JP4503434B2 - フラッシュライトを用いて画像を撮るデジタルカメラおよびこれに関連した方法 - Google Patents

Description

本発明は、積分期間と称される期間の間、光感知エレメントの装置を備え、これに光感知エレメントの初期化回路と、これらエレメントから光データを受信する出力回路とが接続される、被写体の写真を撮影するためのデジタル型の写真用カメラに関し、このカメラは被写体を照らす発光回路を更に備える。

本発明はさらに、発光装置の助けを借りて写真を撮る方法に関する。

上述した発光装置は、実際には写真術でよく用いられるタイプの電子フラッシュライトによって実現される。

本発明は、廉価でエネルギー消費が少ないと認識されている、ＣＭＯＳ型の光感知エレメントが用いられるデジタル写真術に、特に重要な用途を見いだしている。

この様な機器は、日本の公開特許公報、特開平０９−３２６９５２号公報から公知である。この公知の機器では、画像は動きのあるリニア装置によって解析される。これらの動きは、実現するにはコストがかかるであろうメカニズムを含むため、不都合があると思われている。

本発明は、上述の短所をもたない、冒頭の段落で述べられたようなタイプの機器を提案するものである。

この目的のため、この機器は、上述の光感知エレメントの装置が、マトリクス状に形成された光感知エレメントの行によって形成されるタイプであって、エレメントをゼロにリセットし、出力回路とともにエレメントを読み出し、その積分期間を決定する制御回路と、発光回路をスタートさせ、１行以上のエレメントの積分期間中に少なくとも１回フラッシュライトが現れる時間を決定する、発光制御回路とを有することを特徴とする。

本発明による、写真用カメラによって被写体の写真を撮影する方法は、
積分期間と称される期間内に、行および列に配列されて被写体の写真画像を形成する光感知エレメントのマトリクスを用いる段階と、
カメラに接続された制御装置を有する発光装置を用いる段階と、
各行について積分期間と称される期間内に、時間によってシフトする行単位画像を分析する段階と、
積分期間内に、１以上の行に対応する回数の、少なくとも１回の発光をスタートする段階と、
を備えることを特徴とする。

本発明の、これらおよび他の態様は、以下に記載する実施形態を参照した非限定的な例によって明らかになり、また説明される。

図１において示される写真用カメラは、ケーシング２と、そのそばに取り付けられるフラッシュライト装置４とを備え、被写体１０が影の中にいると考えられるときは光で照らした後で適切に写真を撮影することができるようになっている。フラッシュライトは、基本的に二つの状況で用いられる。その場の照明があまりにも暗く、フラッシュライト無しには写真を撮影できないときと、被写体が照明を背にしているときである。フラッシュライトはこの時、補助光としての役割を果たす。つまり、影の中にある部分を照らす。

画像は、対物レンズ１２によって、光感知エレメントによって形成される光感知装置１４上に形成される。電子回路１６は集合体の動作の管理を許可し、特に、画像の解析機能として被写体１０の照明をセル装置１４と同期させる。写真を撮影するためのシャッターが、スイッチ１８によって示される。このケーシング２へは、センサへ送り返される光を測定する光測定回路２０も取り付けられている。この回路２０は、周知のように、光電ダイオード２２を利用している。撮影された写真は、電子回路１６の一部を構成するメモリ２６に格納される。実際には、このメモリはほとんどの場合、ケーシング２に挿入することができる、メモリディスクの形で表される。このように格納された写真は、デジタル形式で再構成され、アクセス３０で使用可能になる。この光情報の読み出しは、装置１４に対する出力回路の機能と、フラッシュライト装置４に対する光制御装置の機能とを提供する、電子回路１６によって行われる。さらに、この回路１６は、エレメントをリセットしてゼロにすることや、その読み出しおよびその積分期間を制御する。またフラッシュライト装置４を制御し、少なくとも１以上の行に関するフラッシュライトが積分期間中にまだ存在するようにする。

本発明の一態様によれば、装置１４は、光感知エレメントのマトリクスの形をとる。これは、図２に示される。このマトリクスは特定の数、たとえば図中Ｌ１からＬ４８０として示される４８０の行によって、またＲ１からＲ６４０として示される６４０の列によって形成される。ワイヤの数が多くなるのを避けるため、これら数多くのセルは個別にアドレス指定することができず、行ごとに指定される。よって、行デマルチプレクサ３５は、切り換えられた行のエレメントの様々な光データを集めるようにする。行ＲＳは、各行をゼロにリセットするようにする。スイッチ３７は、この制御が各行に行き渡るようにする。これらのエレメントはすべて、電子回路１６の制御下に置かれる。

図３は、装置１４の行において、どのように処理がされるかを示す。時間ｔ０は、マトリクスの行全体のゼロリセット時点を定める時間である。Δｔは、フラッシュライトが光感知エレメントに働きかける、積分期間と称される時間の経過を示す。この積分期間は、鋸歯状の立ち上がりによって表される。この時間の間、フラッシュライトの光は、この積分期間中のいつのものであっても考慮される。時間ΔｔＲが次に与えられ、連続的にこの行のエレメントのフラッシュライトデータを生成する。

図４は、本発明による機器の動作の第１モードを説明するものである。この第１モードは、形成されたマトリクスの、例えば行Ｌ１からＬ４８０について説明される。

第１の行ＳＹＮ上には、同期信号が示される。第１の信号ＴＰ１は、写真撮影のスタートに関連する。これは、シャッター１８を押すことによって形成される。この信号は、順次、マトリクスの全ての行がゼロにリセットされ（鋸歯波の立ち下がり端）、画像のフラッシュライトデータが格納されるようにする。そして、信号ＴＰ２はマトリクスの最後の行Ｌ４８０の積分期間がはじまった後に現れる。これら二つの信号の間に経過する時間は、フレーム時間ＴＲＭとされる。この時間の後、時間ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３・・・ＴＲ４８０の間、様々な行が連続的に読み出される。この読み出し時間は、持続時間ＴＲＲを有する。

本発明によれば、フラッシュライトＦＬＳＨは、信号ＴＰ２に相当する時間の間にトリガされる。斜線の領域は、この時間がマトリクスのエレメントの行のすべての積分期間に共通することを示す。フラッシュライトが使用可能となる共通の持続時間ＤＩは、式（１）
ＤＩ＝ＳＥＴ−ＴＲＭ＋１ （１）
で与えられる。この式では、ＳＥＴはセンサの露出時間、つまり装置が撮影される被写体の光にさらされる時間、そしてＴＲＭは、読み出しフレームの持続時間である。

この式の全てのパラメータは１行の読み出し時間（ＴＲ１＝ＴＲ２＝ＴＲ３・・・）で表される。この式は、例で用いたのより大きいサイズのピクセルのマトリクスにも有効である。

図５は、本発明の第２の実施形態を説明するものである。この、第２の実施形態によれば、装置内に形成される画像は、いくつかの区分に分割される。
被写体を照らすため、区分の数と同じ、ｋ個のライトが用いられる。図５では、図を複雑にしないために、少ない数の行Ｌｅ１からＬｅ１２が示されている。フラッシュライトの数は４つで、ＦＬＳＨ１、ＦＬＳＨ２、ＦＬＳＨ３、ＦＬＳＨ４と称される。この数のフラッシュライトで、図５に表されているよりもかなり多くの数の行を処理できる。フラッシュライトの数を決定するために、以下の式（２）ｋ＝（ＴＲＭ／Ｚ）より大きい整数が用いられる。

フラッシュライトの持続時間は、１つの行の持続時間Ｔｒｉより長い必要はなく、２つのフラッシュライトを分離している時間はＳＥＴに等しい。この式は、例に用いられたマトリクスより大きなピクセルのマトリクスにも有効である。

ＳＥＴはフラッシュライトの数の関数として減少する。ＳＥＴの減少は、ｋが４のうち３を越えるともはや有効数字ではなくなる。図５に戻ると、フラッシュライトＦＬＳＨ１は行Ｌｅｌ、Ｌｅ２、Ｌｅ３を露光し、フラッシュライトＦＬＳＨ２は、行Ｌｅ４、Ｌｅ５、Ｌｅ６を露光し、フラッシュライトＦＬＳＨ３は行Ｌｅ７、Ｌｅ８、Ｌｅ９を露光し、フラッシュライトＦＬＳＨ４は、行Ｌｅ１０、Ｌｅ１１，Ｌｅ１２を露光する。

各フラッシュライトの光度は同じ値であり、露光された画像は均一に照らされる。これは被写体の照明の関数として特定の値に到達したときにフラッシュライトの光を捕らえるフラッシュライト測定回路２０によって得られる。他のフラッシュライトについても、この特定の値が到達されるために十分なエネルギーが残される。

本発明による機器を示す図。 本発明によるマトリクス内で用いられる光感知エレメントの行の解析を示す図。 光感知エレメントの行がどのように動作するかを示す図。 本発明の第１の実施形態の動作を示す図。 本発明の第２の実施形態の動作を示す図。

Claims (2)

1. 積分期間と称される期間に光を感知する光感知エレメントの装置を備え、この装置に光感知エレメントの初期化回路と前記エレメントからの光データを受信する出力回路とが接続され、被写体を照らす発光回路をさらに備えた、前記被写体の写真を撮影するためのデジタル型の写真用カメラであって、
   前記光感知エレメントの装置は、マトリクス状に形成された光感知エレメントの行によって形成されるタイプであって、
   前記エレメントの行をゼロにリセットし、前記出力回路とともに前記エレメントを読み出し、前記エレメントの積分期間を定める制御回路と、
   更に、前記発光回路をスタートさせ、１行以上のエレメントの積分期間中に少なくとも１回フラッシュライトが現れる時間を決定する、発光制御回路と
   を備え、
   ｎ個のフラッシュライトが、光感知エレメントのｎ組の行のために用いられ、各フラッシュライトは各組に共通の積分期間内に発生し、
   前記フラッシュライトが前記被写体の照明の関数として特定の値を維持するように光測定回路が備えられる
   ことを特徴とするデジタルタイプの写真用カメラ。
2. 積分期間と称される期間内に光を感知する光感知エレメントの装置を備え、この装置に光感知エレメントの初期化回路と前記エレメントからの光データを受信する出力回路とが接続され、被写体を照らす発光回路をさらに備えた写真用カメラによって、前記被写体の写真を撮影する方法であって、
   前記光感知エレメントの装置は、マトリクス状に形成された光感知エレメントの行によって形成されるタイプであり、
   制御回路によって、前記エレメントの行をゼロにリセットし、前記出力回路とともに前記エレメントを読み出し、前記エレメントの積分期間を定めるステップと、
   発光制御回路によって、前記発光回路をスタートさせ、ｎ組のエレメントの行の各々について、各行の積分期間中に、ｎ個のフラッシュライトが現れる時間を決定するステップと、
   各組に共通の積分期間内に発生するｎ個のフラッシュライトを、ｎ組の光感知エレメントの行のために用いるステップと、
   さらに、
   光測定回路によって、前記フラッシュライトが前記被写体の照明の関数として特定の値を維持するようにするステップと、
   を備えることを特徴とする撮影方法。

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