CN1751500B

CN1751500B - 电子照相机

Info

Publication number: CN1751500B
Application number: CN2004800044358A
Authority: CN
Inventors: 日比野秀臣
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2024-02-06
Also published as: DE602004026557D1; EP1599038A4; JP2004266362A; WO2004073298A1; US7768565B2; JP4003657B2; US20050270398A1; CN1751500A; EP1599038A1; EP1599038B1; ATE464741T1

Abstract

本发明的一个目的在于，提供一种能够在照相之前的确认运动图像的显示期间灵活地响应情况的曝光控制的电子照相机。因此，根据本发明的一种电子照相机的一个方面在于它包括：图像捕获装置，捕获物体的图像；显示部分，在连续捕获期间实时显示从图像捕获装置输出的图像；及控制单元，进行反馈控制，该反馈控制是基于从图像捕获装置输出的图像的亮度校正捕获条件的循环的重复，其中控制单元设置至少两种捕获条件以包括在反馈控制开始之后紧接着的第一循环中图像捕获装置的全部动态范围，并基于在该捕获条件下从图像捕获装置输出的至少两种图像亮度级，计算在这些图像之后输出的图像正确捕获条件，以获得正确曝光。

Description

电子照相机

技术领域

本发明涉及一种能够实时显示由图像捕获装置捕获的图像以便在照相之前确认的电子照相机。

背景技术

在电子照相机中，在正在显示在照相之前的确认运动图像的同时，反馈控制曝光(日本未审查专利申请公报No.11-112865等)。

在反馈控制中，参考从图像捕获装置输出的图像(这里，是在照相之前的确认运动图像)的AE估计值(它是表示图像的亮度的指标)，并且在曝光接近正确值的方向上，校正图像捕获装置的电荷存储时间等(捕获条件、设置曝光)。

顺便说明，这种校正的强度被故意压低，并且例如，校正值是使曝光立即与正确值相符的值的例如近似25％(25％的校正强度)。

如果反馈响应速度因而被设置得较慢，则曝光会聚到正确值占用很长时间，从而即使当在确认在照相之前的运动图像的显示期间在屏幕内诸如运动物体穿过之类的突然变化发生，也使曝光稳定而没有在照相之前的确认运动图像的颤动。

然而，在这种传统电子照相机中，紧接在起动之后、在模式变化时、及在反馈控制的启动的开始处，曝光不会立即与正确值相符，从而有用户错过照相机会的可能性。

况且，当物体的照明被切换到特定照明(下面用在“显著亮或显著暗的照明”的意义上)时，例如，当安装到电子照相机上的用于测光的自动聚焦辅助灯被点亮时，或者当照明的光量显著减小时，曝光不会立即与正确值相符。在这些情况下，有用户错过照相机会的可能性。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种能够快速响应显示的状况变化的电子照相机。

根据本发明的电子照相机的一个方面在于它包括：图像捕获装置，它捕获物体的图像；显示部分，它在连续捕获期间实时显示从图像捕获装置输出的图像；及控制单元，它进行反馈控制，该反馈控制是基于从图像捕获装置输出的图像的亮度校正捕获条件的循环的重复，其中控制单元设置至少两种捕获条件以包括在反馈控制开始之后紧接着的第一循环中要成像的物体的所有亮度范围，并基于该捕获条件下从图像捕获装置输出的至少两种图像亮度级，计算在这些图像之后输出的图像正确捕获条件，以获得正确曝光。

优选地，控制单元基于亮度和理想值来计算正确值以校正捕获条件，从而校正捕获条件。

更优选地，控制单元在第一循环中，与在接着的第二和后续循环中相比，增大校正的强度。

更进一步优选地，当分别捕获至少两种图像时，控制单元，在启动第一循环时，设置彼此不同的预定捕获条件。

再进一步优选地，控制单元，在第一循环中，基于在至少两种图像的亮度级之外、落在预定正确范围内的亮度，校正捕获条件。

更优选地，控制单元，在第一循环中，使用中心重点测光(center-weighted metering)估计至少两种图像的亮度级。

更进一步优选地包括把电力供给到相应部分的电源，并且控制单元响应电源的致动开始反馈控制。

再进一步优选地，电子照相机可在记录图像的照片的照相模式与至少一种非照相模式之间切换，并且控制单元响应从非照相模式到照相模式的切换开始反馈控制。

况且，根据本发明的电子照相机的一个方面在于它包括：图像捕获装置，它捕获物体的图像；显示部分，它在连续捕获期间实时显示从图像捕获装置输出的图像；及控制单元，它进行反馈控制，该反馈控制是基于从图像捕获装置输出的图像的亮度校正捕获条件的循环的重复，其中当亮度在预定范围外时，与当亮度在预定范围内时相比，控制单元增大校正的强度。

而且，根据本发明的电子照相机的一个方面在于它包括：图像捕获装置，它捕获物体的图像；显示部分，它在连续捕获期间实时显示从图像捕获装置输出的图像；控制单元，它进行反馈控制，该反馈控制是基于从图像捕获装置输出的图像的亮度校正捕获条件的循环的重复；及照明单元，它基于从图像捕获装置输出的图像的亮度被点亮，其中当所述照明单元被点亮时，与当照明单元不被点亮时相比，控制单元增大校正的强度。

此外优选地，在第一循环中，控制单元设置图像捕获装置的电荷存储时间彼此不同的至少两种捕获条件。

附图说明

图1是第一实施例的一种电子照相机1的方块图；

图2是与第一实施例的曝光控制(反馈控制)有关的相应过程的计时图；

图3是流程图，描述第一实施例的反馈控制的第一循环的过程；

图4的图4(a)表示在较大曝光下获得的第一帧A的信号值，并且图4(b)表示在较小曝光下获得的随后帧B的信号值；

图5是把第一实施例的反馈控制与传统反馈控制相比较的图；

图6是流程图，描述第二实施例的反馈控制的第二和后续循环的每个循环的过程；及

图7描述第二实施例的反馈控制。

具体实施方式

下面参照附图将描述本发明的实施例。

[第一实施例]

参照图1、图2、图3、图4、及图5将描述本发明的第一实施例。

这个实施例是一种电子照相机的实施例。

图1是这个实施例的一种电子照相机1的方块图。顺便说明，尽管本发明适用于具有分离型镜头的电子照相机，但这里，将描述其中本发明应用于具有整体型镜头的电子照相机1的情形。

电子照相机1包括控制电路10、操作按钮10A、照相镜头11、光圈机构12、光圈驱动电路12A、快门机构13、快门驱动电路13A、CCD图像捕获装置14、图像捕获装置驱动电路14A、增益调节电路15、A/D转换电路16、诸如ASIC之类的图像处理电路17、诸如液晶显示装置之类的监视器18、显示控制电路18A、压缩电路19A等。标号19表示存储介质，如可插入/或可取下存储器卡。

来自物体的光束入射在照相镜头11上，并且经光圈机构12和快门机构13在CCD图像捕获装置14上形成图像。

用户能向电子照相机1给出用于捕获的指令和用于AE锁定(设置曝光锁定)的指令，并且经操作按钮10A设置测光模式(多段测光、中心重点测光等)和ISO速度。

当从操作按钮10A的状态识别到用户的用于捕获的指令和用于AE锁定的指令时，根据这些指令，控制电路10向在电子照相机1中的相应部分给出指令，并且当从操作按钮10A的状态识别到由用户设置的测光模式时，控制电路10为图像处理电路17设置测光模式。

而且，当从操作按钮10A的状态识别到由用户设置的ISO速度时，控制电路10为增益调节电路15设置与ISO速度相对应的增益。(在照相之前确认运动图像的显示)

在如此构造的电子照相机1中，根据通电操作、从电子照相机1的操作模式中的诸如图像再现模式之类的非照相模式到图像照相模式的切换操作等等，在控制电路10的指令下，以如下方式显示在照相之前的确认运动图像。

光圈驱动电路12A把光圈机构12的光圈值设置到预定值(例如打开值)。

快门驱动电路13A把快门机构13保持在打开状态下。

图像捕获装置驱动电路14A以高速读取模式驱动CCD图像捕获装置14。

从CCD图像捕获装置14输出的图像(这里，是在照相之前的确认运动图像)顺序经增益调节电路15和A/D转换电路16依次输入到图像处理电路17。

依次输入到图像处理电路17的在照相之前的确认运动图像经显示控制电路18A依次被显示在监视器18上。

在这种在照相之前的确认运动图像显示期间，以如下方式进行曝光控制(它是反馈控制)。

图像处理电路17通过由用户以前设置的测光模式等从由CCD图像捕获装置14输出的每个帧的在照相之前的确认运动图像抽取AE估计值。

由图像处理电路17抽取的AE估计值由控制电路10参考，并且向图像捕获装置驱动电路14A给出在曝光接近正确值的方向上校正CCD图像捕获装置14的电荷存储时间的指令。

在反馈控制中，重复这种循环。

顺便说明，不仅通过改变CCD图像捕获装置14的电荷存储时间而且通过改变通过快门机构13的快门打开时间和改变通过光圈机构12的光圈值，能实现曝光的校正，但在照相之前的确认运动图像的显示期间，快门被固定打开。

如果在照相之前的确认运动图像的显示期间从用户输入用于AE锁定的指令，则电荷存储时间的校正值独立于由图像处理电路17抽取的AE估计值变成零，并且设置曝光被固定。

此后，当从用户输入用于捕获的指令时，通过用户的各种设置反映在相应部分中，并且另外，分别对于光圈驱动电路12A、快门驱动电路13A、及图像捕获装置驱动电路14A设置实现上述固定设置曝光的光圈值、快门速度和电荷存储时间。然后，在这些设置下，图像捕获装置驱动电路14A以静止图像记录模式驱动CCD图像捕获装置14。

从CCD图像捕获装置14输出的(这里，为静止图像)顺序经增益调节电路15和A/D转换电路16被输入到图像处理电路17。

输入到图像处理电路17的静止图像在由压缩电路19A按要求压缩之后，被写入存储介质19。

在当完成捕获这种静止图像的过程时的时刻，恢复显示在照相之前的确认运动图像的上述相应过程。

图2是与这个实施例的曝光控制(反馈控制)有关的相应过程的计时图。

在这个实施例的反馈控制中，在反馈控制开始之后紧接着的第一循环与第二和后续循环的每个循环之间有差别。首先，将描述第二和后续循环的每个循环的过程，并且然后，将描述第一循环的过程。

在第二和后续循环的每个循环中，图像处理电路17采用由用户设置的测光模式，作为当从在照相之前的确认运动图像抽取AE估计值时的测光模式。

图2(1)的过程是其中控制电路10参考抽取的AE估计值的过程，图2(2)的过程是其中控制电路10基于AE估计值求出校正值Δ的过程，及图2(3)的过程是其中控制电路10指令图像捕获装置驱动电路14A把CCD图像捕获装置14的电荷存储时间改变校正值Δ的过程。

这里，从帧开始曝光时直到基于帧的AE估计值实际校正设置曝光所需要的时间，与三个帧相对应。

因此，基于一个帧的AE估计值每三个帧执行第二和后续循环的每个循环一次。

况且，在第二和后续循环的每个循环中，为了减慢反馈响应速度，上述校正值Δ被保持成允许曝光立即与正确值相符的值的近似25％(25％的校正强度)。

其次，将描述第一循环的过程。

图3是流程图，描述这个实施例的反馈控制的第一循环的过程。顺便说明，步骤S2和S3与图2(1′)的过程相对应，步骤S4、S5、及S6与图2(2′)的过程相对应，及步骤S7与图2(3′)的过程相对应。

在第一循环的过程中，第一帧A的曝光被设置到预定值，并且随后帧B的设置曝光被设置到另一个预定值。这些设置曝光根据CCD图像捕获装置14的电荷存储时间被分别设置。

下面给出的描述假定，第一帧A的设置曝光被设置到较大的预定值(曝光时间T＝1/30秒，光圈是打开的)，并且随后帧B的设置曝光被设置到较小预定值(曝光时间T＝1/2000秒，光圈是打开的)。

而且，在第一循环中，不管用户的设置如何，图像处理电路17采用中心重点测光，作为当从在照相之前的确认运动图像抽取AE估计值时的测光模式。

此外，在第一循环中，不管用户的设置如何，增益调节电路15把一个预定值，例如与100的ISO速度相对应的值，设置为增益(以上是图3中的步骤S1)。

然后，参考从在照相之前的确认运动图像的第一帧A抽取的AE估计值和从在其之后的随后帧B抽取的AE估计值(在图3中的步骤S2和S3，图2(1′))。

图4(a)表示在较大设置曝光下获得的第一帧A的信号值，并且图4(b)表示在较小设置曝光下获得的随后帧B的信号值。在图4(a)和(b)中，上部行表示实际的LV值，并且下部行表示12位A/D转换电路16的输出值。

如由图4(a)和(b)之间的比较明白的那样，如果设置曝光不同，则即使物体的亮度级相同(这里，LV值是相同的)，信号值也不同。

由于CCD图像捕获装置14的动态范围受到限制，所以当设置曝光较大时(图4(a))，较亮物体(LV值在11与16之间)的信号值在“4095”的饱和级下饱和，但较暗物体(LV值在3与9之间)的信号值根据实际的LV值取值。

另一方面，当设置曝光较小时(图4(b))，较暗物体(LV值在3与8之间)的信号值埋入“25”的噪声级中或更低，但较亮物体(LV值在9与16之间)的信号值根据实际的LV值取值。

因而，就较暗物体(LV值在3与10之间)来说，当使用在较大设置曝光下获得的帧的AE估计值时能进一步改进亮度的估计精度，并且就较亮物体(LV值在9与16之间)来说，当使用在较小设置曝光下获得的帧的AE估计值时能进一步改进其精度。

因此，控制电路10在第一循环中判断第一帧A的AE估计值是否是在预定曝光值可确定级(与3200或更低的AD输出值相对应的级)下(在图3中的步骤S4)，并且如果它是在预定曝光值可确定级下(在图3中的步骤S4中的是)，则认为物体亮度较低，并且基于在较大设置曝光下获得的第一帧A的AE估计值和其曝光求出校正值Δ(在图3中的步骤S5)。

另一方面，当第一帧A的AE估计值超过预定曝光值可确定级(在图3中的步骤S4中的否)，则认为物体亮度较高，并且基于在较小设置曝光下获得的随后帧B的AE估计值和其曝光求出校正值Δ(在图3中的步骤S6)。

况且，在这个第一循环中，为了增大反馈响应速度，增大校正强度。更明确地说，在步骤S5或S6中求出的校正值Δ是允许曝光立即与正确值相符的值的100％(100％的校正强度)。

图像捕获装置驱动电路14A把CCD图像捕获装置14的电荷存储时间改变如此求出的校正值Δ(在图3中的步骤S7，图2(3′))。

如上所述，第一循环不仅基于第一帧A而且也基于随后帧B，并因此能以高精度进行在照相之前的确认运动图像的亮度的估计，由此以高准确度求出校正值Δ。

因此，即使其校正强度增大(到100％)，曝光偏离到不正确值的可能性也极低。

图5是把这个实施例的反馈控制与传统反馈控制相比较的图。顺便说明，在图5中，实线表示这个实施例，并且虚线表示传统实施例。况且，水平轴表示从开始反馈控制时过去的时间，并且垂直轴表示与曝光的正确值的偏差(顺便说明，在图5中表示的数据是当某一特定物体作为在照相之前的确认运动图像显示时得到的数据的例子)。

如果参照图5则显然的那样，根据这个实施例的反馈控制，曝光在第一循环的结束处(标记*)成为正确值。

这是在第一循环中快反馈响应速度和在第一循环中的校正值Δ的计算的高精度的表现。

如上所述，根据这个实施例的电子照相机1，迅速地优化在开始在照相之前的确认运动图像的显示之后紧接着的曝光。

顺便说明，在电子照相机1中，从这个时刻(标记*)起，通过用户的AE锁定的指令的接收和在监视器18上在照相之前的确认运动图像的正确显示变得可能。

假定读取一帧所需要地时段是33.3ms，从当从反馈控制的开始起过去的时间是近似133ms时的时刻起，通过用户的AE锁定的指令的接收和在监视器18上在照相之前的确认运动图像的正确显示变得可能。

[第二实施例]

参照图6和图7将描述本发明的第二实施例。

这个实施例也是电子照相机的实施例。顺便说明，这里，只描述与第一实施例的电子照相机1的不同点，并且将省略其它点的描述。

这个实施例的电子照相机具有与图1中所示的相同的构造，类似于第一实施例的电子照相机1。

不同点特别在于，在照相之前的确认运动图像的显示期间曝光控制(反馈控制)的第二和后续循环的每个循环。

图6是流程图，描述这个实施例的反馈控制的第二和后续循环的每个循环的过程。顺便说明，步骤S21与图2(1)的过程相对应，步骤S22、S23、及S24与图2(2)的过程相对应，及步骤S25与图2(3)的过程相对应。

在第二和后续循环的每个循环中，类似于在第一实施例中的第二和后续循环的每个循环，图像处理电路17采用由用户设置的测光模式，作为当从在照相之前的确认运动图像抽取AE估计值时的测光模式。

而且，抽取的AE估计值由控制电路10参考(在图6中的步骤S21，图2(1))，基于AE估计值求出校正值Δ(在图6中的步骤S23，图2(2))，及向图像捕获装置驱动电路14A给出把CCD图像捕获装置14的电荷存储时间改变校正值Δ的指令(在图6中的步骤S25，图2(3))。

此外，在步骤S23中，为了减慢反馈响应速度，校正值被保持得较低，例如到近似25％。

然而，在步骤S23的以前步骤中，这个实施例的控制电路10判断AE估计值是否落在一个预定范围内(步骤S22)，并且如果判断它不落在预定范围内(步骤S22的否)，则认为对物体的照明被切换特定照明(用于测距的辅助光源的点亮、等)，并且校正强度被增大到例如50％(步骤S24)。

图7描述这个实施例的反馈控制。顺便说明，在图7中，水平轴表示从开始反馈控制时过去的时间，并且垂直轴表示与曝光的正确值的偏差(顺便说明，在图7中表示的数据是当某一特定物体作为在照相之前的确认运动图像显示时得到的数据的例子)。

标记**表示当对物体的照明被切换到特定照明时的时刻。

在切换到特定照明之后紧接着的反馈响应速度与此前和此后相比变得较快，并且曝光迅速接近正确值。

这是如下事实的表现：判断AE估计值没有落在预定范围内，并由此增大校正强度。

因此，根据这个实施例的电子照相机，迅速优化在对物体的照明切换到特定照明之后紧接着的曝光。

在以上这个实施例的电子照相机中，即使紧在切换到特定照明之后，通过用户的AE锁定的指令的接收和在监视器18上在照相之前的确认运动图像的正确显示也是可能的

[其它]

顺便说明，在第一实施例中，控制电路10在反馈控制的第一循环中参考两个图像的亮度级，但可以参考三个图像的亮度级。

而且，在第一实施例中，控制电路10在反馈控制的第一循环中参考多个连续图像的亮度级，但可以参考间断多个图像的亮度级。

然而，如果如上述那样参考连续的两个图像，则能最有效地计算校正值Δ。

况且，在第二实施例中，当AE估计值没有落在预定值内时增大校正强度，但可以仅当AE估计值超过一个预定值时，增大校正强度。在这种情况下，能迅速优化紧接在切换到显著亮的特定照明之后的曝光。

而且，可以仅当AE估计值小于预定值时，增大校正强度。在这种情况下，能迅速优化紧接在切换到显著暗的特定照明之后的曝光。

而且，在第二实施例的电子照相机中，可以以与第二和后续循环的每个循环的过程相同的方式进行反射控制的第一循环的过程。

除此之外，在第二实施例的电子照相机中，基于AE估计值确定到特定照明的切换，并且根据该确定固定校正值Δ(步骤S22至S24)，但也能构造电子照相机，从而基于特定照明的发光的存在或不存在固定校正值Δ。

例如，在具有用于测距的内装辅助光源(例如，它根据图像的亮度自动点亮)的电子照相机中，能立即识别装辅助光源的点亮的存储或不存在，由此能立即固定校正值Δ。

工业适用性

根据本发明，它实现一种能够在照相之前的确认运动图像的显示期间灵活地响应情况的曝光控制的电子照相机。

更明确地说，它实现一种能够紧接在照相之前的确认运动图像的显示开始之后迅速优化曝光的电子照相机。

况且，它实现一种能够紧接在用于照相的确认运动图像的显示期间物体的照明被切换到特定照明之后迅速优化曝光的电子照相机。

Claims

1.一种电子照相机，包括：

图像捕获装置，它捕获物体的图像；

显示部分，它在连续捕获期间实时显示从所述图像捕获装置输出的图像；及

控制单元，它进行反馈控制，该反馈控制是基于从所述图像捕获装置输出的图像的亮度校正捕获条件的循环的重复，其中

所述控制单元设置至少两种捕获条件以包括在所述反馈控制开始之后紧接着的第一循环中要成像的物体的所有亮度范围，并基于在该捕获条件下从所述图像捕获装置输出的至少两种图像亮度级，计算在这些图像之后输出的图像正确捕获条件，以获得正确曝光。

2.根据权利要求1所述的电子照相机，其中

所述控制单元基于所述亮度和理想值来计算正确值以校正捕获条件，从而校正捕获条件。

3.根据权利要求1所述的电子照相机，其中

所述控制单元在所述第一循环中，与在接着的第二和后续循环中相比，增大所述校正的强度。

4.根据权利要求1所述的电子照相机，其中

当分别捕获所述至少两个图像时，所述控制单元，在启动所述第一循环时，设置彼此不同的预定捕获条件。

5.根据权利要求4所述的电子照相机，其中

所述控制单元，在所述第一循环中，基于在所述至少两个图像的亮度级之外、落在预定正确范围内的亮度，校正所述捕获条件。

6.根据权利要求1所述的电子照相机，其中

所述控制单元，在所述第一循环中，使用中心重点测光估计所述至少两个图像的亮度级。

7.根据权利要求1所述的电子照相机，还包括

把电力供给到相应部分的电源，并且其中

所述控制单元响应所述电源的致动开始所述反馈控制。

8.根据权利要求1所述的电子照相机，其中

所述电子照相机可在记录图像的照片的照相模式与至少一种非照相模式之间切换，并且

所述控制单元响应从所述非照相模式到所述照相模式的切换开始所述反馈控制。

9.根据权利要求1所述的电子照相机，其中

所述控制单元，在第一循环中，设置所述图像捕获装置的电荷存储时间彼此不同的至少两种捕获条件。

10.根据权利要求1所述的电子照相机，其中

当从所述图像捕获装置输出的图像的亮度在预定范围外时，与当所述亮度在预定范围内时相比，所述控制单元在接着所述第一循环的第二和后续循环中，增大所述校正的强度。