专利名称：用于提高亮对象的清晰度的光圈控制方法及摄影设备的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及一种光圈控制方法及采用该方法的摄影设备。更具体地，本发明涉及一种光圈控制方法，其能够自动控制光圈的开合程度，以优化进入图像拾取设备的光量，以及一种采用这种光圈控制方法的摄影设备。
背景技术：
摄影设备通过预定的信号处理记录通过拍摄对象的图像并将其存储在记录介质中而产生的视频信号。由包括在摄影设备中的图像拾取设备来拍摄对象的图像。
为了拍摄具有高清晰度的对象的图像，进入图像拾取设备的光量应当保持在适当的水平。为此，摄影设备具有用于控制进入图像拾取设备的光量的光圈。
摄影设备通过自动控制光圈的开合程度来优化进入图像拾取设备的光量。这被称为自动光圈(AI)或自动曝光(AE)。具体地说，AI是在对象较暗时、通过增加光圈的开口而增加进入图像拾取设备的光量、而在对象较亮时、通过减小光圈的开口而减少进入图像拾取设备的光量的功能。
因此，当对象非常亮时，将光圈关闭到最大程度。但是，如果将光圈关闭到最大程度，则入射光的衍射现象最大化，其导致了实质上恶化了对象的清晰度的不利影响。
因此，需要一种系统和方法，能够在对象非常亮的情况下，防止光圈的最大关闭。
发明内容
本发明的一个方面是解决上述和其他问题，并提供一种光圈控制方法，即使对象非常亮，仍然能够自动地控制光圈的开合程度，以优化进入图像拾取设备的光量，并保持常规的清晰度水平，以及一种采用这种光圈控制方法的摄影设备。
根据本发明的一个方面，提供了一种摄影设备，包括光圈；控制单元，用于根据拍摄对象的亮度水平，来建立光圈的闭合水平，此后将其称为光圈闭合水平，其中所述控制单元还能够限制光圈闭合水平比低于光圈的最大闭合水平的预定闭合水平小；以及光圈操作单元，用于根据在控制单元中建立的光圈闭合水平来控制光圈的闭合程度。
优选地，如果根据对象的亮度水平而建立的光圈闭合水平超过所述预定闭合水平，则控制单元重新建立光圈闭合水平，从而使所述预定闭合水平为重新建立的光圈闭合水平。
优选地，如果对象的亮度水平超过预定的亮度水平，则所述控制单元将所述预定闭合水平建立为光圈闭合水平。
根据本发明的另一方面，如果摄影设备处于用于防止光圈被关闭到最大水平的‘最大光圈闭合限制模式’，则所述控制单元限制光圈闭合水平比所述预定闭合水平小。
可以将光圈安装到任意数量的设备上，如从由数字照相机、数字摄像机、监视摄像机和移动终端的摄像机构成的组中所选择的一个。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制摄影设备的光圈的方法，包括以下步骤(a)计算拍摄对象的亮度水平；(b)根据拍摄对象的亮度水平，建立光圈的闭合水平，此后将其称为光圈闭合水平，并限制光圈闭合水平比低于光圈的最大闭合水平的预定闭合水平小；以及(c)根据所建立的光圈闭合水平来控制光圈的闭合程度。
优选地，如果根据对象的亮度水平而建立的光圈闭合水平超过所述预定闭合水平，则控制单元重新建立光圈闭合水平，从而使所述预定闭合水平为重新建立的光圈闭合水平。
优选地，如果对象的亮度水平超过预定的亮度水平，则控制单元将所述预定闭合水平建立为光圈闭合水平。
如果摄影设备处于用于防止光圈被关闭到最大水平的‘最大光圈闭合限制模式’，则控制单元限制光圈闭合水平比所述预定闭合水平小。
摄影设备可以包括任意数量的设备，如从由数字照相机、数字摄像机、监视摄像机和移动终端的摄像机构成的组中所选择的一个。
通过参照附图描述本发明的特定实施例，本发明的上述方面和特征将变得更加清楚，其中图1是示出了根据本发明实施例的、能够控制光圈以提高亮对象的清晰度的摄影设备的方框图；图2是描述了根据本发明实施例的、用于提高亮对象的清晰度的光圈控制方法的流程图；以及图3是描述了根据本发明另一实施例的、用于提高亮对象的清晰度的光圈控制方法的流程图。
在附图中，相似的参考数字应当被理解为指代相似的部件、组件和结构。
具体实施例方式
现在，将参照附图，对本发明的特定典型实施例进行更为详细的描述。
在以下描述中，即使在不同的附图中，相同的附图参考数字仍用于相同的元件。说明书中所定义的事物，如详细的结构和元件描述等，用于帮助全面地理解本发明。而且，为了清晰和简明，省略了本领域技术人员所公知的功能或结构。
图1是示出了根据本发明实施例的、能够控制光圈以提高亮对象的清晰度的摄影设备的方框图。参照图1，摄影设备包括透镜110、光圈115、电荷耦合器件(CCD)120、相关双采样电路/自动增益控制电路/模拟到数字转换器(CDS/AGC/ADC)125、数字信号处理器(DSP)130、记录和恢复单元135、对象亮度计算单元140、控制单元145、存储器150和光圈操作单元160。光圈操作单元160具有光圈电动机162和光圈电动机控制器164。
透镜110将对象(未示出)的光学图像聚焦到CCD 120上。由光圈操作单元160控制光圈115的开合程度，稍后将更为详细地描述，并根据光圈115的开合程度，确定进入CCD 120的光量。CCD 120将对象的光学图像转换为电信号，并输出电信号。还可以配置本发明的另一实施例，以包括包含金属氧化物半导体(CMOS)的图像拾取设备，而不是图1所示的CCD 120。
CDS/AGC/ADC 125通过使用相关双采样电路(CDS)从CCD 120的输出信号中去除噪声，通过使用自动增益控制电路(AGC)来控制增益，将信号保持在预定电平，以及通过使用模拟到数字转换器(ADC)将信号转换为数字视频信号。DSP 130对从CDS/AGC/ADC 125输出的视频信号执行预定的信号处理，并将处理后的视频信号提供给记录和恢复单元135。记录和恢复单元135通过如液晶显示器(LCD)(未示出)等显示器恢复处理后的视频信号，或者通过将处理后的视频信号压缩为预定格式，将其记录在记录介质(未示出)中。
DSP 130还向对象亮度计算单元140提供在信号处理期间从视频信号中分离出来的亮度Y信号。对象亮度计算单元140根据由DSP 130提供的亮度信号，计算对象的亮度水平。
控制单元145控制摄影设备的总体操作。更具体地，控制单元145控制光圈115的开合程度。为了控制光圈115的开合程度，控制单元145根据对象亮度计算单元140中所计算处的对象亮度水平来计算光圈115的闭合水平，并将计算出的光圈闭合水平提供给光圈操作单元160。
控制单元145还能够限制光圈闭合水平小于预定水平，以防止在对象非常亮时恶化对象清晰度的现象，稍后将详细描述。
光圈操作单元160根据由控制单元145提供的光圈闭合水平来控制光圈115的闭合程度。具体地，当光圈电动机控制器164根据由控制单元145提供的光圈闭合水平来操作光圈电动机162时，根据光圈电动机162的操作来控制光圈115的闭合程度。
存储器150是设置用于存储控制单元145操作和/或控制摄影设备所需的数据的记录介质。具体地，存储器150存储控制单元145控制和/或限制光圈115的闭合程度所需的数据。
此后，将参照图2，更为详细地描述即使对象非常亮，仍然能够自动控制图1所示的摄影设备的光圈115的闭合水平、从而将对象的清晰度保持在常规水平的典型方法。图2是描述了根据本发明实施例的、用于提高亮对象的清晰度的光圈控制方法的流程图。
在向摄影设备供电时，控制单元145建立操作和/或控制摄影设备所需的数据。在步骤S210，控制单元145建立操作和/或控制光圈115所需的‘最大光圈闭合水平’、‘最小光圈闭合水平’和‘限制闭合水平’。具体地，控制单元145建立最大光圈闭合水平和最小光圈闭合水平，然后，根据预先建立的最大光圈闭合水平来设置限制闭合水平。然后，将最大光圈闭合水平、最小光圈闭合水平和限制闭合水平存储在存储器150中。
将最大光圈闭合水平存储为用于使光圈115的闭合水平最大化的控制数据，即用于使光圈115闭合到最大程度的控制数据。将最小光圈闭合水平存储为用于使光圈115的闭合水平最小化的控制数据，即用于使光圈115打开到最大程度的控制数据。限制闭合水平比最大光圈闭合水平低预定水平，并将其存储为使光圈115的闭合水平低于最大光圈闭合水平的控制数据。
随后，在步骤S220，如果用户输入拍摄命令，则由CCD 120拍摄对象的图像。具体地，当拍摄图像时，CCD 120将对象的光学图像转换为电信号，并输出。然后，CDS/AGC/ADC 125和DSP 130对CCD 120的输出信号执行预定的信号处理，从而获得视频信号。DSP 130还提供亮度信号，在信号处理期间，从视频信号中分离所述亮度信号，并将其提供给对象亮度计算单元140。
在步骤S230，对象亮度计算单元140根据由DSP 130提供的亮度信号，计算对象的亮度水平，从而获得对象亮度水平。然后，对象亮度计算单元140将对象亮度水平提供给控制单元145。
在步骤S240，控制单元145根据在步骤S230获得的对象亮度水平来建立光圈闭合水平。
随后，在步骤S250，控制单元145确定摄影设备是否处于‘最大光圈闭合限制模式’。如果摄影设备处于‘最大光圈闭合限制模式’，则控制单元145在步骤S260确定在步骤S240建立的光圈闭合水平是否超过步骤S210所设置的限制闭合水平。
最大光圈闭合限制模式表示即使在对象非常亮时、仍然通过限制并防止光圈被关闭到最大程度来防止对象清晰度的退化的摄影设备操作模式。用户可以有选择地设置或取消最大光圈闭合限制模式。
如果在步骤250确定摄影设备处于最大光圈闭合限制模式且在步骤S260确定光圈闭合水平超过限制闭合水平，则控制单元145在步骤S270重新建立光圈闭合水平，从而限制闭合水平为重新建立的光圈闭合水平。
如果以限制闭合水平重新建立光圈闭合水平，则并未将光圈115关闭到最大水平，而是将其关闭到比最大关闭水平小的水平。由于未将光圈115关闭到最大水平，并未使入射光的衍射现象最大化，因此，并未恶化拍摄对象的清晰度。
但是，如果在步骤250确定摄影设备未处于最大光圈闭合限制模式，或者如果在步骤S260确定光圈闭合水平未超过预定闭合水平，则控制单元145并不执行步骤S270的处理。因此，保持在步骤S240中所建立的光圈闭合水平。
随后，在步骤S280，光圈操作单元160根据在步骤S240或S270中所建立的光圈闭合水平来控制光圈115的闭合水平。具体地说，当光圈电动机控制器164根据由控制单元145提供的光圈闭合水平来操作光圈电动机162时，根据光圈电动机162的操作来控制光圈115的闭合水平。
现在，将参照图3，根据本发明的另一实施例，描述即使对象非常亮，仍然能够将对象的清晰度保持在常规水平的光圈控制方法。图3是描述了根据本发明另一实施例的、用于提高亮对象的清晰度的光圈控制方法的流程图。
在步骤S310，控制单元145建立操作和/或控制光圈115所需的‘最大光圈闭合水平’、‘最小光圈闭合水平’、‘限制闭合水平’和‘阈值亮度水平’。
阈值亮度水平是入射光的衍射现象最大化且拍摄对象的清晰度恶化的亮度水平，当根据对象的亮度水平来建立光圈闭合水平时将可能发生。可以通过参考限制闭合水平来建立阈值亮度水平。
随后，在步骤S320，如果用户输入拍摄命令，则由CCD 120拍摄对象的图像。然后，在步骤S330，对象亮度计算单元140根据由DSP 130提供的亮度信号，计算对象的亮度水平。
在步骤S340，控制单元145确定摄影设备是否处于最大光圈闭合限制模式。如果摄影设备处于最大光圈闭合限制模式，则控制单元145在步骤S350确定在步骤S330计算出的对象亮度水平是否超过在步骤S310所设置的阈值亮度水平。
如果在步骤340确定摄影设备处于最大光圈闭合限制模式且在步骤S350确定对象亮度水平超过阈值亮度水平，则控制单元145在步骤S360将限制闭合水平建立为光圈闭合水平。
但是，如果在步骤340确定摄影设备未处于最大光圈闭合限制模式，或者如果在步骤S350确定对象亮度水平未超过阈值亮度水平，则控制单元145在步骤370根据在步骤S330所计算出的对象亮度水平建立光圈闭合水平。
随后，在步骤S380，光圈操作单元160根据在步骤S360或S370中所建立的光圈闭合水平来控制光圈115的闭合水平。
根据前述内容，即使对象非常亮，光圈控制方法和设备仍能将对象的清晰度保持在常规水平。本发明的典型实施例可以应用于任何数量的设备，如数字照相机、数字摄像机、如闭路电视(CCTV)等监视摄像机、安装在移动终端上的摄像机和其他摄影设备等。
如上所述，本发明的典型实施例能够防止光圈在对象非常亮的情况下的最大闭合。由于光圈未闭合到最大程度，即使对象非常亮，入射光的衍射现象也不是最大。因此，并未恶化拍摄对象的清晰度。
前述实施例和优点只是示例性的，不应当理解为对本发明的限制。本启示显然可以应用于其他类型的设备。而且，对本发明实施例的描述倾向于示例性的，并未限定权利要求的范围，对于本领域的普通技术人员，多种代替、修改和变化是显而易见的。
权利要求
1.一种摄影设备，包括光圈；控制单元，用于根据拍摄对象的亮度水平，来建立光圈闭合水平，其中所述控制单元配置用于限制光圈闭合水平比低于光圈的最大闭合水平的预定闭合水平小；以及光圈操作单元，用于根据在控制单元中建立的光圈闭合水平来控制光圈的闭合。
2.根据权利要求1所述的摄影设备，其特征在于所述控制单元还配置用于如果根据对象的亮度水平而建立的光圈闭合水平超过所述预定闭合水平，则重新建立光圈闭合水平，其中所述控制单元重新建立光圈闭合水平，从而使所述预定闭合水平为重新建立的光圈闭合水平。
3.根据权利要求1所述的摄影设备，其特征在于所述控制单元还配置用于如果对象的亮度水平超过预定的亮度水平，则将所述预定闭合水平建立为光圈闭合水平。
4.根据权利要求1所述的摄影设备，其特征在于所述控制单元还配置用于如果摄影设备处于用于防止光圈被关闭到最大水平的‘最大光圈闭合限制模式’，则限制光圈闭合水平比所述预定闭合水平小。
5.根据权利要求1所述的摄影设备，其特征在于所述光圈配置用于安装到从由数字照相机、数字摄像机、监视摄像机和移动终端的摄像机构成的组中所选择的任意一个设备上。
6.一种用于控制摄影设备的光圈的方法，包括以下步骤计算拍摄对象的亮度水平；根据拍摄对象的亮度水平，建立光圈闭合水平，并限制光圈闭合水平比低于光圈的最大闭合水平的预定闭合水平小；以及根据所建立的光圈闭合水平来控制光圈的闭合。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述建立步骤还包括以下步骤如果根据对象的亮度水平而建立的光圈闭合水平超过所述预定闭合水平，则重新建立光圈闭合水平，从而使所述预定闭合水平为重新建立的光圈闭合水平。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述建立步骤还包括以下步骤如果对象的亮度水平超过预定的亮度水平，则将所述预定闭合水平建立为光圈闭合水平。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述建立步骤还包括以下步骤如果摄影设备处于用于防止光圈被关闭到最大水平的‘最大光圈闭合限制模式’，则限制光圈闭合水平比所述预定闭合水平小。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述摄影设备是从由数字照相机、数字摄像机、监视摄像机和移动终端的摄像机构成的组中所选择的任意一个设备。
全文摘要
一种用于提高亮对象的清晰度的光圈控制方法和设备，其中所述摄影设备包括光圈；控制单元，用于根据拍摄对象的亮度水平，来建立光圈闭合水平，其能够限制光圈闭合水平比低于光圈的最大闭合水平的预定闭合水平小；以及光圈操作单元，用于根据在控制单元中建立的光圈闭合水平来控制光圈的闭合程度。因此，即使拍摄对象非常亮，仍然能够防止对象清晰度的恶化。
文档编号G03B7/091GK1721967SQ20051007610
公开日2006年1月18日 申请日期2005年6月8日 优先权日2004年7月12日
发明者权洙赫 申请人:三星电子株式会社