УПРАВЛЕНИЕ ВСПЫШКОЙ НА СВЕТОДИОДЕ Российский патент 2011 года по МПК H04N5/235 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству записи изображения и, в частности, к устройству записи цифрового изображения, предназначенному для использования с электронной аппаратурой или в электронной аппаратуре, предназначенной для беспроводной связи.

Уровень техники

Увеличивающееся количество имеющейся в настоящее время электронной аппаратуры, предназначенной для беспроводной связи, как, например, портативной аппаратуры радиосвязи, такой как мобильные телефоны, пейджеры или коммуникаторы, как, например, электронные органайзеры, интеллектуальные телефоны, PDA, ПЦА (персональный цифровой ассистент) или другие подобные беспроводные устройства связи, оснащены модулем цифровой камеры, предназначенным для фотографирования. Эти камеры часто используют в ситуациях низкого освещения, когда их чувствительность является недостаточно высокой, чтобы выполнять визуализацию видимых фотоснимков.

Требование миниатюризации для электронной аппаратуры, предназначенной для беспроводной связи, не допускает столько пространства для встроенной аппаратуры, сколько допускают автономные камеры. Вместо этого требуются сверхкомпактные источники света, предлагающие выходной световой сигнал высокого уровня. В настоящее время твердотельные источники света, как, например, вспышки на LED, СД (светодиод), объединяющие малый показатель формы с выходным сигналом большого светового потока, являются предпочтительным выбором.

Но эффективность этих твердотельных светоизлучающих устройств в отношении преобразования электрической энергии в световую энергию в настоящее время находится приблизительно в пределах 20% при использовании в режиме вспышки и является очень низкой. Примерно четыре пятые входной энергии рассеиваются.

Модуль обычной камеры должен взять несколько образцов изображения из сцены, чтобы настроить уровень экспозиции для конечного фотоснимка. Фиг. 1 изображает представление получения образцов соответственного изображения в соответствии с определением установки экспозиции предшествующего уровня техники при фотографировании в ситуации низкого освещения. Все кадры, т.е. отдельные фотоснимки или изображения, соответственно, выбраны, в то время как твердотельное светоизлучающее устройство освещало сцену, выбранную для того, чтобы быть захваченной на фотоснимке. Сцена освещена с помощью одного и того же светового потока для всех кадров таким образом, что определяемые установки экспозиции являются установками, влияющими на преобразование изображения в устройстве считывания изображения, т.е. на параметры получения образцов устройства считывания изображения. Установками, которые искажают экспозицию в цифровой камере, являются время компоновки (или время экспозиции, эквивалентное затвору камеры), коэффициент усиления (или усиление сигнала, что эквивалентно скорости пленки) и/или диафрагма (или апертура объектива, которая эквивалентна диафрагме или f-stop). Следует заметить, что большинство камер мобильных телефонов имеют фиксированные диафрагмы, несмотря на то что есть некоторые камеры, имеющие регулируемые диафрагмы. Следовательно, установка правильной экспозиции может включать в себя один, два или три из упомянутых выше параметров в любой комбинации. Понятие "коэффициент усиления устройства считывания" используется в контексте этого описания, чтобы описывать коэффициент усиления электрического усиления напряжения, преобразованного из накопленного заряда, вызванного с помощью фотоэлектрического эффекта в пикселе устройства считывания изображения.

В примере фиг. 1 правильные установки экспозиции достигают для четвертого кадра. После получения образца первого изображения, т.е. кадра 1, полученный фотоснимок анализируют с целью распределения и кумулятивного процента величин его отдельных пикселей. Результат этого анализа затем используют, чтобы вычислить новые установки экспозиции. Второй кадр выбирают и анализируют, чтобы получить новые установки экспозиции. Если новые установки экспозиции отличаются от предыдущих установок, процесс продолжают, иначе фотоснимок записывают.

Освещение твердотельного светоизлучающего устройства должно поддерживаться на высоком уровне для всех кадров, чтобы достичь большого диапазона освещения. Так как период времени, в течение которого свет вспышки должен зажигаться, охватывает некоторое количество кадров, твердотельным светоизлучающим устройством, формирующим вспышку, обычно необходимо управлять от трех до восьми раз дольше, чем было бы необходимо для освещения сцены только для записи конечного фотоснимка. Следовательно, уже большие потери энергии в твердотельном светоизлучающем устройстве умножаются на традиционное определение установки экспозиции, чрезмерно превышая ограниченные ресурсы мощности, имеющиеся в электронном устройстве, предназначенном для беспроводной связи.

Большое рассеяние тепла, соединенное с умноженным потреблением мощности, формирует основную проблему для разработки мощной твердотельной вспышки камеры с малыми общими размерами и, как дополнительное следствие, также ограничивает максимальное освещение, достигаемое с помощью твердотельного светоизлучающего устройства.

Следовательно, задачей настоящего изобретения является предоставить устройство записи изображения, предназначенное для использования в электронной аппаратуре, предназначенной для беспроводной связи, с управлением твердотельной вспышкой, которое дает возможность работы твердотельного светоизлучающего устройства в режиме вспышки с уменьшенным потреблением энергии.

Сущность изобретения

Эту задачу решают с помощью изобретения, как определено в независимых пунктах формулы изобретения. Дополнительные усовершенствования изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Изобретение содержит устройство записи изображения с устройством считывания изображения, предназначенным для преобразования оптического изображения в данные изображения, зависящие от параметров получения образцов устройства считывания изображения, твердотельным светоизлучающим устройством, предназначенным для освещения сцены, являющейся объектом оптического изображения, и фотоэлектрическим преобразователем, предназначенным для преобразования света, отраженного от сцены, в сигнал уровня отраженного света, который указывает интенсивность отраженного света. Устройство записи изображения дополнительно содержит схему управления экспозицией, предназначенную для управления одной или более установками экспозиции, необходимыми для записи изображения с помощью устройства считывания изображения, при этом одна или более установок экспозиции содержат, по меньшей мере, установку освещения, которая определяет световой поток, излучаемый твердотельным светоизлучающим устройством, и возбуждающую схему, предназначенную для возбуждения твердотельного светоизлучающего устройства в соответствии с установкой освещения, предоставленной с помощью схемы управления экспозицией. При этом схема управления экспозицией приспособлена управлять одной или более установками экспозиции, необходимыми для записи изображения с помощью устройства (46) считывания изображения на основании сигнала уровня отраженного света.

Настоящее изобретение также содержит электронную аппаратуру, предназначенную для беспроводной связи, с устройством записи изображения в соответствии с соответствующим независимым пунктом формулы изобретения или в соответствии с соответствующим зависимым пунктом формулы изобретения.

Изобретение дополнительно содержит способ, предназначенный для настройки одной или более установок экспозиции для устройства записи изображения, имеющего устройство считывания изображения, предназначенное для преобразования оптического изображения в данные изображения, зависящие от параметров получения образцов устройства считывания изображения, и твердотельное светоизлучающее устройство, предназначенное для освещения сцены, являющейся объектом оптического изображения. Одна или более установок экспозиции содержат, по меньшей мере, установку освещения, которая определяет световой поток, излучаемый твердотельным светоизлучающим устройством. В соответствии с этим способом сцену освещают с помощью света из твердотельного светоизлучающего устройства и определяют величину, указывающую интенсивность света, отраженного от сцены. Одну или более установок экспозиции, необходимых для записи изображения с помощью устройства считывания изображения, затем настраивают на основании определенной величины, указывающей интенсивность света, отраженного от сцены.

Изобретение дополнительно содержит компьютерный программный продукт, предназначенный для устройства записи изображения, как заявлено в соответственных независимых и зависимых пунктах формулы изобретения, при этом компьютерный программный продукт приспособлен при загрузке в память и обработке с помощью средства обработки данных устройства (40) записи изображения выполнять в нем способ в соответствии с одним из соответственных пунктов формулы изобретения способа.

Следует заметить, что понятия "содержит" и "содержащий", когда использованы в этом описании, взяты, чтобы определять наличие сформулированных признаков, целых частей, этапов или компонентов, но не устраняют наличие или добавление одного или более других признаков, целых частей, этапов, компонентов или их групп. Кроме того, следует заметить, что понятие "запись изображения" относится к записи фотоснимка на основе кадра (отдельные фотоснимки), которое отличается захватом одного изображения с помощью устройства считывания изображения на основе фотоэлектрического эффекта, вызывающего накапливание зарядов в отдельных фоточувствительных элементах (пикселях) устройства считывания изображения в соответствии с соответственной локальной интенсивностью падающего света, с последующим преобразованием заряда каждого пикселя в цифровую величину и записью полученных величин в файле изображения. Если создание файла изображения является необязательным, вместо этого используется понятие "получения образца изображения". "Экспозиция" в фотографических понятиях является интенсивностью света и временем, в течение которого свету разрешают действовать на устройство считывания изображения устройства записи изображения. Но в этом описании понятие "экспозиция" также будет использовано как синоним взятия изображения. Экспозицией управляют с помощью "установок экспозиции", как, например, коэффициента усиления устройства считывания изображения, времени экспозиции и окружающего освещения, которые в ситуации низкого освещения заменяют установками освещения, управляющими освещением сцены с помощью твердотельного светоизлучающего устройства. В ситуации низкого освещения установки экспозиции, управляющие записью изображения, задают с помощью параметров получения образцов устройства считывания изображения, которые управляют процессом накапливания заряда, индуцированного с помощью фотоэлектрического эффекта в отдельных пикселях устройства считывания изображения, преобразующего заряд в напряжение и устанавливающего коэффициент усиления напряжения, и с помощью управления установкой освещения освещенностью твердотельного светоизлучающего устройства, используемого, чтобы освещать сцену, выбранную для фотоснимка.

Настоящее изобретение дает возможность управления выходным сигналом светового потока из твердотельного светоизлучающего устройства таким образом, что либо интенсивность света, отраженного от сцены поддерживается постоянной, чтобы сэкономить получение образцов изображений, необходимых для настройки параметров получения образцов устройства считывания изображения, как, например, коэффициента усиления и времени экспозиции, либо дать возможность работать твердотельному светоизлучающему устройству с определенным излучением света, созданным с оптимизированной эффективностью.

Настройкой одной или более установок экспозиции предпочтительно управляют с помощью схемы управления экспозицией таким образом, что установку освещения настраивают на основании сравнения сигнала уровня отраженного света с опорным сигналом, который зависит от предварительно установленных параметров получения образцов устройства считывания изображения, и/или таким образом, что параметры получения образцов устройства считывания изображения настраивают на основании величины сигнала уровня отраженного света, полученного для возбуждения твердотельного светоизлучающего устройства в соответствии с предварительно заданной установкой освещения.

В соответствии с преимущественным вариантом осуществления предоставлена схема синхронизации, которая дает возможность управления излучением света из твердотельного светоизлучающего устройства в синхронизации с одним или более состояниями получения образцов устройства считывания изображения. При этом состояние получения образцов означает различимое состояние в течение получения образцов изображения. Соответственная синхронизация позволяет ограничить излучение света из твердотельного светоизлучающего устройства с точным интервалом времени, необходимым для записи изображения или фотоснимка, соответственно.

При этом схема синхронизации преимущественно ограничивает излучение света из твердотельного светоизлучающего устройства периодом времени, необходимым для получения образца записываемого кадра изображения. В альтернативном варианте осуществления излучение из твердотельного излучающего устройства в течение записи изображения предпочтительно осуществляют в интервале времени, отличающемся тем, что все элементы считывания изображения устройства считывания изображения находятся в режиме получения образцов. Это позволяет уменьшить время освещения меньше времени получения образцов изображения. Так как этот период времени является очень коротким, твердотельным светоизлучающим устройством можно управлять с помощью большего тока инжекции, чем было бы возможно для всего времени, необходимого для получения образцов изображения, что дает более высокую эффективность светового потока, давая в результате дополнительно увеличенный выходной световой сигнал при уменьшенном рассеянии тепла.

В соответствии с дополнительным преимущественным вариантом осуществления настоящего изобретения управление экспозицией приспособлено определять установку экспозиции в интервале времени, в котором твердотельное светоизлучающее устройство возбуждают, чтобы излучать свет перед записью изображения. Следовательно, состояние освещения сцены может быть проверено перед фотографированием, гарантируя правильные установки экспозиции точно от начала процесса получения образцов изображения, объединенного с уменьшенным эффектом “красных глаз”.

Фотоэлектрический преобразователь преимущественно содержит фотодиод и/или фототранзистор и/или фоторезистор, так как эти полупроводниковые устройства проявляют показатель компактной формы, объединенный с коротким временем реакции. Твердотельное светоизлучающее устройство преимущественно сформировано с помощью светодиодов (СД), объединяющих показатель малой формы с высоким освещением.

Чтобы дать возможность простой настройки уровня отраженного света относительно опорной величины, схема управления экспозицией фактически содержит схему сравнения, предназначенную для создания сигнала, который формирует основу для установки освещения и который основан на разности между сигналом уровня отраженного света и опорным сигналом.

При реализации схемы управления экспозицией в виде логической схемы облегчается интеграция устройства записи изображения в электронную аппаратуру, предназначенную для беспроводной связи. К тому же фотоэлектрический преобразователь предпочтительно содержит аналого-цифровой преобразователь, предназначенный для предоставления сигнала уровня отраженного света.

Электронная аппаратура, предназначенная для беспроводной связи, содержащая устройство записи изображения, в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно сформирована с помощью подвижного радиотерминала таким образом, что фотоснимок, сделанный с помощью устройства, может быть легко послан с использованием установленных стандартов обмена сообщениями. При этом устройство записи изображения может быть сформировано как различаемое вспомогательное устройство, предназначенное для основного корпуса электронной аппаратуры.

Краткое описание чертежей

В следующем описании настоящее изобретение объяснено более подробно относительно конкретных вариантов осуществления и относительно прилагаемых чертежей, на которых:

фиг. 1 изображает несколько изображений, последовательно выбранных с помощью обычного механизма автоматической экспозиции с использованием твердотельного светоизлучающего устройства, предназначенного для освещения сцены;

фиг. 2 изображает время нахождения во включенном состоянии твердотельного светоизлучающего устройства со ссылкой на времена интеграции рядов для устройства считывания изображения, работавшего в режиме вращающегося затвора;

фиг. 3 изображает блок-схему схемы управления, предназначенной для управления твердотельной фотовспышкой, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг. 4 изображает время нахождения во включенном состоянии твердотельного светоизлучающего устройства со ссылкой на времена интеграции рядов для устройства считывания изображения, работавшего в режиме “расширенная экспозиция между кадрами”;

фиг. 5 изображает блок-схему схемы управления, предназначенной для управления твердотельной фотовспышкой, в соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения; и

фиг. 6 изображает блок-схему последовательности этапов с основными этапами способа в соответствии с изобретением.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

Настоящее изобретение использует тот факт, что качество изображения для данного множества установок экспозиции является функцией полного света, отраженного от записываемой сцены. Установки экспозиции содержат установку освещения, управляющую световым потоком, выведенным из освещения сцены, и параметры получения образцов устройства считывания изображения, управляющие преобразованием оптического изображения, спроецированного в устройство считывания изображения, в данные изображения. При этом параметры получения образцов устройства считывания изображения непосредственно коррелированны с интегральным уровнем интенсивности отраженного света, который соответствует средней величине интенсивностей света, отраженного от разных частей сцены. Наиболее общепринятыми параметрами получения образцов устройств считывания изображения в настоящее время являются коэффициент усиления устройства считывания и время экспозиции. Если параметры получения образцов устройства считывания изображения уже заданы, интегральная интенсивность отраженного света должна соответствовать опорной интенсивности света. Наоборот, если известна интегральная интенсивность отраженного света, соответствующим образом должны быть выбраны подходящие параметры получения образцов.

При настройке интенсивности освещения твердотельного светоизлучающего устройства, используемого в качестве фотовспышки, таким образом, что интегральная величина света, отраженного от выбранной сцены, соответствует опорной величине, традиционный механизм автоматической экспозиции, описанный выше, может быть пропущен. Следовательно, включение электропитания твердотельной фотовспышки может быть ограничено интервалом времени, необходимым для кадра, в котором фактически записывают изображение, сохраняя значительное количество энергии.

Также эффективное уменьшение времени включения электропитания для твердотельной фотовспышки достигают с помощью измерения интегрального уровня света, отраженного от выбранной сцены, и использования параметров выбора образцов устройства считывания изображения, которые являются известными, чтобы давать требуемое качество изображения для измеренного уровня света. Для того чтобы исключить искусственные объекты в записанном изображении, как, например, недостаточную экспозицию или избыточную экспозицию первоначально экспонированных областей изображения, уровень отраженного света предпочтительно измеряют в течение короткой предварительной вспышки, излучаемой из твердотельного светоизлучающего устройства перед фактической записью изображения.

Твердотельные устройства считывания изображения, используемые в современных модулях цифровых камер, обычно реализованы в технологии CCD, ПЗС (прибор с зарядовой связью) или CMOS, КМОП (комплементарный металлооксидный полупроводник). Межстрочные ПЗС работают либо в режиме последовательного сканирования, либо в режиме поочередного сканирования. Во время экспозиции все элементы устройства считывания ПЗС накапливают заряд одновременно, когда работают в режиме последовательного сканирования. В режиме поочередного сканирования четные и нечетные ряды элементов устройства считывания последовательно накапливают заряды, сгенерированные фотоэлектрическим способом. Устройствами считывания изображения КМОП можно управлять в режиме вращающегося затвора или в режиме "расширенная экспозиция между кадрами". В первом режиме ряды элементов устройства считывания последовательно накапливают (интегрируют) заряд, индуцированный изображением выбранной сцены в устройстве считывания изображения, при этом число рядов может быть объединено. Также во втором режиме ряды последовательно интегрируют фотоиндуцированный заряд, но интервалы интегрирования отдельных рядов расположены таким образом, что перекрываются в некоторой степени так, что в течение определенного интервала времени все элементы устройства считывания изображения последовательно накапливают фотоиндуцированный заряд.

Упрощенный пример, изображенный на графике 1 фиг. 2, связывает период 2 освещения вспышки, необходимый для записи изображения, например, с помощью устройства считывания изображения КМОП, работающего в режиме вращающегося затвора, с состояниями получения образцов устройства считывания изображения, определенных с помощью ограничений интервалов интегрирования. Период 2 освещения начинается в момент времени t1 c началом интервала 3 интегрирования первого ряда и заканчивается в момент времени t3 с окончанием интервала 4 интегрирования последнего ряда. Интервалы интегрирования промежуточных рядов пикселей опущены ради ясности. Но второй интервал интегрирования изображен как начинающийся в конце первого в момент времени t2 для иллюстрации того, что, по меньшей мере, один ряд пикселей накапливает заряд в любое время экспозиции. Следует заметить, что представление фиг. 2 также применяется для устройств считывания изображения ПЗС, работающих в режиме поочередного сканирования, в котором интервал 4 интегрирования четного ряда пикселей непосредственно примыкает к интервалу 3 интегрирования нечетного ряда пикселей.

Блок-схема фиг. 3 изображает схему 20 управления, предназначенную для твердотельной фотовспышки устройства записи изображения, дающую возможность управления освещением вспышки сцены в известной мере так, что интегральная интенсивность света, отраженного от сцены в область, близкую к объективу модуля камеры, соответствует интенсивности опорного света, необходимого для используемых в текущий момент параметров получения образцов устройства считывания изображения. Схема 20 управления содержит три основных компонента, фотоэлектрический преобразователь 21, схему 22 управления экспозицией и фотовспышку 23 с твердотельным светоизлучающим устройством, как, например, СД, предоставляющим выходной сигнал большого светового потока. Фотоэлектрический преобразователь может быть сформирован с помощью любого типа фотодетектора, который может преобразовывать свет, падающий на него, в электрический сигнал, указывающий принятый уровень света, как, например, с помощью фотодиода, фототранзистора или фоторезистора. Поле зрения фотоэлектрического преобразователя 31 предпочтительно выровнено с обзором объектива модуля камеры, давая возможность фотодетектору 21 принимать свет, отраженный, по меньшей мере, от основной части сцены, захватываемой полностью.

Схема синхронизации (не изображена) обеспечивает сигнал синхронизации SSYNC, предназначенный для синхронизации излучения света из твердотельного светоизлучающего устройства фотовспышки 23 с состояниями получения образцов в процессе записи изображения. Излучение света начинается с определенного начального светового потока, выведенного в начале получения образцов изображения. Часть света, отраженного от сцены, принимают с помощью фотодетектора 21 и преобразуют в электрический сигнал уровня отраженного света, который затем подают в схему 22 управления экспозицией. Сигнал уровня отраженного света там проверяют относительно опорного сигнала SREF для предоставления сигнала управления освещением на основании сравнения обоих сигналов. Сигнал управления освещением представляет установку освещения, определяющую правильный световой поток, выведенный из фотовспышки 23, и с этой целью его подают в возбуждающую схему, предназначенную для твердотельного светоизлучающего устройства. Возбуждающая схема, предназначенная для возбуждения твердотельного светоизлучающего устройства в соответствии с установкой освещения, обеспеченной с помощью схемы 22 управления экспозицией, может быть сформирована как часть фотовспышки 23, но в качестве альтернативы также образует единую часть самой схемы 22 управления экспозицией.

Скорректированный выходной сигнал светового потока модифицирует освещение сцены, влияющее на интенсивность отраженного света, принятого с помощью фотодетектора 21 таким образом, что создается петля обратной связи, которая адаптирует световой поток, выведенный из фотовспышки 23, таким образом, что интенсивность отраженного света, принятая с помощью фотодетектора 21, удовлетворяет уровню света, требуемому для предварительно установленных параметров получения образцов устройства считывания изображения. Результатом является правильно экспонированное цифровое изображение, записанное без задержки, как было бы в случае с традиционным механизмом автоматической экспозиции из-за получения множества образцов изображения, как дополнительно объяснено выше со ссылкой на фиг. 1. Фотовспышку 23 включают только с началом получения образцов изображения и немедленно выключают с помощью схемы синхронизации после того, как получение образцов закончено, таким образом сохраняя много мощности, по сравнению с традиционным устройством экспонирования. Кроме того, модулем камеры соответственного устройства записи изображения можно управлять с помощью предварительно определенных параметров получения образцов или даже параметров получения образцов по умолчанию, при этом в первом случае параметры получения образцов изображения могут быть адаптированы к характеристикам основной идеи, как, например, время экспозиции устанавливают коротким для захвата быстро движущихся объектов, в то время как во втором случае ответственность за установки экспозиции снимают с пользователя.

Схема 20 управления может быть реализована в аналоговой, а также в цифровой технологии, но также возможна смешанная версия аналоговой и цифровой технологии.

При использовании устройства записи изображения с устройством считывания изображения наиболее современной конструкции можно использовать конструкцию "расширенная экспозиция между кадрами" для дополнительного уменьшения интервала времени, необходимого, чтобы осветить записываемую сцену. Когда устройством считывания изображения управляют в режиме "расширенная экспозиция между кадрами", интервалы времени интегрирования всех рядов пикселей перекрываются в течение определенного периода 31. Это проиллюстрировано на графике 30 фиг. 4. Интервал 32 интегрирования первого ряда пикселей начинается в момент времени t1 и заканчивается в момент времени t3. Интервал 33 интегрирования последнего ряда пикселей начинается в момент времени t2, более короткий, чем t3, и заканчивается в момент времени t4. В период 31 времени между t2 и t3 все элементы считывания изображения устройства считывания изображения находятся в режиме получения образцов. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения излучение света из фотовспышки осуществляют только в этот период 31 времени, при этом период освещения может быть короче или равен периоду 31 времени. Так как этот период очень короткий, твердотельное светоизлучающее устройство может быть возбуждено с помощью тока более высокой инжекции, давая в результате более высокое освещение, как было бы возможно в течение более длительных периодов. Это дополнительно даже увеличивает эффективность твердотельной фотовспышки.

В дополнительном предпочтительном варианте осуществления устройства 40 записи изображения в соответствии с настоящим изобретением, который изображен на фиг. 5, параметры получения образцов устройства считывания изображения настраивают в ответ на уровень отраженного света, принятый с помощью фотоэлектрического преобразователя или фотодетектора 41, соответственно. Твердотельное светоизлучающее устройство 43 к тому же возбуждают, чтобы излучать свет вспышки с определенным световым потоком. Как возбуждающая схема, предназначенная для твердотельного излучающего устройства, так и схема управления, предназначенная для управления установками экспонирования, могут быть объединены в один функциональный блок 44, как изображено на фиг. 5. Устройство 45 управления камерой синхронизирует излучение света вспышки с различными состояниями получения образцов устройства считывания изображения, используемого в модуле 46 камеры.

Управление экспозицией функционального блока 44 предпочтительно реализовано как логическая схема, которая требует, чтобы электрический сигнал уровня отраженного света из фотодетектора 41 предоставлялся в цифровом виде, задачу, обрабатываемую с помощью аналого-цифрового преобразователя, АЦ преобразователь 42. Во время излучения света вспышки в ответ на инициализацию записи изображения устройство управления экспозицией вычисляет параметры получения образцов для устройства считывания изображения из цифровой величины уровня света, принятого из фотодетектора 41 через АЦ преобразователь 42, и предоставляет эти величины для устройства 45 управления камерой, которое управляет получением образцов изображения в соответствии с вычисленными параметрами.

Параметры предпочтительно вычисляют при освещении предварительной вспышки сцены, захватываемой перед процессом фактической записи изображения. Интервал времени, необходимый для предварительной вспышки, может быть очень коротким по сравнению с периодом освещения, необходимым для получения образцов изображения, так, что полное потребление мощности практически не увеличивается. Также предварительная вспышка, используемая, чтобы уменьшить эффект “красных глаз” может быть использована для этой цели.

Кроме вычисления только параметров получения образцов устройства считывания изображения из уровня отраженного света, вычисление установок экспозиции также может включать в себя вычисление новой установки освещения, таким образом, давая возможность гибкого управления экспозицией.

Устройство записи изображения, как описано выше, предпочтительно используют как часть электронной аппаратуры, предназначенной для беспроводной связи, в частности как часть подвижного радиотерминала. При этом устройство записи изображения может образовывать единую часть аппаратуры, но также может быть сформировано как различимое вспомогательное устройство, предназначенное для основного корпуса аппаратуры.

Основные этапы способа управления экспозицией в соответствии с настоящим изобретением изображены на фиг. 6. Когда пользователь начинает экспозицию, чтобы записать фотоснимок на этапе S0, твердотельное светоизлучающее устройство включают на этапе S1 для излучения света определенного светового потока. Часть излучаемого света отражается от фотографируемой сцены на фотодетектор, дающий возможность определения уровня отраженного света на этапе S2. Установки экспозиции для записи фотоснимка настраивают на основании уровня отраженного света, определенного на этапе S3, при этом либо световой поток, выведенный из твердотельного светоизлучающего устройства, устанавливают в соответствующую величину на подэтапе S3а, если параметры получения образцов устройства считывания изображения поддерживают постоянными, либо настраивают параметры получения образцов устройства считывания изображения на подэтапе S3b, если уровень освещения из твердотельного светоизлучающего устройства зафиксирован на определенном уровне. Следует заметить, что уровень освещения, используемый на подэтапе S3b, не обязательно должен быть равен уровню освещения этапа S1, используемого для определения уровня отраженного света на этапе S2. Запись фотоснимка продолжают получением образцов изображения на этапе S4.

Этап S4 не обязательно должен выполняться отдельно от предшествующей настройки экспозиции, а также может быть выполнен одновременно с ним. Излучением света из твердотельного светоизлучающего устройства предпочтительно управляют в синхронизации с одним или более состояниями получения образцов устройства считывания изображения. В одном варианте осуществления освещение с помощью фотовспышки выполняют в течение всего интервала времени, необходимого для получения образцов записываемого изображения, т.е. вспышку включают в начале получения образцов изображения, а выключают в конце получения образцов изображения. Если предварительную вспышку используют для определения установок экспозиции, соответствующий световой поток, выведенный из фотовспышки, запускают с помощью запуска записи фотоснимка.

В альтернативном варианте осуществления способа фотовспышку зажигают только в интервале времени, в котором все элементы устройства считывания изображения находятся одновременно в режиме получения образцов.

Следует заметить, что схема управления, предназначенная для твердотельной фотовспышки устройства записи изображения, может быть реализована полностью или частично в аналоговой, а также в цифровой технологии. Цифровой компонент схемы управления дополнительно может содержать средство обработки, приспособленное обрабатывать команды компьютерной программы таким образом, что функции схемы управления, описанной выше, реализуют с помощью средства обработки, выполняющего команды компьютерной программы. При этом функции выполняют в последовательности, которая соответствует способу настоящего изобретения.

Компьютерную программу предпочтительно запоминают в средстве памяти устройства записи изображения или устройства, вмещающего его, как, например, электронное устройство, предназначенное для беспроводной связи. Дополнительно она может быть сделана доступной отдельно в виде компьютерного программного продукта, предназначенного для устройства записи изображения, содержащего доступную для чтения с помощью компьютера среду, как носитель данных или передача в направлении основного трафика в сети, или беспроводная передача данных, и компьютерной программы, нанесенной на ней в виде последовательности элементов состояния, которые соответствуют элементам команд программы.

Изобретение относится к устройствам записи изображения, а именно к устройствам записи цифрового изображения, предназначенным для использования с электронной аппаратурой или в электронной аппаратуре, предназначенной для беспроводной связи. Техническим результатом является уменьшение потребления энергии твердотельного светоизлучающего устройства в режиме вспышки. Результат достигается тем, что устройство записи изображения с твердотельным светоизлучающим устройством управляет одной или более установками экспонирования для записи изображения в условиях низкого освещения в ответ на уровень света, отраженного от сцены, освещенной с помощью твердотельного светоизлучающего устройства. 8 н. и 32 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство записи изображения, содержащее:
устройство (46) считывания изображения, предназначенное для преобразования оптического изображения в данные изображения, зависящие от параметров получения образцов устройства считывания изображения,
твердотельное светоизлучающее устройство (43), предназначенное для освещения сцены, являющейся объектом оптического изображения,
фотоэлектрический преобразователь (21, 41), предназначенный для преобразования света, отраженного от сцены, освещенной с помощью твердотельного светоизлучающего устройства (43), в сигнал уровня отраженного света, который указывает интенсивность отраженного света,
схему (22, 44) управления экспозицией, предназначенную для управления одной или более установками экспозиции, необходимыми для записи изображения с помощью устройства (46) считывания изображения, при этом одна или более установок экспозиции содержат, по меньшей мере, установку освещения, определяющую световой поток, излучаемый твердотельным светоизлучающим устройством, и
возбуждающую схему (23, 44), предназначенную для возбуждения твердотельного светоизлучающего устройства (43) в соответствии с установкой освещения, предоставленной с помощью схемы управления экспозицией,
причем схема (22, 44) управления экспозицией приспособлена управлять установкой освещения для записи изображения с помощью устройства (46) считывания изображения на основании сравнения сигнала уровня отраженного света с опорным сигналом (SREF), который зависит от предварительной установки параметров выбора образцов устройства считывания изображения.

2. Устройство записи изображения по п.1,
отличающееся тем, что содержит
схему (45) синхронизации, предназначенную для предоставления возможности возбуждающей схеме (23, 44) осуществлять излучение света из твердотельного светоизлучающего устройства (43), синхронизированного с одним или более состояниями получения образцов устройства считывания изображения.

3. Устройство записи изображения по п.2,
отличающееся тем, что
схема (45) синхронизации приспособлена иметь возбуждающую схему (23, 44), чтобы осуществлять излучение света из твердотельного светоизлучающего устройства (43), которое ограничено периодом (2) времени, необходимым для получения образца одного записываемого кадра изображения.

4. Устройство записи изображения по п.2 или 3,
отличающееся тем, что
схема (45) синхронизации приспособлена иметь возбуждающую схему (23, 44), чтобы осуществлять излучение света из твердотельного светоизлучающего устройства (43), которое ограничено в пределах интервала (31) времени, отличающегося тем, что все элементы считывания изображения устройства (46) считывания изображения находятся в режиме получения образцов.

5. Устройство записи изображения по п.1, отличающееся тем, что
схема (22, 44) управления экспозицией приспособлена определять установку экспозиции в интервале времени, отличающимся тем, что твердотельное светоизлучающее устройство (43) возбуждают, чтобы излучать свет перед записью изображения.

6. Устройство записи изображения по п.1,
отличающееся тем, что
фотоэлектрический преобразователь (21, 41) содержит фотодиод.

7. Устройство записи изображения по п.1, отличающееся тем, что
фотоэлектрический преобразователь (21, 41) содержит фототранзистор.

8. Устройство записи изображения по п.1,
отличающееся тем, что
фотоэлектрический преобразователь (21, 41) содержит фоторезистор.

9. Устройство записи изображения по п.1, отличающееся тем, что
твердотельное светоизлучающее устройство (43) сформировано с помощью светодиода.

10. Устройство записи изображения по п.1,
отличающееся тем, что
схема (22, 44) управления экспозицией содержит схему устройства сравнения, предназначенную для создания сигнала, который формирует основу для установки освещения, и, который основан на разности между сигналом уровня отраженного света и опорным сигналом (SREF).

11. Устройство записи изображения по п.1, отличающееся тем, что
схема (22, 44) управления экспозицией сформирована с помощью логической схемы.

12. Устройство записи изображения по п.11,
отличающееся тем, что
фотоэлектрический преобразователь (21, 41) содержит аналого-цифровой преобразователь (42), предназначенный для предоставления цифрового сигнала уровня отраженного света.

13. Подвижный радиотерминал, содержащий устройство (40) записи изображения по п.1.

14. Подвижный радиотерминал по п.13,
отличающийся тем, что
устройство записи изображения образует различаемое вспомогательное устройство, предназначенное для основного корпуса электронной аппаратуры.

15. Устройство записи изображения, содержащее:
устройство (46) считывания изображения, предназначенное для преобразования оптического изображения в данные изображения, зависящие от параметров получения образцов устройства считывания изображения,
твердотельное светоизлучающее устройство (43), предназначенное для освещения сцены, являющейся объектом оптического изображения,
фотоэлектрический преобразователь (21, 41), предназначенный для преобразования света, отраженного от сцены, освещенной с помощью твердотельного светоизлучающего устройства (43), в сигнал уровня отраженного света, который указывает интенсивность отраженного света,
схему (22, 44) управления экспозицией, предназначенную для управления одной или более установками экспозиции, необходимыми для записи изображения с помощью устройства (46) считывания изображения, при этом одна или более установок экспозиции содержат, по меньшей мере, установку освещения, определяющую световой поток, излучаемый твердотельным светоизлучающим устройством, и
возбуждающую схему (23, 44), предназначенную для возбуждения твердотельного светоизлучающего устройства (43) в соответствии с установкой освещения, предоставленной с помощью схемы управления экспозицией,
причем схема (22, 44) управления экспозицией приспособлена управлять установкой освещения для записи изображения с помощью устройства (46) считывания изображения на основании величины сигнала уровня отраженного света, полученного для возбуждения твердотельного светоизлучающего устройства (43), в соответствии с предварительно заданной установкой освещения.

16. Устройство записи изображения по п.15,
отличающееся тем, что содержит
схему (45) синхронизации, предназначенную для предоставления возможности возбуждающей схеме (23, 44) осуществлять излучение света из твердотельного светоизлучающего устройства (43), синхронизированного с одним или более состояниями получения образцов устройства считывания изображения.

17. Устройство записи изображения по п.15,
отличающееся тем, что
схема (45) синхронизации приспособлена иметь возбуждающую схему (23, 44), чтобы осуществлять излучение света из твердотельного светоизлучающего устройства (43), которое ограничено периодом (2) времени, необходимым для получения образца одного записываемого кадра изображения.

18. Устройство записи изображения по п.15,
отличающееся тем, что
схема (45) синхронизации приспособлена иметь возбуждающую схему (23, 44), чтобы осуществлять излучение света из твердотельного светоизлучающего устройства (43), которое ограничено в пределах интервала (31) времени, отличающегося тем, что все элементы считывания изображения устройства (46) считывания изображения находятся в режиме получения образцов.

19. Устройство записи изображения по п.15,
отличающееся тем, что
схема (22, 44) управления экспозицией приспособлена определять установку экспозиции в интервале времени, отличающимся тем, что твердотельное светоизлучающее устройство (43) возбуждают, чтобы излучать свет перед записью изображения.

20. Устройство записи изображения по п.15,
отличающееся тем, что
фотоэлектрический преобразователь (21, 41) содержит фотодиод.

21. Устройство записи изображения по п.15,
отличающееся тем, что
фотоэлектрический преобразователь (21, 41) содержит фототранзистор.

22. Устройство записи изображения по п.15, отличающееся тем, что фотоэлектрический преобразователь (21, 41) содержит фоторезистор.

23. Устройство записи изображения по п.15,
отличающееся тем, что
твердотельное светоизлучающее устройство (43) сформировано с помощью светодиода.

24. Устройство записи изображения по п.15,
отличающееся тем, что
схема (22, 44) управления экспозицией содержит схему устройства сравнения, предназначенную для создания сигнала, который формирует основу для установки освещения, и, который основан на разности между сигналом уровня отраженного света и опорным сигналом (SREF).

25. Устройство записи изображения по п.15,
отличающееся тем, что
схема (22, 44) управления экспозицией сформирована с помощью логической схемы.

26. Устройство записи изображения по п.25,
отличающееся тем, что
фотоэлектрический преобразователь (21, 41) содержит аналого-цифровой преобразователь (42), предназначенный для предоставления цифрового сигнала уровня отраженного света.

27. Подвижный радиотерминал, содержащий устройство (40) записи изображения по п.15.

28. Подвижный радиотерминал по п.27,
отличающийся тем, что
устройство записи изображения образует различаемое вспомогательное устройство, предназначенное для основного корпуса электронной аппаратуры.

29. Способ, предназначенный для настройки одной или более установок экспозиции для устройства (40) записи изображения, имеющего устройство (46) считывания изображения, предназначенное для преобразования оптического изображения в данные изображения, зависящие от параметров получения образцов устройства считывания изображения, и твердотельное светоизлучающее устройство (43), предназначенное для освещения сцены, являющейся объектом оптического изображения, причем одна или более установок экспозиции содержат, по меньшей мере, установку освещения, которая определяет световой поток, излучаемый твердотельным светоизлучающим устройством (43), причем способ содержит:
этап (S1), предназначенный для освещения сцены с помощью света, излучаемого из твердотельного светоизлучающего устройства (43),
этап (S2), предназначенный для определения величины, указывающей интенсивность света, отраженного от сцены, и
этап (S3), предназначенный для настройки одной или более установок экспозиции, необходимых для записи изображения с помощью устройства (46) считывания изображения,
причем установку освещения настраивают с помощью сравнения определенной величины, указывающей интенсивность света, отраженного от сцены, с опорным сигналом (SREF), который зависит от предварительной установки параметров выбора образцов устройства считывания изображения.

30. Способ по п.29,
отличающийся тем, что
излучением света из твердотельного светоизлучающего устройства (43) управляют в синхронизации с одним или более состояниями получения образцов устройства считывания изображения.

31. Способ по п.29,
отличающийся тем, что
осуществление излучения света из твердотельного светоизлучающего устройства (43) во время записи изображение ограничено периодом (2) времени, необходимым для получения образца одного записываемого кадра изображения.

32. Способ по п.29,
отличающийся тем, что
осуществление излучения света из твердотельного светоизлучающего устройства (43) во время записи изображение ограничено в пределах интервала (31) времени, отличающегося тем, что все элементы считывания изображения устройства (46) считывания изображения находятся в режиме получения образцов.

33. Способ по п.29,
отличающийся тем, что
интенсивность света, излучаемого из твердотельного светоизлучающего устройства (43), и/или параметры получения образцов устройства считывания изображения настраивают перед записью изображения, в то время как твердотельное светоизлучающее устройство излучает свет определенной интенсивности в течение определенного интервала времени.

34. Машиночитаемый носитель, имеющий компьютерную программу, хранящуюся на нем для настройки установок, экспозиции для устройства (40) записи изображения по п.1, причем компьютерная программа приспособлена при обработке с помощью средства обработки данных устройства (40) записи изображения выполнять способ по п.29.

35. Способ, предназначенный для настройки одной или более установок экспозиции для устройства (40) записи изображения, имеющего устройство (46) считывания изображения, предназначенное для преобразования оптического изображения в данные изображения, зависящие от параметров получения образцов устройства считывания изображения, и твердотельное светоизлучающее устройство (43), предназначенное для освещения сцены, являющейся объектом оптического изображения, причем одна или более установок экспозиции содержат, по меньшей мере, установку освещения, которая определяет световой поток, излучаемый твердотельным светоизлучающим устройством (43), причем способ содержит:
этап (S1), предназначенный для освещения сцены с помощью света, излучаемого из твердотельного светоизлучающего устройства (43),
этап (S2), предназначенный для определения величины, указывающей интенсивность света, отраженного от сцены, и
этап (S3), предназначенный для настройки одной или более установок экспозиции, необходимых для записи изображения с помощью устройства (46) считывания изображения,
причем параметры получения образцов устройства считывания изображения настраивают на основании определенной величины, указывающей интенсивность света, отраженного от сцены, которая освещена с помощью твердотельного светоизлучающего устройства (43), управляемого в зависимости от предварительно заданной установки освещения.

36. Способ по п.35, отличающийся тем, что
излучением света из твердотельного светоизлучающего устройства (43) управляют в синхронизации с одним или более состояниями получения образцов устройства считывания изображения.

37. Способ по п.35,
отличающийся тем, что
осуществление излучения света из твердотельного светоизлучающего устройства (43) во время записи изображение ограничено периодом (2) времени, необходимым для получения образца одного записываемого кадра изображения.

38. Способ по п.35,
отличающийся тем, что
осуществление излучения света из твердотельного светоизлучающего устройства (43) во время записи изображение ограничено в пределах интервала (31) времени, отличающегося тем, что все элементы считывания изображения устройства (46) считывания изображения находятся в режиме получения образцов.

39. Способ по п.35,
отличающийся тем, что
интенсивность света, излучаемого из твердотельного светоизлучающего устройства (43) и/или параметры получения образцов устройства считывания изображения настраивают перед записью изображения, в то время как твердотельное светоизлучающее устройство излучает свет определенной интенсивности в течение определенного интервала времени.

40. Машиночитаемый носитель, имеющий компьютерную программу, хранящуюся на нем для настройки установок экспозиции для устройства (40) записи изображения по п.15, причем компьютерная программа приспособлена при обработке с помощью средства обработки данных устройства (40) записи изображения выполнять в нем способ по п.35.