專利名稱：適用于使用閃光燈拍攝圖像的數碼照相機及其相應方法
技術領域：
本發明涉及一種用于在稱作積分周期的一段時間內對目標拍照的數字式照相機，其包括光敏元件排列，光敏元件的初始化電路以及用于接收來自所述元件的光數據的輸出電路與該光敏元件排列相連，該照相機進一步包括用于照亮目標的發光電路。
本發明還涉及一種借助于發光設備來拍攝照片的方法。
上述的發光設備實際上是由攝影中常用類型的電子閃光燈來實現的。
本發明提出了關于數字攝影的引人注目的重要用途，其中使用了被認為是低成本及低功耗的CMOS光敏元件。
從日本專利公開JP09326952中獲知了這種設備。在這種已知設備中，通過可以運動的線性排列對圖像進行分析。這種運動被認為是很麻煩的，因為實現這樣的運動意味著要使用成本很高的機械裝置。
本發明提出了一種如開篇段落中所述的設備，其克服了上述不足之處。
為了實現這一目的，該設備的特征在于所述光敏元件排列的是由組成矩陣的多行光敏元件構成的那種光敏元件排列；其包括控制電路，以用于將該元件復位為0，以及用于和所述輸出電路一起讀取該元件并定義它們的積分周期；其進一步包括發光控制電路，以用于啟動發光電路，從而確定在元件的積分周期中，對于多于一行的元件而言出現至少一次閃光的時間。
一種利用根據本發明的照相機對目標拍照的方法，其特征在于具有以下步驟●在稱作積分周期的一段時間內，使用光敏元件矩陣，這些元件按行和列設置，以形成目標的攝影圖像，●使用發光設備，其具有與所述照相機相連的控制器，●在稱作積分周期的一段時間內，隨時間的推移逐行分析所述圖像。
●在積分周期內，在與多于一行相對應的時刻啟動至少一次閃光。
經由一些非限定性實施例并結合以下所述實施例，可以明顯得到或闡明本發明的這些和其他方面。
附圖簡述
圖1表示了根據本發明的設備，圖2表示了對用于根據本發明的矩陣中的一行光敏元件進行分析的圖表，圖3表示了一行光敏元件如何進行工作，圖4表示了本發明第一實施例的工作過程，圖5表示了本發明第二實施例的工作過程。
如圖1所示，該照相機包括外殼2，在其旁邊安裝了閃光設備4，從而如果目標10處于暗處，則可以將其照亮后適當地對其進行拍照。閃光基本上可用于兩種情況●當沒有閃光，場景亮度太低而不能進行拍照時；●或者當目標處于逆光時。因此該閃光就起到補充光線的作用，也就是說，其照亮處于暗處的部分。
通過設置在由光敏元件組成的光敏排列14上的物鏡12，對目標成像。電路16可以控制整體運行并且特別是作為單元排列14對成目標像進行分析的功能而同步照亮該目標10。開關18所示的是用于拍照的快門。在外殼2上，還添加了測光電路20，其測量傳送回傳感器的光。眾所周知，該電路20采用了光敏二極管22。所拍攝的照片存儲在存儲器26中，該存儲器構成了電路16的一部分。事實上，這種存儲器多數是以可插入外殼2中的存儲盤形式出現的。這樣存儲的照片可以以數字形式重建，并且可以在訪問裝置30上顯示出來。利用電路16對光信息進行讀取，該電路還作為排列14的輸出電路，并且還對閃光設備4進行光控制。而且，電路16控制將元件復位為0、這些元件的讀取以及控制其積分周期。其控制閃光設備4，從而在元件的積分周期中，保持對多于一行的元件的至少一次閃光。
根據本發明的一個方面，排列14表現為所述光敏元件矩陣的形式。如圖2所示。該矩陣由一定數量的行構成，例如480行，即圖中的L1至L480，并分為640列，即R1至R640。為避免導線數量過多，不能對各個單元均獨立尋址，但可以逐行尋址；因此，行解復用器35可以收集其所切換到的行中各個元件的不同光數據。行RS可以將所述各行復位為0。開關37可以將這種控制引導到所述各行。所有元件均在該電路16的控制之下。
圖3表示了如何對排列14中的一行進行處理。時間t0為定義了該矩陣中整行復位為0時刻的時間。Δt定義了稱作積分周期的一段時間，在該段時間內，閃光作用于該光敏元件。該積分周期由鋸齒形的上升沿表示。在這段時間內，可以慮及積分周期內任意時刻的閃光的光。而后，提供了時間ΔtR以用于連續地產生該行元件的閃光數據。
圖4表示了根據本發明的裝置的第一工作模式。所說明的第一模式針對由例如行L1至L480構成的矩陣。
在第一行中的SYN表示同步信號。第一信號TP1與照相的啟動相關。通過按下快門18產生該第一信號。該信號連續促使矩陣的所有行復位為0(鋸齒圖形的下降沿)，并且促使它們能夠存儲圖像的閃光數據。然后，信號TP2在該矩陣的最后一行L480的積分周期開始之后出現。這兩個信號之間的時間間隔可以稱為幀周期TRM。在這段時間之后，在時間段TR1，TR2，TR3...TR480連續讀取各行。讀取時間持續TRR。
根據本發明，在對應于信號TP2的瞬間觸發閃光FLSH。陰影區域表示了該瞬間對于該矩陣各行元件的積分周期來說是相同的。可能發生閃光的共同持續時間DI，由公式(1)給出DI＝SET-TRM+1 (1)在這個公式中SET是傳感器的曝光時間，也就是說在這段時間，排列接收到被攝目標的光；TRM是讀取幀的持續時間。
這個公式中的所有參數以一行的讀取時間表示出來(TR1＝TR2＝TR3等等)。這個公式對于比本實施例中使用的尺寸更大的像素矩陣也有效。
圖5表示了本發明的第二實施例。根據第二實施例，在排列中形成的圖像被分成多個部分。為了照亮目標，使用了與圖像部分數目k相等的光源。在圖5中只示出了較少的行Le1至Le12，以便簡化附圖。閃光次數為4，即FLSH1、FLSH2、FLSH3、FLSH4。利用這個閃光次數，可以處理比圖5所示多得多的行。利用公式(2)來確定閃光次數k＝較大整數(TRM/Z)(2)閃光的持續時間不必長于一行的持續時間Tri，并且兩次閃光之間的時間間隔等于SET。這個公式對于比本實施例中使用的尺寸更大的像素矩陣也有效。
應注意的是，SET作為閃光次數的函數下降。當k超過3/4時，SET的下降值不再重要。如果再次回到圖5，則閃光FLSH1使行Le1、Le2、Le3曝光，閃光FLSH2使行Le4、Le5、Le6曝光，閃光FLSH3使行Le7、Le8、Le9曝光，閃光FLSH4使行Le10、Le11、Le12曝光。
每次閃光的強度值相同，從而以均勻的方式照亮已曝光圖像。這是通過測光電路20來實現的，作為照亮目標的功能，當達到給定值時，該電路捕捉閃光的光。從而為利用別次閃光達到這個定義值留下足夠能量。
權利要求
1.一種用于在稱作積分周期的一段時間內對目標拍照的數字式照相機，包括光敏元件排列，光敏元件的初始化電路及用于接收來自所述元件的光數據的輸出電路與該光敏元件排列相連，該照相機進一步包括用于照亮目標的發光電路，其特征在于所述光敏元件排列是由組成矩陣的多行光敏元件構成的那種光敏元件排列；其包括控制電路，以用于將元件復位為0，以及用于和所述輸出電路一起讀取該元件并定義它們的積分周期；并且其進一步包括發光控制電路，以用于啟動發光電路，從而確定在元件的積分周期中，對于多于一行元件而言出現至少一次閃光的時間。
2.根據權利要求1所述的照相機，其特征在于在該光敏元件所有行的共同積分周期內，使用單獨的閃光。
3.根據權利要求1所述的照相機，其特征在于對“n”組光敏元件行使用“n”次閃光，每次閃光都發生在每組的共同積分周期內。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的照相機，其特征為提供測光電路，以便作為目標照亮功能，使該閃光保持一個定義的值。
5.一種利用照相機對目標拍照的方法，其特征在于包括以下步驟●在稱作積分周期的一段時間內，使用光敏元件矩陣，這些元件按行和列設置，以形成目標的攝影圖像；●使用閃光設備，其具有與所述照相機相連的控制器；●在稱作積分周期的一段時間內，隨時間的推移逐行分析所述圖像；●在積分周期內，在與多于一行相對應的時刻啟動至少一次閃光。
全文摘要
該照相機包括外殼2，在其附近具有用于目標10的發光電路(閃光燈)。該照相機中使用以CMOS工藝制造的矩陣傳感器14，其對圖像進行逐行讀取。同時在閃光敏感各個時間周期內，在與多個行相對應的時刻照亮所述目標。
文檔編號H04N5/335GK1659859SQ03812884
公開日2005年8月24日 申請日期2003年6月4日 優先權日2002年6月4日
發明者F·塞維斯, O·莫雷奧 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司