CN116907638A - 可识别光闪烁频率并进行同步的光传感器 - Google Patents

可识别光闪烁频率并进行同步的光传感器 Download PDF

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Abstract

一种包含光二极管、波形转换电路、像素阵列以及处理器的光传感器。光二极管检测环境光闪烁以产生弦波。波形转换电路将弦波转换为方波。处理器用于使用取样频率计数所述方波，并根据每个方波的计数值及计数周期内的多个方波的计数值变化判断是否良好地检测到环境光闪烁，并据以决定是否识别环境光的闪烁频率并调整图像帧的获取相位。

Description

可识别光闪烁频率并进行同步的光传感器
技术领域
本发明涉及一种光传感器，更特别涉及一种可识别环境光的闪烁频率并将光传感器的帧率同步于环境光的闪烁频率以消除环境光影响的光传感器。
背景技术
使用光传感器的动作检测装置是通过计算光传感器所获取的图像帧中的光强度变化来判断物体动作。然而，当此种动作检测装置在室内运作时，由于室内环境光有时是由荧光灯管所提供而因为电力系统的交流本质具有闪烁的情形，因此当光传感器的帧率不同步于环境光的闪烁频率时，则光传感器获取的图像帧的平均亮度也会出现明暗的变化，而可能导致错误判断动作的发生。环境光的闪烁频率是根据电力系统的交流频率而定。
例如参照图1所示，其显示已知光传感器相对于环境光变动获取图像帧的示意图。当光传感器在环境光最亮的时候获取图像帧1，则图像帧1的平均亮度最高；而当光传感器在环境光最暗的时候获取图像帧2，则图像帧2的平均亮度最低；图像帧3的平均亮度则介于图像帧1与图像帧2之间。图像帧1至图像帧3的强度变化会导致判断出错误的物体动作。
发明内容
有鉴于此，本发明另提供一种当良好地检测到环境光闪烁时，可识别环境光的闪烁频率并同步光传感器的帧率与环境光的闪烁频率的光传感器。
本发明提供一种光传感器，其包含独立运作的光二极管用于检测环境光的闪烁脉冲，其数位后端根据所述闪烁脉冲判断是否良好地检测到环境光的起伏，且只有在确认为良好检测到环境光时才执行同步程序。
本发明还提供一种光传感器，其相对不同的电力系统以相同帧率获取图像帧并在不同电力系统下均可消除环境光的闪烁频率的影响。
本发明提供一种包含光二极管、波形转换电路、像素阵列以及数位后端的光传感器。所述光二极管用于检测环境光闪烁以产生光信号。所述波形转换电路用于接收所述光信号并产生方波信号。所述像素阵列用于根据帧信号获取图像帧。所述数位后端用于使用取样频率计数所述方波信号，根据计数周期中每个方波信号的计数值及所述计数周期中的所有方波信号的多个计数值的一致性产生用于调整所述帧信号的激活信号，及当所述激活信号被产生时，比较所述计数周期中的最后一个方波信号的计数值与至少一计数阈值以判断所述环境光闪烁的频率是第一频率或是第二频率。
本发明还提供一种包含光二极管、波形转换电路、像素阵列以及数位后端的光传感器。所述光二极管用于检测环境光闪烁以产生光信号。所述波形转换电路用于接收所述光信号并产生方波信号。所述像素阵列用于根据帧信号获取图像帧。所述数位后端用于在计数周期中计数每个方波信号的计数值；当判断所述每个方波信号的所述计数值介于两个预定阈值之间，且所述计数周期中的所有方波信号的多个计数值中的最大计数值与最小计数值的差值介于预设范围时，判断所述环境光闪烁的频率是第一频率或是第二频率；及当判断并非所述计数周期中的所述每个方波信号的所述计数值均介于所述两个预定阈值之间，或所述多个计数值的所述最大计数值与所述最小计数值的所述差值超出所述预设范围时，不判断所述环境光闪烁的频率是所述第一频率或是所述第二频率。
为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，详细说明如下。此外，于本发明的说明中，相同的构件以相同的符号表示，于此合先述明。
附图说明
图1是已知光传感器相对环境光变动获取图像帧的示意图；
图2是本发明实施例的光传感器的方框图；
图3A至图3B是本发明某些实施例的光传感器的运行示意图；
图4A至图4B是本发明其他实施例的光传感器的运行示意图；及
图5是本发明其他实施例的光传感器的运行方法的流程图。
附图标记说明
200 光传感器
21 光二极管
23 波形转换电路
25 像素阵列
27 数位后端
271 频率产生器
具体实施方式
本发明的光传感器适用于在具有闪烁频率的时变环境光下操作。当能够良好地检测到环境光闪烁时，才进行图像帧与闪烁频率的同步，以消除错误判断动作的情形。同时，为了减少进行无谓的调整，当无法良好地检测到环境光闪烁时，并不进行同步机制。本发明中，是否良好地检测到环境光闪烁是根据预定期间中检测到的环境光周期变化的稳定性来判断。
请参照图2所示，其为本发明实施例的光传感器200的方框示意图。光传感器200可内建于各式用于进行动作检测或导航的照相机或摄影机。光传感器200包含光二极管21、波形转换电路23、像素阵列25以及数位后端27，其中该数位后端27包含频率产生器271用于产生频率信号，例如产生64千赫的频率，但不限于此，其数值根据不同应用而定。
光二极管21用于检测环境光闪烁以产生并输出弦波信号。可以了解的是，当环境光不会闪烁，光二极管21不会输出弦波信号。一种实施方式中，光二极管21是位于像素阵列25以外的独立元件。另一种实施方式中，光二极管21为像素阵列25的至少一个像素，例如像素阵列25的至少一个边缘像素，但不限于边缘像素。当光二极管21由多个像素组成时，其输出则为所述多个像素的输出生数据(raw data)的总和或平均，该总和或平均例如由像素阵列25的电路计算。
波形转换电路23电性连接光二极管21，用于将所述弦波信号转换为方波信号，其具有方波周期PFL，例如参照图3A及图3B。当光二极管21良好地检测到荧光灯管的光变化时，方波周期PFL例如大约是1/100秒或1/120秒。本发明的波形转换电路23可使用已知的弦波-方波(sine-to-square)波形转换电路。例如，一种常用的弦波-方波的转换技术是将交流弦波的波形提供至CMOS反向器或提供至比较器的一个输入端，但不限于此。本发明中，方波信号可用于评定在计数周期中是否良好地检测到环境光闪烁，例如图3A显示有良好的计数周期而图3B显示有良好及不良的计数周期。
像素阵列25例如是CMOS图像传感器的像素阵列，并包含多个像素电路。像素阵列25用于根据帧信号(frame tick)获取图像帧，其中所述帧信号用于决定获取图像帧的帧周期。例如，像素阵列25相对每个帧信号获取一个图像帧，或每隔多个帧信号(例如10个，但不限于)获取一个图像帧，根据不同应用而定。
数位后端27例如是数字信号处理器(DSP)、微处理单元(MCU)或特定应用集成电路(ASIC)。数位后端27使用取样频率(例如由频率产生器271所产生)计数波形转换电路23输出的方波信号，并根据一个计数周期中每个方波信号的计数值及所述计数周期中的所有方波信号的多个计数值的一致性(consistency)，产生用于调整所述帧信号的激活信号。本发明中，一个计数周期包含多个方波信号，以在预定期间(例如计数周期)中评价是否良好地检测到环境光闪烁。例如，当一个计数周期配置为100个(相对50赫兹的交流电力系统)或120个(相对60赫兹的交流电力系统)方波信号的方波周期PFL时，所述预定期间为1秒，但并不以此为限。所述方波周期的长度可手动选择，例如通过按压按键或通过人机接口选择；或根据每个方波信号的计数值量测而得，例如相邻方波脉冲的降缘或升缘之间的计数值。
本发明中，为了说明的目的，假设电力系统的交流频率为50赫兹、频率产生器271产生64千赫的取样频率且计数周期配置为100个方波周期，例如图3A及图3B所示的N＝100，但并不限于此。其他实施方式中，对应频率产生器271的时钟频率及电力系统的交流频率，N可设置成其他数值。
请参照图3A及图3B所示，其显示本发明某些实施例的光传感器200的运作示意图，其中，图3A显示同步运作开始后的运作，例如数位后端27的调整引擎(其例如利用硬件和/或固件实现)接收到开始运作的信号(例如过按压按键或执行应用软件所产生)，例如显示信号从低位转换为高位。在同步运作开始后，光二极管21开始输出弦波信号至波形转换电路23以产生并输出方波信号至数位后端27。数位后端27在计数周期中使用取样频率计数每个方波信号以相对所述每个方波信号得到计数值。然而，光二极管21在同步运作开始前是否输出弦波信号并无特定限制。
图3B则显示检测到不良方波信号的情形，例如PFL_Failed显示不稳定的方波周期。
首先，数位后端27先判断每个计数周期中，环境光闪烁是否具有良好的一致性(consistency)，以确认是否进行帧信号调整。
当数位后端27判断一个计数周期(例如图3A的第一个计数周期)中的方波信号具有高一致性，则在下一个计数周期(例如图3A的第二个计数周期)产生激活信号以在所述下一个计数周期调整帧信号的相位(即在相同AC电力频率下微调帧周期)，以使得像素阵列25获取图像帧同步于环境光闪烁。例如，图3A中显示每个计数周期均良好地检测到环境光闪烁，因此在第二个及第三个计数周期均产生激活信号。
图3A中，第一个计数周期之前没有计数结果，因此数位后端27在其内不产生激活信号也不进行同步调整，例如显示为OFF。更详言之，本发明并不在改变调整引擎的信号高低位时直接开始同步机制。
当数位后端27判断一个计数周期中的方波信号具有低一致性，则在所述一个计数周期的下一个计数周期不产生激活信号，也不在所述下一个计数周期进行图像帧与环境光闪烁之间的同步。例如，图3B中显示第二个计数周期中没有良好地检测到环境光闪烁，因此在第三个计数周期并未产生激活信号。本发明中，激活信号的升缘配置成与前一个计数周期的最后一个方波信号的降缘同相位。激活信号除了用于控制是否进行图像帧与环境光闪烁的同步，还可作为参考信号和帧信号的比对基础。
本发明中，数位后端27通过两个条件判断方波信号的一致性的高低。第一个条件是，数位后端27判断一个计数周期中的每个方波信号的计数值是否均介于两个预定阈值之间。如前所述，当数位后端27是以64千赫的取样信号计数100赫兹的方波信号时，理想状况下一个方波信号应包含640个计数。本发明中，第一阈值例如配置为64千赫/90赫兹＝711；而第二阈值例如配置为64千赫/110赫兹＝581。根据不同的灵敏度要求，第一阈值及第二阈值可设定较高或较低，上述数值仅用以说明而并非用以限定本发明。
第二个条件是，数位后端27判断一个计数周期中的全部计数值(例如图3A及图3B显示为N＝100)中的最大计数值与最小计数值的差值介于预设范围。例如，当该预设范围设定为640的±1％时，则所述预设范围为6个计数值。同理，根据不同的灵敏度要求，预设范围可设定为较宽或较窄。
本发明中，当数位后端27判断一个计数周期中的每个方波信号的计数值均介于两个预定阈值(例如上述的581及711)之间，且所述一个计数周期中的所有计数值中的最大计数值与最小计数值的差值介于预设范围(例如6个计数值)时，则表示具有高一致性而在所述一个计数周期的下一个计数周期产生激活信号以同步图像帧与环境光闪烁。另一种实施方式中，当数位后端27判断所述一个计数周期中只有预定数目(例如2个，但不限于)的方波信号的计数值不介于所述两个预定阈值之间时，仍判定所述一个计数周期具有高一致性。
此外，当数位后端27判断一个计数周期中并非每个方波信号(或超出所述预定数目)的计数值均介于所述两个预定阈值之间，或所述一个计数周期中的所有计数值的最大计数值与最小计数值的差值超出所述预设范围时，则表示具有低一致性而在所述一个计数周期的下一个计数周期不产生所述激活信号且不同步图像帧与环境光闪烁。
例如，图3A的第二个及第三个计数周期及图3B的第一个及第二个计数周期均进行同步程序(例如显示ON)而图3B的第三个计数周期不进行同步程序(例如显示OFF)。
在方波信号的一致性判断结束后，数位后端27才进行同步机制。
数位后端27另外在每个计数周期可选择产生一个参考信号，图3A及图3B显示该参考信号的升缘与同一个计数周期的第一个方波信号的升缘同相位。当数位后端27判断一个计数周期的方波信号具有高一致性，则计算参考信号与同一个计数周期(即所述一个计数周期的下一个计数周期)的第一个帧信号之间的时间偏移|T1-T2|，以根据该时间偏移|T1-T2|调整所述下一个计数周期的第二个帧信号与所述第一个帧信号之间的第一周期P1。更详言之，时间偏移|T1-T2|表示帧信号与环境光闪烁的方波信号之间的时间差，数位后端27根据所述时间偏移|T1-T2|调整像素阵列25的取像相位，例如图3A显示第二个计数周期的第二个帧信号的取像相位被延后以同步于第二个方波信号，即N＝2。
一种实施方式中，数位后端27计算所述下一个计数周期中，参考信号与激活信号之间的第一时间差T1、所述第一个帧信号与所述激活信号之间的第二时间差T2以及计算第一时间差T1与第二时间差T2之间的差值|T1-T2|以作为所述时间偏移。如图3A的第二个计数周期所示，P1＝Ps+|T1-T2|，其中，Ps为所述下一个计数周期的所述第二个帧信号以后的帧信号的接续周期，该接续周期显示为1个所述方波信号的方波周期，例如取样频率每640次振荡产生一个帧信号。
更详言之，本发明中，数位后端27只有当一个计数周期的方波信号具有高一致性时，才调整所述一个计数周期的下一个计数周期的第一个帧信号与第二个帧信号之间的期间，亦即第一周期P1，且第二个帧信号以后的帧信号的接续周期Ps配置成等于方波周期。此外，当一个计数周期的方波信号不具有高一致性时，下一个计数周期的第一个帧信号与第二个帧信号之间的第一周期P1则配置成等于接续周期Ps，如图3B的第三个计数周期。
如前所述，像素阵列25可相对每个帧信号或每隔多个帧信号获取一个图像帧。因此，像素阵列25获取图像帧的帧周期可等于方波信号的方波周期或等于所述方波周期的倍数，其中该倍数例如为大于1的正整数，但不限于整数。如前所述，由于数位后端27是调整被计数周期之后的下一个计数周期的第二个帧信号。因此，当所述帧周期等于所述方波周期且激活信号被产生时，数位后端27调整下一个计数周期的第二个图像帧(其对应于第2个帧信号)的获取相位。然而，当所述帧周期等于所述方波周期的倍数(例如10倍)且所述激活信号被产生时，数位后端27调整下一个计数周期的第一个图像帧(其对应于第10个帧信号)的获取相位，亦即当第2个帧信号的脉冲时间被调整，其后的其他脉冲时间也同时被调整。
一种实施方式中，当参考信号的升缘与同一个计数周期的第一个方波信号的升缘同相位时，数位后端27可以不产生参考信号而直接将同一个计数周期的第一个方波信号的升缘直接作为参考信号。其他实施方式中，参考信号被产生且对应于同一个计数周期的第一个方波信号的其他相位或其他方波信号，只要在每个计数周期中与方波信号具有固定的相位关系即可。
本发明的同步程序可通过下列步骤进行检验：(1)将本发明实施例的光传感器200操作于具有固定闪烁频率的光源(例如荧光灯管)下并检查像素阵列25的帧率是否稳定的同步于所述固定闪烁频率；(2)交错的遮蔽及不遮蔽荧光灯管以在检测信号(例如前述的方波信号)中造成噪声，并确认像素阵列25的帧率是否保持稳定；如前所述，本发明只有在预定期间内良好地检测到环境光闪烁时才会执行同步程序，如果帧率在存在噪声时仍然变化，表示本发明的同步程序未正常执行；(3)关闭荧光灯管并确认像素阵列25的帧率是否维持与荧光灯管未关闭之前相同；如前所述，本发明的像素阵列25的帧率在荧光灯管关闭后应保持相同的帧率，如果帧率在荧光灯管关闭后发生变化，表示本发明的同步程序未正常执行。
可以了解的是，若取样频率不变而当环境光的闪烁频率改变时，例如从100赫兹改变为120赫兹，每个PFL的计数值及Ps的长度相应地改变。
因此，本发明还提供一种能够辨识环境光的闪烁频率(例如100赫兹或120赫兹)的光传感器，并利用上述图3A及图3B的运行方法进行图像帧与不同频率的环境光闪烁的同步。
图4A及图4B中，当信号S_50为高位而信号S_60为低位时，表示数位后端27判断环境光的闪烁频率是100赫兹；当信号S_50为低位而信号S_60为高位时，表示数位后端27判断环境光的闪烁频率是120赫兹，亦可反向为之。其他实施方式中，数位后端27可以利用至少一个比特来表示环境光的闪烁频率是100赫兹或120赫兹(或电力系统频率是50赫兹或60赫兹)，并无特定限制。
本实施例同样以图2的光传感器200来说明。
类似地，本实施例中，光二极管21检测环境光闪烁以产生光信号，例如图2所示的弦波信号。如前所述，光二极管21可与像素阵列25分离或者包含于像素阵列25的至少一个边缘像素中。波形转换电路23用于接收所述光信号并产生方波信号，例如将所述弦波信号转换为所述方波信号。像素阵列25用于根据帧信号获取图像帧。数位后端27使用频率产生器271产生的取样频率(或称时脉信号)计数所述方波信号，根据计数周期中每个方波信号的计数值及所述计数周期中的所有方波信号的多个计数值的一致性，产生用于调整所述帧信号的激活信号。
图4A显示三个计数周期，而图4B显示四个计数周期。
本实施例中，计数周期包含的方波信号的数目(即N)可根据识别出的环境光的闪烁频率调整。例如，100赫兹的闪烁频率下，每个计数周期设置100个方波信号的方波周期(即N＝100)；120赫兹的闪烁频率下，每个计数周期设置120个方波信号的方波周期(即N＝120)，但本发明并不限于此。
数位后端27判断每个计数周期中是否良好地检测到环境光闪烁的方式与上述实施例相同，例如上述的判断一个计数周期中所有计数值是否介于两个预定阈值之间，且所述计数周期中的所述所有计数值中的最大计数值与最小计数值的差值是否介于预设范围，其详细内容则不再赘述。
本实施例中，数位后端27还在判断良好地检测到环境光闪烁(其定义已说明于上)时，判断环境光的闪烁频率是第一频率或是第二频率；而在判断未良好地检测到环境光闪烁(其定义已说明于上)时，不判断环境光的闪烁频率是第一频率或是第二频率。本实施例中，所述第一频率是以100赫兹为例进行说明，而所述第二频率是以120赫兹为例进行说明。
一种实施方式中，当激活信号(如图4A及图4B显示的第三个信号)被产生(表示良好地检测到环境光闪烁)时，数位后端27比较计数周期中的最后一个方波信号(例如显示为PFLL)的计数值与至少一计数阈值PTH以判断环境光的闪烁频率是第一频率或是第二频率。另一方面，当激活信号不被产生(表示未良好地检测到环境光闪烁)时，数位后端27不比较计数周期中的最后一个方波信号PFLL的计数值与至少一计数阈值。亦即，激活信号可用作为表示数位后端27是否执行环境光的闪烁频率判断的信号。其他实施方式中，激活信号可以一个比特以上的数位值来取代。再一种实施方式中，只要数位后端27已知闪烁检测是否良好，并不必要产生任何特定信号。
本实施例中，计数阈值PTH可根据第一频率下的计数周期中每个方波信号的计数值的两个预定阈值的其中一者与第二频率下的计数周期中每个方波信号的计数值的两个预定阈值的其中一者来决定。
例如，两个预定阈值是电力系统频率的上下5％的实施方式中，100赫兹闪烁速率下的两个预定阈值可设为673个计数(相对95赫兹)及610个计数(相对105赫兹)；而120赫兹闪烁速率下的两个预定阈值可设为560个计数(相对114赫兹)及508个计数(相对126赫兹)。
一种实施方式中，计数阈值PTH设定为(610+560)/2＝585个计数。当数位后端27判断PFLL的计数值>PTH时，则判断环境光的闪烁频率是100赫兹；而当数位后端27判断PFLL的计数值<PTH或PFLL的计数值＝PTH时，则判断环境光的闪烁频率是120赫兹。
另一种实施方式中，计数阈值PTH设定为包含610个计数及560个计数两个数值。当数位后端27判断PFLL的计数值≥610时，则判断环境光的闪烁频率是100赫兹；而当数位后端27判断PFL的计数值L≤560时，则判断环境光的闪烁频率是120赫兹。
必须说明的是，计数阈值PTH的设定数值并不限于此，例如当两个预定阈值从电力系统频率的上下5％变为上下其他比例时，则相对应改变。
当数位后端27判断环境光的闪烁频率是第一频率时，每经过第一数目(例如640个)的取样频率(或频率产生器271产生的时脉)的振荡数产生一个帧信号以对应方波信号、计数周期设定为包含100个方波信号的方波周期、使像素阵列25每经过第三数目(例如10个)的帧信号产生一个图像帧。当数位后端27判断环境光的闪烁频率是第二频率时，每经过第二数目(例如533个)的取样频率的振荡数产生一个帧信号以对应方波信号、计数周期设定为包含120个方波信号的方波周期、使像素阵列25每经过第四数目(例如12个)的帧信号产生一个图像帧。藉此，光传感器200的帧率相对不同电力系统频率仍维持大致固定(除了上述针对帧周期的微调以外)。更详言之，当良好检测到环境光且帧信号周期(例如上述的P1)未被调整时，光传感器200的帧率在100赫兹及120赫兹的闪烁频率下具有大致相同的帧率。
本实施例的环境光的闪烁频率的判断，可在光传感器每次开机时自动执行、在光传感器运行时每隔预定时间(例如每隔多个计数周期)自动执行、或经使用者控制(例如按压按键或点选画面等，但不限于)来执行，并无特定限制。
此外，本实施例的环境光的闪烁频率的判断与上述同步图像帧与环境光闪烁可在相同计数周期中执行或于不同计数周期中执行。优选地，每当数位后端27判断环境光的闪烁频率相应电力系统的改变而变化时，数位后端27即在闪烁检测判断为良好的相同或不同计数周期相应执行同步图像帧与环境光闪烁的程序。
必须说明的是，虽然上述实施例中是以数位后端27比较计数周期中的最后一个方波信号(即图4A及图4B的PFLL)的计数值与至少一计数阈值PTH以判断环境光的闪烁频率为例进行说明，但本发明并不限于此。其他实施方式中，数位后端27可比较计数周期中的多个方波信号的计数值的平均与所述至少一计数阈值PTH或者比较计数周期中的多个方波信号的计数值的每一者与所述至少一计数阈值PTH以判断环境光的闪烁频率。
图4A中，由于第一个计数周期的闪烁检测为良好，数位后端27显示在第二个计数周期判断环境光的闪烁频率，但本发明并不限于此，数位后端27也可在第三个计数周期，其亦产生激活信号，判断环境光的闪烁频率。
图4B中，由于第三个计数周期的闪烁检测为良好，数位后端27是在第四个计数周期判断环境光的闪烁频率发生变化，但本发明并不限于此。当数位后端27在第一个或第二个计数周期，其亦产生激活信号，判断环境光的闪烁频率发生变化时，信号S_50及S_60则相对应地在第一个或第二个计数周期发生转态。
必须说明的是，信号S_50及S_60可在发生闪烁频率变化的计数周期的任何时间产生转态，并不限于图4A及图4B显示的与参考信号的升缘同步。
当判断环境光的闪烁频率发生变化，数位后端27则相对应改变帧信号及图像帧的产生时间点(或相位)。
本发明中，当一个计数周期的闪烁检测为不良(例如图4B的第二计数周期)时，所述一个计数周期的下一个计数周期(例如图4B的第三计数周期)则不进行频率判断也不进行同步程序。
本发明还实施例的光传感器200的运行方法，包含下列步骤：以取样频率对计数周期中与环境光闪烁相关的每个方波信号计数(步骤S51)；当所述计数表示检测良好时，比较所述计数周期中的至少一计数值与至少一计数阈值以判断闪烁频率(步骤S53)；当判断闪烁频率是第一频率时，每经过第一数目的取样频率的振荡数产生一个帧信号且每经过第三数目的帧信号产生一个图像帧(步骤S55)；以及当判断闪烁频率是第二频率时，每经过第二数目的取样频率的振荡数产生一个帧信号且每经过第四数目的帧信号产生一个图像帧(步骤S57)。
步骤S51：图4A及图4B中，每个计数周期包含N个方波信号，其是波形转换电路23转换光二极管21检测环境光闪烁产生的弦波信号所形成。
步骤S53：当良好地检测到环境光闪烁(已定义于上)时，数位后端27比较计数周期中的至少一计数值(例如PFLL，但不限于)与至少一计数阈值PTH以判断闪烁频率。当无法良好地检测到环境光闪烁时，则不进行比较。
步骤S55：若PFLL>PTH，则判断闪烁频率是第一频率(例如100赫兹)，数位后端27每经过第一数目(例如640个，但不限于)的取样频率(例如64千赫)的振荡数产生一个帧信号，以使像素阵列25每经过第三数目(例如10个)的帧信号产生一个图像帧。
步骤S57：若PFLL<PTH或PFLL＝PTH，则判断闪烁频率是第二频率(例如120赫兹)，数位后端27每经过第二数目(例如533个，但不限于)的取样频率的振荡数产生一个帧信号，以使像素阵列25每经过第四数目(例如12个)的帧信号产生一个图像帧。
藉此，可相对不同电力系统的频率以大致相同帧率(在排除针对同步程序的微调下)获取图像帧。
本发明中，PFLL也可用以表示计数周期的最后一个方波信号的计数值。
可以了解的是，本发明说明中的所有数值，例如取样频率、环境光闪烁频率、N值、各阈值、第一数目、第二数目、第三数目、第四数目等仅用于说明，而非限定本发明。
综上所述，已知的动作传感器会受到环境光闪烁的影响而可能出现错误动作判断的情形。因此，本发明另提供一种光传感器(参照图2)及其运行方法(参照图3A至图5)，其在判断良好地检测到环境光闪烁时才产生激活信号来识别环境光的闪烁频率并计算调整帧信号的相位，以进行图像帧与不同频率的环境光闪烁的同步。
虽然本发明已通过前述实例披露，但是其并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域中具有通常知识技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (20)

1.一种光传感器，该光传感器包含：
光二极管，该光二极管用于检测环境光闪烁以产生光信号；
波形转换电路，该波形转换电路用于接收所述光信号并产生方波信号；
像素阵列，该像素阵列用于根据帧信号获取图像帧；以及
数位后端，该数位后端用于
使用取样频率计数所述方波信号，
根据计数周期中每个方波信号的计数值及所述计数周期中的所有方波信号的多个计数值的一致性，产生用于调整所述帧信号的激活信号，及
当所述激活信号被产生时，比较所述计数周期中的最后一个方波信号的计数值与至少一计数阈值以判断所述环境光闪烁的频率是第一频率或是第二频率。
2.根据权利要求1所述的光传感器，其中，
所述光二极管与所述像素阵列分离，或
所述光二极管包含于所述像素阵列的至少一个边缘像素中。
3.根据权利要求1所述的光传感器，其中，
所述第一频率是100赫兹且所述计数周期包含100个所述方波信号的方波周期，及
所述第二频率是120赫兹且所述计数周期包含120个所述方波信号的方波周期。
4.根据权利要求1所述的光传感器，其中，
当所述数位后端判断所述每个方波信号的所述计数值介于两个预定阈值之间，且所述多个计数值中的最大计数值与最小计数值的差值介于预设范围时，则表示所述所有方波信号具有高一致性而产生所述激活信号，及
当所述数位后端判断并非所述每个方波信号的所述计数值均介于所述两个预定阈值之间，或所述多个计数值中的所述最大计数值与所述最小计数值的所述差值超出所述预设范围时，则表示所述所有方波信号具有低一致性而不产生所述激活信号。
5.根据权利要求1所述的光传感器，其中所述数位后端还用于：
计算参考信号与所述激活信号之间的第一时间差，
计算所述计数周期的下一个计数周期的第一个帧信号与所述激活信号之间的第二时间差，及
计算所述第一时间差与所述第二时间差之间的时间偏移，以根据该时间偏移调整所述下一个计数周期的第二个帧信号与所述第一个帧信号之间的第一周期。
6.根据权利要求5所述的光传感器，其中，
所述参考信号的升缘与所述下一个计数周期的第一个方波信号的升缘同相位；及
所述激活信号的升缘与所述计数周期的所述最后一个方波信号的降缘同相位。
7.根据权利要求5所述的光传感器，其中所述下一个计数周期的所述第二个帧信号以后的所述帧信号的接续周期配置为一个所述方波信号的方波周期。
8.根据权利要求1所述的光传感器，其中，
当所述数位后端判断所述闪烁频率是所述第一频率时，每经过第一数目的所述取样频率的振荡数产生一个帧信号，及
当所述数位后端判断所述闪烁频率是所述第二频率时，每经过第二数目的所述取样频率的振荡数产生一个帧信号。
9.根据权利要求8所述的光传感器，其中，
当所述数位后端判断所述闪烁频率是所述第一频率时，所述像素阵列每经过第三数目的所述帧信号产生一个所述图像帧，及
当所述数位后端判断所述闪烁频率是所述第二频率时，所述像素阵列每经过第四数目的所述帧信号产生一个所述图像帧。
10.根据权利要求1所述的光传感器，其中，所述数位后端还用于当所述激活信号不被产生时，不比较所述计数周期中的所述最后一个方波信号的所述计数值与所述至少一计数阈值。
11.一种光传感器，该光传感器包含：
光二极管，该光二极管用于检测环境光闪烁以产生光信号；
波形转换电路，该波形转换电路用于接收所述光信号并产生方波信号；
像素阵列，该像素阵列用于根据帧信号获取图像帧；以及
数位后端，该数位后端用于：
在计数周期中计数每个方波信号的计数值，
当判断所述每个方波信号的所述计数值介于两个预定阈值之间，且所述计数周期中的所有方波信号的多个计数值中的最大计数值与最小计数值的差值介于预设范围时，判断所述环境光闪烁的频率是第一频率或是第二频率，及
当判断并非所述计数周期中的所述每个方波信号的所述计数值均介于所述两个预定阈值之间，或所述多个计数值的所述最大计数值与所述最小计数值的所述差值超出所述预设范围时，不判断所述环境光闪烁的频率是所述第一频率或是所述第二频率。
12.根据权利要求11所述的光传感器，其中，
所述光二极管与所述像素阵列分离，或
所述光二极管包含于所述像素阵列的至少一个边缘像素中。
13.根据权利要求11所述的光传感器，其中，
所述第一频率是100赫兹且所述计数周期包含100个所述方波信号的方波周期，
所述第二频率是120赫兹且所述计数周期包含120个所述方波信号的方波周期。
14.根据权利要求11所述的光传感器，其中所述数位后端还产生激活信号以控制是否执行判断所述环境光闪烁的频率。
15.根据权利要求14所述的光传感器，其中所述数位后端还用于：
计算参考信号与所述计数周期的下一个计数周期的第一个帧信号之间的时间偏移，以根据该时间偏移调整所述下一个计数周期的第二个帧信号与所述第一个帧信号之间的第一周期。
16.根据权利要求15所述的光传感器，其中，
所述参考信号的升缘与所述下一个计数周期的第一个方波信号的升缘同相位；及
所述激活信号的升缘与所述计数周期的最后一个方波信号的降缘同相位。
17.根据权利要求15所述的光传感器，其中所述下一个计数周期的所述第二个帧信号以后的所述帧信号的接续周期配置为一个所述方波信号的方波周期。
18.根据权利要求11所述的光传感器，其中，所述数位后端用于比较所述计数周期中的最后一个方波信号的计数值与至少一计数阈值以判断所述环境光闪烁的频率。
19.根据权利要求11所述的光传感器，其中，
当所述数位后端判断所述闪烁频率是所述第一频率时，每经过第一数目的所述取样频率的振荡数产生一个帧信号，及
当所述数位后端判断所述闪烁频率是所述第二频率时，每经过第二数目的所述取样频率的振荡数产生一个帧信号。
20.根据权利要求19所述的光传感器，其中，
当所述数位后端判断所述闪烁频率是所述第一频率时，所述像素阵列每经过第三数目的帧信号产生一个所述图像帧，
当所述数位后端判断所述闪烁频率是所述第二频率时，所述像素阵列每经过第四数目的帧信号产生一个所述图像帧。
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