Регистрирующий изображение элемент и устройство регистрации изображения

Регистрирующий изображение элемент и устройство регистрации изображения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение касается технического решения для регистрирующего изображение элемента, способного принимать переданный через выходной зрачок оптической системы съемки пучок света от объекта.

Уровень техники

В устройстве регистрации изображений, таком как однообъективная цифровая зеркальная камера, в которой есть возможность смены объектива, предложено использовать регистрирующий изображение элемент (здесь может называться «регистрирующим изображение элементом, определяющим разность фаз»). Регистрирующий изображение элемент содержит множество пар фотоэлектрических преобразователей (фотодиодов) и способен определять фокус способом определения разности фаз. Каждая пара фотоэлектрических преобразователей генерирует соответствующие сигналы изображения путем приема пучков света от объекта, переданных через соответствующую пару участков (таких как правый участок зрачка/левый участок зрачка) в выходном зрачке сменного объектива (оптической системы съемки). Известны следующие примеры регистрирующих изображение элементов.

Например, в ПЛ 1 рассмотрен регистрирующий изображение элемент, определяющий разность фаз, в конструкции которого фотоэлектрические преобразователи разделены на два в обычных пикселях (RGB пикселях), используемых для получения сигналов изображения объекта (такие фотоэлектрические преобразователи здесь называются «фотоэлектрическими преобразователями половинного размера»). То есть в ПЛ 1 описан регистрирующий изображение элемент, который определяет разность фаз и в котором пара фотоэлектрических преобразователей половинного размера расположена под одной микролинзой.

Кроме того, например, в ПЛ2 описан регистрирующий изображение элемент, который определяет разность фаз и в котором пучок света от объекта ограничен в малом отверстии в перекрывающей свет маске, использующей металлический слой в паре соседних пикселей, так что пара участков выходного зрачка принимает пучок света на паре фотоэлектрических преобразователей.

Список цитируемой литературы

Патентная литература

ПЛ 1: нерассмотренная заявка на японский патент №2001-250931.

ПЛ 2: нерассмотренная заявка на японский патент №2005-303409.

Раскрытие изобретения

Техническая задача

Однако в регистрирующем изображение элементе из ПЛ 1, транзисторы, предназначенные для преобразования выходных сигналов соответствующих фотоэлектрических преобразователей половинного размера в электрические сигналы, необходимо располагать рядом с соответствующими фотоэлектрическими преобразователями. Следовательно, необходимо уменьшить размеры фотоэлектрических преобразователей в соответствии с местом для их установки, тем самым уменьшая количество принимаемого света (то есть чувствительность) для каждого фотоэлектрического преобразователя. Это затрудняет точное определение фокуса способом определения разности фаз.

В отличие от этого, в регистрирующем изображение элементе из ПЛ 2, так как пучок света от объекта ограничен небольшим отверстием в перекрывающей свет маске для каждого пикселя, когда каждый пиксель становится меньше, например, из-за увеличения количества пикселей регистрирующего изображение элемента, требуется, чтобы отверстие перекрывающей свет маски было еще меньше. Такое отверстие может быть трудно изготовить.

С учетом этих обстоятельств, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить техническое решение для регистрирующего изображение элемента, который определяет разность фаз и который может точно определить фокус с помощью способа определения разности фаз и может быть надлежащим образом изготовлен даже при уменьшении размера пикселя.

Решение задачи

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, предложен регистрирующий изображение элемент, содержащий пару первых пикселей, которые осуществляют функцию разделения выходного зрачка путем приема пучка света от объекта, передаваемого через пару участков, наклоненных в противоположных направлениях вдоль заданного направления в выходном зрачке оптической системы съемки; и группу вторых пикселей, содержащих вторые пиксели, которые не связаны с функцией разделения выходного зрачка. Группа вторых пикселей содержит множество фотоэлектрических преобразователей, расположенных с заданным шагом вдоль заданного направления, и множество микролинз, расположенных над соответствующими фотоэлектрическими преобразователями. Пара первых пикселей содержит пару фотоэлектрических преобразователей, размеры которых совпадают с размерами фотоэлектрических преобразователей из указанного выше множества, при этом указанная пара фотоэлектрических преобразователей расположена рядом друг с другом с заданным шагом вдоль указанного заданного направления. Над парой фотоэлектрических преобразователей предусмотрены перекрывающий свет участок и одна микролинза, перекрывающий свет участок содержит две перекрывающие свет области, которые перекрывают пучок света, прошедший через выходной зрачок, а одна микролинза расположена между двумя перекрывающими свет областями.

Полезные результаты изобретения

Согласно настоящему изобретению, регистрирующий изображение элемент содержит пару первых пикселей, которые осуществляют функцию разделения выходного зрачка путем приема пучка света от объекта, переданного через пару участков, наклоненных в противоположных направлениях вдоль заданного направления в выходном зрачке оптической системы съемки; и группу вторых пикселей, содержащих вторые пиксели, которые не связаны с функцией разделения выходного зрачка, и множество фотоэлектрических преобразователей, расположенных с заданным шагом вдоль заданного направления. Кроме того, пара первых пикселей содержит пару фотоэлектрических преобразователей, размеры которых совпадают с размерами фотоэлектрических преобразователей вторых пикселей и которые расположены рядом друг с другом с заданным шагом вдоль указанного заданного направления. Над парой фотоэлектрических преобразователей предусмотрен перекрывающий свет участок, содержащий две перекрывающие свет области, которые перекрывают пучок света, прошедший через выходной зрачок, и одна микролинза, расположенная между двумя перекрывающими свет областями. Такой регистрирующий изображение элемент (регистрирующий изображение элемент с определением разницы фаз) может точно определять фокус с помощью способа определения разницы фаз и может быть надлежащим образом изготовлен даже при уменьшенном размере пикселей.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид, показывающий внешнюю конструкцию устройства 1 регистрации изображений, которое соответствует первому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - вид, показывающий внешнюю конструкцию устройства 1 регистрации изображений;

фиг.3 - вертикальный разрез устройства 1 регистрации изображений;

фиг.4 - вид, показывающий функциональную электрическую схему устройства 1 регистрации изображений;

фиг.5 - вид, показывающий конструкцию регистрирующего изображение элемента 101;

фиг.6 - вид, показывающий конструкцию регистрирующего изображение элемента 101;

фиг.7 - вертикальный разрез, показывающий конструкции обычных пикселей 110;

фиг.8 - вертикальный разрез, показывающий конструкции пар 11f пикселей автофокусировки;

фиг.9 - вид сверху, показывающий конструкции пар 11f пикселей автофокусировки;

фиг.10 - график, показывающий результаты моделирования, когда фокальная плоскость расположена ближе на 200 мкм плоскости регистрации изображения регистрирующего изображение элемента 101;

фиг.11 - график, показывающий результаты моделирования, когда фокальная плоскость расположена ближе плоскости регистрации изображения на 100 мкм;

фиг.12 - график, показывающий результаты моделирования в состоянии, когда фокальная плоскость совпадает с плоскостью регистрации изображения;

фиг.13 - график, показывающий результаты моделирования, когда фокальная плоскость расположена дальше плоскости регистрации изображения на 100 мкм;

фиг.14 - график, показывающий результаты моделирования, когда фокальная плоскость расположена дальше плоскости регистрации изображения на 200 мкм;

фиг.15 - график Gc, показывающий взаимосвязь между величиной расфокусировки и разницей между положениями центра тяжести в паре изображений;

фиг.16 - вид, иллюстрирующий конструкцию области Efr автофокусировки, предусмотренной для регистрирующего изображение элемента 101 А, соответствующего второму варианту осуществления изобретения;

фиг.17 - вертикальный разрез, показывающий конструкции пар 11fr пикселей автофокусировки;

фиг.18 - вид, иллюстрирующий взаимосвязь между диаметром/кривизной микролинзы и разделением выходного зрачка.

фиг.19 - вид, иллюстрирующий конструкцию первых металлических слоев 44а, которые соответствуют модификации настоящего изобретения;

фиг.20 - вид, иллюстрирующий конструкцию области Efa автофокусировки, соответствующей модификации настоящего изобретения.

Описание вариантов осуществления настоящего изобретения

Первый вариант осуществления изобретения

Конструкция основной части устройства регистрации изображения

На фиг.1 и 2 показана внешняя конструкция устройства 1 регистрации изображений, которое соответствует первому варианту осуществления настоящего изобретения. Здесь на фиг.1 и 2 показаны соответственно вид спереди и вид сзади.

Устройство 1 регистрации изображений выполнено в виде, например, однообъективной цифровой зеркальной камеры и содержит корпус 10 камеры и сменный объектив 2, который служит в качестве объектива для съемки и который выполнен с возможностью снятия с корпуса 10 камеры.

На фиг.1 передняя сторона корпуса 10 камеры содержит участок 301 крепления, кнопку 302 смены объектива, рукоятку 303, диск 305 установки режима, диск 306 установки управляющих значений и кнопку 307 спуска затвора. Сменный объектив 2 прикреплен к участку 301 крепления, расположенному практически в центре передней поверхности корпуса 10 камеры. Кнопка 302 смены объектива расположена справа от участка 301 крепления. Пользователь может держаться за рукоятку 303. Диск 305 установки режима расположен в верхней левой части, если смотреть на корпус 10 камеры спереди. Диск 306 установки управляющих значений расположен в верхней правой части, если смотреть на корпус 10 камеры спереди. Кнопка 307 спуска затвора расположена на верхней поверхности рукоятки 303.

Кроме того, на фиг.2 показано, что на задней стороне корпуса 10 камеры расположен ЖК (жидкокристаллический) дисплей 311, группа 312 кнопок установок, клавиша 314 со стрелками и кнопка 315. Группа 312 кнопок установок расположена слева от ЖК-дисплея 311. Клавиша 314 со стрелками расположена справа от ЖК-дисплея 311. Кнопка 315 расположена в центре клавиши 314 со стрелками. Далее задняя сторона корпуса 10 камеры содержит ЭВИ 316 (электронный видоискатель), наглазник 321, выключатель 317 питания, кнопку 323 коррекции экспозиции и кнопку 324 блокировки экспозиции и вспышку 318 и участок 319 соединения. ЭВИ 316 расположен сверху ЖК-дисплея 311. Наглазник 321 окружает ЭВИ 316. Выключатель 317 питания расположен слева от ЭВИ 316. Кнопка 323 коррекции экспозиции и кнопка 324 блокировки экспозиции расположены справа от ЭВИ 316. Вспышка 318 и участок 319 соединения расположены выше ЭВИ 316.

Участок 301 крепления содержит соединительный элемент Ес (смотри фиг.4), предназначенный для электрического соединения с установленным сменным объективом 2 и с соединительным устройством 75 (смотри фиг.4), предназначенным для механического соединения с установленным сменным объективом 2.

Кнопка 302 смены объектива является кнопкой, на которую нажимают для снятия сменного объектива 2, прикрепленного к участку 301 крепления.

Рукоятка 303 представляет собой часть устройства 1 регистрации изображения, за которую держится пользователь при осуществлении съемки, указанная часть имеет неровную поверхность, соответствующую формам пальцев, что нужно для лучшего удерживания. Кроме того, в рукоятке 303 предусмотрен отсек для аккумулятора и гнездо для карты (не показано). В отсеке для аккумулятора расположен аккумулятор 69 В (смотри фиг.4), являющийся источником электроэнергии камеры. В гнезде для карты с возможностью извлечения расположена карта 67 памяти (смотри фиг.4), предназначенная для записи данных с отснятыми изображениями. Кроме того, рукоятка 303 может быть снабжена датчиком захвата, предназначенным для определения, держится ли пользователь за рукоятку 303.

Диск 305 установки режима и диск 306 установки управляющих значений по существу представляют собой элементы, выполненные в виде дисков, способных вращаться в плоскости, по существу, параллельной верхней поверхности корпуса 10 камеры. Диск 305 установки режима предназначен для выбора альтернативных функций или режимов, предусмотренных в устройстве 1 регистрации изображений, примерами таких функций или режимов являются: режим автоматической экспозиции (АЭ) или режим автоматической фокусировки (АФ, автофокус) или различные режимы съемки (такие как режим получения фотографических изображений, предназначенный для получения одиночных фотографических изображений, или режим непрерывной съемки, предназначенный для осуществления непрерывной съемки) или режим воспроизведения, предназначенный для показа записанного изображения. В отличие от указанного, диск 306 установки управляющих значений предназначен для установки управляющих значений для различных функций устройства 1 регистрации изображений.

Кнопка 307 спуска затвора является кнопкой, которая может быть переведена в частично нажатое состояние или полностью нажатое состояние, которое получается при дальнейшем нажатии на кнопку 307 спуска затвора. Когда кнопка 307 спуска затвора нажата частично в режиме получения фотографических изображений, выполняются операции подготовки к съемке изображения объекта (такие операции, как установка значения экспозиции или определение фокуса). Когда кнопка 307 спуска затвора нажата полностью, выполняют операции съемки (в том числе набор операций, в ходе которых воздействуют на регистрирующий изображение элемент 101 (смотри фиг.3), для сигнала изображения, полученного при таком воздействии, осуществляют заданную операцию обработки и сигнал изображения записывают, например, на карту памяти).

ЖК-дисплей 311 содержит цветную жидкокристаллическую панель, способную показывать изображение. ЖК-дисплей 311, например, воспроизводит и показывает записанное изображение или показывает изображение, полученное регистрирующим изображение элементом 101 (смотри фиг.3), и показывает экран установки функции или режима для устройства 1 регистрации изображений. Вместо ЖК-дисплея 311 также могут быть использовано органическое электролюминесцентное устройство отображения или плазменное устройство отображения.

Группа 312 кнопок установок содержит кнопки, предназначенные для осуществления различных функций устройства 1 регистрации изображений. Группа 312 кнопок установок содержит, например, выключатель подтверждения выбора, предназначенный для подтверждения выбора материала в экране меню, показываемом на ЖК-дисплее 311, выключатель отмены выбора, выключатель показа меню, предназначенный для переключения материала экрана меню, выключатель дисплея и выключатель увеличения дисплея.

Клавиша 314 со стрелками содержит кольцеобразный элемент, снабженный несколькими нажимающимися участками (показаны треугольными участками), которые отстоят друг от друга на равное расстояние по окружности, и клавиша 314 со стрелками выполнена таким образом, что с помощью контактов (переключателей), расположенных в соответствии с размещением нажимающихся участков, отслеживают нажатие на нажимающиеся участки. Кроме того, в центре клавиши 314 со стрелками расположена кнопка 315. Клавиша 314 со стрелками и кнопка 315 предназначены для ввода команд, например, для установки условий съемки (таких как значение диафрагмы, выдержки, наличие/отсутствие вспышки при съемке), для переключения кадров записанных изображений, показываемых, например, ЖК-дисплеем 311, и для изменения увеличения масштаба при съемке (перемещения объектива 212 изменения масштаба (смотри фиг.4) в широкоугольном направлении или направлении фокусного расстояния телеобъектива).

ЭВИ 316 содержит жидкокристаллическую панель 310 (смотри фиг.3) и, например, воспроизводит и показывает записанное изображение или показывает изображение, полученное регистрирующим изображение элементом 101 (смотри фиг.3). С помощью ЭВИ 316 и ЖК-дисплея 311 пользователь может визуально распознать объект, который фактически снимается с использованием регистрирующего изображение элемента 101, что делается путем визирования по экрану (предварительного просмотра), в котором объект отображается динамически на основе сигналов изображения, последовательно генерируемых регистрирующим изображение элементом 101, до фактического осуществления съемки (съемки с целью записи изображения).

Выключатель 317 питания представляет собой ползунковый переключатель с двумя положениями, который перемещается вправо и влево. Когда выключатель 317 питания находится в левом положении, подача электроэнергии к устройству 1 регистрации изображений включена, когда выключатель 317 питания находится в правом положении, подача электроэнергии к устройству 1 регистрации изображений выключена.

Вспышка 318 является встроенной, поднимающейся вспышкой. С другой стороны, когда, например, внешняя вспышка установлена на корпусе 10 камеры, для ее соединения с корпусом 10 камеры используется участок 319 соединения.

Наглазник 321 представляет собой С-образный задерживающий свет элемент, ограничивающий поступление внешнего света в ЭВИ 316.

Кнопка 323 коррекции экспозиции представляет собой кнопку, предназначенную для ручной регулировки значения экспозиции (значения диафрагмы или выдержки). Кнопка 324 блокировки экспозиции представляет собой кнопку, предназначенную для фиксации экспозиции.

Сменный объектив 2 функционирует как окно с линзами, которое пропускает свет (оптическое изображение) от объекта, и, как оптическая система съемки для направления света от объекта на регистрирующий изображение элемент 101, расположенный в корпусе 10 камеры. Путем нажатия на кнопку 302 смены объектива, можно снять сменный объектив 2 с корпуса 10 камеры.

Сменный объектив 2 снабжен группой 21 линз, которая содержит несколько линз, расположенных последовательно вдоль оптической оси LT (смотри фиг.4). Группа 21 линз содержит линзу 211 фокусировки, предназначенную для фокусировки (смотри фиг.4), и линзу 212 изменения масштаба, предназначенную для изменения увеличения (смотри фиг.4). Путем перемещения линзы 211 фокусировки и линзы 212 изменения масштаба в направлении оптической оси LT (смотри фиг.3) осуществляют фокусировку и изменяют увеличение. В подходящем месте внешней периферии цилиндра сменного объектива 2 расположено рабочее кольцо, которое можно вращать вокруг внешней периферийной поверхности цилиндра. Вручную или автоматически линзу 212 изменения масштаба перемещают в соответствии с направлением и величиной вращения рабочего кольца, так что в соответствии с позицией рабочего кольца устанавливается увеличение масштаба (увеличение масштаба для съемки).

Внутренняя конструкция устройства 1 регистрации изображения

Далее будет описана внутренняя конструкция устройства 1 регистрации изображения. На фиг.3 показан вертикальный разрез устройства 1 регистрации изображения. Как показано на фиг.3, в корпусе 10 камеры расположены регистрирующий изображение элемент 101, ЭВИ 316 и так далее.

Регистрирующий изображение элемент 101 расположен перпендикулярно оптической оси LT группы линз сменного объектива 2 в случае, когда сменный объектив 2 установлен на корпусе 10 камеры. В качестве регистрирующего изображение элемента 101 используют цветной матричный КМОП-датчик (регистрирующий изображение КМОП-элемент). В цветном матричном КМОП-датчике множество пикселей, содержащих, например, фотодиоды, расположены в плоскости матрицы. Регистрирующий изображение элемент 101 вырабатывает аналоговые электрические сигналы (сигналы изображения) соответствующих цветных компонент, К (красный), З (зеленый) и С (синий), пучков света от объекта, принятых через сменный объектив 2, и выдает сигналы изображения соответствующих цветов К, З и С. Ниже подробно описана конструкция регистрирующего изображение элемента 101.

Блок 40 затвора расположен впереди регистрирующего изображение элемента 101 вдоль оптической оси. Блок 40 затвора выполнен в виде механического шторно-щелевого затвора, который содержит перемещающийся по вертикали элемент-шторку и который открывает и закрывает оптический путь для света от объекта, направляемого до регистрирующего изображение элемента 101 вдоль оптической оси LT, благодаря открыванию и закрыванию элемента-шторки. Блок 40 затвора может отсутствовать, когда регистрирующий изображение элемент 101 является таким элементом, который дает возможность использования полностью электронного затвора.

ЭВИ 316 содержит жидкокристаллическую панель 310 и окуляр 106. Жидкокристаллическая панель 310 выполнена, например, в виде цветной жидкокристаллической панели, которая может показывать изображение и может показывать изображение, снятое регистрирующим изображение элементом 101. Окуляр 106 направляет изображение объекта, показываемое на жидкокристаллической панели 310 на внешнюю сторону ЭВИ 316. Благодаря такой конструкции ЭВИ 316, пользователь может видеть объект, снятый регистрирующим изображение элементом 101.

Электрическая схема устройства 1 регистрации изображения

На фиг.4 показана функциональная электрическая схема устройства 1 регистрации изображения. Например, элементы, соответствующие элементам, показанным на фиг.1-3, обозначены аналогичными ссылочными позициями. Кроме того, для удобства объяснения, сначала будет описана электрическая схема сменного объектива 2.

Кроме группы 21 линз упомянутой выше оптической системы съемки, сменный объектив 2 снабжен механизмом 24 привода линз, участком 25 определения положения линз, участком 26 управления линзами и механизмом 27 привода ограничителя.

В группе 21 линз вдоль оптической оси LT (фиг.3) в цилиндре расположены линза 211 фокусировки, линза 212 изменения масштаба и диафрагма 23, предназначенная для регулировки количества света, падающего на регистрирующий изображение элемент 101, размещенный в корпусе 10 камеры. Группа 21 линз принимает оптическое изображение объекта и фокусирует его на регистрирующем изображение элементе 101. При автофокусировке фокусировку осуществляют путем перемещения в направлении оптической оси LT линзы 211 фокусировки с помощью приводного механизма 71М автофокусировки, расположенного в сменном объективе 2.

На основе сигнала управления автофокусировкой, переданного от основного участка 62 управления через участок 26 управления линзами, участок 71А управления приводом фокусировки генерирует управляющий сигнал привода для приводного механизма 71М автофокусировки, нужный для перемещения линзы 211 фокусировки в положение ее фокуса. Приводной механизм 71М автофокусировки содержит, например, шаговый двигатель и прикладывает энергию привода линз к механизму 24 привода линз.

Механизм 24 привода линз содержит, например, винтовую поверхность и зубчатое зацепление (не показано), которое вращает винтовую поверхность. Механизм 24 привода линз получает энергию привода от приводного механизма 71М автофокусировки и перемещает, например, линзу 211 фокусировки в направлении, параллельном оптической оси LT. Направление и величина перемещения линзы 211 фокусировки соответствуют направлению вращения и количеству оборотов приводного механизма 71М автофокусировки соответственно.

Участок 25 определения положения линз содержит пластину кодов и щетку кодера и определяет величину перемещения группы 21 линз при фокусировке группы 21 линз. В пластине кодов сформировано множество кодовых шаблонов, расположенных с заранее заданным шагом в направлении оптической оси LT в диапазоне перемещения группы 21 линз. Щетка кодера перемещается вместе с линзой при перемещении вдоль и контактирует с пластиной кодов. Положение линзы, определенное участком 25 определения положения линз, подают на выход, например, в виде нескольких импульсов.

Участок 26 управления линзами включает в себя, например, микрокомпьютер, содержащий память, такую как ПЗУ, в которой хранится, например, программа управления, или флеш-память, в которой хранятся данные, касающиеся информации о состоянии.

Далее участок 26 управления линзами выполняет функцию связи, нужную для взаимодействия с основным участком 62 управления корпуса 10 камеры через соединительный элемент Ес. Это делает возможным пересылку, например, данных о состоянии (таких как фокусное расстояние, положение выходного зрачка, значение диафрагмы и количество света для периферийной области группы 21 линз) и информации о положении линзы 211 фокусировки, которое определяет участок 25 определения положения линз, в основной участок 62 управления. Кроме того, это делает возможным прием, например, данных о величине перемещения линзы 211 фокусировки от основного участка 62 управления.

Механизм 27 привода ограничителя получает энергию привода от приводного механизма 76М ограничителя через соединительное устройство 75 и изменяет ограничительный диаметр диафрагмы 23.

Далее будет описана электрическая схема корпуса 10 камеры. Кроме описанного ранее регистрирующего изображение элемента 101, блока 40 затвора и так далее, корпус 10 камеры содержит АФБ 5 (аналоговый входной блок), участок 61 обработки изображения, память 614 изображений, основной участок 62 управления, схему 63 вспышки, рабочий участок 64, видео ПЗУ 65 (65а, 65b), интерфейс 66 карты, карту 67 памяти, интерфейс связи 68, схему 69 подачи электроэнергии, аккумулятор 69 В, участок 73А управления приводом затвора, приводной механизм 73М затвора, участок 76А управления диафрагмой и приводной механизм 76М диафрагмы.

Регистрирующий изображение элемент 101 выполнен из цветного матричного КМОП-датчика, как упомянуто выше. Схема 51 управления синхронизирующими импульсами (описана ниже) управляет операциями регистрации изображения, такими как считывание сигнала пикселя, выбор выходного сигнала каждого пикселя регистрирующего изображение элемента 101 и запуск (и окончание) операции экспонирования регистрирующего изображение элемента 101.

АФБ 5 подает синхронизирующий импульс, который вызывает выполнение регистрирующим изображение элементом 101 заданной операции, осуществляет заданную операцию обработки сигналов изображения, поданных от регистрирующего изображение элемента 101 (то есть группы аналоговых сигналов, принятых пикселями матричного КМОП-датчика), преобразует сигналы изображения в цифровые сигналы и подает цифровые сигналы в участок 61 обработки изображений. АФБ 5 содержит, например, схему 51 управления синхронизирующими импульсами, участок 52 обработки сигналов и участок 53 аналогово-цифрового преобразования.

На основе выходного сигнала генератора тактовых импульсов из основного участка 62 управления схема 51 управления синхронизирующими импульсами генерирует синхронизирующие импульсы (которые приводят к выработке импульса ϕVn вертикальной развертки, импульса ϕVm строчной развертки и сигнала ϕVr сброса), подает заданные синхронизирующие импульсы на регистрирующий изображение элемент 101 и управляет операциями получения изображения в регистрирующем изображение элементе 101. Кроме того, благодаря выводу заданных синхронизирующих импульсов в участок 52 обработки сигналов и участок 53 аналогово-цифрового преобразования, управляют операциями участка 52 обработки сигналов и участка 53 аналогово-цифрового преобразования.

Участок 52 обработки сигналов осуществляет заданную операцию обработки аналоговых сигналов изображений, полученных от регистрирующего изображение элемента 101. Участок 52 обработки сигналов содержит, например, схему ДКВ (двойная коррелированная выборка), схему АУУ (автоматического управления усилением) и схему фиксации уровня. На основе синхронизирующих импульсов, поданных от схемы 51 управления синхронизирующими импульсами, участок 53 аналогово-цифрового преобразования преобразует аналоговые К, З и С сигналы изображений, поданные от участка 52 обработки сигналов, в цифровые сигналы изображений, состоящие из множества бит (например, 12 бит).

Участок 61 обработки изображений осуществляет заданную операцию обработки сигналов для данных изображений, полученных от АФБ 5, и формирует файл изображения. Участок 61 обработки изображений содержит, например, схему 611 коррекции уровня черного, схему 612 управления балансом белого и схему 613 гамма-коррекции. Данные изображения, полученные участком 61 обработки изображений, записывают в память 614 изображений синхронно со считыванием регистрирующего изображение элемента 101. Далее осуществляют доступ к данным изображения, записанным в память 614 изображений, так что для каждого блока участка 61 обработки изображений осуществляют некоторую операцию.

Схема 611 корректировки уровня черного корректирует уровень черного для каждого К, З и С цифрового сигнала изображения, прошедшего аналогово-цифровое преобразование в участке 53 аналогово-цифрового преобразования, до опорного уровня черного.

На основе эталона абсолютно белого тела, соответствующего источнику света, схема 612 корректировки баланса белого осуществляет преобразования уровня (регулировку баланса белого (ББ)) для цифровых сигналов соответствующих К (красный), З (зеленый) и С (синий) цветных компонентов. То есть на основе данных регулировки ББ, полученных от основного участка 62 управления, схема 612 корректировки баланса белого определяет участок, который считается фактически белым, например, по данным насыщенности цвета и яркости снимаемого объекта, определяет среднее К, З и С цветных компонентов этой части, определяет отношение З/К и З/С и корректирует эти уровни на коэффициенты коррекции для К и С.

Схема 613 гамма-коррекции корректирует характеристики градации данных изображения, прошедших регулировку ББ. Более конкретно, схема 613 гамма-коррекции осуществляет нелинейное преобразование с использованием таблицы гамма-коррекции, в которой для каждого цветового компонента заранее установлен уровень данных изображения, и осуществляет ввод коррекции.

В режиме съемки память 614 изображений представляет собой память, используемую в качестве рабочей области, которая временно сохраняет данные изображения, полученные от участка 61 обработки изображения, и которая используется для осуществления заданной операции с данными изображения с помощью основного участка 62 управления. Кроме того, в режиме воспроизведения память 614 изображений временно сохраняет данные изображения, считанные из карты 67 памяти.

Основной участок 62 управления содержит, например, микрокомпьютер, в который встроен участок хранения, такой как ПЗУ, в котором хранится программа управления, или ОЗУ, в котором временно хранятся данные, и управляет работой каждого участка устройства 1 регистрации изображений.

В режиме съемки с вспышкой схема 63 вспышки так управляет количеством света, излучаемого вспышкой 318 или внешней вспышкой, присоединенной к участку 319 соединения, чтобы указанное количество соответствовало количеству излучаемого света, установленному основным участком 62 управления.

Рабочий участок 64 содержит, например, диск 305 установки режима и диск 306 установки управляющих значений, кнопку 307 спуска затвора, группу 312 кнопок установок, клавишу 314 со стрелками, кнопку 315 и выключатель 317 питания. Рабочий участок 64 служит для ввода информации об операции в основной участок 62 управления.

Видео ОЗУ 65а и 65b представляют собой буферные памяти, которые расположены соответственно между основным участком 62 управления и ЖК-дисплеем 311 и между основным участком 62 управления и ЭВИ 316 и которые обладают способностью сохранять сигналы изображений, в соответствии с количеством пикселей ЖК-дисплея 311 и ЭВИ 316. Карта 66 интерфейса представляет собой интерфейс, которые обеспечивает возможность передачи и приема сигнала между картой 67 памяти и основным участком 62 управления. Карта 67 памяти представляет собой носитель информации, на котором сохраняют данные изображения, сгенерированные основным участком 62 управления. Интерфейс 68 связи является интерфейсом, предназначенным для обеспечения возможности передачи, например, данных изображения на персональный компьютер или другие внешние устройства.

Схема 69 подачи электроэнергии представляет собой, например, схему постоянного напряжения и генерирует напряжение для приведения в действие всего устройства 1 регистрации изображения, например участков управления (основной участок 62 управления и так далее), регистрирующего изображение элемента 101 и различных других участков. Более того, управление приложением тока к регистрирующему изображение элементу 101 осуществляют на основе сигнала управления, полученного схемой 69 подачи электроэнергии от основного участка 62 управления. Аккумулятор 69В представляет собой гальванический элемент, такой как щелочная сухая аккумуляторная батарея, или представляет собой вторичную батарею, такую как никель-металлогидридная аккумуляторная батарея, и является источником электроэнергии, который подает электрическую энергию ко всему устройству 1 регистрации изображения.

На основе сигнала управления, полученного из основного участка 62 управления, участок 73 А управления приводом затвора вырабатывает сигнал управления приводом для приводного механизма 73М затвора. Приводной механизм 73М затвора является приводным механизмом, который осуществляет операцию открывания и закрывания блока 40 затвора.

На основе сигнала управления, полученного из основного участка 62 управления, участок 76А управления диафрагмой вырабатывает сигнал управления для приводного механизма 76М диафрагмы. Приводной механизм 76М диафрагмы прикладывает электроэнергию к механизму 27 привода диафрагмы через соединительное устройство 75.

Кроме того, корпус 10 камеры содержит схему 77 вычисления разности фаз при автофокусировке, которая осуществляет необходимые вычисления при управлении автофокусировкой (АФ) с использованием регистрирующего изображение элемента 101, на основе данных изображения, поданных от схемы 611 коррекции уровня черного и прошедших коррекцию уровня черного.

Далее будет описана операция автофокусировки, основанной на разности фаз, для устройства 1 регистрации изображения с использованием схемы 77 вычисления разности фаз при автофокусировке.

Операция автофокусировки, основанной на разности фаз, в устройстве 1 регистрации изображения

Устройство 1 регистрации изображения выполнено таким образом, чтобы оно могло осуществлять определение фокуса (автофокусировку на основе разности фаз) с использованием способа определения разности фаз путем приема света, переданного через различные участки выходного зрачка регистрирующим изображение элементом 101. Ниже будут описаны конструкция регистрирующего изображение элемента 101 и принципы автофокусировки, которая основана на разности фаз и которая используется в регистрирующем изображение элементе 101.

На фиг.5 и 6 показана конструкция регистрирующего изображение элемента 101.

Регистрирующий изображение элемент 101 выполнен таким образом, что он может осуществлять определение фокуса с использованием способа определения разности фаз в каждой из множества областей Ef автофокусировки, расположенных в соответствии с некоторой матрицей на поверхности 101f регистрации изображения (фиг.5).

Каждая область Ef автофокусировки снабжена пикселями 110, являющимися обычными (здесь также называются «обычными пикселями») и содержащими К пиксели 111, З пиксели 112 и С пиксели 113, в которых соответственно К (красный) цветные фильтры, З (зеленый) цветные фильтры и С (синий) цветные фильтры расположены между фотодиодами и микролинзами ML (показаны кружками из пунктирных линий), функцион