CN1624566A - 闪光灯强度调整系统与方法 - Google Patents

Abstract

一种用于影像撷取装置中的闪光灯强度调整系统。该闪光灯强度调整系统包含控制模块及强度计算模块。控制模块是在该对焦模块完成焦距调整后，产生一第一影像感测信号至该感光元件，以触发该感光元件感测该外部影像而产生一第一感光资料；接着产生一预闪信号至该闪光灯，使闪光灯以固定的第一功率发出闪光；上述动作完成后产生一第二影像感测信号至该感光元件以触发该感光元件感测在该第一功率造成的闪光下的该外部影像而产生一第二感光资料。强度计算模块根据第一感光资料及第二感光资料，进行闪光灯强度计算而获得第二功率。闪光灯根据第二功率发出闪光，使影像撷取装置撷取在第二功率所造成的闪光下，获得主体闪光灯曝光最佳化的外部影像。

Description

闪光灯强度调整系统与方法

技术领域

本发明涉及一种闪光灯强度调整系统与方法，特别是关于一种可针对对焦主体进行闪光灯强度调整的系统与方法。

背景技术

习知的影像撷取装置在进行环境光源较暗的影像撷取时，会利用闪光灯来进行亮度补强。但早期闪光灯所输出的光强度为固定，即不论周遭光源强或弱、影像的距离远或近，都发出一定强度的光。因此，固定强度的闪光使得撷取影像的明亮度以及对比度往往并非如使用者预期般的有良好的闪光效果。

随着技术的发展，演变出具有强度调整的闪光灯装置。早期强度调整装置是于影像撷取装置的快门按下之前，先利用闪光灯进行一次预闪。接着由一光耦合器撷取预闪当时影像反馈的光强度，再配合内部的逻辑电路计算出适合的闪光灯强度。闪光灯则依照计算得出的强度发出闪光。光耦合器反馈与闪光灯预闪是在同一时间内进行，闪光灯必须持续发光直到光耦合器内累积电荷(正比于光量)达到一固定量。如此一来，闪光灯就可以配合周遭光源的强弱来发出不同强度的闪光，使得撷取影像的效果比先前不具光耦合器的闪光灯进步许多。但是上述的闪光灯强度调整装置是配合价格昂贵的光耦合器，因此售价高昂。另外，光耦合器是针对整个取景的环境进行闪光强度分析，且分析的重点在于整体取景的中心位置的闪光效果是否正确。因此当撷取的主体(后称对焦主体)于撷取影像时对于非位于整体取景的中心点时，则对焦主体所获的闪光效果仍不理想。

目前时代己演进至数字影像撷取装置的时代，由于数字影像撷取装置内具有一感光元件，本身即具有感测被撷取影像的光强度的功能。因此在数字影像撷取的时代，习知闪光灯强度调整装置中的光耦合器便不需存在。而在数字影像撷取装置中所采用的闪光灯强度调整的系统及方法，目前有两件美国专利加以揭露，其一是美国专利第6,151,073号(后简称，073专利)，其二是美国专利第5,345,203号(后简称，203专利)。

请参阅图1，图1是习知闪光灯强度调整方法流程图。在习知影像撷取装置的设计中，通常包含一取像按键50。取像按键50设计有三个按压位置，S0为无按压状态、S1为按压一半状态、S2则为全压状态。取像按键50处在S0位置时，代表影像撷取装置为待机状态，不进行任何动作。当取像按键50被按压至S1位置，则习知影像撷取装置将进行对焦。当按压至S2位置时，习知影像撷取装置将发出闪光(视情况所需)并同时撷取影像。习知的闪光灯强度调整方法，则是先利用按压至S1位置时将对焦主体进行对焦。对焦完毕后，则视情况重新再次取景或保持原景，并于取景完成后完全按下取像按键至S2位置。此时，闪光灯开始进行闪光灯的强度调整，并于调整后发出闪光的同时进行影像撷取。综合以上所述，可将习知的闪光灯强度调整方法整理如下所列步骤；

步骤S10：开始。

步骤S12：按压取像按键50至S1位置以进行对焦主体的对焦动作。

步骤S14：重新取景(或保持原景)，并按压取像按键50至S2位置。

步骤S18：进行闪光灯强度调整。

步骤S20：发出调整后的闪光并撷取影像。

在闪光灯强度调整步骤方面，073专利是先由闪光灯进行两次闪光灯预闪。感光元件则分别在两次预闪中感测当时的被撷取影像的光强度，并据以分析而得在预定强度上闪光灯相对应需要的发光强度。203专利则是将两次预闪修改为一次预闪、一次在未闪光下直接感测被撷取影像。上述两件专利所揭露的技术，改善了不具闪光灯强度调整系统以及光耦合器昂贵等问题，但由于仍是在撷取影像前才针对整个被撷取影像进行闪光强度调整，因此当取景时对焦主体并非位于中心位置时，主体所获得的闪光效果仍然不佳。举例来说，当欲拍摄一人像时，则对焦主体为人体，因此会先对人体进行对焦。但为了整体撷取影响美观，可能会将人体并非摆放于对焦时的对焦点，而有所偏移。此时，由于习知闪光灯强度调整是针对整个取景进行强度调整，因此，调整后的闪光强度可能是适合于周围的景物，而人体所获得的闪光效果并非最佳。

发明内容

因此，本发明的一目的是提供一种闪光灯强度调整系统，可以适当的针对被撷取影像以及周遭光源调整闪光灯的强度，改善习知技术仅具有固定闪光强度的问题。

本发明的另一目的是提供一种闪光灯强度调整系统，应用在数字影像撷取装置中，以取代应用光耦合器的习知技术，有效降低成本。

本发明的另一目的是提供一种闪光灯强度调整系统，可以适当的针对被撷取影像的对焦主体以及周遭光源调整闪光灯的强度，改善习知技术仅针对整体撷取影像进行强度调整的问题，使对焦主体的闪光效果最佳化。

本发明的上述目的是由如下技术方案来实现的。

一种应用于一影像撷取装置中的闪光灯强度调整系统，该影像撷取装置包含一闪光灯、一感光元件以及一对焦模块，该闪光灯用以发出多种强度的闪光，该感光元件用以感测一外部影像的感光强度，该对焦模块用以对该外部影像中一对焦主体进行焦距调整，该闪光灯强度调整系统的特征是包含：

一控制模块，用以在该对焦模块完成焦距调整后，产生一第一影像感测信号至该感光元件以触发该感光元件感测该外部影像而产生一第一感光资料；

产生一预闪信号至该闪光灯，使该闪光灯以一第一功率发出闪光；以及

产生一第二影像感测信号至该感光元件以触发该感光元件感测在该第一功率造成的闪光下的该外部影像而产生一第二感光资料；以及

一强度计算模块，用以根据该第一感光资料、该第二感光资料以及该第一功率，进行一闪光灯强度计算程序而获得一第二功率；

其中当该影像撷取装置撷取该外部影像时，该闪光灯根据该第二功率发出闪光。

所述的闪光灯强度调整系统，其特征是：该对焦模块是设置至少一对焦点。

所述的闪光灯强度调整系统，其特征是：在进行焦距调整时，该对焦主体位于该对焦模块的该对焦点，当该影像撷取装置撷取外部影像时，该对焦主体则非位于该对焦点。

所述的闪光灯强度调整系统，其特征是：该感光元件是包含多个画素，以感测该外部影像所感受的光强度。

所述的闪光灯强度调整系统，其特征是：该第一感光资料是该对焦主体于未预闪时被该感光元件所感测的光强度，该第二感光资料是该对焦主体于预闪后被该感光元件所感测的光强度。

所述的闪光灯强度调整系统，其特征是：该强度计算模块是比较该第一感光资料以及该第二感光资料而获得一比值。

所述的闪光灯强度调整系统，其特征是：该强度计算模块是藉由该比值推算该闪光灯发出一理想强度的闪光时所需的该第二功率。

所述的闪光灯强度调整系统，其特征是：该感光元件是采用由一电耦合元件、一互补金属氧化物半导体以及一光耦合器所组成的群组中一元件。

本发明还提供一种应用于一影像撷取装置中的闪光灯强度调整方法，该影像撷取装置包含一闪光灯、一感光元件以及一对焦模块，该闪光灯用以发出多种强度的闪光，该感光元件用以感测一外部影像的感光强度，该外部影像包含一对焦主体，该对焦模块用以对该对焦主体进行焦距调整，该闪光灯强度调整方法的特征是包含：

在完成焦距调整后，感测该外部影像而产生一第一感光资料；

以一第一功率发出闪光；

感测在该第一功率造成的闪光下的该外部影像，进而产生一第二感光资料：以及

根据该第一感光资料以及该第二感光资料，进行一闪光灯强度计算程序而获得一第二功率；以及

根据该第二功率发出闪光，并撷取在该第二功率造成的闪光下的该外部影像。

所述的闪光灯强度调整方法，其特征是：在进行焦距调整时，该对焦主体位于该对焦模块的一对焦点，当该影像撷取装置撷取外部影像时，该对焦主体则非位于该对焦点。

所述的闪光灯强度调整方法，其特征是：该感光元件包含多个画素以感测该外部影像所感受的光强度。

所述的闪光灯强度调整方法，其特征是：该第一感光资料是该对焦主体于未预闪时被该感光元件所感测的光强度，该第二感光资料是该对焦主体于预闪后被该感光元件所感测的光强度。

所述的闪光灯强度调整方法，其特征是：该闪光灯强度计算程序是比较该第一感光资料以及该第二感光资料而获得一比值。

所述的闪光灯强度调整方法，其特征是：该闪光灯强度是藉由该比值推算该闪光灯发出一理想强度的闪光时所需的该第二功率。

本发明的优点在于：

本发明是针对在对焦时进行闪光灯强度的控制，因此闪光灯的强度可以调整至最适合对焦主体状态，相较于习知技术是于撷取影像时进行闪光灯强度控制，明显具有较佳的闪光效果。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1是习知闪光灯强度调整方法流程图。

图2是本发明影像撷取装置及外部影像的示意图。

图3是第一感光资料以及第二感光资料的直方图分析示意图。

图4是本发明闪光强度调整方法的流程图。

具体实施方式

请参阅图2，图2是本发明影像撷取装置10及外部影像20的示意图。本发明是揭露一种影像撷取装置10，用以撷取一外部影像20。外部影像20包含一对焦主体210，影像撷取装置10则包含一感光元件102、一闪光灯104、一对焦模块106、一取像按键108(图2中未显示)、以及一闪光灯强度调整系统110。

感光元件102，如电耦合元件(Charge Couple Device，CCD)、互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)等，是具有感测外界光线的能力，因此可撷取外部影像20。如在传统模拟影像撷取装置中的应用，则感光元件是采用前述的光耦合器。闪光灯104是当外界光源不足时，用以发出多种强度的闪光以补强外界光源。

对焦模块106，用以针对对焦主体210进行焦距调整，以避免外部影像20经影像撷取装置10撷取后模糊不清。取像按键108则设置有S0、S1、S2三个按压位置，S0为无按压状态、S1为按压一半状态、S2则为全压状态。该取像按键处在S0位置时，代表影像撷取装置为待机状态，不进行任何动作。当该取像按键被按压至S1位置，则影像撷取装置将进行对焦。当按压至S2位置时，数字影像撷取装置将发出闪光(视情况所需)并同时撷取影像。影像撷取装置10的对焦模块106所采用的对焦模式有中心点对焦以及多点对焦等多种模式。中心点对焦即是利用整体取景的中心点进行对焦；如果为多点对焦，则是在整体取景中列出许多对焦点，由使用者选择欲对焦的点后再进行对焦。以下实施例是采用中心点对焦方式。

本发明的重点则在于闪光灯104的强度调整系统110，其包含了一控制模块112以及一强度计算模块114。本发明和习知技术的一个不同之处，在于习知技术是于撷取影像时进行闪光灯的强度调整(取像按键是处于S2位置)，而本发明则是在进行对焦时，进行闪光灯的强度调整(取像按键处于S1位置)。因此，本发明是在使用者利用影像撷取装置10对对焦主体采取对焦动作时，也就是由对焦模块106向对焦主体210进行对焦(或称焦距调整)时加以进行。控制模块112在对焦模块106完成焦距调整后，产生一第一影像感测信号至感光元件102以触发感光元件102感测外部影像20而产生一第一感光资料。由于感光元件102是可进一步分为多个画素以感测外部影像20，因此便可针对每一画素所感测的光强度资料(即第一感光资料)传送至强度计算模块114，经过统计分析后而获得外部影像20在未闪光时的每一画素光强度的直方图分析(Histogram)。

接着控制模块112产生一预闪信号至闪光灯104，使闪光灯104以一第一功率发出闪光。此第一功率为预设的闪光强度，可设计为功率较低的闪光以降低数字影像撷取装置10的耗电量。在产生预闪信号的同时，也产生一第二影像感测信号至感光元件102以触发感光元件102感测在第一功率所造成的闪光下的外部影像20。同理，感光元件102中每一画素所感测的光强度资料，即一第二感光资料，将送至强度计算模块114统计分析成在预闪时每一画素的光强度的直方图分析。

请参阅图3，图3是第一感光资料以及第二感光资料的直方图分析示意图。强度计算模块114，则根据该第一感光资料、该第二感光资料以及该第一功率，进行闪光灯强度计算程序而获得第二功率。图3中仅是举一模拟数据以解释本发明，其中横轴代表画素的感光强度，而纵轴则为具有相同感光强度的画素数量。在直方图分析中，由于本发明是先针对对焦主体进行对焦的同时进行预闪，因此画素分布最多的强度即是对焦主体所感受的光强度。本发明的强度计算程序，是预先设定闪光灯强度的一理想区域，并于该理想区域内设定一理想强度。比较第一感光资料、第二感光资料的直方图以及理想强度后，再根据闪光灯104发出预闪时所消耗的第一功率、预闪前的感光强度和预闪后的感光强度两者间的比率A、以及预闪后的感光强度和理想强度两者间的比率B，即可外插得出闪光灯104发出该第二强度的闪光时所需的第二功率。闪光灯将根据该第二功率，当使用者完全按下快门后，闪光灯即发出相对应第二功率的闪光。由于此一功率所发出的闪光将使对焦主体具有理想的感光强度，因此即使对焦主体此时并非位于对焦点的位置，影像撷取装置所撷取的影像中，对焦主体210仍能获得理想的闪光效果。

由于使用者利用影像撷取装置进行对焦后到进行影像撷取间可能经过一段时间，因此本发明可外加一存储器，以记录该第二功率。以当使用者只要并未重新进行对焦，则可以此记录的第二功率于影像撷取前发出闪光，使对焦主体仍能获得最佳的闪光效果。此外，控制模块以及强度计算模块可以是外加于影像撷取装置中的逻辑电路，亦可将影像撷取装置中既有的逻辑电路加以改装，使其具有上述控制模块以及强度计算模块的功能。

在此强调一点，上述直方图分析为本发明的最佳具体实施例，然强度计算模块计算方式将不受此限。在本发明的其他具体实施例中，亦可应用直接感测对焦点所反馈的光强度，来进行分析，而获得最适合对焦主体的光强度。

此外，上述实施例是以中央点对焦的方式加以阐述。如果对焦模块是采用多点对焦的方式，则步骤亦相同。本发明强调的重点在于：利用对焦模块所设置的对焦点来进行对焦主体的对焦动作，于此同时，对对焦主体进行闪光灯的强度调整。因此在撷取影像时，不论对焦主体是否位于原先对焦点的位置，对焦主体都会获得最好的闪光效果。

接着详述本发明在整个撷取影像过程中，进行对焦时同时进行闪光强度控制，以和习知技术作一明显区隔。请参阅图4，图4是本发明闪光强度调整方法的流程图。综合以上所述，可将本发明的步骤整理如下：

步骤S30：对外部影像20的对焦主体210进行对焦(取像按键108按压于S1位置)。

步骤S32：感光元件102感测外部影像20而产生一第一感光资料。

步骤S34；闪光灯104以一第一强度发出闪光。

步骤S36：感光元件102感测在第一强度闪光下的外部影像20而产生一第二感光资料。

步骤S38：强度计算模块114根据该第一感光资料以及该第二感光资料，进行一闪光灯强度计算程序而获得一第二强度。

步骤S39：重新取景或保持原景，并按压取像按键至S2位置。

步骤S40：闪光灯104根据该第二强度发出闪光，影像撷取装置则撷取在该第二强度闪光下的外部影像20。

由于习知技术是在取像按键位于S2位置的同时进行闪光灯的强度调整，而熟习此技艺者皆知，习知技术的感光元件撷取的是拍照时的整个外部影像的感光分布，因此对应调整的将是整个外部影像。如果对焦主体(亦即拍摄主体)并非未于取景的正中央或是上述的对焦点中，则对焦主体获得的闪光效果并非最佳。

针对此一缺点，本发明乃在对焦主体进行对焦的同时，进行闪光灯的强度调整，之后再取景。因此，闪光效果针对对焦主体调整，较习知技术针对整个外部影像调整，将具有较好的闪光效果。

藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (14)

1、一种应用于一影像撷取装置中的闪光灯强度调整系统，该影像撷取装置包含一闪光灯、一感光元件以及一对焦模块，该闪光灯用以发出多种强度的闪光，该感光元件用以感测一外部影像的感光强度，该对焦模块用以对该外部影像中一对焦主体进行焦距调整，该闪光灯强度调整系统的特征是包含：

一控制模块，用以在该对焦模块完成焦距调整后，产生一第一影像感测信号至该感光元件以触发该感光元件感测该外部影像而产生一第一感光资料；

产生一预闪信号至该闪光灯，使该闪光灯以一第一功率发出闪光；以及

产生一第二影像感测信号至该感光元件以触发该感光元件感测在该第一功率造成的闪光下的该外部影像而产生一第二感光资料；以及

一强度计算模块，用以根据该第一感光资料、该第二感光资料以及该第一功率，进行一闪光灯强度计算程序而获得一第二功率；

其中当该影像撷取装置撷取该外部影像时，该闪光灯根据该第二功率发出闪光。

2、根据权利要求1所述的闪光灯强度调整系统，其特征是：该对焦模块是设置至少一对焦点。

3、根据权利要求2所述的闪光灯强度调整系统，其特征是：在进行焦距调整时，该对焦主体位于该对焦模块的该对焦点，当该影像撷取装置撷取外部影像时，该对焦主体则非位于该对焦点。

4、根据权利要求1所述的闪光灯强度调整系统，其特征是：该感光元件是包含多个画素，以感测该外部影像所感受的光强度。

5、根据权利要求4所述的闪光灯强度调整系统，其特征是：该第一感光资料是该对焦主体于未预闪时被该感光元件所感测的光强度，该第二感光资料是该对焦主体于预闪后被该感光元件所感测的光强度。

6、根据权利要求3所述的闪光灯强度调整系统，其特征是：该强度计算模块是比较该第一感光资料以及该第二感光资料而获得一比值。

7、根据权利要求5所述的闪光灯强度调整系统，其特征是：该强度计算模块是藉由该比值推算该闪光灯发出一理想强度的闪光时所需的该第二功率。

8、根据权利要求1所述的闪光灯强度调整系统，其特征是：该感光元件是采用由一电耦合元件、一互补金属氧化物半导体以及一光耦合器所组成的群组中一元件。

9、一种应用于一影像撷取装置中的闪光灯强度调整方法，该影像撷取装置包含一闪光灯、一感光元件以及一对焦模块，该闪光灯用以发出多种强度的闪光，该感光元件用以感测一外部影像的感光强度，该外部影像包含一对焦主体，该对焦模块用以对该对焦主体进行焦距调整，该闪光灯强度调整方法的特征是包含：

在完成焦距调整后，感测该外部影像而产生一第一感光资料；

以一第一功率发出闪光；

感测在该第一功率造成的闪光下的该外部影像，进而产生一第二感光资料：以及

根据该第一感光资料以及该第二感光资料，进行一闪光灯强度计算程序而获得一第二功率；以及

根据该第二功率发出闪光，并撷取在该第二功率造成的闪光下的该外部影像。

10、根据权利要求9所述的闪光灯强度调整方法，其特征是：在进行焦距调整时，该对焦主体位于该对焦模块的一对焦点，当该影像撷取装置撷取外部影像时，该对焦主体则非位于该对焦点。

11、根据权利要求9所述的闪光灯强度调整方法，其特征是：该感光元件包含多个画素以感测该外部影像所感受的光强度。

12、根据权利要求11所述的闪光灯强度调整方法，其特征是：该第一感光资料是该对焦主体于未预闪时被该感光元件所感测的光强度，该第二感光资料是该对焦主体于预闪后被该感光元件所感测的光强度。

13、根据权利要求12所述的闪光灯强度调整方法，其特征是：该闪光灯强度计算程序是比较该第一感光资料以及该第二感光资料而获得一比值。

14、根据权利要求13所述的闪光灯强度调整方法，其特征是：该闪光灯强度是藉由该比值推算该闪光灯发出一理想强度的闪光时所需的该第二功率。