CN1069978C - 以不同景深记录同一物体的连续图像的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种以不同的景深记录同一物体的连续图像的系统和方法，自动测距电路测量自物体的距离，亮度测量电路测量物体周围环境亮度，快门释放开关以第一和第二步被启动。微控制器控制该系统，并连接到自动测距电路、亮度测量电路、快门启动器、光阑启动器和胶卷马达启动器。按动一次快门释放钮以后，自动记录多幅图像，每幅图像具有同样的曝光量及不同的景深。

Description

以不同景深记录同一物体的连续图像的系统和方法

本发明涉及以不同景深记录同一物体的连续图像的系统和方法。该系统用照相机及相关控制方法以不同的景深拍摄连续照片。当用户使用自动曝光照相机和摄影装置拍照时，在物体的拍照范围内能以不同的景深自动地拍出同一物体的多张照片。

现代35mm照相机给用户提供了几种创作选择和控制的可能性。除构图和照相机的方位之外，用户可以调节镜头光圈和快门速度。为了拍出满意的照片，这些控制的每一种都必须以手动地熟练完成。

例如，通常表示光圈指数F(镜头焦距与镜头孔径之比)的镜头光圈控制照片的景深，所谓景深是指有可接受的聚焦的照片的深度。摄影镜头只能聚焦在一个平面上。然而，离聚焦平面足够近的物体聚焦仍可接受，一般来说，被聚焦物体前后可容许的且在该范围内其他物体似乎是被聚焦的范围称之为“景深”。镜头孔径越小或光圈指数F越大，景深就越大。

为了得到较大的景深而减小镜头孔径时，就必须减小快门速度，以达到同样的曝光量。长的快门速度会导致快速运动物体图像模糊，并使得手持照相机的整个图像更加模糊。

对于一幅满意的照片来说，正确的曝光是关键，所谓曝光是指达到图像平面的光通量，它与光圈指数F和快门速度都有关。F越小而且快门速度越长则达到图像平面的光通量越大。用全手动照相机，摄影者必须手调光圈指数F和快门速度；用新型自动曝光照相机，自动测量光通量并自动调节曝光；而用可编程照相机，照相机即调节光圈F又调节快门速度。

普通的自动曝光照相机有多种曝光程序以获得不同的效果。典型的曝光程序是光圈优先程序、快门速度优先程序、景深程序、高速快门速度程序等等。

另外，由于照片的对比度按照曝光程度而有差别，所以就需要有用户通过调节曝光程度来拍照的功能。用自动分选程序，仅一次就能得到具有正常曝光、曝光过度和曝光不足三张照片。

随景深的不同，照片的质量有很大变化，这是因为在成像时不可能对被拍摄的所有物体聚焦。在自动曝光照相机中的涉及景深的程序是光圈优先程序和深度景深程序，然而，用这种程序的缺点是用户按光圈优先程序选择光圈，只能用深度景深程序得到景深的照片。

一般说来，因为一面调节景深同时又一面拍照是很困难的，所以业余爱好者或初学者不可能总是拍出满意的照片。

本发明的目的是提供一种克服了普通摄影装置的问题和缺点的，使照相机以不同的景深拍摄连续照片的系统。

本发明的特点和优点将在以下的描述中予以陈述，从描述中将部分地表现出这些特点和优点，或可以通过本发明的实施来理解。

本发明的目的和其他优点将以在写出的说明书、权利要求书以及附图中特别指出的装置和方法来实现。

为了达到这些目的，按照本发明提供一种以不同的景深记录同一物体的连续图像的系统和方法作为实施的和充分描述的方案。按第一和第二步启动释放开关；该释放开关在第一步中被启动时，第一装置测量离要被记录的物体的距离并产生对应于该距离的信号；而且该第一步中当释放开关被启动时，第二装置测量物体周围的环境亮度，并产生对应于该亮度的信号；当在第二步中启动释放开关时，第三装置用第一装置测得的距离和第二装置测得的环境亮度来计算光阑合适的光圈范围以及对应光阑的光圈范围内的多种开启程度的合适的曝光值，并根据合适的曝光值产生控制光阑的光圈和快门速度的信号以便在不同的景深下拍摄连续照片；第四装置根据控制光阑的光圈的信号调节光阑的开启程度；第五装置根据控制快门速度的信号启动快门。

该系统还可以包括一个拍摄模式景深切换开关，以便同时在不同的景深下拍照，并且当启动拍摄模式景深切换开关时，第三装置计算合适的曝光值。这种情况下，该系统还可以包括第六装置，用来显示拍摄模式景深转换开关是否被启动。

按照本发明另外的方案，用照相机以多种景深同时拍摄照片的方法包括如下步骤：接通电源时把照相机内部电路初始化；在第一步中启动释放开关时，测量离物体的距离并测量物体周围的环境亮度；在第二步中启动释放开关时，由测得的物体距离和环境亮度计算合适的光阑光圈范围并根据光阑光圈范围内的多种开启程度计算合适的曝光值；以及根据合适的曝光值启动光阑和快门来拍摄具有互不相同的景深的多张照片。

以下将具体描述本发明的目的和优点，这些目的和优点将显见于如下的描述或可通过本发明实践来理解。借助于所附的权利要求中所特指的零部件及组合将能实现本发明的这些目的和优点。

构成说明书一部分的附图描绘了本发明的一个实施例，并且与说明书一起来说明本发明的原理。

图1是按照本发明的优选实施例的以不同景深自动拍摄连续照片的照相机的系统方框图。

图2是表示按照本发明优选实施例的用照相机以不同景深拍摄连续照片的系统的对应光阑开启程度的景深状况的视图。

图3是按照本发明优选实施例的用照相机以不同景深拍摄连续照片的系统的工作流程图。

现在参照附图表明的本发明一个例子，详细说明本发明的优选实施例。

图1中表示的是按不同的景深拍摄同一物体连续照片的系统。

本发明的优选实施例是一台静止画面摄影照相机，例如可以用35mm照相机实施本发明。但是其他图像记录装置和别的胶片格式都可包含在本发明的范围之内。

自动测距电路10测量从被摄物体到照相机的距离，亮度测量电路20测量物体周围的环境亮度。亮度测量电路可以包括例如平均反射测光表、入射测光表、点光测光表或矩阵测光表。以第一和第二步两步启动释放开关S₁；摄影模式切换开关S₂对不同景深选择程序；微控制器30连接到自动测距电路10、亮度测量电路20、释放开关S₁和拍摄模式切换开关S₂的输出端。快门启动器40、光阑启动器50和胶卷马达启动器60根据来自微控制器30的信号而被启动。

按照本发明，按一次快门释放按钮之后，就自动记录多幅图像，每幅都有不同的景深，但有相同曝光值。这样，照相机自动把景深分档，照相机使用者可以设定要自动拍摄的照片的数量以及分档光圈F指数设定的范围。

以下参照附图说明本发明实施例的照相机的工作情况，图3是图1中所示系统的工作流程图。

当把电源接通到照相机时，微控制器30在图3的步骤110把摄制条件初始化，即全部电路和全部变量初始化。

该照相机可以有拍摄模式切换开关S₂，以使它按照不同景深进行拍照，使用者可以通过选择拍摄模式切换开关S₂来拍摄具有不同景深的多幅照片。如果使用者不选择拍摄模式切换开关S₂，照相机就按正常拍摄模式进行常规拍照。

当使用者按下拍摄模式切换开关S₂时，微控制器30就根据来自切换开关S2的信号建立拍摄模式。在本例中，假定使用者选择连续的不同景深程序，微控制器30产生在信息显示器70上显示信息的信号，信息显示器70接收来自微控制器30的信号并显示出拍摄模式切换开关S2被启动到以不同景深连续拍照(步骤120)。

然后，微控制器30确定释放开关S₁是否按第一步启动，如下述。

当使用者为拍照物体而按动释放钮(未示出)时，一旦开关S₁连到图1所示的A，该释放开关S₁就按第一步启动。然后，相应的信号被送到微控制器30，微控制器30确定释放开关S₁按第一步启动。

当释放开关S₁按第一步启动时，微控制器30启动自动测距电路10和亮度测量电路20。自动测距电路10测量距物体的距离，而亮度测量电路20则测量物体周围的环境亮度(步骤140到150)。

自动测距电路10根据来自微控制器30的信号测量离开物体的距离并把相应于测得的距离的信号送到微控制器30；亮度测量电路20根据来自微控制器30的信号测量物体周围的背景亮度并把对应于测得的亮度的信号送到微控制器30。

接下来，若开关S₁接到图1所示的B，该微控制器30就决定释放开关S₁按第二步启动(步骤160)。

照相机镜头包括光阑，光阑调节拍摄时镜头的开孔孔径，因此，光阑设定光圈即F指数。当释放开关S₁按第二步被启动时，微控制器30计算合适的光阑光圈范围。为了获得曝光合适的照片，根据测得的物体距离和物体周围的背影亮度确定光阑的开启程度(步骤170)。

通常，光阑的光圈范围是在最大光阑口径和最小光阑口径之间，而最合适的光阑的口径可以在光阑的该口径范围中。

按照本发明优选实施例，微控制器30根据测得的到物体的距离和物体周围的环境亮度来计算获得合适的曝光的最大光阑口径、获得合适曝光的最小光阑口径以及最合适的光阑口径。

光阑口径与景深密切相关，参照图2，光阑的孔径越小，景深就越深；光阑的孔径越大，景深就越浅。因此，光阑80提供最小景深，而光阑100则提供最大景深。为了获得同样的曝光值，用光阑100比用光阑80就要求更长的快门速度。

当根据测得的距物体的距离和物体周围的环境亮度确定光阑的孔径范围时，微控制器30确定已建立的拍摄模式是否为以不同景深连续拍照(步骤180)。

当所建立的拍摄模式是不同景深的拍摄模式时，微控制器30就按照光阑的孔径范围内的景深一级一级地拍摄照片，景深级可以是二级或多级，本发明的优选实施例中实施的是三级景深曝光。

多级景深摄影过程如下。

当建立多级景深拍摄模式时，微控制器30根据测到的距物体的距离和物体周围的环境亮度计算对于光阑孔径范围内景深最浅的最大光阑孔径的合适的快门速度。

微控制器30根据测得的合适的曝光量即光阑的孔径和相应的快门速度通过启动控制光阑口径和快门速度的光阑启动器50及快门启动器40来进行拍照(步骤190)。

当完成拍照时，微控制器30启动胶卷马达启动器60，以把摄制的胶卷卷过一帧(步骤200)。

接下来，微控制器30计算最小光阑开启孔径的合适的快门速度；启动光阑启动器50来调节光阑孔径到景深的最小光阑孔径；按该光阑孔径启动快门启动器40，并且进行拍照(步骤210)。

微控制器再次启动胶卷马达把拍摄的胶卷卷过一帧(步骤220)。

最后，微控制器30根据测得的物体距离和物体周围的环境亮度把光阑孔径调节到最合适的景深的开启孔径；然后以对应于该光阑孔径的快门速度进行拍照(步骤230)；把胶卷卷过一帧(步骤240)并结束拍摄(步骤250)。

如果所建立的拍摄模式不是多景深拍摄模式，微控制器30就执行常规摄影。

如上所述，按照照相机以多种景深摄制连续照片的系统和相应的控制方法，微控制器30计算所获得照片的光阑的孔径范围；在孔径范围内改变光阑的开启孔径的大小；根据所改变的光阑的开启孔径计算快门速度；并按不同的景深进行连续拍照，从而用户就能同时且方便地得到具有不同景深的照片。按照本发明，可以如此之快地拍摄连续照片对使用者显得像是同时拍摄的，实际上也能以不同的景深同时拍摄照片，而通过上述的照相机的操作但在多次曝光之间不卷胶卷，也能在同一帧上多次曝光。

对本领域通技术人员来说，从所公开的说明书和本发明的实例可开发出另外的实施例。说明书和例子仅被认为是典型的例子，而本发明的实质范围和宗旨用如下的权利要求来表示。

Claims (18)

1．按不同景深自动记录同一物体连续图像的系统，包括：

测光并计算曝光值的测光装置、控制镜头光圈的光阑装置以及记录物体多幅图像的记录装置，每幅图像具有同样的曝光值和不同的景深。

2．根据权利要求1的系统，其特征在于记录装置包括用于记录两幅图像的装置，一幅图像以最小景深记录而另一幅图像以最大景深记录。

3．根据权利要求1的系统，其特征在于记录装置包括记录三幅图像的装置，一幅图像以最小景深记录，一幅图像以最大景深记录，一幅图像以中间景深记录。

4．根据权利要求1的系统，其特征在于测光装置包括反射光测光表。

5．根据权利要求1的系统，其特征在于测光装置包括入射光测光表。

6．用来为具有控制光圈来调节景深的光阑的照相机以不同景深自动记录同一物体的连续图像的系统，包括：

用第一步和第二步启动的释放开关(S1)；

测量从物体到照相机距离并在以第一步启动释放开关(S1)时产生对应该距离的第一信号的第一装置；

测量物体周围的环境亮度并在以第一步启动释放开关(S1)时产生对应该亮度的第二信号的第二装置；

第三装置，该装置用来在按第二步启动释放开关(S1)时用第一装置测得的距离和第二装置测得的亮度来计算合适的光圈范围；根据多种光圈计算合适的曝光值；并用来根据合适的曝光值产生控制光和快门速度的第三信号以便以不同的景深记录至少两幅连续图像；

根据第三信号调节光圈的第四装置；和

根据第三信号启动快门的第五装置。

7．根据权利要求6的系统，进一步包括拍摄模式景深切换开关(S2)，其中第三装置包括在拍摄模式景深切换开关(S2)被启动时计算合适的曝光量的装置。

8．根据权利要求7的系统，进一步包括显示拍摄模式景深切换开关(S2)被启动的第六装置，其中第三装置包括在拍摄模式景深切换开关(S2)被启动时产生显示信息的信号的装置；第六装置包括接收显示信息的信号并显示拍摄模式景深切换开关(S2)被启动的装置。

9．根据权利要求6的系统，其特征在于第三装置包括计算最小和最大光圈合适的曝光值以便得到具有最深和最浅景深的照片的装置。

10．根据权利要求6的系统，其特征在于第三装置包括计算最小、最大和中间光圈的合适曝光值以得到具有最深、最浅和中间景深三幅照片的装置。

11．为具有控制光圈来调节景深的光阑的照相机以不同景深自动记录同一物体的连续图像的方法，包括如下步骤：

接通电源时使照相机的内部电路初始化；

在按第一步启动释放开关(S1)时测量物体到照相机的距离和物体周围的环境亮度；

按第二步启动释放开关(S1)时用测得的距离和环境亮度来计算合适的光圈范围，并根据多种光圈来计算合适的曝光值；以及

根据合适的曝光值来启动光阑和快门，并拍摄具有不同景深的多幅照片。

12．根据权利要求11的方法，其特征在于按照为得到具有最深和最浅景深的两幅照片计算曝光值的步骤为最小和最大光圈计算合适的曝光值。

13．根据权利要求11的方法，其特征在于按照为得到具有最深、最浅和适中的景深的三幅照片计算曝光值的步骤对最小、最大和适中光圈计算合适的曝光值。

14．根据权利要求11的方法，其特征在于根据多种光圈来计算合适的曝光值是在当拍摄模式景深切换开关(S2)被启动时进行。

15．根据权利要求14的方法，其特征在于按照为得到具有最深和最浅景深的两幅照片计算曝光值的步骤为最小和最大光圈计算合适的曝光值。

16．根据权利要求14的方法，其特征在于按照为得到具有最深、最浅和适中景深的三幅照片计算曝光值的步骤对最小、最大和适中的光圈计算合适的曝光值。

17．根据权利要求14的方法，进一步包括显示拍摄模式景深切换开关(S2)被启动时拍摄模式景深切换开关(S2)被启动的步骤。

18．根据权利要求17的方法，进一步包括显示在计算合适曝光值的步骤中算出的光阑开启孔径和快门速度的步骤。

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