專利名稱：自動相位調(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轉(zhuǎn)換為數(shù)字成像信號，并且將獲得的數(shù)字成像信號 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 該成像元件的脈沖、用于檢測信號電平的脈沖等。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 儲在存儲區(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l,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?zhí)亻_2005-15108
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 號處理器的電纜內(nèi)會產(chǎn)生信號延遲。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)明的自動相位調(diào)整裝置是這樣一種自動相位 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，根據(jù)所述輸入的數(shù)字成像信號，對用于成像的脈沖的相位進(jìn)行調(diào)整，所述自動相位調(diào)整裝置包括亮度級檢測器，用于對于第 一像素區(qū)域內(nèi)的多個(gè)像素計(jì)算所述數(shù)字成像 信號的亮度級；離散性計(jì)算器，用于對于第二像素區(qū)域內(nèi)的多個(gè)像素計(jì)算表示所述數(shù)字 成像信號的每個(gè)像素的信號離散性的離散性值；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)明的自動相位調(diào)整方法為這樣一種自動相位調(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 號中的至少一個(gè)的相位，其中所述第一脈沖用于檢測從成4象元件輸出的成像信 號的電平，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^皮更 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處理器的信號延 遲量改變的情況下，能夠自動地調(diào)整從TG輸出的脈沖的信號。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DS1的相位調(diào)整的信號分量的時(shí)序圖。
圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的DS1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。
圖IO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11A是按時(shí)間順序示出了在信號質(zhì)量較差的情況下從成像元件輸出的 信號分量的圖。
圖IIB是圖11A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DS1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。
參考符號說明 101成^象元件
102 CDS
103 AGC
104 ADC ( AD轉(zhuǎn)換器) 105垂直驅(qū)動器
106 TG
107 ^莫擬前端
108色散(dispersion)計(jì)算器(離散性(variability)計(jì)算器) 109亮度級(brightness level)檢測器110時(shí)序調(diào)整器111 DSP112光學(xué)鏡頭113缺陷像素檢測器114存儲器115缺陷像素尋址U6直方圖計(jì)算器117直方圖計(jì)算結(jié)果118塊存儲器電路119塊存儲器輸出結(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CCD作為例子)獲得 的目標(biāo)圖像成像，模擬前端107，其通過對從成像元件101輸出的成像信號 (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，以及DSPlll，其 通過對從模擬前端107輸出的數(shù)字成像信號進(jìn)行預(yù)定處理(顏色校正、YC 處理等)來產(chǎn)生視頻信號。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。
才莫擬前端107包括4丸行相關(guān)雙采樣以確定從成〗象元件101輸出的才莫擬成 像信號的信號電平的CDS (相關(guān)雙采樣)102,通過可調(diào)整增益放大從CDS 102輸出的信號的AGC (自動增益控制)103,將由AGC 103放大的信號轉(zhuǎn) 換成數(shù)字成像信號的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)算像素特定信號電平的色散的能力的離散性計(jì)算器；亮度級檢測器 109，通過獲取預(yù)定區(qū)域內(nèi)的像素的信號電平的平均值來檢測亮度級；以及 時(shí)序調(diào)整器110,基于從色散計(jì)算器108和亮度級檢測器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 的信號存儲在未示出的存儲器(SDRAM)中。色散計(jì)算器108和亮度級檢 測器109從SDRAM中讀取每個(gè)像素的數(shù)據(jù)，并基于獲得的信號進(jìn)行計(jì)算。 從成像元件輸出的信號分量
圖2中按時(shí)間順序示出了從成像元件101輸出的信號分量。如圖2中所 示，重置期201、基準(zhǔn)期202和信號期203組成模擬成像信號。
重置期是在其期間對成像元件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。信號期203是在其期間輸出信號電壓 的時(shí)期。對在信號期203期間達(dá)到峰值電平的信號電壓和在基準(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的 信號電平204。在圖2中，圖中向下的方向定義為信號分量的正方向。
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、 DS1及ADCLK。 DS2是對在信號期203期間達(dá)到峰值的信號分量進(jìn)行采樣的脈沖。因此，期望對DS2進(jìn)行相位 調(diào)整以便其正邊緣與從成像元件101輸出的信號達(dá)到峰值的時(shí)間一致。DS1 是對在相關(guān)雙采樣中作為基準(zhǔn)的信號分量進(jìn)行采樣的脈沖。因此，期望對 DS1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CDS 102 獲得的信號電平只是在DS2的正邊緣達(dá)到其峰值的信號分量與在由DS1的 正邊緣確定的基準(zhǔn)期內(nèi)的信號分量的差值。ADCLK是提供給ADC 104的時(shí) 鐘信號，其為確定從ADC輸出的信號的輸出的時(shí)序的脈沖。因此，當(dāng)ADCLK 的相位不合適時(shí)，不僅會產(chǎn)生有關(guān)模擬的不利影響，還會引起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傳換結(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，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DS1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， 評價(jià)測量的數(shù)據(jù)以便確定DS2的最優(yōu)相位(S302 )。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DS1的相位從初始值逐步移位時(shí)，測量確定DS1需 要的數(shù)據(jù)(S303 )。隨后評價(jià)所測量的數(shù)據(jù)以便確定DS1的最優(yōu)相位(S304)。 在確定DS1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A/v初始值逐步移位時(shí)，測量確定ADCLK所需的 數(shù)據(jù)(S305)。評價(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)變在圖3B的表中示出。在調(diào)整步驟 S302中，將DS1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DS1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DS1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，403表示亮度信號。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)中各像素的信號電平的平均值。當(dāng)成像元件輸出信 號401如圖中所示時(shí)，亮度信號403為凸起形狀，當(dāng)DS2 ^^如圖中402所 示移位而DS1和ADCLK保持固定時(shí)，每個(gè)凸起具有一個(gè)峰值。亮度信號 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)像素的信號電平是由DS2確定的信號分量的峰值與由 DS1確定并作為基準(zhǔn)的信號分量的差值。因此，該差值在DS2的信號分量 與DS1的信號分量的關(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，定義亮度級的最大初始 值。將設(shè)置這樣的小值作為亮度級的最大初始值，其在任何具有一定大小以 上的信號分量出現(xiàn)時(shí)都能夠迅速更新。在S502中，將DS1和ADCLK設(shè)置 為初始值，將在時(shí)間順序上稍微落后于DS1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 像素的信號電平的平均值。信號電平示出為預(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。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，DS1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^C確定為DS2的最優(yōu)相位。 DS1的調(diào)整
參見圖6和圖7，描述DS1的相位調(diào)整。圖6是示出了用于DS1的相 位調(diào)整的信號分量的時(shí)序圖。圖7是示出了 DS1的相位調(diào)整的具體流程圖。 這些圖對應(yīng)于圖3A示出的S303和S304。
圖6中，601表示成像元件輸出信號，603表示亮度信號。DS1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DS1檢測區(qū)域)中各像素的信號電平的平均值。當(dāng)成像元件輸出 信號601如圖中所示時(shí)，DS2和ADCLK固定，并且只有DS1如圖中示出的 602從其初始值移位。隨后，亮度信號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DS1與DS2 —致的點(diǎn)達(dá)到0。確定 DS1的相位的最優(yōu)值，以便其正邊緣與亮度信號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DS1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DS1檢測區(qū)域中的 圖像數(shù)據(jù)的亮度。換句話說，計(jì)算DS1檢測區(qū)域的各像素的信號電平的平 均值。信號電平達(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由亮度級檢測器109來實(shí)現(xiàn)。在S703, DS2 和ADCLK保持固定，將DS1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DS1檢測區(qū)域中的圖像數(shù)據(jù)的 亮度。在S706中，獲取從DS1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
16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DS1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DS1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)相位的亮度級的平均值與當(dāng)前相位的亮 度級的平均值的差值，并將其與閾值比較?？商娲?，可以計(jì)算至少三個(gè)相 位的信號電平的散度并將其與闊值比較。
用于DS1調(diào)整流程和DS2調(diào)整流程的DS1的初始值可以彼此相同或不 同。例如，在DS2調(diào)整流程中，DS1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DS1調(diào)整流程中取出第一個(gè)圖像數(shù)據(jù)時(shí)所使用的 DS1的初始值可以設(shè)置為基準(zhǔn)期內(nèi)的值，以檢測亮度信號的大幅波動。
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。這些附圖對應(yīng)于圖3A示出的S305和S306。
圖8中，801表示成像元件輸出信號，803表示色散。這個(gè)例子中的色 散定義為在對成像元件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)的各像素的信號電 平的色散。換句話說，色散表示指示各像素內(nèi)的信號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^象元件輸出信號801如圖中所示時(shí)，當(dāng)ADCLK #皮如圖中802所 示從初始值移位而DS1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 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S卯3，將 DS1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)的各像素的信號電平的 平均值。S904是由亮度級檢測器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 存儲器中。在S卯6，將DS1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S卯7， 計(jì)算取出的ADCLK檢測區(qū)域中的圖像數(shù)據(jù)的色散(J (n) 。 n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沖企 測區(qū)域內(nèi)的各像素的信號電平的色散。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-S卯7。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在存儲器中。接下來， 將存儲在存儲器中的數(shù)據(jù)用于獲取最優(yōu)ADCLK。在步驟S909,將第一相位 的色散cj ( 1 )設(shè)置為最小值cj (min)。在步驟S910,將a (n)設(shè)置為第 二相位及之后的相位的色散，并與cj (min)比較。當(dāng)cj (n)較小時(shí)，在步 驟S911，將a (n)設(shè)置為新的最小值o (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)定闊值以下。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)，對在cj(min)的相位之后色散達(dá)到最小 值的相位^L行S913。重復(fù)S912和S913直至確定最優(yōu)相位。
才艮據(jù)到目前為止已描述的方式，可以自動調(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:故改變。
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。 〈'務(wù)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和存儲器114。 115表示缺陷像素地址。成像元件101,如CCD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)先存儲在存儲器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)存儲電荷，并且信號電平為預(yù)定闊值以上的像 素被檢測為缺陷像素。存儲器14能夠存儲預(yù)定數(shù)目的缺陷像素的地址，但 其不需要存儲所有缺陷像素的地址。 》務(wù)改的實(shí)施例2當(dāng)設(shè)置DS1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DS1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，信號分量的傾斜度相對較小的區(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DS1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,皮一全測到。例如，在第一4企測期間， 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)置為相對較小值的閾值比較；而在第二^^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，即使在信號質(zhì)量差的情況下，也能夠設(shè)置DS1。 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DS1 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1301確定 DS2 ( 1302 )的相位時(shí)，可以預(yù)測DS1 ( 1303 )和ADCLK ( 1304 )的相位 應(yīng)當(dāng)被調(diào)整到與根據(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。DS1 (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DS1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?前獲得的脈沖的相位，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)果就將其存儲在存儲器中，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DS1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，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。》務(wù)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的輸入信號是從成像元件101輸出的R 像素、Gr像素、B像素和Gb像素信號。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。直方圖計(jì)算器116對每個(gè)時(shí)間間隔中出現(xiàn)的各個(gè)信號的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)， 并在指定像素區(qū)域中所有的信號的計(jì)算完成后輸出每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)出現(xiàn)信 號的次數(shù)。這對應(yīng)于圖14所示的117。色散計(jì)算器10 8和亮度級檢測器10 9都能夠從信號的范圍和信號出現(xiàn)的 次數(shù)計(jì)算離散性值和亮度級。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)果判斷輸入信號包括在哪個(gè)范 圍中。如圖15C所示，輸入信號的范圍其后被改變成適于自動調(diào)整的值。自 動調(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。自動調(diào)整的精確度依賴于信號范圍和時(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 況下的輸入信號不是從成像元件輸出的信號，而是經(jīng)過圖像處理的信號。因 此，需要將圖像處理中的各個(gè)參數(shù)改變?yōu)檫m合自動調(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)。 》務(wù)改的實(shí)施例6圖16示出了使用塊存儲器的自動調(diào)整裝置的構(gòu)造。塊存儲器電路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)整和自動白平衡等功能。本發(fā)明中使 用的輸入到塊存儲器電路118的輸入信號為從成像元件101輸出的R像素、 Gr像素、B像素和Gb像素信號。在塊存儲器電路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i x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Gb像素整合值被輸出。圖17示出了塊存儲器的實(shí)例，其中一個(gè)塊的大小為2x2，塊的數(shù)量為 2 x 2。 一個(gè)塊的大小和塊的數(shù)量在實(shí)際執(zhí)行自動調(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。在自動相位調(diào)整裝置中的色散計(jì)算器108和亮度級檢測器109中，使用 塊存儲電路118的輸出結(jié)果119代替從SDRAM獲取像素?cái)?shù)據(jù)。因此，離散 性值和亮度級可以在沒有SDRAM的情況下被獲得?？梢詧?zhí)行自動調(diào)整，使得能夠針對每幀改變計(jì)算區(qū)域。^務(wù)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的信號為成像元件101輸出的R像素、Gr像素、B 像素和Gb像素。針對每個(gè)像素顏色，闊值檢測器120對處于第一閾值以上 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，在闊值檢測塊中 進(jìn)行檢測來看信號電平是在兩個(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調(diào)整。圖20示出了 ^奮改的實(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Gb像素的信號被輸入?？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，輸入的信號和相鄰像素的信號被提 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)行自動調(diào)整時(shí)， 優(yōu)選設(shè)置適合自動調(diào)整的參數(shù)而不是適合AF的參數(shù)?！磩?wù)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)域中識別出低頻分量區(qū) 域，以便計(jì)算該區(qū)域內(nèi)的亮度級。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。修改的實(shí)施例10當(dāng)在自動相位調(diào)整裝置中取出圖像數(shù)據(jù)時(shí)，供給色散計(jì)算器108、亮度級檢測器109和時(shí)序調(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的垂直傳輸驅(qū)動器的電源暫停。 》務(wù)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接到信號處理器的電纜在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)制造完成后可以更換。信號處理器包括模擬前端107、TG 106 和DSPlll。由于電纜也會經(jīng)受信號延遲，當(dāng)電纜被更換或電纜的長度被改 變時(shí)信號延遲量也可能改變。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)中獲得圖像的脈沖可以自動進(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，根據(jù)所述輸入的數(shù)字成像信號，對用于成像的脈沖的相位進(jìn)行調(diào)整，所述自動相位調(diào)整裝置包括亮度級檢測器，用于對于第一像素區(qū)域內(nèi)的多個(gè)像素計(jì)算所述數(shù)字成像信號的亮度級；離散性計(jì)算器，用于對于第二像素區(qū)域內(nèi)的多個(gè)像素計(jì)算表示所述數(shù)字成像信號的每個(gè)像素的信號離散性的離散性值；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。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動相位調(diào)整裝置，其中由所述亮度級;險(xiǎn)測器計(jì) 算出的所述亮度級是所述第 一像素區(qū)域內(nèi)的所述數(shù)字成像信號的信號電平的平 均值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動相位調(diào)整裝置，其中所述亮度級檢測器獲取 所述第 一像素區(qū)域內(nèi)除去具有預(yù)定值以上的信號電平的像素外的所述數(shù)字成像 信號的平均值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動相位調(diào)整裝置，其中在由所述亮度級檢測器 計(jì)算出的亮度級為預(yù)定值以下的情況下，輔助光被使用。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動相位調(diào)整裝置，其中所述離散性計(jì)算器計(jì)算 入射光被阻斷狀態(tài)下的離散性值。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動相位調(diào)整裝置，進(jìn)一步包括缺陷像素檢測器， 用于檢測所述成像元件中的缺陷像素，其中所述亮度級檢測器計(jì)算除去由所述缺陷像素檢測器檢測到的所述缺陷像素 外的所述亮度；和所述離散性計(jì)算器計(jì)算除去由所述缺陷像素檢測器檢測到的所述缺陷像素 外的所述離散性值。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動相位調(diào)整裝置，進(jìn)一步包括存儲器，其中存儲所述缺陷像素檢測器檢測到的所述缺陷像素的位置。
8、 一種數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，包括 成像元件；CDS,用于通過對從所述成像元件輸出的成像信號執(zhí)行相關(guān)雙采樣來確定每個(gè)像素的信號電平；AGC，用于調(diào)整從所述CDS輸出的所述成像信號的幅度；AD轉(zhuǎn)換器，用于將幅度由所述AGC調(diào)整過的成像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字值后作為數(shù)字成像信號；如權(quán)利要求1所述的自動相位調(diào)整裝置，將由所述AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過的數(shù) 字成像信號作為輸入；和TG,用于基于由如權(quán)利要求1所述的自動相位調(diào)整裝置調(diào)整過的相位來產(chǎn) 生用于成像的脈沖。
9、 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)鐘信號中的至少 一個(gè)的相位，其中所述第 一脈沖用于4企測從成像元件 輸出的成像信號的電平，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。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動相位調(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。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的自動相位調(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)鐘信號的相位的步驟。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動相位調(diào)整方法，其中 所述亮度級是預(yù)定像素區(qū)域內(nèi)的數(shù)字成像信號的信號電平的平均值。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的自動相位調(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。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的自動相位調(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。
15、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動相位調(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)鐘信號的同時(shí)計(jì)算預(yù)定像素區(qū)域內(nèi)的信號電平的色散，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。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的自動相位調(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)的信號電 平的色散的步驟；和在改變所述AD時(shí)鐘信號的相位的同時(shí)計(jì)算作為所述預(yù)定像素區(qū)域內(nèi)的信 號電平的平均值的亮度級的步驟，和在所述色散為最小的相位中所述亮度級與預(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。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的自動相位調(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)，將所述色散為所迷第二最小值的相位 設(shè)置為所述第三相位。
18、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動相位調(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。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的自動相位調(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。
20、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的自動相位調(diào)整方法，其中 在相位調(diào)整被執(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，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)鐘信號的相位被改變的范圍中的至少一個(gè)范圍基于所存儲的相 位被限制為短于一個(gè)周期的范圍。
21、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動相位調(diào)整裝置，其中 所述離散性值為色散。
22、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動相位調(diào)整裝置，進(jìn)一步包括用于計(jì)算預(yù)定 信號的分布的直方圖計(jì)算器。
23、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的自動相位調(diào)整裝置，其中 從所述成像元件輸出的R信號、Gr信號、B信號和Gb信號，從所述Gb信號和Gr信號獲取的平均信號，從所述成像元件輸出的信號產(chǎn)生的亮度級，所 述成像元件的數(shù)據(jù)被經(jīng)過圖像處理后獲取的亮度級、R分量、G分量和B分量 中的至少 一個(gè)能夠被選擇作為所述預(yù)定信號。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的自動相位調(diào)整裝置，其中所述離散性計(jì)算器基于所述直方圖計(jì)算器輸出的分布數(shù)據(jù)執(zhí)行所述計(jì)算。
25、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的自動相位調(diào)整裝置，其中 所述亮度級檢測器基于所述直方圖計(jì)算器輸出的分布數(shù)據(jù)執(zhí)行所述計(jì)算。
26、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的自動相位調(diào)整裝置，其中 所述直方圖計(jì)算器能夠改變所述直方圖計(jì)算的像素區(qū)域。
27、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的自動相位調(diào)整裝置，其中所述直方圖計(jì)算器能夠改變所述直方圖計(jì)算的數(shù)據(jù)范圍和分割的時(shí)間間隔 的數(shù)目。
28、 據(jù)權(quán)利要求26所述的自動相位調(diào)整裝置，其中所述離散性計(jì)算器和所述亮度級檢測器將直方圖計(jì)算器的參數(shù)改變?yōu)檫m合 自動調(diào)整的值，以便執(zhí)行自動調(diào)整。
29、 根據(jù)權(quán)利要求27所述的自動相位調(diào)整裝置，其中 所述離散性計(jì)算器和所述亮度級檢測器將直方圖計(jì)算器的參數(shù)改變?yōu)檫m合自動調(diào)整的值，以便執(zhí)行自動調(diào)整。
30、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動相位調(diào)整裝置，進(jìn)一步包括塊存儲器，用 于輸出當(dāng)指定像素區(qū)域內(nèi)的預(yù)定數(shù)據(jù)被整合或平均時(shí)獲取的結(jié)果。
31、 根據(jù)權(quán)利要求30所述的自動相位調(diào)整裝置，其中 所述預(yù)定數(shù)據(jù)表示從成像元件輸出的像素的特定顏色數(shù)據(jù)，且所述數(shù)據(jù)的至少 一 個(gè)能夠被有選擇地輸出。
32、 根據(jù)權(quán)利要求31所述的自動相位調(diào)整裝置，其中所述離散性計(jì)算器基于所述塊存儲器的輸出結(jié)果執(zhí)行所述計(jì)算。
33、 根據(jù)權(quán)利要求31所述的自動相位調(diào)整裝置，其中 所述亮度級檢測器基于所述塊存儲器的輸出結(jié)果執(zhí)行所述計(jì)算。
34、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動相位調(diào)整裝置，進(jìn)一步包括閾值檢測器， 用于對在第 一 閾值以上并且在第二閾值以下的指定像素區(qū)域中的像素?cái)?shù)據(jù)的數(shù) 目進(jìn)行計(jì)數(shù)并輸出，其中所述色散計(jì)算器基于從所述閾值檢測器輸出的計(jì)數(shù)值執(zhí)行所述計(jì)算。
35、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動相位調(diào)整裝置，進(jìn)一步包括用于檢測所述指定像素區(qū)域內(nèi)的頻率分量的頻率檢測器。
36、 根據(jù)權(quán)利要求35所述的自動相位調(diào)整裝置，其中 所述離散性計(jì)算器基于所迷頻率分量檢測器輸出的所述頻率分量的信息執(zhí)行所述計(jì)算。
37、 根據(jù)權(quán)利要求35所述的自動相位調(diào)整裝置，其中圖像的低頻區(qū)域被基于所述頻率檢測器的輸出搜索到，所述低頻區(qū)域被設(shè) 置為所述第一像素區(qū)域，并且隨后所述相位調(diào)整被執(zhí)行。
38、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動相位調(diào)整裝置，其中 所述離散性計(jì)算器被配置為硬件電路。
39、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動相位調(diào)整裝置，其中 當(dāng)所述圖像數(shù)據(jù)被取出時(shí)，供給所述離散性計(jì)算器、所述亮度級檢測器和所述時(shí)序調(diào)整器的時(shí)鐘被暫停。
40、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動相位調(diào)整裝置，其中除了所述圖像數(shù)據(jù)被取出時(shí)之外，供給用于產(chǎn)生成像元件控制信號的垂直 傳輸驅(qū)動器的電源被暫停。
41、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動相位調(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)鐘信號的相位中的至少一個(gè)相位。
全文摘要
自動相位調(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，根據(jù)所述數(shù)字成像信號，對用于成像的脈沖的相位進(jìn)行調(diào)整。所述自動相位調(diào)整裝置包括亮度級檢測器，用于對于第一像素區(qū)域內(nèi)的多個(gè)像素計(jì)算所述數(shù)字成像信號的亮度；離散性計(jì)算器，用于對于第二像素區(qū)域內(nèi)的多個(gè)像素計(jì)算表示所述數(shù)字成像信號的每個(gè)像素的信號離散性的離散性值；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H04N5/217GK101411182SQ20078001040
公開日2009年4月15日 申請日期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 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社