专利名称：数字照相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有可连续发光的闪光灯的数字照相机。
背景技术：
专利文献1专利第3348799号公报近年，由于个人计算机的普及，取代银盐胶片，通过用CCD等固体摄像元件来拍摄被摄体的光像，可以直接得到图像影像的电子数据的数字照相机正在广泛普及。
在这种数字照相机中，由于固体摄像元件与银盐胶片相比，摄影宽度(动态范围)狭窄，并且通过调节对由固体摄像元件得到的图像的电气信号进行放大的放大器的增益，可以容易地进行感光度调整，因此期望有包括放大器的增益调整在内的更准确的曝光控制。
然而有一种照相机，在进行闪光灯摄影时，在对应释放按钮的操作进行正式摄影之前，使闪光灯进行预备发光(以下称为“预发光”)，通过检测来自被摄体的反射光量，判断闪光灯的发光量是否充分，在判断为不充分时，改变设定(提高摄影感光度)上述放大器的增益，以弥补发光量的不足，进行使闪光灯发光的正式摄影。
上述操作是为了得到伴随有闪光灯发光的摄影的正确曝光值(摄影图像的明亮度)而进行的，按上述说明来提高摄影感光度时，其摄影感光度是在完全不考虑在摄影前不使闪光灯发光的状态下通过AE(自动曝光)处理所决定的曝光值的情况下决定的。
即，根据在距离照相机较近的闪光灯摄影范围内的主要被摄体的曝光值来提高放大器的增益时，可以使主要被摄体为适合的曝光值。但是对闪光灯光不能到达的范围内的背景部分，则被设定为偏向曝光过度的一方。
另外，已经提出了使放大器的增益和闪光灯发光量相关联进行曝光控制的技术(例如，参照专利文献1)。
但是，如该技术文献的第0030段所述，放大器的增益仅仅是自动提高预先设定的“规定量”或用户通过手动操作进行设定而已，而不能自动设定与闪光灯光不能到达的背景部分的曝光值对应的合适增益。
如上所述，在通过闪光灯的预发光得到来自主要被摄体的反射光并算出合适曝光的基础上，也考虑闪光灯光不能到达的背景部分，以合适的曝光对图像整体进行摄影的产品尚不存在。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种数字照相机，能够自动算出并设定适合于主要被摄体和位于闪光灯光不能到达的范围内的背景双方的曝光值，进行闪光灯摄影。
为了达到上述目的，本发明提供一种数字照相机，具有摄像元件，用于获得与在自己的摄像面上成像的被摄体的像对应的光电转换输出；曝光时间控制单元，用于控制该摄像元件的有效曝光时间；感光度调整功能单元，调节与上述摄像元件的光电转换输出的放大率相应的照相机的ISO感光度值；和闪光灯单元，用于向上述被摄体投射光，其特征在于，具有集中控制下述各个动作的主控制单元，即，第1曝光条件算出动作算出不伴随上述闪光灯单元的预备发光的、包含上述有效曝光时间及ISO感光度值的由上述摄像元件进行摄像时的合适曝光条件；第2曝光条件算出动作通过伴随上述闪光灯单元的预备发光的调光动作，对由上述第1曝光条件算出动作所算出的曝光条件中的至少上述ISO感光度值进行校正，算出该曝光条件；以及如下动作根据由该第2曝光条件算出动作所算出并决定的曝光条件，执行作为本来的摄影动作的上述摄像元件的曝光。
本发明的数字照相机的另一特征在于，作为上述第2曝光条件算出动作，上述主控制单元对由上述第1曝光条件算出动作所算出的有效曝光时间也进行校正，算出适用于本来的摄影动作的该曝光条件。
本发明的数字照相机的另一特征在于，上述主控制单元，在上述第2曝光条件算出动作中，作为上述有效曝光时间，设置把其值控制在规定的界限值以内的条件，来算出第1曝光时间，并且，不设置该条件算出第2曝光时间，计算与所算出的第1曝光时间与第2曝光时间的差相应的上述ISO感光度值的所需调节量，至少考虑该计算值来对由上述第1曝光条件算出动作所算出的ISO感光度值进行校正，决定适用于本来的摄影动作的曝光条件。
本发明的数字照相机的再一特征在于，上述主控制单元，在上述第2曝光条件算出动作中，作为上述有效曝光时间，设置把其值控制在规定的界限值以内的条件，来算出第1曝光时间，并且，不设置该条件算出上述第2曝光时间，计算与所算出的第1曝光时间和第2曝光时间的差相应的上述ISO感光度值及上述有效曝光时间的各自所需调节量，至少考虑该计算值来对由上述第1曝光条件算出动作所算出的ISO感光度值及上述有效曝光时间进行校正，算出适用于本来的摄影动作的曝光条件。
本发明还提供一种数字照相机，具有摄像元件，用于获得与在自己的摄像面上成像的被摄体的像对应的光电转换输出；曝光时间控制单元，用于控制该摄像元件的有效曝光时间；感光度调整功能单元，调节与上述摄像元件的光电转换输出的放大率相应的照相机的ISO感光度值；和闪光灯单元，用于向上述被摄体投射光，其特征在于，具有集中控制下述各个动作的主控制单元，即，第1曝光条件算出动作算出不伴随上述闪光灯单元的预备发光的、包含上述有效曝光时间及ISO感光度值的由上述摄像元件进行摄像时的合适曝光条件；第2曝光条件算出动作通过伴随上述闪光灯单元的预备发光的调光动作，对由上述第1曝光条件算出动作所算出的曝光条件中的至少上述ISO感光度值进行校正，算出该曝光条件；以及如下动作根据由该第2曝光条件算出动作所算出并决定的曝光条件，执行作为本来的摄影动作的上述摄像元件的曝光，并且，上述主控制单元在不把上述有效曝光时间的值限制在规定界限值以内的第1控制模式中，对由上述第1曝光条件算出动作所算出的有效曝光时间也进行校正，算出适用于本来的摄影动作的该曝光条件，在把上述有效曝光时间的值限制在规定界限值以内的第2控制模式中，设置把上述有效曝光时间的值控制在规定界限值以内的条件，算出第1曝光时间，并不设置该条件算出第2曝光时间，计算与所算出的第1曝光时间和第2曝光时间的差相应的上述ISO感光度值的所需调节量，至少考虑该计算值来对由上述第1曝光条件算出动作所算出的ISO感光度值进行校正，算出并决定适用于本来的摄影动作的曝光条件。
本发明还提供一种数字照相机，具有摄像元件，用于获得与在自己的摄像面上成像的被摄体的像对应的光电转换输出；曝光时间控制单元，用于控制该摄像元件的有效曝光时间；感光度调整功能单元，调节与上述摄像元件的光电转换输出的放大率相应的照相机的ISO感光度值；和闪光灯单元，用于向上述被摄体投射光，其特征在于，具有集中控制下述各个动作的主控制单元，即，第1曝光条件算出动作算出不伴随上述闪光灯单元的预备发光的、包含上述有效曝光时间及ISO感光度值的由上述摄像元件进行摄像时的合适曝光条件；第2曝光条件算出动作通过伴随上述闪光灯单元的预备发光的调光动作，对由上述第1曝光条件算出动作所算出的曝光条件中的至少上述ISO感光度值进行校正，算出该曝光条件；以及如下动作根据由该第2曝光条件算出动作所算出并决定的曝光条件，执行作为本来的摄影动作的上述摄像元件的曝光，并且，上述主控制单元在不把上述有效曝光时间的值限制在规定界限值以内的第1控制模式中，对由上述第1曝光条件算出动作所算出的有效曝光时间也进行校正，算出适用于本来的摄影动作的该曝光条件，在把上述有效曝光时间的值限制在规定界限值以内的第2控制模式中，设置把上述有效曝光时间的值控制在规定界限值以内的条件，算出第1曝光时间，并不设置该条件算出第2曝光时间，计算与所算出的第1曝光时间和第2曝光时间的差相应的上述ISO感光度值及上述有效曝光时间的各自所需调节量，至少考虑该计算值来对由上述第1曝光条件算出动作所算出的ISO感光度值及有效曝光时间进行校正，算出并决定适用于本来的摄影动作的曝光条件。
图1是表示本发明的第1实施方式涉及的数字照相机的电路结构的方框图。
图2是表示该实施方式涉及的慢同步设定时的摄影处理内容的流程图。
图3是表示该实施方式涉及的摄影图像的示例图。
图4是表示本发明的第2实施方式涉及的数字照相机的手晃动界限发光设定时的摄影处理内容的流程图。
图5是表示该实施方式涉及的手晃动界限发光设定时的其他摄影处理内容的流程图。
图6是表示该实施方式涉及的手晃动界限发光设定时的其他摄影处理内容的流程图。
具体实施例方式
第1实施方式以下，参照
把本发明适用于数字照相机时的第1实施方式。
第1实施方式的结构图1表示本发明的一实施方式涉及的数字照相机1的电路结构。图中的10表示该数字照相机1的透镜主体，在该透镜主体10内设有透镜光学系统11和光圈12。
通过该透镜主体10得到的光像透过机械快门13后，成像于作为固体摄像元件的CCD14的摄像面上。
众所周知，CCD14用于在其曝光时间中储蓄每个象素的电荷并输出，该输出通过相关双重采样电路(对摄像元件的输出进行采样，这属于公知内容，省略记为CDS)15，经由放大器16以适当的增益被放大后，通过A/D转换电路17转换为数字信号，并提供给图像处理电路18。
该图像处理电路18把数字形式的图像信号暂且存储保持在缓冲存储器19中，读出存储保持在该缓冲存储器19中的图像信号，执行包括象素插值处理的规定的各种信号处理。
这样经过各种信号处理后的图像信号通过D/A转换器20被转换为模拟值后，被提供给具有背照光的TFT-LCD面板21进行监视显示。
此外，在图像处理电路18得到的图像信号也被提供给压缩/解压缩电路22，根据所指定的例如JPEG等压缩方法把数据量进行适当压缩后，被记录、保存在由闪存构成的插拔自由的存储卡23中，该存储卡23被用作该数字照相机1的记录介质。
保存在该存储卡23中的图像信号在播放模式时被读出时，利用压缩/解压缩电路22并通过与记录时相反的方法进行解压缩，复原成位图状图像信号，通过该复原处理得到的图像信号通过图像处理电路18被存储在缓冲存储器19中，通过所述D/A转换器20显示在TFT-LCD面板21上。
另外，设有用于集中控制本示例的数字照相机1整体的系统控制器24，该系统控制器24连接有所述放大器16、图像处理电路18以及驱动所述CCD14的CCD驱动器25。
此外，系统控制器24也连接第1至第3电机驱动器26～28以及闪光灯控制单元29。
第1电机驱动器26驱动使上述机械快门13进行开闭动作的第1电机(M)30。
第2电机驱动器27驱动使上述光圈12进行其调节动作的第2电机31。
第3电机驱动器28驱动使上述透镜光学系统11移动的第3电机32。
闪光灯控制单元29按照系统控制器24的指示切换控制闪光灯发光单元33的充电及发光。
另外，向系统控制器24直接输入来自操作开关(SW)单元34的操作信号，该操作开关单元34包括未图示的电源开关、释放开关、变焦开关、闪光灯开关、光标开关、菜单开关等，并且通过操作显示单元35显示并输出伴随该操作的动作状态和在上述存储卡23中的记录状态等，该操作显示单元35由具有背照光的黑白型LCD面板构成，该系统控制器24与存储有用于进行以上所有电路的集中动作的控制程序的不易失性存储器EEPROM36连接。在图1中，用虚线包围表示的上述CDS15、放大器16、及A/D转换电路17构成感光度调整功能单元SCU，该感光度调整功能单元SCU在系统控制器24的控制下，根据它们的增益决定本示例的数字照相机1的ISO感光度值(后述)。
第1实施方式的动作下面说明上述实施方式的动作。
图2表示利用闪光灯光使人物等主要被摄体突出，同时利用慢快门摄入背景的慢同步模式时的摄影处理内容，包括曝光值的校正在内的所有控制是在系统控制器24针对各相关部分的集中控制下进行的。
而且，上述操作开关单元34的释放开关是按两步行程进行动作的，通过半按操作进行的第1行程(以下在文章中及附图中称为“第1释放”)操作，执行没有闪光灯发光的AE(自动曝光)及AF(自动对焦)，通过完全按下的第2行程(以下在文章中及附图中称为“第2释放”)，驱动闪光灯发光单元33进行预备发光(以下称为“预发光”)，在进行曝光值的校正后，再次驱动闪光灯发光单元33进行发光(以下称为“正式发光”)，从而进行摄影。
另外，后述的快门速度Tv、光圈值Av、与放大器16的增益值相应的摄影感光度(ISO感光度)Sv均基于周知的APEX方式，例如，如果快门速度Tv是“6”则对应于“1/60秒”，光圈值Av是“3”则对应于“F2.8”，IS0感光度值Sv是“5”则对应于“ISO100”。
在该处理的开始，等待释放开关被进行第1释放操作(步骤S101)，在判断为已被操作时，对闪光灯发光单元33不进行发光驱动，执行AE处理和AF处理(步骤S102、S103)。
此时，把通过AE处理得到的快门速度假设为Tv、把光圈值假设为Av、把上述的ISO感光度假设为Sv，则形成AE锁定及AF锁定状态。在该AE锁定状态，也执行是否需要闪光灯发光的判断等，但为了便于简洁说明本发明，以下仅详细叙述伴随闪光灯发光时的情况。
之后，通过反复判断是否进行了释放开关的第2释放操作(步骤S104)，是否正在维持第1释放操作(步骤S105)，维持上述AE及AF所得到的状态，等待进行第2释放操作。
此处，在不维持第1释放操作、而解除第1释放操作的情况下，在步骤S105判断到该情况，将在上述AE及AF所得到的快门速度Tv、光圈值Av、及放大器16的ISO感光度值Sv、以及对焦位置全部废弃，再次返回从上述步骤S101开始的处理。
另外，当释放开关被进行了第2释放操作时，在步骤S104判断到该情况，马上进行驱动闪光灯发光单元33发光的预发光，同时通过CCD14感光由此形成的来自被摄体的反射光，并检测其水平(步骤S106)，根据所检测的水平判断闪光灯发光单元33的发光量是否不足(步骤S107)。
在该情况下，在检测伴随预发光的反射光时，也可以一律判断CCD14的摄像面整体的感光水平，还可以仅对中央部、或对包括中央部的规定多点位置进行加权，通过与预先设定的阈值的比较判断，进行感光水平的判断。
在上述判断中，如果得到发光量充足的结论，则没有任何问题，但如果判断为发光量不足，则对应该水平差，通过增加放大器16的增益值来提高ISO感光度值。设此时的增加部分为ΔSv，设定使ΔSv＝ΔTv的快门速度值Tv的校正值ΔTv。
然后，把上述ΔSv加在上述步骤S102中假设的ISO感光度值Sv上，将其和作为ISO感光度值Sv重新进行校正设定(Sv←Sv+ΔSv)，同时把上述ΔTv加在上述步骤S102中假设的快门速度Tv上，将其和作为快门速度Tv重新进行校正设定(Tv←Tv+ΔTv)(步骤S108)。
然后，根据此时设定的对焦位置、快门速度Tv、光圈值Av及ISO感光度值Sv，执行使闪光灯发光单元33进行正式发光的摄影(步骤S109)。
然后，把摄影所得到的图像数据从图像信号处理电路18发送到压缩/解压缩电路22，对数据量进行压缩之后，记录并保存在存储卡23中(步骤S110)，结束以上慢同步摄影涉及的一系列处理，为了准备下一释放开关操作返回从上述步骤S101开始的处理。
图3表示经过上述步骤S108的处理所摄影的图像I的示例。此处，为了使主要被摄体M位于比较接近数字照相机10的位置，根据通过闪光灯的预发光所检测的内容，提高ISO感光度值Sv，以适当的曝光进行摄影，另一方面，在闪光灯光不能到达的背景部分B，快门速度仅加快该ISO感光度值Sv的提高部分，所以能够以合适的曝光进行摄影而不会曝光过度。
这样，在根据闪光灯发光单元33的预发光判断为发光量不足时，为了得到主要被摄体的合适曝光，以闪光灯发光单元33不发光时得到的曝光值为基准，进行校正设定使得ISO感光度值Sv仅提高合适的必要水平部分。
由此，主要被摄体以可靠合适的曝光值通过闪光灯发光单元33的正式发光被摄影。
另外，设将ISO感光度值Sv提高后的差ΔSv＝ΔTv，把该值ΔTv加在快门速度Tv上，将其和作为快门速度Tv重新进行校正设定。
这样，通过使快门速度仅提高对应ISO感光度值Sv上升部分，缩短曝光时间，能够可靠防止闪光灯光不能到达的背景部分的曝光过度。
此外，闪光灯的发光时间一般约为5msec(＝1/200秒)，所以为了利用曝光时间来确保上述闪光灯的发光时间，也可以对提高上述ISO感光度值Sv的差ΔSv设定限制。
在该情况下，该闪光灯的发光时间TvLIMIT＝7.64(相当于5msec)，当「ΔSv＞TvLIMIT-Tv」时，例如，也可以作为「ΔSv＝TvLIMIT-Tv」，限制ΔSv的值。
第2实施方式以下，参照
把本发明适用于数字照相机时的第2实施方式。
由于其方框图结构基本上与上述图1所示结构相同，所以对相同部分赋予相同标号，并省略其图示及说明。
第2实施方式的动作下面说明上述实施方式的动作。
图4表示意欲利用闪光灯光使相对近距离处的人物等主要被摄体突出进行摄影，以快门速度例如广角侧时为1/30秒(Tv＝5)、望远侧时为1/125秒(Tv＝7)作为手晃动界限进行曝光控制时的自动发光模式的摄影动作的流程图。所谓“手晃动界限的快门速度”，是指在作为摄影结果的图像中不产生观察者可目视识别的晃动的、作为低速侧界限值的快门速度，一般理解为相应于该摄影中使用的透镜焦点距离(mm)的倒数。在本实施方式中执行曝光控制，以进行考虑了该手晃动界限的快门速度(以下表示为Tv(手晃动))的曝光值校正。包括该曝光控制的所有控制是通过以系统控制器24为主体对控制系统进行集中控制而执行的。
此外，上述操作开关单元34的释放开关按2步行程进行动作，通过第1释放操作执行没有闪光灯发光的AE(自动曝光)和AF(自动对焦)，通过第2释放操作使闪光灯发光单元33进行预发光，在进行曝光值的校正后，驱动闪光灯发光单元33再次发光(以下称为“正式发光”)，从而执行摄影。
在该处理的开始，等待释放开关被进行第1释放操作(步骤S201)，在判断为已被操作时，对闪光灯发光单元33不进行发光驱动，执行AE处理和AF处理(步骤S202、S203)。
此时，把通过AE处理得到的快门速度假设为Tv、把光圈值假设为Av、把ISO感光度值假设为Sv，则形成AE锁定及AF锁定状态。在该AE锁定中，也执行是否需要闪光灯发光的判断等。在摄影时的AE运算处理的初期阶段，作为快门速度Tv，在算出比上述的手晃动界限的快门速度Tv(手晃动)低速的快门速度TvSTOFF时，在本实施方式中，判定为应执行低亮度时的闪光灯自动发光动作，实际设定的快门速度被限制为Tv(手晃动)。假设以上述的低速快门速度TvSTOFF进行了摄影时，闪光灯光不能到达的背景部分为合适的曝光。另一方面，使闪光灯发光，以快门速度Tv(手晃动)进行了摄影时，闪光灯光能够到达的相对近距离处的人物等主要被摄体能够得到合适的曝光，闪光灯光不能到达的背景部分呈现与不将快门速度设为低速快门速度TvSTOFF而限制为Tv(手晃动)的部分相应的曝光不足(所谓曝光不足)的倾向。
如上所述选择了快门速度后，通过反复判断是否进行了释放开关的第2释放操作(步骤S204)，是否正在维持第1释放操作(步骤S205)，维持上述AE及AF所得到的状态，等待进行第2释放操作。
此处，在不维持第1释放操作、而解除第1释放操作的情况下，在步骤S205判断到该情况，将在上述AE及AF所得到的对焦位置、快门速度Tv、光圈值Av、及ISO感光度值Sv全部废弃，再次返回从上述步骤S201开始的处理。
另外，当释放开关被进行了第2释放操作时，在步骤S204判断到该情况，马上进行驱动闪光灯发光单元33发光的预发光，同时通过CCD14感光由此形成的来自被摄体的反射光，并检测其水平(步骤S206)，根据所检测的水平判断闪光灯发光单元33的发光量是否不足(步骤S207)。
在该情况下，在检测伴随预发光的反射光时，可以一律判断CCD14的摄像面整体的感光水平，也可以仅对中央部、或对包括中央部的规定多点位置进行加权，通过与预先设定的阈值的比较判断，进行感光水平的判断。
在本实施方式中，不直接将感光度提高调节到与ISO感光度值的增加部分对应的值，而是考虑背景的明亮度一定程度地抑制ISO感光度值增加，来进行感光度提高的调节，该ISO感光度值的增加部分是作为与通过闪光灯发光不能填补的光量不足部分相应的部分而算出的。这样，可以进行闪光灯光不能到达的范围中的背景部分不会曝光过度的合适曝光控制。
执行运算“Tv(手晃动)-TvSTOFF”，判断其结果是否小于增加ISO感光度值的差ΔSv(步骤S208)。
此处，在判断为小于该差ΔSv时，把上述运算“Tv(手晃动)-TvSTOFF”的结果作为增加ISO感光度值的差ΔSv重新进行更新设定(ΔSv←Tv(手晃动)-TvSTOFF)，利用该更新设定后的ΔSv把该ΔSv加在上述步骤S202假设的ISO感光度值Sv上，将其和作为ISO感光度值Sv重新进行校正设定(Sv←Sv+ΔSv)(步骤S209)。
另外，在上述步骤S208，在判断为运算“Tv(手晃动)-TvSTOFF”的结果等于或大于增加ISO感光度值的差ΔSv时，使用上述差ΔSv直接把上述ΔSv加在上述步骤S203假设的ISO感光度值Sv上，将其和作为ISO感光度值Sv重新进行校正设定(Sv←Sv+ΔSv)(步骤S210)。
然后，根据此时设定的对焦位置、快门速度Tv、光圈值Av及ISO感光度值Sv，执行使闪光灯发光单元33正式发光的摄影(步骤S211)。
然后，把摄影所得到的图像数据从图像处理电路18发送到压缩/解压缩电路22，对数据量进行压缩之后，记录并保存在存储卡23中(步骤S212)，结束以上考虑了手晃动界限的快门速度的闪光灯发光模式的一系列处理，为了准备下一释放开关操作返回从上述步骤S201开始的处理。
如上所述在本实施方式中，不直接将感光度提高调节到与ISO感光度值的增加部分对应的值，而是一边考虑背景的明亮度一定程度地抑制ISO感光度值增加，一边进行提高感光度的调节，该ISO感光度值的增加部分是作为与通过闪光灯发光不能填补的光量不足部分相应的部分而算出的。这样，可以进行闪光灯光不能到达的范围中的背景部分不会曝光过度的合适曝光控制。
另外，在可靠防止发生手的晃动的同时，根据闪光灯摄影时的背景部分的明亮度可以得到更细致的合适曝光。
第2实施方式的其他动作1下面说明上述实施方式的其他动作。
图5表示意欲利用闪光灯光使相对近距离处的人物等主要被摄体突出进行摄影，以快门速度例如广角侧时为1/30秒(Tv＝5)、望远侧时为1/125秒(Tv＝7)作为手晃动界限进行曝光控制时的自动发光模式的摄影动作的流程图。所谓“手晃动界限的快门速度”如前面所述，包括考虑了该手晃动界限的快门速度(以下表示为Tv(手晃动))的曝光值校正的所有控制是通过以系统控制器24为主体对控制系统进行集中控制而执行的。
而且，上述操作开关单元34的释放开关按2步行程进行动作，通过第1释放操作执行没有闪光灯发光的AE(自动曝光)和AF(自动对焦)，通过第2释放操作进行预发光，在进行曝光值的校正后，驱动闪光灯发光单元33再次发光(以下称为“正式发光”)，从而执行摄影。
在该处理的开始，等待释放开关被进行第1释放操作(步骤S301)，在判断为已被操作时，对闪光灯发光单元33不进行发光驱动，执行AE处理和AF处理(步骤S302、S303)。
此时，把通过AE处理得到的快门速度假设为Tv、把光圈值假设为Av、把上述的ISO感光度值假设为Sv，则形成AE锁定及AF锁定状态。在该AE锁定中，也执行是否需要闪光灯发光的判断等。在摄影时的AE运算处理的初期阶段，作为快门速度Tv，在算出比上述的手晃动界限的快门速度Tv(手晃动)低速的快门速度TvSTOFF时，在本实施方式中，判定为应执行低亮度时的闪光灯自动发光动作，实际设定的快门速度被限制为Tv(手晃动)。假设以上述的低速快门速度TvSTOFF进行了摄影时，闪光灯光不能到达的背景部分为合适的曝光。另一方面，使闪光灯发光，以快门速度Tv(手晃动)进行了摄影时，闪光灯光能够到达的相对近距离处的人物等主要被摄体能够得到合适的曝光，闪光灯光不能到达的背景部分呈现与不将快门速度设为低速快门速度TvSTOFF而限制为Tv(手晃动)的部分相应的曝光不足(所谓曝光不足)的倾向。
然后，通过反复判断是否进行了释放开关的第2释放操作(步骤S304)，是否正在维持第1释放操作(步骤S305)，维持上述AE及AF所得到的状态的同时，等待进行第2释放操作。
此处，在不维持第1释放操作、而解除第1释放操作的情况下，在步骤S305判断到该情况，将在上述AE及AF所得到的对焦位置、快门速度Tv、光圈值Av、及ISO感光度值Sv全部废弃，再次返回从上述步骤S301开始的处理。
当释放开关被进行了第2释放操作时，在步骤S304判断到该情况，马上进行驱动闪光灯发光单元33发光的预发光的同时，通过CCD14感光由此形成的来自被摄体的反射光，检测其水平(步骤S306)，根据所检测的水平判断闪光灯发光单元33的发光量是否不足(步骤S307)。
在该情况下，在检测伴随预发光的反射光时，可以一律判断CCD14的摄像面整体的感光水平，也可以仅对中央部、或对包括中央部的规定多点位置进行加权，通过与预先设定的阈值的比较判断，进行感光水平的判断。
然而，在根据该检测结果判断为发光量充足时，没有任何问题，但当判断为发光量不足时，接着判断其不足程度。
执行运算“Tv(手晃动)-TvSTOFF”，判断其结果是否小于增加ISO感光度值的差ΔSv(步骤S308)。
此处，在判断为小于该差ΔSv时，使用上述差ΔSv直接将上述ΔSv加在上述步骤S302假设的ISO感光度值Sv上，将其和作为ISO感光度值Sv重新进行校正设定(Sv←Sv+ΔSv)，将上述差ΔSv和闪光灯发光单元33没发光时的快门速度TvSTOFF相加，将其和作为快门速度Tv重新进行校正设定(Tv←ΔSv+TvSTOFF)(步骤S309)。
该快门速度Tv的运算实际上是作为“Tv(手晃动)+ΔSv-(Tv(手晃动)-TvSTOFF)”，通过把该式的第1项和第3项的各自Tv(手晃动)抵消而导出的。
但是，当作为上述步骤S308的判断基准的增加ISO感光度值Sv的差ΔSv大于运算“TvLIMIT-TvSTOFF”(TvLIMIT闪光灯发光时间＝7.64(相当于5msec))的结果时，由于快门速度有可能受到闪光灯发光时间的影响，所以为了设计限制代替上述步骤S309的处理，也可以把“TvLIMIT-TvSTOFF”的结果作为差ΔSv重新进行更新设定，然后将上述ΔSv加在上述步骤S302假设的ISO感光度值Sv上，将其和作为ISO感光度值Sv重新进行校正设定(Sv←Sv+ΔSv)，同时把快门速度Tv作为上述TvLIMIT进行校正设定(Tv←TvLIMIT)(步骤S309…在图5的流程图中执行，以代替步骤S309)。
另外，在上述步骤S308，当运算“TvLIMIT-TvSTOFF”的结果等于或大于增加ISO感光度值Sv的差ΔSv时，使用上述差ΔSv直接向在上述步骤S303假设的放大器16的增益值Sv加算上述ΔSv，将其和作为放大器16的增益值Sv重新进行校正设定(Sv←Sv+ΔSv)(步骤S310)。
然后，根据此时设定的对焦位置、快门速度Tv、光圈值Av及ISO感光度值Sv，执行使闪光灯发光单元33正式发光的摄影(步骤S311)。
然后，把摄影所得到的图像数据从图像信号处理电路18发送到压缩/解压缩电路22，对数据量进行压缩之后，记录并保存在存储卡23中(步骤S312)，结束以上考虑了手晃动界限的快门速度的闪光灯发光模式的一系列处理，为了准备下一释放开关操作返回从上述步骤S301开始的处理。
如上所述在本实施方式中，不直接将感光度提高调节到与ISO感光度值的增加部分对应的值，而是考虑背景的明亮度一定程度地抑制ISO感光度值增加，来进行灵敏度感光度提高的调节，该ISO感光度值的增加部分是作为与通过闪光灯发光不能填补的光量不足部分相应的部分而算出的。这样，可以进行闪光灯光不能到达的范围的背景部分曝光不会过度的合适曝光控制。
此外，对增加ISO感光度值的差ΔSv不设限制，使按上述第1实施方式所述，根据需要进行快门速度Tv的校正设定。
第2实施方式的其他动作2下面说明上述实施方式的其他动作。
图6表示意欲利用闪光灯光使相对近距离处的人物等主要被摄体突出进行摄影，以快门速度例如广角侧时为1/30秒(Tv＝5)、望远侧时为1/125秒(Tv＝7)作为手晃动界限进行曝光控制时的自动发光模式的摄影动作的流程图。如前面所述，所谓“手晃动界限的快门速度”是指在作为摄影结果的图像中不产生观察者可目视识别的晃动的、作为低速侧界限值的快门速度，一般理解为相适应于该摄影中使用的透镜焦点距离(mm)的倒数。在本实施方式中，包括考虑了该手晃动界限的快门速度(以下表示为Tv(手晃动))的曝光值校正的所有控制是通过以系统控制器24为主体对控制系统进行集中控制而执行的。
此外，上述操作开关单元34的释放开关按2步行程进行动作，通过上述第1释放操作执行没有闪光灯发光的AE(自动曝光)和AF(自动对焦)，通过上述第2释放操作使闪光灯发光单元33进行预发光，在进行曝光值的校正后，使闪光灯发光单元33正式发光并进行摄影。
在该处理的开始，等待释放开关被进行第1释放操作(步骤S401)，在判断为已被操作时，对闪光灯发光单元33不进行发光驱动，执行AF处理和AE处理(步骤S402、S403)。
此时，把通过AE处理得到的快门速度设为Tv、把光圈值设为Av、把ISO感光度值设为Sv，特别是光圈值Av是按原状态进行设定，而快门速度Tv及ISO感光度值则均是假设，形成AF锁定及包括ISO感光度值的AE锁定状态。在该实施方式中，也在该AE锁定中执行是否需要闪光灯发光的判断等。在摄影时的AE运算处理的初期阶段，作为快门速度Tv，在算出比上述的手晃动界限的快门速度Tv(手晃动)低速的快门速度TvSTOFF时，在本实施方式中，判定为应执行低亮度时的闪光灯自动发光动作，实际设定的快门速度被限制为Tv(手晃动)。假设以上述的低速快门速度TvSTOFF进行了摄影时，闪光灯光不能到达的背景部分成为合适的曝光。另一方面，使闪光灯发光，以快门速度Tv(手晃动)进行了摄影时，闪光灯光能够到达的相对近距离处的人物等的主要被摄体能够得到合适的曝光，闪光灯光不能到达的背景部分呈现与未将快门速度设为低速快门速度TvSTOFF而限制为Tv(手晃动)的部分相应的曝光不足(所谓曝光不足)的倾向。
然后，通过反复判断是否进行了释放开关的第2释放操作(步骤S404)，是否正在维持第1释放操作(步骤S405)，维持上述AE及AF所得到的状态，等待进行第2释放操作。
此处，在不维持第1释放操作、而解除第1释放操作的情况下，在步骤S405判断到该情况，将在上述AE及AF所得到的对焦位置、快门速度Tv、光圈值Av、及ISO感光度值Sv全部废弃，再次返回从上述步骤S401开始的处理。
另外，当释放开关被进行了第2释放操作时，在步骤S404判断到该情况，马上进行驱动闪光灯发光单元33发光的预发光，同时通过CCD14感光由此形成的来自被摄体的反射光，并检测其水平(步骤S406)，根据所检测的水平判断闪光灯发光单元33的发光量是否不足(步骤407)。
在该情况下，在检测伴随预发光的反射光时，可以一律判断CCD14的摄像面整体的感光水平，也可以仅对中央部、或对包括中央部的规定多点位置进行加权，通过与预先设定的阈值的比较判断，进行感光水平的判断。
然而，在根据该检测结果判断为发光量充足时，没有任何问题，但当判断为发光量不足时，接着判断其不足程度。
即，把与闪光灯发光时间对应的快门速度设为TvLIMIT(TvLIMIT＝7.64(相当于5msec))，把与此时选择的透镜光学系统12的焦点距离对应的快门速度的手晃动界限值设为Tv(手晃动)。
据此算出运算“TvLIMIT-Tv(手晃动)”，判断其结果是否小于增加ISO感光度值的差ΔSv(步骤S408)。
在判断为小于该差ΔSv时，把上述运算“TvLIMIT-Tv(手晃动)”的结果加到在上述步骤S403假设的ISO感光度值Sv上，将其和作为放大器16的增益值Sv重新进行校正设定(Sv←Sv+TvLIMIT-Tv(手晃动))，把对应上述闪光灯发光时间的快门速度TvLIMIT作为快门速度Tv重新进行校正设定(Tv←TvLIMIT)(步骤S409)。
此外，在上述步骤S408，当运算“TvLIMIT-Tv(手晃动)”的结果等于或大于增加ISO感光度值的差ΔSv时，使用上述差ΔSv直接将上述ΔSv加在上述步骤S403假设的ISO感光度值Sv上，将其和作为ISO感光度值Sv重新进行校正设定(Sv←Sv+ΔSv)，同时将上述ΔSv加在上述步骤S402假设的快门速度Tv上，将其和作为快门速度Tv重新进行校正设定(Tv←Tv+ΔSv)(步骤S410)。
然后，根据此时设定的对焦位置、快门速度Tv、光圈值Av及ISO感光度值Sv，执行使闪光灯发光单元33正式发光的摄影(步骤S411)。
然后，把摄影所得到的图像数据从图像处理电路18发送到压缩/解压缩电路22，对数据量进行压缩之后，记录并保存在存储卡23中(步骤S412)，结束以上考虑了手晃动界限的快门速度的闪光灯发光模式的一系列处理，为了准备下一释放开关操作返回从上述步骤S401开始的处理。
根据上述实施方式，在确保作为与闪光灯的发光量不足对应的部分而算出的ISO感光度值的增加的同时，可以进行合适的ISO感光度值的调整，使属于闪光灯光不能到达的区域的背景部分的曝光不会过度。另外，距主要被摄体的距离越远，闪光灯的发光量不足程度就越大，ISO感光度值的所需增加量也就越大(即，所需的感光度增加量随主要被摄体的距离而改变)。在本实施方式中，控制快门速度以抑制因这种现象造成的影响，使背景的曝光水平不变。
因此，可以在可靠地防止产生手晃动的同时，根据闪光灯摄影时的背景部分的亮度，得到更细致的合适曝光。
此外，可以把作为该照相机的固有值的、对应闪光灯发光时间的快门速度TvLIMIT、与此时选择的透镜光学系统12的焦点距离对应的快门速度手晃动界限值Tv(手晃动)用作变量，判断控制状态。
因此，控制所需的运算处理变容易，可以缩短进行第2释放操作后，从预发光转移为正式发光摄影时的释放时间滞后。
另外，在上述说明中，对调节ISO感光度值的感光度调整功能单元由包括CDS15、放大器16及A/D转换电路17的电路单元(感光度调整功能单元SCU)构成的示例进行了说明。在这些实施方式中，可以构成为感光度调整功能单元SCU的ISO感光度值调节主要通过放大器16的增益调整来进行ISO感光度值的调整。但是，本发明的构思不限定于该示例。例如，ISO感光度值的调整除上述示例外，也可以是在系统控制器24的控制下控制其他电路单元(例如图像处理电路18)的信号增益的结构。
另外，本发明不限定于上述实施方式，可以在不脱离其要旨的范围内进行各种变形实施。
此外，在上述实施方式中包括各种阶段的发明，可以通过公开的多个构成要素的适当组合来抽出各种发明。例如，即使从实施方式所示的所有构成要素中删除几个构成要素，也能解决本发明要解决的问题中所述的至少一个问题，并得到发明效果中所述的至少一个效果时，则可以将删除该构成要素而得的结构作为发明抽出。
根据本发明，由于以在闪光灯单元不发光时得到的曝光值为基准，进行至少包括上述的ISO感光度值的闪光灯摄影时的曝光值的自动校正，所以能够实施自动算出设定适合于主要被摄体和闪光灯光不能到达的范围中的背景部分双方的曝光值的闪光灯摄影。
权利要求
1.一种数字照相机，具有摄像元件，用于获得与在自己的摄像面上成像的被摄体的像对应的光电转换输出；曝光时间控制单元，用于控制该摄像元件的有效曝光时间；感光度调整功能单元，调节与上述摄像元件的光电转换输出的放大率相应的照相机的ISO感光度值；和闪光灯单元，用于向上述被摄体投射光，其特征在于，具有集中控制下述各个动作的主控制单元，即，第1曝光条件算出动作算出不伴随上述闪光灯单元的预备发光的、包含上述有效曝光时间及ISO感光度值的由上述摄像元件进行摄像时的合适曝光条件；第2曝光条件算出动作通过伴随上述闪光灯单元的预备发光的调光动作，对由上述第1曝光条件算出动作所算出的曝光条件中的至少上述ISO感光度值进行校正，算出该曝光条件；以及如下动作根据由该第2曝光条件算出动作所算出并决定的曝光条件，执行作为本来的摄影动作的上述摄像元件的曝光。
2.根据权利要求1所述的数字照相机，其特征在于，作为上述第2曝光条件算出动作，上述主控制单元对由上述第1曝光条件算出动作所算出的有效曝光时间也进行校正，算出适用于本来的摄影动作的该曝光条件。
3.根据权利要求1所述的数字照相机，其特征在于，上述主控制单元，在上述第2曝光条件算出动作中，作为上述有效曝光时间，设置把其值控制在规定的界限值以内的条件，来算出第1曝光时间，并且，不设置该条件算出第2曝光时间，计算与所算出的第1曝光时间与第2曝光时间的差相应的上述ISO感光度值的所需调节量，至少考虑该计算值来对由上述第1曝光条件算出动作所算出的ISO感光度值进行校正，决定适用于本来的摄影动作的曝光条件。
4.根据权利要求1所述的数字照相机，其特征在于，上述主控制单元，在上述第2曝光条件算出动作中，作为上述有效曝光时间，设置把其值控制在规定的界限值以内的条件，来算出第1曝光时间，并且，不设置该条件算出上述第2曝光时间，计算与所算出的第1曝光时间和第2曝光时间的差相应的上述ISO感光度值及上述有效曝光时间的各自所需调节量，至少考虑该计算值来对由上述第1曝光条件算出动作所算出的ISO感光度值及上述有效曝光时间进行校正，算出适用于本来的摄影动作的曝光条件。
5.一种数字照相机，具有摄像元件，用于获得与在自己的摄像面上成像的被摄体的像对应的光电转换输出；曝光时间控制单元，用于控制该摄像元件的有效曝光时间；感光度调整功能单元，调节与上述摄像元件的光电转换输出的放大率相应的照相机的ISO感光度值；和闪光灯单元，用于向上述被摄体投射光，其特征在于，具有集中控制下述各个动作的主控制单元，即，第1曝光条件算出动作算出不伴随上述闪光灯单元的预备发光的、包含上述有效曝光时间及ISO感光度值的由上述摄像元件进行摄像时的合适曝光条件；第2曝光条件算出动作通过伴随上述闪光灯单元的预备发光的调光动作，对由上述第1曝光条件算出动作所算出的曝光条件中的至少上述ISO感光度值进行校正，算出该曝光条件；以及如下动作根据由该第2曝光条件算出动作所算出并决定的曝光条件，执行作为本来的摄影动作的上述摄像元件的曝光，并且，上述主控制单元在不把上述有效曝光时间的值限制在规定界限值以内的第1控制模式中，对由上述第1曝光条件算出动作所算出的有效曝光时间也进行校正，算出适用于本来的摄影动作的该曝光条件，在把上述有效曝光时间的值限制在规定界限值以内的第2控制模式中，设置把上述有效曝光时间的值控制在规定界限值以内的条件，算出第1曝光时间，并不设置该条件算出第2曝光时间，计算与所算出的第1曝光时间和第2曝光时间的差相应的上述ISO感光度值的所需调节量，至少考虑该计算值来对由上述第1曝光条件算出动作所算出的ISO感光度值进行校正，算出并决定适用于本来的摄影动作的曝光条件。
6.一种数字照相机，具有摄像元件，用于获得与在自己的摄像面上成像的被摄体的像对应的光电转换输出；曝光时间控制单元，用于控制该摄像元件的有效曝光时间；感光度调整功能单元，调节与上述摄像元件的光电转换输出的放大率相应的照相机的ISO感光度值；和闪光灯单元，用于向上述被摄体投射光，其特征在于，具有集中控制下述各个动作的主控制单元，即，第1曝光条件算出动作算出不伴随上述闪光灯单元的预备发光的、包含上述有效曝光时间及ISO感光度值的由上述摄像元件进行摄像时的合适曝光条件；第2曝光条件算出动作通过伴随上述闪光灯单元的预备发光的调光动作，对由上述第1曝光条件算出动作所算出的曝光条件中的至少上述ISO感光度值进行校正，算出该曝光条件；以及如下动作根据由该第2曝光条件算出动作所算出并决定的曝光条件，执行作为本来的摄影动作的上述摄像元件的曝光，并且，上述主控制单元在不把上述有效曝光时间的值限制在规定界限值以内的第1控制模式中，对由上述第1曝光条件算出动作所算出的有效曝光时间也进行校正，算出适用于本来的摄影动作的该曝光条件，在把上述有效曝光时间的值限制在规定界限值以内的第2控制模式中，设置把上述有效曝光时间的值控制在规定界限值以内的条件，算出第1曝光时间，并不设置该条件算出第2曝光时间，计算与所算出的第1曝光时间和第2曝光时间的差相应的上述ISO感光度值及上述有效曝光时间的各自所需调节量，至少考虑该计算值来对由上述第1曝光条件算出动作所算出的ISO感光度值及有效曝光时间进行校正，算出并决定适用于本来的摄影动作的曝光条件。
全文摘要
一种数字照相机，自动算出适于主要被摄体和闪光灯光不能到达的范围内的背景部分双方的曝光值，进行闪光灯摄影。具有可以连续发光的闪光灯发光单元33；摄影被摄体像的CCD14；阻断入射到该CCD14的光像的机械快门14；放大CCD14摄影所得的图像信号的放大器16；系统控制器24，在闪光灯发光单元33不发光的状态下，决定包括机械快门14的开闭时间与放大器16的增益的CCD14进行摄影的合适曝光条件，伴随闪光灯发光单元33的预发光，根据由CCD14得到的图像信号的水平，根据各自所决定的值改变设定放大器16的增益和机械快门14的开闭时间，然后执行伴随有闪光灯发光单元33的正式发光的由CCD进行的摄影。
文档编号G03B7/00GK1520163SQ20041000037
公开日2004年8月11日 申请日期2004年1月9日 优先权日2003年1月9日
发明者岛田义尚 申请人:奥林巴斯株式会社