專利名稱：數(shù)字照相機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字照相機。本發(fā)明尤其涉及一種在物體成像時由一個閃光燈按主發(fā)光量發(fā)出主發(fā)射光使一個成像裝置在第一周期曝光的數(shù)字照相機。
現(xiàn)有的數(shù)字照相機在物體的亮度值低于所要求的亮度值時通過閃光燈發(fā)出預(yù)射光來計算物體的亮度值，閃光燈的主發(fā)光量是根據(jù)該亮度值而計算出的。參見

圖13加以詳細說明，沒有閃光燈發(fā)射光的亮度值E0低于所要求的亮度值Et，由閃光燈發(fā)射預(yù)射光測得的亮度值為Es，根據(jù)亮度值Es計算出主射光量，閃光燈根據(jù)該主射光量發(fā)射光，這樣，亮度值的不足量便得到了補充。
但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，處在有光閃爍的熒光燈下的物體，由于預(yù)射光的亮度值Es有5％的變化量，這樣，精確計算主射光量就會有問題。也就是說，在現(xiàn)有技術(shù)中，盡管靠亮度值Es所計算的主射光量去掉了不足量，但如果預(yù)射光的曝光時間較長，亮度值Es就會隨燈光的閃爍而改變，因此，主射光量就可能發(fā)生較大的偏差。
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種新穎的數(shù)字照相機。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種能精確計算閃光燈的主射光元件的數(shù)字照相機。
本發(fā)明的更進一步的目的是提供一種能在設(shè)定模式下計算出最合適的主射光元件的數(shù)字照相機。
根據(jù)本發(fā)明，一種在物體成像時由一個閃光燈按主射光量發(fā)出主射光且使一個成像裝置在第一周期曝光的數(shù)字照相機包括一個檢測裝置，用以檢測由成像裝置輸出的照相機信號的一個亮度信號；一個評估裝置，用以評估該亮度信號和輸出一個亮度評估值；一個第一控制裝置，用以在無閃光燈發(fā)射光時使成像裝置曝光；一個第二控制裝置，用以使閃光燈按預(yù)射光量發(fā)出預(yù)射光且在比第一用期短的第二周期使成像裝置曝光；以及一個計算裝置，用以根據(jù)一個對應(yīng)于第一控制裝置的控制從評估裝置輸出的第一無發(fā)射的亮度評估值和一個對應(yīng)于第二控制裝置的控制根據(jù)從評估裝置輸出的預(yù)射光的亮度評估值來計算主射光量。
第一控制裝置在無閃光燈發(fā)射光時使成像裝置曝光，這樣，從評估裝置得到第一無光發(fā)射的亮度評估值。第二控制裝置使閃光燈發(fā)射預(yù)射光量的預(yù)射光，并使成像裝置在第二周期曝光，這樣便可從評估裝置獲得預(yù)射光亮度評估值。計算裝置根據(jù)第一無發(fā)射的亮度評估值和預(yù)射光亮度評估值來計算主射光量。閃光燈按主射光量發(fā)射光并同時在第一周期使成像裝置曝光。另外，規(guī)定第二周期要比第一周期短。
本發(fā)明的一個方面，第一控制裝置在第三周期使成像裝置曝光。隨后，根據(jù)第一周期、第三周期和第一無發(fā)射的亮度評估值，在無閃光燈發(fā)射光的第一周期使成像裝置曝光的過程中，一個亮度評估值計算裝置計算一個第二無發(fā)射的亮度評估值。此外，根據(jù)第二無發(fā)射的亮度評估值、目標亮度評估值、預(yù)射光亮度評估值和預(yù)射光量，一個主射光量計算裝置計算主射光量。
在本發(fā)明的一個具體實施例中，根據(jù)第三周期，第一無發(fā)射的亮度評估值和目標亮度評估值，一個曝光周期計算裝置計算一個最合適的曝光周期以獲得無閃光燈發(fā)射光時的目標亮度評估值。如果這個最合適的曝光周期比曝光成像裝置可能的最長周期短，一個刪除裝置刪除主射光。也就是說，由于該目標亮度評估值在無主射光時取得，故該刪除裝置刪除主射光。
根據(jù)本發(fā)明，由于規(guī)定了預(yù)射光的一個曝光周期短于主射光的曝光周期，預(yù)射光亮度評估值不受外來光的影響，因而能精確地計算主射光量。
根據(jù)本發(fā)明，一種在物體成像時由一個閃光燈按主射光量發(fā)射出主射光并使一個成像裝置曝光的數(shù)字照相機包括一個模式設(shè)定裝置，用以設(shè)定第一模式和第二模式中的一個；一個第一加權(quán)量表以存貯第一加權(quán)量數(shù)據(jù)；一個第二加權(quán)量表以存貯第二加權(quán)量數(shù)據(jù)；一個檢測裝置用以檢測從成像裝置輸出的照相機信號的一個亮度信號；一個加權(quán)裝置，用以加權(quán)對應(yīng)一個設(shè)定模式的亮度信號；一個核算裝置，用以計算加權(quán)裝置的輸出值和輸出一個亮度評估值；一個第一控制裝置，用以使閃光燈完成預(yù)發(fā)射和使成像裝置曝光；一個第一計算裝置，對應(yīng)于第一裝置的操作，根據(jù)核算裝置輸出的一個預(yù)射光亮度評估值來計算主射光量。
第一控制裝置使閃光燈發(fā)出預(yù)射光并使成像裝置曝光，這樣，從成像裝置輸出照像機信號。當通過模式設(shè)定裝置設(shè)定第一模式時，加權(quán)裝置用第一加權(quán)量表對照相機信號中的亮度信號加權(quán)。此外，當通過模式設(shè)定裝置設(shè)定第二模式時，加權(quán)裝置用第二加權(quán)量表對照相機信號中的亮度信號加權(quán)。由計算裝置計算加權(quán)裝置的輸出，且根據(jù)核算裝置輸出的預(yù)射光亮度評估值由第一計算裝置計算主射光量。
在本發(fā)明的一個方面，第二控制裝置在無閃光燈發(fā)光時使成像裝置曝光，同時加權(quán)裝置選取第一加權(quán)量表。之后，第二計算裝置計算一個最合適的曝光周期以獲得無閃光燈發(fā)光時的一個目標亮度評估值，它是對應(yīng)于第二控制裝置的一個操作根據(jù)從核算裝置輸出的一個第二亮度評估值而進行的。
在第一模式中，將最合適的曝光周期與能使成像裝置曝光的最長曝光周期相比，如果這個最合適的曝光周期短于最長曝光周期，則刪除主射光。另外，第一模式是一個對應(yīng)于最合適的曝光周期進行主射光發(fā)射的自動的發(fā)射光的模式，且物體周圍的第一加權(quán)量數(shù)據(jù)比物體中心的第一加權(quán)量數(shù)據(jù)小但大于“0”。
在第二模式中，將最合適的曝光周期與最長的曝光周期相互比較，如果最合適的曝光周期比最長的曝光周期短，保留這個最合適的曝光周期作為主射光發(fā)射時的一個曝光周期；如果這個最合適的曝光周期等于或長于最長的曝光周期，則保留這個最長的曝光周期作為主射光發(fā)射時的曝光周期。另外，第二模式是一個與最合適的曝光周期無關(guān)的使閃光燈發(fā)出主射光的強制發(fā)光模式，且在物體周圍部分的第二加權(quán)量數(shù)據(jù)有一個為“0”的值。
根據(jù)本發(fā)明，由于加權(quán)量表對應(yīng)所設(shè)定的模式而改變，這樣便可計算該模式下的最合適的主射光量。
以上所描述的本發(fā)明的目的和其它目的、特征和有益效果將在下面結(jié)合附圖加以詳細介紹。
圖1是本發(fā)明的一個具體實施例的方框圖；圖2是圖1實施例的一個部分的詳解圖；圖3是圖1實施例的另一個部分的詳解圖；圖4是圖1實施例的其它部分的詳解圖；圖5是圖1實施例的其它部分的詳解圖；圖6是圖1實施例的其它部分的詳解圖；圖7是圖1實施例的操作的一部分流程圖；圖8是圖1實施例的操作的另一部分流程圖；圖9是圖1實施例的操作的其它部分的流程圖；圖10是圖1實施例的操作的另一部分的流程圖；圖11是圖1實施例的操作的其它部分的流程圖12是圖1實施例的操作的另一部分的流程圖；圖13是現(xiàn)有技術(shù)的操作的詳細圖解。
參照上述的附圖對本發(fā)明的一個實施例進行描述，圖1是本實施例的一個數(shù)字照相機10的一個方框圖。
圖號“12”表示一個CCD成像器用以接收一個由光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的光學(xué)影像以進行光電轉(zhuǎn)換并輸出一個照相機信號。如圖2所示在CCD成像器12上形成若干個光線接收部分12a，一個彩色濾光器13中的三原色R(紅)、G(綠)、B(藍)的如圖3所示的鑲嵌結(jié)構(gòu)分布著，彩色濾光器13位于光線接收部分12a的前面。光線接收部分12a構(gòu)成了CCD成像器的各個像素，該彩色濾光器13中分布的R(紅)、G(綠)、B(藍)的一個對應(yīng)著一個光線接收部分12a。
穿過透鏡(未示出)的光學(xué)影像通過該彩色濾光器13作用到CCD成像器12的光線接收部分12a上并進行光電轉(zhuǎn)換。在一個曝光周期用這樣的方式獲得的電荷被積累，也就是一個電荷積累周期根據(jù)快門速度來確定，之后，輸出該電荷。
如圖2所示，具體地說，CCD成像器12包括若干與象素一一對應(yīng)的光線接收部分12a；若干垂直轉(zhuǎn)換寄存器12b，用以在垂直方向轉(zhuǎn)換由光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)所獲得的電荷和由光線接收部分12a所積累的電荷，一個位于各個垂直轉(zhuǎn)換寄存器12b端部的水平轉(zhuǎn)換寄存器12c，用于在水平方向轉(zhuǎn)換由垂直轉(zhuǎn)換寄存器12b所轉(zhuǎn)換的電荷且CCD成像器12由一個定時發(fā)生器18輸出的定時信號驅(qū)動。在定時信號中有一個讀脈沖用于從光線接收部分12a讀取電荷并將該電荷加到垂直轉(zhuǎn)換寄存器12b上，一個垂直轉(zhuǎn)換脈沖用于為垂直方向的每條線轉(zhuǎn)換垂直轉(zhuǎn)換寄存器12b中的電荷，一個水平轉(zhuǎn)換脈沖用于為水平方向的每個象素轉(zhuǎn)換水平轉(zhuǎn)換寄存器12c中的電荷，一個掃描脈沖用于在非曝光周期即非電荷積累期中掃描由光線接收部分12a產(chǎn)生的電荷。
定時發(fā)生器18控制一個周期用以輸出一個與下文所述的快門速度指令信號相應(yīng)的掃描脈沖。這樣，便可控制充電累積周期并得到所需要的快門速度。另外，根據(jù)掃描脈沖的一個輸出周期來控制快門速度的技術(shù)如電子快門的功能一樣是眾所周知的。
這樣，由CCD成像器12產(chǎn)生各個象素的電荷，之后被當作一個影像信號輸出。現(xiàn)在，由于彩色濾光器13為如圖3所示的結(jié)構(gòu)，當在CCD成像器12中完成充電時，位于左下端的綠色濾光器元件中所通過的一個G(綠)信號最先輸出，隨后位于其右邊的緊挨綠色濾光器元件的藍色濾光器元件中所通過的一個B(藍)信號便被輸出。這樣當完成最低行的輸出后便以同樣的方式從倒數(shù)第二行輸出這種彩色信號。
圖號“14”表示一個A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器用以數(shù)字化由CCD成像器12輸出的影像信號，也就是說，對應(yīng)各自的濾光器元件，且由A/D轉(zhuǎn)換器14的一個輸出的彩色信號作為影像數(shù)據(jù)被依次寫到一個RAM(隨機存貯器)16上。
寫入RAM16的操作由來自存貯器控制電路40的一個寫控制信號來控制。對應(yīng)CCD成像器12的各個象素的若干地址被預(yù)先送入該RAM16中。根據(jù)定時發(fā)生器18的定時信號由該存貯器控制電路40來控制寫操作以使影像數(shù)據(jù)中的每個彩色數(shù)據(jù)存貯到一個所要求的地址處。另外，輸入的彩色數(shù)據(jù)對應(yīng)的CCD成像器12的象素由一個被讀脈沖復(fù)位且由垂直轉(zhuǎn)換脈沖增加的垂直計數(shù)器的計數(shù)值和一個被垂直轉(zhuǎn)換脈沖復(fù)位且由水平轉(zhuǎn)換脈沖增加的水平計數(shù)器的計數(shù)值來確定。
因此，在CCD成像器12每次曝光時取出所有象素的電荷，每個象素有一個R、G和B的彩色組分，由這樣的象素組成的影像數(shù)據(jù)被存貯到RAM16里。
如圖4所示，彩色濾光器13中的每個塊由帶R、G和B的濾光器元件的三個象素一個挨一個地排成字母“L”型，形成若干個如B1.1，B1.2的塊Bm，n(其中m，n為整數(shù))。當所有彩色數(shù)據(jù)寫入RAM16中之后，根據(jù)存貯器控制電路40中的一個讀控制信號讀出每個塊的R、G或B的彩色數(shù)據(jù)。另外，加下劃線的每一濾光器元件形成一個塊且每個塊由一條實線圈起來。此外，每個塊中的R、G和B的濾光器元件由虛線隔開。
圖號“20”表示一個計算器，用以通過把同一個塊中所包括和所讀出的R、G和B的彩色數(shù)據(jù)代入預(yù)定的式子中而產(chǎn)生一個表示亮度信號Y的值的亮度數(shù)據(jù)Dy，一個表示色差信號R-Y的色差數(shù)據(jù)Dr以及一個表示色差信號B-Y的色差數(shù)據(jù)Db，如果R、G和B的彩色數(shù)據(jù)分別由“r”、“g”和“b”來表示，則該等式表示如下。
Dy＝3r+6g+bDr＝r-gDb＝b-g把用這種方式得到的亮度數(shù)據(jù)Dy輸入給一個加權(quán)電路22。根據(jù)第一加權(quán)量表28或第二加權(quán)量表30中的加權(quán)量數(shù)據(jù)K用加權(quán)電路22對亮度數(shù)據(jù)Dy進行加權(quán)處理，也就是說，用加權(quán)量數(shù)據(jù)k通過加權(quán)電路22對亮度數(shù)據(jù)Dy進行乘法處理。從存貯器控制電路40中第一加權(quán)量表28和第二加權(quán)量表30得到讀地址且識別哪一塊R、G和B數(shù)據(jù)是由計算器20輸出的亮度數(shù)據(jù)和色差數(shù)據(jù)產(chǎn)生的。之后，第一加權(quán)量表28和第二加權(quán)量表30輸出對應(yīng)于一個指定塊的加權(quán)量數(shù)據(jù)k。
更確切地講，第一加權(quán)量表28被分成256個區(qū)域Ai，j(i，j為從1到16的整數(shù))，其中在垂直方向有16個區(qū)域且在水平方向有16個區(qū)域，見圖5所示，具有數(shù)值“1”，“2”或“3”的加權(quán)量數(shù)據(jù)k對應(yīng)每一個區(qū)域。每個區(qū)域Ai，j都比每個塊Bi，j大且每個區(qū)域Ai，j中的若干個塊Bm，n均有同樣的加權(quán)量數(shù)據(jù)k。第一加權(quán)量表28檢測一個與從計算器20輸出的亮度數(shù)據(jù)和色差數(shù)據(jù)有關(guān)的區(qū)域，并且把對應(yīng)于所檢測區(qū)域的加權(quán)量數(shù)據(jù)k加到加權(quán)電路22上。
同樣，第二加權(quán)量表30也被分成256個區(qū)域Ai，j(I，j為從1到16的整數(shù))，如圖6所示，在垂直方向有16個區(qū)域且在水平方向有16個區(qū)域，具有數(shù)值“0”，“1”，“2”，“4”或“6”加權(quán)量數(shù)據(jù)k對應(yīng)每個區(qū)域。第二加權(quán)量表30檢測一個與從計算器20輸出的亮度數(shù)據(jù)和色差數(shù)據(jù)有關(guān)的區(qū)域，并且把對應(yīng)于所檢測區(qū)域的加權(quán)量數(shù)據(jù)k加到加權(quán)電路22上。
由于主體處于屏幕的中心，在圖5所示的第一加權(quán)量表28中，中間16個區(qū)域的加權(quán)量數(shù)據(jù)k為“3”，而該16個區(qū)域周圍的36個區(qū)域的加權(quán)量數(shù)據(jù)k為“2”且主體位于此處的可能性稍小，外面其它區(qū)域的加權(quán)量數(shù)據(jù)k為“1”且主體存在的可能性極其小。根據(jù)加權(quán)量數(shù)據(jù)k對亮度數(shù)據(jù)進行加權(quán)處理，這樣就可實現(xiàn)對中心位置的重點測光即著重考慮屏幕中心的亮度值同時也充分考慮其鄰近區(qū)域的亮度值。
另一方面，在圖6所示的第二加權(quán)量表30中，在主體存在可能性大的4個區(qū)域中加權(quán)量數(shù)據(jù)k為最大值“6”；而在這4個區(qū)域附近的8個區(qū)域中主體存在的可能性稍小些，加權(quán)量數(shù)據(jù)k為小于“6”的數(shù)“4”。此外，在這8個區(qū)域周圍的20個區(qū)域中主體存在的可能性更小，加權(quán)量數(shù)據(jù)k為小于“4”的數(shù)“2”；在這20個區(qū)域周圍的20個區(qū)域中主體存在的可能性更小，加權(quán)量數(shù)據(jù)k為比“2”小的值“1”；另外，在這20個區(qū)域周圍的其它區(qū)域中，主體存在的可能性最小，而逆光時像熒光燈和太陽光這樣的亮度極高的光源存在的可能性較高，這樣在剩余的區(qū)域加權(quán)量數(shù)據(jù)k為“0”。這樣，值“0”意味著在剩余區(qū)域中的亮度值實際上不被計入后面講到的一個評估值中。
圖中符號SW2表示一個開關(guān)，用于選取一個來自第一加權(quán)量表28和第二加權(quán)量表30的加權(quán)量數(shù)據(jù)并將其加到加權(quán)電路22中，且開關(guān)SW2由后面講到的一個微處理器32提供的一個第二開關(guān)信號來控制。
圖號24表示一個積分器，用來計算加權(quán)電路22所完成的等于一個屏幕的加權(quán)操作的亮度數(shù)據(jù)的總和，也就是對通過一個屏幕的亮度數(shù)據(jù)進行數(shù)字積分。根據(jù)相應(yīng)的亮度數(shù)據(jù)Dy，第一加權(quán)量表28和第二加權(quán)量表30的每一個都有256個加權(quán)量數(shù)據(jù)。通過用256個加權(quán)量數(shù)據(jù)的總和除以積分值計算器26來標準化一個積分值，以計算在一個曝光調(diào)整過程中的一個作為評估對象的一個亮度評估值Vy。
另外，從計算器20同時輸出的帶亮度數(shù)據(jù)的兩個色差數(shù)據(jù)被用于一個白平衡調(diào)整電路(未示出)中的白平衡調(diào)整操作。
微處理器32確定CCD成像器的曝光周期即快門速度，以根據(jù)計算器26提供的亮度評估值Vy來進行曝光調(diào)整。根據(jù)該確定的快門速度，微處理器32還發(fā)出一個CCD成像器12的曝光定時指令即成像定時指令。此外，微處理器32根據(jù)一個來自快門釋放按鈕36的快門釋放指令和亮度評估值Vy控制閃光燈38發(fā)光和開關(guān)SW1與SW2。
閃光燈38根據(jù)來自微處理器32的閃光指令指定的時間周期發(fā)射光。閃光燈38的發(fā)光周期決定了發(fā)光量，發(fā)光周期越長，發(fā)光量就越大。操作者撳下快門釋放按鈕36把快門釋放指令輸入到微處理器32中。
在輸入快門釋放指令之后，一個信號處理電路42通過開關(guān)SW1接收RAM16中所存貯的影像數(shù)據(jù)，并對影像數(shù)據(jù)進行一般的信號處理如分色、r校正、信號壓縮等等，以及輸出靜態(tài)影像數(shù)據(jù)。通過微處理器32靜態(tài)影像數(shù)據(jù)被記錄在諸如快速存貯器和存貯器卡片之類的記錄載體44上。另外，由一個來自微處理器32的第一開關(guān)信號來控制開關(guān)SW1。
圖號34表示一個模式選擇按鈕34，用以根據(jù)操作者的一個操作來選取自動發(fā)光模式或是強制發(fā)光模式，而且用于把一個設(shè)定所選模式的模式設(shè)定信號輸入到微處理器32中。根據(jù)該模式設(shè)定信號微處理器32用第二開關(guān)信號來控制開關(guān)SW2。特別是在用模式選擇按鈕34選定了自動發(fā)光模式的情況下，開關(guān)SW2的一端與第一加權(quán)量表28的一邊相連而在選定了強制發(fā)光模式的情況下，在曝光調(diào)整過程中，開關(guān)SW2與第一加權(quán)量表30的同一邊相連，且在計算閃光燈38的發(fā)光量時將開關(guān)SW2與第二加權(quán)量表30的一邊相連。
自動發(fā)光模式指的是閃光燈發(fā)出主射光以補充不足量的一種方式，它只用于即使在曝光調(diào)整操作時設(shè)定快門速度最小也不能解決曝光不足的情況，它是常規(guī)拍攝時的理想方式。另一方面，在大大地增加主體后面的亮度使屏幕中心的主體變?yōu)槟婀獾那闆r下，閃光燈38總是發(fā)出用于優(yōu)化主體光線量的光，強制發(fā)光模式就是這樣一種逆光校正模式。
參照圖7至12所示的流程圖，重點說明微處理器32的處理的曝光調(diào)整過程和閃光燈38的發(fā)光控制。另外，圖7至9為自動發(fā)光模式的流程圖，圖10至12為強制發(fā)光模式的流程圖。當通過模式選擇按鈕34選擇了自動發(fā)光模式時，根據(jù)圖7至9的流程圖進行操作，反之，當選擇了強制發(fā)光模式時，則按圖10至12的流程圖進行操作。
首先描述自動發(fā)光模式的操作。當選擇了自動發(fā)光模式后，在步驟S1中用開關(guān)SW2選擇第一加權(quán)量表，進入步驟S3。如果確認操作者按下快門釋放按鈕36，則在步驟S3中將快門釋放指令輸入到微處理器32中，微處理器32首先啟動曝光調(diào)整操作。即微處理器32把一個快門速度設(shè)定信號施加給定時發(fā)生器18用以初始化快門速度使其在步驟S5中成為中檔速度的1/250秒。定時發(fā)生器18接收快門速度設(shè)定信號并對CCD成像器12控制掃描脈沖的輸出周期，使充電周期變?yōu)?/250秒。之后為了在步驟S7中重復(fù)進行3次閃光的曝光調(diào)整將變量N的初值設(shè)為“1”，且在步驟S9中以1/250秒的快速度進行第一次曝光，隨后在步驟S11中計算亮度評估值Vy。
尤其是將這次曝光所產(chǎn)生的影像數(shù)據(jù)寫入RAM16中之后，計算器20根據(jù)該影像數(shù)據(jù)計算亮度數(shù)據(jù)和色差數(shù)據(jù)。只有根據(jù)存貯在第一加權(quán)量表28中的加權(quán)量數(shù)據(jù)k對亮度數(shù)據(jù)在加權(quán)電路22中進行加權(quán)處理，這樣才能得到將重點放在屏幕中心的亮度數(shù)據(jù)。積分器24對等于一幅的亮度數(shù)據(jù)進行數(shù)字式積分并且累加器26用加權(quán)量數(shù)據(jù)的總和除以該積分值，這樣計算出著重在屏幕中心的亮度評估值Vy。
在步驟S13中，微處理器32將亮度評估值Vy與目標評估值Yt進行比較得到一個最合適的曝光狀態(tài)，并更新快門速度以使亮度評估值Vy與目標評估值Yt相一致。微處理器32用Yt/Vy乘以當前的快門速度后得到一個新的快門速度進行隨后的曝光。如果亮度評估值為“50”而目標評估值為“100”，這樣亮度值僅為最合適值的一半，快門速度則從當前的快門速度1/250秒變?yōu)?/125秒的低速。在步驟S15中，微處理器32判斷是否已進行了三次調(diào)整快門速度的曝光，如果低于三次，則在步驟S17中微處理器32使變量N增加。在步驟S13中微處理器32判斷為后續(xù)的曝光所新賦的快門速度是否比1/30秒慢，即是在步驟19中曝光周期是否比1/30秒長，如果“是”，微處理器32將快門速度設(shè)為1/30秒。在步驟S19和S21中將1/30秒作為快門速度的最小值，在該實施例的數(shù)字照相機中快門速度不能設(shè)為小于這個最小值的數(shù)。當在曝光調(diào)整操作中計算出的快門速度小于該最小值，則將快門速度強行設(shè)定為這個最小值。
之后，程序返回到步驟S9，重復(fù)進行上述的操作。即第三次曝光的快門速度由第二次的曝光獲得，而第四次曝光的快門速度由第三次曝光獲得。當曝光調(diào)整象這樣重復(fù)三次后，說明曝光調(diào)整完成，程序從步驟S15轉(zhuǎn)入S23，判斷閃光燈38是否需要發(fā)光。
判斷從步驟S13最后得到的第四次曝光的快門速度是否小于該實施例的數(shù)字照相機10允許的最低快門速度1/30秒，即在完成曝光調(diào)整后，如果第一次曝光的充電時間小于或等于1/30秒，判斷亮度評估值Vy是否未達到目標評估值Yt。當確認快門速度等于或高于1/30秒時，也就是在曝光周期等于或小于1/30秒時，由于最合適的曝光是由該快門速度獲得的，因而閃光燈不用發(fā)光。另一方面，如果確認快門速度不比1/30秒長就不能得到最合適的曝光狀態(tài)，由于需要閃光燈38的發(fā)光，則轉(zhuǎn)到步驟S25以控制閃光燈38的發(fā)光。
如果確認在步驟S23中不需要閃光燈38發(fā)光，則程序轉(zhuǎn)到步驟S41，且CCD成像器12以在步驟S13得到的新的快門速度曝光，獲得最佳曝光狀態(tài)。也就是微處理器32刪除閃光燈38的發(fā)光并進行拍攝。之后，把從步驟S55中得到的影像數(shù)據(jù)通過信號處理電路42作為靜態(tài)影像數(shù)據(jù)記錄在記錄載體44上。另外，如果步驟S23中確定了不需要閃光燈38發(fā)光，通過輸出在步驟S41中預(yù)定曝光周期打開開關(guān)SW1的第一開關(guān)信號把步驟S41中因曝光而得到的影像數(shù)據(jù)輸入到信號處理電路42中。
另一方面，在對閃光燈38的發(fā)光控制的操作中，輸出快門速度設(shè)定信號，以便在步驟S25中將主射光的快門速度設(shè)為最小值的1/30秒，隨后，不用閃光燈38發(fā)光以1/30秒的快門速度曝光CCD成像器12而得到的期望亮度評估值被計算為無發(fā)射亮度評估值Y0。即無發(fā)射亮度評估值Y0由下式算出無發(fā)射的亮度評估值Y0＝{(1/30秒)/(第三次曝光的快門速度)}×(第三次曝光所得到的亮度評估值Vy)在步驟S13計算第四次曝光的快門速度之前，把第三次曝光的快門速度存入微處理器32的存貯器32a中。另外，1/30秒等于第一周期，第三次曝光的快門速度等于第三周期。第三次曝光得到的亮度評估值等于第一無發(fā)射亮度評估值，而無發(fā)射亮度評估值Y0等于第二無發(fā)射亮度評估值。
當用這種方式以1/30秒的快門速度把無發(fā)射亮度評估值Y0計算為亮度評估值時，目標評估值Yt與無發(fā)射亮度評估值Y0之間的差值即Yr-Y0在步驟S29中被計算為亮度不足量U，此外，快門速度設(shè)定信號被加到定時發(fā)生器18上以在步驟S31中將快門速度設(shè)為1/1500秒。當快門速度為1/1500秒時，換句話說，當充電時間非常短到1/1500秒時，在影像數(shù)據(jù)中包括物體光線在內(nèi)的外來光的影響變得非常小。
接著，在步驟S33中CCD成像器12以1/1500秒的快門速度啟動曝光。另一方面，微處理器16對閃光燈38輸出預(yù)射光的閃光指令并同時作為一個快門速度設(shè)定信號的輸出。如果閃光燈38接收預(yù)射光的閃光指令，在CCD成像器12曝光時閃光燈38的發(fā)光量變?yōu)镻。這種發(fā)光狀態(tài)稱作預(yù)射光狀態(tài)，它是在后面講到的主射光之前預(yù)先完成的發(fā)光狀態(tài)。
如果確認在步驟S37中已經(jīng)以1/1500秒的快門速度進行了曝光，則把所得到的影像數(shù)據(jù)寫入RAM16中。之后，按前面所述的無發(fā)射狀態(tài)的加權(quán)操作來進行步驟S39的以中心為重點的加權(quán)操作，并用計算器26來計算預(yù)射光中的亮度評估值Vy。在步驟S43中，微處理器32把預(yù)射光的亮度評估值Vy當作一個預(yù)射光亮度評估值Ys。
根據(jù)下式，在步驟S45中，微處理器32計算主射光中閃光燈38的一個主射光量QQ＝(U/Ys)×P在上式中，用亮度不足量U除以預(yù)射光亮度評估值Ys，計算出需要補充不足量為由一個預(yù)射光所獲得評估值的倍數(shù)，并用一個所計算的倍率乘以預(yù)射光的發(fā)光量，最后得到主射光量。由于在預(yù)射光中把快門速度設(shè)定為一個非常小的數(shù)如1/1500秒，故認為預(yù)射光亮度評估值Ys本身只取決于閃光燈38的發(fā)光。另外，在計算主射光量時可不考慮外來光的影響，所以，因閃爍引起的亮度波動不會產(chǎn)生問題。
在步驟S47中，微處理器32把使快門速度設(shè)定為1/30秒的快門速度設(shè)定信號輸出給定時發(fā)生器18。
這樣，確定了閃光燈38的主射光量Q和快門速度，便可在步驟S49中對CCD成像器12進行主曝光。另一方面，微處理器32向閃光燈38輸出主射光閃光指令，在步驟S51中，閃光燈38在CCD成像器12曝光的時候發(fā)出等于主射光量Q的一個周期的光。
如果確認在步驟S53中完成了以1/30秒的快門速度進行曝光，則把所得到的影像數(shù)據(jù)寫入RAM16中。此外，當確認在步驟S23中要求閃光燈38發(fā)光時，微處理器32輸出第一開關(guān)信號，以使直到自步驟S49中開始曝光的預(yù)定周期結(jié)束前處于打開狀態(tài)的開關(guān)SW1關(guān)閉。開關(guān)SW1響應(yīng)該第一開關(guān)信號變成關(guān)閉狀態(tài)。由于現(xiàn)在把預(yù)定的時間設(shè)為一個從成像器12輸出主射光影像數(shù)據(jù)到把影像數(shù)據(jù)完全寫入RAM16中的期限，信號處理電路42將步驟S55中因曝光而得到和從RAM16中讀出的影像數(shù)據(jù)進行信號處理，且把由信號處理電路42處理的靜態(tài)影像數(shù)據(jù)記錄在記錄載體44上。
如上所述，在自動發(fā)光模式中，假設(shè)在計算亮度評估值時采用中心重點測光，則在主體周圍有一個小的加權(quán)量數(shù)據(jù)。在決定閃光燈38發(fā)光的必要性和主射光量時，應(yīng)考慮周圍的亮度，這樣物體包括周邊區(qū)域都得到一個合適的光量。
結(jié)合圖10至12的流程圖對強制發(fā)光的模式加以描述，對于與圖7至9中重復(fù)的部分略去。
如果用模式選擇按鈕34選擇了強制發(fā)光模式，開關(guān)SW2在步驟S61選取第一加權(quán)量表28進行前面的曝光調(diào)整，在強制發(fā)光模式的曝光調(diào)整中，使用第一加權(quán)量表28的加權(quán)數(shù)據(jù)來計算亮度評估值。
如果按下快門釋放按鈕36，從步驟S65到S81的曝光調(diào)整操作進行三次，之后程序轉(zhuǎn)向步驟S83。在步驟S69中第三次曝光獲得的亮度數(shù)據(jù)存貯在位于計算器20和加權(quán)電路22之間的一個存貯器(未示出)中，此外，在步驟S73的第三次處理得到的快門速度也存貯在該存貯器中。
在步驟S83中，判斷由步驟S73的第三次曝光評估而最終得到的快門速度是否小于1/30秒，如果小于1/30秒，則在步驟S85中將快門速度強行設(shè)為1/30秒。盡管主曝光的快門速度在步驟S73或S85用上述的方法獲得，但由于快門速度隨后面所執(zhí)行的預(yù)射光而改變，一旦獲得主曝光的快門速度便存入微處理器32中的存貯器32a中以便在步驟S87中保存快門速度。
盡管為了設(shè)定閃光燈的發(fā)光量準備啟動發(fā)光量設(shè)定操作，但在發(fā)光設(shè)定操作之前，在步驟S89中第二開關(guān)信號將開關(guān)SW2連到第二加權(quán)量表30的一側(cè)，隨后，在計算屏幕的亮度評估值時，使用只考慮屏幕中心的第二加權(quán)量表30。
在步驟S91中，以先前存入存貯器中的并以第三次曝光為基礎(chǔ)的亮度數(shù)據(jù)Dy，計算出亮度評估值Vy，之后利用下式算出無發(fā)射的亮度評估值Ya無發(fā)射的亮度評估值Ya＝{(主射光中的快門速度)/(第三次的快門速度)}×亮度評估值Vy。
在選擇了第一加權(quán)量表28的時候，把所計算的快門速度代入到上式中，即計算無發(fā)射的亮度評估值Ya時應(yīng)考慮周邊的亮度。將這種情況與僅根據(jù)中心亮度所計算的無發(fā)射亮度評估值Ya進行比較，該值變大，因此，在逆光狀態(tài)中用邊亮度的飽和度被控制。
在步驟S93中，將無發(fā)射的亮度評估值Ya與目標評估值Yt相互比較。當Yt＞Ya時，即使快門速度設(shè)為最小值，亮度評估值也達不到目標評估值Yt，因而就需要閃光燈38發(fā)光，主射光量通過步驟S97到S111確定。另一方面，在步驟S93中當確認Yt≤Ya時，通過預(yù)先執(zhí)行的曝光調(diào)整對屏幕上的評估認為屏幕中心的主體有足夠的光量，步驟S95中將閃光燈38的發(fā)光量設(shè)定為預(yù)先限定的一個最小發(fā)光量Pmin，隨后，程序轉(zhuǎn)向步驟S113。
在步驟S97后確定主射光量時，在步驟S107中計算預(yù)射光狀態(tài)的亮度評估值Vy的過程同前面所述的自動發(fā)光模式中的計算一樣，但由于這時用第二加權(quán)量表30代替第一加權(quán)量表28，周圍的物體被忽略，只考慮對中心的主體進行預(yù)射光中的屏幕評估。在步驟S111中根據(jù)亮度評估值Vy計算的主射光量Q也只考慮中心區(qū)域的發(fā)光量。
當主射光量Q以這種方式確定時，在先前的步驟S87中存貯起來的主射光的快門速度從存貯器32a中取出，表示所取出的快門速度的快門速度設(shè)定信號被加到定時發(fā)生器18上，且以這個快門速度執(zhí)行步驟S117的主曝光。在主曝光期間，閃光燈38發(fā)出步驟S111所確定的主射光量Q或發(fā)出步驟S95所確定的主射光量Pmin，且在步驟S121中把曝光完成之后把所得到的影像數(shù)據(jù)記錄在記錄載體44上。
另外，對于操作者敢于選擇強制發(fā)光模式的情況，主射光量Pmin設(shè)為能使主體亮度有較小的增加的最小值，通過曝光調(diào)整解決了主體曝光的不足。
如上所述，在強制發(fā)光模式中，屏幕亮度的評估采用的是第一加權(quán)量表28，因此，把重點放在屏幕中心的主體上進行曝光調(diào)整且考慮周圍的區(qū)域。這樣周邊區(qū)域的物體也可獲得理想的曝光。此外，對曝光不足的情況，即使進行曝光調(diào)整，也只考慮中心區(qū)域用第二加權(quán)量表30對屏幕的亮度加以評估。也就是說對于評估物體周圍放置的光源不予考慮，僅對中心區(qū)域的主體的曝光不足加以補充。故而，可校正逆光。
將預(yù)射光的快門速度設(shè)得很高，這樣可在任何模式中排除除閃光燈的光之外的外來光的影響，即使照明光被包括在物體中，且通過閃爍加以改變，也可不受閃爍影響地精確確定主射光量。
在本實施例中，盡管所有塊的亮度數(shù)據(jù)都采用數(shù)字積分而得到亮度的評估值，但沒有必要淡化某些塊來進行亮度評估值的計算，例如把某一特定塊作為從水平和垂直兩個方向?qū)κ畟€塊進行數(shù)字積分得出的物體，用以縮短處理的時間。
加權(quán)量表28、加權(quán)電路22、計算器20和26、積分器24、信號處理電路42可被放在一個具有微處理器32的功能的單個微處理器中通過軟件來實現(xiàn)它們各自的功能。
在本實施例中，盡管以1/1500秒的快門速度計算出預(yù)射光時的亮度評估值Ys，但快門速度不必限定在1/1500秒。也就是說，由于預(yù)射光時閃光燈38的發(fā)光周期約50毫秒，快門速度只要滿足一個條件即曝光周期長于發(fā)光周期并有效地限制外來光的影響，即使把1/2000秒、1/5000秒和1/10000秒作為最大的快門速度，也可得到同樣的效果。理想的快門速度是使曝光周期非常接近閃光燈38的發(fā)光周期。
同樣，主射光的快門速度設(shè)為1/30秒并非限于此值，例如，可將快門速度設(shè)為1/29秒以獲得充分的曝光。如考慮到無意識的振動，快門速度可設(shè)為1/50秒。
對本發(fā)明已進行了詳細的描述和說明，但很顯然，本發(fā)明并不被局限于唯一的實例或圖示中，本發(fā)明的精神和范圍僅被限定在所附的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種在物體成像時由一個閃光燈按主射光量發(fā)出主射光使一個成像裝置在第一周期曝光的數(shù)字照相機，包括一個檢測裝置，用以檢測由所述成像裝置輸出的照相機信號的一個亮度信號；一個評估裝置，用以評估所述亮度信號和輸出一個亮度評估值；一個第一控制裝置，用以在無所述的閃光燈發(fā)光時曝光所述的成像裝置；一個第二控制裝置，用以使所述的閃光燈按預(yù)射光量發(fā)出預(yù)射光且在比所述的第一周期短的第二周期曝光所述的成像裝置；一個計算裝置，用以根據(jù)一個對應(yīng)于所述第一控制裝置的控制從所述的評估裝置輸出的第一無發(fā)射的亮度評估值和一個對應(yīng)于所述第二控制裝置的控制從所述的評估裝置輸出的預(yù)射光亮度評估值計算所說的主射光量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字照相機，其中所述的第一控制裝置在第三周期曝光所述的成像裝置，且所述的計算裝置包括一個亮度評估值計算裝置，該裝置根據(jù)所述的第一周期、所述的第三周期和所述的第一無發(fā)射亮度評估值計算在所述的閃光燈不發(fā)光時所述的第一周期曝光所述的成像裝置的一個第二無發(fā)射亮度評估值；一個發(fā)光量計算裝置，該裝置根據(jù)所述的第二無發(fā)射亮度評估值、一個目標亮度評估值，所述的預(yù)射光亮度評估值和所述的預(yù)射光量來計算所述的主射光量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字照相機，其中所述的亮度評估值計算裝置根據(jù)下式(1)計算所述的第二無發(fā)射亮度評估值，第二無發(fā)射亮度評估值＝(第一周期/第三周期)×第一無發(fā)射亮度評估值…(1)所述的發(fā)光量計算裝置根據(jù)下式(2)計算所述的主射光量主射光量＝{(目標亮度評估值-第二無發(fā)射亮度評估值)/預(yù)射光亮度評估值}×預(yù)射光量…(2)
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字照相機，還包括一個曝光周期計算裝置，根據(jù)所述的第一周期、所述的第一預(yù)射光亮度評估值和所述的目標亮度評估值，計算在所述閃光燈不發(fā)光時得到的所述的目標亮度評估值的一個最合適的曝光周期；一個比較裝置，用以比較所述的最合適的曝光周期和一個最長的曝光周期；一個刪除裝置，當所述的最合適的曝光周期短于所述的最長的曝光周期時刪除所述的主射光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字照相機，其中所述的評估裝置包括一個對所述的亮度信號進行加權(quán)的加權(quán)裝置，一個根據(jù)所述的加權(quán)裝置的輸出生成所述的亮度評估值的生成裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字照相機，其中所述的加權(quán)裝置包括一個存貯若干進行加權(quán)操作的加權(quán)量數(shù)據(jù)的加權(quán)量表，所述的生成裝置包括一個對所述加權(quán)裝置的輸出進行積分處理的積分裝置，和一個除法裝置，用于以所述加權(quán)量數(shù)據(jù)的總和除以積分裝置的輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字照相機，其中所述第二周期長于所述預(yù)射光所需的周期。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字照相機，還包括一個信號處理裝置，把預(yù)先設(shè)定的信號處理成所述主射光中所產(chǎn)生的所述照相機信號，一個記錄裝置，把所述信號處理裝置的一個輸出記錄到一個記錄介質(zhì)上。
9.一種在物體成像時由一個閃光燈按主射光量發(fā)出主射光使一個所述的成像裝置曝光的數(shù)字照相機，包括一個模式設(shè)定裝置，用以設(shè)定第一模式和第二模式中的一個；一個第一加權(quán)量表，其中存貯有第一加權(quán)量數(shù)據(jù)；一個第二加權(quán)量表，其中存貯有第二加權(quán)量數(shù)據(jù)；一個檢測裝置，用以檢測由所述成像裝置輸出的照相機信號中的一個亮度信號；一個加權(quán)裝置，根據(jù)對應(yīng)于由所述模式設(shè)定裝置設(shè)定的模式的一個表時所述的亮度信號加權(quán)；一個生成裝置，根據(jù)所述加權(quán)裝置的一個輸出生成一個亮度評估值；一個第一控制裝置，用于使所述的閃光燈發(fā)出預(yù)射光并使所述的成像裝置曝光；一個第一計算裝置，根據(jù)對應(yīng)于所述第一控制裝置的一個操作由所述生成裝置輸出的一個預(yù)射光亮度評估值、計算所述的主射光。
10.一種如權(quán)利要求9所述的數(shù)字照相機，其中所述的加權(quán)裝置在所述的第一模式的所述預(yù)射光中選擇所述的第一加權(quán)量表，在所述的第二模式的所述預(yù)射光中選擇第二加權(quán)量表。
11.一種如權(quán)利要求10所述的數(shù)字照相機，還包括一個第二控制裝置，在所述的閃光燈不發(fā)光時曝光所述的成像裝置；其中所述的加權(quán)裝置在所述的第二控制裝置的操作中選擇所述的第一加權(quán)量表。
12.一種如權(quán)利要求11所述的數(shù)字照相機，還包括一個第二計算裝置，根據(jù)從對應(yīng)第二控制裝置的操作的所述的生成裝置輸出的無發(fā)射亮度評估值，計算一個在所述閃光燈不發(fā)光時獲得一個目標亮度評估值的最合適的曝光周期。
13.一種如權(quán)利要求12所述的數(shù)字照相機，還包括一個比較裝置，用以在所述第一模式中比較所述最合適的曝光周期與一個最長的曝光周期；一個刪除裝置，當所述最合適的曝光周期短于所述的最長的曝光周期時，刪除所述的主射光。
14.一種根據(jù)權(quán)利要求13所述的數(shù)字照相機，其中所述的第一模式是一個自動發(fā)光模式，對應(yīng)于所述的最合適曝光周期發(fā)出所述的主射光。
15.一種如權(quán)利要求14所述的數(shù)字照相機，其中在所述物體周圍部分的所述第一加權(quán)量數(shù)據(jù)小于所述物體中心的所述的第一加權(quán)量數(shù)據(jù)且大于“0”。
16.一種如權(quán)利要求12所述的數(shù)字照相機，還包括一個比較裝置，用以在第二模式下比較所述最合適曝光周期與最長曝光周期；一個第一保持裝置，當所述的最合適曝光周期短于所述最長曝光周期時，保持所述最合適曝光周期作為所述主射光中的一個曝光周期；一個第二保持裝置，當所述最合適曝光周期等于或長于所述最長曝光周期時，保持所述最長曝光周期作為所述主射光中的曝光周期。
17.一種如權(quán)利要求16所述的數(shù)字照相機，其中所述的第二模式為一個強制發(fā)光模式，用以使所述閃光燈發(fā)出與最合適曝光周期無關(guān)的所述主射光。
18.一種如權(quán)利要求17所述的數(shù)字照相機，其中在所述物體周圍的所述第二加權(quán)量數(shù)據(jù)為“0”值。
全文摘要
一種數(shù)字照相機包括一個閃光燈和一個CCD成像器。在該閃光燈不發(fā)光時,一個微處理器首先曝光CCD成像器。這樣,根據(jù)由CCD成像器生成的照相機信號中的一個亮度信號,用一個計算器計算一個亮度評估值。隨后,微處理器使該閃光燈發(fā)出一個預(yù)射光,并用1/1500秒的速度曝光CCD成像器。根據(jù)此時獲得的照相機信號的亮度信號,用計算器來評估亮度評估值。然后,根據(jù)由這種方式獲得的兩個亮度評估值,該微處理器計算閃光燈的主射光量。
文檔編號H04N5/235GK1174339SQ9711786
公開日1998年2月25日 申請日期1997年7月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月18日
發(fā)明者杉本和彥 申請人:三洋電機株式會社