成像装置、成像‑显示装置及其控制方法与流程

文档序号:11162206阅读:582来源:国知局
成像装置、成像‑显示装置及其控制方法与制造工艺

本发明涉及一种成像装置、成像-显示装置及其控制方法。



背景技术:

在所谓的无反光镜的数字摄像装置中,可以使用所谓的实时取景(live view)操作来检查对象的图像,在实时取景操作中,使用图像传感器(诸如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器)所成像的并且对应于图像信号的图像实时地显示在设置在壳体的后表面上的液晶面板、置于壳体的较高部分中的电子取景器(下文中称作EVF)等上。

然而,在实时取景操作中,在从使用图像传感器对对象进行成像到显示在取景器等上的时间期间,发生相当大的延迟。出于这个原因,难以使摄像装置面对并且跟随移动对象。此外,当基于所显示的对象的图像来指示静止图像的成像时,在所显示的对象的图像和所成像的静止图像的图像之间发生定时偏差,并且尤其是当对象快速移动时,难以对期望的静止图像进行成像。

因此,已做出努力以减小从使用图像传感器进行成像到使用诸如取景器的显示单元进行显示的时间延迟。

例如,PTL1中描述的成像-显示装置通过生成用于限定显示单元的操作定时的信号并且通过使该信号延迟仅仅预定时间来生成限定图像传感器的操作定时的垂直同步信号。以这种方式,通过在图像传感器的垂直同步信号与显示单元的垂直同步信号之间产生恒定相位差,可以缩短从使用图像传感器的信号输出到基于该信号的图像显示的时间延迟。

引用列表

专利文献

PTL1:JP-A-2007-243615



技术实现要素:

技术问题

同时,通常在成像-显示装置中,以实时取景->主拍摄->快速查看->实时取景的顺序对对象进行成像。在这些操作中,在任何情况下,图像传感器由于首先被操作而成为定时的基准。就是说,不存在在图像传感器之前操作显示单元的情况。此外,在执行自动曝光或自动白平衡时,在通过操作图像传感器执行处理之后,当经处理的图像显示在显示单元上时,用户可以了解在主拍摄中所拍摄的图像。出于这个原因,期望在显示单元之前操作图像传感器。

然而,在现有技术中,由于首先生成用于限定显示单元的操作定时的信号,然后生成图像传感器的垂直同步信号,因此存在下述问题:不能使得在生成显示单元的垂直同步信号之后立即执行图像传感器的读取,并且当将图像显示在显示单元上时发生时间延迟。

为了解决上述问题而做出本发明,并且本发明的目的是缩短在图像显示在显示单元上之前的时间延迟。

问题的解决方案

根据本发明的一方面,提供了一种成像装置,该成像装置包括:成像单元,其输出表示所捕获的图像的成像信号;存储单元;图像处理单元,其通过对成像信号执行图像处理来生成图像信号,并且将该信号写入存储单元中;图像信号输出单元,其从存储单元读取图像信号并且将该信号输出至显示单元;以及定时控制单元,其生成用于驱动成像单元的第一垂直同步信号并且将该信号提供给成像单元,生成第二垂直同步信号并且将该信号提供给显示单元,并且控制图像信号输出单元,使得在从成像单元输出成像信号之后,从存储单元读取被延迟了第一垂直同步信号和第二垂直同步信号之间的相位差的图像信号,其中,第二垂直同步信号是通过使第一垂直同步信号至少延迟图像处理所需的预定时间而获得的。

根据该方面,首先生成控制成像单元的第一垂直同步信号,并且通过使第一垂直同步信号延迟来生成控制显示单元的第二垂直同步信号。相应地,因为可以使得在显示单元之前操作成像单元,所以可以防止下述状态:甚至在第二垂直同步信号被提供给显示单元并且可以在显示单元上显示图像时,第一垂直同步信号还未被提供给成像单元并且不能输出成像信号。因此,可以缩短在图像显示在显示单元上之前的时间延迟。此外,因为通过使第一垂直同步信号至少延迟图像处理所需的预定时间来生成第二垂直同步信号,所以可以执行控制使得准时地执行图像处理,并且可以缩短从成像信号从成像单元输出到图像显示在显示单元上的时间延迟。

在成像装置中,优选地,定时控制单元控制图像信号输出单元,使得在从成像单元输出成像信号之后,从存储单元读取被延迟了第一垂直同步信号和第二垂直同步信号之间的相位差的图像信号。因为通过使第一垂直同步信号至少延迟图像处理所需的预定时间来生成第二垂直同步信号,所以第一垂直同步信号和第二垂直同步信号之间的相位差是图像处理所需的预定时间或者大于该预定时间。因为在成像信号从成像单元输出之后,从存储单元读取被延迟了相位差的图像信号,所以可以将经过图像处理之后的图像信号提供给显示单元。

在成像装置中,优选地,定时控制单元包括:第一定时控制单元,该第一定时控制单元基于第一时钟信号生成第一垂直同步信号并且将该信号提供给成像单元;以及第二定时控制单元,该第二定时控制单元使用第二时钟信号(其频率不同于第一时钟信号的频率)来生成第二垂直同步信号并且将该第二垂直同步信号提供给显示单元,其中,第二垂直同步信号是通过使第一垂直同步信号至少延迟预定时间而获得的。根据该方面,即使在使得成像单元操作的第一时钟信号的频率不同于使得显示单元操作的第二时钟信号的频率时,也可以在成像单元的帧起始与显示单元的帧起始之间产生预定相位差。

在成像装置中,优选地,定时控制单元包括:第一定时控制单元,该第一定时控制单元基于第一时钟信号生成第一垂直同步信号,将该第一垂直同步信号提供给成像单元,以及使用第一时钟信号生成延迟垂直同步信号,在该延迟垂直同步信号中,第一垂直同步信号被至少延迟预定时间;以及第二定时控制单元,该第二定时控制单元使用频率不同于第一时钟信号频率的第二时钟信号、通过对延迟垂直同步信号进行锁存来生成第二垂直同步信号。根据该方面,即使在使得成像单元操作的第一时钟信号的频率不同于使得显示单元操作的第二时钟信号的频率时,也可以在成像单元的帧起始与显示单元的帧起始之间产生预定相位差。

根据本发明的另一方面,提供了一种成像-显示装置,该成像-显示装置包括上述成像装置和显示单元,该显示单元显示从图像信号输出单元输出的图像信号。根据该方面,可以缩短从成像到显示的时间延迟。

根据本发明的又一方面,提供了一种成像-显示装置的控制方法,该成像-显示装置包括:成像单元,其输出表示所捕获的图像的成像信号;存储单元;图像处理单元,其通过对成像信号执行图像处理来生成图像信号,并且将该信号写入存储单元中;显示单元;以及图像信号输出单元,其从存储单元读取图像信号并且将该信号输出至显示单元。该方法包括:生成用于驱动成像单元的第一垂直同步信号,并且将该信号提供给成像单元;通过使第一垂直同步信号至少延迟图像处理所需的预定时间来生成第二垂直同步信号,并且将该信号提供给显示单元;以及控制图像信号输出单元,使得在从成像单元输出成像信号之后,从存储单元读取被延迟了第一垂直同步信号和第二垂直同步信号之间的相位差的图像信号。

根据该方面,首先生成用于控制成像单元的第一垂直同步信号,并且通过使第一垂直同步信号延迟来生成用于控制显示单元的第二垂直同步信号。相应地,因为可以使得在显示单元之前操作成像单元,所以可以防止下述状态:甚至在第二垂直同步信号被提供给显示单元并且可以在显示单元上显示图像时,第一垂直同步信号还未被提供给成像单元并且不能输出成像信号。因此,可以缩短在图像显示在显示单元上之前的时间延迟。此外,因为通过使第一垂直同步信号延迟图像处理所需的预定时间来生成第二垂直同步信号,所以可以执行控制使得准时地执行图像处理,并且可以缩短从成像信号从成像单元输出到图像显示在显示单元上的时间延迟。

附图说明

图1是图示根据本发明的实施方案的成像-显示装置的配置的框图;

图2A是描述有效图像传感器区域和显示区域之间的关系的说明性图;

图2B是描述有效图像传感器区域和显示区域之间的关系的说明性图;

图2C是描述有效图像传感器区域和显示区域之间的关系的说明性图;

图3是用于描述成像-显示装置的操作的时间图;

图4是用于描述成像-显示装置的操作的时间图;

图5是用于描述显示区域的说明性图;

图6是图示图像信号生成单元的配置的框图;

图7是图示定时控制单元的配置的框图;

图8是用于描述成像-显示装置的操作的时间图;

图9是图示根据变型例的定时控制单元的配置的框图。

具体实施方式

将参照附图描述本发明的实施方案。然而,在每个附图中,每个单元的尺寸和比例被设定为适当地与实际尺寸和比例不同。此外,因为以下将要描述的实施方案是本发明的优选特定示例,因此实施方案受到各种优选技术限制;然而,当不存在以下描述中限制本发明的具体描述时,本发明的范围不限于该实施方案。

<1.成像-显示装置的配置>

图1是图示成像-显示装置1的功能的框图。

如图1所示,成像-显示装置1包括:镜头单元10,其形成对象的图像;成像单元20,其对对象进行成像并且将通过对对象进行成像所获得的数据输出作为成像信号DS;图像信号生成单元30,其通过对成像信号DS执行图像处理来生成图像信号D;显示单元40,其显示对应于图像信号D的图像;中央处理单元(CPU)50,其控制整个装置;操作单元60,其用于输入成像-显示装置1的设定的改变、成像的指令等;非易失性存储器61,其用于存储引导程序或相位差表TBL;随机存取存储器(RAM)62,其用作CPU 50的工作区域;存储卡63,其用于存储静止图像数据;VRAM 34,其用于存储OSD图像信号Dsod;以及定时控制单元70,其用于生成各种定时信号。CPU 50生成指示拍摄条件等(诸如快门速度、背光校正和光圈值)的OSD图像信号Dosd并且将该图像信号存储在VRAM 34中,稍后将描述该VRAM 34。此外,在以下描述中,将镜头单元10从成像-显示装置1中排除的配置将称为主体。

成像-显示装置1是所谓的无反光镜数码单反相机,并且可以调换镜头单元10。此外,可以选择使用实时取景模式的操作和使用成像模式的操作,在实时取景模式中,由于成像-显示装置1的用户对操作单元60的操作,与成像单元20中所成像的对象有关的图像几乎实时显示在显示单元40上,在成像模式中,与成像单元20中所成像的对象有关的图像作为静止图像数据存储在用于存储静止图像的存储卡63中。

成像单元20包括机械快门21和图像传感器22,该图像传感器22对来自以矩阵布置的光接收元件(成像元件)的信号进行线顺序扫描,并且将该信号输出作为对应于对象图像的成像信号DS。

其次,图像信号生成单元30包括:图像处理单元31,其基于成像信号DS生成图像信号D(DGA);VRAM 32,其临时存储图像信号D(DGA);以及图像信号输出单元33,其将通过合成从VRAM 32读取的图像信号D(DGA)与OSD图像信号Dosd所获得的图像信号D(DGB)输出至显示单元40。此外,在以下描述中,图像信号D(DGB)简单地由图像信号D来表示。

其次,显示单元40是电子取景器(EVF),该电子取景器(EVF)通过显示表示作为成像目标的对象的图像而使得成像-显示装置1的用户了解对象的状态,并且该显示单元40包括液晶面板42和控制液晶面板42的操作的EVF控制器41,该液晶面板42用于显示对应于图像信号生成单元30生成的图像信号D的图像。

用于显示对应于图像信号D的图像的显示区域AD设置在液晶面板42中。显示区域AD被配置成包括在X轴方向上延伸的M行的扫描线、在Y轴方向上延伸的N列的数据线以及也被接收的、对应于扫描线和数据线的交点的M行*N列的像素(参照图2C)。此外,液晶面板42包括用于选择扫描线的扫描线驱动电路421、用于驱动数据线的数据线驱动电路422以及光学系统(未示出),该光学系统放大显示区域AD上显示的图像以便查看。此外,置于显示区域AD中的M行*N列的像素中的每个像素对应于RGB颜色,并且可以显示为颜色。

如图2A所示,在图像传感器22中,多个光接收元件以矩阵布置,以便在有效图像传感器区域AS中在X轴方向(水平方向)上为QS列以及在与X轴方向相交的Y轴方向(竖直方向)上为PS行(PS条线)(PS和QS是2或更大的自然数)。换而言之,有效图像传感器区域AS被配置成使得由布置在X轴方向上的QS个光接收元件构成的多条线在Y轴方向上排列成PS行。每个光接收元件生成对应于检测到的光强度的像素数据信号Sig。

此外,红、绿和蓝中的任一颜色的滤色器被设置为与每个光接收元件形成一对一的对应关系。下文中,一个光接收元件和对应于这一个光接收元件设置的滤色器的一个组称为图像传感器22的像素。

当成像-显示装置1在成像模式下操作时,图像传感器22可以将从设置在有效图像传感器区域AS中的PS行*QS列的光接收元件输出的所有像素数据信号Sig输出作为静止图像成像数据。此外,当输出该静止图像成像数据时,图像信号生成单元30(其将在稍后描述)通过对静止图像成像数据执行各种图像处理(诸如滤波处理)来生成静止图像数据,并且所生成的静止图像数据存储在用于存储静止图像的存储卡63中。

同时,当成像-显示装置1在实时取景模式下操作时,图像传感器22通过对从PS行*QS列的光接收元件输出的像素数据信号Sig执行稀疏化(thinning)处理来减小像素数据信号Sig的数据大小,并且将像素数据信号输出作为对应于如图2B所示的P行*Q列的像素的成像信号DS(P是等于或大于2并且等于或小于PS的自然数,Q是等于或大于2并且等于或小于QS的自然数)。

此外,图像传感器22可以在除有效图像传感器区域AS以外的区域中包括像素。然而,为了简化说明,省略了有效图像传感器区域AS中的像素的描述。

此外,如图2C所示,在液晶面板42中,多个像素以矩阵被布置成在显示区域AD中在X轴方向上为N列以及在Y轴方向上为M行(M条线)(M是等于或大于2并且等于或小于P的自然数,N是等于或大于2并且等于或小于Q的自然数)。换而言之,显示区域AD被配置成使得由布置在X轴方向上的N个像素构成的多条线在Y轴方向上排列成M行。这些M行*N列的像素包括用于显示红颜色的像素、用于显示绿颜色的像素以及用于显示蓝颜色的像素。对应于图像信号生成单元30所生成的图像信号D的图像显示在显示区域AD中。

如上所述,M等于或者小于P,并且N等于或者小于Q。就是说,存在下述情况:设置在有效图像传感器区域AS中的有效像素数目与设置在显示区域AD中的像素数目彼此不相同。

此外,图2A至图2C中图示的坐标系分别是固定于有效图像传感器区域AS的坐标系、用于显示成像信号DS的概念上的坐标系和固定于显示区域AD的坐标系,并且这三个坐标系的每个轴的方向可以彼此不相同。

上述图像信号D是用于定义要使用设置在液晶面板42的显示区域AD中的M行*N列的像素进行显示的图像(灰度(gradation))的信号。下文中,表示要显示在显示区域AD中的图像的图像信号D中的、表示要使用显示区域AD的第m行的线进行显示的图像的一条线的图像信号D由图像信号D[m]表示(m是等于或者大于1并且等于或者小于M的自然数)。

随后,图1中图示的定时控制单元70生成成像垂直同步信号SVsync(第一垂直同步信号)、成像水平同步信号SHsync和成像点时钟信号SCLK(第一时钟信号),将这些信号输出至图像传感器22,以及生成显示垂直同步信号DVsync(第二垂直同步信号)、显示水平同步信号DHsync和频率不同于成像点时钟信号SCLK的显示点时钟信号DCLK(第二时钟信号)并且将这些信号输出至EVF控制器41。

图3是用于描述定时控制单元70生成的成像垂直同步信号SVsync、成像水平同步信号SHsync和成像点时钟信号SCLK的时间图。成像垂直同步信号SVsync是下述信号:用于定义从图像传感器22的整个有效图像传感器区域AS中(PS条线)的光接收元件读取像素数据信号Sig的垂直扫描时段Fs(即成像单元20的帧时段)。成像水平同步信号SHsync是下述信号:用于定义从有效图像传感器区域AS的一条线的光接收元件读取像素数据信号Sig的水平扫描时段Hs。成像点时钟信号SCLK是下述信号:用于定义从有效图像传感器区域AS的一个像素的光接收元件读取像素数据信号Sig的定时。

图4是用于描述定时控制单元70生成的显示垂直同步信号DVsync、显示水平同步信号DHsync和显示点时钟信号DCLK的时间图。显示垂直同步信号DVsync是下述信号:用于定义显示液晶面板42的整个显示区域AD(M条线)的像素的图像的垂直扫描时段Fd(即,显示单元40的帧时段)。显示水平同步信号DHsync是下述信号:用于定义使用显示区域AD的一条线的像素来显示图像的水平扫描时段Hd。显示点时钟信号DCLK是下述信号:用于定义使用显示区域AD的每个像素来显示图像的定时。

根据该实施方案,图像传感器22中的垂直扫描时段Fs的持续时间与显示单元40中的垂直扫描时段Fd的持续时间被设定为相等。另一方面,水平扫描时段Hs的持续时间与水平扫描时段Hd的持续时间被设定为彼此不相同。

此外,定时控制单元70输出关于图像信号生成单元30的各种定时信号,其中包括成像垂直同步信号SVsync、成像水平同步信号SHsync、成像点时钟信号SCLK、显示垂直同步信号DVsync、显示水平同步信号DHsync和显示点时钟信号DCLK。

图5是用于描述定时控制单元70生成的各种信号与液晶面板42的显示区域AD中的图像的显示定时之间的关系的说明性图。

如图所示,从显示区域AD中第一行的线到第M行的线的M行*N列的像素在垂直扫描时段Fd中的垂直有效数据时段DVI中显示一个屏幕的图像,该一个屏幕的图像由图像信号D[1]至D[m]表示。

此外,构成显示区域AD中的第m行的线的N个像素在水平扫描时段Hd中的水平有效数据时段DHI中显示由图像信号D[m]表示的图像。

图6是图示图像处理单元31的配置的框图。如该图所示,图像处理单元31包括:线缓冲器(line buffer)311,其临时存储从图像传感器22输出的成像信号DS;像素补充处理单元312,其对存储在线缓冲器311中的成像信号DS执行省略颜色信息的颜色信息补充处理;颜色再现处理单元313,其对经补充的成像信号DS执行颜色再现处理(3*3矩阵的计算处理);滤波处理单元314,其对经过颜色再现的成像信号DS执行滤波处理;伽马校正单元315,其对经过滤波处理的成像信号DS执行伽马校正;线缓冲器316,其临时存储经过伽马校正的成像信号DS;以及大小调整处理单元317,其执行大小调整处理,在该大小调整处理中,将存储在线缓冲器316中的成像信号DS转换成数目为包括在显示区域AD中的像素数目的图像信号D。

如上所述,由成像信号DS表示的图像的像素数目和由图像信号D表示的图像的像素数目(显示区域AD中的像素数目)彼此不相同。出于这个原因,在大小调整处理单元317中执行大小调整处理,在该大小调整处理中,将成像信号DS转换成对应于显示区域AD中的像素数目的图像信号D。

存在下述情况:由成像信号DS表示的图像包括各种像差,诸如由镜头单元10的光学特性引起的色像差或畸变像差。作为畸变像差,具体地,存在桶形像差(barrel aberration),在桶形像差中,相比于本来要显示在显示区域AD中的图像,表示当对对象进行成像时的成像结果的图像朝外扩张;或者存在枕形像差(pincushion aberration),在枕形像差中,相比于本来要显示的图像,图像朝内收缩。

此外,色像差是下述现象:当通过镜头形成图像时,由于颜色而使得图像形成位置偏移;然而,存在每个颜色聚焦失败并且图像中存在颜色模糊的轴向色像差以及倍率色像差,在倍率色像差中,当由于颜色而引起焦距或主点改变时,图像高度被偏移(倍率被改变)。这两者均是由光线成分的颜色波长差和镜头的折射指数差而引起的。在长焦镜头中容易出现轴向色像差,而在广角镜头中容易出现倍率色像差。对于倍率色像差,当图像高度增加时,倍率在具有长波长的光中变大,并且屏幕的外围部分处的颜色偏移增加。出于这个原因,在大小调整处理单元317中,在大小调整处理中执行校正畸变像差(诸如桶形像差、枕形像差等)的畸变像差校正处理和校正色像差(特别地,倍率色像差)的色像差校正处理。当大小调整处理完成并且每条线中生成了图像信号D时,大小调整处理单元317将所生成的一条线的图像信号D[m]存储于VRAM 32中。

畸变像差的程度根据与光学特性有关的参数而改变,诸如镜头单元10的类型、焦距或变焦率、光圈值、聚焦值等(特别地,镜头单元10的类型以及焦距或变焦率)。因此,优选地,从镜头单元10获取与光学特性有关的参数,并且改变畸变像差校正处理的内容。

优选地,由于可以缩短显示延迟,因此从成像信号DS从成像单元20输出到图像信号D输出至显示单元40的时间是短的。同时,上述图像处理所需的时间根据在大小调整处理单元317中执行的畸变像差校正处理和色像差校正处理的内容而改变。如上所述,定时控制单元70生成控制图像传感器22的成像垂直同步信号SVsync、成像水平同步信号SHsync和成像点时钟信号SCLK,并且生成控制显示单元40的显示垂直同步信号DVsync、显示水平同步信号DHsync和显示点时钟信号DCLK。

本文中,使用成像垂直同步信号SVsync限定成像信号DS的帧起始,并且使用显示垂直同步信号DVsync限定图像信号D的帧起始。因此,通过根据在大小调整处理单元317中执行的畸变像差校正处理和色像差校正处理的内容来改变成像垂直同步信号SVsync和显示垂直同步信号DVsync之间的相位差,可以缩短显示延迟,同时确保像差校正处理所需的时间。

根据该实施方案,CPU 50从镜头单元10获取包括与光学特性有关的参数的光学特性数据Docp。此外,光学特性数据Docp、相位差TD和图像处理的内容彼此相关联地存储在相位差表TBL中,该相位差表TBL存储在非易失性存储器61中。相位差TD是成像垂直同步信号SVsync与显示垂直同步信号DVsync之间的时间差,并且表示成像信号DS的帧起始与图像信号D的帧起始之间的时间差。CPU 50通过参照相位差表TBL指定对应于光学特性数据Docp的相位差TD和图像处理的内容。CPU 50生成校正处理控制信号CTL,将该信号提供给大小调整处理单元317,并且将相位差TD提供给定时控制单元70,其中,校正处理控制信号CTL指定畸变像差校正处理和色像差校正处理的内容。

将参照图7描述定时控制单元70的具体配置。如图7所示,定时控制单元70包括第一定时发生器70A和第二定时发生器70B。第一定时发生器70A包括生成成像点时钟信号SCLK的成像点时钟信号生成单元71和成像同步信号生成单元72,该成像同步信号生成单元72基于成像点时钟信号SCLK生成成像垂直同步信号SVsync和成像水平同步信号SHsync。

此外,第二定时发生器70B包括生成显示点时钟信号DCLK的显示点时钟信号生成单元73,基于显示点时钟信号DCLK生成显示垂直同步信号DVsync和显示水平同步信号DHsync的显示同步信号生成单元74,以及生成读取定时信号RTS的读取定时信号生成单元75,该读取定时信号RTS指定从VRAM 32读取图像信号D的定时。此外,显示同步信号生成单元74包括显示垂直同步信号生成单元741和显示水平同步信号生成单元742。

显示垂直同步信号生成单元741通过使成像垂直同步信号SVsync延迟相位差TD来生成显示垂直同步信号DVsync。相位差TD可以根据图像处理单元31中的图像处理时间来确定。就是说,当图像处理时间短时,相位差TD被设定为较小,而当图像处理时间长时,相位差TD被设定为较大。

当显示垂直同步信号生成单元741可以使用显示点时钟信号DCLK、通过使成像垂直同步信号SVsync延迟相位差TD来生成显示垂直同步信号DVsync时,其可以具有任何配置。例如,其可以是下述配置:使用计数器(其在成像垂直同步信号SVsync激活时被重置)对显示点时钟信号DCLK的上升沿进行计数,生成在计数结果达到预定数目时激活的脉冲,以及基于该脉冲生成显示垂直同步信号DVsync。

替选地,其可以是下述配置:生成通过对显示点时钟信号DCLK进行分割而获得的分割时钟信号,将该信号提供给级联连接的K个D触发器的时钟输入端子,将成像垂直同步信号SVsync提供给第一级中的D触发器,以及通过根据相位差TD选择输出信号来输出每个D触发器的输出信号。例如,当分割时钟信号的一个周期是Tclk并且图像处理所需的时间是Tx时,通过计算Tx/Tclk并且通过对小数点进行取整而获得的值Z可以被设定为相位差TD。以这种方式,可以生成成像垂直同步信号SVsync被至少延迟图像处理所需的预定时间的显示垂直同步信号DVsync。

读取定时信号生成单元75利用显示点时钟信号DCLK、通过使显示垂直同步信号DVsync延迟来生成读取定时信号RTS,并且将该读取定时信号RTS提供给图像信号输出单元33。读取定时信号RTS控制图像信号输出单元33,使得在从成像单元20输出成像信号DS之后,从VRAM 32读取被延迟了成像垂直同步信号SVsync与显示垂直同步信号DVsync之间的相位差TD的图像信号D。

随后,图7中图示的显示水平同步信号生成单元742通过对从显示垂直同步信号DVsync的下降沿起的预定数目的显示点时钟信号DCLK进行计数来生成一个显示水平同步脉冲,并且可以通过重复上述处理来生成显示水平同步信号DHsync。

图8图示当相位差TD为ΔT1和ΔT2时,成像垂直同步信号SVsync、成像信号DS、显示垂直同步信号DVsync和图像信号D的时间图。这里,时间t0是成像信号DS的帧起始时间,时间t1是相位差TD为ΔT1时图像信号D的帧起始时间,并且时间t2是相位差TD为ΔT2时图像信号D的帧起始时间。

当相位差TD为ΔT2时,例如,是下述情况:在大小调整处理单元317中没有执行像差校正处理。在这种情况下,因为没有执行像差校正处理,所以写入线缓冲器316中的成像信号DS在大小调整处理单元317中被立即读取、被调整大小并且被存储在VRAM 32中。此外,显示单元40的帧时段的持续时间变为与图像传感器22的帧时段的持续时间相同,并且从VRAM 32读取图像信号D,使得在将成像信号DS提供给图像信号生成单元30之后、图像信号D输出至显示单元40之前的时间变为ΔT2。

当相位差TD为ΔT1时,例如,是下述情况:在大小调整处理单元317中执行像差校正处理。在这种情况下,数目为处理所需的线数目的成像信号DS存储在线缓冲器316中以执行像差校正处理。此外,大小调整处理单元317参照所存储的成像信号DS生成用于显示的图像信号D,并且将该图像信号D存储在VRAM 32中。在这种情况下,由于根据作为处理目标的图像信号D的线的位置而参照的成像信号DS的线是不同的,所以在帧中图像信号D的生成定时根据线而改变。这里,当为了在帧中根据线来生成图像信号D而参照的成像信号DS的线数目变成最大时,相差校正处理所需的时间变成最大。当最大时间被设定为tmax时,ΔT1变成ΔT2+tmax。就是说,当生成第一条线至第m条线的图像信号D[1]至D[M]时,通过考虑最大时间tmax来确定相位差TD,该最大时间tmax是具有最大参考线数目的线的处理时间。

以这种方式,根据该实施方案,通过使成像垂直同步信号SVsync延迟相位差TD来生成显示垂直同步信号DVsync,并且使用该显示垂直同步信号DVsync来控制显示单元40。出于这个原因,图像信号输出单元33与显示垂直同步信号DVsync同步地从VRAM 32中读取图像信号D,并且将该图像信号D提供给显示单元40。

以这种方式,可以根据图像处理的内容来设定从成像单元20中的帧起始到显示单元40的帧起始的相位差TD,并且可以适当地控制从成像到显示的时间延迟,同时确保用于图像处理的时间。

此外,根据该实施方案,首先,生成用于控制成像单元20的成像垂直同步信号SVsync,然后通过使成像垂直同步信号SVsync延迟来生成用于控制显示单元40的显示垂直同步信号DVsync。出于这个原因,可以将成像单元20的帧时段的持续时间设定为与显示单元40的帧时段的持续时间匹配。可以通过将成像单元20的帧时段放置在显示单元40的帧时段之前来抑制显示图像的质量恶化。

此外,当首先生成显示垂直同步信号DVsync,此后通过使显示垂直同步信号DVsync延迟来生成成像垂直同步信号SVsync时,即使在可以操作成像单元20时,也不能在供给电力之后立即生成成像信号DS并且显示图像。对比于这种情况,通过使成像垂直同步信号SVsync延迟来生成显示垂直同步信号DVsync,可以在供给电力之后立即快速地显示图像。

此外,在成像-显示装置1中,通常以实时取景->主拍摄->快速查看->实时取景的顺序来拍摄对象。在这些操作中,在任何情况下,图像传感器20通过被首先操作而成为定时的基准,并且不存在在图像传感器22之前操作显示单元40的情况。此外,在执行自动曝光或自动白平衡时,在通过操作图像传感器22执行这些处理之后,当在主拍摄中所获得的图像显示在显示单元上40时,用户可以检查该图像。根据该实施方案,因为通过首先生成成像垂直同步信号SVsync来操作图像传感器22,然后通过生成显示垂直同步信号DVsync来操作显示单元40,所以可以在显示单元40中快速显示图像。

<2.应用示例>

在上述实施方案中,成像-显示装置1被描述为无反光镜的数码单反相机;然而,成像-显示装置1可以应用于各种电子装置。

<应用示例1>

成像-显示装置1可以应用于镜头单元10不能调换的数字摄像装置。在这种情况下,可以根据至少一个与镜头单元10的光学特性有关的参数(诸如,焦距、变焦率、光圈值或聚焦值)来确定像差校正处理的内容和相位差TD。

<应用示例2>

成像-显示装置1可以应用于倍率可变的电子双目镜或电子望远镜。在这种情况下,可以通过根据倍率(与镜头的光学特性有关的参数)改变像差校正处理的内容并且随之确定相位差TD来使从成像到显示的时间延迟最短。

<应用示例3>

当替代车辆中使用的侧镜或后视镜而使用电子成像-显示系统时,上述成像-显示装置1可以被应用为成像-显示系统。在车辆中的成像-显示系统中,需要考虑车辆高速移动。就是说,对于安全驾驶,缩短使用图像传感器22对对象进行成像到在显示单元40中显示图像的时间延迟是重要的。当使用上述成像-显示装置1时,通过根据使用光学变焦来改变的倍率(类似于电子双目镜或电子望远镜)改变像差校正处理的内容并且根据经改变的内容确定相位差TD,可以使从成像到显示的时间延迟最短。

<3.变型例>

上述每个实施方案可以不同地修改。下面将举例说明具体修改形式。选自以下示例的任意两个或更多个形式可以在彼此不冲突的范围内适当地组合。此外,在以下描述的变型例中,为了避免冗余描述,将省略与本发明的上述实施方案共同的点的描述。

<变型例1>

在上述实施方案中,定时控制单元70根据显示点时钟信号DCLK、通过使成像垂直同步信号SVsync延迟来生成显示垂直同步信号DVsync;然而,本发明不限于此,并且当可以通过使成像垂直同步信号SVsync至少延迟图像处理所需的预定时间来生成显示垂直同步信号DVsync时,其可以是任何方法。

例如,定时控制单元70可以如图9所示的那样配置。该示例中的第一定时发生器70A包括延迟垂直同步信号生成单元721。延迟垂直同步信号生成单元721使用成像点时钟信号SCLK、通过使成像垂直同步信号SVsync延迟相位差TD来生成延迟垂直同步信号Vds。

其次,显示同步信号生成单元74包括锁存电路743,而不是包括显示垂直同步信号生成单元741。锁存电路743使用显示点时钟信号DCLK、通过对延迟垂直同步信号Vds进行锁存来生成显示垂直同步信号DVsync。

<变型例2>

在上述实施方案和变型例中,举例说明了显示单元40包括液晶面板42的情况;然而,本发明不限于此,并且可以使用诸如有机发光二极管(OLED)面板和等离子显示面板的显示元件。

<变型例3>

在上述实施方案和变型例中,使用并行接口来执行图像信号生成单元30和显示单元40之间的数据传输;然而,可以使用低电压差分(LVDS)的串行接口来执行该数据传输。

<变型例4>

在上述实施方案和变型例中,显示单元40容纳在成像-显示装置1中;然而,本发明不限于此,并且显示单元40可以被配置为连接至数字摄像装置的外部的取景器(显示装置)等。

附图标记列表

1 成像-显示装置

10 镜头单元

20 成像单元

22 图像传感器

30 图像信号生成单元

31 图像处理单元

32 VRAM

33 图像输出单元

40 显示单元

41 EVF控制器

42 液晶面板

50 CPU

60 操作单元

70 定时控制单元

70A 第一定时发生器

70B 第二定时发生器

721 延迟垂直同步信号生成单元

741 显示垂直同步信号生成单元

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