镜头聚焦组件和图像传感器制造技术

本申请提供一种镜头聚焦组件和图像传感器，所述镜头聚焦组件包括：像素单元，所述像素单元通过浮动扩散点分别输出复位信号、第一侧像素电路的像素信号以及第一侧像素电路和第二侧像素电路的像素信号至量化电路；所述量化电路包括：比较器、计数器、存储单元；所述镜头聚焦组件还包括图像处理单元，所述图像处理单元被配置为根据所述第一像素量化相对值和所述第二像素量化相对值，获取所述第一侧像素电路和所述第二侧像素电路的第一相位结果，以调节镜头的焦距。本申请提供的镜头聚焦组件和图像传感器获取不同侧的像素电路量化相对值进行对焦的方式，可以实现高帧率的对焦应用需求，节约了面积和功耗。节约了面积和功耗。节约了面积和功耗。

【技术实现步骤摘要】
镜头聚焦组件和图像传感器


[0001]本申请涉及成像
，具体涉及一种镜头聚焦组件和图像传感器。

技术介绍

[0002]图像传感器是利用光电器件的光电转换功能将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号。与光敏二极管，光敏三极管等“点”光源的光敏元件相比，图像传感器是将其受光面上的光像，分成许多小单元，将其转换成可用的电信号的一种功能器件。现行图像传感器的曝光方式包括卷帘快门和全局快门等多种方式，图像传感器也逐渐发展为具有体积小、重量轻、集成度高、分辨率高、功耗低、寿命长、价格低等特点，在各个行业得到了广泛应用。
[0003]在构思及实现本申请过程中，专利技术人发现至少存在如下问题：自动对焦技术在图像传感器中起着重要的作用，尤其是使用手机等消费电子产品进行拍摄时，自动对焦可以大大提升用户体验。相位检测自动对焦(Phase Detection Auto Focus，PDAF)技术在高端CMOS图像传感器芯片中得到了广泛的应用，它的主要原理是：在像素阵列中选取一些像素点作为相位检测像素，用特殊材料分别遮挡相位检测像素的左半边和右半边(或者上半边和下半边)，这样相位检测像素相当于人的左右眼睛，在读出时可以分别获得入射光的左相位信息和右相位信息，通过算法可以计算出镜头需要移动的量，来实现自动对焦。这种方法的缺点在于：用来做相位检测的像素点无法正常成像，在实际图像上要根据周围像素点的成像信息做算法补偿，因此用来做相位检测的像素点数量不能太多(例如3％或6％PDAF)；同时在暗光条件下进光量较少，这会导致相位检测和补偿的精度不足。

技术实现思路

[0004]为了缓解以上问题，本申请提供一种镜头聚焦组件，具体地，所述镜头聚焦组件包括：
[0005]像素单元，所述像素单元包括浮动扩散点、第一侧像素电路和第二侧像素电路，所述第一侧像素电路的输出端和所述第二侧像素电路的输出端共同连接至所述浮动扩散点，以通过所述浮动扩散点分别输出复位信号、第一侧像素电路的像素信号以及第一侧像素电路和第二侧像素电路的像素信号至量化电路；
[0006]其中，所述量化电路包括：
[0007]比较器，连接于所述像素单元的输出端，所述比较器被配置为对所述像素单元输出的信号进行量化；
[0008]计数器，连接于所述比较器的输出端，所述计数器被配置为对所述比较器输出的信号进行计数；
[0009]存储单元，所述存储单元包括第一存储器和第二存储器，所述第一存储器的输入端连接所述计数器的输出端，以存储所述复位信号相应的复位量化值，所述第二存储器的输入端连接所述计数器的输出端，以存储所述复位信号和所述第一侧像素电路的像素信号
相应的的第一像素量化相对值，或，存储所述复位信号、第一侧像素电路的像素信号和第二侧像素电路的像素信号相应的第二像素量化相对值；
[0010]所述镜头聚焦组件还包括图像处理单元，所述图像处理单元被配置为根据所述第一像素量化相对值和所述第二像素量化相对值，获取所述第一侧像素电路和所述第二侧像素电路的第一相位结果，以调节镜头的焦距。
[0011]可选地，所述计数器包括选择模块、逻辑控制模块和触发器组成的计数单元；
[0012]所述选择模块的第一输入端连接所述第一存储器的输出端，所述选择模块的第二输入端接入触发信号，所述选择模块被配置为受选择控制信号触发导通并选择性输出所述第一存储器的输出信号或所述触发信号；
[0013]所述逻辑控制模块的输入端连接所述选择模块，所述逻辑控制模块的输出端连接所述触发器的时钟输入端；
[0014]所述触发器的输出端连接所述触发器的输入端，且所述触发器的输出端被配置为所述计数器的输出端。
[0015]可选地，所述选择模块为二选一数据选择器。
[0016]可选地，所述逻辑控制模块包括第一PMOS、第二PMOS、第三PMOS、第一NMOS、第二NMOS和第三NMOS；
[0017]所述第一PMOS的控制端接入第一控制信号，所述第一PMOS的第一端连接预设电压，所述第一PMOS的第二端连接所述第二PMOS的第一端和所述第三PMOS的第一端；
[0018]所述第二PMOS的控制端接入第二控制信号，所述第二PMOS的第二端连接所述第三PMOS的第二端、第一NMOS的第一端和第二NMOS的第一端，并输出所述逻辑控制模块的输出信号；
[0019]所述第三PMOS开关件的控制端接入所述选择模块的输出信号；
[0020]所述第一NMOS的控制端接入所述选择模块的输出信号，所述第一NMOS的第二端连接所述第三NMOS的第一端；
[0021]所述第二NMOS的控制端接入所述第一控制信号，所述第三NMOS的控制端接入所述第二控制信号，所述第二NMOS的第二端和第三NMOS的第二端接地。
[0022]可选地，所述像素单元还包括复位开关件、源极跟随开关件和行选择开关件，所述浮动扩散点通过所述复位开关件连接预设电压，像素信号经所述源极跟随开关件放大并经所述行选择开关件输出。
[0023]可选地，所述计数器包括级联的第一计数单元至第n计数单元，其中，n为大于1的整数；
[0024]所述第一计数单元的输出端对应连接所述存储单元的第一位值输入端，所述第n计数单元的输出端对应连接所述存储单元的第n位值输入端，所述第一计数单元以时钟控制信号为所述触发信号，所述第n计数单元以上一级计数单元中触发器输出端的输出信号为所述触发信号。
[0025]可选地，设置上升沿触发时，所述计数器还包括奇数个反相器，所述奇数个反相器串联在所述触发器的输出端，输出与触发器输出端反相的信号以实现减法计数。
[0026]可选地，设置下降沿触发时，所述计数器还包括偶数个反相器，所述偶数个反相器串联在所述触发器的输出端，输出与触发器输出端同相的信号以实现加法计数。
[0027]本申请还提供一种图像传感器，具体地，包括如上述的任一项镜头聚焦组件。
[0028]如上所述，本申请提供的镜头聚焦组件和图像传感器使用一套量化电路，基于同一计数器的两次复位量化，获取不同侧的像素电路量化相对值进行对焦的方式，可以实现高帧率的对焦应用需求，节约了面积和功耗。
附图说明
[0029]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为图像传感器系统基本结构框图。
[0031]图2是本申请一实施例中像素单元电路图。
[0032]图3为本申请一实施例中两路感光像素共享结构的像素电路图。
[0033]图4为本申请一实施例中四路感光像素共享结构的像素电路图。
[0034]图5为本申请一实施例的镜头聚焦方法的流程图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镜头聚焦组件，其特征在于，包括：像素单元，所述像素单元包括浮动扩散点、第一侧像素电路和第二侧像素电路，所述第一侧像素电路的输出端和所述第二侧像素电路的输出端共同连接至所述浮动扩散点，以通过所述浮动扩散点分别输出复位信号、第一侧像素电路的像素信号以及第一侧像素电路和第二侧像素电路的像素信号至量化电路；其中，所述量化电路包括：比较器，连接于所述像素单元的输出端，所述比较器被配置为对所述像素单元输出的信号进行量化；计数器，连接于所述比较器的输出端，所述计数器被配置为对所述比较器输出的信号进行计数；存储单元，所述存储单元包括第一存储器和第二存储器，所述第一存储器的输入端连接所述计数器的输出端，以存储所述复位信号相应的复位量化值，所述第二存储器的输入端连接所述计数器的输出端，以存储所述复位信号和所述第一侧像素电路的像素信号相应的第一像素量化相对值，或，存储所述复位信号、第一侧像素电路的像素信号和第二侧像素电路的像素信号相应的第二像素量化相对值；所述镜头聚焦组件还包括图像处理单元，所述图像处理单元被配置为根据所述第一像素量化相对值和所述第二像素量化相对值，获取所述第一侧像素电路和所述第二侧像素电路的第一相位结果，以调节镜头的焦距。2.如权利要求1所述的镜头聚焦组件，其特征在于，所述计数器包括选择模块、逻辑控制模块和触发器组成的计数单元；所述选择模块的第一输入端连接所述第一存储器的输出端，所述选择模块的第二输入端接入触发信号，所述选择模块被配置为受选择控制信号触发导通并选择性输出所述第一存储器的输出信号或所述触发信号；所述逻辑控制模块的输入端连接所述选择模块，所述逻辑控制模块的输出端连接所述触发器的时钟输入端；所述触发器的输出端连接所述触发器的输入端，且所述触发器的输出端被配置为所述计数器的输出端。3.如权利要求2所述的镜头聚焦组件，其特征在于，所述选择模块为二选一数据选择器。4.如权利要求2所述的镜头聚焦组件，其特征在于，所述逻辑控制模块包括第一PMOS、第二PMOS、第三PMOS、第一NMOS、第二NMOS和第三NMOS；...

【专利技术属性】
技术研发人员：林文龙，侯金剑，
申请(专利权)人：思特威上海电子科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：