[发明专利]具有校准相位检测像素的图像传感器及其操作方法

说明书

本申请涉及具有校准相位检测像素的图像传感器及其操作方法。该图像传感器可包括相位检测像素，该相位检测像素用于确定图像传感器和场景中的对象之间的距离。考虑到整个像素阵列中相位检测像素的角响应的变化，可以执行校准。在校准期间，图像传感器可取得距传感器已知距离处的目标的图像。已知距离可以用于确定缩放因子，该缩放因子考虑了传感器和目标之间的初始计算距离与传感器和目标之间的实际距离之间的差值。缩放因子然后可以被存储在图像传感器以用于将来的参考。在随后使用图像传感器期间，图像传感器可实时获得适当的缩放因子，以获得更准确的相位和距离确定。

技术领域

本发明整体涉及成像系统，并且更具体地讲涉及具有相位检测能力的成像系统。

背景技术

现代电子设备(诸如移动电话、相机和计算机)通常使用数字图像传感器。成像传感器(有时称为成像器)可由二维图像感测像素阵列形成。每个像素接收入射光子(光)并将这些光子转换成电信号。有时，图像传感器被设计为使用联合图像专家组(JPEG)格式将图像提供给电子设备。

一些应用诸如自动聚焦和三维(3D)成像可能需要电子设备提供立体和/或深度感测能力。例如，为了将感兴趣的物体带入焦点中以便捕获图像，电子设备可能需要识别电子设备与感兴趣的物体之间的距离。为了识别距离，常规电子设备使用复杂的布置。一些布置需要使用多个图像传感器以及从各种视点捕获图像的相机透镜。其他布置需要添加透镜阵列，该透镜阵列将入射光聚焦在二维像素阵列的子区域上。由于添加了诸如附加图像传感器或复杂透镜阵列的部件，这些布置导致降低的空间分辨率、增加的成本和增加的复杂性。

一些电子设备包括单个图像传感器中的图像像素和相位检测像素。利用这种布置方式，相机可使用片上相检测像素来聚焦图像而不需要单独的相位检测传感器。然而，每个相位检测像素的角响应可根据像素阵列中的相位检测像素的位置而变化。这可能导致不准确且不一致的深度计算。

因此，期望能够为图像传感器提供改善的相位检测像素布置。

发明内容

本发明的一方面提供了一种操作图像传感器的方法，所述图像传感器具有像素阵列，其中所述像素阵列包括相位检测像素，所述相位检测像素布置在相位检测像素组中。所述方法包括：使用所述相位检测像素捕获图像信号；基于来自第一相位检测像素组的所述图像信号，确定第一相位度量；以及至少基于所述像素阵列内的所述第一相位检测像素组的位置，确定与所述第一相位度量相关联的缩放因子。

本发明的另一方面提供了一种图像传感器，其包括：相位检测像素，所述相位检测像素布置在相位检测像素组中，其中所述相位检测像素被配置为捕获图像信号；读出电路，所述读出电路被配置为从所述相位检测像素读出所述所捕获的图像信号；和处理电路，所述处理电路被配置为：接收来自所述读出电路的所述所捕获的图像信号；基于所述所捕获的图像信号来确定针对每个相位检测像素组的相应相位度量；以及针对每个相位检测像素组，基于所述相应相位检测像素组的位置来确定与所述相应相位度量相关联的缩放因子。

本发明的又一方面提供了一种获得校准信息的方法，所述校准信息用于具有多个相位检测像素组的图像传感器，所述方法包括：使用所述图像传感器，捕获距所述图像传感器第一距离的第一目标的图像；基于使用所述图像传感器捕获的图像信号，确定所述图像传感器和所述第一目标之间的计算距离，所述第一目标与所述多个相位检测像素组中的第一相位检测像素组相关联；以及基于所述图像传感器和所述第一目标之间的所述计算距离以及所述图像传感器和所述第一目标之间的所述第一距离来计算所述第一相位检测像素组的校正因子。

附图说明

图1是根据实施方案的具有图像传感器的例示性电子设备的示意图，该图像传感器可包括相位检测像素。

图2A是根据实施方案的具有光敏区的例示性相位检测像素的剖视图，该光敏区具有不同和非对称的角度响应。

图2B和2C是根据实施方案的图2A的相位检测像素的剖视图。