CN1659859A - 适用于使用闪光灯拍摄图像的数码照相机及其相应方法 - Google Patents

Abstract

该照相机包括外壳2，在其附近具有用于目标10的发光电路(闪光灯)。该照相机中使用以CMOS工艺制造的矩阵传感器14，其对图像进行逐行读取。同时在闪光敏感各个时间周期内，在与多个行相对应的时刻照亮所述目标。

Description

适用于使用闪光灯拍摄图像的数码照相机及其相应方法

本发明涉及一种用于在称作积分周期的一段时间内对目标拍照的数字式照相机，其包括光敏元件排列，光敏元件的初始化电路以及用于接收来自所述元件的光数据的输出电路与该光敏元件排列相连，该照相机进一步包括用于照亮目标的发光电路。

本发明还涉及一种借助于发光设备来拍摄照片的方法。

上述的发光设备实际上是由摄影中常用类型的电子闪光灯来实现的。

本发明提出了关于数字摄影的引人注目的重要用途，其中使用了被认为是低成本及低功耗的CMOS光敏元件。

从日本专利公开JP09326952中获知了这种设备。在这种已知设备中，通过可以运动的线性排列对图像进行分析。这种运动被认为是很麻烦的，因为实现这样的运动意味着要使用成本很高的机械装置。

本发明提出了一种如开篇段落中所述的设备，其克服了上述不足之处。

为了实现这一目的，该设备的特征在于：所述光敏元件排列的是由组成矩阵的多行光敏元件构成的那种光敏元件排列；其包括控制电路，以用于将该元件复位为0，以及用于和所述输出电路一起读取该元件并定义它们的积分周期；其进一步包括发光控制电路，以用于启动发光电路，从而确定在元件的积分周期中，对于多于一行的元件而言出现至少一次闪光的时间。

一种利用根据本发明的照相机对目标拍照的方法，其特征在于具有以下步骤：

●在称作积分周期的一段时间内，使用光敏元件矩阵，这些元件按行和列设置，以形成目标的摄影图像，

●使用发光设备，其具有与所述照相机相连的控制器，

●在称作积分周期的一段时间内，随时间的推移逐行分析所述图像。

●在积分周期内，在与多于一行相对应的时刻启动至少一次闪光。

经由一些非限定性实施例并结合以下所述实施例，可以明显得到或阐明本发明的这些和其他方面。

附图简述

图1表示了根据本发明的设备，

图2表示了对用于根据本发明的矩阵中的一行光敏元件进行分析的图表，

图3表示了一行光敏元件如何进行工作，

图4表示了本发明第一实施例的工作过程，

图5表示了本发明第二实施例的工作过程。

如图1所示，该照相机包括：外壳2，在其旁边安装了闪光设备4，从而如果目标10处于暗处，则可以将其照亮后适当地对其进行拍照。闪光基本上可用于两种情况：

●当没有闪光，场景亮度太低而不能进行拍照时；

●或者当目标处于逆光时。因此该闪光就起到补充光线的作用，也就是说，其照亮处于暗处的部分。

通过设置在由光敏元件组成的光敏排列14上的物镜12，对目标成像。电路16可以控制整体运行并且特别是作为单元排列14对成目标像进行分析的功能而同步照亮该目标10。开关18所示的是用于拍照的快门。在外壳2上，还添加了测光电路20，其测量传送回传感器的光。众所周知，该电路20采用了光敏二极管22。所拍摄的照片存储在存储器26中，该存储器构成了电路16的一部分。事实上，这种存储器多数是以可插入外壳2中的存储盘形式出现的。这样存储的照片可以以数字形式重建，并且可以在访问装置30上显示出来。利用电路16对光信息进行读取，该电路还作为排列14的输出电路，并且还对闪光设备4进行光控制。而且，电路16控制将元件复位为0、这些元件的读取以及控制其积分周期。其控制闪光设备4，从而在元件的积分周期中，保持对多于一行的元件的至少一次闪光。

根据本发明的一个方面，排列14表现为所述光敏元件矩阵的形式。如图2所示。该矩阵由一定数量的行构成，例如480行，即图中的L1至L480，并分为640列，即R1至R640。为避免导线数量过多，不能对各个单元均独立寻址，但可以逐行寻址；因此，行解复用器35可以收集其所切换到的行中各个元件的不同光数据。行RS可以将所述各行复位为0。开关37可以将这种控制引导到所述各行。所有元件均在该电路16的控制之下。

图3表示了如何对排列14中的一行进行处理。时间t0为定义了该矩阵中整行复位为0时刻的时间。Δt定义了称作积分周期的一段时间，在该段时间内，闪光作用于该光敏元件。该积分周期由锯齿形的上升沿表示。在这段时间内，可以虑及积分周期内任意时刻的闪光的光。而后，提供了时间ΔtR以用于连续地产生该行元件的闪光数据。

图4表示了根据本发明的装置的第一工作模式。所说明的第一模式针对由例如行L1至L480构成的矩阵。

在第一行中的SYN表示同步信号。第一信号TP1与照相的启动相关。通过按下快门18产生该第一信号。该信号连续促使矩阵的所有行复位为0(锯齿图形的下降沿)，并且促使它们能够存储图像的闪光数据。然后，信号TP2在该矩阵的最后一行L480的积分周期开始之后出现。这两个信号之间的时间间隔可以称为帧周期TRM。在这段时间之后，在时间段TR1，TR2，TR3...TR480连续读取各行。读取时间持续TRR。

根据本发明，在对应于信号TP2的瞬间触发闪光FLSH。阴影区域表示了该瞬间对于该矩阵各行元件的积分周期来说是相同的。可能发生闪光的共同持续时间DI，由公式(1)给出：

DI＝SET-TRM+1  (1)

在这个公式中：

SET是传感器的曝光时间，也就是说在这段时间，排列接收到被摄目标的光；

TRM是读取帧的持续时间。

这个公式中的所有参数以一行的读取时间表示出来(TR1＝TR2＝TR3等等)。这个公式对于比本实施例中使用的尺寸更大的像素矩阵也有效。

图5表示了本发明的第二实施例。根据第二实施例，在排列中形成的图像被分成多个部分。为了照亮目标，使用了与图像部分数目k相等的光源。在图5中只示出了较少的行Le1至Le12，以便简化附图。闪光次数为4，即FLSH1、FLSH2、FLSH3、FLSH4。利用这个闪光次数，可以处理比图5所示多得多的行。利用公式(2)来确定闪光次数：

k＝较大整数(TRM/Z)(2)

闪光的持续时间不必长于一行的持续时间Tri，并且两次闪光之间的时间间隔等于SET。这个公式对于比本实施例中使用的尺寸更大的像素矩阵也有效。

应注意的是，SET作为闪光次数的函数下降。当k超过3/4时，SET的下降值不再重要。如果再次回到图5，则闪光FLSH1使行Le1、Le2、Le3曝光，闪光FLSH2使行Le4、Le5、Le6曝光，闪光FLSH3使行Le7、Le8、Le9曝光，闪光FLSH4使行Le10、Le11、Le12曝光。

每次闪光的强度值相同，从而以均匀的方式照亮已曝光图像。这是通过测光电路20来实现的，作为照亮目标的功能，当达到给定值时，该电路捕捉闪光的光。从而为利用别次闪光达到这个定义值留下足够能量。

Claims (5)

1.一种用于在称作积分周期的一段时间内对目标拍照的数字式照相机，包括光敏元件排列，光敏元件的初始化电路及用于接收来自所述元件的光数据的输出电路与该光敏元件排列相连，该照相机进一步包括用于照亮目标的发光电路，其特征在于：所述光敏元件排列是由组成矩阵的多行光敏元件构成的那种光敏元件排列；其包括控制电路，以用于将元件复位为0，以及用于和所述输出电路一起读取该元件并定义它们的积分周期；并且其进一步包括发光控制电路，以用于启动发光电路，从而确定在元件的积分周期中，对于多于一行元件而言出现至少一次闪光的时间。

2.根据权利要求1所述的照相机，其特征在于：在该光敏元件所有行的共同积分周期内，使用单独的闪光。

3.根据权利要求1所述的照相机，其特征在于：对“n”组光敏元件行使用“n”次闪光，每次闪光都发生在每组的共同积分周期内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的照相机，其特征为：提供测光电路，以便作为目标照亮功能，使该闪光保持一个定义的值。

5.一种利用照相机对目标拍照的方法，其特征在于包括以下步骤：

●在称作积分周期的一段时间内，使用光敏元件矩阵，这些元件按行和列设置，以形成目标的摄影图像；

●使用闪光设备，其具有与所述照相机相连的控制器；

●在称作积分周期的一段时间内，随时间的推移逐行分析所述图像；

●在积分周期内，在与多于一行相对应的时刻启动至少一次闪光。

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