本发明整体涉及图像感测阵列，并且具体地涉及包括自动聚焦像素的阵列及其制造和使用方法。
背景技术：
1、相机系统在许多应用中使用自动聚焦(af)以确保锐聚焦地获取在距相机不同距离处的相关场景部分。一些自动聚焦系统使用由相机的图像传感器输出的图像信息来估计图像传感器与相机透镜的最佳距离。然后，机载机电部件将透镜位置驱动到距图像传感器的最佳距离。
2、为了改善自动聚焦性能，基于由图像感测阵列中的特殊像素(其被分成两个子像素)输出的信号，一些相机使用双像素自动聚焦，并且尤其是基于相位差的自动聚焦。例如，可以通过在某些像素上制造金属屏蔽件来产生这些特殊像素，使得模糊每个此种像素的感测区域的一半。相位差自动聚焦逻辑比较划分的子像素的输出，以便估计图像是否处于聚焦，并因此提供反馈，以便驱动透镜快速会聚到图像在其聚焦的位置。
3、美国专利11,563,910描述了包括像素阵列的图像捕获设备，该专利的公开内容以引用方式并入本文。每个像素包括光电检测器的2×2阵列。图像捕获设备还包括以据说改善相位检测自动聚焦(pdaf)的方式设置在像素阵列之上的1×2片上透镜(ocl)阵列。
4、美国专利申请公布2023/0090827描述了包括像素阵列的图像捕获装备，每个像素包括光电检测器，该申请的公开内容以引用方式并入本文。在像素阵列中的像素的4×4子集上设置拜耳(bayer)模式颜色滤波器。拜耳模式颜色滤波器限定：对红光敏感的像素的第一2×2子集；对绿光敏感的像素的第二2×2子集；对绿光敏感的像素的第三2×2子集；对蓝光敏感的像素的第四2×2子集。在像素上设置ocl的集合，在不同的实施方案中包括1×1ocl、1×2ocl和2×2ocl。
5、在本说明书和权利要求书中，术语“光”和“光学辐射”可互换地使用以指代任何可见、红外和紫外光谱范围内的电磁辐射。
技术实现思路
1、下文描述的本发明的实施方案提供了改进的图像感测阵列及图像捕获设备。
2、因此，根据本发明的实施方案，提供了一种图像感测设备，该图像感测设备包括半导体基板和设置在基板上的光电检测器的第一阵列。读出电路被设置在基板上并且耦合到光电检测器的相应对，并且被配置为至少在第一模式和第二模式下从该相应对输出信号，在第一模式下，该信号是从每个光电检测器单独地读出的，在第二模式下，该信号成对地合并(bin)在一起。颜色滤波器层包括覆盖光电检测器的相应对的红色块、绿色块和蓝色块的矩阵。微透镜的第二阵列覆盖颜色滤波器层，该微透镜的第二阵列包括覆盖被红色块和蓝色块覆盖的光电探测器的相应对的第一微透镜和分别覆盖被至少一些绿色块覆盖的相应对中的光电探测器中的每个光电探测器的第二微透镜。
3、在一些实施方案中，第一微透镜覆盖的光电检测器的对限定相位检测自动聚焦(pdaf)像素，并且读出电路被配置为输出由pdaf像素中的对中的光电检测器输出的信号之间的差。
4、根据本发明的实施方案，还提供了一种成像装置，该成像装置包括如上述的设备和被配置为将目标成像到该设备上的物镜光学器件。自动聚焦机构被配置为调整物镜光学器件的聚焦属性。控制器被配置为响应于由pdaf像素输出的信号来驱动自动聚焦机构。
5、在一些实施方案中，控制器还被配置为：通过首先通过在红色和蓝色块覆盖的区域之上内插绿色块覆盖的光电检测器的信号来计算出绿色图像，然后通过使用绿色图像内插红色和蓝色块覆盖的光电检测器的信号来计算出红色和蓝色图像，基于由光电检测器输出的信号来重建全颜色图像。
6、在公开的实施方案中，光电检测器具有1x2的纵横比并且被布置成使得光电检测器的对在面积上是正方形的。
7、附加地或另选地，光电探测器的对中的一些对沿着第一阵列的相应行设置，而光电探测器的对中的其它对沿着第一阵列的相应列设置。
8、在一些实施方案中，红色块、绿色块和蓝色块中的每一者覆盖光电检测器的单个相应对。另选地，红色块、绿色块和蓝色块中的每一者覆盖相应一组四对光电检测器。
9、在所公开的实施方案中，颜色滤波器层还包括在除红色、绿色或蓝色之外的颜色的光电检测器中的一些光电检测器之上的附加滤波器。
10、根据本发明的实施方案，附加地提供了一种用于图像感测的方法，该方法包括提供半导体基板，该半导体基板包括光电检测器的第一阵列和读出电路，该读出电路耦合到光电检测器的相应对，并且被配置为至少在第一模式和第二模式下从该相应对输出信号，在该第一模式下，信号是从光电检测器中的每个光电检测器单独地读出的，在该第二模式下，信号被成对地合并在一起。颜色滤波器层覆盖在第一阵列上并包括覆盖光电检测器的相应对的红色块、绿色块和蓝色块的矩阵。微透镜的第二阵列覆盖在颜色滤波器层上，并且包括覆盖被红色块和蓝色块覆盖的光电探测器的相应对的第一微透镜以及分别覆盖被至少一些绿色块覆盖的相应对中的光电探测器中的每个光电探测器的第二微透镜。
1.一种图像感测设备，所述图像感测设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备，其中由所述第一微透镜覆盖的所述光电检测器的所述对限定相位检测自动聚焦(pdaf)像素，并且其中所述读出电路被配置为输出由所述pdaf像素中的所述对中的所述光电检测器输出的所述信号之间的差。
3.一种成像装置，包括：
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述控制器还被配置为：通过首先通过在所述红色块和所述蓝色块覆盖的区域之上内插所述绿色块覆盖的所述光电检测器的信号来计算出绿色图像，然后通过使用所述绿色图像内插所述红色块和所述蓝色块覆盖的所述光电检测器的信号来计算出红色图像和蓝色图像，基于由所述光电检测器输出的信号来重建全颜色图像。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述光电检测器具有1x2的纵横比并且被布置成使得所述光电检测器的所述对在面积上是正方形的。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述光电探测器的所述对中的一些对沿着所述第一阵列的相应行设置，而所述光电探测器的所述对中的其它对沿着所述第一阵列的相应列设置。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述红色块、所述绿色块和所述蓝色块中的每一者覆盖所述光电检测器的单个相应对。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述红色块、所述绿色块和所述蓝色块中的每一者覆盖相应一组四对所述光电检测器。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述颜色滤波器层还包括在除所述红色、所述绿色或所述蓝色之外的颜色的所述光电检测器中的一些光电检测器之上的附加滤波器。
10.一种用于图像感测的方法，所述方法包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其中由所述第一微透镜覆盖的所述光电检测器的所述对限定相位检测自动聚焦(pdaf)像素，并且其中所述读出电路被配置为输出由所述pdaf像素中的所述对中的所述光电检测器输出的所述信号之间的差。
12.根据权利要求11所述的方法，并且包括使用物镜光学器件将目标成像到所述第一阵列上，以及响应于由所述pdaf像素输出的信号来驱动自动聚焦机构以调整所述物镜光学器件的聚焦属性。
13.根据权利要求12所述的方法，并且包括：通过首先通过在所述红色块和所述蓝色块覆盖的区域之上内插所述绿色块覆盖的所述光电检测器的信号来计算出绿色图像，然后通过使用所述绿色图像内插所述红色块和所述蓝色块覆盖的所述光电检测器的信号来计算出红色图像和蓝色图像，基于由所述光电检测器输出的信号来重建全颜色图像。
14.根据权利要求10所述的方法，其中所述光电检测器具有1x2的纵横比并且被布置成使得所述光电检测器的所述对在面积上是正方形的。
15.根据权利要求10所述的方法，其中所述光电探测器的所述对中的一些对沿着所述第一阵列的相应行设置，而所述光电探测器的所述对中的其它对沿着所述第一阵列的相应列设置。
16.根据权利要求10所述的方法，其中所述红色块、所述绿色块和所述蓝色块中的每一者覆盖所述光电检测器的单个相应对。
17.根据权利要求10所述的方法，其中所述红色块、所述绿色块和所述蓝色块中的每一者覆盖相应一组四对所述光电检测器。
18.根据权利要求10所述的方法，其中所述颜色滤波器层还包括在除所述红色、所述绿色或所述蓝色之外的颜色的所述光电检测器中的一些光电检测器之上的附加滤波器。