拍攝系統及方法
2023-11-05 07:39:57
專利名稱：拍攝系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種拍攝系統及方法。
背景技術：
為了體現所拍攝照片的運動感，拍攝者在拍攝和後期處理照片的過程中經常使用 徑向模糊(Radial Rlur)的技巧。如圖1所示，所述徑向模糊技巧可以產生一種模擬相機因 縮放或旋轉而造成的柔化模糊效果，從而突出拍攝照片的局部和增強拍攝照片的運動感。
獲取徑向模糊照片的方法通常有兩種1、在曝光過程中改變焦距以造成徑向模糊 的效果；2、通過影像處理軟體對已拍攝好的照片進行徑向模糊處理。但是，現有的相機需要 攝影者手動改變焦距來拍攝徑向模糊照片，這要求攝影者能夠合理地搭配曝光時間和焦距 變動的時間，操作起來具有相當的難度。而通過後期處理的方法來達到徑向模糊效果還需 要利用電腦和相關軟體，顯得十分不便且不具有時效性。
發明內容
有鑑於此，有必要提供一種可自動拍攝出具有徑向模糊效果的拍攝系統及方法。 —種拍攝系統，其包括用於拍攝影像的拍攝裝置及與所述拍攝裝置相連接的變焦
控制器。所述拍攝裝置設定有最小變焦時間、變焦速度及焦距變化範圍。所述變焦控制器
包括時間計算模塊，時間比較模塊，速度計算模塊，焦距比較模塊和變焦控制模塊。 該時間計算模塊用於將拍攝前所設定的感光度值、光圈值和拍攝裝置所感測到的
環境亮度值代入曝光量參數方程式計算出適合當前環境亮度的曝光時間。 該時間比較模塊用於將所述曝光時間與拍攝裝置的最小變焦時間和三倍的所述
最小變焦時間進行比較以確定曝光過程中的變焦時間。 該速度計算模塊用於根據所述時間比較模塊所確定的變焦時間和拍攝裝置在曝 光過程中的焦距變化值計算出拍攝裝置在曝光過程中的變焦速度。 該焦距比較模塊用於將拍攝裝置的當前焦距與拍攝裝置的焦距變化範圍端值的 差值與所述焦距變化值進行比較以確定曝光過程中的變焦方向。 該變焦控制模塊用於根據所確定的變焦速度和變焦方向在曝光過程中改變所述 拍攝裝置的焦距進行拍攝。 —種拍攝系統的拍攝方法，該拍攝系統設定有最小變焦時間、焦距變化值及焦距 變化範圍，該拍攝方法包括如下步驟
計算曝光時間； 比較所述曝光時間是否大於或等於拍攝裝置預設的最小變焦時間； 如果所述曝光時間大於所預設的最小變焦時間，則比較所述曝光時間是否大於或
等於三倍的最小變焦時間； 如果所述曝光時間大於三倍的最小變焦時間，則確定曝光過程中的變焦時間為三 分之一的曝光時間；
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根據所確定的變焦時間和拍攝裝置的焦距變化值計算出曝光過程中的變焦速 度； 比較拍攝裝置的當前焦距與拍攝裝置的焦距變化範圍最大值的差值是否大於所 計算出來的焦距變化值。 如果所述焦距變化值小於拍攝裝置當前焦距與所述焦距變化範圍最大值的差值， 則控制曝光過程中的變焦方向為朝向焦距增大方向； 根據所確定的變焦速度和變焦方向在曝光過程中改變所述拍攝裝置的焦距進行 拍攝。 相對於現有技術，本發明所提供的拍攝系統和方法根據所設定的感光值和光圈值 自動搭配合理的曝光時間和變焦時間，以在拍攝曝光的過程中改變拍攝裝置的焦距位置來
拍攝出具有徑向模糊效果的照片，從而減少通過手動操作來搭配曝光時間和變焦時間所帶
來的拍攝難度，並且避免通過後期影像處理所帶來的不便。
圖1是徑向模糊效果的照片示意圖。
圖2是本發明提供的拍攝系統的硬體架構圖。 圖3是本發明提供的拍攝方法的流程圖。
具體實施例方式
請參閱圖2，本發明所提供的拍攝系統2包括一拍攝裝置4及與所述拍攝裝置4相 連接的變焦控制器6。 所述拍攝裝置4包括變焦機構40、成像鏡片42及影像感測器44。
所述影像感測器44用於將外界的光線轉化為與光線強度相對應的數位訊號，其 可以是電荷耦合器件圖像傳感器(CCD，Charge Coupled Device)或互補金屬氧化物半導體 圖像傳感器(CMOS, Complementary Metal Oxide Semiconductor)。 所述變焦機構40使用變焦馬達作為動力源以驅動所述成像鏡片42沿拍攝裝置4 的光軸移動從而改變所述拍攝裝置4的成像焦距。拍攝裝置4具有設定的焦距變化範圍 F工 F2，所述F2分別為拍攝裝置4在變焦過程中的最小焦距值和最大焦距值。在實際 使用中，所述焦距變化範圍巳 F2被劃分為若干個變焦段，變焦馬達驅動成像鏡片42走完 一個變焦段所需要的步數定義為所述變焦段的長度L。 為了拍攝出具有徑向模糊效果的照片，所述拍攝裝置4設定在曝光過程中的焦距 變化值AF為一個變焦段的長度L。如果所述變焦馬達的最大變焦速度為F^^，把拍攝出徑 向模糊照片至少需要的變焦時間定義為最小變焦時間F^，則所述最小變焦時間Ftmin = L/ F 。 所述變焦控制器6用於控制變焦機構40在曝光過程中連續改變成像鏡片42的焦 距從而在影像感測器44上形成徑向模糊效果的影像。所述變焦控制器6包括時間計算模 塊60、時間比較模塊62、速度計算模塊64、焦距比較模塊66及變焦控制模塊68。
所述時間計算模塊60用於把拍照前所設定的攝像參數，如光圈值F、感光度值S和 影像感測器44所感測的外界環境亮度值Bv代入曝光量參數方程式計算出適合於當前外界環境的曝光時間T。 所述曝光量參數方程式AV+TV = Bv+Sv是根據正確的曝光條件，即根據成像面上點 的像面照度等於感光面正確曝光需要的曝光量所建立的經驗方程，是業界通用的自動曝光 控制的理論基礎。 其中，Av = 21og2 (F) ， F是光圈值；TV = log2 (1/T) ， T是曝光時間；SV = log2 (0. 3S)， S是感光度值；BV = log2 (B/0. 3K) ， Bv是外界環境亮度值，B是外界環境平均亮度，K是經驗 常數。 所述時間比較模塊62用於將所述曝光時間T與拍攝裝置4的最小變焦時間Ftmin 和三倍的所述最小變焦時間Ff進行比較。 —般情況下，所述曝光時間T至少需要大於或等於最小變焦時間F^才可以通過 在曝光過程中改變焦距來拍攝具有徑向模糊效果的照片。否則，在拍攝裝置4還沒來得及 走完一個變焦段長度L時曝光已經結束，從而無法拍攝出來具有徑向模糊效果的照片。因 此，將所述曝光時間T與拍攝裝置4的最小變焦時間F^進行比較。當比較結果為所述曝 光時間T小於最小變焦時間Ftmin時，所述時間比較模塊62發出無法拍攝徑向模糊照片指 令。 然而，如果想要獲得較理想的徑向模糊效果照片，曝光時間T應該等於三倍的變 焦時間Ft，因此，所述比較模塊62還需要將所計算出來的曝光時間T與三倍的所述最小變 焦時間Ff進行比較。當比較結果為所述曝光時間T大於或等於最小變焦時間Ftmin而小 於三倍的最小變焦時間Ftmin時，所述時間比較模塊62將變焦時間Ft確定為最小變焦時間 Ftmin。當所述曝光時間T大於三倍的最小變焦時間Ftmin時，所述時間比較模塊62將變焦時 間Ft確定為三分之一的曝光時間T。 所述速度計算模塊64根據所述時間比較模塊62所確定的變焦時間Ft和拍攝裝 置4在曝光過程中的焦距變化值AF計算出拍攝裝置4在曝光過程中的變焦速度Fv。
根據變焦速度Fv的物理意義可以得到，Fv二 AF/Ft = L/Ft。當所述曝光時間T大 於或等於最小變焦時間Ftmin而小於三倍的最小變焦時間Ftmin時，所述變焦時間Ft = Ftmin， 所以所述變焦速度Fv = L/Ft = L/Ftmin = Fvmax。當所述曝光時間大於三倍的最小變焦時間 Ftmin時，所述變焦時間Ft = 1/3T，所以所述變焦速度Fv = L/Ft = 3L/T。
所述焦距比較模塊66用將拍攝裝置4的當前焦距F與拍攝裝置4的焦距變化範 圍^ F2端值的差值與所述焦距變化值AF進行比較以確定曝光過程中的變焦方向。
所述拍攝裝置4設定有焦距變化範圍巳 F2。在拍攝過程中，拍攝裝置4的焦距 F在所述焦距變化範圍巳 F2內選擇。在一般情況下，焦距比較模塊66將變焦方向默認 為朝向焦距增大方向。但是，當拍攝裝置4的當前焦距F比較接近最大焦距值F2，而所述焦 距變化值AF已大於或等於所述最大焦距值&與當前焦距F的差值時，焦距變化範圍^ F2內已經沒有足夠的焦距調整空間可以讓拍攝裝置4在曝光過程中去增大焦距。在這種情 況下，焦距比較模塊66將變焦方向確定為朝向焦距減小方向。 可以理解的是，焦距比較模塊66也可以將變焦方向默認為朝向焦距減少方向。而 在所述焦距變化值AF大於或等於當前焦距F與最小焦距F1的差值時將變焦方向確定為 朝向焦距增大方向。 所述變焦控制模塊68根據所述速度計算模塊64所計算出來的變焦速度和所述焦
6距比較模塊66所確定變焦方向在曝光過程中改變拍攝裝置4的焦距以拍攝出具有徑向模 糊效果的照片。 請參閱圖3，為本發明提供的拍攝方法的流程圖。 步驟S801，提供一拍攝系統2，其包括一拍攝裝置4及與所述拍攝裝置4相連接的 變焦控制器6。 所述拍攝裝置4包括變焦機構40、成像鏡片42及影像感測器44。所述變焦控制 器6包括時間計算模塊60、時間比較模塊62、速度計算模塊64、焦距比較模塊66及變焦控 制模塊68。 步驟S802，所述時間計算模塊60根據所設定的光圈值F、感光度值S和拍攝裝置 4所測得的外界環境亮度值Bv代入曝光量參數方程式Av+Tv = Bv+Sv中計算出適合於當前外 界環境的曝光時間T，並將所述曝光時間T傳輸至時間比較模塊62。 步驟S803，所述時間比較模塊62將由時間計算模塊60計算出來的曝光時間T與 拍攝裝置4的最小變焦時間F^進行比較。 步驟S804，如果所述曝光時間T小於拍攝裝置4的最小變焦時間Ftmin，則說明在所 述曝光時間T內拍攝裝置4無法走完至少一個變焦段的長度L。因此，在該曝光時間T所對 應的外界環境中拍攝裝置4無法拍攝出具有徑向模糊效果的照片。此時，時間比較模塊62 發出無法拍攝徑向模糊照片指令。 步驟S805，如果所述曝光時間T大於或等於拍攝裝置4的最小變焦時間Ftmin，則所
述時間比較模塊62將所述曝光時間T與三倍的最小變焦時間F^相比較。 因為當曝光時間T與變焦時間Ft滿足關係T = 3Ft時所拍攝出來的照片具有較
理想的徑向模糊效果，所以將曝光時間T與三倍的最小變焦時間F^相比較，以確定變焦時
間Ft是否可以滿足條件T = 3Ft。 步驟S806，如果所述曝光時間T小於三倍的最小變焦時間Ftmin，則所述時間比較模 塊62將曝光過程中的變焦時間Ft確定為最小變焦時間Ftmin，並將所確定的變焦時間Ft傳 輸至速度計算模塊64。 步驟S807，如果所述曝光時間T大於或等於三倍的最小變焦時間F^，則所述時間 比較模塊62將曝光過程中的變焦時間Ft確定為三分之一的曝光時間T，並將所確定的變焦 時間Ft傳輸至速度計算模塊64。 步驟S808，所述速度計算模塊64根據所述時間比較模塊62所確定的變焦時間Ft 和拍攝裝置4在曝光過程中的焦距變化值A F計算出拍攝裝置4在曝光過程中的變焦速度 Fv。 根據變焦速度Fv的物理意義可以得到，Fv二 AF/Ft = L/Ft。當所述曝光時間T大 於或等於最小變焦時間Ftmin而小於三倍的最小變焦時間Ftmin時，所述變焦時間Ft = Ftmin， 所以所述變焦速度Fv = L/Ft = L/Ftmin = Fvmax。當所述曝光時間大於三倍的最小變焦時間 Ftmin時，所述變焦時間Ft = 1/3T，所以所述變焦速度Fv = L/Ft = 3L/T。
步驟S809，所述焦距比較模塊66將拍攝裝置4的當前焦距F與拍攝裝置4的焦距 變化範圍巳 F2的最大焦距值F2的差值，即|F2-F| ，和所述焦距變化值AF進行比較。
步驟S810，如果所述焦距變化值AF大於或等於|F2_F| ，則所述焦距比較模塊66 將曝光過程中的變焦方向確定為朝向焦距減少方向，並將所確定的變焦方向傳輸至變焦控制模塊68。 步驟S811，如果所述焦距變化值AF小於iF廠Fl，則所述焦距比較模塊66將曝光 過程中的變焦方向確定為朝向焦距增大方向，並將所確定的變焦方向傳輸至變焦控制模塊 68。 步驟S812，所述變焦控制模塊68據所述速度計算模塊64所計算的變焦速度Fv和
所述焦距比較模塊66所確定的變焦方向在曝光過程中改變拍攝裝置4的焦距F。 與現有技術相比，本發明所提供的拍攝系統和方法根據所設定的感光值和光圈值
自動搭配合理的曝光時間和變焦時間，以在拍攝曝光的過程中改變拍攝裝置的焦距位置以
拍攝出具有徑向模糊效果的照片，從而減少通過手動操作來搭配曝光時間和變焦時間所帶
來的拍攝難度，並且避免通過後期影像處理所帶來的不便。 最後應說明的是，以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參 照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明 的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。
權利要求
一種拍攝系統，其包括用於拍攝影像的拍攝裝置，所述拍攝裝置設定有最小變焦時間、變焦速度及焦距變化範圍，其特徵在於，所述拍攝系統還包括與所述拍攝裝置相連接的變焦控制器，所述變焦控制器包括時間計算模塊，用於將拍攝前所設定的感光度值、光圈值和拍攝裝置所感測到的環境亮度值代入曝光量參數方程式計算出適合當前環境亮度的曝光時間；時間比較模塊，用於將所述曝光時間與拍攝裝置的最小變焦時間和三倍的所述最小變焦時間進行比較以確定曝光過程中的變焦時間；速度計算模塊，用於根據所述時間比較模塊所確定的變焦時間和拍攝裝置在曝光過程中的焦距變化值計算出拍攝裝置在曝光過程中的變焦速度；焦距比較模塊，用於將拍攝裝置的當前焦距與拍攝裝置的焦距變化範圍端值的差值與所述焦距變化值進行比較以確定曝光過程中的變焦方向；變焦控制模塊，用於根據所確定的變焦速度和變焦方向在曝光過程中改變所述拍攝裝置的焦距進行拍攝。
2. 如權利要求1所述的拍攝系統，其特徵在於，所述時間計算模塊根據曝光量參數方 程式formula see original document page 2計算出適合當前環境亮度的曝光時間，其中，formula see original document page 2F是光圈值；formula see original document page 2T是曝光時間;formula see original document page 2S是感光度值；formula see original document page 2， Bv是外界環境亮度值，B是外界環境平均亮度，K是經驗常數。
3. 如權利要求1所述的拍攝系統，其特徵在於，所述拍攝裝置包括變焦機構、成像鏡片 及影像感測器。
4. 一種拍攝系統的拍攝方法，該拍攝系統設定有最小變焦時間、焦距變化值及焦距變 化範圍，該拍攝方法包括如下步驟計算曝光時間；比較所述曝光時間是否大於或等於拍攝裝置預設的最小變焦時間； 如果所述曝光時間大於所預設的最小變焦時間，則比較所述曝光時間是否大於或等於三倍的最小變焦時間；如果所述曝光時間大於三倍的最小變焦時間，則確定曝光過程中的變焦時間為三分之一的曝光時間；根據所確定的變焦時間和拍攝裝置的焦距變化值計算出曝光過程中的變焦速度； 比較拍攝裝置的當前焦距與拍攝裝置的焦距變化範圍最大值的差值是否大於所計算 出來的焦距變化值。如果所述焦距變化值小於拍攝裝置當前焦距與所述焦距變化範圍最大值的差值，則控 制曝光過程中的變焦方向為朝向焦距增大方向；根據所確定的變焦速度和變焦方向在曝光過程中改變所述拍攝裝置的焦距進行拍攝。
5. 如權利要求4所述的拍攝方法，其特徵在於，如果所述曝光時間小於所述最小變焦 時間，則發出無法拍攝徑向模糊效果指令。
6. 如權利要求4所述的拍攝方法，其特徵在於，如果所述曝光時間大於或等於三倍的 所述最小變焦時間，則所述變焦速度等於三倍的焦距變化值除以曝光時間
7. 如權利要求4所述的拍攝方法，其特徵在於，如果所述曝光時間大於或等於所述最 小變焦時間而小於三倍的所述最小變焦時間，所述變焦控制器將曝光過程中的變焦時間確 定為最小變焦時間，所述變焦速度等於焦距變化值除以最小變焦時間。
8. 如權利要求4所述的拍攝方法，其特徵在於，如果所述焦距變化值大於或等於拍攝 裝置當前焦距與所述焦距變化範圍最大值的差值，則控制曝光過程中的變焦方向為朝向焦 距減少方向。
9. 如權利要求4所述的拍攝方法，其特徵在於，計算曝光時間所依據的公式為formula see original document page 3，其中，formula see original document page 3F是光圈值； formula see original document page 3， T是曝光時間; formula see original document page 3S是感光度值；formula see original document page 3， Bv是外界環境亮度值，B是外界環境平均亮度，K是經驗常數。
全文摘要
一種拍攝系統，其包括拍攝裝置及與拍攝裝置相連接的變焦控制器。該變焦控制器包括時間計算模塊、時間比較模塊、速度計算模塊、焦距比較模塊及變焦控制模塊。該時間計算模塊根據預設的感光度值、光圈值和拍攝裝置所感測的環境亮度值計算出曝光時間。該時間比較模塊將曝光時間與拍攝裝置的最小變焦時間和三倍的所述最小變焦時間比較以確定曝光過程中的變焦時間。該速度計算模塊用於根據變焦時間和拍攝裝置的焦距變化值計算出曝光過程中的變焦速度。該焦距比較模塊將拍攝裝置的當前焦距與焦距變化範圍端值的差值與焦距變化值進行比較以確定曝光過程中的變焦方向。該變焦控制模塊根據所述變焦速度和變焦方向在曝光過程中變焦以拍攝徑向模糊照片。
文檔編號G03B7/093GK101750844SQ20081030635
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月18日 優先權日2008年12月18日
發明者黃博擎 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司;鴻海精密工業股份有限公司