[发明专利]无移动部分的变焦闪光灯

说明书

技术领域

本发明涉及闪光灯照相领域，更具体地，涉及用于具有变焦能力的相机的闪光灯照相。

背景技术

在操作处于闪光灯模式的数码相机时，在图像捕捉期间向场景提供闪光灯照明。闪光灯照明典型地由内置电子闪光灯单元提供。当数码相机具有变焦镜头或包括数字变焦特征时，用户能够选择场景的数码相机中包括的视野。

为了节约功率并且能够捕捉更明亮的场景图像，使闪光灯照明的场景区域与所选的数字图像中包括的视野匹配是有利的。因此，对于具有变焦能力的数码相机，期望闪光灯照明的场景区域必须是可调的。这样，当所选视野较小时(对应于远摄变焦设置)，可以调整闪光灯照明以提供较窄的照明角度，从而照明较小的场景区域。类似地，当所选视野较大时(对应于广角变焦设置)，可以调整闪光灯照明以提供较宽的照明角度，从而照明较大的场景区域。

已经提出了用于提供具有可调照明角度的闪光灯照明的多种方法。最普遍地，使用光学变焦机制来调整照明角度。例如，授予Yano的美国专利6,598,986，题为“Zoom strobe device”教导了通过调整闪光灯相对于相关联照明光学设备的位置来控制闪光灯照明的方法。随着闪光灯沿照明光学设备的光轴移动，闪光灯产生的照明角度(以及对应的场景照明区域)大小改变。如果移动机构允许闪光灯相对于照明光学设备的光轴移至轴外，则闪光灯产生的照明图案也移至轴外。该方法的缺点在于必须机械移动闪光灯(或者照明光学设备的一个或多个组件)，这向闪光灯系统增加了大量成本。

Tanabe的美国专利申请2002／0009297，题为“Camera having mechanically linked zoom lens，retractable flash device and variable flash angle”，教导了类似的方法，使用可以根据相机焦点合适放置的伸缩筒镜头阵列。另一种技术涉及通过改变一对波镜头的关系来改变闪光灯的照明角度，如在Albrecht等的共同转让的美国专利5,666,564，题为“Zoom flash with wave-lens”中所公开的。尽管这些和相关方法具有适配许多应用的闪光灯照明角度的优点，它们需要至少一定程度的机械移动，并且可能不是容易地可适配的，尤其对于紧凑相机而言。

在授予Liang的美国专利7,298,970，题为“Zoom flash with variable focus lens”中公开了具有可变照明角度的闪光灯设备。在这种情况下，闪光灯包括可变焦镜头以改变闪光灯照明光学设备的焦距，从而改变照明角度。然而，该方法需要使用高成本的可变焦镜头。

Yuyama的美国专利申请2002／0191102，题为“Light emitting device，camera with light emitting device，and image pickup method”描述了一种用于闪光灯的发光二极管(LED)阵列。LED被分别组装为红、绿和蓝的行。基于对场景的预览图像的分析来确定用于闪光灯照明的LED的数目，其中分析确定场景的亮度和环境光的颜色。未基于变焦设置来调整LED。

Shyu等人的美国专利申请2010／0014274，题为“LED array flash for cameras”，利用闪光灯中具有主和辅镜头的LED的线性阵列，以提供部分重叠的照明区域。LED的线性阵列提供的照明图案不适于在远摄和广角成像之间切换。

授予Yoshida的美国专利7,223,956，题为“Electronic imaging system”公开了包括LED阵列的闪光灯照明系统，其中，光轴互不相同以提供对场景的不同区域的照明。闪光灯控制器根据用户选择的操作模式或变焦比来激发LED的不同组合。在该专利中，每个LED照明场景的不同部分，从而难以为远摄图像提供充分照明，并且由于LED之间的许多重叠照明区域，照明不均匀成为问题。

尽管传统方法可以提供可变闪光灯照明角度的某种措施，仍需要一种相对低成本并且机械上坚固的变焦闪光灯机构，以用于低成本紧凑相机(数字和胶片相机)。

发明内容

本发明提供了一种具有电子闪光灯的相机系统，所述电子闪光灯具有可变照明角度，所述相机系统包括：

图像形成系统，具有用户可选择视野，用于在图像平面上形成场景的图像；

电子闪光灯系统，包括：

多个固定焦距照明镜头，具有两个或更多不同焦距；以及