無。

背景技術：

絕大多數(shù)的電子相機具有自動對焦的能力。所述自動對焦功能讓相機自動對焦在相機所見之場景內(nèi)的目標上。自動對焦可完全自動使得相機辨識場景內(nèi)的目標并對焦在所述目標上。在一些情況下，相機甚至可決定哪些目標比其它目標更重要并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所述場景感興趣的部分?；诖?，所述自動對焦功能在使用者指定的部分場景中辨識目標并將相機對焦在這些目標上。

為達到市場應用，所述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在焦點上。最好所述自動對焦功能夠快速讓使用者不會注意到按下觸發(fā)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的相機而言特別重要，例如小巧簡潔之數(shù)字相機和相機手機。

許多電子相機使用對比自動對焦，其中所述自動對焦功能調(diào)整所述成像物鏡以最大化至少一部份場景的對比度，因而將所述部分場景對在焦點上。相位檢測自動對焦近來獲得普及，因為他較對比自動對焦快。相位檢測自動對焦藉由比較光線通過所述成像物鏡之一部份(如左邊部分)和光線通過所述成像物鏡之另一部份(如右邊部分)而直接量測失焦程度。一些數(shù)字單眼相機(digital single-lens reflex camera)除了用以擷取影像之影像傳感器外，還包括一專用的相位檢測傳感器。然而，此解決方案對較小巧簡潔且/或較便宜的相機而言并不可行。因此，相機制造商正發(fā)展具芯片內(nèi)建相位檢測(on-chip phase detection)之影像傳感器，即具有整合相位檢測能力的影像傳感器。為這個目的，各式各樣的像素編排已被提出。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傳感器。盡管有這些努力，制造具穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測之高效能影像傳感器依然是個挑戰(zhàn)。

技術實現(xiàn)要素：

在一實施例中，一種用于穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測之影像傳感器包括用于擷取場景之影像 的一像素數(shù)組。所述像素數(shù)組包括多個橫向相位檢測列以及多個縱向相位檢測行。每一橫向相位檢測列有多個用于檢測場景橫向變化之相位檢測像素。每一縱向相位檢測行有多個用于檢測場景縱向變化之相位檢測像素。每一橫向相位檢測列和每一縱向相位檢測行相交錯。

在一實施例中，一種使用具芯片內(nèi)建相位檢測像素之影像傳感器的相位檢測法。所述方法包括使用影像傳感器的多個橫向相位檢測列之一產(chǎn)生一對光線分別從左方和右方來的橫向線輪廓。所述方法進一步包括使用影像傳感器的多個縱向相位檢測行之一產(chǎn)生一對光線分別從上方和下方來的縱向線輪廓，其中所述多個縱向相位檢測行之一與所述多個橫向相位檢測列之一交錯。此外，所述方法包括根據(jù)所述對橫向線輪廓與所述對縱向線輪廓測定在影像傳感器所見之場景中與至少一任意取向邊緣相關的相位偏移(phase shift)。

在一實施例中，一種具芯片內(nèi)建相位檢測之成像系統(tǒng)包括具有用于擷取場景影像之一像素數(shù)組的影像傳感器。所述像素數(shù)組有相交錯的(a)用于量測至少一對光線分別從左方和右方入射之橫向線輪廓的橫向相位檢測列，與(b)用于量測至少一對光線分別從上方和下方入射之縱向線輪廓的縱向相位檢測行。所述成像系統(tǒng)進一步包括用于處理所述至少一對橫向線輪廓與所述至少一對縱向線輪廓以量測場景中與一任意取向邊緣相關之相位偏移的一相位處理模塊。

附圖說明

圖1為根據(jù)一實施例繪示一具穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測之影像傳感器在使用中的情境。

圖2A與2B為根據(jù)一實施例繪示當一目標位在一成像系統(tǒng)之焦距上時，藉由一成像物鏡將所述目標成像至圖1之影像傳感器。

圖3A與3B為根據(jù)一實施例繪示當一目標位在一成像系統(tǒng)之焦距外更遠的地方，藉由一成像物鏡將所述目標成像至圖1之影像傳感器。

圖4A與4B為根據(jù)一實施例繪示當一目標位在一成像系統(tǒng)之焦距內(nèi)更近的地方，藉由一成像物鏡將所述目標成像至圖1之影像傳感器。

圖5為根據(jù)一實施例繪示圖1之影像傳感器的進一步細節(jié)。

圖6為根據(jù)一實施例繪示圖1之影像傳感器之一局部的進一步細節(jié)。

圖7為根據(jù)一實施例繪示圖1之影像傳感器的相位檢測像素與示例性之非相位檢測像素。

圖8為根據(jù)一實施例繪示圖1之影像傳感器內(nèi)感興趣的相位檢測區(qū)域。

圖9為根據(jù)一實施例繪示具穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測之一單色影像傳感器的一局部。

圖10為根據(jù)一實施例繪示具穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測之一彩色影像傳感器的一局部。

圖11繪示一具穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測的先前技術之影像傳感器。

圖12為根據(jù)一實施例繪示藉由圖1之影像傳感器檢測與量測一任意取向邊緣的相位偏移。

圖13繪示兩種具芯片內(nèi)建相位檢測的先前技術之影像傳感器。

圖14繪示具芯片內(nèi)建相位檢測的先前技術之彩色影像傳感器的一局部。

圖15為根據(jù)一實施例繪示具穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測之另一影像傳感器。

圖16為根據(jù)一實施例繪示具穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測之影像傳感器在其中之一局部。

圖17為根據(jù)一實施例繪示具穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測之一成像系統(tǒng)。

圖18為根據(jù)一實施例繪示用于穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測之方法，其利用實施于圖17成像系統(tǒng)中圖1之影像傳感器。

圖19為根據(jù)一實施例繪示使用圖17之成像系統(tǒng)擷取影像的一種方法。

圖20為根據(jù)一實施例繪示具穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測之另一成像系統(tǒng)。

圖21A、21B為根據(jù)一實施例繪示圖17之成像系統(tǒng)所產(chǎn)生之示例性相位檢測數(shù)據(jù)，其情境為感興趣之一目標在所述成像系統(tǒng)之焦距內(nèi)更近的地方。

圖22A、22B為根據(jù)一實施例繪示圖17之成像系統(tǒng)所產(chǎn)生之示例性相位檢測數(shù)據(jù)，其情境為感興趣之一目標在所述成像系統(tǒng)之焦距上。

圖23A、23B為根據(jù)一實施例繪示圖17之成像系統(tǒng)所產(chǎn)生之示例性相位檢測數(shù)據(jù)，其情境為感興趣之一目標在所述成像系統(tǒng)之焦距外更遠的地方。

具體實施方式

圖1繪示具穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測之一示例性影像傳感器100在一示例性之使用中的情境190。影像傳感器100系實施于用來成像一場景150的一電子相機110。電子相機110為諸如一相機手機或一小巧簡潔之數(shù)位相機。電子相機110利用影像傳感器100之芯片內(nèi)建相位檢測功能對焦場景150。當對焦后，電子相機110利用影像傳感器100擷取場景150之一對焦之影像120，相對于一失焦影像130。

影像傳感器100系配置成提供穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測，其可檢測在場景150內(nèi)之任意取向和位置的邊緣。影像傳感器100因此使電子相機110能穩(wěn)健自動對焦。例如，經(jīng)由影像傳感器100之使用，電子相機110能可靠地自動對焦在人員稀少之場景150。影像傳感器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/或與一或多個邊緣相關之場景150中任意選擇的部分。在此處，場景中之一〝邊緣〞系指一特殊相異諸如亮度相異或一特殊色彩相異。

在一實施例中，影像傳感器100為一互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像傳感器。影像傳感器100可為一彩色影像傳感器或一單色影像傳感器。

下文所述之圖2A、2B、3A、3B、4A與4B繪示影像傳感器100(圖1)之芯片內(nèi)建相位檢測可如何用來測定一示例性包含影像傳感器100與一成像物鏡210之成像系統(tǒng)的失焦程度。

圖2A與2B所示為一簡圖200，其圖解說明當一目標230在所述成像系統(tǒng)之焦點上，所述目標230由成物透鏡210成像至影像傳感器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。一成像物鏡210之示例性部位211與212位在成像物鏡210之光軸213的相反兩邊。部位211與212限定兩光線或光束251與252從一目標230傳送至一影像傳感器100。光線251自物體230通過成像物鏡210之部位211傳送至影像傳感器100。同樣地，光線252自物體230通過成像物鏡210之部位212傳送至影像傳感器100。雖然圖2A與2B圖標目標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(fā)明之范圍。

成像物鏡210有一焦距f。假若成像物鏡210為一薄透鏡，所述薄透鏡方程式表明

其中D_O為從一目標至成物透鏡210之距離202且D_I為從成像物鏡210至所述目標之一聚焦影像的距離203。在簡圖200中，成像物鏡210和影像傳感器100之距離為201，標示為L，其中L＝D_I。因此，目標230在由成像物鏡210與影像傳感器100形成之成像系統(tǒng)的焦點上，而且經(jīng)由部位211與212形成于影像傳感器100上之影像重合產(chǎn)生一單一影像235。

圖3A與3B所示為一簡圖300，其圖解說明當一目標330在成像系統(tǒng)之焦點外還遠的地方，將所述目標330藉由圖2A與2B之所述成像系統(tǒng)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大于距離202。雖然圖3A與3B圖標目標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(fā)明之范圍。光線351與352從目標330分別通過成像物鏡之部位211與212(圖2A與2B)傳送至影像傳感器100(圖2A與2B)交錯于一點331。根據(jù)公式1，既然距離302(D_O)大于距離202，距離303(D_I))小于距離203。所以，點331位于成像物鏡210與影像傳感器100之間且與影像傳感器100有一距離304，標示為 ΔD。因此，如光線351與352所圖示，成像物鏡之部位211與212分別在影像傳感器100上形成影像332與333。影像332與333彼此分開距離305。距離305對應于影像332和333間所述失焦引起的相位偏移ΔS。

圖4A與4B所示為一簡圖400，其圖解說明當一目標430在成像系統(tǒng)之焦點內(nèi)還近的地方，將所述目標430藉由圖2A與2B之所述成像系統(tǒng)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大于距離202。雖然圖4A與4B圖標目標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(fā)明之范圍。光線451與452從目標430分別通過成像物鏡之部位211與212傳送至影像傳感器100交錯于一點431。根據(jù)公式1，既然距離402(D_O)小于距離202，距離403(D_I))大于距離203。所以，點431位在影像傳感器100之外并與影像傳感器之感光表面有一距離404，標示為ΔD。因此，如光線451與452所圖示，成像物鏡之部位211與212分別在影像傳感器100上形成影像432與433。影像432與433彼此分開距離405。距離405對應于影像432和433之間所述失焦引起的相位偏移ΔS。

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與影像傳感器100組成之成像系統(tǒng)的失焦造成光線通過成像物鏡210之不同部位傳到影像傳感器100后有一相位偏移。影像傳感器100系配置成量測此相位偏移。一相關連之自動對焦功能可調(diào)整成像物鏡210以最小化或減少所述相位偏移，且因此將所述成像系統(tǒng)對焦在一目標上。

盡管圖2A、2B、3A、3B、4A與4B所示之成像物鏡210為一薄透鏡，成像物鏡210可為一厚透鏡或一多透鏡物鏡，而不脫離本發(fā)明之范圍。

圖5較圖1所示更詳細繪示影像傳感器100(圖1)。圖6進一步詳細繪示影像傳感器100之一示例性局部530。圖5與圖6最好一起檢視。

影像傳感器100包括一數(shù)組之像素610。為說明之清楚起見，圖5未顯示個別的像素610，且圖6并未標示所有的像素610。每一像素610響應入射至像素的光線而產(chǎn)生一電子訊號。所述數(shù)組之像素610合作將形成于影像傳感器100上之光學影像產(chǎn)生電子影像，例如由成像物鏡210(參見如圖2A)。

像素610之一些，并非全部，系被屏蔽以形成相位檢測像素：上屏蔽像素612、下屏蔽像素614、右屏蔽像素622與左屏蔽像素624。為說明之清楚起見，圖6并未標示所有的上屏蔽像素612、下屏蔽像素614、右屏蔽像素622與左屏蔽像素624。上屏蔽像素612系為上方部分被屏蔽的一像素610，以偏好檢測從一下方入射至上屏蔽612的光，即向上傳送的 光。下屏蔽像素614系為下方部分被屏蔽的一像素610，以偏好檢測從一上方入射至下屏蔽614的光，即向下傳送的光。右屏蔽像素622系為右方部分被屏蔽的一像素610，以偏好檢測從一左方入射至右屏蔽622的光，即從左向右傳送的光。左屏蔽像素624系為左方部分被屏蔽的一像素610，以偏好檢測從一右方入射至左屏蔽624的光，即從右向左傳送的光。

不脫離本發(fā)明之范圍，上屏蔽像素612可被配置成偏好檢測從一上方來的光，且下屏蔽像素614可被配置成偏好檢測從一下方來的光。同樣的，右屏蔽像素622可被配置成偏好檢測從一右方來的光，且左屏蔽像素624可被配置成偏好檢測從一左方來的光。

所述像素610的數(shù)組包括(a)沿所述像素610的數(shù)組之縱向維度取向的多個相位檢測行510，與(b)沿所述像素610的數(shù)組之橫向維度取向的多個相位檢測列520。

在此處，〝縱向〞與〝橫向〞系指所述像素610數(shù)組的兩正交維度。然而，〝縱向〞與〝橫向〞并非旨在指涉相對于重力方向的任何特定方向。同樣的，可理解〝上〞、〝下〞、〝左〞、〝右〞、〝頂〞與〝?shù)专暡⒉豁毰c重力方向相關。確切地說，〝上〞相對于〝下〞、〝左〞相對于〝右〞、〝頂〞相對于〝?shù)专?、〝左〞和〝右〞與〝橫向〞維度相關，而〝頂〞、〝?shù)专?、〝上〞和〝下〞與〝縱向〞維度相關。像素610之頂部系比像素610之底部更往像素610之頂端，且像素610之底部系更往像素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。頂部與底部可重迭。不脫離本發(fā)明之范圍，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之左部份系比像素610之右部份更往像素610之左方，且像素610之右部分系比像素610之左部分更往像素610之右方。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迭。不脫離本發(fā)明之范圍，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〞維度系分別平行于所述像素610數(shù)組之正交邊，如圖5與6所示。

相位檢測行510包括多個上屏蔽像素612與多個下屏蔽像素614。透過上屏蔽612與下屏蔽614之使用，相位檢測行510提供(a)從一下方入射至相位檢測行510的光與(b)從一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中之一邊緣被成像至影像傳感器100之相位檢測行510，且所述邊緣之影像并未與相位檢測行510平行，沿著相位檢測行510而得之線輪廓指出所述邊緣。延續(xù)參照圖2A、2B、3A、3B、4A與4B之討論，所述邊緣之一失焦影像將造成相位偏移，所述相位偏移系介于(a)由上屏蔽像素612產(chǎn)生之 一線輪廓與(b)由下屏蔽像素614產(chǎn)生之一線輪廓之間。因此，相位檢測行510能檢測與相位檢測行510重迭但不在重迭位置與相位檢測行510平行的邊緣影像，并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可只包括一單一縱向行的像素610而不脫離本發(fā)明之范圍。在一實施例中，相位檢測行510內(nèi)，上屏蔽像素612沿著一縱向線排列，且下屏蔽像素614沿著一縱向線排列。在所述實施例中，上屏蔽像素612與下屏蔽像素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包括多個右屏蔽像素622與多個左屏蔽像素624。類似于上述之相位檢測行510，相位檢測列520能檢測與相位檢測列520重迭但不在重迭位置與相位檢測列520平行的邊緣影像，并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可只包括一單一橫向列的像素610而不脫離本發(fā)明之范圍。在一實施例中，相位檢測列520內(nèi)，右屏蔽像素622沿著一橫向線排列，且左屏蔽像素624沿著一橫向線排列。在所述實施例中，右屏蔽像素622與左屏蔽像素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，每一相位檢測行510之上屏蔽像素612與下屏蔽像素614系被安排成縱向排列之系列相位檢測像素對，其中每一相位檢測像素對包括一上屏蔽像素612與一下屏蔽像素614。在這些實施例中，每一相位檢測列520之右屏蔽像素622與左屏蔽像素624系被安排成橫向排列之系列相位檢測像素對，其中每一相位檢測像素對包括一右屏蔽像素622與一左屏蔽像素624。

每一相位檢測行510與每一相位檢測列520包括非為相位檢測像素之像素610。這些非相位檢測像素檢測未被相位檢測相關屏蔽減弱的光線，且所述非相位檢測像素因此比所述相位檢測像素有較大之集光效率(light-collection efficiency)。此外，由所述相位檢測像素產(chǎn)生之電子訊號可根據(jù)相鄰之非相位檢測像素產(chǎn)生之電子訊號進行校正，如此，由影像傳感器100產(chǎn)生之一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〞像素系指最近鄰居像素，因此，不在所述像素數(shù)組周界之一像素有八相鄰像素。根據(jù)相鄰像素之校正比根據(jù)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幫助的，使得每一相位檢測像素有多個相鄰之非相位檢測像素。不在所述像素數(shù)組周界之每一相位檢測像素最好有多個在所述相位檢測像素不同方位的相鄰之非相位檢測像素。在所述 像素610數(shù)組的一實施例中，不在所述像素610數(shù)組周界之每一相位檢測像素，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，所有與上屏蔽像素612相鄰之像素610、所有與下屏蔽像素614相鄰之像素610、所有與右屏蔽像素622相鄰之像素610以及所有與左屏蔽像素624相鄰之像素610系為一非相位檢測像素。在又另一實施例中，每一上屏蔽像素612、每一下屏蔽像素614、每一右屏蔽像素622與每一左屏蔽像素624系與至少一非相位檢測像素相鄰。

所述多個相位檢測行510與所述多個相位檢測列520相交錯以便能夠(a)檢測場景150中之任意取向邊緣，例如一場景邊緣在影像傳感器100上制造一任意取向邊緣560，以及(b)量測與此類邊緣之失焦相關之相位偏移(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，影像傳感器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，一相位偏移之量測可指量測一相位偏移之大小，例如表示成距離或像素數(shù)目，或者指測定一相位偏移是否為零或和零相異。

每一相位檢測行510與每一相位檢測列520在一相對應之維度上大致跨越像素610數(shù)組之范圍。在一實施例中，相位檢測行510與相位檢測列520系被安排成大致上均勻覆蓋所述像素610數(shù)組。影像傳感器100之此實施例可用以量測與場景150形成于影像傳感器100上之一影像內(nèi)具任意位置之任意取向邊緣相關之失焦造成的相位偏移，其中所述邊緣具有(a)至少與相位檢測行510間橫向間距一樣長之橫向范圍，以及(b)至少與相位檢測列520縱向間距一樣長之縱向范圍。較小之相位檢測行510間距與較小之相位檢測列520間距可量測場景150中較小的邊緣。然而，較小之相位檢測行510間距與較小之相位檢測列520間距可增加像素610數(shù)組中相位檢測像素的密度。反過來說，增加密度減少了影像傳感器100集光之總量且亦增加像素的數(shù)目，在影像傳感器100產(chǎn)生之電子影像中，其必須為與相位檢測像素相關之部分屏蔽校正。因此，場景150可檢測之特征大小與影像傳感器100可達到之與非對焦相關之影像質量兩者間可能必須有所權衡取舍。在一實施例中，影像傳感器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(fā)明之范圍，像素610可被安排成一六方晶格，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所示為影像傳感器100之示例性相位檢測像素722與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數(shù)組(圖6)中非相位檢測像素之一實施例。相位 檢測像素722為右屏蔽像素622(圖6)之一實施例。相位檢測像素724為左屏蔽像素624(圖6)之一實施例。

非相位檢測像素710包括一感光組件720以及一透鏡730，所述透鏡730將入射至非相位檢測像素710上的光聚焦至感光組件720。例如，感光組件720為一光二極管。透鏡730將從左方來的光742折射至感光組件720的左邊部分。透鏡730將從右方來的光744折射至感光組件720的右邊部分。非相位檢測像素710對光742與光744都感應。

與非相位檢測像素710比較，右屏蔽像素722額外包括一屏蔽752。屏蔽752覆蓋感光組件720之一右邊部分，因此阻擋光744。如此一來，右屏蔽像素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，左屏蔽像素724額外包括一屏蔽754，所述屏蔽754只允許光744到達感光組件742。因此，左屏蔽像素724只感應光744而不感應光742。不脫離本發(fā)明之范圍，只要屏蔽752主要阻擋光744，屏蔽752可位在右屏蔽像素722內(nèi)之其它地方。同樣地，只要屏蔽754主要阻擋光742，屏蔽754可位在左屏蔽像素724內(nèi)之其它地方。

盡管未繪示于圖7中，上屏蔽像素612與下屏蔽像素614之實施例可藉由分別屏蔽非相位檢測像素710之感光組件720的上方與下方部分而形成。

實際上的光線透過微透鏡730傳送可與圖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導入感光組件720的右邊部分且將光線744導入感光組件720之左邊部分，如此右屏蔽像素722主要感應光744而左屏蔽像素724主要感應光742。

圖8繪示影像傳感器100(圖1)內(nèi)之示例性的相位檢測感興趣區(qū)域(region of interest；ROI)852、854與856。相位檢測ROIs 852、854與856系兼容于量測類似于任意取向邊緣560(圖5)之任意取向邊緣的相位偏移。每一相位檢測ROIs 852、854與856各包括至少一相位檢測行510之至少一部份以及至少一相位檢測列520之至少一部份。每一相位檢測ROIs 852、854與856各能夠檢測一任意取向邊緣。

示例性之ROIs 852各包括一相位檢測行510之一部分與一相位檢測列520之一部分。每一ROIs 852各為矩形并包括一相位檢測行510之所述部分與一相位檢測列520之所述部分間的交集。示例性之ROIs 854各包括二相位檢測行510之部分與兩相位檢測列520之部分。每一ROIs 854各為矩形并包括相位檢測行510之所述部分與相位檢測列520之所述部分間的四交集。示例性之ROIs 856各包括相位檢測行510與相位檢測列520間之二交集。ROIs 852、854與856可位在由相位檢測行510與相位檢測列520形成之格網(wǎng)內(nèi)的任何位置。 對影像傳感器100之實施例而言，其中相位檢測行510與相位檢測列520跨越所述像素610數(shù)組(圖6)之相對維度的全部范圍，ROIs 852、854與856可位在所述像素610數(shù)組內(nèi)之任何位置。

影像傳感器100系配置成幫助多樣兼容于任意取向邊緣之檢測的相位檢測ROIs。此靈活性增添使用影像傳感器100之相位檢測的穩(wěn)健性，因此，增添相關連之自動對焦功能的穩(wěn)健性。例如，ROIs 852、854與856可位在由相位檢測行510與相位檢測列520形成之格網(wǎng)內(nèi)的任何位置。對影像傳感器100之實施例而言，其中相位檢測行510與相位檢測列520跨越所述像素610數(shù)組(圖6)之相對維度的全部范圍，ROIs 852、854與856可位在所述像素610數(shù)組內(nèi)之任何位置。此外，影像傳感器100兼容于與圖8所示形狀且/或大小相異之相位檢測ROIs。再者，影像傳感器100能夠(a)同時相位檢測多個邊緣且/或(b)對任一邊緣多個相位量測若所述邊緣與一個以上之相位檢測列/行重迭。

圖9繪示一示例性之具穩(wěn)健芯片內(nèi)建影像感測的單色影像傳感器900之一部份。單色影像傳感器900系為影像傳感器100(圖1)之一單色實施例，其能產(chǎn)生場景150之灰階影像。單色影像傳感器900包括多行相位檢測行910與多列相位檢測列920。圖9所示為類似于影像傳感器100之局部530(圖5)之單色影像傳感器900的一局部。單色影像傳感器900包括一數(shù)組之像素902。所有像素902具有大體上一致的彩色感旋光性。在一實例中，每一像素902感應可見光。像素902為像素610(圖6)之一實施例。

像素902之數(shù)組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包括相位檢測像素、上屏蔽像素912與下屏蔽像素914，其藉由部分地屏蔽一些像素902而形成。上屏蔽像素912與下屏蔽像素914分別為上屏蔽像素612與下屏蔽像素614之實施例。參照如圖7之討論，相位檢測列920包括相位檢測像素、右屏蔽像素922與左屏蔽像素924，其藉由部分地屏蔽一些像素902而形成。右屏蔽像素922與左屏蔽像素924分別為右屏蔽像素622與左屏蔽像素624之實施例。

相鄰于一相位檢測像素之所有像素902為非相位檢測像素。如同參照圖6之討論，此配置有助于根據(jù)相鄰之非相位檢測像素所產(chǎn)生之訊號校正每一相位檢測像素對單色影像傳感器900所產(chǎn)生之一電子灰階影像的作用。不在所述像素902數(shù)組周界之一相位檢測像素對一電子影像的作用可根據(jù)包括相位檢測像素在內(nèi)高達九個之相鄰像素902所產(chǎn)生之訊號進行校正。

圖10繪示一示例性具穩(wěn)健芯片內(nèi)建影像檢測之彩色影像傳感器1000的一局部。彩色影 像傳感器1000為影像傳感器100(圖1)之一彩色感光實施例，其能產(chǎn)生場景150之彩色影像。彩色影像傳感器1000包括多行相位檢測行1010與多列相位檢測列1020。圖10所示為類似于影像傳感器100之局部530(圖5)之彩色影像傳感器1000的一局部。彩色影像傳感器1000包括一數(shù)組之彩色像素群1002。每一彩色像素群1002包括不同之彩色感光像素并響應入射光產(chǎn)生電子訊號，其可加以處理以測定所述入射光的顏色。為說明之清楚起見，圖10中只標示一彩色像素群1002。

圖10所示之實例中，彩色像素群1002系依據(jù)拜耳模式(Bayer pattern)配置，如此，每一彩色像素群1002包括一感應紅光之像素R、一感應藍光之像素B以及兩感應綠光之像素G。每一像素R、G與B系為像素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(fā)明之范圍。在一這樣之實施例中，彩色像素群1002系依據(jù)一CYGM模式配置，其有一感應青色光之像素、一感應黃光之像素、一感應綠光之像素以及一感應紫紅光之像素。

彩色像素群1002之數(shù)組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包括相位檢測像素、上屏蔽像素1012與下屏蔽像素1014，其藉由部分地屏蔽一些像素R而形成。為說明之清楚起見，圖10中未標示所有的上屏蔽像素1012與下屏蔽像素1014。上屏蔽像素1012與下屏蔽像素1014分別為上屏蔽像素612與下屏蔽像素614之實施例。參照如圖7之討論，相位檢測列1020包括相位檢測像素、右屏蔽像素1022與左屏蔽像素1024，其藉由部分地屏蔽一些像素B而形成。為說明之清楚起見，圖10中未標示所有的右屏蔽像素1022與左屏蔽像素1024。右屏蔽像素1022與左屏蔽像素1024分別為右屏蔽像素622與左屏蔽像素624之實施例。

不脫離本發(fā)明之范圍，上屏蔽像素1012與下屏蔽像素1014可藉由部分地屏蔽一些像素B或部分地屏蔽一些像素G而形成。同樣的，右屏蔽像素1022與左屏蔽像素1024可藉由部分地屏蔽一些像素R或部分地屏蔽一些像素G而形成。

相鄰于一相位檢測像素之所有像素R、G與B為非相位檢測像素。此外，包括一相位檢測像素之每一彩色像素群1002至少與一不包括相位檢測像素之彩色像素群1002相鄰。如同參照圖6之討論，此配置有助于校正每一包括一相位檢測像素之彩色像素群1002對彩色影像傳感器1000所產(chǎn)生之一電子彩色影像的作用。對每一彩色像素群1002而言，此校正可根據(jù)至少一相鄰之不包括一相位檢測像素的彩色像素群1002所產(chǎn)生之電子訊號而進行。為本公開說明之目的，〝相鄰〞像素群系指最近鄰居像素群，因此，不在所述像素數(shù)組周界之一像素群有九相鄰像素群。在一實施例中，包括一相位檢測像素之每一彩色像素群1002最 多與其它兩群之包括一相位檢測像素之彩色像素群1002相鄰。在此實施例中，不在所述彩色像素群1002數(shù)組周界且具有一相位檢測像素的彩色像素群1002對一電子彩色影像的作用，可根據(jù)最多六群不包括相位檢測像素之相鄰彩色像素群1002所產(chǎn)生的訊號進行校正。在另一實施例中，每一包括一相位檢測像素之彩色像素群1002在縱向與橫向維度上都有相鄰之包括一相位檢測像素的彩色像素群1002。

圖11繪示一具芯片內(nèi)建相位檢測之先前技術之影像傳感器1100，其與美國專利US 2012/0176532A1和US 2013/0088621A1所公開說明類似。先前技術之影像傳感器1100包括多列橫向相位檢測列1120。每一橫向相位檢測列1120系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。先前技術之影像傳感器1100不包括沿著縱向維度檢測相位偏移的方法。因此，先前技術之影像傳感器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。

本公開說明之影像傳感器100(圖1)與先前技術之影像傳感器1100相比，影像傳感器100能檢測任意取向邊緣并量測相關相位偏移。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，影像傳感器100能加強校正相位檢測像素對電子影像的作用。

圖12繪示藉由影像傳感器100(圖1)檢測一示例性之任意取向邊緣1260并量測其相位偏移。邊緣1260為場景150中亮度和/或色彩不同之兩區(qū)域間之轉換的一影像。邊緣1260之范圍系取決于(a)場景150中之實際轉換范圍以及(b)所述轉換之影像的失焦程度。

一相位檢測行510之上屏蔽像素612(圖6)與下屏蔽像素614產(chǎn)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與1232。線輪廓1222與1232系為亮度和/或色彩量測1290對縱向位置1282作圖。上屏蔽像素612產(chǎn)生縱向線輪廓1222與1232其中之一，而下屏蔽像素614產(chǎn)生縱向線輪廓1222與1232之另一個。當亮度和/或色彩量測1290變化時，邊緣1260在每一線輪廓1222與1232都顯而易見。每一線輪廓1222與1232提供邊緣1260沿著相位檢測行510之范圍1212的量測。結合一起，線輪廓1222與1232提供線輪廓1222與1232間因失焦造成之相位偏移1202的量測。

一相位檢測列520之右屏蔽像素622與左屏蔽像素624產(chǎn)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與1234。線輪廓1224與1234系為亮度和/或色彩量測1290對橫向位置1284作圖。右屏蔽像素622產(chǎn)生縱向線輪廓1224與1234其中之一，而左屏蔽像素624產(chǎn)生縱向線輪廓1224與1234之另一個。當亮度和/或色彩量測1290變化時，邊緣1260在每一線輪廓1224與1234都顯而易見。每一線輪廓1224與1234提供邊 緣1260沿著相位檢測列520之范圍1214的量測。結合一起，線輪廓1224與1234提供線輪廓1224與1234間因失焦造成之相位偏移1204的量測。若影像場景150至影像傳感器100之所述光學系統(tǒng)沒有散光，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，若所述光學系統(tǒng)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與范圍1212間之比率的函數(shù)。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與范圍1214間之比率的函數(shù)。在圖12之實例中，邊緣1260具一比縱向成份大之橫向成份。因此，范圍1212明顯較范圍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之實例系為一理想狀況。若進一步考慮非理想狀況，例如場景中之噪聲和/或干擾特征、光學系統(tǒng)之像差以及影像傳感器100之電子噪聲，線輪廓1222、1232、1224與1234與圖12所示相比可大致上更具噪聲。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與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對于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對于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(jù)上述非理想狀態(tài)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(jù)上述非理想狀態(tài)之性質，可能無法量測近乎橫向之邊緣的相位偏移。因此，穩(wěn)健芯片內(nèi)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，先前技術之影像傳感器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，影像傳感器100之穩(wěn)健性超越先前技術之影像傳感器1100。

圖13繪示具芯片內(nèi)建相位檢測之兩先前技術的影像傳感器1310與1350。與影像傳感器各自之范圍相比，先前技術之影像傳感器1310與先前技術之影像傳感器1350都沒有實質范圍之相位檢測列和/或行。

先前技術之影像傳感器1310類似于美國US8,259,215B2之公開說明并包括多個分散之相位檢測像素1320。然而，生成于先前技術影像傳感器1310上之影像內(nèi)之任一給定的邊緣， 如邊緣1330，可能不與任何或只有少數(shù)相位檢測像素重合，無法產(chǎn)生線輪廓。取而代之，使用先前技術影像傳感器1310之相位檢測依賴于從一邊緣附近相對少數(shù)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(chǎn)生不利影響并導致自動對焦失敗。相比之下，基于線輪廓之影像傳感器100(圖1)的相位檢測提供更穩(wěn)健且更精確之相位偏移量測。

先前技術之影像傳感器1350類似于美國US7,924,342B2之公開說明并包括多個分散、短透鏡之相位檢測像素。先前技術影像傳感器1350之相位檢測像素系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。每一橫向線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，影像傳感器100之每一相位檢測行510與相位檢測列520包括可用于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。與先前技術之影像傳感器1350相較，像素610數(shù)組之配置對每一相位檢測像素提供加強校正。先前技術之影像傳感器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(qū)域與實質大小之內(nèi)部區(qū)域，例如示例性邊緣1330周圍之區(qū)域。因此，先前技術之影像傳感器1350可能對所需之場景特征自動對焦失敗。將影像傳感器100與先前技術之影像傳感器1350相比，影像傳感器100之配置提供所述全像素數(shù)組之卓越的相位檢測涵蓋范圍，并藉由在相位檢測行510與相位檢測列520內(nèi)混合相位檢測像素與相位檢測像素以克服肇因于相位檢測像素之影像假影。

圖14繪示美國US 2012/0154637A1所公開說明之具芯片內(nèi)建相位檢測之先前技術影像傳感器1400的一局部。先前技術影像傳感器1400之所述局部的組成系為循環(huán)重復(a)具有分別感應紅光與綠光之像素1411與1412的成像列1410、(b)由成對之相位檢測像素1415與1416組成之相位檢測列1420，其中每一對檢測所述對相位檢測像素1415與1416間之橫向相位差異、(c)由分別感應綠光與藍光之像素1413與1414組成之成像列1430以及(d)由成對之相位檢測像素1417與1418組成之相位檢測列1440，其中每一對檢測所述對相位檢測像素1417與1418間之縱向相位差異。先前技術影像傳感器1400之所述局部之所有其它像素為相位檢測像素。因此，先前技術影像傳感器1400之所述局部的整體集光效率明顯被相位檢測像素之屏蔽減少。此外，由先前技術影像傳感器1400之所述局部產(chǎn)生之影像或是受限于成像列1410與1430提供之分辨率，或是受到實質之影像校正。先前技術影像傳感器1400之所述局部的每一相位檢測像素只在上方或下方有相鄰之非相位檢測像素，且在沿著列1410、1420、1430與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傳感器1000(圖10)中，每一相位檢測像素只與非相位檢測像素相鄰。在先前技術影像傳感器1400中，每一彩色像素群(包括每一像素1411、1412、1413與1414之一)的校正，需要四個相位檢測像素1415、1416、1417與1418的校正。相比較，在彩色影像傳感器1000中，每一包括一相位檢測像素之彩色像素群1002的校正，只需要一單一相位檢測像素的校正。因此，與先前技術影像傳感器1400產(chǎn)生之一彩色影像相比，彩色影像傳感器1000能產(chǎn)生更精確表現(xiàn)一場景的一彩色影像。此外，彩色影像傳感器1000之整體集光效率比先前技術影像傳感器1400更高，如此更進一步改善彩色影像傳感器1000提供之影像質量。

圖15繪示具穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測之一示例性影像傳感器1500。影像傳感器1500類似于影像傳感器100(圖1)，除了影像傳感器1500之像素數(shù)組細分成多個區(qū)域1530。每一區(qū)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。一區(qū)域1530之相位檢測行1510與相位檢測列1520可和另一區(qū)域1530之相位檢測行1510與相位檢測列1520相對齊或不對齊。影像傳感器1500之區(qū)域1530相合作以提供如同影像傳感器100之同樣的功能性。

圖16繪示在影像傳感器1600中之一部份具穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測之一示例性影像傳感器1600。影像傳感器1600包括多行相位檢測行1610與多列相位檢測列1620。每一相位檢測行1610與至少一相位檢測列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分別類似于相位檢測行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傳感器1600之像素數(shù)組的全部范圍之外。影像傳感器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于影像傳感器100(圖1)之功能性。

圖17繪示具穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測之一示例性成像系統(tǒng)1700。成像系統(tǒng)1700包括影像傳感器100(圖1)、一相位處理模塊1720以及一接口1760。

接口1760系為處理成像系統(tǒng)1700與一使用者和/或一外部系統(tǒng)如一計算機間通訊的一接口。接口1760可包括使用者接口裝置如一顯示器、一觸控屏幕和/或一鍵盤。接口1760可包括有線(如以太網(wǎng)絡、USB、火線或雷電(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(tǒng)。

對相位處理模塊1720考慮之每一相位檢測行510(圖5)或每一相位檢測行510之多個部分之每一部分，相位處理模塊1720處理由上屏蔽像素612(圖6)與下屏蔽像素614產(chǎn)生 之電子訊號，以測定由一縱向線輪廓1722和一縱向線輪廓1723組成之一縱向線輪廓對1721。相位處理模塊1720根據(jù)分別從上屏蔽像素612與下屏蔽像素614接收得之電子訊號測定縱向線輪廓1722與縱向線輪廓1723?？v向線輪廓1722與1723系類似于線輪廓1222與1232(圖12)。

對相位處理模塊1720考慮之每一相位檢測列510(圖5)或每一相位檢測列520之多個部分之每一部分，相位處理模塊1720處理由右屏蔽像素622(圖6)與左屏蔽像素624產(chǎn)生之電子訊號，以測定由一橫向線輪廓1725和一橫向線輪廓1726組成之一橫向線輪廓對1724。相位處理模塊1720根據(jù)分別從右屏蔽像素622與左屏蔽像素624接收得之電子訊號測定橫向線輪廓1725與橫向線輪廓1726。橫向線輪廓1725與1726系類似于線輪廓1224與1234。

根據(jù)縱向線輪廓對1721與橫向線輪廓對1724，相位處理模塊檢測形成于像素610數(shù)組上之一影像內(nèi)的一邊緣(如邊緣1260)并測定一相關之相位偏移1727。相位處理模塊檢測之所述邊緣相對于所述像素610數(shù)組可為任意取向。

盡管圖17所示之影像傳感器100具有相位檢測行510、相位檢測列520、上屏蔽像素612、下屏蔽像素614、右屏蔽像素622與左屏蔽像素624之每一項各有三個，實際上可有不同數(shù)量而不脫離本發(fā)明之范圍。

在一實施例中，成像系統(tǒng)1700包括一自動對焦模塊1740與一成像物鏡1710。自動對焦模塊1740根據(jù)從相位處理模塊1720而得之相位偏移1720調(diào)整成像物鏡1710。

影像傳感器100擷取一場景150之影像1780。影像傳感器1780可將影像1780直接輸出至接口1760。在一實施例中，成像系統(tǒng)包括一影像校正模塊1750，其為來自上屏蔽像素612、下屏蔽像素614、右屏蔽像素622與左屏蔽像素624之作用校正影像1780，例如上述參照圖5、6、9與10之討論。影像校正模塊1750因此產(chǎn)生一校正之影像1785并輸出校正之影像1785至接口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(tǒng)1700包括一ROI選擇模塊1730，其在像素610數(shù)組內(nèi)選擇將被相位處理模塊1720處理的一ROI。ROI選擇模塊1730可接收來自接口1760之ROI規(guī)格?？勺鳛樘娲蚺c其組合者，ROI選擇模塊1730從相位處理模塊1720接收邊緣相對于像素610數(shù)組的位置并由此測定一ROI規(guī)格。

成像系統(tǒng)可進一步包括一外殼1790和/或一電源1770。

圖18繪示用于穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測之一示例性方法1800，其利用建置于成像系統(tǒng)1700(圖17)中的影像傳感器100(圖1)。方法1800可選擇性的包括調(diào)整成像物鏡1710的焦距，例如調(diào)整成自動對焦成像系統(tǒng)1700。

在一步驟1810中，相位處理模塊1720使用影像傳感器100以測定與場景150中一任意取向邊緣相關連之一相位偏移。相位處理模塊1720使用像素610數(shù)組之一ROI執(zhí)行步驟1810。此ROI可包括像素610數(shù)組之全部或其中一部份。在一實施例中，所述ROI系由多個非連續(xù)ROIs組成。圖8所示為示例性之感興趣區(qū)域。

步驟1810包括步驟1811、1812與1814。在步驟1811中，相位處理模塊1720為所考慮之ROI內(nèi)之每一相位檢測行510或其一部份產(chǎn)生縱向線輪廓對1721。在步驟1812中，相位處理模塊1720為所考慮之ROI內(nèi)之每一相位檢測列520或其一部份產(chǎn)生橫向線輪廓對1724。在步驟1814中，相位處理模塊1720處理步驟1811與1812中產(chǎn)生之每一縱向線輪廓對1721與橫向線輪廓對1724，以測定成像在像素610數(shù)組之所考慮之ROI的場景150內(nèi)之一任意取向邊緣相關的一相位偏移1727。不脫離本發(fā)明之范圍，相位處理模塊1720可執(zhí)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與1817。在步驟1815中，相位處理模塊1720在步驟1811與1812產(chǎn)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征。例如，所述特征為在亮度和/或彩色量測1290(圖12)上的一改變。在步驟1816中，相位處理模塊1720測定所述特征之相位偏移，例如類似于相位偏移1202和/或1204。若不同之縱向線輪廓對1721與橫向線輪廓對1724產(chǎn)生不同之特征相位偏移，相位處理模塊1720可定義所述相位偏移為這些不同相位偏移其中之一或其一平均。在步驟1817中，相位處理模塊1720定義與所述任意取向邊緣相關之相位偏移1727為步驟1816中所測定之所述相位偏移。

在某些實施例中，方法1800包括一步驟1804，其中ROI選擇模塊1730選擇ROI。在此類實施例之一實例中，方法1800進一步包括一步驟1802，其中ROI選擇模塊1730從接口1760接收所述ROI之規(guī)格。在另一實例中，ROI選擇模塊1730根據(jù)步驟1810中相位處理模塊1720產(chǎn)生之數(shù)據(jù)選擇所述ROI。在此實例中，相位處理模塊1720執(zhí)行步驟1810以檢測形成于像素610數(shù)組上之一影像內(nèi)的一或多個邊緣，此后ROI選擇模塊1730選擇包含一或多個此類邊緣的一ROI。

在一實施例中，方法1800包括一步驟1820，其中自動對焦模塊1740根據(jù)步驟1810所測定之相位偏移1727調(diào)整成像物鏡1740之焦距。方法1800可包括步驟1810與1820之一或多次迭代，如此自動對焦模塊1740可自動對焦成像系統(tǒng)1700。

圖19繪示使用成像系統(tǒng)1700(圖17)擷取影像之一示例性方法1900。在一步驟1910中，成像系統(tǒng)1700執(zhí)行方法1800(圖18)以自動對焦成像系統(tǒng)1700。在一步驟1920中， 影像傳感器100擷取影像1780。在一步驟1930中，影像校正模塊1750校正相位檢測像素、上屏蔽像素612、下屏蔽像素614、右屏蔽像素622與左屏蔽像素624對影像1780的作用，以產(chǎn)生校正之影像1785。對每一相位檢測像素，影像校正模塊1750根據(jù)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，參照圖5、6、9與10之討論。不脫離本發(fā)明之范圍，對一或多個像素檢測像素而言，影像校正模塊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。在一步驟1940中，成像系統(tǒng)1700經(jīng)由接口1760輸出校正之影像1785。

圖20繪示穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測之一示例性成像系統(tǒng)2000。成像系統(tǒng)2000系為成像系統(tǒng)1700之一實施例，其中相位處理模塊1720與可選擇之一或多個ROI選擇模塊1730、自動對焦模塊1740以及影像校正模塊1750系被建置于一計算機2010中。例如，將成像系統(tǒng)2000建置于一相機手機或一小巧簡潔之數(shù)位相機。

計算機2010包括一處理器2020與一內(nèi)存2030。處理器2020與內(nèi)存2030、影像傳感器100、接口1760以及可選擇之成像物鏡1710為通訊耦合。舉例來說，內(nèi)存2030之類型為只讀存儲器ROM、閃存Flash、磁帶、磁盤、光盤、隨機存取內(nèi)存RAM、其它非暫存媒體或其組合。內(nèi)存2030包括一數(shù)據(jù)儲存2032以及編碼于內(nèi)存2030之非暫存部分的機器可讀指令2034。數(shù)據(jù)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以及可選擇之校正后影像1785。計算機2010將相位處理模塊1720建置成機器可讀指令2034中可由處理器202執(zhí)行的機器可讀指令。此外，計算機2010可將一或多個ROI選擇模塊1730、自動對焦模塊1740與影像校正模塊1750建置成機器可讀指令2034中可由處理器202執(zhí)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(tǒng)1700(圖17)所產(chǎn)生之示例性相位檢測數(shù)據(jù)。在此實例中，場景150包括一感興趣之目標2160(紙上之一粗黑線)、較目標2160更遠離成像系統(tǒng)1700之一目標2170(一彩色卡)以及較目標2160更靠近成像系統(tǒng)1700之一目標2180(另一彩色卡)。

圖21A與21B所示為影像傳感器100所擷取之一影像2100，其中成像系統(tǒng)1700系對焦于目標2170上造成目標2160太靠近而無法對焦。圖22A與22B所示為影像傳感器100所擷取之一影像2200，其中成像系統(tǒng)1700系對焦于目標2160上。圖23A與23B所示為影像傳感器100所擷取之一影像2300，其中成像系統(tǒng)1700系對焦于目標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與2300表現(xiàn)相同場景150。在影像2100、2200與2300之重迭指示出與目標2160 重迭之兩相位檢測行510(1)與510(2)(圖5)的部分。亦指示相位檢測列510(1,2)之上屏蔽像素612(1,2)與下屏蔽像素614(1,2)。為說明之清楚起見，圖21B、22B與23B并未標示所有的上屏蔽像素612與下屏蔽像素614，且圖21A、22A與23A未標示任何上屏蔽像素612與下屏蔽像素614。

現(xiàn)參照圖21A與21B，圖21所示為全場景150之影像2100，而圖21B所示為影像2100與目標2160相關之一局部2100’。對每一相位檢測行510(1)與510(2)，重迭于影像2100上為縱向線輪廓對2120(1)與2120(2)。縱向線輪廓對2120(1)與2120(2)為縱向線輪廓對1721之實例。縱向線輪廓對2120(1)包括分別由上屏蔽像素612(1)與下屏蔽像素614(1)產(chǎn)生之線輪廓2122(1)與2124(1)。同樣地，縱向線輪廓對2120(2)包括分別由上屏蔽像素612(2)與下屏蔽像素614(2)產(chǎn)生之線輪廓2122(2)與2124(2)。線輪廓2122(1,2)與2124(1,2)為縱向線輪廓1722與1723之實例。因為目標2160在影像2100上為失焦的，在線輪廓2122(1)與2124(1)間存在一相位偏移2130(1)，且在線輪廓2122(2)與2124(2)間存在一相位偏移2130(2)。相位偏移2130(1)與2130(2)各自與目標2160之兩邊緣相關。

現(xiàn)參照圖22A與22B，圖22A為全場景150之影像2200，而圖22B所示為影像2200與目標2160相關之一局部2200’。對每一相位檢測行510(1)與510(2)，重迭于影像2200上為縱向線輪廓對2220(1)與2220(2)。縱向線輪廓對2220(1)與2220(2)為縱向線輪廓對1721之實例?？v向線輪廓對2220(1)包括分別由上屏蔽像素612(1)與下屏蔽像素614(1)產(chǎn)生之線輪廓2222(1)與2224(1)。同樣地，縱向線輪廓對2220(2)包括分別由上屏蔽像素612(2)與下屏蔽像素614(2)產(chǎn)生之線輪廓2222(2)與2224(2)。線輪廓2222(1,2)與2224(1,2)為縱向線輪廓1722與1723之實例。因為目標2160在影像中為對焦的，線輪廓2222(1)與2224(1)間之相位偏移2230(1)為零，且線輪廓2222(2)與2224(2)間之相位偏移2230(2)為零。允許測定零相位偏移2230(1)與2230(2)之線輪廓2222(1)、2224(1)、2222(2)與2224(2)的特征系與目標2160之兩邊緣相關。

現(xiàn)參照圖23A與23B，圖23A為全場景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’。對每一相位檢測行510(1)與510(2)，重迭于影像2300上為縱向線輪廓對2320(1)與2320(2)?？v向線輪廓對2320(1)與2320(2)為縱向線輪廓對1721之實例。縱向線輪廓對2320(1)包括分別由上屏蔽像素612(1)與下屏蔽像素614(1)產(chǎn)生之線輪廓2322(1)與2324(1)。同樣地，縱向線輪廓對2320(2)包括分別由上屏蔽像素612(2)與下屏蔽像素614(2)產(chǎn)生之線輪廓2322(2)與2324(2)。線輪廓2322(1,2)與2324(1,2)為縱向線輪廓1722與1723之實例。因為目標2160在影像2300上為失焦的，在 線輪廓2322(1)與2324(1)間存在一相位偏移2330(1)，且在線輪廓2322(2)與2324(2)間存在一相位偏移2330(2)。從絕對值來看，相位偏移2330(1)與2330(2)的正負號和相位偏移2130(1)與2130(2)的正負號相反。相位偏移2330(1)與2330(2)各自和目標2160之兩邊緣相關。

特征的組合

上述與之后專利申請之特色可依不同方式組合而不脫離本發(fā)明之范圍。例如，應當理解，本文所描述之用于穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測之一影像傳感器或相關系統(tǒng)或方法的各方面可與另一用于穩(wěn)健芯片內(nèi)建相位檢測之一影像傳感器或相關系統(tǒng)或方法相結合或交換特色。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，本文所述之影像傳感器、系統(tǒng)與方法可有其它變化與修改，而不脫離本發(fā)明之范圍。

(A1)用于芯片內(nèi)建相位檢測之一影像傳感器可包括用于擷取一場景之一影像的一像素數(shù)組，所述像素數(shù)組包括(a)多個橫向相位檢測列，每一列有用于檢測場景橫向變化之一第一組多個相位檢測像素以及(b)多個縱向相位檢測行，每一行有用于檢測場景縱向變化之一第二組多個相位檢測像素。

(A2)在表示為(A1)之所述影像傳感器內(nèi)，所述多個橫向相位檢測列之每一列可與所述多個縱向相位檢測行之每一行相交錯。

(A3)在表示為(A1)與(A2)之每一影像傳感器內(nèi)，每一橫向相位檢測列之所述第一組多個相位檢測像素可包括用于檢測所述橫向變化之多個左屏蔽像素與多個右屏蔽像素；且每一縱向相位檢測行之所述第二組多個相位檢測像素可包括用于檢測所述縱向變化之多個上屏蔽像素與多個下屏蔽像素。

(A4)在表示為(A3)之影像傳感器中，每一橫向相位檢測列之所述左屏蔽像素與所述右屏蔽像素可被安排成橫向排列之系列相位檢測像素對，其中每一相位檢測像素對包括所述左屏蔽像素之一與所述右屏蔽像素之一；且每一縱向相位檢測行之所述上屏蔽像素與所述下屏蔽像素可被安排成縱向排列之系列相位檢測像素對，其中每一相位檢測像素對包括所述上屏蔽像素之一與所述下屏蔽像素之一。

(A5)在表示為(A3)與(A4)之每一影像傳感器內(nèi)，每一橫向相位檢測列中之所述左屏蔽像素對所述右屏蔽像素可有縱向位移；且每一縱向相位檢測行中之所述上屏蔽像素對所述下屏蔽像素可有橫向位移。

(A6)在表示為(A1)至(A5)之每一影像傳感器中，像素數(shù)組上之每一相位檢測像素可只與非為相位檢測像素之像素相鄰。

(A7)在表示為(A1)至(A6)之每一影像傳感器中，所述像素數(shù)組可由用于產(chǎn)生所述場景之一彩色影像的多個彩色像素群組成。

(A8)在表示為(A7)之影像傳感器中，每一彩色像素群可有對相應之多種顏色靈敏的多種類型之彩色感光像素；且所有的相位檢測像素系為所述多種類型中之同一種。

(A9)在表示為(A7)與(A8)之每一影像傳感器中，所述多個彩色像素群可包括(a)多個相位檢測彩色像素群，每一群具有最多一個所述相位檢測像素，以及(b)多個沒有相位檢測像素的非相位檢測彩色像素群。

(A10)在表示為(A9)之影像傳感器中，相位檢測彩色像素群之每一群可最多與所述相位檢測彩色像素群之其它兩群相鄰。

(A11)在表示為(A1)至(A10)之每一影像傳感器中，所述橫向相位檢測列之每一列可大致上跨越所述像素數(shù)組之橫向范圍；且所述縱向相位檢測行之每一行可大致上跨越所述像素數(shù)組之縱向范圍。

(A12)在表示為(A1)至(A11)之每一影像傳感器中，所述多個橫向相位檢測列可包括至少十列相位檢測列，且所述多個縱向相位檢測行可包括至少十行相位檢測行。

(B1)使用具芯片內(nèi)建相位檢測像素之一影像傳感器的一相位檢測法，可包括(a)使用所述影像傳感器之多個橫向相位檢測列之一產(chǎn)生一對光線分別從左方和右方來的橫向線輪廓、(b)使用所述影像傳感器的多個縱向相位檢測行之一產(chǎn)生一對光線分別從上方和下方來的縱向線輪廓，所述多個縱向相位檢測行之一與所述多個橫向相位檢測列之一交錯以及(c)根據(jù)所述對橫向線輪廓與所述對縱向線輪廓測定在所述影像傳感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(diào)整一成像物鏡之焦距以減少所述相位偏移。

(B3)表示為(B1)與(B2)之每一方法可進一步包括使用所述影像傳感器擷取所述場景之一影像。

(B4)在表示為(B1)至(B3)之每一方法中，所述產(chǎn)生一對橫向線輪廓之步驟可包括使用與所述多個橫向相位檢測列相關連之多個相位檢測像素之一第一部份，且所述產(chǎn)生一對縱向線輪廓之步驟可包括使用與所述多個縱向相位檢測行相關連之多個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根據(jù)分別與非相位檢測像素相鄰之相對應彩色感光像素校正相位檢測像素對所述影像之作用，其中所述作用系來自與所述多個橫向相位檢測列相關連之每一相位檢測像素以及與所述多個縱向相位檢測行相關連之每一相位檢測像 素。

(B6)在表示為(B1)至(B5)之每一方法中，所述產(chǎn)生一對橫向線輪廓之步驟可包括產(chǎn)生(a)由多個左屏蔽像素制造之一線輪廓與(b)由多個右屏蔽像素制造之一線輪廓，且所述產(chǎn)生一對縱向線輪廓之步驟可包括產(chǎn)生(a)由多個上屏蔽像素制造之一線輪廓與(b)由多個下屏蔽像素制造之一線輪廓。

(B7)在表示為(B6)之所述方法中，所述產(chǎn)生一對橫向線輪廓之步驟中，所述左屏蔽像素可被排列于一第一橫向像素列，且所述右屏蔽像素可被排列于一第二橫向像素列；而且在所述產(chǎn)生一對縱向線輪廓之步驟中，所述上屏蔽像素可被排列于一第一縱向像素行，且所述下屏蔽像素系可排列于一第二縱向像素行。

(B8)在表示為(B1)至(B7)之每一方法中，所述測定相位偏移之步驟可包括在(a)所述對橫向線輪廓與(b)所述對縱向線輪廓中之至少其中之一辨識與所述任意取向邊緣相關之特征。

(B9)在表示為(B8)之所述方法中，所述測定相位偏移之步驟可進一步包括對(a)所述對橫向線輪廓與(b)所述對縱向線輪廓中之至少其中之一評估所述特征之相位偏移。

(B10)在表示為(B9)之所述方法中，所述測定相位偏移之步驟可進一步包括將所述任意取向邊緣之相位偏移定義為所述特征之相位偏移的值。

(B11)表示為(B1)至(B10)之每一方法可進一步包括選擇在任意位置并與所述任意取向邊緣相關連之一感興趣區(qū)域。

(B12)在表示為(B11)之所述方法中，所述感興趣區(qū)域可具有范圍足以包括(a)所述多個橫向相位檢測列至少其中之一列之至少一部份以及(b)所述多個縱向檢測行之至少其中一行之至少一部份的相位檢測像素。

(B13)在表示為(B12)之所述方法中，所述產(chǎn)生一對橫向線輪廓之步驟可包括為所述多個橫向相位檢測列至少其中之一列之至少一部份之每一部份產(chǎn)生所述對橫向線輪廓，且所述產(chǎn)生一對縱向線輪廓之步驟可包括為所述多個縱向相位檢測行至少其中之一行之至少一部份之每一部份產(chǎn)生所述對縱向線輪廓。

(B14)在表示為(B13)之所述方法中，所述測定相位偏移之步驟可包括根據(jù)在所述量測一對橫向線輪廓之步驟與所述量測一對縱向線輪廓之步驟量測得的一或多對線輪廓測定所述相位偏移。

(C1)具芯片內(nèi)建相位檢測之一成像系統(tǒng)可包括具有用于擷取一場景之一影像之一像素數(shù)組的一影像傳感器，其中所述像素數(shù)組包括相交錯的(a)用于量測至少一對光線分別從 左方與右方入射之橫向線輪廓的橫向相位檢測列，與(b)用于量測至少一對光線分別從上方與下方入射之縱向線輪廓的縱向相位檢測行。

(C2)表示為(C1)之所述成像系統(tǒng)可進一步包括一相位處理模塊，其用于處理所述至少一對橫向線輪廓與所述至少一對縱向線輪廓以量測所述場景中與一任意取向和任意位置邊緣相關的相位偏移。

(C3)表示為(C2)之所述成像系統(tǒng)為藉由相位處理模塊之處理以量測所述相位偏移，可進一步包括用于選擇至少一列之所述橫向相位檢測列與至少一行之所述縱向相位檢測行的一感興趣區(qū)域選擇模塊。

(C4)表示為(C2)與(C3)之每一成像系統(tǒng)可進一步包括用于調(diào)整一成像物鏡之焦距以減少所述相位偏移的一自動對焦模塊。

(C5)在表示為(C1)至(C4)之每一成像系統(tǒng)中，所述橫向相位檢測列之每一列可包括一第一組多個部分屏蔽像素，其中所述第一組多個部分屏蔽像素之每一個檢測從左或右其中一個方向來的光；且所述縱向相位檢測行之每一行可包括一第二組多個部分屏蔽像素，所述第二組多個部分屏蔽像素之每一個檢測從上或下其中一個方向來的光。

(C6)表示為(C5)之所述成像系統(tǒng)可進一步包括一影像校正模塊，其根據(jù)所述像素數(shù)組上相鄰之非相位檢測像素而校正所述多個部分屏蔽相位檢測像素對所述影像之作用。

(C7)在表示為(C1)至(C6)之每一成像系統(tǒng)中，所述影像傳感器可為表示為(A1)至(A12)之影像傳感器的任一。

上述之裝置、系統(tǒng)與方法可加以變化而不脫離本發(fā)明之范圍。因此應注意，包含于上述之說明與插圖所示應為說明性的而非限制性的。下列所要求之專利范圍旨在覆蓋本文所述之通用與具體特色，以及因語言的關系，本發(fā)明之系統(tǒng)與方法之范圍的說明可為落于其間的所有描述。