CN106576141A - 图像捕获系统、用于图像捕获系统的套件、移动电话、图像捕获系统的使用以及配置颜色匹配光源的方法 - Google Patents

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CN106576141A CN201580027078.5A CN201580027078A CN106576141A CN 106576141 A CN106576141 A CN 106576141A CN 201580027078 A CN201580027078 A CN 201580027078A CN 106576141 A CN106576141 A CN 106576141A
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Abstract

提供了图像捕获系统(300)、用于图像捕获系统的套件、移动电话、图像捕获系统的使用以及配置颜色匹配光源的方法。图像捕获系统获得所捕获图像，所捕获图像在由周围环境光(L1)照明的部分和由颜色匹配光源(305)照明的部分中具有实质上等同的颜色再现。图像捕获系统包括图像捕获传感器(310)、控制器(340)和颜色匹配光源。颜色匹配光源(305)包括第一光源(320)和第二光源(330)。第一和第二光源的光发射光谱被选择，使得在图像捕获传感器的颜色空间中，它们的色点之间的线大部分靠近轨迹线，而第一或第二光源与轨迹线相距一定距离。

Description

图像捕获系统、用于图像捕获系统的套件、移动电话、图像捕 获系统的使用以及配置颜色匹配光源的方法
技术领域
本发明涉及图像捕获系统、用于图像捕获系统的套件、移动电话、图像捕获系统的使用以及配置色匹配光源的方法。
背景技术
相机经常设置有闪光灯，用于要在较暗情况下捕获图像时照明场景。现今，移动电子装置(例如，移动电话)的许多相机设置有高电流发光二极管(LED)，其设置有磷光体材料，用于将LED的一些光转换为另一种颜色的光，使得可以产生实质上白色的光。具有磷光体的LED能够在较短时间段期间产生较强光束，用于照明较暗场景。
已知选择具有磷光体的特定LED，作为相机的闪光灯，使得闪光灯的光在用人类裸眼看时与预限定的环境光匹配。当必须要被捕获的场景由周围环境光部分照明并且由相机的闪光灯部分照明时，人类裸眼在不同部分中具有等同的颜色体验。假设这还导致由相机在不同部分中颜色的良好匹配。具有磷光体的LED仅与一个环境光照条件匹配。
还已知选择具有磷光体的两个不同的LED作为闪光灯，并且使用控制器来确定要由两个不同的LED中的每一个LED发出的光量，使得闪光灯的光与所需色温的白光(如由人类裸眼感知的)实质上匹配。当必须要被捕获的场景由特定色温的白光部分照明并且由具有两个不同的LED的闪光灯部分照明时，人类裸眼在不同部分中具有等同的颜色体验。假设这还导致由相机在不同部分中颜色的良好匹配。
所公开的专利申请US2010/0254692A1(其以引用的方式被并入)公开了一种相机照明装置。相机照明装置具有至少两个不同的光源，每个光源发出不同的颜色分布。相机照明装置还包括图像传感器，用于在至少两个不同的光源不发光时的时刻获得关于场景的平均照明条件的信息。相机照明装置的控制器基于图像传感器随后确定应如何驱动至少两个不同的光源，以由至少两个不同的光源发出与场景的平均照明条件匹配的光发射。然后，相机照明装置能够增大照明场景的光的强度，而不改变照明的其他特性。
发明人已经发现当由相机照明装置产生的光的色点和平均光照条件的色点在CIEXYZ颜色空间中彼此匹配(CIEXYZ颜色空间是表示人类裸眼如何体验不同颜色的光的颜色空间)时，所捕获的图像示出了色差。通常，与表示由周围环境光照明的一部分的图像的一部分相比，表示由相机照明装置照明的场景的一部分的图像的一部分对于人类裸眼看起来更加紫色或绿色。
US2011/292239描述了在具有包括红光源和白光源的闪光灯的移动装置上捕获图像。使用由图像传感器感测的图像数据进行周围环境光的色谱的检测。另外，当与白光的关联强度组合时红光的强度的确定导致与周围环境光的色谱实质上匹配的色谱。闪光灯从闪光灯的白光源发出白光，并且从闪光灯的红光源发出红光。来自相机模块的图像在发出白光和红光期间被记录。
US2013/0221866描述了照明装置，其包括发射颜色不同的多个半导体发光装置，其中，组合输出光。装置基于来自半导体发光元件和磷光体的发射而发光，磷光体由来自半导体发光元件的发射来激励，以发荧光。从黑体辐射轨迹的偏离Δuv根据UCS(u，v)颜色系统(CIE 1960)在uv色品图中在-0.02至0.02的范围内。
发明内容
本发明的目的是提供具有闪光光源的改进图像捕获系统，闪光光源具有两个可控光源，改进图像捕获系统在所捕获图像中示出在由周围环境光照明的所捕获场景的一部分与由图像捕获系统的闪光光源照明的所捕获场景的另一部分之间的更少的色差。
根据本发明的一个方面，如权利要求中限定的，提供了图像捕获系统。根据本发明的另一个方面，如权利要求中限定的，提供了套件。根据本发明的又一个方面，如权利要求中限定的，提供了图像捕获系统的使用。根据本发明的另一个方面，如权利要求中限定的，提供了移动电话。根据本发明的又一个方面，如权利要求中限定的，提供了配置颜色匹配光源的方法。有利实施例在从属权利要求中限定。
根据本发明的一个方面的图像捕获系统用于获得所捕获图像，所捕获图像在由周围环境光照明的部分和由图像捕获系统的颜色匹配光源照明的部分中具有实质上等同的颜色再现。图像捕获系统包括图像捕获传感器、颜色匹配光源和控制器。图像捕获系统用于捕获包括像素的所捕获图像。图像捕获传感器被配置为根据针对像素的不同颜色分量的光谱响应来获得与不同颜色分量有关的色值。例如，颜色捕获传感器使用包括特定图案中的不同滤色器的拜尔图案过滤器布置。单个像素的色值表示图像捕获传感器的颜色空间中的特定色点。颜色匹配光源用于用作图像捕获系统的闪光光源，并且包括第一光源和第二光源。第一光源具有第一光发射光谱，第一光发射光谱在图像捕获传感器的颜色空间中具有第一色点。第二光源具有第二光发射光谱，第二光发射光谱在图像捕获传感器的颜色空间中具有第二色点。
控制器被配置为接收周围环境光的特性，特性指示周围环境光的相关色温、周围环境光的所估算的色点或周围环境光的颜色分布，并且根据所接收的周围环境光的特性，确定控制信号，用于控制第一光源和第二光源的光发射，以获得与周围环境光的特性匹配的组合光发射。
选择第一光发射光谱和第二光发射光谱，用于发出在图像捕获传感器的颜色空间中在动态范围中靠近轨迹线的光，动态范围的边界由具有第一温度的黑体辐射器的第一参考色点和具有第二温度的黑体辐射器的第二参考色点来限定，使得第一色点远离轨迹线至少预限定距离，或第二色点远离轨迹线至少预限定距离，并且第一色点与第二色点之间的线与第一区域和第二区域至少部分地交叉，第一区域从第一参考色点一直到预限定距离，第二区域从第二参考色点一直到预限定距离。
预限定距离小于0.05。第一温度在从5,000至20,000开尔文的范围中，并且第二温度在从1,500至3,500开尔文的范围中。图像捕获传感器的颜色空间由二维颜色空间表示，其中，色点表示作为红色、绿色和蓝色色值之和的一部分的红色和绿色值(即，针对红色、绿色和蓝色光之和归一化的红光和绿光的量——公式在对附图的详细描述中提供，例如，公式(3)和(4)可以用于计算针对红色和绿色的值)。轨迹线表示由具有不同温度的黑体辐射器发出的光的色点。
颜色匹配光源能够根据所确定的控制信号来发出在从第一色点至第二色点的线上具有色点的光。具体地，通过控制第一光源发出特定量的光并且通过控制第二光源发出另一特定量的光，可以产生在第一区域与第二区域之间具有色点的光。因为第一区域和第二区域被定位为靠近具有特定温度的黑体辐射器的色点(即，在预限定距离内)，所以第一区域与第二区域之间的线的一部分在图像捕获传感器的颜色空间中靠近轨迹线。由此，图像捕获系统能够发出在动态范围中靠近轨迹线的光，动态范围的边界由具有第一温度的黑体辐射器发出的光(称为第一参考色点)和由具有第二温度的黑体辐射器发出的光(称为第二参考色点)来限定。
光源的上述选择的效果在于，虽然像这样的光源无需靠近轨迹线，但组合光源的所发出的光在所述动态范围的边界处、在与传感器的有效颜色空间中的轨迹线相距所需预限定距离内。这通过应用光源来实现，光源本身不靠近轨迹线，但被选择为使得连接线在从参考色点处的轨迹线的预限定距离内。这使得能够生成相应的控制信号，使得在传感器的颜色空间中且在所需的色温的动态范围内，组合光靠近轨迹线、在所述所需的预限定距离内。有利地，如由相应传感器感知的，组合光将有效匹配到周围环境光。而且，光源和这种源中的磷光体可以在放大范围中选择，而不要求在到轨迹线的所述所需的预限定距离内，这降低了系统的成本。
具有不同温度的黑体辐射器的光通常被限定为白光。因为第一色点与第二色点之间的连接线在图像记录传感器的颜色空间中靠近轨迹线，所以颜色匹配光源根据控制器的控制信号，能够发出由图像记录传感器捕获为较白光的光。经常，周围环境光照条件基于较白光，诸如自然日光或来自发出较白光的光源的光。由此，当周围环境光是较白光时，图像捕获系统使得能够也用由图像记录传感器捕获为较白光的光来照明要捕获的场景，并且由此，在分别由颜色匹配光源与周围环境光照明的不同部分之间，在所捕获图像中可以看不到明显的色差。
要注意的是，组合光发射在使用中由颜色匹配光源发出。基于确定的控制信号，组合光发射仅包括由第一光源发出的光，仅包括由第二光源发出的光，或包括第一光源和第二光源这两者的光。在组合光发射包括第一光源和第二光源这两者的光时，控制信号还确定第一光源的光的贡献有多大以及第二光源的光的贡献有多大。
在上面讨论的图像捕获系统中，当颜色空间被降低成由(有关)色点的归一化r(红色)和g(绿色)值形成的二维空间时，预限定距离在图像记录传感器的颜色空间中测量。在附图的详细描述中，公式(3)和(4)限定可以如何计算这种r(红色)和g(绿色)值。
在上面讨论的图像捕获系统中，颜色匹配光源直接或间接耦合到控制器，使得确定的控制信号实际上控制由颜色匹配光源的光源发出的光的量。在控制器与光源之间，可以设置驱动电路，其用特定量的电能来驱动光源，以获得如由控制信号指示的特定量的光的发射。
连接第一色点和第二色点的线必须与特定黑体辐射器(在特定间隔中具有温度)的色点周围的区域交叉。对第一色点和第二色点的位置的这一要求暗示了第一光源和第二光源可以发出的光。在图像记录传感器的颜色空间中，这意味着第一色点和第二色点不能是发出单个波长的光或几个波长的光的光发射器的色点。换言之，第一光源和第二光源不能是发出蓝色、红色或绿色的光源。例如，第一光源必须至少发出一些蓝光和一些绿色/泛绿光，以获得第一色点。例如，第二光源必须至少发出一些红光和黄色/泛绿光谱范围中的一些光，以获得第二色点。这意味着第一光源和第二光源的光发射不是具有(例如，相对饱和色的)较窄光发射光谱的光发射，而是包括在较大数量的波长处的光的形式的能量。由此，由第一光源和第二光源发出的光不具有低显色指数，由此组合光发射也不具有低显色指数。由此，除了显色在由周围环境光照明的所捕获图像的部分和由颜色匹配光源照明的部分中差不多等同的事实之外，显色还以自然方式展示在所捕获图像中。可选地，由第一光源发出的光和/或由第二光源发出的光具有如下显色指数，该显色指数大于60，或者可选地大于70，或可选地大于80。为了最好的颜色再现，光源光谱的精心挑选允许最小化例如La*b*空间或任何其他色差空间中所再现颜色的距离。
可选地，预限定距离小于0.04。可选地，预限定距离小于0.03。可选地，第一温度在从5,000至15,000开尔文的范围中。可选地，第一温度在从5,000至12,000开尔文的范围中。可选地，第一温度是10,000。可选地，第二温度在从1,500至3,000开尔文的范围中。可选地，第二色温在从2,000至2,700开尔文的范围中。可选地，第二色温是2,200开尔文。
可选地，第一色点在第一区域内。可选地，第二色点在第二区域内。
可选地，第一光发射光谱在CIEXYZ颜色空间中具有另一第一色点，并且第二光发射光谱在CIEXYZ颜色空间中具有另一第二色点。另一第一色点与另一第二色点之间的线与另一第一区域和另一第二区域至少部分地交叉。另一第一区域在CIEXYZ颜色空间中由到具有第一温度的黑体辐射器发出的光的黑体线上的色点的预限定距离来限定。另一第二区域在CIEXYZ颜色空间中由到具有第二温度的黑体辐射器发出的光的黑体线上的色点的预限定距离来限定。当这些条件在CIEXYZ颜色空间中也满足时，人类裸眼将会将由颜色匹配光源发出的光也体验为较白光。
可选地，选择第一光发射和第二光发射，使得第一区域与第二区域之间的线的一部分上的所有色点具有到轨迹线的最短距离，该最短距离小于预限定距离。由此，当控制器产生特定控制信号时，保证由颜色匹配光源发出的光由图像记录传感器捕获为较白光。要注意的是，该最短距离是当由(归一化)r(红色)和g(绿色)值表示时的图像捕获传感器的颜色空间中的测量。
可选地，选择第一光发射和第二光发射，使得最小化从线的该部分上的色点到轨迹线的所有最短距离的平均值。平均最短距离是线的该部分上的色点到轨迹线上的最近点之间的所有最短距离的平均值。
用于选择第一光发射和第二光发射的两个上面提供的优化准则与图像记录传感器的颜色空间有关。可选地，用于选择第一光发射和第二光发射的两个上面提供的优化准则还应用于CIEXYZ颜色空间，用于选择第一光发射和第二光发射。
可选地，颜色匹配光源还包括具有第三光发射光谱的第三光源，第三光发射光谱在图像捕获传感器的颜色空间中具有第三色点。选择第三光发射光谱，以具有用于第三色点的绿色值，此绿色值大于轨迹线上的所有色点的最大绿色值。控制器被进一步配置为根据所接收的周围环境光的特性，来确定控制信号，控制信号包括用于控制第三光源的光发射以获得组合光发射的控制信号。
由此，除了第一光源和第二光源之外，颜色匹配光源包括第三光源。这使得颜色匹配光源能够发出组合光发射，该组合光发射具有由第一色点、第二色点和第三色点限定的三角形内的色点。由此，可以在由颜色匹配光源发出的光与周围环境光之间进行较好的匹配(在图像捕获传感器的颜色空间中看到的)。轨迹线在图像捕获传感器的颜色空间中通常是描述山丘的凸起曲线。因为第三色点在轨迹线上方，所以凸起的轨迹曲线的重大部分在三角形内。这向控制器提供产生用于颜色匹配光源的控制信号的机会，使得依赖于这些控制信号的组合光发射具有实质上在轨迹线上的色点(在图像捕获传感器的颜色空间中)。从而，所发出的光是白光(如由图像捕获传感器捕获的)，并且具体地，当周围环境光也是较白光时，组合光发射光谱当由图像捕获传感器捕获时可以很好地匹配周围环境光。而且，当周围环境光的特性直接或间接指示周围环境光在图像记录传感器的颜色空间中在三角形内的其他地方具有色点时，控制器能够确定控制信号，控制信号导致发出组合光发射，该组合光发射在由图像捕获传感器捕获时很好地匹配周围环境光。例如，当周围环境光是TL光时，周围环境光的色点通常不在轨迹线上，并且甚至在这种情况下，图像捕获系统能够发出闪光灯光，该闪光灯光在图像捕获传感器的颜色空间中很好地匹配TL光。由此，所捕获图像的部分中的颜色再现对于由周围环境光或颜色匹配光源照明的不同部分差不多相同。
为了清楚，根据该可选实施例，根据控制信号，颜色匹配光源的组合光发射包括第一光源的光、第二光源的光和/或第三光源的光。
可选地，第三色点具有到轨迹线的最近点的预限定的第二距离，预限定的第二距离小于0.15。根据该可选实施例，第三色点是相对靠近轨迹的色点。由此，第三光发射光谱不是较窄光发射光谱，而是包括在较大数量的波长处的光的形式的能量。由此，第三光发射的显色指数不低，并且由此，组合光发射的显色指数是足够大的。可选地，由第三光源发出的光具有如下显色指数，该显色指数大于60，或者可选地大于70，或可选地大于80。为了最好的颜色再现，光源光谱的精心挑选允许最小化例如L*a+b*空间或任何其他色差空间中的所再现颜色的距离。
可选地，第三色点具有的红色值在从0.2至0.4的范围中。要注意的是，该红色值有关于图像捕获传感器的上述颜色空间，并且颜色空间由(归一化)r(红色)和g(绿色)值限定的二维空间来表示。
要注意的是，图像捕获系统的实施例不限于具有两个或三个光源的颜色匹配光源的实施例。具有多于三个光源的有利颜色匹配光源也可以用于至少包括如上所述的第一光源、第二光源和第三光源的图像捕获系统。
可选地，第一光发射光谱、第二光发射光谱和第三光发射光谱被选择以获得至少与轨迹线的一部分交叠的三角形。三角形由第一色点、第二色点和第三色点来限定。轨迹线的该部分表示由不同黑体辐射器发出的光的色点，不同的黑体辐射器具有从2,700开尔文至6,500开尔文的范围内的不同温度。该可选实施例在黑体辐射器的温度的较宽范围中实现了较白光的光发射(当由图像捕获传感器捕获时)。可选地，轨迹线的该部分表示由不同黑体辐射器发出的光的色点，不同的黑体辐射器具有从2,500开尔文至10,000开尔文的范围内的不同温度。可选地，轨迹线的该部分表示由不同黑体辐射器发出的光的色点，不同的黑体辐射器具有从2,000开尔文至15,000开尔文的范围内的不同温度。可选地，轨迹线的该部分表示由不同黑体辐射器发出的光的色点，不同的黑体辐射器具有从1,500开尔文至15,000开尔文的范围内的不同温度。
要注意的是，已经提到三角形由三个不同的色点来限定。这意味着三个不同的色点形成三角形的角。
可选地，控制器还被配置为确定控制信号，以获得具有组合光发射光谱的组合光发射，组合光发射光谱在图像捕获传感器的颜色空间中具有组合色点，组合色点靠近轨迹线(表示由具有不同温度的黑体辐射器发出的光的色点)。由此，不仅第一、第二和第三光源的色点被选择，使得颜色匹配光源可以在仅一个光源被控制以发光时发出较白光(当由图像捕获传感器捕获时)，而且控制器还被配置为当控制器控制第一光源和第二光源这两者以发光时获得这种光发射。由此，控制器仍然考虑周围环境光的特性。该实施例适用于具有2个、3个或更多个光源的颜色匹配光源。
可选地，控制器还被配置为确定控制信号以获得组合色点，其中，从组合色点到轨迹线的最短距离小于预限定距离。由此，不仅第一、第二和第三光源的色点被选择，使得颜色匹配光源可以发出较白光(当由图像捕获传感器捕获时)，而且控制器还被配置为获得表示较白光的组合光发射。由此，控制器仍然考虑周围环境光的特性。该实施例适用于具有2个、3个或更多个光源的颜色匹配光源。
可选地，所接收的周围环境光的特性包括周围环境光的相关色温值，并且控制器被配置为确定控制信号以获得组合光发射，组合光发射具有组合光发射光谱，组合光发射光谱在图像捕获传感器的颜色空间中具有组合色点，其中，基本上最小化组合色点到黑体辐射器(具有实质上等于相关色温的温度)的色点(在图像捕获系统的颜色空间中)之间的距离。该可选实施例提供在周围环境光与由颜色匹配光源发出的光之间的较好的匹配，以防止所捕获图像内的颜色再现差异。
可选地，控制器被进一步配置为确定周围环境光在图像捕获系统的颜色空间中的第四色点，并且控制器还被配置为确定控制信号以获得组合光发射，组合光发射具有组合光发射光谱，组合光发射光谱在图像捕获传感器的颜色空间中具有组合色点，其中基本上最小化组合色点到第四色点之间的距离。该可选实施例提供在周围环境光与由颜色匹配光源发射的光之间的较好的匹配，以防止所捕获图像内的颜色再现差异。
可选地，第一光源包括第一固态光发射器以用于发出具有第一颜色分布的光，并且包括第一发光材料，第一发光材料被布置为接收由第一固态光发射器发出的光，被配置为吸收第一颜色分布的光的一部分，并且被配置为将所吸收光的一部分转换为与第一颜色分布不同的第二颜色分布的光。选择第一发光材料的量和第一发光材料相对于第一固态光发射器的布置，以获得第一光发射光谱，第一光发射光谱是第二颜色分布的光和第一颜色分布的光的未吸收部分的组合。换言之，特定量的第一发光材料布置在相对于第一固态光发射器的这种位置处，以获得第二颜色分布的光的量，第二颜色分布的光的量与第一颜色分布的未吸收光的量一起形成第一光源的第一光发射光谱。
可选地，第二光源包括第二固态光发射器以用于发出具有第三颜色分布的光，并且包括第二发光材料，第二发光材料被布置为接收由第二固态光发射器发出的光，被配置为吸收第三颜色分布的光的一部分，并且被配置为将所吸收光的一部分转换为与第三颜色分布不同的第四颜色分布的光。选择第二发光材料的量和第二发光材料相对于第二固态光发射器的布置，以获得第二光发射光谱，第二光发射光谱是第四颜色分布的光和第三颜色分布的光的未吸收部分的组合。
可选地，第三光源包括第三固态光发射器以用于发出具有第五颜色分布的光，并且包括第三发光材料，第三发光材料被布置为接收由第三固态光发射器发出的光，被配置为吸收第五颜色分布的光的一部分，并且被配置为将所吸收光的一部分转换为与第五颜色分布不同的第六颜色分布的光。选择第三发光材料的量和第三发光材料相对于第三固态光发射器的布置，以获得第三光发射光谱，第三光发射光谱是第六颜色分布的光和第五颜色分布的光的未吸收部分的组合。
凭借相对简单和价格适中的手段，即固态光发射器和发光材料，获得光源。固态光发射器是例如发光二极管(LED)或有机发光二极管(OLED)或激光二极管。发光材料可以是无机磷光体或有机磷光体。另选地，第一发光材料包括示出量子限制的颗粒，诸如例如量子点。
可选地，图像捕获系统包括以下中的至少一项：i)用于确定周围环境光的特性的周围环境光传感器，周围环境光传感器耦接到控制器，以及ii)光源驱动电路，用于根据从控制器接收的控制信号来驱动第一光源和第二光源。另选地，图像捕获传感器还可以被配置为可选地与控制器合作地确定周围环境光的特性并向控制器提供周围环境光的特性。
根据本发明的另一个方面，提供了用于图像捕获系统的套件。套件包括用于获得所捕获图像的图像捕获系统中的如上所述的颜色匹配光源和图像捕获传感器，所捕获图像在由周围环境光照明的部分和由颜色匹配光源照明的部分中具有实质上等同的颜色再现。可选地，如之前实施例中限定的，套件还可以包括控制器。
套件具有与图像捕获系统的实施例类似的实施例，并且实施例提供与图像捕获系统的实施例差不多相同的效果和差不多相同的益处。套件是半成品，其可以用于构建根据上面讨论的实施例中的一个的图像捕获系统。要注意的是，假设已经限定了颜色匹配光源被设计用于哪个预限定的图像捕获传感器，颜色匹配光源还可以与图像捕获传感器分开提供。
可选地，套件的颜色匹配光源还包括具有第三光发射光谱的第三光源，第三光发射光谱在图像捕获传感器的颜色空间中具有第三色点。选择第三光发射光谱，以获得用于第三色点的绿色值，此绿色值大于轨迹线上的所有色点的最大绿色值。可选地，第三色点具有的红色值在从0.2至0.4的范围中。可选地，第三色点具有到轨迹线的最近点的预限定的第二距离。预限定的第二距离小于0.15。
根据本发明的又一个方面，提供了移动电话，其包括根据上述实施例中的一个的图像捕获系统，或其包括根据上述实施例中的一个的套件。移动电话具有与图像捕获系统的实施例或套件的实施例类似的实施例，并且移动电话的实施例提供与图像捕获系统的实施例或套件的实施例差不多相同的效果和差不多相同的益处。
根据本发明的另一个方面，提供了包括如上所述的图像捕获传感器和颜色匹配光源的图像捕获系统的使用方法，以捕获部分地由周围环境光照明的图像。使用方法还包括使用控制器以i)接收周围环境光的特性以及ii)根据所接收的周围环境光的特性，确定用于控制第一光源和第二光源的光发射以获得组合光发射的控制信号。可选地，如例如图像捕获系统的实施例中限定的，颜色匹配光源的上述使用方法还可以包括使用具有第三光源的颜色匹配光源。然后，控制器还生成用于控制第三光源的光发射的控制信号。
根据本发明的又一个方面，配置颜色匹配光源的方法，颜色匹配光源用于在预限定的图像捕获系统中用作闪光光源。预限定的图像捕获系统用于获得所捕获图像，所捕获图像在由周围环境光照明的部分和由图像捕获系统的颜色匹配光源照明的部分中具有实质上等同的颜色再现。预限定的图像捕获系统包括图像捕获传感器。颜色匹配光源包括第一光源和第二光源。方法包括确定图像捕获系统的图像捕获传感器的预限定的光谱响应。预限定的光谱响应描述在获得所捕获图像的像素的色值的同时图像捕获传感器对不同颜色的响应，其中，单个像素的色值描述图像捕获传感器的颜色空间中的特定色点。方法还包括确定图像捕获传感器的颜色空间中的第一色点。方法还包括确定图像捕获传感器的颜色空间中的第二色点。确定第一色点和第二色点，用于发出在动态范围中靠近轨迹线的光，动态范围的边界由具有第一温度的黑体辐射器的第一参考色点和具有第二温度的黑体辐射器的第二参考色点来限定，以获得第一色点与第二色点之间的线，此线与第一区域和第二区域至少部分地交叉。第一区域从第一参考色点一直到预限定的距离。第二区域从第二参考色点一直到预限定的距离。预限定的距离小于0.05。第一温度在从5,000至20,000开尔文的范围中。第二温度在从1,500至3,500开尔文的范围中。图像捕获传感器的颜色空间基于相对于光的总量的红光和绿光的量(即，针对红、绿和蓝光之和归一化的红光和绿光的量)由二维颜色空间来表示。轨迹线表示由具有不同温度的黑体辐射器发出的光的色点。该方法还包括选择第一光源，第一光源被配置为发出具有确定的第一色点的第一光发射。方法还包括选择第二光源。第二光源被配置为发出具有确定的第二色点的第二光发射。
配置颜色匹配光源的方法使得能够制造根据之前讨论的实施例中的一个的套件和/或制造根据之前讨论的实施例中的一个的图像捕获系统。因此，方法提供了与套件的实施例和/或图像捕获系统的实施例类似的实施例，并且具有与这些实施例类似的效果和优点。
可选地，颜色匹配光源包括第三光源，并且方法还包括确定图像捕获传感器的颜色空间中的第三色点，第三色点的绿色值大于轨迹线上的所有色点的最大绿色值。可选地，第三色点具有的红色值在从0.2至0.4的范围中。可选地，第三色点具有到轨迹线的最近点的预限定的第二距离。预限定的第二距离小于0.15。轨迹线表示由具有不同温度的黑体辐射器发出的光的色点。方法还包括选择第三光源。第三光源被配置为发出具有确定的第三色点的第三光发射。
可选地，选择第一光源、选择第二光源和/或选择第三光源可以包括a)选择用于发出具有特定颜色分布的光的固态光发射器，b)选择特定发光材料，该特定发光材料被配置为吸收特定颜色分布的光的一部分并且被配置为将所吸收光的一部分转换为与特定颜色分布不同的另一个特定颜色分布的光，c)确定特定发光材料的量和特定发光材料相对于固态光发射器的特定布置，以获得包括特定固态光发射器和特定发光材料的相应光源，并且相应光源被配置为发出包括另一个特定颜色分布的光和特定颜色分布的光的未吸收部分的组合光发射，其中，组合光发射具有相应光源的相应色点。
可选地，提供了计算机程序，其包括用于使处理器系统执行上面讨论的方法中的一个方法的指令。可选地，计算机程序被体现在数据载体上。
本发明的这些和其他方面从下文描述的实施例而显而易见，并且将参照下文描述的实施例阐明。
本领域技术人员将理解本发明的上述选项、实施方式和/或方面中的两个或更多个可以以任何认为有用的方式来组合。
对应于系统的所描述的修改例和变型例的系统、方法、使用、移动电话和/或计算机程序产品的修改例和变型例，可以由本领域技术人员基于本说明书来执行。
附图说明
附图中：
图1a在光谱图中示意性地示出了人类裸眼对于特定波长的光的敏感度，
图1b在光谱图中示意性地示出了图像捕获传感器对特定波长的光的可选光谱响应，
图2a示意性地示出了例如CIEXYZ颜色空间中的黑体线和周围环境光的色点的可能位置，
图2b示意性地示出了图像捕获传感器的颜色空间中周围环境光的色点的黑体线和可能位置，
图3示意性地呈现了图像捕获系统的示例，
图4在图像捕获传感器的颜色空间中示意性地呈现了第一色点和第二色点的示例，
图5a至图5d示意性地呈现了图像捕获系统的示例的颜色匹配光源的示例中使用的光源的特性，
图6a至图6d示意性地呈现了图像捕获系统的示例的颜色匹配光源的示例中使用的其他示例性光源的特性，
图7示意性地呈现了图像捕获系统的另一个示例，
图8a至图8d示意性地呈现了图像捕获系统的示例的颜色匹配光源的另一个示例中使用的光源的特性，
图9示意性地呈现了一种配置颜色匹配光源的方法，颜色匹配光源在预限定的图像捕获系统中用作闪光光源。
应当注意的是，不同附图中由相同附图标记表示的项具有相同的结构特征和相同功能，或者是相同信号。在已经说明了这种项的功能和/或结构的情况下，不必在具体实施方式中重复其说明。
附图完全是图解性的，并且未按比例描画。尤其为了清楚，大大夸张了一些尺寸。
具体实施方式
图1a在光谱图100中示意性地示出了人类裸眼对于特定波长λ的光的敏感度。x轴表示不同波长λ的光，并且y轴表示人类裸眼对特定波长λ的光的敏感度S。敏感度值与人类裸眼对特定波长的色品响应直接关联。在光谱图100中，线102表示主要有关于蓝光的波长的色品响应，线104表示大部分有关于绿光的波长的色品响应，并且线106表示主要有关于红光的波长(但还稍微有关于蓝色光谱范围)的色品响应。色品响应由颜色匹配函数x(λ)、y(λ)和z(λ)表示，它们分别对应于线106、104、102。颜色匹配函数x(λ)、y(λ)和z(λ)限定CIEXYZ颜色空间。当已知例如撞击在人类裸眼上的光的光强度光谱I(λ)时，三色刺激值X、Y、Z可以由公式计算：
X＝∫x(λ)·I(λ)dλ
Y＝∫y(λ)·I(λ)dλ (1)
Z＝∫z(λ)·I(λ)dλ
因为颜色的感知主要有关于三色刺激值之间的比率，所以CIEXYZ颜色空间中的光强度光谱I(λ)的色点(x，y)通过将绝对三色刺激值颜色通过使用以下公式转换成相对数来随后计算：
人类裸眼对光的响应通常不同于图像捕获系统(诸如照片/电影相机)的图像捕获传感器的响应。图1b在光谱图150中示意性地示出了示例性图像捕获传感器对特定波长λ的光的可选光谱响应。x轴表示不同波长λ的光，并且y轴表示示例性图像捕获传感器对特定波长λ的光的量子效率Qe。在光谱图150中，线152表示主要关于蓝光的波长的色品响应，线154表示主要关于绿光的波长的色品响应，并且线156表示主要有关于红光的波长的色品响应。色品响应由颜色匹配函数r(λ)、g(λ)和b(λ)表示，它们分别对应于线156、154、152。颜色匹配函数r(λ)、g(λ)和b(λ)限定示例性图像捕获传感器的颜色空间。当已知例如撞击在图像捕获传感器上的光的光强度光谱I(λ)时，由这一示例性图像捕获传感器获得的色值可以由以下公式计算：
R＝∫r(λ)·I(λ)dλ
G＝∫g(λ)·I(λ)dλ (3)
B＝∫b(λ)·I(λ)dλ
示例性图像捕获传感器的颜色空间中的光强度光谱I(λ)的色点(r，g)由以下公式随后计算：
由此，色点的值r(红色)和g(绿色)是相对于红色、绿色和蓝色的色值之和的归一化色值。颜色匹配函数r(λ)、g(λ)和b(λ)和公式(3)和(4)的组合限定了图像捕获传感器的颜色空间的二维表示，其由归一化r(红色)和g(绿色)值表示。
图2a借助线202示意性地示出了CIEXYZ颜色空间中的区域，其中由人类裸眼记录(register)的颜色的色点可以结束。线202(mn)经常称为“单色的(mono)”，因为线202的大部分表示单个波长的光的色点。在图2a中，还画出了黑体线206(bbl)。黑体线206表示具有特定温度的黑体辐射器的光发射光谱的色点。用于黑体线206的其他术语是“轨迹”或“普朗克(Planckian)轨迹”。通常，人类裸眼将具有黑体线206上的色点的光体验为白光。线204(L)是例如第一光发射器的色点与第二光发射器的色点之间的线。通过控制由第一光发射器发出的光量和由第二光发射器发出的光量，线204上的实质上所有色点可以通过第一光发射器、第二光发射器和特定控制和驱动电路的组合来发射。因为线204上的色点被定位为靠近黑体线206，所以人类裸眼将由这些不同光源发出的光体验为实质上白光。
图2b借助线252示意性地示出了图1b的示例性图像捕获传感器的颜色空间中的区域，其中，线204的色点在示例性图像捕获传感器的颜色空间中结束。线252(mn)是单色的，并且最大部分地表示单个波长的光的点。当具有特定温度的黑体辐射器的光发射光谱的色点在示例性图像捕获传感器的颜色空间中画出时，获得轨迹256(bbl)。在图2a中，线204上的色点是可以由第一光发射器、第二光发射器和特定控制和驱动电路的组合产生的色点。当对于光发射的这些示例，色点画在示例性图像捕获传感器的颜色空间中时，获得线254(L)。看出了线254不与轨迹256重合。由此，虽然人类裸眼将不同光源的光发射体验为实质上白光，但示例性图像捕获传感器将这些光发射不体验为白光(注意：在示例性图像捕获传感器的颜色空间中，假设轨迹256限定白光)。示例性图像捕获传感器针对光发射记录更绿的颜色。
要注意的是，CIEXYZ颜色空间中或图像捕获传感器的颜色空间中的单个色点可以由无限数量的不同光(强度)光谱I(λ)获得。由此，在图2a和图2b的示例中，线204、254的端点表示具体选择的第一光发射器和具体选择的第二光发射器的特定光发射，但相同线204(在CIEXYZ颜色空间中)还可以通过选择其他光发射器的不同光发射而获得。当获得相同线204时，按照定义不真实的是这还导致示例性图像捕获传感器的颜色空间中的相同线254。由此，不是在CIEXYZ颜色空间中引起相同色点的所有的光(强度)光谱I(λ)都会引起图像捕获传感器的颜色空间中的相同色点。
图3示意性地示出了图像捕获系统300。图像捕获传感器至少具有预限定的图像捕获传感器310和颜色匹配光源305。“预限定的”在该上下文中意味着使用哪个图像捕获传感器310是事先限定的，并且可选地已知其特性是什么。
预限定的图像捕获传感器310被配置为捕获图像。图像以像素的形式建构。图3示意性地示出了预限定的图像捕获传感器310捕获用于像素阵列的每个像素312的色值。要注意的是，不要求预限定的图像捕获传感器310具有在所捕获图像的像素上直接映射的像素阵列。在本发明的上下文中，仅有关的是，图像捕获传感器310根据针对不同颜色分量的特定光谱响应来记录入射光。例如，预限定的图像捕获传感器310可以包括传感器元件，它们根据例如图1b的特定光谱响应(颜色匹配函数)r(λ)、g(λ)和b(λ)对红光、绿光和蓝光敏感。由预限定的图像捕获传感器310捕获的图像的像素具有色值，例如，用于红色R、绿色G和蓝色B的色值，它们是应用于所接收的光强度光谱的特定光谱响应r(λ)、g(λ)和b(λ)的结果。特定光谱响应(诸如特定光谱响应r(λ)、g(λ)和b(λ))限定图像捕获传感器的颜色空间。上面讨论的公式(3)可以用于计算当已知针对该像素接收的光的光强度光谱I(λ)时特定像素的所获得的色值将是什么。上面讨论的公式(4)可以用于计算该特定像素的色点。
可选地，图像捕获系统300包括光学器件314，其将从要被捕获的场景350接收的光传输到预限定的图像捕获传感器310。
图像捕获系统300还包括控制器330，下文中讨论控制器330的控制颜色匹配光源的功能。控制器330可以还控制预限定的图像捕获传感器310的操作，诸如提供命令以实际捕获图像，并且控制器330可以从预限定的图像捕获传感器310接收所捕获的图像。
控制器330在输入处接收关于周围环境光L1的信息。图像捕获系统300还可以包括周围环境光传感器345，其测量周围环境光L1的特性，并且该周围环境光传感器345可以向控制器提供指示周围环境光L1的特性的信号。这种特性是例如周围环境光L1的相关色温、或周围环境光L1的估算色点、或周围环境光L1的颜色分布等。另选地，图像捕获传感器310用于确定周围环境光L1的特性。图像捕获传感器310可以与控制器340合作，以确定周围环境光L1的特性。在这种合作中，例如，当场景仅由周围环境光L1照明时，图像捕获传感器向控制器340提供场景350的所捕获图像。随后，控制器340可以分析所接收的图像，以计算周围环境光L1的特定特性。
颜色匹配光源305被配置为作为图像捕获系统300的闪光灯而操作。这意味着颜色匹配光源305能够在短时间段期间发射强光束。而且，颜色匹配光源305可以包括光学器件(未示出)，以使强光束成形，并且朝向要捕获的场景350传输由颜色匹配光源305发出的光。颜色匹配光源305直接或间接(例如，经由驱动电路342)耦合到控制器340，用于接收控制信号和/或光源驱动信号。控制器330控制：颜色匹配光源305何时发出较短强光束、以及不同光源的光如何必须被省略为较短强光束的控制信号。
颜色匹配光源305包括第一光源320和第二光源330。
第一光源320被配置为在使用中发出具有第一光发射光谱的光L2，第一光发射光谱在图像捕获传感器的颜色空间中具有第一色点。当已知第一光发射光谱并且已知图像捕获传感器310的光谱响应是什么时，公式(3)和(4)可以用于计算图像捕获传感器310的颜色空间中的第一色点。第一色点被定位为靠近由具有第一温度的黑体辐射器发出的光的色点。第一温度在从5,000至20,000开尔文的范围中，可选地，在从10,000至15,000开尔文的范围中。“被定位为靠近”在该上下文中意味着从第一色点到由具有第一温度的黑体辐射器发出的光的色点的距离小于0.05。该距离在图像捕获传感器的颜色空间中测量。颜色空间被表达为2d维空间，其由遵照公式(3)和(4)计算的色点的r(红色)和g(绿色)值限定。可选地，第一光源320包括第一固态光发射器322和第一发光材料324。第一固态光发射器322在使用中发出第一颜色分布的光。第一发光材料324被设置为接收第一颜色分布的光，并且被配置为吸收所接收光的一部分并且将所吸收的部分转换成第二颜色分布的光。光L2的第一光发射光谱由第二颜色分布的光和第一颜色分布的光的未吸收部分形成。要注意的是，与第一发光材料324的特定选择组合地选择特定第一固态光发射器322，以获得第一光发射光谱。而且，第一发光材料324的量和第一发光材料324相对于第一固态光发射器322如何设置被具体选择，以吸收第一颜色分布的光的特定量并且发出第二颜色分布的光的特定量，使得具有第一光发射光谱的光L2具有第一色点。
第二光源330被配置为在使用中发出具有第二光发射光谱的光L3，第二光发射光谱在图像捕获传感器的颜色空间中具有第二色点。当已知第二光发射光谱并且已知图像捕获传感器310的光谱响应是什么时，公式(3)和(4)可以用于计算图像捕获传感器的颜色空间中的第二色点。第二色点被定位为靠近由具有第二温度的黑体辐射器发出的光的色点。第二温度在从1,500至3,500开尔文的范围中，可选地，在从1,800至2,700开尔文的范围中。“被定位为靠近”在该上下文中意味着从第二色点到由具有第二温度的黑体辐射器发出的光的色点的距离小于0.05。该距离在图像捕获传感器的颜色空间中测量。可选地，第二光源330包括第二固态光发射器332和第二发光材料334。第二固态光发射器332和第二发光材料334的实施例类似于如上所讨论的第一固态光发射器322和第一发光材料324的实施例并且具有与其相似的特性——区别在于选择它们，使得第二光源在使用中发出具有第二色点的第二光发射光谱。
第一发光材料324和/或第二发光材料334是例如无机磷光体。无机磷光体的优点在于它们在较宽的颜色分布中发光，例如，宽于70nm的颜色分布(当被表示为半高全宽值时)。然而，第一发光材料324和/或第二发光材料334的实施例还可以是有机磷光体和/或示出了量子限制的颗粒(诸如例如量子点)。虽然量子点通常是窄光发射器，但可以有用的是将它们与例如发出较宽颜色分布的第一发光材料324进行组合，以将一些光能量添加到颜色匹配光源的特定光发射光谱中，该一些光能量不存在于固态光发射器的颜色分布和/或(第一)发光材料的颜色分布中。进一步要注意的是，第一光源320和第二光源330可以包括多于一个的发光材料，用于获得例如在不同波长的光上的更好的光能量的分布，以增大例如第一光源320和第二光源330的光发射L2、L3的显色指数。可选地，第一光源320和第二光源330的光发射L2、L3的显色指数大于60。可选地，第一光源320和第二光源330的光发射L2、L3的显色指数大于70。
控制器340被进一步配置为接收周围环境光L1的特性。如上所述，特性从可选周围环境光传感器345或从图像捕获传感器310接收。可选地，控制器340还处理所接收的特性，以计算例如周围环境光L1的色点(在图像捕获传感器的颜色空间中)。控制器340被进一步配置为确定控制信号341，用于控制第一光源和第二光源的光发射以获得组合的光发射。控制信号341的确定根据所接收的周围环境光L1的特性而执行。控制器340例如尝试获得所组合的光发射，其尽可能多地匹配到图像捕获传感器的颜色空间中的周围环境光L1。控制信号341被提供给颜色匹配光源305或可选地设置的驱动电路342。驱动电路342被配置为根据由控制信号341指示的要求，向第一光源320和第二光源330提供特定量的功率。驱动电路342例如向光源320、330提供特定电压或特定电流，使得光源发出所需的特定量的光。驱动电路342还可以被配置为使用提供给光源320、330的功率的脉冲宽度调制，以控制所发出的光的量。
请注意在上述中，第一色点和第二色点分别存在于第一区域和第二区域中。第一区域由具有第一温度的黑体辐射器的色点周围的并且具有小于0.05的半径的圆圈限定。第二区域由具有第二温度的黑体辐射器的色点周围的并且具有小于0.05的半径的圆圈限定。因此，第一色点与第二色点之间的线与第一区域和第二区域至少部分地交叉。图像捕获系统的所讨论的效果在所捕获图像的不同部分中是实质上等同的颜色再现，其中，图像的一个部分由周围环境光照明，并且另一个部分由图像匹配的光源的颜色匹配光源照明。为了实现该效果，第一色点不必精确地在第一区域中并且第二色点不必精准地在第二区域中。在图像捕获系统的有利实施例中，第一色点和/或第二色点分别位于第一区域和/或第二区域之外，但第一色点与第二色点之间的线与第一区域和第二区域交叉。请注意，所使用的词语“线”指的是“直线”。在文档的以下部分中，假设第一色点在第一区域内并且第二色点在第二区域内，然而，在所有讨论的实施例中，第一色点和第二色点可以位于第一区域之外和第二区域之外。我们注意如例如在图4中所呈现的图像捕获传感器的颜色空间，第一色点可以位于更左并且第二色点可以位于更右。在该文档的上下文中相关的是，第一色点与第二色点之间的线与第一区域和第二区域是否至少部分地交叠。
图像捕获系统300可以体现在移动电话中，或能够捕获图像的另一便携式装置中。
图4在图表400中呈现了图像捕获传感器的示例的颜色空间，其中，呈现了轨迹线402、第一色点和第二色点。所呈现的颜色空间在表示色点的r值和g值的二维图中画出。色点的r(红色)和g(绿色)值可以借助使用上面讨论的公式(3)和(4)来确定。x轴表示色点的r(红色)值，并且y轴表示色点的g(绿色)值。假设颜色空间是用于图像捕获传感器的特定示例，其光谱响应已知，例如图1b的光谱响应。线402(mn)被称为“单色”线，并且是限定图像捕获传感器能够捕获哪些色点的区域的边界。术语“单色”指的是如下事实：线402的大部分表示单个波长光发射光谱的色点。线404(lcs)被称为“轨迹”线。轨迹线表示由具有不同温度的黑体辐射器发出的光的色点。经常地，术语黑体线用于线404。
在图表400中，给出如在图3的上下文中讨论的第一光源和第二光源的实施例的色点的两个示例。第一参考色点416位于轨迹线上、靠近由大约10,000开尔文的黑体辐射器发出的光的色点，并且第二参考色点426也位于轨迹线上、靠近由大约2,400开尔文的黑体辐射器发出的光的色点。参考色点在图像传感器的颜色空间中将跨其需要光源的组合光的动态范围限定为靠近轨迹线。参考线436将第一参考色点416和第二参考色点426连接。
当控制器生成控制信号以控制第一光源和第二光源的光发射时，发出第一色点的特定量的第一光并且发出第二色点的特定量的第二光。根据特定量的第一光与特定量的第二光之间的比率，所组合光发射的色点(包括特定量的第一光和第二光)在光源的色点之间的连接线上的特定位置处。如下面所说明的，由于不需要靠近轨迹线的光源的选择，连接线靠近参考色点(在所要求的距离参考色点的预限定距离内)。控制器可以被配置为优化连接线上的点的选择，使得所组合的光发射的色点在例如距离轨迹线404的0.05的距离内。进一步地，当控制器考虑周围环境光的特性时，控制器可以优化连接线上的点的选择，使得所组合的光发射(具有连接线上的色点)大程度上匹配到周围环境光的特性。例如，周围环境光的特性可以是周围环境光的相关色温。随后，控制器可以确定由具有该相关色温的黑体辐射器发出的光的色点(其是轨迹线404上的点)，并且最小化从该色点到所组合的光发射的色点的距离。例如，周围环境光的特性可以是周围环境光色点(在图像捕获传感器的颜色空间中表示)，并且控制器可以被配置为选择最靠近周围环境光色点的连接线的点。
看出了轨迹线404具有凸起的曲线形状，由此，当第一参考色点416和第二参考色点426在轨迹线404上时，第一参考色点416与第二参考色点426之间的参考线436在轨迹线404下面。第一光源和第二光源的选择可以通过将它们选择为相对于参考色点稍微向上来优化，使得对应的色点之间的线靠近轨迹线404。这在示例中示出，其中，第一光源发光，该光在图像捕获传感器的颜色空间中具有第一色点414，并且第二光源发光，该光在图像捕获传感器的颜色空间中具有第二色点424。第一色点414与第二色点424之间的线434现在更靠近轨迹线，由此，当控制器选择线434上的色点时，颜色匹配光源发出更大程度上由图像捕获传感器捕获为实质上白光的光。
第一参考色点在第一区域491内，并且第二参考色点在第二区域492内。第一区域491从第一参考色点一直到预限定距离，例如由具有第一温度的黑体辐射器的色点周围的并且具有小于0.05的半径的圆圈来限定。第二区域492从第二参考色点一直到预限定距离，例如由具有第二温度的黑体辐射器的色点周围的并且具有小于0.05的半径的圆圈限定。第一温度和第二温度在更早讨论的范围内。当选择光源使得第一色点和第二色点例如位于延长的连接线495上(其例如是线434的延长部分)时，获得良好的颜色再现的效果。现在可以选择远离轨迹线至少预限定距离的第一色点。而且，可以选择远离轨迹线至少预限定距离的第二色点。在该示例中，第一光源的第一色点是例如色点493，和/或第二光源的第二色点是例如色点494。色点493与色点494之间的延长的连接线495被选择为与第一区域491和第二区域492至少部分地交叉。
图5a至图5d呈现了例如图3的图像捕获系统的示例的颜色匹配光源的示例中使用的光源的特性。图5a在图表510中呈现第一光源的光发射光谱的示例。x轴表示光的波长λ，并且y轴表示在特定波长处所发射的光的(相对)强度I(即，功率密度)。对于第一光源的示例，线512表示依赖于波长的光的强度。光发射光谱表示较冷白光。图像捕获传感器的颜色空间中的色点靠近由具有14,000开尔文的温度的黑体辐射器发出的光的色点。第一光源的示例包括发出在450nm处具有峰值波长的蓝光的发光二极管(LED)。第一光源的示例还包括具有较宽的光发射光谱的发光材料，该较宽的光发射光谱在大约550nm处具有峰值波长。在示例中，发光材料是发出黄色的无机YAG磷光体。发光材料的量和发光材料相对于LED的布置被选择，使得获得图5a的所组合的光发射光谱。
图5b在图表520中呈现第二光源的光发射光谱的示例。x轴表示光的波长λ，并且y轴表示在特定波长处所发出的光的(相对)强度I。对于第一光源的示例，线522表示依赖于波长的光的强度。光发射光谱表示较暖白光。图像捕获传感器的颜色空间中的色点靠近由具有2,270开尔文的温度的黑体辐射器发出的光的色点。第二光源的示例包括发出在450nm处具有峰值波长的蓝光的发光二极管(LED)。第二光源的示例还包括具有较宽的光发射光谱的发光材料，该较宽的光发射光谱在大约580nm处具有峰值波长。在示例中，发光材料是发出琥珀色的发光材料，诸如例如BSSN或氮化锶钡。发光材料的量和发光材料相对于LED的布置被选择，使得获得图5b的所组合的光发射光谱。要注意的是，发光材料吸收由固态光发射器发射的很多蓝光，并且将其转换成具有峰值波长是580nm的颜色分布的较大量的光。
图5c在图表530中呈现具有例如图1b的光谱响应的图像捕获传感器的颜色空间。线402(mn)表示单个波长光发射光谱的单色线，并且线404(lcs)是轨迹线。第一色点532是第一光源的，第一光源具有如图5a中呈现的光发射光谱512。第二色点534是第二光源的，第二光源具有如图5b中呈现的光发射光谱522。第一色点532与第二色点534之间的线536(cmls)表示可以由(例如图3的图像捕获系统300的)颜色匹配光源发出的光的所有色点，颜色匹配光源包括根据图5a和图5b的示例的第一光源和第二光源。如图5c中看到的，颜色匹配光源能够发光，该光具有在图像捕获传感器的颜色空间中是较白光的色点。
供参考，在图5d的图表540中，图5a和图5b的第一光源和第二光源的光发射的色点542、544分别在CIEXYZ颜色空间中呈现。图5d中呈现的颜色空间是基于人类裸眼对光的敏感度(如在图1a的上下文中讨论的)的CIEXYZ颜色空间，并且由此表示人类裸眼如何体验特定光发射光谱的颜色。该颜色空间中的色点基于公式(1)和(2)来计算。x轴表示色点的x值，并且y轴表示色点的y值。线552(mn)在CIEXYZ颜色空间中是单色线，并且最大部分地表示单个波长光发射光谱的色点。线554(bbl)是表示由具有不同温度的黑体辐射器发出的光的色点的黑体线。第三色点542是如图5a的光强度分布512表示的由第一光源发出的光的CIEXYZ颜色空间中的色点。第四色点544是如图5b的光强度分布522表示的由第二光源发出的光的色点。看出了色点542、544位于黑体线554稍稍下面，由此色点542、544之间的线546(cmls)位于黑体线554下面。由此，虽然由颜色匹配光源(包括第一光源和第二光源)发出的光由图像捕获传感器捕获为较白光，但人类裸眼将这些光发射体验为灰白光，并且人类裸眼将体验这些光发射中的紫色。
图6a至图6d呈现出根据例如图3的图像捕获系统的颜色匹配光源的第一光源和第二光源的光发射光谱及其对应色点的另一个示例。图6a的图表610呈现等同于图5a的光发射光谱512的光发射光谱512，由此，与差不多相同的第一光源相关。图6b的图表620呈现了另一个示例的第二光源的光发射光谱622。第二光源包括发出具有450nm的峰值波长的红色光的LED。第二光源包括发光材料，其发出较宽光谱范围中的并且具有640nm的峰值波长的琥珀色光。发光材料的示例是用BR101a指示的无机磷光体。另选地，发光材料是用BR106a指示的无机磷光体。图像捕获传感器的颜色空间中该光的色点靠近由具有2,340开尔文的温度的黑体辐射器发出的光的色点。在图6b中看出了光发射光谱622与图5b的光发射光谱522不同，由此第二光源发出具有不同性质的光。然而，如图6c的图表630所示，图像捕获传感器的颜色空间中的光发射光谱622的色点634是与光发射光谱522的色点534差不多相同的色点。更早已经讨论了不同的光发射光谱可能导致相同的色点。为了清楚，图6c在图像捕获传感器的颜色空间中呈现了光的色点532、634，该光由图6a和图6b的第一光源和第二光源的示例发出。图6d在CIEXYZ颜色空间中呈现了光的色点542、644，该光由图6a和图6b的第一光源和第二光源的示例发出。色点542是由第一光源发出的光的。色点644有关于如图6b呈现的由第二光源发出的光。看出了当图6d与图5d比较时，色点644在CIEXYZ颜色空间中具有另一个位置，并且色点542、644之间的线646(cmls)相对靠近黑体线554。由此，当该示例的颜色匹配光源发光时，该光由图像捕获传感器捕获为较白光，并且由人类裸眼看做为较白光。
图7示意性地呈现了与图3的图像捕获系统300类似的图像捕获系统700，但另外包括第三光源760，作为颜色匹配光源705的光源中的一个。作为第三光源760的存在的结果，控制器740、控制信号741和驱动电路742也可能不同。第三光源760被配置为在使用中发出第三光发射光谱，第三光发射光谱具有图像捕获传感器的颜色空间中的第三色点。第三光发射光谱被选择，以获得用于第三色点的绿色值，其大于轨迹线上的所有色点的最大绿色值，且其具有从0.2至0.4的范围中的红色值。而且，从第三色点到轨迹线的最近点的距离小于0.15。由此，第三光源发出白光，该白光在由图像捕获系统700的图像捕获传感器310捕获时具有稍稍泛绿的外观。控制器740产生不仅用于第一光源320和第二光源330、而且还用于第三光源760的控制信号741。控制器740如之前讨论的，考虑周围环境光的特性，并且生成控制信号，以控制光源320、330、760的光发射，以获得差不多类似于周围环境光的组合光发射(当由图像捕获传感器310捕获时)。可选地，图像捕获系统700包括驱动电路742，其接收控制信号741并且根据所接收的控制信号741控制提供给光源320、330、760的驱动功率的量。
图8a至图8d有关于图7的图像捕获系统700的光源的示例。附图讨论光源的特性。图8a至图8c分别呈现了第一光源、第二光源和第三光源的光发射光谱。图8d呈现了图像捕获传感器的颜色空间中这些光发射光谱的色点。图8a在图表810中呈现第一光源的光发射光谱812的示例。第一光源包括具有大约450nm的峰值波长的发射蓝色的LED。光源还包括第一发光材料(在这种情况下，无机磷光体YAG)，其在具有大约550nm的峰值波长的较宽光发射光谱中发光。所提供的第一发光材料的量较低，并且仅蓝光的一小部分被转换为由无机磷光体YAG发出的黄光。在图像捕获传感器的颜色空间中，第一光源的光的色点靠近由具有9,000开尔文的温度的黑体辐射器发出的光的色点。图8b在图表820中呈现了第二光源的光发射光谱822的示例。第二光源包括在450nm处具有峰值波长的发射蓝色的LED。第二光源还包括第二发光材料，其发出在大约640nm处具有峰值波长的较宽的光发射光谱中的红色光。发光材料的示例是用BR101a指示的无机磷光体。另选地，发光材料是用BR106a指示的无机磷光体。在图像捕获传感器的颜色空间中，第二光源的光的色点靠近由具有1,770开尔文的温度的黑体辐射器发出的光的色点。图8c在图表830中呈现第三光源的光发射光谱832的示例。第三光源包括具有大约450nm的峰值波长的发射蓝色的LED。第三光源还包括发射泛绿色/黄色的第三发光材料(在该示例中，无机磷光体LuAG)，其发出较宽光谱范围中且在大约550nm处具有峰值波长的光。所使用的第三发光材料的量是使得蓝光的重大部分被吸收并被转换为由第三发光材料发出的泛绿/黄光。因此，当由图像捕获传感器捕获时，由第三发光材料发出的光是相对白的，但具有泛绿色。图8d在图表840中分别呈现了图像捕获传感器的颜色空间中第一光源、第二光源和第三光源的色点842、844、846。与图像捕获传感器的颜色空间的之前示例相同，线402(mn)是单色线，并且线404(lcs)是轨迹线。看出了第一光源和第二光源分别发出的光的色点842、844靠近黑体线404。由第三光源(根据图8c的光发射光谱832)发出的光的色点846位于轨迹线404上方，并且被记录为相对泛绿的白色。色点846的红色值是大约0.25，其在0.2与0.4之间。色点842、844、846之间的三角形围绕可以由包括第一光源、第二光源和第三光源的颜色匹配光源发出的所有色点。图像捕获系统的控制器可以生成控制信号，使得第一光源、第二光源和第三光源的组合光发射具有三角形内的色点，使得最大程度地匹配周围环境光的特性(当由图像记录传感器捕获时)。
图9呈现了配置颜色匹配光源的方法900，该颜色匹配光源用于在预限定的图像捕获系统中用作闪光光源。预限定的图像捕获系统用于获得所捕获图像，该图像在由周围环境光照明的部分和由图像捕获系统的颜色匹配光源照明的部分中具有实质上等同的颜色再现。预限定的图像捕获系统包括图像捕获传感器。颜色匹配光源包括第一光源和第二光源。方法900包括a)确定902图像捕获系统的图像捕获传感器的预限定的光谱响应，预限定的光谱响应描述了图像捕获传感器对不同颜色的响应，同时获得用于所捕获图像的像素的色值，其中单个像素的色值描述图像捕获传感器的颜色空间中的特定色点；b)确定904图像捕获传感器的颜色空间中的第一色点；c)确定906图像捕获传感器的颜色空间中的第二色点，其中，第一色点和第二色点被确定，以获得第一色点与第二色点之间的线，该线与第一区域和第二区域至少部分交叉，第一区域由到具有第一温度的黑体辐射器发出的光的轨迹线上的色点的预限定距离来限定，第二区域由到具有第二温度的黑体辐射器发出的光的轨迹线上的色点的预限定距离来限定，预限定距离小于0.05，第一温度在从5,000至20,000开尔文的范围中，第二温度在从1,500至3,500开尔文的范围中，图像捕获传感器的颜色空间基于相对于总光量的红光和绿光的量由二维颜色空间表示，轨迹线表示由具有不同温度的黑体辐射器发出的光的色点；d)选择908第一光源，第一光源被配置为发出具有确定的第一色点的第一光发射；e)选择910第二光源，第二光源被配置为发出具有确定的第二色点的第二光发射。
可选地，颜色匹配光源包括第三光源，并且方法还包括f)确定912图像捕获传感器的颜色空间中的第三色点，第三色点的绿色值大于轨迹线上的所有色点的最大绿色值；以及g)选择914第三光源，第三光源被配置为发出具有确定的第三色点的第三光发射。
要注意的是，可以并行执行确定色点和选择具有图像记录传感器的颜色空间中的该色点的光源，或可以在这两个动作之间迭代几次。例如，当确定色点时，可能难以选择精确地具有该色点的光源，这可能导致适应色点和进一步适应所选光源。
下文中，讨论更形式化的方法，以进一步说明当已知光发射在图像捕获传感器的颜色空间中应具有什么色点(r，g)时，特定光源(诸如例如第一光源、第二光源和/或第三光源)的选择。假设特定光源包括一个固态光发射器和一种或多种磷光体材料。当选择特定固态光发射器时，知道或可以确定该固态光发射器的光发射光谱Issle(λ)。随后，选择各具有光发射光谱IPn(λ)的不同磷光体材料。随后，可以由以下函数来描述颜色匹配光源的光发射：
Ils(λ)＝α0Issle(λ)+α1IP1(λ)+...+αnIPn(λ) (5)
随后，必须找到用于公式(5)的矢量α＝(α0，α1，...，αn)，使得并且其中Rls＝∫Ri(λ)·Ils(λ)dλ、Gls＝∫Gi(λ)·Ils(λ)dλ和Bls＝∫Bi(λ)·Ils(λ)dλ是如图像捕获传感器记录的由特定光源发出的光的色值；Ri(λ)、Gi(λ)和Bi(λ)是针对红色、绿色和蓝色的图像捕获传感器的光谱响应；r和g是所需色点的色值；Ils(λ)描述了如公式(5)中限定的特定光源的特定光发射光谱；并且δ是所接受的公差(例如δ＜＝0.01)。必须限定另一个边界条件，以限定因子α0，α1，...，αn如何彼此关联，例如，当使用较大量的第一磷光体材料时，α1增大并且α0减小。因子α0，α1，...，αn之间的关系还依赖于磷光体材料相对于固态光发射器如何布置和布置在哪里、以及不同的磷光体材料相对于彼此如何布置。光学模型可以提供用于边界条件的输入以及因子α0，α1，...，αn之间的关系。
找到矢量α的上面讨论的数学问题可以提供针对矢量α＝(α0，α1，...，αn)的一个或多个解。每个解提供具有大约所需色点的特定光源。可以选择解中的一个。因子α0，α1，...，αn限定要使用的磷光体材料的量，以及它们相对于所选固态光发射器必须如何布置。
应当注意的是，上述实施例图示了而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计许多另选实施例，而不脱离所附权利要求的范围。
在权利要求中，括号之间放置的任何附图标记不应被理解为限制权利要求。动词“包括”及其词形变化的使用不排除除了权利要求中陈述的那些之外的元件或步骤的存在。元件前面的冠词“一”或“一个”不排除存在多个这种元件。本发明可以借助包括若干不同元件的硬件来实施。在列举若干装置的装置权利要求中，这些装置中的若干可以由同一项硬件来体现。仅凭在互相不同的从属权利要求中记载某些措施的事实，不指示这些措施的组合无法有利地使用。

Claims (13)

1.一种图像捕获系统(300、700)，用于获得所捕获图像，所捕获图像在由周围环境光(L1)照明的部分和由所述图像捕获系统(300、700)的颜色匹配光源(305、705)照明的部分中具有实质上等同的颜色再现，所述图像捕获系统(300、700)包括：
图像捕获传感器(310)，用于捕获包括像素的所捕获图像，所述图像捕获传感器(310)被配置为根据针对所述像素的不同颜色分量的光谱响应来获得与所述不同颜色分量有关的色值，其中，单个像素的所述色值表示所述图像捕获传感器的颜色空间中的特定色点，
颜色匹配光源(305、705)，用于用作所述图像捕获系统(300、700)的闪光光源，所述颜色匹配光源(305、705)包括：
第一光源(320)，具有第一光发射光谱(512)，所述第一光发射光谱在所述图像捕获传感器的所述颜色空间中具有第一色点(493、414、532、842)，
第二光源(330)，具有第二光发射光谱(522、622)，所述第二光发射光谱在所述图像捕获传感器的所述颜色空间中具有第二色点(494、424、534、844)，
控制器(340、740)，被配置为：
i)接收所述周围环境光(L1)的特性，所述特性指示所述周围环境光的相关色温、所述周围环境光的所估算的色点、或所述周围环境光的颜色分布，以及
ii)根据所接收的所述周围环境光的特性，确定控制信号(341、741)，用于控制所述第一光源(320)和所述第二光源(330)的光发射(L1、L2)，以获得与所述周围环境光的所述特性匹配的组合光发射，
其中，选择所述第一光发射光谱(512)和所述第二光发射光谱(522、622)，用于发出在所述图像捕获传感器的所述颜色空间中在动态范围中靠近轨迹线(404)的光，所述动态范围的边界由具有第一温度的黑体辐射器的第一参考色点(416)和具有第二温度的黑体辐射器的第二参考色点(426)来限定，使得所述第一色点远离所述轨迹线至少预限定距离，或所述第二色点远离所述轨迹线至少所述预限定距离，
同时，所述第一色点(493、414)与所述第二色点(494、424)之间的线(434)与第一区域(491)和第二区域(492)至少部分地交叉，所述第一区域(491)从所述第一参考色点一直到所述预限定距离，所述第二区域(492)从所述第二参考色点一直到所述预限定距离，所述预限定距离小于0.05，所述第一温度在从5000开尔文至20000开尔文的范围中，所述第二温度在从1500开尔文至3500开尔文的范围中。
2.根据权利要求1所述的图像捕获系统(300、700)，其中，所述第一区域(491)与所述第二区域(492)之间的所述线(434、436、536)的一部分上的所有色点具有到所述轨迹线(404)的小于所述预限定距离的最短距离。
3.根据权利要求1所述的图像捕获系统(300、700)，所述颜色匹配光源(305、705)还包括具有第三光发射光谱(830)的第三光源(760)，所述第三光发射光谱在所述图像捕获传感器的所述颜色空间中具有第三色点(846)，所述第三光发射光谱(830)被选择以具有用于所述第三色点(846)的绿色值，所述绿色值大于所述轨迹线(404)上的所有色点的最大绿色值，
其中，所述控制器(340、740)还被配置为根据所接收的所述周围环境光(L1)的特性来确定所述控制信号(341、741)，所述控制信号包括用于控制所述第三光源(760)的光发射(L4)以获得所述组合光发射的控制信号。
4.根据权利要求3所述的图像捕获系统(300、700)，其中，所述第一光发射光谱(512)、所述第二光发射光谱(522、622)和所述第三光发射光谱(830)被选择以获得至少与所述轨迹线(404)的一部分交叠的三角形，其中，所述三角形由所述第一色点(842)、所述第二色点(844)和所述第三色点(846)来限定，所述轨迹线(404)的所述部分表示由具有从2700开尔文至6500开尔文的范围内的不同温度的不同黑体辐射器发出的光的色点。
5.根据权利要求1或3所述的图像捕获系统(300、700)，其中，所述控制器(340、740)还被配置为确定所述控制信号(341、741)以获得所述组合光发射，所述组合光发射具有组合光发射光谱，所述组合光发射光谱在所述图像捕获传感器的所述颜色空间中具有靠近所述轨迹线(404)的组合色点。
6.根据权利要求5所述的图像捕获系统(300、700)，其中，所述控制器(340、740)还被配置为确定所述控制信号(341、741)以获得所述组合色点，所述组合色点到所述轨迹线(404)的距离小于所述预限定距离。
7.根据权利要求1或3所述的图像捕获系统(300、700)，其中，所接收的所述周围环境光(L1)的特性包括所述周围环境光(L1)的相关色温值，并且所述控制器(340、740)被配置为确定所述控制信号(341、741)以获得所述组合光发射，所述组合光发射具有组合光发射光谱，所述组合光发射光谱在所述图像捕获传感器的所述颜色空间中具有组合色点，其中最小化所述组合色点到具有实质上等于所述相关色温的温度的黑体辐射器的色点之间的距离。
8.根据权利要求1或3所述的图像捕获系统(300、700)，其中，所述控制器(340、740)还被配置为确定所述周围环境光(L1)的在所述图像捕获系统的所述颜色空间中的第四色点，并且所述控制器(340、740)还被配置为确定所述控制信号(341、741)以获得所述组合光发射，所述组合光发射具有组合光发射光谱，所述组合光发射光谱在所述图像捕获传感器的所述颜色空间中具有组合色点，其中最小化所述组合色点到所述第四色点之间的距离。
9.根据权利要求1或3所述的图像捕获系统(300、700)，其中，
所述第一光源(320)包括第一固态光发射器(322)以用于发出具有第一颜色分布的光，并且包括第一发光材料(324)，所述第一发光材料被布置为接收由所述第一固态光发射器(322)发出的光，被配置为吸收所述第一颜色分布的光的一部分，并且被配置为将所吸收光的一部分转换为与所述第一颜色分布不同的第二颜色分布的光，
和/或所述第二光源(330)包括第二固态光发射器(332)以用于发出具有第三颜色分布的光，并且包括第二发光材料(334)，所述第二发光材料被布置为接收由所述第二固态光发射器(332)发出的光，被配置为吸收所述第三颜色分布的光的一部分，并且被配置为将所吸收光的一部分转换为与所述第三颜色分布不同的第四颜色分布的光，
和/或在引用权利要求3时，所述第三光源(760)包括第三固态光发射器(762)以用于发出具有第五颜色分布的光，并且包括第三发光材料(764)，所述第三发光材料被布置为接收由所述第三固态光发射器(762)发出的光，被配置为吸收所述第五颜色分布的光的一部分，并且被配置为将所吸收光的一部分转换为与所述第五颜色分布不同的第六颜色分布的光。
10.根据权利要求1所述的图像捕获系统(300、700)，包括以下中的至少一项：
周围环境光传感器(345)，用于确定所述周围环境光(L1)的特性，所述周围环境光传感器(345)耦合到所述控制器(340、740)，
光源驱动电路(742)，用于根据从所述控制器接收的所述控制信号(341、741)来驱动所述第一光源(320)和所述第二光源(330)。
11.一种移动电话，包括根据权利要求1-10中任一项所述的图像捕获系统(300)。
12.一种根据权利要求1-10中任一项所述的图像捕获系统的使用方法。
13.一种配置颜色匹配光源的方法(900)，所述颜色匹配光源用于用作预限定的图像捕获系统中的闪光光源，所述预限定的图像捕获系统用于获得所捕获图像，所捕获图像在由周围环境光照明的部分和由所述图像捕获系统的颜色匹配光源照明的部分中具有实质上等同的颜色再现，所述预限定的图像捕获系统包括图像捕获传感器，所述颜色匹配光源包括第一光源和第二光源，所述方法包括：
确定(902)所述图像捕获系统的所述图像捕获传感器的预限定的光谱响应，所述预限定的光谱响应描述在获得用于所捕获图像的像素的色值的同时所述图像捕获传感器对不同颜色的响应，其中单个像素的所述色值描述所述图像捕获传感器的颜色空间中的特定色点；
确定(904)所述图像捕获传感器的所述颜色空间中的第一色点；
确定(906)所述图像捕获传感器的所述颜色空间中的第二色点，其中，所述第一色点和所述第二色点被确定用于发出在动态范围中靠近轨迹线(404)的光，所述动态范围的边界由具有第一温度的黑体辐射器的第一参考色点(416)和具有第二温度的黑体辐射器的第二参考色点(426)来限定，使得所述第一色点远离所述轨迹线至少预限定距离，或所述第二色点远离所述轨迹线至少所述预限定距离，同时，所述第一色点与所述第二色点之间的线与第一区域和第二区域至少部分地交叉，所述第一区域从所述第一参考色点一直到所述预限定距离，所述第二区域从所述第二参考色点一直到所述预限定距离，所述预限定距离小于0.05，所述第一温度在从5000开尔文至20000开尔文的范围中，所述第二温度在从1500开尔文至3500开尔文的范围中；
选择(908)所述第一光源，所述第一光源被配置为发出具有所确定的第一色点的第一光发射；
选择(910)所述第二光源，所述第二光源被配置为发出具有所确定的第二色点的第二光发射。
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