CN105163473A - 一种氙气灯及其补光方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种氙气灯补光方法，用于相机，该氙气灯包括开关器件、灯管及微处理器，所述微处理器内依据相机发出的前后两次爆闪脉冲信号的时间间隔，本地查找需要爆闪的持续时间，再控制该氙气灯依照该持续时间进行持续爆闪。本发明的氙气灯补光方法通过调整爆闪的持续时间，即使在前后爆闪间隔较短的情况下，氙气灯的电容尚未充满电时，也能使前后连续拍摄的照片亮度一致，实现逐帧抓拍的效果。

Description

一种氙气灯及其补光方法

技术领域

本发明涉及一种补光方法，尤其涉及一种氙气灯及其补光方法。

背景技术

随着科学不断发展和进步，智能交通体系越来越完善，要求越来越高。从最开始的标清卡口摄像机到如今的高清卡口摄像机、车检器、测速仪和信号灯检测器等一整套完整的系统。这一系统可对机动车辆及驾驶人、非机动车辆及行人等对象进行24小时全天候监控。

如同照相机在外界环境较暗时拍摄需要同步开启闪光灯补光一样，卡口摄像机在黑夜或者逆光条件下也需要外部补光拍摄。LED补光灯是现有的补光方式之一，LED灯是一种常亮灯，靠小电流驱动半导体器件发光，可以提升整个环境亮度，且具有稳定性高、发热量低、能耗小、使用寿命长的优点。然而高清摄像机是要抓拍高速移动的车牌和车内场景，在夜间和逆光条件下通常需要高强度的补光效果，然而由于LED本身功耗低，亮度相对较小，导致车窗内的情况模糊不清，以LED灯作为补光方法是很难达到抓拍的要求的。

氙气爆闪灯是另一种只有在车经过时才点亮的补光方式，其工作原理是车辆信息被摄像机捕捉后，同步输出一个控制信号使灯板上的高压包次级产生近万伏的高压，激发闪光灯内部氙气电离并导通，然后开启灯管两端的电压，使电容上存储的电能瞬间通过氙气灯管放电并转化为光能，完成一次爆闪补光。氙气灯瞬间能发出高强度的光芒，夜晚和逆光条件下可以清晰照亮车窗内的情况，满足高清卡口摄像机的补光要求。氙气灯每次爆闪是靠储能电容瞬间释放能量，但是放电后电容的充电需要一段时间，在快速爆闪时，电容内部容量来不及充满，由公式E＝(1/2)CU²，容值偏小会导致释放能量偏小，而目前的氙气灯爆闪的持续时间是前后一致的，这就导致连续抓拍的图片亮度偏弱。当抓拍的时间间隔越小，比如路口的触发线圈安装距离越小、车辆超速越厉害、或不同车道的车辆触发车检器的时间差越小时，电容被充电的程度越低，那么图片这种亮度差异将会越明显，无法提供亮度一致的连续抓拍照片。

针对上述问题，需要提供一种改进的氙气灯及其补光方法。

发明内容

针对上述需求，本发明提出了一种能够实现逐帧抓拍的氙气灯及其补光方法。

本发明提供一种氙气灯补光方法，用于相机，该氙气灯包括开关器件、灯管及微处理器，该微处理器依据相机的前后两次爆闪脉冲信号的时间间隔，在本地查找需要爆闪的持续时间，根据查找到的持续时间触发所述开关器件点亮所述灯管，使所述灯管依照该持续时间进行爆闪补光。

优选的，所述氙气灯包括有充、放电用的电容，当两次爆闪脉冲信号的时间间隔等于或大于该电容完全充满电所需时间时，上述持续时间为预设的标准时间T；当两次爆闪脉冲信号的时间间隔小于该电容完全充满电所需时间时，上述持续时间为T+x，其中x为附加时间。

优选的，当两次爆闪脉冲信号的时间间隔小于该电容完全充满电所需时间时，不同的时间间隔对应不同的所述附加时间。

优选的，所述两次爆闪脉冲信号的时间间隔为毫秒级别，所述标准时间T为百微秒级别，附加时间为十或百微秒级别。

优选的，所述标准时间T为300微秒。

优选的，当所述微处理器接受后一次触发信号爆闪脉冲信号时，所述电容的充电程度在98％至100％范围内时，所述微处理器计算出的下一次爆闪时间为310秒。

优选的，当所述微处理器接受后一次触发信号爆闪脉冲信号时，所述电容的充电程度在95％至98％范围内时，所述微处理器计算出的下一次爆闪时间为320秒。

本发明提供一种一种氙气灯，用于相机，该氙气灯包括开关器件、灯管及微处理器，该微处理器用于调整该氙气灯爆闪的持续时间，使前后拍摄的照片亮度一致。

优选的，所述微处理器内设置有不同的前后两次爆闪脉冲信号的时间间隔，所对应的需要爆闪的持续时间数据信息。

优选的，所述微处理器接收到爆闪脉冲信号后，计算与前一次爆闪脉冲信号的时间间隔，依据该时间间隔查找相应的持续时间，并控制氙气灯依照该持续时间进行曝光。

本发明的氙气灯及其补光方法，能够使前后连续拍摄的照片亮度一致，实现逐帧抓拍。

附图说明

附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1是本发明采用的智能交通氙气灯补光方法。

图2是本发明氙气灯补光方法的电路图。

具体实施方式

本发明公开了一种氙气灯及其补光方法，本补光方法是在常规氙气灯爆闪方法的基础上进行改良，解决氙气灯快速抓拍时图片亮度逐渐减弱的问题，做到抓拍每张图片亮度一致，实现“逐帧抓拍”的补光要求。下面将具体描述本发明的氙气灯及其补光方法。

众所周知，氙气灯完成一次爆闪之后需要给其电容充电后，才能进行下一次的爆闪。发明人经过多次试验后发现，电容充电时间主要受电路所选器件本身约束，每次爆闪的持续时间对充电时间的影响比较微小，详细的试验数据可参下面的表1所示。但是延长爆闪的持续时间，可以为拍摄提供更多光照，提升后面照片的亮度，发明人鉴于如上特性改进了现有的氙气灯及其补光方法。

表1各因素对电容充电时间的影响

其中，所谓充电至100％是指爆闪前后电容两端电压完全一致的状态，理论上电容永远不可能充满电。

结合图1所示，本发明的氙气灯补光方法在现有的补光方法基础上优化，主要是增加了微处理器，在电路和和控制算法进行改良。该微处理器内设置有不同的前后两次爆闪脉冲信号的时间间隔，所对应的需要爆闪的持续时间数据信息。所述微处理器接收到爆闪脉冲信号后，计算与前一次爆闪脉冲信号的时间间隔，依据该时间间隔查找相应的持续时间，在本地查找需要爆闪的持续时间，根据查找到的持续时间触发灯板上的开关器件去点亮氙气灯管，使所述灯管依照该持续时间进行爆闪。

表2显示的是本发明的微处理器的算法，其中T是电容满电状态下爆闪的持续时间，也是相机最初的第一次爆闪的持续时间，T可以称为标准时间。若前后两次爆闪脉冲信号的时间间隔大于电容充到100％时间时，即电容已处于满电状态，那本次爆闪的持续时间为标准时间T。若前后两次爆闪脉冲信号的时间间隔处于电容充电量在A％-100％时间时，电容处于略亏电的第一状态，那本次爆闪的持续时间为T+x，x为附加时间，以延长本次爆闪的持续时间，提供更多的补光。若前后两次爆闪脉冲信号的时间间隔处于电容充电量在B％-A％时间时，电容处于更加亏电的第二状态，那本次爆闪的持续时间为T+y，y>x，进一步延长本次爆闪的持续时间，提供更多的补光。若前后两次爆闪脉冲信号的时间间隔小于电容充电量在B％时间时，电容已处于严重亏电的第三状态，那本次爆闪的持续时间为T+z，z>y，即再进一步延长本次爆闪的持续时间。

表2本发明氙气灯补光方法的微处理器的算法

前后两次爆闪脉冲信号的时间间隔(ms)	本次爆闪的持续时间(us)
		大于电容充到100％时间	T
处于电容充电A％——100％的时间	T+x
		处于电容充电B％——A％的时间	T+y
小于电容充到B％时间	T+z

表中T为百微秒级别，x、y、z为十、百微秒级别，A、B为小于100的数，不同产品使用的器件和补光亮度要求有差异，导致T、x、y、z和A、B值不同。前后两次爆闪脉冲信号的时间间隔根据实际的使用场景来看，极限下应该是大于10ms级别，一般情况下是秒级别。

表2中仅列出四个等级，为了实现更为精准的补光，可以调试更多不同等级的两次爆闪脉冲信号的时间间隔和其对应的T、x、y、z等的值。

同时请留意增加爆闪时间前提是未达到电容的放电极限，若电容容值偏小，每次爆闪几乎耗光电容容量，则无论怎么增加爆闪时间均不会改变整机亮度。

上述的标准时间T，根据不同的电容会有不同的数值。表三是本发明氙气灯的一组测试数据，供参考，具体的数值不作为本发明的权利限制。

表3本发明氙气灯补光方法的微处理器的算法举例

两次爆闪脉冲信号的时间间隔(ms)	本次爆闪时间(us)
		大于电容充到100％时间	300
处于电容充电98％——100％的时间	310
		处于电容充电95％——98％的时间	320

处于电容充电90％——95％的时间

330

图2是本发明氙气灯补光方法的电路图，在接收相机发出的信号到发出灯管的控制信号之间，增设信号处理电路模块。本发明还提供一种采用上述补光方法的氙气灯，其包括开关器件、灯管及微处理器，该微处理器用于调整该氙气灯爆闪的持续时间，使前后拍摄的照片亮度一致。所述微处理器内设置有不同的前后两次爆闪脉冲信号的时间间隔，所对应的需要爆闪的持续时间数据信息。该微处理器的具体算法在前面氙气灯补光方法中已详细描述，不再赘述。所述微处理器接收到爆闪脉冲信号后，计算与前一次爆闪脉冲信号的时间间隔，依据该时间间隔查找相应的持续时间，并控制氙气灯依照该持续时间进行曝光。

在本实施方式中，该微处理器设置在氙气灯的灯板上，作为替换方式，所述微处理器也可以设置在相机的其他电路板上。

相机发出的触发信号可以接在微处理器的定时器引脚上，将相机发出的开关电平量转化为边沿触发方式，这样设计可适应各种不同相机，同时微处理器还设有多余的IO接口，可为该氙气灯提供其他拓展功能。

本发明的氙气灯及其补光方法在电容未充满电时，稍微增加氙气灯爆闪的持续时间，在快门打开的时间内相机吸收更多光线，所以抓拍的照片不会出现亮度上的差异，实现了靠氙气灯完成逐帧抓拍补光要求，弥补了连续抓拍时电容能量不足的缺陷。

本发明氙气灯及其补光方法使用微处理器，对触发信号分析处理后再控制氙气灯开关器件及爆闪的持续时间，可以满足在搭配各种不同的相机时均能实现逐帧抓拍的补光方法，从而解决短时间内快速闪烁时，后面照片亮度明显减弱的问题。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (10)

1.一种氙气灯补光方法，用于相机，其特征在于：该氙气灯包括开关器件、灯管及微处理器，该微处理器依据相机的前后两次爆闪脉冲信号的时间间隔，在本地查找需要爆闪的持续时间，根据查找到的持续时间触发所述开关器件点亮所述灯管，使所述灯管依照该持续时间进行爆闪补光。

2.如权利要求1所述的氙气灯补光方法，其特征在于，所述氙气灯包括有充、放电用的电容，当两次爆闪脉冲信号的时间间隔等于或大于该电容完全充满电所需时间时，上述持续时间为预设的标准时间T；当两次爆闪脉冲信号的时间间隔小于该电容完全充满电所需时间时，上述持续时间为T+x，其中x为附加时间。

3.如权利要求2所述的氙气灯补光方法，其特征在于，当两次爆闪脉冲信号的时间间隔小于该电容完全充满电所需时间时，不同的时间间隔对应不同的所述附加时间。

4.如权利要求2所述的氙气灯补光方法，其特征在于，所述两次爆闪脉冲信号的时间间隔为毫秒级别，所述标准时间T为百微秒级别，附加时间为十或百微秒级别。

5.如权利要求2所述的氙气灯补光方法，其特征在于，所述标准时间T为300微秒。

6.如权利要求5所述的氙气灯补光方法，其特征在于，当所述微处理器接受后一次触发信号爆闪脉冲信号时，所述电容的充电程度在98％至100％范围内时，所述微处理器计算出的下一次爆闪时间为310秒。

7.如权利要求5或6所述的氙气灯补光方法，其特征在于，当所述微处理器接受后一次触发信号爆闪脉冲信号时，所述电容的充电程度在95％至98％范围内时，所述微处理器计算出的下一次爆闪时间为320秒。

8.一种氙气灯，用于相机，其特征在于：该氙气灯包括开关器件、灯管及微处理器，该微处理器用于调整该氙气灯爆闪的持续时间，使前后拍摄的照片亮度一致。

9.如权利要求8所述的氙气灯，其特征在于，所述微处理器内设置有不同的前后两次爆闪脉冲信号的时间间隔，所对应的需要爆闪的持续时间数据信息。

10.如权利要求9所述的氙气灯，其特征在于，所述微处理器接收到爆闪脉冲信号后，计算与前一次爆闪脉冲信号的时间间隔，依据该时间间隔查找相应的持续时间，并控制氙气灯依照该持续时间进行曝光。