TWI587698B - 攝影裝置及曝光亮度調整方法 - Google Patents

攝影裝置及曝光亮度調整方法 Download PDF

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Description

攝影裝置及曝光亮度調整方法
本發明提出一種攝影裝置及曝光亮度調整方法，特別是一種可自動以不同驅動模式來驅動攝影裝置之發光單元進行發光的攝影裝置及曝光亮度調整方法。
習知，攝影裝置因可便於記錄影像，而用途廣泛。像是應用於交通工具中，攝影裝置可作為行車紀錄器用以記錄車輛行駛狀況，以方便日後若有交通事故時可進行調閱以釐清肇事責任。又或者應用於監視系統中時，可作為監視設備用以即時記錄各監視場合當下狀況，以供日後追查、存證等。因此，攝影裝置所擷取到之影像的之清晰度良否便顯得相當重要。
一般而言，為了使攝影裝置無論位於任何使用環境下皆可擷取到清晰之影像，攝影裝置會搭配補光結構以在光線不足之環境下可補充光線，藉以獲取清晰之影像。習知，攝影裝置多以固定之模式驅動補光結構發出固定之光線強度，而無法自動依據使用環境之光量變化來調整其驅動模式以及補光結構所發出之光線強度，因此，常有影像之曝光過度或曝光不足之情況發生，而致使影像的之清晰度變差。
有鑑於此，本發明提供一實施例之攝影裝置包含影像感測器、處理單元、發光單元與控制單元。影像感測器用以擷取連續影像，並根據對應於連續影像的曝光時序產生對應的曝光訊號。處理單元電性連接至影像感測器，並根據影像感測器所擷取之連續影像計算出曝光值。控制單元電性連接至影像感測器、處理單元以及發光單元，並根據處理單元所產生之曝光值選擇以連續模式驅動發光單元連續發光，或選擇以脈衝模式配合曝光訊號驅動發光單元脈衝發光，以配合影像感測器擷取連續影像時之補光。
本發明再提供一實施例之攝影裝置包含影像感測器、主控制器、發光單元與控制單元。影像感測器用以根據曝光時序擷取連續影像。主控制器電性連接至影像感測器。且可用以輸出曝光時序以及對應於曝光時序的曝光訊號，並根據影像感測器所擷取之連續影像計算出曝光值。控制單元電性連接至影像感測器、主控制器與發光單元。控制單元可根據主控制器所產生之曝光值選擇以連續模式驅動發光單元連續發光，選擇以脈衝模式配合主控制器所輸出之曝光訊號驅動發光單元脈衝發光，以配合影像感測器擷取連續影像時之補光。
在攝影裝置之一實施態樣中，所述之控制單元可以驅動電流來驅動發光單元發出相應之光線；其中當控制單元選擇連續模式時，驅動電流連續地不超過第一閥值，而當控制單元選擇脈衝模式時，驅動電流之脈衝週期的高峰不小於第二閥值；其中第二閥值大於第一閥值。
在攝影裝置之一實施態樣中，所述之控制單元更根據曝光值選擇以連續脈衝模式配合曝光訊號驅動發光單元脈衝發出相應的光線；其中，當控制單元選擇連續脈衝時，驅動電流之脈衝週期的高峰不超過第一閥值。
在攝影裝置之一實施態樣中，所述之控制單元可包含控制電路與驅動電路；控制電路可根據曝光值產生控制訊號，其中控制訊號對應於連續模式或脈衝模式；驅動電路可根據控制訊號產生對應於連續模式或脈衝模式之驅動電流。
在攝影裝置之一實施態樣中，當所述之控制訊號的準位大於第一電位時，驅動電流具有最大電流值。
在攝影裝置之一實施態樣中，當所述之控制訊號的準位小於第二電位時，驅動電流係驅動電路根據控制訊號之準位、最大電流值與運算式所產生的，其中第二電位小於第一電位。
在攝影裝置之一實施態樣中，所述之曝光時序之每一週期包含曝光時間與等待時間，所述之曝光訊號之每一週期包含導通時間與截止時間，且每一導通時間大於每一曝光時間。
本發明另提供一實施例之攝影裝置包含影像感測器、發光單元與控制單元。影像感測器用以擷取連續影像，並可根據對應於連續影像之曝光時序產生曝光訊號。控制單元電性連接至影像感測器與發光單元。控制單元可根據曝光時序之頻率選擇以連續模式驅動發光單元連續發光，或選擇以脈衝模式配合曝光訊號驅動發光單元脈衝發光，以配合影像感測器擷取連續影像時之補光。
在攝影裝置之一實施態樣中，當曝光時序之頻率小於第一頻率時，控制單元選擇以連續模式驅動發光單元連續發光；當曝光時序之頻率大於第二頻率時，控制單元選擇以脈衝模式配合曝光訊號驅動發光單元脈衝發光；其中第二頻率大於第一頻率。
本發明又提供一實施例之一種適用於具有發光單元之攝影裝置的曝光亮度調整方法，包含：根據連續影像計算曝光值；根據對應於連續影像之曝光時序產生曝光訊號；以及根據曝光值選擇以連續模式驅動發光單元連續發光，或選擇以脈衝模式配合曝光訊號驅動發光單元脈衝發光。
在曝光亮度調整方法之一實施態樣中，所述之選擇步驟中包含：根據曝光值與所選擇之連續模式或脈衝模式產生對應之驅動電流；以及根據驅動電流驅動發光單元連續發光或脈衝發光。
在曝光亮度調整方法之一實施態樣中，當選擇連續模式時，對應之驅動電流不超過第一閥值；當選擇脈衝模式時，對應之驅動電流不小於第二閥值，其中第二閥值大於第一閥值。
在曝光亮度調整方法之一實施態樣中，所述之選擇步驟中更進一步根據曝光值選擇以連續脈衝模式配合曝光訊號驅動發光單元脈衝發光，其中發光單元於連續脈衝模式中所發出之光亮度係小於發光單元於脈衝模式中所發出之光亮度。
綜上所述，本發明一實施例之攝影裝置與曝光亮度調整方法，可藉由所擷取到之連續影像的曝光值自動選擇以不同之驅動模式來驅動發光單元發出相應之光線，以配合連續影像擷取時之補光，進而可獲取具有適當曝光值之清晰的連續影像。此外，本發明一實施例之攝影裝置與曝光亮度調整方法，更可藉由對應於曝光時序之曝光訊號來同步發光單元與影像感測器之作動，而無需其他複雜之相位偵測電路。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。
圖1為本發明第一實施例之攝影裝置的方塊概要示意圖，圖2為本發明一實施例之攝影裝置的時序概要示意圖。請參閱圖1與圖2，一種攝影裝置100包含影像感測器110、處理單元120、發光單元130以及控制單元140。其中，處理單元120耦接影像感測器110，且控制單元140耦接影像感測器110、處理單元120以及發光單元130。
在本實施例中，影像感測器110、處理單元120以及控制單元140係設置於攝影裝置100之殼體內，而發光單元130係設置於攝影裝置100之殼體外。於此，發光單元130可以發光二極體（LED）來實現，且其數量可為一個以上。
影像感測器110可用以擷取連續影像M1。其中，所述之連續影像M1係指影像感測器110於一連續時間上所擷取到之多幅畫格（frame）。於此，影像感測器110可根據預設之曝光時序T1來控制連續影像M1中各幅畫格的曝光時間。
在一實施態樣中，影像感測器110可為互補式金屬氧化物半導體（CMOS）感測器、感光耦合元件（CCD）感測器等。
在本實施例中，影像感測器110可包含像素陣列111、掃描電路112、轉換處理模組113以及輸出模組114。
像素陣列111包含以二維排列排列之複數像素單元，掃描電路112包含複數水平訊號線與垂直訊號線，且像素陣列111中之每一像素單元耦接至掃描電路112中對應之水平訊號線、垂直訊號線，以根據水平訊號線之水平掃描訊號XHS與垂直訊號線之垂直掃描訊號XVS進行相應之作動。
掃描電路112可根據預設之曝光時序T1經由其水平訊號線與垂直訊號線來輸出對應之水平掃描訊號XHS與垂直掃描訊號XVS。於此，曝光時序T1可為一週期性時序，且每一週期中包含曝光時間T11與等待時間T12。因此，掃描電路112可於曝光時序T1之曝光時間T11中經由其水平訊號線與垂直訊號線致動對應之像素單元將經由攝影裝置100之鏡頭組（圖未示）進入之入射光轉換成對應之累積電荷，並且於曝光時序T1之等待時間T12中使得各像素單元將其累積電荷作為像素訊號而加以輸出至轉換處理模組113進行相應之訊號處理。
在本實施例中，影像感測器110可採用全域快門（Global Shutter）操作，而藉由掃描電路112控制像素陣列111中之所有像素單元同時曝光。然而，本發明並非以此為限，影像感測器110亦可採用滾動式快門（Rolling Shutter）操作，而藉由掃描電路112控制像素陣列111中每一行之像素單元依序進行曝光。
轉換處理模組113耦接至像素陣列111，以根據像素陣列111中各像素單元所輸出之像素訊號轉換成對應之連續影像M1後，再交由輸出模組114輸出。於此，輸出模組114可直接將連續影像M1以原始資料格式輸出，抑或轉換成另一資料格式後再輸出。在一實施態樣中，轉換處理模組113可為類比至數位轉換電路（ADC）。
此外，在本實施例中，影像感測器110之轉換處理模組113更可依據對應於連續影像M1之曝光時序產生曝光訊號SE1，以供後述之控制單元140可藉由此曝光訊號SE1來同步發光單元130與影像感測器110之作動。於此，曝光訊號SE1為一週期性訊號，且每一週期包含導通時間T21與截止時間T22。
在一實施態樣中，曝光訊號SE1之各導通時間T21的長度可大於曝光時序T1之各曝光時間T11的長度，以確保發光單元130可確實於影像感測器110擷取連續影像M1時進行補光。
圖3為圖1之一實施態樣的方塊概要示意圖。請參閱圖2與圖3。在一實施態樣中，曝光訊號SE1可由至少二時脈訊號（以下分別稱之為第一時脈訊號SE11與第二時脈訊號SE12）透過邏輯運算單元160而得。例如，第一時脈訊號SE11與第二時脈訊號SE12可透過或閘疊加後得到曝光訊號SE1。於此，第一時脈訊號SE11之相位可不重疊於第二時脈訊號SE12之相位，但本發明並非以此為限。此外，於曝光訊號SE1傳輸至控制單元140前，更可經由電壓準位轉換電路170轉換至所需位準後再傳輸至控制單元140。
處理單元120可根據影像感測器110所擷取到之連續影像M1計算出對應之曝光值EV1。於此，處理單元120可根據連續影像M1產生對應之直方圖（histogram），並根據直方圖中計算出連續影像M1之平均亮度值後，再產生對應之曝光值EV1。然而本發明並非以此為限。
在一實施態樣中，處理單元120可以系統單晶片（SoC）、中央處理單元（CPU）、微處理器（Microprocessor）或特殊應用積體電路（ASIC）等來實現。
控制單元140可根據處理單元120所產生之曝光值EV1大小來決定以何種驅動模式來驅動發光單元130，並產生對應於驅動模式之驅動訊號Vd至發光單元130，以使發光單元130可對應此驅動訊號Vd進行相應之作動。於此，驅動模式可包含連續模式（Continue Mode）以及脈衝模式（Pulse Mode）。
在本實施例中，攝影裝置100更可包含一開關模組180，耦接於控制單元140與發光單元130之間。於此，開關模組180可根據驅動訊號Vd之準位變化來導通發光單元130。在一實施態樣中，發光單元130可為發光二極體（LED），且開關模組180可以N型電晶體（NMOS）來實現。其中N型電晶體之汲極端耦接至發光二極體的負端，且其源極端耦接至一地電位。然而本發明並非以此為限。
當控制單元140選擇以連續模式來驅動發光單元130時，控制單元140所產生之驅動訊號Vd可為一種具有固定準位之定電壓訊號，以持續導通發光單元130，並使得發光單元130可連續地發出光線。而當控制單元140選擇以脈衝模式來驅動發光單元130時，控制單元140所產生之驅動訊號Vd則可為脈波訊號，以不連續之方式導通發光單元130，並使得發光單元130可脈衝地（不連續地）發出光線。
於此，在脈衝模式中，驅動訊號Vd之週期變化大致上與曝光訊號SE1相同。因此，控制單元140在脈衝模式中實際上係配合曝光訊號SE1之週期變化來驅動發光單元130脈衝地發光。換言之，發光單元130可於曝光訊號SE1之每一週期的導通時間T21中發出光線，且於曝光訊號SE1之每一週期的截止時間T22中停止發出光線，而達到所述之脈衝地發光。此外，由於曝光訊號SE1係對應於連續影像M1之曝光時序T1，故控制單元140可藉此曝光訊號SE1來確保發光單元130脈衝地發出之光線可確實於影像感測器110擷取連續影像M1時進行補光。
再者，控制單元140可依據其選擇之驅動模式產生對應之驅動電流Id至發光單元130，以驅動發光單元130發出相應之光線。當控制單元140選擇以連續模式來驅動發光單元130時，控制單元140所產生之驅動電流Id可為一種定電流，且其大小不超過第一閥值，如圖4所示。而當控制單元140選擇以脈衝模式來驅動發光單元130時，控制單元140所產生之驅動電流Id則為一種脈波電流且其脈衝週期之高峰不小於第二閥值，如圖5所示；其中，第二閥值大於第一閥值。在一實施態樣中，當控制單元140選擇脈衝模式時所產生之驅動電流Id之頻率可在0.5千赫茲（kHz）到16千赫茲（kHz）之範圍間，且其脈波寬度可在0.6微秒（μs）至20微秒（μs）之範圍間。
由於在連續模式下之驅動電流Id大致上係小於在脈衝模式下之驅動電流Id，故發光單元130於連續模式下所發出的亮度大致上係小於在脈衝模式所發出的亮度。
因此，當控制單元140根據處理單元120所產生之曝光值EV1判定連續影像M1之曝光過度時，便可選擇以連續模式來驅動發光單元130連續發光，藉以調降連續影像M1之曝光值EV1。而當控制單元140根據處理單元120所產生之曝光值EV1判定連續影像M1之曝光不足時，則可選擇以脈衝模式來驅動發光單元130脈衝發光，藉以提升連續影像M1之曝光值EV1。
在一實施態樣中，所述之第一閥值可為1安培（A），且第二閥值可為2安培（A）。
此外，驅動模式除了前述之連續模式以及脈衝模式外，更可包含連續脈衝模式（Continue- Pulse Mode）。當控制單元140選擇以連續脈衝模式來驅動發光單元130時，控制單元140所產生之驅動訊號Vd可為脈波訊號，以不連續之方式導通發光單元130，並使得發光單元130可脈衝地（不連續地）發出光線。於此，驅動訊號Vd之週期變化大致上與曝光訊號SE1相同。因此，控制單元140在連續脈衝模式中亦是配合曝光訊號SE1之週期變化來驅動發光單元130脈衝地發光。
此外，控制單元140對應連續脈衝模式所產生之驅動電流Id亦是一種脈波電流，惟其脈衝週期之高峰不超過第一閥值，如圖6所示。因此，發光單元130於連續脈衝模式下所發出的亮度係小於在脈衝模式所發出的亮度。換言之，當控制單元140根據曝光值EV1判定連續影像M1之曝光過度時，控制單元140除可選擇以連續模式來驅動發光單元130連續地發出光線外，亦可選擇以連續脈衝模式搭配曝光訊號SE1來驅動發光單元130脈衝地發出光線。
在本實施例中，控制單元140可包含控制電路141與驅動電路142。其中，控制電路141耦接至處理單元120、影像感測器110以及驅動電路142。
控制電路141可根據曝光值EV1大小決定以連續模式或脈衝模式來驅動發光單元130後，產生對應之控制訊號Vc至驅動電路142，以使驅動電路142可根據控制訊號Vc之準位產生對應之驅動電流Id至發光單元130，並產生對應於連續模式或脈衝模式之輸出訊號Vo至控制電路141，以使驅動電路142可根據輸出訊號Vo產生對應之驅動訊號Vd至發光單元130，而使得發光單元130可依據驅動訊號Vd作動並依據驅動電流Id之大小發出相應之光線大小，藉以配合影像感測器110擷取連續影像M1時所需之補光。
當控制電路141選擇連續模式時，所產生之輸出訊號Vo可為定電壓訊號，且驅動電路142所產生之驅動訊號Vd亦為定電壓訊號，以連續導通開關模組180而使得發光單元130可連續地依據驅動電流Id發出相應之光線亮度。而當控制電路141選擇脈衝模式時，所產生之輸出訊號Vo1可為脈波訊號，且驅動電路142所產生之驅動訊號Vd亦為脈波訊號，以不連續地導通開關模組180而使得發光單元130可脈衝地依據驅動電流Id發出相應之光線亮度。於此，驅動訊號Vd大致上與輸出訊號Vo1相同。
圖7為圖1之另一實施態樣的方塊概要示意圖。請參閱圖7，在本實施態樣中，控制單元140可包含控制電路141與驅動電路142。其中，控制電路141耦接至處理單元120，且驅動電路142耦接至影像感測器110以及處理單元120。
控制電路141可根據曝光值EV1大小決定以連續模式或脈衝模式來驅動發光單元130，並產生輸出訊號Vo2至驅動電路142，以使驅動電路142可根據輸出訊號Vo2進行相應之作動。
於此，當控制電路141選擇連續模式時，所產生之輸出訊號Vo2可為邏輯“1”，以使驅動電路142產生具有定電位之驅動訊號Vd至開關模組180，而使得發光單元130可連續地依據驅動電流Id發出相應之光線亮度。而當控制電路141選擇脈衝模式時，所產生之輸出訊號Vo2可為邏輯“0”，以使驅動電路142可根據曝光訊號SE1產生對應之驅動訊號Vd至開關模組180。此時，根據曝光訊號SE1所產生之驅動訊號Vd為脈波訊號，而使得發光單元130可脈衝地依據驅動電流Id發出相應之光線亮度。
在本實施例中，攝影裝置100更包含限流電阻R LED，耦接於驅動電路142與發光單元130之間。於此，限流電阻R LED用以限制驅動電流Id之最大電流值，且限流電阻R LED之一端係耦接至發光單元130之正端。
當控制訊號Vc的準位大於第一電位時，驅動電路142所產生之驅動電流Id可具有最大電流值。而當控制訊號Vc的準位小於第二電位時，驅動電路142所產生之驅動電流Id的大小則可根據制訊號Vc之準位以及驅動電流Id之最大電流值透過一運算式而得。其中，第二電位大於第一電位。
在一實施態樣中，當控制訊號Vc的準位大於第一電位時，驅動電流Id可以後述之式一表示：Id=100mV/R LED；而當控制訊號Vc的準位小於第二電位時，驅動電流Id則可以後述之式二表示：Id=(Vc-100mV)/(10*R LED)，其中Id為驅動電流值，R LED為限流電阻值，且Vc為控制訊號之準位。於此，第一電位可為1.2伏特（V），且第二電位可為1伏特（V）。
舉例而言，假設限流電阻R LED之大小為0.04歐姆（Ω），當控制訊號Vc的準位大於1.2伏特（V）時，驅動電路142可根據式一計算並產生大小為2.5安培（A）的驅動電流Id；而當控制訊號Vc的準位小於1伏特（V）時，例如控制訊號Vc的準位為0.5伏特（V）時，驅動電路142可根據式二計算並產生大小為1安培（A）的驅動電流Id。
在本實施例中，控制電路141更可根據連續影像M1之曝光值EV1來判定是否要關閉驅動電路142之作動，以使發光單元130不再發光。因此，當控制電路141根據曝光值EV1判定影像感測器110並不需要補光時，可產生一關閉訊號SD1至驅動電路142，以停止驅動電路142之作動。
在一實施態樣中，控制單元140可以微控制器（MCU）、中央處理單元（CPU）或特殊應用積體電路（ASIC）等來實現。此外，控制單元140亦可與處理單元120以不同之態樣來實現之外，亦可整合於單一實施態樣中。
圖8為本發明第二實施例之攝影裝置的方塊概要示意圖。請參閱圖2，一種攝影裝置200包含影像感測器210、主控制器220、發光單元230以及控制單元240。此外，控制單元240包含控制電路241與驅動電路242。其中，主控制器220耦接影像感測器210，控制電路241耦接主控制器220，且驅動電路242耦接控制電路241以及發光單元230。
於此，影像感測器210大致上與第一實施例之影像感測器110相同，惟，本實施例之影像感測器210僅用以依據預設之曝光時序T1來擷取對應之連續影像M1，而不產生曝光訊號SE1。
此外，主控制器220除可如第一實施例之處理單元120用以根據影像感測器210所擷取到之連續影像M1來計算出對應之曝光值EV1外，更可根據預設之曝光時序來產生對應之曝光訊號SE1。在一實施態樣中，主控制器220可以系統單晶片、中央處理單元、微處理器或特殊應用積體電路等來實現。
由於本實施例之影像感測器210之細部結構大致上與第一實施例之影像感測器110之細部結構相同，發光單元230之整體結構大致上與第一實施例之發光單元130之整體結構相同，且控制單元240之細部結構、操作以及驅動模式等大致上與第一實施例之控制單元140相同，故於此皆不再贅述。
圖9為本發明第三實施例之攝影裝置的方塊概要示意圖。請參閱圖9，一種攝影裝置300包含影像感測器310、發光單元330以及控制單元340。其中，控制單元340耦接至影像感測器310與發光單元330。
影像感測器310可用以擷取連續影像M1，並根據對應於連續影像M1的曝光時序T1來產生曝光訊號SE。於此，由於影像感測器310及發光單元330之整體結構、操作等大致上與第一實施例之影像感測器110及發光單元130之整體結構、操作等相同，故不再贅述。
相較於第一實施例與第二實施例，本實施例之控制單元340是根據曝光時序T1的頻率來選擇以連續模式來驅動發光單元330連續地發光，或選擇以脈衝模式且配合曝光訊號SE1來驅動發光單元330脈衝地發光，以配合影像感測器310擷取連續影像M1時之補光。
此外，控制單元340可根據其選擇之驅動模式產生對應之驅動電流Id1至發光單元330，以驅動發光單元330發出相應之光線。當控制單元340選擇以連續模式來驅動發光單元330時，控制單元340所產生之驅動電流Id1可為一種定電流且其大小不超過第一閥值。而當控制單元340選擇以脈衝模式來驅動發光單元330時，控制單元340所產生之驅動電流Id1則為一種脈波電流且其脈衝週期之高峰不小於第二閥值；其中，第二閥值大於第一閥值。
在一實施態樣中，所述之第一閥值可為1安培（A），且第二閥值可為2安培（A）。因此，發光單元330於連續模式下所發出的亮度係小於在脈衝模式所發出的亮度。
因此，當曝光時序T1的頻率小於第一頻率時，例如100赫茲（Hz），由於此時影像感測器310擷取連續影像M1之速度較慢，而使得發光單元330之補光可能過度時，控制單元340可選擇以連續模式來驅動發光單元330連續地發光。而當曝光時序的頻率大於第二頻率時，例如1000赫茲（Hz），由於此時影像感測器310擷取連續影像M1之速度較快，而使得發光單元330之補光可能不足時，控制單元340可選擇以脈衝模式來驅動發光單元330脈衝地發光。
在本實施例中，需注意的是，本發明並非限定控制單元340僅根據曝光時序T1的頻率來決定發光單元330的驅動模式。在一實施態中，控制單元340亦可根據曝光時序T1的頻率並搭配連續影像M1的曝光值EV1來決定發光單元330的驅動模式。
圖10為本發明一實施例之曝光亮度調整方法的概要流程圖。請參閱圖1與圖10，在本發明一實施例之曝光亮度調整方法中，攝影裝置100可透過處理單元120根據影像感測器110所擷取之連續影像M1來計算出連續影像M1之曝光值EV1（步驟S10），且可透過影像感測器110根據對應於連續影像M1之曝光時序T1產生曝光訊號SE1（步驟S20）。於此，步驟S10可與步驟S20之順序對調。然而本發明並非以此為限，步驟S10與步驟S20亦可同步執行。
待處理單元120計算出連續影像M1之曝光值EV1後，攝影裝置100之控制單元140便可根據曝光值EV1選擇發光單元130之驅動模式。於此，驅動模式可包含連續模式、脈衝模式以及連續脈衝模式。
當控制單元140根據曝光值EV1選擇以連續模式（步驟S31a）時，控制單元140可產生對應之驅動電流Id（步驟S32a），並根據驅動電流Id來驅動發光單元130連續發光（步驟S33a）。於此連續模式下，驅動電流Id不超過第一閥值。
當控制單元140根據曝光值EV1選擇以脈衝模式（步驟S31b）時，控制單元140可產生對應之驅動電流Id（步驟S32b），並根據驅動電流Id來驅動發光單元130脈衝發光（步驟S33b）。於此脈衝模式下，驅動電流Id之脈衝週期的高峰不小於第二閥值。
而當控制單元140根據曝光值EV1選擇以連續脈衝模式（步驟S31c）時，控制單元140則可產生對應之驅動電流Id（步驟S32c），並根據驅動電流Id來驅動發光單元130脈衝發光（步驟S33c）。於此連續脈衝模式下，驅動電流Id之脈衝週期的高峰不超過第一閥值。
綜上所述，本發明一實施例之攝影裝置與曝光亮度調整方法，可藉由所擷取到之連續影像的曝光值自動選擇以不同之驅動模式來驅動發光單元發出相應之光線，以配合連續影像擷取時之補光，進而可獲取具有適當曝光值之清晰的連續影像。此外，本發明一實施例之攝影裝置與曝光亮度調整方法，更可藉由對應於曝光時序之曝光訊號來同步發光單元與影像感測器之作動，而無需其他複雜之相位偵測電路。
本發明之技術內容已以較佳實施例揭示如上述，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所做些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明之範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧攝影裝置
110‧‧‧影像感測器
111‧‧‧像素陣列
112‧‧‧掃描電路
113‧‧‧轉換處理模組
114‧‧‧輸出模組
120‧‧‧處理單元
130‧‧‧發光單元
140‧‧‧控制單元
141‧‧‧控制電路
142‧‧‧驅動電路
160‧‧‧邏輯運算單元
170‧‧‧電壓準位轉換電路
180‧‧‧開關模組
200‧‧‧攝影裝置
210‧‧‧影像感測器
220‧‧‧主控制器
230‧‧‧發光單元
240‧‧‧控制單元
241‧‧‧控制電路
242‧‧‧驅動電路
300‧‧‧攝影裝置
310‧‧‧影像感測器
330‧‧‧發光單元
340‧‧‧控制單元
341‧‧‧控制電路
342‧‧‧驅動電路
EV1‧‧‧曝光值
Id‧‧‧驅動電流
M1‧‧‧連續影像
RLED‧‧‧限流電阻
SD1‧‧‧關閉訊號
SE1‧‧‧曝光訊號
SE11‧‧‧第一時脈訊號
SE12‧‧‧第二時脈訊號
T1‧‧‧曝光時序
T11‧‧‧曝光時間
T12‧‧‧等待時間
T21‧‧‧導通時間
T22‧‧‧截止時間
Vc‧‧‧控制訊號
Vd‧‧‧驅動訊號
Vo1‧‧‧輸出訊號
Vo2‧‧‧輸出訊號
XHS‧‧‧水平掃描訊號
XVS‧‧‧垂直掃描訊號
步驟S10‧‧‧根據連續影像計算曝光值
步驟S20‧‧‧根據對應於連續影像之曝光時序產生曝光訊號
步驟S31a‧‧‧選擇連續模式
步驟S31b‧‧‧選擇脈衝模式
步驟S31c‧‧‧選擇連續脈衝模式
步驟S32a‧‧‧產生對應之驅動電流
步驟S32b‧‧‧產生對應之驅動電流
步驟S32c‧‧‧產生對應之驅動電流
步驟S33a‧‧‧根據驅動電流驅動發光單元連續發光
步驟S33b‧‧‧根據驅動電流驅動發光單元脈衝發光
步驟S33c‧‧‧根據驅動電流驅動發光單元脈衝發光
圖1為本發明第一實施例之攝影裝置的概要方塊示意圖。 圖2為本發明一實施例之攝影裝置的概要時序示意圖。 圖3為圖1之一實施態樣的概要方塊示意圖。 圖4為驅動電流於連續模式時的概要示意圖。 圖5為驅動電流於脈衝模式時的概要示意圖。 圖6為驅動電流於連續脈衝模式時的概要示意圖。 圖7為圖1之另一實施態樣的方塊概要示意圖。 圖8為本發明第二實施例之攝影裝置的概要方塊示意圖。 圖9為本發明第三實施例之攝影裝置的概要方塊示意圖。 圖10為本發明一實施例之曝光亮度調整方法的概要流程圖。
步驟S10‧‧‧根據連續影像計算曝光值
步驟S20‧‧‧根據對應於連續影像之曝光時序產生曝光訊號
步驟S31a‧‧‧選擇連續模式
步驟S31b‧‧‧選擇脈衝模式
步驟S31c‧‧‧選擇連續脈衝模式
步驟S32a‧‧‧產生對應之驅動電流
步驟S32b‧‧‧產生對應之驅動電流
步驟S32c‧‧‧產生對應之驅動電流
步驟S33a‧‧‧根據驅動電流驅動發光單元連續發光
步驟S33b‧‧‧根據驅動電流驅動發光單元脈衝發光
步驟S33c‧‧‧根據驅動電流驅動發光單元脈衝發光

Claims (19)

  1. 一種攝影裝置，包含：一影像感測器，用以擷取一連續影像，並根據對應於該連續影像之一曝光時序產生對應之一曝光訊號；一處理單元，電性連接該影像感測器，並根據該連續影像計算一曝光值；一發光單元；及一控制單元，電性連接該影像感測器、該處理單元與該發光單元，並根據該曝光值選擇一連續模式驅動該發光單元連續發光，或選擇一脈衝模式配合該曝光訊號驅動該發光單元脈衝發光，以配合擷取該連續影像時之補光。
  2. 如請求項1所述的攝影裝置，其中該控制單元以一驅動電流來驅動該發光單元發出相應之光線，且當該控制單元選擇該連續模式時，該驅動電流連續地不超過一第一閥值，當該控制單元選擇該脈衝模式時，該驅動電流脈衝週期之高峰不小於一第二閥值，該第二閥值大於該第一閥值。
  3. 如請求項2所述的攝影裝置，其中該控制單元係進一步根據該曝光值選擇一連續脈衝模式配合該曝光訊號驅動該發光單元脈衝發出相應之光線，其中，當該控制單元選擇該連續脈衝模式時，該驅動電流脈衝週期之高峰不超過該第一閥值。
  4. 如請求項1所述的攝影裝置，其中該曝光時序之每一週期包含一曝光時間與一等待期間，該曝光訊號之每一週期包含一導通時間與一截止時間，且每一該導通時間大於每一該曝光時間。
  5. 如請求項2所述的攝影裝置，其中該控制單元包含：一控制電路，根據該曝光值產生一控制訊號，該控制訊號對應於該連續模式或該脈衝模式；及一驅動電路，根據該控制訊號產生對應於該連續模式或該脈衝模式之該驅動電流。
  6. 如請求項5所述的攝影裝置，其中當該控制訊號之準位大於一第一電位時，該驅動電流具有一最大電流值。
  7. 如請求項6所述的攝影裝置，其中當該控制訊號之準位小於一第二電位時，該驅動電路根據該控制訊號之準位與該最大電流值產生該驅動電流，其中該第二電位小於該第一電位。
  8. 一種攝影裝置，包含：一主控制器，用以輸出一曝光時序及對應之一曝光訊號；一影像感測器，電性連接該主控制器，根據該曝光時序擷取一連續影像，且該主控制器根據該連續影像計算一曝光值；一發光單元；以及一控制單元，電性連接該主控制器、該影像感測器與該發光單元，並根據該曝光值選擇一連續模式驅動該發光單元連續發光，或選擇一脈衝模式配合該曝光訊號驅動該發光單元脈衝發光，以配合擷取該連續影像時之補光。
  9. 如請求項8所述的攝影裝置，其中該控制單元以一驅動電流來驅動該發光單元發出相應之光線，且當該控制單元選擇該連續模式時，該驅動電流連續地不超過一第一閥值，當該控制單元選擇該脈衝模式時，該驅動電流脈衝週期之高峰不小於一第二閥值，該第二閥值大於該第一閥值。
  10. 如請求項9所述的攝影裝置，其中該控制單元係進一步根據該曝光值選擇一連續脈衝模式配合該曝光訊號驅動該發光單元脈衝發出相應之光線，其中，當該控制單元選擇該連續脈衝模式時，該驅動電流脈衝週期之高峰不超過該第一閥值。
  11. 如請求項9所述的攝影裝置，其中該控制單元包含：一控制電路，根據該曝光值產生一控制訊號，該控制訊號對應於該連續模式或該脈衝模式；及一驅動電路，根據該控制訊號產生對應於該連續模式或該脈衝模式之該驅動電流。
  12. 如請求項11所述的攝影裝置，其中當該控制訊號之準位大於一第一電位時，該驅動電流具有一最大電流值。
  13. 如請求項12所述的攝影裝置，其中當該控制訊號之準位小於一第二電位時，該驅動電路根據該控制訊號之準位與該最大電流值產生該驅動電流，其中該第二電位小於該第一電位。
  14. 一種攝影裝置，包含：一影像感測器，用以擷取一連續影像，並根據對應該連續影像之一曝光時序產生一曝光訊號；一發光單元；及 一控制單元，電性連接該影像感測器與該發光單元，並根據該曝光時序之頻率選擇一連續模式驅動該發光單元連續發光，或選擇一脈衝模式配合該曝光訊號驅動該發光單元脈衝發光，以配合擷取該連續影像時之補光。
  15. 如請求項14所述的攝影裝置，其中當該曝光時序之頻率小於一第一頻率時，該控制單元選擇該連續模式驅動該發光單元連續發光，當該曝光時序之頻率大於一第二頻率時，該控制單元選擇該脈衝模式配合該曝光訊號驅動該發光單元脈衝發光，其中該第二頻率大於該第一頻率。
  16. 一種曝光亮度調整方法，適用於具有一發光單元之一攝影裝置，該曝光亮度調整方法包含：根據一連續影像計算一曝光值；根據對應於該連續影像之一曝光時序產生一曝光訊號；及根據該曝光值選擇以一連續模式驅動該發光單元連續發光，或選擇以一脈衝模式配合該曝光訊號驅動該發光單元脈衝發光。
  17. 如請求項16所述的曝光亮度調整方法，其中該選擇之步驟中包含：根據該曝光值與所選擇之該連續模式或該脈衝模式產生對應之一驅動電流；及根據該驅動電流驅動該發光單元連續發光或脈衝發光。
  18. 如請求項17所述的曝光亮度調整方法，其中當選擇該連續模式時，對應之該驅動電流不超過一第一閥值，當選擇該脈衝模式時，對 應之該驅動電流的脈衝週期之高峰不小於一第二閥值，且該第二閥值大於該第一閥值。
  19. 如請求項18所述的曝光亮度調整方法，其中該選擇之步驟中係進一步根據該曝光值選擇以一連續脈衝模式配合該曝光訊號驅動該發光單元脈衝發光，其中，該發光單元於該連續驅動模式所發出之光亮度係小於該發光單元於脈衝模式所發出之光亮度。
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