專利名稱：自動(dòng)相位調(diào)整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)相位調(diào)整裝置，其調(diào)整用于在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)中成像的脈沖的相 位(時(shí)序)，還涉及一種內(nèi)嵌該自動(dòng)相位調(diào)整裝置的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。
背景技術(shù)：
數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(數(shù)字靜態(tài)攝像機(jī)、數(shù)字視頻攝像機(jī)、附裝攝像機(jī)的移動(dòng)電話等)是如 此配置的攝像機(jī)，它使得從諸如CCD或MOS傳感器之類的成像元件獲取的模擬成像信號(hào)轉(zhuǎn) 換為數(shù)字成像信號(hào)，并且將獲得的數(shù)字成像信號(hào)經(jīng)過預(yù)定的處理后記錄下來。為使用成像 元件拍攝被攝主體，需要用于驅(qū)動(dòng)該成像元件的脈沖、用于檢測信號(hào)電平的脈沖等。在設(shè)計(jì) 硬件時(shí)，由于制造過程中的某種離散性，使得很難調(diào)整這些脈沖的相位(時(shí)序)。因此，常規(guī) 上采用制造過程后由工程師執(zhí)行相位調(diào)整，且將指示調(diào)整后的相位的信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)區(qū)域 中，以便設(shè)置所調(diào)整的相位。
專利文件1陳述了與本發(fā)明相關(guān)的常規(guī)技術(shù)。根據(jù)專利文件1，以最小曝光時(shí)間獲 取圖像，并調(diào)整其相位使噪聲分量最小化，換句話說，使高頻分量最小化。
專利文件1 日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_2005-151081發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題
采用常規(guī)方法制造數(shù)字?jǐn)z像機(jī)時(shí)，成像元件的脈沖的相位是在其被制造后調(diào)整 的，從該調(diào)整獲得的信息設(shè)置在所有用相同的制造方法制造的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)中。然而，該調(diào)整 方法不能靈活地響應(yīng)成像元件的特有離散性。因此，該特有離散性導(dǎo)致了圖像信號(hào)的離散 性，產(chǎn)生了從最優(yōu)點(diǎn)的一些偏移。因此，存在不能獲得最大信號(hào)電平以及使S/N比率惡化這 種可能的缺點(diǎn)。
在醫(yī)用攝像機(jī)領(lǐng)域，在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)制造完成后，可能需要換成像元件。當(dāng)成像元件 被另一成像元件替換時(shí)，驅(qū)動(dòng)新的成像元件的脈沖的相位不可避免地被改變。因此，需要再 次執(zhí)行相位調(diào)整。另外，在將成像元件連接到信號(hào)處理器的電纜內(nèi)會(huì)產(chǎn)生信號(hào)延遲。在由 于換電纜等導(dǎo)致的延遲量改變的情況下，需要重新調(diào)整相位。由于需要由工程師重新調(diào)整 相位，替換成像元件或替換連接電纜通常是非常勉強(qiáng)的。
根據(jù)專利文件1所述的方法，沒有考慮所要調(diào)整的脈沖的特性，而且多個(gè)脈沖的 最優(yōu)相位是通過相同的方法獲得的。因此，相位調(diào)整不會(huì)很精確。
創(chuàng)造本發(fā)明是為了解決上述問題，本發(fā)明的主要目的是不用任何人工調(diào)整而是自 動(dòng)地和精確地調(diào)整用在成像操作中的脈沖的相位。
解決該問題的手段
為解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)相位調(diào)整裝置是這樣一種自動(dòng)相位調(diào)整裝 置，輸入通過將成像元件所成像的圖像數(shù)據(jù)按照每個(gè)像素轉(zhuǎn)換為數(shù)字值而獲取的數(shù)字成像 信號(hào)，根據(jù)所述輸入的數(shù)字成像信號(hào)，對(duì)用于成像的脈沖的相位進(jìn)行調(diào)整，所述自動(dòng)相位調(diào) 整裝置包括
亮度級(jí)檢測器，用于對(duì)于第一像素區(qū)域內(nèi)的多個(gè)像素計(jì)算所述數(shù)字成像信號(hào)的亮 度級(jí)，所述第一像素區(qū)域?yàn)樗龀上裨挠行袼貐^(qū)域的部分區(qū)域或全部區(qū)域；
離散性計(jì)算器，用于對(duì)于第二像素區(qū)域內(nèi)的多個(gè)像素計(jì)算表示所述數(shù)字成像信號(hào) 的每個(gè)像素的信號(hào)離散性的離散性值，所述第二像素區(qū)域?yàn)閷?duì)所述成像元件進(jìn)行光阻斷狀 態(tài)下有效像素區(qū)域和/或OB像素區(qū)域內(nèi)的部分區(qū)域或全部區(qū)域；和
時(shí)序調(diào)整器，用于根據(jù)所述亮度級(jí)檢測器和所述離散性計(jì)算器的計(jì)算結(jié)果調(diào)整所 述脈沖的相位。
根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)相位調(diào)整方法為這樣一種自動(dòng)相位調(diào)整方法，一種相位調(diào)整方 法，用于調(diào)整第一脈沖、第二脈沖和輸入到AD轉(zhuǎn)換器的AD時(shí)鐘信號(hào)中的至少一個(gè)的相位， 其中所述第一脈沖用于檢測從成像元件輸出的成像信號(hào)的電平，所述第二脈沖用于檢測在 相關(guān)雙采樣中用作基準(zhǔn)的信號(hào)電平，所述相位調(diào)整方法包括
在將所述第二脈沖和所述AD時(shí)鐘信號(hào)固定在初始值的狀態(tài)下，改變所述第一脈 沖的相位，檢測亮度最大的第一相位的步驟；和
將檢測到的第一相位設(shè)置為所述第一脈沖的相位的步驟。
本發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠自動(dòng)調(diào)整用在成像操作中的從TG(時(shí)序產(chǎn)生器)輸出的脈沖 (DS1、DS2和ADCLK)的相位。因此，由于成像元件本身被更換、成像元件受到一些外部因素 (溫度變化、電壓變化等)或成像元件隨時(shí)間惡化而使得成像元件的特性改變以及從成像 元件到信號(hào)處理器的信號(hào)延遲量改變的情況下，能夠自動(dòng)地調(diào)整從TG輸出的脈沖的信號(hào)。 另外，在制造過程中，脈沖的相位能夠根據(jù)成像元件的各自的離散性被自動(dòng)調(diào)整為最優(yōu)。
進(jìn)一步，因?yàn)槊}沖的相位是根據(jù)考慮了各個(gè)脈沖的特性而采用的獨(dú)立方法分別調(diào) 整的，因此自動(dòng)調(diào)整能夠達(dá)到高精確度。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的總體構(gòu)造的框圖。 圖2是按時(shí)間順序示出了從成像元件輸出的信號(hào)分量的圖。 圖3A是示出了根據(jù)本發(fā)明的總體相位調(diào)整操作的流程圖。 圖:3B示出了根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)脈沖被調(diào)整時(shí)脈沖的設(shè)定值的表。 圖4是根據(jù)本發(fā)明的用于DS2的相位調(diào)整的信號(hào)分量的時(shí)序圖。 圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的DS2的相位調(diào)整的細(xì)節(jié)的流程圖。 圖6是根據(jù)本發(fā)明的用于DSl的相位調(diào)整的信號(hào)分量的時(shí)序圖。 圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的DSl的相位調(diào)整的細(xì)節(jié)的流程圖。 圖8A是根據(jù)本發(fā)明用于ADCLK的相位調(diào)整的信號(hào)分量的時(shí)序圖。 圖8B是圖8A所示S部分的放大視圖。圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的ADCLK的相位調(diào)整的細(xì)節(jié)的流程圖。5
圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明修改實(shí)施例1的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的總體構(gòu)造的框圖。
圖IlA是按時(shí)間順序示出了在信號(hào)質(zhì)量較差的情況下從成像元件輸出的信號(hào)分 量的圖。
圖IlB是圖IlA所示F部分的放大視圖。
圖12是在脈沖調(diào)整中的調(diào)整范圍的示意圖。
圖13是示出了由DS2預(yù)測DSl和ADCLK的最優(yōu)位置的圖。
圖14是示出了根據(jù)本發(fā)明修改的實(shí)施例的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的總體構(gòu)造的框圖。
圖15A是示出了根據(jù)修改的實(shí)施例5的直方圖輸出結(jié)果。
圖15B是示出了根據(jù)修改的實(shí)施例5的直方圖輸出結(jié)果。
圖15C是示出了根據(jù)修改的實(shí)施例5的直方圖輸出結(jié)果。
圖16是示出了根據(jù)本發(fā)明修改的實(shí)施例6的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的總體構(gòu)造的框圖。
圖17是示出根據(jù)修改的實(shí)施例6的在塊存儲(chǔ)器中的計(jì)算區(qū)域的圖。
圖18是示出了根據(jù)本發(fā)明修改的實(shí)施例7的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的總體構(gòu)造的框圖。
圖19A是示出了根據(jù)修改的實(shí)施例7的閾值檢測器的計(jì)算區(qū)域的圖。
圖19B是示出了根據(jù)修改的實(shí)施例7的閾值檢測器的輸出結(jié)果的圖。
圖20是示出了根據(jù)本發(fā)明修改實(shí)施例8的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的總體構(gòu)造的框圖。
參考符號(hào)說明
101成像元件
102CDS
103AGC
104ADC(AD 轉(zhuǎn)換器)
105垂直驅(qū)動(dòng)器
106TG
107模擬前端
108 色散(dispersion)計(jì)算器(離散性(variability)計(jì)算器)
109 亮度級(jí)(brightness level)檢測器
110時(shí)序調(diào)整器
IllDSP
112光學(xué)鏡頭
113缺陷像素檢測器
114存儲(chǔ)器
115缺陷像素尋址
116直方圖計(jì)算器
117直方圖計(jì)算結(jié)果
118塊存儲(chǔ)器電路
119塊存儲(chǔ)器輸出結(jié)果
120閾值檢測器
121閾值檢測結(jié)果
122AF頻率分量檢測器(頻率檢測器)
123頻率分量具體實(shí)施方式
以下參見附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。以下描述的優(yōu)選實(shí)施例僅僅是實(shí)例，而 且該優(yōu)選實(shí)施例及其修改的實(shí)施例可以進(jìn)行各種修改。
設(shè)備配置
圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的總體構(gòu)造的框圖。根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)z 像機(jī)包括光學(xué)鏡頭112，其將目標(biāo)圖像的光收集到成像元件101上，成像元件101，其將光學(xué) 鏡頭112(在下面的描述中以C⑶作為例子)獲得的目標(biāo)圖像成像，模擬前端107，其通過 對(duì)從成像元件101輸出的成像信號(hào)(圖像數(shù)據(jù))進(jìn)行預(yù)定處理，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字成像信號(hào)， 以及DSP 111，其通過對(duì)從模擬前端107輸出的數(shù)字成像信號(hào)進(jìn)行預(yù)定處理(顏色校正、YC 處理等)來產(chǎn)生視頻信號(hào)。成像元件101有多個(gè)像素，并且用于獲取目標(biāo)圖像的有效像素 區(qū)域和在光阻斷狀態(tài)下呈現(xiàn)在有效像素區(qū)域的外圍的且用于檢測OB(光學(xué)黑體)電平的OB 像素區(qū)域構(gòu)成了該多個(gè)像素。
模擬前端107包括執(zhí)行相關(guān)雙采樣以確定從成像元件101輸出的模擬成像信號(hào)的 信號(hào)電平的⑶S(相關(guān)雙采樣)102，通過可調(diào)整增益放大從⑶S 102輸出的信號(hào)的AGC(自 動(dòng)增益控制)103，將由AGC 103放大的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字成像信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換器(模數(shù)轉(zhuǎn)換 器)104，產(chǎn)生用于獲取圖像的脈沖的TG (時(shí)序產(chǎn)生器)106，以及將由TG 106產(chǎn)生的脈沖 輸出到成像元件101的垂直驅(qū)動(dòng)器105。
DSP 111包括本發(fā)明特有的組成元件，它們是色散計(jì)算器108，作為具備計(jì)算像 素特定信號(hào)電平的色散的能力的離散性計(jì)算器；亮度級(jí)檢測器109，通過獲取預(yù)定區(qū)域內(nèi) 的像素的信號(hào)電平的平均值來檢測亮度級(jí)；以及時(shí)序調(diào)整器110，基于從色散計(jì)算器108和 亮度級(jí)檢測器109獲取的計(jì)算和檢測結(jié)果調(diào)整由TG 106產(chǎn)生的脈沖的相位(時(shí)序)。從成 像元件101輸出的信號(hào)存儲(chǔ)在未示出的存儲(chǔ)器(SDRAM)中。色散計(jì)算器108和亮度級(jí)檢測 器109從SDRAM中讀取每個(gè)像素的數(shù)據(jù)，并基于獲得的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算。
從成像元件輸出的信號(hào)分量
圖2中按時(shí)間順序示出了從成像元件101輸出的信號(hào)分量。如圖2中所示，重置 期201、基準(zhǔn)期202和信號(hào)期203組成模擬成像信號(hào)。
重置期是在其期間對(duì)成像元件101進(jìn)行重置的時(shí)期?；鶞?zhǔn)期202是在其期間從成 像元件101輸出基準(zhǔn)電壓的時(shí)期，并且在其期間檢測在CDS 102中執(zhí)行相關(guān)雙采樣時(shí)用作 基準(zhǔn)的信號(hào)。信號(hào)期203是在其期間輸出信號(hào)電壓的時(shí)期。對(duì)在信號(hào)期203期間達(dá)到峰值 電平的信號(hào)電壓和在基準(zhǔn)期202期間的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行采樣，并獲得二者的差值，從而，能夠 獲得模擬成像信號(hào)的信號(hào)電平204。在圖2中，圖中向下的方向定義為信號(hào)分量的正方向。
總體操作的流程
圖3A為示出了根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例的針對(duì)每個(gè)脈沖的總體相位調(diào)整操作的流程 圖。相位調(diào)整主要是由色散計(jì)算器108、亮度級(jí)檢測器109及時(shí)序調(diào)整器110執(zhí)行。要調(diào)整 的脈沖為DS2、DSl及ADCLK。DS2是對(duì)在信號(hào)期203期間達(dá)到峰值的信號(hào)分量進(jìn)行采樣的 脈沖。因此，期望對(duì)DS2進(jìn)行相位調(diào)整以便其正邊緣與從成像元件101輸出的信號(hào)達(dá)到峰值 的時(shí)間一致。DSl是對(duì)在相關(guān)雙采樣中作為基準(zhǔn)的信號(hào)分量進(jìn)行采樣的脈沖。因此，期望對(duì)DSl進(jìn)行相位調(diào)整以便其正邊緣與基準(zhǔn)期的中心一致。這里，由CDS102獲得的信號(hào)電平只 是在DS2的正邊緣達(dá)到其峰值的信號(hào)分量與在由DSl的正邊緣確定的基準(zhǔn)期內(nèi)的信號(hào)分量 的差值。ADCLK是提供給ADC 104的時(shí)鐘信號(hào)，其為確定從ADC輸出的信號(hào)的輸出的時(shí)序的 脈沖。因此，當(dāng)ADCLK的相位不合適時(shí)，不僅會(huì)產(chǎn)生有關(guān)模擬的不利影響，還會(huì)引起AD轉(zhuǎn)換 結(jié)果的離散性。因此，期望調(diào)整ADCLK的相位以便AD轉(zhuǎn)換結(jié)果不發(fā)生離散性。盡管ADCLK 可以表示AD轉(zhuǎn)換的時(shí)序信號(hào)，但在本發(fā)明中假定沒有必要調(diào)整AD轉(zhuǎn)換的時(shí)序。
在本發(fā)明中，首先，將DSl和ADCLK固定到預(yù)定初始值，并在將DS2的相位從初始 值逐步移位時(shí)，測量確定DS2需要的數(shù)據(jù)(S301)。之后，評(píng)價(jià)測量的數(shù)據(jù)以便確定DS2的 最優(yōu)相位630 。在確定DS2的最優(yōu)相位后，DS2的相位保持固定到所確定的最優(yōu)值，且 ADCLK仍然保持固定到其初始值，之后，在將DSl的相位從初始值逐步移位時(shí)，測量確定DSl 需要的數(shù)據(jù)(S303)。隨后評(píng)價(jià)所測量的數(shù)據(jù)以便確定DSl的最優(yōu)相位(S304)。在確定DSl 和DS2的最優(yōu)相位后，將它們保持固定到所確定的最優(yōu)相位，然后，在將ADCLK的相位從初 始值逐步移位時(shí)，測量確定ADCLK所需的數(shù)據(jù)630 。評(píng)價(jià)所測量的數(shù)據(jù)，以便確定ADCLK 的最優(yōu)相位(S306)。在確定DS1、DS2及ADCLK的最優(yōu)相位后，將與所確定的最優(yōu)相位相關(guān) 的信息設(shè)置在TG 106中的寄存器內(nèi)(S307)。因此，產(chǎn)生了具有最優(yōu)相位的脈沖。
在調(diào)整期間每個(gè)脈沖的相位的轉(zhuǎn)變?cè)趫D:3B的表中示出。在調(diào)整步驟S30中，將 DSl和ADCLK固定到預(yù)定初始值，只有待調(diào)整的DS2改變。在調(diào)整步驟S304中，DS2保持固 定到步驟S303所確定的最優(yōu)值，ADCLK仍然保持固定到其初始值，然后，只有DSl改變。在 調(diào)整步驟S306中，將已經(jīng)確定的最優(yōu)值設(shè)置在DSl和DS2中，并且只有ADCLK改變。在調(diào) 整步驟S307中，在所有的脈沖中設(shè)置最優(yōu)值。
以下詳細(xì)描述各個(gè)步驟。
DS2的調(diào)整
參考圖4和圖5，描述DS2的相位調(diào)整。圖4是示出了用于DS2的相位調(diào)整的信號(hào) 分量的時(shí)序圖。圖5是示出了 DS2的相位調(diào)整的具體流程圖。這些圖對(duì)應(yīng)于圖3A所示的 S301 和 S302。
圖4中，401表示成像元件輸出信號(hào)，403表示亮度信號(hào)。DS2的相位調(diào)整中的亮 度定義為成像元件101的有效像素區(qū)域的部分區(qū)域或全部區(qū)域(稱為DS2檢測區(qū)域)中各 像素的信號(hào)電平的平均值。當(dāng)成像元件輸出信號(hào)401如圖中所示時(shí)，亮度信號(hào)403為凸起 形狀，當(dāng)DS2被如圖中402所示移位而DSl和ADC LK保持固定時(shí)，每個(gè)凸起具有一個(gè)峰值。 亮度信號(hào)403標(biāo)出其最高電平時(shí)的所示的相位被確定為DS2的最優(yōu)相位。如前所述的圖像 數(shù)據(jù)中的每個(gè)像素的信號(hào)電平是由DS2確定的信號(hào)分量的峰值與由DSl確定并作為基準(zhǔn)的 信號(hào)分量的差值。因此，該差值在DS2的信號(hào)分量與DSl的信號(hào)分量的關(guān)系相反的任何部 分都為負(fù)值。在該例子中，由于在信號(hào)電平中沒有定義負(fù)值，在圖中示出“0”。
以下參考圖5給出更詳細(xì)的描述。在S501中，定義亮度級(jí)的最大初始值。將設(shè)置 這樣的小值作為亮度級(jí)的最大初始值，其在任何具有一定大小以上的信號(hào)分量出現(xiàn)時(shí)都能 夠迅速更新。在S502中，將DSl和ADCLK設(shè)置為初始值，將在時(shí)間順序上稍微落后于DSl 的初始值的點(diǎn)設(shè)置為DS2的初始值。然后，取出由成像元件101獲取的圖像數(shù)據(jù)。在S503， 計(jì)算取出的圖像數(shù)據(jù)在DS2檢測區(qū)域內(nèi)的亮度。換句話說，計(jì)算在DS2檢測區(qū)域內(nèi)各像素 的信號(hào)電平的平均值。信號(hào)電平示出為預(yù)定值以上的任何像素均被認(rèn)為已飽和。因此，在執(zhí)行采樣時(shí)應(yīng)排除這種像素。S503由亮度級(jí)檢測器109來實(shí)現(xiàn)。在S504，將計(jì)算出的亮度 與當(dāng)前亮度的最大值進(jìn)行比較。當(dāng)比較的結(jié)果是計(jì)算出的亮度較大時(shí)，將計(jì)算出的亮度設(shè) 置為當(dāng)前亮度的最大值。當(dāng)比較的結(jié)果是當(dāng)前亮度的最大值較大時(shí)，不更新亮度的最大值。 S504和S505由時(shí)序調(diào)整器110實(shí)現(xiàn)。在S506中，DSl和ADCLK保持固定，時(shí)序調(diào)整器110 發(fā)送將DS2的相位向后移一步的指令到TG 106。將相位移一步后，再次執(zhí)行S502-S506，且 比較亮度的最大值。該操作重復(fù)一個(gè)周期，當(dāng)亮度最大時(shí)的相位被確定為DS2的最優(yōu)相位。
DSl的調(diào)整
參見圖6和圖7，描述DSl的相位調(diào)整。圖6是示出了用于DSl的相位調(diào)整的信號(hào) 分量的時(shí)序圖。圖7是示出了 DSl的相位調(diào)整的具體流程圖。這些圖對(duì)應(yīng)于圖3A示出的 S303 和 S304。
圖6中，601表示成像元件輸出信號(hào)，603表示亮度信號(hào)。DSl的相位調(diào)整中的亮度 也定義為成像元件101的有效像素區(qū)域的部分區(qū)域或全部區(qū)域(稱為DSl檢測區(qū)域)中各 像素的信號(hào)電平的平均值。當(dāng)成像元件輸出信號(hào)601如圖中所示時(shí)，DS2和ADCLK固定，并 且只有DSl如圖中示出的602從其初始值移位。隨后，亮度信號(hào)603示出明顯的下降，并在 基準(zhǔn)期內(nèi)變?yōu)榛竞愣ǎ缓笤俅蜗陆?，最后在DSl與DS2 —致的點(diǎn)達(dá)到0。確定DSl的相 位的最優(yōu)值，以便其正邊緣與亮度信號(hào)603基本恒定的這段時(shí)間(稱為穩(wěn)定區(qū)域)的中心 一致。
以下參見圖7給出更詳細(xì)的描述。在S701，將DSl和ADCLK固定到初始值，將DS2 設(shè)置為根據(jù)前面所述的調(diào)整方法確定的最優(yōu)值，然后取出由成像元件101獲取的圖像數(shù) 據(jù)。在S702，計(jì)算取出的DSl檢測區(qū)域中的圖像數(shù)據(jù)的亮度。換句話說，計(jì)算DSl檢測區(qū) 域的各像素的信號(hào)電平的平均值。信號(hào)電平達(dá)到預(yù)定值以上的任何像素均被認(rèn)為已飽和。 因此，在執(zhí)行采樣時(shí)應(yīng)排除這種像素。S702由亮度級(jí)檢測器109來實(shí)現(xiàn)。在S703，DS2和 ADCLK保持固定，將DSl的相位向后移一步。在S704，取出成像元件101獲取的圖像數(shù)據(jù)。 在S705，計(jì)算取出的DSl檢測區(qū)域中的圖像數(shù)據(jù)的亮度。在S706中，獲取從DSl的相位早 一步時(shí)取出的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算出的亮度與從在當(dāng)前相位檢測到的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算出的亮度的 差值，然后判斷該差值是否為一閾值以下。當(dāng)該差值為一閾值以下時(shí)，在S707判定當(dāng)前相 位在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。在S708，DS2和ADCLK保持固定，將DSl的相位向后移一步。將相位移 一步后，再次執(zhí)行S704-S708，并判斷移位后的相位是否在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。該操作重復(fù)一個(gè)周 期，且判定出在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)的相位的范圍。最后，在S709，將判定為在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)的這些相 位的中心值確定為DSl的最優(yōu)相位。在穩(wěn)定區(qū)域的最后判斷中發(fā)現(xiàn)在至少兩個(gè)不連續(xù)的時(shí) 間間隔內(nèi)存在被判定為在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)的相位的情況下，較小的時(shí)間間隔可以被忽略，或者 被判定為在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)的相位的連續(xù)最長的時(shí)間間隔可以被判斷為穩(wěn)定區(qū)域。
在存在很大噪聲分量的情況下，穩(wěn)定區(qū)域可能被錯(cuò)誤地檢測，或者如果僅使用兩 個(gè)像素之間的差值，則可能根本檢測不到。在這種情況下，可以采用例如過濾計(jì)算以便計(jì) 算至少三個(gè)相位的亮度級(jí)的平均值與當(dāng)前相位的亮度級(jí)的平均值的差值，并將其與閾值比 較。可替代地，可以計(jì)算至少三個(gè)相位的亮度級(jí)的色散并將其與閾值比較。
用于DSl調(diào)整流程和DS2調(diào)整流程的DSl的初始值可以彼此相同或不同。例如， 在DS2調(diào)整流程中，DSl的初始值可以設(shè)置為從設(shè)計(jì)規(guī)范預(yù)測出的基準(zhǔn)期附近的值；在DSl 調(diào)整流程中取出第一個(gè)圖像數(shù)據(jù)時(shí)所使用的DSl的初始值可以設(shè)置為基準(zhǔn)期內(nèi)的值，以檢測亮度信號(hào)的大幅波動(dòng)。
ADCLK 的調(diào)整
參見圖8和圖9，描述ADCLK的相位調(diào)整。圖8是示出了用于ADCLK的相位調(diào)整 的信號(hào)分量的時(shí)序圖。圖9是示出了 ADCLK的相位調(diào)整的具體流程圖。這些附圖對(duì)應(yīng)于圖 3A示出的S305禾口 S306。
圖8中，801表示成像元件輸出信號(hào)，803表示色散。這個(gè)例子中的色散定義為在 對(duì)成像元件101進(jìn)行光阻斷狀態(tài)下有效像素區(qū)域和/或OB像素區(qū)域內(nèi)的部分區(qū)域或全部 區(qū)域(稱為ADCLK檢測區(qū)域)內(nèi)的各像素的信號(hào)電平的色散。換句話說，色散表示指示各 像素內(nèi)的信號(hào)的離散性的程度的值，且使用處于恒定光阻斷狀態(tài)的信號(hào)作為理想情況是有 效的。因此，需要設(shè)置ADCLK以便減少色散。亮度和色散可以在相同像素區(qū)域或不同像素 區(qū)域內(nèi)計(jì)算。當(dāng)成像元件輸出信號(hào)801如圖中所示時(shí)，當(dāng)ADCLK被如圖中802所示從初始 值移位而DSl和DS2固定到最優(yōu)值時(shí)，色散示出如圖中803所示的凹形狀。應(yīng)當(dāng)確定ADCLK 的相位，以便色散803達(dá)到最小值；但由于某種因素，色散可能在錯(cuò)誤的位置被最小化。因 此，將ADCLK檢測區(qū)域內(nèi)的亮度與色散803被發(fā)現(xiàn)為最小時(shí)的相位處的預(yù)定期望值進(jìn)行比 較。由于對(duì)OB像素區(qū)域進(jìn)行光阻斷，所以存在作為設(shè)計(jì)規(guī)范中的DC偏移量的期望值。當(dāng) ADCLK檢測區(qū)域內(nèi)的亮度與期望值差別很大時(shí)，就不能說ADCLK是最優(yōu)的。因此，在色散803 被判定為達(dá)到最小值的相位處亮度與預(yù)定期望值之間的差值為一定閾值以下的情況下，該 相位被確定為ADCLK的最優(yōu)值。在亮度與預(yù)定期望值之間的差值為一定閾值以上的情況 下，判斷在色散803達(dá)到第二最小值的相位處的亮度與預(yù)定期望值之間的差值是否為該閾 值以下。重復(fù)執(zhí)行上述操作，以確定ADCLK的最小值。
一種光阻斷成像元件101的可能方法是通過關(guān)閉機(jī)械快門來阻斷入射光。在將已 經(jīng)進(jìn)行光阻斷的OB像素區(qū)域用作ADCLK檢測區(qū)域的情況下，不需要關(guān)閉機(jī)械快門。
以下參考圖9給出進(jìn)一步詳細(xì)描述。在步驟S901，將機(jī)械快門關(guān)閉以便阻斷入射 光。在將OB像素區(qū)域用作ADCLK檢測區(qū)域的情況下省略該步驟。在步驟S902，為了只放大 噪聲分量，增加模擬增益。在步驟S903，將DSl和DS2設(shè)置為所確定的最優(yōu)值，將ADCLK設(shè) 置為初始值，之后，取出由成像元件101獲得的圖像數(shù)據(jù)。在S904，計(jì)算取出的ADCLK檢測 區(qū)域中的圖像數(shù)據(jù)的亮度，即，計(jì)算ADCLK檢測區(qū)域內(nèi)的各像素的信號(hào)電平的平均值。S904 是由亮度級(jí)檢測器109來實(shí)現(xiàn)的。在S905，DS1和DS2保持不變，ADCLK的相位向后移一步。 相位移一步后，再次執(zhí)行S903-S904。該操作重復(fù)一個(gè)周期以便計(jì)算出每個(gè)相位的亮度。將 計(jì)算出的亮度暫時(shí)存在存儲(chǔ)器中。在S906，將DSl和DS2設(shè)置為所確定的最優(yōu)值，將ADCLK 設(shè)置為初始值，之后，再次取出由成像元件101獲得的圖像數(shù)據(jù)。在S907，計(jì)算取出的ADCLK 檢測區(qū)域中的圖像數(shù)據(jù)的色散σ (η)。η為任意正數(shù)，表示一個(gè)周期內(nèi)可以設(shè)置的相位狀態(tài) 的個(gè)數(shù)。換句話說，計(jì)算出ADCLK檢測區(qū)域內(nèi)的各像素的信號(hào)電平的色散。在S908，DS1和 DS2保持不變，ADCLK的相位向后移一步。相位移一步后，再次執(zhí)行S906-S907。該操作重 復(fù)一個(gè)周期以便計(jì)算出每個(gè)相位的色散。將計(jì)算出的色散暫存在存儲(chǔ)器中。在到目前為止 的描述中，使用分別取出的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算出亮度分布和色散分布；但也可以使用相同的圖 像數(shù)據(jù)計(jì)算出亮度分布和色散分布。
相應(yīng)地，將每個(gè)相位的亮度分布和色散分布存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。接下來，將存儲(chǔ)在存 儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)用于獲取最優(yōu)ADCLK。在步驟S909，將第一相位的色散ο (1)設(shè)置為最小值σ (min)。在步驟S910，將σ (η)設(shè)置為第二相位及之后的相位的色散，并與σ (min)比較。 當(dāng)σ (η)較小時(shí)，在步驟S911，將σ (η)設(shè)置為新的最小值σ (min)。重復(fù)S910直至最后相 位，因此能夠獲得色散最小處的相位。在步驟S912，判斷色散最小的相位處的亮度與由設(shè)計(jì) 規(guī)范確定的其期望值之間的差值是否為預(yù)定閾值以下。當(dāng)該差值為該預(yù)定閾值以下時(shí)，在 S914，將此時(shí)的相位確定為ADCLK的最優(yōu)相位。當(dāng)該差值大于該預(yù)定閾值時(shí)，對(duì)在σ (min) 的相位之后色散達(dá)到最小值的相位執(zhí)行S913。重復(fù)S912和S913直至確定最優(yōu)相位。
根據(jù)到目前為止已描述的方式，可以自動(dòng)調(diào)整DS1、DS2和ADCLK的相位。相應(yīng) 地，當(dāng)成像元件本身被更換或成像元件的特性由于外部因素(溫度、惡化等)而改變時(shí)，從 TG106輸出的脈沖的相位也能夠自動(dòng)調(diào)整。進(jìn)一步，由于脈沖的相位是考慮相關(guān)脈沖的特性 以獨(dú)立的方式被調(diào)整的，因此自動(dòng)調(diào)整能夠很精確。
本發(fā)明特有的組成元件色散計(jì)算器108，亮度級(jí)檢測器109及時(shí)序調(diào)整器110能 夠配置為硬件電路，或者可以作為微型計(jì)算機(jī)中的軟件來實(shí)現(xiàn)。在由硬件電路構(gòu)成色散計(jì) 算器108和亮度級(jí)檢測器109的情況下，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)，而不給CPU增加任何負(fù)擔(dān)。調(diào)整 流程圖不需要與圖3所示的步驟相同，并且可以被改變。
到目前為止已描述的優(yōu)選實(shí)施例僅僅是實(shí)例，除了下面描述的修改的實(shí)施例外， 不用說還有各種可能的修改。
修改實(shí)施例1
圖10為示出了根據(jù)本發(fā)明修改實(shí)施例1的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的總體構(gòu)造的框圖。其中， 任何缺陷像素都不用在脈沖自動(dòng)調(diào)整中。本修改的實(shí)施例的特征是提供了缺陷像素檢測器 113和存儲(chǔ)器114。115表示缺陷像素地址。
成像元件101，如C⑶或MOS傳感器，通常包括由制造過程產(chǎn)生的缺陷像素。在缺 陷像素中，不管入射光的量如何，信號(hào)電平通常固定在最大值或最小值附近。期望這些缺陷 像素的值，即使其位于各脈沖的檢測區(qū)域內(nèi)，也不應(yīng)用作相位調(diào)整。在本修改的實(shí)施例中， 缺陷像素被缺陷像素檢測器113檢測到，且缺陷像素的地址被預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器114中。通 過這種構(gòu)造，缺陷像素不能夠用作相位調(diào)整，因此提高了相位調(diào)整的精確度。
可以通過各種方式檢測缺陷像素。例如，當(dāng)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)被激活而機(jī)械快門關(guān)閉時(shí)， 在一定的時(shí)間段內(nèi)存儲(chǔ)電荷，并且信號(hào)電平為預(yù)定閾值以上的像素被檢測為缺陷像素。存 儲(chǔ)器14能夠存儲(chǔ)預(yù)定數(shù)目的缺陷像素的地址，但其不需要存儲(chǔ)所有缺陷像素的地址。
修改的實(shí)施例2
當(dāng)設(shè)置DSl時(shí)，將與相鄰像素比較的差值為預(yù)定閾值以下的區(qū)域設(shè)置為穩(wěn)定區(qū) 域，并且執(zhí)行相位調(diào)整以便DSl的正邊緣與該穩(wěn)定區(qū)域的中心一致。然而，如圖11所示，在 信號(hào)質(zhì)量差的情況下，與穩(wěn)定區(qū)域?qū)?yīng)的相位時(shí)間段可能檢測不到。即使在這種情況下，信 號(hào)分量的傾斜度相對(duì)較小的區(qū)域可以被看作是偽穩(wěn)定區(qū)域。因此，在修改的實(shí)施例2中，當(dāng) 檢測不到穩(wěn)定區(qū)域時(shí)，可以增加閾值使得信號(hào)分量以一定角度傾斜的區(qū)域可以被檢測為偽 穩(wěn)定區(qū)域。在偽穩(wěn)定區(qū)域持續(xù)一定時(shí)段的情況下，調(diào)整DSl的相位以便其正邊緣與該區(qū)域 的中心一致。
為檢測穩(wěn)定區(qū)域，獲取與相鄰像素相比的差值并不總是必要的。第一穩(wěn)定區(qū)域和 第二穩(wěn)定區(qū)域可以以不同的方式被檢測到。例如，在第一檢測期間，計(jì)算出至少三個(gè)相位 的亮度平均值與當(dāng)前相位的亮度平均值之間的差值，并與設(shè)置為相對(duì)較小值的閾值比較;而在第二檢測期間，可以計(jì)算出兩個(gè)相鄰像素之間的差值并與設(shè)置為相對(duì)較大值的閾值比 較。本修改的實(shí)施例的目的在于緩和檢測的條件，以便能在第二檢測中更容易地檢測到穩(wěn) 定區(qū)域。因此，即使在信號(hào)質(zhì)量差的情況下，也能夠設(shè)置DSl。
修改的實(shí)施例3
在優(yōu)選實(shí)施例的描述中，將相位移位一個(gè)周期以調(diào)整DS1、DS2和ADCLK的相位。 然而，在事先知道的成像元件的設(shè)計(jì)規(guī)范的情況下，能夠在一定程度上預(yù)測各脈沖的目標(biāo) 調(diào)整相位。因此，調(diào)整范圍可以比一個(gè)周期窄，如圖12中所示。因此，可以縮短用于相位調(diào) 整的時(shí)間量。
在優(yōu)選實(shí)施例中，先調(diào)整DS2。當(dāng)調(diào)整DS2的相位時(shí)，可以預(yù)測DSl和ADCLK的目 標(biāo)調(diào)整相位。在圖13中，當(dāng)從成像元件輸出信號(hào)1301確定DS2(1302)的相位時(shí)，可以預(yù)測 DSl (1303)和ADCLK(1304)的相位應(yīng)當(dāng)被調(diào)整列與根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范的具有最優(yōu)相位差值的相 位相鄰的相位。DSl (1303)和ADCLK(1304)的相位調(diào)整到預(yù)定范圍內(nèi)的相位，該預(yù)定范圍以 該相位為其中心。1305表示DSl的最優(yōu)相位和DS2的最優(yōu)相位之間的差值。1306表示DS2 的最優(yōu)相位和ADCLK的最優(yōu)相位之間的差值?；谙惹矮@得的脈沖的相位，預(yù)測其他脈沖 的相位。因此，調(diào)整范圍能夠被變窄，并且相位調(diào)整所需的時(shí)間量也能夠被大幅減少。
除非對(duì)精確度的要求很嚴(yán)格，否則沒有必要調(diào)整所有脈沖DS1、DS2和ADCLK的相 位。其他脈沖的相位可以使用固定的相位從獲得的第一脈沖的相位獲得，或者，可以從獲得 的第二脈沖的相位確定第三脈沖的相位。
當(dāng)由于溫度變化或隨時(shí)間惡化等因素導(dǎo)致的相位偏移而需要相位調(diào)整時(shí)，例如假 定最優(yōu)相位接近最后一次調(diào)整的相位。因此，可以每獲得一相位調(diào)整結(jié)果就將其存儲(chǔ)在存 儲(chǔ)器中，以便相位在這樣調(diào)整范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，即該調(diào)整范圍僅包括最后一次調(diào)整的相位 附近的相位。
修改的實(shí)施例4
當(dāng)調(diào)整DSl和DS2的相位時(shí)，從亮度的大小判斷其最優(yōu)相位。因此，除非獲得一定 大小以上的亮度級(jí)，否則很難進(jìn)行相位調(diào)整。例如，醫(yī)用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)通常具有諸如LED這樣 的輔助光，而且當(dāng)在普通相位調(diào)整中發(fā)現(xiàn)其峰值亮度為預(yù)定值以下時(shí)，優(yōu)選使用輔助光。
修改的實(shí)施例5
下面描述本發(fā)明中使用的直方圖。圖14示出了使用直方圖計(jì)算器的自動(dòng)調(diào)整裝 置的構(gòu)造。
假定輸入到直方圖計(jì)算器116的輸入信號(hào)是從成像元件101輸出的R像素、Gr像 素、B像素和( 像素信號(hào)。還假定直方圖計(jì)算器116能夠指定用于計(jì)算的像素區(qū)域、需要計(jì) 算其直方圖的輸入信號(hào)的范圍及分割所述范圍的時(shí)間間隔的數(shù)目，并且直方圖計(jì)算器116 還能夠有選擇地改變需要計(jì)算其直方圖的信號(hào)。
直方圖計(jì)算器116對(duì)每個(gè)時(shí)間間隔中出現(xiàn)的各個(gè)信號(hào)的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并在指定 像素區(qū)域中所有的信號(hào)的計(jì)算完成后輸出每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)出現(xiàn)信號(hào)的次數(shù)。這對(duì)應(yīng)于圖14 所示的117。
色散計(jì)算器108和亮度級(jí)檢測器109都能夠從信號(hào)的范圍和信號(hào)出現(xiàn)的次數(shù)計(jì)算 離散性值和亮度級(jí)。
圖15示出使用直方圖計(jì)算塊來計(jì)算離散性時(shí)的應(yīng)用。如圖15B中所示，設(shè)置計(jì)算直方圖的大的范圍，從直方圖輸出結(jié)果判斷輸入信號(hào)包括在哪個(gè)范圍中。如圖15C所示，輸 入信號(hào)的范圍其后被改變成適于自動(dòng)調(diào)整的值。自動(dòng)調(diào)整可以以這種方式執(zhí)行。圖15A用 表格的形式示出了圖15B和圖15C的輸出結(jié)果。
自動(dòng)調(diào)整的精確度依賴于信號(hào)范圍和時(shí)間間隔的組合而不同。因此，合適的值優(yōu) 選依賴所使用的系統(tǒng)來設(shè)置。
當(dāng)前可用的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)具有在圖像處理后顯示圖像直方圖的功能。因此，當(dāng)使用 相關(guān)塊時(shí)，沒有必要額外提供直方圖計(jì)算器。在使用相關(guān)塊的情況下的輸入信號(hào)不是從成 像元件輸出的信號(hào)，而是經(jīng)過圖像處理的信號(hào)。因此，需要將圖像處理中的各個(gè)參數(shù)改變?yōu)?適合自動(dòng)調(diào)整的值。
直方圖計(jì)算器116的結(jié)構(gòu)和使用直方圖計(jì)算器116的構(gòu)造不限于前面的描述。
當(dāng)直方圖計(jì)算器116用于自動(dòng)相位調(diào)整時(shí)，本發(fā)明的構(gòu)造可以在沒有SDRAM的情 況下實(shí)現(xiàn)。
修改的實(shí)施例6
圖16示出了使用塊存儲(chǔ)器的自動(dòng)調(diào)整裝置的構(gòu)造。塊存儲(chǔ)器電路18被提供以在 數(shù)字靜態(tài)攝像機(jī)中實(shí)現(xiàn)曝光調(diào)整和自動(dòng)白平衡等功能。本發(fā)明中使用的輸入到塊存儲(chǔ)器電 路118的輸入信號(hào)為從成像元件101輸出的R像素、Gr像素、B像素和( 像素信號(hào)。在塊 存儲(chǔ)器電路118中，塊構(gòu)成以計(jì)算為目標(biāo)的像素區(qū)域，水平方向nX垂直方向m像素構(gòu)成一 個(gè)塊。一個(gè)塊中的每個(gè)像素顏色的數(shù)據(jù)被整合，且當(dāng)一頁上的圖像被取出時(shí)(幀)，水平方 向iX垂直方向j塊的整合結(jié)果被輸出。當(dāng)i塊的整合完成后，i塊的R像素、Gr像素、B 像素和( 像素整合值被輸出。
圖17示出了塊存儲(chǔ)器的實(shí)例，其中一個(gè)塊的大小為2X2，塊的數(shù)量為2X2。一個(gè) 塊的大小和塊的數(shù)量在實(shí)際執(zhí)行自動(dòng)調(diào)整時(shí)能夠被調(diào)整到合適的值。當(dāng)一個(gè)塊的大小被減 小時(shí)，由此獲得的數(shù)據(jù)可以更精確。
在自動(dòng)相位調(diào)整裝置中的色散計(jì)算器108和亮度級(jí)檢測器109中，使用塊存儲(chǔ)電 路118的輸出結(jié)果119代替從SDRAM獲取像素?cái)?shù)據(jù)。因此，離散性值和亮度級(jí)可以在沒有 SDRAM的情況下被獲得。
可以執(zhí)行自動(dòng)調(diào)整，使得能夠針對(duì)每幀改變計(jì)算區(qū)域。
修改的實(shí)施例7
以下描述的修改的實(shí)施例包括閾值檢測塊，用于對(duì)處于第一閾值以上和處于第二 閾值以下的指定像素區(qū)域內(nèi)的輸入信號(hào)電平的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。圖18示出了根據(jù)修改的實(shí) 施例7的構(gòu)造。
輸入閾值檢測器120的信號(hào)為成像元件101輸出的R像素、Gr像素、B像素和( 像素。針對(duì)每個(gè)像素顏色，閾值檢測器120對(duì)處于第一閾值以上和處于第二閾值以下的指 定的像素區(qū)域內(nèi)的各個(gè)像素的信號(hào)電平的各個(gè)數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)兩個(gè)閾值被設(shè)置為適合自 動(dòng)調(diào)整的參數(shù)時(shí)，閾值檢測器120的輸出結(jié)果121可以用于代替離散性值。
在圖19A中，設(shè)置像素區(qū)域。例如，關(guān)注R像素，在指定區(qū)域內(nèi)的R像素的總數(shù)可 以通過像素區(qū)域的設(shè)置獲得。如圖19B所示，在閾值檢測塊中進(jìn)行檢測來看信號(hào)電平是在 兩個(gè)閾值設(shè)置的范圍內(nèi)還是超出了該范圍。當(dāng)大量信號(hào)電平超出了該范圍時(shí)，則可以判定 離散性大。
根據(jù)本修改的實(shí)施例，自動(dòng)相位調(diào)整裝置可以在沒有SDRAM的情況下實(shí)現(xiàn)。
修改的實(shí)施例8
以下描述的修改的實(shí)施例中，頻率檢測塊用于自動(dòng)調(diào)整。圖20示出了修改的實(shí)施 例8的構(gòu)造。
假定頻率分量檢測電路122，其為頻率檢測器，從成像元件101輸出的R像素、Gr 像素、B像素和( 像素的信號(hào)被輸入?？梢灾付ㄒ杂?jì)算為目標(biāo)的多個(gè)塊。在頻率分量檢測 電路122中，輸入的信號(hào)和相鄰像素的信號(hào)被提供給HPF(高通濾波器)，以便獲取高頻分量 的邊緣信息并且針對(duì)每個(gè)計(jì)算塊輸出合并了邊緣峰值的頻率分量123。
通過光阻斷成像元件101來對(duì)ADCLK進(jìn)行調(diào)整，以便減小其離散性。當(dāng)高頻區(qū)域 的峰值在光阻斷狀態(tài)下大時(shí)，可以判定離散性大。因此，當(dāng)使用頻率分量檢測電路122時(shí)可 以獲得離散性。
頻率分量檢測電路122通常安裝在DSP 111上，主要是為了實(shí)現(xiàn)AF(自動(dòng)聚焦)。 當(dāng)使用相關(guān)塊時(shí)，沒有必要新增加處理塊。當(dāng)執(zhí)行自動(dòng)調(diào)整時(shí)，優(yōu)選設(shè)置適合自動(dòng)調(diào)整的參 數(shù)而不是適合AF的參數(shù)。
修改的實(shí)施例9
可以使用頻率分量檢測電路122，以便從像素區(qū)域中識(shí)別出低頻分量區(qū)域，以便計(jì) 算該區(qū)域內(nèi)的亮度級(jí)。
在低頻分量區(qū)域，噪聲分量很少。因此，能夠根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例非常精確地計(jì)算出 亮度級(jí)。
修改的實(shí)施例10
當(dāng)在自動(dòng)相位調(diào)整裝置中取出圖像數(shù)據(jù)時(shí)，供給色散計(jì)算器108、亮度級(jí)檢測器 109和散度調(diào)整器110的時(shí)鐘暫停。進(jìn)一步，除了取出圖像數(shù)據(jù)時(shí)，產(chǎn)生成像元件控制信號(hào) 的垂直傳輸驅(qū)動(dòng)器的電源暫停。
修改的實(shí)施例11
在醫(yī)用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)中，成像元件或?qū)⒃摮上裨B接到信號(hào)處理器的電纜在數(shù)字 攝像機(jī)制造完成后可以更換。信號(hào)處理器包括模擬前端107、TG 106和DSP 111。由于電 纜也會(huì)經(jīng)受信號(hào)延遲，當(dāng)電纜被更換或電纜的長度被改變時(shí)信號(hào)延遲量也可能改變。因此， 優(yōu)選每當(dāng)電纜被更換時(shí)都調(diào)整相位，以便在對(duì)當(dāng)前使用的成像元件和電纜來說為最優(yōu)的相 位處產(chǎn)生脈沖。
工業(yè)適用性
根據(jù)本發(fā)明，用于在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)沖獲得圖像的脈沖可以自動(dòng)進(jìn)行時(shí)序調(diào)整。因此， 本發(fā)明至少可以應(yīng)用于數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)相位調(diào)整方法，用于調(diào)整第一脈沖、第二脈沖和輸入到AD轉(zhuǎn)換器的AD時(shí) 鐘信號(hào)中的至少一個(gè)的相位，其中所述第一脈沖用于檢測從成像元件輸出的成像信號(hào)的 電平，所述第二脈沖用于檢測在相關(guān)雙采樣中用作基準(zhǔn)的信號(hào)電平，所述相位調(diào)整方法包 括在將所述第二脈沖和所述AD時(shí)鐘信號(hào)固定在初始值的狀態(tài)下，改變所述第一脈沖的 相位，來檢測亮度級(jí)最大的第一相位的步驟；和將檢測到的第一相位設(shè)置為所述第一脈沖的相位的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)相位調(diào)整方法，進(jìn)一步包括在所述第一脈沖的相位固定到所述設(shè)置的第一相位并且所述AD時(shí)鐘信號(hào)固定到所述 初始值的狀態(tài)下，改變所述第二脈沖的相位來檢測所述亮度級(jí)的離散性較小的穩(wěn)定區(qū)域的 步驟；和將所述檢測到的穩(wěn)定區(qū)域的中心設(shè)置為第二相位及將所述第二相位設(shè)置為所述第二 脈沖的相位的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)相位調(diào)整方法，進(jìn)一步包括將所述第一脈沖的相位固定到所述設(shè)置的第一相位，將所述第二脈沖的相位固定到所 述設(shè)置的第二相位并且進(jìn)一步在入射光被阻斷的狀態(tài)下，改變所述AD時(shí)鐘信號(hào)來檢測第 三相位的步驟；和將所述檢測到的第三相位設(shè)置為所述AD時(shí)鐘信號(hào)的相位的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)相位調(diào)整方法，其中所述亮度級(jí)是預(yù)定像素區(qū)域內(nèi)的數(shù)字成像信號(hào)的信號(hào)電平的平均值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)相位調(diào)整方法，其中在檢測所述穩(wěn)定區(qū)域的步驟中，在改變所述第二脈沖的相位的同時(shí)獲取與相鄰相位在 所述亮度級(jí)上的差值，并且在所述差值為第一閾值以下的情況下確定所述穩(wěn)定區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)相位調(diào)整方法，其中在不能檢測到所述穩(wěn)定區(qū)域的情況下增加所述第一閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)相位調(diào)整方法，其中在所述檢測所述第三相位的步驟中，在改變所述AD時(shí)鐘信號(hào)的同時(shí)計(jì)算預(yù)定像素區(qū) 域內(nèi)的信號(hào)電平的色散，并且將所計(jì)算出的色散為最小的相位設(shè)置為所述第三相位。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動(dòng)相位調(diào)整方法，其中所述檢測第三相位的步驟包括在改變所述AD時(shí)鐘信號(hào)的相位的同時(shí)計(jì)算所述預(yù)定像素區(qū)域內(nèi)的信號(hào)電平的色散的 步驟；和在改變所述AD時(shí)鐘信號(hào)的相位的同時(shí)計(jì)算作為所述預(yù)定像素區(qū)域內(nèi)的信號(hào)電平的平 均值的亮度級(jí)的步驟，和在所述色散為最小的相位中所述亮度級(jí)與預(yù)定期望值之間的差值為第二閾值以下的 情況下，將所述色散為最小的相位設(shè)置為所述第三相位。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動(dòng)相位調(diào)整方法，其中在所述色散為最小的相位中所述亮度級(jí)與所述預(yù)定期望值之間的差值大于所述第二 閾值的情況下，將所述第二閾值與在所述色散為第二最小值的相位中所述亮度級(jí)和所述預(yù)定期望值之間的差值進(jìn)行比較，并且當(dāng)所述差值為所述第二閾值以下時(shí)，將所述色散為所述第二最小值的相位設(shè)置為所述第三相位。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)相位調(diào)整方法，其中所述第一脈沖的相位被改變的范圍、所述第二脈沖的相位被改變的范圍和所述AD時(shí) 鐘信號(hào)的相位被改變的范圍中的至少一個(gè)范圍被限制為短于一個(gè)周期的范圍。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自動(dòng)相位調(diào)整方法，其中在所述第一相位被設(shè)置時(shí)，所述第二脈沖的相位被改變的范圍和所述AD時(shí)鐘信號(hào)的 相位被改變的范圍中的至少一個(gè)范圍基于所設(shè)置的第一相位被限制為短于一個(gè)周期的范圍。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自動(dòng)相位調(diào)整方法，其中在相位調(diào)整彼執(zhí)行之前，所述調(diào)整的第一相位、第二相位和第三相位被存儲(chǔ)，并且所述 第一脈沖的相位被改變的范圍、所述第二脈沖的相位被改變的范圍和所述AD時(shí)鐘信號(hào)的 相位被改變的范圍中的至少一個(gè)范圍基于所存儲(chǔ)的相位被限制為短于一個(gè)周期的范圍。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)相位調(diào)整方法，其中在更換所述成像元件時(shí)，調(diào)整所述第一脈沖的相位、所述第二脈沖的相位和所述AD時(shí) 鐘信號(hào)的相位中的至少一個(gè)相位。
全文摘要
自動(dòng)相位調(diào)整裝置輸入通過將成像元件所成像的圖像數(shù)據(jù)按照每個(gè)像素轉(zhuǎn)換為數(shù)字值而獲取的數(shù)字成像信號(hào)，根據(jù)所述數(shù)字成像信號(hào)，對(duì)用于成像的脈沖的相位進(jìn)行調(diào)整。所述自動(dòng)相位調(diào)整裝置包括亮度級(jí)檢測器，用于對(duì)于第一像素區(qū)域內(nèi)的多個(gè)像素計(jì)算所述數(shù)字成像信號(hào)的亮度；離散性計(jì)算器，用于對(duì)于第二像素區(qū)域內(nèi)的多個(gè)像素計(jì)算表示所述數(shù)字成像信號(hào)的每個(gè)像素的信號(hào)離散性的離散性值；和時(shí)序調(diào)整器，用于根據(jù)所述亮度級(jí)檢測器和所述離散性計(jì)算器的計(jì)算結(jié)果調(diào)整所述脈沖的相位。
文檔編號(hào)H04N5/217GK102045511SQ201010624888
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月23日
發(fā)明者中村研史, 古武真晃, 大谷充彥, 小川真由, 小川雅裕, 山本真嗣, 德本順士, 藤井俊哉, 西垣美香 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社