[發明專利]全調光范圍快速自動調光方法

有效

• 申請號: 201310384693.4
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103491311A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 宋玉龍;楚廣生;馬天翔;徐正平;沈宏海
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H04N5/235
• 分類號: H04N5/235;G03B7/095
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 張偉

技術領域

本發明涉及光學成像技術領域，特別涉及一種電子快門與光闌組合方式的，全調光范圍快速自動調光方法。

背景技術

成像光學系統在進行攝影或拍照時，由于季節、天氣、太陽高度角、地域和景物特征的不同，景物的亮度變化很大，為得到清晰圖像，避免圖像探測器過度曝光，正確地控制曝光量是成像光學系統獲得高清晰圖像的核心技術之一。光學成像系統一般要求自動調光系統調光范圍寬、速度快、靈活可靠、適應性強，以滿足復雜環境下的調光要求。光學成像系統的調光方式一般有三種，改變光學系統的透過率、改變曝光時間和改變通光孔徑。早期的圖像探測器不含電子快門，以光闌調光為主。現在大多數圖像探測器提供了電子快門的功能，但電子快門的調光范圍一般難以滿足實際需求，因此光闌調光在大多數系統中仍然被廣泛應用。

電子快門調光是通過改變圖像探測器積分時間而實現，光闌調光是通過改變通光孔徑而實現。由當前圖像亮度值、當前積分時間和圖像亮度參考值來直接獲取與圖像亮度參考值相對應的最佳積分時間，然后寫入探測器，下一時刻按照最佳積分時間輸出的圖像亮度值基本等于參考值。電子快門通過編程實現圖像探測器積分時間的改變，具有快速性，而且與當前圖像亮度與圖像亮度參考值的偏差大小無關。但是光闌通過電機帶動光闌機構調整光學系統的口徑，而且采用圖像亮度作為閉環控制量，刷新率低，調光速度慢。

傳統的組合方式的工作過程見圖2，當探測器輸出圖像亮度大于參考值時，首先減小積分時間，積分時間最小時，圖像亮度仍然大于參考值，則減小光闌使圖像亮度至參考值；當探測器輸出圖像亮度小于參考值時，首先調整光闌，光闌最大時，圖像亮度仍然小于參考值，則增加積分時間使圖像亮度至參考值。

傳統的組合方式僅僅擴展了光學成像系統的調光范圍，光闌與積分時間的工作是相對獨立的，是一種低層次組合。雖然組合方式下的電子快門的自動調光速度很快，但光闌調光速度較慢，難以實現全調光范圍內的快速調光。

發明內容

本發明要解決現有技術中的技術問題，提供一種電子快門與光闌組合方式的，全調光范圍快速自動調光方法。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案具體如下：

一種全調光范圍內快速調光方法，包括以下步驟：

首先，根據積分時間所處的積分時間區間改變光闌大小，調整積分時間所處的工作區間，擴展調光范圍，以保證積分時間在整個調光范圍內都可以快速調整由于場景變化所造成的輸出圖像亮度的變化；

然后，通過改變積分時間來調整圖像亮度。

在上述技術方案中，所述的積分時間區間包括最大工作區間，最佳工作區間和可靠工作區間；最大工作區間包括最佳工作區間，最佳工作區間包括可靠工作區間。

在上述技術方案中，根據積分時間所處的積分時間區間控制光闌動作改變光闌大小具體包括：

積分時間超出最佳工作區間，調整光闌使積分時間回縮至可靠工作區間內，當積分時間處于可靠工作區間內時，光闌停止調整。

在上述技術方案中，根據積分時間所處的積分時間區間控制光闌動作改變光闌大小具體包括：

根據所需調整積分時間是否超出最大工作區間調整光闌：當所需調整積分時間大于積分時間最大值，快速擴大光闌尺寸；當所需調整積分時間小于積分時間最小值，快速減小光闌尺寸；當所需調整積分時間超出最佳工作區間但未超出最大工作區間，則慢速調整光闌。

在上述技術方案中，該方法具體包括以下步驟：

首先，調光系統初始化；

然后，使光闌口徑最大，設置初始積分時間T；

再然后，判斷積分時間是否在最佳工作：

積分時間在最佳工作區間，則判斷積分時間是否在可靠工作區間，是則調整光闌結束，否則繼續調整光闌；

積分時間不在最佳工作區間，則判斷積分時間是否在最大工作區間，積分時間在最大工作區間，慢速調整光闌；積分時間不在最大工作區間則快速調整光闌；

最后，判斷亮度值是否在參考值區間：

是則直接進入下一循環，判斷積分時間是否在最佳工作；

否則根據當前積分時間、當前圖像亮度值、亮度參考值計算最佳積分時間；然后執行調整探測器積分時間改變輸出圖像的亮度，進入下一循環，判斷積分時間是否在最佳工作。

本發明具有以下的有益效果：