專利名稱：光發(fā)射控制設(shè)備、攝像機(jī)設(shè)備和光發(fā)射控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光發(fā)射控制設(shè)備和一種攝像(照相)機(jī)設(shè)備，每種設(shè)備都具有用于發(fā)射光的一光發(fā)射裝置，按照從攝像目標(biāo)所反射的光來控制該光發(fā)射裝置。本發(fā)明還涉及一種應(yīng)用于攝像目標(biāo)的控制光發(fā)射的方法。
閃光燈攝像是在某些情況下為了取得輪廓清楚的相片而進(jìn)行的。閃光燈攝像是采用如閃光燈等光發(fā)射控制裝置而實(shí)現(xiàn)的。從光發(fā)射控制裝置發(fā)射的光被控制，以完成最佳閃光燈攝像。


圖1描述了設(shè)計(jì)用在閃光燈攝像中的一種傳統(tǒng)的光發(fā)射控制系統(tǒng)。圖1所示的系統(tǒng)是以下列方式操作的，以實(shí)施閃光燈攝像。
光發(fā)射裝置102響應(yīng)于由包含在攝像機(jī)設(shè)備中的微處理器單元(MPU)發(fā)出的光發(fā)射請(qǐng)求而啟動(dòng)光發(fā)射。光接收單元103接收從攝像的目標(biāo)200反射的光。光接收單元103的輸出提供給電容器104和105并以電荷形式存儲(chǔ)在其中。相應(yīng)于存儲(chǔ)在電容器104和105中的電荷的電壓V1與一參考電壓VS進(jìn)行比較。當(dāng)電壓V1到達(dá)參考值VS時(shí)，比較部分106輸出一光發(fā)射停止請(qǐng)求。一旦接收到該光發(fā)射停止請(qǐng)求，則光發(fā)射裝置102停止發(fā)射光，從而控制光的發(fā)射。電阻器107決定由電容器104和105累積的電流。應(yīng)注意，電容器105通過開關(guān)108接地。開關(guān)108在微處理器101的控制下進(jìn)行切換。當(dāng)開關(guān)108如此切換時(shí)，改變電荷累積部分的電容量，從而改變電壓過渡到參考值VS的特性。
圖2示出電壓V1如何隨著時(shí)間改變。圖3示出當(dāng)光發(fā)射裝置102停止發(fā)射光時(shí)電壓V1如何改變。當(dāng)電壓V1到達(dá)參考值VS時(shí)，比較部分106產(chǎn)生一光發(fā)射停止請(qǐng)求。如從圖3所看到的，電壓V1停止改變，此時(shí)光發(fā)射裝置102響應(yīng)于所述光發(fā)射停止請(qǐng)求而停止發(fā)射光。
在傳統(tǒng)的光發(fā)射控制系統(tǒng)中，電容器104和105及比較部分106構(gòu)成檢測(cè)光接收單元103所接收的光量的部分。電容器104和105及比較部分106處理模擬數(shù)據(jù)。不可避免的是，光發(fā)射控制的精確性在很大程度上依賴于電容器104和105的特性、這些電容器的放電特性以及比較部分106的性能。
由于電容器104和105及比較部分106為光發(fā)射控制系統(tǒng)的主要部件，該系統(tǒng)的操作特性必須在制作該系統(tǒng)的過程中采用比如可變電阻器或電位器等附加電路部件來調(diào)節(jié)。這種操作特性的調(diào)節(jié)很麻煩并且增加了光發(fā)射控制系統(tǒng)的成本。
此外，想要提高控制光發(fā)射裝置102的自由度，以增加光發(fā)射控制的精確度。
本發(fā)明是鑒于上面的描述而做出的。本發(fā)明的目的是提供一種光發(fā)射控制設(shè)備、一種攝像(照相)機(jī)設(shè)備和一種光發(fā)射控制方法，它們能以高精度和低成本控制光的發(fā)射并能增加控制所用的光發(fā)射裝置的自由度。
為達(dá)到上述目的，按照本發(fā)明的一種光發(fā)射控制設(shè)備包含光接收裝置，用于輸出相應(yīng)于所接收的光量的光接收信號(hào)；模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，用于將所述光接收信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；和控制裝置，用于向光發(fā)射裝置輸出一光發(fā)射停止請(qǐng)求，由此，當(dāng)通過對(duì)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)積分而得到的積分值達(dá)到一預(yù)定閾值時(shí)，使所述光發(fā)射裝置停止發(fā)射光。
在所述光發(fā)射控制設(shè)備中，當(dāng)通過對(duì)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)積分而得到的積分值達(dá)到一預(yù)定閾值時(shí)，所述光發(fā)射停止請(qǐng)求輸出到所述光發(fā)射裝置。
也就是說，所述光發(fā)射控制設(shè)備按照所述光接收裝置的輸出值來控制由所述光發(fā)射裝置執(zhí)行的光發(fā)射。
為達(dá)到上述目標(biāo)，按照本發(fā)明的一種攝像機(jī)設(shè)備包含一圖像檢測(cè)部分，用于捕獲一目標(biāo)圖像；光發(fā)射裝置，設(shè)計(jì)成響應(yīng)于一光發(fā)射停止請(qǐng)求而停止發(fā)射光；光接收裝置，用于輸出相應(yīng)于所接收的光量的一光接收信號(hào)；模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，用于將所述光接收信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；和控制裝置，用于向光發(fā)射裝置輸出一光發(fā)射停止請(qǐng)求，由此，當(dāng)通過對(duì)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)積分而得到的積分值達(dá)到一預(yù)定閾值時(shí)，使所述光發(fā)射裝置停止發(fā)射光。
在所述攝像機(jī)設(shè)備中，當(dāng)通過對(duì)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)積分而得到的積分值達(dá)到一預(yù)定閾值時(shí)，所述光發(fā)射停止請(qǐng)求輸出到所述光發(fā)射裝置。
也就是說，在此攝像機(jī)設(shè)備中，按照所述光接收裝置的數(shù)字輸出值，所述光發(fā)射裝置停止發(fā)射光。
按照本發(fā)明的光發(fā)射控制設(shè)備包含光接收裝置，用于輸出相應(yīng)于所接收的光量的光接收信號(hào)；模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，用于將所述光接收信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；和控制裝置，用于向光發(fā)射裝置輸出一光發(fā)射停止請(qǐng)求，由此，當(dāng)通過對(duì)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)積分而得到的積分值達(dá)到一預(yù)定閾值時(shí)，使所述光發(fā)射裝置停止發(fā)射光。因此，當(dāng)所述積分值達(dá)到所述預(yù)定閾值時(shí)，所述設(shè)備能使所述光發(fā)射裝置停止發(fā)射光。
也就是說，所述光發(fā)射控制設(shè)備能夠按照所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，即所述光接收裝置的輸出值，來控制由所述光發(fā)射裝置實(shí)施的光發(fā)射的終止。
所述光接收裝置的輸出值被轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)而不是模擬數(shù)據(jù)被處理，以控制所述光發(fā)射的終止。因此，所述設(shè)備能夠以高精度控制光的發(fā)射。
按照本發(fā)明的一種攝像機(jī)設(shè)備包含一圖像檢測(cè)部分，用于捕獲一目標(biāo)圖像；光發(fā)射裝置，設(shè)計(jì)成響應(yīng)于一光發(fā)射停止請(qǐng)求而停止發(fā)射光；光接收裝置，用于輸出相應(yīng)于所接收的光量的一光接收信號(hào)；模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，用于將所述光接收信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；和控制裝置，用于向光發(fā)射裝置輸出一光發(fā)射停止請(qǐng)求，由此，當(dāng)通過對(duì)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)積分而得到的積分值達(dá)到一預(yù)定閾值時(shí)，使所述光發(fā)射裝置停止發(fā)射光。
換言之，利用所述攝像機(jī)設(shè)備，能夠按照所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，即所述光接收裝置的輸出值，來控制由所述光發(fā)射裝置實(shí)施的光發(fā)射的終止。
所述光接收裝置的輸出值被轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)而不是模擬數(shù)據(jù)被處理，以控制所述光發(fā)射的終止。因此，在所述攝像機(jī)設(shè)備中能夠以高精度控制光的發(fā)射。
圖1是一種傳統(tǒng)的控制光發(fā)射裝置的光發(fā)射控制系統(tǒng)的方框圖；圖2是說明在所述傳統(tǒng)的光發(fā)射控制系統(tǒng)中，所述光接收單元的輸出如何隨時(shí)間變化的曲線圖；圖3是說明在所述傳統(tǒng)的光發(fā)射控制系統(tǒng)中，當(dāng)所述光發(fā)射裝置停止發(fā)射光時(shí)，所述光接收單元的輸出如何隨時(shí)間變化的曲線圖；圖4是一種按照本發(fā)明的包括光發(fā)射控制設(shè)備的光發(fā)射控制系統(tǒng)的方框圖；圖5是描述由圖4所示的光發(fā)射控制系統(tǒng)控制的光發(fā)射裝置的圖；圖6是說明當(dāng)用在圖4的系統(tǒng)中的光接收單元接收到從一攝像目標(biāo)反射的光時(shí)，該光接收單元的輸出如何隨時(shí)間變化的曲線圖；圖7是說明所述光接收單元的輸出如何隨時(shí)間變化，直到所述光發(fā)射裝置響應(yīng)于一光發(fā)射停止請(qǐng)求而停止發(fā)射光的曲線圖；圖8是說明當(dāng)飽和時(shí)所述光接收單元的輸出如何隨時(shí)間變化的曲線圖9是用于解釋當(dāng)所述光接收單元的輸出電平變小時(shí)，經(jīng)過規(guī)定時(shí)間之后，要求停止光發(fā)射的情況的曲線圖；圖10是解釋在圖4的系統(tǒng)中執(zhí)行的操作順序的流程圖，用于在一輸出增益被選擇之后，當(dāng)在積分值到達(dá)一參考值或規(guī)定時(shí)間過去時(shí)產(chǎn)生一光發(fā)射停止請(qǐng)求時(shí)，使所述光發(fā)射裝置停止發(fā)射光；和圖11是解釋為從提供于圖4的系統(tǒng)中的A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換部分連續(xù)獲得數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)而執(zhí)行的操作順序的流程圖。
下面將參照附圖描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。本實(shí)施例是包含按照本發(fā)明的光發(fā)射控制設(shè)備的光發(fā)射控制系統(tǒng)，其被設(shè)計(jì)成控制比如閃光燈這樣的光發(fā)射裝置。
如圖4所示，光發(fā)射控制系統(tǒng)包含一光接收單元2(或光接收裝置)、一A/D轉(zhuǎn)換部分6、一積分部分7、一比較部分8、一控制部分9和一光發(fā)射裝置11。光接收單元2產(chǎn)生與其所接收的光量相應(yīng)的一光接收信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換部分6將光接收單元2的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。積分部分7對(duì)光接收單元2的輸出進(jìn)行積分，獲得一積分值。比較部分8將該積分值與一規(guī)定參考值比較。當(dāng)比較部分8檢測(cè)出所述積分值大于所述參考值即規(guī)定閾值時(shí)，控制部分9產(chǎn)生一光發(fā)射停止請(qǐng)求。該光發(fā)射停止請(qǐng)求提供給光發(fā)射裝置11。一旦接收到該光發(fā)射停止請(qǐng)求，則光發(fā)射裝置11停止發(fā)射光。
在上述光發(fā)射控制系統(tǒng)中，A/D轉(zhuǎn)換部分6將光接收單元2的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，并且該數(shù)字值積分為一積分值。當(dāng)該積分值到達(dá)所述參考值時(shí)，比較部分產(chǎn)生一光發(fā)射停止請(qǐng)求。該光發(fā)射停止請(qǐng)求提供給光發(fā)射裝置11。一旦接收到該光發(fā)射停止請(qǐng)求，則裝置11停止發(fā)射光。
光接收單元2接收從攝像的目標(biāo)200反射的光。單元2產(chǎn)生相應(yīng)于其所接收的光量的一光接收信號(hào)。光接收單元2的輸出輸入到A/D轉(zhuǎn)換部分6。
光接收單元2的輸出值由電阻器3和4來確定。換言之，電阻器3和4確定光接收單元2的輸出增益。電阻器4通過開關(guān)5接地，由微處理器單元(MPU)10接通或斷開開關(guān)5。由于電阻器4可接通或斷開，因而能控制光接收單元2的輸出增益。當(dāng)增益下降時(shí)，可防止光接收單元2的輸出值飽和。
電阻器3和4都可以是可由微處理器單元(MPU)控制的可變電阻器，以便控制光接收單元2的輸出增益。
A/D轉(zhuǎn)換部分6接收由光接收單元2產(chǎn)生的光接收信號(hào)，該光接收光接收單元2的增益已被電阻器3和4以上述方式控制(或調(diào)節(jié))。部分6將光接收單元2的輸出電壓V2轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。例如，僅通過對(duì)A/D轉(zhuǎn)換部分6選擇適當(dāng)?shù)牟蓸宇l率和量化分辨率，該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)即可滿足系統(tǒng)所需的精度要求。由A/D轉(zhuǎn)換部分6產(chǎn)生的處于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)形式的電壓值輸入到積分部分7。
積分部分7對(duì)A/D轉(zhuǎn)換部分6的輸出值進(jìn)行積分，得到一積分電壓值。也就是說，部分7產(chǎn)生表示光接收單元2已接收的光的總量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。積分部分7設(shè)計(jì)成當(dāng)檢測(cè)到從控制部分9輸出到光發(fā)射裝置11的光發(fā)射啟動(dòng)信號(hào)時(shí)開始對(duì)由A/D轉(zhuǎn)換部分6輸出的電壓值的積分。積分部分7還設(shè)計(jì)成，恰好在其開始對(duì)由A/D轉(zhuǎn)換部分6輸出的電壓值的積分之前，清除其所保持的積分值。例如，當(dāng)部分7接收到光發(fā)射啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，清除保持在部分7中的積分值。
由積分部分7計(jì)算的積分值輸入到比較部分8和微處理器單元10。
比較部分8將由積分部分7得到的積分值與控制部分9已輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的參考值相比較。表示該比較結(jié)果的數(shù)據(jù)提供給控制部分9。所述參考值是由與當(dāng)前進(jìn)行的攝像相關(guān)的各種數(shù)據(jù)項(xiàng)確定的。所述數(shù)據(jù)項(xiàng)為到目標(biāo)的距離、光圈開口、曝光靈敏度、光發(fā)射裝置11的閃光指數(shù)、光接收單元2的輸出增益等。例如，可以增加光接收單元2的輸出增益，從而將單元2的輸出改變成對(duì)采樣最好的電平。如果象這樣改變了光接收單元2的輸出增益，則即使相應(yīng)于單元2已接收的光量的值不同，輸入到A/D轉(zhuǎn)換部分6的值也可變得幾乎相同。所述參考值是由在這種情況下選擇的增益確定的。運(yùn)就使得可以根據(jù)光接收單元2實(shí)際接收的光量來控制光發(fā)射裝置11。
當(dāng)比較部分8檢測(cè)出積分值到達(dá)參考值時(shí)，判斷為光發(fā)射裝置11已以所需方式發(fā)射光。
按照由比較部分8所得出的比較結(jié)果，控制部分9產(chǎn)生一光發(fā)射停止請(qǐng)求，以使光發(fā)射裝置11停止發(fā)射光。更精確地講，當(dāng)比較部分8判斷出積分值已達(dá)到參考值時(shí)，控制部分9輸出光發(fā)射停止請(qǐng)求。
控制部分9輸出一光發(fā)射啟動(dòng)請(qǐng)求，以使光發(fā)射裝置11開始發(fā)射光。更具體地講，當(dāng)控制部分9從微處理器單元10接收到一光發(fā)射請(qǐng)求時(shí)，控制部分9將光發(fā)射啟動(dòng)請(qǐng)求輸出到光發(fā)射裝置11。
到光發(fā)射裝置11的各種請(qǐng)求是在一脈沖信號(hào)的前沿和后沿進(jìn)行的。例如，控制部分9在脈沖信號(hào)的前沿產(chǎn)生光發(fā)射啟動(dòng)請(qǐng)求，而在脈沖信號(hào)的后沿產(chǎn)生光發(fā)射停止請(qǐng)求。
微處理器單元10控制圖4所示的光發(fā)射控制系統(tǒng)的各部分。此外，單元10還控制所述系統(tǒng)的未在圖4中示出的其它一些部分。
光發(fā)射裝置11響應(yīng)于光發(fā)射啟動(dòng)請(qǐng)求而開始發(fā)射光，而響應(yīng)于光發(fā)射停止請(qǐng)求而停止發(fā)射光。圖5示出光發(fā)射裝置11的結(jié)構(gòu)。如圖5所示，裝置11包含一光發(fā)射部分21、開關(guān)22和23、電容器24和電源25。例如，光發(fā)射部分21為氙(Xe)燈并且在被提供了驅(qū)動(dòng)電流時(shí)發(fā)射光。開關(guān)22將電容器24連接到光發(fā)射部分21、而開關(guān)23將電源25連接到電容器24。所提供的電容器24用來驅(qū)動(dòng)光發(fā)射部分21。所提供的電源25用來給電容器24提供電源。光發(fā)射裝置11還包含用于提供控制信號(hào)的一控制部分(未示出)，該控制部分控制開關(guān)22和23。
下面將解釋如此構(gòu)成的光發(fā)射裝置11如何操作。首先，所述控制部分(未示出)響應(yīng)于一光發(fā)射啟動(dòng)請(qǐng)求而產(chǎn)生的控制信號(hào)提供給開關(guān)22，于是開關(guān)22將電容器24連接到光發(fā)射部分21。于是，一電壓從電容24施加到光發(fā)射部分21。為使光發(fā)射部分21停止發(fā)射光，所述控制部分(未示出)響應(yīng)于一光發(fā)射停止請(qǐng)求而產(chǎn)生的控制信號(hào)提供給開關(guān)22，于是開關(guān)22將電容器24與光發(fā)射部分21斷開。結(jié)果，電壓不再加到光發(fā)射部分21。
當(dāng)電容器24隨著光發(fā)射部分21發(fā)射光而放電，或者當(dāng)光發(fā)射裝置11通電時(shí)，電容器24必須被充電。為對(duì)電容器24充電，控制信號(hào)從所述控制部分(未示出)提供給開關(guān)23，切換開關(guān)23，以將電源25連接到電容器24。所述控制部分(未示出)監(jiān)視電容器24如何被充電。當(dāng)電容器24完全充電時(shí)，開關(guān)23進(jìn)行切換，將電源25與電容器24斷開。
在具有上述具體結(jié)構(gòu)的光發(fā)射控制系統(tǒng)中，微處理器單元10從光接收單元2輸出的積分值中產(chǎn)生一光發(fā)射停止請(qǐng)求。如此產(chǎn)生的光發(fā)射停止請(qǐng)求提供給光發(fā)射裝置11，便裝置11停止發(fā)射光。
下面將詳細(xì)描述如何按照光接收單元2的輸出控制光發(fā)射裝置11以及光接收單元2的輸出增益如何被控制。
如下面所述的，按照光接收單元2的輸出控制光發(fā)射裝置11。
圖6示出當(dāng)光接收單元2在光發(fā)射裝置11開始發(fā)射光后接收來自光發(fā)射裝置11的光時(shí)，直到光發(fā)射裝置11停止發(fā)射光，光接收單元2的輸出電壓V2如何隨時(shí)間變化。
如從圖6所看到的，當(dāng)光發(fā)射裝置11開始發(fā)射光時(shí)，輸出電壓V2突然升高。隨著時(shí)間的推移，從攝像目標(biāo)反射的光下降，并且輸出電壓V2下降。
當(dāng)以這種方式變化的輸出電壓V2的積分值到達(dá)參考值時(shí)，控制部分9在光發(fā)射脈沖的后沿輸出一光發(fā)射停止請(qǐng)求，如圖7B所示。一旦接收到該光發(fā)射停止請(qǐng)求，則光發(fā)射裝置11停止發(fā)射光?？刂撇糠?以下列方式產(chǎn)生光發(fā)射停止請(qǐng)求。首先，A/D轉(zhuǎn)換部分6將光接收單元2的輸出電壓V2轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。然后，積分部分7對(duì)該表示輸出電壓V2的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行積分，從而產(chǎn)生一積分值。比較部分8將該積分值與參考值進(jìn)行比較?？刂撇糠?根據(jù)由比較部分8執(zhí)行的比較結(jié)果產(chǎn)生一光發(fā)射停止信號(hào)。在光接收單元2響應(yīng)于光發(fā)射停止請(qǐng)求而停止發(fā)射光之后，光接收單元2的輸出電壓V2改變，如圖7A所示。
如上所述，比較部分8將積分值與參考值進(jìn)行比較，并且光發(fā)射裝置11根據(jù)比較的結(jié)果停止發(fā)射光。由于利用了光接收單元2接收的光的總量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，能夠以高精度控制光發(fā)射裝置11。
以下列方式控制光接收單元2的增益。
根據(jù)光接收單元2接收的光強(qiáng)度，光接收單元2的輸出電壓V2可能會(huì)飽和。例如，輸出電壓V2不會(huì)升高到某一電平之上，如圖8所示。當(dāng)從目標(biāo)反射的光非常強(qiáng)時(shí)(比如在宏攝像的情況下)就會(huì)發(fā)生這種情況。當(dāng)光接收單元2的輸出飽和時(shí)，不能升高到特定電平之上，于是積分部分7不可能獲得正確的積分值，即單元2接收的光的總量。因此，光發(fā)射裝置11不能被控制停止發(fā)射光。
因此，光接收單元2的輸出需要被防止飽和。為達(dá)到此目的，開關(guān)5閉合，將電阻器4接地。于是，光接收單元2的輸出增益降低。這就防止了光接收單元2的輸出電壓的飽和。
當(dāng)微處理器單元10控制開關(guān)5時(shí)，可控制單元2的輸出增益。
例如，按照可估計(jì)到的從目標(biāo)反射的光強(qiáng)度的各種數(shù)據(jù)項(xiàng)，電阻器4連接到地和與地?cái)嚅_，從而控制單元2的輸出增益，以防止單元2的輸出的飽和。在這些數(shù)據(jù)項(xiàng)中，有到目標(biāo)的距離、光圈開口、曝光靈敏度、光發(fā)射裝置11的閃光指數(shù)，等。
由于光接收單元2的輸出增益可被選擇，因而光接收單元2的輸出不會(huì)飽和。因此，積分部分7總能獲得積分值。
如上所述，實(shí)際上，即使光接收單元2的輸出飽和，也能控制從裝置11發(fā)射光。然而，如在本發(fā)明中那樣，通過降低單元2的輸出增益以防止單元2的輸出飽和，能夠以高精度控制光的發(fā)射。
光接收單元2的輸出增益不需要總在事先被選擇，以防止單元2的輸出飽和?？商娲氖牵部筛鶕?jù)單元2的輸出電壓選擇適當(dāng)增益。例如，如果積分部分7輸出的積分值趨向于增加得太快，并因此可預(yù)測(cè)出單元2的輸出將飽和，則可控制開關(guān)5以選擇適當(dāng)增益。
用于選擇光接收單元2的輸出增益的電阻器3和4可由可變電阻器來替代。如果是這種情況，則可將輸出增益連續(xù)改變到任何想要的值。
此外，控制部分9可在光發(fā)射裝置11開始發(fā)射光之后經(jīng)過規(guī)定時(shí)間時(shí)產(chǎn)生光發(fā)射停止請(qǐng)求，從而使光發(fā)射裝置11停止發(fā)射光。如果是這種情況，即使光接收單元2接收的光的總量沒有達(dá)到預(yù)定值，也就是說，即使積分值沒有達(dá)到參考值，光發(fā)射裝置11可響應(yīng)于當(dāng)規(guī)定時(shí)間過去時(shí)產(chǎn)生的光發(fā)射停止請(qǐng)求而被強(qiáng)迫停止發(fā)射光，如圖9所示。
在光接收單元2的輸出電平太低而不能實(shí)現(xiàn)適當(dāng)控制光的發(fā)射的情況下，例如，如果單元2的輸出電平由于從目標(biāo)反射的光很弱(由于離目標(biāo)的距離很長(zhǎng))而很低，同時(shí)單元2的輸出增益保持很小時(shí)，終止從裝置11發(fā)射光的方法是很有用且很有效的。
根據(jù)光發(fā)射裝置11的操作特性等確定所述規(guī)定時(shí)間，在該規(guī)定時(shí)間過去后控制部分9產(chǎn)生一光發(fā)射停止請(qǐng)求。例如，根據(jù)上面已經(jīng)提到的到目標(biāo)的距離、光圈開口、曝光靈敏度、光發(fā)射裝置11的閃光指數(shù)等確定所述規(guī)定時(shí)間。
除非積分值達(dá)到參考值，否則在規(guī)定時(shí)間過去時(shí)光發(fā)射裝置11會(huì)停止發(fā)射光。因此，如上所述，即使為光接收單元2選擇的輸出增益不足并且單元2的輸出電平不可避免地變得太低，裝置11也會(huì)停止發(fā)射光。
如上面所描述的，光接收單元2的輸出控制從光發(fā)射裝置11發(fā)射光。此外，可以為單元2選擇適當(dāng)?shù)妮敵鲈鲆妫允箚卧?可產(chǎn)生所需電平的輸出。下面將參照?qǐng)D10的流程圖詳細(xì)解釋這些操作過程。
首先，在步驟S1，為光接收單元2選擇輸出增益。更具體地講，開關(guān)5將電阻器4連接到地，或者將其從地?cái)嚅_，從而改變光接收單元2的輸出電平到最好的可能的值。
繼續(xù)選擇所述輸出增益，直到在步驟S2判斷出一光發(fā)射請(qǐng)求已產(chǎn)生。因此，根據(jù)剛好在產(chǎn)生光發(fā)射請(qǐng)求之前要求的數(shù)據(jù)，例如到目標(biāo)的距離等，來確定光接收單元2的輸出增益。
在已檢測(cè)到所述光發(fā)射請(qǐng)求并且單元2已得到所選的輸出增益之后，在步驟S3清除積分部分7中的積分值。在步驟S4，光發(fā)射裝置11發(fā)射光。
也就是說，光發(fā)射裝置11響應(yīng)于光發(fā)射啟動(dòng)請(qǐng)求而開始發(fā)射光。在步驟S5，光接收單元2的輸出電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。在步驟S6，積分部分7開始對(duì)輸出電壓進(jìn)行積分。
在下一步驟，即步驟S7，判斷積分部分7計(jì)算的積分值是否已到達(dá)參考值。如果積分值已到達(dá)參考值，則操作流程進(jìn)到步驟S9。如果積分值尚未到達(dá)參考值，則操作流程進(jìn)到步驟S8。
在步驟S8，判斷從光發(fā)射裝置開始發(fā)射光起是否已過去規(guī)定時(shí)間。如果已過去了規(guī)定時(shí)間，則操作流程進(jìn)到步驟S9。如果規(guī)定時(shí)間尚未過去，則操作返回步驟S5，并且重復(fù)步驟S5到S7，從而處理數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
在步驟S9，控制部分9向光發(fā)射裝置11發(fā)出一光發(fā)射停止請(qǐng)求。
如果在步驟S7判斷出積分部分7計(jì)算的積分值已到達(dá)參考值，或者，如果在步驟S8判斷出盡管積分值尚未到達(dá)參考值但已過去了規(guī)定時(shí)間，則對(duì)光發(fā)射裝置11發(fā)出一光發(fā)射停止請(qǐng)求。另一方面，如果積分值尚未到達(dá)參考值并且規(guī)定時(shí)間尚未過去，則積分部分7將繼續(xù)對(duì)光接收單元2的輸出值積分，即對(duì)A/D轉(zhuǎn)換部分6輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)積分。
在步驟S9發(fā)出光發(fā)射停止請(qǐng)求之后，在步驟S10保持由積分部分7計(jì)算的積分值。在步驟S11，光發(fā)射裝置11響應(yīng)于所述光發(fā)射停止請(qǐng)求而停止發(fā)射光。
然后，在步驟S12，比較部分8將所述積分值與參考值進(jìn)行比較，從而求出這些值之間的差值。該差值是基于光接收單元2已接收的光量的數(shù)據(jù)。
如上所述，為光接收單元2選擇一輸出增益，并且按照表示從光接收單元2輸出的電壓的積分值的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)來控制光發(fā)射裝置11。
如上所述，在步驟S12獲得的數(shù)據(jù)是基于單元2已接收的光量的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)(稱為光數(shù)據(jù))可被用于執(zhí)行下面將描述的處理。
包含光發(fā)射裝置11的攝像機(jī)設(shè)備的用戶可在鏡頭蓋被蓋上的情況下按壓快門按鈕，使裝置11發(fā)射光以進(jìn)行閃光燈攝像。假如鏡頭蓋也蓋住光接收單元2，則可檢測(cè)到這種錯(cuò)誤。可以通過讀取光接收單元2的輸出來檢測(cè)這種錯(cuò)誤。然而，僅僅從光接收單元2的輸出還不能檢測(cè)到所述錯(cuò)誤。單元2的輸出不能用來確定是鏡頭蓋被蓋上還是攝像機(jī)設(shè)備用在黑暗的地方以及存在反射很小的目標(biāo)。鑒于此，在本發(fā)明中將積分值與參考值進(jìn)行比較，找出單元2已接收的光量。從上述的比較中，可以可靠地判斷鏡頭蓋是否被蓋上。
利用本發(fā)明，還能夠利用光數(shù)據(jù)來修改圖像。更具體地講，如果積分值尚未達(dá)到參考值，則判斷光發(fā)射裝置11已發(fā)光但光量不足。在這種情況下，可以推斷從目標(biāo)反射的光不是足夠強(qiáng)，并且采取措施來修改圖像。而且，當(dāng)光量不足時(shí)，還可從光數(shù)據(jù)產(chǎn)生一警報(bào)。因此，攝像機(jī)設(shè)備的用戶可知道光發(fā)射裝置11沒有將足夠量的光加到目標(biāo)。此外，還能夠按照積分值比參考值小多少來修改圖像和產(chǎn)生警報(bào)。
此外，可將光數(shù)據(jù)附加到表示攝像目標(biāo)的圖像數(shù)據(jù)。然后，所附加的數(shù)據(jù)不僅能用來修改圖像，還能用來完成其它處理。
光數(shù)據(jù)不僅僅是可以在向光發(fā)射裝置11發(fā)出光發(fā)射停止請(qǐng)求時(shí)被獲取。積分值數(shù)據(jù)可在沒有做出光發(fā)射停止請(qǐng)求時(shí)的任何時(shí)間從積分部分7讀取。此外，如圖11所示，A/D轉(zhuǎn)換部分6可在任何時(shí)間將光接收單元2的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(步驟S21)，然后，可在任何時(shí)間從A/D轉(zhuǎn)換部分6讀出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(步驟S22)。
A/D轉(zhuǎn)換部分6從光接收單元2的輸出中產(chǎn)生的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以總是提供給微處理器單元10。因此，單元10可將入射到單元2的光的強(qiáng)度作為一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。
在可用的各種攝像機(jī)設(shè)備中，有的是具有液晶顯示器并且能夠在該液晶顯示器上記錄圖像和再現(xiàn)圖像的視頻攝像機(jī)。視頻攝像機(jī)可包括本發(fā)明的光發(fā)射控制設(shè)備。如果是這樣，例如，可在播放記錄圖像的過程中按照表示視頻攝像機(jī)接收的光量的數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)液晶顯示器的背光。
此外，根據(jù)所述光數(shù)據(jù)，可判斷包括光接收單元2的光發(fā)射控制設(shè)備的各部件是否在正常操作。
如上面所指出的，萬一光接收單元2的輸出增益為低，由此會(huì)在規(guī)定時(shí)間過去時(shí)輸出一光發(fā)射停止請(qǐng)求，因?yàn)榉e分值尚未到達(dá)參考值。如果在規(guī)定時(shí)間過去時(shí)停止光的發(fā)射，則這種事件可用作光數(shù)據(jù)。
由上可知，可以說本發(fā)明有下列幾方面的優(yōu)點(diǎn)。
由于處理的數(shù)據(jù)是由A/D轉(zhuǎn)換部分6產(chǎn)生的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，則控制光發(fā)射的精度可大大高于傳統(tǒng)的光發(fā)射控制系統(tǒng)。
用于所接收光量的參考值、當(dāng)規(guī)定時(shí)間過去時(shí)產(chǎn)生光發(fā)射停止請(qǐng)求的該規(guī)定時(shí)間等，可通過軟件方式而容易地改變。因此，可根據(jù)攝像機(jī)設(shè)備使用的狀態(tài)來設(shè)置控制值。換言之，提高了控制光發(fā)射裝置11的自由度。
由于幾乎所有的處理部分都處理數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，這些部分可包含在單一的處理單元LSI(大規(guī)模集成電路)中，因而可以低成本提供。因此，能夠比在傳統(tǒng)的光發(fā)射控制系統(tǒng)中使用更少的模擬處理部件(例如，用于將電容器的輸出值與參考值比較的比較器)。因此，能夠以低成本制造本發(fā)明的系統(tǒng)。
當(dāng)光接收單元2接收很強(qiáng)的光時(shí)，其輸出可能會(huì)飽和。在本發(fā)明的系統(tǒng)中，如果單元2接收強(qiáng)光，則切換單元2的輸出增益，從而防止單元2的輸出飽和。此外，可按照如此切換的輸出增益來控制光的發(fā)射。
在所有時(shí)間內(nèi)都讀取表示光接收單元2的輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，不論光發(fā)射裝置11是否發(fā)射光。因此，能夠判斷單元2正從外部接收的光強(qiáng)度。如此確定的表示光強(qiáng)度的數(shù)據(jù)可用來作為控制攝像機(jī)設(shè)備的一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。
可以提供以與攝像機(jī)設(shè)備分離的設(shè)備形式存在的光發(fā)射控制系統(tǒng)。然后，可將光發(fā)射控制系統(tǒng)與使用照相膠片的靜止照相機(jī)結(jié)合使用。
這里所描述的本發(fā)明的實(shí)施例是光發(fā)射控制系統(tǒng)。毋需多言，本發(fā)明可應(yīng)用于包含這種光發(fā)射控制系統(tǒng)的攝像機(jī)設(shè)備。本發(fā)明的攝像機(jī)設(shè)備可包含光接收單元2、電阻器3和4、A/D轉(zhuǎn)換部分6、積分部分7、比較部分8、控制部分9和MPU10。
光接收單元2產(chǎn)生相應(yīng)于其所接收的光量的電流。A/D轉(zhuǎn)換部分6將該電流轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。積分部分7對(duì)該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)積分，從而產(chǎn)生與單元2已接收的光量相當(dāng)?shù)姆e分值。
權(quán)利要求
1.一種光發(fā)射控制設(shè)備，包含光接收裝置，用于輸出相應(yīng)于所接收的光量的光接收信號(hào)；模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，用于將所述光接收信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；和控制裝置，用于向光發(fā)射裝置輸出一光發(fā)射停止請(qǐng)求，由此，當(dāng)通過對(duì)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)積分而得到的積分值達(dá)到一預(yù)定閾值時(shí)，使所述光發(fā)射裝置停止發(fā)射光。
2.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)射控制設(shè)備，其中所述控制裝置包含一積分部分，用于對(duì)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)積分，由此產(chǎn)生所述積分值；一比較部分，用于將所述積分值與所述預(yù)定閾值相比較；和一控制部分，用于向所述光發(fā)射裝置輸出所述光發(fā)射停止請(qǐng)求，以使當(dāng)所述積分值達(dá)到所述預(yù)定閾值時(shí)，所述光發(fā)射裝置停止發(fā)射光。
3.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)射控制設(shè)備，其中所述控制裝置在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后輸出所述光發(fā)射停止請(qǐng)求。
4.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)射控制設(shè)備，其中按照一攝像機(jī)設(shè)備的攝像數(shù)據(jù)為所述光接收裝置選擇一輸出增益。
5.如權(quán)利要求4所述的光發(fā)射控制設(shè)備，其中所述攝像數(shù)據(jù)表示至少為包括到攝像目標(biāo)的距離、光圈開口、曝光靈敏度和所述光發(fā)射裝置的操作特性的攝像條件。
6.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)射控制設(shè)備，其中所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置將所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)提供給一外部設(shè)備。
7.一種攝像機(jī)設(shè)備，包含一圖像檢測(cè)部分，用于捕獲一目標(biāo)圖像；光發(fā)射裝置，設(shè)計(jì)成響應(yīng)于一光發(fā)射停止請(qǐng)求而停止發(fā)射光；光接收裝置，用于輸出相應(yīng)于所接收的光量的一光接收信號(hào)；模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，用于將所述光接收信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)字；和控制裝置，用于向光發(fā)射裝置輸出一光發(fā)射停止請(qǐng)求，由此，當(dāng)通過對(duì)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)積分而得到的積分值達(dá)到一預(yù)定閾值時(shí)，使所述光發(fā)射裝置停止發(fā)射光。
8.如權(quán)利要求7所述的攝像機(jī)設(shè)備，其中所述控制裝置包含一積分部分，用于對(duì)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)積分，由此產(chǎn)生所述積分值；一比較部分，用于將所述積分值與所述預(yù)定閾值相比較；和一控制部分，用于向所述光發(fā)射裝置輸出所述光發(fā)射停止請(qǐng)求，以使當(dāng)所述積分值達(dá)到所述預(yù)定閾值時(shí)，所述光發(fā)射裝置停止發(fā)射光。
9.如權(quán)利要求7所述的攝像機(jī)設(shè)備，其中所述控制裝置在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后輸出所述光發(fā)射停止請(qǐng)求。
10.如權(quán)利要求7所述的攝像機(jī)設(shè)備，其中按照表示所述積分值是否已到達(dá)所述預(yù)定閾值的數(shù)據(jù)和/或表示所述光發(fā)射停止請(qǐng)求是否已在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后被輸出的數(shù)據(jù)來校正所述攝像數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求7所述的攝像機(jī)設(shè)備，其中按照表示所述積分值是否已到達(dá)所述預(yù)定閾值的數(shù)據(jù)和/或表示所述光發(fā)射停止請(qǐng)求是否已在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后被輸出的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生一警報(bào)，以指示所述積分值已到達(dá)所述預(yù)定閾值和/或所述光發(fā)射停止請(qǐng)求已被輸出。
12.如權(quán)利要求7所述的攝像機(jī)設(shè)備，其中表示所述積分值已到達(dá)所述預(yù)定閾值的數(shù)據(jù)和/或表示所述光發(fā)射停止請(qǐng)求已被輸出的數(shù)據(jù)，在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后附加到攝像數(shù)據(jù)。
13.如權(quán)利要求7所述的攝像機(jī)設(shè)備，其中按照攝像數(shù)據(jù)為所述光接收裝置選擇一輸出增益。
14.如權(quán)利要求13所述的攝像機(jī)設(shè)備，其中所述攝像數(shù)據(jù)表示至少為包括到攝像目標(biāo)的距離、光圈開口、曝光靈敏度和所述光發(fā)射裝置的操作特性的攝像條件。
15.如權(quán)利要求7所述的攝像機(jī)設(shè)備，其中所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置將所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)提供給一外部設(shè)備。
16.一種光發(fā)射控制方法，包含步驟輸出相應(yīng)于由光接收裝置接收的光量的一光接收信號(hào)；由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置將所述光接收信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；和由控制裝置向光發(fā)射裝置輸出一光發(fā)射停止請(qǐng)求，由此，當(dāng)通過對(duì)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)積分而得到的積分值達(dá)到一預(yù)定閾值時(shí)，使所述光發(fā)射裝置停止發(fā)射光。
17.如權(quán)利要求16所述的光發(fā)射控制方法，其中所述控制裝置在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后輸出所述光發(fā)射停止請(qǐng)求。
18.如權(quán)利要求16所述的光發(fā)射控制方法，還包括按照一攝像機(jī)設(shè)備的攝像數(shù)據(jù)為所述光接收裝置選擇一輸出增益的步驟。
19.如權(quán)利要求18所述的光發(fā)射控制方法，其中所述攝像數(shù)據(jù)表示至少為包括到攝像目標(biāo)的距離、光圈開口、曝光靈敏度和所述光發(fā)射裝置的操作特性的攝像條件。
全文摘要
一種光發(fā)射控制設(shè)備,包含光接收單元2、A/D轉(zhuǎn)換部分6、積分部分7、比較部分8和控制部分9。光接收單元2輸出相應(yīng)于其所接收的光量的一光接收信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換部分6將該光接收信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。積分部分7對(duì)該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)積分,產(chǎn)生一積分值。比較部分8將該積分值與一預(yù)定閾值比較。當(dāng)積分值到達(dá)預(yù)定閾值時(shí),控制裝置向光發(fā)射控制裝置11輸出一光發(fā)射停止請(qǐng)求,從而使光發(fā)射控制裝置11停止發(fā)射光。
文檔編號(hào)G03B15/05GK1262457SQ00101650
公開日2000年8月9日 申請(qǐng)日期2000年1月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月25日
發(fā)明者東條貴浩, 塩野徹 申請(qǐng)人:索尼公司