攝像設(shè)備和曝光控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及至少一種攝像設(shè)備和至少一種曝光控制方法，尤其涉及至少一種用于 抑制在諸如熒光燈等的人工光源下所發(fā)生的閃爍的影響的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，諸如數(shù)字照相機(jī)和移動(dòng)電話等的攝像設(shè)備在靈敏度方面日益提高。這樣 使得即使在相對(duì)暗的環(huán)境下，也能夠以高快門(mén)速度（短曝光時(shí)間）來(lái)進(jìn)行攝像，并且獲得幾 乎沒(méi)有模糊的亮圖像。
[0003] 熒光燈被普遍用于室內(nèi)光源。由于商用電源頻率的影響，熒光燈產(chǎn)生閃爍，即照明 光周期性波動(dòng)的現(xiàn)象。如果在產(chǎn)生閃爍的這類(lèi)光源（以下稱(chēng)為閃爍光源）下以高快門(mén)速度 進(jìn)行攝像，則在圖像中可能發(fā)生曝光不均勻和/或者顏色不均勻。在連續(xù)拍攝的多個(gè)圖像 之間，可能發(fā)生曝光和/或者色溫變化。
[0004] 日本特開(kāi)2006-222935號(hào)公開(kāi)了一種技術(shù)，該技術(shù)用于檢測(cè)照明光的閃爍狀態(tài)、 并且調(diào)整攝像定時(shí)，從而使得曝光時(shí)間的中央與照明光的光量顯示最大值時(shí)的定時(shí)大體一 致。
[0005] 在日本特開(kāi)2006-222935號(hào)中，描述了調(diào)整曝光開(kāi)始時(shí)間從而使得照明光量的最 大值和曝光期的中央大體相互一致。然而，沒(méi)有說(shuō)明具體方法。在未能針對(duì)攝像條件適當(dāng) 調(diào)整曝光開(kāi)始時(shí)間的情況下，不能獲得良好的圖像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明旨在至少一種即使在產(chǎn)生閃爍的光源下進(jìn)行攝像，也能夠獲得良好的圖像 的技術(shù)。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)方面，至少一種攝像設(shè)備，其包括：圖像傳感器；快門(mén)，其 被配置成能夠移動(dòng)至對(duì)所述圖像傳感器遮光的位置和對(duì)所述圖像傳感器不遮光的位置，其 中，所述快門(mén)的移動(dòng)速度在移動(dòng)過(guò)程中變化；計(jì)算單元，其被配置成計(jì)算來(lái)自被攝體的光的 光量變化特性；以及控制單元，其被配置成基于所述快門(mén)的移動(dòng)特性和所述計(jì)算單元所計(jì) 算出的光量變化特性，進(jìn)行所述圖像傳感器的曝光控制。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種攝像設(shè)備，其包括：圖像傳感器；快門(mén)，其被配置成 能夠移動(dòng)至對(duì)所述圖像傳感器遮光的位置和對(duì)所述圖像傳感器不遮光的位置，其中，所述 快門(mén)的移動(dòng)速度在移動(dòng)過(guò)程中變化；計(jì)算單元，其被配置成計(jì)算來(lái)自被攝體的光滿(mǎn)足預(yù)定 條件時(shí)的定時(shí)；以及控制單元，其被配置成進(jìn)行所述圖像傳感器的曝光控制，其中，所述控 制單元根據(jù)所述攝像設(shè)備的姿勢(shì)，改變要按照來(lái)自所述被攝體的光滿(mǎn)足所述預(yù)定條件時(shí)的 定時(shí)而曝光的所述圖像傳感器的攝像區(qū)域。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種攝像設(shè)備，其包括：圖像傳感器；計(jì)算單元，其被配 置成計(jì)算來(lái)自被攝體的光滿(mǎn)足預(yù)定條件時(shí)的定時(shí)；以及控制單元，其被配置成進(jìn)行所述圖 像傳感器的曝光控制，其中，所述控制單元對(duì)于所述圖像傳感器的多個(gè)區(qū)域中的各個(gè)區(qū)域， 在不同定時(shí)開(kāi)始進(jìn)行曝光，以及所述控制單元在以所述圖像傳感器的相鄰區(qū)域之間的曝光 開(kāi)始定時(shí)的差不恒定的方式開(kāi)始依次曝光所述圖像傳感器的多個(gè)區(qū)域的情況下，進(jìn)行所述 圖像傳感器的曝光控制，從而使得所述圖像傳感器的攝像區(qū)域的中央?yún)^(qū)域的曝光期的中央 定時(shí)，不同于來(lái)自所述被攝體的光滿(mǎn)足所述預(yù)定條件時(shí)的定時(shí)。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種攝像設(shè)備的曝光控制方法，所述攝像設(shè)備包括：圖像 傳感器；以及快門(mén)，其被配置成能夠移動(dòng)至對(duì)所述圖像傳感器遮光的位置和對(duì)所述圖像傳 感器不遮光的位置，其中，所述快門(mén)的移動(dòng)速度在移動(dòng)過(guò)程中變化，所述曝光控制方法包括 以下步驟：計(jì)算來(lái)自被攝體的光的光量變化特性；以及基于所述攝像設(shè)備的所述快門(mén)的移 動(dòng)特性和所計(jì)算出的光量變化特性，進(jìn)行所述攝像設(shè)備的所述圖像傳感器的曝光控制。 [0011] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種攝像設(shè)備的曝光控制方法，所述攝像設(shè)備包括：圖像 傳感器；以及快門(mén)，其被配置成能夠移動(dòng)至對(duì)所述圖像傳感器遮光的位置和對(duì)所述圖像傳 感器不遮光的位置，其中，所述快門(mén)的移動(dòng)速度在移動(dòng)過(guò)程中變化，所述曝光控制方法包括 以下步驟：計(jì)算來(lái)自被攝體的光滿(mǎn)足預(yù)定條件時(shí)的定時(shí)；以及進(jìn)行所述攝像設(shè)備的所述圖 像傳感器的曝光控制，其中，根據(jù)所述攝像設(shè)備的姿勢(shì)，改變要按照來(lái)自所述被攝體的光滿(mǎn) 足所述預(yù)定條件時(shí)的定時(shí)而曝光的所述圖像傳感器的攝像區(qū)域。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種攝像設(shè)備的曝光控制方法，所述攝像設(shè)備包括圖像 傳感器，所述曝光控制方法包括以下步驟：計(jì)算來(lái)自被攝體的光滿(mǎn)足預(yù)定條件時(shí)的定時(shí)； 以及進(jìn)行所述攝像設(shè)備的所述圖像傳感器的曝光控制，其中，對(duì)于所述圖像傳感器的多個(gè) 區(qū)域中的各個(gè)區(qū)域，在不同定時(shí)開(kāi)始進(jìn)行曝光，以及在以所述圖像傳感器的相鄰區(qū)域之間 的曝光開(kāi)始定時(shí)的差不恒定的方式開(kāi)始依次曝光所述圖像傳感器的多個(gè)區(qū)域的情況下，進(jìn) 行所述圖像傳感器的曝光控制，從而使得所述圖像傳感器的攝像區(qū)域的中央?yún)^(qū)域的曝光期 的中央定時(shí)，不同于來(lái)自所述被攝體的光滿(mǎn)足所述預(yù)定條件時(shí)的定時(shí)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的其它方面，這里說(shuō)明一個(gè)以上的攝像設(shè)備和一個(gè)以上的控制方法。 通過(guò)以下參考附圖對(duì)典型實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征將顯而易見(jiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的攝像設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的攝像設(shè)備的用于進(jìn)行降低了閃爍的影響的 攝像的操作的流程圖。
[0016] 圖3A和3B是示出用于閃爍檢測(cè)的電荷的積累定時(shí)和圖像信號(hào)的讀取定時(shí)的圖。
[0017]圖4是示出垂直相加像素的數(shù)量和讀取時(shí)間之間的關(guān)系的表。
[0018]圖5是示出用于計(jì)算閃爍光源的光量的峰值的定時(shí)的方法的例子的圖。
[0019]圖6是示出閃爍光源的光量變化與閃爍同步信號(hào)和快門(mén)開(kāi)始信號(hào)的生成定時(shí)之 間的關(guān)系的圖。
[0020] 圖7是將T_ShutterWait的值和快門(mén)速度的值相互關(guān)聯(lián)的表。
[0021] 圖8A和8B是示出在連續(xù)攝像的幀之間，測(cè)光傳感器108和用于圖像處理和計(jì)算 的中央處理單元（ICPU) 112的操作序列的圖。
[0022] 圖9A、9B和9C是示出快門(mén)具有線性行進(jìn)特性的情況下的曝光量和快門(mén)具有曲線 行進(jìn)特性的情況下的曝光量的圖。
[0023] 圖10是示出閃爍光源的光量變化與閃爍同步信號(hào)和快門(mén)開(kāi)始信號(hào)的生成定時(shí)之 間的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的各種典型實(shí)施例、特征和方面。
[0025] 圖1是根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的攝像設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)圖。根據(jù)本典型實(shí)施例的 攝像設(shè)備，包括照相機(jī)主體1〇〇和可拆卸地安裝至照相機(jī)主體1〇〇的鏡頭單元200。
[0026] 首先說(shuō)明照相機(jī)主體100的結(jié)構(gòu)。微型計(jì)算機(jī)中央處理單元（CPU)(以下稱(chēng)為照 相機(jī)微型計(jì)算機(jī)）101，控制照相機(jī)主體100的各個(gè)部分。存儲(chǔ)器102是與照相機(jī)微型計(jì)算 機(jī)101連接的存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器102的例子包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM)和只讀存儲(chǔ)器（ROM)。
[0027] 圖像傳感器103是包括紅外截止濾波器和低通濾波器的電荷耦合裝置（CXD)或者 互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器。圖像傳感器103光電轉(zhuǎn)換經(jīng)由鏡頭單元200所入射的 光束以輸出圖像信號(hào)。
[0028] 快門(mén)104工作以處于用于對(duì)于圖像傳感器103遮擋經(jīng)由鏡頭單元200所入射的光 束的遮光狀態(tài)和用于將經(jīng)由鏡頭單元200所入射的光束引導(dǎo)至圖像傳感器103的縮回狀 態(tài)。換句話說(shuō)，快門(mén)104可以被移動(dòng)至用于對(duì)于圖像傳感器103遮擋光的位置和對(duì)于圖像 傳感器103不遮擋光的位置。
[0029] 半鏡105可以被移動(dòng)至用于將經(jīng)由鏡頭單元200所入射的光束引導(dǎo)至圖像傳感器 103的位置（鏡上升狀態(tài)）和用于將光束引導(dǎo)至測(cè)光傳感器108的位置（鏡下降狀態(tài)）。換 句話說(shuō)，半鏡105將經(jīng)由鏡頭單元200所入射的光束的光路，改變成將光束引導(dǎo)至圖像傳感 器103的狀態(tài)和將光束引導(dǎo)至測(cè)光傳感器108的狀態(tài)。如果半鏡105處于將光束引導(dǎo)至測(cè) 光傳感器108的位置，則半鏡105使得經(jīng)由鏡頭單元200所入射的光束將焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)調(diào)焦屏 106〇
[0030] 顯示裝置107是使用聚合物網(wǎng)絡(luò)（PN)液晶的顯示裝置。顯示裝置107顯示表示 對(duì)于AF控制所使用的焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域的框（自動(dòng)調(diào)焦（AF)框）。測(cè)光傳感器108使用根據(jù) 入射光的量積累電荷的電荷積累型圖像傳感器。示例包括CCD和CMOS圖像傳感器。通過(guò)使 用這類(lèi)測(cè)光傳感器，基于從測(cè)光傳感器108所輸出的圖像信號(hào)，不僅因此可以進(jìn)行測(cè)光，而 且還可以因此進(jìn)行被攝體的面部檢測(cè)、被攝體跟蹤和閃爍檢測(cè)。五角棱鏡109將通過(guò)半鏡 105所反射的、經(jīng)由鏡頭單元200所入射的光束，引導(dǎo)至測(cè)光傳感器108和光學(xué)取景器（未 示出）。焦點(diǎn)檢測(cè)電路110進(jìn)行用于AF控制的焦點(diǎn)檢測(cè)。AF鏡111將穿過(guò)半鏡105的、經(jīng) 由鏡頭單元200所入射的光束的一部分，引導(dǎo)至焦點(diǎn)檢測(cè)電路110。
[0031] 中央處理單元112進(jìn)行測(cè)光傳感器108的驅(qū)動(dòng)控制、圖像處理和計(jì)算（以下稱(chēng)為 ICPU)。ICPU112基于來(lái)自測(cè)光傳感器108的輸出信號(hào)（圖像信號(hào)），進(jìn)行與測(cè)光、被攝體 的面部檢測(cè)和被攝體跟蹤有關(guān)的各種計(jì)算。ICPU112基于來(lái)自測(cè)光傳感器108的輸出信號(hào) (圖像信號(hào)），計(jì)算光量變化特性。光量變化特性包括來(lái)自被攝體的光的光量變化周期、以 及光量滿(mǎn)足預(yù)定條件時(shí)的定時(shí)（例如，光量變成最大時(shí)的定時(shí)和光量變成最小時(shí)的定時(shí)）。 存儲(chǔ)器113連接至ICPU112。存儲(chǔ)器113的例子包括RAM和ROM。在本典型實(shí)施例中，除 照相機(jī)微型計(jì)算機(jī)101以外，還說(shuō)明照相機(jī)主體100包括ICPU112。然而，可以以下面的方 式配置照相機(jī)主體100 :通過(guò)照相機(jī)微型計(jì)算機(jī)101進(jìn)行ICPU112所要進(jìn)行的處理。
[0032] 操作單元114包括釋放按鈕和設(shè)置按鈕。用戶(hù)使用釋放按鈕來(lái)指示照相機(jī)主體 100開(kāi)始攝像準(zhǔn)備操作和開(kāi)始攝像操作。用戶(hù)使用設(shè)置按鈕來(lái)進(jìn)行照相機(jī)主體100的各種 設(shè)置。操作單元114還包括電源開(kāi)關(guān)、模式撥盤(pán)和觸摸面板。用戶(hù)使用電源開(kāi)關(guān)來(lái)接通/ 斷開(kāi)照相機(jī)主體100的電源。用戶(hù)使用模式撥盤(pán)來(lái)從多個(gè)模式中選擇照相機(jī)主體100的操 作模式。
[0033] 接著說(shuō)明鏡頭單元200的結(jié)構(gòu)。鏡頭CPU201 (以下稱(chēng)為L(zhǎng)PU)控制鏡頭單元200 的諸如調(diào)焦透鏡、變焦透鏡和光圈的驅(qū)動(dòng)單元等的各部分。LPU201將與鏡頭單元200有關(guān) 的信息發(fā)送給照相機(jī)微型計(jì)算機(jī)101。
[0034] 接著參考圖2，說(shuō)明用于進(jìn)行降低了閃爍的影響的攝像的操作。圖2是示出根據(jù)本 典型實(shí)施例的攝像設(shè)備的用于進(jìn)行降低了閃爍的影響的攝像的操作的流程圖。
[0035] 用戶(hù)操作電源開(kāi)關(guān)以接通照相機(jī)主體100的電源。在步驟S101，ICPU112進(jìn)行測(cè) 光操作。在測(cè)光操作中，測(cè)光傳感器108積累電荷、并且讀取圖像信號(hào)?；谒@得的圖像 信號(hào)，ICPU112進(jìn)行與測(cè)光有關(guān)的計(jì)算（以下稱(chēng)為測(cè)光計(jì)算），以獲得測(cè)光值。
[0036] 在測(cè)光操作中，希望