專利名稱:攝像裝置、攝像方法及攝像控制程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用可隨機(jī)存取各像素的像素信號的固體攝像元件拍攝圖像的攝像裝置、攝像方法及攝像控制程序，尤其是涉及一種可使用閃光燈進(jìn)行攝像的攝像裝置、攝像方法及攝像控制程序。
背景技術(shù)：
在由攝像裝置拍攝低照度的被攝體的情況中，通過使閃光燈發(fā)光來補(bǔ)充光量。但是，在使用固體攝像元件拍攝圖像的攝像裝置中，具備如下功能通過預(yù)先進(jìn)行閃光燈的預(yù)發(fā)光，檢測來自被攝體的反射光，并通過分析求出主發(fā)光時的合適發(fā)光量。
另外，作為用于攝像元件的攝像元件，CCD(Charge Device)圖像傳感器是最普遍的，但是近年來，隨著固體攝像元件的像素數(shù)的進(jìn)一步增多，CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器也受到矚目。CMOS圖像傳感器具有如下特征在可隨機(jī)存取像素信號這一點，與CCD圖像傳感器相比，其讀取速度快，靈敏度高，且功耗低。
但是，在現(xiàn)有技術(shù)的使用CMOS圖像傳感器的攝像裝置中，存在如下問題由于每個像素的曝光期間不同，所以，在閃光燈預(yù)發(fā)光時，只能在攝像元件的一部分區(qū)域上接收預(yù)發(fā)光的反射光，從而難以高精度地求出主發(fā)光時的光量。針對這種問題，已知有一種攝像裝置(例如，參照日本特開2000-196951號公報(段落編號
～
、圖2))，其將攝像元件內(nèi)的一部分作為測光區(qū)，通過在該測光區(qū)所包含的光電轉(zhuǎn)換元件的存儲時間進(jìn)行預(yù)發(fā)光，從而在測光區(qū)的整個范圍準(zhǔn)確地接收預(yù)發(fā)光的反射光。
但是，如上述專利文獻(xiàn)1所公開的攝像裝置，由于為了在測光區(qū)內(nèi)的整個范圍同時接收預(yù)發(fā)光的反射光，需要延長曝光時間。所以，若在外界光較強(qiáng)時進(jìn)行預(yù)發(fā)光，則會出現(xiàn)CMOS圖像傳感器的某區(qū)域上的入射光量超過已設(shè)定的動態(tài)范圍的情況，因此存在在該部分無法檢測出本來的受光量，難以高精度地求出主發(fā)光時光量的問題。

發(fā)明內(nèi)容鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種攝像裝置，在進(jìn)行閃光拍攝時，盡可能縮短預(yù)發(fā)光時的曝光時間，可高精度地計算出主發(fā)光時的合適的光量，而與外界光的大小無關(guān)。
而且，本發(fā)明的另一個目的在于提供一種攝像方法，在進(jìn)行閃光拍攝時，盡可能縮短預(yù)發(fā)光時的曝光時間，且可高精確度地計算主發(fā)光時的合適的光量，而與外界光的大小無關(guān)。
此外，本發(fā)明的又一個目的在于提供一種攝像控制程序，其在進(jìn)行閃光拍攝時，盡可能縮短預(yù)發(fā)光時的曝光時間，且可高精確度地計算主發(fā)光時的合適光量，而與外界光的大小無關(guān)。
本發(fā)明為解決上述問題提供了一種攝像裝置，其使用可以對各像素的像素信號進(jìn)行隨機(jī)存取的固體攝像元件拍攝圖像，包括閃光燈，向被攝體照射光；檢波單元，用于根據(jù)上述固體攝像元件的拍攝圖像信號檢波拍攝圖像的亮度；以及控制單元，用于進(jìn)行以下動作在上述閃光燈的主發(fā)光的動作之前，進(jìn)行上述閃光燈的預(yù)發(fā)光，通過上述固體攝像元件拍攝上述預(yù)發(fā)光時的圖像，以上述預(yù)發(fā)光時的拍攝圖像信號為基礎(chǔ)，通過上述檢波單元對拍攝圖像的亮度進(jìn)行檢波，根據(jù)檢波的上述預(yù)發(fā)光時的亮度，對上述閃光燈的上述主發(fā)光時的光量進(jìn)行計算。其中，在進(jìn)行上述預(yù)發(fā)光的動作時，上述控制單元在使上述固體攝像元件的全部像素的曝光動作同時開始之后，以規(guī)定的像素間隔間歇地讀取各像素的像素信號，并提供給上述檢波單元。
在該攝像裝置中，在閃光燈的主發(fā)光之前，通過進(jìn)行閃光燈的預(yù)發(fā)光拍攝圖像，并以該圖像亮度的檢波結(jié)果為基礎(chǔ)計算閃光燈的主發(fā)光時的光量。在進(jìn)行該預(yù)發(fā)光時，使固體攝像元件的全部像素的曝光動作同時開始之后，以規(guī)定的像素間隔間歇地讀取各像素的像素信號，因此，固體攝像元件上的全部區(qū)域均受到預(yù)發(fā)光的影響，并且，縮短了預(yù)發(fā)光時的固體攝像元件的曝光時間，從而，外界光成分的檢波量減少。
而且，本發(fā)明提供一種攝像方法，使用可以對各像素的像素信號隨機(jī)存取的固體攝像元件，通過照射閃光拍攝圖像，包括預(yù)發(fā)光時攝像步驟，在上述閃光燈的主發(fā)光的動作之前，進(jìn)行上述閃光燈的預(yù)發(fā)光，而且，上述固體攝像元件拍攝上述預(yù)發(fā)光時的圖像；預(yù)發(fā)光時檢波步驟，檢波單元對上述預(yù)發(fā)光時拍攝的圖像的亮度進(jìn)行檢波；以及計算步驟，計算單元根據(jù)上述預(yù)發(fā)光時所檢波的圖像亮度，計算上述閃光燈的上述主發(fā)光時的光量。其中，在上述預(yù)發(fā)光時攝像步驟中，同時開始上述固體攝像元件的全部像素的曝光動作之后，以規(guī)定的像素間隔間歇地讀取各像素的像素信號。
在該攝像方法中，在閃光燈的主發(fā)光之前，進(jìn)行閃光燈的預(yù)發(fā)光后拍攝圖像，以該圖像亮度的檢波結(jié)果為基礎(chǔ)計算閃光燈的主發(fā)光時的光量。在進(jìn)行該預(yù)發(fā)光時，同時開始固體攝像元件的全部像素的曝光動作之后，以規(guī)定的像素間隔間歇地讀取各像素的像素信號，因此，固體攝像元件上的全部區(qū)域均受到預(yù)發(fā)光的影響，同時縮短了預(yù)發(fā)光時固體攝像元件的曝光時間，外界光成分的檢波量減少。
圖1是實施例涉及的攝像裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是CCD圖像傳感器的概略結(jié)構(gòu)圖；圖3是CMOS圖像傳感器的概略結(jié)構(gòu)圖；圖4是表示CCD圖像傳感器的動作的時序圖；圖5是表示CMOS圖像傳感器的動作的時序圖；圖6是閃光拍攝的基本控制流程的示意圖；圖7是拍攝圖像的一例的示意圖；圖8是表示沒有外界光時的差分檢波值的運算例的示圖；圖9是表示有外界光時的差分檢波值的運算例的示圖；圖10是表示現(xiàn)有技術(shù)的CCD圖像傳感器的閃光拍攝時序的示例圖；圖11是表示現(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器的閃光拍攝時序的示例圖；圖12是用于說明通過現(xiàn)有的CMOS圖像傳感器得到的預(yù)發(fā)光時的圖像的示 圖13是表示現(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器的閃光拍攝時序的其他示例圖；圖14是用于說明采用圖13的閃光拍攝時序時得到的預(yù)發(fā)光時的圖像的示例圖；圖15是表示在采用圖13的閃光拍攝時序時預(yù)發(fā)光前檢波值的檢波例的座標(biāo)圖；圖16是表示畫面下方的像素信號受限制時差分檢波值的運算例的示圖；圖17是本實施例中的預(yù)發(fā)光前曝光時和預(yù)發(fā)光曝光時間歇地讀出像素信號的方法的一例的示意圖；圖18是表示本實施例的CMOS圖像傳感器的閃光拍攝時序例的示圖；圖19是表示本實施例中的差分檢波值的運算例的示圖；圖20是表示本實施例中的預(yù)發(fā)光前進(jìn)行曝光時和預(yù)發(fā)光曝光時間歇地讀出像素信號的方法的其他例子的示圖；圖21是用于說明焦距和視場角之間關(guān)系的示圖；以及圖22是用于說明焦距和像素的間隔量之間關(guān)系的示圖。
具體實施方式下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例。
圖1是表示根據(jù)實施例的攝像裝置局部構(gòu)成圖。
圖1所示的攝像裝置可實現(xiàn)例如數(shù)碼照相機(jī)、或者可拍攝靜止圖像的數(shù)碼攝像機(jī)等。該攝像裝置包括透鏡11、光圈12、攝像元件13、AGC(Auto Cain Control)電路14、A/D轉(zhuǎn)換電路15、照相機(jī)信號處理電路16、檢波電路17、系統(tǒng)控制部18、存儲器19、驅(qū)動器20、閃光燈21、驅(qū)動器22以及存儲器23。
透鏡11可在攝像元件13的感光面上使從被攝體入射的反射光調(diào)焦。
光圈12可使其口徑變化，使得通過透鏡11得到的入射光量滿足攝像元件13的靈敏度的要求。并且，光圈12具有快門的功能。攝像元件13將通過透鏡11入射到配置有例如R、G、B濾色片的多個像素的光光電轉(zhuǎn)換為模擬圖像信號(電荷)。另外，攝像元件13由XY地址型圖像傳感器、例如CMOS圖像傳感器構(gòu)成，并根據(jù)不同的定時進(jìn)行多個像素的各個曝光動作和讀取動作。
AGC電路14用于放大由攝像元件13生成的圖像信號。A/D變換電路15用于將通過AGC電路14放大的模擬圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號。照相機(jī)信號處理電路16用于對通過A/D轉(zhuǎn)換電路15轉(zhuǎn)換的數(shù)字圖像信號進(jìn)行各種信號處理，例如包括未圖示的白平衡電路、Y-C分離電路、濾波電路、口徑控制器、圖像灰度矯正電路等。此外，雖然圖中沒有示出，但從該照相機(jī)信號處理電路16輸出的圖像信號提供給例如用于在監(jiān)控器上顯示拍攝圖像的顯示系統(tǒng)、以及用于將圖像信號編碼成規(guī)定的數(shù)據(jù)形式并在存儲卡等記錄介質(zhì)上記錄拍攝圖像數(shù)據(jù)的記錄系統(tǒng)。檢波電路17根據(jù)通過照相機(jī)信號處理電路16處理的圖像信號對拍攝畫面內(nèi)的亮度和顏色分布進(jìn)行檢波。作為表示亮度的檢波值，例如使用畫面內(nèi)的各像素的亮度信號的積分值等。
系統(tǒng)控制部18例如由微型電子計算機(jī)構(gòu)成，根據(jù)檢波電路17所檢出的亮度和顏色的分布、以及通過照相機(jī)信號處理電路16處理的圖像信號等統(tǒng)一控制該攝像裝置內(nèi)的各部分。系統(tǒng)控制部18例如運算并輸出下述信號用于控制攝像元件13的各像素的曝光動作和讀取動作的曝光定時控制信號、用于控制AGC電路14的增益的增益控制信號、通過驅(qū)動器22對透鏡11的焦點和光圈12的口徑進(jìn)行控制的光學(xué)模塊控制信號、以及通過驅(qū)動器20對閃光燈21的閃光動作進(jìn)行控制的閃光燈控制信號等。存儲器19用于存儲通過系統(tǒng)控制部18運算的控制數(shù)據(jù)。
在進(jìn)行閃光拍攝時，驅(qū)動器20根據(jù)由系統(tǒng)控制部18計算出的閃光燈控制信號來驅(qū)動閃光燈21。閃光燈21根據(jù)來自驅(qū)動器20的驅(qū)動信號而發(fā)光。驅(qū)動器22根據(jù)由系統(tǒng)控制部18計算出的透鏡控制信號來驅(qū)動透鏡11和光圈12。存儲器23用于暫時存儲由照相機(jī)信號處理電路16處理后的、或者處理中的圖像信號。
拍攝該攝像裝置中的靜態(tài)圖像時的基本動作如下所述。
首先，在用戶進(jìn)行攝像操作前，通過攝像元件13接受光、并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后的圖像信號被依次提供給AGC電路14。該圖像信號根據(jù)需要由AGC電路14放大，再由A/D轉(zhuǎn)換電路15轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后由照相機(jī)處理電路16進(jìn)行各種畫質(zhì)校正處理。并且，將處理后的圖像信號輸出給未圖示的顯示系統(tǒng)，由此，在記錄器上顯示照相機(jī)取景圖像(camera-through image)，且用戶可通過觀看記錄器進(jìn)行視場角調(diào)整。
在這種狀態(tài)下，若由用戶按下未圖示的快門釋放按鈕，則系統(tǒng)控制部18向驅(qū)動器22和攝像元件13輸出控制信號，使快門動作。由此，從攝像元件13輸出1幀的圖像信號。此時，系統(tǒng)控制部18根據(jù)照相機(jī)信號處理電路16中的各種處理結(jié)果、和檢波電路17的檢波結(jié)果，向透鏡11、光圈12、攝像元件13、AGC電路14輸出控制信號，適當(dāng)?shù)乜刂平裹c、曝光時間、以及曝光量。
照相機(jī)信號處理電路16對通過AGC電路14、A/D轉(zhuǎn)換電路15從攝像元件13提供的一幀的圖像信號進(jìn)行畫質(zhì)校正處理等，并向未圖示的記錄系統(tǒng)輸出處理后的圖像信號。由此，一幀的圖像信號通過編碼生成靜態(tài)圖像的數(shù)據(jù)文件，并被存儲在存儲卡等記錄介質(zhì)中。
另外，拍攝時，該攝像裝置可以例如根據(jù)用戶操作、或者根據(jù)基于檢波電路17的檢波結(jié)果的判斷，自動地使閃光燈21發(fā)光。如后所述，在進(jìn)行閃光拍攝時，通過系統(tǒng)控制部18的控制，在閃光燈21的主發(fā)光即將進(jìn)行之前進(jìn)行預(yù)發(fā)光，由檢波電路17根據(jù)預(yù)發(fā)光時的拍攝圖像信號進(jìn)行檢波，并根據(jù)該檢波結(jié)果控制主發(fā)光時的閃光燈21的發(fā)光量，以便得到合適的拍攝圖像。
另外，在本實施例中，作為攝像元件13，使用可對光電轉(zhuǎn)換元件的各像素進(jìn)行隨機(jī)存取的元件。在下面的描述中，作為這種攝像元件13，使用CMOS圖像傳感器，并根據(jù)需要，與現(xiàn)有技術(shù)中普遍使用的CCD圖像傳感器進(jìn)行對比，并在對比的同時對本實施例進(jìn)行說明。
首先，對攝像元件13的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖2是CCD圖像傳感器的概略結(jié)構(gòu)圖。并且，圖3是本實施例中使用的CMOS圖像傳感器的概略結(jié)構(gòu)圖。
如圖2所示，CCD圖像傳感器包括配置成二維矩陣狀的多個受光部31、與多個受光部31的列數(shù)相同的V傳送寄存器32、以及H傳送寄存器33。各受光部31將各受光部31的入射光光電轉(zhuǎn)換為模擬圖像信號(電荷)，并生成各像素的像素信號。在垂直方向上，多個V傳送寄存器32以一個像素(1行)為單位傳送被光電轉(zhuǎn)換后的各像素的像素信號。在水平方向上，V傳送寄存器32以一個像素為單位傳送通過多個V傳送寄存器32傳送的一行像素的信號。
若CCD圖像傳感器被曝光，則向各受光部31入射的光將被光電轉(zhuǎn)換成電荷。并且，在各受光部31中存儲與各入射光量對應(yīng)的電荷。若向CCD圖像傳感器提供用于傳送電荷的信號，則存儲在所有受光部31中的電荷被同時傳送給各個V傳送寄存器32。在垂直方向上，以一個像素(一行)為單位向H傳送寄存器33傳送V傳送寄存器32的電荷。在水平方向上，以一個像素為單位傳送、并輸出傳送給H傳送寄存器33的一行的像素信號。因為V傳送寄存器32和H傳送寄存器33被遮光，所以暫時傳送給它們的電荷量可以保持為恒定。
另一方面，如圖3所示，CMOS圖像傳感器包括多個受光部41，成二維矩陣狀配置；以及列42，同列的多個受光部41共用，并被電連接，在水平方向上，按照每個像素傳送從各列的任一個受光部41傳送來的電荷。CMOS圖像傳感器不具備相當(dāng)于CCD圖像傳感器的V傳送寄存器32的部件。因此，CMOS圖像傳感器的各個受光部41與CCD圖像傳感器的各個受光部31相比，可以使面積增大，從而可擴(kuò)大動態(tài)范圍，并提高靈敏度。另外，CMOS圖像傳感器可以以選擇并讀出任意地址的像素的方式構(gòu)成。
隨著攝像元件的像素不斷增多，像素間距變得緊密。但是，即使在這種情況下，也可以較大地增大像素信號的動態(tài)范圍，并且，由于需要在像素增多的攝像元件中只自由讀出其中所需像素信號的結(jié)構(gòu)，所以，在這些方面，CMOS圖像傳感器更具有優(yōu)勢。與之相反，如下所述，因為不能同時讀取同列的像素，所以導(dǎo)致曝光動作和讀取動作變得復(fù)雜。
圖4是表示CCD圖像傳感器的動作的時序圖。圖5是表示CMOS圖像傳感器的動作的時序圖。
如圖4所示，在CCD圖像傳感器中，例如在時間T11開始全部像素的曝光，然后，在時間T12向V傳送寄存器32移動所有像素的電荷，因此可以同時進(jìn)行全部像素的曝光。此外，例如在其后的時間T12～T13的期間內(nèi)，從第一行開始依次向H傳送寄存器33傳送被存儲的電荷。
與此相對，由于CMOS圖像傳感器不具備相當(dāng)于CCD圖像傳感器的V傳送寄存器32的部件，所以，當(dāng)讀出某像素的像素信號時，在其他像素中，由于受到外界光的影響而存儲電荷。因此，如圖5所示，CMOS圖像傳感器的各像素的曝光動作需要與從各個受光部41讀出的電荷的動作一致。在本實施例中，在時間T22～T23的一個垂直同步期間內(nèi)，從畫面上方向下方逐行移動地讀出像素信號，與此對應(yīng)，在其之前的時間T21～T22的一個垂直同步期間內(nèi)，從起始行開始逐行地錯開曝光開始時間，從而使全部像素的曝光時間相同。
接著，對閃光拍攝時的動作進(jìn)行說明。
圖6是表示閃光拍攝的基本控制流程圖。
在拍攝靜態(tài)圖像的模式下，若按下快門釋放按鈕(步驟S31)，則開始步驟S32后面的處理。在此，當(dāng)將閃光燈設(shè)為自動發(fā)光的動作模式時，通過檢波電路17，對由攝像元件13拍攝的圖像信號所包含的亮度信號的積分值進(jìn)行檢波，并由系統(tǒng)控制部18根據(jù)亮度信號的積分值檢測外部光的亮度，從而判斷閃光燈是否發(fā)光(步驟S32)。當(dāng)判斷外部光為亮?xí)r，則進(jìn)入步驟S33，進(jìn)行不使閃光燈21發(fā)光的通常拍攝，并結(jié)束處理。另一方面，在步驟S32中，當(dāng)判斷外部光為暗時，則進(jìn)入步驟S34，進(jìn)行閃光拍攝。另外，當(dāng)存在不管外界光線的明暗都強(qiáng)制執(zhí)行閃光拍攝的動作模式時，則無論步驟S32的判定結(jié)果如何都進(jìn)入步驟S34，進(jìn)行閃光拍攝。
在執(zhí)行閃光拍攝時，首先，對光圈12的口徑和開放時間、攝像元件13的曝光時間(快門速度)以及AGC電路14的增益進(jìn)行設(shè)定(步驟S34)。另外，優(yōu)選方式是，設(shè)定光圈12的口徑，以便在閃光燈21預(yù)發(fā)光時，來自近距離的被攝體的入射光量不超出攝像元件13的動態(tài)范圍。預(yù)發(fā)光是用于計算主發(fā)光的光量的處理，若超出動態(tài)范圍的光量入射到攝像元件13，則會生成失真(saturated，導(dǎo)致飽和)的圖像信號，從而不能精確地計算主發(fā)光的光量。另外，優(yōu)選方式是，使攝像元件13的曝光時間盡量縮短。若曝光時間增大，則外界光的影響增大，用于對預(yù)發(fā)光的光量進(jìn)行檢波的動態(tài)范圍變窄，主發(fā)光光量的計算精度降低。而且，為了降低圖像信號的噪音影響，優(yōu)選方式是，設(shè)定較低的AGC電路14的增益。
接著，固定設(shè)定的口徑、曝光時間以及增益的同時，在閃光燈21不發(fā)光的狀態(tài)下，利用攝像元件13進(jìn)行預(yù)發(fā)光前的曝光動作和讀出動作，通過檢波電路17對圖像信號的亮度信號所包含的積分值即預(yù)發(fā)光前檢波值(稱為D1)進(jìn)行檢波，并存儲在存儲器19中(步驟S35)。該預(yù)發(fā)光前檢波值D1表示無預(yù)發(fā)光、僅存在外部光時的檢波值。
然后，固定設(shè)定的口徑、曝光時間以及增益的同時，通過閃光燈21以規(guī)定的發(fā)光量進(jìn)行預(yù)發(fā)光(步驟S36)，通過攝像元件13進(jìn)行預(yù)發(fā)光時的曝光動作和讀出動作，并通過檢波電路17對圖像信號的亮度信號所包含的積分值即預(yù)發(fā)光時檢波值(作為D2)進(jìn)行檢波，并存儲在存儲器19中(步驟S37)。預(yù)發(fā)光時檢波值D2表示包括預(yù)發(fā)光及外界光時的檢波值。
接著，由系統(tǒng)控制部18讀出存儲在存儲器19中的預(yù)發(fā)光時檢波值D2和預(yù)發(fā)光前檢波值D1，并算出從預(yù)發(fā)光時檢波值D2減去預(yù)發(fā)光前檢波值D1的差分檢波值(步驟S38)。差分檢波值表示排除外界光、僅包含預(yù)發(fā)光的檢波值。接著，由系統(tǒng)控制部18根據(jù)差分檢波值求出閃光燈21的主發(fā)光的發(fā)光量(步驟S39)，并根據(jù)求得的發(fā)光量進(jìn)行閃光燈21的發(fā)光，從而進(jìn)行閃光拍攝(步驟S40)。
這樣，在本實施例的攝像裝置中，在閃光拍攝的預(yù)發(fā)光時，進(jìn)行閃光燈的不發(fā)光時、發(fā)光時的兩次圖像信號的讀入，通過從預(yù)發(fā)光時檢波值D2中減去預(yù)發(fā)光前檢波值D1，從而抵消外界光的影響，更準(zhǔn)確地求出主發(fā)光時的光量。在此，優(yōu)選方式是，盡量在短時間內(nèi)進(jìn)行步驟S35中攝像元件13的預(yù)發(fā)光前的曝光動作、以及步驟S37中攝像元件13的預(yù)發(fā)光時的曝光動作。閃光拍攝通常在低照度環(huán)境下進(jìn)行，但是，基本上不存在沒有外界光的情況，例如，在突出逆光暗淡的人物攝影時，也進(jìn)行閃光拍攝。這樣，如下述圖7～圖9所示，如果外界光光量大時，由于該外界光的影響，有時不能得到更為準(zhǔn)確的檢波值，尤其是不能得到預(yù)發(fā)光時檢波值D2，從而不能得到正確的差分檢波值。
圖7是表示拍攝圖像的一例示圖。另外，圖8是表示沒有外界光時的差分檢波值的計算例示圖，圖9是表示有外界光時的差分檢波值的計算例示圖。
如圖7所示，假設(shè)對在畫面中央部具有圓形像A的圖像進(jìn)行閃光拍攝。在這種情況下，利用圖8和圖9，對該圖7中垂直方向的虛線表示的畫面中央位置的像素信號的輸出、即根據(jù)檢波值的差分檢波值的運算結(jié)果進(jìn)行說明。
如圖8所示，在沒有外界光時，預(yù)發(fā)光前的攝像元件13的輸出為0，預(yù)發(fā)光前檢波值D1也為0。在預(yù)發(fā)光時，得到相當(dāng)于像A的部分的輸出大的預(yù)發(fā)光時檢波值D2。其結(jié)果是，差分檢波值與預(yù)發(fā)光時檢波值(D2)一致。
另一方面，如圖9所示，在有外界光時，在預(yù)發(fā)光前，得到相當(dāng)于外界光的預(yù)發(fā)光前檢波值D1。在預(yù)發(fā)光時，在外界光中加入預(yù)發(fā)光并一并輸出給攝像元件13。此時，在攝像元件13的輸出信號(亮度信號成分)中，由于超出該攝像元件13的動態(tài)范圍的成分受到限制，所以，差分檢波值除去受限部分而變小、且失真。因此，不能計算出正確的主發(fā)光的發(fā)光量。如上所述，在沒有外界光時的閃光拍攝的情況很少見，所以需要盡量縮短預(yù)發(fā)光前和預(yù)發(fā)光時的曝光動作，以便減小外界光的影響，并使預(yù)發(fā)光時的攝像元件13的動態(tài)范圍具有充分的余量。
接著，對閃光拍攝的預(yù)發(fā)光時間進(jìn)行說明。首先對現(xiàn)有的閃光拍攝進(jìn)行說明。
圖10是表示現(xiàn)有技術(shù)的CCD圖像傳感器的閃光拍攝程序例的示圖。
如圖10所示，當(dāng)在攝像元件13中使用CCD圖像傳感器時，在時間T51開始預(yù)發(fā)光前的曝光，并在時間T52將受光部的信號電荷移動到V傳送寄存器，其后，在直到時間T53的期間內(nèi)，依次輸出并讀出信號電荷，并對預(yù)發(fā)光前檢波值D1進(jìn)行檢波。接著，在時間T54～T55的期間內(nèi)，進(jìn)行預(yù)發(fā)光時的曝光，然后，在時間T55～T56的期間內(nèi)，同樣地讀出信號電荷，并對預(yù)發(fā)光時檢波值D2進(jìn)行檢波。此時，通過計算差分檢波值來計算主發(fā)光時的閃光燈光量，然后在時間T57以后的規(guī)定時間內(nèi)，進(jìn)行基于主發(fā)光的閃光拍攝。這樣，在CCD圖像傳感器中，由于全部像素的曝光時間相同，所以，對于畫面內(nèi)的全部區(qū)域，都受到預(yù)發(fā)光時的曝光動作中預(yù)發(fā)光的影響。
另一方面，圖11是表示現(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器的閃光拍攝時序例的示圖。圖12是用于說明對通過現(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器得到的預(yù)發(fā)光時的圖像的示圖。
如圖11所示，當(dāng)在攝像元件13中使用現(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器時，在時間T61開始預(yù)發(fā)光前的曝光，在時間T62開始預(yù)發(fā)光時的曝光，并取得各自的檢波值，從而算出差分檢波值。在此，如上所述，在CMOS圖像傳感器中，從畫面上方的起始行向下方的最后一行，曝光期間依次錯開。例如，在預(yù)發(fā)光時，在圖中的時間T62開始起始行的曝光，但是最后一行的曝光在之后的時間T63才開始。對此，由于預(yù)發(fā)光的時間短至數(shù)10μsec，所以，預(yù)發(fā)光的反射光只能用一部分像素受光。例如圖12所示，在進(jìn)行預(yù)發(fā)光時，由于預(yù)發(fā)光時的曝光動作中預(yù)發(fā)光的影響只被限定在畫面內(nèi)的一部分區(qū)域B(在圖12中為畫面上部)上，所以，從其他的區(qū)域，只能求出沒有預(yù)發(fā)光影響的外界光的檢波值。因此，不能高精度地求出預(yù)發(fā)光時檢波值，從而也不能高精度地計算主發(fā)光的光量。
對此，如下述圖13所示，考慮在預(yù)發(fā)光時的曝光開始時，一次清除全部像素的電荷。
圖13是表示現(xiàn)有的CMOS圖像傳感器的閃光拍攝時序的其他例示圖。另外，圖14是用于說明對此時得到的預(yù)發(fā)光時的圖像的示圖。
如圖13所示，在開始預(yù)發(fā)光前的曝光時(時間T71)、以及開始預(yù)發(fā)光時的曝光時(時間T72)，清除攝像元件13的全部像素的電荷，并同時開始畫面內(nèi)的全部像素的曝光動作。由此，從畫面內(nèi)的上部到下部都同樣受到預(yù)發(fā)光時的曝光動作中預(yù)發(fā)光的影響，所以，能精確地求出預(yù)發(fā)光時檢波值。另外，由于預(yù)發(fā)光之前的曝光期間縮短，所以，即使至少在畫面上方外界光強(qiáng)的情況下，由此也可以避免像素信號超出攝像元件13的動態(tài)范圍。
但是，因為不能同時讀出畫面內(nèi)的全部像素，所以，逐行錯開依次進(jìn)行畫面內(nèi)的各個像素信號的讀出。因此，對于預(yù)發(fā)光前和預(yù)發(fā)光時的曝光時間來說，越是下行的像素曝光時間越長。例如圖14所示，在時間T81～T83的一個垂直同步期間內(nèi)進(jìn)行所有像素信號的讀出時，畫面上方第一行的像素的曝光時間(時間T81～T82)最短(例如1/4000sec左右)，最后一行像素的曝光時間(時間T81～T83)最長(例如1/數(shù)100sec左右)。
在此，如圖14所示，當(dāng)讀出全部像素的電荷需要一個垂直同步期間時，考慮拍攝在畫面的整個區(qū)域上具有相同外界光量的同樣的被攝體的情況。圖15是表示在這種情況下的預(yù)發(fā)光前檢波值D1的檢波例的座標(biāo)圖。
圖15(A)表示拍攝僅曝1/2垂直同步期間時攝像元件13的輸出信號達(dá)到動態(tài)范圍的50％的被攝體的情況下的檢波值。對于曝光時間而言，越是畫面上的下行的像素曝光時間越長，此時，畫面中央的像素信號的輸出值為動態(tài)范圍的50％、畫面下方的最后一行的像素信號的輸出值為100％左右。
另外，圖15(B)表示拍攝僅曝光1/4垂直同步期間時攝像元件13的輸出信號達(dá)到動態(tài)范圍的50％的被攝體時的情況。此時，畫面中央的像素信號的輸出值達(dá)到100％動態(tài)范圍，因此，下方的像素信號超出了動態(tài)范圍，從而不能檢波到正確的外界光量。
圖16是表示畫面下方的像素信號受限時的差分檢波值的計算例示圖。
在圖16的例子中，開始讀出攝像元件13上的起始行時，該行中像素信號的輸出值達(dá)到攝像元件13的動態(tài)范圍的20％左右的同樣的外界光存在，并且，當(dāng)讀出最后一行時，該行的像素信號的輸出值達(dá)到動態(tài)范圍的80％左右。而且，使通過預(yù)發(fā)光而入射的反射光的光量(不含外界光成分)大致為攝像元件13的動態(tài)范圍的50％左右。另外，在此，假設(shè)在畫面的整個區(qū)域內(nèi)都同樣地接收預(yù)發(fā)光的反射光。
在這種情況下，在預(yù)發(fā)光時，由于對將外界光成分和預(yù)發(fā)光的反射成分合成后的值(預(yù)發(fā)光時檢波值D2)進(jìn)行檢波，所以，從畫面中央開始下方的像素信號超出動態(tài)范圍，從而導(dǎo)致檢波值受限。因此，在檢波值受限的區(qū)域中，預(yù)發(fā)光時檢波值D2和預(yù)發(fā)光前檢波值D1的差分檢波值與實際的預(yù)發(fā)光的反射成分不一致。這樣，如果只是使曝光開始時間一致，對于正確獲得主發(fā)光時的光量而言，是不充分的。
為了解決這種問題，在本實施例中，通過間隔剔除像素從受光部41向列42傳送電荷，從而縮短了整個畫面的像素信號的讀出時間，同時也降低了外界光對計算主發(fā)光的光量的影響。
圖17是本實施例中的預(yù)發(fā)光前曝光時和預(yù)發(fā)光曝光時的像素信號的間歇讀出方法的一例的示意圖。
在圖17(A)中，作為間歇讀出方法的一例，示出了在攝像元件13中的受光部41的像素信號中從水平方向、垂直方向兩個方向間歇讀出n個像素中每個像素的情況。此時，間歇地從各列受光部41的n個像素(在圖中n＝4)中的一個像素向列42傳送信號電荷、并輸出。另外，如圖17(A)所示，當(dāng)在每一行上逐一錯開讀出的像素位置時，例如圖17(B)所示，在整個畫面上，從沿傾斜方向連續(xù)的像素中讀出信號電荷，并且，從全部像素中的1/n(在本實施例中為1/4)像素中讀出信號電荷。
圖18是表示本實施例的CMOS圖像傳感器的閃光拍攝時序例的示圖。
圖18與上述圖11和圖13同樣，表示對于讀出全部像素的電荷需要一個垂直同步期間的情況。此時，如圖17所示，如果每四個像素中間歇讀出一個像素的像素信號，則讀出所需的時間縮短至1/4。在圖18中，在預(yù)發(fā)光前曝光時，在時間T91清除攝像元件13的全部像素的電荷，然后，同時開始全部像素的曝光動作，并且，在時間T92從畫面上方的起始行開始讀出電荷。然后，在1/4垂直同步期間的時間之后，對整個畫面的電荷讀出(時間T93)結(jié)束。在預(yù)發(fā)光時曝光時，在時間T94清除全部像素的電荷后開始曝光動作，并在開始讀出電荷的時間T95之前的期間內(nèi)，使閃光燈21預(yù)發(fā)光。并且，在開始讀取起始行的電荷之后，在1/4垂直同步期間的時間后的時間T96，對整個畫面的電荷讀出結(jié)束。
圖19表示本實施例中的差分檢波值的計算例示圖。
在圖19中，示出了在外界光的光量以及預(yù)發(fā)光的反射光量的條件與圖16相同的情況下進(jìn)行檢波的例子。在圖16所示的預(yù)發(fā)光前曝光情況下，在從起始行向最下行依次讀出電荷的期間內(nèi)，像素信號的電平超過攝像元件13動態(tài)范圍的50％，但是在圖19中，由于電荷的讀取時間變?yōu)?/4，所以從起始行向最下行的檢波值的上升率變?yōu)?/4，全行的像素信號的電平小于等于動態(tài)范圍的50％。因此，即使在預(yù)發(fā)光時曝光時，攝像元件13的輸出信號電平也不會超過動態(tài)范圍，不會受到限制，所以，預(yù)發(fā)光時檢波值D2和預(yù)發(fā)光前檢波值D1的差分檢波值與實際預(yù)發(fā)光時的反射光成分相等，從而能夠檢波出正確的值。因此，能正確地求得主發(fā)光時的閃光燈的發(fā)光量。
此外，在圖18中，由于在通過攝像元件13進(jìn)行預(yù)發(fā)光前和預(yù)發(fā)光時的動作的期間內(nèi)，攝像元件13在垂直同步信號的二個周期內(nèi)輸出一次，所以圖像信號的輸出+中斷。另外，因為是間歇地讀出畫面內(nèi)的像素信號，所以輸出的圖像也為失真狀態(tài)。因此，優(yōu)選的構(gòu)成方式是，在存儲器23中預(yù)先記錄從該期間開始垂直同步信號的只是數(shù)周期之前的輸出圖像信號，并當(dāng)通過攝像元件13開始預(yù)發(fā)光前的曝光動作時，讀出記錄在存儲器23中的先前的圖像信號，用以代替攝像元件13的拍攝圖像信號，并輸出給后級的顯示系統(tǒng)。由此，不會使用戶識別出圖像的失真。
圖20是本實施例中的預(yù)發(fā)光前曝光時和預(yù)發(fā)光曝光時的像素信號的間歇讀出方法的其他例的示意圖。
在圖20中，示出了在攝像元件13上的受光部41的像素信號中，從n行(在圖中n＝4)間歇地讀出每一個的情況。在這種情況下，也僅從全部像素的1/n讀出信號電荷，所以與圖17時同樣，讀出整個畫面的電荷所需的時間為1/n，同樣的，可以提高主發(fā)光時閃光燈的發(fā)光量的計算精度。另外，在本實施例中，由于對所有的列而言，進(jìn)行讀出的像素的位置相同，所以可使用于電荷讀出的攝像元件13的電路結(jié)構(gòu)簡化。此外，例如也可以在n列中從一個像素開始讀取信號電荷如上所述，根據(jù)本實施例的攝像裝置，在閃光燈進(jìn)行預(yù)發(fā)光的動作時，同時開始攝像元件13的全部像素的曝光動作，并且對n像素逐個地間歇讀取信號電荷、并進(jìn)行檢波。因此，在畫面的全部區(qū)域上可以縮短攝像元件13的曝光時間，并且可以將預(yù)發(fā)光的影響施加在攝像元件13的全部區(qū)域上。因此，尤其即使在外界光的光量比較強(qiáng)的情況下，預(yù)發(fā)光時的攝像元件13的受光量超出動態(tài)范圍的情況減少，所以提高了檢波值的準(zhǔn)確性，同時，能更高精度地求出主發(fā)光時的光量。
另外，除了預(yù)發(fā)光時檢波值，還對預(yù)發(fā)光前檢波值進(jìn)行檢波，從而從預(yù)發(fā)光時檢波值減去預(yù)發(fā)光前檢波值，得到僅包含排除外界光的預(yù)發(fā)光的差分檢波值，因此，由于可得到排除了外界光而僅包含預(yù)發(fā)光的差分檢波值，所以可以進(jìn)一步高精度地求出主發(fā)光時的光量。
此外，預(yù)發(fā)光前檢波以及預(yù)發(fā)光時檢波時的像素的間隔剔除量(thinning rate)(n)也可以根據(jù)此時檢測出的外界光的光量而改變。例如，通過增大像素的間隔量(n)，可縮短讀出整個畫面的電荷所需要的時間，所以與預(yù)發(fā)光前檢波值D1的畫面內(nèi)的像素位置相對應(yīng)的上升率變得更小。因此，在外界光的光量大時，可以通過增大像素的間隔量(n)，更可靠地避免檢波值受限的情況發(fā)生。
另外，如果是安裝具有通過移動透鏡而改變焦距的變焦功能的攝像裝置，則可以對應(yīng)焦距使像素的間隔量(n)為可變量。其原因如下所述根據(jù)照射閃光的被攝體，提高變焦倍率時，即使與倍率低時相比檢波的像素數(shù)減少，但是也可以獲得主發(fā)光時的發(fā)光量的足夠的計算精確度。
圖21是用于說明焦距和視場角之間關(guān)系的示圖。另外，圖22是用于說明焦距和像素的間隔量之間關(guān)系的示圖。
在此，假設(shè)將人臉作為被攝體2。在圖21(A)中，將從攝像裝置1的攝像面至被攝體2之間的距離設(shè)定為L，將垂直方向的攝像范圍的距離設(shè)定為2Lver。另外，在圖21(B)中，將拍攝范圍3的對角方向的距離設(shè)定為2Ls。焦點距離f為38mm(35mm換算)時的視場角2ω大約為60°，并將拍攝范圍3的橫向和對角方向所成的角度θ作為37°，若將其代入Ls＝L*tanθ、Lver＝Ls*sinθ的公式中，則拍攝范圍3的垂直方向距離2Ls為0.7L。這樣，可以根據(jù)焦距f求出實際拍攝范圍的大小。并且，被攝體2位于從攝像裝置1至閃光燈到達(dá)的范圍內(nèi)的距離L時，可以運算出該被攝體2在畫面上所占的大小。
在此，例如圖22所示，在以規(guī)定行數(shù)(n)間歇地讀出像素信號時，當(dāng)在拍攝范圍3a內(nèi)拍攝被攝體2時，例如圖22所示，需要在整個畫面內(nèi)讀出9行。并且，若在該狀態(tài)的基礎(chǔ)上增大焦距，則在拍攝范圍3b內(nèi)被攝體2被放大后拍攝。在閃光拍攝時的預(yù)發(fā)光時曝光中，如果可以接受來自該被攝體(在此假設(shè)為人臉)的預(yù)發(fā)光的反射光，則可以十分精確地計算主發(fā)光的光量，所以如圖22所示，在拍攝范圍3a內(nèi)，只檢測出三行來自被攝體2的臉的反射光時，則不需要在拍攝范圍3b中對該范圍內(nèi)的9行進(jìn)行檢波，而只要對被攝體2涉及的3行進(jìn)行檢波，即可得到與拍攝范圍3a同樣的計算精度。
作為一個例，當(dāng)設(shè)定n＝16時，若攝像元件13的總行數(shù)為500，則間歇讀出的像素范圍變?yōu)槿慨嬅娴?％左右，并且，在到被攝體2的距離L為2.5m的情況下，在實際的被攝體2上，可讀取相當(dāng)于大約5cm間隔的反射光成分。此時，當(dāng)人的下顎和額頭之間的距離為20cm時，則在人臉中能檢波三至四行左右。另外，同樣地，當(dāng)n＝4時，在被攝體2上大約為1cm的間隔。
這樣，因為可以從攝像元件13具有的行數(shù)、焦距f、設(shè)想的被攝體的大小(在此為垂直方向的長度)等的值確定間隔量(n)，所以，例如，預(yù)先為稱為人物攝像模式的每個動作模式設(shè)定在廣角端的所需的間隔量(n)，并與在閃光拍攝時增加焦距f(即增大變焦倍率)相對應(yīng)地增大其間隔量(n)，從而可縮短預(yù)備曝光時的曝光時間，提高主發(fā)光的光量的計算精度。
另外，本發(fā)明除了適用于數(shù)碼照相機(jī)、具有拍攝靜態(tài)圖像功能的數(shù)碼攝像機(jī)等攝像裝置外，也適用于具有相同功能的便攜式電話機(jī)以及PDA(Personal Digital Assistant，個人數(shù)字助理)等。
而且，也可將本發(fā)明適用于通過連接外部的攝像元件和閃光燈、并控制該攝像元件和閃光燈的攝像動作而可存取拍攝圖像的個人計算機(jī)等的信息處理設(shè)備(計算機(jī))中。在這種情況下，提供了一種程序，其描述了上述攝像裝置應(yīng)該具有的功能的處理內(nèi)容。并且，通過計算機(jī)執(zhí)行該程序，從而可以在計算機(jī)上實現(xiàn)上述處理功能?？蓪⒂浭隽颂幚韮?nèi)容的程序記錄在計算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)中。作為可通過計算機(jī)讀取的記錄介質(zhì)，包括磁記錄裝置、光盤、光磁記錄介質(zhì)、半導(dǎo)體存儲器等。
在使程序兼容的情況下，可以在市場上銷售記錄有例如該程序的光盤等移動型記錄介質(zhì)。并且，也可以將程序存儲在服務(wù)器計算機(jī)的存儲裝置中，通過網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器計算機(jī)向其他計算機(jī)傳送該程序。
執(zhí)行程序的計算機(jī)將例如記錄在移動型記錄介質(zhì)中的程序或從服務(wù)器計算機(jī)傳送的程序存儲在自身的存儲裝置中。
并且，計算機(jī)從自身的存儲裝置讀取程序，并根據(jù)程序執(zhí)行處理。此外，計算機(jī)也可以直接從移動型記錄介質(zhì)中讀取程序，并根據(jù)該程序執(zhí)行處理。而且，計算機(jī)也可以在每次從服務(wù)器計算機(jī)傳送程序時，逐次地根據(jù)接收的程序執(zhí)行處理。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，在閃光燈預(yù)發(fā)光時，同時開始固體攝像元件的全部像素的曝光動作，然后，以規(guī)定的像素間隔間歇地讀出各像素的像素信號。因此，可以在固體攝像元件的全部區(qū)域上施加預(yù)發(fā)光的影響，同時縮短了預(yù)發(fā)光時的固體攝像元件的曝光時間，并減少了外界光成分的檢波量。因此，在外界光較強(qiáng)時，由于較少地出現(xiàn)預(yù)發(fā)光時的檢波量超出動態(tài)范圍的情況，并能正確地檢波預(yù)發(fā)光的反射光成分，所以，可以提高主發(fā)光的光量的計算準(zhǔn)確性，從而得到更高畫質(zhì)的圖像。
權(quán)利要求
1.一種攝像裝置，其使用可對各像素的像素信號進(jìn)行隨機(jī)存取的固體攝像元件拍攝圖像，其中，包括閃光燈，用于向被攝體照射光；檢波單元，用于從通過所述固體攝像元件而獲得的拍攝圖像信號中檢波拍攝圖像的亮度；以及控制單元，在所述閃光燈的主發(fā)光的動作之前，使所述閃光燈進(jìn)行預(yù)發(fā)光，使所述固體攝像元件拍攝所述預(yù)發(fā)光時的圖像，以所述預(yù)發(fā)光時的拍攝圖像信號為基礎(chǔ)，使所述檢波單元檢波拍攝圖像的亮度，根據(jù)檢波的所述預(yù)發(fā)光時的亮度計算所述閃光燈的所述主發(fā)光時的光量，其特征在于在進(jìn)行所述預(yù)發(fā)光的動作時，所述控制單元使所述固體攝像元件的全部像素的曝光動作同時開始之后，以規(guī)定的像素間隔間歇地讀出各像素的像素信號，并提供給所述檢波單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的攝像裝置，其特征在于所述控制單元，在所述預(yù)發(fā)光即將進(jìn)行之前，在不使所述閃光燈發(fā)光的狀態(tài)下，使所述固體攝像元件拍攝圖像，以所述預(yù)發(fā)光即將進(jìn)行之前的拍攝圖像信號為基礎(chǔ)，使所述檢波單元檢波拍攝圖像的亮度，根據(jù)在所述預(yù)發(fā)光即將進(jìn)行之前和所述預(yù)發(fā)光時分別通過所述檢波單元檢波的亮度的差分值，計算所述閃光燈的所述主發(fā)光時的光量，即使對于所述預(yù)發(fā)光即將進(jìn)行之前的所述固體攝像元件的拍攝，所述控制單元也使所述固體攝像元件的全部像素的曝光動作同時開始之后，以規(guī)定的像素間隔間歇地讀出各像素的像素信號，并提供給所述檢波單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的攝像裝置，其特征在于在所述預(yù)發(fā)光即將進(jìn)行之前和所述預(yù)發(fā)光時的各攝像動作中，所述控制單元以水平方向的行為單位，讀出所述固體攝像元件的像素信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的攝像裝置，其特征在于在所述預(yù)發(fā)光即將進(jìn)行之前和所述預(yù)發(fā)光時的各攝像動作中，所述控制單元以垂直方向的列為單位，讀出所述固體攝像元件的像素信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的攝像裝置，其特征在于在所述預(yù)發(fā)光即將進(jìn)行之前和所述預(yù)發(fā)光時的各攝像動作中，外界光的光量越強(qiáng)，所述控制裝置使用于從所述固體攝像元件間歇地讀出像素信號的所述像素間隔越大。
6.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的攝像裝置，還包括變焦機(jī)構(gòu)，用于通過使透鏡沿著光軸移動而拍攝被攝體的放大圖像，其特征在于在所述預(yù)發(fā)光即將進(jìn)行之前和所述預(yù)發(fā)光時的各攝像動作中，所述變焦機(jī)構(gòu)的焦距越大，所述控制單元越是加大用于從所述固體攝像元件間歇地讀出像素信號的所述像素間隔。
7.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的攝像裝置，還包括存儲單元，用于存儲在所述預(yù)發(fā)光的動作之前由所述固體攝像元件拍攝的圖像信息，其特征在于在通過所述固體攝像元件開始所述預(yù)發(fā)光即將進(jìn)行之前的拍攝動作時，代替根據(jù)該攝像動作及其后的所述預(yù)發(fā)光時的攝像動作所拍攝的圖像，所述控制單元讀出存儲在所述存儲裝置中的圖像信息，并向后級的圖像顯示處理裝置輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的攝像裝置，其特征在于所述固體攝像元件包括XY地址型圖像傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的攝像裝置，其特征在于所述XY地址型圖像傳感器包括CMOS圖像傳感器。
10.一種攝像方法，使用可對各像素的像素信號進(jìn)行隨機(jī)存取的固體攝像元件，通過照射閃光燈而拍攝圖像，其特征在于，包括預(yù)發(fā)光時攝像步驟，在進(jìn)行所述閃光燈的主發(fā)光的動作之前，進(jìn)行所述閃光燈的預(yù)發(fā)光，所述固體攝像元件拍攝所述預(yù)發(fā)光時的圖像；預(yù)發(fā)光時檢波步驟，檢波單元對所述預(yù)發(fā)光時拍攝的圖像的亮度進(jìn)行檢波；以及計算步驟，根據(jù)所述預(yù)發(fā)光時檢波的圖像的亮度，計算所述閃光燈的所述主發(fā)光時的光量，其中，在所述預(yù)發(fā)光時攝像步驟中，同時開始所述固體攝像元件的全部像素的曝光動作后，以規(guī)定的像素間隔間歇地讀出各像素的像素信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的攝像方法，其特征在于，還包括預(yù)發(fā)光前攝像步驟，在所述預(yù)發(fā)光時攝像步驟之前，不使所述閃光燈發(fā)光，所述固體攝像元件拍攝圖像；以及預(yù)發(fā)光前檢波步驟，所述檢波單元以在所述預(yù)發(fā)光前攝像步驟中的拍攝圖像信號為基礎(chǔ)，檢波圖像的亮度，其中，在所述預(yù)發(fā)光前攝像步驟中，同時開始所述固體攝像元件的全部像素的曝光動作后，以規(guī)定的像素間隔間歇地讀出各像素的像素信號，在所述計算步驟中，根據(jù)在所述預(yù)發(fā)光前檢波步驟和所述預(yù)發(fā)光時檢波步驟中分別檢波的亮度的差分值，計算所述閃光燈的所述主發(fā)光時的光量。
12.一種攝像控制程序，用于使計算機(jī)執(zhí)行攝像控制處理，其中，所述攝像控制處理是指，使用可對各像素的像素信號進(jìn)行隨機(jī)存取的固體攝像元件，通過照射閃光燈拍攝圖像，其特征在于，所述攝像控制程序使所述計算機(jī)具有以下各單元的功能控制單元，在所述閃光燈的主發(fā)光動作之前，進(jìn)行所述閃光燈的預(yù)發(fā)光，使所述固體攝像元件拍攝所述預(yù)發(fā)光時的圖像，以所述預(yù)發(fā)光時的拍攝圖像信號為基礎(chǔ)，使檢波單元檢波拍攝圖像的亮度，并且，在進(jìn)行所述預(yù)發(fā)光的動作時，使所述固體攝像元件的全部像素的曝光動作同時開始之后，以規(guī)定的像素間隔間歇地讀出各像素的像素信號；以及計算單元，根據(jù)在所述預(yù)發(fā)光動作時通過所述檢波單元檢波的圖像的亮度，計算所述閃光燈的所述主發(fā)光時的光量。
13.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的攝像控制程序，其特征在于所述控制單元還在所述預(yù)發(fā)光即將進(jìn)行之前，不使所述閃光燈發(fā)光，使所述固體攝像元件拍攝圖像，以在所述預(yù)發(fā)光即將進(jìn)行之前的拍攝圖像信號為基礎(chǔ)，使所述檢波單元檢波拍攝圖像的亮度；所述運算單元還根據(jù)在所述預(yù)發(fā)光即將進(jìn)行之前和所述預(yù)發(fā)光時分別通過所述檢波單元檢波的亮度的差分值，計算所述閃光燈的所述主發(fā)光時的光量，對于在所述預(yù)發(fā)光即將進(jìn)行之前的所述固體攝像元件的拍攝，所述控制單元也使所述固體攝像元件的全部像素的曝光動作同時開始之后，以規(guī)定的像素間隔間歇地讀出各像素的像素信號。
專利摘要
本發(fā)明提供一種攝像裝置、攝像方法及攝像控制程序。在進(jìn)行閃光燈拍攝時，盡可能縮短預(yù)發(fā)光時的曝光時間，從而可以精確度地計算主發(fā)光時的合適光量，而與外界光的大小無關(guān)。在閃光燈的主發(fā)光之前，進(jìn)行預(yù)發(fā)光前曝光動作和預(yù)發(fā)光時曝光動作。在預(yù)發(fā)光前曝光動作中，在時間T91同時開始攝像元件的全部像素的曝光動作，然后，在時間T92以規(guī)定的像素間隔間歇地讀出各像素的像素信號。在預(yù)發(fā)光時曝光動作中，在時間T94同時開始攝像元件的全部像素的曝光動作，然后進(jìn)行閃光燈的預(yù)發(fā)光，并在時間T95以規(guī)定的像素間隔間歇地讀出各像素的像素信號。然后，根據(jù)在各曝光動作中的拍攝圖像信號，對圖像的亮度進(jìn)行檢波，并以該差分檢波值為基礎(chǔ)，計算閃光燈的主發(fā)光時的光量。
文檔編號H04N101/00GK1993982SQ200580026352
公開日2007年7月4日 申請日期2005年8月4日
發(fā)明者田中風(fēng)人, 千葉卓也, 林直樹 申請人:索尼株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan