專利名稱：電子相機及其曝光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子相機及其曝光方法，尤其是有關(guān)一種能提供多重測光模式選擇，并以一次曝光以及單一階的存儲器作為其最終圖像儲存存儲器，進而達到快速攝影以及低成本目的的電子相機。
近年來，由于半導(dǎo)體技術(shù)的提高及電腦的普及，造就了數(shù)字相機的誕生，而其不需底片、不需等待沖印以及能將照片直接在電腦上編輯修改，并能配合互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)而廣泛應(yīng)用的種種優(yōu)點，也使得數(shù)字相機逐漸有取代傳統(tǒng)相機的趨勢。以下就傳統(tǒng)數(shù)字相機的結(jié)構(gòu)及方法作一簡短的介紹。


圖1為一種傳統(tǒng)數(shù)字相機的構(gòu)成方塊圖，其包含一鏡頭單元1，可將待攝物體的光圖像信號通過此鏡頭單元1成像于圖像感測單元2的感光表面上；一圖像感測單元2，由后述的時鐘脈沖產(chǎn)生單元6所控制，可將經(jīng)上述鏡頭單元1所成像的光圖像信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像數(shù)據(jù)，并以一定的速率送出，此速率由時鐘脈沖產(chǎn)生單元6所控制，以NTSC系統(tǒng)為例，為每秒30個畫面，若畫面的解析度越高，則時鐘脈沖速率也必須相對提高；一控制單元7，其具有一同步電路，可將前述圖像感測單元2所送出的圖像信號，經(jīng)同步處理后，以另一速率(相機本身的速率)送出，此控制單元7并負責控制相機中的各單元的動作以及單元與單元之間的協(xié)調(diào)工作；一第一儲存單元3(也稱為暫時儲存單元)，其必須具備高速的讀寫能力才能實時地接收圖像感測單元2所送出的圖像信號，因此通常由揮發(fā)性半導(dǎo)體儲存元件，如DRAM或SRAM等所構(gòu)成，可將控制單元7所輸出的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)作暫時的儲存；一信號處理單元4，其通常由DSP(數(shù)字處理器)或R13C(精簡指令集電腦芯片)等高速處理器所構(gòu)成，可將上述第一儲存單元3所儲存的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)作進一步的處理，諸如顏色還原、顏色校正或是圖像壓縮等；一第二儲存單元5(也稱永久儲存單元)，通常由非揮發(fā)性儲存元件，如EEPROM或Flash RAM所構(gòu)成，可將信號處理單元4處理完成的數(shù)據(jù)作進一步的儲存，由于此類非揮發(fā)性儲存元件即使在沒有電源供應(yīng)的情況下，也可保存數(shù)據(jù)，故常作為相機的最終儲存存儲器；一時鐘脈沖產(chǎn)生單元6，負責產(chǎn)生與電視圖像信號(NTSC或PAL)同步的時鐘脈沖信號，供應(yīng)給上述圖像感測單元2，使其所輸出的圖像信號能與電視所需的輸入信號同步(以NTSC制式的電視信號而言，每一秒需產(chǎn)生30個完整畫面)；一快門按鈕8，由使用者所控制，負責觸發(fā)控制單元7，以進行拍照的動作；一電源供應(yīng)單元9，負責所有單元的電源供應(yīng)。
圖2為圖1所示傳統(tǒng)數(shù)字相機的動作流程暨時序圖，用以說明圖1所示傳統(tǒng)數(shù)字相機的動作流程以及時序關(guān)系。首先，當使用者在T0時間按下快門按鈕8時，控制單元7會指示時鐘脈沖產(chǎn)生單元6，將圖像感測單元2以預(yù)設(shè)的曝光時間進行第一次曝光，并將此次曝光所得的圖像數(shù)據(jù)儲存于第一儲存單元3內(nèi)(此為第一次儲存)，此動作共花費T1的時間，在一般情況下約為1/30秒。接著信號處理單元4根據(jù)儲存于第一儲存單元3內(nèi)部的圖像數(shù)據(jù)的亮度，計算出適當?shù)钠毓鈺r間(通常為查表)，此動作共花費T2的時間，此時間會依相機所采用的信號處理器的運算速度以及決定曝光時間程序的復(fù)雜度而有長短不同，在一般情況下約為1/10秒。接著控制單元7再指示時鐘脈沖產(chǎn)生單元6，將圖像感測單元2以先前計算出的適當曝光時間進行第二次曝光并將得到的圖像數(shù)據(jù)儲存于第一儲存單元3內(nèi)(此為第二次儲存)，此動作共花費T3的時間，在一般情況下約為1/30秒。接著信號處理單元4再根據(jù)儲存于第一儲存單元3內(nèi)部的圖像數(shù)據(jù)進行進一步處理，如顏色還原、白平衡或壓縮等處理，并再次儲存回第一儲存單元3內(nèi)(此為第三次儲存)，此動作共花費T4的時間，此時間會依相機所采用的信號處理器的運算速度，以及圖像處理程序的多寡而有長短不同，在一般情況下約需1秒。最后控制單元7將上述儲存于第一儲存單元3內(nèi)部的數(shù)據(jù)，搬移至第二儲存單元5內(nèi)(此為第四次儲存)，從而完成完整的一次照相動作，此動作共花費T5的時間，此時間T5視第二儲存單元的寫入速率以及寫入數(shù)據(jù)量而有不同，在一般情況下約需1.3秒。
圖3為一表示另一種傳統(tǒng)數(shù)字相機的構(gòu)成的方塊圖。其基本架構(gòu)與圖1所示構(gòu)成大致相同，不同點僅在于以外部積分電路2a取代信號處理單元4，去對圖像感測單元的所提供的圖像數(shù)據(jù)進行曝光量的量測，而積分電路2a所得到的平均圖像亮度則為控制單元7所讀入，再根據(jù)查表或計算而得到適當?shù)钠毓鈺r間，此種利用外部積分電路2a進行曝光量量測的曝光方式，雖然可以僅進行一次曝光即可完成曝光動作，但由于控制單元7僅獲得一代表整體圖像光源的平均強弱信號，故僅能作到平均曝光的量測方式。
圖4為一表示又一種傳統(tǒng)數(shù)字相機的構(gòu)成的方塊圖。其基本架構(gòu)與圖3所示構(gòu)成大致相同，不同點僅在于不是利用外部積分電路2a，而是借助另外的感光電路2b，例如光敏電阻、光電晶體管等光感測器元件構(gòu)成的感光電路，來進行圖像光信號的感測。其中，由于這些元件也會對被拍攝光源的強弱感應(yīng)出程度大小不同的信號，由控制單元7讀入，再根據(jù)查表或計算而得到適當?shù)钠毓鈺r間，此種利用外部感光電路2b進行曝光量量測的曝光方式雖然也可以僅進行一次曝光即完成曝光動作，但由于控制單元7同樣僅獲得一代表整體圖像光源的平均強弱信號，故也僅能作到平均曝光的量測方式。
此外，在例如1990牟6月30日公告的美國專利第4,897,732號、1991年8月3目公告的美國專利第5,040,072號、1991年8月7日公告的美國專利第5,043,816號等，也揭露有多種數(shù)字相機，然而這些專利所揭示的相機以及前述各型傳統(tǒng)數(shù)字相機仍可歸納出有以下幾個缺點1)由于傳統(tǒng)數(shù)字相機的圖像感測單元2是以電視圖像信號速率送出圖像數(shù)據(jù)，而其控制單元7基于各種因素的考慮，大多使用其獨立的時鐘脈沖，與時鐘脈沖產(chǎn)生單元6所用的時鐘脈沖有所不同，所以為了在兩個使用不同時鐘脈沖(不同步)的電路之間，能將圖像感測單元2所送出的圖像數(shù)據(jù)正確地轉(zhuǎn)移至第一儲存單元3，傳統(tǒng)數(shù)字相機必須具備較復(fù)雜的同步電路設(shè)計方能完成。
2)由于使用大量的零件并耗費過多的電源，導(dǎo)致電池電源消耗極快(通常在連續(xù)使用的情況下，只能維持數(shù)十分種至數(shù)小時)，所以為了能有效地保存圖像數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)數(shù)字相機必須采用非揮發(fā)性儲存元件作為其長期儲存媒體(即第二儲存單元5)，才能以切斷電源的方式達到其節(jié)省電源的目的另外，一般的非揮發(fā)性儲存元件的數(shù)據(jù)儲存速率(寫入速率)非常緩慢，往往遠低于圖像感測單元的的圖像輸出速率，故傳統(tǒng)數(shù)字相機必須再增加一揮發(fā)性儲存元件(即第一儲存單元3)，由于揮發(fā)性儲存元件的數(shù)據(jù)存取速率極快，方可足以實時接收圖像感測單元2所送出的圖像數(shù)據(jù)。
3)傳統(tǒng)數(shù)字相機若欲以平均測光以外的方式進行測光，則必須將圖像數(shù)據(jù)先儲存于第一儲存單元3，再由圖像處理單元4根據(jù)不同的測光模式，讀入其所需的圖像數(shù)據(jù)以進行曝光量判斷；而若欲僅進行一次曝光，則也僅能有一種測光方式，即平均測光。所以傳統(tǒng)數(shù)字相機無法同時兼得一次曝光方式與多重測光模式。
4)傳統(tǒng)數(shù)字相機拍攝一張靜態(tài)相片須花費T1-T5的時間，即使在儲存于非揮發(fā)性存儲器之前，不作任何處理(也即沒有T4的時間)，一般仍大于2秒以上。此種拍照速度勢必無法對快速移動的物體進行連續(xù)拍照的動作。
本發(fā)明的目的在于提供一能以較少的零件數(shù)目達成比傳統(tǒng)數(shù)字相機更快的拍照速度、更低的耗電量、更低的制造成本等功能，以達到拍攝電子圖像的基本需求的電子相機。
本發(fā)明的另一目的在于提供一利用圖像感測單元本身快速進行所攝取圖像的感光的同時，可用各種不同測光方式?jīng)Q定其曝光時間，而能一次完成曝光動作，進而能提供一快速又多樣化測光模式的曝光方法來完成上述發(fā)明目的。
本發(fā)明的電子相機是這樣實現(xiàn)的其包含一圖像儲存單元，用以儲存電子圖像數(shù)據(jù)；一圖像感測單元，用以接收光圖像信號，并將所接收的光圖像信號轉(zhuǎn)換為電子圖像數(shù)據(jù)；一鏡頭單元，用以將待攝物的圖像成像于該圖像感測單元上；以及一控制單元，用以在任意時間主動控制該圖像感測單元所攝取電子圖像數(shù)據(jù)的輸出，供該圖像儲存單元儲存。
該圖像感測單元所輸出的電子圖像數(shù)據(jù)是直接被儲存至該圖像儲存單元。
該圖像感測單元所輸出的電子圖像數(shù)據(jù)是先在該控制單元中被處理，再被儲存至該圖像儲存單元。
該圖像感測單元包含一用以將光圖像信號轉(zhuǎn)換成電子圖像數(shù)據(jù)的圖像感光區(qū)、以及一可同步攝取并儲存該電子圖像數(shù)據(jù)的圖像暫存區(qū)，并以該圖像暫存區(qū)所儲存的電子圖像數(shù)據(jù)供選擇性地直接送出或轉(zhuǎn)換成該數(shù)字圖像數(shù)據(jù)再送出。
該控制單元可在該圖像感測單元將該光圖像信號轉(zhuǎn)換成電子圖像數(shù)據(jù)的同時，同步選擇性讀取該電子圖像數(shù)據(jù)進行感光量的判斷，且在該感光量達到一預(yù)定條件時，結(jié)束該電子圖像數(shù)據(jù)的攝取，而完成該電子相機對于該光圖像信號的曝光。
該圖像儲存單元為一具有重復(fù)讀寫功能的儲存體。
本發(fā)明的電子相機的曝光機構(gòu)是這樣實現(xiàn)的其包含一圖像感測單元，用以接收光圖像信號，并將所接收的光圖像信號轉(zhuǎn)換為電子圖像數(shù)據(jù)而進行曝光；一控制單元，用以在該圖像感測單元將該光圖像信號轉(zhuǎn)換成電子圖像數(shù)據(jù)的同時，同步選擇性讀取該電子圖像數(shù)據(jù)進行感光量的判斷，且在該感光量達到一預(yù)定條件時完成該電子相機對于該光圖像信號的曝光。
該圖像感測單元包含一用以將光圖像信號轉(zhuǎn)換成電子圖像數(shù)據(jù)的圖像感光區(qū)，以及一可同步攝取并儲存該電子圖像數(shù)據(jù)的圖像暫存區(qū)，且該控制單元是在該圖像暫存區(qū)攝取并儲存該電子圖像數(shù)據(jù)的同時，同步地選擇性讀取該圖像暫存區(qū)所儲存的電子圖像數(shù)據(jù)，并進行該電子圖像數(shù)據(jù)的感光量判斷，且在該感光量達到一預(yù)定條件時，結(jié)束該電子圖像數(shù)據(jù)的攝取，而完成該電子相機對于該光圖像信號的曝光動作。
該控制單元對該圖像感測單元的電子圖像數(shù)據(jù)的讀取選擇是依測光模式的不同而改變，且該預(yù)定條件也依測光模式的不同而改變。
本發(fā)明的電子相機的曝光方法是這樣實現(xiàn)的其是利用一圖像感測單元接收一光圖像信號，并將其轉(zhuǎn)換為電子圖像數(shù)據(jù)，再以一控制單元進一步控制其曝光動作的完成的方法，其特征在于在以該圖像感測單元將該光圖像信號轉(zhuǎn)換成電子圖像數(shù)據(jù)的同時，該控制單元即同步地選擇性讀取該圖像感測單元所取得的電子圖像數(shù)據(jù)進行其感光量的判斷，且在該感光量達到一預(yù)定條件時，結(jié)束該電子圖像數(shù)據(jù)的攝取，而完成該電子相機對于該光圖像信號的曝光。
其中該控制單元對該圖像感測單元的電子圖像數(shù)據(jù)的讀取選擇是依測光模式的不同而變化，且該預(yù)定條件也依測光模式的不同而變化。本發(fā)明所揭示的電子相機包含一圖像感測單元，用以接收光圖像信號，并將所接收的光圖像信號轉(zhuǎn)換為一代表所攝取圖像的電子圖像數(shù)據(jù)；一鏡頭單元，供將待攝物的圖像成像于該圖像感測單元上；一圖像儲存單元，用以儲存該電子圖像數(shù)據(jù)；以及一控制單元，用以控制各單元的圖像數(shù)據(jù)的輸出入或進一步的圖像處理；且其中，該圖像感測單元所轉(zhuǎn)換得到的電子圖像數(shù)據(jù)在該控制單元的隨機主動控制之下，可直接被運算或被直接儲存至該圖像儲存單元，并在該圖像儲存單元中等待外界設(shè)備的處理。
藉由上述構(gòu)成，將可以省掉大量的圖像數(shù)據(jù)處理與儲存元件，而大大地降低電子相機的制造成本。
在進一步的實施例中，該控制單元是在檢測曝光時間滿足后，主動送出控制信號給該圖像感測單元，而使其送出該圖像數(shù)據(jù)給該控制單元進行運算或給該圖像儲存單元進行儲存，且該圖像感測單元包含一用以將光圖像信號轉(zhuǎn)換成電子圖像數(shù)據(jù)的圖像感光區(qū)、以及一可同步攝取并儲存該電子圖像數(shù)據(jù)的圖像暫存區(qū)，并可以該圖像暫存區(qū)所儲存的電子圖像數(shù)據(jù)供選擇性地直接讀出或轉(zhuǎn)換成該數(shù)字圖像數(shù)據(jù)再讀出。
藉由上述實施例，將不需要如傳統(tǒng)技術(shù)般地置備多個時鐘脈沖產(chǎn)生器，且控制單元也不用如傳統(tǒng)技術(shù)般必須配合圖像感測單元的圖像輸出速率，先被動地接收圖像數(shù)據(jù)，再將之以另一種速率儲存至?xí)簳r儲存單元中，并待進一步轉(zhuǎn)存至永久儲存單元后，再配合圖像感測單元的輸出速率來接收下一筆圖像數(shù)據(jù)；因而相機的結(jié)構(gòu)可以相當精簡，而使相機制造成本大大降低，并能增進圖像攝取速度。
為完成本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明所揭示的曝光方法是利用一圖像感測單元接收一光圖像信號，并將其轉(zhuǎn)換成電子圖像數(shù)據(jù)，再由控制單元決定適當曝光時間的曝光方法，其特征在于在以該圖像感測單元將該光圖像信號轉(zhuǎn)換成電子圖像數(shù)據(jù)的同時，該控制單元即同步選擇性讀取該圖像感測單元所取得的電子圖像數(shù)據(jù)進行其感光量的判斷，且在該感光量這一預(yù)定條件時，結(jié)束該電子圖像數(shù)據(jù)的攝取，而完成該電子相機對于該光圖像信號的曝光。
藉由上述方法，將可以直接利用圖像感測單元以及控制單元本身的架構(gòu)，在對光圖像信號進行光電轉(zhuǎn)換的同時，進行各種測光模式的曝光控制，而不需另設(shè)感光裝置，因而除了可以使相機的成本進一步降低，并能以最快的速度適應(yīng)各種曝光模式完成曝光動作。
本發(fā)明的上述以及其它目的、特征、功效，通過以下的參照附圖的較佳實施例的詳細說明將更為明顯。
圖1為一表示傳統(tǒng)數(shù)字相機的構(gòu)成的方塊圖。
圖2為一表示圖1所示傳統(tǒng)數(shù)字相機的動作的流程暨時序圖。
圖3為一表示另一種傳統(tǒng)數(shù)字相機的構(gòu)成的方塊圖，其使用外部積分電路進行曝光量的量測。
圖4為一表示又一種傳統(tǒng)數(shù)字相機的構(gòu)成的方塊圖，其使用外部感光電路進行曝光量的量測。
圖5為一表示一根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例而組成的電子相機的結(jié)構(gòu)組成的方塊圖。
圖6為一表示圖5所示根據(jù)本發(fā)明而成的電子相機的動作的流程暨時序圖。
圖7為一表示一應(yīng)用于本發(fā)明所揭示電子相機中的圖像感測單元的構(gòu)成的方塊圖。
圖8為一表示圖7所示圖像感測單元應(yīng)用于本發(fā)明所揭示電子相機下的曝光動作的時序圖。
首先，如圖3所示，一依據(jù)本發(fā)明的較佳實施例而構(gòu)成的電子相機包含一鏡頭單元10，可將待攝物體的光圖像信號通過此鏡頭單元10成像于圖像感測單元20的感光表面上；一圖像感測單元20，用以將經(jīng)上述鏡頭單元10所成像的光圖像信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮幽M圖像數(shù)據(jù)或數(shù)字圖像數(shù)據(jù)后輸出；一圖像儲存單元30，可為任一種可重復(fù)讀寫的儲存元件，如半導(dǎo)體儲存元件DRAM、SRAM、FERAM、FLASHRAM、EEPROM等數(shù)字或模擬半導(dǎo)體儲存元件，或是磁性儲存元件，如軟、硬式磁盤機等，或是光性或磁光性、磁電性儲存元件，如光碟機、MO等，負責儲存上述圖像感測單元20所輸出或是經(jīng)控制單元70進一步處理后的電子圖像數(shù)據(jù)；一控制單元70，負責控制上述所有單元本身的動作以及單元間的順序與協(xié)調(diào)工作，或進一步的圖像處理的工作；一快門按鈕80，負責觸發(fā)控制單元70以進行拍照的動作；以及一電源供應(yīng)單元90，負責所有單元的電源供應(yīng)。
接著，進一步以圖6所示流程圖說明一根據(jù)圖5所示構(gòu)成完成的電子相機的動作情形。如圖6的方塊201所示，當欲進行電子相機的使用而開啟電源后，相機即進入開機自動設(shè)定程序，其中會使各部元件重新設(shè)定而準備就緒，并于步驟202中，等待攝影的進行。當使用者于T0時間按下快門按鈕80時，控制單元70會如步驟203所示，先清除圖像感測單元20先前所殘留的圖像，此動作時間T10極短，約1/100000秒即足夠；然后進入步驟204，進行新的曝光動作，此時控制單元70一方面命令圖像感測單元20進行曝光動作，另一方面依所選定的測光模式同時選擇性地讀出該圖像感測單元20因進行曝光而進行光電轉(zhuǎn)換所累積的電子圖像數(shù)據(jù)，以計算所讀取電子圖像數(shù)據(jù)的感光量，接著在步驟205中與所選定的測光模式的內(nèi)建標準曝光量設(shè)定條件作一比較，藉以判斷曝光量是否足夠。若不夠，則維持步驟204的曝光動作，而當達到適當?shù)睦鄯e曝光量時，控制單元70即關(guān)閉圖像感測單元20的曝光電路，在此動作中共花費T20的時間，此時間T20會依拍照環(huán)境的光線強弱而減短或增長，在一般明亮光線的環(huán)境下，均不超過0.01秒。之后，進入步驟206，控制單元70將前述完成適當曝光并經(jīng)轉(zhuǎn)換成電子信號方式的圖像數(shù)據(jù)，由圖像感測單元20直接移至圖像儲存單元30內(nèi)，然后，再回到步驟202，等待使用者另一次按下快門按鈕80，以進行下一次拍照的動作，此動作共花費T30的時間，其在一般情況下約需0.1秒；其中，若控制單元70將圖像感測單元20完成適當曝光的電子圖像數(shù)據(jù)先進行進一步如圖像壓縮等的圖像處理，再存入圖像儲存單元30，則T30會依其圖像處理的復(fù)雜度及數(shù)據(jù)量，而有不同程度的增長。綜觀上述拍攝一張靜態(tài)相片的時間，也即T10至T30的時間，通常不須超過0.2秒。
此外，在上述構(gòu)成中，該圖像感測單元20最好是以本發(fā)明申請人所申請的臺灣地區(qū)專利申請案第87113817號所示的圖像感測器來構(gòu)成，其在此一并提供作為本發(fā)明的內(nèi)容參考，然而為清楚起見，在此并就其構(gòu)成配合圖7作一簡單說明。
如圖7所示，該圖像感測單元20基本上是一種可供控制單元70不需如傳統(tǒng)技術(shù)般必須配合傳統(tǒng)圖像感測單元的輸出時鐘脈沖而被動地同步讀取其所輸出的電子圖像數(shù)據(jù)的圖像感測器。此圖像感測器20內(nèi)部包含有一模擬電路部份22，且該模擬電路部份22并區(qū)分有圖像感光區(qū)22a與圖像暫存區(qū)22b，其中圖像感光區(qū)22a會因照射光線的強弱與時間長短而感應(yīng)出相對的電子信號，兩者之間的通道由取樣(Sample)信號所控制，當取樣(Sample)信號被設(shè)定時，圖像感光區(qū)22a的電子信號即會被同步復(fù)制(攝取)至圖像暫存區(qū)22b內(nèi)而暫時存放。
圖7所示的圖像感測單元20并可接受一簡單的微控制器(例如PIC、8051等)、或較復(fù)雜的信號處理器(如DSPRISC等)來控制有關(guān)上述圖像感光區(qū)、圖像暫存區(qū)等電子圖像數(shù)據(jù)的清除、曝光，以及在任意時間讀取圖像暫存區(qū)22b內(nèi)任意大小畫面等功能，并可直接或經(jīng)由其內(nèi)建的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器24輸出所欲被讀取與儲存的模擬或數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。
圖8顯示一如圖7所示圖像感測單元20在配合圖5的結(jié)構(gòu)以及圖6所示的流程下的進一步動作時序圖，其主要是就圖像感測單元20配合控制單元70下的曝光以及儲存方式作更進一步的說明。如圖7所示，當使用者按下快門按鈕80，控制單元70即先設(shè)定清除信號(Pre-charge signal)與取樣信號(Sample signal)，此清除信號可將圖像感測單元20的感光區(qū)22a內(nèi)因先前照相所殘留的圖像清除，由于此時取樣信號也被設(shè)定，故暫存區(qū)22b的殘留圖像也一并會被清除，此動作共花費T10的時間，接著控制單元70取消清除信號的設(shè)定，但仍保持取樣信號的設(shè)定，其功能相當于開啟傳統(tǒng)相機的快門，在此信號維持的時間之內(nèi)(此段時間也稱為感光時間)，圖像感測器的圖像感光區(qū)才會對圖像的光圖像信號產(chǎn)生感光作用，此時在圖像感測單元20的感光平面上即會適應(yīng)被拍攝圖像的光信號強弱而產(chǎn)生大小不同的對應(yīng)電子信號，并且不斷的累積；另外，在進行感光的同時，控制單元70會將圖像感測單元20的圖像暫存區(qū)內(nèi)，依事先設(shè)定的測光模式，例如平均測光、中央測光、重點加權(quán)測光等所決定的圖像區(qū)域內(nèi)的電子圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換后讀出，并求其平均值，或?qū)⑸鲜鰣D像區(qū)域的電子模擬信號直接讀出，經(jīng)由一如圖3所示的傳統(tǒng)積分電路2a，得到其平均值，最后再將得到的電子圖像數(shù)據(jù)與各曝光模式所對應(yīng)的預(yù)設(shè)條件相比較，直到符合條件，即停止設(shè)定取樣信號，此動作共花費T20的時間。接著，控制單元70將圖像感測單元20所得到適當亮度的圖像數(shù)據(jù)搬移至圖像儲存單元30，或先經(jīng)控制單元70進行圖像處理后再儲存至圖像儲存單元30，此動作共花費T30的時間，如此僅需進行一次曝光即可完成拍照的曝光動作。所以本精簡結(jié)構(gòu)的電子相機可在使用者按下快門按鈕的第一時間T0開始，在清除殘留圖像的時間T10加上“一次曝光”的時間T20以及完成圖像儲存的時間T30的時間內(nèi)，總共僅需0.2秒即可完成整個照相的動作，如此一來，即不會有傳統(tǒng)數(shù)字相機因必須有預(yù)先測光動作(如前述的兩次曝光以及計算適當曝光時間)及至少三次的儲存/讀取動作而導(dǎo)致每一張拍照時間均大于2秒的缺點。
綜上所述，由于本精簡結(jié)構(gòu)的電子相機所采用的隨機讀取圖像感測單元本身并不需要使用獨立的時鐘脈沖信號，其所有功能及動作都可為簡單的微控制器，例如8051等構(gòu)成的控制單元所直接地主動控制，并能完全與其同步，所以本精簡結(jié)構(gòu)的電子相機不必像傳統(tǒng)相機一般，必須受電視圖像信號為達到每一秒鐘送出30個圖像畫面而必須曝光30次，使得每次曝光時間均無法超過1/30秒的限制，而能依照實際的環(huán)境光量決定最適當?shù)钠毓鈺r間，又由于此隨機讀取圖像感測單元的介面特性相當于一般的揮發(fā)性存儲器，例如DRAM，故能接受極簡單的微控制器直接控制，并完全與之同步。所以本精簡結(jié)構(gòu)的電子相機不需要像傳統(tǒng)數(shù)字相機為了要能正確地讀取圖像數(shù)據(jù)而必須提供較復(fù)雜的同步電路。
又如圖5所示電子相機構(gòu)成方塊圖，由于本發(fā)明所揭示的精簡結(jié)構(gòu)的電子相機僅使用極少的零件，故能以極低的耗電量維持正常工作，若直接以揮發(fā)性存儲元件DRAM作為圖像儲存裝置，在一般的室溫環(huán)境下，以正常的充電更新方式及頻率，仍能正確保存圖像數(shù)據(jù)達30天以上而不需更換電池，由于此長時間保存數(shù)據(jù)的功能以及其快速的數(shù)據(jù)存取速率，不僅可省卻傳統(tǒng)數(shù)字相機必須采用成本通常為揮發(fā)性存儲元件3～4倍的非揮發(fā)性存儲元件的需求，更能加快儲存圖像數(shù)據(jù)的速度(如前述說明，在一般情況下，拍攝每一張照片需時T10+T20+T30，合計不超過0.2秒)而輕松達到連續(xù)拍照的功能。
權(quán)利要求
1.一種電子相機，其特征在于其包含一圖像儲存單元，用以儲存電子圖像數(shù)據(jù)；一圖像感測單元，用以接收光圖像信號，并將所接收的光圖像信號轉(zhuǎn)換為電子圖像數(shù)據(jù)；一鏡頭單元，用以將待攝物的圖像成像于該圖像感測單元上；以及一控制單元，用以在任意時間主動控制該圖像感測單元所攝取電子圖像數(shù)據(jù)的輸出，供該圖像儲存單元儲存。
2.如權(quán)利要求1所述的電子相機，其特征在于該圖像感測單元所輸出的電子圖像數(shù)據(jù)是直接被儲存至該圖像儲存單元。
3.如權(quán)利要求1所述的電子相機，其特征在于該圖像感測單元所輸出的電子圖像數(shù)據(jù)是先在該控制單元中被處理，再被儲存至該圖像儲存單元。
4.如權(quán)利要求1所述的電子相機，其特征在于該圖像感測單元包含一用以將光圖像信號轉(zhuǎn)換成電子圖像數(shù)據(jù)的圖像感光區(qū)，以及一可同步攝取并儲存該電子圖像數(shù)據(jù)的圖像暫存區(qū)，并以該圖像暫存區(qū)所儲存的電子圖像數(shù)據(jù)供選擇性地直接送出或轉(zhuǎn)換成該數(shù)字圖像數(shù)據(jù)再送出。
5.如權(quán)利要求4所述的電子相機，其特征在于該控制單元可在該圖像感測單元將該光圖像信號轉(zhuǎn)換成電子圖像數(shù)據(jù)的同時，同步選擇性讀取該電子圖像數(shù)據(jù)進行感光量的判斷，且在該感光量達到一預(yù)定條件時，結(jié)束該電子圖像數(shù)據(jù)的攝取，而完成該電子相機對于該光圖像信號的曝光。
6.如權(quán)利要求1所述的電子相機，其特征在于該圖像儲存單元為一具有重復(fù)讀寫功能的儲存體。
7，一種電子相機的曝光機構(gòu)，其特征在于其包含一圖像感測單元，用以接收光圖像信號，并將所接收的光圖像信號轉(zhuǎn)換為電子圖像數(shù)據(jù)而進行曝光；一控制單元，用以在該圖像感測單元將該光圖像信號轉(zhuǎn)換成電子圖像數(shù)據(jù)的同時，同步選擇性讀取該電子圖像數(shù)據(jù)進行感光量的判斷，且在該感光量達到一預(yù)定條件時完成該電子相機對于該光圖像信號的曝光。
8.如權(quán)利要求7所述的電子相機，其特征在于該圖像感測單元包含一用以將光圖像信號轉(zhuǎn)換成電子圖像數(shù)據(jù)的圖像感光區(qū)，以及一可同步攝取并儲存該電子圖像數(shù)據(jù)的圖像暫存區(qū)，且該控制單元是在該圖像暫存區(qū)攝取并儲存該電子圖像數(shù)據(jù)的同時，同步地選擇性讀取該圖像暫存區(qū)所儲存的電子圖像數(shù)據(jù)，并進行該電子圖像數(shù)據(jù)的感光量判斷，且在該感光量達到一預(yù)定條件時，結(jié)束該電子圖像數(shù)據(jù)的攝取，而完成該電子相機對于該光圖像信號的曝光動作。
9.如權(quán)利要求7所述的電子相機，其特征在于該控制單元對該圖像感測單元的電子圖像數(shù)據(jù)的讀取選擇是依測光模式的不同而改變，且該預(yù)定條件也依測光模式的不同而改變。
10.一種電子相機的曝光方法，其是利用一圖像感測單元接收一光圖像信號，并將其轉(zhuǎn)換為電子圖像數(shù)據(jù)，再以一控制單元進一步控制其曝光動作的完成的方法，其特征在于在以該圖像感測單元將該光圖像信號轉(zhuǎn)換成電子圖像數(shù)據(jù)的同時，該控制單元即同步地選擇性讀取該圖像感測單元所取得的電子圖像數(shù)據(jù)進行其感光量的判斷，且在該感光量達到一預(yù)定條件時，結(jié)束該電子圖像數(shù)據(jù)的攝取，而完成該電子相機對于該光圖像信號的曝光。
11．如權(quán)利要求10所述的電子相機，其特征在于其中該控制單元對該圖像感測單元的電子圖像數(shù)據(jù)的讀取選擇是依測光模式的不同而變化，且該預(yù)定條件也依測光模式的不同而變化。
全文摘要
一種電子相機及其曝光方法,其中電子相機包含:一圖像感測單元;一鏡頭單元;一圖像儲存單元;以及一控制各單元的圖像數(shù)據(jù)的輸出入或圖像處理的控制單元;圖像感測單元所取得的圖像數(shù)據(jù)在控制單元的主動隨機控制下,可被直接運算或被直接儲存至圖像儲存單元,并在圖像儲存單元中等待外界設(shè)備的處理。圖像感測單元在取得電子圖像數(shù)據(jù)的同時,控制單元可以同步選擇性讀取電子圖像數(shù)據(jù)進行感光量的判斷,且在感光量達到一預(yù)定條件時,結(jié)束該電子圖像數(shù)據(jù)的攝取而完成曝光。
文檔編號H04N5/225GK1318939SQ0010588
公開日2001年10月24日 申請日期2000年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月14日
發(fā)明者倪揚, 謝俊興, 張勵善, 盧育德, 李建佑 申請人:宜霖科技股份有限公司