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Dokumentenidentifikation DE69935764T2 27.12.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000982938
Titel Elektronische Kamera
Anmelder Olympus Corporation, Tokio/Tokyo, JP
Erfinder 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
DE-Aktenzeichen 69935764
Vertragsstaaten DE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 27.08.1999
EP-Aktenzeichen 993068386
EP-Offenlegungsdatum 01.03.2000
EP date of grant 11.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.12.2007
IPC-Hauptklasse H04N 5/235(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H04N 5/225(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   H04N 3/15(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

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;

3A3F 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;

6A6F 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 3A3F 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 34 entsprechen. 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 (16), enthaltend einen Solid-State-Image-Messaufnehmer (1) zum Aufnehmen eines Objektes, wodurch für jede der beiden Belichtungen ein Bildsignal abgeleitet wird;

eine Blitzlichtemissionsvorrichtung (3141), 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 (3141) 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 (16) 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 (3141) geregelt wird durch die Blitzlichtemissionsregelvorrichtung (8, 20) derart, dass von der Blitzlichtemissionsvorrichtung (3141) 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.






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