曝光控制装置、图像捕获装置以及控制曝光的方法
【专利摘要】本发明涉及曝光控制装置、图像捕获装置以及控制曝光的方法。提供了曝光控制装置、包括所述曝光控制装置的图像捕获装置以及使用所述装置控制曝光的方法，所述曝光控制装置包括：光度测定量获取单元，用于获取所测量的光量作为光度测定量；发光量控制单元，用于当所述光度测定量在某光量范围内时，随着所述光度测定量变小增加发光单元的发光量；以及增益控制单元，用于当所述光度测定量不在所述光量范围内时，随着所述光度测定量变小增加对于图像传感器的输出信号的增益，并且当所述光度测定量在所述光量范围内时，将所述增益设定为恒定值。
【专利说明】曝光控制装置、图像捕获装置以及控制曝光的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年4月30日提交的日本在先专利申请JP2013-094975的权益，其全部内容通过引用结合于此。
【技术领域】
[0003]本技术涉及曝光控制装置、图像捕获装置以及控制曝光的方法。更具体地，本技术涉及控制图像信号的增益的曝光控制装置、图像捕获装置以及控制曝光的方法。
【背景技术】
[0004]在现有技术中，图像捕获装置可以具有自动曝光(AE)功能，以便提供具有适当值的曝光量。通过该AE来控制光圈值、快门速度、增益等。增益是当来自图像传感器的图像信号被放大时的放大程度，并且通过AGC(自动增益控制)电路来控制。
[0005]例如，日本专利申请公开第2010-161459号提出了图像捕获装置，在此依据AE检测图像信号的级别，并且因为图像信号的级别是低的，故通过增加增益来捕获图像。
【发明内容】
[0006]在上述的现有技术中，所捕获的图像的图像质量会被降低。一般说来，随着图像信号的增益增加，所放大的图像信号的噪声增加。相应地，在上文描述的图像捕获装置中，当增益增加时，噪声会降低图像的图像质量。同时，如果增益不增加，不能提供充分的曝光量并且由于曝光的不足图像的图像质量会降低。
[0007]考虑到如上所述的情况，发明了本技术。期望提供一种图像捕获装置，用于提供具有改进的图像品质的图像。
[0008]根据本技术的实施方式，提供了一种曝光控制装置，包括:
[0009]光度测定量获取单元，用于获取所测量的光量作为光度测定量；
[0010]发光量控制单元，用于当光度测定量在一定的光量范围内时，随着光度测定量变小增加发光单元的发光量；以及
[0011]增益控制单元，用于当光度测定量不在光量范围内时，随着光度测定量变小增加对于图像传感器的输出信号的增益；并且当光度测定量在光量范围内时，将增益设定为恒定值，以及控制曝光的方法。当光度测定量在一定的光量范围内时这使得能够增加发光单元中的发光量并且将增益设定为恒定值。
[0012]根据实施方式，当光度测定量不在光量范围内时，发光量控制单元可以将发光量设定为恒定量。这使得当光度测定量不在光量范围内时能够将发光量设定为恒定量。
[0013]根据实施方式，当在发光单元被关闭期间获取的光度测定量小于两个阈值中的一个时，发光控制单元可以打开发光单元，并且当在发光单元被打开期间获取的光度测定量超过两个阈值所剩余的那个时，关闭发光单元。这使得当在发光单元关闭期间的光度测定量小于两个阈值中的一个时，能够打开发光单元，并且当在发光单元打开期间的光度测定量超过所述两个阈值中的另一个时，能够关闭发光单元。
[0014]根据实施方式，曝光控制装置进一步包括:
[0015]曝光时间控制单元，用于通过与具有通过倍增基准频率所设置的频率定时信号同步来控制图像传感器的曝光时间；以及
[0016]脉冲信号生成单元，用于生成具有通过倍增基准频率所设置的频率的脉冲信号。
[0017]其中，根据脉冲信号的脉冲宽度，发光单元发射光。这允许通过与具有通过倍增基准频率设置的频率的定时信号同步来控制曝光时间，并且在具有通过倍增基准频率设置的频率的脉冲信号的打开期间，发光单元发光。
[0018]根据实施方式，通过与定时信号同步，曝光时间控制单元开始曝光图像传感器，并且通过与定时信号同步，发光量控制单元开始在发光单元中发光。这使得能够通过定时信号同步而开始曝光和发光。
[0019]根据本技术的另一实施方式，提供有图像捕获装置，包括:
[0020]光度测定量获取单元，用于获取所测量的光量作为光度测定量；
[0021]发光量控制单元，用于当所述光度测定量在一定的光量范围内时，随着所述光度测定量变小增加发光单元的发光量；
[0022]增益控制单元，用于当所述光度测定量不在所述光量范围内时，随着所述光度测定量变小增加对于图像传感器的输出信号的增益；并且当所述光度测定量在所述光量范围内时，将增益设定为恒定值；以及
[0023]图像捕获单元，用于捕获包括输出信号的图像。这允许在发光单元中的发光量增力口，以及当光度测定量在光量范围内时，将增益设定为恒定值。
[0024]如附图所示，根据其最佳模式实施方式的以下【具体实施方式】，本技术的这些及其他目标、特征和优点将变得清晰可见。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是示出了根据第一实施方式的图像捕获装置的配置的框图；
[0026]图2是示出了根据第一实施方式的模拟前端的配置的框图；
[0027]图3是示出了根据第一实施方式的曝光控制单元的配置的框图；
[0028]图4是示出了根据第一实施方式的图像捕获装置的操作的实例的流程图；
[0029]图5是示出了根据第一实施方式的闪烁抑制处理的实例的流程图；
[0030]图6A和图6B均是示出了根据第一实施方式的曝光控制的实例的示图；
[0031]图7是示出了根据第一实施方式的可替换实施方式的曝光控制的实例的示图；
[0032]图8是示出了根据第二实施方式的图像捕获装置的配置实例的框图；
[0033]图9示出了根据第二实施方式控制发光量的实例；以及
[0034]图10示出了根据第二实施方式的可替换实施方式控制发光量的实例。
【具体实施方式】
[0035]在下文中，将参考附图描述本技术的实施方式。
[0036]将按以下顺序描述本技术的实施方式。
[0037]1.第一实施方式(在一定的光量范围内，光量被控制并且增益被保持为常数)。
[0038]2.第二实施方式(在一定的光量范围内，通过脉冲信号控制光量,脉冲信号具有通过倍增同步信号的频率设置的频率，并且增益被保持为常数)。
[0039]〈1.第一实施方式>
[0040][图像捕获装置的配置实例]
[0041]图1是示出了根据第一实施方式的图像捕获装置的配置的框图。图像捕获装置用于捕获图像并且包括照相机单元100、照相机控制单元200、发光单元300、电源电路310以及显示器400。
[0042]照相机单元100包括透镜110、可变光圈(iris) 120、快门130以及图像传感器140。透镜110形成将在图像传感器140上捕获的图像。透镜110包括聚焦透镜、变焦透镜坐寸ο
[0043]可变光圈120通过光圈片(aperture blade)来调节贯穿其本身的光的量。通过曝光控制单元240来控制通过可变光圈120调节的光圈值。
[0044]快门130是遮光构件，其在曝光期间打开，并且在其他情况下关闭。当快门130打开时的快门速度由曝光控制单元240来控制。
[0045]图像传感器140光电转换来自透镜110的光，并且将所转换的电信号作为图像信号输出到模拟前端210。图像传感器140可以通过CCD (电荷耦合设备)、CMOS (互补金属氧化物半导体)传感器等配置。
[0046]照相机控制单元200控制照相机单元100，并且包括模拟前端210和图像处理模块220。图像处理模块220包括图像捕获控制单元230、曝光控制单元240以及图像处理单元250。
[0047]模拟前端210将来自照相机单元100的模拟图像信号转换为数字信号。
[0048]模拟前端210通过根据曝光控制单元240的控制所设定的增益来放大模拟图像信号并且接着将模拟图像信号转换为数字信号。模拟前端210将转换为数字信号的图像信号提供给曝光控制单元240和图像处理单元250。
[0049]模拟前端210根据图像捕获控制单元230生成定时信号，并且将定时信号供应给照相机单元100。
[0050]定时信号是用于确定图像信号的输出定时或者曝光的开始和结束定时的信号。具体地，定时信号包括垂直同步信号。垂直同步信号示出了图像传感器140开始输出图像信号的定时。
[0051]图像捕获控制单元230控制图像捕获装置的图像捕获行为。图像捕获控制单元230生成图像捕获控制信号，该图像捕获控制信号用于指示定时信号的生成的开始或者结束；并且将图像捕获控制信号供应给模拟前端210。例如，当执行用于开始自动曝光(按下AE按钮)的指示操作或者用于图像捕获的指示操作时，图像捕获控制单元230开始生成定时信号。当执行用于结束自动曝光的指示操作或者图像捕获结束时，图像捕获控制单元230结束生成定时信号。
[0052]此外，图像捕获控制单元230将模式控制信号供应给图像处理单元250。模式控制信号示出了图像捕获模式或者预览模式。图像捕获模式是用于在诸如存储器的记录介质上记录(即，捕获)图像的模式。预览模式是在没有记录图像的情况下用于在显示器400上实时显示图像的模式。
[0053]例如，预览模式被设定在初始状态中。一旦执行用于按下快门按钮的指示操作以开始图像捕获，则图像捕获控制单元230将模式改变为图像捕获模式。应注意，在捕获第一图像之前，在曝光控制单元240中，光度测定是必要的。在光度测定完成之后，图像捕获控制单元230将模式改变为图像捕获模式。
[0054]图像捕获模式包括静止图像捕获模式、活动图像捕获模式等。静止图像捕获模式用于捕获图像。活动图像捕获模式用于通过在设定时间周期内与垂直同步信号同步来按时间序列捕获多个图像。在以静止图像捕获模式捕获图像之后，或者以活跃图像捕获模式在设定时间段过去之后，图像捕获控制单元230将模式改变为预览模式。
[0055]图像捕获控制单元230将曝光设定信号供应到曝光控制单元240。曝光设置信号用于将模式设定为光圈优先模式(aperture preference mode)或者快门优先模式。光圈优先模式是在曝光控制中优先地控制光圈值的模式。快门优先模式是在曝光控制中优先地控制快门速度的模式。这些模式通过用户的操作来设定。
[0056]曝光控制单元240控制图像传感器140的曝光量。曝光控制单元240基于来自模拟前端210的图像信号来获取光度测定量。例如，亮度被获得作为光度测定量。应注意，光度测定量不限于亮度。例如，曝光控制单元240可以获取光照度而不是亮度作为光度测定量。
[0057]曝光控制单元240根据亮度控制曝光控制参数。曝光控制参数包括光圈值、快门速度、模拟前端210的增益以及发光单元300的发光量。
[0058]曝光控制单元240生成用于控制光圈值的光圈控制信号，以及用于控制快门速度的快门控制信号，并且将信号供应给照相机单元100。
[0059]此外，曝光控制单元240生成用于控制增益的增益控制信号，将增益控制信号供应给模拟前端210 ;生成用于控制发光量的发光控制信号，并且将发光控制信号提供给电源电路310。
[0060]应注意，曝光控制单元240是权利要求记载的曝光控制装置的实例。
[0061]发光单兀300发射诸如可见光和红外光的光。发光单兀300将从发光单兀310供应的电能转换为光能。发光单元300可以通过例如发光二极管(LED)来配置。
[0062]图像处理单元250将图像处理为图像信号。在图像捕获模式中，图像处理单元250对图像信号执行图像处理。作为图像处理，执行去马赛克处理和白平衡处理、彩色平衡处理和数字噪声减小处理中的至少一个。这些处理可以任意顺序执行。然后，图像通过图像处理单元250被记录在存储器中。
[0063]在预览模式中，根据需要图像处理单元250对图像信号执行图像处理，其与在图像捕获模式中所执行的相比较简单，并且在没有记录的情况下将图像输出到显示器400。
[0064]应注意，图像处理单元250是权利要求中的图像捕获单元的实例。
[0065]电源电路310向发光单元300供应电力。电源是使用恒定频率的脉冲信号所供应的。该脉冲信号的频率足够高，使得用户感觉不到闪烁(例如，120Hz)。
[0066]电源电路310从曝光控制单元240接收发光控制信号。发光控制信号包括:发光开始信号，用于指示发光控制的开始；发光结束信号，用于指示发光控制的结束；以及脉冲宽度控制信号，用于指示脉冲宽度。
[0067]一旦接收到发光开始信号，电源电路310开始将脉冲信号供给发光单元300。发光单元300仅在“打开(turn on) ”期间(换言之，脉冲宽度)，当脉冲信号达到高水平时发光。电源电路310控制脉冲宽度为通过脉冲宽度控制信号所指示的宽度。以这种方法，控制发光单元300的发光量。这种控制称为PWM(脉冲宽度调制)控制。一旦接收到发光结束信号，电源电路310停止脉冲信号的供给以结束PWM控制。
[0068]显示器400基于图像处理之后的图像信号来显示图像。
[0069][模拟前端的配置实例]
[0070]图2是示出了根据第一实施方式的模拟前端210的配置的框图。模拟前端210包括噪声去除单元211、放大器212、A/D转换器213以及定时发生器214。
[0071]噪声去除单元211从来自照相机单元100的模拟图像信号中去除噪声。例如，当图像传感器140是C⑶时，通过⑶S (相关双重抽样)电路去除噪声。噪声去除单元211将所处理的图像信号供应给放大器212。
[0072]放大器212放大图像信号。放大器212包括例如AGC(自动增益控制)电路，用于响应于增益控制信号来调整增益；并且通过所调整的增益来放大图像信号。放大器212将所放大的图像信号供应给A/D转换器213。
[0073]A/D转换器213执行A/D (模拟至数字)转换处理，用于将模拟图像信号转换为数字信号。A/D转换器213将A/D转换后的图像信号供应给图像处理模块220。
[0074]定时发生器214响应于图像捕获控制信号生成定时信号。定时发生器214将所产生的定时信号供应给照相机单元100。
[0075][曝光控制单元的配置实例]
[0076]图3是示出了根据第一实施方式的曝光控制单元240的配置的框图。曝光控制单元240包括光度测定量获取单元241、增益控制单元242、光圈控制单元243、快门控制单元244以及发光量控制单元245。
[0077]光度测定量获取单元241通过测量待成像的物体的光亮度来获取光度测定量。例如，光度测定量获取单元241从图像信号获取亮度作为光度测定量。例如，亮度在每次图像传感器140响应于垂直同步信号生成图像信号时被获取。光度测定量获取单元241所获取的亮度供应给增益控制单元242、光圈控制单元243、快门控制单元244以及发光量控制单元 245。
[0078]光度测定量获取单元241被配置为从图像传感器140的图像信号获取光度测定量。应注意，配置不受限于此。例如，图像捕获装置可以进一步包括执行光度测定的光度测定传感器，并且光度测定量获取单元241可以被配置为从光度测定传感器获取光度测定量。
[0079]增益控制单元242响应于亮度来控制增益。具体地，当亮度超过上限阈值Th_U时，随着亮度降低，增益控制单元242增加增益。
[0080]当亮度在从下限阈值Th_L到上限阈值Th_U的一定的个光量范围内时，增益控制单元242将增益设定为常量G_mid。下限阈值Th_L低于上限阈值Th_U。当亮度具有上限阈值Th_U时，G_mid是增益值。
[0081]可以通过发光单元300中的发光构件的最大发光量确定从下限阈值Th_L到上限阈值Th_u的光量的范围。最大发光量越大，则可调节曝光量的宽度越大，其产生从下限阈值Th_L到上限阈值Th_U的更广的光量范围。
[0082]当亮度不大于所述下限阈值Th_L时，随着所述亮度降低，增益控制单元242增加增益。
[0083]光圈控制单元243响应于亮度来控制光圈值。例如，当通过图像捕获控制单元230来设定光圈优先模式时，光圈控制单元243响应于亮度，通过光圈值控制信号优先控制光圈值。具体地，当亮度降低时，光圈控制单元243打开光圈以减小光圈值。
[0084]快门控制单元244响应于亮度来控制快门速度。例如，当通过图像捕获控制单元230设定快门优先模式时，快门控制单元244响应于亮度，通过快门控制信号优先控制快门速度。具体地，随着亮度降低，快门控制单元244延长快门速度。
[0085]快门控制单元244可以通过控制在图像传感器140中的光电转换的开始和结束的定时，而不是物理构件(即，快门130)来控制快门速度。后面的用于打开和关闭物理构件快门130的系统被称为机械快门系统。同时，前面的用于控制图像传感器140的光电转换操作的系统被称为电子快门系统。
[0086]电子快门系统包括:全局快门系统，用于与垂直同步信号同步以开始曝光并且同时读出所有的像素；以及滚动快门系统(rolling shutter system),用于与水平同步信号同步以开始曝光并且按顺序读出每行。
[0087]发光量控制单元245响应于亮度来控制发光单元的发光量。具体地，当亮度小于打开阈值Th_on时的发光单元300被关闭期间，发光量控制单元245通过PWM控制打开发光单元300 (以下称为“PWM打开”)。在PWM打开期间，当亮度超过关闭阈值Th_off时发光量控制单元245关闭发光单元300。
[0088]如果打开阈值Th_on和关闭阈值Th_off是相同的，则当亮度在阈值周围变化时，发光单元300可以重复打开和关闭PWM。因此期望的是这些阈值是不同的。
[0089]在PWM打开期间，当亮度在从下限阈值Th_L到上限阈值Th_U的一定的发光量范围内时，随着亮度降低，发光量控制单元245增加发光量。当亮度超过上限值Th_U时，发光控制单元245控制发光量为最小值L_min。当亮度小于下限值Th_U时，发光控制单元245控制发光量为最大值L_max。
[0090][图像捕获装置的操作实例]
[0091]图4是示出了根据第一实施方式的图像捕获装置的操作的实例的流程图。例如，当图像捕获装置关闭时，开始操作。图像捕获装置确定是否其是执行光度测定的定时(步骤S901)。例如，光度测定定时是与垂直同步信号同步的定时。如果其不是光度测定定时(步骤S901:否)，则图像捕获装置返回至步骤S901。
[0092]如果其是光度测定定时(步骤S901:是)，则图像捕获装置获取光度测定量(例如，亮度)(步骤S902)。图像捕获装置执行闪烁抑制处理(步骤S920)。然后，图像捕获装置确定所获取的亮度是否超过上限阈值Th_U(步骤S903)。
[0093]当亮度不大于上限阈值Th_U时(步骤S903:否)，图像捕获装置确定亮度是否超过下限阈值Th_L (步骤S904)。当亮度超过下限阈值Th_L时(步骤S904:是)，图像捕获装置响应于亮度来控制发光量(步骤S905)。
[0094]当亮度超过上限阈值Th_U时(步骤S903:是)或者当亮度不大于下限阈值Th_L时(步骤S904:否)，图像捕获装置响应于亮度来控制增益(步骤S906)。
[0095]图像捕获装置响应于亮度来控制光圈值和快门速度中的至少一个(步骤S907)。然后，图像捕获装置确定其是否在图像捕获模式中(步骤S908)。当其不在图像捕获模式中时(步骤S908:否)，图像捕获装置返回至步骤S901。当其在图像捕获模式中时(步骤S908:是)，图像捕获装置执行图像捕获和图像处理(步骤S909)，并且返回至步骤S901。
[0096]图5是示出了根据第一实施方式的闪烁抑制处理的实例的流程图。图像捕获装置确定发光单元300是否被PWM打开(步骤S921)。当发光单元300没有被PWM打开时(步骤S921:否)，图像捕获装置确定亮度是否小于打开阈值Th_on (步骤S922)。当亮度小于打开阈值Th_on时(步骤S922:是)，图像捕获装置PWM打开发光单元300 (步骤S923)。
[0097]当发光单元300是被PWM打开时(步骤S921:是)，图像捕获装置确定亮度是否超过关闭阈值Th_off (步骤S924)。当亮度超过关闭阈值Th_off时(步骤S924:是)，图像捕获装置停止生成脉冲信号并且关闭发光单元300 (步骤S925)。
[0098]当亮度不小于打开阈值Th_on时(步骤S922:否)，当亮度不大于关闭阈值Th_ofT时(步骤S924:否)，或者在步骤S923或者S925之后，图像捕获装置结束闪烁抑制处理。
[0099]图6A和图6B均示出了根据第一实施方式的曝光控制的实例的示图。图6A是示出了增益和发光量控制的实例的示图。在示图中，纵轴代表增益或者发光量，并且横轴代表亮度。
[0100]当亮度不大于增益控制开始阈值Th_g并且超过上限阈值Th_U时，随着亮度降低，图像捕获装置增益增加。当亮度不大于上限阈值Th_u并且超过下限阈值Th_L时，图像捕获装置将增益设定为恒定值G_mid。当亮度不大于下限阈值Th_L时，随着亮度被降低到不大于可控的增益的最大值G_max的范围内，图像捕获装置的增益增加。
[0101]在关闭期间，当亮度小于打开阈值Th_on时，图像捕获装置开始PWM打开，并且在PWM打开期间，当亮度超过关闭阈值Th_off时，关闭发光单元300。打开阈值Th_on被设定为具有大于上限阈值Th_U的值，并且关闭阈值Th_off被设定为具有大于打开阈值Th_on的值。以相反的方式，关闭阈值Th_off可以被设定为具有低于打开阈值Th_on的值。
[0102]在PWM打开期间，当亮度不大于上限阈值Th_U并且超过下限阈值Th_L时，随着亮度降低，图像捕获装置增加发光量。当亮度超过上限阈值Th_u时，图像捕获装置将发光量设定为最小值L_min,并且当亮度不大于下限阈值Th_L时,将发光量设定为最大值L_max。
[0103]一般说来，当在从发光单元300等发射的人造光下捕获图像时，与在太阳或月亮的自然光下相比，图像质量会被降低。自然光是平行光源。相比之下，人造光是点光源。因此，由光生成的阴影的形状会被改变。当在具有与自然光不一致的色温的人造光下捕获图像时，可捕获到具有不自然的色彩明暗的图像。
[0104]为此，在其亮度超过下限阈值Th_L的范围内(其发光量是可控的)，可以通过随着亮度的减少逐渐增加发光量(不通过以最大发光量发射光)来尽可能低的抑制由人造光源造成的图像的劣化。以这种方式，图像捕获装置可以改进图像品质。
[0105]一般说来，随着增益增加，在放大之后的图像信号的噪声增加并且图像质量降低。因此，图像捕获装置可以通过将增益常数保持在从下限阈值Th_L到上限阈值Th_U的一定的光量范围内来抑制图像质量上的降低。
[0106]图6B是示出了快门速度的实例的示图。在示图中，纵轴代表快门速度，并且横轴代表亮度。当亮度超过快门控制结束阈值Th_ss时，图像捕获装置响应于亮度来控制快门速度。快门控制结束阈值Th_SS被设定为大于增益控制开始阈值Th_g的值。当亮度不大于快门控制结束阈值Th_ss时，图像捕获装置将快门速度设定为最大值SS_max。
[0107]以这种方式，根据本技术的第一实施方式，当光度测定量在一定的光量范围以内时，因为图像捕获装置响应于光度测定量控制发光量并且保持增益常数，故增益的增加被抑制在该范围内，从而增加图像品质。
[0108][可替换的实施方式]
[0109]在第一实施方式中，图像捕获装置通过两个阈值(即，上限阈值Th_U和下限阈值Th_L)来指定用于控制发光量的范围。可替换地，用于控制发光量的范围可以仅由上限阈值Th_U指定。在可替换的实施方式中的图像捕获装置不同于在第一实施方式中的图像捕获装置，在可替换的实施方式中发光量被控制在不大于上限阈值Th_U的范围内。
[0110]图7是示出了根据第一实施方式的可替换的实施方式的曝光控制的实例的示图。当亮度超过上限阈值Th_u时，根据可替换的实施方式的图像捕获装置响应于亮度来控制增益。另一方面，当亮度不大于上限阈值Th_u，图像捕获装置响应于亮度来控制发光量。
[0111]〈2.第二实施方式〉
[0112][图像捕获装置的配置实例]
[0113]在第一实施方式中，脉冲信号的频率被设定为独立于垂直同步信号的频率。期望的是通过倍增垂直同步频率来设置脉冲信号的频率。在图像传感器140中，当通过与具有通过倍增垂直同步频率设置的频率的时钟信号同步来控制曝光时间，脉冲信号的频率通过倍增垂直同步频率得到，从而在曝光时间期间的每个曝光量可以是恒定的。在第二实施方式中的图像捕获装置不同于在第一实施方式中的图像捕获装置，在第二实施方式中设置有具有通过倍增垂直同步频率而得到的频率。
[0114]图8是示出了根据第二实施方式的图像捕获装置的配置实例的框图。在第二实施方式中的模拟前端210生成:包括时钟信号的定时信号，时钟信号具有通过倍增垂直同步频率而得到的频率；以及垂直同步信号。时钟信号被用于控制曝光时间。模拟前端210进一步将定时信号供应给电源电路310。
[0115]在第二实施方式中的曝光控制单元240通过上述的全局快门系统控制快门速度。通过与垂直同步信号同步来控制曝光的开始定时(即，用于打开快门的定时)。通过与具有通过倍增垂直同步频率而得到的频率时钟信号同步来控制曝光的结束定时(即，用于关闭快门的定时)。
[0116]当曝光控制单元240发布发光的指示时，在第二实施方式中的电源电路310通过与定时信号的垂直同步信号同步开始生成脉冲信号。
[0117]图9示出了根据第二实施方式控制发光量的实例。电源电路310通过与垂直同步信号同步开始供给脉冲信号。脉冲信号的频率被设定为具有通过倍增垂直同步频率而得到的值。
[0118]在用于与垂直同步信号同步的定时处，图像传感器140的电子快门打开，并且在用于与通过倍增垂直同步频率而得到的时钟信号同步的定时处关闭。
[0119]因此，根据本技术的第二实施方式，图像捕获装置通过具有通过倍增垂直同步频率所设置的频率脉冲信号来控制发光量，借此在曝光时间期间的每个曝光量可以是常量。
[0120][可替换的实施方式]
[0121]在第二实施方式中，图像捕获装置通过与垂直同步信号同步来开始曝光。可替换地，图像捕获装置可以通过与具有大于垂直同步信号的频率的时钟信号同步来开始曝光。根据可替换的实施方式的图像捕获装置不同于在第二实施方式中的图像捕获装置，在可替换的实施方式中通过与具有大于垂直同步信号的频率的时钟信号同步来开始曝光。
[0122]根据可替换的实施方式的曝光控制单元240通过与具有通过倍增垂直同步频率设置的频率的时钟信号同步来控制曝光的开始和结束定时。此外，根据可替换的实施方式的电源电路310通过与时钟信号同步来控制脉冲信号的生成的开始和结束定时。
[0123]图10示出了根据第二实施方式的可替换实施方式控制发光量的实例。如在图10中所示，图像传感器140通过与具有通过倍增垂直同步频率所设置的频率的时钟信号同步，来控制打开电子快门的时间(即，曝光时间)。此外，电源电路310通过与时钟信号同步来控制脉冲信号的供给的开始和结束定时。因此，当通过与具有大于垂直同步信号的频率的定时信号同步来开始曝光时，在曝光时间期间的每个曝光量为恒定的。
[0124]以上提及的实施方式仅示例性的用于执行本技术。在实施方式中的所有主题与指定权利要求中所请求保护的本发明的所有主题之间存在对应关系。类似地，在指定权利要求中所请求保护的本发明的所有主题与在根据本技术的实施方式中具有相同的术语的所有主题之间存在对应关系。然而，本技术不限于具体公开的实施方式。在没有背离其范围的前提下，可以进行变化和变形来实现本技术。
[0125]在上文提及的实施方式中所描述的步骤可被认为是包括一系列步骤的方法。此夕卜，它们可被认为是程序或者存储所述程序的记录介质，用于通过计算机执行一系列所述步骤。作为记录介质，例如可使用CD (光盘)、MD (迷你光盘)、DVD (数字通用光盘)、存储卡、蓝光TM光盘等。
[0126]本技术可具有以下配置。
[0127](I) —种曝光控制装置，包括:
[0128]光度测定量获取单元，用于获取所测量的光量作为光度测定量；
[0129]发光量控制单元，用于当所述光度测定量在一定的光量范围内时，随着所述光度测定量变小增加发光单元的发光量；以及
[0130]增益控制单元，用于当所述光度测定量不在所述光量范围内时，随着所述光度测定量变小增加对于图像传感器的输出信号的增益，并且当所述光度测定量在所述光量范围内时，将所述增益设定为恒定值。
[0131](2)根据以上(I)所述的曝光控制装置，其中，
[0132]当所述光度测定量不在所述光量范围内时，所述发光量控制单元将所述发光量设定为恒定量。
[0133](3)根据以上⑴或者(2)所述的曝光控制装置，其中
[0134]当在所述发光单元被关闭期间所获取的所述光度测定量小于两个阈值中的一个时所述发光量控制单元打开所述发光单元，并且当在所述发光单元被打开期间所获取的所述光度测定量超过所述两个阈值中的另一个时，所述发光量控制单元关闭所述发光单元。
[0135](4)根据以上(I)到(3)中任一项所述的曝光控制装置，进一步包括:
[0136]曝光时间控制单元，用于通过与具有通过倍增基准频率而得到的频率的定时信号同步来控制所述图像传感器的曝光时间；以及
[0137]脉冲信号生成单元，用于生成具有通过倍增所述基准频率而得到的频率的脉冲信号。
[0138]其中，所述发光单元根据所述脉冲信号的脉冲宽度来发射光。
[0139](5)根据以上(4)所述的曝光控制装置，其中，
[0140]所述曝光时间控制单元通过与所述定时信号同步开始曝光所述图像传感器，以及
[0141]所述发光量控制单元通过与所述定时信号同步开始在所述发光单元中发射光。
[0142](6) 一种图像捕获装置，包括:
[0143]光度测定量获取单元，用于获取所测量的光量作为光度测定量；
[0144]发光量控制单元，用于当所述光度测定量在一定的光量范围内时，随着所述光度测定量变小，增加发光单元的发光量；
[0145]增益控制单元，用于当所述光度测定量不在所述光量范围内时，随着所述光度测定量变小增加对于图像传感器的输出信号的增益，并且当所述光度测定量在所述光量范围内时，将所述增益设定为恒定值；以及
[0146]图像捕获单元，用于捕获包括所述输出信号的图像。
[0147](7) —种控制曝光的方法，包括:
[0148]获取所测量的光量作为光度测定量；
[0149]通过当所述光度测定量在一定的光量范围内时，随着所述光度测定量变小增加发光单元的发光量来控制光发射量；以及
[0150]通过当所述光度测定量不在所述光量范围内时，随着所述光度测定量变小增加对于图像传感器的输出信号的增益，并且当所述光度测定量在所述光量范围内时，将所述增益设定为恒定值来控制增益
[0151]本领域技术人员应理解，根据设计要求和其它因素，可出现各种变形、组合、子组合和变更，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内。
【权利要求】
1.一种曝光控制装置，包括: 光度测定量获取单元，用于获取所测量的光量作为光度测定量； 发光量控制单元，用于当所述光度测定量在一定的光量范围内时，随着所述光度测定量变小增加发光单元的发光量；以及 增益控制单元，用于当所述光度测定量不在所述光量范围内时，随着所述光度测定量变小增加对于图像传感器的输出信号的增益，并且当所述光度测定量在所述光量范围内时，将所述增益设定为恒定值。
2.根据权利要求1所述的曝光控制装置，其中， 当所述光度测定量不在所述光量范围内时，所述发光量控制单元将所述发光量设定为恒定量。
3.根据权利要求1所述的曝光控制装置，其中， 当在所述发光单元被关闭期间所获取的所述光度测定量小于两个阈值中的一个时，所述发光量控制单元打开所述发光单元，并且当在所述发光单元被打开期间所获取的所述光度测定量超过所述两个阈值中的另一个时，所述发光量控制单元关闭所述发光单元。
4.根据权利要求1所述的曝光控制装置，进一步包括: 曝光时间控制单元，用于通过与具有通过倍增基准频率而得到的频率的定时信号同步来控制所述图像传感器的曝光时间；以及 脉冲信号生成单元，用于生成具有通过倍增所述基准频率而得到的频率的脉冲信号， 其中，所述发光单元根据所述脉冲信号的脉冲宽度来发射光。
5.根据权利要求4所述的曝光控制装置，其中， 所述曝光时间控制单元通过与所述定时信号同步开始曝光所述图像传感器，以及 所述发光量控制单元通过与所述定时信号同步开始在所述发光单元中发射光。
6.一种图像捕获装置，包括: 光度测定量获取单元，用于获取所测量的光量作为光度测定量； 发光量控制单元，用于当所述光度测定量在一定的光量范围内时，随着所述光度测定量变小增加发光单元的发光量； 增益控制单元，用于当所述光度测定量不在所述光量范围内时，随着所述光度测定量变小增加对于图像传感器的输出信号的增益，并且当所述光度测定量在所述光量范围内时，将所述增益设定为恒定值；以及 图像捕获单元，用于捕获包括所述输出信号的图像。
7.根据权利要求6所述的图像捕获装置，其中， 当所述光度测定量不在所述光量范围内时，所述发光量控制单元将所述发光量设定为恒定量。
8.—种控制曝光的方法，包括: 获取所测量的光量作为光度测定量； 通过当所述光度测定量在一定的光量范围内时，随着所述光度测定量变小增加发光单元的发光量来控制发光量；以及 通过当所述光度测定量不在所述光量范围内时，随着所述光度测定量变小增加对于图像传感器的输出信号的增益，并且当所述光度测定量在所述光量范围内时，将所述增益设定为恒定值来控制增益。
【文档编号】H04N5/232GK104135623SQ201410166041
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2013年4月30日
【发明者】奥野隆之, 小林步, 清水正贵 申请人:索尼公司