элемент для формирования изображения, и устройство для формирования изображения и фотографическая система, его содержащая

Формула изобретения

1. Элемент для формирования изображения, содержащий:

пиксель для формирования изображения, сконфигурированный для фотоэлектрического преобразования света от объектива для формирования изображения, чтобы сформировать изображение объекта; и

первый пиксель обнаружения фокусировки и второй пиксель обнаружения фокусировки, сконфигурированные для приема света, прошедшего через участок площади выходного зрачка объектива для формирования изображения,

причем первый пиксель обнаружения фокусировки и второй пиксель обнаружения фокусировки включают в себя:

часть фотоэлектрического преобразования;

электродную часть, размещенную на конце части фотоэлектрического преобразования, чтобы покрывать по меньшей мере участок площади части фотоэлектрического преобразования; и

светозащитную часть, которая содержит отверстие и сконфигурирована для покрытия площади, отличной по меньшей мере от участка площади части фотоэлектрического преобразования, и

причем электродная часть в первом пикселе обнаружения фокусировки и электродная часть во втором пикселе обнаружения фокусировки размещены на концах части фотоэлектрического преобразования, которые противоположны друг другу в направлении разделения зрачка первого пикселя обнаружения фокусировки и второго пикселя обнаружения фокусировки.

2. Элемент для формирования изображения по п.1, в котором электродная часть первого пикселя обнаружения фокусировки размещена на конце части фотоэлектрического преобразования, который находится напротив стороны, где размещено отверстие в светозащитной части относительно центра первого пикселя обнаружения фокусировки, и

в котором электродная часть второго пикселя обнаружения фокусировки размещена на конце части фотоэлектрического преобразования, который находится напротив стороны, где размещено отверстие в светозащитной части относительно центра второго пикселя обнаружения фокусировки.

3. Устройство для формирования изображения, содержащее:

элемент для формирования изображения по п.1 или 2; и

детектор фокусировки, сконфигурированный для обнаружения состояния фокусировки объектива для формирования изображения на основе выходного сигнала от элемента для формирования изображения.

4. Фотографическая система, содержащая:

устройство для формирования изображения по п.3; и

сменный объектив, съемно установленный на устройство для формирования изображения.

Описание изобретения к патенту

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к элементу для формирования изображения, способному на обнаружение состояния фокусировки объектива для формирования изображения, и к содержащим его устройству для формирования изображения и фотографической системе.

Описание предшествующего уровня техники

[0002] Традиционно некоторые способы обнаружения фокусировки, используемые в цифровой камере, которая является устройством для формирования изображения, являются способом обнаружения контраста, используемым в видеокамере или компакт-камере, способом обнаружения разности фаз, используемым в однообъективной зеркальной фотокамере, и т.п.

[0003] Однообъективная зеркальная фотокамера включает в себя поворотное зеркало для направления света от объекта в оптическую систему видоискателя, чтобы фотограф наблюдал объект через объектив для формирования изображения. Поворотное зеркало выполнено в виде полупрозрачного зеркала, которое пропускает часть света, и свет, который прошел через поворотное зеркало, направляется в устройство обнаружения фокусировки для способа с разностью фаз, чтобы выполнить обнаружение фокусировки объектива для формирования изображения. Устройство обнаружения фокусировки выполнено в виде группы объективов и группы датчиков формирования изображения, которая воспроизводит световой поток, проходящий через разные области зрачка объектива для формирования изображения. Когда выполняется съемка изображений с использованием запоминающего устройства, поворотное зеркало отводится с оптического пути формирования изображения. Поэтому обнаружение фокусировки в традиционном способе обнаружения разности фаз нельзя выполнить, пока выполняется съемка изображений с использованием запоминающего устройства, такого как пленка и элемент для формирования изображения.

[0004] Когда движущееся изображение наблюдается или сохраняется в камере, включающей в себя элемент для формирования изображения в качестве запоминающего устройства, то обычно используется способ фокусирования в способе обнаружения контраста. Способ фокусирования в способе обнаружения контраста извлекает высокочастотную составляющую изображения, полученного элементом для формирования изображения, пока фокусная линза в объективе для формирования изображения перемещается в направлении оптической оси, и выполняет фокусирование путем обнаружения положения объектива, при котором контраст становится максимальным. Этот способ фокусирования не может выполнять фокусирование с высокой скоростью, потому что сравниваются контрасты изображений, пока перемещается фокусная линза.

[0005] Чтобы решить вышеизложенные проблемы, данный заявитель в японской публикации № 2010-117679 раскрывает камеру, которая ограничивает светоприемную область зрачка объектива для формирования изображения путем ограничения области фотоэлектрического преобразования у части пикселей обнаружения фокусировки, которые образуют КМОП-элемент для формирования изображения, и выполняет обнаружение фокусировки по способу с разностью фаз. В японской публикации № 2010-117679 микролинза, которая образует часть пикселя обнаружения фокусировки, конфигурируется так, чтобы зрачок объектива для формирования изображения и проволочный электрод имели сопряженное отношение. В результате световой поток, который попадает в часть фотоэлектрического преобразования, экранируется проволочным электродом, и посредством этого ограничивается светоприемная область зрачка объектива для формирования изображения.

[0006] Однако микролинза, которая образует элемент для формирования изображения, требует конфигурирования так, чтобы зрачок объектива для формирования изображения и часть фотоэлектрического преобразования имели практически сопряженное отношение. Поэтому данный заявитель в японской публикации № 2009-244854 раскрывает элемент для формирования изображения, который ограничивает светоприемную область зрачка объектива для формирования изображения путем предоставления светозащитной части на части фотоэлектрического преобразования вместо защиты от света с помощью проволочного электрода, который располагается в положении, удаленном от части фотоэлектрического преобразования. В светозащитной части используется металлический материал, такой как вольфрам.

[0007] На участке площади у части фотоэлектрического преобразования в КМОП-элементе для формирования изображения создается передающий электрод из поликристаллического кремния. Когда поликристаллический кремний в качестве передающего электрода покрыт вольфрамом в качестве светозащитной части, высота датчика увеличивается, и эффективность приема света у КМОП-элемента для формирования изображения (характеристика угла приема света или пропорциональность Fno) снижается.

[0008] Вследствие этих проблем, чтобы сократить расстояние от микролинзы до части фотоэлектрического преобразования (другими словами, чтобы уменьшить высоту датчика), предпочтительно сформировать светозащитную часть, созданную в пикселе обнаружения фокусировки, с аналогичной толщиной, чтобы не перекрывать передающий электрод.

[0009] Поэтому автор этого изобретения изобрел конфигурацию, которая размещает светозащитную часть и передающий электрод на части фотоэлектрического преобразования в направлении, перпендикулярном направлению оптической оси, чтобы светозащитная часть не перекрывала передающий электрод в направлении оптической оси. В этом случае светозащитная часть и передающий электрод можно разместить так, чтобы не перекрывать друг друга в направлении оптической оси, и расстояние от микролинзы до части фотоэлектрического преобразования можно сократить, посредством этого увеличивая эффективность приема света у КМОП-элемента для формирования изображения.

[0010] Однако в этом случае поликристаллический кремний, образующий передающий электрод, не покрывается вольфрамом, образующим светозащитную часть, а подвергается воздействию света, прошедшего через объектив для формирования изображения. Характеристики спектрального пропускания у поликристаллического кремния, образующего передающий электрод, указывают характеристику, в которой короткая длина волны вряд ли пропускает в синей части, но коэффициент пропускания увеличивается с увеличением длины волны и приближается к красной части. Поэтому этот случай обладает недостатком в том, что обнаружение фокусировки нельзя выполнить с высокой точностью из-за влияния света, проходящего через передающий электрод, в зависимости от взаимного расположения между отверстием, образованным светозащитной частью, и передающим электродом.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] Настоящее изобретение предоставляет элемент для формирования изображения, допускающий выполнение обнаружения фокусировки с высокой точностью путем уменьшения влияния из-за пропускания света в передающем электроде, обеспечивая при этом эффективность приема света у КМОП-элемента для формирования изображения, и содержащие его устройство для формирования изображения и фотографическую систему.

[0012] Элемент для формирования изображения в качестве одного аспекта настоящего изобретения включает в себя пиксель для формирования изображения, сконфигурированный для фотоэлектрического преобразования света от объектива для формирования изображения, чтобы сформировать изображение объекта, и первый пиксель обнаружения фокусировки и второй пиксель обнаружения фокусировки, сконфигурированные для приема света, прошедшего через участок площади выходного зрачка в объективе для формирования изображения, причем первый пиксель обнаружения фокусировки и второй пиксель обнаружения фокусировки включают в себя часть фотоэлектрического преобразования, электродную часть, размещенную на конце части фотоэлектрического преобразования, чтобы покрывать по меньшей мере участок площади у части фотоэлектрического преобразования, и светозащитную часть, которая содержит отверстие и конфигурируется для покрытия площади, отличной по меньшей мере от участка площади у части фотоэлектрического преобразования, и электродная часть в первом пикселе обнаружения фокусировки и электродная часть во втором пикселе обнаружения фокусировки размещаются на концах части фотоэлектрического преобразования, которые противоположны друг другу в направлении разделения зрачка первого пикселя обнаружения фокусировки и второго пикселя обнаружения фокусировки.

[0013] Дополнительные признаки и аспекты настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего описания типового варианта осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0014] Фиг.1 - конфигурационная схема оптического устройства (фотографической системы) из настоящего изобретения.

[0015] Фиг.2 - частичный плоскостной чертеж элемента для формирования изображения из настоящего изобретения.

[0016] Фиг.3 - частичная схема сечения элемента для формирования изображения из настоящего изобретения.

[0017] Фиг.4A-4E - схемы для объяснения процесса производства элемента для формирования изображения из настоящего изобретения.

[0018] Фиг.5A-5F - схемы для объяснения распределения приема света у пикселя обнаружения фокусировки, размещенного в элементе для формирования изображения из настоящего изобретения.

[0019] Фиг.6A-6D - схемы для объяснения проекций распределения приема света из фиг.5A-5F.

[0020] Фиг.7 - блок-схема электрической схемы оптического устройства из настоящего изобретения.

[0021] Фиг.8A и 8B - блок-схемы алгоритмов операции формирования изображения в оптическом устройстве из настоящего изобретения.

[0022] Фиг.9A-9F - схемы для объяснения распределения приема света у пикселя обнаружения фокусировки, размещенного в элементе для формирования изображения, в состоянии уменьшения диафрагмы объектива для формирования изображения, который включает в себя оптическое устройство из настоящего изобретения.

[0023] Фиг.10A и 10B - схемы для объяснения проекций распределения приема света из фиг.9A-9F.

[0024] Фиг.11 - частичный плоскостной чертеж элемента для формирования изображения из настоящего изобретения (пример деформации фиг.2).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0025] Типовой вариант осуществления настоящего изобретения будет описываться ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи.

[ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ]

[0026] Фиг.1-10B иллюстрируют вариант осуществления настоящего изобретения, фиг.1 является схемой конфигурации цифровой камеры, которая является оптическим устройством, включающим в себя элемент для формирования изображения из настоящего изобретения, фиг.2 является частичным плоскостным чертежом элемента для формирования изображения из настоящего изобретения, фиг.3 является частичной схемой сечения элемента для формирования изображения из настоящего изобретения, и фиг.4A-4E являются схемами для объяснения процесса производства элемента для формирования изображения из настоящего изобретения. Фиг.5A-5F являются схемами для объяснения распределения приема света у пикселя обнаружения фокусировки, размещенного в элементе для формирования изображения из настоящего изобретения, фиг.6A-6D являются схемами для объяснения проекций распределения приема света из фиг.5A-5F, фиг.7 является блок-схемой электрической схемы камеры из настоящего изобретения, и фиг.8A и 8B являются блок-схемами алгоритмов работы камеры из настоящего изобретения. Фиг.9A-9F являются схемами для объяснения распределения приема света у пикселя обнаружения фокусировки, размещенного в элементе для формирования изображения, в состоянии уменьшения диафрагмы объектива для формирования изображения, включенного в оптическое устройство из настоящего изобретения, и фиг.10A и 10B являются схемами для объяснения проекций распределения приема света из фиг.9A-9F.

[0027] Фиг.1 в качестве цифровой камеры (фотографической системы) из настоящего изобретения иллюстрирует однообъективную зеркальную цифровую камеру, где объектив 200 для формирования изображения (сменный объектив) является съемным для корпуса 100 камеры посредством крепления 111 на стороне камеры и крепления 201 на стороне объектива.

[0028] Объектив 200 для формирования изображения конфигурируется из множества блоков линз (например, линзы 203) и диафрагмы 204, и свет от объекта, прошедший через объектив 200 для формирования изображения, отражается на поворотном зеркале 101 камеры 100 и сходится рядом с фокусировочным экраном 102. Кроме того, свет от объекта, который рассеивается и попадает на фокусировочный экран 102, направляется в глаз фотографа (не проиллюстрирован) через пентапризму 103 с "крышей" и окуляр 104.

[0029] Поворотное зеркало 101 является полупрозрачным зеркалом, и часть света от объекта, которая прошла через поворотное зеркало 101, отражается на субзеркале 105 и направляется в устройство 106 обнаружения фокусировки. Устройство 106 обнаружения фокусировки имеет широко известную конфигурацию, которая обнаруживает состояние фокусировки объектива 200 для формирования изображения на основе изображения, сформированного светом, прошедшим через разные области зрачка в объективе 200 для формирования изображения.

[0030] Элемент 108 для формирования изображения (датчик изображений, КМОП-элемент для формирования изображения) размещается на предложенной плоскости формирования изображения в объективе 200 для формирования изображения.

[0031] Камера из настоящего изобретения может снимать движущееся изображение, поворотное зеркало 101 и субзеркало 105 отводятся с оптического пути формирования изображения, когда снимается движущееся изображение, и затвор 107 устанавливается в открытое состояние. В то же время изображение, полученное в элементе 108 для формирования изображения, является видимым с помощью жидкокристаллического элемента 109 отображения.

[0032] Далее будет описываться конфигурация элемента 108 для формирования изображения.

[0033] Фиг.2 является частичным плоскостным чертежом элемента для формирования изображения, а фиг.3 является частичной схемой сечения элемента 108 для формирования изображения.

[0034] Фиг.3 является схемой сечения в плоскости A-A', проиллюстрированной в частичном плоскостном чертеже элемента 108 для формирования изображения из фиг.2.

[0035] В элементе 108 для формирования изображения часть 312 фотоэлектрического преобразования создается внутри кремниевой подложки 310. Информационный заряд, сформированный в части 312 фотоэлектрического преобразования, преобразуется в плавающую диффузионную область (не проиллюстрирована) с помощью передающего электрода 330 (электродной части), созданного на конце части 312 фотоэлектрического преобразования, чтобы покрывать по меньшей мере участок площади у части 312 фотоэлектрического преобразования. Передающий электрод 330 обычно создается из поликристаллического кремния. Кроме того, светозащитные части 360_1, 360_2 (в дальнейшем пара светозащитных частей вместе также называется "светозащитной частью 360") для ограничения падающего света создаются на части 312 фотоэлектрического преобразования из пикселей на левой стороне фиг.2. Светозащитные части 360_1, 360_2 создаются из вольфрама, и светозащитная часть 360_2 создается так, чтобы не перекрывать передающий электрод 330. То есть светозащитная часть 360 из настоящего изобретения покрывает площадь, отличную по меньшей мере от участка площади у части фотоэлектрического преобразования, который покрывает передающий электрод 330, чтобы обойти передающий электрод 330. Другими словами, светозащитные части 360 размещаются вместе с передающим электродом 330 на части 312 фотоэлектрического преобразования в направлении, перпендикулярном направлению оптической оси, и размещаются так, чтобы не перекрывать передающий электрод 330 в направлении оптической оси. Кроме того, светозащитная часть 360_0 создается на внешней границе каждого пикселя, чтобы препятствовать рассеянному свету.

[0036] Информационный заряд, преобразованный в плавающую диффузионную область, выводится наружу через электроды 331 и 332. Межслойная диэлектрическая пленка 321 создается между частью 312 фотоэлектрического преобразования и электродом 331, однако увеличение толщины отсутствует, потому что светозащитная часть 360_2 создается так, чтобы не перекрывать передающий электрод 330, и светозащитная часть 360 и передающий электрод 330 фактически имеют одинаковую толщину. В результате предотвращается снижение эффективности приема света (в частности, характеристики угла падения) у элемента 108 для формирования изображения.

[0037] Межслойная диэлектрическая пленка 322 создается между электродами 331 и 332. Кроме того, межслойная диэлектрическая пленка 323 создается между электродами 332 и 333.

[0038] На стороне падения света у электрода 333 создается межслойная диэлектрическая пленка 324, и к тому же создаются пассивирующая пленка 340 и выравнивающий слой 350. На стороне падения света у выравнивающего слоя 350 создаются слои 351_1 и 351_2 светофильтра (в дальнейшем вместе называемые "слой 351 светофильтра"), выравнивающий слой 352 и микролинза 353. Оптическая сила микролинзы 353 задается так, чтобы зрачок объектива 200 для формирования изображения и часть 312 фотоэлектрического преобразования фактически сопрягались друг с другом.

[0039] В этом варианте осуществления иллюстрируется схема сечения пикселя, расположенного в центре элемента 108 для формирования изображения, и микролинза 353 размещается в действительном центре того пикселя.

[0040] Свет от объекта, который прошел через объектив 200 для формирования изображения, собирается рядом с элементом 108 для формирования изображения, размещенным на предложенной плоскости формирования изображения у камеры 100. Свет, который достиг каждого пикселя элемента 108 для формирования изображения, преломляется микролинзой 353 и собирается в части 312 фотоэлектрического преобразования. Каждый электрод 331, 332, 333, уложенный слоями в направлении оптической оси элемента 108 для формирования изображения, размещается так, чтобы по возможности не экранировать падающий свет.

[0041] Пиксель на правой стороне фиг.3 является пикселем для формирования изображения, обычно используемым при съемке изображения, и конфигурируется для приема света из всей области зрачка объектива 200 для формирования изображения.

[0042] С другой стороны, пиксель на левой стороне фиг.3 является пикселем обнаружения фокусировки, используемым, когда обнаруживается состояние фокусировки объектива 200 для формирования изображения. Этот пиксель обнаружения фокусировки принимает свет, прошедший через часть выходного зрачка в объективе 200 для формирования изображения. Светозащитные части 360_1 и 360_2 создаются на части 312 фотоэлектрического преобразования в пикселе на левой стороне фиг.3, посредством этого принимая световой поток, проходящий через часть зрачка объектива 200 для формирования изображения. Светофильтр 351_1, не обладающий цветом и абсорбцией света, создается для повышения эффективности приема света в пикселе обнаружения фокусировки.

[0043] Далее будет описываться размещение пикселей в элементе 108 для формирования изображения, ссылаясь на плоскостной чертеж из фиг.2.

[0044] Светозащитная часть 360_0 для препятствия рассеянному свету размещается вокруг каждого пикселя, который образует элемент 108 для формирования изображения. Кроме того, буквы "R", "G", "B", обозначенные в каждом пикселе, представляют оттенок светофильтра. Пиксели, содержащие букву "R", пропускают свет, имеющий красную составляющую, пиксели, содержащие букву "G", пропускают свет, имеющий зеленую составляющую, и пиксели, содержащие букву "B", пропускают свет, имеющий синюю составляющую.

[0045] Когда массив светофильтров является массивом Байера, элемент изображения конфигурируется из пикселей "R", "B" и двух пикселей "G", но пиксель обнаружения фокусировки, допускающий обнаружение фокусировки объектива 200 для формирования изображения, назначается в части пикселя, соответствующего "G" в элементе 108 для формирования изображения из настоящего изобретения.

[0046] На фиг.2 каждое из P 1, P 1, P 2, P 2, P 3 и P 3 обозначает отверстие в светозащитной части 360 пикселя для обнаружения состояния фокусировки объектива 200 для формирования изображения и имеет прямоугольную форму, имеющую длинную ось в направлении y на фиг.2. В этом варианте осуществления передающие электроды 330_o и 330_e (в дальнейшем вместе называемые также "передающим электродом 330") размещаются в положении, смещенном в направлении (так называемом "направлении коррелированного расчета" или "направлении разделения зрачка"), перпендикулярном длинному направлению (направлению y на фиг.2) отверстия в светозащитной части 360. В этом варианте осуществления передающие электроды 330_o и 330_e размещаются на концах части 312 фотоэлектрического преобразования, которые противоположны друг другу в направлении разделения зрачка у пикселя обнаружения фокусировки.

[0047] В то же время, что касается передающих электродов 330_o и 330_e, их положения размещены соответствующими положению отверстия в светозащитной части 360 для центра пикселя обнаружения фокусировки. Другими словами, передающий электрод 330_o размещается на конце части 312 фотоэлектрического преобразования, который противоположен стороне, где размещается отверстие (например, P 1) светозащитной части для центра пикселя обнаружения фокусировки. Кроме того, передающий электрод 330_e размещается на конце части 312 фотоэлектрического преобразования, который противоположен стороне, где размещается отверстие (например, P 1) светозащитной части для центра пикселя обнаружения фокусировки. В этом варианте осуществления передающие электроды 330_o и 330_e размещаются на концах части 312 фотоэлектрического преобразования, которые противоположны друг другу в направлении разделения зрачка у пикселя обнаружения фокусировки. Причина в том, что снижение точности обнаружения фокусировки сдерживается путем уменьшения асимметрии изображения обнаружения фокусировки, обусловленной проникающим светом в часть 312 фотоэлектрического преобразования из передающего электрода 330 или пространства между светозащитной частью 360 и передающими электродами 330_o, 330_e. Пиксель обнаружения фокусировки в настоящем изобретении не ограничивается конфигурацией в варианте осуществления на фиг.2. Например, передающий электрод 330_o может размещаться на конце части 312 фотоэлектрического преобразования на той же стороне, что и направление, где размещается отверстие (например, P 1) в светозащитной части для центра пикселя обнаружения фокусировки.

[0048] Передающий электрод 330_e может размещаться на конце части 312 фотоэлектрического преобразования на той же стороне, что и направление, где размещается отверстие (например, P 1) в светозащитной части для центра пикселя обнаружения фокусировки. В этом случае также сохраняется, что передающие электроды 330_o и 330_e размещаются на концах части 312 фотоэлектрического преобразования, которые противоположны друг другу в направлении разделения зрачка у пикселя обнаружения фокусировки. Асимметрия изображения обнаружения фокусировки, обусловленная проникающим светом в часть 312 фотоэлектрического преобразования из передающего электрода 330 или пространства между светозащитной частью 360 и передающими электродами 330_o, 330_e, уменьшается путем добавления обработки сигналов, посредством этого сдерживая снижение точности обнаружения фокусировки.

[0049] Фиг.4A-4E являются схемами для объяснения части процесса производства элемента 108 для формирования изображения, и в качестве примера объясняют пиксель обнаружения фокусировки в первой строке и первом столбце плоскостного чертежа элемента 108 для формирования изображения на фиг.2.

[0050] Как проиллюстрировано на фиг.4A, область 311 кармана p-типа создается на n-й кремниевой подложке 310, и дополнительно n-ая часть 312 фотоэлектрического преобразования создается на поверхности этой области 311 кармана. Пленка 361 из диоксида кремния создается на кремниевой подложке 310 путем термического окисления кремниевой подложки 310. Кроме того, создается поликристаллический кремний, который является передающим электродом 330_o.

[0051] Как проиллюстрировано на фиг.4B, пленка 362 из нитрида кремния, которая является первой прозрачной изолирующей пленкой, создается на всем элементе 108 для формирования изображения. Показатель преломления у пленки 362 из нитрида кремния, которая является первой прозрачной изолирующей пленкой, равен примерно 1,8, а ее толщина составляет примерно 11 нм.

[0052] Как проиллюстрировано на фиг.4C, светозащитная часть 360, которая является вольфрамом, создается на пленке 362 из нитрида кремния. Толщина пленки у светозащитной части 360 фактически имеет такую же толщину пленки, как поликристаллический кремний, который является передающим электродом 330_o, и создается так, чтобы не перекрывать передающий электрод 330_o. Поскольку светозащитная часть 360_2 и передающий электрод 330_o изолируются пленкой 362 из нитрида кремния, которая является первой прозрачной изолирующей пленкой 362, то пространство между светозащитной частью 360_2 и передающим электродом 330_o можно сделать небольшим.

[0053] Как проиллюстрировано на фиг.4D, пленка 363 из нитрида кремния, которая является второй прозрачной изолирующей пленкой, создается на всем элементе 108 для формирования изображения, чтобы покрывать светозащитную часть 360. Показатель преломления у пленки 363 из нитрида кремния, которая является второй прозрачной изолирующей пленкой, равен примерно 2,0, а ее толщина составляет примерно 50 нм.

[0054] Как проиллюстрировано на фиг.4E, межслойная диэлектрическая пленка 321 создается из пленки из диоксида кремния.

[0055] После фиг.4E создаются электрод 331, межслойная диэлектрическая пленка 322, электрод 332, межслойная диэлектрическая пленка 323, электрод 333, межслойная диэлектрическая пленка 324, пассивирующая пленка 340, выравнивающий слой 350, слой 351 светофильтра, выравнивающий слой 352, микролинза 353 (не проиллюстрирована).

[0056] Поскольку толщина пленки у светозащитной части 360 создается так, чтобы не перекрывать передающий электрод 330_o, фактически при этом имея такую же толщину пленки, как и поликристаллический кремний, который является передающим электродом 330_o, можно минимизировать толщину межслойной диэлектрической пленки 321.

[0057] В этом варианте осуществления пленка 363 из нитрида кремния, которая является второй прозрачной изолирующей пленкой, созданной на светозащитной части 360, созданной из вольфрама, функционирует в качестве просветляющей пленки для светозащитной части 360. Аналогичным образом пленка 362 из нитрида кремния, которая является первой прозрачной пленкой, созданной на передающем электроде 330_o, созданном из поликристаллического кремния, и пленка 363 из нитрида кремния, которая является второй прозрачной пленкой, функционируют в качестве просветляющей пленки для передающего электрода 330_o. Кроме того, пленка 362 из нитрида кремния, которая является первой прозрачной изолирующей пленкой, созданной на части 312 фотоэлектрического преобразования, и пленка 363 из нитрида кремния, которая является второй прозрачной изолирующей пленкой, функционируют в качестве просветляющей пленки для части 312 фотоэлектрического преобразования.

[0058] На плоскостном чертеже элемента 108 для формирования изображения на фиг.2 в этом варианте осуществления пара из первого и второго пикселей обнаружения фокусировки, размещенных на участке элемента 108 для формирования изображения, имеет три вида, которые имеют разный относительный интервал между центрами прямоугольных отверстий из-за светозащитной части 360, чтобы обращаться со значениями F объектива для формирования изображения.

[0059] Кроме того, в этом варианте осуществления, когда отверстие P 1, созданное светозащитными частями 360_1 и 360_2 в первой строке и первом столбце пикселя обнаружения фокусировки на фиг.2, размещается на левой стороне (направление -x) для центра пикселей, передающий электрод 330_o размещается на правой стороне (направление +x) для центра пикселей. В отличие от этого, когда отверстие P 1, созданное светозащитными частями 360_3 и 360_4 во второй строке и втором столбце пикселя обнаружения фокусировки на фиг.2, размещается на правой стороне (направление +x) для центра пикселей, передающий электрод 330_e размещается на левой стороне (направление -x) для центра пикселей. Дополнительно в этом варианте осуществления даже в строках, в которых не размещаются пиксели обнаружения фокусировки, передающие электроды 330_o и 330_e в нечетных строках размещаются на правой стороне (направление +x) для центра пикселей, а в четных строках размещаются на левой стороне (направление -x) для центра пикселей.

[0060] Характеристика приема света будет описываться со ссылкой на схемы на фиг.5A-5F для объяснения распределения приема света у пикселя обнаружения фокусировки, размещенного в элементе 108 для формирования изображения, и схемы на фиг.6A-6D для объяснения проекций распределения приема света. Схемы для объяснения характеристики приема света на фиг.5A-5F иллюстрируют пример, когда отсутствует виньетирование в объективе 200 для формирования изображения. Кроме того, проекции распределения приема света на фиг.6A-6D являются проекциями распределения приема света на зрачке объектива 200 для формирования изображения у пикселя обнаружения фокусировки в направлении y на фиг.5A-5F, и иллюстрируют функцию L распределения линейного изображения (так называемое "линейное изображение"), которая формируется группой пикселей обнаружения фокусировки.

[0061] На плоскостном чертеже элемента 108 для формирования изображения из фиг.2 отверстие P 1, образованное светозащитными частями 360_1 и 360_2 в пикселе (первом пикселе обнаружения фокусировки), который размещается в первой строке и первом столбце и дает возможность обнаружения фокусировки, смещается на первую величину смещения в направлении -x для центра пикселей.

[0062] Фиг.5A - схема для объяснения распределения приема света у пикселя обнаружения фокусировки, размещенного в первой строке и первом столбце элемента 108 для формирования изображения. Схема для объяснения распределения приема света на фиг.5A-5F иллюстрирует распределение количества света, которое может приниматься на зрачке объектива 200 для формирования изображения, когда отсутствует погрешность изготовления у элемента 108 для формирования изображения. На фиг.5A темное и светлое окрашивание представляет количество света, которое может приниматься, и белая область имеет большое количество приема света.

[0063] Отверстие P 1 в светозащитной части пикселя, который размещается в первой строке и первом столбце элемента 108 для формирования изображения, может принимать свет с площади S 1 на зрачке объектива 200 для формирования изображения. На фиг.5A площадь S , которая имеет большое количество приема света в некотором положении в направлении -x от оптической оси (пересечение осей x и y на фиг.5A) объектива 200 для формирования изображения, обусловлена проникающим светом из пространства между светозащитной частью 360_2 и передающим электродом 330_o и частично пропущенным светом в передающем электроде 330_o.

[0064] На плоскостном чертеже элемента 108 для формирования изображения из фиг.2 пиксель (второй пиксель обнаружения фокусировки), который дает возможность обнаружения фокусировки и образует пару с пикселем, размещенным в первой строке и первом столбце и дающим возможность обнаружения фокусировки, размещается в положении (вторая строка и второй столбец на фиг.2), которое является соседним в косом направлении. Светозащитные части 360_3 и 360_4 создаются в паре пикселей, дающих возможность обнаружения фокусировки, и центр отверстия P 1, образованного светозащитными частями 360_3 и 360_4, смещается на первую величину смещения в направлении +x для центра пикселей.

[0065] Фиг.5B - схема для объяснения распределения приема света в пикселе, размещенном во второй строке и втором столбце элемента 108 для формирования изображения. На фиг.5B темное и светлое окрашивание представляет количество света, которое может приниматься, и белая область имеет большое количество приема света.

[0066] Отверстие P 1, образованное светозащитными частями 360_3 и 360_4 в пикселе, который размещается во второй строке и втором столбце элемента 108 для формирования изображения, может принимать свет с площади S 1 на зрачке объектива 200 для формирования изображения. На фиг.5B площадь S , которая имеет большое количество приема света в некотором положении в направлении +x от оптической оси (пересечение осей x и y на фиг.5B) объектива 200 для формирования изображения, обусловлена проникающим светом из пространства между светозащитной частью 360_3 и передающим электродом 330_e и частично пропущенным светом в передающем электроде 330_e.

[0067] Когда отсутствует погрешность изготовления в элементе 108 для формирования изображения, расстояния x 1 и x 1 между оптической осью и каждой площадью, имеющей большое количество приема света на зрачке объектива 200 для формирования изображения, равны.

[0068] На плоскостном чертеже элемента 108 для формирования изображения из фиг.2 пиксель, дающий возможность обнаружения фокусировки и образованный светозащитной частью 360_5 и 360_6, размещается в строке (пятая строка на фиг.2), которая тянется в направлении -y и является четвертой строкой от первой строки, и первом столбце. В пикселе, размещенном в пятой строке и первом столбце и дающем возможность обнаружения фокусировки, центр отверстия P 2, образованного светозащитными частями 360_5 и 360_6, смещается в направлении -x для центра пикселей на вторую величину смещения, которая отличается от первой величины смещения.

[0069] Фиг.5C - схема для объяснения распределения приема света в пикселе, размещенном в пятой строке и первом столбце элемента 108 для формирования изображения. На фиг.5C темное и светлое окрашивание представляет количество света, которое может приниматься, и белая область имеет большое количество приема света.

[0070] Отверстие P 2, образованное светозащитными частями 360_5 и 360_6 в пикселе, который размещается в пятой строке и первом столбце элемента 108 для формирования изображения, может принимать свет с площади S 2 на зрачке объектива 200 для формирования изображения. На фиг.5C площадь S , которая имеет большое количество приема света в некотором положении в направлении -x от оптической оси (пересечение осей x и y на фиг.5C) объектива 200 для формирования изображения, обусловлена проникающим светом из пространства между светозащитной частью 360_6 и передающим электродом 330_o и частично пропущенным светом в передающем электроде 330_o.

[0071] На плоскостном чертеже элемента 108 для формирования изображения из фиг.2 пиксель, который дает возможность обнаружения фокусировки и образует пару с пикселем, дающим возможность обнаружения фокусировки и размещенным в пятой строке и первом столбце, размещается в положении (шестая строка и второй столбец на фиг.2), которое является соседним в косом направлении. Светозащитные части 360_7 и 360_8 аналогичным образом создаются в паре пикселей, дающих возможность обнаружения фокусировки, и центр отверстия P 2, образованного светозащитными частями 360_7 и 360_8, смещается на вторую величину смещения в направлении +x для центра пикселей.

[0072] Фиг.5D - схема для объяснения распределения приема света в пикселе, размещенном в шестой строке и втором столбце элемента 108 для формирования изображения. На фиг.5D темное и светлое окрашивание представляет количество света, которое может приниматься, и белая область имеет большое количество приема света.

[0073] Отверстие P 2, образованное светозащитными частями 360_7 и 360_8 в пикселе, который размещается в шестой строке и втором столбце элемента 108 для формирования изображения, может принимать свет с площади S 2 на зрачке объектива 200 для формирования изображения. На фиг.5D площадь S , которая имеет большое количество приема света в некотором положении в направлении +x от оптической оси (пересечение осей x и y на фиг.5D) объектива 200 для формирования изображения, обусловлена проникающим светом из пространства между светозащитной частью 360_7 и передающим электродом 330_e и частично пропущенным светом в передающем электроде 330_e.

[0074] Когда отсутствует погрешность изготовления в элементе 108 для формирования изображения, расстояния x 2 и x 2 между оптической осью и каждой площадью, имеющей большое количество приема света на зрачке объектива 200 для формирования изображения, равны.

[0075] На плоскостном чертеже элемента 108 для формирования изображения из фиг.2 пиксель, дающий возможность обнаружения фокусировки и образованный светозащитной частью 360_9 и 360_10, размещается в строке (девятая строка на фиг.2), которая тянется в направлении -y и еще является четвертой строкой от пятой строки, и первом столбце. В пикселе, размещенном в девятой строке и первом столбце и дающем возможность обнаружения фокусировки, центр отверстия P 3, образованного светозащитными частями 360_9 и 360_10, смещается в направлении -x для центра пикселей на третью величину смещения, которая отличается от первой и второй величины смещения.

[0076] Фиг.5E - схема для объяснения распределения приема света в пикселе, размещенном в девятой строке и первом столбце элемента 108 для формирования изображения. На фиг.5E темное и светлое окрашивание представляет количество света, которое может приниматься, и белая область имеет большое количество приема света.

[0077] Отверстие P 3, образованное светозащитными частями 360_9 и 360_10 в пикселе, который размещается в девятой строке и первом столбце элемента 108 для формирования изображения, может принимать свет с площади S 3 на зрачке объектива 200 для формирования изображения. На фиг.5E площадь S , которая имеет большое количество приема света в некотором положении в направлении -x от оптической оси (пересечение осей x и y на фиг.5E) объектива 200 для формирования изображения, обусловлена проникающим светом из пространства между светозащитной частью 360_10 и передающим электродом 330_o и частично пропущенным светом в передающем электроде 330_o.

[0078] На плоскостном чертеже элемента 108 для формирования изображения из фиг.2 пиксель, который дает возможность обнаружения фокусировки и образует пару с пикселем, дающим возможность обнаружения фокусировки и размещенным в девятой строке и первом столбце, размещается в положении (десятая строка и второй столбец на фиг.2), которое является соседним в косом направлении. Светозащитные части 360_11 и 360_12 аналогичным образом создаются в паре пикселей, дающих возможность обнаружения фокусировки, и центр отверстия P 3, образованного светозащитными частями 360_11 и 360_12, смещается на третью величину смещения в направлении +x для центра пикселей.

[0079] Фиг.5F - схема для объяснения распределения приема света в пикселе, размещенном в десятой строке и втором столбце элемента 108 для формирования изображения. На фиг.5F темное и светлое окрашивание представляет количество света, которое может приниматься, и белая область имеет большое количество приема света.

[0080] Отверстие P 3, образованное светозащитными частями 360_11 и 360_12 в пикселе, который размещается в десятой строке и втором столбце элемента 108 для формирования изображения, может принимать свет с площади S 3 на зрачке объектива 200 для формирования изображения. На фиг.5F площадь S , которая имеет большое количество приема света в некотором положении в направлении +x от оптической оси (пересечение осей x и y на фиг.5F) объектива 200 для формирования изображения, обусловлена проникающим светом из пространства между светозащитной частью 360_11 и передающим электродом 330_e и частично пропущенным светом в передающем электроде 330_e.

[0081] Когда отсутствует погрешность изготовления в элементе 108 для формирования изображения, расстояния x 3 и x 3 между оптической осью и каждой площадью, имеющей большое количество приема света на зрачке объектива 200 для формирования изображения, равны.

[0082] Кроме того, в положениях пикселей, которые тянутся в направлении +x от пикселя (пиксель первой строки и первого столбца на фиг.2), который имеет отверстие P 1, образованное светозащитными частями, и дает возможность обнаружения фокусировки, пиксели, имеющие отверстие, аналогичное отверстию P 1, и дающие возможность обнаружения фокусировки, размещаются с периодом в четыре пикселя.

[0083] Аналогичным образом в положениях пикселей, которые тянутся в направлении +x от пикселя (пиксель второй строки и второго столбца на фиг.2), имеющего отверстие P 1, образованное светозащитными частями, и дающего возможность обнаружения фокусировки, пиксели, имеющие отверстие, аналогичное отверстию P 1, и дающие возможность обнаружения фокусировки, размещаются с периодом в четыре пикселя.

[0084] Когда обнаруживается состояние фокусировки объектива 200 для формирования изображения, выводятся сигналы группы пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие, аналогичное отверстию P 1, и группы пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие, аналогичное отверстию P 1.

[0085] Кроме того, в положениях пикселей, которые тянутся в направлении +x от пикселя (пиксель пятой строки и первого столбца на фиг.2), имеющего отверстие P 2, образованное светозащитными частями, и дающего возможность обнаружения фокусировки, пиксели, имеющие отверстие, аналогичное отверстию P 2, и дающие возможность обнаружения фокусировки, размещаются с периодом в четыре пикселя.

[0086] Аналогичным образом в положениях пикселей, которые тянутся в направлении +x от пикселя (пиксель шестой строки и второго столбца на фиг.2), имеющего отверстие P 2, образованное светозащитными частями, и дающего возможность обнаружения фокусировки, пиксели, имеющие отверстие, аналогичное отверстию P 2, и дающие возможность обнаружения фокусировки, размещаются с периодом в четыре пикселя.

[0087] Фиг.6A-6D иллюстрируют линейные изображения L, которые формируются группой пикселей обнаружения фокусировки и являются проекцией в направлении y распределения приема света на зрачке объектива 200 для формирования изображения у пикселя обнаружения фокусировки на фиг.5A-5F.

[0088] Фиг.6A иллюстрирует линейное изображение L , которое формируется группой пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие P 2, размещенной в пятой строке на плоскостном чертеже элемента 108 для формирования изображения из фиг.2. В линейном изображении L изображение, обладающее малой яркостью, формируется в положении, удаленном в направлении -x на фиг.6A от положения изображения, обладающего наибольшей яркостью. Это изображение формируется проникающим светом из пространства между светозащитной частью 360_6 и передающим электродом 330_o и частично пропущенным светом в передающем электроде 330_o.

[0089] Поскольку передающий электрод 330 создается из поликристаллического кремния, то поглощается свет, имеющий короткую длину волны, но пропускается свет, имеющий большую длину волны. Поэтому распределение приема света на зрачке объектива 200 для формирования изображения меняется в зависимости от длины волны света. Линейное изображение L , проиллюстрированное на фиг.6A, фактически эквивалентно линейному изображению L g для зеленого света на фиг.6С.

[0090] Фиг.6С иллюстрирует линейное изображение L для синего света, зеленого света и красного света, сформированное группой пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие P 2, размещенной в пятой строке на плоскостном чертеже элемента 108 для формирования изображения из фиг.2. Линейное изображение L b для синего света иллюстрируется сплошной линией. Линейное изображение L g для зеленого света иллюстрируется пунктирной линией. В линейном изображении L g изображение вследствие проникающего света формируется в положении, отличном в направлении -x на фиг.6C от положения изображения, обладающего наибольшей яркостью. Поскольку изображение вследствие проникающего света включает в себя составляющую, проходящую через поликристаллический кремний, который является передающим электродом 330_o, изображение вследствие проникающего зеленого света больше изображения вследствие проникающего синего света. Линейное изображение L r для красного света иллюстрируется пунктирной линией. В линейном изображении L r изображение вследствие проникающего света формируется в положении, отличном в направлении -x на фиг.6C от положения изображения, обладающего наибольшей яркостью. Поскольку изображение вследствие проникающего света включает в себя составляющую, пропущенную в поликристаллическом кремнии в качестве передающего электрода 330_o, изображение вследствие проникающего красного света больше изображения вследствие проникающего зеленого света. На линейном изображении L b, L g и L r половина частотного диапазона и положение изображения, имеющего наибольшую яркость благодаря отверстию P 2 в элементе 108 для формирования изображения, подвергаются влиянию хроматической аберрации или дифракции микролинзы, составляющей элемент для формирования изображения, и изменяются в зависимости от длины волны.

[0091] Фиг.6B иллюстрирует линейное изображение L , сформированное группой пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие P 2, размещенной в шестой строке на плоскостном чертеже элемента 108 для формирования изображения из фиг.2. В линейном изображении L изображение, обладающее малой яркостью, формируется в положении, удаленном в направлении +x на фиг.6B от положения изображения, обладающего наибольшей яркостью. Это изображение формируется проникающим светом из пространства между светозащитной частью 360_7 и передающим электродом 330_e и частично пропущенным светом в передающем электроде 330_e.

[0092] Линейное изображение L фактически эквивалентно линейному изображению L g для зеленого света на фиг.6D.

[0093] Фиг.6D иллюстрирует линейное изображение L для синего света, зеленого света и красного света, сформированное группой пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие P 2, размещенной в шестой строке на плоскостном чертеже элемента 108 для формирования изображения из фиг.2. Линейное изображение L b для синего света иллюстрируется сплошной линией. Линейное изображение L g для зеленого света иллюстрируется пунктирной линией. В линейном изображении L g изображение вследствие проникающего света формируется в положении, отличном в направлении +x на фиг.6D от положения изображения, обладающего наибольшей яркостью. Поскольку изображение вследствие проникающего света включает в себя составляющую, пропущенную в поликристаллическом кремнии в качестве передающего электрода 330_e, изображение вследствие проникающего зеленого света больше изображения вследствие проникающего синего света. Линейное изображение L r для красного света иллюстрируется пунктирной линией. В линейном изображении L r изображение вследствие проникающего света формируется в положении, отличном в направлении +x на фиг.6D от положения изображения, обладающего наибольшей яркостью. Поскольку изображение вследствие проникающего света включает в себя составляющую, пропущенную в поликристаллическом кремнии в качестве передающего электрода 330_e, изображение вследствие проникающего красного света больше изображения вследствие проникающего зеленого света. На линейном изображении L b, L g и L r половина частотного диапазона и положение изображения, имеющего наибольшую яркость благодаря отверстию P 2 в элементе 108 для формирования изображения, подвергаются влиянию хроматической аберрации или дифракции микролинзы, составляющей элемент для формирования изображения, и изменяются в зависимости от длины волны.

[0094] Когда обнаруживается состояние фокусировки объектива 200 для формирования изображения, выводятся сигналы группы пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие P 2, и группы пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие P 2.

[0095] Кроме того, в положениях пикселей, которые тянутся в направлении +x от пикселя (пиксель девятой строки и первого столбца на фиг.2), имеющего отверстие P 3 и дающего возможность обнаружения фокусировки, пиксели, имеющие отверстие, аналогичное отверстию P 3 и дающие возможность обнаружения фокусировки, размещаются с периодом в четыре пикселя.

[0096] Аналогичным образом в положениях пикселей, которые тянутся в направлении +x от пикселя (пиксель десятой строки и второго столбца на фиг.2), имеющего отверстие P 3, образованное светозащитными частями, и дающего возможность обнаружения фокусировки, пиксели, имеющие отверстие, аналогичное отверстию P 3, и дающие возможность обнаружения фокусировки, размещаются с периодом в четыре пикселя.

[0097] Когда обнаруживается состояние фокусировки объектива 200 для формирования изображения, выводятся сигналы группы пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие P 3, и группы пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие P 3.

[0098] Поскольку линейное изображение в первой группе пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие P , и линейное изображение во второй группе пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие P , являются асимметричными, как проиллюстрировано на схемах для объяснения проекции распределения приема света на фиг.6A-6D, сигналы изображения обнаружения фокусировки, выведенные из элемента 108 для формирования изображения, также являются асимметричными.

[0099] В элементе 108 для формирования изображения из настоящего изобретения передающий электрод 330 в пикселе обнаружения фокусировки размещается в направлении, противоположном направлению, где прямоугольные отверстия P , P от светозащитной части 360 размещаются относительно центра пикселей. Поэтому составляющая проникающего света из пространства между светозащитной частью 360 и передающим электродом 330 и составляющая пропущенного света в передающем электроде 330 формируются в положениях, отличных от положения изображения, обладающего наибольшей яркостью линейного изображения L. В результате при вычислении корреляции с использованием сигнала изображения обнаружения фокусировки уменьшается влияние от составляющей проникающего света из пространства между светозащитной частью 360 и передающим электродом 330 и составляющей пропущенного света в передающем электроде 330, и сдерживается снижение точности обнаружения фокусировки.

[0100] Однако, поскольку асимметрия сигнала изображения обнаружения фокусировки не исчезает полностью, то для выполнения обнаружения фокусировки с большей точностью нужна коррекция, чтобы асимметрия сигнала изображения обнаружения фокусировки исчезла полностью. Нижеследующее является способом коррекции, в котором асимметрия сигнала изображения обнаружения фокусировки исчезает полностью.

[0101] Ниже операция по формированию изображения в камере, которая является оптическим устройством, содержащим элемент для формирования изображения из настоящего изобретения, будет описываться со ссылкой на блок-схему электрической схемы камеры на фиг.7 и блок-схемы алгоритмов на фиг.8Aи 8B.

[0102] На блок-схеме алгоритма из фиг.8A, когда включается источник энергии (не проиллюстрирован) у камеры 100 (этап s100), ЦПУ 150 камеры, который управляет камерой 100, подтверждает состояние первого управляющего переключателя 151, который указывает съемку движущегося изображения (этап s101). Когда первый управляющий переключатель 151 включен, и указывается съемка движущегося изображения (этап s101), ЦПУ 150 камеры отводит поворотное зеркало 101 и субзеркало 105 с оптического пути формирования изображения и переводит затвор 107 в открытое состояние посредством приводного механизма 156 затвора.

[0103] Когда готова съемка изображения, ЦПУ 150 камеры получает изображение объекта с помощью элемента 108 для формирования изображения посредством возбудителя 153 элемента для формирования изображения (этап s102). Изображение, полученное в элементе 108 для формирования изображения, обрабатывается в процессоре 154 изображений в виде изображения для отображения и отображается на жидкокристаллическом элементе 109 отображения с помощью возбудителя 155 жидкокристаллического элемента отображения (этап s103). Кроме того, изображение, обработанное в процессоре 154 изображений в виде хранимого изображения, сохраняется в запоминающем устройстве 157 (этап s104). Средства хранения могут использоваться для хранения изображения.

[0104] ЦПУ 150 камеры и процессор 154 изображений выступают в качестве детектора фокусировки, и состояние фокусировки объектива 200 для формирования изображения обнаруживается на основе изображения, полученного элементом 108 для формирования изображения (этап s200). Способ обнаружения фокусировки с использованием элемента 108 для формирования изображения из настоящего изобретения будет описываться позже.

[0105] Когда объектив 200 для формирования изображения не находится в сфокусированном состоянии (этап s106), ЦПУ 150 камеры передает в ЦПУ 250 объектива величину расфокусировки объектива 200 для формирования изображения, которая обнаруживается процессором 154 изображений. ЦПУ 250 объектива преобразует величину расфокусировки объектива 200 для формирования изображения в величину ступенчатого управления фокусной линзой, и управляет фокусной линзой путем передачи сигнала приводному механизму 251 фокусной линзы (этап s107).

[0106] ЦПУ 150 камеры постоянно подтверждает состояние первого управляющего переключателя 151, который указывает съемку движущегося изображения, и продолжает съемку движущегося изображения (этап s102), если первый управляющий переключатель 151 включен (этап s101).

[0107] С другой стороны, когда первый управляющий переключатель 151, который указывает съемку движущегося изображения, выключен (этап s101), ЦПУ 150 камеры подтверждает состояние второго управляющего переключателя 152, который указывает съемку неподвижного изображения (этап s108). Когда первая операция (SW-1) по съемке неподвижного изображения во втором управляющем переключателе 152 не выполняется, ЦПУ 150 камеры ожидает в состоянии готовности.

[0108] Между тем первая операция (SW-1) для съемки неподвижного изображения выполняется во втором управляющем переключателе 152, ЦПУ 150 камеры обнаруживает состояние фокусировки объектива 200 для формирования изображения на основе выходного сигнала от устройства 106 обнаружения фокусировки (этап s109). Способ обнаружения фокусировки при съемке неподвижного изображения является общеизвестной методикой.

[0109] Когда объектив 200 для формирования изображения находится в сфокусированном состоянии (этап s110), ЦПУ 150 камеры подтверждает состояние второго управляющего переключателя 152, который указывает съемку неподвижного изображения (этап s112). С другой стороны, когда объектив 200 для формирования изображения не находится в сфокусированном состоянии (этап s110), ЦПУ 150 камеры передает обнаруженную величину расфокусировки объектива 200 для формирования изображения в ЦПУ 250 объектива. ЦПУ 250 объектива преобразует величину расфокусировки объектива 200 для формирования изображения в величину ступенчатого управления фокусной линзой, и управляет фокусной линзой путем передачи сигнала приводному механизму 251 фокусной линзы (этап s111).

[0110] Кроме того, ЦПУ 150 камеры подтверждает состояние второго управляющего переключателя 152, который указывает съемку неподвижного изображения (этап s112). Когда последняя операция (SW-2) по съемке неподвижного изображения во втором управляющем переключателе 152 не выполняется, ЦПУ 150 камеры ожидает в состоянии готовности.

[0111] С другой стороны, последняя операция (SW-2) для съемки неподвижного изображения выполняется во втором управляющем переключателе 152 (этап s112), ЦПУ 150 камеры отводит поворотное зеркало 101 и субзеркало 105 с оптического пути формирования изображения. Кроме того, затвор 107 переводится в открытое состояние посредством приводного механизма 156 затвора, и открытое состояние диафрагмы 204 регулируется посредством приводного механизма 252 диафрагмы. Когда готова съемка неподвижного изображения, ЦПУ 150 камеры получает изображение объекта с помощью элемента 108 для формирования изображения посредством возбудителя 153 элемента для формирования изображения (этап s113). Изображение, полученное элементом 108 для формирования изображения, перерабатывается в процессоре 154 изображений в изображение для отображения и отображается на жидкокристаллическом элементе 109 отображения с помощью возбудителя 155 жидкокристаллического элемента отображения (этап s114). Кроме того, изображение, переработанное в процессоре 154 изображений в хранимое изображение, сохраняется в запоминающем 157 устройстве (этап s115). Средства хранения могут использоваться для хранения изображения.

[0112] Когда сохранение изображения завершается (этап s115), заканчивается последовательность операций по съемке изображений камерой (этап s116).

[0113] Далее алгоритм обнаружения фокусировки у камеры, содержащей элемент 108 для формирования изображения, будет описываться подробно со ссылкой на блок-схему алгоритма из фиг.8B.

[0114] Сначала ЦПУ 150 камеры считывает информацию об объективе посредством ЦПУ 250 объектива, чтобы узнать состояние виньетирования светового потока в объективе 200 для формирования изображения (этап s201). Далее подтверждается область обнаружения фокусировки, заданная пользователем (этап s202). Кроме того, цвет объекта в подтвержденной области обнаружения фокусировки определяется в процессоре 154 изображений (этап s203).

[0115] Затем ЦПУ 150 считывает распределение приема света у пикселя обнаружения фокусировки в элементе 108 для формирования изображения, которое хранится в запоминающем устройстве 157. Запоминающее устройство 157 хранит множество видов распределений приема света, которые соответствуют разности отверстий и длин волн в светозащитной части 360, которая защищает от света фотоэлектрическое преобразование 312 в элементе 108 для формирования изображения.

[0116] Кроме того, ЦПУ 150 вычисляет виньетирование в заданной области обнаружения фокусировки на основе информации об объективе 200 для формирования изображения. В процессоре 154 изображений функция L распределения линейного изображения вычисляется на основе виньетирования объектива 200 для формирования изображения и распределения приема света, соответствующего цвету объекта в заданной области обнаружения фокусировки (этап s204).

[0117] Камера 100, которая является устройством для формирования изображения из настоящего изобретения, дает возможность высокоточного обнаружения фокусировки независимо от цвета объекта, потому что состояние фокусировки объектива 200 для формирования изображения обнаруживается на основе характеристики приема света у элемента 108 для формирования изображения, которая соответствует цвету объекта, как показано ниже.

[0118] Например, функция распределения линейного изображения у группы пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие P 2 в светозащитной части 360 и размещенной в пятой строке на плоскостном чертеже элемента 108 для формирования изображения на фиг.2, представляется как L , а функция распределения линейного изображения у группы пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие P 2 в светозащитной части 360 и размещенной в шестой строке, представляется как L . Функция L распределения линейного изображения имеет разную характеристику в зависимости от цвета объекта, как проиллюстрировано на схеме для объяснения проекций на фиг.6C и 6D.

[0119] Когда состояние фокусировки объектива 200 для формирования изображения обнаруживается с использованием двух изображений, сформированных световым потоком, проходящим через разные области объектива 200 для формирования изображения, точность обнаружения фокусировки определяется в соответствии с положением центра тяжести светового потока, проходящего через область зрачка. Интервал между центрами тяжести световых потоков, проходящих через разные области зрачка объектива 200 для формирования изображения, называется длиной базовой линии, и длина базовой линии вычисляется в процессоре 154 изображений на основе интервала центра тяжести функции распределения линейного изображения, которая является проекцией распределения приема света у пикселя обнаружения фокусировки, проходящего через разные области зрачка объектива 200 для формирования изображения.

[0120] Центр тяжести функции L распределения линейного изображения у группы пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие P 2 в светозащитной части 360, вычисляется следующим образом:

[ВЫРАЖЕНИЕ 1]

[0121] Аналогичным образом центр тяжести функции L распределения линейного изображения у группы пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие P 2 в светозащитной части 360, вычисляется следующим образом:

[ВЫРАЖЕНИЕ 2]

[0122] Длина G базовой линии вычисляется на основе вышеприведенного результата вычисления следующим образом (этап s205):

[ВЫРАЖЕНИЕ 3]

[0123] Элемент 108 для формирования изображения в этом варианте осуществления задает минимальным пространство между светозащитной частью 360 и передающим электродом 330, и поэтому яркость изображения, сформированного проникающим светом из пространства между светозащитной частью 360 и передающим электродом 330, является небольшой. В результате влияние изменения длины базовой линии из-за проникающего света из пространства между светозащитной частью 360 и передающим электродом 330 задается минимальным.

[0124] Далее смещение вывода изображения обнаружения фокусировки корректируется (так называемая "коррекция неравномерности") на основе функций L , L распределения линейного изображения в процессоре 154 изображений (этап s206).

[0125] Кроме того, в процессоре 154 изображений величина сдвига изображения вычисляется по общеизвестному способу вычисления корреляции с использованием изображения обнаружения фокусировки после коррекции неравномерности, и предварительная величина расфокусировки вычисляется с использованием длины базовой линии, вычисленной с помощью выражений (1)-(3) (этап s207).

[0126] С помощью ЦПУ 150 определяется, находится ли вычисленная предварительная величина расфокусировки в заранее установленном диапазоне (этап s208). Когда определяется, что предварительная величина расфокусировки находится в заранее установленном диапазоне (этап s208), выполняется обработка по коррекции изображения для изображения обнаружения фокусировки, чтобы вычислить величину расфокусировки с большей точностью. С другой стороны, когда определяется, что предварительная величина расфокусировки не входит в заранее установленный диапазон (этап s208), алгоритм возвращается к основной процедуре (этап s213).

[0127] Обработка по коррекции изображения не выполняется, когда предварительная величина расфокусировки не входит в заранее установленный диапазон, потому что когда величина расфокусировки слишком большая, изображение обнаружения фокусировки становится еще более размытым, и вычисление корреляции становится сложным. С другой стороны, когда величина расфокусировки небольшая, асимметрия двух изображений сильно не меняется, и поэтому коррекция изображения не нужна. По тем двум причинам лучше, чтобы коррекция изображения выполнялась только в заранее установленном диапазоне расфокусировки.

[0128] Если определяется, что предварительная величина расфокусировки находится в заранее установленном диапазоне (этап s208), то ЦПУ 150 сначала создает фильтры L ', L ' для выполнения коррекции изображения, чтобы выполнить обработку по коррекции изображения для изображения обнаружения фокусировки (этап s209). Фильтры L ', L ' коррекции изображения вычисляются на основе функции L , L распределения линейного изображения, которая уже вычислена, и вычисленной предварительной величины расфокусировки.

[0129] Когда созданы фильтры L ', L ' коррекции изображения (этап s209), фильтрующая обработка для уменьшения асимметрии изображений I , I обнаружения фокусировки, выведенных из элемента 108 для формирования изображения, выполняется в процессоре 154 изображений (этап s210). Когда скорректированные изображения обнаружения фокусировки определяются как I ', I ', они вычисляются следующим образом:

[ВЫРАЖЕНИЕ 4]

[ВЫРАЖЕНИЕ 5]

[0130] Поскольку фильтрующая обработка выполняется для изображения обнаружения фокусировки, длина базовой линии повторно вычисляется путем выполнения фильтрующей обработки в функции распределения линейного изображения для вычисления длины базовой линии (этап s211).

[0131] Сначала корректирующее линейное изображение Lc , где фильтрующая обработка выполняется для функции L распределения линейного изображения, вычисляется процессором 154 изображений следующим образом:

[ВЫРАЖЕНИЕ 6]

[0132] Поэтому, когда центр тяжести корректирующего линейного изображения Lc задается как G ', он вычисляется следующим образом:

[ВЫРАЖЕНИЕ 7]

[0133] Аналогичным образом корректирующее линейное изображение Lc , где фильтрующая обработка выполняется для функции L распределения линейного изображения, вычисляется процессором 154 изображений следующим образом:

[ВЫРАЖЕНИЕ 8]

[0134] Поэтому, когда центр тяжести корректирующего линейного изображения Lc задается как G ', он вычисляется следующим образом:

[ВЫРАЖЕНИЕ 9]

[0135] Соответственно, когда вычисленная длина базовой линии задается как G', она вычисляется следующим образом (этап s211):

[ВЫРАЖЕНИЕ 10]

[0136] Дополнительно, с использованием скорректированных изображений I ', I ' обнаружения фокусировки, которые вычисляются с помощью выражений (4) и (5), величина сдвига изображения у двух изображений вычисляется с помощью общеизвестного вычисления корреляции в процессоре 154 изображений, и обнаруживается состояние фокусировки. Кроме того, с использованием корректирующей длины базовой линии, вычисленной с помощью выражений (6)-(10), вычисляется величина расфокусировки (этап s212). Когда вычисляется величина расфокусировки, алгоритм возвращает к основной процедуре (этап s213).

[0137] Для тех конфигураций коррекция изображений становится возможной в зависимости от состояния виньетирования светового потока для обнаружения фокусировки, и точность фокусировки можно повысить.

[0138] Далее будет описываться случай, где уменьшается диафрагма 204 объектива 200 для формирования изображения в камере 100 из настоящего изобретения.

[0139] Фиг.9A - схема для объяснения распределения приема света у пикселя обнаружения фокусировки, размещенного в первой строке и первом столбце элемента 108 для формирования изображения. Схемы для объяснения распределения приема света на фиг.9A-9F иллюстрируют распределение количества света, которое может принимать свет на зрачке объектива 200 для формирования изображения, когда отсутствует погрешность изготовления у элемента 108 для формирования изображения. На фиг.9A темное и светлое окрашивание представляет количество света, которое может приниматься, и белая область имеет большое количество приема света.

[0140] Отверстие P 1 в светозащитной части пикселя, который размещается в первой строке и первом столбце элемента 108 для формирования изображения, может принимать свет с площади S 1 на зрачке объектива 200 для формирования изображения. Область, соответствующая передающему электроду 330_o или пространству между светозащитной частью 360_2 и передающим электродом 330_o, ограничивается диафрагмой 204 объектива 200 для формирования изображения и не формируется на зрачке объектива 200 для формирования изображения.

[0141] Фиг.9B - схема для объяснения распределения приема света в пикселе обнаружения фокусировки, размещенном во второй строке и втором столбце элемента 108 для формирования изображения. На фиг.9B темное и светлое окрашивание представляет количество света, которое может приниматься, и белая область имеет большое количество приема света.

[0142] Отверстие P 1 вследствие светозащитной части 360_3, 360_4 в пикселе, который размещается во второй строке и втором столбце элемента 108 для формирования изображения, может принимать свет с площади S 1 на зрачке объектива 200 для формирования изображения. Область, соответствующая передающему электроду 330_e или пространству между светозащитной частью 360_3 и передающим электродом 330_e, ограничивается диафрагмой 204 объектива 200 для формирования изображения и не формируется на зрачке объектива 200 для формирования изображения.

[0143] Фиг.9C - схема для объяснения распределения приема света в пикселе обнаружения фокусировки, размещенном в пятой строке и первом столбце элемента 108 для формирования изображения. На фиг.9C темное и светлое окрашивание представляет количество света, которое может приниматься, и белая область имеет большое количество приема света.

[0144] Отверстие P 2 вследствие светозащитной части 360_5, 360_6 в пикселе, который размещается в пятой строке и первом столбце элемента 108 для формирования изображения, может принимать свет с площади S 2 на зрачке объектива 200 для формирования изображения. Область, соответствующая передающему электроду 330_o или пространству между светозащитной частью 360_6 и передающим электродом 330_o, ограничивается диафрагмой 204 объектива 200 для формирования изображения и не формируется на зрачке объектива 200 для формирования изображения.

[0145] Фиг.9D - схема для объяснения распределения приема света в пикселе обнаружения фокусировки, размещенном в шестой строке и втором столбце элемента 108 для формирования изображения. На фиг.9D темное и светлое окрашивание представляет количество света, которое может приниматься, и белая область имеет большое количество приема света.

[0146] Отверстие P 2 вследствие светозащитной части 360_7, 360_8 в пикселе, который размещается в шестой строке и втором столбце элемента 108 для формирования изображения, может принимать свет с площади S 2 на зрачке объектива 200 для формирования изображения. Область, соответствующая передающему электроду 330_e или пространству между светозащитной частью 360_7 и передающим электродом 330_e, ограничивается диафрагмой 204 объектива 200 для формирования изображения и не формируется на зрачке объектива 200 для формирования изображения.

[0147] Фиг.9E - схема для объяснения распределения приема света в пикселе обнаружения фокусировки, размещенном в девятой строке и первом столбце элемента 108 для формирования изображения. На фиг.9E темное и светлое окрашивание представляет количество света, которое может приниматься, и белая область имеет большое количество приема света.

[0148] Отверстие P 3 вследствие светозащитной части 360_9, 360_10 в пикселе, который размещается в девятой строке и первом столбце элемента 108 для формирования изображения, может принимать свет с площади S 3 на зрачке объектива 200 для формирования изображения. Область, соответствующая передающему электроду 330_o или пространству между светозащитной частью 360_10 и передающим электродом 330_o, ограничивается диафрагмой 204 объектива 200 для формирования изображения и не формируется на зрачке объектива 200 для формирования изображения.

[0149] Фиг.9F - схема для объяснения распределения приема света в пикселе обнаружения фокусировки, размещенном в десятой строке и втором столбце элемента 108 для формирования изображения. На фиг.9F темное и светлое окрашивание представляет количество света, которое может приниматься, и белая область имеет большое количество приема света.

[0150] Отверстие P 3 вследствие светозащитной части 360_11, 360_12 в пикселе, который размещается в десятой строке и втором столбце элемента 108 для формирования изображения, может принимать свет с площади S 3 на зрачке объектива 200 для формирования изображения. Область, соответствующая передающему электроду 330_e или пространству между светозащитной частью 360_11 и передающим электродом 330_e, ограничивается диафрагмой 204 объектива 200 для формирования изображения и не формируется на зрачке объектива 200 для формирования изображения.

[0151] Кроме того, в положениях пикселей, которые тянутся в направлении +x от пикселя (пиксель первой строки и первого столбца на фиг.2), имеющего отверстие P 1, образованное светозащитными частями, и дающего возможность обнаружения фокусировки, пиксели, имеющие отверстие, аналогичное отверстию P 1, и дающие возможность обнаружения фокусировки, размещаются с периодом в четыре пикселя.

[0152] Аналогичным образом в положениях пикселей, которые тянутся в направлении +x от пикселя (пиксель второй строки и второго столбца на фиг.2), имеющего отверстие P 1, образованное светозащитными частями, и дающего возможность обнаружения фокусировки, пиксели, имеющие отверстие, аналогичное отверстию P 1, и дающие возможность обнаружения фокусировки, размещаются с периодом в четыре пикселя.

[0153] Когда обнаруживается состояние фокусировки объектива 200 для формирования изображения, выводятся сигналы группы пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие, аналогичное отверстию P 1, и группы пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие, аналогичное отверстию P 1.

[0154] Кроме того, в положениях пикселей, которые тянутся в направлении +x от пикселя (пиксель пятой строки и первого столбца на фиг.2), имеющего отверстие P 2, образованное светозащитными частями, и дающего возможность обнаружения фокусировки, пиксели, имеющие отверстие, аналогичное отверстию P 2, и дающие возможность обнаружения фокусировки, размещаются с периодом в четыре пикселя.

[0155] Аналогичным образом в положениях пикселей, которые тянутся в направлении +x от пикселя (пиксель шестой строки и второго столбца на фиг.2), имеющего отверстие P 2, образованное светозащитными частями, и дающего возможность обнаружения фокусировки, пиксели, имеющие отверстие, аналогичное отверстию P 2, и дающие возможность обнаружения фокусировки, размещаются с периодом в четыре пикселя.

[0156] Фиг.10A и 10B иллюстрируют линейные изображения L, которые формируются группой пикселей обнаружения фокусировки и являются проекцией в направлении y распределения приема света на зрачке объектива 200 для формирования изображения у пикселя обнаружения фокусировки на фиг.9A-9F.

[0157] Фиг.10A иллюстрирует линейное изображение L , сформированное группой пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие P 2, размещенной в пятой строке на плоскостном чертеже элемента 108 для формирования изображения из фиг.2. Линейное изображение L обладает высокой симметрией, потому что свет не достигает передающего электрода 330_o и пространства между светозащитной частью 360_6 и передающим электродом 330_o в результате уменьшения диафрагмы 204 объектива 200 для формирования изображения.

[0158] Фиг.10B иллюстрирует линейное изображение L , сформированное группой пикселей обнаружения фокусировки, имеющей отверстие P 2, размещенной в шестой строке на плоскостном чертеже элемента 108 для формирования изображения из фиг.2. Линейное изображение L обладает высокой симметрией, потому что свет не достигает передающего электрода 330_e и пространства между светозащитной частью 360_7 и передающим электродом 330_e в результате уменьшения диафрагмы 204 объектива 200 для формирования изображения.

[0159] Как описано выше, в элементе 108 для формирования изображения из настоящего изобретения передающий электрод 330 в пикселе обнаружения фокусировки размещается в направлении, противоположном направлению, где прямоугольные отверстия P , P от светозащитной части 360 размещаются относительно центра пикселей. Поэтому, когда диафрагма объектива для формирования изображения уменьшается, или возникает виньетирование объектива для формирования изображения вокруг экрана формирования изображения, уменьшается влияние от составляющей проникающего света из пространства между светозащитной частью 360 и передающим электродом 330 и составляющей пропущенного света в передающем электроде 330, и сдерживается снижение точности обнаружения фокусировки. Этот вариант осуществления описывает пример, где даже в строках, в которых не размещаются пиксели обнаружения фокусировки, передающие электроды 330 в нечетных строках размещаются на правой стороне (направление +x) для центра пикселей, а в четных строках размещаются на левой стороне (направление -x) для центра пикселей. Однако, как проиллюстрировано на плоскостном чертеже элемента для формирования изображения из фиг.11, размещение передающего электрода может конфигурироваться так, чтобы все они были ориентированы в одном направлении от центра пикселей в строках, где пиксели обнаружения фокусировки не размещаются.

[0160] Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на типовые варианты осуществления, нужно понимать, что изобретение не ограничивается раскрытыми типовыми вариантами осуществления. Объем нижеследующей формулы изобретения должен соответствовать самой широкой интерпретации, чтобы заключать в себе все такие модификации и равноценные конструкции и функции.