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    重庆时时彩五星值: 摄像设备、摄像设备的控制方法和预测测光值的方法.pdf

    关 键 词:
    摄像 设备 控制 方法 预测 测光
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110380771.4

    申请日:

    2011.11.22

    公开号:

    CN102540632B

    公开日:

    2015.01.28

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效号牌文件类型代码:1604号牌文件序号:101322511003IPC(主分类):G03B 7/28专利申请号:2011103807714申请日:20111122|||公开
    IPC分类号: G03B7/28; G03B19/12; H04N5/232 主分类号: G03B7/28
    申请人: 佳能株式会社
    发明人: 谷口英则
    地址: 日本东京都大田区下丸子3丁目30番2号
    优先权: 2010.11.22 JP 2010-260366
    专利代理机构: 北京魏启学律师事务所 11398 代理人: 魏启学
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110380771.4

    授权公告号:

    102540632B||||||

    法律状态公告日:

    2015.01.28|||2012.09.05|||2012.07.04

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供一种摄像设备、摄像设备的控制方法和预测测光值的方法。该摄像设备包括:测光单元,用于对被摄体进行测光,并且输出测光值;获得单元,用于在预定时间段期间从所述测光单元获得多个测光值;以及计算单元,用于基于所述获得单元所获得的多个测光值,进行预测计算以预测所述被摄体的亮度。

    权利要求书

    1.一种摄像设备,包括:
    测光单元,用于对被摄体进行测光,并且输出测光值;
    获得单元,用于在预定时间段期间从所述测光单元获得多
    个测光值;以及
    计算单元,用于基于所述获得单元所获得的多个测光值,
    进行预测计算以预测所述被摄体的亮度。
    2.根据权利要求1所述的摄像设备,其特征在于,在对所
    述测光单元进行复位操作之后过去了预定时间之前,所述获得
    单元从所述测光单元获得所述多个测光值。
    3.根据权利要求1所述的摄像设备,其特征在于,在从所
    述测光单元输出的测光值不稳定的时间段期间,所述获得单元
    从所述测光单元获得所述多个测光值。
    4.根据权利要求1所述的摄像设备,其特征在于,在从所
    述测光单元输出的测光值不表示所述被摄体的亮度的时间段期
    间,所述获得单元从所述测光单元获得所述多个测光值。
    5.根据权利要求1所述的摄像设备,其特征在于,
    所述获得单元在所述预定时间段期间的第一时刻获得第一
    测光值,并且在所述预定时间段期间的在所述第一时刻之后的
    第二时刻获得第二测光值,以及
    所述计算单元根据所述第一测光值和所述第二测光值之间
    的差,判断是否进行所述预测计算。
    6.根据权利要求5所述的摄像设备,其特征在于,如果所
    述第二测光值大于或等于所述第一测光值,则所述计算单元不
    进行所述预测计算。
    7.根据权利要求5所述的摄像设备,其特征在于,如果所
    述第一测光值比所述第二测光值大预定值以上,则所述获得单
    元在所述预定时间段期间的在所述第二时刻之后的第三时刻获
    得第三测光值,以及
    当从所述测光单元获得了所述第三测光值时,所述计算单
    元基于所述第二测光值和所述第三测光值进行所述预测计算。
    8.根据权利要求5所述的摄像设备,其特征在于,如果不
    进行所述预测计算,则所述计算单元计算所述第一测光值和所
    述第二测光值的平均值。
    9.根据权利要求1所述的摄像设备,其特征在于,所述计
    算单元进行所述预测计算以预测与所述被摄体的亮度相对应的
    测光值。
    10.根据权利要求1所述的摄像设备,其特征在于,所述计
    算单元在进行连拍中的第一个拍摄之前,不进行所述预测计算。
    11.根据权利要求1所述的摄像设备,其特征在于,所述计
    算单元基于所述测光单元对所述被摄体的亮度的响应,进行所
    述预测计算。
    12.一种用于控制摄像设备的方法,所述摄像设备包括测
    光单元,所述测光单元用于对被摄体进行测光并且输出测光值,
    所述方法包括以下步骤:
    获得步骤,用于在预定时间段期间从所述测光单元获得多
    个测光值;以及
    基于在所述获得步骤中获得的多个测光值,进行预测计算
    以预测所述被摄体的亮度。
    13.一种摄像设备,包括:
    测光单元,其具有用于根据来自被摄体的入射光生成电荷
    的光电转换区域以及用于将所述光电转换区域复位成预定电压
    的复位单元,所述测光单元用于将在所述光电转换区域中生成
    的电荷转换成测光值并且输出所述测光值;
    控制单元,用于使用所述复位单元复位所述光电转换区域,
    并且在复位之后,以预定定时多次从所述测光单元获得测光值;
    以及
    预测单元,用于基于所获得的测光值的变化和在复位所述
    光电转换区域之后的所述测光单元的转换特性来预测所述被摄
    体的亮度,
    其中,所述测光单元的所述转换特性表示所述被摄体的亮
    度和在复位之后随着时间变化的测光值之间的关系。
    14.一种用于使用测光单元预测测光值的方法,所述测光
    单元具有用于根据来自被摄体的入射光生成电荷的光电转换区
    域以及用于将所述光电转换区域复位成预定电压的复位单元,
    所述测光单元用于将在所述光电转换区域中生成的电荷转换成
    测光值并且输出所述测光值,所述方法包括以下步骤:
    复位步骤,用于使用所述复位单元复位所述光电转换区域;
    获得步骤,用于在所述复位步骤之后,以预定定时多次从
    所述测光单元获得测光值;以及
    基于在所述获得步骤中获得的测光值的变化和在复位所述
    光电转换区域之后的所述测光单元的转换特性来预测所述被摄
    体的亮度,
    其中,所述测光单元的所述转换特性表示所述被摄体的亮
    度和在复位之后随着时间变化的测光值之间的关系。

    说明书

    摄像设备、摄像设备的控制方法和预测测光值的方法

    技术领域

    本发明涉及一种摄像设备、该摄像设备的控制方法和预测
    测光值的方法。本发明尤其涉及一种减少了在低亮度时测光所
    需的时间的用于预测测光值的摄像设备和方法。

    背景技术

    对于诸如单镜头反光照相机等的摄像设备,广泛使用测光
    传感器,其中,测光传感器使用二极管等的LOG(对数)特性来
    感测光电二极管的光电流,从而以宽动态范围测量被摄体的亮
    度。

    在利用LOG特性的测光电路中,当接通电源电压时,在接
    收到从被摄体反射的光之后,需要很长时间(稳定状态等待时间)
    来获得精确的测光输出,尤其是在光电流非常小的低亮度的情
    况下。另外,在拍摄期间使镜退避以遮挡至光电二极管的光的
    系统(尤其单镜头反光照相机)中,测光性能由于低亮度时的光
    响应而下降,这导致非常大的问题,诸如释放时间滞后增大和
    连拍速度下降等。

    而且,近年来,摄像装置的灵敏度的增强和图像处理的复
    杂化已导致出现具有数万ISO的高灵敏度的数字照相机。这些
    照相机需要具有在低亮度时的更高测光性能的测光电路。

    为了解决这一问题,例如,日本特开2005-077938说明了一
    种技术,该技术在无光接收期间使预电流流动以对光电二极管
    和对数压缩二极管的寄生电容充电,从而改善测光电路的响应。
    另外,例如,日本特开2008-309732说明了一种技术,该技术在
    无光接收期间利用发光装置的光预照射光电二极管以生成光电
    流来对光电二极管和对数压缩二极管的寄生电容预充电,从而
    改善测光电路的响应。

    然而,在日本特开2005-077938所述的技术中,预电流和光
    电流之间的差导致误差,因此,为了补偿该误差,需要补偿电
    路,从而不利性地增大了电路大小。

    另外,在日本特开2008-309732所述的技术中,通过预照射
    所生成的光电流和测光期间的光电流之间的差导致误差。此外,
    需要用于预照射的发光装置,这不利性地增大了成本和安装面
    积等。

    发明内容

    考虑到上述情况做出本发明,并且本发明减少了在低亮度
    时测光所需的时间。

    根据本发明,提供一种摄像设备,包括:测光单元,用于
    对被摄体进行测光,并且输出测光值;获得单元,用于在预定
    时间段期间从所述测光单元获得多个测光值;以及计算单元,
    用于基于所述获得单元所获得的多个测光值,进行预测计算以
    预测所述被摄体的亮度。

    根据本发明,提供一种用于控制摄像设备的方法,所述摄
    像设备包括测光单元,所述测光单元用于对被摄体进行测光并
    且输出测光值,所述方法包括以下步骤:获得步骤,用于在预
    定时间段期间从所述测光单元获得多个测光值;以及基于在所
    述获得步骤中获得的多个测光值,进行预测计算以预测所述被
    摄体的亮度。

    此外,根据本发明,提供一种摄像设备,包括:测光单元,
    其具有用于根据来自被摄体的入射光生成电荷的光电转换区域
    以及用于将所述光电转换区域复位成预定电压的复位单元,所
    述测光单元用于将在所述光电转换区域中生成的电荷转换成测
    光值并且输出所述测光值;控制单元,用于使用所述复位单元
    复位所述光电转换区域,并且在复位之后,以预定定时多次从
    所述测光单元获得测光值;以及预测单元,用于基于所获得的
    测光值的变化和在复位所述光电转换区域之后的所述测光单元
    的转换特性来预测所述被摄体的亮度,其中,所述测光单元的
    所述转换特性表示所述被摄体的亮度和在复位之后随着时间变
    化的测光值之间的关系。

    此外,根据本发明,提供一种用于使用测光单元预测测光
    值的方法,所述测光单元具有用于根据来自被摄体的入射光生
    成电荷的光电转换区域以及用于将所述光电转换区域复位成预
    定电压的复位单元,所述测光单元用于将在所述光电转换区域
    中生成的电荷转换成测光值并且输出所述测光值,所述方法包
    括以下步骤:复位步骤,用于使用所述复位单元复位所述光电
    转换区域;获得步骤,用于在所述复位步骤之后,以预定定时
    多次从所述测光单元获得测光值;以及基于在所述获得步骤中
    获得的测光值的变化和在复位所述光电转换区域之后的所述测
    光单元的转换特性来预测所述被摄体的亮度,其中,所述测光
    单元的所述转换特性表示所述被摄体的亮度和在复位之后随着
    时间变化的测光值之间的关系。

    通过以下(参考附图)对典型实施例的说明,本发明的其它
    特征将显而易见。

    附图说明

    包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图,示出本发
    明的实施例,并与说明书一起用来解释本发明的原理。

    图1是示意性示出根据实施例的单镜头反光型数字照相机
    系统的结构的框图;

    图2是示出测光电路的示例性电路图;

    图3A和3B是示意性示出测光电路对不同亮度的响应的图;

    图4是示出从测光电路所输出的测光值之间的差与测量误
    差之间的关系的图;

    图5是示出根据实施例的拍摄序列的流程图;

    图6是示出预测光(pre-photometry)操作的流程图;以及

    图7A和7B是示出测光操作的流程图。

    具体实施方式

    下面将参考附图详细说明本发明的典型实施例。

    图1是示意性示出根据本发明实施例的单镜头反光型数字
    照相机系统的结构的框图。如图1所示,在本实施例的数字照相
    机系统中,经由镜头座(未示出)将拍摄镜头单元200可拆卸地装
    配至照相机机体100。座部具有电连接点组210。连接点组210
    具有用于在照相机机体100和拍摄镜头单元200之间传送控制信
    号、状态信号和数据信号等的功能、以及用于提供具有不同电
    压的电流的功能。连接点组210还具有用于在将拍摄镜头单元
    200连接到照相机机体100时向系统控制器120发送信号的功能。
    结果,照相机机体100可以与拍摄镜头单元200通信,以驱动拍
    摄镜头单元200中的拍摄透镜201和光圈202。除电通信以外,连
    接点组210还可以经由光通信和音频通信等来传送信号。尽管为
    了简化附图,图1示出拍摄透镜201为单个透镜,但是众所周知,
    拍摄透镜201实际上包括许多透镜。

    通过拍摄透镜201和光圈202将来自被摄体(未示出)的光线
    引导至可以在箭头所示的方向上驱动的快速回位镜102??焖倩?br />位镜102在其中央部分具有半透半反镜。当快速回位镜102处于
    下位置时,光线中的一部分透过快速回位镜102。通过设置在快
    速回位镜102后方的副镜103向下反射透过的光线。

    附图标记104表示众所周知的包括设置在成像面附近的场
    透镜、反射镜、二次成像透镜、光圈、以及包括多个CCD的线
    传感器等(未示出)的相差法AF传感器单元。焦点检测电路105
    基于来自系统控制器120的控制信号控制AF传感器单元104,以
    使用众所周知的像差方法来进行焦点检测。

    另一方面,从快速回位镜102反射的光线透过五棱镜101和
    目镜106到达拍摄者的眼。

    测光电路107包括被设置在目镜106附近的、用于测量被摄
    体的亮度的测光传感器。将测光传感器的输出从测光电路107
    提供给系统控制器120。

    当快速回位镜102处于上位置时,折叠副镜103并从光路退
    避。通过拍摄透镜201和光圈202入射的光线经由焦平面快门
    108(机械快门)和滤波器109到达图像传感器112。图像传感器
    112的例子包括CCD图像传感器、MOS图像传感器、CdS-Se接
    触型图像传感器、a-Si(非晶硅)接触型图像传感器和双极接触型
    图像传感器等??梢杂τ谜庑┩枷翊衅髦械娜我桓?。

    滤波器109具有两个功能。一个功能是截止红外光,并且仅
    将可见光引导至图像传感器112。另一功能是用作光学低通滤波
    器。焦平面快门108具有前帘幕和后帘幕,并且控制透过拍摄透
    镜201和光圈202的光线的透过和遮挡。

    本实施例的照相机机体100还包括系统控制器120,系统控
    制器120包括用于控制整个数字照相机系统、并适当控制下述各
    单元的操作的CPU。

    镜头控制电路204和光圈控制电路206经由镜头控制微型计
    算机207与系统控制器120连接。镜头控制电路204控制用于在光
    轴方向上移动拍摄透镜201以进行调焦的透镜驱动机构203。光
    圈控制电路206控制用于驱动光圈202的光圈驱动机构205。镜头
    控制微型计算机207具有例如用于存储与焦距、开放光圈值和分
    配各镜头的镜头ID等有关的镜头特有信息、以及从系统控制器
    120所接收到的信息的镜头存储器装置。系统控制器120使用镜
    头控制微型计算机207控制透镜驱动机构203来在图像传感器
    112上形成被摄体的图像。系统控制器120还基于所设置的Av值
    控制用于驱动光圈202的光圈驱动机构205,并且将基于所设置
    的Tv值的控制信号输出给快门控制电路111,从而控制曝光。
    快门控制电路111基于Tv值控制焦平面快门108的前帘幕和后
    帘幕的行进。

    另外,控制快速回位镜102向上位置和下位置的驱动以及焦
    平面快门108的快门充电的快门充电/镜驱动机构110与系统控
    制器120连接。使用弹簧作为用于焦平面快门108的前帘幕和后
    帘幕的驱动源。在快门行进之后,为了下一操作需要向弹簧充
    电??烀懦涞?镜驱动机构110控制弹簧的充电??烀懦涞?镜驱
    动机构110向上位置和下位置移动快速回位镜102。

    另外,EEPROM?122与系统控制器120连接。EEPROM?122
    存储为了控制照相机机体100而需要调整的参数、用于识别各个
    数字照相机的照相机ID信息、以及使用基准镜头调整后的AF
    校正数据和自动曝光校正值等。

    另外,图像数据控制器115与系统控制器120连接。图像数
    据控制器115包括数字信号处理器(DSP),并且例如,基于来自
    系统控制器120的命令,控制图像传感器112并校正和处理从图
    像传感器112所输入的图像数据。图像数据的校正和处理包括自
    动白平衡??梢曰诶醋韵低晨刂破?20的命令改变校正的量。

    而且,图像数据控制器115可以将图像信号分成区域,对
    Bayer阵列的像素组(R、G、G、B)中各区域中的图像信号进行
    积分,并且将作为结果的值提供给系统控制器120,系统控制器
    120可以评价积分信号,从而可以实现测光。

    时序脉冲生成电路114、A/D转换器113、DRAM?121、D/A
    转换器116和图像压缩电路119与图像数据控制器115连接。时序
    脉冲生成电路114输出在驱动图像传感器112时所需的脉冲信
    号。A/D转换器113和图像传感器112接收由时序脉冲生成电路
    114所生成的时序脉冲。A/D转换器113将与从图像传感器112输
    出的被摄体图像相对应的模拟信号转换成数字信号(图像数
    据)。DRAM?121临时存储利用A/D转换器113进行的转换所获得
    的图像数据、以及处理之前或被转换成预定格式之前的图像数
    据。

    图像压缩电路119压缩或转换(例如,JPEG)存储在DRAM
    121中的图像数据。记录介质401与图像压缩电路119连接。将由
    图像压缩电路119转换后的图像数据存储在记录介质401中。记
    录介质401的例子包括但不局限于硬盘、闪速存储器、微型DAT、
    磁光盘、光盘(例如,CD-R、CD-WR等)、以及相变光盘(例如
    DVD等)等。

    另外,图像显示电路118经由编码器电路117与D/A转换器
    116连接。图像显示电路118显示通过图像传感器112所拍摄的图
    像数据,并且典型地包括彩色液晶显示器装置。图像数据控制
    器115控制D/A转换器116,以使得将存储在DRAM?121中的图像
    数据转换成模拟信号,并且将模拟信号输出给编码器电路117。
    编码器电路117将D/A转换器116的输出转换成在驱动图像显示
    电路118时所需的视频信号(例如NTSC信号)。

    图像数据控制器115使校正后的图像数据通过具有预定频
    率特性的滤波器,对作为结果的图像数据进行预定伽马处理,
    评价作为结果的图像信号的预定方向上的对比度,并且将评价
    结果提供给系统控制器120。系统控制器120与镜头控制电路204
    通信来调节焦点位置,以使得对比度评价值高于预定水平,从
    而使得可以进行基于对比度的焦点调节。

    另外,操作显示电路123在外部液晶显示器装置124或内部
    液晶显示器装置125上显示与照相机机体100的操作模式有关的
    信息和曝光信息(快门速度、光圈值等)等,并且操作显示电路
    123与系统控制器120连接。另外,用来设置数字照相机系统进
    行用户想要的操作的模式的拍摄模式选择按钮130、主电子拨盘
    131和确定开关(SW)132与系统控制器120连接。另外,用于从
    AF传感器单元104所具有的多个焦点检测位置中选择要使用的
    一个焦点检测位置的距离测量点选择按钮133、AF模式选择按
    钮134和测光模式选择按钮135与系统控制器120连接。另外,用
    于开始诸如测光和焦点调节等的拍摄准备操作的释放开关
    1(SW1)(136)、用于开始拍摄操作的释放开关2(SW2)(137)和取
    景器模式选择开关(SW)138与系统控制器120连接。

    取景器模式选择开关(SW)138在光学取景器模式和实时预
    览显示模式之间切换取景器模式,其中,在光学取景器模式下,
    可以经由目镜106观察被摄体,在实时预览显示模式下,将来自
    图像传感器112的图像信号顺次显示在图像显示电路118上。此
    外,通信接口电路126在系统控制器120的控制下,与外部装置
    进行接口通信。

    而且,可以经由镜头座(未示出)将电子闪光装置300可拆卸
    地装配至照相机机体100。座部具有电连接点组310。连接点组
    310用于在照相机机体100和电子闪光装置300之间传送控制信
    号、状态信号和数据信号等。连接点组310还具有控制发光的定
    时的X端子(发光端子)。电子闪光装置300还具有在与照相机机
    体100连接时向系统控制器120发送信号的功能。结果,照相机
    机体100与电子闪光装置300通信来控制电子闪光装置300的发
    光。除电通信以外,连接点组310还可以经由光通信或音频通信
    等来传送信号。

    电子闪光装置300包括氙(Xe)灯301、反射器302、包括控制
    Xe灯301的发光的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等的发光控制电
    路303、充电电路304、电源305和电子闪光控制微型计算机306。
    充电电路304生成要向Xe灯301供应的约300V的电压。电源305
    是例如向充电电路304供电的电池。电子闪光控制微型计算机
    306控制电子闪光装置300的发光和充电等,并且与照相机机体
    100中的系统控制器120通信。

    图2是示出图1的测光电路107的详细结构的示例性电路图。
    在图2中,附图标记Q1表示具有根据入射光生成电荷的光电转
    换区域的NPN光电晶体管。附图标记MP1表示用于固定光电晶
    体管Q1的基极电位的PMOS。附图标记I表示作为用于
    PMOS(MP1)的负荷的电流源。附图标记MP2表示向MP1的漏极
    反馈PMOS(MP1)的栅极电位的PMOS。附图标记MP3表示用于
    进行复位操作以向光电晶体管Q1中强制注入载流子的PMOS。
    附图标记256表示用于以对数的方式压缩光电晶体管Q1的发射
    极电流的对数压缩电路。

    注意,测光电路107的结构不局限于图2的结构,并且可以
    是能够复位光电晶体管的基极电位(光电转换区域)的任何电路
    结构。例如,在测光电路107中,可以使用日本特开2000-77644、
    2010-45293和2010-45294等所述的电路作为能够复位光电晶体
    管的基极电位的电路结构。

    恒定电流流过的PMOS(MP1)的栅极电压与电压VCC具有
    恒定电位差Vth,因此,不管入射光电晶体管Q1的光的强度如
    何,光电晶体管Q1的基极电位也是恒定的。另外,使用
    PMOS(MP2)形成反馈环以进一步稳定光电晶体管Q1的基极电
    位。结果,无需对大的基极电容Vcb充电或放电。因此,基于
    小于集电极电容的发射极电容Veb和PMOS(MP2)的漏极电容、
    以及光电流,确定图2的测光电路的响应。因此,在响应的影响
    开始显现的低亮度时,测光值高于实际亮度。如果基于高于实
    际亮度的测光值进行曝光控制,则拍摄曝光不足的图像。

    图3A和3B是示意性示出测光电路对不同亮度的响应(转换
    特性)的图。图3A示出被摄体的亮度和在复位操作之后图2的测
    光电路107的输出变得稳定所需的时间(稳定状态等待时间)之
    间的关系?;谏鲜龇⑸浼缛軻eb和PMOS(MP2)的漏极电容
    与光电流之间的关系,确定该关系。通过图3A可知,在与亮度
    相对应的EV值为0的点附近,稳定状态等待时间开始增大至对
    照相机的操作序列有影响的水平。随着EV值从0开始减小(变
    暗),等待状态等待时间呈指数增大。

    图3B是示出测光电路107的输出如何随着时间过去而接近
    稳定状态的图。垂直轴表示测光电路107的输出的A/D转换的结
    果,并且水平轴表示从复位操作开始过去的时间。在图3B的例
    子中,在10、20、50、150和250ms之后读出测光电路107的输
    出(测光输出),并且绘制作为结果的值。在不同的亮度获得不
    同的图,示出在EV值为2、0、-2和-4时测光电路107的输出的变
    化。通过图3B可知,从复位操作起直到达到稳定输出为止的测
    光电路107的输出的图根据EV值而改变。如果EV值相同,则图
    中大体没有变化。因此,通过在达到稳定状态之前的时间段期
    间多次进行读取操作,可以预测稳定状态测光输出。

    图4是用于说明预测算法的图。将参考图4说明预测操作。
    在图4中,垂直轴表示在复位操作之后10ms所读出的测光输出
    和在达到稳定状态时的测光输出之间的差,即在复位操作之后
    10ms读出测光输出时在各EV值处所发生的测量误差。水平轴
    表示在各EV值处,在复位操作之后10ms所读出的测光输出和
    在复位操作之后20ms所读出的测光输出之间的差(差分测光
    值)。

    在图4中,基于测光输出计算实线。随着亮度降低(变暗)(EV
    值减小),测量误差和差分测光值两者均增大,即相互相关。使
    用三次预测函数来使得图4中的虚线与实线图拟合。如图4所示,
    在约2~-4的EV值范围内,虚线与实线良好一致,因此,可见
    可以通过预测来进行测光?;箍杉?,在EV值小于-4的亮度时,
    预测精度逐渐下降。在EV值为-6的非常低的亮度时,在进行复
    位操作以向光电晶体管Q1的基极注入载流子之后等待稳定状
    态的初始状态下,作为光电晶体管Q1的发射极电流成分,注入
    的载流子占最主要的部分。因此,难以获得充分的预测精度。
    为了提高精度,可以进行附加读取操作,并且可以使用具有不
    同阶次或系数的预测函数来进行预测??悸钦障嗷山邮艿氖?br />放时间滞后、拍摄模式(连拍、单拍等)或者装配的照相机的连
    拍速度等,可以将用于预测的读取操作的次数设置成很均衡的
    值。在一些照相机中,例如,可以改变用于预测读取操作的稳
    定状态等待时间。

    图5是示出本实施例中的拍摄序列的流程图。最初,当接通
    数字照相机系统的电源时,在步骤S501,进行在接通数字照相
    机系统的电源之后立即进行的启动处理,包括初始化CPU的存
    储器等。将不详细说明启动处理。在步骤S502,不管是否操作
    了释放按钮,都进行预AF操作。预AF操作是已知技术,因此这
    里不进行说明。类似地,在步骤S503,进行预测光操作。下面
    将详细说明在步骤S503所进行的预测光操作。通过曝光显示等
    反映预测光的结果。

    在步骤S504,检查释放开关1(SW1)(136)的状态,其中,在
    将释放按钮按压至第一行程时,接通释放开关1(SW1)。如果
    SW1为断开,则控制返回到步骤S502;并且如果SW1为接通,
    则控制进入步骤S505。在步骤S505,操作焦点检测电路105以
    进行检测拍摄透镜201的焦点状态的AF操作。AF操作是已知技
    术,并且这里不进行说明。在步骤S506,使用测光电路107来
    进行测光操作。下面将详细说明在此所进行的测光操作。在步
    骤S507,基于步骤S505中的焦点状态的检测结果,将拍摄透镜
    201驱动至聚焦位置,并且控制进入步骤S508。

    在步骤S508,检查释放开关2(SW2)(137)的状态,其中,在
    将释放按钮按压至第二行程时,接通释放开关SW2。如果SW2
    为断开,则控制返回到步骤S508,在步骤S508,继续检查释放
    开关2(SW2)。如果SW2为接通,则控制进入步骤S509,在步骤
    S509,基于根据步骤S506的测光结果所计算出的光圈值,操作
    光圈控制电路206以使光圈驱动机构205控制光圈202。与该控制
    并行地,将快速回位镜102从拍摄准备位置(下位置)移动至拍摄
    位置(上位置)。此后,以基于测光结果所计算出的快门速度进
    行曝光操作。在曝光之后,使光圈202和快速回位镜102返回至
    拍摄准备位置,从而完成曝光操作。

    接着在步骤S510,检查拍摄模式。如果将拍摄模式设置为
    连拍模式,则控制进入步骤S505。否则,控制返回到步骤S502。
    大体说明了照相机拍摄序列。注意,接通电源之后的操作和其
    它切换等与本发明没有直接关系,并且不进行说明。

    图6是详细示出图5的步骤S503中所进行的预测光操作的
    流程图。下面将参考图6详细说明预测光操作。当开始预测光操
    作时,在步骤S601,启动测光电路107以进行复位操作。在这
    种情况下,接通PMOS(MP3),以使得向光电晶体管Q1的基极强
    制注入载流子。在步骤S602,在时间段T0内等待测光的稳定状
    态,并且测光电路107等待,直到光电晶体管Q1的发射极电容
    和PMOS(MP2)的漏极电容稳定在与入射光相对应的水平为止。
    可以向预测光分配一定长度的时间段,这不会导致问题,因为
    对于预测光没有操作释放按钮。因此,例如,将预测光时间设
    置为约200ms。如图3B所示,在稳定状态等待时间T0之后,即
    使在EV值低至-4时,也可以正确地进行测光。在步骤S603,读
    出测光电路107的输出,并且将其作为测光值AE0存储在存储器
    中。在步骤S604,根据测光值AE0计算亮度值BV,另外,基于
    照相机设置计算APEX值Tv和Av,并且结束预测光。

    如果可以向预测光分配一定长度的时间段,则可以将稳定
    状态等待时间设置得长。然而,对于专业使用的照相机,主要
    优先在接通电源之后快速启动并且拍摄准备就绪。在专业使用
    的照相机中,在进行预测光时,可以通过下面参考图7A和7B
    所述的预测操作(步骤S706~S720)来预测测光值。

    图7A和7B是用于详细说明图5的步骤S506所进行的测光操
    作的流程图。下面将参考图7A和7B详细说明测光操作。当作为
    子例程的测光操作开始时,在步骤S701,判断是否将拍摄模式
    设置成了连拍模式。如果拍摄模式未被设置为连拍模式,则控
    制进入步骤S704,并且如果拍摄模式被设置成连拍模式,则控
    制进入步骤S702。

    在步骤S702,判断当前拍摄是否是连拍中的第一个拍摄。
    如果当前拍摄是第一个拍摄,则控制进入步骤S704,并且如果
    当前拍摄是第二个或更后的拍摄,则控制进入步骤S703。在步
    骤S703,判断连拍中的前一拍摄的亮度值是否大于或等于预定
    亮度值BV0。如果前一亮度值在亮度值BV0以上,则控制进入
    步骤S704,并且如果前一亮度值小于亮度值BV0,则控制进入
    步骤S706。因为以下原因进行步骤S703的判断。当第一个曝光
    操作导致快速回位镜退避至拍摄位置,从而使得否则将入射测
    光电路107的光被遮挡时,光电晶体管Q1的基极在光被遮挡的
    期间从存在接收光的稳定状态变换成没有接收光的稳定状态。
    如果前一亮度值小于预定亮度值BV0,则从变换后的状态(没有
    接收光的稳定状态)开始所测量的稳定状态等待时间长,因此,
    需要进行预测操作。通过图3A可知,变换成没有接收光的稳定
    状态需要长的时间。因此,如果由于前一拍摄中的亮度值、即
    前一亮度值在预定亮度值BV0以上,因而快门速度高并且无光
    接收时期短,则不进行预测,从而减少了进行预测操作的场景。
    结果,如下所述,可以增加测光时间短的场景。注意,以上假
    定:如果前一亮度值大于或等于预定亮度值BV0,则不进行预
    测操作??裳〉?,如果前一快门速度低于预定快门速度,则可
    以不进行预测操作。

    在步骤S704,不进行预测操作,并且在时间段T1内等待测
    光的稳定状态。由于测光电路107因预测光操作而处于稳定状
    态,所以测光稳定状态等待时间可以短至约5ms。类似地,当
    前一亮度值大于或等于预定亮度值BV0时,与稳定状态的差小,
    即大体满足稳定状态,测光稳定状态等待时间可以短至约5ms。
    在步骤S705,从测光电路107读出测光值,并且将其作为AE1
    存储在存储器中。在步骤S714,进行与步骤S604相同的曝光计
    算。

    另一方面,如果在步骤S703判断为前一亮度值小于亮度值
    BV0,则在步骤S706进行复位操作。在步骤S707,在复位操作
    之后,在时间段T2内等待测光的稳定状态。将稳定状态等待时
    间T2设置成下面的值(例如10ms):利用该时间,使注入的载流
    子以预定程度放电,以增大由于入射光而发生的光电流与光电
    晶体管Q1的发射极电流的比。在步骤S708,从测光电路107读
    出测光值并且将其作为AE2存储在存储器中。在步骤S709,在
    时间段T3内再次等待测光的稳定状态。将这种情况下的稳定状
    态等待时间设置成下面的值(例如,约10ms):利用该时间,获
    得预测所需的斜率。在步骤S710,从测光电路107读出测光值
    并且将其作为AE3存储在存储器中。在步骤S711,计算AE2和
    AE3之间的差并且将其作为ΔAE存储在存储器中。在步骤S712,
    基于ΔAE的值,进行下面所述的三个处理中的一个。

    首先,如果0<ΔAE<β,则控制进入步骤S713,在步骤S713,
    进行预测计算1以计算测光值。在预测计算1中,例如,使用下
    面的三次函数进行拟合来预测测光值AE。

    AE=AE2-a×ΔAE3+b×ΔAE2+c×ΔAE+d??(1)

    在步骤S?714,基于该结果,进行曝光计算,并且结束该子
    例程。在进行预测计算1时,在约30~50ms的时间段期间,即
    使EV值低至-4(图4)时,也可以满意地进行测光。如果不进行预
    测,则需要约200ms的稳定状态等待时间。因此,预测操作可
    以极大地减少测光所需的时间。

    如果ΔAE≥β,则认为当前场景是如图4所示、注入的载流
    子的影响使得难以利用函数(1)进行预测的低亮度场景。因此,
    控制进入步骤S717,在步骤S717,在时间段T4内进一步等待测
    光的稳定状态。在步骤S718,获得测光值AE4。时间段T4与T3
    类似,即约10ms。在步骤S719,计算AE3和AE4之间的差,并
    且将其作为ΔAE存储在存储器中。在步骤S720,进行预测计算2。
    在预测计算2中,例如,使用下面的三次函数进行拟合来预测测
    光值AE。

    AE=AE3-A×ΔAE3+B×ΔAE2+C×ΔAE+D????(2)

    在步骤S714,基于该结果,进行曝光计算,并且结束该子
    例程。预测计算2需要比预测计算1的时间段长20~30ms的时间
    段。不管如何,与在不进行预测时所需的约200ms的稳定状态
    等待时间相比,可以极大地减少测光所需的时间。

    如果ΔAE≤0,控制进入步骤S715。如果在步骤S715,ΔAE
    的值落在-γ<ΔAE≤0的范围内,则控制进入步骤S716。如果
    ΔAE在0附近,则存在大量的入射光,并且测光电路107在预测
    操作期间充分稳定。因此,基于测光输出的变化或照相机的曝
    光的可接受值,将γ的值设置成例如约1/8~1/3的值。在步骤
    S716,计算AE2和AE3的平均值。在步骤S714,基于该平均值,
    进行曝光计算,并且结束该子例程。如果ΔAE≤-γ,则认为场
    景改变并且被摄体的亮度改变成更高值,因此,控制返回到步
    骤S701,在步骤S701,再次进行测光。

    如上所述,根据本实施例,可以基于在测光电路107的光电
    转换区域的复位之后、随着时间的过去的、针对被摄体的转换
    成测光值的测光电路107的转换特性,来预测测光值。具体地,
    在预定时间段期间从测光电路107获得多个测光值,并且基于所
    获得的测光值,可以预测被摄体的亮度,从而可以改善低亮度
    时测光电路的响应。本实施例中的预定时间段是在对测光电路
    107进行复位操作时和在刚刚过去预定时间时之间的时间段,换
    句话说,从测光电路107输出的测光值不稳定的时间段、或者从
    测光电路107输出的测光值与被摄体的亮度不对应的时间段。

    可以基于被摄体的亮度或者数字照相机系统的操作状态,
    判断是否需要预测测光值。如果仅在需要才进行预测,则可以
    进行适于该状况的测光。

    注意,通过预测计算来获得与被摄体的亮度相对应的测光
    值AE。与被摄体的亮度相对应的测光值等于被摄体的亮度,并
    且对与被摄体的亮度相对应的测光值的预测是用于预测被摄体
    的亮度的示例性方法?;痪浠八?,可以通过获得亮度值BV或EV
    值等来预测被摄体的亮度。在这种情况下,可以向该预测计算
    添加用于将测光值转换成亮度值BV或EV值的处理。

    尽管参考典型实施例说明了本发明,但是应该理解,本发
    明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合
    最宽的解释,以包含所有这类修改、等同结构和功能。

    关于本文
    本文标题:摄像设备、摄像设备的控制方法和预测测光值的方法.pdf
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