CN103731606A - 通过时间配合的间歇照明来控制摄像系统的发光强度的系统与方法 - Google Patents

Abstract

一种具有发光强度控制的摄像系统，包括图像传感器、光源以及信号生成器。图像传感器用于获取场景的图像。光源用于照射场景。信号生成器耦接于图像传感器及光源，以生成：(a)第一信号来控制图像传感器的图像获取以及(b)第二信号来控制光源的工作周期。一种用于控制摄像系统的发光强度的方法，其中摄像系统包括图像传感器、光源与信号生成器。该方法包括：通过使用信号生成器生成第一信号以控制图像传感器的图像获取；以及通过使用信号生成器生成第二信号以控制光源的工作周期。

Description

通过时间配合的间歇照明来控制摄像系统的发光强度的系统与方法

相关申请的交叉引用

本申请为2012年9月19日申请的美国专利申请第13/622,976号的部分延续案。本申请还主张2012年10月5日申请的美国临时申请第61/710,480号的优先权。上述申请的全文通过引用并入本申请以作为参考。

背景技术

整合式摄像及照明系统可在较暗的环境中取得图像，其现有的应用包括医用内诊镜、蛇管检视镜头、管道镜以及机械视觉（machine vision）。为生成较佳的图像亮度需要合适的发光强度，发光强度通常与一些因素有关，例如图像的场景、摄像系统与照明系统下的场景配置以及摄像及照明系统的性能。举例来说，一个较亮的物体相较于一个较暗物体而言是需要较少的照度。据此，大部分的系统都有配置调整发光强度的机制。

医用内诊镜用于检查人体内的组织，它是一个极佳的例子来说明合适的发光强度对于生成所需要的输出的重要性，例如达到精确的诊断或成功的操作。当内诊镜的操作人员在移动摄像系统以检查不同的位置或描准特定的目标时，需要调整光源的功率大小以达到所需的图像亮度。

发明内容

在一实施例中，提供一种具有发光强度控制的摄像系统,其包括图像传感器、光源以及信号生成器。图像传感器用于获取场景的图像。光源用于照射场景。信号生成器耦接于图像传感器及光源，以生成:(a)第一信号来控制图像传感器的图像获取，以及(b)第二信号来控制光源的工作周期。

在一实施例中，提供一种用于控制摄像系统的发光强度的方法，摄像系统包括图像传感器、光源与信号生成器。该方法包括：通过使用信号生成器生成第一信号以控制图像传感器的图像获取；以及通过使用信号生成器生成第二信号以控制光源的工作周期。

附图说明

图1为本发明一实施例的内诊镜系统的示意图，该内诊镜系统包括摄像模块，摄像模块具有图像传感器及光源。

图2示出本发明一实施例的通过时间配合（time-matched）间歇照明来控制由图像传感器获取的图像的发光强度的系统。

图3为本发明一实施例的信号的示意图，该信号用于通过时间配合间歇照明控制由图像传感器获取的图像的发光强度。

图4为本发明一实施例的信号的示例性周期的示意图，该信号响应于相同的工作周期来控制光源。

图5示出用于通过时间配合间歇照明控制由图像传感器获取的图像的发光强度的示例性方法。

图6示出用于通过时间配合间歇照明控制由图像传感器获取的图像的发光强度的示例性系统。

图7示出用于通过时间配合间歇照明控制由图像传感器获取的图像的发光强度的示例性系统。

图8示出用于通过时间配合间歇照明控制由图像传感器获取的图像的发光强度的示例性系统，该系统包括图像信号处理器、设置参数以及控制面板。

图9为用于启动通过时间配合间歇照明控制由图像传感器获取的图像的发光强度的示例性系统的方法的流程图，其中设置参数位于编码内存内。

具体实施方式

本发明涉及为操作于较暗环境的图像传感器提供照明。上述照明由光源提供，且光源具有两种模式：开与关，并且能在0%与100％之间的工作周期操作。而图像传感器所摄取的图像的发光强度由调整光源的工作周期来控制。此技术有别于已知系统，在已知系统中，光源持续处于开的模式，并且通过调整功率大小以得到所需的发光强度。相较于调整功率大小，调整工作周期可需要更少的电子组件，因为其部分的功能性可通过软件/固件来达到。此外，相较于已知的线性调整机制，本发明的调整工作周期在功率消耗方面显得更有效率，因为在线性调整机制中，光源所输出的光量通过电阻组件的功率损失来调整。因此，本发明提供一种有效率并具有灵活性的技术，并且能以最少电子组件来实现。更重要的是，通过使间歇照明的时间点配合图像获取的时间点，能轻易地使每一张图像的发光强度达到一致性。

本发明的摄像系统可在较暗的环境中发挥效果。可达到的应用例如包括，但不限于，（医用）内诊镜、蛇管检视系统与管道镜，以及其它检视系统与监视系统。

图1为本发明的内诊镜系统100的示意图，该系统包括摄像模块110。摄像模块110通过连接线130与控制/示出系统120耦接。摄像模块110包括整合式摄像照明系统，该系统具有图像传感器112以及光源114。光源114对场景提供照明，图像传感器112对场景进行摄像。本发明公开一种系统与方法，能通过使间歇照明与图像传感器112的摄像率相配而控制光源114的发光强度。在一实施例中，系统100为医用内诊镜。

图2示出本发明的通过时间配合（time-matched）间歇照明控制摄像系统的发光强度的系统200。系统200包括配合信号生成器210，其与图像传感器250及光源260耦接。图像传感器250例如为互补式金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器或感光耦合组件（CCD）图像传感器。在一实施例中，光源260为发光二极管（LED）。在一实施例中，光源260为白炽（incandescent）光源，例如卤素灯。配合信号生成器210输出启动信号255至图像传感器250以启动摄像，并且以功率信号265的形式供应电力至光源260。功率信号265可具有两种状态：关闭状态（对应关闭光源）、以及开启状态（对应开启光源至预设强度）。

在一实施例中，启动信号255为周期性信号并具有周期T_c，此周期对应于图像传感器250，图像传感器250以固定摄像率进行摄像。功率信号265为具有共同周期T_c的周期性信号。功率信号265在开启状态时对应光源260的开启时间T_on(T_开启)，其关系如下所示：

T_on=M×T_FL，   式1

其中，M为负整数，T_FL为与启动信号的周期T_c有关的基本发光周期，如下所示:

T_C=N×T_FL，  式2

其中，N为正整数且大于等于M。

光源260的关闭时间T_。ff(T_关闭)为:

T_off=(N-M)×T_FL，  式3

并且，光源260的工作周期D为

$D=\frac{T_{\mathrm{on}}}{T_C}=\frac{M}{N}.$   式4

同意义地，发光的开启时间T_on与关闭时间T_。ff可由频域参数表示如下:

$T_{\mathrm{on}}=M\×\frac{1}{f_{\mathrm{FL}}},$ 式5a

$T_{\mathrm{off}}=(N-M)\×\frac{1}{f_{\mathrm{FL}}},$ 式5b

其中，f_FL=1/T_FL与摄像启动频率f_C=1/T_C有关，可如下所示：

$f_C=\frac{f_{\mathrm{FL}}}{N}.$ 式6

图3为式1-6中的启动信号255与功率信号265的示例性的示意图。标准的图像传感器由多列的像素组成，而像素在曝光过程中生成的累积电荷一次由一列像素读出。在读出一列像素的信号之后，所述列像素再次累积电荷。下面以图3以及其中一列像素来叙述，然后再以全域快门(global shuner)与滚动快门(rolling shutter)的机制延伸到多列像素。

所有的信号的波形表示为时间310的函数。图形320示出具有周期T_c的启动信号255的多个启动322的循环。图形330示出从式2中以N的值等于10为例所得到的基本发光周期T_FL的周期性信号。在图3中，启动信号255的启动322(图形320)以及图形330的周期性信号的波形皆表示为狄拉克函数(delta function)。需注意，这些信号中的任一信号皆可具有其它合适的波形，例如方波、锯齿波、三角波、晶体管-晶体管逻辑(transistor-transistor logic)、正弦波或频率信号。图形340、350、360、370示出不同值的M所对应的功率信号265，例如是通过设式1中的M分别等于1、3、9、10而从图形330的周期性信号所得到。当图形340到370中光源260的工作周期分别增加10%、50%、90%、100%时，发光强度亦不断上升。选择性的延迟323（T_D1）表示启动信号255的启动322（图形320）与功率信号265（图形340～370）的开启状态的起始之间的延迟。启动信号255启动像素的读出，所读出的信号例如为图形380，并带有选择性的延迟T_D2（位于启动事件322与读出周期T_READ(T_{读 出}，381)的起始之间）。在读出周期381期间，像素在曝光周期T_EXP(382)内曝光。

图3示出N等于10的循环，而其它N的值亦可以被延伸。当N值越大，则发光强度的调整可具有更高的分辨率（resolution）。

启动信号255与功率信号265具有相同的周期性可确保每一图像的发光强度的一致性。若两者的周期性不同，则光源260的开启时间T_on与图像传感器250的图像摄取之间的重叠会随着每一图像而不同，导致每一图像的发光强度不同，就如两个未对准的周期性所生成的同相与非同相一样。而本发明的一致的周期性使光源260的开启时间T_on与图像传感器250的图像摄取之间维持固定的相位重叠。

需注意，功率信号265的开启状态的起始不需要对准启动信号255的启动事件，这在图3中已经示出，如图3所示，图形340～370的开启状态的起始皆与启动信号255的启动事件有相对偏移，即延迟T_D1所表示。帧对帧（frame-to-frame）的发光强度可在T_D1为任何值的情况下皆维持一致性。同样地，实际的图像曝光382可与对应的启动322在时间上有一偏移量，例如延迟T_D2所表示，这不会对帧对帧（frame-to-frame）的发光强度的一致性有任何影响。

上述关于图3的叙述可在不需修正的情况下应用于全域快门机制的像素的曝光与信号读出，其中所有的像素在同时曝光后依序读出。在此情况下，图形380中的T_read表示所有像素的总读出时间。

滚动快门图像传感器采用滚动读出与曝光程序，其中，当一列像素被读出时，其它列像素同时曝光。当其中一列像素完成读出时，它会回到被曝光的状态，同时下一列像素被读出，其它列亦依此原则。这消除了全域快门所带来的短处，就如当一列像素被读出时，其它列像素处于闲置。如此，滚动快门可在相同的帧率（frame rate）之下带来更高的灵敏度。大部分被使用的图像传感器，特别是在可负担的费用范围内，皆使用滚动快门技术。由于滚动快门技术中所有的像素并非同时被曝光，不同列像素可能会遭遇到不同的光状况。但在曝光时间远大于读出时间的条件下，这样的影响可被忽略。

本发明的一个重大贡献在于，光源的间歇特性使得滚动快门技术的图像传感器变得可能，并使每一列的发光强度达到一致性。在一实施例中，图像传感器（如图2的图像传感器250）配备一滚动快门，并且延迟量T_D1、T_D2被控制以避免图像读出与光源的开启时间发生重叠。在此条件下，滚动快门的功能等同于全域快门。

在图像读出381与光源的开启时间不发生重叠的情况下，图3的图形340、350示出使用滚动快门的图像传感器时，能够达到列对列（每一列）像素发光强度一致性的光源的周期。另一方面，在图3的图形360、370的情况下，光源的开启时间与图像读出时间重叠。因此，当使用滚动快门时，不同列像素可能会在不同光条件下而曝光，造成列对列（row-to-row）发光强度的不一致性。

既然光源的开启时间的时间点与图像获取时间点皆基于相同的频率信号（如图3的图形320所表示的启动信号255），本发明能在不增加额外电路的情况下使延迟量的控制更容易。这可简化在光源控制信号与图像获取之间的延迟的控制，特别是在相对较低的帧速率的情况下。这种情况的应用例如包括但不限于图像输出为视频串流（video stream）的形式，其帧速率需要使观看者感到平顺。其它的应用包括内诊镜，例如医用内诊镜。每秒24帧为生成平顺视频帧的最低要求。医用内诊镜通常操作在每秒30帧的帧速率。在一实施例中，图像传感器250配备一滚动快门并操作在每秒24至200帧的帧速率的范围内。在一实施例中，图像传感器250配备一滚动快门并操作在每秒24至1000帧的帧速率的范围内。

在一实施例中，图像传感器（如图像传感器250）配备全域快门。在此情况下，所有列像素的发光强度的一致性就是系统自然发生的结果。全域快门图像传感器在高帧速率的使用中可能会更有利。

开启时间T_on可为图3的任一开启时间或为一些更短开启时间的总和。图4所示的例子为N等于10以及M等于5的情况，亦即50％的工作周期。如图所示，在一启动信号周期411(Tc)的情况下，图形420、430、440的周期皆为时间的函数且都能生成50％的工作周期。每一图形皆从相同的周期T_FL（如图3的图形330所示的周期性信号）所生成。图形420使用单一脉冲421来达到50％工作周期，图形430使用不同期间的两个脉冲来达到50％工作周期，图形440使用一周期性脉冲串（periodic pulsetrain）来达到50％工作周期。

由式1至6所展现的实施例更适合应用于由较少的电子组件所构成的系统，同时，其可通过改变M与N的值而提供应用灵活性，M与N的值可通过硬件、软件或其组合来改变。

虽然图2至图4的实施例公开了使用功率信号265来控制光源260的开启与关闭，但这非用于限制本发明，其它方法亦可被使用来达成同样的功能而不脱离本发明的范围。这些方法例如包括但非限于有形体的电控快门或闪光轮（strobe wheel）。然而，这些机械方式相较于纯电控方式皆有其限制和/或短处。举例来说，快门与闪光轮构成一个额外的机械构件而占去一些空间，并且会造成磨损，这对图像获取来说是很有影响的。另外，闪光轮操作于设置参数的工作周期或多个预设的工作周期，这都限制了系统的灵活性。此外，当需要改变工作周期时，就需要对闪光轮进行机械性的操作或是直接更换闪光轮。

在一实施例中，启动信号255可为非周期性，但是此种情况下，T_c表示为曝光时间或曝光及读出时间对于式1至4仍然是成立的。另外，在此实施例中，图像传感器250的帧速率并非为固定。图像可在不同的帧速率下被获取，和/或在一些要求下被获取，例如是由操作人员下的指令或外来的启动事件。请参照图3所示，当操作于此模式时，一致性的帧对帧（frame-to-frame）的发光强度仰赖延迟量T_D1、T_D2、以及开启时间T_on，其中对应至图像曝光的开启时间T_on不与其它图像曝光重叠。

图2的配合信号生成器210可包括软件、固件、电脑及其它电子组件。操作人员可控制配合信号生成器210的许多方面。举例来说，操作人员可依据式1至3而改变光源260的工作周期以达到某一图像亮度。在另一例子中，配合信号生成器210的功能性可被预设，以及例如由其内的电路来设置参数。配合信号生成器210可选择性地包括自动亮度控制。在一实施例中，自动亮度控制基于图像传感器250所获取的图像的分析（可由配合信号生成器210来执行），以及后续的光源260工作周期的调整（就如式1至3所规定）。在另一实施例中，自动亮度控制使用额外的组件（例如光二极管）提供亮度量测给配合信号生成器210，使配合信号生成器210可据此调整光源260的工作周期。

图5示出方法500，其依据式1至6而控制摄像系统的发光强度。在步骤510中，生成带有周期Tc的周期性启动信号（例如图2的启动信号255）。此信号用于方法500的两个部分，此两个部分可平行地进行。其中一部分为步骤520、525以控制图像获取，另一部分为步骤530、532、534以控制相关的发光。在步骤520中，周期性启动信号启动图像传感器（如图像传感器250）。在步骤525中，图像依据周期性启动信号所定义的帧速率而被获取。在步骤530中，使用步骤510所生成的启动信号来生成带有周期T_FL的周期性信号（例如式2中所描述与T_c相关的基本发光周期）。在步骤532中，使用步骤530所生成的周期性信号来生成周期性功率信号（如图2的发光信号265），其具有式1所规定的开启时间T_on。在步骤534中，周期性功率（或发光）信号切换光源（如光源260）的开或关。

图6示出系统600，其为图2所示的系统200的一实施例并例如使用图5的方法500。在系统600中，配合信号生成器610包括频率生成器620，其输出启动信号255，亦即频率生成器620执行方法500的步骤510。配合信号生成器610为图2的配合信号生成器210的一实施例。在系统600中，启动信号255为周期性并带有一周期T_c。启动信号255传送至图像传感器250，如式2所述，以执行步骤520、525。启动信号255亦传送至频率调整器630，其比率相乘（rate-multiplies）启动信号255以输出基本发光信号635。基本发光信号635的周期T_FL与T_c相关，就如式2所示。同样地，基本发光信号635的频率f_FL与摄像启动频率f_c相关，如式5所示。据此，频率调整器630执行方法500的步骤530。基本发光信号635传送至工作周期生成器640，其依据基本发光信号635与式1输出功率信号265。亦即，工作周期生成器640执行方法500的步骤532。工作周期生成器640传送功率信号265至光源260以执行步骤534。

在一实施例中，频率调整器630如本领域技术人员所知的标准比率相乘器（rate multiplier）或分频器（frequency divider）。相同地，频率生成器620可为本领域技术人员所知的标准频率生成模块。

图7示出系统700，其为图6的系统600的一实施例。系统700包括配合信号生成器710，其为图6的配合信号生成器610的一实施例。配合信号生成器710包括工作周期生成器740，其为图6的工作周期生成器640的一实施例。工作周期生成器740包括电力供应器750，其通过切换器760而连接于光源260。当切换器760为关闭时，电力供应器750提供电力755给光源260。工作周期控制器770生成切换信号775，其部分基于基本发光信号635。切换信号775控制切换器760以使电力供应器750所供应的电力755传送至光源260并作为功率信号265。在一实施例中，工作周期控制器770为电脑、微处理器、中央处理单元（CPU）或其任一组合。在一实施例中，工作周期生成器770包括使用者接口以致使用者能控制工作周期控制器770的至少一个功能。

设置参数模块720包括基本设置参数722以及工作周期设置参数724。在一实施例中，设置参数模块720的至少一部分整合于提供工作周期控制器770的系统内。基本设置参数722可被频率调整器630使用并包括式2的正整数N的一值以依据式2生成启动信号255所需要的谐波。类似地，工作周期设置参数724可被工作周期控制器770使用并包括式1的非负整数M的一值以依据式1及3生成所需要的工作周期。在一实施例中，基本设置参数与工作周期设置参数，或其一部分，可通过操作人员来设置。在一实施例中，操作人员可从设置参数库中选择，例如符合式6的N与M的值，以达到某一发光强度。

图8示出系统800，其依据图2、6、7所示的系统200、600、700以及依据图5的方法500并通过时间配合的间歇照明来控制图像传感器所对应的发光强度。系统800包括图像信号处理器（ISP）810，其通过连接器860而耦接于CMOS图像传感器820与发光二极管（LED）825。CMOS图像传感器820与发光二极管825分别为图2所示的图像传感器250与光源260的实施例。在一实施例中，图像信号处理器810为台湾豪威科技有限公司（OmniVision）的型号OV570的产品。发光二极管825提供照光予CMOS图像传感器820所要感测的场景。图像信号处理器810还与电力供应器870及使用者接口880耦接。使用者接口880包括控制面板以让使用者能改变发光二极管825所提供的发光强度，并且包括示出器884以示出图像，例如由CMOS图像传感器820所获取的视频。

图像信号处理器810包括频率信号生成器840以及比率相乘器845，两者能生成时间配合的时序信号（time-matched timing signals）以通过发光二极管825的间歇发光而达到所需发光强度。频率信号生成器840输出周期性频率信号841，此信号通过连接器860而传送至CMOS图像传感器820与比率相乘器845。周期性频率信号841例如为图2、6、7所示的带有周期T_c的启动信号255。在一实施例中，周期Tc预设于频率信号生成器840内。在另一实施例中，周期Tc通过图像信号处理器810的处理器830而传送至频率信号生成器840。比率相乘器845传送周期性发光信号846至处理器830，周期性发光信号846例如为图6、7所示的基本发光信号635，其为式2所示的周期性频率信号841的谐波。谐波次数（order of the harmonic），例如式2中N的值，通过处理器830而传送至比率相乘器845。处理器830处理从比率相乘器845所接收的周期性发光信号846而生成切换信号835，例如是图7所示的切换信号775。在一实施例中，切换信号835与周期性发光信号846对应式1中的T_on与T_FL，并且通过式1中的M值而彼此相关。

切换信号835的作用如通用输入/输出（GPIO）850的控制输入。通用输入/输出850连接于电力供应器870并通过连接器860而连接于发光二极管825。在此态样中，通用输入/输出850作用如切换器以致当电力从电力供应器870流入发光二极管825时，其能被切换信号835所控制。通用输入/输出850为一种特别的接口，因其能浮接输出而不造成错误或误差。举例来说，对通用输入/输出850而言，其能连接于或不连接于发光二极管825；由于发光二极管825可不被连接，因而能提供系统一些灵活性。在一实施例中，通用输入/输出850为晶体管栅极。

处理器830耦接于使用者接口880，使用者接口880包括控制面板882与示出器884。处理器830还与选择性的启动代码（boot header）832和/或选择性的内存831耦接，内存831包括选择性的设置参数模块834。处理器830所需要的设置参数由控制面板882、设置参数模块834、或其组合来提供，这些设置参数可控制周期性信号841与切换信号835的生成。在一实施例中，设置参数模块834包括一组设置参数以生成周期性信号841与切换信号835，例如T_c、N及M。当操作人员选择一些设置参数时，这些设置参数通过处理器830而传送至控制面板882。

内存831可为图像信号处理器810的一部分，如图8所示；或者，其位于图像信号处理器810之外。在一实施例中，内存831为可拆式电子非挥发电脑存储装置，例如为可擦除可规划式只读存储器（EPROM）、闪存、非快闪电子抹除式可复写只读存储器（EEPROM）、可编程只读存储器（PROM）、现场可编程只读存储器（FPROM）或一次性可编程非挥发内存（OTPNVM）。在一实施例中，内存831为可擦除可规划式只读存储器，且通过内部整合电路（I²C）接口而耦接于处理器830。信息由可擦除可规划式只读存储器转移至处理器830，且一次一字节。在另一实施例中，内存831为一闪存组件，其通过一序列周边（SPI）接口而耦接于处理器830。在此情况下，信息以512字节为一个区块（block）而转移至处理器830。这比可擦除可规划式只读存储器的态样更为快速，然而，可擦除可规划式只读存储器较便宜。

CMOS图像传感器820记录的图像通过连接器860传送至连接器830。在一实施例中，CMOS图像传感器820以模拟格式输出图像信息，然后再由模拟数字转换器（ADC）838转换为处理器830可读的数字格式。在此实施例中，CMOS图像传感器820与模拟数字转换器838可分别为台湾豪威科技有限公司（OmniVision）的型号OV6930与OV420的产品。在另一实施例中，CMOS图像传感器820包括模拟数字转换电路，这样模拟数字转换器838就可省略。最后，处理器830传送数字图像至示出器884。

图像信号处理器810与连接器860由选择性的封装体890所封装，并形成一控制盒以控制CMOS图像传感器820及发光二极管825。CMOS图像传感器820及发光二极管825封装于另一选择性的封装体892。在一实施例中，封装体892连同CMOS图像传感器820与发光二极管825为医用内诊镜的整合式摄像与发光系统。使用者接口880可设置于封装体890之外，例如设置于电脑、可携式数字助理（PDA）、平板电脑或智能型手机上并可使用其处理器。使用者接口880耦接于处理器830，其耦接方法可例如包括但不限于，有线接口如USB、以太网络、火线接口、MIDI（音乐设备数字接口）或Thunderbolt（雷电接口），以及无线接口如Wi-Fi、蓝芽或radio-frequency（射频）。或者，使用者界面880整合于封装体890内，并且可使用处理器830来达到处理的需求。电力供应器870可设置于封装体890内或外。

在一实施例中，例如胶囊内诊镜，图像信号处理器810、连接器860、电力供应器870、CMOS图像传感器820及发光二极管825皆整合于单一封装体内。在此情况下，处理器830可以无线方式与控制面板882和/或示出器884耦接；或者，设置参数可预先加载图像信号处理器810作为设置参数模块834的一部分和/或储存于内存831内的记录图像。

在一实施例中，内存831包括算法（algorithm）（未示出于图8）以通过从设置参数模块834中选出合适的设置参数来自动调整发光强度。在一实施例中，此算法设置于图像信号处理器810之外，例如成为控制面板882的一部分。

系统800使内存831的编码更为容易，以为了避免如设置参数834的复制以及避免未受权和/或伪装产品的使用。本发明领域的技术人员所知道的编码协议皆可被应用。在一实施例中，启动代码832只能被处理器810使用，并包括内存831中的编码钥匙所对应的地址信息。只有有效编码钥匙能让图像信号处理器810作动。

图9为方法900的流程图，其用于使用编码内存的系统。在步骤910中，系统的处理器，例如系统800(图8)的处理器830被启动。在步骤920中，处理器从其相关的启动代码，例如是图8的启动代码832得到地址。在步骤930中，处理器读取非挥发内存（如图8的内存831）中位于步骤920所得到的地址的信息。在步骤940中，从步骤930得到的信息通过处理器（如处理器830）评估并与位于其启动代码（如启动代码832）内的信息相比较。假如信息为一非有效码，则处理器在步骤950中关闭。假如信息为一有效码，则处理器得到位于非挥发内存内的设置参数（如内存831的设置参数834，图8）。在选择性的步骤965中，处理器编译设置参数。在一实施例中，设置参数以汇编语言格式储存于非挥发内存并由处理器编译成控制面板可读的语言。在步骤970中，设置参数上载于控制面板，如图8的控制面板882，其在步骤980的系统准备好作动之后。

上述方法与系统可在不违背本发明的范围之下而有改变。需注意，上面叙述及附图所函盖的对象仅为举例，而非用于限制本发明。本发明的特征以及本发明的方法与系统的所有论点皆包括于权利要求中。

特征的组合

上面所述的特征以及下面的特征可以多种方式合并而不脱离本发明的范围。举例来说，一个系统的用于控制发光强度的特征可与另一系统的特征合并或替换使用。下面例子描述可能、非限制性的实施例的组合。非常清楚地，本发明的方法与系统可作许多改变及调整而不脱离本发明的范围。

(A)一具有发光强度控制的摄像系统可包括图像传感器以获取场景的图像，并包括光源以照明所述场景。

(B)在(A)的系统中，图像传感器可获取对应光源的工作周期的每一周期的单一图像。

(C)(A)的系统可还包括一信号生成器，其耦接于图像传感器与光源，从而生成第一信号来控制图像传感器的图像获取并生成第二信号来控制生源的工作周期。

(D)在(C)的摄像系统中，第一及第二信号可为周期性信号并共有一共同周期。

(E)在(D)的系统中，图像传感器可获取每一共同周期的单一图像。

(F)在(C)、(D)、(E)的系统中，光源的开启与关闭可分别对应到第二信号的第一状态与第二状态。

(G)在(F)的系统中，在共同周期之间，第二信号的第一状态的总持续时间可为所述共同周期的一个单位时间或多个单位时间。

(H)在(C)至(G)的系统中，信号生成器可包括频率信号生成器以生成第一信号。

(I)在(C)至(H)的系统中，信号生成器可包括频率调整器。

(J)在(I)的系统中，频率调整器可耦接于频率信号生成器以生成相乘信号，其为第一信号的谐波。

(K)在(J)的系统可包括工作周期生成器，其耦接于频率相乘器以处理相乘信号而生成第二信号。

(L)在(A)至(K)的系统中，图像传感器可具有滚动快门。

(M)在(A)至(K)的系统中，图像传感器可具有全域快门。

(N)在(A)至(M)的系统中，光源可在图像读出时处于关闭状态。

(O)(A)至(N)的系统可实现于医用内诊镜。

(P)(A)至(O)的系统可包括非挥发内存，其能储存光源所需的编码工作周期设置参数。

(Q)(P)的系统包括处理器，其能对编码工作周期设置参数进行译码。

(R)(Q)的系统可包括控制面板以选择已译码的工作周期设置参数的其中之一。

(S)(P)的系统可包括控制面板以选择编码的工作周期设置参数的其中之一。

(T)一方法以控制一摄像系统的发光强度，摄像系统包括图像传感器、光源与信号生成器，所述方法可包括通过使用信号生成器而生成第一信号以控制图像传感器的图像获取。

(U)(T)的方法可包括通过使用信号生成器而生成第二信号以控制光源的工作周期。

(V)在(T)与(U)的方法中，第一信号可为周期性信号并具有第一信号周期。

(W)在(U)的方法中，第一信号可为周期性信号并具有第一信号周期，并且第二信号可为周期性信号并具有第一信号周期。

(X)在(V)与(W)的方法中，在第一信号周期之间，第二信号的开启状态的总持续时间可为第一周期的一个单位时间或多个单位时间。

(Y)(W)与(X)的方法可包括生成相乘信号，其具有一周期，所述周期为第一信号周期的一单位时间。

(Z)在(Y)的方法中，第二信号可生成以致相乘信号的每一周期对应至第二信号的开启状态或关闭状态。

(AA)(X)到(Z)的方法可包括提供对应设置参数组合的工作周期设置参数给(a)第一设置参数周期，(b)单位时间的值，(c)第二信号开启状态时的单位时间的个数。

(AB)(AA)的方法可包括选择工作周期设置参数的其中之一。

(AC)在(AA)与(AB)的方法中，提供工作周期设置参数可包括对编码数据进行译码。

(AD)(T)至(AC)的方法可包括通过使用图像传感器获取光源所照射的场景的图像。

(AF)在(V)到(AD)的方法中，单一图像可在每一个第一周期中被获取。

(AF)在(T)至(AE)的方法中，图像传感器可配置滚动快门。

(AG)在(T)至(AE)的方法中，图像传感器可配置全域快门。

(AH)在(U)、(W)至(AG)的方法中，第二信号可在图像传感器获取的图像的读出期间内为关闭状态。

(AI)在(U)、(W)至(AG)的方法中，光源可在图像传感器获取的图像的读出期间内为关闭。

(AJ)(T)至(AI)的方法可实现为医用内诊镜。

Claims (16)

1.一种具有发光强度控制的摄像系统，包括：

图像传感器，用于获取场景的图像；

光源，用于照射所述场景；以及

信号生成器，耦接于所述图像传感器及所述光源，以生成：

(a)第一信号来控制所述图像传感器的图像获取；以及

(b)第二信号来控制所述光源的工作周期。

2.如权利要求1所述的摄像系统，其中，所述第一信号与第二信号为周期性信号并共有共同周期。

3.如权利要求2所述的摄像系统，其中，所述图像传感器获取每一共同周期的单一图像。

4.如权利要求3所述的摄像系统，其中，所述光源的开启与关闭分别对应于所述第二信号的第一状态与第二状态，且所述第二信号的第一状态的总持续时间在共同周期之内，为所述共同周期的一个单位时间或多个单位时间。

5.如权利要求4所述的摄像系统，其中，所述信号生成器包括：

频率信号生成器，用于生成所述第一信号；

频率调整器，耦接于所述频率信号生成器，所述频率调整器用于生成为所述第一信号的谐波的相乘信号；以及

处理相乘信号从而生成所述第二信号。

6.如权利要求1所述的摄像系统，其中，所述摄像系统实现于医用内诊镜内。

7.如权利要求4所述的摄像系统，还包括：

非挥发内存，能储存编码工作周期设置参数；

处理器，能对所述编码工作周期设置参数进行译码；以及

控制面板，用于选择所述已译码的工作周期设置参数的其中之一。

8.一种用于控制摄像系统的发光强度的方法，其中，所述摄像系统包括图像传感器、光源与信号生成器，所述方法包括：

通过使用所述信号生成器生成第一信号以控制所述图像传感器的图像获取；以及

通过使用所述信号生成器生成第二信号以控制所述光源的工作周期。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述第一信号为周期性信号并具有第一信号周期。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述第二信号为周期性信号并具有所述第一信号周期，并且在第一信号周期期间，所述第二信号的开启状态的总持续时间为所述第一信号周期的一个单位时间或多个单位时间。

11.如权利要求10所述的方法，还包括生成相乘信号，所述相乘信号具有为所述第一信号周期的一个单位时间的周期，并且所述第二信号被生成以致所述相乘信号的每一周期对应至所述第二信号的开启状态或关闭状态。

12.如权利要求11所述的方法，还包括通过使用所述图像传感器获取所述光源所照射的场景的图像。

13.如权利要求12所述的方法，其中，单一图像在每一个第一周期中被获取。

14.如权利要求10所述的方法，还包括：

将对应于设置参数组合的工作周期设置参数提供至：(a)第一信号周期、(b)所述单位时间的值、(c)所述第二信号开启状态时的单位时间的个数；以及

选择所述工作周期设置参数的其中之一。

15.如权利要求14所述的方法，其中，提供所述工作周期设置参数包括对所述编码数据进行译码。

16.如权利要求10所述的方法，其中，所述方法实现于医用内诊镜内。

Images