图像摄取设备及其控制方法、该方法的程序及其记录介质的制作方法

专利名称：图像摄取设备及其控制方法、该方法的程序及其记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像摄取设备、用于控制该图像摄取设备的方法、用于控 制该图像摄取设备的方法的程序，以及记录有用于控制该图像摄取设备的 方法的程序的记录介质。例如，本发明可被应用到具有相机的移动电话或 者电子静态相机。在本发明中，利用在不发光情况下获得的评估值、在预
发光(pre-emisskm)情况下获得的评估值以及这些评估值的目标值，基于 在预发光情况下发出的光的量来计算在主发光(main emission)情况下要 发出的光的量。然后，利用一校正系数来校正主发光情况下要发出的光的 量，该校正系数的值根据在不发光情况下获得的对象的亮度的增大而单调 减小。这样，与现有技术相比，更适当地设定了在主发光情况下要发出的 光的量。
背景技术：
在现有技术中，当利用诸如具有相机的移动电话或电子静态相机之类 的图像摄取设备执行拍摄时，使得发光单元发出光，以便补偿阴暗场所中 的光量不足。以下，发光单元所执行的发光被称为"主发光"
通过最近提供的一种方式，在图像摄取设备中，预先使发光单元发出 光，并且检测对象的亮度。基于对对象的亮度的检测结果来设定在主发光 情况下要发出的光的量。以下，预先执行的发光被称为"预发光"。
作为用于设定在主发光情况下要发出的光的量的方法，例如，在日本 未实审专利申请公布No. 5-127215中提出了一种方法，其中，利用在不发 光情况下获得的对象的亮度、在预发光情况下获得的对象的亮度以及对象 的目标亮度，基于在预发光情况下发出的光的量，来计算在主发光情况下 要发出的光的量。
另外，在日本未实审专利申请公布No. 2003-262903中提出了一种方
6法，用于在考虑到与对象的距离的情况下设定在主发光情况下要发出的光 的量。
日本未实审专利申请公布No. 5-127215中公开的方法等等是有用的， 因为可以迅速地很容易地设定在主发光情况下要发出的光的量。但是，这 些方法有这样一个问题，即，设定要发出的光的量的准确度对于实际使用 来说是不够的。

发明内容
考虑到上述情况，希望提供一种与现有技术相比能够更适当地设定在 主发光情况下要发出的光的量的图像摄取设备、用于控制该图像摄取设备 的方法、用于控制该图像摄取设备的方法的程序，以及记录有用于控制该 图像摄取设备的方法的程序的记录介质。
根据本发明的一个实施例，提供了一种图像摄取设备，包括发光单 元，该发光单元被配置为向对象发出照明光；图像摄取单元，该图像摄取 单元被配置为拍摄对象；亮度检测单元，该亮度检测单元被配置为检测指 示出对象的亮度的评估值；以及控制单元，该控制单元被配置为基于由亮 度检测单元检测到的评估值来控制发光单元要发出的光的量。控制单元通 过利用在发光单元不发出光的状态下由亮度检测单元检测到的不发光情况 下的评估值、在发光单元执行预发光的情况下由亮度检测单元检测到的预 发光情况下的评估值、以及评估值的目标值，基于在预发光情况下从发光 单元发出的光的量，来计算在主发光情况下要发出的光的量，其中主发光 情况是发光单元执行主发光的情况。然后，控制单元将在主发光情况下要 发出的光的量乘以其值根据不发光情况下对象的亮度的增大而单调减小的 校正系数，从而校正在主发光情况下要发出的光的量。控制单元使得发光 单元执行主发光，以便实现经校正的在主发光情况下要发出的光的量。
根据本发明的一个实施例，提供了一种用于控制图像摄取设备的方 法，该图像摄取设备包括发光单元，该发光单元被配置为向对象发出照 明光；图像摄取单元，该图像摄取单元被配置为拍摄对象；亮度检测单 元，该亮度检测单元被配置为检测指示出对象的亮度的评估值；以及控制单元，该控制单元被配置为基于由亮度检测单元检测到的评估值来控制发 光单元要发出的光的量。该用于控制图像摄取设备的方法包括获得在发 光单元不发出光的状态下由亮度检测单元检测到的不发光情况下的评估 值；检测在发光单元不发出光的状态下对象的亮度，从而检测在不发光情 况下对象的亮度；获得在发光单元执行预发光的情况下由亮度检测单元检 测到的预发光情况下的评估值；利用不发光情况下的评估值、预发光情况 下的评估值以及评估值的目标值，基于在预发光情况下从发光单元发出的 光的量，来计算在主发光情况下要发出的光的量，其中主发光情况是发光 单元执行主发光的情况；通过将在主发光情况下要发出的光的量乘以其值 根据不发光情况下对象的亮度的增大而单调减小的校正系数，来校正在主 发光情况下要发出的光的量；以及使得发光单元执行主发光，以便实现在 所述校正中经校正的在主发光情况下要发出的光的量。
根据本发明的一个实施例，提供了一种用于控制图像摄取设备的方法 的程序，该图像摄取设备包括发光单元，该发光单元被配置为向对象发 出照明光；图像摄取单元，该图像摄取单元被配置为拍摄对象；亮度检测 单元，该亮度检测单元被配置为检测指示出对象的亮度的评估值；以及控 制单元，该控制单元被配置为基于由亮度检测单元检测到的评估值来控制 发光单元要发出的光的量。该程序包括获得在发光单元不发出光的状态 下由亮度检测单元检测到的不发光情况下的评估值；检测在发光单元不发 出光的状态下对象的亮度，从而检测在不发光情况下对象的亮度；获得在 发光单元执行预发光的情况下由亮度检测单元检测到的预发光情况下的评 估值；利用不发光情况下的评估值、预发光情况下的评估值以及评估值的 目标值，基于在预发光情况下从发光单元发出的光的量，来计算在主发光 情况下要发出的光的量，其中主发光情况是发光单元执行主发光的情况； 通过将在主发光情况下要发出的光的量乘以其值根据不发光情况下对象的 亮度的增大而单调减小的校正系数，来校正在主发光情况下要发出的光的 量；以及使得发光单元执行主发光，以便实现在所述校正中经校正的在主 发光情况下要发出的光的量。
根据本发明的一个实施例，提供了一种记录介质，其中记录了用于控制图像摄取设备的方法的程序。该图像摄取设备包括发光单元，该发光 单元被配置为向对象发出照明光；图像摄取单元，该图像摄取单元被配置 为拍摄对象；亮度检测单元，该亮度检测单元被配置为检测指示出对象的 亮度的评估值；以及控制单元，该控制单元被配置为基于由亮度检测单元 检测到的评估值来控制发光单元要发出的光的量。该程序包括获得在发 光单元不发出光的状态下由亮度检测单元检测到的不发光情况下的评估 值；检测在发光单元不发出光的状态下对象的亮度，从而检测在不发光情 况下对象的亮度；获得在发光单元执行预发光的情况下由亮度检测单元检 测到的预发光情况下的评估值；利用不发光情况下的评估值、预发光情况 下的评估值以及评估值的目标值，基于在预发光情况下从发光单元发出的 光的量，来计算在主发光情况下要发出的光的量，其中主发光情况是发光 单元执行主发光的情况；通过将在主发光情况下要发出的光的量乘以其值 根据不发光情况下对象的亮度的增大而单调减小的校正系数，来校正在主 发光情况下要发出的光的量；以及使得发光单元执行主发光，以便实现在 校正中经校正的在主发光情况下要发出的光的量。
利用本发明的任何一个实施例中的配置，通过使用不发光情况下的评 估值、预发光情况下的评估值以及目标值，基于预发光情况下发出的光的 量，来计算在主发光情况下要发出的光的量。在这种情况下，外部光的量 越大，计算出的在主发光情况下要发出的光的量就越大。因此，将在主发 光情况下要发出的光的量乘以其值根据不发光情况下对象的亮度的增大而 单调减小的校正系数，从而对在主发光情况下要发出的光的量进行校正。 使得发光单元执行主发光，以便实现经校正的在主发光情况下要发出的光 的量。因此，与现有技术相比，可以更适当地设定在主发光情况下要发出 的光的量。
根据本发明的任何一个实施例，与现有技术相比，可以更适当地设定 在主发光情况下要发出的光的量。


图1是示出根据本发明第一实施例的图像摄取设备中的控制系统执行的处理过程的流程图2是示出根据本发明第一实施例的图像摄取设备的框图3是示出图2所示的图像摄取设备的测光区域的图4是示出使用图2所示的图像摄取设备的模型的图； 图5是示出校正系数的特性曲线的图6A和6B是用于描述当与对象的距离不同时在不发光和预发光情况 下的评估值检测的图；并且
图7A和7B是用于描述当对象在测光区域中占据的面积大小不同时在 不发光和预发光情况下的评估值检测的图。
具体实施例方式
下面将参考附图适当描述本发明的实施例。
第一实施例 (1)第一实施例中的配置
图2是示出根据本发明第一实施例的图像摄取设备的框图。图像摄取 设备1例如是具有相机的移动电话。图像摄取设备1通过对快门按钮的控 制来获得静止图像，并且将该静止图像记录在记录介质(未示出)中。
在图像摄取设备1中，透镜2被透镜控制单元3控制，从而透镜2的 焦距和透镜2的光圈的大小可被改变。透镜2将入射光会聚到图像传感器 4的图像摄取表面上。透镜控制单元3根据控制系统14发出的指令来执行 自动对焦控制，从而透镜2的焦距可以基于从图像传感器4输出的图像摄 取信号Sl而被改变。透镜控制单元3根据控制系统14发出的指令来执行 自动光圈控制，从而透镜2的光圈的大小可以基于从图像传感器4输出的 图像摄取信号Sl或者基于下文描述的评估值Val而被改变。
快门5根据快门控制单元6执行的控制而操作，使得离开透镜2的光 能够进入图像传感器4。快门控制单元6根据控制系统14发出的指令来控 制快门5的打开和关闭。
图像传感器4对形成在图像摄取表面上的光学图像执行光电转换处理，以输出要作为图像摄取结果被处理的图像摄取信号Sl。此外，图像传
感器4根据图像传感器控制单元7执行的控制来切换图像摄取信号Sl的 分辨率，从而在运动图像和静止图像之间切换利用图像摄取信号Sl输出 的图像摄取结果。图像传感器控制单元7根据控制系统14发出的指令来 输出图像传感器4的操作所需的各类定时信号。此外，图像传感器控制单 元7根据控制系统14发出的指令来切换定时信号，从而在要作为运动图 像被处理的信号和要作为静止图像被处理的信号之间切换从图像传感器4 输出的图像摄取信号S1。
放大电路8根据放大量控制单元9执行的控制来改变增益，从而放大 并输出从图像传感器4输出的图像摄取信号Sl。放大量控制单元9根据控 制系统14发出的指令来执行自动增益控制，从而放大电路8的增益可以 基于从放大电路8输出的图像摄取信号Sl被可变地控制。
图像处理单元10顺序处理从放大电路8输出的、作为要作为运动图 像被处理的信号和要作为静止图像被处理的信号的图像摄取信号Sl，从而 生成运动图像和静止图像的图像数据项。图像处理单元10在显示单元 (未示出)上显示图像数据项。图像处理单元IO根据控制系统14发出的 指令来存储静止图像的图像数据项，并且使得记录介质(未示出)记录静 止图像的图像数据项。
亮度检测单元11从输出自放大电路8的图像摄取信号Sl检测对象的 亮度。更具体而言，如图3所示，亮度检测单元11以图像摄取信号Sl的 帧为单位，在预定的测光区域AR中，对图像摄取信号S1进行积分。测光 区域AR是预先设定的区域，并且是其中最可能存在对象的区域。例如， 测光区域AR是设置在显示屏幕的中央的矩形区域。亮度检测单元11输出 积分结果，作为指示对象亮度的评估值Val。
发光元件12例如是具有高亮度的白色发光二极管，并且在发光时间 控制单元13B所规定的发光时间中以发光强度控制单元13A所规定的发光 强度执行预发光和主发光。当发光元件12执行预发光时，发光元件12在 固定的发光时间中以固定的发光强度发出光。
与之不同，当发光元件12执行主发光时，发光元件12以固定的发光强度发出光，并且发光时间被发光时间控制单元13B可变地控制。因此， 发光元件12执行预发光，以便实现利用固定发光强度和由发光时间控制 单元13B可变地控制的发光时间来确定的要发出的光的量。除了对发光时 间的可变控制之外，发光强度也可被可变地控制，从而控制在主发光情况 下要发出的光的量。氙灯等等可取代发光二极管被用作发光元件12。
控制系统14通过执行记录在存储器(未示出)中的程序来控制图像 摄取设备1的操作。在第一实施例中，该程序是以预先安装到图像摄取设 备1中的方式来提供的。但是，该程序可以通过记录在各种类型的记录介 质(例如光盘、磁盘或存储卡)中的任何一种之中的方式来提供。此外， 该程序可以通过经由网络(例如因特网)下载的方式来提供。
当通过利用控制元件进行的控制来设定图像摄取模式时，控制系统14 指示相应的单元摄取并显示运动图像。更具体而言，控制系统14指示快 门控制单元6控制快门5以便快门5被打开，并且指示图像传感器控制单 元7开始获得运动图像。此外，控制系统14指示透镜控制单元3开始自动 对焦控制，并且指示放大量控制单元9开始自动增益控制。结果，在图像 摄取设备1中，在自动对焦控制和自动增益控制被执行的状态中，运动图 像被图像传感器4摄取，并且被显示在显示单元(未示出)上。
另外，在此情况下，控制系统14确定由亮度检测单元11获得的评估 值Val[O]。评估值Val[O]是在没有使得发光元件12发出光的状态中获得的 评估值，即在不发光情况下获得的评估值。当在不发光情况下获得的评估 值Val[O]等于或高于预定的值时，控制系统14指示透镜控制单元3开始自 动光圈控制，并且将操作模式设定到正常模式。因此，当对象的亮度等于 或高于预定值时，图像摄取设备1利用自动光圈控制获得运动图像，并且 显示该运动图像。
与之不同，当在不发光情况下获得的评估值Val
低于预定值时，控 制系统14指示透镜控制单元3维持透镜2的光圈完全打开的状态，并且将 操作模式设定到频闪灯拍摄模式(strobe photographing mode)。
另外，当在正常模式或频闪灯拍摄模式中连续执行按压快门按钮的控 制时，控制系统14指示图像传感器控制单元7获得静止图像而不是运动图像，并且指示图像处理单元io对所获得的静止图像执行处理。
根据按压快门按钮的控制来控制相应单元。在正常模式中，控制系统
14利用自动光圈控制，通过图像传感器4来获得静止图像。与之不同，在 频闪灯拍摄模式中，控制系统14执行图1所示的处理过程，从而发出频 闪光并获得静止图像。
换言之，当按压快门按钮的控制被启动时，控制系统14开始图1所 示的处理过程，并且从步骤SP1前进到步骤SP2。在步骤SP2中，控制系 统14获得在不发光情况下获得的评估值Val[O]，该评估值Val
是预先检 测的。接下来，控制系统14前进到步骤SP3，并且检测对象的亮度。在步 骤SP3中检测的对象的亮度不包括图像摄取设备1的图像摄取系统的影 响。控制系统14对在步骤SP2中获得的、在不发光情况下获得的评估值 Val
进行正规化，从而检测对象的亮度。更具体而言，控制系统14利用 在获得不发光情况下的评估值Val[O]时使用过的光圈大小、电荷累积时间 和放大电路8的增益来校正在不发光情况下获得的评估值Val[O]，从而检 测对象的亮度。取代对评估值Val[O]进行处理以检测对象的亮度，也可以 设置专用的测光单元来检测对象的亮度。然后，控制系统14前进到步骤 SP4。在步骤SP4中，控制系统14指示发光强度控制单元13A和发光时间 控制单元13B执行预发光。此外，当预发光被执行时，控制系统14指示 透镜控制单元3将焦点维持在利用自动对焦控制检测到的焦点对准位置。 因此，在此情况下，图像摄取设备1利用在预发光情况下发出的光的量来 执行自动对焦控制，以获得静止图像。
接下来，控制系统14前进到步骤SP5，并且获得由亮度检测单元11 检测到的在预发光情况下的评估值Val[l]。
然后，控制系统14前进到步骤SP6。在步骤SP6中，控制系统14利 用在不发光情况下获得的评估值Val[O](在步骤SP2中获得)、在预发光 情况下获得的评估值Val[l](在步骤SP5中获得)、以及与评估值Val[O] 和Val[l]有关的主发光情况的目标值Ref，基于在预发光情况下发出的光 的量，来计算在主发光情况下要发出的光的量。具体而言，控制系统14 利用在不发光情况下获得的评估值Val[O]、在预发光情况下获得的评估值
13Val[l]以及针对主发光情况的目标值Ref来执行比例计算，从而基于在预 发光情况下发出的光的量来计算在主发光情况下要发出的光的量。
如图4所示，假定对象和背景分别存在于与图像摄取设备1相距距离 A和B (A<B)的位置处，并且用于检测评估值Val的测光区域AR被对 象所占据，控制系统14计算在主发光情况下要发出的光的量。即使在完 全没有使发光元件12发出光时，来自对象的光也会进入图像摄取设备1。 未使发光元件12发出光的情况下的入射光强度被定义为外部光距离系数 D。在这里，外部光距离系数D的单位是[lmm2]。
在图像摄取设备l中，当完全未使发光元件12发出光时，透镜2将来 自对象和背景的外部光会聚到图像传感器4上。其图像被图像传感器4所 摄取的对象的亮度被亮度检测单元ll所检测，从而获得评估值Val[O]。因 此，在此情况下，以下式子成立。
Val
.K = T0.D.G0......(1)
在式(1)中，K是常数。Val[O]是在不发光情况下获得的评估值，该 评估值是预先获得的，并且Val
的单位是[li^sec]。 TO是曝光时间。在 此情况下，因为运动图像被图像传感器4所摄取，所以TO是运动图像的 电荷累积时间。此外，G0是放大电路8的增益。
另外，当执行预发光时，以下式子成立。
Val[l].K = T0.(Y1 + D)'GO ......②
在式(2)中，Val[l]是在预发光情况下获得的评估值。Yl是在预发 光情况下发光元件12的发光强度，并且Y1的单位是[cd]。利用式(1)和 式(2)可以获得以下式子。发光元件12的发光时间比起图像传感器4的 电荷累积时间来充分地更长。
Va I
_ D (3)
Va I [ 1 ]Y1 +D另外，当求解式(3)时，可以获得以下式子，并且可以确定外部光 距离系数D。 [式4]
D= 丫"Va,W ……(4)
Va I [ 1 ] —Va I
此外，类似地，当主发光情况下发光元件12的发光强度和放大电路8 的增益分别被表示为Y2和Gl时，可以获得以下式子。在以下式子中， Tl是发光元件12的发光时间，Ref是目标值。
Ref.K Tl-(Y2 + D)-Gl ......(5)
利用式(2)和式(5)可以获得以下式子。 [式6〗
Ref _ T 1 . Y 2 + D . G 1 …(6)
Val[1]TO Y1+D GO
当求解式(6)时，可以获得以下式子。 [式7]
T1= R" Y1+D .丁0.， ……(7) Va I [1 ] Y 2 + D G 1
当将式(4)代入式(7)中时，可以获得以下式子。 [式8]Y 1 +
Y 1 -Va I
Va I [1] — Va I
0
Y 2 +
Y 1 ■ Va I
G O G 1
VaI[1]— VaI
R e f
Y 1 Va I[ 1 ]
0
G 0
Val[1] Y 2 (Va I [1 ] —Va I
)+Y 1 ■ Va I
G1
R e
T 0
Y 2
Y 1
(Va I [1] — Va I
) + Va I
G 0 G 1
R e f
T 0
G 0
(8)
(Y . (Va I [1 ] — Va I
) + Va I [O]) G1
Y是预发光情况下的发光强度与主发光情况下的发光强度的比率，并 且关系Y = Y2/Y1被获得。控制系统14执行由式(8)表示的运算，从而 计算主发光情况下的发光时间Tl。在式(8)中，预先设定的值被用作目 标值Ref、发光强度比率Y以及主发光情况下的发光强度Y2。接下来，控 制系统14前进到步骤SP7，并且对在步骤SP6中计算出的在主发光情况下 要发出的光的量T1 (发光时间)进行校正。
根据以各种方式进行考虑的结果，在利用式(8)所表示的运算来计 算在主发光情况下要发出的光的量的情况下，当外部光的量很大时，在主 发光情况下要发出的光的量的误差变大。结果，发现设定在主发光情况下 要发出的光的量的准确度不足。
具体而言，是在下述假定下利用式(8)所表示的运算来计算在主发 光情况下要发出的光的量的用于检测评估值Val的测光区域AR被对象 所占据。但是，实际上，存在这样的情况，即位于对象之后的背景部分地 占据了测光区域AR。在此情况下，因为背景位于对象之后，所以在预发 光情况下检测到的由评估值Val[l]指示的亮度低于在测光区域AR被对象所占据的情况下获得的值所指示的亮度。结果，在此情况下，当在主发光 情况下要发出的光的量是利用式(8)来计算时，其远大于适当的要发出 的光的量。
另外，在此情况下，响应于从发光元件12发出的光的对象亮度变化 和背景亮度变化之间的差异越大，在预发光情况下检测到的评估值Val[l] 所指示的亮度低于对象的原本亮度的程度就越高。因此，从图像摄取设备 1到对象的距离A (在图4中示出)和从图像摄取设备1到背景的距离B 之间的差异越大，即对象距图像摄取设备1越近，评估值Val[l]所指示的 亮度就越低。结果，在此情况下，当在主发光情况下要发出的光的量是利 用式(8)来计算时，它远大于适当的要发出的光的量。
外部光的亮度越高，要发出的光的量的计算误差就越发增大。因此， 在步骤SP7中，控制系统14执行由以下式子表示的运算，从而对在歩骤 SP6中计算的在主发光情况下要发出的光的量T1 (发光时间)进行校正。
T1A = R-T1 ......⑨
在式(9)中，如图5所示，R是根据在步骤SP3中检测到的对象亮度 单调减小的校正系数。图5在水平轴为对数轴的半对数图中示出了校正系 数R根据一线性函数单调减小的特性，在该线性函数中，对象的亮度被提 供作为变量。另外，在亮侧校正系数R变为稳定值的范围是这样一个范 围在该范围中，评估值Val被确定为高到足以使得正常模式被选择的 值。此外，在暗侧校正系数R变为稳定值的范围是这样一个范围在该范 围中，设定利用式(8)确定的发光时间Tl，从而在发光时间Tl中发出 光。
在控制系统14对在主发光情况下要发出的光的量(发光时间)进行 校正之后，控制系统14前进到步骤SP8，并且指示发光强度控制单元13A 和发光时间控制单元13B在利用式(9)计算的发光时间T1A中按在式 (8)中设定的Y = Y2/Y1来执行主发光。此外，控制系统14指示图像传 感器控制单元7获得静止图像。另外，控制系统14指示放大量控制单元9 设定增益，使得放大电路8的增益被设定为增益Gl。另外，当在图像摄取设备1中获得静止图像时，控制系统14前进到步骤SP9，并且终止该处
理过程。
(2)第一实施例中的操作
在上述配置中，在图像摄取设备1 (在图2中示出)中，当用户将操 作模式设定到拍摄模式时，利用透镜2形成在图像传感器4的图像摄取表 面上的光学图像经历光电转换处理，以生成要作为运动图像被处理的图像 摄取信号Sl。要作为运动图像被处理的图像摄取信号Sl被放大电路8放 大。然后，图像摄取信号Sl被图像处理单元10处理，并被显示在显示单 元上。在此情况下，在图像摄取设备1中，透镜控制单元3执行自动对焦 控制，并且放大量控制单元9对放大电路8的增益执行自动增益控制。此 外，在一个显示屏幕上设定的测光区域AR的亮度被亮度检测单元11检 测，并且自动光圈控制基于作为对测光区域AR的亮度的检测结果而获得 的评估值Val或者基于图像摄取信号Sl而被执行。
另外，当用户在此状态下执行按压快门按钮的控制时，要作为静止图 像而不是运动图像被处理的图像摄取信号Sl被图像摄取设备1中的图像 传感器4所获得。要作为静止图像被处理的图像摄取信号Sl被图像处理 单元IO处理，并且被显示。此外，根据用户发出的指令，静止图像被记 录。
但是，存在图像摄取设备1在黑暗场所中摄取静止图像的情况。因 此，在图像摄取设备1中，由亮度检测单元11检测到的在不发光情况下 获得的评估值Val[O]是在摄取运动图像的状态中确定的。当评估值Val[O] 低于固定值时，操作模式被设定到频闪灯拍摄模式。此外，当在频闪灯拍 摄模式中执行按压快门按钮的控制时，使得发光元件12预先执行预发 光，并且计算在主发光情况下要发出的光的量。然后，使得发光元件12 执行主发光，并且获得静止图像。
具体而言，在图像摄取设备1中，执行预发光，并且检测预发光情况 下的评估值Val[l]。通过利用在预发光情况下获得的评估值Val[l]、在不 发光情况下获得的评估值Val[O]和作为主发光情况的评估值的目标值Ref
18进行的比例计算，基于在预发光情况下发出的光的量TO，来确定在主发光 情况下要发出的光的量T1 (式(1)至式(8))。
但是，通过上述计算确定的在主发光情况下要发出的光的量Tl是在 测光区域AR被对象占据这一假定下来计算的。因此，当利用实际上被背 景部分地占据的测光区域AR来执行拍摄时，在主发光情况下要发出的光 的量T1包括相对于最适当的要发出的光的量的误差。
换言之，由于背景位于对象之后，因此响应于从发光元件12发出的 光而获得的背景的亮度的变化小于对象的亮度的变化。因此，当利用实际 上被背景部分地占据的测光区域AR来执行拍摄时，在预发光情况下获得 的评估值Val[l]与在测光区域AR被对象占据时获得的相比较小。结果， 通过比例计算确定的在主发光情况下要发出的光的量远大于适当的要发出 的光的量。外部光的亮度越高，要发出的光的量的误差就越发增大。
因此，在图像摄取设备1中，通过比例计算确定的在主发光情况下要 发出的光的量Tl被乘以其值根据不发光情况下的对象亮度的增大而单调 减小的校正系数R (在图5中示出)，从而校正在主发光情况下要发出的 光的量Tl (T1A)。主发光被执行，以实现经校正的在主发光情况下要发 出的光的量T1A。
结果，在第一实施例中，与执行主发光以实现仅仅按比例计算的在主 发光情况下要发出的光的量Tl的情况相比，可以将在主发光情况下要发 出的光的量确定为更适当的量。
另外，关于校正系数R，其值根据一线性函数而单调减小，在该线性 函数中提供了不发光情况下对象亮度的对数值。结果，可以更具体地将在 主发光情况下要发出的光的量确定为适当的量。
(3)第一实施例的效果
利用上述配置，通过使用在不发光情况下获得的评估值、在预发光情 况下获得的评估值以及评估值的目标值，基于在预发光情况下发出的光的 量，计算在主发光情况下要发出的光的量。然后，利用其值根据不发光情 况下对象亮度的增大而单调减小的校正系数来校正在主发光情况下要发出
19的光的量。这样，与现有技术相比，可以更适当地设定在主发光情况下要 发出的光的量。
更具体而言，至于校正系数，其值根据其中不发光情况下的对象亮度 的对数值被提供作为变量的线性函数的特性而单调减小。这样，与现有技 术相比，可以更适当地设定在主发光情况下要发出的光的量。
另外，对图像摄取单元的输出信号进行了积分，从而检测评估值。即 使透镜的光圈大小或放大率被改变并且拍摄被执行时，在主发光情况下要 发出的光的量也能被适当地设定。
第二实施例
在上述第一实施例中，当在频闪灯拍摄模式中摄取静止图像时，放大 电路8的增益被设定到其最大值，该最大值是通过在摄取运动图像的情况
下执行的自动增益控制来设定的。此外，透镜2的光圈被设定为完全打 开。
当在此状态中执行预发光时，存在这样的危险，即在从图像摄取设备 1中的图像传感器4到亮度检测单元11的路径中，图像摄取信号Sl饱 和。在此情况下，因为在图像摄取设备1中没有准确地检测预发光情况下 的评估值Val[l]，因此难以准确地设定在主发光情况下要发出的光的量。
图6A和6B是用于描述在不发光和预发光情况下的评估值检测的图。 图6A和6B示出了这样的示例其中，对象在测光区域AR中占据的面积 大小是相同的，而与对象的距离是不同的。图6A示出了与对象的距离较 短的示例，图6B示出了与对象的距离较长的示例。
图6A和6B是在自动光圈控制和自动增益控制被完全执行这一假定下 提供的。在此情况下，即使当对象的亮度和背景的亮度不同时，通过利用 自动光圈控制和自动增益控制，也将不发光情况下的评估值Val
维持为 基本稳定的值。与之不同，就预发光情况下的评估值Val[l]而言，与对象 的距离越短，响应于预发光情况下发出的光而获得的对象亮度的变化就越 大。因此，存在很高的下述危险，即在预发光情况下获得的评估值Val[l] 超过能够准确检测评估值的范围的检测极限(MAX)。当执行预发光时，根据已执行的自动光圈控制和自动增益控制的特性来检测预发光情况下的
评估值Val[l]。因此，对象的亮度和背景的亮度越高，检测到的评估值 Val[l]就越小。
与图6A和6B不同，图7A和7B示出了这样的示例其中，与对象 的距离相同，而对象在测光区域AR中占据的面积大小不同。图7A示出 了对象在测光区域AR中占据较大面积的示例，图7B示出了对象在测光 区域AR占据较小面积的示例。
在此情况下，对象在测光区域AR中占据的面积越大，响应于预发光 情况下发出的光而获得的对象亮度的变化就越大。因此，存在很高的下述 危险，即在预发光情况下获得的评估值Val[l]超过能够准确检测评估值的 范围的检测极限(MAX)。
因此，在第二实施例中，当执行预发光时，临时减小放大电路8的增 益，使得预发光情况下的评估值Val[l]不超过能够准确检测评估值的范围 的检测极限(MAX)。另外，在此情况下，取代这种方式或者作为这种方 式的附加，减小光圈的打开大小，使得评估值Val[l]不超过能够准确检测 评估值的范围的检测极限(MAX)。
当然，可以根据对增益的设定或者对光圈的打开大小的设定来修改上 述式子，以确定在主发光情况下要发出的光的量。
在第二实施例中，因为在执行预发光时减小了放大电路8的增益，所 以可以更有把握地检测预发光情况下的评估值，并且可以更有把握且适当 地设定在主发光情况下要发出的光的量。
第三实施例
在上述实施例中，将显示屏幕中央的矩形区域设定为测光区域，并且 检测评估值。但是，在本发明的任何一个实施例中用于检测评估值的方法 并不限于此。可以使用各种用于检测评估值的方法。用于检测评估值的各 种方法的示例包括将具有各种形式的区域设定为测光区域；对在显示屏幕 上设定的多个区域的积分值进行加权和相加，从而检测评估值；以及直接 检测从透镜入射的光的量，从而检测评估值。另外，在上述实施例中，通过比例计算来计算在主发光情况下要发出 的光的量。本发明的任何一个实施例中的计算方法不限于此。在计算在主 发光情况下要发出的光的量时，可以广泛地应用各种计算方法。
此外，在本发明的上述实施例中，描述了在具有相机的移动电话上的 应用。但是，本发明的任何一个实施例中的应用并不限于此。可以提供在 电子静态相机、具有静止图像摄取功能的视频相机等等上的广泛应用。
本领域的技术人员应当理解，取决于设计要求和其他因素，可以进行 各种修改、组合、子组合和变更，只要它们处于所附权利要求或其等同物 的范围之内。
本发明包含与2007年12月13日向日本专利局提交的日本专利申请 JP 2007-322034相关的主题，这里通过引用将该申请的全部内容并入。
权利要求
1. 一种图像摄取设备，包括发光单元，该发光单元被配置为向对象发出照明光；图像摄取单元，该图像摄取单元被配置为拍摄所述对象；亮度检测单元，该亮度检测单元被配置为检测指示出所述对象的亮度的评估值；以及控制单元，该控制单元被配置为基于由所述亮度检测单元检测到的评估值来控制所述发光单元要发出的光的量，其中，所述控制单元通过利用在所述发光单元不发出光的状态下由所述亮度检测单元检测到的不发光情况下的评估值、在所述发光单元执行预发光的情况下由所述亮度检测单元检测到的预发光情况下的评估值、以及所述评估值的目标值，基于在预发光情况下从所述发光单元发出的光的量，来计算在主发光情况下要发出的光的量，其中所述主发光情况是所述发光单元执行主发光的情况，其中，所述控制单元将所述在主发光情况下要发出的光的量乘以其值根据不发光情况下所述对象的亮度的增大而单调减小的校正系数，从而校正所述在主发光情况下要发出的光的量，并且其中，所述控制单元使得所述发光单元执行主发光，以便实现经校正的在主发光情况下要发出的光的量。
2. 根据权利要求1所述的图像摄取设备，其中，所述校正系数的值根 据一线性函数的特性而单调减小，在该线性函数中，在不发光情况下所述 对象的亮度的对数值被提供作为变量。
3. 根据权利要求2所述的图像摄取设备，其中，所述亮度检测单元对 所述图像摄取单元的输出信号进行积分，从而检测所述评估值。
4. 根据权利要求3所述的图像摄取设备，还包括放大单元，该放大单 元被配置为通过改变增益来放大所述图像摄取单元的输出信号，其中，在预发光被执行时，所述放大单元减小所述增益。
5. —种用于控制图像摄取设备的方法，所述图像摄取设备包括，发光单元，该发光单元被配置为向对象发出照明光， 图像摄取单元，该图像摄取单元被配置为拍摄所述对象， 亮度检测单元，该亮度检测单元被配置为检测指示出所述对象的亮度 的评估值，以及控制单元，该控制单元被配置为基于由所述亮度检测单元检测到的评 估值来控制所述发光单元要发出的光的量，所述用于控制图像摄取设备的方法包括以下步骤获得在所述发光单元不发出光的状态下由所述亮度检测单元检测到的 不发光情况下的评估值；检测在所述发光单元不发出光的状态下所述对象的亮度，从而检测在 不发光情况下所述对象的亮度；获得在所述发光单元执行预发光的情况下由所述亮度检测单元检测到 的预发光情况下的评估值；利用所述不发光情况下的评估值、所述预发光情况下的评估值以及所 述评估值的目标值，基于在预发光情况下从所述发光单元发出的光的量， 来计算在主发光情况下要发出的光的量，其中所述主发光情况是所述发光 单元执行主发光的情况；通过将所述在主发光情况下要发出的光的量乘以其值根据不发光情况 下所述对象的亮度的增大而单调减小的校正系数，来校正所述在主发光情 况下要发出的光的量；以及使得所述发光单元执行主发光，以便实现在所述校正中经校正的在主 发光情况下要发出的光的量。
6. —种用于控制图像摄取设备的方法的程序，所述图像摄取设备包括，发光单元，该发光单元被配置为向对象发出照明光， 图像摄取单元，该图像摄取单元被配置为拍摄所述对象， 亮度检测单元，该亮度检测单元被配置为检测指示出所述对象的亮度 的评估值，以及控制单元，该控制单元被配置为基于由所述亮度检测单元检测到的评 估值来控制所述发光单元要发出的光的量， 所述程序包括以下步骤获得在所述发光单元不发出光的状态下由所述亮度检测单元检测到的 不发光情况下的评估值；检测在所述发光单元不发出光的状态下所述对象的亮度，从而检测在 不发光情况下所述对象的亮度；获得在所述发光单元执行预发光的情况下由所述亮度检测单元检测到 的预发光情况下的评估值；利用所述不发光情况下的评估值、所述预发光情况下的评估值以及所 述评估值的目标值，基于在预发光情况下从所述发光单元发出的光的量， 来计算在主发光情况下要发出的光的量，其中所述主发光情况是所述发光 单元执行主发光的情况；通过将所述在主发光情况下要发出的光的量乘以其值根据不发光情况 下所述对象的亮度的增大而单调减小的校正系数，来校正所述在主发光情 况下要发出的光的量；以及使得所述发光单元执行主发光，以便实现在所述校正中经校正的在主 发光情况下要发出的光的量。
7.—种记录介质，其中记录了用于控制图像摄取设备的方法的程序，所述图像摄取设备包括，发光单元，该发光单元被配置为向对象发出照明光， 图像摄取单元，该图像摄取单元被配置为拍摄所述对象， 亮度检测单元，该亮度检测单元被配置为检测指示出所述对象的亮度 的评估值，以及控制单元，该控制单元被配置为基于由所述亮度检测单元检测到的评 估值来控制所述发光单元要发出的光的量， 所述程序包括以下步骤获得在所述发光单元不发出光的状态下由所述亮度检测单元检测到的 不发光情况下的评估值；检测在所述发光单元不发出光的状态下所述对象的亮度，从而检测在不发光情况下所述对象的亮度；获得在所述发光单元执行预发光的情况下由所述亮度检测单元检测到 的预发光情况下的评估值；利用所述不发光情况下的评估值、所述预发光情况下的评估值以及所 述评估值的目标值，基于在预发光情况下从所述发光单元发出的光的量， 来计算在主发光情况下要发出的光的量，其中所述主发光情况是所述发光 单元执行主发光的情况；通过将所述在主发光情况下要发出的光的量乘以其值根据不发光情况 下所述对象的亮度的增大而单调减小的校正系数，来校正所述在主发光情 况下要发出的光的量；以及使得所述发光单元执行主发光，以便实现在所述校正中经校正的在主 发光情况下要发出的光的量。
全文摘要
本发明提供了图像摄取设备及其控制方法、该方法的程序及其记录介质。提供了一种图像摄取设备，包括发光单元、图像摄取单元、检测评估值的亮度检测单元、以及基于评估值来控制发光单元要发出的光的量的控制单元。控制单元通过利用不发光情况下的评估值、预发光情况下的评估值以及目标值，基于在预发光情况下发出的光的量，来计算在主发光情况下要发出的光的量。控制单元将在主发光情况下要发出的光的量乘以校正系数，并且使得发光单元执行主发光，以便实现经校正的要发出的光的量。
文档编号H04N5/238GK101459778SQ200810186818
公开日2009年6月17日 申请日期2008年12月15日 优先权日2007年12月13日
发明者下田龙一, 小宫义光, 柳大吾, 清水秀二 申请人:索尼株式会社