TW201502685A

TW201502685A - 相機裝置以及閃光燈控制方法

Info

Publication number: TW201502685A
Application number: TW102133329A
Authority: TW
Inventors: fu-cheng Fan; Chih-Jen Hu; Ming-Tien Lin; Chun-Ta Lin
Original assignee: Htc Corp
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2013-09-14
Publication date: 2015-01-16
Also published as: CN104280979A; US20150015721A1; CN104280979B; US9210331B2; TWI493271B

Abstract

本發明提供一種相機裝置。相機裝置包括閃光燈單元、影像擷取模組以及控制器。閃光燈單元產生具有預定相關色溫值之預設閃光以照明物體，而影像擷取模組在預設閃光照明物體時，從物體擷取測試影像。控制器根據測試影像以及預定色彩之間的色差來決定校正相關色溫值。當控制器決定該校正相關色溫值後，閃光燈單元產生具有該校正相關色溫值之校正閃光以照明物體。而當該校正閃光照亮物體時，影像擷取模組擷取一校正影像。

Description

相機裝置以及閃光燈控制方法

本發明係關於一種相機裝置，特別係關於具有閃光燈單元之相機裝置。

目前，雖然閃光燈可在較差的照明環境下拍照的情況使用，但閃光燈的相關色溫(CCT)可能偏離自然光(例如，太陽光)的相關色溫。因此，所拍出的照片的顏色可能會顯得不自然。

傳統的閃光燈單元發出的閃光為製造當時所設定的相關色溫，且大部分的閃光被設計為產生對應於太陽光的固定色溫(約5500K)。然而，此色溫的閃光仍可能會在某些環境下於照片形成不被預期的效果。因此，需要可產生合適色溫的一種閃光燈單元。

本發明提供一種相機裝置，上述相機裝置包括：一閃光燈單元，產生具有一預定相關色溫值(CCT)之一預設閃光以照明一物體；一影像擷取模組，當上述預設閃光照明上述物體時，從上述物體擷取一測試影像；以及一控制器，根據上述測試影像以及一預定色彩之間的一色差來決定一校正相關色溫值，其中，當上述控制器決定上述校正相關色溫值後，上述閃光燈單元產生具有上述校正相關色溫值之一校正閃光以照明上述物體，以及其中，當上述校正閃光照明至上述物體時，上述影像擷取模組擷取一校正影像。

根據本發明之一閃光燈控制方法，適用於具有一閃光燈單元以及一影像擷取模組之一相機裝置。該方法包括：藉由上述閃光燈單元產生具有一預定相關色溫值(CCT)之一預設閃光以照明一物體；當上述預設閃光照明上述物體時，從上述物體擷取一測試影像；根據上述測試影像以及一預定色彩之間的一色差來決定一校正相關色溫值；決定上述校正相關色溫值後，藉由上述閃光燈單元產生具有上述校正相關色溫值之一校正閃光以照明上述物體；以及當上述校正閃光照明至上述物體時，藉由上述影像擷取模組擷取一校正影像。

100‧‧‧相機裝置

102‧‧‧影像擷取模組

104‧‧‧閃光燈單元

106‧‧‧控制器

108‧‧‧顯示單元

110‧‧‧發光二極體驅動器

112‧‧‧發光二極體模組

120‧‧‧電致變色層

122‧‧‧電致變色層驅動器

A1~A5、A-6500K、A-5700K、A-5000K、A-4500K、A-4000K、A-3500K、A-3000K、A-2700K‧‧‧區域

Cx‧‧‧色度表X座標

Cy‧‧‧色度表Y座標

L1、L2‧‧‧發光二極體

Lf‧‧‧校正閃光

N1、N2‧‧‧節點

由閱讀以下詳細說明及配合所附圖式之舉例，可更完整地了解本發明所揭露，如下：第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之相機裝置100之方塊圖。

第2圖係為一CIE 1931色度圖用以說明本發明一實施例之校正閃光以及測試影像。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之閃光燈單元之簡單電路圖。

第4A圖係顯示一傳統實施例中之相關色溫值為4000K的發光二極體之二極體驅動電流波形圖。

第4B圖係顯示一實施例中之相關色溫值為3000K的發光二極體L1在校正相關色溫值為4000K時之二極體驅動電流波形圖。

第4C圖係顯示一實施例中之相關色溫值為5500K的發光二極體L2在校正相關色溫值為4000K時之二極體驅動電流波形圖。

第5A~5C圖係顯示根據本發明一實施例所述之具有電致變色層之閃光燈單元於不同施加電壓下之示意圖。

第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之具有二個LED以及一電致變色層以調整相關色溫值的閃光燈單元之方塊圖。

第7圖係為一CIE 1931色度圖用以說明本發明一實施例之具有二個二極體單元以及電致變色層之一閃光燈單元。

第8圖係顯示根據本發明第1圖所示之相機裝置之一方法實施例之流程圖。

以下所述以特定方式表達顯示於圖示中之實施例或例子。但應了解該實施例或例子並非用以限制。任何本發明實施例的替換以及修改，以及本發明原則之任何進一步應用，對於本發明領域具有通常技術者能參考本發明說明書內容而完成。實施例中之參數會重複使用，但即使是使用相同的參數，仍非規定該特性於一實施例可適用於另一實施例。

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之相機裝置100之方塊圖。相機裝置可為數位相機、具有照相功能的行動電話或是其他具有攝影功能的電子裝置。相機裝置包括影像擷取模組102、閃光燈單元104、控制器106以及顯示單元108。影像擷取模組102用以從一物體或一場景擷取一影像。有時候由於照明條件差或是場景過暗，影像擷取模組102所擷取的影像會不清楚，以致於閃光燈單元104可能需要產生補光或是閃光以照亮該物體或場景。然而，補光或是閃光的使用可能造成影像看起來不自然。

為了解決上述問題，在本發明一些實施例中，閃光燈單元104產生具有一既定相關色溫值之一預定閃光以照亮物體，當該預定閃光照亮該物體時，影像擷取模組102則從該物體擷取一張測試影像。接著，控制器106分析該測試影像，以及計算上述測試影像以及一預定目標之間的一色差，其中該預定目標可為使用者所設定的預定色彩或是對應至該場景的預設值。舉例來說，該預定色彩可能為人臉的自然膚色。當完成上述測試影像以及該預定目標之間色差的計算後，控制器106進一步計算閃光燈單元104之一校正相關色溫值，其可使所擷取的影像以及該預定目標之間的色差最小化。在一實施例中，控制器106的計算可藉由比對查找表或是將上述測試影像之參數值代入一預設的公式來完成。在一些實施例中，該校正相關色溫值可等於該場景的背景相關色溫值，且該場景的背景相關色溫值可藉由分析該測試影像來取得。

在一實施例中，該控制器106根據測試影像於CIE 1931色度表的X座標值以及Y座標值來決定該校正閃光之校正相關色溫值。舉例來說，如第2圖所示，區域A-6500K、A-5700K、A-5000K、A-4500K、A-4000K、A-3500K、A-3000K 以及A-2700K分別表示CIE 1931色度表中相關色溫值為6500K、5700K、5000K、4500K、4000K、3500K、3000K以及2700K的區域。此外，當該場景的背景相關色溫值對應至CIE 1931色度表中的區域A1時，控制器106可判斷該校正閃光之校正相關色溫值於CIE 1931色度表中的區域A2中。詳細來說，上述校正閃光於CIE 1931色度圖上之X座標(Cx)與測試影像於CIE 1931色度圖上之X座標之間的差異小於0.03，且上述校正閃光於CIE 1931色度圖上之Y座標(Cy)與測試影像於CIE 1931色度圖上之Y座標之間的差異小於0.03。

當控制器106決定上述校正相關色溫值後，閃光燈單元104產生具有上述校正相關色溫值之校正閃光以照明上述物體。同時，影像擷取模組102則擷取一校正影像。接著，顯示單元108輸出該校正影像。因此，校正影像看起來比起測試影像還要自然。應了解到，使用者亦可改變校正閃光的該校正相關色溫值。舉例來說，當使用者希望校正影像上的人臉看起來更亮更好看，則可選擇將該校正相關色溫值設置為低於該場景的背景相關色溫值。

接著，以下更進一步說明閃光燈單元104的多種實施例。第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之閃光燈單元之簡單電路圖。在此實施例中，閃光燈單元104包括發光二極體驅動器110以及發光二極體模組112。發光二極體模組112由二個發光二極體(LED)L1以及L2組成，且發光二極體L1與發光二極體L2的相關色溫值不相同。如第2圖所示，發光二極體L1的陽極與發光二極體L2的陰極耦接在一起，而發光二極體L1的陰極與發光二極體L2的陽極耦接在一起。因此，當控制器106提供一驅動電壓/電流於節點N1時，僅發光二極體L1會被導通。另一方面，當控制器106提供一驅動電壓/電流於節點N2時，僅發光二極體L2會被導通。藉此保護發光二極體L1以及發光二極體L2受到靜電放電(electrostatic discharge；ESD)的損害，且不需要如傳統電路中加入齊那二極體(zener diode)於其中，也因此縮小發光二極體模組的尺寸。在一些實施例中，發光二極體驅動器110可被整合於控制器106中。

為了產生具有該校正相關色溫值的校正閃光，發光二極體驅動器110於第一期間提供電壓/電流至節點N1以使發光二極體L1導通，而發光二極體驅動器110於第二期間提供電壓/電流至節點N2以使發光二極體L2導通。發光二極體驅動器110可調整發光二極體L1的第一期間的時間長度以及發光二極體L2的第二期間的時間長度，以產生符合該校正相關色溫值的混合光源。舉例來說，假設發光二極體L1的相關色溫值為3000K，而發光二極體L2的的相關色溫值為5500K的條件下。當該校正相關色溫值為4000K時，發光二極體驅動器110則將第一期間與第二期間的時間長度比例設為2：3，於稍後的段落更一步來說明。

第4A圖係顯示一傳統實施例中之相關色溫值為4000K的發光二極體之二極體驅動電流波形圖。第4B圖係顯示一實施例中之相關色溫值為3000K的發光二極體L1在校正相關色溫值為4000K時之二極體驅動電流波形圖。第4C圖係顯示一實施例中之相關色溫值為5500K的發光二極體L2在校正相關色溫值為4000K時之二極體驅動電流波形圖。如第4A~4C圖所示，當發光二極體L1以及發光二極體L2需產生等效於提供120mA的電流至相關色溫值為4000K的發光二極體500毫秒的情況下，發光二極體驅動器110則於200毫秒的期間提供120mA的電流至發光二極體L1，以及於300毫秒期間提供120mA的電流至發光二極體L2。此外，當發光二極體L1以及發光二極體L2需產生等效於提供500mA的電流至相關色溫值為4000K的發光二極體500毫秒的情況下，發光二極體驅動器110則於200毫秒的期間提供500mA的電流至發光二極體L1，以及於300毫秒期間提供500mA的電流至發光二極體L2。因此，閃光燈單元可藉由調整第一期間以及第二期間的時間長度比例以完成調整其相關色溫值。應了解到，本實施例中的電流、第一期間以及第二期間的時間長度僅用以作為舉例，本發明並非限制於此。

在一些實施例中，閃光燈單元104可包括電致變色層(electrochromic layer)以及發光二極體模組。由於可藉由施加不同的電壓至電致變色層來改變電致變色層的顏色，因此可藉由將發光二極體模組的光源通過電致變色層來產生校正閃光。在此實施例中，控制器106提供校正相關色溫值至一電致變色層驅動器，該電致變色層驅動器則可根據校正閃光的校正相關色溫值來決定電致變色層的校正電壓。接著，電致變色層驅動器將所決定的校正電壓提供至電致變色層，而發光二極體模組輸出的光源透過電致變色層後則可形成具有校正相關色溫值的校正閃光。

舉例來說，第5A~5C圖係顯示根據本發明一實施例所述之具有電致變色層之閃光燈單元於不同施加電壓下之示意圖。根據從控制器接收到的校正色溫值，電致變色層驅動器(未顯示)可施加電壓V1至第5A圖中的電致變色層120，施加電壓V2至第5B圖中的電致變色層120，以及施加電壓V2至第5C圖中的電致變色層120，其中電壓V3大於電壓V2，電壓V2大於電壓V1。因此可了解到，在第5A~5C圖中的電致變色層120的顏色彼此並不相同。此外，如第5A~5C圖所示，發光二極體模組112係面對電致變色層120設置，以使得發光二極體模組112所產生的光源可通過電致變色層120後形成校正閃光Lf。應了解到，由於第5A~5C圖中的電致變色層120的顏色彼此並不相同，第5A~5C圖的實施例中所產生的校正閃光Lf的各相關色溫值並不相同。詳細來說，在電壓V3大於電壓V2，電壓V2大於電壓V1的情況下，在第5A圖中所產生的校正閃光Lf的相關色溫值低於在第5B圖中所產生的校正閃光Lf的相關色溫值，而在第5B圖中所產生的校正閃光Lf的相關色溫值低於在第5C圖中所產生的校正閃光Lf的相關色溫值。因此，可藉由調整施加於電致變色層120的電壓大小來完成具有可調整相關色溫值的閃光燈單元。

在一些實施例中，發光二極體模組可如第3圖的實施例具有二個或多個發光二極體，藉以使的所產生的閃光顏色的相關色溫值具有更大的可調整範圍。舉例來說，第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之具有二個LED以及一電致變色層以調整相關色溫值的閃光燈單元之方塊圖。閃光燈單元104包括發光二極體單元L1、發光二極體單元L2、發光二極體驅動器110、電致變色層120以及電致變色層驅動器122。發光二極體驅動器110連接至發光二極體單元L1以及發光二極體單元L2，而電致變色層驅動器122連接至電致變色層120。此外，閃光燈單元104中的發光二極體驅動器110以及電致變色層驅動器122分別連接至控制器單元106，且控制器單元106可傳送一個相關色溫值給發光二極體驅動器110以及電致變色層驅動器122。接著，發光二極體驅動器110則可根據所接收到的相關色溫值來驅動發光二極體單元L1以及發光二極體單元L2，且電致變色層驅動器122亦可根據所接收到的相關色溫值來驅動電致變色層120。其中發光二極體單元L1以及發光二極體單元L2所產生的光源會通過電致變色層120，如第6圖中的箭頭所標示，因此可形成所欲產生的校正閃光。

第7圖係為一CIE 1931色度圖用以說明本發明一實施例之具有二個二極體單元以及電致變色層之一閃光燈單元。在此實施例中的二個發光二極體的相關色溫值為6000K(區域A3)以及3000K(區域A4)。此外，區域A-6500K、A-5700K、A-5000K、A-4500K、A-4000K、A-3500K、A-3000K以及A-2700K分別表示CIE 1931色度表中相關色溫值為6500K、5700K、5000K、4500K、4000K、3500K、3000K以及2700K的區域。應了解到，該等發光二極體所產生的混合光源可調整的色度值僅位於區域A3與區域A4之間的線段上。然而，在加入電致變色層於閃光燈單元後，閃光燈單元更可藉由調整電致變色層以及發光二極體來完成區域A5中的色度的閃光。因此，混合光源可調整的色度值範圍變得更大，如第7圖中區域A3、A4及A5所包圍的三角形區域。

第8圖係顯示根據本發明第1圖所示之相機裝置之一方法實施例之流程圖。在步驟S802中，閃光燈單元104產生一既定相關色溫值之一預定閃光以照亮物體/場景。在步驟S804中，當該預定閃光照亮該物體時，影像擷取模組102則從該物體擷取一測試影像。接著，在步驟S806中，控制器106分析該測試影像，計算上述測試影像以及一預定目標之間的一色差，並計算可將擷取的影像以及該預定目標之間的色差最小化一校正相關色溫值。在一些實施例中，該校正相關色溫值可等於該場景的背景相關色溫值，且該場景的背景相關色溫值可藉由分析該測試影像來取得。

在步驟S808中，當控制器106決定上述校正相關色溫值後，閃光燈單元104產生具有上述校正相關色溫值之校正閃光以照明上述物體。接著於步驟S810中當上述校正閃光照明上述物體時，影像擷取模組102則擷取一校正影像。在步驟S812中，顯示單元108則對應地輸出該校正影像。應了解到，當步驟S806已經完成後，可不需要立即開始步驟S808。舉例來說，當控制器106在步驟S806中決定上述校正相關色溫值後，所決定的校正相關色溫值可暫存至一記憶體中。接著當使用者利用相機裝置100拍照時，閃光燈可直接產生該校正相關色溫值的校正閃光以照亮上述物體，再由影像擷取模組102擷取一校正影像。

本發明用於相機裝置之閃光燈控制方法，或特定型態或其部份，可以以程式碼的型態存在。程式碼可以包含於實體媒體，如軟碟、光碟片、硬碟、或是任何其他機器可讀取(如電腦可讀取)儲存媒體，亦或不限於外在形式之電腦程式產品，其中，當程式碼被機器，如電腦載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置。程式碼也可以透過一些傳送媒體，如電線或電纜、光纖、或是任何傳輸型態進行傳送，其中，當程式碼被機器，如電腦接收、載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置。當在一般用途處理單元實作時，程式碼結合處理單元提供一操作類似於應用特定邏輯電路之獨特裝置。

上述的段落說明了本發明多種樣態。顯然，本發明可藉由多種方法來完成，而在所揭露的實施例中任何特定的結構或是功能僅用以表示較為典型的情況。本技術領域具有通常技術者可了解本發明所揭露的各種樣態，並單獨地或彼此結合地實施本發明。

本發明雖已敘述較佳之實施例如上，但因了解上述所揭露並非用以限制本發明實施例。任何在本領域熟悉此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，可以廣義之方式作適當的更動和替換。因此，本發明之範圍應由後述請求項以及其等校實施方式定義以及保護。

100‧‧‧相機裝置

102‧‧‧影像擷取模組

104‧‧‧閃光燈單元

106‧‧‧控制器

108‧‧‧顯示單元

Claims

一種相機裝置，包括：一閃光燈單元，產生具有一預定相關色溫值(CCT)之一預設閃光以照明一物體；一影像擷取模組，當上述預設閃光照明上述物體時，從上述物體擷取一測試影像；以及一控制器，根據上述測試影像以及一預定色彩之間的一色差來決定一校正相關色溫值，其中，當上述控制器決定上述校正相關色溫值後，上述閃光燈單元產生具有上述校正相關色溫值之一校正閃光以照明上述物體，以及其中，當上述校正閃光照明至上述物體時，上述影像擷取模組擷取一校正影像。
如申請專利範圍第1項所述之相機裝置，其中，上述閃光燈單元包括一發光二極體模組，上述發光二極體模組包括一第一發光二極體以及一第二發光二極體，且上述第一發光二極體與上述第二發光二極體具有不同的相關色溫值，以及其中，上述校正閃光藉由於一第一期間導通上述第一發光二極體以及於第二期間導通上述第二發光二極體所產生。
如申請專利範圍第2項所述之相機裝置，其中，上述控制器根據上述校正相關色溫值來決定上述第一期間以及上述第二期間。
如申請專利範圍第2項所述之相機裝置，其中，上述第一發光二極體的陽極耦接至上述第二發光二極體的陰極，而上述第一發光二極體的陰極耦接至上述第二發光二極體的陽極。
如申請專利範圍第2項所述之相機裝置，其中，上述閃光燈單元更包括一電致變色層，且上述發光二極體模組產生一混合光源，而上述校正閃光藉由將上述混合光源通過上述電致變色層來產生。
如申請專利範圍第1項所述之相機裝置，其中，上述閃光燈單元包括一發光二極體模組以及一電致變色層，且上述發光二極體模組根據上述校正相關色溫值來產生一光源，而上述校正閃光藉由將上述光源通過上述電致變色層來產生。
如申請專利範圍第6項所述之相機裝置，其中，上述發光二極體模組更包括一電致變色層驅動器，且上述電致變色層驅動器提供一校正電壓至上述電致變色層，其中上述校正電壓根據上述校正閃光之上述校正相關色溫值來決定。
如申請專利範圍第1項所述之相機裝置，其中，上述控制器更根據上述測試影像判斷一背景相關色溫值，並將上述校正閃光之上述校正相關色溫值設置低於上述背景相關色溫值。
如申請專利範圍第1項所述之相機裝置，其中上述校正閃光於CIE 1931色度圖上之X座標與上述測試影像於CIE 1931色度圖上之X座標之間的差異小於0.03，且上述校正閃光於CIE 1931色度圖上之Y座標與上述測試影像於CIE 1931色度圖上之Y座標之間的差異小於0.03。
如申請專利範圍第1項所述之相機裝置，更包括一顯示單元用以輸出上述校正影像。
一閃光燈控制方法，適用於具有一閃光燈單元以及一影像擷取模組之一相機裝置，上述方法包括：藉由上述閃光燈單元產生具有一預定相關色溫值(CCT)之一預設閃光以照明一物體；當上述預設閃光照明上述物體時，從上述物體擷取一測試影像；根據上述測試影像以及一預定色彩之間的一色差來決定一校正相關色溫值；決定上述校正相關色溫值後，藉由上述閃光燈單元產生具有上述校正相關色溫值之一校正閃光以照明上述物體；以及當上述校正閃光照明至上述物體時，藉由上述影像擷取模組擷取一校正影像。
如申請專利範圍第11項所述之閃光燈控制方法，其中上述閃光燈單元包括一發光二極體模組，上述發光二極體模組包括一第一發光二極體以及一第二發光二極體，且上述第一發光二極體與上述第二發光二極體具有不同的相關色溫值，其中上述閃光燈控制方法更包括：藉由於一第一期間導通上述第一發光二極體以及於第二期間導通上述第二發光二極體來產生上述校正閃光。
如申請專利範圍第12項所述之閃光燈控制方法，更包括根據上述校正相關色溫值來決定上述第一期間以及上述第二期間。
如申請專利範圍第12項所述之閃光燈控制方法，其中，上述第一發光二極體的陽極耦接至上述第二發光二極體的陰極，而上述第一發光二極體的陰極耦接至上述第二發光二極體的陽極。
如申請專利範圍第12項所述之閃光燈控制方法，其中，上述閃光燈單元更包括一電致變色層，且上述發光二極體模組產生一混合光，其中上述閃光燈控制方法更包括：藉由將上述混合光源通過上述電致變色層來產生上述校正閃光。
如申請專利範圍第11項所述之閃光燈控制方法，其中上述閃光燈單元包括一發光二極體模組以及一電致變色層，且上述發光二極體模組根據上述校正相關色溫值來產生一光源，其中上述閃光燈控制方法更包括：藉由將上述光源通過上述電致變色層來產生上述校正閃光。
如申請專利範圍第16項所述之閃光燈控制方法，更包括：根據上述校正閃光之上述校正相關色溫值來決定一校正電壓；以及提供上述校正電壓至上述電致變色層。
如申請專利範圍第11項所述之閃光燈控制方法，更包括：根據上述測試影像判斷一背景相關色溫值；以及將上述校正閃光之上述校正相關色溫值設置低於上述背景相關色溫值。
如申請專利範圍第11項所述之閃光燈控制方法，其中上述校正閃光於CIE 1931色度圖上之X座標與上述測試影像於CIE 1931色度圖上之X座標之間的差異小於0.03，且上述校正閃光於CIE 1931色度圖上之Y座標與上述測試影像於CIE 1931色度圖上之Y座標之間的差異小於0.03。
如申請專利範圍第11項所述之閃光燈控制方法，更包括：藉由一顯示單元輸出上述校正影像。