成像設備的制作方法

文檔序號：2811477閱讀：279來源：國知局

專利名稱：成像設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及諸如數(shù)字攝像機的成像設備。
背景技術：
用于在單鏡頭反射攝像機上實現(xiàn)實時取景功能的技術是可達到的。利用實時取景功能，對象的時序圖像被順序地顯示在液晶顯示器上，即物體的圖像更像運動圖像地顯示在液晶顯示器上。
例如，日本未審査專利申請公布No. 2001-133846公開了一種包括實時取景成像元件的攝像機，所述實時取景成像元件與用于圖像獲取(靜態(tài) 圖像記錄)的照相成像元件是獨立的，并被布置在取景器光學系統(tǒng)附近。可以縮回方式移動的反射鏡被沿取景器光路靠近目鏡透鏡布置。通過將反射鏡設置到取景器光路和將其從取景器光路縮回，來自對象的觀察光束被選擇性地定向到目鏡透鏡或?qū)崟r取景成像元件。攝像機由此利用響應于實時取景成像元件對焦的光學圖像而完成實時取景功能。

發(fā)明內(nèi)容
在實時取景顯示期間，單鏡頭反射攝像機使用用于接收觀察光束的成像元件(實時取景成像元件)作為光測量裝置，以調(diào)節(jié)實時取景圖像的照度(illuminance)。更具體地，以反饋控制修改與快門速度相關的控制值 Tv，使得圖像的照度接近目標值。
但是，在較暗條件或較亮條件下，在曝光控制的開始，屏幕的照度可能與其目標值明顯不同。
在這樣的情況下，需要較長的時間來將控制輸出控制到目標值。更具體地，攝像機花費較長的時間來穩(wěn)定曝光控制。
這樣的問題不僅在曝光控制的開始，也在對象亮度急劇變化時發(fā)生。因此，理想的是提供一種成像設備，其在接收觀察光束的成像元件的曝光控制中在短時間內(nèi)達到穩(wěn)定狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種成像設備包括取景器光學系統(tǒng)，其用于將觀察光束引導到取景器窗口，所述觀察光束被從成像光學系統(tǒng)輸出，然后被從主反射表面反射；成像元件，用于響應于接收到所述觀察光束而產(chǎn)生圖像信號；曝光控制裝置，用于響應于來自所述成像元件的圖像信號而執(zhí)行所述成像元件的曝光控制；以及光感測檢測器，其布置在所述成像元件附近，用于測量光。如果滿足預定條件，則所述曝光控制裝置響應于由所述光感測檢測器提供的光測量值，來確定所述曝光控制中的曝光控制值。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種成像設備包括取景器光學系統(tǒng)，其用于將觀察光束引導到取景器窗口，所述觀察光束被從成像光學系統(tǒng)輸出，然后被從主反射表面反射；第一成像元件，用于響應于接收到所述觀察光束而產(chǎn)生圖像信號；第一曝光控制裝置，用于響應于來自所述第一成像元件的所述圖像信號而執(zhí)行所述第一成像元件的曝光控制；光感測檢測器，其布置在所述第一成像元件附近，用于測量光；第二成像元件，用于響應于接收到來自所述成像光學系統(tǒng)的光束而產(chǎn)生圖像信號；第二曝光控制裝置，用于響應于來自所述第一成像元件的圖像信號而計算對象的亮度，并執(zhí)行所述第二成像元件的曝光控制。其中，如果滿足預定條件，則所述第一曝光控制裝置響應于由所述光感測檢測器提供的光測量值，來確定所述第一成像元件的曝光控制中的曝光控制值。所述第二曝光控制裝置響應于由所述第一曝光控制裝置進行曝光控制的所述第一成像元件的圖像信號，來確定所述對象的亮度，并且響應于所述對象的亮度而執(zhí)行所述第二成像元件的所述曝光控制。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，在利用接收觀察光束的成像元件的曝光控制中用于達到穩(wěn)定狀態(tài)的時間被縮短。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的成像設備的正視圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的成像設備的后視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的成像設備的功能框圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的成像設備(處于OVF (光學取景器)取景確定操作中)的剖視圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的成像設備(處于EVF (電子取景器)取景確定操作中)的剖視圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的成像設備(處于OVF取景確定操作中)的剖視圖7示出了五面鏡及其相關部件的放大圖8是從光入射側(cè)觀察到的光傳感檢測器的光接收表面的平面圖；圖9示出了 (在LO遠離Lt的情況下)值L的變化曲線；圖10示出了 (在LO靠近Lt的情況下)值L的變化曲線；圖11是光感測檢測器的光測量值與對象的照度的之間的關系的圖
線；
圖12是示出了成像設備的操作的流程圖13是詳細示出了光測量過程(步驟SP15)的流程圖14是詳細示出了光測量過程(步驟SP15)的流程圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的光測量過程的流程圖16示出了范圍RG;
圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的修改實例的光測量過程的流程圖18示出了具有目鏡傳感器的成像設備。
具體實施例方式
下面將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的實施方式。
圖1和2是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的成像設備1的外部視圖。圖 1是成像設備1的外部正視圖，圖2是成像設備1的外部后視圖。成像設備1是可換鏡頭的、單鏡頭反射數(shù)字攝像機。
如圖1所示，成像設備1包括攝像機主體2。置換成像鏡頭單元3以
可拆卸方式裝載在攝像機主體2上。
成像鏡頭單元3包括鏡筒36和布置在鏡筒36中的透鏡組37 (參見圖 3)，以及光圈。透鏡組37包括可沿透鏡組37的光軸移動的對焦鏡頭等。
攝像機主體2包括處于其正面的大致中心處的環(huán)支座Mt，用于接納成像鏡頭單元3。攝像機主體2還包括處于環(huán)支座Mt附近的裝載按鈕89，所述裝載按鈕89允許成像鏡頭單元3被裝載或卸載。
攝像機主體2還包括處于其左頂部上的模式設置轉(zhuǎn)盤82。模式設置轉(zhuǎn) 盤82選擇和設置各種模式(諸如照相模式(肖像照相模式、景物照相模式、全自動照相模式等)、用于再現(xiàn)所拍攝的圖像的播放模式、以及用于與外部設備交換數(shù)據(jù)的通信模式)。
攝像機主體2還包括處于其前左部的由使用者抓握的抓握部14。用于發(fā)出開始曝光操作的命令的釋放按鈕11被布置在抓握部14的頂部。電池容器和卡插槽被布置在抓握部14中。電池容器接納諸如鋰離子電池的電池作為攝像機用電源?？ú宀劢蛹{用于記錄照片圖像的圖像數(shù)據(jù)的存儲卡 90 (見圖3)。
釋放按鈕11是檢測半按壓狀態(tài)(Sl狀態(tài))和全按壓狀態(tài)(S2狀態(tài)) 的兩步檢測按鈕。當釋放按鈕11被半按壓到Sl狀態(tài)時，用于獲取對象的靜態(tài)圖像(照片圖像)的預備操作(諸如自動對焦(AF)控制操作)被執(zhí) 行。如果釋放按鈕11被進一步按壓到S2狀態(tài)，用于拍照圖像的拍照操作被執(zhí)行。拍照操作包括一系列步驟，其中成像元件5 (在后面討論)對對象圖像(對象的光學圖像)進行曝光操作，并且對曝光操作所獲得的圖像信號進行預定的圖像處理。
如圖2所示，取景器窗口 (目鏡窗口) 10被布置在攝像機主體2的后表面的上中部。在通過取景器窗口 IO觀察對象時，使用者可以觀察通過成像鏡頭單元3對焦的對象的光學圖像，并且執(zhí)行對象的照相取景。更具體地，使用者可以利用光學取景器執(zhí)行照相取景。
利用第一實施方式的成像設備1，使用者可以利用顯示在后監(jiān)視器12 (在后面討論)上的實時取景圖像執(zhí)行照相取景。通過旋轉(zhuǎn)切換轉(zhuǎn)盤87，
使用者在基于光學取景器的照相取景和基于實時取景顯示的照相取景之間切換。
如圖2所示，后監(jiān)視器12被布置在攝像機主體2的后側(cè)的大致中心部分。后監(jiān)視器12可以包括彩色液晶顯示器(LCD)。后監(jiān)視器12顯示用于設置照相條件等的菜單屏幕，以及以播放模式再現(xiàn)和顯示記錄在存儲卡 90上的照片圖像。如果使用者選擇基于實時取景顯示而不是通過光學取景器的照相取景確定，后監(jiān)視器12顯示由成像元件7 (在后面討論)按時序獲取的多個圖像(即運動圖像)作為實時取景圖像。
電源開關(主開關)81被布置在后監(jiān)視器12的左頂部。電源開關81 是兩位置滑動開關。在電源開關81滑動到左側(cè)的"OFF"位置的情況下，成像設備被接通。在電源開關81滑動到右側(cè)的"ON"位置的情況下，成像設備被關斷。
方向選擇鍵84被布置到后監(jiān)視器12的右側(cè)。方向選擇鍵84包括環(huán)形操作按鈕。根據(jù)按壓位置，方向選擇鍵84檢測出八個方向(即上、下、左和右方向、右上、左上、右下和左下方向)中的一個方向。除了沿在八個方向上的按壓之外，方向選擇鍵84還檢測在其中心的按鈕的按壓。
設置按鈕組83被布置到后監(jiān)視器12的左側(cè)，所述設置按鈕組83由多個用于設置菜單屏幕和刪除圖像的按鈕組成。
下面參考圖3簡要地描述成像設備1的功能。圖3是示出了成像設備 l的功能和結(jié)構(gòu)的框圖。
如圖3所示，成像設備l包括操作單元80、系統(tǒng)控制器101、對焦控制器121、反射鏡控制器122、快門控制器123、定時控制器124、數(shù)字信號處理器50等。
操作單元80包括了包括釋放按鈕11 (參見圖1)在內(nèi)的多個按鈕和開關。系統(tǒng)控制器101響應于對操作單元80的使用者輸入操作執(zhí)行各種處理。
形成微型計算機的系統(tǒng)控制器101包括中央處理單元(CPU)、存儲器、只讀存儲器(ROM)等。系統(tǒng)控制器101讀取存儲在ROM上的程序，并且通過由CPU執(zhí)行所述程序來進行各種處理。
例如，系統(tǒng)控制器101包括曝光控制器111和曝光控制器112，其中，曝光控制器111和曝光控制器112中的每一個的功能通過執(zhí)行程序來實現(xiàn)。
曝光控制器111執(zhí)行與成像元件7相關的曝光控制(在后面討論)。在EVF (電子取景器)模式(在后面討論)中，曝光控制器111通常響應于來自成像元件7的圖像信號對成像元件7執(zhí)行曝光控制。如果特定條件被滿足(即，在特定的定時時刻)，曝光控制器111基于光感測檢測器79 (在后面討論)的光測量值，確定曝光控制中的曝光控制值。
曝光控制器112執(zhí)行對于成像元件5的曝光控制(在后面討論)。曝光控制器112響應于來自由曝光控制器111進行曝光控制的成像元件7的圖像信號，確定光測量值(對象的照度值)，并且響應于所確定的對象照度值執(zhí)行對成像元件5的曝光控制。
曝光控制和其它過程將稍后描述。
系統(tǒng)控制器101與自動對焦(AF)模塊20、對焦控制器121等合作執(zhí)行控制對焦鏡頭的位置的對焦控制過程。響應于由AF模塊20所檢測的對象的準焦狀態(tài)，系統(tǒng)控制器101利用對焦控制器121執(zhí)行AF操作。利用通過對焦控制器121進入的光，AF模塊20通過基于相位差方法的準焦狀態(tài)檢測技術檢測對象的準焦狀態(tài)。
對焦控制器121響應于從系統(tǒng)控制器101輸入的信號產(chǎn)生控制信號，由該控制信號驅(qū)動電機Ml,然后移動容納在成像鏡頭單元3的透鏡組37 中的對焦鏡頭。成像鏡頭單元3中的鏡頭位置檢測器39檢測對焦鏡頭的位置，并且將指示對焦鏡頭的位置的數(shù)據(jù)發(fā)送給系統(tǒng)控制器101。對焦控制器121、系統(tǒng)控制器101等控制對焦鏡頭沿光軸的移動。
反射鏡控制器122在反射鏡機構(gòu)6從光路縮回的反射鏡升起(mirror-up) 狀態(tài)和反射鏡機構(gòu)6阻擋光路的反射鏡放下(mirror-down)狀態(tài)之間切換。反射鏡控制器122響應于從系統(tǒng)控制器101輸出的信號產(chǎn)生控制信號，由該控制信號驅(qū)動電機M2，從而在反射鏡升起狀態(tài)和反射鏡放下狀態(tài)之間切換。
快門控制器123根據(jù)從系統(tǒng)控制器101輸出的信號產(chǎn)生控制信號，由
該控制信號驅(qū)動電機M3，從而控制快門4的關閉或打開狀態(tài)。定時控制器124執(zhí)行對于成像元件5等的定時控制。成像元件(例如，電荷耦合器件(CCD)) 5將對象的光學圖像光電轉(zhuǎn) 換為電信號，從而產(chǎn)生針對照片圖像的圖像信號(記錄圖像信號)。成像元件5因此是用于獲取記錄圖像的成像元件。
成像元件5響應于來自定時控制器124的驅(qū)動控制信號(存儲開始信號和存儲結(jié)束信號)，從而將光接收表面暴露于對象的經(jīng)對焦的圖像(積累由光電轉(zhuǎn)換獲得的電荷)。成像元件5由此產(chǎn)生對應于對象圖像的圖像信號。響應于從定時控制器124輸入的讀控制信號，成像元件5將圖像信號輸出到信號處理器51。來自定時控制器124的定時信號(同步信號)被輸入到信號處理器51和模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器52中的每一個。
信號處理器51對于由成像元件5獲得的圖像信號進行預定的模擬信號處理。A/D轉(zhuǎn)換器52隨后將經(jīng)過模擬信號處理的圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)然后被提供到數(shù)字信號處理器50。
數(shù)字信號處理器50對于從A/D轉(zhuǎn)換器52所提供的圖像數(shù)據(jù)進行數(shù)字信號處理，從而產(chǎn)生針對照片圖像的圖像數(shù)據(jù)。數(shù)字信號處理器50包括黑度校正器53、白平衡(WB)校正器54、伽馬(Y)校正器55以及圖像存儲器56。
黑度校正器53將從A/D轉(zhuǎn)換器52輸出的形成圖像數(shù)據(jù)的像素數(shù)據(jù)的黑度校正為參考黑度。WB校正器54校正圖像的白平衡。伽馬校正器55 對照片圖像執(zhí)行漸變轉(zhuǎn)換。圖像存儲器56臨時存儲所產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)。圖像存儲器56允許高速訪問，并且具有存儲若干幀圖像數(shù)據(jù)的存儲能力。
在照相過程中，系統(tǒng)控制器101對臨時存儲在圖像存儲器56上的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像處理(諸如壓縮處理)，然后經(jīng)由卡接口 (I/F) 132將經(jīng) 處理的圖像數(shù)據(jù)存儲在存儲卡90上。
臨時存儲在圖像存儲器56上的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由系統(tǒng)控制器101被轉(zhuǎn)移到VRAM (視頻RAM) 131，然后顯示在后監(jiān)視器12上。這樣，后監(jiān)視器12呈現(xiàn)復視圖(after-view)，以允許使用者確認照片圖像。后監(jiān)視器12還顯示由過去的照片圖像再現(xiàn)的圖像。
成像設備1除了成像元件5之外還包含成像元件7 (參見圖4)。成像元件7用作實時取景圖像獲取(運動圖像獲取)成像元件。成像元件7 的結(jié)構(gòu)與成像元件5的相同。如果成像元件7具有高到足以產(chǎn)生實時取景圖像信號(運動圖像)的分辨率，那就足夠了，并且組成成像元件7的像素的數(shù)量通常小于成像元件5中的像素數(shù)量。
對于由成像元件7所獲取的圖像信號也執(zhí)行與對于由成像元件5獲取的圖像信號所執(zhí)行的相同的信號處理。更具體地，信號處理器51對于由成像元件7獲得的圖像信號進行預定的信號處理。A/D轉(zhuǎn)換器52隨后將所得的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)。數(shù)字信號處理器50然后對來自A/D轉(zhuǎn)換器52 的數(shù)字數(shù)據(jù)進行預定的圖像處理。所得的數(shù)據(jù)隨后被存儲在圖像存儲器56 上。
由成像元件7獲取的并且隨后被存儲在圖像存儲器56上的時序圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由系統(tǒng)控制器101被順序地轉(zhuǎn)移到VRAM 131。后監(jiān)視器12隨后顯示多個對應于該時序圖像數(shù)據(jù)的圖像?？雌饋砀襁\動圖像的實時取景圖像由此被呈現(xiàn)，以允許使用者執(zhí)行照相取景。
為了加速各個處理，成像元件5的圖像處理和成像元件7的圖像處理優(yōu)選地并行進行。為此，兩根信號線被布置在定時控制器124、信號處理器51、 A/D轉(zhuǎn)換器52、數(shù)字信號處理器50等中的每一個中。成像元件5 和7的圖像處理由此可以并行進行。本發(fā)明不限于這樣的布置。或者，僅僅一根信號線被布置在定時控制器124、信號處理器51、 A/D轉(zhuǎn)換器52、數(shù)字信號處理器50等中的每一個中，并且成像元件5的處理和成像元件7 的處理可以以此次序或者以相反次序執(zhí)行。
包括了通信接口 133的成像設備1可以經(jīng)由通信接口 133執(zhí)行與連接到其上的設備(諸如個人計算機)的數(shù)據(jù)通信。
成像設備1還包括閃光燈41、閃光控制器42和AF輔助燈43。閃光燈41是當對象的照度水平不夠高時使用的光源。閃光燈41是否被觸發(fā)及其閃光時間由閃光控制器42和系統(tǒng)控制器101等控制。AF輔助燈43是用于自動對焦的輔助光源。AF輔助燈43是否被觸發(fā)及其接通時間由系統(tǒng)控
制器101等控制。
下面描述包括照相取景操作在內(nèi)的成像設備1的照相過程。如上所
述，成像設備1可以利用包括取景器光學系統(tǒng)的光學取景器(OVF)執(zhí)行照相取景操作。成像設備1利用顯示在后監(jiān)視器12上的實時取景圖像執(zhí) 行照相取景操作。利用成像元件7和后監(jiān)視器12所完成的取景器功能通過轉(zhuǎn)換電子數(shù)據(jù)使得對象的圖像可視化，并且由此被稱為電子取景器 (EVF)。
通過操作切換轉(zhuǎn)盤87，使用者可以在基于光學取景器(OVF)所進行的照相取景和基于電子取景器(EVF)所進行的照相取景之間進行選擇。
圖4和5是成像設備1的剖視圖。圖4示出了基于OVF的照相取景操作，圖5示出了基于EVF的照相取景操作。圖6示出了處于(在OVF操作過程中執(zhí)行的)曝光操作的成像設備1的狀態(tài)。
如圖4和其它附圖所示，反射鏡機構(gòu)6沿著從成像鏡頭單元3到成像元件5延伸的照相光路布置。反射鏡機構(gòu)6包含主反射鏡(主反射表面) 61，其用于向上反射來自照相光學系統(tǒng)的光束。主反射鏡61的一部分或其整體用作半反射鏡，并且使得來自照相光學系統(tǒng)的光束的一部分被透射。反射鏡機構(gòu)6還包含副反射鏡(副反射表面62)，其用于將穿過主反射鏡61透射的光束向下反射。在反射鏡機構(gòu)6的下部反射離開副反射鏡 62的光束被引導到并入射在AF模塊20上。入射在AF模塊20上的光束被用于相位差方法的AF操作。
在照相模式期間，釋放按鈕11被完全按壓到狀態(tài)S2。換句話說，反射鏡機構(gòu)6在照相取景操作期間被布置為處于反射鏡放下位置(如圖4和 5所示)。來自成像鏡頭單元3的對象圖像被向上反射，然后作為觀察光束入射在五面鏡65上。五面鏡65包含多個反射鏡(反射表面)，并且調(diào) 節(jié)對象圖像的方向。根據(jù)OVF方法和EVF方法中的哪一種方法被用于照相取景操作，來自五面鏡65的觀察光束的路徑變得不同。觀察光的路徑將在稍后進行描述。使用者根據(jù)所選定的方法執(zhí)行照相取景。
在釋放按鈕11被完全按壓到狀態(tài)S2的情況下，反射鏡機構(gòu)6被驅(qū)動到反射鏡升起狀態(tài)，開始曝光操作(參見圖6)。用于獲取對象的記錄靜
態(tài)圖像(也被稱為最終照片圖像)的基本操作(即，曝光操作)對于OVF 和EVF方法都是相同的。
更具體地，在曝光操作期間，反射鏡機構(gòu)6被從照相光路縮回，如圖 6所示。主反射鏡61和副反射鏡62被向上縮回，使得來自照相光學系統(tǒng) 的光束(對象圖像)不被阻擋。來自成像鏡頭單元3的光束在不被主反射鏡61反射的情況下傳播，并且在快門4的打開的定時到達成像元件5。成像元件5產(chǎn)生對應于所接收的光束的、通過光電轉(zhuǎn)換得到的對象圖像信號。來自對象的光束經(jīng)由成像鏡頭單元3以這樣的方式被引導到成像元件 5。由此獲得對象的照片圖像(照片圖像數(shù)據(jù))。
下面描述基于OVF和EVF方法的照相取景操作。
下面描述基于OVF方法的照相取景操作。
當如圖4所示將反射鏡機構(gòu)6中的主反射鏡61和副反射鏡62沿從成像鏡頭單元3開始延伸的對象圖像的光路布置時，對象圖像經(jīng)由主反射鏡 61、五面鏡65和目鏡透鏡67被引導到取景器窗口 10。包括主反射鏡 61、五面鏡65和目鏡透鏡67在內(nèi)的取景器光學系統(tǒng)朝向取景器窗口 10引導來自照相光學系統(tǒng)的光束，即從主反射鏡61反射的觀察光束。
更具體地，來自成像鏡頭單元3的光束從主反射鏡61被向上反射，將其路徑改變?yōu)橄蛏戏较?，并且被聚焦在聚焦?3上，然后通過聚焦板 63。通過聚焦板63的光束在五面鏡65上改變其路徑，通過目鏡透鏡67，朝向取景器窗口 IO傳播(參見圖4的光路PA)。通過取景器窗口 10的對象圖像到達使用者(觀察者)的眼睛，并且被使用者識別。更具體地，使用者可以通過觀看取景器窗口 IO來可視地識別對象圖像。
五面鏡65包括布置在屋脊位置的兩面反射鏡(屋脊反射鏡)65a和 65b、固定到屋脊反射鏡65a和65b的表面65c以及反射鏡(反射表面) 65e。具有兩個表面的屋脊反射鏡65a和65b通過將塑料模制成單一構(gòu)件 65d來制備。在主反射鏡61上向上反射的光束隨后被從屋脊反射鏡65a和 65b反射并左右地鏡像反轉(zhuǎn)，并且被從反射鏡65e反射并上下地鏡像反轉(zhuǎn)，然后到達使用者的眼睛。由成像鏡頭單元3左右、上下地鏡像反轉(zhuǎn)的光學圖像被五面鏡65再次左右、上下地鏡像反轉(zhuǎn)。因此，使用者可以通
過光學取景器觀察到沿對象的原始對齊方向的對象圖像。
取景器光學系統(tǒng)的光學元件Ul被布置在成像設備1的頂部封殼su 中。光學單元U1包括目鏡透鏡67、取景器窗口 IO以及由驅(qū)動裝置(沒有示出)打開和關閉的目鏡快門16。在OVF照相取景操作過程中，目鏡快門16被打開，使得承載對象圖像的光束被從五面鏡65透射通過取景器窗 □ 10。
透射通過主反射鏡61的光束被從副反射鏡62向下朝向AF模塊20反射。AF模塊20和對焦控制器121響應于經(jīng)由主反射鏡61和副反射鏡62 進入的光束執(zhí)行自動對焦(AF)操作。
下面描述EVF照相取景操作。
參考圖5，成像元件5中的主反射鏡61和副反射鏡62從成像鏡頭單元3開始沿承載對象圖像的光束的光路布置。來自成像鏡頭單元3的光束從主反射鏡61被向上反射，被聚焦在聚焦板63上，然后通過聚焦板63。
在EVF照相取景操作中，已經(jīng)通過聚焦板63的光束被從五面鏡65反射，朝向分束器71改變其路徑。分束器71改變?nèi)肷涞狡渖系墓馐穆?徑，使得光束通過對焦鏡頭69 (對焦光學系統(tǒng))，以再聚焦在成像元件7 的成像表面上(參見圖5的光路PB)。從主反射鏡61向上反射的光束被從屋脊反射鏡65a和65b反射并左右地鏡像反轉(zhuǎn)，然后被從反射鏡65e反射并上下地鏡像反轉(zhuǎn)。然后，光束在對焦鏡頭69上被左右和上下地鏡像反轉(zhuǎn)，然后到達成像元件7。
圖5的反射鏡65e相對于成像設備1的角度不同于圖4中反射鏡65e 的角度。更具體而言，反射鏡65e圍繞反射鏡65e的下端處的軸線AX1沿箭頭AR1所指的方向旋轉(zhuǎn)預定角度a。反射鏡65e響應于切換轉(zhuǎn)盤87的操作而旋轉(zhuǎn)。更具體地，由使用者施加在切換轉(zhuǎn)盤87上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力通過預定的傳遞機構(gòu)(沒有示出)被傳遞到反射鏡65e的旋轉(zhuǎn)軸，于是旋轉(zhuǎn)反射鏡65e。
利用改變其角度的反射鏡65e，從反射鏡65e反射的光束(觀察光束)的反射角度被改變，并且從反射鏡65e反射的光束的路徑被改變。更具體地，入射光束到反射鏡65e的入射角ei變?yōu)橄鄬Ω〉慕牵瑥姆瓷溏R
65e反射的光束的反射角e2也變?yōu)橄鄬Ω〉慕?。從反射鏡65e反射的光束從向目鏡透鏡67延伸的路徑向上改變到靠近屋脊反射鏡65a和65b的路徑，使得光束傳播到分束器71。分束器71進一步改變光束的路徑，使得光束通過對焦鏡頭69，并到達成像元件7。分束器71、對焦鏡頭69以及成像元件7被布置在目鏡透鏡67上方，使得從反射鏡65e傳播到目鏡透鏡 67的光束在OVF操作期間不被阻擋。
從反射鏡65e反射的光束的路徑被改變了角度0，其為反射鏡65e的改變角度a的兩倍。反過來，為了將光束的路徑的角度改變角度/5，反射鏡65e只要旋轉(zhuǎn)角度角度a，即角度/3的一半。換句話說，反射鏡65e的較小角度的旋轉(zhuǎn)就導致光束的路徑改變較大的角度。在反射鏡65e和成像元件7在光學上相隔較大的間距的情況下，反射鏡65e的小角度的旋轉(zhuǎn)導致從其反射的光束被可靠地引導到相互間隔開的目鏡透鏡67和成像元件7 中的一者上。更具體地，從反射鏡65e反射的光束通過將反射鏡65e旋轉(zhuǎn) 小的旋轉(zhuǎn)角度而被選擇性地引導到兩條路徑之一上。利用這樣的結(jié)構(gòu)，為允許反射鏡65e旋轉(zhuǎn)而需要的間距增大被最小化。
成像元件7響應于從反射鏡65e反射、經(jīng)過對焦鏡頭69并且到達成像元件7的、承載對象圖像的光束而產(chǎn)生實時取景圖像。更具體地，以很短的時間間隔(例如1/60秒)產(chǎn)生多個圖像。然后，這樣獲得的時序圖像被順序地顯示在后監(jiān)視器12上。使用者査看顯示在后監(jiān)視器12上的運動圖像(實時取景圖像)，然后利用運動圖像執(zhí)行照相取景。
如OVF照相取景操作(圖4)的情形一樣，利用經(jīng)由主反射鏡61和副反射鏡62進入AF模塊20的光束執(zhí)行AF操作。
在EVF照相取景過程中，目鏡快門16被關閉，使得經(jīng)取景器窗口 10 輸入的光束不漫射到上部封殼空間SU中。
如上所述，從反射鏡65e反射的光束的路徑(更具體地，主路徑)的反射角度的變化在從反射鏡65e向目鏡透鏡67和取景器窗口 10延伸的光路PA (圖4)和從反射鏡65e向?qū)圭R頭69和成像元件7延伸的光路PB (圖5)之間切換。換句話說，觀察光束的路徑在從反射鏡65e反射并延伸到取景器窗口 10的第一光路PA和從反射鏡65e反射到成像元件7的第
二光路PB之間的切換。
相關技術中的成像設備通常包括可從承載對象圖像的光束的光路縮
回、沿與取景器光學系統(tǒng)的目鏡透鏡67靠近的光路布置的反射鏡。成像設備1利用緊湊設計提供了實時取景顯示，所述緊湊設計不需要用于相關技術中的成像設備中的這種反射鏡。
下面描述在EVF照相取景操作過程中執(zhí)行的光測量操作和在OVF照相取景操作過程中執(zhí)行的光測量操作。
圖7是成像設備1的五面鏡65附近的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的放大剖視圖。如圖7 所示，目鏡透鏡67和取景器窗口 IO被沿光路PA布置。分束器71、對焦鏡頭69和成像元件7被布置在光路PB上。
分束器71具有光路改變功能，以修改光束的光路。更具體地，沿光路PB布置的分束器71將沿光路PB傳播的光束(即，從反射鏡65e反射的光束)的光路向上彎曲約90度。對焦鏡頭69和成像元件7沿光路PB (PB2)布置，所述光路PB (PB2)被分束器71從光路PB彎曲。被分束器71彎曲的光束透射通過對焦鏡頭69，然后聚焦在成像元件7上。
在EVF照相取景操作過程中，反射鏡65e被置于位置Pl，并且觀察光束的路徑是光路PB。響應于經(jīng)由分束器71和對焦鏡頭69沿光路PB進入的光束，基于聚焦在成像元件7上的對象圖像，產(chǎn)生照片圖像?；谡?片圖像產(chǎn)生實時取景顯示，并且基于相同的照片圖像還執(zhí)行光測量過程。例如，成像元件7上的照片圖像被劃分成40個測量塊(沿水平方向的8塊 X沿垂直方向的5塊)。執(zhí)行用于計算入射在每個測量塊上的光的量的光測量過程。在光測量過程中，使用所述多個測量塊中的一部分或全部。響應于測量結(jié)果，隨后執(zhí)行自動曝光調(diào)節(jié)過程。自動曝光調(diào)節(jié)確定照相參數(shù) (光圈值、快門速度等)，以獲得合適的照度。
在OVF照相取景操作過程中，反射鏡65e被置于位置P2 (由圖7中的雙點劃線表示)，使得光路PA成為觀察光束的路徑。使用者通過取景器窗口 IO査看對象圖像，并且利用布置在空間SU中光路PA附近的光感測檢測器(光感測元件)79執(zhí)行光測量。光感測檢測器79在對焦鏡頭72 上接收通過布置在光軸PA附近的分束器71透射的光束，以執(zhí)行光測量過程。
光學上與聚焦板63對齊的光感測檢測器79接收由圖7中的虛線表示的沿光路PE傳播的光束，即與光路PA并行傳播并且通過了分束器71的光束。分束器71被置于光路PB和光束PE相遇的位置。沿光路PE傳播的光束通過分束器71，然后到達光感測檢測器79。光感測檢測器79接收沿光路PE傳播的光束。光感測檢測器79由此接收沿光路PA傳播的、承載對象圖像的觀察光束(換句話說，與將被拍照的對象圖像相同的光學圖像)。更具體地，光感測檢測器79以與通過取景器窗口 IO査看對象的角度稍微不同的傾斜角度接收對象的光學圖像。
在光感測檢測器79處對光的量進行光測量過程。例如，光測量過程是通過計算光感測檢測器79中的多個測量塊(例如40個塊)中的每一個上的光的量來進行。響應于測量結(jié)果，執(zhí)行自動曝光調(diào)節(jié)過程。自動曝光調(diào)節(jié)過程確定照片參數(shù)(光圈值、快門速度等)，以獲得合適的照度。
在OVF照相取景操作過程中，觀察光束的路徑是光路PA，并且沒有適當?shù)膶ο髨D像被聚焦在成像元件7上。在沒有光感測檢測器79的情況下，難以在OVF照相取景操作過程中執(zhí)行恰當?shù)墓鉁y量過程。
成像設備1如上所述地執(zhí)行照相操作。
成像設備1在EVF模式期間利用成像元件7的圖像信號(曝光圖像) 執(zhí)行光測量操作和曝光控制操作，并且在OVF模式期間利用光感測檢測器79執(zhí)行光測量操作和曝光控制操作。
下面描述EVF模式中的光測量操作，即利用成像元件7的光測量操作。
為了便于說明，在討論成像元件7之前首先描述光感測檢測器79。光感測檢測器79包括高精度器件，諸如硅光電池(SPC)。更具體地，光感測檢測器79包含多個硅光電池，如圖8所示。光感測檢測器79 輸出對應于輸入光的照度水平的電壓，并且系統(tǒng)控制器101根據(jù)轉(zhuǎn)換方程將光感測檢測器79的輸出電壓值轉(zhuǎn)換為指示絕對照度值的VB值。
圖8是從光感測檢測器79的輸入側(cè)觀察的光感測檢測器79的光接收單元的光接收表面的平面圖。如圖8所示，光感測檢測器79被分隔成多
個區(qū)域(40個區(qū)域)R0-R39。在40個區(qū)域中的每一個中在每個硅光電池上測量由接收單元接收的光學圖像的照度(亮度)。在光測量操作中，可以使用至少一個區(qū)域。例如，光感測檢測器79可以獲得所有40個區(qū)域處的測量照度值的平均值，作為光測量值。
光感測檢測器79的輸入-輸出特性具有從極低亮度范圍(例如BV值 =-9)到極高亮度范圍(例如BV值47)的極寬測量范圍。
與光感測檢測器79相比，成像元件7具有窄的測量范圍。但是，可通過響應于輸入光的照度修改快門速度、光圈值等來控制曝光量，從而在一定程度上增寬測量范圍。可以以較寬的測量范圍執(zhí)行光測量操作。更具體地，執(zhí)行反饋控制以將成像元件7的曝光圖像的像素值L設為接近目標像素值Lt，從而保持對成像元件7的合適曝光量。在較明亮的環(huán)境下，通過實現(xiàn)成像元件7中的高速快門速度(即，通過縮短快門打開時間)，減小曝光量。相反，在較暗的環(huán)境下，通過實現(xiàn)成像元件7中的低速快門速度(即，通過延長快門打開時間)，增大曝光量。
成像元件7的測量結(jié)果(亮度)bv原則上由系統(tǒng)控制器101基于成像元件7的像素值L (例如，預定區(qū)域中的平均像素值)根據(jù)方程(1)來計算
bv(n)=Tv(n)+Av(n)-Sv(n)+log2(L(n)/Lt) ... (1)
其中，值Tv表示與成像元件7的電子快門的打開時間(曝光時間)相關的TV值，值Av表示與照相光學系統(tǒng)的光圈相關的AV值，值Sv表示與成像元件7的照相增益相關的SV值。此外，值Lt表示成像元件7的曝光圖像的像素值L (更具體地，曝光圖像的預定區(qū)域中包含的像素的像素值的平均值)的目標值(固定值)，并且各項所附的(n)表示在預定時間點之后的第n個采樣時間的值。
更具體地，確定曝光參數(shù)(例如，值Tv、 Av和Sv)，使得成像元件 7的像素值L達到目標值(目標像素值)Lt。如果像素值L具有落入0-4095的范圍中的任何值，則執(zhí)行反饋控制，以確定值Tv、 Av和Sv，所確定的值Tv、 Av和Sv使得值L等于目標值Lt (例如493)。理想的，方程 (1)的右側(cè)的第四項變?yōu)榱悖⑶伊炼戎礲v由方程(1)右側(cè)的第一到
第三項來計算。
在反饋控制中確定值Tv、 Av禾卩Sv，使得值L接近目標值Lt，即，使得值L和目標值Lt之間的差接近零。更具體地，每個采樣時間At根據(jù)方程(2)更新值Tv。利用值Tv(n)(在短的時長At之前的時刻t(n)的值 Tv)，將值Tv(n+l)(在給定時刻t(n+l)的值Tv)被校正到由方程(2)表示的值-
Tv(n+l)=Tv(n)+ klog2(L(n)/Lt) ... (2)
其中，值k滿足(Kk〈1的范圍。
值k越大(越接近1)，反饋系統(tǒng)越可能發(fā)生振蕩(hunting)現(xiàn)象。值k越小(越接近零)，像素值L收斂到目標值所花的時間越長。值k可以是固定的或可變的。更具體地，值k可以根據(jù)值AL (值L和目標值Lt 之間的差)的大小而變化。例如，如果值AL較大，則值k可以被設為較大的值(例如0.95)。相反，如果值AL較小，則值k可以被設為較小的值(例如0.5)。利用這樣的設置，振蕩現(xiàn)象被控制，同時到穩(wěn)定態(tài)的穩(wěn) 定時間被縮短。
如果像素值L接近目標值Lt，并且在反饋控制過程中值AL (更嚴格地說，值AL的絕對值)變得小于允許值TH (理想地，變?yōu)榱?，則曝光控制被確定為穩(wěn)定到穩(wěn)定狀態(tài)。在穩(wěn)定狀態(tài)下的實時取景圖像被獲取作為具有適當?shù)恼斩鹊膱D像。結(jié)果，具有適當?shù)恼斩鹊膶崟r取景圖像被顯示在后監(jiān)視器12上。
值Tv、 Av和Sv的變化范圍具有其各自的極限值。在照度水平不在預定范圍內(nèi)的情況下，即使值Tv、 Av和Sv被控制，也難以使得值L接近目標值Lt。在這樣的情況下，在方程(1)的右側(cè)添加第四項的情況下的修正值被計算作為亮度值bv。例如，如果光學圖像暗于預定水平，則值 Tv、 Av和Sv的變化范圍的極限值的存在使得難以使值L接近目標值Lt。例如，如果值L是目標值Lt的一半，方程(1)的右側(cè)的第四項變?yōu)?1。通過將-1加到方程(1)的右側(cè)的第一到第三項的總和(換句話說，通過將方程(1)的右側(cè)的第一到第三項的總和減去1)，來計算亮度值bv。在到穩(wěn)定狀態(tài)的穩(wěn)定確定過程中，如果值AL的大小的變化小于預定寬度
(換句話說，值L或值AL基本恒定)，則即使值AL仍然大于允許值 TH，也確定穩(wěn)定狀態(tài)被達到。
穩(wěn)定狀態(tài)中的亮度值bv被認為是最終的照片圖像的曝光控制中的對象亮度。基于對象亮度bv對最終照片圖像執(zhí)行曝光控制。更具體地，當具有亮度值bv的對象被照相時，對于TvB、 AvB、 SvB設置適當?shù)闹?參考方程(3))。值TvB是與成像元件5的快門速度相關的TV值，值 SvB是與成像元件5的照相增益相關的SV值，值AvB是與利用成像元件 5的最終照相操作期間照相光學系統(tǒng)的光圈相關的AV值。 TvB + AvB - SvB =bv ... (3)
在用于上述光測量的上述反饋控制系統(tǒng)(稱為光測量反饋控制系統(tǒng)) 中，需要很長時間來達到"穩(wěn)定狀態(tài)"，例如，可能需要數(shù)倍于采樣時間 At到數(shù)十倍于采樣時間At的時間(或者取決于具體情況更長)。
如果如圖9所示，在給定時刻，值LO遠離目標值Lt，則需要較長的時間Tll作為穩(wěn)定時間TA來達到穩(wěn)定狀態(tài)。
如果在開機時成像元件7的值L遠離目標值Lt，則在達到穩(wěn)定狀態(tài)之前，每個采樣時間At的單元操作被重復多次。因此需要較長的時間來達到穩(wěn)定狀態(tài)。
到穩(wěn)定狀態(tài)的穩(wěn)定時間TA最好較短。
本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在利用光感測檢測器79的曝光控制(光測量反饋控制)開始時，獲得更合適的初始控制值。因為根據(jù)該發(fā)現(xiàn)，曝光控制開始于相對更接近目標值Lt的初始控制值LO (如圖IO所示)，所以到穩(wěn)定狀態(tài)的穩(wěn)定時間TA被設為較短的時間T12 (<T11)。
更具體地，光感測檢測器79測量成像元件7周圍的照度(亮度)，并且基于所測量的照度(測量亮度)確定曝光控制開始時的曝光控制值。在利用成像元件7的光測量反饋控制中，通過確定合適的初始值(Tv(O)、 Sv(O)、 Av(O))來確定合適的初始像素值L0。由此到穩(wěn)定狀態(tài)的穩(wěn)定時間 TA被縮短。
作為與成像元件7周圍的照度(亮度)相關的測量值，光感測檢測器 79的測量亮度(測量值)bv被直接用于確定曝光控制值(也被稱為曝光
控制參數(shù)或曝光參數(shù))。例如，針對測量亮度值bv，可以確定滿足方程 (4)的曝光參數(shù)Tv、 Av和Sv:
Tv + Av - Sv = bv … (4)
光感測檢測器79的光測量值嚴格地說不是對象圖像的測量值，而是由接收對象圖像的成像元件7周圍的環(huán)境照度獲得的測量值。光感測檢測器79的光測量值包含誤差。
成像設備1利用與光感測檢測器79的測量亮度相關的校正項E (參見方程(5))校正光感測檢測器79的測量值。更具體地，利用校正項E計算成像元件7的估計亮度(bv+E)。基于該估計亮度(即，經(jīng)校正的測量值)確定曝光控制中的曝光控制參數(shù)(曝光參數(shù))，然后開始曝光控制。成像元件7的對象亮度被更精確地估計，允許值L的初始值更接近目標值 Lt。更合適的初始值被用于利用成像元件7的光測量反饋控制，并且到穩(wěn) 定狀態(tài)的穩(wěn)定時間TA因此被進一步縮短。
Tv + Av - Sv = bv + E ... (5)
在方程(5)中，項E校正光感測檢測器79的光測量值和對象本身照度 (亮度)之間的差(偏差)。校正項E基于測試結(jié)果等預定。
圖11示出了光感測檢測器79的光測量值(橫軸)和對象的實際照度 (亮度)(縱軸)之間的關系。在圖11的測試結(jié)果中，在成像元件7的光測量反饋控制中達到穩(wěn)定狀態(tài)下的光測量值bv被獲得作為實際照度 (實際亮度)。
如圖11所示，當光感測檢測器79的測量值(測量亮度)為大約1 時，對象的照度(實際亮度)為大約10，并且當光感測檢測器79的測量值(測量亮度)為大約-8時，對象的照度(實際亮度)為大約1。更具體地，對象的本身照度比光感測檢測器79的測量結(jié)果亮約9 (EV)。在此情況下，校正項為9 (EV)。
在對象亮度和光感測檢測器79的測量值在整個光測量范圍內(nèi)具有線性關系的前提下，固定值"9"被用作校正項E的值。本發(fā)明不限于校正項E 的固定值。校正項E可以不是固定值。例如，校正項E可以被確定為函數(shù)，該函數(shù)具有光感測檢測器79的光測量值bv作為自變量。
進一步詳細描述光測量操作。
圖12是示出了在成像設備1的開機狀態(tài)之后立即執(zhí)行的光測量操作
等的流程圖。成像設備1在變化到開機狀態(tài)之后執(zhí)行圖12的過程。
在步驟SPll，成像設備1確定是否選擇了 EVF模式，即是否選擇了實時取景。如果選擇了 OVF模式，則處理進行到步驟SP18。在步驟 SP18，利用光感測檢測器79執(zhí)行OVF模式下的光測量過程。如果在步驟 SP19中確定釋放按鈕11被按壓到完全按壓狀態(tài)S2，則獲得最終的照片圖像，然后完成了該系列步驟。
如果在步驟SP11中確定EVF模式被選擇，則處理進行到步驟SP12。響應于到開機狀態(tài)的變化，成像設備1識別出特定的條件被滿足，更具體地，開始曝光控制的定時已經(jīng)到來。在步驟SP12-SP14，成像設備1中的光感測檢測器79確定曝光控制值，并且基于曝光控制值開始成像元件7 的曝光控制。
在步驟SP12，光感測檢測器79開始光測量操作。更具體地，光感測檢測器79獲取光測量值bv。
在步驟SP13，根據(jù)方程(5)確定與成像元件7相關的曝光參數(shù)Tv、 Av和Sv。方程(5)表明經(jīng)校正的照度(bv+E)被表示為校正項E和光感測檢測器79的光測量值bv的總和。方程(5)還被認為類似于描述曝光參數(shù)和測量亮度之間的關系的方程(4)。
在步驟SP14，利用在步驟SP13中確定的曝光參數(shù)，開始成像元件7 的曝光控制。
成像元件7以利用光感測檢測器79的光測量值bv所確定的曝光參數(shù) Tv、 Av和Sv獲取圖像(曝光圖像)。
在步驟SP15，重復光測量反饋控制的曝光循環(huán)中的單元過程。
在此執(zhí)行的光測量反饋控制根據(jù)任何時刻的曝光參數(shù)Tv、 Av和Sv更新值Tv。更具體地，在許多情況下關系Av(n+l"Av(n)和Sv(n+l)^Sv(n)成立。值Tv(n+l)按如下所述確定。
圖13和14是具體示出了步驟SP15中的單元過程的流程圖。單元過程在EVF模式中的照相取景操作中在極短時間內(nèi)(例如以約1/10秒間
隔)執(zhí)行。
在步驟SP21，成像元件7的像素值L (例如，預定區(qū)域中的平均像素值)被檢測。
在步驟SP23，利用方程(1)計算光測量值bv(n)。
值AL被計算(步驟SP24)，并且比較值AL與允許值TH的比較過程被執(zhí)行(步驟SP25)。
如果值AL (確切地，值AL的絕對值IALI)等于或小于允許值TH，則確定已經(jīng)達到穩(wěn)定狀態(tài)(步驟SP26)。在接著的第(n+l)個循環(huán)中，曝光參數(shù)被設為與當前的第n個循環(huán)中的曝光參數(shù)相同的值(步驟SP27)。于是，第n個循環(huán)中的過程結(jié)束。
如果值AL (確切地，值AL的絕對值IALI)大于允許值TH，成像設備1在步驟SP28中確定曝光參數(shù)(例如值Tv)是否已經(jīng)達到其變化范圍的極限值。
如果在步驟SP28中確定曝光參數(shù)還沒有達到其變化范圍的極限值 (例如，值Tv可以被進一步減小或可以被進一步增大)，則處理進行到步驟SP29。在步驟SP29，成像設備1確定不穩(wěn)定狀態(tài)仍然持續(xù)。在步驟 SP30,成像設備1根據(jù)方程(2)確定第(n+l)個循環(huán)中的曝光參數(shù) Tv(n+1)。于是，第n個循環(huán)中的過程結(jié)束。
如果成像設備1在步驟SP28中確定難以控制值Tv、 Av和Sv而使得值L符合目標值Lt，則處理進行到步驟SP31 (圖14)。
如果值A L的大小的變化小于預定寬度TH2 (即，值L和值A L之一保持基本不變)，則成像設備l確定已經(jīng)達到了穩(wěn)定狀態(tài)(步驟SP32)。在接著的第(n+l)個循環(huán)中，曝光參數(shù)被設為與當前的第n個循環(huán)中的曝光參數(shù)相同的值(步驟SP33)。于是，第n個循環(huán)過程結(jié)束。
如果值AL的大小的變化等于或大于預定寬度TH2，則成像設備1確定不穩(wěn)定狀態(tài)仍然持續(xù)，并且發(fā)出指示曝光控制被禁止的警告顯示(步驟 SP34)。成像設備1執(zhí)行步驟SP33，于是第n個循環(huán)結(jié)束。
當?shù)趎個循環(huán)結(jié)束時，執(zhí)行利用新的曝光控制值(曝光參數(shù))的成像元件7的曝光操作。然后，對于在曝光操作中獲得的曝光圖像進行步驟
SP15中的過程(第(n+l)個循環(huán)過程)。
回到圖12，利用重復進行的步驟SP15，成像設備1在步驟SP16中確定釋放按鈕11己經(jīng)被完全按壓到狀態(tài)S2。然后獲得最終的照片圖像，完成了該系列的步驟。當最終的照片圖像被獲取時，根據(jù)方程(3)確定適當?shù)钠毓鈪?shù)。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，當成像設備1被開機時，到達曝光控制的開始定時?；诠飧袦y檢測器79的光測量值而不是成像元件7的光測量值執(zhí) 行曝光控制(步驟SP12-SP15)。在步驟SP14中由成像元件7首先獲得的曝光像素的平均像素值L (即，曝光控制中的初始像素值LO)變得較為接近目標值Lt (參見圖10)。達到穩(wěn)定狀態(tài)的時間(TA)變?yōu)檩^短的時間 T12(<T11)。
在步驟SP13，基于作為利用校正項E的校正結(jié)果的光測量值(bv+E)確定成像元件7的曝光參數(shù)Tv、 Av和Sv。曝光控制中的初始像素值L0接近目標值Lt。達到穩(wěn)定狀態(tài)的時間TA由此被縮短。
根據(jù)第一實施例，當開始曝光控制時，即當響應于到成像設備1的開機狀態(tài)的變化而開始包括光測量反饋控制在內(nèi)的曝光控制時，基于光感測檢測器79的光測量值來確定曝光參數(shù)。
當與成像元件7相關的值L大大地偏離目標值Lt時，可以考慮不同的情形(參見圖9)。例如，當對象的亮度急劇變化時，單元操作的采樣時間 At會重復大量的次數(shù)，直到達到穩(wěn)定狀態(tài)。成像設備1達到穩(wěn)定狀態(tài)花費較長的時間。
本發(fā)明的技術可以用于這樣的情形。更具體地，光感測檢測器79的光測量值也可以用于除"曝光控制的開始定時"之外的其它定時。
在第二實施例中，即使在成像設備1確定成像元件7的值L遠離目標值Lt的定時之后，也基于光感測檢測器79的光測量值執(zhí)行曝光控制。對第二實施例的如下討論集中在其與第一實施例的不同之處。
圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的成像設備1的EVF模式的光測量過程中的單元過程的流程圖。根據(jù)第二實施例，執(zhí)行圖15的過程來代替圖13的過程。
更具體地，步驟SP22在步驟SP21和步驟SP23之間執(zhí)行。在步驟SP22，成像設備1確定在給定時刻的值L是否遠離目標值 Lt。更具體地，成像設備l確定值L和目標值Lt之間的偏差是否大于閾值 TH3。閾值TH3大于允許值TH和TH2中的每一個(TH3〉TH并且 TH3〉TH2)。
如果確定值L相對較接近目標值Lt，即IL-LtKTH3，處理進行到步驟 SP23。在步驟SP23和隨后的步驟，利用成像元件7的光測量值執(zhí)行光測量反饋過程。閾值TH3被用于確定值L是否遠離目標值Lt，并且設置為較大的值。
如果確定值L遠離目標值Lt，即IL-Ltl〉TH3，處理進行到步驟SP41。如果對象的亮度急劇變化，則值L遠遠落到目標值Lt外部，由此，處理過程進行到步驟SP41。
在步驟SP41，光感測檢測器79測量光測量值bv。在步驟SP42，成像設備1根據(jù)光感測檢測器79的光測量值bv和方程(5)的校正項E確定曝光參數(shù)Tv、 Av和Sv。在步驟SP43，響應于在步驟SP42中確定的曝光參數(shù)，開始(繼續(xù))曝光控制。
在上面的操作中，即使在任何時刻當對象的亮度急劇變化時，成像設備1也利用光感測檢測器79的光測量值，對成像元件7繼續(xù)進行曝光控制。從繼續(xù)時間點開始到達穩(wěn)定狀態(tài)的時間TA由此被縮短。
如果成像設備1確定成像元件7的曝光像素的像素值L在從值(Lt-TH3) 到值(Lt+TH3)的范圍的外部，則上升操作被解釋為基于光感測檢測器79 的光測量值確定曝光控制值(曝光參數(shù))的操作。
根據(jù)第二實施例，在確定成像元件7的值L遠離目標值Lt的時刻之后，基于光感測檢測器79的光測量值確定曝光控制值?；蛘?，根據(jù)成像元件7的值L是否在下述的范圍RG之外，來確定是否基于光感測檢測器 79的光測量值確定曝光控制值。
圖16示出了范圍RG的一個實例。圖16的范圍RG是在值L的整個輸出范圍中這樣的輸出值范圍在該范圍中，成像元件7的輸入-輸出關系中的線性關系被保證。
范圍RG具有上限UL(例如，以12位表示的"3500")和下限LL(以12 位表示的"100")。如果成像設備1以高于上限值UL或低于下限值LL的值開始或繼續(xù)曝光控制，則達到穩(wěn)定狀態(tài)的時間TA變得特別長(參見圖 9)。
如果確定成像元件7的曝光圖象的值L在范圍RG之外，則可以基于光感測檢測器79的光測量值bv確定曝光控制值(Tv, Av， Sv)。
更具體地，可以執(zhí)行圖17的過程來代替圖15的過程。更具體地，成像設備1在插入步驟SP21和SP23之間的步驟SP52中確定在給定時刻的值L是否在范圍RG之外。如果在步驟SP52中確定值L在范圍RG之外，則執(zhí)行步驟SP41-SP43。如果值L在范圍RG之外，則步驟SP41-SP43的使用縮短了達到穩(wěn)定狀態(tài)的時間TA，其中在所述范圍RG中成像元件7的輸入-輸出關系保持線性。
已經(jīng)討論了本發(fā)明的實施例。但本發(fā)明不限于上述的實施例。
例如，與針對第一和第二實施例描述的那些不同，還想到了成像元件 7的值L (初始值LO)遠遠落在目標值Lt之外的不同情況。
更具體地，對于置于暗環(huán)境中的成像設備1,成像元件7的電子快門的打開時間變得較長。采樣時間At變長，并且需要更長的時間達到穩(wěn)定狀態(tài)。
本發(fā)明的技術可以用于這樣的情形。更具體地，如果確定成像元件7 的光測量值和光感測檢測器79的光測量值二者之一等于或低于預定值 (在暗環(huán)境中)，則可以基于光感測檢測器79的光測量值開始曝光控制。
成像設備1響應于由使用者操作的切換轉(zhuǎn)盤87，在EVF模式和OVF 模式之間切換。本發(fā)明不限于此結(jié)構(gòu)。如圖18所示，用于檢測物體接近度的目鏡傳感器68被靠近目鏡單元(取景器窗口 10)布置，并且成像設備1可以響應于目鏡檢測器68的檢測結(jié)果自動地在EVF模式和OVF模式之間切換。更具體地，當目鏡傳感器68檢測到使用者的眼睛接近時，成像設備1被切換到EVF模式；當目鏡傳感器68檢測出使用者的眼睛離開時，成像設備1被切換到OVF模式。在此情況下，可以利用電機驅(qū)動機
構(gòu)等改變反射鏡65e的角度。
在上述實施例中，反射鏡65e的反射角度可以被改變，以修改觀察光束的路徑，并且EVF顯示被呈現(xiàn)。本發(fā)明不限于此結(jié)構(gòu)。相關技術中的成像設備利用布置在光路中的取景器光學系統(tǒng)的目鏡透鏡67附近的可從對象圖象光束的光路縮回的可移動反射鏡，提供實時取景圖像。通過將本發(fā) 明的實施例的技術并入相關技術的成像設備中，可以在反射鏡升起位置在光阻擋狀態(tài)下校正成像元件7的光測量誤差。
在上述實施例中，本發(fā)明被應用于數(shù)字靜態(tài)攝像機。本發(fā)明可應用于膠片照相機。更具體地，膠片的感光表面被置于所示出的成像元件5的聚焦位置上，膠片照相機實際不使用成像元件5。
本領域的技術人員應該理解到，可以想到各種修改、組合、子組合和替換，這取決于設計要求和其它因素，只要這些修改、組合、子組合和替換，在權(quán)利要求的范圍和其等同物內(nèi)即可。
相關申請的交叉引用
本發(fā)明包含與2007年8月21日向日本專利局提出的日本專利申請JP 2007-214400相關的主題，該申請的全部內(nèi)容通過引用被包含于此。
權(quán)利要求
1.一種成像設備，包括取景器光學系統(tǒng)，其用于將觀察光束引導到取景器窗口，所述觀察光束被從成像光學系統(tǒng)輸出，然后被從主反射表面反射；成像元件，用于響應于接收到所述觀察光束而產(chǎn)生圖像信號；曝光控制裝置，用于響應于來自所述成像元件的所述圖像信號而執(zhí)行所述成像元件的曝光控制；以及光感測檢測器，其布置在所述成像元件附近，用于測量光，其中，如果滿足預定條件，則所述曝光控制裝置響應于由所述光感測檢測器提供的光測量值來確定所述曝光控制中的曝光控制值。
2. 如權(quán)利要求1所述的成像設備，其中，所述曝光控制裝置利用與由所述光感測檢測器提供的光測量值和對象的本身照度之間的差相關的校正項，校正由所述光感測檢測器提供的光測量值，并且響應于經(jīng)校正的光測量值確定所述曝光控制值。
3. 如權(quán)利要求1所述的成像設備，其中，在所述曝光控制開始時，所述曝光控制裝置響應于由所述光感測檢測器提供的光測量值來確定所述曝光控制值。
4. 如權(quán)利要求3所述的成像設備，其中，如果響應于變化到所述成像設備的開機狀態(tài)而開始所述曝光控制，則所述曝光控制裝置響應于由所述光感測檢測器提供的光測量值來確定所述曝光控制值。
5. 如權(quán)利要求1所述的成像設備，其中，所述曝光控制裝置執(zhí)行包括反饋控制在內(nèi)的曝光控制，所述反饋控制被執(zhí)行來使由所述成像元件提供的曝光圖像的像素值接近所述像素值的目標值。
6. 如權(quán)利要求5所述的成像設備，其中，如果所述曝光圖像的像素值與所述像素值的所述目標值之間的偏差值被確定為大于預定閾值，則所述曝光控制裝置響應于由所述光感測檢測器提供的光測量值來確定所述曝光控制值。
7. 如權(quán)利要求5所述的成像設備，其中，如果所述曝光圖像的像素值落在預定范圍之外，則所述曝光控制裝置響應于由所述光感測檢測器提供的光測量值來確定所述曝光控制值。
8. 如權(quán)利要求7所述的成像設備，其中，所述預定范圍是所述成像元件的輸入-輸出關系保持線性關系的輸出范圍。
9. 如權(quán)利要求1所述的成像設備，還包括顯示裝置，其用于連續(xù)地顯示由經(jīng)曝光控制的所述成像元件以時間順序獲得的多個圖像。
10. —種成像設備，包括取景器光學系統(tǒng)，其用于將觀察光束引導到取景器窗口，所述觀察光束被從成像光學系統(tǒng)輸出，然后被從主反射表面反射；第一成像元件，用于響應于接收到所述觀察光束而產(chǎn)生圖像信號；第一曝光控制裝置，用于響應于來自所述第一成像元件的圖像信號而執(zhí)行所述第一成像元件的曝光控制；光感測檢測器，其布置在所述第一成像元件附近，用于測量光，第二成像元件，用于響應于接收到來自所述成像光學系統(tǒng)的光束而產(chǎn)生圖像信號；第二曝光控制裝置，用于響應于來自所述第一成像元件的圖像信號而計算對象的亮度，并執(zhí)行所述第二成像元件的曝光控制，其中，如果滿足預定條件，則所述第一曝光控制裝置響應于由所述光感測檢測器提供的光測量值，來確定所述第一成像元件的曝光控制中的曝光控制值，并且其中，所述第二曝光控制裝置響應于由所述第一曝光控制裝置進行曝光控制的所述第一成像元件的圖像信號，來確定所述對象的亮度，并且響應于所述對象的亮度來執(zhí)行所述第二成像元件的曝光控制。
11. 一種成像設備，包括取景器光學系統(tǒng)，其被配置來將觀察光束引導到取景器窗口，所述觀察光束被從成像光學系統(tǒng)輸出，然后被從主反射表面反射；成像元件，其被配置來響應于接收到所述觀察光束而產(chǎn)生圖像信號；曝光控制單元，其被配置來響應于來自所述成像元件的圖像信號而執(zhí) 行所述成像元件的曝光控制；以及光感測檢測器，其布置在所述成像元件附近，被配置來測量光，其中，如果滿足預定條件，則所述曝光控制單元響應于由所述光感測檢測器提供的光測量值，來確定所述曝光控制中的曝光控制值。
12.—種成像設備，包括取景器光學系統(tǒng)，其被配置來將觀察光束引導到取景器窗口，所述觀察光束被從成像光學系統(tǒng)輸出，然后被從主反射表面反射；第一成像元件，其被配置來響應于接收到所述觀察光束而產(chǎn)生圖像信號；第一曝光控制單元，其被配置來響應于來自所述第一成像元件的圖像信號而執(zhí)行所述第一成像元件的曝光控制；光感測檢測器，其布置在所述第一成像元件附近，被配置來測量光，第二成像元件，其被配置來響應于接收到來自所述成像光學系統(tǒng)的光束而產(chǎn)生圖像信號；和第二曝光控制單元，其被配置來響應于來自所述第一成像元件的圖像信號而計算對象的亮度，并執(zhí)行所述第二成像元件的曝光控制，其中，如果滿足預定條件，則所述第一曝光控制單元響應于由所述光感測檢測器提供的光測量值，來確定所述第一成像元件的曝光控制中的曝光控制值，并且其中，所述第二曝光控制單元響應于由所述第一曝光控制單元進行曝光控制的所述第一成像元件的圖像信號，來確定所述對象的亮度，并且響應于所述對象的亮度而執(zhí)行所述第二成像元件的所述曝光控制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種成像設備，包括取景器光學系統(tǒng)，其用于將觀察光束引導到取景器窗口，所述觀察光束被從成像光學系統(tǒng)輸出，然后被從主反射表面反射；成像元件，用于響應于接收到所述觀察光束而產(chǎn)生圖像信號；曝光控制裝置，用于響應于來自所述成像元件的所述圖像信號而執(zhí)行所述成像元件的曝光控制；以及光感測檢測器，其布置在所述成像元件附近，用于測量光。如果滿足預定條件，則所述曝光控制裝置響應于由所述光感測檢測器提供的光測量值，來確定所述曝光控制中的曝光控制值。
文檔編號G03B7/08GK101373310SQ200810210110
公開日2009年2月25日申請日期2008年8月21日優(yōu)先權(quán)日2007年8月21日
發(fā)明者小田勝也申請人:索尼株式會社

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