量為大。換言之，當焦點很大程度偏離時，相位差不太可能發生。
在本發明技術中，藉由計算校正係數Beta作為用於校正斜率之一校正參數，校正相對於焦點偏差量之相位差。
在圖20之上部分中所展示之正常產品之相位差特性中，其中阻斷左側上之光之像素之輸出之斜率係稱為一斜率A，且其中阻斷右側上之光之像素之輸出之斜率係稱為一斜率B。同樣地，在圖20之下部分中所展示之不規則產品之相位差特性中，其中阻斷左側上之光之像素之輸出之斜率係稱為一斜率C，且其中阻斷右側上之光之像素之輸出之斜率係稱為一斜率D。
此時，藉由以下表達式(1)及(2)獲得校正係數Beta。
(數學函數1)Beta=(Slope A*Slope B)/(Slope C*Slope D)...(1)
(數學函數2)Beta=(Slope A+Slope B)/(Slope C+Slope D)...(2)
在如上文所描述般計算之校正係數Beta之基礎上，相對於圖8中之不規則產品之焦點偏差量之相位差經校正，以接近於如圖21中所展示之正常產品之相位差。
此外，在本發明技術中，在以下表達式(3)及(4)之基礎上，可計算對於其中阻斷左側上之光之像素之一校正係數Beta'及對於其中阻斷右側上之光之像素之一校正係數Beta"且可使用其等之一組合。
(數學函數3)Beta'=Slope A/Slope C...(3)
(數學函數4)Beta"=Slope B/Slope D...(4)
應注意，各斜率可為一值，如其可為其之一絕對值，且(若需要)可藉由一預定權數予以加權。此外，可根據透鏡301之光圈值及一攝影環境(諸如物件及一光源)調整校正係數Beta。在此情況中，藉由預先將使用對於各光圈值或攝影環境之相位差特性計算之對於各光圈值或攝影環境之斜率(校正參數)儲存於記憶體307中，可調整校正係數Beta。替代性地，藉由透過場景判定適應地使用預定表達式及表格，可調整校正係數Beta。
當如上文步驟S107中所描述般校正相位差時，相位差偵測區段308供應聚焦判定結果至透鏡控制區段310。該聚焦判定結果對應於經校正之相位差。
在步驟S108中，透鏡控制區段310在自相位差偵測區段308供應 之聚焦判定結果之基礎上控制透鏡301之驅動。
根據上文提及之程序，在預先獲得之相位差特性之基礎上，甚至在存在製造變動時，仍可校正相位差及防止AF之精確度降低。
在以上描述中，在相位差AF程序中時，在預先計算之校正參數之基礎上計算校正係數Beta且藉此校正相位差。然而，校正參數計算區段306可預先計算校正係數Beta，且相位差校正區段309可藉由使用該校正係數Beta校正相位差。
此外，透鏡控制區段310除執行上文提及之相位差AF之外亦藉由執行對比AF來控制透鏡301之驅動。例如，當自相位差偵測區段308供應指示焦點偏差量(失焦量)之資訊作為聚焦判定結果時，透鏡控制區段310可判定焦點偏差之方向(焦點是在物件之前還是在物件之後)且可執行在該方向上之對比AF。
此外，在圖10中所展示之成像器件160中，監測像素係按影像高度配置於影像輸出區域之左側及右側上。然而，在各自監測像素之基礎上獲得之校正參數可經平均化及使用且可用於各影像高度。
例如，假定基於安置於影像輸出區域之左側上之監測像素之校正參數係Omega，且基於安置於影像輸出區域之右側上之監測像素之校正參數係Eta。在此情況中，藉由自左側至右側之視角之一改變量，校正參數可自Omega偏移至Eta。
[關於成像程序]
參考圖22之流程圖，將描述由電子裝置300執行之成像程序。
此處，圖22之流程圖之步驟S201至S203的程序係與圖19之流程圖之步驟S101至S103的程序相同，且因此將省略其之描述。此外，在步驟S203中，箝位區段305供應全部像素之影像資料(像素值)至缺陷校正區段311，自該影像資料減去黑色位準。
在步驟S204中，缺陷校正區段311對缺陷像素(該等缺陷像素之像 素值係錯誤的)執行像素值校正(缺陷校正)。此處，在成像器件303中，當監測像素係配置於影像輸出區域內部時，該等監測像素亦經受缺陷校正。影像資料(對該影像資料執行針對缺陷像素之校正)係供應至解馬賽克區段312。
在步驟S205中，解馬賽克區段312執行解馬賽克程序、將RAW資料轉換成RGB資料，且供應該資料至LW/WB/加瑪校正區段313。
在步驟S206中，LW/WB/加瑪校正區段313對自解馬賽克區段312供應之RGB資料執行色彩校正、白平衡之調整及加瑪校正，且供應該資料至照度色度信號產生區段314。
在步驟S207中，照度色度信號產生區段314自RGB資料產生照度信號及色差信號(YCrCb資料)。
接著，在步驟S208中，介面區段315輸出由照度色度信號產生區段314產生之照度信號及色差信號至一外部儲存器件或一顯示器件，且結束成像程序。
根據上文提及之程序，可在不降低AF之精確度的情況下擷取一影像且因此導致一較佳影像。
[成像像素之應用]
上文已描述具有不同於對應於配置之出射光瞳校正量之偏差量的相位差偵測像素作為監測像素。然而，此組態可應用於成像像素(在下文中稱為普通像素)。
在此情況中，普通像素係連同監測像素一起配置於(例如)參考圖9及圖10所描述之非影像輸出區域中。
藉此，例如，可獲得圖23中所展示之入射角相依特性。此外，可以類似於監測像素(相位差偵測像素)之相位差特性之一方式獲得入射角相依特性。
當透鏡301之光圈值設定為(例如)2.4時，在圖23之入射角相依特 性中，角範圍(入射光以該角範圍入射)係藉由箭頭指示之範圍，且普通像素之輸出係該角範圍中之整數值。
此處，藉由比較普通像素之輸出與上文提及之圖12之相位差特性之角範圍中獲得之監測像素之輸出，可判定該監測像素之該輸出相對於該普通像素之該輸出降低之程度。
在配置於影像輸出區域內部之相位差偵測像素中，阻斷光到達光接收部分之一部分且因此缺陷校正區段311執行缺陷校正。此時，且根據監測像素之輸出相對於普通像素之輸出降低之程度，對應於該降低量之一增益施加至相位差偵測像素之輸出，藉此可執行缺陷校正。
在本發明技術中，以類似於上文提及之校正係數Beta之一方式，根據透鏡301之光圈值及攝影環境調整增益。明確言之，當透鏡301之光圈值或攝影環境改變時，根據普通像素之輸出與相位差偵測像素之輸出之間之差如何改變，適應地計算施加之一增益。此外，根據取決於相位差偵測像素之相位狀態，可調整該增益。
<電子裝置之另一組態實例>
圖24係繪示根據本發明技術之一電子裝置之另一組態實例之一方塊圖。
展示於圖24中之電子裝置400包含透鏡301、光學濾光器302、一AF成像器件401、A/D轉換區段304、箝位區段305、記憶體307、相位差偵測區段308、相位差校正區段309、透鏡控制區段310、一成像器件402、一A/D轉換區段403、一箝位區段404、解馬賽克區段312、LM/WB/加瑪校正區段313、照度色度信號產生區段314及介面區段315。
在圖24之電子裝置400中，具有與圖17之電子裝置300中提供之功能相同之功能之組件係藉由相同名稱、元件符號及標記引用；因 此，將適當省略其等之描述。
在AF成像器件401之組態中，與提供於圖17之電子裝置300中之成像器件303之組態相反，並未配置成像像素，而是僅配置包含監測像素之相位差偵測像素。應注意，監測像素可具有參考圖9所描述之組態且可具有參考圖10所描述之組態。
在成像器件402之組態中，與提供於圖17之電子裝置300中之成像器件303相反，並未配置相位差偵測像素及監測像素，而是僅配置普通成像像素。
A/D轉換區段403將自成像器件402供應之RGB之電信號(類比信號)轉換成數位資料(影像資料)且供應該資料至箝位區段404。
該箝位區段404自影像資料減去一黑色位準(該黑色位準係以其判定色彩係黑色之一位準)，且供應一影像資料片段(自該影像資料片段減去黑色位準且該影像資料片段對應於全部像素)至解馬賽克區段312。
AF成像器件401連同實施A/D轉換區段304、箝位區段305、相位差偵測區段308及相位差校正區段309之一信號處理電路構成根據本發明技術之一固態成像器件。如參考圖18所描述，該固態成像器件亦可形成為一單晶片模組，且該AF成像器件401及該信號處理電路可形成為分離晶片。此外，該信號處理電路可包含校正參數計算區段306及記憶體307。
在上文提及之組態中，甚至在存在製造變動時，仍可校正相位差。因此，甚至在存在製造變動時，仍可防止AF之精確度降低。
此外，不必要於通常用於擷取一影像之成像器件402中提供相位差偵測像素。因此，不必要對相位差偵測像素執行缺陷校正。此外，AF成像器件401及成像器件402可個別地製造。因此，可透過各自最佳化程序執行製造。
如上文所描述，根據本發明技術之包含固態成像器件之電子裝置可應用於精巧數位相機、數位單透鏡反射相機、可攜式終端機(諸如一智慧型電話)、內視鏡及類似者。
<對數位單透鏡反射相機之應用之實例>
圖25係繪示根據本發明技術之一數位單透鏡反射相機之一外部組態之一正視圖。
一數位單透鏡反射相機500(在下文中簡稱為一相機500)包含一相機主體510及可自該相機主體510移除之作為一攝影透鏡之一可互換式透鏡511(在下文中簡稱為一透鏡511)。
在圖25中，在相機主體510之前側上，提供有一座架區段521(在該座架區段521上，可互換式透鏡511係安裝於前部之實質上中心處)、一透鏡交換按鈕522(其沿著水平方向安置於該座架區段521之右側上)及可抓握之一握柄區段523。
此外，在相機主體510之上側上，提供有安置於前部之左上區段上之一模式設定撥盤524、安置於前部之右上側上之一控制值設定撥盤525及安置於握柄區段523之上側上之一快門按鈕526。
儘管未在圖中展示，然在相機主體510之後側上提供有一液晶顯示器(LCD)、各種按鈕及鍵、一電子取景器(EVF)及類似者。
相機500具有與圖17之電子裝置300之組態及功能相同之一組態及一功能。
在此一相機500中，透鏡511之光圈值係藉由(例如)由一使用者使用控制值設定撥盤525執行之一操作設定為一預定值。然而，如上文所描述，相位差偵測像素之相位差特性取決於光圈值而不同。
圖26描繪在偏差發生時之相位差特性之一實例。
在圖26中所展示之各組相位差特性中，相位差偵測像素之輸出係藉由箭頭指示之入射角之角範圍之一整數值(其中考慮透鏡特性之 一整數值)。然而，該角範圍係取決於透鏡之光圈值而不同，且因此相位差之校正量亦取決於透鏡之該光圈值而不同。因此，在本發明技術中，在使用其中光圈值可變之一光學系統之一情況中，根據該光圈值調整校正係數。
[關於相位差AF程序]
接著，參考圖27之流程圖，將給出根據光圈值校正相位差之相位差AF程序之一描述。在啟動相機500時或在一使用者操作控制值設定撥盤525時執行圖27中所展示之相位差AF程序。
應注意，圖27之流程圖之步驟S303至S306中之程序係以類似於圖19之流程圖之步驟S105至S108中之程序之一方式執行且將省略其之描述。此外，在圖27之流程圖中，在步驟S303之程序之前，執行與圖19之流程圖之步驟S101至S103之程序相同之程序。
此處，應理解，針對各光圈值之斜率(校正參數)係預先儲存於記憶體中。
即，在步驟S301中，相位差校正區段309偵測當前設定之光圈值。
在步驟S302中，相位差校正區段309讀取儲存於記憶體307中之針對各光圈值之校正參數。
以此一方式，甚至在光圈值改變時，仍可適當校正相位差且可防止AF之精確度降低。
<對膠囊內視鏡之應用之實例>
圖28係繪示根據本發明技術之膠囊內視鏡之一區段之一組態之一圖式。
一膠囊內視鏡600在其之兩端表面係半球狀且其之中區段係圓柱狀之一罩殼610中包含：一相機(超小型相機)611，其經利用以攝影一體腔之一影像；一記憶體612，其用於儲存藉由該相機611攝影之影像 資料；及一無線傳輸器613，其在自拍攝對象之體內排出膠囊內視鏡600之後透過一天線614將經儲存之影像資料傳輸至外部器件。
此外，在罩殼610中，提供一中央處理單元(CPU)615及一線圈(磁力/電流轉換線圈)616。
該CPU 615控制藉由相機611執行之一攝影操作、將資料儲存於記憶體612中之一操作及控制藉由無線傳輸器613執行之自記憶體612至罩殼610外之一資料接收裝置(圖中未展示)之資料傳輸。線圈616供應電力至相機611、記憶體612、無線傳輸器613、天線614及稍後將描述之一光源611b。
此外，在罩殼610中，當膠囊內視鏡600設定於資料接收裝置中時，一磁(舌簧)開關617係用於偵測該膠囊內視鏡600設定於該資料接收裝置中。在舌簧開關617偵測內視鏡600係置於資料接收裝置中且能夠傳輸資料時之時間點，CPU 615自線圈616供應電力至無線傳輸器613。
相機611具有(例如)包含攝影體腔內部之一影像之一物鏡光學系統之一成像器件611a及照明該體腔內部之複數個(此處兩個)光源611b。明確言之，相機611包含具有(例如)作為一光源611b之一發光二極體(LED)、一電荷耦合器件(CCD)及類似者之一互補金屬氧化物半導體(CMOS)感測器。
此外，相機611具有類似於圖17之電子裝置300之組態及功能之一組態及功能。
然而，當意欲偵測相位差時，(例如)在辨識焦點偏差之程序中，物件之邊緣部分模糊經偵測為相位差之資訊，且因此該物件之該邊緣部分之該資訊變得不可或缺。
然而，當藉由膠囊內視鏡600攝影體腔內部之影像時，在人類器官用作一目標物時在人類器官之表面上存在一些邊緣部分且因此難以 適當偵測相位差。
因此，光源611b發射具有一特定圖案之光。明確言之，該光源611b發射具有包含如圖29中所展示之邊緣之一圖案之光630。藉由該光源611b發射之該光之波長係任意設定，但(例如)該光源611b之該光可為具有一短波長(例如，450nm)之光以使該光與其中紅色係相對主導之器官之色彩分離，且可為除可見光以外之光(例如，紅外光)以便不干擾目標物之攝影。在此情況中，在相位差偵測像素中，形成適應除可見光以外之光之彩色濾光器124。
[關於內視鏡攝影程序]
接著，參考圖30之流程圖，將描述藉由膠囊內視鏡600執行之攝影程序。當膠囊內視鏡600到達體腔中之作為一攝影目標之目標物(器官)時，圖30中所展示之內視鏡攝影程序開始。
應注意，圖30之流程圖之步驟S403至S406中之程序係以類似於圖19之流程圖之步驟S105至S108之程序之一方式執行且將省略其之描述。此外，在圖30之流程圖中，在步驟S403之程序之前，執行與圖19之流程圖之步驟S101至S103之程序相同之程序。
此處，應理解，針對各波長之斜率(校正參數)係預先儲存於記憶體中。
即，在步驟S401中，光源611b開始發射具有特定圖案之光。
在步驟S402中，相位差校正區段309讀取儲存於記憶體307中之針對各波長之校正參數。
以此一方式，根據發射光之波長，可適當校正相位差。
在步驟S407中，終止藉由光源611b執行之具有特定圖案之光之發射以防止光影響影像。
接著，在步驟S408中，執行參考圖22之流程圖所描述之成像程序。
根據上文提及之程序，甚至在其中存在一些邊緣部分之體腔中，仍可適當校正相位差且進一步可防止AF之精確度降低。因此，可進一步精確地觀察器官之形狀及一體腔中之血管之配置。
在以上描述中，在膠囊內視鏡中，已應用其中根據光源之波長校正相位差之組態，然而，在一精巧數位相機、一數位單透鏡反射相機及具有一成像功能之一普通相機(諸如一智慧型電話)中，可根據一攝影環境(諸如光源之波長及目標物之色彩)校正相位差。
此外，可能無法針對全視角一致校正相位差，但可根據光源之波長及目標物之色彩針對成像區域(視角)之各位置校正相位差。
甚至此處，仍自上文提及之相位差特性獲得用於校正相位差之校正參數。例如，在其中將色溫設定為3000K之一情況中之相位差特性及在其中將色溫設定為6000K之一情況中之相位差特性係預先儲存於記憶體中。在其中實際攝影中所偵測之色溫係4500K之一情況中，藉由使用儲存於記憶體中之色溫3000K之校正參數與色溫6000K之校正參數之間之一中間值，執行相位差校正。
[對成像模組之應用]
根據本發明技術，(例如)在製造其中整合透鏡、光學濾光器(諸如IR截止濾光器(IRCF))、成像器件及類似者之一成像模組時，可藉由校正該成像模組之光學特性而改良自監測像素之輸出獲得且其中發生偏差之相位差特性之校正。
例如，歸因於成像器件之製造變動，獲得圖6中所展示之相位差特性。
此處，在圖31之左側上展示之成像模組700中，當在不具有如設計之偏差之情況下形成一成像器件711、一光學濾光器712及一透鏡713時，成像模組700之相位差特性亦可具有變動。
因此，在本發明技術中且根據相位差特性，藉由形成光學濾光 器712及透鏡713，校正成像模組700之相位差特性。明確言之，如圖31之右側中所展示，藉由傾斜光學濾光器712或透鏡713或重新插入(例如)一偏光濾光器作為光學濾光器712，校正成像模組700之相位差特性。
如上文所描述，根據本發明技術，在製造成像模組時，可校正藉由成像器件之變動引起之相位差特性之偏差。即，甚至在因為小型化成像器件而難以充分抑制正常變動時，校正仍不限於信號處理中之校正，且可透過光學校正獲得所要特性。
在以上描述中，一對相位差偵測像素之間之各差係用於相位差偵測。然而，例如，如日本未經審核專利公開申請案第2013-42379號中所揭示，該差可用於一深度偵測。
明確言之，在圖32中所展示之一3D感測器800中，一深度資訊校正區段801藉由使用儲存於記憶體307中之校正參數來校正深度資訊，該深度資訊指示藉由一深度資訊計算區段802在相位差偵測像素之各差之基礎上計算之一物方深度(距離)。藉此，當產生一立體影像時，藉由使用在監測像素之基礎上獲得之校正參數，可校正深度資訊且進一步可靠地產生該立體影像。
此外，本發明技術之實施例不限於上文提及之實施例且可在不脫離本發明技術之範疇之情況下修改成各種形式。
此外本發明技術可採用以下組態。
(1)一種固態成像器件，其包含：複數個像素，該複數個像素包含用於透過相位差偵測執行自動聚焦(AF)之相位差偵測像素，其中各相位差偵測像素包含一晶片上透鏡及與該晶片上透鏡相比形成於一較低層上之一光電轉換區段，且其中在該等相位差偵測像素中之複數個預定相位差偵測像素中，形成該等晶片上透鏡，以具有不同於對應於該等預定相位差偵測像素之配置之出射光瞳校正量之偏差量。
(2)如據(1)之固態成像器件，其中該相位差偵測像素進一步包含阻斷光到達該光電轉換區段之一部分之一光阻斷膜，且其中在該等預定相位差偵測像素中，形成該等晶片上透鏡及該光阻斷膜，以具有不同於對應於該等預定相位差偵測像素之該配置之該出射光瞳校正量之偏差量。
(3)如(2)之固態成像器件，其中該等預定相位差偵測像素係彼此接近而配置，及其中在該等預定相位差偵測像素中，該等晶片上透鏡及該光阻斷膜經受基於不同於對應於該等相位差偵測像素之該配置之該出射光瞳校正量之校正量之出射光瞳校正。
(4)如(2)之固態成像器件，其中該等預定相位差偵測像素係遠離彼此而配置，且其中在該等預定相位差偵測像素中，該等晶片上透鏡及該光阻斷膜不經受出射光瞳校正。
(5)如(2)或(4)之固態成像器件，其中該等預定相位差偵測像素安置於一影像輸出區域外部，在該影像輸出區域中安置有包含於該複數個像素中且用於產生一影像之成像像素。
(6)如(2)或(4)之固態成像器件，其中該等預定相位差偵測像素安置於一影像輸出區域內部，在該影像輸出區域中安置有包含於該複數個像素中且用於產生一影像之成像像素。
(7)如(2)之固態成像器件，其中鄰近於該等預定相位差偵測像素之該等像素具有該等晶片上透鏡，該等晶片上透鏡具有大於一正常尺寸之一尺寸。
(8)如(2)之固態成像器件，其中鄰近於該等預定相位差偵測像素之該等像素具有該等晶片上透鏡，該等晶片上透鏡具有小於一正常尺寸之一尺寸。
(9)如(1)之固態成像器件，其中該等相位差偵測像素具有個別 地形成為該光電轉換區段之光電轉換區段。
(10)如(1)至(9)之固態成像器件，其進一步包含：一相位差偵測區段，其藉由使用該等相位差偵測像素之輸出之間之差執行相位差偵測；及一相位差校正區段，其藉由使用預先獲得之該等預定相位差偵測像素之該等輸出來校正經偵測之相位差。
(11)如(10)之固態成像器件，其中該相位差校正區段在藉由使用預先獲得之該等預定相位差偵測像素之該等輸出所獲得之相位差特性之基礎上校正該等經偵測之相位差。
(12)如(11)之固態成像器件，其中在一對該等相位差偵測像素中，該等相位差特性指示在入射光之一光軸之一角之該等相位差偵測像素之各自輸出，且其中該相位差校正區段藉由使用一校正參數來校正該經偵測之相位差，該校正參數係使用在該等相位差特性之一預定角範圍中之該等輸出之斜率而獲得。
(13)如(12)之固態成像器件，其中該相位差校正區段藉由使用對應於該透鏡之一光圈值之該校正參數來校正該經偵測之相位差。
(14)如(12)之固態成像器件，其中該相位差校正區段藉由使用對應於一影像高度之該校正參數來校正該經偵測之相位差。
(15)如(12)之固態成像器件，其中該相位差校正區段藉由使用對應於一攝影環境之該校正參數來校正該經偵測之相位差。
(16)一種電子裝置，其包含：一成像器件，其具有包含用於透過相位差偵測執行自動聚焦(AF)之相位差偵測像素之複數個像素，其中各相位差偵測像素包含一晶片上透鏡、與該晶片上透鏡相比形成於一較低層上之一光電轉換區段及阻斷光到達該光電轉換區段之一部分之一光阻斷膜，且其中在該等相位差偵測像素中之複數個預定相位差偵測像素中，形成該等晶片上透鏡及該光阻斷膜，以具有不同於對應於該等預定相位差偵測像素之配置之出射光瞳校正量之偏差量；一透 鏡，其引起物件光入射於該成像器件上；一相位差偵測區段，其藉由使用該等相位差偵測像素之輸出之間之差執行相位差偵測；一相位差校正區段，其藉由使用預先獲得之該等預定相位差偵測像素之輸出來校正經偵測之相位差；及一透鏡控制區段，其根據該等經校正之相位差控制該透鏡之驅動。
(17)如(16)之電子裝置，其進一步包含一光源，該光源發射具有一特定圖案之光，其中該相位差偵測區段藉由使用對應於該光源之一波長之該校正參數來校正該經偵測之相位差。
(18)如(16)之電子裝置，其中該等相位差偵測像素安置於一影像輸出區域內部，在該影像輸出區域中安置有包含於該複數個像素中且用於產生一影像之成像像素，且其中該電子裝置進一步包含一缺陷校正區段，該缺陷校正區段藉由使用預先獲得之該等預定相位差偵測像素之該等輸出來校正該等預定相位差偵測像素之輸出。
(19)一種用於一電子裝置之一透鏡控制方法，該電子裝置包含：一成像器件，其具有包含用於透過相位差偵測執行自動聚焦(AF)之相位差偵測像素之複數個像素，其中各相位差偵測像素包含一晶片上透鏡、與該晶片上透鏡相比形成於一較低層上之一光電轉換區段及阻斷光到達該光電轉換區段之一部分之一光阻斷膜，且其中在該等相位差偵測像素中之複數個預定相位差偵測像素中，形成該等晶片上透鏡及該光阻斷膜，以具有不同於對應於該等預定相位差偵測像素之配置之出射光瞳校正量之偏差量；及一透鏡，其引起物件光入射於該成像器件上，用於該電子裝置之該透鏡控制方法包含：藉由使用該等相位差偵測像素之輸出之間之差執行相位差偵測；藉由使用預先獲得之該等預定相位差偵測像素之輸出來校正經偵測之相位差；及根據該等經校正之相位差控制該透鏡之驅動。
(20)一種成像模組，其包含：一成像器件，其具有包含用於透 過相位差偵測執行自動聚焦(AF)之相位差偵測像素之複數個像素，其中各相位差偵測像素包含一晶片上透鏡、與該晶片上透鏡相比形成於一較低層上之一光電轉換區段及阻斷光到達該光電轉換區段之一部分之一光阻斷膜，且其中在該等相位差偵測像素中之複數個預定相位差偵測像素中，形成該等晶片上透鏡及該光阻斷膜，以具有不同於對應於該等預定相位差偵測像素之配置之出射光瞳校正量之偏差量；一透鏡，其引起物件光入射於該成像器件上；及一光學濾光器，其形成於該成像器件與該透鏡之間，其中根據藉由使用預先獲得之該等預定相位差偵測像素之輸出所獲得之相位差特性來形成該透鏡及該光學濾光器。
(21)一種固態成像器件，其包括：一像素區域，其包含配置成一個二維矩陣圖案之複數個像素，其中該複數個像素之至少一些係包含安置於一半導體基板上之一光電轉換區段及安置於該光電轉換區段之一部分上方之一光阻斷膜之相位差偵測像素，及其中定位於該像素區域之一周邊處之一相位差偵測像素之該光阻斷膜之一部位不同於定位於該像素區域之一中心部分中之一相位差偵測像素之該光阻斷膜之一部位。
(22)如(21)之固態成像器件，其中該等相位差偵測像素之各者包含安置於該光阻斷膜上方之一晶片上透鏡。
(23)如(22)之固態成像器件，其中該等相位差偵測像素安置於該像素區域之一非成像區域中。
(24)如(22)之固態成像器件，其中該等相位差偵測像素之一些之該等晶片上透鏡及該光阻斷膜不經受出射光瞳校正，且其中該複數個像素中除該等相位差偵測像素以外之一些像素之該等晶片上透鏡經受出射光瞳校正。
(25)如(22)之固態成像器件，其中該等相位差偵測像素之該等晶片上透鏡及該光阻斷膜經受出射光瞳校正。
(26)如(22)之固態成像器件，其中一第一相位差偵測像素之一光阻斷膜經配置以阻斷在該第一相位差偵測像素之一左側之光，且一第二相位差偵測像素之一光阻斷膜經配置以阻斷在該第二相位差偵測像素之一右側之光。
(27)如(22)之固態成像器件，其中對應於一第一部位中之一像素之一透鏡之出射光瞳校正量不同於施加至該第一部位中之一相位差偵測像素之一透鏡之出射光瞳校正量。
(28)如(22)之固態成像器件，其中該等相位差偵測像素之群組定位於一或多個非成像區域中，該一或多個非成像區域定位於該像素區域之一側處。
(29)如(21)之固態成像器件，其中至少一相位差偵測像素具有複數個光電轉換區段。
(30)如(21)之固態成像器件，其中該中心部分包括定位於該像素區域之一周邊處之一中心部分。
(31)如(21)之固態成像器件，其中該中心部分包括定位於該像素區域之一中心部分處之一中心部分。
(32)一種電子裝置，其包括：一透鏡；及一固態成像器件，其包含：一像素區域，其包含配置成一個二維矩陣圖案之複數個像素，其中該複數個像素之至少一些係包含安置於一半導體基板上之一光電轉換區段及安置於該光電轉換區段之一部分上方之一光阻斷膜之相位差偵測像素，及其中定位於該像素區域之一周邊處之一相位差偵測像素之該光 阻斷膜之一部位不同於定位於該像素區域之一中心部分中之一相位差偵測像素之該光阻斷膜之一部位。
(33)如(32)之電子裝置，其中該等相位差偵測像素之各者包含安置於該光阻斷膜上方之一晶片上透鏡。
(34)如(33)之電子裝置，其中該等相位差偵測像素安置於該像素區域之一非成像區域中。
(35)如(33)之電子裝置，其中該等相位差偵測像素之一些之該等晶片上透鏡及該光阻斷膜不經受出射光瞳校正，且其中該複數個像素中除該等相位差偵測像素以外之一些像素之該等晶片上透鏡經受出射光瞳校正。
(36)如(33)之電子裝置，其中該等相位差偵測像素之該等晶片上透鏡及該光阻斷膜經受出射光瞳校正。
(37)如(33)之電子裝置，其中一第一相位差偵測像素之一光阻斷膜經配置以阻斷在該第一相位差偵測像素之一左側之光，且一第二相位差偵測像素之一光阻斷膜經配置以阻斷在該第二相位差偵測像素之一右側之光。
(38)如(33)之電子裝置，其中對應於一第一部位中之一像素之一透鏡之出射光瞳校正量不同於施加至該第一部位中之一相位差偵測像素之一透鏡之出射光瞳校正量。
(39)如(33)之電子裝置，其中該等相位差偵測像素之群組定位於一或多個非成像區域中，該一或多個非成像區域定位於該像素區域之一側處。
(40)如(32)之電子裝置，其中至少一相位差偵測像素具有複數個光電轉換區段。
(41)如(32)之電子裝置，其中該中心部分包括定位於該像素區域之一周邊處之一中心部分。
(42)如(32)之電子裝置，其中該中心部分包括定位於該像素區域之一中心部分處之一中心部分。
熟習此項技術者應理解，各種修改、組合、子組合及替代可取決於設計要求及其他因素而發生，只要該等修改、組合、子組合及替代係在附屬技術方案之範疇內或為其等之等效物。

Claims (37)

  1. 一種固態成像器件，其包括：複數個像素，該複數個像素包含用於透過相位差偵測來執行自動聚焦(AF)之相位差偵測像素，其中各相位差偵測像素包含一晶片上透鏡，及一光電轉換區段，其與該晶片上透鏡相比係形成於一較低層上，其中在該等相位差偵測像素中之複數個預定相位差偵測像素中，形成該等晶片上透鏡，以具有不同於對應於該等預定相位差偵測像素之配置之出射光瞳校正量的偏差量，一相位差偵測區段，其藉由使用該等相位差偵測像素之輸出之間的差來執行相位差偵測；及一相位差校正區段，其藉由使用預先獲得之該等預定相位差偵測像素之該等輸出來校正經偵測之相位差。
  2. 如請求項1之固態成像器件，其中該相位差偵測像素進一步包含阻斷光到達該光電轉換區段之一部分之一光阻斷膜，及其中在該等預定相位差偵測像素中，形成該等晶片上透鏡及該光阻斷膜，以具有不同於對應於該等預定相位差偵測像素之該配置之該出射光瞳校正量的偏差量。
  3. 如請求項2之固態成像器件，其中該等預定相位差偵測像素係彼此接近而配置，及其中在該等預定相位差偵測像素中，該等晶片上透鏡及該光阻斷膜經受基於不同於對應於該等相位差偵測像素之該配置之該出射光瞳校正量之校正量的出射光瞳校正。
  4. 如請求項2之固態成像器件，其中該等預定相位差偵測像素係遠離彼此而配置，及其中在該等預定相位差偵測像素中，該等晶片上透鏡及該光阻斷膜不經受出射光瞳校正。
  5. 如請求項2之固態成像器件，其中該等預定相位差偵測像素係安置於一影像輸出區域外部，在該影像輸出區域中則安置有包含於該複數個像素中且用於產生一影像之成像像素。
  6. 如請求項2之固態成像器件，其中該等預定相位差偵測像素係安置於一影像輸出區域內部，在該影像輸出區域中則安置有包含於該複數個像素中且用於產生一影像之成像像素。
  7. 如請求項2之固態成像器件，其中鄰近於該等預定相位差偵測像素之該等像素具有該等晶片上透鏡，該等晶片上透鏡具有大於一正常尺寸之一尺寸。
  8. 如請求項2之固態成像器件，其中鄰近於該等預定相位差偵測像素之該等像素具有該等晶片上透鏡，該等晶片上透鏡具有小於一正常尺寸之一尺寸。
  9. 如請求項1之固態成像器件，其中該等相位差偵測像素具有個別地形成為該光電轉換區段之光電轉換區段。
  10. 如請求項9之固態成像器件，其中該相位差校正區段在使用預先獲得之該等預定相位差偵測像素之該等輸出所獲得之相位差特性的基礎上，校正該等經偵測的相位差。
  11. 如請求項10之固態成像器件，其中在一對該等相位差偵測像素中，該等相位差特性指示在入射光之一光軸之一角之該等相位差偵測像素的各自輸出，及其中該相位差校正區段藉由使用一校正參數來校正該經偵測之相位差，該校正參數係使用在該等相位差特性之一預定角範 圍中之該等輸出之斜率而獲得。
  12. 如請求項11之固態成像器件，其中該相位差校正區段藉由使用對應於該透鏡之一光圈值之該校正參數來校正該經偵測之相位差。
  13. 如請求項11之固態成像器件，其中該相位差校正區段藉由使用對應於一影像高度之該校正參數來校正該經偵測之相位差。
  14. 如請求項11之固態成像器件，其中該相位差校正區段藉由使用對應於一攝影環境之該校正參數來校正該經偵測之相位差。
  15. 一種電子裝置，其包括：一成像器件，其具有包含用於透過相位差偵測來執行自動聚焦(AF)之相位差偵測像素的複數個像素，其中各相位差偵測像素包含一晶片上透鏡、與該晶片上透鏡相比形成於一較低層上之一光電轉換區段及阻斷光到達該光電轉換區段之一部分之一光阻斷膜，且其中在該等相位差偵測像素中之複數個預定相位差偵測像素中，形成該等晶片上透鏡及該光阻斷膜，以具有不同於對應於該等預定相位差偵測像素之配置之出射光瞳校正量的偏差量；一透鏡，其引起物件光入射於該成像器件上；一相位差偵測區段，其藉由使用該等相位差偵測像素之輸出之間之差來執行相位差偵測；一相位差校正區段，其藉由使用預先獲得之該等預定相位差偵測像素之輸出來校正經偵測之相位差；及一透鏡控制區段，其根據該等經校正之相位差來控制該透鏡之驅動。
  16. 如請求項15之電子裝置，進一步包括一光源，該光源發射具有一特定圖案之光， 其中該相位差偵測區段藉由使用對應於該光源之一波長之該校正參數來校正該經偵測之相位差。
  17. 如請求項15之電子裝置，其中該等相位差偵測像素係安置於一影像輸出區域內部，在該影像輸出區域中則安置有包含於該複數個像素中且用於產生一影像之成像像素，及其中該電子裝置進一步包括一缺陷校正區段，該缺陷校正區段藉由使用預先獲得之該等預定相位差偵測像素之該等輸出來校正該等預定相位差偵測像素之輸出。
  18. 一種用於一電子裝置之透鏡控制方法，該電子裝置包含：一成像器件，其具有包含用於透過相位差偵測來執行自動聚焦(AF)之相位差偵測像素的複數個像素，其中各相位差偵測像素包含一晶片上透鏡、與該晶片上透鏡相比形成於一較低層上之一光電轉換區段及阻斷光到達該光電轉換區段之一部分之一光阻斷膜，且其中在該等相位差偵測像素中之複數個預定相位差偵測像素中，形成該等晶片上透鏡及該光阻斷膜，以具有不同於對應於該等預定相位差偵測像素之配置之出射光瞳校正量的偏差量；及一透鏡，其引起物件光入射於該成像器件上，用於該電子裝置之該透鏡控制方法包括：藉由使用該等相位差偵測像素之輸出之間之差來執行相位差偵測；藉由使用預先獲得之該等預定相位差偵測像素之輸出來校正經偵測之相位差；及根據該等經校正之相位差來控制該透鏡之驅動。
  19. 一種成像模組，其包括： 一成像器件，其具有包含用於透過相位差偵測來執行自動聚焦(AF)之相位差偵測像素的複數個像素，其中各相位差偵測像素包含一晶片上透鏡、與該晶片上透鏡相比形成於一較低層上之一光電轉換區段及阻斷光到達該光電轉換區段之一部分之一光阻斷膜，且其中在該等相位差偵測像素中之複數個預定相位差偵測像素中，形成該等晶片上透鏡及該光阻斷膜，以具有不同於對應於該等預定相位差偵測像素之配置之出射光瞳校正量的偏差量；一透鏡，其引起物件光入射於該成像器件上；及一光學濾光器，其係形成於該成像器件與該透鏡之間，其中根據藉由使用預先獲得之該等預定相位差偵測像素之輸出所獲得之相位差特性來形成該透鏡及該光學濾光器。
  20. 一種固態成像器件，其包括：一像素區域，其包含經配置成一個二維矩陣圖案之複數個像素，其中該複數個像素之至少一些係相位差偵測像素，該等相位差偵測像素包含經安置於一半導體基板上之一光電轉換區段及經安置於該光電轉換區段之一部分上方之一光阻斷膜，及其中定位於該像素區域之一周邊處之一相位差偵測像素之該光阻斷膜之一部位不同於定位於該像素區域之一中心部分中之一相位差偵測像素之該光阻斷膜之一部位，其中該等相位差偵測像素之各者包含經安置於該光阻斷膜上方之一晶片上透鏡，及其中對應於一第一部位中之一像素之一透鏡之出射光瞳校正量不同於施加至該第一部位中之一相位差偵測像素之一透鏡之出射光瞳校正量。
  21. 如請求項20之固態成像器件，其中該等相位差偵測像素係安置於該像素區域之一非成像區 域中。
  22. 如請求項20之固態成像器件，其中該等相位差偵測像素之一些之該等晶片上透鏡及該光阻斷膜不經受出射光瞳校正，且其中該複數個像素中除該等相位差偵測像素以外之一些像素之該等晶片上透鏡經受出射光瞳校正。
  23. 如請求項20之固態成像器件，其中該等相位差偵測像素之該等晶片上透鏡及該光阻斷膜經受出射光瞳校正。
  24. 如請求項20之固態成像器件，其中一第一相位差偵測像素之一光阻斷膜經配置以阻斷在該第一相位差偵測像素之一左側之光，且一第二相位差偵測像素之一光阻斷膜經配置以阻斷在該第二相位差偵測像素之一右側之光。
  25. 如請求項20之固態成像器件，其中該等相位差偵測像素之群組係定位於一或多個非成像區域中，該一或多個非成像區域係定位於該像素區域之一側處。
  26. 如請求項20之固態成像器件，其中至少一相位差偵測像素具有複數個光電轉換區段。
  27. 如請求項20之固態成像器件，其中該中心部分包括經定位於該像素區域之一周邊處之一中心部分。
  28. 如請求項20之固態成像器件，其中該中心部分包括經定位於該像素區域之一中心部分處之一中心部分。
  29. 一種電子裝置，其包括：一透鏡；及一固態成像器件，其包含：一像素區域，其包含經配置成一個二維矩陣圖案之複數個像素，其中該複數個像素之至少一些係相位差偵測像素，該等相 位差偵測像素包含經安置於一半導體基板上之一光電轉換區段及經安置於該光電轉換區段之一部分上方之一光阻斷膜，及其中定位於該像素區域之一周邊處之一相位差偵測像素之該光阻斷膜之一部位不同於定位於該像素區域之一中心部分中之一相位差偵測像素之該光阻斷膜之一部位，其中該等相位差偵測像素之各者包含經安置於該光阻斷膜上方之一晶片上透鏡，及其中對應於一第一部位中之一像素之一透鏡之出射光瞳校正量不同於施加至該第一部位中之一相位差偵測像素之一透鏡之出射光瞳校正量。
  30. 如請求項29之電子裝置，其中該等相位差偵測像素係安置於該像素區域之一非成像區域中。
  31. 如請求項29之電子裝置，其中該等相位差偵測像素之一些之該等晶片上透鏡及該光阻斷膜不經受出射光瞳校正，且其中該複數個像素中除該等相位差偵測像素以外之一些像素之該等晶片上透鏡經受出射光瞳校正。
  32. 如請求項29之電子裝置，其中該等相位差偵測像素之該等晶片上透鏡及該光阻斷膜經受出射光瞳校正。
  33. 如請求項29之電子裝置，其中一第一相位差偵測像素之一光阻斷膜經配置以阻斷在該第一相位差偵測像素之一左側之光，且一第二相位差偵測像素之一光阻斷膜經配置以阻斷在該第二相位差偵測像素之一右側之光。
  34. 如請求項29之電子裝置，其中該等相位差偵測像素之群組係定位於一或多個非成像區域中，該一或多個非成像區域係定位於該像素區域之一側處。
  35. 如請求項29之電子裝置，其中至少一相位差偵測像素具有複數個光電轉換區段。
  36. 如請求項29之電子裝置，其中該中心部分包括經定位於該像素區域之一周邊處之一中心部分。
  37. 如請求項29之電子裝置，其中該中心部分包括經定位於該像素區域之一中心部分處之一中心部分。
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