TWI502272B - 手持式通訊裝置與用於手持式通訊裝置之閃光模組的調整方法 - Google Patents

Description

手持式通訊裝置與用於手持式通訊裝置之閃光模組的調整方 法

本發明係有關於光源控制，尤指一種用於手持式通訊裝置之閃光模組的調整方法與相關的手持式通訊裝置。

傳統上，相機拍照的流程會分為二個部份，第一部份是預覽(preview)的部分，在這個階段會由自動曝光(Auto Exposure,AE)系統來調整相機的曝光時間(Exposure time)和曝光增益(Exposure gain)，並判斷目前環境是否需要閃光燈來進行補光。第二部份則是當在使用者按下拍照鍵/快門時，便依照預覽時自動曝光的判斷來決定此時需不需要以一瞬間大電流驅動閃光燈並讓系統拍照。

由於手機所帶來的便利性，越來越多人使用手機來作為拍照用的相機，但是隨著手機的設計越來越輕薄，閃光燈的使用也越來越受限於手機的尺寸以及電源的供應。目前大多數的手機式相機使用強光發光二極體(light emitting diode，LED)來做為閃光燈。雖然與氙氣燈相比LED所需要的電源較少，但是所能提供的亮度也較低。

因此，有需要提出一套方法，讓手機式相機可以有效地改變LED的光型以符合環境需求，以使得行動裝置的閃光LED在不同的環境下有更好的適應性。

有鑒於此，本發明提出一種調整手持式通訊裝置之閃光模組的光型特性的方法與相關的手持式通訊裝置，以解決上述之問題。

本發明之一實施例提供一種用於一手持式通訊裝置之一閃光模組的調整方法。該調整方法包含有：自複數個發光組態中選取一預設發光組態；利用該閃光模組來根據該預設發光組態進行一補光操作；於該補光操作之後，偵測至少一畫面的光型特性以得到至少一特徵值；判斷該至少一特徵值是否滿足一特定條件；以及當該至少一特徵值滿足該特定條件時，自該閃光模組所具有的該複數個發光組態中選取一特定發光組態，其中該複數個發光組態分別對應不同的光型特性。

本發明之另一實施例提供一種手持式通訊裝置。該手持式通訊裝置包含有一閃光模組、一偵測單元以及一控制單元。該閃光模組具有複數個發光組態，用來根據一選定的發光組態來發光進行照明，其中該複數個發光組態分別對應不同的光型特性。該偵測單元用來偵測至少一畫面的光型特性以得到至少一特徵值。該控制單元用來判斷該至少一特徵值是否滿足一特定條件，並且當該至少一特徵值滿足該特定條件時，自該複數個發光組態中選取一特定發光組態，該控制單元另自該複數個發光組態中選取一預設發光組態，並且利用該閃光模組來根據該預設發光組態進行一補光操作，其中該偵測單元係於該補光操作之後偵測該至少一畫面的光型特性。

本發明可以讓手機式相機可以有效地改變LED的光型以符合環境需求，以使得行動裝置的閃光LED在不同的環境下有更好的適應性。

100‧‧‧手持式通訊裝置

110‧‧‧閃光模組

112‧‧‧閃光用發光二極體

114‧‧‧光學透鏡

120‧‧‧偵測單元

130‧‧‧控制單元

140‧‧‧照相模組

150‧‧‧自動曝光模組

第1圖為本發明手持式通訊裝置之一實施例的示意圖。

第2圖為本發明手持式通訊裝置調整一光學透鏡來實現不同發光組態之一實施例的示意圖。

第3圖為本發明手持式通訊裝置之一偵測單元偵測一畫面之操作的一實施例的示意圖。

第4圖為本發明用於手持式通訊裝置之一閃光模組的調整方法之一實施例的 流程圖。

第5圖為本發明用於手持式通訊裝置之一閃光模組的調整方法之另一實施例的流程圖。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。

本發明的精神在於利用手持式通訊裝置的相機操作在預覽模式下的時候，判斷目前的環境所適合使用的光型(例如高均勻亮度的光型或是高中心亮度的光型)，並且根據判斷的結果來改變LED的光型以符合環境的光型需求。舉例來說，由於在室內能夠反射LED所發出來的光的物體(如：天花板、牆壁)較多，所以較均勻的光型通常能讓畫面照出更多物體，使得整體的畫面更自然好看；另一方面，在室外能反射LED所發出的光的物體較少，甚至可以視為在無窮遠處，所以，在室外適合以較集中的光型可以讓畫面的中間照的更遠、更清楚。

請參考第1圖，第1圖為本發明手持式通訊裝置100之一實施例的示意圖。手持式通訊裝置100可以為一個人數位助理(personal digital assitant，PDA)，一行動電話或是一平板電腦(tablet)。在本實施例中，手持式通訊裝置100包含有一閃光模組110、一偵測單元120、一控制單元130、一照相模組140以及一自動曝光模組150。閃光模組110包含有一閃光用發光二極體(flash LED)112以及一光學透鏡114，且閃光模組110具有複數個發光組態L0~L9，用來根據一選定的發光組態來進行照明。光學透鏡114可以是一2次光學透鏡(2^nd optical lens)。發光組態L0~L9分別對應不同的光型特性，舉例來說，發光組態L0~L9的光型特性會由集中逐漸趨向均勻，因此，當閃光模組110操作在發光組態L0下時，所得到的光型特性最集中，而當閃光模組110操作在發光組態L9下時，所得到的光型特性則會最均勻。請注意，本實施例只有10種組態，然而，此僅作為範例說明之用，並非作為本發明之一限制條件。偵測單元120係用來偵測至少一畫面的光型特性以得到至少一特徵值。控制單元130用來判斷該至少一特徵值是否滿足一特定條件，並且當該至少一特徵值滿足該特定條件時，自複數個發光組態L0~L9中選取一特定發光組態。自動曝光模組150用來於照相模組140操作於一預覽模式下時，根據目前的環境來判斷是否需要開啟閃光模組110。

請注意，在本實施例中，光型的均勻度可以用閃光模組110所發出來的光在照相模組140的視角(field of view,FOV)中間的亮度和周圍亮度的比值來定義，比值越高代表LED亮度越集中，此外，複數個發光組態L0~L9係可利用調整閃光用發光二極體112與光學透鏡114來實現。舉例來說，請參考第2圖，第2圖為本發明手持式通訊裝置100調整光學透鏡114來實現不同發光組態之一實施例的示意圖。在第2圖中，左邊的子圖顯示當閃光用發光二極體112位於光學透鏡114的焦點上時，會產生一平行光的發光組態；另一方面，右邊的子圖則顯示當閃光用發光二極體112位於光學透鏡114的焦距內時，會產生一向外發散光的發光組態。換句話說，當閃光用發光二極體112位於光學透鏡114的焦點上時，會有最集中的光型；而當閃光用發光二極體112離光學透鏡114的焦點越遠時，則會有越分散的光型。閃光模組110可以利用一音圈馬達(voice coil motor，VCM)來移動光學透鏡114、或外加液晶鏡片(Liquid Crystal Lens)或微機電系統鏡片(micro-electromechanical system lens，MEMs Lens)在光學透鏡114上以調整閃光用發光二極體112與 光學透鏡114之間相對位置關係。然而，此僅作為範例說明之用，並非作為本發明之一限制條件。

詳細來說，當照相模組140操作在預覽模式下時，自動曝光模組150會根據目前的環境來判斷閃光模組110是否需要開啟閃光用發光二極體112。當自動曝光模組150判斷需要開啟閃光用發光二極體112時，偵測單元120會根據照相模組140所預覽的畫面來計算出一中間區塊亮度Pre_Luma_Center以作為一特徵值，控制單元130便可根據偵測單元120所得到的特徵值從發光組態L0~L9中選出一個發光組態來作為閃光模組110開啟時的預設發光組態。請參考第3圖，第3圖為偵測單元120偵測一畫面P之一實施例的示意圖。如第3圖所示，偵測單元120會將畫面P的中間區塊BKcenter切割成LxM個子區塊(sub-block)，並且分別量測每一個子區塊的亮度，然後偵測單元120將每一塊子區塊的亮度加以平均來得到中間區塊亮度Pre_Luma_Center。接著，控制單元130會將中間區塊亮度Pre_Luma_Center與一第一亮度目標值Pre_Black__Level進行比較，當中間區塊亮度Pre_Luma_Center小於第一亮度目標值Pre_Black_Level時，代表畫面中央的亮度不足，控制單元130會選擇發光組態L0(亦即，光型最集中的發光組態)來作為預設的發光組態；而當中間區塊亮度Pre_Luma_Center不小於第一亮度目標值Pre_Black_Level時，代表畫面中央的亮度足夠，此時控制單元130會選擇發光組態L9(亦即，光型最均勻的發光組態)來作為預設的發光組態。請注意，在使用者尚未按下照相鍵/快門鍵之前，照相模組140會持續操作在預覽模式下，也就是說，在針對目前照相模組140所預覽的目前畫面進行上述的操作之後，照相模組140會繼續預覽下一個畫面，並且針對下一個預覽畫面進行上述的操作來持續地動態更新閃光模組110的預設發光組態。

請參考第4圖，第4圖為本發明用於手持式通訊裝置100之閃光模組110的調整方法之一實施例的流程圖。只要結果大致相同，下列步驟可以不必與第4圖步驟相同循序執行。當照相模組140操作在預覽模式下，閃 光模組110的調整方法可以簡單總結為如下步驟：

步驟400：預覽開始。

步驟401：自動曝光系統判斷是否需要開啟閃光模組110。如果是，執行步驟402；否則執行步驟406。

步驟402：計算目前的預覽畫面的中間區塊亮度Pre_Luma_Center。

步驟403：檢查中間區塊亮度Pre_Luma_Center是否比第一亮度目標值Pre_Black_Level小。如果是，執行步驟404；否則執行步驟405。

步驟404：將預設發光組態設為L0(亦即光型最集中的發光組態)，執行步驟406。

步驟405：將預設發光組態設為L9(亦即光型最均勻的發光組態)，執行步驟406。

步驟406：處理下一個預覽畫面，回到步驟401。

第4圖所示之閃光模組110的調整方法係用來說明閃光模組110於預覽模式之下的操作，因為熟習技藝者可以透過參考上述段落的內容而輕易推知各個步驟的操作細節，為求簡潔起見，故進一步的說明便於此不再贅述。

此外，當使用者按下拍照鍵/快門鍵時，閃光模組110一開始會用小電流(Torch mode)並以預設的發光組態(由第4圖的流程所決定)進行補光。偵測單元120會將前一個畫面的中間區塊切割成LxM個子區塊(如同第3圖所示的子區塊劃分方式)，並且分別量測每一個子區塊的亮度。當子區塊亮度大於第一亮度目標值Pre_Black_Level且小於一第二亮度目標值Backlight_Level時，偵測單元120就將這樣的子區塊定義為有效區塊(Valid_block)，並計算有效區塊的個數來作為一第一特徵值VB1。此外，偵測單元120會用相同的方式來計算目前畫面的有效區塊的個數來作為一第二特徵值VB2。控制單元130便可根據第一特徵值VB1與第二特徵值VB2來從 發光組態L0~L9中選出一個發光組態。請注意，大於第二亮度目標值Backlight_Level的區塊將被認定為背光光源，而過亮的背光會讓主要物體的亮度相對地變暗，因此在有效區塊的判定上便不計算背光的部份。

在本實施例中，當第一特徵值VB1小於一臨界值N，且第二特徵值VB2大於臨界值N時，代表目前所選取的發光組態剛好可以讓閃光用發光二極體112所發出的光來補足中間區塊亮度的不足，因此控制單元130結束選取發光組態的操作，並且閃光模組110根據目前所選擇的發光組態來進行補光的操作，同時照相模組140進行擷取畫面的操作；當第一特徵值VB1小於一臨界值N，且第二特徵值VB2小於臨界值N時，控制單元130會檢查目前所選取的發光組態是否為發光組態L0(亦即，光型最集中的發光組態)，如果目前所選取的發光組態是發光組態L0，代表目前的發光組態的光型已經是最佳的，因此控制單元130結束選取發光組態的操作，並且閃光模組110根據目前所選擇的發光組態來進行補光的操作，同時照相模組140進行擷取畫面的操作；如果目前所選取的發光組態不是發光組態L0，代表目前所選取的發光組態的光型還不夠集中，因此控制單元130選取下一個光型更集中的發光組態(舉例來說，如果目前是發光組態L4，則選取發光組態L3)來作為閃光模組110的發光組態，接著偵測單元120對下一個畫面計算一新的第一特徵值VB1與一新的第二特徵值VB2，並且控制單元130根據新的第一特徵值VB1與新的第二特徵值VB2再從發光組態L0~L9中選出一個發光組態；當第一特徵值VB1大於一臨界值N，且第二特徵值VB2大於臨界值N時，控制單元130會檢查目前所選取的發光組態是否為發光組態L9(亦即，光型最均勻的發光組態)，如果目前所選取的發光組態是發光組態L9，表示目前發光組態的光型已經是最佳的，因此控制單元130結束選取發光組態的操作，並且閃光模組110根據目前所選擇的發光組態來進行補光的操作，同時照相模組140進行擷取畫面的操作；如果目前所選取的發光組態不是發光組態L9，代表目前所選取的發光組態的光型還不夠均勻，因此控制單元130選取下一個 光型更均勻的發光組態(例如，如果目前是發光組態L4，選取發光組態L5)來作為閃光模組110的發光組態，接著偵測單元120對下一個畫面計算一新的第一特徵值VB1與一新的第二特徵值VB2，並且控制單元130根據新的第一特徵值VB1與新的第二特徵值VB2再從發光組態L0~L9中選出一個發光組態；當第一特徵值VB1大於一臨界值N，且第二特徵值VB2小於臨界值N時，目前所選擇的發光組態並不正確，因此控制單元130選擇上一個選取的發光組態來作為閃光模組110的發光組態，然後結束選取發光組態的操作，並且閃光模組110根據回復選取的發光組態來進行補光的操作，同時照相模組140進行擷取畫面的操作。

請參考第5圖，第5圖為本發明用於手持式通訊裝置100之閃光模組110的調整方法之另一實施例的流程圖。只要結果大致相同，下列步驟可以不必與第5圖步驟相同循序執行。當使用者按下拍照鍵/快門鍵而啟動一拍照(snapshot)模式之後，閃光模組110的調整方法可以簡單總結為如下步驟：

步驟500：拍照開始。

步驟501：以小電流模式進行補光。

步驟502：取得子區塊的亮度。

步驟503：計算第一特徵值VB1與第二特徵值VB2。

步驟504：檢查第一特徵值VB1是否大於臨界值N，如果是，執行步驟508；否則執行步驟505。

步驟505：檢查第二特徵值VB2是否大於臨界值N，如果是，執行步驟513；否則執行步驟506。

步驟506：檢查發光組態的光型是否最集中，如果是，執行步驟513；否則執行步驟511。

步驟507：選擇下一個光型更集中的發光組態。

步驟508：檢查第二特徵值VB2是否大於臨界值N，如果是，執行步驟509；否則執行步驟512。

步驟509：檢查發光組態的光型是否最均勻，如果是，執行步驟513；否則執行步驟510。

步驟510：選擇下一個光型更均勻的發光組態，接著執行步驟502。

步驟511：到下一個畫面，接著執行步驟502。

步驟512：選擇前一個選取的發光組態。

步驟513：結束。

第5圖所示之閃光模組110的調整方法係用來說明閃光模組110於拍照模式之下的操作，因為熟習技藝者可以透過參考上述段落的內容而輕易推知各個步驟的操作細節，為求簡潔起見，故進一步的說明便於此不再贅述。

所屬領域習知技藝者可以理解，本申請揭示的裝置以及方法中，相同的號碼表示相似的元件。任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視所附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧手持式通訊裝置

110‧‧‧閃光模組

112‧‧‧閃光用發光二極體

114‧‧‧光學透鏡

120‧‧‧偵測單元

130‧‧‧控制單元

140‧‧‧照相模組

150‧‧‧自動曝光模組

Claims (18)

1. 一種用於一手持式通訊裝置之一閃光模組的調整方法，包含有：自複數個發光組態中選取一預設發光組態；利用該閃光模組來根據該預設發光組態進行一補光操作；於該補光操作之後，偵測至少一畫面的光型特性以得到至少一特徵值；判斷該至少一特徵值是否滿足一特定條件；以及當該至少一特徵值滿足該特定條件時，自該閃光模組所具有的該複數個發光組態中選取一特定發光組態，其中該複數個發光組態分別對應不同的光型特性。
2. 如申請專利範圍第1項所述之調整方法，其中自該複數個發光組態中選取該預設發光組態之步驟包含有：偵測一畫面的亮度；將該畫面之一中間區塊分成複數個子區塊；當該複數個子區塊中，亮度小於一預定亮度的子區塊的個數小於一預定值時，自該複數個發光組態中，選取光型強度最集中之一發光組態來作為該預設發光組態；以及當該複數個子區塊中，亮度小於該預定亮度的子區塊的個數不小於該預定值時，自該複數個發光組態中，選取光型強度最平均之一發光組態來作為該預設發光組態。
3. 如申請專利範圍第1項所述之調整方法，其中該至少一畫面包含有一第一畫面以及一第二畫面，該至少一特徵值包含有一第一特徵值與一第二特徵值，且偵測該至少一畫面的光型特性以得到該至少一特徵值之步驟包含有：偵測一第一畫面的亮度；將該第一畫面之一中間區塊分成複數個子區塊； 計算在該第一畫面之該中間區塊中，亮度小於一第一預定亮度且大於一第二預定亮度之子區塊的個數，以得到該第一特徵值；偵測一第二畫面的亮度；將該第二畫面之一中間區塊分成複數個子區塊；以及計算在該第二畫面之該中間區塊中，亮度小於該第一預定亮度且大於該第二預定亮度之小區塊的個數，以得到該第二特徵值。
4. 如申請專利範圍第3項所述之調整方法，其中判斷該至少一特徵值是否滿足該特定條件之步驟包含有：當該第一特徵值大於一預設值，該第二特徵值大於該預設值時，並且該閃光模組所使用之一目前發光組態並非該複數個發光組態中光型強度最平均之發光組態，判斷該至少一特徵值滿足該特定條件。
5. 如申請專利範圍第4項所述之調整方法，其中自該閃光模組所具有的該複數個發光組態中選取該特定發光組態之步驟包含有：自該複數個發光組態中選取光型強度較該目前發光組態之光型強度平均之一發光組態來作為該特定發光組態。
6. 如申請專利範圍第3項所述之調整方法，其中判斷該至少一特徵值是否滿足該特定條件之步驟包含有：當該第一特徵值小於一預設值，該第二特徵值小於該預設值，並且該閃光模組所使用之一目前發光組態並非該複數個發光組態中光型強度最集中之發光組態時，判斷該至少一特徵值滿足該特定條件。
7. 如申請專利範圍第6項所述之調整方法，其中自該閃光模組所具有的該複數個發光組態中選取該特定發光組態之步驟包含有：自該複數個發光組態中選取光型強度較該目前發光組態集中之一發光組態來作為該特定發光組態。
8. 如申請專利範圍第3項所述之調整方法，另包含有：當該第一特徵值大於一預設值，並且該第二特徵值小於該預設值時，選 取該閃光模組所使用之一前一發光組態來作為該特定發光組態，並停止偵測該至少一畫面的光型特性以得到該至少一特徵值之操作。
9. 如申請專利範圍第1項所述之調整方法，另包含有：當該至少一特徵值不滿足該特定條件時，停止偵測該至少一畫面的光型特性以得到該至少一特徵值之操作。
10. 一種手持式通訊裝置，包含有：一閃光模組，具有複數個發光組態，用來根據一選定的發光組態來發光進行照明，其中該複數個發光組態分別對應不同的光型特性；一偵測單元，用來偵測至少一畫面的光型特性以得到至少一特徵值；以及一控制單元，用來判斷該至少一特徵值是否滿足一特定條件，並且當該至少一特徵值滿足該特定條件時，自該複數個發光組態中選取一特定發光組態，該控制單元另自該複數個發光組態中選取一預設發光組態，並且利用該閃光模組來根據該預設發光組態進行一補光操作，其中該偵測單元係於該補光操作之後偵測該至少一畫面的光型特性。
11. 如申請專利範圍第10項所述之手持式通訊裝置，其中該控制單元偵測一畫面的亮度，並且將該畫面之一中間區塊分成複數個子區塊；當該複數個子區塊中，亮度小於一預定亮度的子區塊的個數小於一預定值時，該控制單元自該複數個發光組態中，選取光型強度最集中之一發光組態來作為該預設發光組態，並且當該複數個子區塊中，亮度小於該預定亮度的子區塊的個數不小於該預定值時，該控制單元自該複數個發光組態中，選取光型強度最平均之一發光組態來作為該預設發光組態，自該複數個發光組態中選取該預設發光組態。
12. 如申請專利範圍第10項所述之手持式通訊裝置，其中該至少一畫面包含有一第一畫面以及一第二畫面，該至少一特徵值包含有一第一特徵值與一 第二特徵值，並且該偵測單元偵測一第一畫面的亮度，將該第一畫面之一中間區塊分成複數個子區塊，計算在該第一畫面之該中間區塊中，亮度小於一第一預定亮度且大於一第二預定亮度之子區塊的個數，以得到該第一特徵值，偵測一第二畫面的亮度，將該第二畫面之一中間區塊分成複數個子區塊，以及計算在該第二畫面之該中間區塊中，亮度小於該第一預定亮度且大於該第二預定亮度之小區塊的個數，以得到該第二特徵值。
13. 如申請專利範圍第12項所述之手持式通訊裝置，其中當該第一特徵值大於一預設值，該第二特徵值大於該預設值時，並且該閃光模組所使用之一目前發光組態並非該複數個發光組態中光型強度最平均之發光組態，該控制單元判斷該至少一特徵值滿足該特定條件。
14. 如申請專利範圍第13項所述之手持式通訊裝置，其中該該控制單元自該複數個發光組態中選取光型強度較該目前發光組態之光型強度平均之一發光組態來作為該特定發光組態。
15. 如申請專利範圍第12項所述之手持式通訊裝置，其中當該第一特徵值小於一預設值，該第二特徵值小於該預設值，並且該閃光模組所使用之一目前發光組態並非該複數個發光組態中光型強度最集中之發光組態時，該控制單元判斷該至少一特徵值滿足該特定條件。
16. 如申請專利範圍第15項所述之手持式通訊裝置，其中該控制單元自該複數個發光組態中選取光型強度較該目前發光組態集中之一發光組態來作為該特定發光組態。
17. 如申請專利範圍第12項所述之手持式通訊裝置，其中當該第一特徵值大於一預設值，並且該第二特徵值小於該預設值時，該控制單元選取該閃光模組所使用之一前一發光組態來作為該特定發光組態，並停止偵測該至少一畫面的光型特性以得到該至少一特徵值之操作。
18. 如申請專利範圍第10項所述之手持式通訊裝置，其中當該至少一特徵值不滿足該特定條件時，該控制單元停止偵測該至少一畫面的光型特性以得 到該至少一特徵值之操作。