Momose, Takumi, Hachioji City, Tokyo, JP; Fukuda, Hidetoshi, Yokohama City, Kanagawa Pref., JP; Koseki, Hiroaki, Kokubunji City, Tokyo, JP; Kakinuma, Minoru, Hachioji City, Tokyo, JP; Inagaki, Osamu, Hachioji City, Tokyo, JP
Vertreter
Benedum, U., Dipl.-Chem.Univ.Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 80333 München
Die Erfindung betrifft eine elektronische Kamera zum Erzeugen eines
Bildes mit einem weiten dynamischen Bereich, indem zwei Bildsignale zusammengesetzt
oder synthetisiert werden, die erhalten werden durch Aufnehmen eines Objektes zweimal
mit einem gewünschten Belichtungsausmaßverhältnis mithilfe eines
einzigen Solid-State-Image-Messaufnehmers, und insbesondere eine elektronische Kamera
zum Erzeugen eines zusammengesetzten Bildes mit einem weiten dynamischen Bereich
sowie mit hoher Qualität unter Verwendung einer Blitzlichtemissionsvorrichtung,
z.B. einer Stroboskopblitzvorrichtung. Eine derartige Kamera nennt man im Allgemeinen
eine filmlose Digital Still Camera.
In einer elektronischen Kamera verwendet man gewöhnlich einen
Solid-State-Image-Messaufnehmer, wie einen CCD-Image-Messaufnehmer. Bekanntlich
ist ein solcher Solid-State-Image-Messaufnehmer mit einer vergleichsweise kleinen
Luminanz gesättigt und hat ein niedriges S/N für eine kleinere Luminanz.
Daher tritt das Problem auf, dass der dynamische Bereich für den Solid-State-Image-Messaufnehmer
viel schmaler ist als bei herkömmlichem fotografischem Film.
Zur Lösung dieses Problems hat man eine elektronische Kamera
vorgeschlagen, bei der ein Bild mit einem erweiterten dynamischen Bereich erhalten
wird durch Zusammensetzen zweier Bildsignale, die von einem einzigen Solid-State-Image-Messaufnehmer
erzeugt werden, wird ein Objekt mit unterschiedlichen Belichtungsausmaßen zweimal
hintereinander aufgenommen. Zum Beispiel ist in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsveröffentlichung
JP-A-4-207581 bzw. in dem verwandten EP-A-0487 332 eine elektronische Kamera offenbart,
in der unmittelbar nach dem Transfer von Signalladungen, die während einer
ersten Belichtung in einem Lichtempfangsabschnitt eines Solid-State-Image-Messaufnehmers
gespeichert worden sind, in einen Transferabschnitt des Aufnehmers eine zweite Belichtung
mit einer längeren Belichtungszeit als die erste Belichtung eingeleitet wird.
Signalladungen, die während der zweiten Belichtung im Lichtempfangsabschnitt
gespeichert werden, werden in den Transferabschnitt überführt, nachdem
die Signalladungen der ersten Belichtung aus dem Solid-State-Image-Messaufnehmer
ausgegeben worden sind. Auf diese Weise kann die zweite Belichtung in einem Zeitraum
durchgeführt werden, in dem die durch die erste Belichtung erzeugten und in
den vertikalen Transferabschnitt überführten Signalladungen aus dem Solid-State-Image-Messaufnehmer
gelesen werden. So kann man zwei Bildsignale in einem kurzen Zeitraum erhalten.
Dann werden die so erhaltenen zwei Bildsignale zusammengesetzt, wodurch ein zusammengesetztes
Bild mit einem breiteren dynamischen Bereich abgeleitet wird. Eine derartige Kamera
ist aus EP-A-0387817 und EP-A-0836319 bekannt.
In der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsveröffentlichung
JP-A-108678 (siehe auch US-A-4647975) ist eine elektronische Kamera offenbart, in
der nach Erzeugen eines Bildes mit einem breiten dynamischen Bereich durch Zusammensetzen
zweier Bildsignale, die mit unterschiedlichen Belichtungsausmaßen erhalten
werden, eines der Bildsignale erhalten wird durch Aufnehmen eines Objekts unter
natürlichem Licht und das andere Bildsignal erhalten wird durch Aufnehmen des
gleichen Objekts mit einem Stroboskopblitzlicht. Diese Bildsignale werden miteinander
verglichen und Bildanteile mit einer größeren Amplitude extrahiert, so
dass ein zusammengesetztes Bild erhalten wird. Ein ähnliches System ist in
EP-A-0387817 offenbart.
Hat ein Objekt eine kleinere Luminanz, wird das Bild im Allgemeinen
mit einem Stroboskopblitzlicht aufgenommen. Wird eines der Bildsignale mit natürlichem
Licht und das andere Bildsignal mit dem Blitzlicht aufgenommen und die so erhaltenen
Bildsignale einfach zusammengesetzt, um ein Bild mit breitem dynamischem Bereich
durch Zusammensetzen zweier Bildsignale zu erhalten, die mit unterschiedlichen Belichtungsausmaßen
erhalten wurden, ist es jedoch schwierig, die beiden Bildsignale sehr genau mit
einem gewünschten Belichtungsausmaßverhältnis zu erhalten, auch wenn
die Belichtungszeiten genau eingestellt werden, weil das Stroboskopblitzlicht sehr
stark fluktuiert.
Wird das Stroboskopblitzlicht verwendet, wird möglicherweise
ein Anteil eines Objektes, der mit dem Stroboskopblitzlicht bestrahlt wird, derart
aufgenommen, dass das Bildsignal mit dem Stroboskopblitzlicht das gegebene Belichtungsausmaßverhältnis
in Bezug auf das Bildsignal mit dem natürlichen Licht hat. Bei einem anderen
Anteil des Objektes, der nicht mit dem Stroboskopblitzlicht bestrahlt wird, erhält
man aber möglicherweise bei der zweiten Belichtung nur das Bildsignal mit dem
gleichen Belichtungsausmaß wie mit dem natürlichen Licht. Daher tritt
das Problem auf, dass die Bildaufnahmen nicht mit einem gewünschten Belichtungsausmaßverhältnis
zwischen erster und zweiter Aufnahme durchgeführt werden können. Da zudem
der Weißabgleich des Bildsignals mit dem natürlichen Licht anders ist
als mit dem Stroboskopblitzlicht, kann die Farbbalance teilweise verloren gehen.
Zur Lösung des oben genannten Problems hat man eine elektronische
Kamera vorgeschlagen, in der die erste und die zweite Bildaufnahme nacheinander
mit Stroboskopblitzlicht durchgeführt werden. Dadurch erhält man zwei
Bildsignale, die unter Bildung eines zusammengesetzten Bildes synthetisiert werden.
Werden beide Bildsignale, die zusammengesetzt werden sollen, mit Stroboskopblitzlicht
erhalten, können die erste und die zweite Bildaufnahme leicht mit einem gewünschten
Belichtungsausmaßverhältnis über einen gesamten Bildbereich durchgeführt
werden. Daher kann man ein zusammengesetztes Bild mit einem breiten dynamischen
Bereich und gleichmäßigem Weißabgleich über das gesamte Bild
erhalten.
In diesem Fall können zwei Sätze von Stroboskopblitzvorrichtungen
bereitgestellt werden, die jeweils eine Xenon-Röhre, eine Auslösekapazitanz
und eine Lichtemissionskapazitanz umfassen. Diese Stroboskopblitzvorrichtungen werden
abwechselnd für die erste und die zweite Belichtung verwendet. Es ist jedoch
offensichtlich, dass eine Kamera mit diesem System teuer, groß und schwer sein
wird. Daher ist gewünscht, dass die zwei Bildaufnahmeschritte mithilfe einer
einzigen Stroboskopblitzvorrichtung durchgeführt werden, wie bei einer herkömmlichen
Kamera, in der keine Bildsignale zusammengesetzt werden.
Wird in diesem Fall die Stroboskopblitzvorrichtung für die zwei
Belichtungen wie eine herkömmliche Stroboskopblitzvorrichtung betrieben, d.h.
wird die Auslösekapazitanz aufgeladen und eine Auslösespannung an die
Xenon-Röhren jedes Mal angelegt, wenn eine Belichtung mit dem Stroboskopblitz
durchgeführt wird, könnte man keine zwei Bildsignale in einem kurzen Zeitraum
erhalten. Im Allgemeinen wird die Auslösekapazitanz über einen Widerstand
aufgeladen. Deshalb benötigt man aufgrund der Zeitkonstanten der Auslöseschaltung
einen relativ langen Zeitraum, wie zum Beispiel 6 ms, bis die Auslösekapazitanz
auf eine wirksame Auslösespannung aufgeladen ist. Dadurch kann die zweite Belichtung
nicht unmittelbar man Beendigung der ersten Belichtung gestartet werden, und es
wird ein vergleichsweise langer Zeitraum von dem Ende der ersten Belichtung bis
zum Beginn der zweiten Belichtung benötigt. Dies beeinflusst die zweite Belichtung
und ihre Blendengeschwindigkeit. Insbesondere wenn das Objekt ein sich bewegendes
Subjekt enthält, kann der Teil des zusammengesetzten Bildes, der die relative
Bewegung beinhaltet, schlecht sein. Bei einem Farbbild können Falschfarben
oder Falschkonturen erzeugt werden.
Erfolgt die zweite Belichtung, indem die in der Auslösekapazitanz
gespeicherte elektrostatische Ladung als Auslösespannung an die Xenon-Röhre
angelegt wird, wie bei der herkömmlichen Stroboskopblitzbelichtung, kann die
Auslösespannung mit einer Amplitude von mehreren kV ungewünschtes Rauschen
hervorrufen. Überlappt zudem dieser zweite Auslösezeitraum den Speicherzeitraum
oder den Transferzeitraum der Signalladungen der ersten Belichtung, kann das bei
der ersten Belichtung erhaltene Bildsignal beeinträchtigt werden.
Man möchte eine elektronische Kamera bereitstellen, die die oben
genannten Probleme lösen und ein zusammengesetztes Bild mit hoher Qualität
und weitem dynamischem Bereich erzeugen kann, indem eine erste und eine zweite Belichtung
mit Blitzlicht durchgeführt werden.
Erfindungsgemäß wird eine elektronische Kamera bereitgestellt
zum Erzeugen eines Bildes mit einem weiten dynamischen Bereich, indem zwei Bildsignale
zusammengesetzt werden, die erhalten werden durch Aufnehmen eines Objektes zweimal
mit aufeinander folgender erster und zweiter Belichtung mit jeweils einem unterschiedlichen
ersten und zweiten Belichtungsausmaß, umfassend: eine Bildaufnahmevorrichtung,
die einen Solid-State-Image-Messaufnehmer zum Aufnehmen eines Objektes enthält,
wodurch für jede der beiden Belichtungen ein Bildsignal abgeleitet wird; eine
Blitzlichtemissionsvorrichtung, umfassend:
– eine Blitzlichtquelle zum Emittieren von Blitzlicht, nachdem ihr Energie
zugeführt wurde und nachdem sie in einen angeregten Zustand versetzt wurde,
– eine Blitzlichtstartvorrichtung zum Starten der Emission von Blitzlicht,
indem die Blitzlichtquelle in den angeregten Zustand versetzt wird, und
– eine Blitzlichtstoppvorrichtung zum Unterbrechen des Blitzlichtemission;
eine Blitzlichtemissionsregelvorrichtung
– zum Regeln der Blitzlichtstartvorrichtung derart, dass der angeregte
Zustand ausgelöst wird und die Blitzlichtquelle dazu gebracht wird, mit der
Emission von Blitzlicht für die erste Belichtung mit einer ersten Belichtungszeit
und einem ersten Belichtungsausmaß zu beginnen,
– zum Regeln der Blitzlichtstoppvorrichtung derart, dass die Emission
von Blitzlicht während eines Stoppzeitraums gestoppt wird, wobei der angeregte
Zustand beibehalten bleibt, und ein Ende der ersten Belichtungszeit festgelegt wird,
und
– zum Regeln der Blitzlichtstoppvorrichtung derart, dass die Blitzlichtquelle
nach dem Ende des ersten Stoppzeitraums wieder mit der Emission von Blitzlicht beginnt
für die zweite Belichtung mit einer zweiten Belichtungszeit und einem zweiten
Belichtungsausmaß; eine Bildaufnahmeregelvorrichtung, die derart eingerichtet ist,
dass sie in dem Stoppzeitraum einen Transfer elektrostatischer Ladungen, die während
der ersten Belichtungszeit in einem Lichtempfangsabschnitt des Solid-State-Image-Messaufnehmers
akkumuliert werden, in einen Vertikaltransferabschnitt des Solid-State-Image-Messaufnehmers
vornimmt; und eine Bildsignalzusammensetzvorrichtung zum Zusammensetzen des ersten
und zweiten Bildsignals, die jeweils erhalten wurden durch Aufnehmen des Objektes
mit der ersten und zweiten Belichtung, wobei das Zusammensetzen beruht auf Bilddaten
von Regionen mit höherer Luminanz von Bilddaten, die durch das erste Belichten
erhalten werden, und Bilddaten von Regionen mit niedrigerer Luminanz von Bilddaten,
die durch das zweite Belichten erhalten werden.
Bei einer elektronischen Kamera, welche die Erfindung verkörpert,
besteht die Blitzlichtemissionsvorrichtung aus einer herkömmlichen Stroboskopblitzvorrichtung
mit einer Entladeröhre, wie einer Xenon-Röhre. Die Entladeröhre wird
vom Beginn der ersten Belichtung bis zum Ende der zweiten Belichtung in einem angeregten
Zustand gehalten. Daher muss eine Auslösekapazitanz zwischen der ersten und
der zweiten Belichtung nicht mehr aufgeladen werden. So können die beiden Belichtungen
mit dem gewünschten Belichtungsausmaßverhältnis durchgeführt
werden, und der Zeitraum zwischen der ersten und der zweiten Belichtung wird verkürzt.
Man kann immer ein zusammengesetztes Bild mit hoher Qualität erhalten, auch
wenn das Objekt ein sich bewegendes Subjekt enthält.
Bei einer erfindungsgemäßen elektronischen Kamera ist die
Bildaufnahmevorrichtung derart konstruiert, dass elektrostatische Ladungen, die
im Lichtempfangsabschnitt des Solid-State-Image-Messaufnehmers während der
ersten Belichtung gespeichert werden, in dem Zeitintervall zwischen der ersten und
der zweiten Belichtung in einen Vertikaltransferabschnitt des Solid-State-Image-Messaufnehmers
überführt werden. In diesem Zeitraum wird die Emission von angeregtem
Licht gestoppt. Somit wird das erste Bildsignal nicht mehr durch Emission von angeregtem
Licht für die zweite Belichtung beeinträchtigt, und es kann ein Bildsignal
mit hohem S/N erhalten werden. Das Zeitintervall, in dem die Emission von angeregtem
Licht gestoppt ist, wird dadurch noch kürzer.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
elektronischen Kamera enthält die Blitzlichtemissionsregelvorrichtung eine
Belichtungsregeltabelle, die eine Reihe von Belichtungsregeldatenwerten für
die erste Belichtung und eine Reihe von Belichtungsregeldatenwerten für die
zweite Belichtung darstellt. Diese Belichtungsregeldatenwerte legen Emissionszeiten
von angeregtem Licht für die erste und die zweite Belichtung je nach dem gewünschten
Belichtungsausmaßverhältnis fest. Die Anregungslichtemission wird geregelt,
indem Belichtungsregeldatenwerte, die einer Bildaufnahmebedingung entsprechen, aus
der Belichtungsregeltabelle ausgewählt werden.
Dann können die erste und die zweite Bildaufnahme in Übereinstimmung
mit dem gewünschten Belichtungsausmaßverhältnis exakt durchgeführt
werden, indem man Belichtungsregeldatenwerte je nach einer Bildaufnahmebedingungen
auswählt, so dass die richtige Belichtung erhalten wird. Bei dieser Ausführungsform
umfasst die Blitzlichtemissionsvorrichtung vorzugsweise eine Blitzlichtquelle, eine
Auslösekapazitanz zum Versetzen der Blitzlichtquelle in einen angeregten Zustand
und eine Lichtemissionskapazitanz zum Zuführen von Lichtemissionsenergie an
die Blitzlichtquelle im angeregten Zustand, so dass diese angeregtes Licht emittiert.
Die Belichtungsregeldatenwerte für die erste Belichtung in der Belichtungsregeltabelle
der Blitzlichtemissionsregelvorrichtung werden anhand einer Bezugsspannung der Lichtemissionskapazitanz
bestimmt. Die Belichtungsregeldatenwerte für die zweite Belichtung werden anhand
einer Spannung über der Lichtemissionskapazitanz bestimmt, die ermittelt wird,
indem man einen Spannungsabfall aufgrund der Anregungslichtemission für die
erste Belichtung berücksichtigt. Bei dieser Ausführungsform kann man viel
genauere Belichtungsregeldatenwerte erzielen, die dem zuvor festgelegten Belichtungsausmaßverhältnis
entsprechen.
Ersatzweise kann die Reihe von Belichtungsregeldatenwerten für
die erste und die zweite Belichtung konstruiert werden durch Belichtungsregeldatenwerte
für eine herkömmliche Einzelbelichtung, bei der kein Bild zusammengesetzt
wird. In diesem Fall kann ein Speicher zum Speichern der Belichtungsregeldatenwerte
eine kleinere Kapazitanz besitzen und die gesamte Kamera billiger werden.
Bei der obigen bevorzugten Ausführungsform enthält zudem
die Blitzlichtemissionsregelvorrichtung eine Spannungsermittlungseinrichtung, mit
der eine Spannung über der Lichtemissionskapazitanz ermittelt wird. Die Anregungslichtemission
wird geregelt, indem aus der Belichtungsregeltabelle ein Belichtungsregeldatenwert
für die erste Belichtung und ein Belichtungsregeldatenwert für die zweite
Belichtung, die für eine Belichtungsbedingung geeignet sind, auf Basis von
einem Vergleich der ermittelten Spannung mit der Bezugsspannung ausgewählt
werden. In diesem Fall kann man bei der ersten Belichtung viel genauere Belichtungsregeldatenwerte
erreichen, die dem gewünschten Belichtungsausmaßverhältnis entsprechen,
auch wenn die Lichtemissionskapazitanz nicht vollständig bis zur Bezugsspannung
aufgeladen ist.
Bei der elektronischen Kamera, welche die Erfindung verkörpert,
beinhaltet die Bildaufnahmevorrichtung einen variablen Stopp, der je nach einem
Abstand zwischen Kamera und Objekt regelt wird. Belichtungsregeldatenwerte für
die ersten und zweiten Belichtungsregeldatenwerte werden aus der Belichtungsregeltabelle
auf Basis einer Zahl für den variablen Stopp, d.h. eines Stoppwertes, ausgewählt.
Ist beispielsweise der Abstand zum Objekt kurz, kann in diesem Fall der Stoppwert
erhöht werden, so dass der Arbeitsbereich auf der Seite der kürzeren Abstände
erweitert wird. Eine Bildaufnahme mit kurzem Abstand, d.h. eine Nahaufnahme, kann
so leicht durchgeführt werden.
Bei der elektronischen Kamera, welche die Erfindung verkörpert,
wird zudem die Blitzlichtemissionsvorrichtung durch die Blitzlichtemissionsregelvorrichtung
derart geregelt, dass bei der ersten und der zweiten Belichtung jeweils flaches
Licht von der Blitzlichtemissionsvorrichtung emittiert wird. Dadurch lässt
man bei den jeweiligen Belichtungen die Blitzlichtemissionsvorrichtung das angeregte
Licht pulsierend mit einem kurzen emissionsfreien Intervall emittieren. So können
die Belichtungsausmaße viel genauer geregelt werden, und man kann ein Bild
mit besserer Qualität erhalten. Es sollte beachtet werden, das der Lichtemissionsunterbrechungszeitraum
zwischen der ersten und der zweiten erfindungsgemäßen Belichtung nicht
das kurze emissionsfreie Intervall bei einer solchen pulsierenden Lichtemission
bedeutet. Die beiden Begriffe sollten nicht verwechselt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei einer Ausführungsform der
Erfindung das Belichtungsausmaßverhältnis zwischen erster und zweiter
Belichtung zuvor festgelegt oder je nach einer Bildaufnahmebedingung ermittelt werden
kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigt/zeigen:
1 ein Blockdiagramm von einer ersten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen elektronischen Kamera;
2 ein Schaltbild von einer Ausführungsform einer
in 1 dargestellten Stroboskopblitzvorrichtung;
3A–3F Zeitablaufdiagramme,
die den Betrieb der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform
verdeutlichen;
4 ein Blockdiagramm von einer dritten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen elektronischen Kamera;
5 ein Schaltbild von einer Ausführungsform einer
in 4 dargestellten Spannungsermittlungsvorrichtung;
6A–6F Zeitablaufdiagramme,
die den Betrieb einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
elektronischen Kamera verdeutlichen;
7 ein Blockdiagramm von einer modifizierten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen elektronischen Kamera; und
8 ein Blockdiagramm von einer anderen modifizierten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektronischen Kamera.
Das Blockdiagramm in 1 zeigt die Gesamtstruktur
einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektronischen
Kamera. Die elektronische Kamera dieser Ausführungsform umfasst einen Einzelplatten-Farb-CCD-Image-Messaufnehmer
1, auf den ein Bild von einem Objekt mithilfe einer Linseneinheit
2 und eines Blendenmechanismus 3 projiziert wird. Das optische
Bild des Objekts wird dann photoelektrisch in ein Bildsignal umgewandelt. Nach dem
Beseitigen von Rauschen in dem Bildsignal mithilfe einer nicht dargestellten Korrelations-Doppelabtastungsschaltung
wird das Bildsignal von einem Verstärker 4 verstärkt und von
einem A/D-Wandler 5 in ein digitales Bildsignal umgewandelt. Dann wird
das so erhaltene digitale Bildsignal einer Kamerasignalverarbeitungsschaltung
6 zugeführt und von dieser als Bilddaten verarbeitet.
Das Ausgabesignal des A/D-Wandlers 5 wird zudem einer AF-
(automatische Fokussierung), AE- (automatic exposure, automatische Belichtung),
AWB- (automatic white balance, automatischer Weißabgleich) Ermittlungsschaltung
7 zugeleitet, in der Folgendes ausgeführt wird: eine AF-Ermittlung
zur Gewinnung von AF-Information zur automatischen Regelung des Fokussierungszustands,
eine AE-Verarbeitung zur Gewinnung von AE-Information zur automatischen Regelung
der Belichtung und eine AWB-Verarbeitung zur Gewinnung von AWB-Information zur automatischen
Regelung des Weißabgleichs. Die AF-, AE- und AWB-Information aus der AF-, AE-
und AWB-Ermittlungsschaltung 7 wird der Linseneinheit 2, dem Blendenmechanismus
3 und der Kamerasignalverarbeitungsschaltung 6 jeweils von der
CPU 8 zugeleitet. Es wird darauf hingewiesen, dass die von der AF-, AE-
und AWB-Ermittlungsschaltung 7 durchgeführten AF-, AE- und AWB-Funktionen
auch von einer getrennten AF-Schaltung 61 bzw. AE-Schaltung 62
ausgeführt werden können, siehe 7.
Die Kamerasignalverarbeitungsschaltung 6 und die CPU
8 sind mit einer Busleitung 9 verbunden, mit der ebenfalls verbunden
sind ein DRAM 11 über eine Speichersteuerung 10, wobei der
DRAM bei der Verarbeitung der Farbe der Bilddaten als Arbeitsspeicher verwendet
wird, und eine Bildkomprimierschaltung (JPEG) 12 zum Komprimieren der Bilddaten,
die von der Kamerasignalverarbeitungsschaltung 6 zugeführt werden.
Mit der Busleitung 9 sind zudem verbunden: eine Speicherkarten-Schnittstelle
(-I/F) 14 zum Speichern eines komprimierten Bildsignals auf einer Speicherkarte
13, eine Flüssigkristallanzeige (LCD) 15 über eine Anzeigenschaltung
15 und eine PC-I/F 18 zum Übertragen der auf der Speicherkarte
13 gespeicherten Bilddaten auf einen Personalcomputer (PC) 17.
Die LCD 16 zeigt ein auf der Speicherkarte 13 gespeichertes Bild
und verschiedene Bildaufnahmebedingungen an.
Mit der CPU 8 sind verbunden: eine Stroboskopblitzvorrichtung
19, ein Speicher 20, der eine Belichtungsregeltabelle speichert,
die Belichtungsregeldatenwerte angibt zum Regeln der Stroboskopblitzvorrichtung
19 anhand der von der AF-, AE- und AWB-Ermittlungsschaltung 7
oder der getrennten AF-Schaltung 61 bzw. AE-Schaltung 62 gelieferten
AE-Information, und ein Eingabeknopf 21 zum Einstellen verschiedener Bildaufnahmearten
und zum Betätigen eines Auslöseschalters. Der CCD-Image-Messaufnahmer
1 wird von einem Zeitgeberimpuls von einem Zeitgebergenerator (TG)
22 unter Steuerung durch die CPU 8 angetrieben.
2 ist ein Schaltbild, das eine Ausführungsform
der in 1 dargestellten Stroboskopblitzvorrichtung
19 zeigt. Die Stroboskopblitzvorrichtung 19 enthält eine
Booster-Schaltung 31 mit einer Primärseite, die über einen Hauptschalter
32 mit einer Batterie 33 verbunden ist. Über einer Sekundärseite
der Booster-Schaltung 31 ist eine Parallelschaltung angeschlossen, die
aus einer Reihenschaltung aus Lichtemissionskapazitanz 35, Widerstand
35 und normalerweise geöffnetem Halbleiterschalter 36 einer
Reihenschaltung aus einer Entladeröhre, bei dieser Ausführungsform einer
Xenon-Röhre 37, und normalerweise geschlossenem Halbleiterschalter
38 besteht. Über dem Schalter 36 ist eine Primärwicklung
eines Auslösetransformators 40 über eine Auslösekapazitanz
angeschlossen. Von einer Sekundärwicklung des Auslösetransformators
40 ist ein Ende mit einer Verbindungsstelle zwischen der Primärwicklung
und dem Schalter 36 und das andere Ende mit einer Auslöseelektrode
der Xenon-Röhre 37 verbunden.
Unter Steuerung der CPU 8 wird die Lichtemissionskapazitanz
34 aufgeladen, wird der Hauptschalter 32 geschlossen. Gleichzeitig
wird die Auslösekapazitanz 39 über den Widerstand 35
aufgeladen. Erzeugt die CPU 8 ein Lichtemissionsstartsignal, wird der Schalter
36 kurzzeitig geschlossen, wodurch sich die Auslösekapazitanz
39 entlädt. Dann wird mithilfe des Auslösetransformators
40 eine hohe Spannung an die Auslöseelektrode 41 der Xenon-Röhre
37 angelegt, wodurch die Xenon-Röhre in den angeregten Zustand versetzt
wird. Im einem solchen angeregten Zustand wird die Lichtemissionskapazitanz
34 über die Xenon-Röhre 37 entladen, so dass Licht emittiert
wird. Während dieser Emission von angeregtem Licht erfolgt eine erste Belichtung.
Am Ende der ersten Belichtung wird der Schalter 38 mithilfe eines Lichtemssionsstoppsignals
von der CPU 8 zeitweise geöffnet. Daher wird die Emission von angeregtem
Licht durch die Xenon-Röhre 37 kurzzeitig unterbrochen oder gestoppt,
wobei die Xenon-Röhre im angeregten Zustand verbleibt. Dann wird der Schalter
38 geschlossen, und die Xenon-Röhre 37 sendet wieder angeregtes
Licht für eine zweite Belichtung aus.
Bei dieser Ausführungsform wird das Ausmaß an angeregtem
Licht, das von der Xenon-Röhre 37 bei der ersten und der zweiten Belichtung
ausgesendet wird, anhand der im Speicher 20 gespeicherten Belichtungsregeldaten
unter der Steuerung der CPU 8 derart geregelt, dass das Belichtungsausmaß
der zweiten Belichtung einem korrigierten Belichtungsausmaß entspricht, das
aus der AE-Information oder AF-Information ermittelt wird, die von der AF-, AE-,
AWB-Ermittlungsschaltung 7 oder der getrennten AF-Schaltung 61
bzw. AE-Schaltung 62 geliefert wird. Das Belichtungsausmaß bei der
ersten Belichtung ist kleiner als bei der zweiten Belichtung um ein Ausmaß,
das dem zuvor in Bezug auf das Belichtungsausmaß der zweiten Belichtung festgelegten
Belichtungsausmaßverhältnis entspricht. D.h. bei dieser Ausführungsform
wird das Belichtungsausmaß der ersten Belichtung bestimmt auf Basis des Belichtungsausmaßes
bei der zweiten Belichtung. Im Folgenden wird die Belichtung mit dem ersten Stroboskopblitzlicht
als SE (short exposure, kurze Belichtung) und die Belichtung mit dem zweiten Stroboskopblitzlicht
als LE (long exposure, lange Belichtung) bezeichnet.
Die 3A–3F
sind Zeitablaufdiagramme, mit denen die Funktionsweise der ersten Ausführungsform
erläutert wird. 3A zeigt ein Vertikalsynchronisierungssignal
zum Regeln des Transfers vom Betrieb des CCD-Image-Messaufnehmers 1.
3B zeigt eine Belichtungsbedingung einschließlich
des Betriebs des Blendenmechanismus 3, 3C
das Lichtemissionsstartsignal, wodurch die Anregungslichtemission von der Xenon-Röhre
37 in der Stroboskopblitzvorrichtung 19 ausgelöst wird,
3D das Lichtemissionsstoppsignal zum zeitweiligen Öffnen
des Schalters 38 in dem Zeitintervall zwischen erster und zweiter Belichtung,
3E die Anregungslichtemission von der Xenon-Röhre
37 der Stroboskopblitzvorrichtung 19 und 3F
ein Vertikaltransfersignal zum Übermitteln elektrostatischer Ladungen, die
in einem Lichtempfangsabschnitt des CCD-Image-Messaufnehmers 1 gespeichert
sind, in einen Vertikaltransferabschnitt. Bei dieser Ausführungsform wird im
Bildzusammensetzungsmodus mit dem Stroboskopblitzlicht nach Aufladen der Lichtemissionskapazitanz
34 und der Auslösekapazitanz 39 das Lichtemissionsstartsignal,
d.h. das Auslösesignal (3C), mit einer Dauer von
zum Beispiel 20 &mgr;s von der CPU 8 als Reaktion auf ein Freigabesignal
von dem Eingabeknopf 21 erzeugt. Das angeregte Licht wird von der Xenon-Röhre
37 emittiert, wodurch die erste Belichtung erfolgt. Selbstverständlich
wird vor der ersten Belichtung der Blendenmechanismus 3 in Betrieb gesetzt,
d.h. die mechanische Blende wird vor der ersten Belichtung geöffnet. Nach Verstreichen
der Belichtungszeit, die durch die Belichtungsregeldaten für die erste Belichtung
vorgegeben wird, erzeugt die CPU 8 das Lichtemissionsstoppsignal (3D)
mit einer Dauer von beispielsweise 15 &mgr;s, wodurch die Anregungslichtemission
von der Xenon-Röhre 37 zeitweilig gestoppt wird, wobei die Xenon-Röhre
in angeregtem Zustand gehalten wird. In diesem Zeitraum werden elektrostatische
Ladungen, die im Lichtempfangsabschnitt des CCD-Image-Messaufnehmers 1
gespeichert sind, in den Vertikaltransferabschnitt des CCD-Image-Messaufnehmers
übermittelt. Dieser Transfer dauert nur eine sehr kurze Zeit, beispielsweise
5 &mgr;s. Deshalb kann das Zeitintervall, in dem die Anregungslichtemission unterbrochen
ist, auf einen Wert im Bereich von etwa 5 &mgr;s bis etwa 30 &mgr;s eingestellt
werden. Wird der Schalter 38 am Ende des Lichtemissionsstoppsignals wieder
geschlossen, zündet die Xenon-Röhre 37 erneut, und es wird angeregtes
Blitzlicht für die zweite Belichtung ausgesendet. Nach Verstreichen einer vorgegebenen
Belichtungszeit erzeugt die CPU 8 wiederum das Lichtemissionsstoppsignal.
Der Schalter 38 wird geöffnet, so dass die Anregungslichtemission
von der Xenon-Röhre 37 stoppt.
Wie beschrieben, wird bei dieser Ausführungsform das Lichtemissionsstartsignal
mit einer derartigen Zeitgebung erzeugt, dass das Lichtemissionsstoppsignal zum
Stoppen der Emission von angeregtem Licht zwischen der ersten und der zweiten Belichtung
in dem Zeitintervall der vertikalen Austastung des Vertikalsynchronisierungssignals
VD erzeugt wird. Der Blendenmechanismus 3 wird als Reaktion auf das Betätigen
des Hauptschalters 32 geöffnet und als Reaktion auf das Ende der zweiten
Belichtung geschlossen. Die elektrostatischen Ladungen, die während der ersten
Belichtung im Lichtempfangsabschnitt des CCD-Image-Messaufnehmers 1 gespeichert
und in dem Zeitintervall, in dem die Lichtemission zeitweilig gestoppt ist, in den
Vertikaltransferabschnitt übertragen werden, werden in einem Zeitraum V1
aus dem Messaufnehmer ausgelesen. Die im Lichtempfangsabschnitt des CCD-Image-Messaufnehmers
1 während der zweiten Belichtung gespeicherten elektrostatischen Ladungen
werden in einem Zeitraum V2 aus dem CCD-Image-Messaufnehmer ausgelesen.
Deshalb wird der Blendenmechanismus 3 zumindest am Ende des Zeitraums V2
geschlossen gehalten.
Wie vorstehend erläutert, werden das SE-Bildsignal, das von dem
CCD-Image-Messaufnehmer 1 durch die erste Belichtung erhalten wird, und
das LE-Bildsignal, das durch die zweite Belichtung erhalten wird, jeweils vom A/D-Wandler
5 in ein SE-Digitalbildsignal und ein LE-Digitalbildsignal umgewandelt.
Die umgewandelten SE- und LE-Digitalbildsignale werden von der Kamerasignalverarbeitungsschaltung
6 verarbeitet und im DRAM 11 als SE-Bilddaten bzw. LE-Bilddaten
gespeichert. Danach werden unter Steuerung der CPU 8 Bilddaten von Regionen
mit höherer Luminanz des Objektes aus den SE-Bilddaten extrahiert. Bilddaten
von Regionen mit niedrigerer Luminanz werden aus den LE-Bilddaten abgeleitet. Die
so extrahierten Bilddaten werden in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen
Bildzusammensetzungsverfahren kombiniert, wodurch zusammengesetzte Bilddaten erzeugt
werden. Dann werden die zusammengesetzten Bilddaten von der Komprimierschaltung
12 komprimiert und die komprimierten Bilddaten auf der Speicherkarte
13 gespeichert.
Bei dieser Ausführungsform enthält die Belichtungsregeltabelle,
die im Speicher 20 gespeichert ist, Belichtungsregeldatenwerte derart,
dass Belichtungsregelwerte für die erste Belichtung auf Basis einer Bezugsspannung
ermittelt werden, die einer Spannung der vollständig aufgeladenen Lichtemissionskapzitanz
34entsprechen. Am Ende der ersten Belichtung werden Belichtungswerte
auf Basis der Spannung über der Lichtemissionskapazitanz 34 ermittelt.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei dieser Ausführungsform die Menge an Licht
bei der zweiten Belichtung einer korrigierten Lichtmenge entspricht, die durch die
Lichtmessungsdaten ermittelt wird, wie vorstehend erwähnt.
Die folgende Tabelle 1 gibt ein Beispiel für die Belichtungsregeltabelle
mit den Belichtungsregeldatenwerten. In Tabelle 1 sind 33 Stufen von Kombinationen
von Stroboskopblitzemissionszeiten (&mgr;s) für die erste und die zweite
Belichtung bei einem gegebenen Stoppwert angegeben. Auf jeder Stufe wird die Lichtemissionszeit
für die erste Belichtung derart ermittelt, dass das erste Belichtungsausmaß
um 3 EV (exposure value, Belichtungswert) kleiner ist als das zweite Belichtungsausmaß.
Zudem unterscheiden sich die zweiten Belichtungsausmaße von aufeinander folgenden
Stufen jeweils um 0,1 EV voneinander. Wie vorstehend erwähnt, werden die Lichtemissionszeiten
für die erste Belichtung auf Basis der Bezugsspannung ermittelt, die über
der vollständig aufgeladenen Lichtemissionskapazitanz 34 erscheint.
Die Lichtemissionszeiten für die zweite Belichtung werden auf Basis der Spannung
ermittelt, die über der Lichtemissionskapazitanz 34 am Ende der ersten
Belichtung auftritt. Vor der eigentlichen Aufnahme des Objektbildes wird aus der
Belichtungsregeltabelle eine Stufe ausgewählt, die einem korrekten Belichtungsausmaß
entspricht, das anhand der AF- und AE-Information ermittelt wird, die von der AF-,
AE-, AWB-Ermittlungsschaltung 7 oder einer getrennten AF-Schaltung
61 und AE-Schaltung 62 geliefert wird. Die Lichtemission von der
Stroboskopblitzvorrichtung 19 wird anhand der Lichtemissionszeiten für
die erste und zweite Belichtung in der ausgewählten Stufe geregelt.
Tabelle 1
Wie oben erwähnt, wird bei der ersten Ausführungsform die
herkömmliche Stroboskopblitzvorrichtung 19 genutzt, in der die Entladungsröhre
angeregt wird, so dass sie Blitzlicht emittiert. Die Entladungsröhre wird vom
Beginn der ersten Belichtung bis zum Ende der zweiten Belichtung im angeregten Zustand
gehalten. Deshalb muss die Auslösekapazitanz 39 zwischen der ersten
und der zweiten Belichtung nicht mehr aufgeladen werden. Zudem kann die zweite Belichtung
unmittelbar nach der ersten Belichtung durchgeführt werden. Die erste und die
zweite Belichtung können mit einem zuvor festgelegten Belichtungsausmaßverhältnis
erfolgen, und das Zeitintervall zwischen erster und zweiter Belichtung kann sehr
kurz sein. Auf diese Weise kann immer ein hochwertiges zusammengesetztes Bild erhalten
werden, auch wenn zu dem Objekt ein sich bewegendes Subjekt gehört.
Die im Lichtempfangsabschnitt des CCD-Image-Messaufnahmers
1 während der ersten Belichtung gespeicherten elektrostatischen Ladungen
werden in den Vertikaltransferabschnitt des CCD-Image-Messaufnahmers in dem Intervall
zwischen ersten und zweiter Belichtung überführt. Daher wird das bei der
ersten Belichtung erhaltene SE-Bildsignal durch die Emission von Stroboskopblitzlicht
für die zweite Belichtung nicht beeinträchtigt und kann ein gutes S/N
aufweisen. So kann auch das Zeitintervall zwischen erster und zweiter Belichtung
weiter verkürzt werden.
Die Belichtungsregeltabelle ist ferner derart gestaltet, dass die
Belichtungsregeldatenwerte für die erste Belichtung auf Basis der Bezugsspannung
festgelegt werden, die über der vollständig aufgeladenen Lichtemissionskapazitanz
34 entsteht. Die Belichtungsregeldatenwerte für die zweite Belichtung
werden unter Berücksichtigung des Spannungsabfalls aufgrund der ersten Belichtung
festgelegt. Daher können die erste und die zweite Belichtung genau mit dem
zuvor festgelegten Belichtungsausmaßverhältnis durchgeführt werden,
und die Bildqualität des zusammengesetzten Bildes lässt sich weiter verbessern.
Bei einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
elektronischen Kamera wird die im Speicher 20 gespeicherte Belichtungsregeltabelle
von einer herkömmlichen Belichtungsregeltabelle gebildet, die Belichtungsregelwerte
für einen herkömmlichen Bildaufnahmevorgang mit Stroboskopblitz enthält.
Diese Tabelle wird üblicherweise zum Regeln der Belichtungsausmaße für
die erste und zweite Belichtung eingesetzt. In diesem Fall enthält die Belichtungsregeltabelle
Stufen, welche die Belichtungsregelwerte für verschiedene Belichtungsausmaße
bei einem gegebenen Stoppwert in Stufen von 0,1 EV angeben. Beim Bildzusammensetzungsmodus
wird zuerst eine Stufe für die zweite Belichtung derart ausgewählt, dass
das entsprechende Belichtungsausmaß einem vor der eigentlichen Belichtung berechneten,
korrekten Belichtungsausmaß entspricht. Für die erste Belichtung wird
eine Stufe ausgewählt, deren Belichtungsausmaß um einem zuvor festgelegten
Wert, zum Beispiel 3 EV, kleiner ist als das Belichtungsausmaß für die
zweite Belichtung. Dann wird der Stroboskopblitz je nach den Lichtemissionszeiten
geregelt, die von den so ausgewählten Stufen vorgegeben werden.
Verwendet man die Belichtungsregeltabelle für den herkömmlichen
Bildaufnahmevorgang mit einem einzelnen Stroboskopblitz auch zum Regeln des Stroboskopblitzes
für die erste und zweite Belichtung, kann zusätzlich zu den Vorteilen
der ersten Ausführungsform die Kapazität des Speichers 20 klein
gehalten werden, wodurch die gesamte Kamera billiger wird. Es sollte beachtet werden,
dass es bei der zweiten Ausführungsform einen kleinen Fehler im Belichtungsausmaß
für die erste Belichtung gibt, weil die Belichtungsregeltabelle auf Basis der
Bezugsspannung über der vollständig aufgeladenen Lichtemissionskapazitanz
34 erstellt wird. Aber nur in weniger Fällen kann dieser Fehler die
Bildzusammensetzung beeinflussen.
Das Blockdiagramm in 4 veranschaulicht
einer dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektronischen
Kamera. Bei der dritten Ausführungsform wird eine Spannungsermittlungsvorrichtung
45 bereitgestellt zum Ermitteln der Spannung über der Lichtemissionskapazitanz
34. Die ermittelte Spannung wird in der CPU mit der Bezugsspannung verglichen,
die über der vollständig aufgeladenen Lichtemissionskapazitanz
34 erscheint. Je nach dem Ergebnis des Vergleichs werden gewünschte
Belichtungsregeldatenwerte aus der Tabelle ausgewählt.
Das Schaltungsdiagramm in 5 zeigte eine
Ausführungsform der Spannungsermittlungsvorrichtung 45. Diese umfasst
eine Reihenschaltung der Widerstände 51 und 52, die über
der Lichtemissionskapazitanz 34 angeschlossen sind, und eine Spannungsermittlungsschaltung
53, die an einer Verbindungsstelle zwischen diesen Widerständen angeschlossen
ist. Die Spannung über der Lichtemissionskapazitanz 34 wird von dem
Spannungsteiler geteilt, der aus den Widerständen 51, 52
besteht. Die geteilte Spannung wird von der Spannungsermittlungsschaltung
53 ermittelt. Ein Analogsignal, das den ermittelten Spannungswert wiedergibt,
wird von einem A/D-Wandler in digitale Daten umgewandelt, und das so gewonnene Digitalsignal
wird der CPU 8 zugeleitet.
Im Allgemeinen ist das Belichtungsausmaß des Stroboskopblitzes
proportional zur Spannung der aufgeladenen Lichtemissionskapazitanz 34.
Daher wird in der CPU 8 eine Proportionalitätskonstante gespeichert
und in der Belichtungsregeltabelle eine Stufe ausgewählt, die von der Stufe,
die einem korrigierten Belichtungsausmaß entspricht, je nach dem Ergebnis des
Vergleichs zwischen der durch die Spannungsermittlungsschaltung 53 ermittelten
Spannung und der Bezugsspannung verschoben ist.
Nimmt man beispielsweise an, dass jedes Mal, wenn sich die Ladespannung
über der Lichtemissionskapazitanz 34 in Bezug auf die Bezugsspannung
um 15 Volt verringert, das Belichtungsausmaß um 0,3 EV verringert wird. Ist
die Ladespannung 30 Volt kleiner als die Bezugsspannung, wird eine Stufe ausgewählt,
die 0,6 EV kleiner ist als eine Stufe, die einem korrigierten
Belichtungsausmaß entspricht. D.h. wird die oben erläuterte Belichtungsregeltabelle
1 verwendet, in der aufeinander folgende Stufen einen Abstand von 0,1 EV haben,
dann wird eine Stufe 14 ausgewählt, die sechs Stufen unterhalb von
Stufe 20 liegt, wenn Stufe 20 dem korrigierten Belichtungsausmaß
entspricht. Der Stroboskopblitz wird je nach den Lichtemissionszeiten geregelt,
die in der ausgewählten Stufe 14 angegeben sind. Das kann auch auf
die zweite Ausführungsform angewendet werden.
Wie oben erläutert, können bei der dritten Ausführungsform
die beiden Bildaufnahmevorgänge mit dem vorgegebenen Belichtungsausmaßverhältnis
nach viel genaueren Belichtungsregeldatenwerten vorgenommen werden, sogar wenn die
Lichtemissionskapazitanz 34 nicht bis auf die Bezugsspannung aufgeladen
ist. Daher wird ein zusammengesetztes Bild mit höherer Qualität erhalten.
Bei einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
elektronischen Kamera wird der Stoppwert des Blendenmechanismus 3 mithilfe
der CPU 8 in Übereinstimmung mit einer Bildaufnahmebedingung geregelt,
die durch die AF-Information oder AE-Information bestimmt wird, die von der AF-,
AE-, AWB-Ermittlungsschaltung 7 oder der getrennten AF-Schaltung
61 oder AE-Schaltung 62 geliefert wird, siehe 8.
Im Speicher 20 sind Belichtungsregeltabellen für entsprechende Stoppwerte
gespeichert. Die erste und die zweite Belichtung werden je nach einer Stufe geregelt,
die aus der Tabelle gewählt wird und einem Stoppwert entspricht, derart, dass
das Belichtungsausmaß der zweiten Belichtung einem korrekten Belichtungsausmaß
entspricht, das durch die AF-Information oder AE-Information ermittelt wird.
D.h. im Bildzusammensetzungsmodus mit den zwei Stroboskopblitzbelichtungen
entspricht das Bildsignal (LE), das bei der zweiten Belichtung erhalten wird, dem
korrekten Belichtungsausmaß, das durch die AF-Information oder AE-Information
ermittelt wird. Das Bildsignal (SE) wird durch die erste Belichtung erhalten, deren
Belichtungsausmaß das zuvor festgelegten Belichtungsausmaßverhältnis
aufweist. Wird die Belichtungsregeltabelle mit einem fixierten Stoppwert erstellt,
verschmälert sich verglichen mit herkömmlicher Stroboskopblitzfotografie
ohne Bildzusammensetzung der Abstandsbereich, über den die Bildaufnahme möglich
ist.
Ist bei der vierten Ausführungsform der aus der AF-Information
berechnete Abstand zum Objekt kürzer als der kürzeste Abstand, bei dem
das gewünschte Belichtungsausmaß unter dem Stoppwert F2,8 erhalten werden
kann, wechselt der Stoppwert des Blendenmechanismus 3 von F2,8 zu F5,6.
Es wird aus einer Belichtungsregeltabelle eine Stufe ausgewählt, die dem Stoppwert
F5,6 in Übereinstimmung mit der AF-Information oder AE-Information entspricht.
Ändert sich der Stoppwert auf die oben beschriebene Weise, kann
der Abstandsbereich hin zu dem kürzeren Abstand ausgeweitet und der Bildzusammensetzungsmodus
sogar bei Nahfotografie durchgeführt werden.
Bei den bisher erläuterten ersten bis vierten Ausführungsformen
werden das Belichtungsausmaß bei der ersten Belichtung und das Belichtungsausmaß
bei der zweiten Belichtung je nach dem zuvor festgelegten Belichtungsausmaßverhältnis
bestimmt. Erfindungsgemäß muss man jedoch nicht unbedingt das Belichtungsausmaßverhältnis
vorher festlegen.
Bei einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
elektronischen Kamera wird das Belichtungsausmaßverhältnis zwischen erster
und zweiter Belichtung in Übereinstimmung mit der AF-Information oder der AE-Information
ermittelt, die von der AF-, AE-, AWB-Ermittlungsschaltung 7 oder der AF-Schaltung
61 oder der AE-Schaltung 62 geliefert wird, siehe 8.
Dann werden Belichtungsregelwerte für die erste und die zweite Belichtung aus
der im Speicher 20 gespeicherten Belichtungsregeltabelle je nach dem festgelegten
Belichtungsausmaßverhältnis ausgewählt.
Wird im Bildzusammensetzungsmodus das Belichtungsausmaßverhältnis
zwischen erster und zweiter Belichtung beispielsweise auf 3 EV festgelegt, verschmälert
sich der verwendbare Abstandsbereich durch dieses Belichtungsausmaßverhältnis
verglichen mit herkömmlicher Stroboskopblitzfotografie. Die Bildaufnahme kann
nicht bei einem solch kurzen Abstand vorgenommen werden. Ist bei dieser Ausführungsform
der aus der AF-Information berechnete Abstand zum Objekt kürzer als der kürzeste
Abstand, der durch das entsprechende Belichtungsausmaßverhältnis von 3
EV vorgegeben wird, wechselt das Belichtungsausmaßverhältnis zu einem
kleineren Wert, zum Beispiel 2 EV. Dann werden aus einer Belichtungsregeltabelle
Belichtungsregeldatenwerte ausgewählt, die dem geänderten Belichtungsausmaßverhältnis
von 2 EV entsprechen. Die Emissionszeiten für den Stroboskopblitz bei der ersten
und der zweiten Belichtung werden dann je nach den ausgewählten
Belichtungsregeldatenwerten geregelt.
Verwendet man die Belichtungsregeltabelle mit Belichtungsregelwerten,
die in Übereinstimmung mit dem Belichtungsausmaßverhältnis berechnet
wurden, wie bei der ersten Ausführungsform, ist im Speicher 20 eine
Reihe solcher Tabellen gespeichert, die jeweils entsprechenden Belichtungsausmaßverhältnissen
entsprechen. Zunächst wird aus der Mehrzahl an Tabellen eine gewünschte
Tabelle je nach dem gewünschten Belichtungsausmaßverhältnis ausgewählt.
Dann wird eine gewünschte Stufe aus der ausgewählten Tabelle je nach der
AF-Information oder AE-Information ausgewählt. Die des Stroboskopblitzemission
kann in Übereinstimmung mit Belichtungsregeldatenwerten geregelt werden, die
in der ausgewählten Stufe enthalten sind.
Verwendet man die Belichtungsregeltabelle für herkömmliche
Stroboskopblitzfotografie allgemein für den Bildzusammensetzungsmodus, wird
ersatzweise zunächst eine gewünschte Stufe, die der AF-Information oder
AE-Information entspricht, als Belichtungsregeldatenwert für die zweite Belichtung
ausgewählt. Als nächstes wird für die erste Belichtung eine gewünschte
Stufe ausgewählt, die sich von der ersten Belichtung um ein Belichtungsausmaßverhältnis
unterscheidet, das aus der AF-Information ermittelt wird. Auf diese Weise kann die
Stroboskopblitzemission für die erste und die zweite Belichtung in Übereinstimmung
mit Belichtungsregeldatenwerten geregelt werden, die in der ausgewählten Stufe
enthalten sind.
Durch Verringern des Belichtungsausmaßverhältnisses zwischen
der ersten und der zweiten Belichtung je nach dem Abstand zum Objekt kann somit
der verwendbare Bereich der kürzeren Abstände ausgeweitet werden. Wie
bei der vierten Ausführungsform kann die Bildzusammensetzung sogar für
ein näher bei der Kamera befindliches Objekt durchgeführt werden.
Siehe 3: Bei den jeweiligen oben erläuterten
Ausführungsformen arbeitet die Stroboskopblitzvorrichtung 19 derart,
dass das angeregte Licht bei der ersten und zweiten Belichtungen jeweils stetig
emittiert wird. Bei einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
elektronischen Kamera wird bei der ersten und der zweiten Belichtung das Emissionsstoppsignal
von der CPU 8 mit einer kurzen Widerholungsperiode an den in
2 oder 5 dargestellten
Schalter geleitet, wie in 6D dargestellt, so dass der
Stroboskopblitz von der Xenon-Röhre 27 der Stroboskopblitzvorrichtung
19 wiederholt emittiert wird. Diese pulsierende Lichtemission wird in der
Regel als flache Emission bezeichnet.
Wird bei der Stroboskopblitzfotografie die Xenon-Röhre
37 im flachen Emissionsmodus betrieben, lässt sich die bei der ersten
und der zweiten Belichtung emittierte Lichtmenge viel besser regeln. Daher hat das
zusammengesetzte Bild eine viel bessere Qualität.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend erläuterten Ausführungsformen
beschränkt, sondern der Fachmann kann im Umfang der Erfindung viele Modifikationen
und Veränderungen ersinnen. Zum Beispiel werden bei den obigen Ausführungsformen
die Lichtemissionszeiten für die erste und zweite Belichtung in Übereinstimmung
mit Belichtungsregeldatenwerten in einer oder mehr Belichtungsregeltabellen geregelt.
Die Lichtemissionszeiten für die erste und zweite Belichtung können aber
auch aus der AE-Information berechnet werden, solange eine lineare Beziehung zwischen
der Menge an angeregtem emittiertem Licht und der Lichtemissionszeit besteht.
Wie vorstehend erläutert, wird bei einer Ausführungsform
der Erfindung die erste Belichtung durchgeführt, indem das Blitzlicht für
einen gewünschten Zeitraum emittiert wird, die Emission von angeregtem Licht
am Ende der ersten Belichtung zeitweilig gestoppt wird und nach einem kurzen Zeitintervall
das angeregte Licht erneut emittiert wird, wobei die zweite Belichtung für
einen gewünschten Zeitraum durchgeführt wird. Weil die Lichtemissionsvorrichtung
sogar nach der ersten Belichtung bis zum Ende der zweiten Belichtung im angeregten
Zustand gehalten wird, muss die Auslösekapazitanz vor der zweiten Belichtung
nicht mehr aufgeladen werden, und das Zeitintervall zwischen erster Belichtung und
zweiter Belichtung kann sehr kurz sein. Enthält das Objekt ein sich bewegendes
Subjekt, kann daher das zusammengesetzte Bild von sehr hoher Qualität sein.
Weil die Lichtemissionszeiträume bei der ersten und der zweiten
Belichtung in Übereinstimmung mit einem gewünschten Belichtungsausmaßverhältnis
zwischen der ersten Belichtung und der zweiten Belichtung genau festgelegt werden
können, kann das zusammengesetzte Bild eines sehr breiten dynamischen Bereich
haben.
Werden die elektrostatischen Ladungen, die im Lichtempfangsabschnitt
des Solid-State-Image-Messaufnehmers gespeichert sind, in dem Zeitraum zwischen
erster und zweiter Belichtung in den Vertikaltransferabschnitt
überführt, kann das durch die erste Belichtung erhaltene Bildsignal zudem
ausgelesen werden, ohne dass es durch Rauschen beeinträchtigt wird, das möglicherweise
bei der Emission von angeregtem Licht während der zweiten Belichtung erzeugt
wird.
Anspruch[de]
Elektronische Kamera zum Erzeugen eines Bildes mit einem weiten dynamischen
Bereich, indem zwei Bildsignale zusammengesetzt werden, die erhalten werden durch
Aufnehmen eines Objektes zweimal mit aufeinander folgender erster und zweiter Belichtung
mit jeweils einem unterschiedlichen ersten und zweiten Belichtungsausmaß, umfassend:
eine Bildaufnahmevorrichtung (1–6), enthaltend einen Solid-State-Image-Messaufnehmer
(1) zum Aufnehmen eines Objektes, wodurch für jede der beiden Belichtungen
ein Bildsignal abgeleitet wird;
eine Blitzlichtemissionsvorrichtung (31–41), umfassend:
– eine Blitzlichtquelle (37) zum Emittieren von Blitzlicht, nachdem
ihr Energie zugeführt wurde und nachdem sie in einen angeregten Zustand versetzt
wurde,
– eine Blitzlichtstartvorrichtung (36) zum Starten der Emission
von Blitzlicht, indem die Blitzlichtquelle in den angeregten Zustand versetzt wird,
und
– eine Blitzlichtstoppvorrichtung (38) zum Unterbrechen der Blitzlichtemission;
eine Blitzlichtemissionsregelvorrichtung (8, 20)
– zum Regeln der Blitzlichtstartvorrichtung (36) derart, dass der
angeregte Zustand ausgelöst wird und die Blitzlichtquelle dazu gebracht wird,
mit der Emission von Blitzlicht für die erste Belichtung mit einer ersten Belichtungszeit
und einem ersten Belichtungsausmaß zu beginnen,
– zum Regeln der Blitzlichtstoppvorrichtung (38) derart, dass die
Emission von Blitzlicht während eines Stoppzeitraums gestoppt wird, wobei der
angeregte Zustand beibehalten wird, und ein Ende der ersten Belichtungszeit festgelegt
wird, und
– zum Regeln der Blitzlichtstoppvorrichtung (38) derart, dass die
Blitzlichtquelle nach dem Ende des ersten Stoppzeitraums wieder mit der Emission
von Blitzlicht beginnt für die zweite Belichtung mit einer zweiten Belichtungszeit
und einem zweiten Belichtungsausmaß;
eine Bildaufnahmeregelvorrichtung (8, 22), die derart eingerichtet
ist, dass sie in dem Stoppzeitraum einen Transfer elektronischer Ladungen, die während
der ersten Belichtungszeit in einem Lichtempfangsabschnitt des Solid-State-Image-Messaufnehmers
(1) akkumuliert werden, in einen Vertikaltransferabschnitt des Solid-State-Image-Messaufnehmers
vornimmt; und
eine Bildsignalzusammensetzvorrichtung zum Zusammensetzen des ersten und zweiten
Bildsignals, die jeweils erhalten wurden durch Aufnehmen des Objekts mit der ersten
und zweiten Belichtung,
wobei das Zusammensetzen beruht auf Bilddaten von Regionen mit höherer Luminanz
von Bilddaten, die durch das erste Belichten erhalten werden, und Bilddaten von
Regionen mit niedrigerer Luminanz von Bilddaten, die durch das zweite Belichten
erhalten werden.Elektronische Kamera nach Anspruch 1, wobei die Blitzlichtemissionsregelvorrichtung
(8, 20) eine Belichtungsregeltabelle enthält, die eine Reihe
von Belichtungsregeldatenwerten für die erste Belichtung und eine Reihe von
Belichtungsregeldatenwerten für die zweite Belichtung darstellt, wobei die
Belichtungsregeldatenwerte Emissionszeiten für angeregtes Licht für die
erste und die zweite Belichtung festlegen in Übereinstimmung mit den zuvor
bestimmten Belichtungsausmaßen und die Anregungslichtemission geregelt wird
durch Auswählen von Belichtungsregeldatenwerten aus der Belichtungsregeltabelle,
die einer Bildaufnahmebedingung entsprechen.Elektronische Kamera nach Anspruch 2, wobei die Blitzlichtemissionsvorrichtung
(31–41) zudem eine Lichtemissionskapazitanz (34)
umfasst zum Zuführen einer Lichtemissionsenergie an die Blitzlichtquelle (37)
im angeregten Zustand, damit diese angeregtes Licht emittiert, wodurch die Belichtungsregeldatenwerte
für die erste Belichtung in der Belichtungsregeltabelle der Blitzlichtemissionsregelvorrichtung
(8, 20) festgelegt werden auf Basis einer Bezugsspannung über
die Lichtemissionskapazitanz (34) und die Belichtungsregeldatenwerte für
die zweite Belichtung festgelegt werden auf Basis einer Spannung über die Lichtemissionskapazitanz
(34), die ermittelt wird unter Berücksichtigung eines Spannungsabfalls
aufgrund der Emission von angeregtem Licht für die erste Belichtung.Elektronische Kamera nach Anspruch 3, wobei die Blitzlichtstoppvorrichtung
(38) ein Schaltelement (38) umfasst, das mit der Blitzlichtquelle
(37) und der Lichtemissionskapazitanz (34) in Reihe verbunden
ist.Elektronische Kamera nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der Stoppzeitraum
auf einem Wert von etwa 5 &mgr;s bis 30 &mgr;s eingestellt wird.Elektronische Kamera nach Anspruch 3, wobei die Blitzlichtemissionsregelvorrichtung
(8, 20) eine Spannungsermittlungsvorrichtung (45) enthält
zum Ermitteln einer Spannung über die Lichtemissionskapazitanz (34)
und die Emission von angeregtem Licht geregelt wird durch Auswählen von Belichtungsregeldatenwerten
für die erste und zweite Belichtung, die sich für eine Belichtungsbedingung
eignen, aus der Belichtungsregeltabelle auf Basis eines Vergleichs der ermittelten
Spannung mit der Bezugsspannung.Elektronische Kamera nach Anspruch 2, wobei die Reihe von Belichtungsregeldatenwerten
für die erste und zweite Belichtung konstruiert sind aus Belichtungsregeldatenwerten
für eine herkömmliche Einfachbelichtung, bei der keine Bildzusammensetzung
durchgeführt wird.Elektronische Kamera nach Anspruch 2, wobei die Bildaufnahmevorrichtung
(1–6) einen variablen Stopp enthält, der geregelt
wird in Übereinstimmung mit einem Abstand von Kamera zu Objekt, sowie Belichtungsregeldatenwerte
für die erste und zweite Belichtung, die aus der Belichtungsregeltabelle auf
Basis des Stoppwertes des variablen Stopps ausgewählt werden.Elektronische Kamera nach Anspruch 2, wobei das Belichtungsausmaßverhältnis
zwischen erster und zweiter Belichtung zuvor festgelegt wird.Elektronische Kamera nach Anspruch 2, wobei ein Belichtungsausmaßverhältnis
zwischen erster und zweiter Belichtung in Übereinstimmung mit einer Bildaufnahmebedingung
festgelegt wird.Elektronische Kamera nach Anspruch 1, wobei die Blitzlichtemissionsvorrichtung
(31–41) geregelt wird durch die Blitzlichtemissionsregelvorrichtung
(8, 20) derart, dass von der Blitzlichtemissionsvorrichtung (31–41)
bei der ersten und der zweiten Belichtung jeweils flaches Licht emittiert wird.Elektronische Kamera nach einem vorhergehenden Anspruch, die zudem eine
mechanische Blende (3) umfasst, die am Ende der zweiten Belichtung geschlossen
wird und geschlossen gehalten wird, bis die für die erste und die zweite Belichtung
erhaltenen Bildsignale aus dem Solid-State-Image-Messaufnehmer (1) gelesen
wurden.Elektronische Kamera nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei ein Belichtungsausmaß
der ersten Belichtung kleiner ist als ein Belichtungsausmaß der zweiten Belichtung.Elektronische Kamera nach Anspruch 13, wobei das Belichtungsausmaß
der zweiten Belichtung einem gewünschten Belichtungsausmaß für das
Objekt entspricht.