使用输出相位差信号的成像装置调整焦点的设备和方法制造方法及图纸

一种使用成像装置调整焦点的设备和方法。所述设备包括具有第一像素和第二像素的成像装置。第一像素具有布置在第一微透镜和第一光电转换单元之间的第一光学孔径，第一光学孔径相对于第一微透镜的第一光轴是偏心的，并包括第一光轴。第二像素具有布置在第二微透镜和第二光电转换单元之间的第二光学孔径，第二光学孔径相对于第二微透镜的第二光轴是偏心的。第二光学孔径与第二光轴不接触，或者与第二光轴接触但不包括第二光轴。成像装置根据第一像素和第二像素表现出的输出相位差来输出相位差信号。所述设备还包括：控制单元，从根据第二像素的相位差信号检测对焦位置，从根据第一像素的相位差信号检测对焦方向，并驱动对焦镜头以调整焦点。

【技术实现步骤摘要】
使用输出相位差信号的成像装置调整焦点的设备和方法本申请要求于2011年7月21日提交到韩国知识产权局的第10-2011-0072572号韩国专利申请的优先权益，其公开通过参考完全合并于此。
实施例涉及一种通过使用包括相位差检测像素的成像装置来调整焦点的设备和方法。
技术介绍
已经提出了包括相位差检测像素的装置及其控制方法，所述相位差检测装置通过使用用于图像输入的成像装置执行相位差检测自动对焦(AF)。通常，相位差检测像素被添加在成像像素之间，并且使用添加的像素检测相位差。然而，仅在存在相位差检测像素的区域中执行相位差检测，而不在任何其它区域中执行相位差检测。另外，输出具有低敏感度的添加的像素，并且必须用对比度AF执行添加的像素的输出。此外，对于添加的像素的输出进行AF的成功概率低。
技术实现思路
实施例包括一种通过使用相位差成像装置来调整焦点的设备，所述相位差成像装置能够通过使用全部像素而不增加像素执行相位差检测并从相位差检测获得对焦位置和对焦方向，来增加AF成功的概率并缩短AF时间。实施例还包括一种通过使用相位差成像装置来调整焦点的方法。根据实施例，一种用于调整焦点的设备包括：成像装置，包括布置在多个像素中的每个像素的微透镜和光电转换单元之间的光学孔径，光学孔径相对于相应的微透镜的光轴是偏心的，成像装置被配置用于输出相位差信号；控制单元，从相位差信号检测对焦位置以驱动对焦镜头，并调整焦点，其中，从成像装置的全部像素检测所述相位差信号。根据另一实施例，一种用于调整焦点的设备包括：成像装置，包括：第一像素，具有布置在第一微透镜和第一光电转换单元之间的第一光学孔径，第一光学孔径相对于第一微透镜的第一光轴是偏心的，并包括第一光轴；第二像素，具有布置在第二微透镜和第二光电转换单元之间的第二光学孔径，第二光学孔径相对于第二微透镜的第二光轴是偏心的，第二光学孔径与第二光轴不接触，或者与第二光轴接触但不包括第二光轴，成像装置被配置用于根据第一像素和第二像素表现出的输出相位差来输出相位差信号；控制单元，从根据成像装置的第二像素的相位差信号检测对焦位置，从根据成像装置的第一像素的相位差信号检测对焦方向，并驱动对焦镜头以调整焦点。对焦方向可以是将对焦镜头驱动至焦点对准位置的对焦方向，并且对焦方向可指示接近方向或远离方向。控制单元可进行控制以根据对焦方向将对焦镜头驱动至焦点对准位置附近，并随后可进行控制以通过执行对比度自动对焦(AF)将对焦镜头驱动至焦点对准位置。控制单元可进行控制以按照根据第一像素的相位差信号的对焦方向驱动对焦镜头，并可进行控制以通过执行对比度自动对焦(AF)将对焦镜头驱动至焦点对准位置。第二像素可位于成像装置的特定区域以从根据第二像素的相位差信号检测对焦位置，第一像素可位于成像装置的除所述特定区域之外的区域以从根据第一像素的相位差信号检测对焦方向。如果根据第二像素可获得相位差信号，则控制单元可从根据第二像素的相位差信号检测对焦位置，并可进行控制以将对焦镜头驱动至焦点对准位置，如果不可以根据第二像素获得相位差信号，则控制单元可通过获得根据第一像素的相位差信号来检测对焦方向，可进行控制以按照检测到的对焦方向驱动对焦镜头，并可进行控制以通过执行对比度自动对焦(AF)将对焦镜头驱动至焦点对准位置。如果根据第二像素可获得相位差信号，则控制单元可从根据第二像素的相位差信号检测对焦位置，并可进行控制以将对焦镜头驱动至焦点对准位置，如果不可以根据第二像素获得相位差信号，则控制单元可通过获得根据第一像素的相位差信号来检测对焦位置和对焦方向，可进行控制以将对焦镜头驱动至焦点对准位置附近，并可进行控制以通过执行对比度自动对焦(AF)将对焦镜头驱动至焦点对准位置。根据另一实施例，一种调整焦点的方法包括：从成像装置的全部像素检测相位差信号，所述成像装置包括布置在多个像素中的每个像素的微透镜和光电转换单元之间的光学孔径，光学孔径相对于微透镜的光轴是偏心的；输出相位差信号；从相位差信号检测对焦位置；根据检测的对焦位置驱动对焦镜头以调整焦点。根据另一实施例，一种调整焦点的方法包括：从包括第一像素和第二像素的成像装置检测相位差信号，所述第一像素具有布置在第一微透镜和第一光电转换单元之间的第一光学孔径，第一光学孔径相对于第一微透镜的第一光轴是偏心的，并且第一光学孔径包括第一光轴，第二像素具有布置在第二微透镜和第二光电转换单元之间的第二光学透镜，第二光学孔径相对于第二微透镜的第二光轴是偏心的，第二光学孔径与第二光轴不接触，或者与第二光轴接触但不包括第二光轴，其中，根据第一像素和第二像素表现出的输出相位差检测相位差信号；从根据成像装置的第二像素的相位差信号检测对焦位置，从根据成像装置的第一像素的相位差信号检测对焦方向；按照对焦方向将对焦镜头驱动至检测的对焦位置以调整焦点。对焦方向可以是将对焦镜头驱动至焦点对准位置的对焦方向，并且对焦方向可指示接近方向或远离方向。所述方法可包括：按照根据相位差信号的对焦方向信号进行控制以将对焦镜头驱动至焦点对准位置附近，并进行控制以通过执行对比度自动对焦(AF)将对焦镜头驱动至焦点对准位置。所述方法可包括：按照根据相位差信号的对焦方向信号进行控制以按照对焦方向驱动对焦镜头，并进行控制以通过执行对比度自动对焦(AF)将对焦镜头驱动至焦点对准位置。第二像素可位于成像装置的特定区域以根据相应的相位差信号检测对焦位置，第一像素可位于除所述特定区域之外的区域以从相应的相位差信号检测对焦方向。所述方法可包括：如果根据第二像素可获得相位差信号，则从相位差信号检测对焦位置，并进行控制以将对焦镜头驱动至焦点对准位置，如果不可以根据第二像素获得相位差信号，则通过获得根据第一像素的相位差信号来检测对焦方向，进行控制以按照检测到的对焦方向驱动对焦镜头，并进行控制以通过执行对比度自动对焦(AF)将对焦镜头驱动至焦点对准位置。所述方法可包括：如果根据第二像素可获得相位差信号，则从相位差信号检测对焦位置，并进行控制以将对焦镜头驱动至焦点对准位置，如果不可以从第二像素获得相位差信号，则通过获得根据第一像素的相位差信号来检测对焦位置和对焦方向，进行控制以将对焦镜头驱动至焦点对准位置附近，并进行控制以通过执行对比度自动对焦(AF)将对焦镜头驱动至焦点对准位置。附图说明通过参照附图详细描述示例性实施例，以上和其它特征和优点将变得更加明显，其中：图1是示出根据实施例的通过使用相位差成像装置调整焦点的设备的结构的框图；图2是通过使用根据实施例的图1的成像装置解释相位差像素的原理的示图；图3A和图3B是用于解释根据实施例的根据图2的光接收像素的相位差的曲线图；图4是示出构成一般成像装置的像素的结构的示图；图5是示出根据实施例的构成图1的相位差成像装置的像素的结构的示图；图6是示出根据另一实施例的构成成像装置的像素的结构的示图；图7A和图7B是示出根据实施例的图5的成像装置的相位差像素的掩模位置和成像镜头之间的关系的示图；图8示出成像装置的一般Bayer样式像素结构；图9A和图9B示出根据实施例的基于图8的Bayer样式像素结构以水平方向配置的图7A和图7B的成像装置的相位差像素；图10A和图10B示出根据实施例的基于图8的Bayer样式像素结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于调整焦点的设备，所述设备包括：成像装置，包括布置在多个像素中的每个像素的微透镜和光电转换单元之间的光学孔径，光学孔径相对于相应的微透镜的光轴是偏心的，成像装置被配置用于输出相位差信号；控制单元，从相位差信号检测对焦位置以驱动对焦镜头，并调整焦点，其中，从成像装置的全部像素检测所述相位差信号。

【技术特征摘要】
2011.07.21 KR 10-2011-00725721.一种用于调整焦点的设备，所述设备包括：成像装置，包括布置在多个像素中的每个像素的微透镜和光电转换单元之间的光学孔径，光学孔径相对于相应的微透镜的光轴是偏心的，成像装置被配置用于输出相位差信号；控制单元，从相位差信号检测对焦位置或对焦方向以驱动对焦镜头，并调整焦点，其中，从成像装置的所述多个像素检测所述相位差信号，其中，所述多个像素具有至少两种不同的掩模类型，其中，所述至少两种不同的掩模类型包括均具有包括第一光轴的第一光学孔径的多个第一像素，均具有不包括第二光轴的第二光学孔径的多个第二像素，其中，如果能够获得根据所述多个第二像素的相位差，则控制单元从根据所述多个第二像素的相位差信号检测对焦位置，并控制对焦镜头被驱动到对焦位置，其中，如果无法获得根据所述多个第二像素的相位差信号，则控制单元通过获得根据所述多个第一像素的相位差信号来检测对焦方向，并将对焦镜头控制为沿检测的对焦方向被驱动。2.一种用于调整焦点的设备，所述设备包括：成像装置，包括：多个第一像素，均具有布置在第一微透镜和第一光电转换单元之间的第一光学孔径，第一光学孔径相对于第一微透镜的第一光轴是偏心的，并包括第一光轴；多个第二像素，均具有布置在第二微透镜和第二光电转换单元之间的第二光学孔径，第二光学孔径相对于第二微透镜的第二光轴是偏心的，第二光学孔径与第二光轴不接触，或者与第二光轴接触但不包括第二光轴，其中，所述多个第一像素和所述多个第二像素具有不同的掩模，成像装置被配置用于根据所述多个第一像素和所述多个第二像素表现出的输出相位差来输出相位差信号；控制单元，如果能够获得根据所述多个第二像素的相位差，则从根据成像装置的所述多个第二像素的相位差信号检测对焦位置，如果无法获得根据所述多个第二像素的相位差信号，则从根据成像装置的所述多个第一像素的相位差信号检测对焦方向，并驱动对焦镜头以调整焦点。3.如权利要求2所述的设备，其中，对焦方向是将对焦镜头驱动至焦点对准位置的对焦方向，并且对焦方向指示接近方向或远离方向。4.如权利要求3所述的设备，其中，控制单元进行控制以根据对焦方向将对焦镜头驱动至焦点对准位置附近，并随后进行控制以通过执行对比度自动对焦AF将对焦镜头驱动至焦点对准位置。5.如权利要求3所述的设备，其中，控制单元进行控制以按照根据所述多个第一像素的相位差信号的对焦方向驱动对焦镜头，并进行控制以通过执行对比度自动对焦AF将对焦镜头驱动至焦点对准位置。6.如权利要求2所述的设备，其中，所述多个第二像素位于成像装置的特定区域以从根据所述多个第二像素的相位差信号检测对焦位置，所述多个第一像素位于除所述特定区域之外的区域以从根据所述多个第一像素的相位差信号检测对焦方向。7.如权利要求3所述的设备，其中，如果根据所述多个第二像素可获得相位差信号，则控制单元从根据所述多个第二像素的相位差信号检测对焦位置，并进行控制以将对焦镜头驱动至焦点对准位置，如果不可以根据所述多个第二像素获得相位差信号，则控制单元通过获得根据所述多个第一像素的相位差信号来检测对焦方向，进行控制以按照检测到的对焦方向驱动对焦镜头，并进行控制以通过执行对比度自动对焦AF将对焦镜头驱动至焦点对准位置。8.如权利要求3所述的设备，其中，如果根据所述多个第二像素可获得相位差信号，则控制单元从根据所述多个第二像素的相位差信号检测对焦位置，并进行控制以将对焦镜头驱动至焦点对准位置，如果不可以根据所述多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：浜田正隆，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：