CN102736364B - 摄像设备和照相机系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摄像设备和照相机系统。所述摄像设备能够进行发光单元执行主发光的拍摄，其包括：测光单元，用于执行测光；选择单元，用于选择拍摄画面内的特定区域；以及控制单元，用于在所述发光单元执行预闪光发光时，基于通过所述测光单元执行的测光所获取到的测光值来确定所述发光单元的主发光量，并且基于所述选择单元所选择的区域的位置来控制用于获取确定所述主发光量时使用的测光值的测光期间所述测光单元的光接收量。

Description

摄像设备和照相机系统

技术领域

本发明涉及一种能够在使发光设备发光的情况下进行拍摄的摄像设备和照相机系统。

背景技术

为了通过使诸如闪光灯设备等的发光设备发光来拍摄静止图像，传统的摄像设备和照相机系统在实际拍摄用的主发光(以下称为“主闪光”)之前预先进行预备发光(以下称为“预闪光”)以测量诸如曝光等的被摄体条件。

例如，日本特开2005-275265论述了如下的摄像设备，其中该摄像设备利用具有多个测光区域的测光传感器来获取不执行预发光时的测光值以及执行预发光时的测光值，并基于所获取到的测光值的比对各测光区域的测光值进行加权计算，以计算主发光的测光值。

然而，当基于预闪光时的测光结果计算主发光量时，必须考虑到由于镜头、聚焦板或测光传感器的位置而发生的测光光学系统所引起的周边光量下降的影响。

当对测光传感器使用动态范围宽的对数传感器时，即使当发生周边光量下降时，周边部的测光值也极有可能在动态范围内。

然而，当使用动态范围窄的诸如电荷耦合器件(CCD)等的线性传感器时，与动态范围宽的测光传感器相比，周边光量下降的影响较大。例如，当使用动态范围为10级的线性传感器时，如果在中央部为10级的情况下光量下降了6级，则在周边部处可以获取到仅4级的动态范围。光量下降的程度由级数来表示，这与照相曝光量加算系统(APEX)值相对应。

结果，在发生周边光量下降的区域中存在主被摄体时，如果基于以中央部为基准所设置的发光量来执行预闪光，则该主被摄体的测光值可能过小而不在动态范围内，这使得无法获取到主被摄体的精确测光值。在这种情况下，难以针对主被摄体计算适当的主发光量。

发明内容

根据本发明的方面，一种摄像设备，用于通过发光单元执行主发光来进行拍摄，所述摄像设备包括：测光单元，用于执行测光；选择单元，用于选择拍摄画面内的特定区域；以及控制单元，用于基于在所述发光单元执行预闪光发光时、通过所述测光单元执行测光所获取到的测光值来确定所述发光单元的主发光量，并且基于所述选择单元所选择的区域的位置来控制用于获取确定所述主发光量时使用的测光值的测光期间所述测光单元的光接收量。

根据本发明的方面，一种照相机系统，包括发光设备和摄像设备，所述摄像设备用于通过所述发光设备执行主发光来进行拍摄，所述照相机系统包括：测光单元，用于执行测光；选择单元，用于选择拍摄画面内的特定区域；以及控制单元，用于基于在所述发光设备执行预闪光发光时、通过所述测光单元执行测光所获取到的测光值来确定所述发光设备的主发光量，并且基于所述选择单元所选择的区域的位置来控制用于获取确定所述主发光量时使用的测光值的测光期间所述测光单元的光接收量。

通过以下参考附图对典型实施例的详细说明，本发明的其它特征和方面将变得明显。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的典型实施例、特征和方面，并和说明书一起用来解释本发明的原理。

图1示出根据本发明典型实施例的照相机系统的结构。

图2是示出执行拍摄时照相机系统的各种操作的流程图。

图3A和3B示出因测光光学系统所引起的周边光量下降的状态。

图4示出与被摄体的位置相对应的预闪光发光量的校正值。

图5A、5B、5C、5D和5E示出用以确定预闪光量的校正量的预闪光量校正表的示例。

具体实施方式

以下将参考附图来详细说明本发明的各种典型实施例、特征和方面。

图1示出根据本发明典型实施例的照相机系统的结构。该照相机系统包括作为摄像设备的照相机本体100、镜头单元200和作为发光设备的闪光灯设备300。

照相机本体100包括如下的微计算机照相机中央处理单元(CCPU)(以下称为“照相机微计算机”)101，其中照相机微计算机101用于控制照相机本体100的各单元。在包括红外截止滤波器或低通滤波器的诸如CCD或互补金属氧化物半导体(CMOS)等的图像传感器102中，经由镜头单元200的拍摄镜头来形成被摄体的图像。

快门103移动，以在非拍摄期间对图像传感器102进行遮光并在拍摄期间将经由拍摄镜头所入射的光引导至图像传感器102。半透半反镜104通过在非拍摄期间反射经由镜头单元200所入射的光的一部分来在聚焦板105上形成图像。聚焦板105是可更换的。

测光电路106包括具有多个测光区域的测光传感器。在本典型实施例中，诸如CCD等的图像传感器用作测光传感器以执行测光。该测光传感器从斜视位置经由以下所述的五棱镜107来观看形成在聚焦板105上的被摄体图像。

五棱镜107将聚焦板105上的被摄体图像引导至测光电路106内的测光传感器和光学取景器(未示出)。

存储器108存储用以根据主被摄体的位置校正预闪光量的预闪光量校正数据和用以校正发生了周边光量下降的测光值的测光值校正数据，作为与周边光量下降特性有关的信息。以下说明该测光值校正数据和该预闪光量校正数据。存储器108还存储分别与多个镜头单元相对应的多个摄像校正数据，作为与用于将光束引导至图像传感器102的摄像光学系统的周边光量下降的特性有关的信息。该摄像校正数据是与摄像光学系统的周边光量下降有关的校正数据，其中该校正数据不同于与测光光学系统的周边光量下降有关的校正数据。测光值校正数据、预闪光发光量校正数据和摄像校正数据可以不相互独立地进行存储。可以存储任一个校正数据以及用于将该校正数据转换成其它校正数据的转换系数。

焦点检测电路109包括具有多个焦点检测区域的焦点检测传感器。

照相机本体100包括操作单元120，其中操作单元120包括电源开关和快门按钮。在半按下快门按钮时开关SW1接通，以开始拍摄准备操作。在全按下快门按钮时开关SW2接通，以开始拍摄操作。

对操作单元120进行操作使得能够设置聚焦于拍摄画面内的哪个区域(焦点位于哪个区域上)。用户可以对操作单元120进行操作以设置聚焦于所选择的区域。照相机微计算机101基于针对操作单元120的操作来选择所聚焦的区域。当用户没有对操作单元120进行操作以设置任一区域时，照相机微计算机101通过预定算法来选择自动设置了聚焦的区域。在本典型实施例中，预先确定多个区域作为设置了聚焦的区域的候选。以下说明从这些候选中手动或自动选择特定区域的结构。

在下文，将表示变为要设置聚焦的区域的候选的区域的框称为AF框，并通过从这些AF框中选择特定AF框来选择设置了聚焦的区域。多个AF框分别与焦点检测传感器的多个焦点检测区域相对应。在本典型实施例中，如图5A～5E所示，拍摄画面内配置有15个AF框。

对操作单元120进行操作，这使得能够从多个测光模式中选择任意的测光模式并从多个拍摄模式中选择任意的拍摄模式。

接着，说明闪光灯设备300的结构。微计算机闪光灯CPU(SCPU)(以下称为“闪光灯微计算机”)301控制闪光灯设备300的各单元的操作。

光量控制设备302包括：升压电路，用于使电池电压升压以点亮以下所述的光源305；以及电流控制电路，用于控制发光的开始/停止。用于改变闪光灯设备300的照射角的变焦光学系统303包括诸如菲涅耳(Fre snel)透镜等的面板。配置如下的反射器304，其中反射器304用于使从使用氙气管或白色发光二极管(LED)的光源305发出的光束会聚以利用该光束照射被摄体。

此外，镜头单元200包括微计算机镜头处理单元(LPU)(以下称为“镜头微计算机”)201。镜头微计算机201基于从照相机微计算机101发送来的信息来驱动拍摄镜头以调节焦点。镜头单元200将用以识别镜头的类型的镜头识别信息存储在存储器(未示出)中。

接着，参考图2的流程图来说明执行闪光灯拍摄时照相机系统的各种操作。

在使电源开关(未示出)接通(ON)以启动照相机之后，在步骤S101中，照相机微计算机101判断是否已半按下快门按钮以使开关SW1变为接通。如果开关SW1接通(步骤S101中为“是”)，则该处理进入步骤S102。

在步骤S102中，焦点检测电路109执行焦点检测操作，并且照相机微计算机101将基于检测结果的信息发送至镜头微计算机201。镜头微计算机201基于所接收到的信息来驱动拍摄镜头以调节焦点。

在步骤S103中，测光电路106执行被摄体的测光以获取测光值。照相机微计算机101利用存储在存储器108中的测光值校正数据对所获取到的各测光区域的测光值进行校正，并对校正后的各测光值执行基于测光模式或拍摄模式所确定的加权计算以确定最终测光值。照相机微计算机101基于所确定的最终测光值来计算拍摄期间的诸如曝光时间和光圈值等的曝光控制值。

存储如下的测光值校正数据作为分别与各镜头的周边光量下降特性相对应的多个测光值校正表，其中该测光值校正数据用于针对已发生周边光量下降的测光区域，补偿测光传感器所获取到的测光值的光量下降量。例如，对于与左下方的AF框相对应的周边部的测光区域，在图3A所示的镜头A中，设置了用以使所获取到的测光值增大2.2级的校正值，而在图3B所示的镜头B中，设置了用以使所获取到的测光值增大3.8级的校正值。

在步骤S104中，在使闪光灯设备300自动发光的模式中，照相机微计算机101基于步骤S103中所获取到的测光值来判断是否需要闪光灯设备300的发光。如果使闪光灯设备300发光(步骤S104中为“是”)，则该处理进入步骤S105。如果不使闪光灯设备300发光(步骤S104中为“否”)，则该处理进入步骤S108。在强制使闪光灯设备300发光的模式中或者在不发光的模式中，该处理根据所设置的模式而进入下一步骤。

在步骤S105中，照相机微计算机101从镜头微计算机201接收镜头识别信息。参考图3A和3B来说明基于镜头类型的因测光光学系统所引起的周边光量下降的变化。图3A和3B示出拍摄画面内的在周边光量下降的状态上叠加的AF框。图3A和3B还示出在将拍摄画面的中央部的光量设置为基准的情况下、与各AF框相对应的区域的光量下降级数。级数的数值越大，光量下降的程度越大。换言之，在数值较大的区域中，光量的减少率较大。

如图3A和3B所示，测光光学系统的周边光量下降的程度根据镜头类型而大幅改变。在镜头A和镜头B之间进行比较时，镜头B内的周边光量下降的程度大于镜头A内的周边光量下降的程度。在镜头B中，从中央起的下侧区域内的周边光量下降的程度大于从中央起的上侧区域内的周边光量下降的程度。

为了应对各镜头的这种周边光量下降特性，存储器108存储用以根据主被摄体的位置对预闪光量进行校正的预闪光量校正数据，作为分别与各镜头的周边光量下降特性相对应的多个预闪光量校正表。

如图4所示，预闪光量校正表是如下的表：针对根据中央部所设置的基准发光量来设置如下校正值，其中针对与各AF框相对应的各区域，该校正值与光量下降的程度大致相等。例如，将与中央部的AF框相对应的区域的校正值设置为0，并将与左下方的AF框相对应的区域的校正值设置为4。

具体地，图4所示的数值表示相对于拍摄画面的中央部的预闪光量的差，并且对校正值进行设置以使得预闪光量从拍摄画面的中央部向着拍摄画面的周边部变大。通过使用预闪光量校正表中的与主被摄体存在的区域相对应的校正量来对预闪光量进行校正，这使得能够对主被摄体设置适当的预闪光量。

在步骤S106中，照相机微计算机101通过使用存储器108所存储的多个预闪光量校正表中的与步骤S104中所获取到的镜头识别信息相对应的预闪光量校正表来计算预闪光量。

在这种情况下，由于将与为了在步骤S102中调节焦点所选择的AF框相对应的区域看作主被摄体存在的区域，因此照相机微计算机101通过使用在预闪光量校正表中的与选择出的该AF框相对应的区域的校正值来计算预闪光量。例如，如果主被摄体存在于图4所示的位置并且选择了左下方的AF框，则相比于中央部，在与所选择的AF框相对应的区域、即用于计算预闪光量的对象区域中，光量下降了3.8级。因而，通过基于预闪光量校正表将预闪光量相对于基准发光量校正了4级，在与左下方的AF框相对应的区域的预闪光期间测光值变大。结果，该测光值可以在测光传感器的动态范围内。

在利用预定算法来自动选择AF框的情况下，如果要选择的AF框根据主被摄体的移动而改变，则照相机微计算机101可以针对要选择的AF框的各变化再计算预闪光量。同样，如果要选择的AF框因用户的操作而改变，则照相机微计算机101可以再计算预闪光量。

如果不执行预闪光、诸如基于用户所设置的发光量来执行主发光的模式等，则可以省略步骤S106。

在步骤S107中，照相机微计算机101将与步骤S106中所计算出的预闪光量有关的发光控制信息发送至闪光灯微计算机301。

在步骤S108中，照相机微计算机101判断是否已通过全按下快门按钮使开关SW2变为接通。如果开关SW2接通(步骤S108中为“是”)，则该处理进入步骤S109。如果开关SW2断开(OFF)(步骤S108中为“否”)，则该处理返回至步骤S101。

在步骤S109中，与步骤S104的情况相同，照相机微计算机101判断是否需要闪光灯设备300的发光。如果使该闪光灯设备发光(步骤S109中为“是”)，则该处理进入步骤S110。如果不使该闪光灯设备发光(步骤S109中为“否”)，则该处理进入步骤S113。

在步骤S110中，在闪光灯设备300执行预闪光之前，测光电路106在闪光灯设备300的非发光状态下执行被摄体的测光，以获取非发光时测光值。

在步骤S111中，闪光灯设备300基于步骤S106中所计算出的预闪光量来执行预闪光。测光电路106在预闪光状态下执行被摄体的测光以获取预闪光时测光值。

在步骤S112中，照相机微计算机101基于步骤S110中所获取到的非发光时测光值和步骤S111中所获取到的预闪光时测光值来计算闪光灯设备300的主发光量。

以下说明图4所示的用于计算主发光量的方法的示例。

当主被摄体存在于图4所示的位置并且选择了左下方的AF框时，基于预闪光量校正表通过A＝A0×24来计算预闪光量A，其中A0是基准发光量。

然后，通过从校正发光量以执行预闪光所获取到的预闪光时测光值中减去非发光时测光值，计算预闪光成分测光值B。基于该预闪光成分测光值B，通过C＝B×2-4来计算以基准发光量执行预闪光时所设想的预闪光成分测光值C。

然后，基于测光值校正表来对预闪光成分测光值C进行校正。例如，通过D＝C×23.8来计算与左下方的AF框相对应的测光区域的周边光量下降校正之后的测光值D。

如上所述针对各测光区域的测光值校正周边光量下降，并对校正之后的各测光值D计算基于测光模式或拍摄模式所确定的权重，由此获取最终测光值E。然后，通过G＝A0×F/E来计算用以实现目标测光值F的主发光量G。

上述计算方法仅是示例。可应用用于基于预闪光时测光值来计算主发光量的任意方法。例如，考虑到非发光时测光值与预闪光时测光值相比小到可忽略，可以通过预闪光成分测光值B＝预闪光时测光值来计算主发光量。

在步骤S113中，照相机微计算机101进行拍摄。为了使闪光设备300发光，伴随拍摄，照相机微计算机101利用步骤S112中所计算出的主发光量来使闪光灯设备300发光。在这种情况下，照相机微计算机101通过使用存储在存储器108中的摄像校正数据来对通过摄像所获取到的图像数据校正周边光量下降。

因而，即使在发生周边光量下降的区域中存在主被摄体时，也根据该主被摄体的位置对预闪光量进行校正以补偿该周边光量下降，这样使得预闪光时主被摄体的测光值能够在测光传感器的动态范围内。结果，可以精确地获取到预闪光时主被摄体的测光值，并且可以针对主被摄体计算适当的主发光量。

在本典型实施例中，预闪光量校正表与各镜头的周边光量下降特性相对应。然而，测光光学系统的周边光量下降根据聚焦板的类型而改变，因而可以使用考虑到聚焦板的类型的预闪光量校正表。例如，如图5A～5E所示，周边光量下降特性在使用标准聚焦板的情况与使用可更换聚焦板A的情况之间有所不同。

因而，将组合了镜头的类型和聚焦板的类型的预闪光量校正表存储在存储器108中。为了计算预闪光量，可以基于镜头的类型和聚焦板的类型来选择适当的预闪光量校正表。对于聚焦板的类型，可以设置用于自动识别所安装的聚焦板的类型的机构，或者用户可以通过对操作单元120进行操作来输入所安装的聚焦板的类型。能够识别的镜头的类型和聚焦板的类型不限于图5A～5E所示的数量。

AF框不限于图5A～5E所示的数量，也不限于设置在预先确定的位置。例如，可以将AF框设置在被摄体检测单元(未示出)所检测到的被摄体区域的位置或用户所指定的任意位置，并且AF框可以跟随被摄体的移动而移动。

在这种结构中，如本典型实施例的情况一样设置与AF框相对应的预闪光量的校正值并不有效。因而，以映射示出周边光量下降的程度，并且可以根据AF框存在的位置来确定预闪光量的校正量。可选地，如图3A和3B所示，基于周边光量下降的程度来将拍摄画面分割成多个区域，并针对各分割区域设置预闪光量的校正量。然后，可以根据AF框存在的区域来确定预闪光量的校正量。

为了识别镜头的类型，用户可以通过对操作单元120进行操作来输入镜头的类型。

当无法识别镜头的类型时(例如，当无法获取到镜头识别信息时)，无法对预闪光量进行校正。因而，当主被摄体存在于周边光量下降的程度大的区域中时，可以在显示单元(未示出)上发出警告。

没有必要使通过焦点调节来设置聚焦的区域与用于计算预闪光量的对象区域一致，并且可以独立选择各区域。

当主被摄体存在于周边光量下降的程度大的区域中时，将预闪光量校正为较大可能导致其它区域的测光值超过测光传感器的动态范围。因而，当设置了如下的测光模式或拍摄模式时，对预闪光量进行校正，其中该测光模式或拍摄模式用于将与所选择的AF框相对应的测光区域的权重设置得比其它测光区域的权重相对大。特别地，当设置了仅使用包括与所选择的AF框相对应的测光区域的特定区域的测光值的测光模式或拍摄模式时，对预闪光量进行校正。

根据本发明，基于在拍摄画面内所选择的区域的位置来控制用于获取确定主发光量时使用的测光值的测光期间内测光传感器的光接收量。因而，可以控制与预闪光量的参数不同的参数。例如，在可以连续执行预闪光的结构中，代替预闪光量，照相机微计算机101可以控制测光期间的长度。

代替将可拆卸闪光灯设备安装至照相机本体以用作发光设备的结构，可以采用与照相机本体一体化的发光单元的结构。代替将可拆卸镜头单元安装至照相机本体以供使用的结构，可以采用镜头单元与照相机本体一体化的结构。此外，可以在本发明的精神和范围内对本发明进行各种改变和修改。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有修改、等同结构和功能。

Claims (12)

1.一种摄像设备，用于通过发光单元执行主发光来进行拍摄，所述摄像设备包括：

测光单元，用于执行测光；以及

选择单元，用于选择拍摄画面内的特定区域，

所述摄像设备的特征在于，还包括：

控制单元，用于基于在所述发光单元执行预闪光发光时、通过所述测光单元执行测光所获取到的测光值来确定所述发光单元的主发光量，并且基于所述选择单元所选择的区域的位置和以能够拆卸的方式安装至所述摄像设备的镜头单元的类型来控制用于获取确定所述主发光量时使用的测光值的测光期间所述测光单元的光接收量。

2.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述控制单元通过将针对所述选择单元所选择的区域的测光值的权重设置为大于针对所述选择单元未选择的区域的测光值的权重，来确定所述发光单元的主发光量。

3.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述控制单元通过基于所述选择单元所选择的区域的位置控制所述发光单元的预闪光发光量，来控制所述测光期间所述测光单元的光接收量。

4.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述控制单元通过基于所述选择单元所选择的区域的位置控制所述测光期间的长度，来控制所述测光期间所述测光单元的光接收量。

5.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，还包括焦点调节单元，所述焦点调节单元用于调节焦点，

其中，所述选择单元选择所述焦点调节单元要聚焦的区域。

6.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，还包括操作单元，所述操作单元用于指示所述选择单元要选择的区域，

其中，所述选择单元基于对所述操作单元的操作来选择所述拍摄画面内的特定区域。

7.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，与所选择的区域是所述拍摄画面的中央部时相比，当所选择的区域是所述拍摄画面的周边部时，所述控制单元将所述测光期间所述测光单元的光接收量设置得较大。

8.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述控制单元控制所述测光期间所述测光单元的光接收量，以补偿所选择的区域相对于所述拍摄画面的中央部的光量下降。

9.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，还包括存储单元，所述存储单元用于存储关于与能够拆卸的镜头单元相对应的多个周边光量下降特性的信息，

其中，所述控制单元基于存储在所述存储单元中的与所述周边光量下降特性有关的信息来控制所述测光期间所述测光单元的光接收量。

10.根据权利要求9所述的摄像设备，其特征在于，还包括摄像单元，所述摄像单元用于通过拍摄被摄体的图像来获取图像数据，

其中，所述控制单元基于存储在所述存储单元中的与所述周边光量下降特性有关的信息来对所述图像数据进行校正。

11.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，还包括能够更换的聚焦板，以及

其中，所述控制单元还基于所述聚焦板的类型来控制所述测光期间所述测光单元的光接收量。

12.一种照相机系统，包括发光设备和摄像设备，所述摄像设备用于通过所述发光设备执行主发光来进行拍摄，所述照相机系统包括：

测光单元，用于执行测光；以及

选择单元，用于选择拍摄画面内的特定区域，

所述照相机系统的特征在于，还包括：

控制单元，用于基于在所述发光设备执行预闪光发光时、通过所述测光单元执行测光所获取到的测光值来确定所述发光设备的主发光量，并且基于所述选择单元所选择的区域的位置和以能够拆卸的方式安装至所述摄像设备的镜头单元的类型来控制用于获取确定所述主发光量时使用的测光值的测光期间所述测光单元的光接收量。