能够控制闪光灯强度的数字成像设备和控制该设备的方法

专利名称：能够控制闪光灯强度的数字成像设备和控制该设备的方法
技术领域：
本发明涉及一种数字成像设备，更具体地说，涉及一种能够通过使用在 实时观看模式下获得的信息来调整闪光灯强度并且执行成像操作的数字成像 设备、控制所述数字成像设备的方法以及记录有执行所述方法的程序的记录 介质。
背景技术：
现在使用将光学数据转换成电信号的图像传感器(诸如电荷耦合器件 (CCD)或互补性氧化金属半导体(CMOS))(代替使用胶片)的数字相机 被广泛使用。这种数字相机包括单镜头反光(SLR)数字相机和紧凑型数字相机。通常，由于可以调换镜头，因此SLR数字相机可在各种条件下执行成像 操作。另外，SLR数字相机使用具有宽的光接收区域的高性能图像传感器， 从而SLR数字相机与紧凑型数字相机相比能够实现高质量图像。基于上述原 因，越来越多的用户正在使用SLR数字相机。由于SLR数字相机的结构，因此，与具有实时观看功能的紧凑型数字相 机相比，SLR数字相机的实时观看功能具有这样的历史问题在准备捕获状 态下，在其液晶显示器(LCD)上实现用于检查取景的运动图像。然而，近来已经开发了能够通过使用图像传感器实现实时观看功能的 SLR数字相机。这种SLR数字相机控制长时间保持在这样的状态反射镜向 上摇摆且焦平面快门在准备捕获状态下打开，从而实现实时观看功能。另夕卜， SLR数字相机在这样的状态下实现实时观看功能反射镜或镜盒被去除以消 除反射镜的上/下移动产生的释放时间滞后，并且焦平面快门被打开。这种能够通过使用图像传感器实现实时观看功能的SLR数字相机能够执行各种功能，原因在于SLR数字相机能够经由图像传感器执行自动曝光 (AE )，而传统SLR数字相机中装配的曝光传感器不能执行这种自动曝光。 例如，SLR数字相机能够经由实时观看解释目标对象的接收的图像，检测人 脸，并且在聚焦检测的人脸的情况下执行AE。另外，在经由实时观看调整聚 焦的情况下，SLR数字相机能够执行自动聚焦(AF)以使聚集到特定目标对 象的位置，并且能够聚焦到用户期望的目标对象。同时，当在缺少用于获得适当图像的适合光强度的夜间条件或室内条件 下执行成像操作时，SLR数字相机中装配的闪光灯发出光以增加光强度并执 行成像操作。然而，在执行闪光灯发光的成像操作的情况下，如果由于主目标对象存 在于SLR数字相机的附近而导致对于每次闪光来自主目标对象的反射很强， 则相机传感器必须测量主目标对象的亮度，测量对于每次闪光主目标对象的 反射的光，并且控制主闪光的光强度。因此，由于SLR数字相机不能在实现 实时观看的图像传感器的动态范围内准确地调整光强度，因此存在问题。尽管能够通过增加测量次数来实现闪光控制以解决上述问题，但是由于 测量次数的增加导致在改变图像传感器的增益设置的情况下需要花费时间来 实现实时观看。因此，与使用光传感器(lighter sensor)的系统相比，释放时 间滞后被显著延长。同时，当通过使用光传感器控制曝光的传统SLR数字相机系统执行闪光 灯发光的成像操作时，不会发生与闪光控制或释放时间滞后相关的问题，其 中，在使用图像传感器控制曝光的系统中出现这些问题。然而，传统SLR数 字相机系统不能使用通过使用图像传感器经由实时观看可用且在传统紧凑型 数字相机中可用的功能。例如，传统紧凑型数字相机能够经由实时观看识别 输入到图像传感器的目标对象的面部，并且能够在将重点放在面部的情况下 控制曝光。然而，当执行闪光灯发光的成像操作时，通过使用光传感器控制 闪光强度的传统SLR数字相机系统在识别输入到图像传感器的目标对象的面 部并在将重点放在面部的情况下控制曝光方面存在问题。发明内容本发明提供一种能够通过使用在实时观看模式下获得的信息来调整闪光 强度并执行成像操作的数字成像设备，控制所述数字成像设备的方法以及记录有用于执行所述方法的程序记录介质。根据本发明的一方面，提供一种控制能够在数字成像设备的快门打开的情况下保持准备捕获状态的数字成像设备的方法，所述方法包括操作(a)在 快门打开的情况下在实时观看中显示目标对象的图像；(b)获得图像的实时观 看信息；(c)当输入成像开始信号时，在主曝光之前通过使用光传感器测量从 目标对象反射的光；(d)获得测量信息；(e)通过使用实时观看信息和测量信息 确定主曝光的条件；以及(f)在通过使用确定的主曝光的条件执行主曝光时， 执行成像操作。在操作(a)中，在实时观看中显示的目标对象的显示屏幕可被划分成多个 区域，在操作(c)中，光传感器能够对光传感器的多个划分的区域的每一个执 行测量，光传感器的多个划分的区域分别与显示屏幕的多个划分的区域相应。实时观看信息可包括关于经由实时观看显示屏幕中的主目标对象的位置 信息。关于经由实时观看显示屏幕中的主目标对象的位置信息可包括执行自动 聚焦(AF)时获得的聚焦位置。实时观看信息还可包括关于作为经由实时观看显示屏幕中的主目标对象 的人的一部分的信息。关于所述人的 一部分的信息可包括人的面部信息。人的面部信息可包括经由实时观看显示单元中存在的面部的数量、面部 的位置和面部的大小中的至少一个。当执行自动曝光(AE)时，实时观看信息可包括关于经由实时观看显示 屏幕中的主目标对象的亮度信息。操作(c)可包括在没有预闪光的普通状态下测量反射的光的操作和在预 闪光的情况下测量反射的光的操作。在操作(a)获得的实时观看信息可影响在操作(c)获得的测量信息。可在闪光发射的情况下执行操作(f)中的主曝光。可在闪光不发射的情况下执行操作(f)中的主曝光。在操作(a)中，在实时观看中显示的目标对象的显示屏幕可被划分成多个 区域，在操作(c)中，光传感器能够对光传感器的多个划分的区域的每一个执 行测量，光传感器的多个划分的区域分别与显示屏幕的多个划分的区域相应， 其中，实时观看信息包括关于作为经由实时观看显示单元中的主目标对象的面部的信息、执行AF时关于面部的聚焦位置信息和执行AE时关于面部的亮 度信息。根据本发明的另 一方面，提供一种记录有用于执行所述方法的程序的计 算机可读记录介质。根据本发明的另 一方面，提供一种具有用于保持快门打开状态的快门控 制装置以及用于测量通过镜头的光的光传感器的数字成像设备，所述数字成 像设备包括实时观看信息获取单元，在数字成像设备的快门打开的情况下， 存储并保持在实时观看中显示目标对象的图像时获得的信息；测量信息获取 单元，通过使用光传感器测量从目标对象反射的光；以及曝光调整单元，通 过使用由实时观看信息获取单元和测量信息获取单元获得的信息来调整主曝 光的曝光条件。曝光调整单元可包括区域匹配单元，用于将能够被划分成多个区域的 实时观看显示屏幕与光传感器的多个划分的区域进行匹配；曝光值计算单元， 用于通过使用对于光传感器的多个划分的区域的每一个的测量信息计算主曝 光的曝光条件，其中，通过实时观看信息获取单元和区域匹配单元获得所述 测量信息。实时观看信息获取单元可获得关于实时观看显示屏幕中的主目标对象的 位置信息。通过实时观看信息获取单元获得的关于主目标对象的位置信息可包括对 实时观看显示屏幕中的主目标对象执行AF时获得的聚焦位置。实时观看信息获取单元还可获得关于作为实时观看显示屏幕中的主目标 对象的人的 一部分的信息。数字成像设备还可包括面部信息检测单元，其中，关于人的一部分的信 息包括人的面部信息，面部信息检测单元检测面部信息。面部信息4企测单元可包括实时观看显示屏幕中存在的面部的数量、面部 的位置和面部的大小中的至少一个。当执行AE时，实时观看信息获取单元可包括关于实时观看显示屏幕中 的主目标对象的亮度信息。快门可以是焦平面快门。数据成像设备可以是可调换镜头类型。数字成像设备可以是单镜头反射(SLR)数字相机。


通过下面结合附图对本发明的示例性实施例进行的详细描述，本发明的 上述和其它特点和优点将会变得更加清楚，其中图1是示出根据本发明的实施例的数字成像设备的结构的横截面示图； 图2是根据本发明的实施例的图1示出的数字成像设备的框图； 图3是示出根据本发明的实施例的图2示出的数字成像设备的中央处理 器(CPU)的示意性结构的框图；图4是示出根据本发明的另一实施例的CPU的示意性结构的框图；图5A至图5C是示出根据本发明的实施例的图3的CPU的详细结构的框图；图6A至图6C是示出根据本发明的实施例的区域匹配单元将实时观看中 划分的屏幕与光传感器的多个划分的区域中的每一个进行匹配的处理；图7是根据本发明的实施例的图1的数字成像设备的操作的流程图；图8是根据本发明的另一实施例的具有面部检测功能的图1的数字成像 设备的附加操作的流程图；图9是根据本发明的实施例的图7的操作710的详细流程图；图10是光传感器的传感器区域被划分卩 域的示图；图11是与面部区域相应的一组传感器单元；以及 图12是与非面部区域相应的一组传感器单元。
具体实施方式
现将参照附图来更加全面地描述本发明的各种实施例，其中，本发明的 示例性实施例在附图中示出。图1是示出根据本发明的实施例的数字成像设备100的结构的横截面示 图。图2是根据本发明的当前实施例的数字成像设备100的框图。图1和图2的数字成像设备100是单镜头反光(SLR)数字相机，并且 具有能够从其上拆卸的镜头单元。根据本发明的数字成像单元不限于图1和 图2所示的数字成像设备100的结构。对此，为了描述方便，图1和图2的 数字成像设备IOO是单镜头反光(SLR)数字相机。参照图1和图2，在根据当前实施例的数字成像设备100中，从目标对
象反射的光经由图像传感单元110和快门单元120入射到成像单元130上。 图像传感单元110包括镜头lll、镜头驱动单元112、光圈113、光圈
驱动单元114、反射镜115、五棱镜116和镜驱动单元117。
在根据当前实施例的数字成像设备100中，当反射镜115向下摇摆时，
反射镜115反射通过镜头111的光，并且经由五棱镜116将光发送到成像单
元130。
同时，当SLR数字相机的反射镜115向上摇摆并且快门单元120的快门 121打开时，通过镜头111的光入射到成像装置131,并且形成与目标对象的 三维图像相应的二维图像。
尽管镜头111没有在图1和图2中精确地示出，但是镜头111可包括沿 光轴方向向前和向后移动并连续改变焦距的变焦镜头，聚焦到成像装置131 上形成的目标对象的图像的聚焦镜头和补偿镜头。
镜头驱动单元112控制图像传感单元110的镜头111的位置。光圈驱动 单元114控制光圈113的打开。当接收到释放信号时，镜驱动单元117驱动 反射镜115。镜头驱动单元112、光圈驱动单元114和镜驱动单元117从中央 处理单元(CPU) 24(U妄收控制信号。
快门单元120包括快门121和快门驱动单元122。
当执行成像操作时，快门121控制成像装置131上的光的曝光时间。当 前实施例中的快门121是焦平面快门，所述焦平面快门被放置在与成像装置 131的成像面的正面平行的位置，并且能够被打开和关闭以遮挡光或者允许 光入射到成像面。
快门驱动单元122驱动这种快门121，并且在准备捕获状态下快门121 能够保持在打开状态(在所述准备捕获状态期间，实时观看模式开始且直到 第二快门释放按钮S2被按下)，从而通过图像传感单元110的光入射到成像 装置131,并且经由显示单元175在实时观看中显示目标对象的图像处理的 屏幕。
成像单元130将通过图像传感单元110和快门单元120的入射光(即， 光信号)转换成电信号。例如，成像单元130包括将光信号转换成电信号的 成像装置131 (诸如电荷耦合器件(CCD )或互补性氧化金属半导体(CMOS )) 和驱动成像装置131的成像装置驱动单元132。成像单元130还可包括时序控制单元(未示出)，用于控制构成成像装置
131的每个像素的曝光时间，或者读取并控制电荷。
模数(A/D)转换器140将成像装置131产生的模拟电信号转换成数字 图像信号。转换的数字图像信号成为原始数据。
图像信号处理单元150执行模拟图像的数字化原始数据的信号处理，从 而可显示数字化原始数据，并且消除在对温度变化敏感的CCD和彩色滤波阵 列(CFA)中产生的暗电流引起的黑电平。另外，图像信号处理单元150执 行伽马校正(根据人类感知的非线性对信息进行编码)、CFA插值(表示作为 伽马校正的数据的RGRG线和GBGB线的Bayer 一莫式一皮插值成RGB线)、边 缘补偿(插值的RGB信号被转换成YUV信号，高通滤波器对Y信号进行滤 波以使图像变得清楚)、图像处理操作(通过使用标准比色系统校正U信号 和V信号的颜色值)等。
这种产生的图像信号被临时存储在緩冲存储器160中，并且通过显示控 制单元170的控制将临时存储的图像信号显示在显示单元175中。
在当前实施例中，由液晶显示器(LCD)形成显示单元175。然而，可 由有机发光二极管(OLED)、场发射显示器(FED)等形成显示单元175。
另外，在输入成像开始信号之前，在保持准备捕获状态(反射镜115向 下摇摆且快门121打开)的同时，在实时观看中将目标对象的图像处理的屏 幕显示在显示单元175中，其中，根据已经通过图像传感单元IIO且入射到 成像装置131上的光来获得图像处理的屏幕。此时，显示在显示单元175中 的实时观看显示屏幕可以被划分成多个区域，稍后将进行描述。
同时，临时存储在緩冲存储器160中的图像信号可被输入到记录/读取控 制单元180,所述记录/读取控制单元180可通过用户信号或通过自动方式将 图像信号记录到记录介质185 (诸如智能卡、紧凑型闪速(CF)存储器、记 忆棒、安全数字存储卡等)。记录/读取控制单元180可从存储在记录介质185 中的图像文件读取图像数据，并且可经由緩冲存储器160将读取的图像数据 输入到显示控制单元170，从而控制将图像显示到显示单元175。
供电单元190可提供用于操作数字成像设备100的预定功率，并且可包 括至少一个电池(诸如内部锂离子电池)和连接到外部电源的接口。
存储单元200可包括用于存储关于数字成像设备100的所有操作的算法 的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和用于存储操作数字成像设备100的处理器所需的设置数据的闪存。
操纵单元210包括使用户能够操作数字成像设备100或者设置与成像操 作相关的各种设置的按钮。所述按钮可包括电源按钮、作为半快门的第一 快门释放按钮S1、作为全快门的第二快门释放按钮S2、用于选择成像模式或 再现模式和用于设置效应参数的功能按钮等。然而，操纵单元210不限于上 述按钮，并且可具有各种形式(诸如触摸屏、触摸板、遥控器等)。
光电导光电探测器形式的光传感器220测量从目标对象反射的光强度， 并且计算对于目标对象适合的曝光量。具体地，对于本发明的实施例中的光 传感器220，使用通过镜头(TTL)测量技术，所述TTL测量技术通过使用 通过镜头111的光来测量曝光时间。
这种光传感器220可被划分成多个区域，并且可测量所述多个区域的每 一个。此时，在实时观看显示屏幕能够被划分成多个区域的情况下，光传感 器220的划分的区域可分别与实时观看显示屏幕的划分的区域相应。
成像单元130控制闪光发射单元235的发射，具体地说，成像单元130 控制与成像装置131的同步重置相关的发射操作，或者控制与快门121的打 开操作和关闭操作相关的发射操作。
当在夜间条件或暗的条件下执行成像操作时，闪光发射单元235将光发 射到目标对象，或者即使在亮的条件下，闪光发射单元235也发射光以进行 有效的成像操作。
当成像单元130从CPU 240接收到信号并且将发射命令输出到闪光发射 单元235时，执行对闪光发射单元235的发射控制。闪光发射单元"5可在 主曝光和主曝光中的主闪光之前执行预闪光，并且闪光发射单元235可嵌入 到数字成像设备100中或者可从数字成像设备100上拆卸下来。
数字成像设备100包括控制数字成像设备100的全部操作的CPU 240。 CPU240可将预定控制信号输出到镜头驱动单元112、光圈驱动单元114和镜 驱动单元117,从而根据曝光信息、聚焦信息、外部输入信号等控制镜头驱 动单元112、光圈驱动单元114和镜驱动单元117。在当前实施例中，仅包括 一个CPU 240。然而，本发明不限于此，并且本发明可包括多个CPU 240。 在这种情况下，所述多个CPU240中的每一个可执行与信号系统相关和与操 纵系统相关的命令。
图3是示出根据本发明的实施例的CPU 240的示意性结构的框图。图4是示出根据本发明的另一实施例的CPU 240，的示意性结构的框图。图5A至 图5C是示出根据本发明的实施例的CPU 240的详细结构的框图。
参照图3，根据本发明的实施例，CPU 240包括实时观看信息获取单元 241 、测量信息获取单元242和曝光调整单元243。
参照图4，根据本发明的另 一实施例，CPU 240，包括CPU 240的实时观 看信息获取单元241、测量信息获取单元242和曝光调整单元243以及面部 信息检测单元244。
因此，除了面部信息检测单元244及其相关功能之外，CPU240，与CPU 240具有相同的结构。因此，以下，除了与面部4企测功能相关的解释之外， 可参照CPU 240描述根据本发明的当前实施例的数字成像设备100。
参照图5A至图5C，实时观看信息获取单元241包括自动曝光(AE )信 息获取单元241a和自动聚焦(AF )信息获取单元241b。测量信息获取单元 242包括普通状态测量信息获取单元242a和预闪光测量信息获取单元242b。 曝光调整单元243包括区域匹配单元243a和曝光值计算单元243b。
实时观看信息获取单元241在数字成像设备100的快门121打开的情况 下，存储并保持与目标对象的图像相关且在经由显示单元175在实时观看中 显示图像时获得的多条数据。
在当前实施例中，当在数字成像设备100的实时观看中对目标对象执行 AE时，实时观看信息获耳又单元241可包括AE信息获取单元241a,所述AE 信息获取单元241a测量输入到成像装置131的光信号，并且测量目标对象的 亮度，从而存储AE估计所需的信息。
在按下第一快门释放按钮S1之后，CPU240控制模拟前端(未示出)和 成像装置131改变为图像捕获模式以及适合AF的电快门速度，将聚焦驱动 命令提供给聚焦镜头，并且估计以每秒30至60条的速度接收的图像数据， 从而操作聚焦镜头以使空间频率值的最高点可以是聚焦位置。此时，实时观 看信息获取单元241可包括AF信息获取单元241b,所述AF信息获取单元 241b可存储并保持信息，诸如关于主目标对象的AF估计值、关于主目标对 象的AF位置或者与目标对象相关且通过AF获得的距离。
同时，在主目标对象是人时数字成像设备100包括具有面部检测功能的 CPU 240，的情况下，面部信息检测单元244从在实时观看状态下输入图像的 检测关于面部的数量、面部的位置、面部的大小等的信息。另外，通过使用这种信息，AF信息获取单元241b基于作为主目标对象的人的面部检测关于 AF估计值、AF位置和到人的距离的信息。
同时，在数字成像设备100的镜头111是可调换类型镜头的情况下，主 体和可调换镜头通过经由连续的通信收发命令来交换信息。
当输入成像开始信号时，在主曝光之前，测量信息获取单元242通过使 用光传感器220测量经由镜头111接收的目标对象的光。
测量信息获取单元242可包括普通状态测量信息获取单元242a，当通过 按下第二快门释放按钮S2输入成像开始信号时，并且当成像单元130处于与 预闪光相同的条件下而不需要预闪光的发射时，所述普通状态测量信息获取 单元242a通过使用光传感器220测量目标对象的亮度，以获得测量数据。
另外，测量信息获取单元242可包括预闪光测量信息获取单元242b,当 成像单元130发射预闪光时，所述预闪光测量信息获取单元242b在预闪光中 测量目标对象的反射的光的亮度。
曝光调整单元243通过使用经由实时观看信息获取单元241和测量信息 获取单元242获得的数据来计算并调整主曝光所需的快门速度、F数和闪光 强度。
在实时观看显示屏幕可被划分成多个区域的情况下，区域匹配单元243a 将光传感器220的划分的区域与实时观看显示屏幕的划分的区域进行匹配。
曝光值计算单元243b通过使用通过实时观看信息获取单元241和区域匹 配单元243a获得的光传感器220的每个划分的区域的测量信息来计算主曝光 条件。
同时，在数字成像设备100包括具有面部检测功能的CPU 240，的情况下， 如果主目标对象是人，则在实时观看显示屏幕中显示的图像数据可被划分成 面部区域和非面部区域。此时，曝光值计算单元243b将通过把实时观看显示 屏幕划分成面部区域和非面部区域而获得的划分的屏幕与光传感器220的划 分的区域进行匹配。
观看中屏幕的划分的屏幕与光传感器220的划分的区域进行匹配的处理。
图6A至图6C与数字成像设备100包括具有面部检测功能的CPU 240， 并且主目标对象是人的情况相关。然而，本发明不限于此。也就是说，本发 明的精神和范围可应用于具有这样的功能的数字成像设备将实时观看状态中显示的目标对象的图像划分成多个预定区域并识别每个划分的区域。
在图6A中，经由显示单元175在实时观看才莫式显示一个女人。显示单 元175的区域S是不显示图像的区域。根据数字成像设备100的面部检测功 能，正在显示的区域D的屏幕可被划分成面部区域F和非面部区域NF 。
图6B与对于实时观看显示屏幕中目标对象的非面部区域NF设置面部区 域F的位置的中间过程对应。
可根据形成显示单元175的多个图像显示单元的位置来确定通过实时观 看的面部区域F的位置。在当前实施例中，显示单元175总共包括mxn(m，n =0, 1，2,...)图像显示单元。这里，图像显示单元的数量可以等于形成显示单 元175的像素的数量，但本发明不限于此。也就是说， 一个图像显示单元可 包括形成显示单元175的所有像素，并且^^据预定方式与成像装置131 (诸 如CCD或CMOS )的像素相应。同时，在图6A至图6C中显示的图像显示 单元的数量仅是示例性的，并且可以改变。
图6C是示出与实时观看显示屏幕中的面部区域F相应的光传感器220 的区域示图。
参照图6C，光传感器220的区域总共被划分成9x11个传感器单元。由 多个子传感器单元形成每个传感器单元。传感器单元的数量和子传感器单元 的数量可变。
实时观看显示屏幕中的面部区域F与光传感器220的传感器单元12、20、 21、 29、 30和39相应。这些传感器单元是传感器单元中包括面部区域F的
器单元。这里，可变化地设置这个百分比值(％)。
如上所述，区域匹配单元243a可将经由成^象装置131在实时观看中显示 的目标对象的图像划分成面部区域和非面部区域，并且区域匹配单元243a可 将划分的面部区域和非面部区域的每一个与光传感器220的每个传感器单元 进行匹配。因此，曝光值计算单元243b通过使用通过实时观看信息获取单元 241和区域匹配单元243a而获得的光传感器220的每个划分的区域的测量信 息来计算主曝光条件。稍后将描述关于计算主曝光值的示例。
以下，将参照图7至图9描述操作数字成像设备100的方法。 图7是根据本发明的实施例的数字成像设备100的操作的流程图。图8 是根据本发明的另一实施例的具有面部检测功能的数字成像设备100的附加操作的流程图。图9是根据本发明的实施例的图7的操作710的详细流程图。
参照图7至图9，现将在经由数字成像设备100的实时观看执行AE和 AF的情况下描述控制单个捕获序列的方法。
首先，当将电源开信号(没有在图7至图9中描述)输入到数字成像设 备100时，数字成像设备100开始操作。
之后，当用户经由实时观看输入关于准备捕获状态的确定时，反射镜115 向上摇摆并且快门121打开(操作702)。此时，执行通过成像装置131在实 时观看中的捕获设置，并且在显示单元175中显示实时观看显示屏幕，从而 将成像操作准备好通知给用户。
然后，数字成像设备100测量每帧的实时观看捕获中目标对象的亮度， 并且检测实时观看AE估计所需的信息，从而存储并保持所述信息(操作704 )。
同时，参照图8，具有面部检测功能的数字成像设备100可在测量亮度 时搜索面部(操作802)。当检测到面部时(操作804),检测并存储关于面部 的数量、面部的位置和面部的大小的面部信息U喿作806)。
接下来，根据关于成像操作的用户决定，当通过按下第一快门释放按钮 输入S1信号时，数字成像设备100开始AF操作(操作706)。此时，由于反 射镜115仍然向上并且快门121打开，因此用户可观看经由显示单元175在 实时观看中显示图像的屏幕。
当执行AF操作时，估计以每秒30至60条的速度接收的图像数据以操 作聚焦镜头，从而空间频率值的最高点可以是聚焦位置。此时，数字成像设 备100可获得信息，诸如关于主目标对象的AF估计值、主目标对象的AF位 置或者与目标对象相关且通过AF获得的距离(操作708 )。
尽管没有在图7至图9中示出，但是通常可在操作708执行AF锁定和 AE锁定。
同时，如图8所示，具有面部检测功能的数字成像设备100在执行AF 操作时搜索面部(操作802)。当检测到面部时(操作804)，检测并存储关于 面部的数量、面部的位置和面部的大小的面部信息(擴:作806)。
此时，在实时观看显示屏幕可被划分成多个区域并且光传感器220可测 量每个划分的区域的光的情况下，区域匹配单元243a将实时观看显示屏幕的 每个划分的区域与光传感器220的相应的划分的区域进行匹配(操作710)。
以下，将参照图9详细描述在具有面部检测功能的数字成像设备100中执行操作710的过程。
首先，当在实时观看显示屏幕中检测到面部时(操作902)，区域匹配单 元243a在实时观看显示屏幕中的面部上排列图像显示单元的列表(操作 904)。
接下来，选择图像显示单元的列表中的图像显示单元(操作906)，并且 检测光传感器220的包括图像显示单元的相应的传感器单元(操作908)。重 复操作906和操作908直到对于面部上的所有图像显示单元检测到光传感器 220的所有相应的传感器单元。
接下来，从光传感器220的检测的传感器单元中选择传感器单元(操作 912)。
在确定与面部上的图像显示单元相应的传感器单元的区域大于50%的情 况下(操作914),分别存储多个传感器单元(操作916)。此时，如参照图 6A至图6C所描述，可基于与面部上的图像显示单元相应的子传感器单元的 数量是否大于50%来执行操作914中的确定。
以这种方式，对所有传感器单元重复执行操作912至搡作916,从而划 分与面部区域上的图像显示单元相应的传感器单元和与非面部区域上的图像 显示单元相应的传感器单元。
在当前实施例中，主目标对象是人并且相应的设备是具有面部检测功能 的数字成像设备100。然而，当前实施例的机制不限于可将对实时观看显示 屏幕进行面部区域和非面部区域的划分，而是可应用于将实时观看显示屏幕
划分成多个区域的各种方法。
再参照图7，当用户按下第二快门释放按钮以输入S2信号时，数字成像 设备100执行主曝光序列(操作712 )。
当输入S2信号时，反射镜115向下摇摆并且快门121关闭(操作714)。
然后，没有成像单元130的预闪光发射，在与预闪光等同的普通条件下， 光传感器220测量目标对象的亮度(操作716 )。
接下来，成像单元130发射预闪光，并且测量从目标对象反射的光(操 作718)。
基于在普通条件下和预闪光条件下获得的测量信息以及基于实时观看中 检测的AE信息和AF信息，曝光调整单元243计算主曝光所需的主曝光条件， 包括快门速度、F数、闪光强度等(操作720)。此时，当计算闪光强度时，可通过将普通条件下的测量结果和预闪光下的测量结果进行比较来测量目标对象的反射率。另外，为了更加准确地计算主曝光条件，可通过参照在实时观看的AE中获得的目标对象的亮度，并且
通过参照与目标对象相关并在实时观看的AF中获得的距离，调整预闪光中闪光发射单元235的预闪光强度或光传感器220的增益。另外，可通过多次改变预闪光强度和增益来获得更加准确的主曝光条件。
以下，将参照图10至图12描述关于曝光调整单元243计算主曝光值的示例。
区域的示图。图11是与面部区域相应的一组传感器单元。图12是与非面部区域相应的 一组传感器单元。
参照图10，将光传感器220的传感器区域划分成关于两个人的面部区域Fl和F2以及除了面部区域F1和F2之外的非面部区域NF。基于参照图6A至图9的解释，可以理解，图IO的划分的传感器区域与实时观看中显示的面部区域和非面部区域相应。
首先，光传感器220对于图10所示的每个传感器单元测量没有预闪光的普通状态(LVN)的光值以及预闪光(LVP)的光值，并且对于每个传感器单元计算LVN和LVP之间的差值(DLV )。
然后，计算对于面部区域F1和F2的传感器单元的DLV的平均(DAVF)(见图11)以及非面部区域NF的传感器单元的DLV的平均(DAVN)(见图12)。
当DAVF和DAVN几乎相等时，可计算闪光强度具有普通值。
同时，当DAVF高于DAVN时，这表示两个人的面部距离相机近或者面部具有高反射率。因此，当曝光调整单元243基于此计算闪光强度时，防止了对于面部的过度曝光。
另一方面，当DAVF低于DAVN时，这表示面部不具有高反射率。在这种情况下，如果计算对于面部的闪光强度具有相对高的值，则可能发生对于非面部区域NF的过度曝光。因此，通过减少闪光强度并通过将曝光时间调整到稍微长一 点来改善曝光结果。
再次参照图7，在基于先前操作中计算的F值通过将变窄光圏命令输入到光圈113接收到完成通知(操作722)之后，重置成像装置131的电荷(操作724)。之后，在闪光发射单元235发射的情况下，通过快门121的打开和关闭操作执行主曝光(此时，反射镜115向上)(操作726 )。
同时，在当前实施例中，在闪光发射单元235发射的情况下执行主曝光，但是本发明不限于此。例如，由于可在闪光发射单元235不发射的情况下捕获更好的图像，因此在这种情况下，可通过包括关于闪光不发射的选项来控制闪光强度，或者可在闪光不发射的情况下增加成像装置131的增益值从而能够通过对成像装置131进行曝光来执行成像操作。
在完成主曝光之后，存储捕获的图像(操作728)。如果必要，通过向上摇摆反射镜115并打开121来重新开始实时观看中的准备捕获状态(操作730)。
根据按照本发明的各个实施例的数字成像设备以及控制所述设备的方法，当执行闪光发射情况下的成像操作时，可使用实时观看中获得的AE信息和AF信息以调整闪光强度。因此，可以进行具有传统紧凑型数字相机和SLR数字相机两者的优点的曝光，从而可捕获高质量图像。
另外，当执行成像操作时，不仅能够正确地确定需要闪光发射的成像操作，而且能够正确地确定不需要闪光发射的成像操作，从而能够减少成像错误并捕获高质量图像。
根据本发明，已经描述了 SLR数字相机作为数字成像设备的实施例。然而，本发明不限于此。也就是说，本领域的普通技术人员将理解，通过使用实时观看中获得的信息执行曝光的本发明的精神和范围可应用于可以在快门打开的情况下进行实时观看显示并具有光传感器的数字图像捕获设备。
本发明可应用到记录有用于执行控制数字成像设备的方法的程序的计算机可读记录介质。所述计算机可读记录介质的例子包括磁存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘等)、光存储介质(例如，CD-ROM或DVD)和诸如载波的存储介质(例如，通过互联网的传输)。
另外，所述计算才几可读记录介质还可分布于4关网的计算机系统上，以便所述计算机可读代码以分布方式被存储和执行。此外，实现本发明的功能性程序、代码和代码段能够由本发明所属领域的编程技术人员容易地解释。
尽管已经参照本发明的示例性实施例具体显示并描述了本发明，但是本领域的普通技术人员将理解，在不脱离权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可对其进行形式和细节的各种改变。所述示例性实施例应该被认为仅是描述性的，而并非限制的目的。因此，本发明的范围不由本发明的详细描述来限定，而是由权利要求来限定，并且该范围内的所有差异将被解释为包括在本发明中。
权利要求
1、一种控制能够在数字成像设备的快门打开的情况下保持准备捕获状态的数字成像设备的方法，所述方法包括操作(a)在快门打开的情况下在实时观看中显示目标对象的图像；(b)获得图像的实时观看信息；(c)当输入成像开始信号时，在主曝光之前，通过使用光传感器测量从目标对象反射的光；(d)获得测量信息；(e)通过使用实时观看信息和测量信息确定主曝光的条件；以及(f)在通过使用确定的主曝光的条件执行主曝光时，执行成像操作。
2、 如权利要求l所述的方法，其中在操作(a)中，在显示屏幕上显示目标对象，该显示屏幕能够被划分成多 个区域，在操作(c)中，光传感器能够对光传感器的多个划分的区域的每一个执行 测量，光传感器的多个划分的区域分别与显示屏幕的多个划分的区域相应。
3、 如权利要求2所述的方法，其中实时观看信息包括关于主目标对象 的位置信息。
4、 如权利要求3所述的方法，其中关于主目标对象的位置信息包括执 行自动聚焦AF时获得的聚焦位置。
5、 如权利要求4所述的方法，其中实时观看信息还包括关于作为主目 标对象的人的 一部分的信息。
6、 如权利要求5所述的方法，其中关于所述人的一部分的信息包括人 的面部信息。
7、 如权利要求6所述的方法，其中人的面部信息包括面部的数量、面 部的位置和面部的大小中的至少一个。
8、 如权利要求2所述的方法，其中当执行自动曝光AE时，实时观看 信息可包括关于主目标对象的亮度信息。
9、 如权利要求l所述的方法，其中操作(c)包括在没有预闪光的普通 状态下测量反射的光的操作和在预闪光的情况下测量反射的光的操作。
10、 如权利要求9所述的方法，其中实时观看信息影响测量信息。
11、 如权利要求l所述的方法，其中在闪光发射的情况下执行操作(f)中的主曝光。
12、 如权利要求l所述的方法，其中在闪光不发射的情况下执行操作 (f)中的主曝光。
13、 如权利要求l所述的方法，其中在操作(a)中，在显示屏幕上显示目标对象，该显示屏幕能够被划分成多 个区域，在操作(c)中，光传感器能够对光传感器的多个划分的区域的每一个执行 测量，光传感器的多个划分的区域分别与显示屏幕的多个划分的区域相应， 其中，实时观看信息包括 关于作为主目标对象的面部的信息， 执行AF时关于面部的聚焦位置信息， 执行AE时关于面部的亮度信息。
14、 一种记录有用于执行控制能够在数字成像设备的快门打开的情况下 保持准备捕获状态的数字成像设备的方法的程序的计算机可读记录介质，所 述方法包括(a) 在快门打开的情况下在实时观看中显示目标对象的图像；(b) 获得图像的实时观看信息；(c) 当输入成像开始信号时，在主曝光之前通过使用光传感器测量从目标 对象反射的光；(d) 获得测量信息；(e) 通过使用实时观看信息和测量信息确定主曝光的条件；以及(f) 在通过使用确定的主曝光的条件执行主曝光时，执行成像操作。
15、 一种具有用于保持快门打开状态的快门控制装置以及用于测量通过 一个或多个镜头的光的光传感器的数字成像设备，所述数字成像设备包括实时观看信息获取单元，在数字成像设备的快门打开的情况下，获取并 存储在实时观看中显示目标对象的图像时的信息；测量信息获取单元，通过使用光传感器测量从目标对象反射的光并获得 测量信息；以及曝光调整单元，通过使用实时观看信息和测量信息来调整主曝光的曝光 条件。
16、 如权利要求15所述的数字成像设备，其中，曝光调整单元包括 区域匹配单元，用于将能够被划分成多个区域的实时观看显示屏幕与光传感器的多个划分的区域进行匹配；曝光值计算单元，用于通过使用对于光传感的多个划分的区域的每一个 的测量信息计算主曝光的曝光条件。
17、 如权利要求16所述的数字成像设备，其中，实时观看信息获取单元 获得关于实时观看显示屏幕中的主目标对象的位置信息。
18、 如权利要求17所述的数字成像设备，其中，关于主目标对象的位置 信息包括对实时观看显示屏幕中的主目标对象执行AF时获得的聚焦位置。
19、 如权利要求18所述的数字成像设备，其中，实时观看信息获取单元 还获得关于作为实时观看显示屏幕中的主目标对象的人的一部分的信息。
20、 如权利要求19所述的数字成像设备，还包括面部信息检测单元， 其中，关于人的一部分的信息包括面部信息，面部信息检测单元检测面部信息。
21、 如权利要求20所述的数字成像设备，其中，面部信息包括面部的数 量、面部的位置和面部的大小中的至少一个。
22、 如权利要求16所述的数字成像设备，其中，当执行AE时，实时观 看信息包括关于主目标对象的亮度信息。
23、 如权利要求15所述的数字成像设备，其中，快门是焦平面快门。
24、 如权利要求15所述的数字成像设备，其中，数字成像设备是镜头可 调换类型。
25、 如权利要求15所述的数字成像设备，其中，数字成像设备是单镜头 反射SLR数字相机。
全文摘要
提供一种能够控制闪光灯强度的数字成像设备和控制该设备的方法。提供一种控制能够在快门打开的情况下保持准备捕获状态的数字成像设备的方法，所述方法包括操作(a)在快门打开的情况下在实时观看中显示目标对象的图像；(b)获得图像的实时观看信息；(c)当输入成像开始信号时，在主曝光之前通过使用光传感器测量从目标对象反射的光；(d)获得测量信息；(e)通过使用实时观看信息和测量信息确定主曝光的条件；以及(f)在通过使用确定的主曝光的条件执行主曝光时，执行成像操作。
文档编号H04N5/232GK101534396SQ200910004190
公开日2009年9月16日 申请日期2009年2月20日 优先权日2008年3月13日
发明者安田知长 申请人:三星Techwin株式会社