CN101726964A - 影像撷取装置及其闪光灯充电电容切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种影像撷取装置及其闪光灯充电电容切换方法，所述影像撷取装置包括闪光灯充电电容切换装置，包括：闪光灯控制单元；耦接于该闪光灯控制单元的电容充/放电单元，包括多个并联的电容及开关；充电电容切换单元，用以根据补偿曝光参数控制每一开关；及亮度判断单元，分别计算在第一状态下撷取的第一影像的环境亮度值及第二状态下撷取的第二影像的预闪亮度值、比较该环境亮度值及该预闪亮度值产生比较结果、判断该比较结果是否小于临界值、若是，根据该比较结果取得该补偿曝光参数、及利用该补偿曝光参数驱动该闪光灯控制单元产生对应的闪光。

Description

影像撷取装置及其闪光灯充电电容切换方法

技术领域

本发明涉及一种影像撷取装置，特别是一种可提高拍摄距离及快速补偿拍摄亮度的影像撷取装置及其闪光灯充电电容切换方法。

背景技术

一般而言，当自然光源不足或环境亮度太弱时，例如：夜晚或室内等情况下，不论是数字相机或传统相机，通常会利用闪光灯来补强拍摄物体时所需的光线。

现有技术中，具闪光灯的相机通常会包括单一的充电电容，以及用来对该充电电容进行充电的装置，当该电容完成充电后，便供给闪光灯用来产生闪光，作为拍摄时的辅助光源。然而，因为单一充电电容的原因，闪光灯所能辅助的亮度为固定，也因此无法掌握拍摄物体在闪光后的实际曝光程度，容易导致曝光不足或曝光过量的现象。

另外，于一些现有技术中，在进行拍摄前，多半会先撷取拍摄物体未闪光前的影像，并撷取拍摄物体通过闪光灯进行预闪后的影像，从而计算并设定闪光灯参数，然后再执行闪光及拍摄。不过，上述现有技术仍受限于闪光灯所能辅助的有限亮度，导致在拍摄距离过远，或者背景光源太弱的情况下，往往因为曝光不足而无法得到令人满意的拍摄质量。除此之外，通过闪光灯进行预闪后，充电电容需进行再充电，因此需增加额外的充电等待时间，造成使用者不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种影像撷取装置及其闪光灯充电电容切换方法，可延长閃光燈輔助照明的有效距离，并缩短电容充电等待时间。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种闪光灯充电电容切换装置，包括：闪光灯控制单元、电容充/放电单元、充电电容切换单元及亮度判断单元。该闪光灯控制单元包括：闪光灯及驱动单元，其中，该驱动单元用以控制该闪光灯的闪光时间长度。该电容充/放电单元耦接于该闪光灯控制单元，包括：多个并联的电容及多个开关，其中，该电容决定该闪光灯的闪光强度，该开关各自对应耦接于该电容，用以控制该电容的充电或放电。该充电电容切换单元耦接于该电容充/放电单元，用以根据补偿曝光参数决定每一开关的导通及关闭，用以利用该电容至少其中之二，致使该闪光灯产生对应的闪光。该亮度判断单元耦接于该闪光灯控制单元及该充电电容切换单元。该亮度判断单元计算在第一状态下撷取的第一影像的环境亮度值，接着，计算在第二状态下撷取的第二影像的预闪亮度值。然后，该亮度判断单元比较该环境亮度值及该预闪亮度值以产生比较结果，并判断该比较结果是否小于临界值。若该比较结果小于该临界值则根据该比较结果取得该补偿曝光参数。最后，利用该补偿曝光参数驱动该闪光灯控制单元产生对应的闪光。

值得注意的是，于一实施例中，该充电电容切换单元根据该既定曝光参数控制该开关，用以利用该电容至少其中之一，致使该闪光灯进行第一次预闪。除此之外，该充电电容切换单元根据该补偿曝光参数控制该开关，用以利用该电容至少其中之二，致使该闪光灯产生对应的闪光。

本发明更提供了一种闪光灯充电电容切换方法。该方法适用于具有闪光灯的影像撷取装置，该闪光灯以多个并联的电容驱动。在第一状态下，撷取拍摄物体的第一影像，并根据该第一影像计算出环境亮度值。接着，在第二状态下，撷取该拍摄物体的第二影像，并根据该第二影像计算出预闪亮度值。随后，比较该环境亮度值及该预闪亮度值，以产生比较结果，并判断该比较结果是否小于临界值。当该比较结果小于该临界值时，根据该比较结果取得补偿曝光参数，用以根据该补偿曝光参数，利用该电容至少其中之二，致使该闪光灯产生对应的闪光。

除此之外，本发明尚提供一种影像撷取装置，包括：上述的闪光灯充电电容切换装置、镜头模块及影像感测单元。该影像感测单元耦接于该镜头模块，用以透过该镜头模块，从拍摄物体上撷取影像。

因此，本发明的影像撷取装置及其闪光灯充电电容切换方法，利用闪光灯充电电容的切换，提高供给闪光灯的电容容量，从而延长拍摄距离，并节省不必要的电容充电等待时间。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图示，详细说明如下。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是显示依据本发明实施例的一闪光灯充电电容切换装置方块图；

图2是显示依据本发明实施例的一闪光灯充电电容切换方法流程图；及

图3是显示本发明实施例的一影像撷取装置方块图。

具体实施方式

下文是说明本发明的较佳实施方式，用以更容易了解本发明，并非用以限制本发明。本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

图1是显示依据本发明实施例的一闪光灯充电电容切换装置10方块图，包括：闪光灯控制单元102、电容充/放电单元104、充电电容切换单元106及亮度判断单元108。

参考图1，该闪光灯控制单元102包括闪光灯112及驱动单元114。于一实施例中，该驱动单元114用以控制该闪光灯112的闪光时间长度。该电容充/放电单元104耦接于该闪光灯控制单元102，其包括多个并联的电容，例如图1实施例所示的电容C1、C2及C3，用以弹性地决定该闪光灯112的闪光强度，且该电容C1～C3耦接于对应的多个开关上，如图1实施例所示的开关SW1、SW2及SW3，该开关SW1～SW3分别控制该电容C1～C3进行充电或放电操作。于此实施例中，该充电电容切换单元106耦接于该电容充/放电单元104，用以根据一补偿曝光参数决定每一开关SW1～SW3的导通及关闭。该亮度判断单元108是耦接于该闪光灯控制单元102及该充电电容切换单元106，根据一拍摄物体(未图标)所撷取影像的亮度，用以决定该电容的切换方式。该亮度判断单元108的操作方式将配合图1说明如下。

当欲进行拍摄时，在第一状态下，该亮度判断单元108根据该拍摄物体所撷取的第一影像先计算出环境亮度值。于一实施例中，该第一状态是为无闪光的状态。

接着，在第二状态下，该亮度判断单元108计算在该第二状态下撷取的第二影像的预闪亮度值。于一实施例中，该第二状态是为以既定曝光参数驱动该闪光灯控制单元102，对该拍摄物体进行第一次预闪的状态。

于一实施例中，该亮度判断单元108于该第一影像及该第二影像中各自定义相同的取样区域，例如：128x128的区块，用以取得该区块的取样资料，其中，该取样资料是由三个色彩值，即红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)三色所构成。该亮度判断单元108设定该三个色彩值所对应的权重系数。接着，于该第一影像的该取样区域中，该亮度判断单元108将该取样数据的三个色彩值与对应的权重系数的乘积加总，用以取得该环境亮度值，并于该第二影像的该取样区域中，将该取样数据的三个色彩值与对应的权重系数的乘积加总，用以取得该预闪亮度值。

随后，该亮度判断单元108比较该环境亮度值及该预闪亮度值，以产生一比较结果，并判断该比较结果是否小于一临界值。当该比较结果小于该临界值时，则根据该比较结果取得该补偿曝光参数。一般来讲，闪光灯所能提供的亮度是取决于闪光强度及闪光时间长度。于一实施例中，该亮度判断单元108可根据该比较结果得知所需补足的亮度，再利用一查找表，取得该亮度所需的电容数目及脉冲时间，用以决定控制该闪光灯的闪光强度及闪光时间长度。该闪光灯控制单元102便根据该补偿曝光参数产生对应的闪光。

举例而言，若该闪光灯112仅使用一颗电容(例如：电容C1)进行第一次预闪，且根据该补偿曝光参数所决定的该电容数目为两颗电容时，则该亮度判断单元108通知该闪光灯控制单元102可以直接利用其余的两颗电容(例如：电容C2及C3)进行拍摄，毋需等待电容C1进行充电。若根据该补偿曝光参数所决定的该电容数目同样为一颗电容，意即第一次预闪的亮度已足够，则可直接利用其余电容进行拍摄或连拍。

更具体地，于此实例中，该驱动单元114，例如：一绝缘栅双极性晶体管驱动单元(insulated-gate bipolar transistor，IGBT)，可根据该脉冲时间，正确地控制该闪光灯的闪光时间长度，当脉冲时间越长时，亮度亦随之增加。

于一些实施例中，当根据该补偿曝光参数所决定的电容数目大于目前已充电的电容数目时，该充电电容切换单元106亦可根据该补偿曝光参数，判断是否对第一次预闪所使用的全部电容、或部份电容，进行再充电的操作。

此外，该闪光灯充电电容切换装置10进一步包括电源(未图示)，耦接于该电容充/放电单元104，用以提供参考电压Vin，对该电容进行充电。因此，于进行第一次预闪前，该充电电容切换单元106可通过该开关SW1～SW3，对每一电容C1～C3进行充电的操作。

图2是显示依据本发明实施例的一闪光灯充电电容切换方法20流程图。该闪光灯充电电容切换方法适用于具有闪光灯的影像撷取装置，其中，该闪光灯利用多个并联的电容产生闪光。于本发明的实施例中，该影像撷取装置包括相机或摄影机。于一实施例中，该影像撷取装置包括数字相机或数字摄影机。

参考图2，首先，于感测到拍摄物体时，在第一状态下撷取该拍摄物体的第一影像，以根据该第一影像计算出环境亮度值(步骤S202)。于一实施例中，该第一状态为无闪光状态。随后，以参考电压(如图1的Vin)对该电容进行充电(步骤S204)。其次，在第二状态下，撷取该拍摄物体的第二影像。于一实施例中，是根据既定曝光参数，利用该电容至少其中之一，例如：图1的电容C1，致使该闪光灯对该拍摄物体进行第一次预闪，于此状态下，用以撷取该拍摄物体的第二影像。之后，再根据该第二影像，计算出预闪亮度值(步骤S206)。接着，比较该环境亮度值及该预闪亮度值，以产生比较结果，并判断该比较结果是否小于临界值，意即判断第一次预闪的亮度是否已足够(步骤S208)。

若第一次预闪的亮度足够，则该闪光灯根据该既定曝光参数来产生对应的闪光(步骤S222)。

反之，当该比较结果小于该临界值时，即表示第一次预闪的亮度不足，则需根据该比较结果取得补偿曝光参数(步骤S210)。如上所述，根据该补偿曝光参数所取得的电容数目及脉冲时间，分别用以决定闪光灯的闪光强度及闪光时间长度。于一实施例中，可通过查找表，根据该比较结果取得该补偿曝光参数，用以补偿第一次预闪不足的亮度。

进一步，根据该补偿曝光参数，判断是否对用于进行第一次预闪的电容进行再充电的操作(步骤S212)。若是，等待全部电容或部份电容充电完成(步骤S220)。最后，根据该补偿曝光参数所决定的该电容数目及该脉冲时间，该闪光灯利用该电容至少其中之二来产生对应的闪光(步骤S214)。

值得注意的是，该环境亮度值及该预闪亮度值的计算方式已详述于图1及其相关实施例中，于此不加赘述。

除此之外，于一实施例中，当第一次预闪的亮度不足时，可增加充电电容的数目进行第二次预闪，并依据前述的方式撷取该拍摄物体的影像及计算对应的亮度值。更进一步，于操作上，若该第二次预闪的亮度仍不足时，可根据该第二次预闪的不足亮度取得该补偿曝光参数，或者，亦可再增加充电电容的数目进行第三次预闪，具体地操作端视拍摄环境的光源变化、拍摄速度或拍摄质量而定。

图3是显示本发明实施例的一影像撷取装置30方块图。如图3所示，该影像撷取装置30包括镜头模块302、影像感测单元304及闪光灯充电电容切换装置306。该影像感测单元304耦接于该镜头模块302，用以通过该镜头模块302，撷取拍摄物体的影像。该闪光灯充电电容切换装置306耦接于该影像感测单元304，用以接收所撷取的影像，并依据该影像的亮度，判断目前该拍摄物体所需补足的亮度，用以动态地调整内部充电电容的切换方式来进行拍摄。由于该闪光灯充电电容切换装置306的架构及操作原理与图1实施例的闪光灯充电电容切换装置10类似，于此为简化说明不加以赘述。于一实施例中，该影像撷取装置包括数字相机或数字摄影机，例如：感应式相机。

此外，该影像撷取装置30进一步包括储存单元308，用以储存查找表。依据前述的说明，该闪光灯充电电容切换装置306可利用该查找表，并根据撷取影像所计算的亮度，取得一组适当的补偿曝光参数，用以决定控制闪光灯的闪光强度及闪光时间长度所需的电容数目及脉冲时间。需注意，计算亮度的方式已配合图1的实施例说明如上，在此省略其说明。

如上所述，相较于现有技术，本发明所公开的影像撷取装置、闪光灯充电电容切换装置及其切换方法，除了能依据拍摄条件弹性地切换可使用的充电电容，节省不必要的电容充电等待时间外，更进一步地提高拍摄的距离。举例而言，于野外拍摄动物时，根据本发明的实施例，在感测动物经过并进行第一次预闪后，随即判断第一次预闪的亮度是否足够，若不足，不需等待已使用电容的再充电，马上可利用其余的电容进行第二次预闪或实时进行拍摄，甚至进行连拍的操作，从而能够清晰地补捉远方动物的影像，如此一来，大幅提升拍摄的质量、速度及所能拍摄的距离。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，本技术领域的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种闪光灯充电电容切换方法，适用于具有闪光灯的影像撷取装置，其特征在于，该闪光灯以多个并联的电容驱动，该闪光灯充电电容切换方法包括：

在第一状态下撷取拍摄物体的第一影像；

根据该第一影像计算出环境亮度值；

在第二状态下撷取该拍摄物体的第二影像；

根据该第二影像计算出预闪亮度值；

比较该环境亮度值及该预闪亮度值，以产生比较结果；

判断该比较结果是否小于临界值；

当该比较结果小于该临界值时，根据该比较结果取得补偿曝光参数；及

根据该补偿曝光参数，利用该电容至少其中之二，致使该闪光灯产生对应的闪光。

2.如权利要求1所述的闪光灯充电电容切换方法，其特征在于，该第一状态为无闪光状态；该第二状态为以既定曝光参数，对该拍摄物体进行第一次预闪的状态。

3.如权利要求2所述的闪光灯充电电容切换方法，其特征在于，根据该补偿曝光参数，判断是否对用于进行第一次预闪的电容进行再充电。

4.如权利要求1所述的闪光灯充电电容切换方法，其特征在于，取得该补偿曝光参数的步骤包括：

利用查找表，决定该闪光灯所需的电容数目及脉冲时间，其中，该闪光灯的闪光强度取决于该电容数目，以及该闪光灯的闪光时间长度取决于该脉冲时间。

5.如权利要求1所述的闪光灯充电电容切换方法，其特征在于，计算该环境亮度值及该预闪亮度值的步骤包括：

于该第一影像及该第二影像中，各自定义取样区域，用以产生取样数据，其中，该取样数据包括三个色彩值所组成的数据；

分别对该三个色彩值设定对应的权重系数；

于该第一影像的该取样区域中，将该取样数据的三个色彩值与对应的权重系数的乘积加总，以计算该环境亮度值；及

于该第二影像的该取样区域中，将该取样数据的三个色彩值与对应的权重系数的乘积加总，以计算该预闪亮度值，

其中，该三个色彩值包括红色色彩值、绿色色彩值及蓝色色彩值。

6.一种影像撷取装置，其特征在于，包括：

镜头模块；

影像感测单元，耦接于该镜头模块，用以通过该镜头模块，撷取一拍摄物体的影像；以及

闪光灯充电电容切换装置，耦接于该影像感测单元，包括：

闪光灯控制单元，包括闪光灯及驱动单元，该驱动单元用以控制该闪光灯的闪光时间长度；

电容充/放电单元，耦接于该闪光灯控制单元，包括多个并联的电容及多个开关，其中，该电容决定该闪光灯的闪光强度，该开关各自对应耦接于该电容，用以控制该电容的充电或放电；

充电电容切换单元，耦接于该电容充/放电单元，用以根据一补偿曝光参数决定每一开关的导通及关闭，用以利用该电容至少其中之二，致使该闪光灯产生对应的闪光；及

亮度判断单元，耦接于该闪光灯控制单元及该充电电容切换单元，用以计算在一第一状态下撷取的一第一影像的一环境亮度值、计算在一第二状态下撷取的一第二影像的一预闪亮度值、比较该环境亮度值及该预闪亮度值以产生一比较结果、判断该比较结果是否小于一临界值、若该比较结果小于该临界值则根据该比较结果取得该补偿曝光参数、以及利用该补偿曝光参数驱动该闪光灯控制单元产生对应的闪光。

7.如权利要求6所述的影像撷取装置，其特征在于，该第一状态为无闪光状态。

8.如权利要求6所述的影像撷取装置，其特征在于，该第二状态为以既定曝光参数驱动该闪光灯控制单元，对该拍摄物体进行第一次预闪的状态。

9.如权利要求6所述的影像撷取装置，其特征在于，更包括：

储存单元，用以储存查找表，其中，该亮度判断单元利用该查找表取得该补偿曝光参数，决定控制该闪光灯的闪光强度及闪光时间长度所需的电容数目及脉冲时间。

10.如权利要求6所述的影像撷取装置，其特征在于，该亮度判断单元于该第一影像及该第二影像中各自定义取样区域，用以产生由三个色彩值所组成取样数据，并分别设定该三个色彩值对应的权重系数，以于该第一影像的该取样区域中，将该取样数据的三个色彩值与对应的权重系数的乘积加总，用以产生该环境亮度值，以及于该第二影像的该取样区域中，将该取样数据的三个色彩值与对应的权重系数的乘积加总，用以产生该预闪亮度值，且其中，该三个色彩值包括红色色彩值、绿色色彩值及蓝色色彩值。

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