CN108419026B - 相机曝光时间调整方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种相机曝光时间调整方法、装置及设备，其中，方法包括：控制相机以第一曝光时间采集成像组件的成像光斑；获取所述相机采集所述成像光斑时接收到的能量值；若所述能量值不在设定的能量范围内，则根据所述能量值与所述能量范围的关系，对所述第一曝光时间的时长进行调整以更新所述第一曝光时间。本发明提供的技术方案，能够将相机的曝光时间调整至合理值，以提升光斑分析的准确性和可靠性。

Description

相机曝光时间调整方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及装配技术领域，尤其涉及一种相机曝光时间调整方法、装置及设备。

背景技术

现如今，市场上存在越来越多的具备独立功能的光学模组，以满足多样化的市场需求。这些光学模组可以嵌入到其他设备中发挥其功能，例如摄像头模组、微型投影模组、LED(Light Emitting Diode，发光二极管)光学模组以及VR(Virtual Reality，虚拟现实)/AR(Augmented Reality，增强现实)光学模组等。

通常，光学模组由多个光学元件以及其他零件组装得到。例如，摄像头模组可由图像传感器、镜座、多个镜片、线路板等零配件组装得到。其中，镜片的组装精度对光学模组的光学性能起到决定性的作用。在一种光学模组的组装方式中，使组装过程中的光学模组成像，采用相机采集成像光斑，并根据成像光斑的大小分析待组装镜片是否均已对准，在没有对准的情况下不断调整待组装镜片的位置。

在相机采集成像光斑的过程中，为确保成像光斑的采集质量，需使相机的曝光时间控制在合理的范围内。因此，如何将相机的曝光时间控制在目标范围内是一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的多个方面提供一种相机曝光时间调整方法、装置及设备，用以将相机的曝光时间调整至合理值，有利于拍摄到清晰的成像光斑，提升光斑分析的准确性和可靠性。

本发明提供一种相机曝光时间调整方法，包括：

控制相机以第一曝光时间采集成像组件的成像光斑；

获取所述相机采集所述成像光斑时接收到的能量值；

若所述能量值不在设定的能量范围内，则根据所述能量值与所述能量范围的关系，对所述第一曝光时间的时长进行调整以更新所述第一曝光时间。

进一步可选地，若所述能量值在设定的能量范围内，还包括：将所述第一曝光时间作为所述相机采集所述成像光斑的最佳曝光时间。

进一步可选地，根据所述能量值与所述能量范围的关系，对所述第一曝光时间的时长进行调整，包括：若所述能量值高于所述能量范围的上限值，则以设定步长降低所述第一曝光时间的时长；若所述能量值低于所述能量范围的下限值，则以所述设定步长增加所述第一曝光时间的时长。

进一步可选地，对所述第一曝光时间的时长进行调整以更新所述第一曝光时间，还包括：在更新所述第一曝光时间时，控制所述成像组件的成像亮度不变。

进一步可选地，当所述相机的色深为14位时，所述相机的所述能量范围为10000±500内。

本发明还提供一种相机曝光时间调整装置，包括：

采集模块，用于控制相机以第一曝光时间采集成像组件的成像光斑；

能量获取模块，用于获取所述相机采集所述成像光斑时接收到的能量值；

曝光时间确定模块，用于若所述能量值不在设定的能量范围内，则根据所述能量值与所述能量范围的关系，对所述第一曝光时间的时长进行调整以更新所述第一曝光时间。

进一步可选地，所述曝光时间确定模块还用于：在所述能量值不在设定的能量范围内时，将所述第一曝光时间作为所述相机采集所述成像光斑的最佳曝光时间。

进一步可选地，所述曝光时间确定模块具体用于：若所述能量值高于所述能量范围的上限值，则以设定步长降低所述第一曝光时间的时长；若所述能量值低于所述能量范围的下限值，则以所述设定步长增加所述第一曝光时间的时长。

进一步可选地，所述曝光时间确定模块还用于：在更新所述第一曝光时间时，控制所述成像组件的成像亮度不变。

本发明还提供一种电子设备，包括：存储器以及处理器；其中，存储器用于存储至少一条计算机指令；所述处理器与所述存储器耦合，以用于执行本发明提供的相机曝光时间调整方法。

在本发明中，成像组件成像之后，可采用相机获取其成像光斑以分析成像组件的成像特点。在上述过程中，判断相机采集到成像光斑时接收到的能量值是否在设定的能量范围内，并基于判断的结果调整曝光时间。这种实施方式有利于将相机的曝光时间调整至合理值，有利于拍摄到清晰的成像光斑，提升光斑分析的准确性和可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明一实施例提供的相机曝光时间调整方法的方法流程图；

图2a是本发明另一实施例提供的相机曝光时间调整方法的方法流程图；

图2b是本发明一实施例提供的曝光时间-能量曲线示意图；

图3是本发明一实施例提供的相机曝光时间调整装置的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在现有的一种光学模组对准组装方式中，采用光源照明待对准的光学模组使其成像，再采用相机获取该待对准光学模组的成像光斑。接着，基于采集到的成像光斑的位置和大小，分析该待对准光学模组中的待组装镜片和待组装光学件是否已对准。

曝光时间是相机成像的重要参数，通常曝光时间越长，相机的感光材料接收的光子越多，拍摄到的图像越亮，反之则越暗。在基于光斑分析的光学模组对准组装方式中，采用相机对成像光斑进行采集时，若相机的曝光时间过短，则采集到的成像光斑较暗，不利于捕获成像光斑的特征；若相机的曝光时间过长，则采集到的光斑较亮，导致拍摄到的光斑失常，例如光斑边缘会出现部分像素由于曝光过度而丢失的现象，同样不利于捕获成像光斑的特征。

因此，在基于光斑分析光学模组对准组装方式中，为提升光斑分析的可靠性以及准确性，需要将光斑的亮度和清晰度保持在一个合理的范围内，进而需要对相机的曝光时间进行控制。

有鉴于此，本发明一实施例提供一种相机曝光时间调整方法，如图1所示，该方法包括：

步骤101、控制相机以第一曝光时间采集成像组件的成像光斑。

步骤102、获取所述相机采集所述成像光斑时接收到的能量值。

步骤103、若所述能量值不在设定的能量范围内，则根据所述能量值与所述能量范围的关系，对所述第一曝光时间的时长进行调整以更新所述第一曝光时间。

相机对某一对象进行拍摄时，入射光以光子的形式落在相机内感光元件的像素阵列上，每一个光子的能量被感光元件吸收后发生反应，产生一个电子。本实施例中所述的相机采集成像光斑时接收到的能量值，指的是相机内的感光元件在拍摄成像光斑时，相机内感光元件所吸收的光能量值。该光能量值与成像组件的成像亮度以及相机的曝光时间有关。因而，在本实施例中，可在保证成像组件的成像亮度不变的情况下，将相机采集成像光斑时接收到能量值作为参考来调整相机的曝光时间。

其中，第一曝光时间，指的是相机的快门从打开到关闭所经历的时间。曝光时间决定了相机拍摄到的成像光斑的质量。当第一曝光时间在合理范围内时，相机能够拍摄到质量较佳的成像光斑，质量较佳的成像光斑有利于进行光斑大小以及质心坐标的分析计算。上述相机拍摄到质量较佳的成像光斑时，相机内的感光元件接收到的光能量值对应的范围，可作为所述设定的能量范围，以用于判断相机的曝光时间是否合理。

若相机采集成像光斑时接收到的能量不在设定的能量范围内，则说明第一曝光时间不合理，此时对第一曝光时间进行更新。基于更新后的第一曝光时间，相机继续对成像光斑进行采集。接着根据相机采集成像光斑时接收到的能量判断是否继续调整第一曝光时间的时长。也就是说，本实施例中对相机的第一曝光时间的调整过程是一个循环执行的过程，具体循环过程参考步骤101-103的记载。当相机采集成像光斑时接收到的能量值在设定的能量范围内时，循环结束。

在本实施例中，成像组件成像之后，可采用相机获取其成像光斑以分析成像组件的成像特点。在上述过程中，判断相机采集到成像光斑时接收到的能量值是否在设定的能量范围内，并基于判断的结果调整曝光时间。这种实施方式有利于将相机的曝光时间调整至合理值，有利于拍摄到清晰的成像光斑，提升对光斑大小及质心计算的准确性。

本发明的上述或下述实施例适用于以CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)/CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)为感光元件的相机。以下部分将结合图2a，以一个具体的可选实施例对本发明提供的相机曝光时间调整方法进行具体说明。

图2a为本发明另一实施例提供的相机曝光时间调整方法的方法流程图，如图2a所示，该方法包括：

步骤201、控制相机以第一曝光时间采集成像组件的成像光斑。

步骤202、获取所述相机采集所述成像光斑时接收到的能量值。

步骤203、判断所述能量值是否在设定的能量范围内，若为是，则执行步骤204；若为否，则执行步骤205。

步骤204、将所述第一曝光时间作为所述相机采集所述成像光斑的最佳曝光时间。

步骤205、判断所述能量值高于所述能量范围的上限值或低于所述能量范围的下限值；若高于所述能量范围的上限值，则执行步骤206；若低于所述能量范围的下限值，则执行步骤207。

步骤206、以设定步长降低所述第一曝光时间的时长，并执行步骤201。

步骤207、以所述设定步长增加所述第一曝光时间的时长，并执行步骤201。

可选的，光学模组对准组装中所采用的光斑检测装置中，成像组件包含的物方光源为多色的彩色光源。成像组件包含的多个光学模组分别对彩色光源成像可得到不同颜色的光斑，进而相机可对多个光学模组的成像光斑进行采集分析，以最终实现同时对多个光学模组进行对准组装。

在这种应用场景中，用于拍摄成像光斑的相机需要具有较高的彩色图像采集能力。本实施例中，可选的，为使得彩色的成像光斑在相机上具有较好的成像效果，选择为色深为14位的相机对成像光斑进行采集。

在步骤202中，被拍摄对象经相机的镜头聚焦至相机的感光元件，例如CCD/CMOS芯片上时，感光元件可根据光的强弱以及光子的数量积累相应比例的电荷，并形成图像信号输出。因此，本步骤中，可通过获取相机输出的图像信号的强度来获取所述相机采集所述成像光斑时接收到的能量值。

在步骤203中，曝光时间和能量值之间的关系可如图2b的曲线所示。在图2b中，横轴表示曝光时间，单位为ms，纵轴表示能量值，E表示理想最佳能量值，d表示最佳能量值可允许上下浮动的误差，E±d表示最佳能量对应的能量范围。应当理解，相机采集到的能量的大小可量化为灰度值的大小。例如，相机采集到的能量越高，对应的图像亮度越亮，相应像素点的灰度值也越高。基于此，本发明的上述或下述实施例中可以采用灰度值的大小来表示相机采集所述成像光斑时接收到的能量值的大小，采用像素的灰度值的范围来表示能量范围。

可选的，当相机的色深为14位时，可设置E＝10000,d＝50，也就是说相机对应的能量范围可以为10000±500内。当相机采集成像光斑时接收到的能量值在[9500，10500]内时，采集到的成像光斑的质量较高。

在步骤204中，当相机采集成像光斑时接收到的能量值在能量范围，例如[9500，10500]内时，可认为相机此时的曝光时间在合理范围内，可将该曝光时间作为相机采集成像光斑的最佳曝光时间。后续针对成像光斑进行采集时，可基于该最佳曝光时间进行采集，以提升成像光斑的质量，提升对光斑大小及质心计算的准确性，提高光学模组的对准精度。

在步骤205-步骤207中，当相机采集成像光斑时接收到的能量值在能量范围之外，例如小于9500或大于10500时，可确定第一曝光时间的设置是不合理的。此时，可对第一曝光时间进行调整。可选的，针对高于能量范围的上限值，例如大于10500的情况，则认为曝光时间过长，此时需要降低第一曝光时间的时长。针对低于能量范围的下限值，例如小于9500的情况，则认为曝光时间过短，此时应增加第一曝光时间的时长。可选的，第一曝光时间的降低或增加的步长为经验值，可根据实际的能量值进行设定，本实施例不做限制。

在调整第一曝光时间之后，可继续执行步骤201，以调整后的第一曝光时间继续对成像光斑进程采集，不赘述。需要说明的是，在本实施例中，每一次以更新的第一曝光时间采集成像光斑时，需控制成像组件的成像亮度不变，以确保获取到的能量值的可靠性。

在本实施例中，采用相机获取成像组件的成像光斑以分析成像组件的成像特点时，基于相机采集到成像光斑时接收到的能量值来调整相机的曝光时间，有利于拍摄到清晰的成像光斑，提升对光斑大小及质心计算的准确性，并有利于最终提升光学模组对准组装的精度。

需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上描述了相机曝光时间调整方法的可选实施方式，如图3所示，实际中，该相机曝光时间调整方法可通过相机曝光时间调整装置实现，如图3所示，该装置包括：

采集模块301，用于控制相机以第一曝光时间采集成像组件的成像光斑；

能量获取模块302，用于获取所述相机采集所述成像光斑时接收到的能量值；

曝光时间确定模块303，用于若所述能量值不在设定的能量范围内，则根据所述能量值与所述能量范围的关系，对所述第一曝光时间的时长进行调整以更新所述第一曝光时间。

进一步可选地，曝光时间确定模块303还用于：在所述能量值不在设定的能量范围内时，将所述第一曝光时间作为所述相机采集所述成像光斑的最佳曝光时间。

进一步可选地，曝光时间确定模块303具体用于：若所述能量值高于所述能量范围的上限值，则以设定步长降低所述第一曝光时间的时长；若所述能量值低于所述能量范围的下限值，则以所述设定步长增加所述第一曝光时间的时长。

进一步可选地，曝光时间确定模块303还用于：在更新所述第一曝光时间时，控制所述成像组件的成像亮度不变。

上述相机曝光时间调整装置可执行本发明实施例所提供的相机曝光时间调整方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法，不再赘述。

以上描述了相机曝光时间调整装置的内部结构和功能，实际中，相机曝光时间调整装置可表现为一电子设备。如图4所示，该电子设备包括：存储器401、处理器402、输入装置403以及输出装置404。

存储器401、处理器402、输入装置403以及输出装置404可以通过总线或其他方式连接，图4中以总线连接为例。

存储器401用于存储一条或多条计算机指令，并可被配置为存储其它各种数据以支持在相机曝光时间调整设备上的操作。这些数据的示例包括用于在相机曝光时间调整设备上操作的任何应用程序或方法的指令。

存储器401可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

在一些实施例中，存储器401可选包括相对于处理器402远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至相机曝光时间调整设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

处理器402，与存储器401耦合，用于执行所述一条或多条计算机指令以用于执行图1-图2a对应的实施例所提供的方法。

输入装置403可接收输入的数字或字符信息，以及产生与相机曝光时间调整设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置404可包括显示屏等显示设备。

进一步，如图4所示，该相机曝光时间调整设备还包括：电源组件405。电源组件405，为电源组件所在设备的各种组件提供电力。电源组件可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电源组件所在设备生成、管理和分配电力相关联的组件。

上述相机曝光时间调整设备可执行本申请实施例所提供的相机曝光时间调整方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法，不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种相机曝光时间调整方法，其特征在于，包括：

在成像组件的对准组装过程中，控制相机以第一曝光时间采集所述成像组件的成像光斑；

获取所述相机采集所述成像光斑时接收到的能量值；

若所述能量值不在设定的能量范围内，则根据所述能量值与所述能量范围的关系，对所述第一曝光时间的时长进行调整以更新所述第一曝光时间；所述能量范围与所述成像光斑的亮度和清晰度关联；

若所述能量值在设定的能量范围内，则根据所述成像光斑的位置和大小，分析所述成像组件中的待组装镜片和待组装光学件是否已对准。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述能量值在设定的能量范围内，还包括：

将所述第一曝光时间作为所述相机采集所述成像光斑的最佳曝光时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述能量值与所述能量范围的关系，对所述第一曝光时间的时长进行调整，包括：

若所述能量值高于所述能量范围的上限值，则以设定步长降低所述第一曝光时间的时长；

若所述能量值低于所述能量范围的下限值，则以所述设定步长增加所述第一曝光时间的时长。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，对所述第一曝光时间的时长进行调整以更新所述第一曝光时间，还包括：

在更新所述第一曝光时间时，控制所述成像组件的成像亮度不变。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，当所述相机的色深为14位时，所述相机的所述能量范围为10000±500内。

6.一种相机曝光时间调整装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于在成像组件的对准组装过程中，控制相机以第一曝光时间采集成像组件的成像光斑；

能量获取模块，用于获取所述相机采集所述成像光斑时接收到的能量值；

曝光时间确定模块，用于若所述能量值不在设定的能量范围内，则根据所述能量值与所述能量范围的关系，对所述第一曝光时间的时长进行调整以更新所述第一曝光时间；所述能量范围与所述成像光斑的亮度和清晰度关联；若所述能量值在设定的能量范围内，则根据所述成像光斑的位置和大小，分析所述成像组件中的待组装镜片和待组装光学件是否已对准。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述曝光时间确定模块还用于：

在所述能量值在设定的能量范围内时，将所述第一曝光时间作为所述相机采集所述成像光斑的最佳曝光时间。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述曝光时间确定模块具体用于：

若所述能量值高于所述能量范围的上限值，则以设定步长降低所述第一曝光时间的时长；

若所述能量值低于所述能量范围的下限值，则以所述设定步长增加所述第一曝光时间的时长。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述曝光时间确定模块还用于：

在更新所述第一曝光时间时，控制所述成像组件的成像亮度不变。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器以及处理器；

其中，存储器用于存储至少一条计算机指令；

所述处理器与所述存储器耦合，以用于执行权利要求1-5中任一项权利要求所述的方法。

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