用于表征闪烁的装置制造方法及图纸

公开了用于表征来自环境光源的闪烁的光学装置(100)。该装置包括：辐射敏感装置(105)，其被配置成响应于入射辐射而改变电流；二阶或更高阶调制器(110)，其被配置成输出与电流相对应的数据；以及处理电路(140)，其被配置成基于对数据的变化的分析来提供入射辐射中的闪烁的实时表征。还公开了表征来自环境光源的闪烁的相关联的方法。烁的相关联的方法。烁的相关联的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于表征闪烁的装置


[0001]本公开内容属于环境光感测领域，并且特别涉及对来自环境光源的闪烁的表征。

技术介绍

[0002]在本领域中，通常可以将由于例如到光源的电力供应的电压的波动而导致的光源亮度的变化称为闪烁。人眼是否可以感知光源的闪烁可以取决于闪烁的特性例如闪烁的幅度，并且特别地取决于闪烁的频率。
[0003]光源例如白炽灯、荧光灯和发光二极管(LED)可能产生闪烁。这样的光源通常在场景中提供环境光或至少有助于环境光。来自这样的光源的闪烁可能是由于光源本身的固有特征，或者是由于针对光源的电力供应或驱动器。
[0004]例如，已知由于电力供应中的交流电的频率，因此在家用光源中可以生成50Hz或60Hz的闪烁。闪烁的特定频率可能取决于家庭的地理位置，例如，已知美国国内的电力供应在60Hz的AC下操作，而欧洲国内的电力供应在50Hz的AC下操作。类似地，LED照明闪烁特性可以主要是相关联的LED驱动器电路的功能。
[0005]诸如摄像装置的图像捕获装置的用于捕获图像的能力可能受到环境光源中的闪烁效应的影响。例如，其中传感器的曝光时间与环境闪烁的频率不同步或与环境闪烁的频率不相关的图像传感器可能提供受闪烁影响的图像。
[0006]特别地，在滚动快门模式下进行操作的图像传感器可以特别倾向于捕获表现出闪烁效应的图像，在该滚动快门模式下，不同行的像素具有不同的曝光时间使得在稍微不同的时间点处捕获不同行的图像。
[0007]这样的效应可以表现为照片中的行或表现为视频中的滚动行，并且在本领域中被称为“条带(banding)”。
[0008]图像捕获装置并不总是能够检测到图像中的闪烁或者有意义地补偿或避免这样的闪烁。用于减轻数字摄像装置中的闪烁效应的已知解决方案包括基于地理位置配置摄像装置，使得与可能的闪烁频率有关的预先存在的信息可以用于配置摄像装置的曝光时间。例如，美国的摄像装置可以被配置成避免由于60Hz的AC电力供应而导致的闪烁效应，而欧洲的摄像装置可以被配置成避免由于50Hz的AC电力供应而导致的闪烁效应。这样的解决方案是初级的、昂贵的、可能需要手动配置，并且特定于已知的主电力供应而非更广泛的可能的人工环境光源。
[0009]其他解决方案可能需要对图像进行后处理，以消除闪烁效应。这样的处理可能是计算密集型的，并且在软件开销和相关处理要求方面实现起来相对昂贵。
[0010]另外的解决方案可能需要捕获多个图像，使得可以使用从多个图像上获取的信息来补偿闪烁效应。这样的解决方案也可能相对较慢且是计算密集型的。
[0011]因此，期望为图像捕获装置提供低成本且低复杂度、但高效的方式，以避免或减轻来自环境光源的闪烁效应。还期望任何这样的方式在各种不同的环境照明条件下都是有效的，并且在提供图像时不会导致显著的延迟或者实质上影响所捕获的图像的质量。
[0012]因此，本公开内容的至少一个方面的至少一个实施方式的目的是避免或至少减轻现有技术的以上所述的缺点中的至少一个。

技术实现思路

[0013]本公开内容属于环境光感测领域，并且特别涉及对来自环境光源的闪烁的表征。
[0014]根据本公开内容的第一方面，提供了一种用于表征来自环境光源的闪烁的光学装置。该装置包括：辐射敏感装置，其被配置成响应于入射辐射而改变电流；二阶或更高阶调制器，其被配置成输出与电流相对应的数据；以及处理电路，其被配置成基于对数据的变化的分析来提供入射辐射中的闪烁的实时表征。
[0015]有利地，这样的装置实现了对来自环境光源的闪烁进行的相对低成本且低复杂度但高效的实时表征。此外，通过实现这种对来自调制器的输出数据的直接分析以确定闪烁的特性，在表征闪烁时不会出现如现有技术解决方案中的情况那样的明显延迟，现有技术解决方案可能以其他方式实现大量的基于软件的图像后处理。此外，利用这样的解决方案，不需要如在一些现有技术解决方案中的情况那样捕获多个图像来回溯性地补偿闪烁效应。
[0016]有利地，这样的装置可以不需要被特别设计成对来自已知要提供闪烁的光源的辐射进行滤波的附加窄带光学通道的实现方式。例如，一些光学装置实现了例如适用于检测通过汞蒸汽灯发射的辐射的高汞(Hg
‑
h)通道和低汞(Hg
‑
l)通道的通道。对辐射的这种窄带检测可以实现后续的对闪烁效应的补偿。然而，这种附加通道是昂贵的并且由于与通道相关联的光学滤波器的光学特性和制造限制而可能具有有限的精度。这样的问题被当前公开的装置所规避，其中，通过使用二阶或更高阶调制器从环境辐射中有效地提取闪烁的表征来更容易地表征闪烁。
[0017]有利地，二阶或更高阶调制器的实现方式使得能够精确且快速地生成与来自辐射敏感装置的辐射相对应的数字信号，其中，处理电路基于数字信号直接提供闪烁的实时表征。相比之下，试图表征闪烁的现有技术解决方案依赖于复杂算法的实现方式来过滤并提取信息，这可能需要大量资源来实现。这种复杂的算法通常需要大量的软件开销和相关联的硬件资源，例如用于存储数据的缓冲器和存储器。此外，由于这种算法的复杂性，处理可能在芯片外执行，这进一步增加了整个系统成本。
[0018]处理电路可以包括抽取滤波器。抽取滤波器可以被配置成对从二阶或更高阶调制器输出的数据进行滤波。
[0019]调制器可以是Δ
‑
Σ调制器。
[0020]调制器可以是单端或差分的。
[0021]抽取滤波器可以是级联积分梳状(CIC)滤波器。抽取滤波器可以是三阶或更高阶CIC。
[0022]有利地，抽取滤波器可以实现改进的信噪比并且提供附加的滤波和噪声整形。
[0023]辐射敏感装置可以是光电二极管。因此，调制器可以作为光数转换器操作。
[0024]相对于包括单个积分器的实现方式，二阶或更高阶调制器可以实现改进的灵敏度和更快的转换。
[0025]处理电路可以被配置成确定入射辐射中的闪烁的频率。处理电路可以被配置成确定入射辐射中的闪烁的占空比。
[0026]有利地，通过确定入射辐射中的闪烁的频率或占空比，可以相应地调整诸如摄像装置的图像捕获装置。例如，光圈的操作可以与所确定的闪烁频率同步，以避免如上所述的条带效应。
[0027]处理电路可以被配置成至少部分地基于检测到数据中的连续递增或递减来将入射辐射中的闪烁表征为正弦的。
[0028]例如，处理电路可以被配置为检测数据的多个连续递增、接着是数据的多个连续递减中的至少一个实例，或者检测数据的多个连续递减、接着是数据的多个连续递增的至少一个实例，并且因此确定闪烁是周期性的并且通常是正弦的。
[0029]有利地，通过确定闪烁是正弦的，并且特别是当这样的信息与所确定的频率结合使用时，可以推断环境光源闪烁起源于主电力供应例如50Hz或60Hz的交流电力供应。此外，利用这种所确定的信息可以用于对环境光源进行分类。
[0030]此外，在一些实施方式中，该装置可以包括一个或更多个附加辐射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于表征来自环境光源的闪烁的光学装置(100)，所述装置包括：辐射敏感装置(105)，其被配置成响应于入射辐射而改变电流；二阶或更高阶调制器(110)，其被配置成输出与所述电流相对应的数据；以及处理电路(140)，其被配置成基于对所述数据的变化的分析来提供所述入射辐射中的闪烁的实时表征。2.根据权利要求1所述的光学装置(100)，其中，所述处理电路(140)包括抽取滤波器(115)，所述抽取滤波器被配置成对从所述二阶或更高阶调制器(110)输出的所述数据进行滤波。3.根据权利要求1或2所述的光学装置(100)，其中，所述处理电路(140)被配置成确定所述入射辐射中的闪烁的频率和/或占空比。4.根据任一前述权利要求所述的光学装置(100)，其中，所述处理电路(140)被配置成至少部分地基于检测到所述数据中的连续递增或递减来将所述入射辐射中的闪烁表征为正弦的。5.根据任一前述权利要求所述的光学装置(100)，其中，所述处理电路(140)被配置成至少部分地基于所述数据的变化率来将所述入射辐射中的闪烁表征为脉冲宽度调制的。6.根据任一前述权利要求所述的光学装置(100)，其中，所述处理电路(140)被配置成确定与所述入射辐射中的闪烁的幅度调制和/或频率调制相对应的值。7.根据任一前述权利要求所述的光学装置(100)，其中，所述调制器(110)被配置成检测具有从20Hz至20kHz的频率的正弦闪烁。8.根据任一前述权利要求所述的光学装置(100)，其中，所述调制器(110)被配置成检测具有从20Hz至20kHz的频率和在5％与95％之间的占空比的脉冲宽度调制闪烁。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：拉维，
申请(专利权)人：ams国际有限公司，
类型：发明
国别省市：