ЭЛЕМЕНТ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ
IMAGING ELEMENT AND IMAGE FORMING APPARATUS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к элементу получения изображения и более конкретно относится к элементу получения изображения, который определяет разность фаз и фиксирует изображения, и относится к устройству формирования изображения.
Уровень техники
В последнее время распространены устройства формирования изображения, такие как цифровые фотокамеры, которые получают изображения объектов, таких как люди, генерируют полученные изображения и записывают указанные сгенерированные полученные изображения. Более того, широко распространены устройства формирования изображения с функциями автофокуса (AF), в которых автоматически регулируется фокусное расстояние (точка фокуса) на получаемом изображении, что делают для облегчения операций получения изображения, выполняемых пользователем.
Распространены устройства формирования изображения, в которых формируют пару изображений с помощью разделения зрачком света, прошедшего объектив получения изображения, и в которых измеряют интервал между сформированными изображениями (определяют разность фаз) с целью определения позиции объектива получения изображения (смотри, например, патентный документ 1). Это устройство формирования изображения формирует пару изображений, благодаря наличию в датчике изображения пикселей определения регулировки фокусировки, которые осуществляют разделение зрачком с помощью блокировки половины света от объекта, принятого принимающим свет элементом, и вычисляет величину расхождения фокусировки путем измерения интервала между сформированными изображениями. Далее это устройство формирования изображения регулирует фокусировку путем вычисления величины перемещения объектива получения изображения на основе вычисленной величины расхождения фокусировки и регулировки позиции объектива получения изображения на основе вычисленной величины перемещения (регулировка фокусировки).
Список документов
Патентные документы
Патентный документ 1: Выложенная заявка на патент Японии №2009-145401 (фиг.15)
Раскрытие изобретения
Задачи, решаемые изобретением
В соответствии с упомянутой выше обычной технологией, как пиксели определения разности фаз (пиксели определения регулировки фокусировки (пиксели определения разности фаз), так и пиксели генерирования полученного изображения (пиксели генерирования изображения) предусмотрены на одном датчике изображения и, следовательно, не обязательно предусматривать два отдельных датчика, выполняющих функции датчика определения регулировки фокусировки и датчика получения изображения.
Тем не менее, в соответствии с упомянутой выше обычной технологией пиксели определения разности фаз не могут генерировать сигнал и, следовательно, необходимо предсказывать (дополнять) данные в позицию пикселя определения разности фаз из данных близко расположенного пикселя генерирования изображения, рассматривая позицию пикселя определения разности фаз как позицию неисправного пикселя. При этом пиксель генерирования изображения, расположенный рядом с пикселем определения разности фаз, обладает другими свойствами по сравнению с пикселем генерирования изображения, расположенным рядом только с пикселем генерирования изображения, и при формировании изображения необходимо выполнять корректировку. Это приводит к необходимости обработки при генерировании изображений, соответствующих пикселям определения разности фаз, и изображений, соответствующих пикселям генерирования изображения, расположенных близко к пикселям определения разности фаз, тем самым увеличивается нагрузка указанной обработки изображений.
Настоящее изобретение предложено с учетом такой ситуации и цель настоящего изобретения заключается в уменьшении нагрузки по обработке, касающейся генерирования изображения, в случае, когда для генерирования изображения применяют элемент получения изображения, используемый для определения разности фаз и генерирования изображения.
Решение задачи
Настоящее изобретение выполнено с целью решения упомянутой выше проблемы, и первый аспект настоящего изобретения содержит следующее: множество пикселей определения разности фаз для генерирования сигналов для выполнения решения о регулировке фокусировки посредством определения разности фаз; и множество пикселей генерирования изображения, для генерирования сигналов для генерирования изображения, и первая группа пикселей, сформированная посредством расположения части пикселей определения разности фаз из множества пикселей определения разности фаз в конкретном направлении, и вторая группа пикселей, сформированная посредством расположения части пикселей генерирования изображения из множества пикселей генерирования изображения в конкретном направлении, расположены чередуясь друг с другом в направлении, перпендикулярном конкретному направлению. Таким образом обеспечивается то, что первая группа пикселей, сформированная путем расположения пикселей определения разности фаз в конкретном направлении, и вторая группа пикселей, образованная путем расположения части пикселей генерирования изображения, расположены чередуясь друг с другом.
Далее в соответствии с первым аспектом каждый из множества пикселей генерирования изображения может обладать фиксированным отношением пикселей определения разности фаз и пикселей генерирования изображения для каждого расположенного рядом пикселя в области элемента получения изображения, который принимает свет от объекта. Благодаря этому достигается то, что отношение пикселей определения разности фаз и пикселей генерирования изображения фиксировано для каждого пикселя, расположенного рядом с пикселями генерирования изображения.
Далее в соответствии с первым аспектом первая группа пикселей может содержать множество пикселей определения разности фаз, которые образуют одну или более линий, и вторая группа пикселей может содержать множество пикселей генерирования изображения, образующих одну или более линий. Таким образом обеспечивается то, что первая группа пикселей содержит множество пикселей определения разности фаз, образующих одну или более линий, и вторая группа пикселей содержит множество пикселей генерирования изображения, образующих одну или две линии.
Далее в соответствии с первым аспектом конкретным направлением может являться направление считывания, когда данные, сгенерированные пикселями определения разности фаз и пикселями генерирования изображения, считывают от пикселей определения разности фаз и пикселей генерирования изображения. Таким образом обеспечивается то, что первая группа пикселей, образованная путем расположения пикселей определения разности фаз в направлении считывания, и вторая группа пикселей, образованная путем расположения части пикселей генерирования изображения в направлении считывания, расположены чередуясь друг с другом.
Далее в соответствии с первым аспектом первая группа пикселей может содержать множество пикселей определения разности фаз, которые образуют одну линию, и вторая группа пикселей может содержать множество пикселей генерирования изображения, образующих одну линию и два неразрывных пикселя генерирования изображения из множества пикселей генерирования изображения, содержащие цветные фильтры с одинаковыми свойствами, и которые расположены в конкретном направлении, могут образовывать пару пикселей генерирования изображения и каждый пиксель может быть расположен с использованием пары пикселей генерирования изображения в качестве блоков пикселей. Таким образом обеспечивается то, что два неразрывных пикселя генерирования изображения, которые содержат цветные фильтры с одинаковыми свойствами и которые расположены в конкретном направлении, образуют пару пикселей генерирования изображения, и каждый пиксель расположен с использованием пары пикселей генерирования изображения в качестве блоков пикселей. Далее в этом случае множество пикселей генерирования изображения могут быть расположены в соответствии с шаблоном Байера в блоках пикселей в элементе получения изображения. Таким образом обеспечивают то, что блоки пикселей генерирования изображения расположены в соответствии с шаблоном Байера.
Далее в соответствии с первым аспектом два пикселя определения разности фаз из множества пикселей определения разности фаз, которые осуществляют разделение зрачком в том же направлении и принимают свет, разделенный в одном пути того же направления, могут образовывать пару пикселей определения разности фаз как два неразрывных пикселя определения разности фаз, расположенных в конкретном направлении, и каждый пиксель может быть образован парой пикселей определения разности фаз в качестве блоков пикселей. Так обеспечивается то, что два неразрывных пикселя определения разности фаз, которые расположены в конкретном направлении, образуют пару пикселей определения разности фаз и каждый пиксель расположен с использованием пары пикселей определения разности фаз в качестве блоков пикселей.
Далее в соответствии с первым аспектом два неразрывных принимающих свет элемента из принимающих свет элементов множества пикселей генерирования изображения, которые содержат цветные фильтры с одинаковыми свойствами и которые расположены в конкретном направлении, могут образовывать пару принимающих свет элементов и каждый пиксель может быть расположен с использованием двух пикселей, относящихся к паре принимающих свет элементов, в качестве блоков пикселей. Таким образом, обеспечивают то, что пиксель генерирования изображения содержит два принимающих свет элемента в качестве пары принимающих свет элементов.
Далее в соответствии с первым аспектом два принимающих свет элемента из принимающих свет элементов множества пикселей определения разности фаз, которые осуществляют разделение зрачком в одном и том же направлении и которые принимают свет, разделенный в одном пути того же направления, могут образовывать пару принимающих свет элементов и каждый элемент может быть расположен с использованием двух пикселей, относящихся к паре принимающих свет элементов, в качестве блока пикселей. Таким образом обеспечивают то, что в качестве пары принимающих свет элементов пиксель определения разности фаз содержит два принимающих свет элемента.
Далее в соответствии с первым аспектом первая группа пикселей может содержать первую линию, образованную путем расположения в конкретном направлении пикселей определения разности фаз, которые осуществляют разделение зрачком в конкретном направлении, и вторую группу пикселей, образованную путем расположения в конкретном направлении пикселей определения разности фаз, которые осуществляют разделение зрачком в перпендикулярном направлении, и первая линия и вторая линия могут быть расположены чередуясь со второй группой пикселей. Таким образом обеспечивают то, что первая линия пикселей определения разности фаз, которые осуществляют разделение зрачком в конкретном направлении, и вторая линия пикселей определения разности фаз, которые осуществляют разделение зрачком в перпендикулярном направлении, расположены чередуясь со второй группой пикселей. Далее в этом случае пиксель определения разности фаз может содержать множество пикселей определения разности фаз, соответствующих множеству выходных зрачков, которые расположены в различных позициях в направлении оптической оси, и первая линия может быть образована посредством расположения пикселей определения разности фаз из множества пикселей определения разности фаз, для которых выходные зрачки расположены в одинаковых позициях. Таким образом обеспечивают то, что первая линия образуется путем расположения пикселей определения разности фаз из множества пикселей определения разности фаз, для которых выходные зрачки расположены в одинаковых позициях. Далее в этом случае множество пикселей определения разности фаз могут содержать множество пикселей определения разности фаз, соответствующих множеству выходных зрачков, которые расположены в различных позициях в направлении оптической оси, и вторая линия может быть образована путем расположения пикселей определения разности фаз, в которых выходные зрачки расположены в одинаковых позициях, в позиции, совпадающей с позицией в конкретном направлении. Таким образом обеспечивают то, что вторая линия образована так, что пиксели определения разности фаз, в которых выходные зрачки расположены в одинаковых позициях, расположены в позиции, совпадающей с упомянутой позицией в конкретном направлении.
Далее в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, элемент получения изображения содержит множество пикселей определения разности фаз, которые генерируют сигналы для осуществления решения о регулировке фокусировки путем определения разности фаз; и множество пикселей генерирования изображения, которые генерируют сигналы для генерирования изображения, и каждый из множества пикселей генерирования изображения обладает фиксированным отношением пикселей определения разности фаз и пикселей генерирования изображения для каждого расположенного рядом пикселя в области элемента получения изображения, который принимает свет от объекта. Благодаря этому достигается то, что отношение пикселей определения разности фаз и пикселей генерирования изображения, полученного для каждого пикселя, расположенного рядом с пикселями генерирования изображения.
Далее в соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, устройство формирования изображения содержит элемент получения изображения, содержащий множество пикселей определения разности фаз для генерирования сигналов для осуществления решения о регулировке фокусировки путем определения разности фаз, и множество пикселей генерирования изображения для генерирования сигналов для генерирования изображения, при этом первая группа пикселей, образованная путем расположения пикселей определения разности фаз из множества пикселей определения разности фаз в конкретном направлении, и вторая группа пикселей, образованная путем расположения пикселей генерирования изображения из множества пикселей генерирования изображения в конкретном направлении, расположены чередуясь в направлении, перпендикулярном упомянутому конкретному направлению; блок принятия решения о регулировке фокусировки для принятия решения о регулировке фокусировки путем определения разности фаз на основе сигналов, сгенерированных пикселями определения разности фаз; и блок генерирования изображения для генерирования изображения на основе сигналов, сгенерированных пикселями генерирования изображения. Таким образом обеспечивают то, что осуществляют регулировку фокусировки путем определения разности фаз и генерирование изображения осуществляют путем использования элемента получения изображения, в котором первая группа пикселей, образованная путем расположения пикселей определения разности фаз в конкретном направлении, и вторая группа пикселей, образованная путем формирования пикселей генерирования изображения в конкретном направлении, расположены чередуясь друг с другом.
Эффекты, достигаемые с помощью изобретения
Настоящее изобретение может обеспечить положительный эффект уменьшения нагрузки при обработке, относящейся к генерированию изображения, в случае, когда для генерирования изображения применяют элемент получения изображения, используемый для определения разности фаз и генерирования изображения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид, показывающий структурную схему, иллюстрирующую пример функционирования и структуры устройства 100 формирования изображения, которое соответствует первому варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 - вид, схематически показывающий разрез, иллюстрирующий пример расположения пленочного зеркала 160 устройства 100 формирования изображения, которое соответствует первому варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.3 - вид, схематически показывающий пример расположения принимающих свет элементов второго датчика 200 изображения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.4 - вид сверху, схематически показывающий пример расположения пикселей в области 340 второго датчика 200 изображения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения и пример расположения пикселей обычного датчика изображения;
фиг.5 - вид, схематически показывающий внутреннюю структуру пикселя второго датчика 200 изображения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения и внутреннюю структуру пикселя обычного датчика изображения;
фиг.6 - вид, схематически показывающий разделение зрачком для пикселя D1 определения разности фаз и пикселя D2 определения разности фаз в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.7 - вид, схематически показывающий разделение зрачком для пикселя D3 определения разности фаз и пикселя D4 определения разности фаз в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.8 - вид, схематически показывающий пиксели, расположенные рядом с пикселями генерирования изображения второго датчика 200 изображения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, и пиксели, расположенные рядом с пикселями генерирования изображения обычного датчика изображения;
фиг.9 - вид, схематически показывающий полученное изображение, сгенерированное на основе сигнала второго датчика 200 изображения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения и полученное изображение, сгенерированное на основе сигнала обычного датчика изображения;
фиг.10 - вид, показывающий диаграмму, иллюстрирующую пример скорости считывания данных для второго датчика 200 изображения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения и пример скорости считывания данных для обычного датчика изображения;
фиг.11 - вид, показывающий пример расположения принимающих свет элементов второго датчика изображения, в котором позиции пары пикселей определения разности фаз противоположны позициям таких же пикселей первого варианта осуществления изобретения, причем этот пример соответствует модифицированному примеру первого варианта осуществления настоящего изобретения;
фиг.12 - вид, показывающий расположение принимающих свет элементов второго датчика изображения, в котором только пиксели определения разности фаз, которые осуществляют разделение зрачком в направлении считывания, расположены в строке пикселей определения разности фаз в соответствии с модифицированным примером первого варианта осуществления настоящего изобретения;
фиг.13 - вид, показывающий расположение принимающих свет элементов второго датчика изображения, который отличается от фиг.12 и в котором только пиксели определения разности фаз, которые осуществляют разделение зрачком в направлении считывания, расположены в строке пикселей определения разности фаз в соответствии с модифицированным примером первого варианта осуществления настоящего изобретения;
фиг.14 - вид, показывающий пример расположения принимающих свет элементов второго датчика изображения, в котором строки пикселей определения разности фаз и строки пикселей генерирования изображения расположены чередуясь друг с другом через каждые две строки в соответствии с модифицированным примером первого варианта осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Далее будет описан некоторый вариант осуществления настоящего изобретения. Этот вариант осуществления изобретения будет описан в следующем порядке.
1. Первый вариант осуществления изобретения (управление получением изображения: пример, в котором линии пикселей определения разности фаз и линии пикселей генерирования изображения расположены чередуясь друг с другом)
2. Модифицированный пример
1. Первый вариант осуществления изобретения
Пример функционирования и структуры устройства формирования изображения. На фиг.1 показана структурная схема, иллюстрирующая пример функционирования и структуры устройства 100 формирования изображения, которое соответствует первому варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 100 формирования изображения является устройством формирования изображения, которое фиксирует изображение объекта, генерирует данные изображения (полученное изображение) и записывает сгенерированные данные изображения в качестве содержимого изображения (содержимого неподвижного изображения или подвижного изображения). Кроме того, ниже будет в основном описан пример, в котором в качестве содержимого изображения (файл изображения) записывают неподвижное содержимое изображения (файл неподвижного изображения).
Устройство 100 формирования изображения содержит блок 110 объектива, блок 120 приема оперирования, блок 130 управления, первый датчик 140 изображения и первый блок 150 обработки сигналов. Дополнительно устройство 100 формирования изображения содержит пленочное зеркало 160, второй датчик 200 изображения, второй блок 170 обработки сигналов, блок 181 памяти, блок 182 отображения, блок 183 принятия решения о регулировки фокусировки и блок 184 привода.
Блок 110 объектива сжимает свет (свет объекта) от объекта. Этот блок 110 объектива содержит объектив 111 с переменным фокусным расстоянием, диафрагму 112 и линзу 113 фокусировки.
Объектив 111 с переменным фокусным расстоянием регулирует увеличение объекта, содержащегося на полученном изображении, путем изменения фокусного расстояния, при этом его приводит в действие блок 184 привода и он перемещается в направлении оптической оси.
Диафрагма 112 представляет собой блокирующий материал, приспособленный для регулировки количества света от объекта, падающего на первый датчик 140 изображения и второй датчик 200 изображения, что делают путем изменения отверстия осуществляемый блоком 184 привода.
Линза 113 фокусировки регулирует фокусировку путем перемещения в направлении оптической оси, при этом упомянутую линзу 113 фокусировки приводит в движение блок 184 привода.
Блок 120 приема оперирования принимает операцию от пользователя. Когда, например, нажимают на кнопку 121 спуска затвора (показана на фиг.2), этот блок 120 приема оперирования в качестве сигнала оперирования подает сигнал, связанный с этим нажатием на блок 130 управления.
Блок 130 управления управляет работой каждого блока устройства 100 формирования изображения. Например, при приеме сигнала оперирования на начало записи неподвижного изображения в ответ на нажатие кнопки 121 спуска затвора, этот блок 130 управления подает сигнал, касающийся выполнения записи неподвижного изображения (сигнал оперирования получением неподвижного изображения) на первый блок 150 обработки сигналов. Далее для отображения вида в реальном времени в блоке 182 отображения блок 130 управления подает на второй блок 170 обработки сигналов сигнал (сигнал отображения вида в реальном времени) для генерирования изображения в реальном времени на основе сигнала, выданного вторым датчиком 200 изображения. Между тем вид в реальном времени касается отображения в реальном времени изображения объекта, попадающего в устройство 100 формирования изображений. Далее при осуществлении решения о регулировке фокусировки в соответствии с системой определения разности фаз, блок 130 управления подает на второй блок 170 обработки сигналов сигнал (сигнал операции определения разности фаз), указывающий оперирование (операцию определения разности фаз), направленное на осуществление принятия решения о регулировке фокусировки. При этом система определения разности фаз представляет собой систему определения фокусировки, которая образует пару изображений с помощью разделения зрачком света, проходящего через объектив формирования изображения, измерения интервала между сформированными изображениями (величины расхождения между изображениями (определяют разность фаз)) и определения степени регулировки фокусировки.
Пленочное зеркало 160 делит свет от объекта, конденсированный блоком 110 объектива, на две части. Это пленочное зеркало 160 является, например, полупрозрачным зеркалом и делит свет от объекта на две части путем отражения 30% света от объекта. Пленочное зеркало 160 подает одну часть разделенного света на первый датчик 140 изображения и подает другую часть на второй датчик 200 изображения.
Первый датчик 140 изображения является элементом получения изображения, который принимает одну часть света от объекта, разделенного пленочным зеркалом 160, и осуществляет фотоэлектрическое преобразование принятого света от объекта в электрический сигнал. Этот первый датчик 140 изображения реализован с помощью, например, КМОП датчика (комплиментарный металло-оксидный полупроводник). В первом датчике 140 изображения только пиксели (пиксели генерирования изображения), которые генерируют сигналы для генерирования полученного изображения на основе принятого света от объекта, расположены в соответствии с шаблоном Байера. Первый датчик 140 изображения подает на первый блок 150 обработки сигналов электрический сигнал, полученный в результате фотоэлектрического преобразования.
Первый блок 150 обработки сигналов применяет различные виды обработки сигналов к электрическому сигналу, поданному от первого датчика 140 изображения. При, например, приеме от блока 130 управления сигнала оперирования получения фотографического изображения упомянутый первый блок 150 обработки сигналов генерирует данные фотографического изображения. Далее первый блок 150 обработки сигналов подает эти сгенерированные данные изображения на блок 181 памяти и блок 181 памяти сохраняет эти данные изображения.
Этот блок 181 памяти записывает данные изображения, поданные от первого блока 150 обработки сигналов, в качестве содержимого изображения (файл изображения). Например, для этого блока 181 памяти может быть использован съемный носитель информации (один или более носителей информации), такой как диски, например, DVD (универсальный цифровой диск) диски, или полупроводниковые памяти, в том числе карточки памяти. Далее этот носитель информации может быть встроен в устройство 100 формирования изображения или может быть выполнен с возможностью отсоединения от устройства 100 формирования изображения.
Второй датчик 200 изображения является элементом получения изображения, который принимает одну часть света от объекта, разделенного пленочным зеркалом 160, и осуществляет фотоэлектрическое преобразование принятого света от объекта в электрический сигнал. Этот второй датчик 200 изображения реализован с помощью, например, КМОП датчика, аналогичного первому датчику 140 изображения. Во втором датчике 200 изображения расположены пиксели генерирования изображения и пиксели (пиксели определения разности фаз), которые генерируют сигналы для осуществления определения разности фаз. Кроме того, далее со ссылками на фиг.3-10 опишем второй датчик 200 изображения. Второй датчик 200 изображения подает на второй блок 170 обработки сигналов электрический сигнал, полученный в результате фотоэлектрического преобразования. Кроме того, второй датчик 200 изображения является примером элемента получения изображения, о котором сказано в формуле изобретения.
Второй блок 170 обработки сигналов применяет различные виды обработки сигналов к электрическому сигналу, поданному от второго датчика 200 изображения. При, например, приеме от блока 130 управления сигнала оперирования определения разности фаз, этот блок 170 обработки сигналов генерирует данные (данные определения разности фаз), приспособленные для определения разности фаз на основе выходных сигналов от пикселей определения разности фаз второго датчика 200 изображения. Далее второй блок 170 обработки сигналов подает сгенерированные данные определения разности фаз на блок 183 решения о регулировке фокусировки. Более того, при приеме сигнала отображения вида в реальном времени от блока 130 управления, второй блок 170 обработки сигналов генерирует данные изображения в реальном времени на основе выходных сигналов от пикселей генерирования изображения второго датчика 200 изображения. Далее второй блок 170 обработки сигналов подает эти сгенерированные данные изображения в реальном времени и делает так, чтобы экран блока 182 отображения отображал вид в реальном времени. Кроме того второй датчик 170 обработки изображения является примером элемента генерирования изображения, о котором сказано в формуле изобретения.
Блок 182 отображения отображает изображение на основе данных изображения, поданных от второго блока 170 обработки сигналов. Этот блок 182 отображения реализован, например, в виде цветной жидкокристаллической панели. При, например, приеме данных изображения в реальном времени от второго блока 170 обработки сигналов этот блок 182 отображения отображает на экране изображение в реальном времени.
Блок 183 принятия решения о регулировке фокусировки решает, является ли фокусировка отрегулированной относительно объекта (цели регулировки фокусировки), который является целью фокусировки, что делают на основе данных определения разности фаз, поданных от второго блока 170 обработки сигналов. Когда фокусировка отрегулирована на объекте (цели регулировки фокусировки) в области (области фокусировки), в которой осуществляют фокусировку, этот блок 183 принятия решения о регулировке фокусировки подает на блок 184 привода информацию, указывающую на то, что фокусировка отрегулирована, в качестве информации о результате решения о регулировке фокусировки. Далее, когда фокусировка не отрегулирована на цели регулировки фокусировки, этот блок 183 принятия решения о регулировке фокусировки вычисляет величину расхождения фокусировки (величину расфокусировки) и подает на блок 184 привода информацию, указывающую вычисленную величину расфокусировки в качестве информации о результате решения о регулировке фокусировки.
Этот блок 184 привода приводит в действие объектив 111 с переменным фокусным расстоянием, диафрагму 112 и линзу 113 фокусировки. Например, блок 184 привода вычисляет величину перемещения линзы 113 фокусировки на основе информации о результате решения о регулировке фокусировки, поданной от блока 183 решения о регулировке фокусировки, и перемещает линзу 113 фокусировки в соответствии с вычисленной величиной перемещения. Когда фокусировка отрегулирована, этот блок 184 привода поддерживает текущую позицию линзы 113 фокусировки. Далее при наличии расфокусировки блок 184 привода вычисляет величину перемещения (расстояние перемещения) на основе информации о результате решения о регулировке фокусировки, которая указывает величину расфокусировки и информации о положении линзы 113 фокусировки, и перемещает линзу 113 фокусировки в соответствии с величиной перемещения.
Пример расположения пленочного зеркала
На фиг.2 схематически показан разрез, иллюстрирующий пример позиции пленочного зеркала 160 устройства 100 формирования изображения, которое соответствует первому варианту осуществления настоящего изобретения. Кроме того, устройство 100 формирования изображения будет описано с использованием фиг.2 как однообъективный зеркальный фотоаппарат.
На фиг.2 на разрезе устройства 100 формирования изображения показаны кнопка 121 спуска затвора, экран (жидкокристаллическое устройство отображения 182а) блока 182 отображения, пленочное зеркало 160, первый датчик 140 изображения и второй датчик 200 изображения. Более того, на фиг.2 показана оптическая ось (оптическая ось L12) для объектива блока 110 объектива и две линии (линии L11 и L13), показывающие диапазон, в котором проходит свет от объекта. Кроме того, диапазон, заключенный между линиями L11 и L13, указывает диапазон, в котором проходит свет, подаваемый на первый датчик 140 изображения и второй датчик 200 изображения.
Пленочное зеркало 160 расположено для деления света от объекта, подаваемого на устройство 100 формирования изображения, на две части. Например, пленочное зеркало 160 расположено под углом 45 градусов относительно оптической оси L12. Благодаря этому пленочное зеркало 160 отражает вверх часть (например, 30%) света от объекта.
Первый датчик 140 изображения расположен вертикально относительно оптической оси L12 впереди пленочного зеркала 160 (направление перемещения света от объекта) и приспособлен для приема света от объекта, проходящего пленочное зеркало 160.
Второй датчик 200 изображения расположен горизонтально относительно оптической оси L12 над пленочным зеркалом 160 (когда пленочное зеркало 160 расположено под углом 45 градусов относительно оптической оси L12) и приспособлен для приема света от объекта, отраженного пленочным зеркалом 160.
Таким образом в устройстве 100 формирования изображения пленочное зеркало 160 расположено так, чтобы делить падающий свет от объекта на две части. Далее первый датчик 140 изображения и второй датчик 200 изображения расположены так, чтобы принимать две части разделенного света от объекта.
Пример расположения принимающих свет элементов второго датчика изображения
На фиг.3 схематически показан пример расположения принимающих свет элементов второго датчика 200 изображения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. В соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения один пиксель генерирования изображения содержит два принимающих свет элемента и один пиксель определения разности фаз также содержит два принимающих свет элемента. Далее со ссылками на фиг.3 опишем расположение принимающих свет элементов.
Кроме того при описании фиг.3 будут использоваться оси xy, при этом направления налево и направо соответствуют направлению оси y, а направления вверх и вниз соответствуют направлению оси x. Далее на фиг.3 верхний левый конец является исходной точкой осей xy, направление сверху вниз является положительной стороной оси x, а направление слева направо является положительной стороной оси y. Кроме того, направление считывания сигнала в этом втором датчике 200 изображения является направлением оси x (считывают блоками строк). Кроме того, направление считывания сигнала в этом втором датчике 200 изображения является примером конкретного направления, о котором сказано в формуле изобретения.
Для простоты описания, фиг.3 будем описывать с использованием области (область 210), состоящей из части принимающих свет элементов (принимающих свет элементов шестнадцати строк и шестнадцати столбцов) каждого пикселя, образующего второй датчик 200 изображения. Кроме того, в соответствии с расположением принимающих свет элементов во втором датчике 200 изображения, расположение пикселей (расположение пикселей, соответствующее области 210), соответствующее этому блоку, повторяется в направлении x и направлении y с использованием расположения пикселей, указанного в области 210 как один блок.
На фиг.3 один принимающий свет элемент показан одним кружком. Далее принимающие свет элементы пикселя генерирования изображения указаны кружками с нанесенными на них обозначениями (R (красный), G (зеленый) и В (голубой)), при этом упомянутые обозначения представляют цветные фильтры, предусмотренные в принимающих свет элементах. Более того, принимающие свет элементы пикселей определения разности фаз обозначены кружками, содержащими участки с заполненными сторонами (серые половины кружков), которые совпадают со стороной, на которой блок блокировки света блокирует падающий свет. Кроме того, что касается принимающих свет элементов пикселя определения разности фаз, принимающие свет элементы, соответствующие выходным зрачкам четырех позиций (позиции d1 - d4), вместе обозначены ссылочными позициями (D1 - D4). Далее буквы (а - d) ссылочных позиций принимающих свет элементов пикселя определения разности фаз показывают сторону, на которой блок блокировки света блокирует падающий свет (a - это отрицательная сторона оси x, b - это положительная сторона оси x, с - это положительная сторона оси y, и d - это отрицательная сторона оси y). Например, D1a - это принимающий свет элемент, который блокирует правую половину света, разделенного зрачком на левую и правую часть (положительная и отрицательная стороны оси x), что делает выходной зрачок в позиции d1, и который принимает левую половину разделенного зрачком света. Кроме того, со ссылками на фиг.4-8 будет описан пиксель определения разности фаз.
Далее будет описано расположение пикселей во втором датчике 200 изображения.
Во втором датчике 200 изображения чередуясь друг с другом расположены строки (линии), в которых расположены принимающие свет элементы пикселей генерирования изображения, и строки (линии), в которых расположены принимающие свет элементы пикселей определения разности фаз. То есть, как показано на фиг.3, пиксель генерирования изображения, пиксель определения разности фаз, пиксель генерирования изображения, пиксель определения разности фаз и … расположены чередуясь друг с другом в направлении оси y. Кроме того, строки, в которых расположены принимающие свет элементы пикселей генерирования изображения, являются примером второй группы изображений, о которой сказано в формуле изобретения. Далее строки, в которых расположены принимающие свет элементы пикселей обработки разности фаз, являются примером первой группы пикселей, о которой сказано в формуле изобретения.
Более того, принимающие свет элементы пикселей генерирования изображения расположены так, что два принимающих свет элемента, в которых расположены цветные фильтры одного цвета, расположены неразрывно в направлении оси x (на фиг.3 RR, GG и ВВ неразрывны в направлении оси x). Кроме того, хотя эти два неразрывных принимающих свет элемента образуют один пиксель генерирования изображения в первом варианте осуществления настоящего изобретения, это будет описано при рассмотрении фиг.6.
Принимающие свет элементы пикселей определения разности фаз расположены так, что два принимающих свет элемента, в которых свет блокируют на одинаковой стороне, расположены неразрывно в направлении оси x (на фиг.3, например, D1aDa1 и D1bD1b неразрывны в направлении оси x). Кроме того, хотя эти два неразрывных принимающих свет элемента образуют один пиксель определения разности фаз в первом варианте осуществления настоящего изобретения, это будет описано при рассмотрении фиг.6.
Далее, принимающие свет элементы пикселей определения разности фаз расположены так, что чередуются друг с другом строки, в которых расположены только принимающие свет элементы, размещенные таким образом, что позиции блокирующей свет стороны и пропускающей свет стороны для света от объекта расположены в направлении оси x (направление считывания), и строки, в которых присутствуют только принимающие свет элементы, размещенные таким образом, что позиции блокирующей свет стороны и пропускающей свет стороны для света от объекта расположены в направлении оси y. То есть, что касается принимающих свет элементов пикселей определения разности фаз, пиксели определения разности фаз, которые разделяют зрачком в одинаковом направлении (направление считывания или направление, перпендикулярное направлению считывания), расположены в строчных блоках. На фиг.3 горизонтальная D1 строка 321, горизонтальная D2 строка 323, горизонтальная D3 строка 325 и горизонтальная D4 строка 327 обозначены как строки, в которых принимающие свет элементы расположены только в направлении оси х. На фиг.3 строка 322 вертикального определения, строка 324 вертикального определения, строка 326 вертикального определения и строка 328 вертикального определения обозначены как строки, в которых принимающие свет элементы расположены только в направлении оси y.
В строках, в которых принимающие свет элементы расположены только в направлении оси x, размещены принимающие свет элементы, содержащие выходные зрачки, размещенные в той же позиции. То есть, только D1a и D1b расположены в горизонтальной D1 строке 321, только D2a и D2b расположены в горизонтальной D2 строке 323, только D3a и D3b расположены в горизонтальной D3 строке 325 и только D4a и D4b расположены в горизонтальной D4 строке 327. Более того, в строках, в которых расположены только принимающие свет элементы в направлении оси x, чередуются друг с другом пиксели определения разности фаз с принимающими свет элементами а (которые расположены в направлении оси x и на отрицательной стороне которых заблокирован свет) и пиксели определения разности фаз с принимающими свет элементами b (которые расположены в направлении оси x и на положительной стороне которых заблокирован свет). Например, в горизонтальной D1 строке 321 на фиг.3, два принимающих свет элемента D1bD1b расположены рядом с двумя принимающими свет элементами D1aD1a (два принимающих свет элемента образуют один пиксель определения разности фаз и, следовательно пиксель D1a определения разности фаз расположен рядом с пикселем D1b определения разности фаз). То есть принимающие свет элементы (принимающие свет элементы а и b типов), которые разделяют зрачком в направлении считывания (направление оси x на фиг.3) второго датчика 200 изображения расположены так, чтобы иметь возможность определять разность фаз только на основе сигнала пикселей определения разности фаз, расположенных в одной строке. Таким образом, когда направление считывания (направление оси x) разделяют зрачком, возможно определить разность фаз только из данных пикселей определения разности фаз, расположенных в одной строке из строк множества пикселей определения разности фаз.
В строках, в которых расположены только принимающие свет элементы в направлении оси y, четыре пары (пары D1 и D2) относительно четырех позиций выходного зрачка расположены последовательно относительно пар двух принимающих свет элементов (D1cD1c и D1dD1d), которые принимают свет на противоположной стороне относительно позиции аналогичного выходного зрачка. Далее в строках, в которых расположены только принимающие свет элементы в направлении оси y, принимающие свет элементы одинаковы в направлении оси y относительно строк, в которых расположены только принимающие свет элементы в направлении оси y. То есть вертикальный D1 столбец 311 на фиг.3 указывает на столбец, в котором принимающие свет элементы, расположенные в этом столбце в строке вертикального определения, представляют собой D1c и D1d. Аналогично, D2 столбец 312 является столбцом, в котором принимающими свет элементами являются D2c и D2d, D3 столбец 313 является столбцом, в котором принимающими свет элементами являются D3c и D3d, и D4 столбец 314 является столбцом, в котором принимающими свет элементами являются D4c и D4d. То есть пиксели определения разности фаз, которые разделяют зрачком в направлении (направление оси y на фиг.3), которое отличается на 90 градусов от направления считывания для второго датчика 200 изображения, расположены с возможностью определения разности фаз на основе сигналов пикселей определения разности фаз (четыре столбца принимающих свет элементов), расположенных в двух неразрывных столбцах. Далее строки пикселей определения разности фаз, которые разделяют зрачком в направлении оси y, и строки пикселей определения разности фаз, которые разделяют зрачком в направлении оси x, расположены чередуясь друг с другом в строках пикселей генерирования изображения, так что интервал между строками пикселей определения разности фаз, которые нужно разделить зрачком в направлении оси y, является узким.
Таким образом, во втором датчике 200 изображения, чередуясь друг с другом, расположены строки, в которых расположены пиксели генерирования изображения, и строки, в которых расположены пиксели определения разности фаз.
Далее будем концентрироваться на пикселях, содержащихся в области 340 (4×4 принимающих свет элемента), и опишем их со ссылками на фиг.4 как пиксели, соответствующие первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Пример расположения пикселей второго датчика изображения
На фиг.4 схематически показан вид сверху, иллюстрирующий пример расположения пикселей в области 340 второго датчика 200 изображения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения и пример расположения пикселей обычного датчика изображения. Кроме того, при описании фиг.4 будут использоваться оси xy, при этом направления направо и налево соответствуют направлению оси у, а направления вверх и вниз соответствуют направлению оси x. Далее направление считывания сигнала является направлением оси x (считывание в строчных блоках).
На фиг.4(a) показано расположение трех групп пикселей (группы 391-393 пикселей), которые схематически иллюстрирует пиксели генерирования изображения в обычном датчике изображения, в котором содержатся пиксели генерирования изображения и пиксели определения разности фаз, и показано расположение пикселей определения разности фаз в обычном датчике изображения.
Группа 391 пикселей представляет собой две строки и два столбца пикселей, показывающей расположение пикселей генерирования изображения в обычном датчике изображения, в котором содержатся как пиксели генерирования изображения, так и пиксели определения разности фаз. В группе 391 пикселей пиксель (R пиксель 291), который принимает красный свет с помощью цветного фильтра, пропускающего красный свет, расположен слева вверху, а пиксели (G пиксель 292), которые принимают зеленый свет с помощью цветного фильтра, пропускающего зеленый свет, расположены справа вверху и слева внизу. Далее в группе 391 пикселей пиксель (В пиксель 293), который принимает голубой свет с помощью цветного фильтра, пропускающего голубой свет, расположен справа внизу. Таким образом, в пикселях генерирования изображения обычного датчика изображения три цвета (голубой, зеленый и красный) расположены в соответствии с шаблоном Байера. Более того, в пикселях генерирования изображения обычного датчика изображения пиксели, расположенные в соответствии с шаблоном, обозначенном группой 391 пикселей, образуют большую часть датчиков изображения.
Группа 392 пикселей представляет собой пиксели одной строки и четырех столбцов, которые показывают расположение пикселей определения разности фаз, расположенных в направлении оси x в обычном датчике изображения. В группе 392 пикселей в направлении оси x чередуются друг с другом пиксель определения разности фаз (пиксель (D1a) 294 определения разности фаз), на левой стороне которого заблокирован свет, и пиксель определения разности фаз (пиксель (D1b) 295 определения разности фаз), на правой стороне которого заблокирован свет.
Группа 393 пикселей представляет собой пиксели четырех строк и одного столбца, которые показывают расположение пикселей определения разности фаз, расположенных в направлении оси у в обычном датчике изображения. В группе 393 пикселей в направлении оси у чередуются друг с другом пиксель определения разности фаз (пиксель (D1c) 296 определения разности фаз), на верхней стороне которого заблокирован свет, и пиксель определения разности фаз (пиксель (D1d) 297 определения разности фаз), на нижней стороне которого заблокирован свет.
Опишем позиции пикселей определения разности фаз в обычном датчике изображения. В обычном датчике изображения необходимо дополнять информацию изображения для позиций пикселей определения разности фаз, которые не могут генерировать сигналы, которые можно использовать для генерируемых изображений, и, следовательно, количество пикселей определения разности фаз является настолько малым, насколько возможно. То есть в обычном датчике изображения большая часть пикселей - это пиксели, указанные в группе 391 пикселей, и только пиксели в участках с разностями фаз являются пикселями определения разности фаз, предусмотренными в шаблонах, как показано с помощью группы 392 пикселей и группы 393 пикселей.
На фиг.4(b) в качестве расположения пикселей во втором датчике 200 изображения, который соответствует первому варианту осуществления настоящего изобретения, показаны пиксели, соответствующие области 340 с фиг.3. На фиг.4(b) показан пиксель (R пиксель 220), который содержит два принимающих свет элемента, которые принимают красный (R) свет, и пиксель (G пиксель 230), который содержит два принимающих свет элемента, которые принимают зеленый (G) свет. Далее на фиг.4(b) в качестве пикселя генерирования изображения показан пиксель (В пиксель 240), который содержит два принимающих свет элемента, которые принимают голубой (В) свет. Более того, на фиг.4(b) показан пиксель (пиксель (D1a) 251 определения разности фаз), который содержит два принимающих свет элемента (D1a), на левой стороне которых свет блокируют, и пиксель (пиксель (D1b) 252 определения разности фаз), который содержит два принимающих свет элемента (D1b), на правой стороне которых свет блокируют. Кроме того, на фиг.4(b) показан пиксель (пиксель (D1c) 253 определения разности фаз), который содержит два принимающих свет элемента (D1c), на верхней стороне которых свет блокируют, и пиксель (пиксель (D1d) 254 определения разности фаз), который содержит два принимающих свет элемента (D1d), на нижней стороне которых свет блокируют.
Таким образом, и пиксели генерирования изображения и пиксели определения разности фаз второго датчика 200 изображения содержат по два принимающих свет элемента. Кроме того, с точки зрения только пикселей генерирования изображения, исключая строки, в которых расположены принимающие свет элементы пикселей определения разности фаз, R пиксель 220 расположен слева вверху, G пиксели 230 расположены справа вверху и слева внизу и В пиксель 240 расположен справа внизу в соответствии с шаблоном Байера, аналогично фиг.4(a). Во втором датчике 200 изображения расположение всех пикселей обозначено как область 210 и, следовательно, это расположение только пикселей генерирования изображения, не включающее строки, в которых присутствуют принимающие свет элементы пикселей определения разности фаз, является равномерным выравниванием по шаблону Байера. Пример структуры датчика изображения
На фиг.5 схематически показана внутренняя структура пикселя второго датчика 200 изображения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения и внутренняя структура пикселя обычного датчика изображения.
На фиг.5(a) показан схематический вид пикселей генерирования изображения и пикселей определения разности фаз, расположенных в обычном датчике изображения, в котором предусмотрены как пиксели генерирования изображения, так и пиксели определения разности фаз. Фиг.5(a) будет описан для области, в которой расположена строка, в которой присутствуют пиксели генерирования изображения, и строка, в которой присутствуют пиксели определения разности фаз. На фиг.5(a) показаны R пиксели 291, G пиксели 292, пиксели (D1a) 294 определения разности фаз, пиксели (D1b) 295 определения разности фаз и сигнальные линии 461 - 468.
R пиксель 291 представляет собой пиксель, содержащий цветной фильтр, который пропускает красный свет, и содержит принимающий свет элемент 410, FD (плавающая диффузионная область) 442 и усилитель 443.
Принимающий свет элемент 410 преобразует (фотоэлектрически преобразует) принятый свет в электрический сигнал для генерирования электрического сигнала, интенсивность которого соответствует количеству принятого света. Этот принимающий свет элемент 410 сформирован, например, из фотодиода (PD).
FD 442 определяет электрический заряд принимающего свет элемента. Эта FD 442 преобразует определенный электрический заряд в напряжение и подает напряжение на усилитель 443.
Усилитель 443 усиливает напряжение, поданное от FD 442. Этот усилитель 443 подает усиленное напряжение на сигнальную линию 461.
Кроме того, G пиксель 292 аналогичен R пикселю 291 за исключением того, что вместо цветного фильтра, который пропускает красный свет, предусмотрен цветной фильтр, который пропускает зеленый свет, и, следовательно, G пиксель 292 описывать не будем.
Далее пиксель (D1a) 294 определения разности фаз и пиксель (D1b) 295 определения разности фаз аналогичны R пикселю 291 за исключением того, что отсутствует цветной фильтр и свет блокируют свет для половины каждого принимающего свет элемента, что делают с помощью блока блокировки света (например, часть проводов).
Сигнальные линии 461-468 считывают сигналы, сгенерированные каждым пикселем, соединенным с этими сигнальными линиями. Во втором датчике 200 изображения данные, сгенерированные пикселями, считывают последовательно в горизонтальном направлении (направление столбцов), которое является направлением считывания, с помощью этих сигнальных линий 461-468. В случае, например, данных пикселей в строке (строка, в которой чередуясь расположены R пиксели 291 и G пиксели 292) пикселей генерирования изображения, в качестве строки для считывания данных из пикселей устанавливают строку пикселей генерирования изображения (устанавливают в направлении оси y). Далее последовательно устанавливают столбцы для считывания данных от пикселей (устанавливают в направлении оси x) и последовательно считывают данные от пикселей. При условии, что данные считывают последовательно слева, сначала считывают данные пикселя генерирования изображения (R пикселя 291), соединенного с сигнальной линией 461, как показано на фиг.5(a). Далее считывают данные пикселя генерирования изображения (G пикселей 292), соединенного с сигнальной линией 462, и далее данные считывают из пикселей генерирования изображения, соединенных с сигнальной линией 463, то есть данные считывают последовательно.
Таким образом, обычный датчик изображения сформирован из пикселей (пикселей генерирования изображения и пикселей определения разности фаз), каждый из которых содержит принимающий свет элемент 410, FD 442 и усилитель 443.
На фиг.5(b) схематически показаны пиксели генерирования изображения и пиксели определения разности фаз, расположенные во втором датчике 200 изображения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг.5(b) будет описан в случае восьми и двух принимающих свет элементов (четыре и два пикселя) в верхней строке и второй сверху строке области 210, показанной на фиг.3. На фиг.5(b) показаны R пиксели 220, G пиксели 230, пиксели (D1a) 253 определения разности фаз, пиксели (D1b) 254 определения разности фаз и сигнальные линии 462, 464, 466 и 468.
R пиксель 220 представляет собой пиксель, содержащий два принимающих свет элемента, которые содержат цветные фильтры, которые пропускают красный свет, и содержит два принимающих свет элемента 410, усилитель 443 и FD 452.
Кроме того, принимающие свет элементы 410 и усилитель 443 аналогичны тем, что показаны на фиг.5(a) и, следовательно, их не будем описывать ниже.
FD 452 определяет электрический заряд принимающих свет элементов, преобразует электрические заряды, определенные двумя соединенными принимающими свет элементами 410, в напряжения и подает напряжение на усилитель 443. Пока FD 442, показанная на фиг.5(a), определяет электрический заряд, определенный одним принимающим свет элементом 410, эта FD 452 определяет электрические заряды, определенный двумя принимающими свет элементами 410.
Кроме того, G пиксель 230 аналогичен R пикселю 220 за исключением того, что вместо цветного фильтра, который пропускает красный свет, предусмотрен цветной фильтр, который пропускает зеленый свет, и, следовательно, G пиксель 292 описывать не будем.
Далее пиксель (D1a) 253 определения разности фаз и пиксель (D1b) 254 определения разности фаз аналогичны R пикселю 220 за исключением того, что отсутствует цветной фильтр и блок блокировки света (например, часть проводов) блокирует свет для половины каждого принимающего свет элемента и, следовательно, это описывать не будем.
Сигнальные линии 462, 464, 466 и 468 считывают сигналы, сгенерированные каждым пикселем, соединенным с этими сигнальными линиями. Количество сигнальных линий, показанных на фиг.5(b), равно половине количества сигнальных линий, показанных на фиг.5(a). Кроме того, сигнальные линии 462, 464, 466 и 468 аналогичны сигнальным линиям, показанным на фиг.5(a), за исключением того, что количество сигнальных линий меньше и отличается каждый соединенный пиксель, и, следовательно, ниже сигнальные линии 462, 464, 466 и 468 не будут описаны.
Таким образом, второй датчик 200 изображения, соответствующий первому варианту осуществления настоящего изобретения, сформирован из пикселей (пикселей генерирования изображения и пикселей определения разности фаз), каждый из которых содержит принимающие свет элементы 410, FD 442 и усилитель 443.
Пример разделения зрачком, осуществляемого четырьмя типами пикселей определения разности фаз
Фиг.6 и 7 являются схематическими видами, показывающими разделение зрачком для четырех типов пикселей определения разности фаз (D1-D4) в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Кроме того, хотя второй датчик 200 изображения расположен выше пленочного зеркала 160, как показано на фиг.2, для простоты описания второй датчик 200 изображения будет описан со ссылками на фиг.6 и 7 как датчик изображения, параллельный выходному зрачку.
На фиг.6 схематически показано разделение зрачком для пикселя D1 определения разности фаз и пикселя D2 определения разности фаз в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг 6(a) схематически показано отношение между разделением зрачком, осуществляемым пикселем определения разности фаз (пиксель D1 определения разности фаз), соответствующим выходному зрачку в позиции d1, и выходными зрачками в позициях d1-d4. На фиг.6(a) показано четыре выходных зрачка (выходные зрачки Е1-Е4), расположенных на различных расстояниях от второго датчика 200 изображения, и второй датчик 200 изображения. Далее в выходных зрачках E1-Е4 обозначены центральные точки (центры C1-С4), показывающие центры соответствующих выходных зрачков.
Более того, во втором датчике 200 изображения обозначены четыре позиции (F1-F4), являющиеся позициями пикселей определения разности фаз во втором датчике 200 изображения. Позиция F1 и позиция F4 расположены на одном и том же расстоянии (высота изображения) от центра второго датчика 200 изображения и указывают позиции от центра, которые противоположны друг другу. Далее позиция F2 и позиция F3 также обладают одинаковой высотой изображения и указывают позиции от центра, которые противоположны друг другу. Помимо этого направления вверх и вниз второго датчика 200 изображения, показанного на фиг 6(a), являются направлениями вверх и вниз (направление оси y) области 210 второго датчика 200 изображения, показанного на фиг.3.
Далее на фиг.6(a) показаны линии L21-L24 разделения зрачком как оси, иллюстрирующие границы между областями, разделенными пикселем D1 определения разности фаз в позициях F1-F4. Помимо этого фиг.6(a) будет описана в случае, когда пиксели D1 определения разности фаз в позициях F1-F4 являются пикселями (D1c) 253 определения разности фаз, прием света на верхней стороне (направление вверх на фиг.6(a)) которых закрыт с помощью блока блокировки света.
Далее опишем разделение зрачком пикселем (D1c) 253 определения разности фаз в позиции F1.
В пикселе (D1c) 253 определения разности фаз сформирован блок блокировки света, приспособленный для разделения выходного зрачка Е1 на две части. Таким образом, пиксель (D1c) 253 определения разности фаз в позиции F1 принимает свет от объекта с верхней стороны этой линии L21 разделения зрачком на основе границы линии L21 разделения зрачком. Помимо этого в качестве способа расположения блока блокировки света, соответствующего позиции этого выходного зрачка Е1, может быть использован, например, способ (смотри, например, опубликованную заявку на патент Японии №2009-204987) изменения расположения блока блокировки света между пикселями.
Пиксель (D1c) 253 определения разности фаз в позиции F1 осуществляет разделение зрачком для выходного зрачка Е1 с целью деления выходного зрачка E1 путем формирования блока блокировки света с целью соответствия позиции выходного зрачка Е1. Тем не менее, линия L21 разделения зрачком расположена под углом к оптической оси (точечная линия L29 на фиг.6) и, следовательно, невозможно осуществить разделение зрачком для выходных зрачков в других позициях с целью разделения выходным зрачком на две части. Например, для выходного зрачка Е2 пиксель (D1c) 253 определения разности фаз в позиции F1 принимает свет от объекта, проходящий через область, которая на три четверти отстоит от верха выходного зрачка Е2. Далее для выходного зрачка E3 принимают свет от объекта, проходящий область, которая на 90% отстоит от верха выходного зрачка E3. Более того, для выходного зрачка Е4 принимают весь свет от объекта, проходящий выходной зрачок Е4.
Таким образом, пиксель (D1c) 253 определения разности фаз в позиции F1 может осуществлять разделение выходного зрачка Е1 в позиции d1 на две части и может точно определить разность фаз для выходного зрачка Е1. Тем не менее, свет от объекта не делят на две части для выходных зрачков Е2-Е4 и точность определения разности фаз ухудшается.
Помимо этого, хотя аналогично позиции F1 в пикселях (D1c) 253 определения разности фаз в позиции F2 и позиции F4 блоки блокировки света сформированы для соответствия позиции выходного зрачка Е1 и разность фаз может быть точно определена для выходного зрачка Е1, точность ухудшается для выходных зрачков Е2-Е4.
Таким образом, хотя пиксель (D1c) 253 определения разности фаз точно определяет разность фаз для выходного зрачка E1, ухудшается точность для выходных зрачков Е2-Е4.
На фиг 6(b) схематически показано отношение между разделением зрачком, осуществляемым пикселем определения разности фаз (пиксель D2 определения разности фаз), соответствующим выходному зрачку в позиции d2, и выходным зрачкам в позициях d1-d4. Аналогично фиг.6(a), на фиг 6(b) показаны выходные зрачки (выходные зрачки E1-E4) и второй датчик 200 изображения.
Вместо линий L21-L24 выходного зрачка, показанных на фиг.6(a), на фиг.6(b) показаны линии L31 - L34 выходного зрачка в виде осей, указывающих границы между областями, в которых разделены пиксели D2 определения разности фаз в позициях F1-F4.
В пикселе D2 определения разности фаз сформирован блок блокировки света, приспособленный для разделения выходного зрачка Е2 на две части. То есть, хотя, как показано на фиг.6(b), пиксель D2 определения разности фаз может точно определить разность фаз для выходного зрачка Е2, точность для выходных зрачков E1, E3 и Е4 ухудшается.
На фиг.7 схематически показано разделение зрачком для пикселя D3 определения разности фаз и пикселя D4 определения разности фаз в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг 7(a) схематически показано отношение между разделением зрачком, осуществляемым пикселем определения разности фаз (пиксель D3 определения разности фаз), соответствующим выходному зрачку в позиции d3, и выходными зрачками в позициях d1-d4. Аналогично фиг.6(a), на фиг 7(a) показаны выходные зрачки (выходные зрачки E1-Е4) и второй датчик 200 изображения.
Вместо линий L21-L24 выходного зрачка, показанных на фиг.6(a), на фиг.7(a) показаны линии L41-L44 выходного зрачка в виде осей, указывающих границы между областями, в которых разделены пиксели D3 определения разности фаз в позициях F1-F4.
В пикселе D3 определения разности фаз сформирован блок блокировки света, приспособленный для разделения выходного зрачка E3 на две части. То есть, хотя, как показано на фиг.7(a), пиксель D3 определения разности фаз может точно определить разность фаз для выходного зрачка E3, точность для выходных зрачков E1, Е2 и Е4 ухудшается.
На фиг 7(a) схематически показано отношение между разделением зрачком, осуществляемым пикселем определения разности фаз (пиксель D4 определения разности фаз), соответствующим выходному зрачку в позиции d4, и выходными зрачками в позициях d1-d4. Аналогично фиг.6(a), на фиг 7(b) показаны выходные зрачки (выходные зрачки E1-Е4) и второй датчик 200 изображения.
Вместо линий L21-L24 выходного зрачка, показанных на фиг.6(a), на фиг.7(b) показаны линии L51-L54 выходного зрачка в виде осей, указывающих границы между областями, в которых разделены пиксели D4 определения разности фаз в позициях F1-F4.
В пикселе D4 определения разности фаз сформирован блок блокировки света, приспособленный для разделения выходного зрачка Е4 на две части. То есть, хотя, как показано на фиг.7(b), пиксель D4 определения разности фаз может точно определить разность фаз для выходного зрачка Е4, точность для выходных зрачков Е1-Е3 ухудшается.
Таким образом, в пикселях D1-D4 определения разности фаз блоки блокировки света сформированы для соответствия выходным зрачкам в различных позициях. Таким образом, расположив во втором датчике 200 изображения пиксели определения разности фаз, соответствующие выходным зрачкам, в различных позициях, когда устройство 100 формирования изображения является однообъективной зеркальной камерой, в которой может быть заменен блок объектива, также возможно поддерживать смену объектива, в которых выходные зрачки расположены в других позициях.
Помимо этого, хотя предусмотрены пиксели D1-D4 определения разности фаз, соответствующие позициям четырех выходных зрачков, пиксели определения разности фаз не ограничены этим вариантом. До тех пор, пока, чередуясь друг с другом, расположены строки пикселей определения разности фаз и строки пикселей генерирования изображения (фиксировано отношение пикселей определения разности фаз, расположенных рядом с пикселями генерирования изображения), количество может отличаться от четырех. Когда, например, второй датчик 200 изображения расположен в фотоаппарате со встроенным объективом, для позиции одного выходного зрачка может быть предусмотрен только один пиксель определения разности фаз.
Пример пикселя, расположенного рядом с пикселем генерирования изображения
На фиг.8 схематически показаны пиксели, расположенные рядом с пикселями генерирования изображения второго датчика 200 изображения, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения и пиксели, расположенные рядом с пикселями генерирования изображения обычного датчика изображения. Помимо этого со ссылкой на фиг.8 будет описан пример влияния (принимающего свет элемента) пикселя определения разности фаз, расположенного рядом (с принимающим свет элементом) с пикселем генерирования изображения при условии проникновения света малой длины волны. То есть, предполагается, что величина проникновения света с малой длиной волны изменяется и, следовательно, немного изменяется свойство длины волны света, принятого принимающим свет элементом пикселя генерирования изображения.
На фиг.8(a) показана область (шесть строк и десять столбцов), в которой расположены пиксели генерирования изображения и пиксели определения разности фаз обычного датчика изображения, в котором предусмотрены как пиксели генерирования изображения, так и пиксели определения разности фаз. На фиг.8(a) показана область, в которой в одной строке расположены восемь пикселей определения разности фаз, причем эта строка является третьей сверху, а все другие пиксели являются пикселями генерирования изображения.
Как показано на фиг.8(a), в обычном датчике изображения, в котором предусмотрены как пиксели генерирования изображения, так и пиксели определения разности фаз, частично расположены пиксели определения разности фаз. Следовательно, только пиксели генерирования изображения, окружающие частично расположенные пиксели определения разности фаз, являются пикселями генерирования изображения, расположенными рядом с пикселями определения разности фаз.
Здесь со ссылками на фиг.8(b) опишем три G пикселя (G пиксели 511-513), которые расположены рядом с различными пикселями и которые расположены в области, показанной на фиг.8(a).
На фиг.8(b) указаны G пиксели 511-513, показанные на фиг.8(a), вместе со стрелками, иллюстрирующими проникновение света от пикселей определения разности фаз.
G пиксель 511 представляет собой G пиксель, все восемь соседних пикселей которого являются пикселями генерирования изображения. Соседние пиксели этого G пикселя 511 не содержат пикселя определения разности фаз и, следовательно, свойства этого G пикселя 511 совпадают со свойствами пикселей датчика изображения, которые не содержат пикселей определения разности фаз.
G пиксель 512 представляет собой G пиксель, семь из восьми соседних пикселей которого являются пикселями генерирования изображения и один соседний пиксель - это пиксель определения разности фаз. Этот G пиксель 512 расположен рядом с одним пикселем определения разности фаз и, следовательно, этот пиксель определения разности фаз влияет на G пиксель 512. Когда, например, пиксель определения разности фаз не содержит цветного фильтра, свет короткой длины волны проникает в G пиксель 512 из соседнего пикселя определения разности фаз. Это приводит к тому, что свойство длины волны света, принятого принимающим свет элементом G пикселя 512, немного отличается от свойства длины волны для G пикселя 511.
G пиксель 513 представляет собой G пиксель, пять из восьми соседних пикселей которого являются пикселями генерирования изображения и три соседних пикселя - это пиксели определения разности фаз. Этот G пиксель 513 расположен рядом с тремя пикселями определения разности фаз и, следовательно, эти три пикселя определения разности фаз влияют на G пиксель 513. То есть, по сравнению G пикселем 512 увеличивается величина проникновения света. Следовательно, длина волны света, принятого принимающим свет элементом G пикселя 513, отличается от свойства длины волны G пикселя 511 и свойства длины волны G пикселя 512.
Таким образом, в обычном датчике изображения, в котором предусмотрены как пиксели генерирования изображения, так и пиксели определения разности фаз, присутствуют пиксели генерирования изображения, которые расположены рядом с пикселями определения разности фаз, и пиксели генерирования изображения, которые не расположены рядом с пикселями определения разности фаз. Следовательно, возникает проблема, заключающаяся в том, что изменяется свойство длины волны света, принятого принимающими свет элементами пикселей генерирования изображения.
На фиг.8(c) показана область, в которой строка, в качестве пикселей генерирования изображения расположены G пиксели и В пиксели во втором датчике 200 изображения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, и строки, в которых пиксели определения разности фаз расположены по вертикали рядом с упомянутой строкой. Фиг.8(c) опишем в случае принимающих свет элементов трех строк и восьми столбцов (три × четыре пикселя) во второй строке и четвертой строке сверху области 210 на фиг.3.
Как показано на фиг.8(c), во втором датчике 200 изображения строки (верхние и нижние строки) строки пикселей генерирования изображения являются строками, в которых расположены пиксели определения разности фаз. Следовательно, все пиксели генерирования изображения являются пикселями генерирования изображения, расположенными рядом с пикселями определения разности фаз.
При этом расположенный рядом пиксель определения разности фаз будет описан со ссылками на фиг.8(d) путем фокусировки на принимающем свет элементе (принимающий свет элемент 521) в G пикселе 230.
На фиг.8(d) принимающий свет элемент 521, показанный на фиг.8(c), проиллюстрирован вместе со стрелками, указывающими проникновение света от пикселей определения разности фаз.
Что касается принимающего свет элемента 521, два из расположенных рядом восьми принимающих свет элементов являются принимающими свет элементами, а шесть являются принимающими свет элементами пикселей определения разности фаз. Этот принимающий свет элемент 521 расположен рядом с шестью принимающими свет элементами пикселей определения разности фаз и, следовательно, на него влияют шесть принимающих свет элементов пикселей определения разности фаз. Кроме того, во втором датчике 200 изображения строки пикселей определения разности фаз и строки пикселей генерирования изображения расположены чередуясь друг с другом и, следовательно, все пиксели генерирования изображения за исключением концов строк расположены рядом с шестью принимающими свет элементами пикселей определения разности фаз (отношение пикселей определения разности фаз и пикселей генерирования изображения фиксировано).
Как показано на фиг.8(d) во втором датчике 200 изображения на принимающие свет элементы всех пикселей генерирования изображения на концах второго датчика 200 изображения влияют шесть принимающих свет элементов пикселей определения разности фаз и, следовательно, свойство длины волны света, принятого принимающими свет элементами пикселей генерирования изображения, становится равномерным. То есть пиксели на концах второго датчика 200 изображения не используются (исключены из эффективных пикселей), так что не нужно корректировать свойство длины волны света, принятого принимающими свет элементами.
Таким образом, отношение принимающих свет элементов пикселей определения разности фаз и принимающих свет элементов пикселей генерирования изображения сделано равномерным для принимающих свет элементов, расположенных рядом с принимающими свет элементами пикселей генерирования изображения в области эффективных пикселей, так что возможно сделать равномерным свойство принимающих свет элементов пикселей генерирования изображения. Помимо этого, хотя описан случай с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, когда пиксель генерирования изображения содержит два принимающих свет элемента, пиксель генерирования изображения не ограничен этим примером и возможно получить тот же самый эффект даже когда пиксель генерирования изображения содержит один принимающий свет элемент. То есть, отношение пикселей определения разности фаз и пикселей генерирования изображения фиксировано для каждого пикселя, расположенного рядом с пикселями генерирования изображения в области эффективных пикселей (пиксели, которые принимают свет от объекта и генерируют изображение), так что возможно сделать равномерным свойство принимающих свет элементов пикселей генерирования изображения.
Пример изображения, сгенерированного вторым датчиком изображения
На фиг.9 схематически показано полученное изображение, сгенерированное на основе сигнала второго датчика 200 изображения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения и полученное изображение, сгенерированное на основе сигнала обычного датчика изображения. Помимо этого на фиг.9 полученное изображение, которое генерируют, является изображением, содержащее максимальное количество пикселей, которое может быть сгенерировано каждым датчиком изображения.
На фиг.9(a) показано полученное изображение (полученное изображение 550), которое сгенерировано на основе сигналов, поданных из обычного датчика изображения (датчика 540 изображения), который содержит пиксели генерирования изображения и пиксели определения разности фаз, и показан датчик 540 изображения.
В датчике 540 изображения пиксели определения разности фаз расположены частично в четыре строки и места, в которых расположены эти пиксели определения разности фаз, схематически проиллюстрирована пунктирными линиями (позиция 541 пикселей определения разности фаз). Далее величина (количество принимающих свет элементов (пикселей)) в горизонтальном направлении (направление считывания) датчика 540 изображения равна W1 величина (количество принимающих свет элементов (пикселей)) в вертикальном направлении (направление, перпендикулярное направлению считывания) равна H1.
В полученном изображении 550 места данных изображения, содержащие позиции пикселей определения разности фаз, схематически указаны пунктирными линиями (позиции 551 пикселей дополнительных данных). Далее величина (количество принимающих свет элементов) в горизонтальном направлении (направление считывания) полученного изображения 550 равна W2 и величина (количество принимающих свет элементов) в вертикальном направлении равна Н2.
Далее будет описано генерирование получаемого изображения 550, выполняемое датчиком 540 изображения.
В датчике 540 изображения часть пикселей являются пикселями определения разности фаз и, при генерировании полученного изображения, данные изображения в позиции изображения определения разности фаз предсказывают по данным окружающих пикселей генерирования изображения и дополняют. Далее датчик 540 изображения содержит один принимающий свет элемент в одном пикселе генерирования изображения, так что максимальное количество пикселей полученного изображения, сгенерированного на основе сигнала из сигнала датчика 540 изображения, равно количеству принимающих свет элементов в датчике 540 изображения.
То есть, как показано на фиг.9(a) полученное изображение 550, сгенерированное из сигнала обычного датчика изображения, является изображением, содержащим позицию (позиция 551 пикселей дополнительных данных), в которой дополняют данные позиции (позиции 541 пикселя определения разности фаз в датчике 540 изображения) пикселя определения разности фаз. Далее в полученном изображении 550 количество (W2) пикселей в горизонтальном направлении совпадает с количеством (W1) принимающих свет элементов (пикселей) в горизонтальном направлении датчика 540 изображения и количество (Н2) пикселей в вертикальном направлении также совпадает с количеством (H1) принимающих свет элементов (пикселей) в вертикальном направлении датчика 540 изображения. Когда, например, количество эффективных принимающих свет элементов (количество принимающих свет элементов, используемых для генерирования полученного изображения) датчика 540 изображения равно 4592 столбцам и 3056 строкам, то генерируют полученное изображение 550, содержащие количество пикселей, равное 4592 столбцам х3056 строк.
На фиг.9(b) показан второй датчик 200 изображения, соответствующий первому варианту осуществления настоящего изобретения, и полученное изображение (полученное изображение 560), сгенерированное из сигнала, поданного от этого второго датчика 200 изображения.
Во втором датчике 200 изображения строки пикселей определения разности фаз и строки зафиксированных изображений расположены чередуясь друг с другом и строки этих пикселей определения разности фаз схематически показаны несколькими пунктирными линиями. Далее величина (количество принимающих свет элементов) в горизонтальном направлении (направление считывания) второго датчика 200 изображения равна W11 и величина (количество принимающих свет элементов) в вертикальном направлении равна H11. Далее в полученном изображении 560 величина (количество пикселей) в горизонтальном направлении (направление считывания) полученного изображения 560 равна W12 и величина (количество пикселей) в вертикальном направлении равна H12.
Далее будет описано генерирование полученного изображения 560, выполняемое вторым датчиком 200 изображения.
Во втором датчике 200 изображения строки пикселей определения разности фаз и строки пикселей генерирования изображения расположены чередуясь друг с другом и при генерировании полученного изображения это полученное изображение генерируют с использованием только данных строк пикселей генерирования изображения. Далее половина пикселей являются пикселями определения разности фаз и, следовательно, при генерировании полученного изображения данные изображения в позициях пикселей определения разности фаз не дополняют. Таким образом, максимальное количество пикселей в вертикальном направлении полученного изображения, сгенерированного из сигнала второго датчика 200 изображения, равно половине количества принимающих свет элементов в вертикальном направлении датчика 540 изображения (количество пикселей также равно половине). Более того, так как второй датчик 200 изображения содержит два принимающих свет элемента в одном пикселе генерирования изображения, максимальное количество пикселей в горизонтальном направлении полученного изображения, сгенерированного из сигнала второго датчика 200 изображения, равно половине количества принимающих свет элементов в горизонтальном направлении датчика 540 изображения (количества пикселей равны).
То есть, как показано на фиг.9(b), полученное изображение 560, сгенерированное из сигнала второго датчика 200 изображения, является изображением, которое не содержит данных, полученных путем дополнения данных в позициях пикселей определения разности фаз, и которое сформировано только с помощью данных, сгенерированных элементом получения изображения. Далее в полученном изображении 560 количество (W12) пикселей в горизонтальном направлении равно половине количества (W11) принимающих свет элементов в горизонтальном направлении датчика 200 изображения и количество (H12) пикселей в вертикальном направлении равно половине количества (H11) принимающих свет элементов в вертикальном направлении датчика 200 изображения. Когда, например, количество эффективных принимающих свет элементов второго датчика 200 изображения равно 4592 столбцам и 3056 строкам, генерируют полученное изображение 560, содержащие количество пикселей, равное 2296 столбцам и 1528 строкам.
Таким образом, во втором датчике 200 изображения даже хотя строки пикселей определения разности фаз и строки пикселей генерирования изображения расположены, чередуясь друг с другом, пропорции генерируемого изображения могут быть такими же, как и в датчике изображения, в котором расположены только пиксели генерирования изображения. То есть пропорции изображения (изображения в реальном времени), сгенерированного из сигнала второго датчика 200 изображения, и изображения (фотографическое изображение), сгенерированного из сигнала первого датчика 140 изображения, могут быть сделаны одинаковыми. Таким образом, возможно легко сгенерировать изображение в реальном времени для фотографического изображения из сигнала от второго датчика 200 изображения (без осуществления специально корректирующей обработки).
Помимо этого, хотя описан случай с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, где используют пиксели определения разности фаз, каждый из которых содержит два принимающих свет элемента, и пиксели генерирования изображения, каждый из которых содержит два принимающих свет элемента, настоящее изобретение никоим образом не ограничено этим случаем. Даже когда используют пиксели генерирования изображения, каждый из которых содержит один принимающий свет элемент, путем генерирования изображения с использованием двух пикселей с одинаковыми цветными фильтрами и путем продолжения пары пикселей (блок пикселя генерируемого изображения) в направлении считывания пропорции возможно сделать одинаковыми.
Пример скорости считывания данных второго датчика изображения
На фиг.10 показана диаграмма, иллюстрирующая пример скорости считывания данных для второго датчика 200 изображения в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения и пример скорости считывания данных для обычного датчика изображения. Далее на фиг.10 показана скорость считывания данных в случае, когда датчик изображения генерирует полученное изображение с максимальным количеством пикселей.
Помимо этого, аналогично фиг.9, для фиг.10 предполагается, что каждый датчик изображения содержит 4592 столбцов и 3056 строк принимающих свет элементов. То есть, второй датчик 200 изображения, соответствующий первому варианту осуществления настоящего изобретения, содержит 2296 столбцов и 3056 строк пикселей и обычный датчик изображения содержит 4592 столбцов и 3056 строк пикселей. Далее большая часть пикселей в обычном датчике изображения являются пикселями генерирования изображения и время считывания не становится меньше даже при пропуске от одной до трех строк и для простоты описания предполагаем, что данные считывают из всех пикселей определения разности фаз.
На фиг.10(a) показано время, нужное для считывания данных всех пикселей, расположенных в одной строке (время считывания данных, связанное с направлением считывания), в диаграмме, в которой горизонтальная ось является осью показывающей время считывания данных. На фиг.10(a) в качестве времен считывания данных показано время (время Т1) считывания данных для обычного датчика изображения и время (время Т2) считывания данных для второго датчика 200 изображения, соответствующего первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Далее опишем разницу между временем Т1 и временем Т2. Обычный датчик изображения содержит один принимающий свет элемент в одном пикселе генерирования изображения и этот датчик изображения считывает данные из пикселей 4592 раз для каждой строки. То есть время Т1 относится ко времени, которое связано с 4592 разами считывания данных.
Между тем второй датчик 200 изображения содержит два принимающих свет элемента в одном пикселе генерирования изображения и этот датчик изображения считывает данные из пикселей 2296 раз для каждой строки. То есть время Т2 относится ко времени, которое связано с 2296 разами считывания данных.
Как показано на фиг.10(a), второй датчик 200 изображения, соответствующий первому варианту осуществления настоящего изобретения, содержит два принимающих свет элемента в одном пикселе генерирования изображения и обладает большей скоростью считывания данных для строки по сравнению с обычным датчиком изображения.
На фиг.10(b) показано время, нужное для считывания данных всех пикселей в направлении, которое перпендикулярно направлению считывания (время считывания данных, касающееся направления, перпендикулярного направлению считывания), в диаграмме, в которой горизонтальная ось является осью показывающей время считывания данных. На фиг.10(b) показано время (время Т3) для обычного датчика изображения и время (время Т4) для второго датчика 200 изображения, когда с использованием пикселей определения разности фаз в одной строке определяют разность фаз (когда в направлении считывания осуществлено разделение зрачком). Далее на фиг.10(b) показано время (время Т5) считывания данных для второго датчика 200 изображения, когда с использованием пикселей определения разности фаз в множества строках определяют разность фаз (когда в направлении, которое перпендикулярно направлению считывания, осуществляют разделение зрачком).
Далее опишем разницу между временем Т3, временем Т4 и временем Т5. Большая часть пикселей в обычном датчике изображения является пикселями генерирования изображения и в строках, в которых предусмотрены пиксели определения разности фаз, также существуют пиксели генерирования изображения, так что существует очень мало строк, из которых не могут быть считаны данные пикселей. То есть в обычном датчике изображения 3056 раз определены строки для считывания (определены в направлении оси y). То есть время Т3 относится ко времени, которое связано с 3056 разами считывания данных.
При этом во втором датчике 200 изображения строки пикселей генерирования изображения и строки пикселей определения разности фаз расположены чередуясь друг с другом и количество раз определения считываемых строк, которое нужно для генерирования полученного изображения, равно 1528 разам (половина от 3056 строк). Когда разделение зрачком в горизонтальном направления осуществляют для строк пикселей определения разности фаз, разделение зрачком может быть осуществлено с использованием данных пикселей определения разности фаз, по меньшей мере, в одной строке. Более того, когда осуществляют разделение зрачком в вертикальном направления, разделение зрачком может быть осуществлено с использованием данных пикселей, расположенных в столбцах из двух пикселей расположенных в паре пикселей среди пикселей в строках, для которых осуществлено разделение зрачком в вертикальном направлении. Время Т4 относится ко времени, которое связано с 1528 разами +1 раз считывания данных при разделении зрачком в горизонтальном направлении, а время Т5 относится ко времени, которое связано с 1528 разами +764 раза считывания данных при разделении зрачком в вертикальном направлении.
Как показано на фиг.10(b), во втором датчике 200 изображения, который соответствует первому варианту осуществления настоящего изобретения, чередуясь друг с другом расположены строки, в которых расположены только пиксели генерирования изображения, и строки, в которых расположены только пиксели определения разности фаз, таким образом, по сравнению с обычным датчиком изображения увеличивается количество строк, которые не считываются. Таким образом, скорость считывания данных становится выше по сравнению с обычным датчиком изображения.
На фиг.10(c) показано время, нужное для считывания данных всех пикселей, когда сгенерировано одно полученное изображение (время считывания, касающееся всего датчика изображения), в диаграмме, в которой горизонтальная ось является осью показывающей время считывания данных. На фиг.10(c) в качестве времен считывания данных показано время (время Т6) считывания данных для обычного датчика изображения и время (время Т7) считывания данных для второго датчика 200 изображения, когда с использованием пикселей определения разности фаз в одной строке определяют разность фаз. Далее на фиг.10(c) показано время (время Т8) считывания данных для второго датчика 200 изображения, когда разность фаз определяют с использованием пикселей определения разности фаз в 764 строках.
Далее опишем разницу между временем Т6, временем Т7 и временем Т8. В обычном датчике изображения определены 3056 строк, которые считывают (определены в направлении оси y), и данные считывают из пикселей каждой определенной строки 4592 раза. То есть данные считывают из пикселей 3056×4592 раз. Время Т6 относится ко времени, касающемуся считывания данных 3056×4592 раз.
При этомкогда с использованием пикселей определения разности фаз в одной строке определена разность фаз, второй датчик 200 изображения устанавливает строки, которые считывают 1528+1 раз, и считывает данные из пикселей каждых установленных данных 2296 раз. То есть данные считывают из пикселей (1528+1)×2296 раз. Время Т7 относится ко времени, касающемуся считывания данных (1528+1)×2296 раз.
Далее, когда определяют разность фаз в вертикальном направлении, 1528+764 раз устанавливают строки, которые будут считывать, и данные считывают из пикселей каждой установленной строки 2296 раз (для простоты описания данные считывают из всех пикселей в строках пикселей определения разности фаз). То есть данные считывают из пикселей (1528+764)×2296 раз. Время Т8 относится ко времени, касающемуся считывания данных (1528+764)×2296 раз.
Как показано на фиг.10(c), второй датчик 200 изображения, соответствующий первому варианту осуществления настоящего изобретения, обладает большей скоростью считывания для строки по сравнению с обычным датчиком изображения.
Таким образом, для первого варианта осуществления настоящего изобретения путем получения отношения пикселей определения разности фаз, расположенных рядом с пикселями генерирования изображения (принимающие свет элементы) возможно сделать равномерным свойство пикселей генерирования изображения. Таким образом, при генерировании полученного изображения возможно уменьшить обработку по корректировке, касающуюся свойства каждого пикселя.
Далее для первого варианта осуществления настоящего изобретения в строках пикселей генерирования изображения пиксели генерирования изображения расположены в соответствии с шаблоном Байера с использованием в качестве одной пары двух принимающих свет элементов, которые содержат фильтры одинакового свойства. Благодаря этому возможно генерировать полученное изображение с использованием той же обработки, что и обработка при обычном шаблоне Байера, и при генерировании полученного изображения уменьшить обработку по корректировке, которая касается цветов.
Далее для первого варианта осуществления настоящего изобретения один пиксель содержит два принимающих свет элемента в пикселях генерирования изображения и пикселях определения разности фаз. Благодаря этому возможно сократить время, нужное для считывания данных из пикселей в направлении считывания. Далее расширяется область принимающей свет плоскости в одном пикселе, так что возможно сделать интенсивным сигнал, генерируемый одним пикселем. Более того, возможно сгенерировать полученное изображение, обладающее теми же пропорциями, что и для датчика изображения, в котором расположены только пиксели генерирования изображения.
2. Модифицированный пример
Был описан случай с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, в котором во втором датчике 200 изображения в линии, чередуясь друг с другом, были расположены пиксели определения разности фаз, которые разделяют зрачок в направлении считывания, и пиксели определения разности фаз, которые должны разделять зрачок в направлении, перпендикулярном направлению считывания. При этом пиксели определения разности фаз и пиксели генерирования изображения могут быть расположены другим образом. Например, строки пикселей определения разности фаз и строки пикселей генерирования изображения могут быть расположены, чередуясь друг с другом так, что количество пикселей определения разности фаз, расположенных рядом с пикселями генерирования изображения, равномерно (фиксировано отношение) для всех пикселей генерирования изображения. Таким образом, расположения пикселей определения разности фаз могут включать в себя различные шаблоны помимо шаблона, описанного в первом варианте осуществления изобретения.
Следовательно, в качестве примера различных шаблонов далее со ссылками на фиг.11 будет описан пример датчика изображения, который противоположен второму датчику изображения, который соответствует первому варианту осуществления изобретения, при этом отличаются позиции пикселей определения разности фаз, которые образуют пару. Далее со ссылками на фиг.12 и 13 будет описан пример датчика изображения, в котором пиксели определения разности фаз являются единственными пикселями, которые выполняют разделение зрачком в направлении считывания. Более того, со ссылками на фиг.14 будет описан пример датчика изображения, в котором, чередуясь друг с другом через каждые две другие строки, расположены строки пикселей определения разности фаз и строки пикселей генерирования изображения. Пример расположения пикселей второго датчика изображения На фиг.11 - 14 схематически показаны расположения принимающих свет элементов второго датчика изображения, соответствующего модифицированному примеру первого варианта осуществления настоящего изобретения. Для простоты описания фиг.11-14 будем описывать с использованием области части принимающих свет элементов (принимающих свет элементов шестнадцати строк и шестнадцати столбцов) каждого пикселя, образующего второй датчик 200 изображения. Кроме того, после фиг.11-14 описание будет сконцентрировано на отличии от области 210, которая соответствует первому варианту осуществления настоящего изобретения, и которая показана на фиг.3.
На фиг.11 показан пример расположения принимающих свет элементов второго датчика изображения, в котором позиции пары пикселей определения разности фаз, которые образуют пару, противоположны позициям таких же пикселей первого варианта осуществления изобретения и соответствуют модифицированного примеру первого варианта осуществления настоящего изобретения.
На фиг.11 показана область 710, которая является областью принимающих свет элементов 16 строк и 16 столбцов второго датчика изображения, в котором позиции пикселей определения разности фаз, образующих пару, противоположны позициям таких же пикселей первого варианта осуществления изобретения, и которая является областью, соответствующей области 210, показанной на фиг.3. На фиг.11 горизонтальная D1 строка 721, горизонтальная D2 строка 723, горизонтальная D3 строка 725 и горизонтальная D4 строка 727 расположены как строки, в которых расположены принимающие свет элементы разделяемые зрачком в направлении считывания. Далее строка 722 вертикального определения, строка 724 вертикального определения, строка 726 вертикального определения и строка 728 вертикального определения показаны как строки, в которых расположены принимающие свет элементы разделяемые зрачком в вертикальном направлении. Позиции принимающих свет элементов, которые образуют пары в этих строках, противоположны позициям в строках, в которых расположены принимающие свет элементы, разделяемые зрачком, в области 210, показанной на фиг.3. Например, при сравнении горизонтальной D1 строки 721 и горизонтальной D1 строки 321 (смотри фиг.3) противоположны позиции пикселя D1a определения разности фаз и пикселя D1b определения разности фаз. Помимо этого, аналогично строкам, в которых расположены разделяемые зрачком в направлении считывания принимающие свет элементы, позиции принимающих свет элементов, которые образуют пары, противоположны даже в строках, в которых расположены разделяемые зрачком в направлении, перпендикулярном направлению считывания, принимающие свет элементы.
Таким образом, даже когда позиции пикселей определения разности фаз, которые образуют пары, отличны от позиций для первого варианта осуществления настоящего изобретения возможно фиксировать отношение для пикселей определения разности фаз, расположенных рядом с пикселями генерирования изображения, аналогично первому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.12 показано расположение принимающих свет элементов второго датчика изображения, в котором только разделяемые зрачком в направлении считывания пиксели определения разности фаз расположены в строке пикселей определения разности фаз в соответствии с модифицированным примером первого варианта осуществления настоящего изобретения.
На фиг.12 показана область 730, которая является областью принимающих свет элементов 16 строк и 16 столбцов второго датчика изображения, в котором только разделяемые зрачком в направлении считывания пиксели определения разности фаз расположены в строках пикселей определения разности фаз, и которая является областью, соответствующей области 210, показанной на фиг.3. На фиг.12 в качестве строк, в которых расположены принимающие свет элементы разделяемые зрачком в направлении считывания, показаны горизонтальная D1 строка 731, горизонтальная D2 строка 732, горизонтальная D3 строка 733, горизонтальная D4 строка 735, горизонтальная D6 строка 736, горизонтальная D7 строка 737 и горизонтальная D8 строка 738. Горизонтальная D5 строка 735 - горизонтальная D8 строка 738 являются строками, в которых позиции соответствия выходным зрачкам для пикселей определения разности фаз отличаются от горизонтальной D1 строка 731 - горизонтальной D4 строки 735. Далее в строках пикселей определения разности фаз в области 730 расположены пиксели определения разности фаз, которые образуют пары.
Таким образом, путем расположения только разделяемых зрачком в направлении считывания пикселей определения разности фаз, так что расположены пиксели определения разности фаз, которые образуют пары, возможно поддержать больше позиций выходных зрачков по сравнению со вторым датчиком 200 изображения, который соответствует первому варианту осуществления изобретения.
На фиг.13 показан пример расположения второго датчика изображения, который отличается от фиг.12 и в котором только разделяемые зрачком в направлении считывания пиксели определения разности фаз расположены в строке пикселей определения разности фаз в соответствии с модифицированным примером первого варианта осуществления настоящего изобретения.
На фиг.13 показана область 740, которая является областью принимающих свет элементов 16 строк и 16 столбцов второго датчика изображения, в котором только разделяемые зрачком в направлении считывания пиксели определения разности фаз расположены в строках пикселей определения разности фаз, и шаблон области 740 отличается от шаблона области 730, показанной на фиг.12. На фиг.13 в качестве строк, в которых расположены принимающие свет элементы, разделяемые зрачком в направлении считывания, показаны горизонтальная D1a строка 741, горизонтальная D1b строка 742, горизонтальная D2a строка 743, горизонтальная D2b строка 744, горизонтальная D3a строка 745, горизонтальная D3b строка 746, горизонтальная D4a строка 747 и горизонтальная D4b строка 748. Горизонтальная D1a строка 741 является строкой, в которой расположены только пиксели D1a определения разности фаз, а горизонтальная D1b строка 742 является строкой, в которой расположены только пиксели D1b определения разности фаз. Аналогично горизонтальная D2a строка 743 -горизонтальная D4b строка 748 являются строками, в которых расположены только пиксели D2a - D4b определения разности фаз.
Таким образом, путем такого расположения только разделяемых зрачком в направлении считывания пикселей определения разности фаз, что пиксели определения разности фаз, которые образуют пары, расположены в отдельных строках, возможно сузить шаг между пикселями определения разности фаз, которые принимают свет и которые разделяет зрачок в том же направлении, и улучшить точность определения разности фаз.
Помимо этого существуют случаи, когда только разделяемые зрачком в направлении считывания пиксели определения разности фаз, как показано на фиг.12 и 13, расположены в строках пикселей определения разности фаз и, помимо этого, существуют случаи, когда только разделяемые зрачком в направлении, перпендикулярном направлению считывания, пиксели определения разности фаз расположены в строках пикселей определения разности фаз.
На фиг.14 показан пример расположения принимающих свет элементов второго датчика изображения, в котором строка пикселей определения разности фаз и строка пикселей генерирования изображения расположены поочередно через каждые две строки.
На фиг.14 показана область 750, которая является областью принимающих свет элементов 16 строк и 16 столбцов второго датчика изображения, в котором строки пикселей определения разности фаз и строки пикселей генерирования изображения расположены чередуясь друг с другом каждый две других строки, и которая является областью, соответствующей области 210, показанной на фиг.3. На фиг.14 показано, что две строки в которых расположены пиксели генерирования изображения, и две строки, в которых расположены пиксели определения разности фаз, расположены чередуясь друг с другом. В случае этого расположения принимающие свет элементы пикселей генерирования изображения расположены рядом с принимающими свет элементами трех пикселей определения разности фаз. То есть, даже когда строки пикселей генерирования изображения и строки пикселей определения разности фаз расположены чередуясь друг с другом, как описано в первом варианте осуществления изобретения, возможно зафиксировать отношение пикселей определения разности фаз, расположенных рядом с пикселями генерирования изображения.
Кроме того, даже когда строки пикселей генерирования изображения расположены через каждые две других строки или строки пикселей определения разности фаз расположены каждые три других строки, возможно зафиксировать отношение пикселей определения разности фаз, расположенных рядом с пикселями генерирования изображения. В этом случае путем осуществления корректирующей обработки, чтобы пропорции совпадали с пропорциями фотографического изображения при генерировании полученного изображения, возможно сгенерировать фотографическое изображение в реальном времени.
Как показано на фиг.11 - 14, в соответствии с расположением, которое отличается от расположения в первом варианте осуществления настоящего изобретения возможно зафиксировать отношение пикселей определения разности фаз, расположенных рядом с пикселями генерирования изображения.
Помимо этого, хотя были описаны первый вариант осуществления изобретения и модифицированный пример настоящего изобретения, в которых каждый из пикселей определения разности фаз и пикселей генерирования изображения содержит два принимающих свет элемента, настоящее изобретение не ограничено этим случаем. Когда, например, данные передают до такой степени быстро, что количество пикселей не нужно уменьшать наполовину, то пиксели определения разности фаз и пиксели генерирования изображения, которые содержит по одному принимающему свет элементу на каждый пиксель, так что зафиксировано отношение пикселей определения разности фаз, расположенных рядом с пикселями генерирования изображения. Далее путем создания принимающего свет элемента прямоугольной формы (обладающего размером, который соответствует двум принимающим свет элементам, соответствующим первому варианту осуществления изобретения), когда сделано второе изображения, возможно сформировать один пиксель с использованием одного принимающего свет элемента.
Помимо этого, хотя в первом варианте осуществления изобретения и модифицированном примере настоящего изобретения предполагается, что второй датчик 200 изображения является КМОП датчиком, настоящее изобретение никоим образом не ограничено этим случаем и в некоторых случаях может быть использован ПЗС (прибор с зарядовой связью) датчик. Далее, хотя предполагается использование изображения, сгенерированного из сигнала второго датчика 200 изображения, как изображения в реальном времени, настоящее изобретение никоим образом не ограничено этим случаем и, например, в некоторых случаях в блоке 181 памяти могут быть сохранены фильмы.
Помимо этого, вариант осуществления настоящего изобретения является типовым вариантом осуществления настоящего изобретения и сущности, соответствующие варианту осуществления настоящего изобретения, и сущности, определяющие изобретения в формуле изобретения, соответствуют друг другу, что ясно описано в варианте осуществления настоящего изобретения. Аналогично сущности, определяющие изобретения в формуле изобретения, и сущности, соответствующие варианту осуществления настоящего изобретения и обозначенные одинаковыми именами как сущности, определяющие изобретения, соответствуют друг другу. Тем не менее, настоящее изобретение никоим образом не ограничено этим вариантом осуществления и может быть реализовано путем различного рода модификаций этого варианта осуществления изобретения, которые лежат в пределах объема настоящего изобретения и не отклоняются от основной идеи настоящего изобретения.
Далее процесс обработки, описанный в варианте осуществления настоящего изобретения, может считаться способом, включающим в себя набор этих процессов, программу, в результате работы которой компьютер выполняет набор этих процессов, или носитель информации, на котором записана эта программа. Для этого носителя информации могут быть использованы CD диски (компакт диск), MD диски (минидиски), DVD (цифровой универсальный диск) диски, карты памяти, Blu-ray диски (зарегистрированная торговая марка).
Список ссылочных позиций
100
устройство формирования изображения
110
блок объектива
111
объектив с переменным фокусным расстоянием
112
диафрагма
113
линза фокусировки
120
блок приема оперирования
130
блок управления
140
первый датчик изображения
150
первый блок обработки сигнала
160
пленочное зеркало
170
второй блок обработки сигнала
181
блок памяти
182
блок отображения
183
блок принятия решения о регулировке фокусировки
184
блок привода
200
второй датчик изображения