專利名稱：使用輸出相位差信號的成像裝置調(diào)整焦點的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實施例涉及一種通過使用包括相位差檢測像素的成像裝置來調(diào)整焦點的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
已經(jīng)提出了包括相位差檢測像素的裝置及其控制方法，所述相位差檢測裝置通過使用用于圖像輸入的成像裝置執(zhí)行相位差檢測自動對焦(AF)。通常，相位差檢測像素被添加在成像像素之間，并且使用添加的像素檢測相位差。然而，僅在存在相位差檢測像素的區(qū)域中執(zhí)行相位差檢測，而不在任何其它區(qū)域中執(zhí)行相位差檢測。另外，輸出具有低敏感度的·添加的像素，并且必須用對比度AF執(zhí)行添加的像素的輸出。此外，對于添加的像素的輸出進(jìn)行AF的成功概率低。

發(fā)明內(nèi)容
實施例包括一種通過使用相位差成像裝置來調(diào)整焦點的設(shè)備，所述相位差成像裝置能夠通過使用全部像素而不增加像素執(zhí)行相位差檢測并從相位差檢測獲得對焦位置和對焦方向，來增加AF成功的概率并縮短AF時間。實施例還包括一種通過使用相位差成像裝置來調(diào)整焦點的方法。根據(jù)實施例，一種用于調(diào)整焦點的設(shè)備包括成像裝置，包括布置在多個像素中的每個像素的微透鏡和光電轉(zhuǎn)換單元之間的光學(xué)孔徑，光學(xué)孔徑相對于相應(yīng)的微透鏡的光軸是偏心的，成像裝置被配置用于輸出相位差信號；控制單元，從相位差信號檢測對焦位置以驅(qū)動對焦鏡頭，并調(diào)整焦點，其中，從成像裝置的全部像素檢測所述相位差信號。根據(jù)另一實施例，一種用于調(diào)整焦點的設(shè)備包括成像裝置，包括第一像素，具有布置在第一微透鏡和第一光電轉(zhuǎn)換單元之間的第一光學(xué)孔徑，第一光學(xué)孔徑相對于第一微透鏡的第一光軸是偏心的，并包括第一光軸；第二像素，具有布置在第二微透鏡和第二光電轉(zhuǎn)換單元之間的第二光學(xué)孔徑，第二光學(xué)孔徑相對于第二微透鏡的第二光軸是偏心的，第二光學(xué)孔徑與第二光軸不接觸，或者與第二光軸接觸但不包括第二光軸，成像裝置被配置用于根據(jù)第一像素和第二像素表現(xiàn)出的輸出相位差來輸出相位差信號；控制單元，從根據(jù)成像裝置的第二像素的相位差信號檢測對焦位置，從根據(jù)成像裝置的第一像素的相位差信號檢測對焦方向，并驅(qū)動對焦鏡頭以調(diào)整焦點。對焦方向可以是將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置的對焦方向，并且對焦方向可指示接近方向或遠(yuǎn)離方向?？刂茊卧蛇M(jìn)行控制以根據(jù)對焦方向?qū)圭R頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置附近，并隨后可進(jìn)行控制以通過執(zhí)行對比度自動對焦(AF)將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置。
控制單元可進(jìn)行控制以按照根據(jù)第一像素的相位差信號的對焦方向驅(qū)動對焦鏡頭，并可進(jìn)行控制以通過執(zhí)行對比度自動對焦(AF)將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置。第二像素可位于成像裝置的特定區(qū)域以從根據(jù)第二像素的相位差信號檢測對焦位置，第一像素可位于成像裝置的除所述特定區(qū)域之外的區(qū)域以從根據(jù)第一像素的相位差信號檢測對焦方向。如果根據(jù)第二像素可獲得相位差信號，則控制單元可從根據(jù)第二像素的相位差信號檢測對焦位置，并可進(jìn)行控制以將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置，如果不可以根據(jù)第二像素獲得相位差信號，則控制單元可通過獲得根據(jù)第一像素的相位差信號來檢測對焦方向，可進(jìn)行控制以按照檢測到的對焦方向驅(qū)動對焦鏡頭，并可進(jìn)行控制以通過執(zhí)行對比度自動對焦(AF)將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置。如果根據(jù)第二像素可獲得相位差信號，則控制單元可從根據(jù)第二像素的相位差信號檢測對焦位置，并可進(jìn)行控制以將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置，如果不可以根據(jù)第二 像素獲得相位差信號，則控制單元可通過獲得根據(jù)第一像素的相位差信號來檢測對焦位置和對焦方向，可進(jìn)行控制以將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置附近，并可進(jìn)行控制以通過執(zhí)行對比度自動對焦(AF)將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置。根據(jù)另一實施例，一種調(diào)整焦點的方法包括從成像裝置的全部像素檢測相位差信號，所述成像裝置包括布置在多個像素中的每個像素的微透鏡和光電轉(zhuǎn)換單元之間的光學(xué)孔徑，光學(xué)孔徑相對于微透鏡的光軸是偏心的；輸出相位差信號；從相位差信號檢測對焦位置；根據(jù)檢測的對焦位置驅(qū)動對焦鏡頭以調(diào)整焦點。根據(jù)另一實施例，一種調(diào)整焦點的方法包括從包括第一像素和第二像素的成像裝置檢測相位差信號，所述第一像素具有布置在第一微透鏡和第一光電轉(zhuǎn)換單元之間的第一光學(xué)孔徑，第一光學(xué)孔徑相對于第一微透鏡的第一光軸是偏心的，并且第一光學(xué)孔徑包括第一光軸，第二像素具有布置在第二微透鏡和第二光電轉(zhuǎn)換單元之間的第二光學(xué)透鏡，第二光學(xué)孔徑相對于第二微透鏡的第二光軸是偏心的，第二光學(xué)孔徑與第二光軸不接觸，或者與第二光軸接觸但不包括第二光軸，其中，根據(jù)第一像素和第二像素表現(xiàn)出的輸出相位差檢測相位差信號；從根據(jù)成像裝置的第二像素的相位差信號檢測對焦位置，從根據(jù)成像裝置的第一像素的相位差信號檢測對焦方向；按照對焦方向?qū)圭R頭驅(qū)動至檢測的對焦位置以調(diào)整焦點。對焦方向可以是將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置的對焦方向，并且對焦方向可指示接近方向或遠(yuǎn)離方向。所述方法可包括按照根據(jù)相位差信號的對焦方向信號進(jìn)行控制以將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置附近，并進(jìn)行控制以通過執(zhí)行對比度自動對焦(AF)將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置。所述方法可包括按照根據(jù)相位差信號的對焦方向信號進(jìn)行控制以按照對焦方向驅(qū)動對焦鏡頭，并進(jìn)行控制以通過執(zhí)行對比度自動對焦(AF)將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置。第二像素可位于成像裝置的特定區(qū)域以根據(jù)相應(yīng)的相位差信號檢測對焦位置，第一像素可位于除所述特定區(qū)域之外的區(qū)域以從相應(yīng)的相位差信號檢測對焦方向。所述方法可包括如果根據(jù)第二像素可獲得相位差信號，則從相位差信號檢測對焦位置，并進(jìn)行控制以將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置，如果不可以根據(jù)第二像素獲得相位差信號，則通過獲得根據(jù)第一像素的相位差信號來檢測對焦方向，進(jìn)行控制以按照檢測到的對焦方向驅(qū)動對焦鏡頭，并進(jìn)行控制以通過執(zhí)行對比度自動對焦(AF)將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置。所述方法可包括如果根據(jù)第二像素可獲得相位差信號，則從相位差信號檢測對焦位置，并進(jìn)行控制以將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置，如果不可以從第二像素獲得相位差信號，則通過獲得根據(jù)第一像素的相位差信號來檢測對焦位置和對焦方向，進(jìn)行控制以將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置附近，并進(jìn)行控制以通過執(zhí)行對比度自動對焦(AF)將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置?！?br>

通過參照附圖詳細(xì)描述示例性實施例，以上和其它特征和優(yōu)點將變得更加明顯，其中圖I是示出根據(jù)實施例的通過使用相位差成像裝置調(diào)整焦點的設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是通過使用根據(jù)實施例的圖I的成像裝置解釋相位差像素的原理的示圖；圖3A和圖3B是用于解釋根據(jù)實施例的根據(jù)圖2的光接收像素的相位差的曲線圖；圖4是示出構(gòu)成一般成像裝置的像素的結(jié)構(gòu)的示圖；圖5是示出根據(jù)實施例的構(gòu)成圖I的相位差成像裝置的像素的結(jié)構(gòu)的示圖；圖6是示出根據(jù)另一實施例的構(gòu)成成像裝置的像素的結(jié)構(gòu)的示圖；圖7A和圖7B是示出根據(jù)實施例的圖5的成像裝置的相位差像素的掩模位置和成像鏡頭之間的關(guān)系的示圖；圖8示出成像裝置的一般Bayer樣式像素結(jié)構(gòu)；圖9A和圖9B示出根據(jù)實施例的基于圖8的Bayer樣式像素結(jié)構(gòu)以水平方向配置的圖7A和圖7B的成像裝置的相位差像素；圖IOA和圖IOB示出根據(jù)實施例的基于圖8的Bayer樣式像素結(jié)構(gòu)以垂直方向配置的圖7A和圖7B的成像裝置的相位差像素；圖IlA和圖IlB是示出根據(jù)另一實施例的相位差像素的掩模位置和成像鏡頭之間的關(guān)系的不圖；圖12A和圖12B示出根據(jù)實施例的基于圖8的Bayer樣式像素結(jié)構(gòu)以水平方向配置的圖IlA和圖IlB的成像裝置的相位差像素；圖13A和圖13B示出根據(jù)實施例的基于圖8的Bayer樣式像素結(jié)構(gòu)以垂直方向配置的圖IlA和圖IlB的成像裝置的相位差像素；圖14A和圖14B示出根據(jù)實施例的基于圖8的Bayer樣式像素結(jié)構(gòu)以水平方向和垂直方向配置的圖7A和圖7B的成像裝置的相位差像素；圖15示出根據(jù)實施例的圖9A、圖9B、圖10A、圖10B、圖13A、圖13B、圖14A和圖14B的成像裝置的相位差像素的組合配置；圖16示出根據(jù)實施例的圖14A和圖14B的成像裝置的相位差像素的配置；圖17示出根據(jù)另一實施例的圖15的成像裝置的相位差像素的組合配置；圖18是用于解釋根據(jù)實施例的具有高對焦位置檢測精度的相位差像素的原理的示圖；圖19A和圖19B是示出根據(jù)實施例的相位差像素的掩模位置和F2. 8的成像鏡頭之間的關(guān)系的不圖；圖20A和圖20B示出根據(jù)實施例的通過使用圖19A和圖19B的F2. 8的成像鏡頭以水平方向配置的圖19A和圖19B的成像裝置的相位差像素；圖21示出根據(jù)實施例的圖9A、圖9B、圖20A和圖20B的成像裝置的相位差像素的·
組合配置；圖22A和圖22B示出根據(jù)另一實施例的以水平方向配置的圖19A和圖19B中示出的相位差像素；圖23A和圖23B示出根據(jù)另一實施例的以水平方向配置的圖19A和圖19B中示出的相位差像素；圖24示出根據(jù)實施例的圖22A、圖22B、圖23A和圖23B中示出的相位差像素的組
合配置；圖25A和圖25B示出根據(jù)另一實施例的以水平方向配置的圖19A和圖19B中示出的相位差像素；圖26A和圖26B示出根據(jù)實施例的以垂直方向配置的圖25A和圖25B的相位差像素；圖27示出根據(jù)實施例的圖25A、圖25B、圖26A和圖26B的相位差像素的組合配置；圖28示出根據(jù)另一實施例的圖27的相位差像素的組合配置；圖29A和圖29B示出根據(jù)另一實施例的圖25A和圖25B的相位差像素的配置；圖30A和圖30B示出根據(jù)實施例的通過相對于右、上、左、下方向檢測相位差來檢測對焦位置的相位差像素的MA配置；圖31A和圖31B示出根據(jù)實施例的通過相對于左、上、右、下方向檢測相位差來檢測對焦位置的相位差像素的NA配置；圖32A和圖32B示出根據(jù)實施例的通過相對于右、上、左、下方向檢測相位差來檢測對焦方向的相位差像素的MB配置；圖33A和圖33B示出根據(jù)實施例的通過相對于左、上、右、下方向檢測相位差來檢測對焦方向的相位差像素的NB配置；圖34示出根據(jù)實施例的圖30A、圖30B、圖31A、圖31B、圖32A、圖32B、圖33A和圖33B的相位差像素的組合配置；圖35A和圖35B是示出根據(jù)實施例的通過使用相位差成像裝置調(diào)整焦點的方法的操作的流程圖；圖36是示出根據(jù)另一實施例的通過使用相位差成像裝置調(diào)整焦點的方法的操作的流程圖37A和圖37B是示出根據(jù)另一實施例的通過使用相位差成像裝置調(diào)整焦點的方法的操作的流程圖。
具體實施例方式特定實施例將在附圖中被示出并將在書面說明中被詳細(xì)地描述；然而，這不應(yīng)被理解為限制，應(yīng)理解，不脫離精神和技術(shù)范圍的所有的改變、等同和替換被包含在權(quán)利要求所記載的本發(fā)明之內(nèi)。在描述中，當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)的某些詳細(xì)解釋被認(rèn)為可能不必要地使權(quán)利要求記載的本發(fā)明的實質(zhì)不清楚時，省略現(xiàn)有技術(shù)的這些詳細(xì)解釋?，F(xiàn)在將參照附圖更全面地描述實施例，在附圖中示出了示例性實施例。在附圖中，相同的標(biāo)號表不相同的兀件，因此，提供一次其詳細(xì)的描述。

圖I是示出根據(jù)實施例的通過使用相位差成像裝置調(diào)整焦點的設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。參照圖1，數(shù)字圖像處理裝置100和鏡頭被彼此分離地配置，但是成像裝置108以與數(shù)字圖像處理裝置100集成的方式被配置。另外，包括成像裝置108的數(shù)字圖像處理裝置100可執(zhí)行相位差自動對焦(AF) 口對比度AF。數(shù)字圖像處理裝置100包括成像鏡頭101，成像鏡頭101包括對焦鏡頭102。數(shù)字圖像處理裝置100具有對焦檢測能力，因此可操作對焦鏡頭102。成像鏡頭101包括鏡頭操作單元103，操作對焦鏡頭102 ;鏡頭位置檢測單元104，檢測對焦鏡頭102的位置；鏡頭控制單元105，控制對焦鏡頭102。鏡頭控制單元105將關(guān)于對焦檢測的信息發(fā)送到數(shù)字圖像處理裝置100的CPU 106。數(shù)字圖像處理裝置100包括成像裝置108，因此捕捉入射到成像鏡頭101并通過成像鏡頭101透射的光，從而產(chǎn)生圖像信號。成像裝置108可包括以矩陣形式布置的多個光電轉(zhuǎn)換單元(未示出)以及從光電轉(zhuǎn)換單元傳輸電荷的傳輸路徑(未示出)，從而讀取圖像信號。成像裝置控制單元107產(chǎn)生時序信號，從而控制成像裝置108捕獲圖像。另外，當(dāng)多條掃描線中的每個掃描線上的電荷累積終止時，成像裝置控制單元107順序地讀出圖像信號。讀出的圖像信號經(jīng)過模擬信號處理單元109由A/D轉(zhuǎn)換單元110轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號，并隨后被輸入到圖像輸入控制器111并在控制器111中被處理。輸入到圖像輸入控制器111的數(shù)字圖像信號經(jīng)過分別由AWB檢測單元116、AE檢測單元117和AF檢測單元118執(zhí)行的自動白平衡(AWB)、自動曝光(AE)和AF計算。AF檢測單元118在對比度AF期間輸出對于對比度值的檢測值，并在相位差A(yù)F期間將像素信息輸出到CPU 106，從而允許在CPU 106中執(zhí)行相位差計算?？赏ㄟ^計算多個像素行信號之間的相關(guān)性來獲得由CPU106執(zhí)行的相位差計算。作為相位差計算的結(jié)果，可獲得焦點的位置或方向。還將圖像信號存儲在同步動態(tài)隨機存取存儲器119(SDRAM)(即，臨時存儲器)中。數(shù)字信號處理單元112執(zhí)行一系列的圖像信號處理操作(諸如，伽馬校正)，以創(chuàng)建可顯示的實時取景圖像或捕捉的圖像。壓縮/解壓縮單元113以JPEG壓縮格式或H. 264壓縮格式對圖像信號進(jìn)行壓縮，或者在執(zhí)行圖像信號處理時對圖像信號進(jìn)行解壓縮。包括在壓縮/解壓縮單元113中壓縮的圖像信號的圖像文件經(jīng)由介質(zhì)控制器121被發(fā)送到存儲卡122并被存儲于其中。圖I中，CPU 106、模擬信號處理單元109、A/D轉(zhuǎn)換單元110、圖像輸入控制器111、數(shù)字信號處理單元112、壓縮/解壓縮單元113、視頻控制器114、AWB檢測單元116、AE檢測單元117、AF檢測單元118和介質(zhì)控制器121可被稱為圖像處理電路。圖像處理電路通?？杀还餐胤Q為集成電路(IC)，CPU 106可以是圖像處理電路。用于顯示的圖像信息被存儲在視頻RAM 120 (VRAM)中，圖像經(jīng)由視頻編碼器114被顯示在IXD 115上。CPU 106控制數(shù)字圖像處理裝置100的每個單元的整體操作。電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM) 123存儲和維護(hù)用于校正成像裝置108的像素的缺陷的信 息或關(guān)于像素缺陷的調(diào)整信息。操作單元124是這樣的單元，通過該單元，用戶的各種命令被輸入以操作數(shù)字圖像處理裝置100。操作單元124可包括各種按鈕，諸如，快門釋放按鈕、主按鈕、模式轉(zhuǎn)盤、菜單按鈕等。圖2是通過使用根據(jù)實施例的圖I的成像裝置108解釋相位差像素的原理的示圖。透射通過成像鏡頭11的目標(biāo)的光透射通過微透鏡陣列14透射而入射到光接收像素R(15)和光接收像素L(16)。用于限制成像鏡頭11的光瞳(pupil) 12和光瞳13的掩模(mask) 17和掩模18，或者限制性光學(xué)孔徑被分別形成在光接收像素R(15)和光接收像素L(16)的部分之中。在成像鏡頭11的光瞳12和光瞳13中，來自成像鏡頭11的光軸10之上的光瞳12的光入射到光接收像素L(16)，來自成像鏡頭11的光軸10之下的光瞳13的光入射到光接收像素R (15)。由微透鏡陣列14反向透射到光瞳12和光瞳13的光通過掩模17和掩模18或光學(xué)孔徑被光接收像素R(15)和光接收像素L (16)接收，這被稱為光瞳分割。圖3A和圖3B是用于解釋根據(jù)實施例的根據(jù)圖2的光接收像素的相位差的曲線圖。在圖3A和圖3B中示出通過微透鏡陣列14的光瞳分割的光接收像素R(15)和光接收像素L (16)的連續(xù)輸出。在圖3A和圖3B中，橫軸表示光接收像素R (15)和光接收像素L (16)的位置，縱軸表示光接收像素R(15)和光接收像素L(16)的輸出值。參照圖3A和圖3B，示出光接收像素R(15)和光接收像素L(16)的輸出的曲線圖表現(xiàn)出相同的形狀，但是針對位置表現(xiàn)出不同相位。這是由于來自成像鏡頭11的偏心形成的光瞳12和光瞳13的光的成像位置彼此不同。因此，當(dāng)來自偏心形成的光瞳12和光瞳13的光的焦點彼此不一致時，光接收像素R(15)和光接收像素L(16)表現(xiàn)出如圖3A所示的輸出相位差。另一方面，當(dāng)來自偏心光瞳12和光瞳13的焦點彼此一致時,在如圖3B所不的相同位置形成圖像。另外,可通過焦距差確定焦點的方向。焦點前移表示對象處于焦點前移狀態(tài)，在圖3A中示出焦點前移。參照圖3A，光接收像素R(15)的輸出的相位比處于對焦的相位時的相位向左進(jìn)一步偏移，光接收像素L(16)的輸出的相位比處于對焦的相位時的相位向右進(jìn)一步偏移。相反，焦點后移表示對象處于焦點后移狀態(tài)。在這種情況下，光接收像素R(15)的輸出的相位比處于對焦的相位時的相位向右進(jìn)一步偏移，光接收像素L(16)的輸出的相位比處于對焦的相位時的相位向左進(jìn)一步偏移。可將光接收像素R(15)和光接收像素L(16)的相位之間的偏移量轉(zhuǎn)換為焦點之間的偏差量。圖4是示出構(gòu)成一般成像裝置的像素的結(jié)構(gòu)的示圖。參照圖4，示出兩個像素。這兩個像素包括微透鏡21、表面層22、濾色層23、布線層24、光電二極管層25和基底層26。每個像素的光電轉(zhuǎn)換單?？砂ú季€層24和光電二極管層25的至少某些部分。來自目標(biāo)的光經(jīng)由微透鏡21進(jìn)入每個像素的光電二極管層25，每個像素的光電二極管層25中的光電二極管產(chǎn)生用作像素信息的電荷。通過布線層24釋放產(chǎn)生的電荷。這樣的來自目標(biāo)的入射光是透射通過成像鏡頭的出射光瞳的所有光，可對應(yīng)于像素位置獲得與目標(biāo)位置相應(yīng)的亮度信息。通常，濾色層23可以是包括紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)像素的層。另外，濾色層23可包括青色(C)、洋紅色(M)和黃色(Y)的像素。圖5是示出根據(jù)實施例的構(gòu)成圖I的相位差成像裝置108的像素的結(jié)構(gòu)的示圖。在圖5中示出通過在圖4中示出的成像裝置的光學(xué)孔徑中形成的掩模27和掩模28來獲得相位差像素以獲得圖3A和圖3B中示出的R信號和L信號的示例性實施例。參照圖5，R像素的掩模27和L像素的掩模28均被插入在微透鏡21和光電二極管層25之間，但是掩模27和掩模28的位置不限于圖5中示出的示例。例如 ，掩模27和掩模28可被插入在微透鏡21和光電二極管層25之間的其它地方。在圖5中，微透鏡21的光軸均由點劃線表示，光從微透鏡21入射所通過的路徑均由虛線表示。當(dāng)掩模27和掩模28對應(yīng)于微透鏡21的光軸時,入射到光電二極管層25上的光量分別被掩模27和掩模28限制為50%。圖6是示出根據(jù)另一實施例的構(gòu)成成像裝置108的像素的結(jié)構(gòu)的示圖。在該實施例中，代替成像裝置108的光學(xué)孔徑中的掩模的信息，布線層24被布置在每個像素的一側(cè)，因此可獲得掩模效果。當(dāng)設(shè)計成像裝置時，由于每個像素包括布線層24，每個像素的開口率通常被限制為大約40%。在圖6中，布線層24被布置在每個像素的末端，從而完成用作相位差像素的R像素和L像素的構(gòu)建。然而,在該實施例中，需要針對R像素和L像素配置布線層24。因此，在整體配置中，布線層24被布置為具有鋸齒形配置。以下，為了便于解釋，40%的像素的實際開口率將被描述為100%的開口率。例如，在以下描述中的70%的開口率表示28%的實際的開口率。圖7A和圖7B是示出根據(jù)實施例的圖5的成像裝置的相位差像素的掩模位置與成像鏡頭之間的關(guān)系的示圖。圖7A示出成像鏡頭31、圖5的成像裝置的R像素33、掩模34的俯視圖和在成像鏡頭31之上且入射到掩模34的光瞳32。圖7B示出成像鏡頭36、圖5的成像裝置的L像素38、掩模39的俯視圖和成像鏡頭36之上且入射到掩模39的光瞳37。透射通過成像鏡頭31的光瞳32或成像鏡頭36的光瞳37的光分別入射到R像素33或L像素38上。掩模34和掩模39均具有相對于成像鏡頭31和成像鏡頭36的光軸的大約50%的開口率。換句話說，R像素33和L像素38均具有相對于成像鏡頭31和成像鏡頭36的光軸的大約50%的開口率，R像素33和L像素38中的每個光學(xué)孔徑不與光軸接觸,或者與光軸接觸但不包括光軸。圖7A和圖7B中示出的R像素33和L像素38可不必被布置為彼此相鄰。另外，圖7A和圖7B示出在成像鏡頭31和成像鏡頭36的光軸附近布置的像素的配置。如果將像素布置為進(jìn)一步遠(yuǎn)離成像鏡頭31和成像鏡頭36的光軸以校正cos4 Θ定律，則成像鏡頭31和成像鏡頭36的光軸和掩模34和掩模39的位置以屏幕的向外的方向偏移。
圖8示出成像裝置的一般Bayer樣式像素結(jié)構(gòu)。參照圖8，布置了三種顏色(即，紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B))的濾色器，并將4個像素配置為一個單元。在這里，在該單元中布置了兩個G像素。圖9A和圖9B示出了根據(jù)實施例的基于圖8的Bayer樣式像素結(jié)構(gòu)以水平方向配置的圖7A和圖7B的成像裝置的相位差像素。圖9A示出濾色器和R像素33的配置以及濾色器和L像素38的配置，圖9B示出掩模34和掩模39的布置。在圖9A中，RLa表示在紅色(R)濾色器中形成用于L像素38的掩模。在圖9A和圖9B中，R像素33和L像素38均具有相對于成像鏡頭31和成像鏡頭36的光軸的大約50 %的開口率，R像素33和L像素38中的每個光學(xué)孔徑不與光軸接觸，或者與光軸接觸但不包括光軸。在這里，為了便于解釋，圖9B中示出的掩模34和掩模39被稱為“A型掩?！保虼怂椒较虻南辔徊钕袼氐呐渲帽环Q為HA?！ぴ趫D9A和圖9B中，L像素被布置在第一行41和第二行42，R像素被布置在第三行43和第四行44。如圖3A和圖3B所示，獲得第一行41和第二行42的每個像素的像素行信號或第一行41的每個L像素和第二行42的每個像素的像素行信號之和(合并(binning)輸出)，并獲得第三行43和第四行44的每個像素的像素行信號或第三行43和第四行44的每個像素的像素行信號之和(合并輸出)，以計算R像素和L像素之間的相位差。在這里，用于獲得合并輸出的區(qū)域不限于以上示例，并可針對更寬的區(qū)域執(zhí)行合并輸出。另外，可對相同顏色的像素執(zhí)行合并輸出。當(dāng)獲得相同顏色的像素的合并輸出時，可在實時取景圖像中使用合并輸出。像素行信號被獲得作為水平方向的線圖像。因此，可檢測具有水平方向上的對比度改變的圖像。如上所述，HA由具有相對于成像鏡頭31和成像鏡頭36的光軸的大約50%的開口率的像素構(gòu)成，所述像素中的每個光學(xué)孔徑不與光軸接觸，或者與光軸接觸但不包括光軸，因此相鄰像素之間不會發(fā)生串?dāng)_，可從相位差信息獲得目標(biāo)的水平方向上的焦點的位置。圖IOA和圖IOB示出根據(jù)實施例的基于圖8的Bayer樣式像素結(jié)構(gòu)以垂直方向配置的圖7A和圖7B的成像裝置的相位差像素。圖IOA示出濾色器和R像素33的配置以及濾色器和L像素38的配置，圖IOB示出掩模34和掩模39的布置。在圖IOA和圖IOB中，R像素33和L像素38均具有相對于成像鏡頭31和成像鏡頭36的光軸的大約50%的開口率，R像素33和L像素38中的每個光學(xué)孔徑不與光軸接觸，或者與光軸接觸但不包括光軸。在這里，為了便于解釋，圖IOB中示出的掩模34和掩模39被稱為“A型掩?！?，因此垂直方向的相位差像素的配置被稱為VA。在圖IOA和圖IOB中，L像素被布置在第一列51和第二列52，R像素被布置在第三列53和第四列54。如圖3A和圖3B所示，獲得第一列51和第二列52的每個像素的像素列信號或第一列51的每個L像素和第二列52的每個像素的像素列信號之和(合并輸出)，并獲得第三列53和第四列54的每個像素的像素列信號或第三列53的每個像素和第四列54的每個像素的像素列信號之和(合并輸出)，以計算R像素和L像素之間的相位差。像素列信號被獲得作為垂直方向的線圖像。VA的像素列信號可被用于檢測具有垂直方向的對比度改變的圖像，因此可從相位差信息獲得目標(biāo)的垂直方向上的焦點的位置。
圖IlA和圖IlB是示出根據(jù)另一實施例的相位差像素的掩模的位置和成像鏡頭之間的關(guān)系的不圖。圖IlA示出成像鏡頭61、圖5的成像裝置的R像素63、掩模64的俯視圖和成像鏡頭61之上且入射到掩模64的光瞳62。圖IlB示出成像鏡頭66、圖5的成像裝置的L像素68、掩模69的俯視圖和成像鏡頭66之上且入射到掩模69的光瞳67。已經(jīng)透射通過成像鏡頭61的光瞳62的光和已經(jīng)透射通過成像鏡頭66的光瞳67的光分別入射到R像素63和L像素68上。盡管分別放置了掩模34和掩模39以允許圖7A和圖7B的實施例的R像素33和L像素38具有相對于光軸的大約50%的開口率，但是可分別定位掩模64和掩模69以允許R像素63和L像素68具有相對于光軸的50%或更大(例如，75%)的開口率。換而言之，在該實施例中，R像素63具有相對于成像鏡頭61的光軸的50%或更大的開口率，R像素63的光學(xué)孔徑包括光軸，L像素68具有相對于成像鏡頭66的光軸的50%或更大的開口率，L像素68的光學(xué)孔徑包括光軸。R像素63的光學(xué)孔徑 的中心在成像鏡頭61的光軸的右側(cè)，L像素68的光學(xué)孔徑的中心在成像鏡頭66的光軸的左側(cè)。在圖7A和圖7B的R像素33和L像素38中，光瞳32和光瞳37之間不存在重疊部分，因此R像素33和L像素38的相位差信息彼此不重疊，導(dǎo)致相對小的自動對焦(AF)誤差。另一方面，與圖IlA和圖IlB的R像素63和L像素68相比，獲得較暗的圖像。相反，在圖IlA和圖IlB的R像素63和L像素68中，光瞳62和光瞳67之間存在重疊部分，因此R像素63和L像素68的相位差信息彼此重疊，導(dǎo)致相對大的AF誤差。另一方面，與圖7A和圖7B的R像素33和L像素38相比，獲得較亮的圖像。圖12A和圖12B示出根據(jù)實施例的基于圖8的Bayer樣式像素結(jié)構(gòu)以水平方向配置的圖IlA和圖IlB的成像裝置的相位差像素。圖12A示出濾色器和R像素63的配置以及濾色器和L像素68的配置，圖12B示出掩模64和掩模69的布置。雖然圖9A和圖9B中示出的R像素和L像素均具有相對于成像鏡頭31和成像鏡頭36的大約50%的開口率，每個像素的光學(xué)孔徑不與光軸接觸，或者與光軸接觸但不包括光軸，但是圖12A和圖12B的R像素和L像素均具有相對于成像鏡頭61和成像鏡頭66的大約75%的開口率，每個像素的光學(xué)孔徑包括光軸。在這里，為了便于解釋，掩模64和掩模69被稱為“B型掩?！保虼?，水平方向的相位差像素的配置可被稱為HB。在圖12A和圖12B中，L像素被布置在第一行71和第二行72，R像素被布置在第三行73和第四行74。如圖3A和圖3B所示，獲得第一行71和第二行72的每個像素的像素行信號或者第一行71的每個L像素和第二行72的每個像素的像素行信號之和(合并輸出)，并獲得第三行73和第四行74的每個像素的像素行信號或者第三行73和第四行74的每個像素的像素行信號之和(合并輸出)，以計算R像素和L像素之間的相位差。對于圖12A和圖12B的HB，HB的光學(xué)孔徑足夠大，因而成像裝置可令人滿意地顯示圖像。然而，當(dāng)對HB執(zhí)行相位差檢測時，HB的光學(xué)孔徑均包括成像鏡頭的光軸，因此會發(fā)生相鄰像素之間的串?dāng)_。換而言之，L像素信息被包括在R像素的偏移信息中，因此R像素的偏移 目息中包括了橫向偏移 目息。因此，難以從可從HB獲得的相位差 目息獲得關(guān)于焦點位置檢測的信息，但是可從所述相位差信息獲得目標(biāo)的對焦方向。
圖13A和圖13B示出根據(jù)實施例的基于圖8的Bayer樣式像素結(jié)構(gòu)以垂直方向配置的圖IlA和圖IlB的成像裝置的相位差像素。圖13A示出濾色器和R像素63的配置以及濾色器和L像素68的配置，圖13B示出掩模64和掩模69的布置。在圖13A中，RLb表不在紅色(R)濾色器中形成用于L像素68的掩模。雖然圖9A和圖9B中示出的R像素和L像素均具有相對于成像鏡頭31和成像鏡頭36的大約50%的開口率，并且每個像素的光學(xué)孔徑不與光軸接觸，或者與光軸接觸但不包括光軸，但是圖13A和圖13B的R像素和L像素均具有相對于成像鏡頭61和成像鏡頭66的大約75%的開口率，并且每個像素的光學(xué)孔徑包括光軸。在這里，為了便于解釋，掩模64和掩模69被稱為“B型掩?！?，因此，垂直方向的相位差像素的配置可被稱為VB。在圖13A和圖13B中，L像素被布置在第一列81和第二列82，R像素被布置在第三列83和第四列84。如圖3A和圖3B所示，獲得第一列81和第二列82的每個像素的像素列信號或者第一列81的每個L像素和第二列82的每個像素的像素列信號之和(合并輸出)，并獲得第三列83和第四列84的每個像素的像素列信號或者第三列83和第四列84的每個像素的像素列信號之和(合并輸出)，以計算R像素和L像素之間的相位差。與圖12A和圖12B的HB相同，可從VB獲得的相位差信息可被用于獲得目標(biāo)的對焦方向。圖14A和圖14B示出根據(jù)實施例的基于圖8的Bayer樣式像素結(jié)構(gòu)以水平方向和垂直方向配置的圖7A和圖7B的成像裝置的相位差像素。R像素和L像素均具有50%的開口率，因此可獲得對焦方向。水平和垂直方向的相位差像素的配置被稱為HVA。在HVA配置中，數(shù)量多于R像素，B像素的G像素被用作水平方向和垂直方向上的檢測像素。圖15示出根據(jù)實施例的圖9A、圖9B、圖10A、圖10B、圖13A、圖13B、圖14A和圖
14B的成像裝置的相位差像素的組合配置。實際上，成像裝置例如可以是14. 6M像素成像裝置，該成像裝置具有水平方向布置的4670個像素和垂直方向布置的3100個像素的像素配置。然而，在此實施例中，為了以示圖形式進(jìn)行解釋，布置了較少的像素。參照圖15，HA和VA被布置在成像裝置的中心區(qū)域，HVA被布置在HA和VA彼此交叉的地方。VB被布置在中心區(qū)域的左側(cè)區(qū)域和右側(cè)區(qū)域，HB被布置在布置了 HA、VA和HVA的區(qū)域以外的中心區(qū)域的附近。在這里，VA被布置在HB周圍。作為成像裝置的光瞳的光學(xué)條件，位于成像裝置的中心區(qū)域的HA和HB的布置用于防止?jié)u暈現(xiàn)象(vignetting phenomenon)。例如，因為不會發(fā)生光漸暈現(xiàn)象,所以光圈為F6. 7或更小的鏡頭可獲得高對焦位置檢測精度。由于光漸暈現(xiàn)象發(fā)生在成像裝置的中心區(qū)域之外的區(qū)域，因此布置了用于對焦方向檢測的HB和VB，HB和VB不會引起密度(density)方面的問題。由于光漸暈現(xiàn)象根據(jù)離成像鏡頭的光軸的距離而增加，并且不管是否發(fā)生漸暈現(xiàn)象都期望R像素和L像素被相對對稱地布置，因此HB被布置在成像裝置的中心區(qū)域以及上側(cè)區(qū)域和下側(cè)區(qū)域，VB被布置在成像裝置的左側(cè)區(qū)域和右側(cè)區(qū)域。此外，在實際成像裝置中，VA替代HA被布置在HB配置中。在稍后將描述的成像裝置中，用于對焦位置檢測的相位差像素還可被分散地布置在用于對焦方向檢測的相位差像素(諸如HB像素和VB像素)的配置中。另外，在數(shù)字圖像處理裝置100中，在AF期間主要使用用于對焦位置檢測的HA和VA，并以輔助的方式使用用于對焦方向檢測的HB和VB。圖16示出根據(jù)實施例的圖14A和圖14B的成像裝置的相位差像素的配置。參照圖16，HA被布置在成像裝置的中心區(qū)域，VA被布置在中心區(qū)域以外的區(qū)域。布線層被布置為鋸齒形配置的圖6的成像裝置的像素可具有圖16的像素配置。成像裝置可具有與一般成像裝置的圖像質(zhì)量相同的圖像質(zhì)量，因此可一次使用所有的像素來 檢測對焦位置。在這里，R像素和L像素的布線層被布置為鋸齒形配置。圖17示出根據(jù)另一實施例的圖15的成像裝置的相位差像素的組合配置。參照圖17，以在成像裝置的每個區(qū)域中執(zhí)行水平方向和垂直方向的檢測的方式來配置像素。可在布置在成像裝置的中心區(qū)域處的HA、VA、HVA和HB所構(gòu)成的九個點處執(zhí)行多點檢測。已經(jīng)提供了包括光圈為F6. 7或更小的成像鏡頭的用于相位差檢測的成像裝置的詳細(xì)描述。明亮的成像鏡頭降低了對焦位置檢測精度。對于光圈大于F2. 8的鏡頭，成像裝置包括具有高對焦位置檢測精度的相位差像素。圖18是用于解釋根據(jù)實施例的具有高對焦位置檢測精度的相位差像素的原理的示圖。參照圖18，如圖2，示出成像鏡頭的位置和成像鏡頭的出射光瞳。在圖18中，示出成像鏡頭的F2. 8的出射光瞳81、微透鏡82、F6. 7的出射光瞳83、F6. 7的出射光瞳83中的相位差R像素的光瞳86、F6. 7的出射光瞳83中的相位差L像素的光瞳85、F2. 8的出射光瞳81中的相位差R像素的光瞳87和F2. 8的出射光瞳81的相位差L像素的光瞳84。F2. 8的光瞳84和光瞳87的位置離成像鏡頭的光軸具有一段距離。在這種情況下，入射到相位差像素上的光的角度增加，當(dāng)光的焦點被改變時，成像位置出現(xiàn)大的改變。因此，在光的入射角度增加的配置中，檢測到高等級的相位差改變，因此對焦位置檢測精確度高。圖19A和圖19B是示出根據(jù)實施例的相位差像素的掩模的位置和F2. 8的成像鏡頭之間的關(guān)系的示圖。圖19A示出成像鏡頭91、R像素93、掩模94的俯視圖和在成像鏡頭91之上并入射到掩模94上的光瞳92。圖19B示出成像鏡頭96、L像素98、掩模99的俯視圖和在成像鏡頭96之上并入射到掩模99上的光瞳97。透射通過成像鏡頭91的光瞳92或成像鏡頭96的光瞳97的光分別入射到R像素93或L像素98上。圖7A和圖7B中示出的掩模34和掩模39分別被放置以允許R像素33和L像素38具有相對于光軸的50%的開口率，而圖19A和圖19B中示出的掩模94和掩模99分別被放置以允許R像素93和L像素98具有相對于成像鏡頭91和成像鏡頭96的光軸的25%的開口率。在這里，與F6. 7的像素相比，R像素93和L像素98的光學(xué)孔徑被分別放置在離成像鏡頭91和成像鏡頭96的光軸更遠(yuǎn)的位置處。此外，當(dāng)像素的尺寸增加時，像素的光學(xué)孔徑不會被制作為更小的尺寸，但是光學(xué)孔徑可被放置在距離成像鏡頭的光軸具有更遠(yuǎn)的的位置處。圖20A和圖20B示出根據(jù)實施例的通過使用圖19A和圖19B的F2. 8的成像鏡頭以水平方向配置的圖19A和圖19B的成像裝置的相位差像素。圖20A示出濾色器和R像素93的配置以及濾色器和L像素98的配置，圖20B示出掩模94和掩模99的布置。參照圖20A和圖20B，R像素93和L像素98均具有大約25%的開口率，R像素93和L像素98的光學(xué)孔徑均不包括或不接觸成像鏡頭91和成像鏡頭96的光軸，R像素93和L像素98的光學(xué)孔徑分別被放置在離成像鏡頭91和成像鏡頭96的光軸一段距離的位置處。如圖20A和圖20B所示的水平方向的相位差像素的配置被稱為HA25。
可從HA25獲得的相位差信息是對焦位置檢測信息，并且可獲得具有高精度的對焦位置檢測信息。雖然在圖20A和圖20B中未示出，但是也可以以垂直方向配置相位差像素，這樣的配置被稱為VA25。圖21示出根據(jù)實施例的圖9A、圖9B、圖20A和圖20B的成像裝置的相位差像素的
組合配置。參照圖21，多個HA25被布置在成像裝置的中心區(qū)域，多個VA25被布置在中心區(qū)域的上側(cè)和下側(cè)。雖然在圖21中未示出，但是在其它實施例中，HA可被布置在HA25和VA25之間。如果使用比F2. 8的鏡頭更明亮的鏡頭系統(tǒng)，則多個HA25可被布置在成像裝置的中心區(qū)域，然而如果采用使用其它鏡頭的系統(tǒng)，則HA可被布置在成像裝置的中心區(qū)域。HA被布置在布置了多個VA25的區(qū)域的上側(cè)和下側(cè)，VA被布置在布置了多個VA25、多個HA25和HA的區(qū)域的左側(cè)和右側(cè)。另外，HB被布置在布置了 HA和VA的區(qū)域的上側(cè)和下側(cè)，VB被布置在布置了 HB和VA的區(qū)域的左側(cè)和右側(cè)。換而言之，圖21示出了布置在成像裝置的中心區(qū)域處的用于對焦位置檢測的F2. 8和F6. 7相位差像素的配置、布置在中心區(qū)域的外側(cè)的用于對焦位置檢測的F6. 7相位差像素的配置以及布置在中心區(qū)域的最外側(cè)的用于對焦方向檢測的相位差像素的配置。圖22A和圖22B示出根據(jù)另一實施例的以水平方向配置的圖19A和圖19B中示出的相位差像素。圖22A示出濾色器和R像素93的配置以及濾色器和L像素98的配置，圖22B示出掩模94和掩模99的布置。在圖22A和圖22B中，示出了被配置為具有70%的開口率的用于對焦方向檢測的相位差像素，這樣的配置被稱為HB70。雖然在圖22A和圖22B中未示出，但是還可以以垂直方向配置相位差像素，這樣的配置被稱為VB70。圖23A和圖23B示出了根據(jù)另一實施例的以水平方向配置的圖19A和圖19B中示
出的相位差像素。圖23A示出濾色器和R像素93的配置以及濾色器和L像素98的配置，圖23B示出了掩模94和99的布置。在圖23A和圖23B中，示出了被配置為具有85%的開口率的用于對焦方向檢測的相位差像素，這樣的配置被稱為HB85。雖然在圖23A和圖23B中未示出，但是還可以以垂直方向配置相位差像素，這樣的配置被稱為VB85。圖24示出根據(jù)實施例的圖22A、圖22B、圖23A和圖23B中示出的相位差像素的組合配置。參照圖24，HA被布置在成像裝置的中心區(qū)域，HA還被布置在中心區(qū)域的左上側(cè)、右上側(cè)、左下側(cè)和右下側(cè)。多個HB70被布置在布置了 HA的區(qū)域的周圍。VA被布置在中心區(qū)域的左側(cè)、右側(cè)、上側(cè)和下側(cè)，多個VB70被布置在VA被布置的區(qū)域的周圍，多個HB85被布置在布置了多個HB70的區(qū)域和布置了多個VB70的區(qū)域之間，多個VB85被布置在布置了多個HB85、多個HB70和多個VB70的區(qū)域的左側(cè)和右側(cè)?？煽紤]捕獲的圖像的質(zhì)量進(jìn)行這樣的配置，并且進(jìn)行該配置以提高邊緣區(qū)的開口率。包括這樣的配置的成像裝置具有校正成像鏡頭的陰影的效果，并且可表現(xiàn)對焦位置檢測能力和提高的圖像質(zhì)量。圖25A和圖25B示出根據(jù)另一實施例的以水平方向配置的圖19A和圖19B中示出 的相位差像素。圖25A示出濾色器和R像素93的配置以及濾色器和L像素98的配置，圖25B示出掩模94和掩模99的布置。在圖25A中，僅G像素被配置為用于對焦位置檢測的相位差像素，R像素和B像素被配置為用于對焦方向檢測的相位差像素。這樣的配置被稱為HC。雖然G像素具有比R像素和B像素更小的開口率,但是G像素的數(shù)量是R像素或B像素的數(shù)量的兩倍，因此不會發(fā)生圖像質(zhì)量的退化。圖26A和圖26B示出根據(jù)實施例的以垂直方向配置的圖25A和圖25B的相位差像素。圖26A示出濾色器和R像素93的配置以及濾色器和L像素98的配置，圖26B示出掩模94和掩模99的布置。這樣的配置被稱為VC。圖27示出了根據(jù)實施例的圖25A、圖25B、圖26A和圖26B的相位差像素的組合配置?？煽紤]捕獲的圖像的質(zhì)量而不是成像裝置本身來進(jìn)行圖27中的配置。HA被布置在包括成像裝置的中心區(qū)域的九個區(qū)域中，HA和多個HA25兩者被布置在中心區(qū)域，HC被布置在布置了 HA的區(qū)域之間，VC被布置在布置了 HA的區(qū)域的左側(cè)和右側(cè)的12個區(qū)域中。這是基本配置。VB被布置在布置了 HA的區(qū)域和布置了 VC的區(qū)域之間。HB被布置在基本配置的上側(cè)和下側(cè)，VB被布置在基本配置的左側(cè)和右側(cè)。可做出圖27的配置以檢測與若干目標(biāo)對應(yīng)的多個焦點，包括這樣的配置的成像裝置可具有好的圖像質(zhì)量。圖28示出根據(jù)另一實施例的圖27的相位差像素的組合配置。HC被布置在中心區(qū)域，HC還被布置在中心區(qū)域的上側(cè)和下側(cè)的多條線中，VC被布置在HC和VC彼此交叉的多條線中。HB被布置在布置了 HC的區(qū)域和布置了 VC的區(qū)域之間。VB被布置在成像裝置的左側(cè)和右側(cè)的最外側(cè)。具有這樣的配置的成像裝置可通過使用軟件設(shè)置多焦點檢測分?jǐn)?shù)來將焦點檢測區(qū)域設(shè)置在任意位置，因此可被廣泛使用。圖29A和圖29B示出根據(jù)另一實施例的圖25A和圖25B的相位差像素的配置。參照圖29A和圖29B，Bayer樣式像素結(jié)構(gòu)的G像素之一被白色(W)像素替代。換而言之，去除了 Bayer樣式像素結(jié)構(gòu)的兩個G像素之一。W像素被配置為用于對焦位置檢測的水平方向的相位差像素，R、G、B像素被配置為用于對焦方向檢測的水平方向的相位差像素。圖29A和圖29B中示出的成像裝置的配置被稱為HAW。雖然在圖29A和圖29B中未示出，但是可以以垂直方向配置相位差像素，這樣的配置被稱為VAW。另外，成像裝置可具有這樣的配置圖27和圖28的HC和VC被HAW和VAW替代。上述的相位差像素的配置被用于以水平方向或垂直方向檢測相位差。然而，可相對于成像鏡頭的光軸的同心圓來布置相位差像素以檢測相位差。通過使用這樣的配置，可容易獲得目標(biāo)的對稱。在這種情況下，針對來自成像鏡頭的光瞳的光的對焦位置檢測誤差小。另外，針對對比度為傾斜分布的目標(biāo)，由于在制造像素的光學(xué)孔徑中形成的掩模時出現(xiàn)誤差，可能在對焦位置檢測時出現(xiàn)誤差。圖30A到圖33B示出根據(jù)多個實施例的以斜方向布置的相位差像素的配置，其中，可針對斜方向檢測相位差信息。圖30A和圖30B示出根據(jù)實施例的通過相對于右、上、左、下方向檢測相位差來檢測對焦位置的相位差像素的MA配置。MA表示與圖2中示出的L像素對應(yīng)的D像素行。使用⑶a、RDa、⑶a、BDa、⑶a、RDa、⑶a、...執(zhí)行相位差計算，并使用BUa、⑶a、RUa、⑶a、BUa、...(即，與圖2中示出的R像素對應(yīng)的U像素行)執(zhí)行相位差計算。圖31A和圖31B示出根據(jù)實施例的通過相對于左、上、右、下方向檢測相位差來檢測對焦位置的相位差像素的NA配置。以與MA配置相反的方向做出NA配置。·圖32A和圖32B示出根據(jù)實施例的通過相對于右、上、左、下方向檢測相位差來檢測對焦方向的相位差像素的MB配置。MB配置具有大于50%的開口率，MB配置的光學(xué)孔徑包括成像鏡頭的光軸。圖33A和圖33B示出根據(jù)實施例的通過相對于左、上、右、下方向檢測相位差來檢測對焦方向的相位差像素的NB配置。以與MB配置相反的方向做出NB配置。圖34示出根據(jù)實施例的圖30A、圖30B、圖31A、圖31B、圖32A、圖32B、圖33A和圖33B的相位差像素的組合配置。圖34的配置用于九個區(qū)域的多焦點檢測。參照圖34，HA、VA和HVA被布置在中心區(qū)域并還被布置在中心區(qū)域的上側(cè)、下側(cè)、左側(cè)和右側(cè)，用于對焦位置檢測的MA和NA以斜方向被布置在中心區(qū)域的左、右、上、下方向的四個區(qū)域。以相對于成像鏡頭的光軸的同心圓方向設(shè)置相位差信息的檢測方向。用于以水平方向檢測對焦方向的HB被布置在中心區(qū)域的周圍，MB和NB以斜方向被布置在左斜線和右斜線的上側(cè)和下側(cè)。另外，用于以垂直方向檢測對焦方向的VB被布置在成像裝置的最外側(cè)。圖35A和圖35B是示出根據(jù)實施例的通過使用相位差成像裝置調(diào)整焦點的方法的操作的流程圖。使用圖I的數(shù)字圖像處理裝置100執(zhí)行圖35A和圖35B中示出的方法，數(shù)字圖像處理裝置100能夠通過使用從具有圖15的相位差像素配置的成像裝置108輸出的圖像執(zhí)行對比度AF。在圖15中示出的相位差像素中，混合了關(guān)于對焦位置信息的相位差像素和關(guān)于對焦方向信息的相位差像素。當(dāng)數(shù)字圖像處理裝置100的第一快門釋放按鈕SI被接通(操作S100)時，來自成像裝置108的圖像信息被輸入到圖像處理電路(操作S101)。在這里，圖像處理電路可以是圖I的CPU 106、模擬信號處理單元109、A/D轉(zhuǎn)換單元110、圖像輸入控制器111、數(shù)字信號處理單元112、壓縮/解壓縮單元113、視頻控制器114、AffB檢測單元116、AE檢測單元117、AF檢測單元118和介質(zhì)控制器121。圖像處理電路通常可被稱為1C，并且可以是數(shù)字圖像處理裝置100的CPU 106。接下來，CPU 106接收水平方向和垂直方向的相位差像素(B卩，HA像素和VA像素)的信號(操作S102)。HA像素和VA像素的信號被用作使用圖9A、圖9B、圖IOA和圖IOB中示出的相位差檢測執(zhí)行的對焦位置檢測的信息。接下來，CPU 106計算HA像素的信號和VA像素的信號之間的相關(guān)性，以檢測水平方向和垂直方向的相位差(操作S103)。接下來，CPU 106從相位差檢測確定是否可以進(jìn)行對焦位置檢測(操作S104)。如果目標(biāo)具有低對比度或者暗，則不可以進(jìn)行對焦位置檢測。作為確定的結(jié)果，如果可以進(jìn)行對焦位置檢測，則CPU 106從檢測到的水平方向和垂直方向的對焦位置選擇最近的水平方向和垂直方向的對焦位置(操作S105)。

當(dāng)選擇了最近的對焦位置時，CPU 106控制鏡頭操作單元103將對焦鏡頭102驅(qū)動至最近的對焦位置(操作S106)。當(dāng)對焦鏡頭102被驅(qū)動至最近的對焦位置時，顯示焦點對準(zhǔn)狀態(tài)(操作S107)，并且AF隨后被終止。到此為止已經(jīng)描述了相位差A(yù)F的詳細(xì)說明。另一方面，作為CPU 106的確定結(jié)果，如果不可以進(jìn)行對焦位置檢測，則CPU 106接收水平方向和垂直方向的相位差像素(即，HB像素和VB像素)的信號(操作S108)。HB像素和VB像素的信號被用作使用圖12A、圖12B、圖13A和圖13B中示出的相位差檢測執(zhí)行的對焦方向檢測的信息。接下來，CPU 106計算HB像素的信號和VB像素的信號之間的相關(guān)性，以檢測水平方向和垂直方向的相位差，并從中確定是否可以進(jìn)行對焦方向檢測(操作S109).如果可以進(jìn)行對焦方向檢測，則CPU 106設(shè)置驅(qū)動對焦鏡頭102的對焦方向(操作 SI10)。當(dāng)設(shè)置了對焦方向時，CPU 106在執(zhí)行對比度AF的AF檢測的同時以對焦方向驅(qū)動對焦鏡頭102。換而言之，CPU 106執(zhí)行對比度AF掃描。然而，如果不可以進(jìn)行對焦方向檢測，則CPU 106將對焦鏡頭102的驅(qū)動方向設(shè)置為目標(biāo)接近數(shù)字圖像處理裝置100的方向，S卩，接近方向(操作SI 11)，并在執(zhí)行對比度AF的AF檢測的同時以對焦方向驅(qū)動對焦鏡頭102(操作S112)。換而言之，CPU 106執(zhí)行對比度AF掃描。接下來，CPU 106通過對比度AF掃描確定是否檢測對比度尖峰(S113)，如果可以進(jìn)行對比度尖峰檢測，則CPU 106將對焦鏡頭102驅(qū)動至尖峰的位置(操作S114)。在這里，尖峰的位置是對焦位置。然后，顯示焦點對準(zhǔn)狀態(tài)(操作S107)，終止AF。然而，如果即使在通過將對焦鏡頭102移動超過寬的范圍來執(zhí)行對比度AF掃描時仍不可以進(jìn)行對比度尖峰檢測，則將對焦鏡頭102的驅(qū)動方向改變?yōu)槟繕?biāo)遠(yuǎn)離數(shù)字圖像處理裝置100的方向，并隨后連續(xù)執(zhí)行反向的對比度AF掃描(操作SI 15)。再次確定是否檢測到對比度尖峰(操作S116)，并且當(dāng)檢測到對比度尖峰時，將對焦鏡頭102驅(qū)動至尖峰位置(操作S114)。然后，顯示焦點對準(zhǔn)狀態(tài)(操作S107)，隨后終止AF。然而，如果沒有檢測到對比度尖峰，則顯示不能進(jìn)行AF (操作S117)，隨后終止AF。在此實施例中,可以通過使用HA相位差像素和VA相位差像素檢測相位差，因此當(dāng)通過相位差檢測來檢測對焦位置時最快速地獲得了焦點對準(zhǔn)狀態(tài)。另外，可以通過使用HB相位差像素和VB相位差像素檢測相位差，因此當(dāng)通過相位差檢測來檢測對焦方向時，相對快速地獲得焦點對準(zhǔn)狀態(tài)。如果沒有通過相位差檢測獲得對焦位置和對焦方向，則僅執(zhí)行對比度AF，因此AF時間被延遲。圖36是示出根據(jù)另一實施例的通過使用相位差成像裝置調(diào)整焦點的方法的操作的流程圖。使用圖I的數(shù)字圖像處理裝置100執(zhí)行圖36中示出的方法，數(shù)字圖像處理裝置100能夠通過使用從具有圖16的相位差像素配置的成像裝置108輸出的圖像執(zhí)行對比度AF。圖16中示出的相位差像素被用于獲得對焦位置信息。當(dāng)數(shù)字圖像處理裝置100的第一快門釋放按鈕SI被接通(操作S200)時，來自成像裝置108的圖像信息被輸入到圖像處理電路(操作S201)。接下來，CPU 106接收水平方向和垂直方向的相位差像素(B卩，HA像素和VA像素) 的信號(操作S202)。HA像素和VA像素的信號被用作使用圖9A、圖9B、圖IOA和圖IOB中示出的相位差檢測執(zhí)行的對焦位置檢測的信息。接下來，CPU 106計算HA像素的信號和VA像素的信號之間的相關(guān)性，以檢測水平方向和垂直方向的相位差(操作S203)。接下來，CPU 106從全部HA像素和VA像素的相位差檢測確定是否可以進(jìn)行對焦位置檢測(操作S204)。如果目標(biāo)具有低對比度或者暗，則可能不可以進(jìn)行對焦位置檢測。作為確定的結(jié)果，如果可以從全部HA像素和VA像素進(jìn)行對焦位置檢測，則CPU106從檢測到的水平方向和垂直方向的對焦位置中選擇最近的水平方向和垂直方向的對焦位置(操作S205)。當(dāng)選擇了最近的對焦位置時，CPU 106控制鏡頭操作單元103將對焦鏡頭102驅(qū)動至最近的對焦位置(操作S206)。當(dāng)對焦鏡頭102被驅(qū)動至最近的對焦位置時，顯示焦點對準(zhǔn)狀態(tài)(操作S207)，隨后終止AF。另一方面，作為CPU 106的確定結(jié)果，如果不可以從全部HA像素和VA像素進(jìn)行對焦位置檢測(操作S204)，則CPU 106將對焦鏡頭102的驅(qū)動方向設(shè)置為接近方向(操作S208)，并通過在執(zhí)行AF檢測的同時移動對焦鏡頭102來執(zhí)行對比度AF掃描(操作S209)。接下來，CPU 106通過對比度AF掃描確定是否檢測對比度尖峰(操作S210)，如果可以進(jìn)行對比度尖峰檢測，則CPU 106將對焦鏡頭102驅(qū)動至尖峰的位置(操作S211)。這里，尖峰的位置是對焦位置。然后，顯示焦點對準(zhǔn)狀態(tài)(操作S207)，終止AF。然而，如果即使通過將對焦鏡頭102移動超過寬的范圍執(zhí)行對比度AF掃描時也不可以進(jìn)行對比度尖峰檢測，則將對焦鏡頭102的驅(qū)動方向改變?yōu)槟繕?biāo)遠(yuǎn)離數(shù)字圖像處理裝置100的方向，并隨后繼續(xù)執(zhí)行反向?qū)Ρ榷華F掃描(操作S212)。再次確定是否檢測到對比度尖峰(操作S213)，并且當(dāng)檢測到對比度尖峰時，將對焦鏡頭102驅(qū)動至尖峰位置(操作S211)。然后，顯示焦點對準(zhǔn)狀態(tài)(操作S207)，隨后終止AF。然而，如果沒有檢測到對比度尖峰(操作S213)，則顯示不能進(jìn)行AF (操作S214)，隨后終止AF。圖37A和圖37B是示出根據(jù)另一實施例的通過使用相位差成像裝置調(diào)整焦點的方法的操作的流程圖。
使用圖I的數(shù)字圖像處理裝置100執(zhí)行圖37A和圖37B中示出的方法，數(shù)字圖像處理裝置100能夠通過使用從具有圖24的相位差像素配置的成像裝置108輸出的圖像執(zhí)行對比度AF。圖24的相位差像素包括多種類型的關(guān)于對焦位置信息的相位差像素以及多種類型的關(guān)于對焦方向信息的相位差像素。換而言之，在圖24的相位差像素配置中混合了6種類型的相位差像素。當(dāng)數(shù)字圖像處理裝置100的第一快門釋放按鈕SI被接通(操作S300)時，來自成像裝置108的圖像信息被輸入到圖像處理電路(操作S301)。接下來，CPU 106接收水平方向和垂直方向的相位差像素(B卩，HA像素和VA像素)的信號，并特別地，對多個相鄰像素執(zhí)行合并以增加像素的輸出敏感度(操作S302)。接下來，CPU 106計算HA像素的信號和VA像素的信號之間的相關(guān)性，以檢測水平 方向和垂直方向的相位差(操作S303)。接下來，CPU 106從相位差檢測確定是否可以進(jìn)行對焦位置檢測(操作S304)。如果目標(biāo)具有低對比度或者暗，則不可以進(jìn)行對焦位置檢測。作為確定的結(jié)果，如果可以進(jìn)行對焦位置檢測，則CPU 106從檢測到的水平方向和垂直方向的對焦位置中選擇最近的水平方向和垂直方向的對焦位置(操作S305)。當(dāng)選擇了最近的對焦位置時，CPU 106控制鏡頭操作單元103將對焦鏡頭102驅(qū)動至最近的對焦位置(操作S306)。當(dāng)對焦鏡頭102被驅(qū)動至最近的對焦位置時，顯示焦點對準(zhǔn)狀態(tài)(操作S307)，隨后終止AF。另一方面，作為CPU 106的確定結(jié)果，如果不可以進(jìn)行對焦位置檢測(操作S304)，則CPU 106接收水平方向和垂直方向的相位差像素(即，HB70像素和VB70像素)的信號，并特別地，對多個相鄰像素執(zhí)行合并以增加其輸出敏感度(操作S308)。雖然由于相鄰像素之間的串?dāng)_可能不可以從HB70像素和VB70像素的信號輸出獲得精確的對焦位置信息，但是可以獲得關(guān)于對焦位置和對焦方向的粗略信息。接下來，CPU 106計算HB70像素的信號和VB70像素的信號之間的相關(guān)性以檢測水平方向和垂直方向的相位差，并從相位差確定是否檢測粗略估計的對焦位置和對焦方向(操作 S309)。當(dāng)可以對粗略估計的對焦位置和對焦方向進(jìn)行檢測時，CPU 106將對焦鏡頭102驅(qū)動至粗略估計的對焦位置(操作S310)。為了確定特定對焦位置，在焦點對準(zhǔn)位置附近執(zhí)行對比度AF(操作S311)。這里，對比度AF表示在執(zhí)行AF檢測的同時執(zhí)行以低速度驅(qū)動對焦鏡頭102的精細(xì)掃描。接下來，CPU 106通過對比度AF掃描確定是否檢測對比度尖峰(操作S312)，如果可以進(jìn)行對比度尖峰檢測，則CPU 106將對焦鏡頭102驅(qū)動至尖峰的位置(操作S313)。這里，尖峰的位置是對焦位置。然后，顯示焦點對準(zhǔn)狀態(tài)(操作S307)，終止AF。然而，如果不可以進(jìn)行對比度尖峰檢測(操作S312)，則顯示不能進(jìn)行AF (操作S318)，終止 AF。如果在操作S309中不可以對粗略估計的對焦位置和對焦方向進(jìn)行檢測，則CPU106接收水平方向和垂直方向的相位差像素(即，HB85像素和VB85像素)的信號，并特別地，對其多個相鄰像素執(zhí)行合并以增加其輸出敏感度(操作S314)。耶85像素的信號和VB85像素的信號與HB70像素的信號和VB70像素的信號相比更不精確，但是可被用于獲得粗略的對焦位置信息。接下來，CPU 106計算HB85像素的信號和VB85像素的信號之間的相關(guān)性以檢測水平方向和垂直方向的相位差，并從相位差確定是否檢測粗略估計的對焦位置和對焦方向(操作S315)。當(dāng)可以對粗略估計的對焦位置和對焦方向進(jìn)行檢測時，執(zhí)行操作S310及其后續(xù)的操作。然而，如果不可以對粗略估計的對焦位置和對焦方向進(jìn)行檢測(操作S315)，則執(zhí)行對比度AF (操作S316)。這里，對比度AF表示在執(zhí)行AF檢測的同時執(zhí)行以高速度驅(qū)動對焦鏡頭102的粗略掃描。接下來，CPU 106通過對比度AF掃描確定是否可檢測對比度尖峰(操作S317)。 對比度尖峰檢測(操作S317)，則顯示不能進(jìn)行AF (操作S318)，終止AF。如上所述，根據(jù)一個或多個實施例，使用全部像素執(zhí)行相位差檢測而不用增加像 素，并且從全部像素獲得對焦位置和對焦方向，從而增加了 AF成功的概率，縮短了 AF時間，獲得了高質(zhì)量的捕捉圖像。通過參考相同的范圍并入這里引用的包括出版物、專利申請和專利的所有文獻(xiàn)，在此情況下，相當(dāng)于每個文獻(xiàn)被單獨且特別指示為通過引用被包括并且在這里被完全闡述。為了幫助理解本發(fā)明的原理，參照了附圖中示出的實施例，并且使用了特定語言來描述這些實施例。然而，本發(fā)明的范圍不受該特定語言限制，本發(fā)明應(yīng)被理解為包含對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可正常發(fā)生的所有實施例。在此使用的術(shù)語是出于描述特定實施例的目的，而不是要限制本發(fā)明的示例性實施例。在實施例的描述中，當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)的特定的詳細(xì)解釋被認(rèn)為可能會不必要地使本發(fā)明的實質(zhì)模糊時，省略詳細(xì)解釋。在此描述的設(shè)備可包括處理器、用于存儲將由處理器執(zhí)行的程序數(shù)據(jù)的存儲器、永久性存儲器(諸如硬盤)、用于處理與外部裝置的通信的通信端口以及用戶接口裝置(包括顯示器、觸摸面板、按鍵、按鈕等)。當(dāng)包括軟件模塊時，這些軟件模塊可被存儲為非暫時性計算機可讀介質(zhì)上的由處理器執(zhí)行的程序指令或計算可讀代碼，其中，所述非暫時性計算機可讀介質(zhì)例如為磁性存儲介質(zhì)(例如，磁帶、硬盤、軟盤)、光記錄介質(zhì)(例如，CD-ROM、數(shù)字多用盤(DVD)等)以及固態(tài)存儲器(例如，隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、閃存、指狀存儲器等)。計算機可讀記錄介質(zhì)還可分布于聯(lián)網(wǎng)的計算機系統(tǒng)，從而以分布式存儲和執(zhí)行計算機可讀代碼。該計算機可讀記錄介質(zhì)可由計算機讀取，被存儲在存儲器中，并由處理器執(zhí)行。另外，使用此處的公開，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通程序員可容易地實現(xiàn)功能程序、代碼和代碼段以制作并使用本發(fā)明。可根據(jù)功能塊組件和多個處理步驟描述本發(fā)明?？捎扇我鈹?shù)量的配置用于執(zhí)行特定功能的硬件組件和/或軟件組件實現(xiàn)這樣的功能塊。例如，本發(fā)明可采用可在一個或多個微處理器或其它控制裝置的控制下執(zhí)行各種功能的多種集成電路組件(例如，存儲器元件、處理元件、邏輯元件查找表等)。類似地，在使用軟件編程或軟件元件實現(xiàn)本發(fā)明的元件的情況下，可使用任意編程或腳本語言(諸如C、C++、Java、匯編語言等)來實現(xiàn)本發(fā)明，可使用以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、對象、處理、例程或其它編程元素的任意組合實現(xiàn)的各種算法來實現(xiàn)本發(fā)明?？稍谝粋€或多個處理器上執(zhí)行的算法中實現(xiàn)各個功能方面。此外，本發(fā)明可采用任意數(shù)量的現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行電子配置、信號處理和/或控制、數(shù)據(jù)處理等。最后，除非在此另外指出或者與上下文明顯矛盾，否則在此描述的所有方法的步驟可以以任意合適的順序被執(zhí)行。為了簡要，不會詳細(xì)描述系統(tǒng)的現(xiàn)有電子器件、控制系統(tǒng)、軟件開發(fā)和其它功能方面(以及系統(tǒng)的各自的操作組件的組件)。此外，在各附圖中出現(xiàn)的連線或連接器旨在表示各個元件之間的示例性功能關(guān)系和/或?qū)嶓w耦合或邏輯耦合。應(yīng)注意，在實際裝置中可存在多種可選的或附加的功能關(guān)系、實體連接或邏輯連接。詞語“機制”、“元件”、“裝置”和“結(jié)構(gòu)”被廣泛使用，并且不限于機械或?qū)嶓w實施例，而是可包括與處理器結(jié)合的軟件例程
坐 寸ο任意和所有示例的使用，或者在此提供的示例性語言(例如，“諸如”)僅意在更好地說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明的范圍加以限制，除非另外聲明。在不脫離權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，多種修改和調(diào)整對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是很明顯的。因此，本發(fā)明的范圍不是由本發(fā)明的詳細(xì)說明限定，而是由權(quán)利要求限定，范圍內(nèi)的所有差異應(yīng)被理解為包括在本發(fā)明中。沒有項目或組件對于本發(fā)明的實施是必要的，除非該元件被特別描述為“必要的”或“重要的”。還應(yīng)認(rèn)識到，在此使用的術(shù)語“包括”、“包括了”、“包含”、“包含了”、“具有”和“含有”特別應(yīng)被理解為開放性術(shù)語。描述本發(fā)明的上下文中(特別是在權(quán)利要求的上下文中)的單數(shù)指稱和類似的指稱的使用應(yīng)被理解為包括單數(shù)指稱和復(fù)數(shù)指稱，除非上下文明確另外指出。另外，應(yīng)理解，雖然在此可使用術(shù)語“第一”、“第二”等以描述各個元件，但是這些元件不應(yīng)受限于這些術(shù)語，這些術(shù)語僅用于將一個元件與另一元件區(qū)分。此外，除非在此另外指出，否則在此的數(shù)值的范圍的記載僅僅用作分別參考落入范圍內(nèi)的每個單獨值的快捷方法，每個單獨的值被合并入說明書，就好像被單獨記載于此。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)整焦點的設(shè)備，所述設(shè)備包括 成像裝置，包括布置在多個像素中的每個像素的微透鏡和光電轉(zhuǎn)換單元之間的光學(xué)孔徑，光學(xué)孔徑相對于相應(yīng)的微透鏡的光軸是偏心的，成像裝置被配置用于輸出相位差信號; 控制單元，從相位差信號檢測對焦位置以驅(qū)動對焦鏡頭，并調(diào)整焦點，其中，從成像裝置的全部像素檢測所述相位差信號。
2.一種用于調(diào)整焦點的設(shè)備，所述設(shè)備包括 成像裝置，包括 第一像素，具有布置在第一微透鏡和第一光電轉(zhuǎn)換單元之間的第一光學(xué)孔徑，第一光學(xué)孔徑相對于第一微透鏡的第一光軸是偏心的，并包括第一光軸； 第二像素，具有布置在第二微透鏡和第二光電轉(zhuǎn)換單元之間的第二光學(xué)孔徑，第二光學(xué)孔徑相對于第二微透鏡的第二光軸是偏心的，第二光學(xué)孔徑與第二光軸不接觸，或者與第二光軸接觸但不包括第二光軸， 成像裝置被配置用于根據(jù)第一像素和第二像素表現(xiàn)出的輸出相位差來輸出相位差信號; 控制單元，從根據(jù)成像裝置的第二像素的相位差信號檢測對焦位置，從根據(jù)成像裝置的第一像素的相位差信號檢測對焦方向，并驅(qū)動對焦鏡頭以調(diào)整焦點。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，對焦方向是將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置的對焦方向，并且對焦方向指示接近方向或遠(yuǎn)離方向。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，控制單元進(jìn)行控制以根據(jù)對焦方向?qū)圭R頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置附近，并隨后進(jìn)行控制以通過執(zhí)行對比度自動對焦AF將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置。
5.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，控制單元進(jìn)行控制以按照根據(jù)第一像素的相位差信號的對焦方向驅(qū)動對焦鏡頭，并進(jìn)行控制以通過執(zhí)行對比度自動對焦AF將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置。
6.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，第二像素位于成像裝置的特定區(qū)域以從根據(jù)第二像素的相位差信號檢測對焦位置，第一像素位于除所述特定區(qū)域之外的區(qū)域以從根據(jù)第一像素的相位差信號檢測對焦方向。
7.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，如果根據(jù)第二像素可獲得相位差信號，則控制單元從根據(jù)第二像素的相位差信號檢測對焦位置，并進(jìn)行控制以將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置，如果不可以根據(jù)第二像素獲得相位差信號，則控制單元通過獲得根據(jù)第一像素的相位差信號來檢測對焦方向，進(jìn)行控制以按照檢測到的對焦方向驅(qū)動對焦鏡頭，并進(jìn)行控制以通過執(zhí)行對比度自動對焦AF將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置。
8.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，如果根據(jù)第二像素可獲得相位差信號，則控制單元從根據(jù)第二像素的相位差信號檢測對焦位置，并進(jìn)行控制以將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置，如果不可以根據(jù)第二像素獲得相位差信號，則控制單元通過獲得根據(jù)第一像素的相位差信號來檢測對焦位置和對焦方向，進(jìn)行控制以將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置附近，并進(jìn)行控制以通過執(zhí)行對比度自動對焦AF將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置。
9.一種調(diào)整焦點的方法，所述方法包括從成像裝置的全部像素檢測相位差信號，所述成像裝置包括布置在多個像素中的每個像素的微透鏡和光電轉(zhuǎn)換單元之間的光學(xué)孔徑，所述光學(xué)孔徑相對于微透鏡的光軸是偏心的； 輸出相位差信號； 從相位差信號檢測對焦位置； 根據(jù)檢測的對焦位置驅(qū)動對焦鏡頭以調(diào)整焦點。
10.一種調(diào)整焦點的方法，所述方法包括 從包括第一像素和第二像素的成像裝置檢測相位差信號，所述第一像素具有布置在第一微透鏡和第一光電轉(zhuǎn)換單元之間的第一光學(xué)孔徑，第一光學(xué) 孔徑相對于第一微透鏡的第一光軸是偏心的，并且第一光學(xué)孔徑包括第一光軸，第二像素具有布置在第二微透鏡和第二光電轉(zhuǎn)換單元之間的第二光學(xué)孔徑，第二光學(xué)孔徑相對于第二微透鏡的第二光軸是偏心的，第二光學(xué)孔徑與第二光軸不接觸，或者與第二光軸接觸但不包括第二光軸， 其中，根據(jù)第一像素和第二像素表現(xiàn)出的輸出相位差檢測相位差信號； 從根據(jù)成像裝置的第二像素的相位差信號檢測對焦位置，從根據(jù)成像裝置的第一像素的相位差信號檢測對焦方向； 按照對焦方向?qū)圭R頭驅(qū)動至檢測的對焦位置以調(diào)整焦點。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，對焦方向是將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置的對焦方向，并且對焦方向指示接近方向或遠(yuǎn)離方向。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述方法包括按照根據(jù)相位差信號的對焦方向信號進(jìn)行控制以將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置附近，并進(jìn)行控制以通過執(zhí)行對比度自動對焦AF將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述方法包括按照根據(jù)相位差信號的對焦方向信號進(jìn)行控制以按照對焦方向驅(qū)動對焦鏡頭，并進(jìn)行控制以通過執(zhí)行對比度自動對焦AF將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，第二像素位于成像裝置的特定區(qū)域以根據(jù)相應(yīng)的相位差信號檢測對焦位置，第一像素位于除所述特定區(qū)域之外的區(qū)域以從相應(yīng)的相位差信號檢測對焦方向。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述方法包括如果根據(jù)第二像素可獲得相位差信號，則從相位差信號檢測對焦位置，并進(jìn)行控制以將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置，如果不可以根據(jù)第二像素獲得相位差信號，則通過獲得根據(jù)第一像素的相位差信號來檢測對焦方向，進(jìn)行控制以按照檢測到的對焦方向驅(qū)動對焦鏡頭，并進(jìn)行控制以通過執(zhí)行對比度自動對焦AF將對焦鏡頭驅(qū)動至焦點對準(zhǔn)位置。
全文摘要
一種使用成像裝置調(diào)整焦點的設(shè)備和方法。所述設(shè)備包括具有第一像素和第二像素的成像裝置。第一像素具有布置在第一微透鏡和第一光電轉(zhuǎn)換單元之間的第一光學(xué)孔徑，第一光學(xué)孔徑相對于第一微透鏡的第一光軸是偏心的，并包括第一光軸。第二像素具有布置在第二微透鏡和第二光電轉(zhuǎn)換單元之間的第二光學(xué)孔徑，第二光學(xué)孔徑相對于第二微透鏡的第二光軸是偏心的。第二光學(xué)孔徑與第二光軸不接觸，或者與第二光軸接觸但不包括第二光軸。成像裝置根據(jù)第一像素和第二像素表現(xiàn)出的輸出相位差來輸出相位差信號。所述設(shè)備還包括控制單元，從根據(jù)第二像素的相位差信號檢測對焦位置，從根據(jù)第一像素的相位差信號檢測對焦方向，并驅(qū)動對焦鏡頭以調(diào)整焦點。
文檔編號G03B13/36GK102891963SQ20121025952
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者浜田正隆 申請人:三星電子株式會社