專利名稱：使發(fā)光二極管閃光匹配至相機(jī)環(huán)境光的補(bǔ)償算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用發(fā)光二極管(LED)的數(shù)碼相機(jī)閃光燈，特別是，涉及一種其發(fā)光的特征被定制為匹配由相機(jī)執(zhí)行的現(xiàn)有環(huán)境光補(bǔ)償算法的LED閃光燈。
背景技術(shù)：
待拍圖像的色彩會(huì)受到環(huán)境光的高度影響。相比冷環(huán)境光，暖環(huán)境光被認(rèn)為是較多紅色且較少藍(lán)色。暖環(huán)境光可以是例如利用鎢絲的白熾光(約3000K)。早晨或下午的太陽產(chǎn)生較不溫暖的環(huán)境光(約3500K)。較冷環(huán)境光是熒光(約4500K)。當(dāng)頭太陽日光，陰天日光及陰暗日光產(chǎn)生逐漸變冷的光(5000-10000K)。標(biāo)準(zhǔn)的氙閃光燈產(chǎn)生趨于支配環(huán)境光的冷光(約^OOK)。高品質(zhì)數(shù)碼相機(jī)可手動(dòng)控制以選擇現(xiàn)有環(huán)境光的類型。由于該選擇，在色彩像素上執(zhí)行一特定補(bǔ)償算法以補(bǔ)償由該環(huán)境光建立的色彩偏移以使色彩更真實(shí)。某些數(shù)碼相機(jī)通過色彩平衡技術(shù)及其他技術(shù)可自動(dòng)偵測(cè)環(huán)境光的類型。結(jié)果，相機(jī)的處理器應(yīng)用若干色彩補(bǔ)償算法中的適當(dāng)?shù)囊环N色彩補(bǔ)償算法以矯正歸因于所偵測(cè)的環(huán)境光的任意色彩偏移。當(dāng)在相機(jī)中使用一標(biāo)準(zhǔn)氙閃光燈時(shí)，相機(jī)假定閃光燈支配環(huán)境光，且由相機(jī)選擇的色彩補(bǔ)償算法有時(shí)與使用的閃光燈相關(guān)聯(lián)。但在某些情形中，閃光及環(huán)境光二者都顯著地對(duì)圖像照明的有貢獻(xiàn)。使用LED作為小型相機(jī)，包括移動(dòng)電話相機(jī)的閃光燈正逐漸普及。這是因?yàn)長(zhǎng)ED 無需氙閃光燈所要求的高電壓脈沖，且LED及其驅(qū)動(dòng)器比氙燈泡及其驅(qū)動(dòng)器小得多。當(dāng)正使用數(shù)碼相機(jī)拍攝一視頻時(shí)LED亦可持續(xù)接通。如今所用的閃光LED通常是覆有YAG磷光體的一標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)LED晶元，其中由該YAG 磷光體發(fā)射的黃-綠光與通過磷光體層泄漏的藍(lán)LED光組合以產(chǎn)生白光。該光被認(rèn)為是具 7000K左右色溫的冷光。關(guān)于LED閃光燈的問題是閃光色溫不匹配環(huán)境色溫。因此，圖像受具不同特征的兩個(gè)光源的組合的照明。由于相機(jī)中所儲(chǔ)存的多種自動(dòng)色彩補(bǔ)償算法特定適于特定類型的環(huán)境光或閃光本身，即使經(jīng)選擇最適宜的色彩補(bǔ)償算法也不能精確補(bǔ)償該兩個(gè)非常不同的照明光源。數(shù)碼相機(jī)閃光燈領(lǐng)域中所需的是一種結(jié)合相機(jī)的色彩補(bǔ)償算法而完善地工作以產(chǎn)生具更真實(shí)色彩圖像的閃光燈系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之一是提供一種LED閃光燈，類似于照明一對(duì)象(例如待拍攝的對(duì)象) 的實(shí)際環(huán)境光。以此方式，閃光燈有效地增亮環(huán)境光。由于相機(jī)，例如移動(dòng)電話相機(jī)中的各不同色彩補(bǔ)償算法經(jīng)設(shè)計(jì)以僅補(bǔ)償一種類型的環(huán)境光，因此當(dāng)該LED閃光燈基本上匹配實(shí)際環(huán)境光時(shí)，經(jīng)選擇以用于該實(shí)際環(huán)境光的色彩補(bǔ)償算法最佳地工作。
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本發(fā)明可藉由確定照明對(duì)象的環(huán)境光為第一類型環(huán)境光，例如一白熾光，而由例如相機(jī)的一數(shù)字裝置執(zhí)行。接著激勵(lì)第一白光、發(fā)光二極管(LED)閃光燈，該第一白光LED 閃光燈包含發(fā)射可見藍(lán)光的第一 LED晶元。例如紅磷光體的第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料在該第一 LED晶元上，該第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料由該藍(lán)光激勵(lì)且將該藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以發(fā)射可見紅光。例如綠磷光體的第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料也在該第一 LED晶元上，該第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料由該藍(lán)光激勵(lì)且將該藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以發(fā)射可見綠光，其中該藍(lán)光、該紅光及該綠光的組合產(chǎn)生基本上匹配該第一類型環(huán)境光的白光。由此，該實(shí)際環(huán)境光由該LED閃光燈有效地增亮。若該裝置為照相機(jī)，則基于偵測(cè)的環(huán)境光的類型選擇復(fù)數(shù)個(gè)色彩補(bǔ)償算法之一， 并將與該第一類型環(huán)境光相關(guān)聯(lián)的色彩補(bǔ)償算法應(yīng)用至照片。由于僅有一種類型的照明光用于該對(duì)象，該色彩補(bǔ)償算法最佳地工作。本發(fā)明可經(jīng)擴(kuò)展以在例如照相機(jī)的裝置中提供多個(gè)LED閃光燈，且僅將產(chǎn)生基本上匹配實(shí)際環(huán)境光的LED閃光燈連同相關(guān)聯(lián)的色彩補(bǔ)償算法用于最終照片。


圖1是藍(lán)AlhGaN LED晶元的一截面圖，該晶元安裝于一基座上，上覆一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層，諸如由磷光體或量子點(diǎn)形成，，該磷光體或量子點(diǎn)經(jīng)定制以建立一白光LED，其光發(fā)射基本上匹配編程于數(shù)碼相機(jī)中的一環(huán)境光標(biāo)準(zhǔn)(例如，白熾光)。圖2繪示根據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例的使用一個(gè)或多個(gè)白光LED閃光燈的數(shù)碼相機(jī)， 所述白光LED閃光燈已經(jīng)定制化以用于由該相機(jī)對(duì)于不同環(huán)境光所使用的特定色彩補(bǔ)償算法。圖3描述白光LED的定制化制造的流程圖，該白光LED閃光燈的光發(fā)射基本上匹配白熾發(fā)射光譜，和描述并入該白光LED閃光燈的數(shù)碼相機(jī)的操作。圖4繪示一典型鎢燈絲的光譜，該光譜的特征編程到數(shù)碼相機(jī)中用以當(dāng)該燈絲用作環(huán)境光源時(shí)進(jìn)行色彩補(bǔ)償，且繪示經(jīng)定制以基本上匹配該燈絲光譜的白光LED的簡(jiǎn)化光
■i並曰O圖5是一流程圖，其描述多個(gè)白光LED閃光燈的定制制造，該多個(gè)白光LED閃光燈的光發(fā)射基本上匹配不同環(huán)境光源的光發(fā)射，且描述合了并入該多個(gè)白光LED閃光燈的數(shù)碼相機(jī)的操作。圖6是描述了使用圖5的定制白光LED的照相機(jī)操作的另一實(shí)施例的流程圖。圖7是描述了使用圖5的定制白光LED的照相機(jī)操作的又一實(shí)施例的流程圖。圖8是描述白光LED閃光燈的制制造的另一實(shí)施例的流程圖，該白光LED閃光燈的光發(fā)射基本上匹配一特定發(fā)射光譜，且描述合并該白光LED閃光燈的一數(shù)碼相機(jī)的操作。
具體實(shí)施例方式使用LED晶元及該晶元上的磷光體來制造一種用于特定相機(jī)的LED閃光燈，該LED 閃光燈產(chǎn)生白光，該白光的特征經(jīng)定制化以基本上匹配編程到該相機(jī)中的環(huán)境光設(shè)定之一。各照相機(jī)廠商可具有其自己的用于環(huán)境光類型的標(biāo)準(zhǔn)(例如，白熾光為2500K相對(duì)于 3000K)，因此該LED閃光燈經(jīng)定制以基本上匹配用于相機(jī)的現(xiàn)有環(huán)境光準(zhǔn)則之一。
本發(fā)明人已執(zhí)行比較環(huán)境光不同色溫的色彩誤差的測(cè)試(使用一色圖及δΕ94標(biāo)準(zhǔn))。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)設(shè)定相機(jī)使用其白熾光(鎢絲)色彩校正算法時(shí)，在定制LED閃光燈以基本上發(fā)射與鎢絲相同的色溫(約2700K)時(shí)產(chǎn)生最低的色彩誤差。該測(cè)試也展示出，使用標(biāo)準(zhǔn)YAG類型的LED閃光燈的照相機(jī)產(chǎn)生最高色彩誤差，同時(shí)該照相機(jī)對(duì)于鎢絲環(huán)境光而校準(zhǔn)。在小型數(shù)碼相機(jī)領(lǐng)域中，大部分閃光圖片在白熾照明下于室內(nèi)拍攝。因此，用于閃光圖片的一重要色彩補(bǔ)償演算法是用于白熾照明的。當(dāng)LED閃光燈經(jīng)制造以基本上再現(xiàn)由照相機(jī)使用的鎢絲光標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，實(shí)際鎢絲環(huán)境光及LED閃光的組合將基本上產(chǎn)生更明亮的鎢絲照明。照相機(jī)可使用自動(dòng)環(huán)境光偵測(cè)器以確定環(huán)境光的類型，或使用者可手動(dòng)識(shí)別環(huán)境光類型。結(jié)果，相較于LED閃光燈為YAG類型閃光燈或其它任意設(shè)計(jì)的閃光燈，本發(fā)明中在白熾光下于室內(nèi)拍攝的閃光圖片將更真實(shí)。藉由改變藍(lán)LED晶元上的紅磷光體及綠磷光體的密度、厚度、比率及/或類型可調(diào)整LED閃光燈的色彩發(fā)射以用于照相機(jī)的白熾光標(biāo)準(zhǔn)?？蓪⒃摰攘坠怏w可沉積成組合層， 或可沉積成分離層，或可以薄預(yù)成形板的形式貼附至LED晶元。在一實(shí)施例中，上述磷光體藉由電泳而沉積。也可使用量子點(diǎn)或其它波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。在另一實(shí)施例中，LED閃光燈模擬另一種類型的環(huán)境光，諸如日光或熒光。在另一實(shí)施例中，不同LED閃光燈經(jīng)定制以用于可由照相機(jī)偵測(cè)的多種環(huán)境光類型中的每一種，例白熾光、熒光、明亮日光及陰天日光。接著將上述不同LED閃光燈彼此毗鄰安裝在照相機(jī)中。當(dāng)欲拍攝一閃光圖片時(shí)，自動(dòng)偵測(cè)或手動(dòng)輸入環(huán)境光類型，接著僅對(duì)發(fā)射與該經(jīng)偵測(cè)的環(huán)境光基本上相同色溫的LED激勵(lì)以用于照片。因此，用于該光類型的照相機(jī)的色彩補(bǔ)償算法將最佳地工作以產(chǎn)生更真實(shí)的圖片。可使用LED閃光燈操作的許多其它方案以使最終圖片在最類似環(huán)境光的LED閃光下拍攝。圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例形成的白光LED 20的一截面圖。高功率藍(lán)光LED晶元22使用金凸塊25或任意其它構(gòu)件而焊接或超聲波熔接至基座M。該基座M在其表面上具有金屬接觸墊26與該LED晶元22上底部的電極觀電連接。該LED晶元22是倒裝晶片。上述接觸墊沈引至形成于該基座M周邊或下部上的其他導(dǎo)體，用于連接至印刷電路板30，該印刷電路板30繼而連接至諸如電流源的電源。該LED晶元22可使用AlInGaN材料而形成且較佳地發(fā)射具約430nm至480nm峰值波長(zhǎng)的藍(lán)光。該晶元22包括底部ρ層32、 活性層34及頂部η層36。各層可包含復(fù)數(shù)個(gè)層。在其它實(shí)施例中，η層位置及ρ層位置可反轉(zhuǎn)，且該裝置可以是非倒裝晶片。該藍(lán)LED晶元的頂表面可以為任意大小，其中典型大小約 1mm2。該LED晶元22的頂表面貼附含紅磷光體及綠磷光體的一個(gè)或多個(gè)磷光體層40。 雖然將在各實(shí)施例中使用磷光體，但是量子點(diǎn)可代替磷光體而用于降頻轉(zhuǎn)換。該一個(gè)或多個(gè)磷光體層40可預(yù)成形為薄磷光體板，或藉由諸如將上述磷光體沉積于液態(tài)黏著劑或電泳的方法沉積的層。通過上述磷光體層40的虛線表示磷光體被沉積成兩層、或磷光體覆蓋該LED晶元22的側(cè)面或磷光體僅覆蓋該晶元的頂表面(例如用磷光體板)。也可使用板與沉積的組合。沉積磷光體以建立廣泛的多種白光光譜的方法已是公知。某些藍(lán)光通過紅磷光體及綠磷光體泄漏，因此所得光為白色。
許多實(shí)例中一些適當(dāng)紅磷光體及綠磷光體的實(shí)例包含=Y3Al5O12 Cu3+ (綠)、 CaAlSiN3:Eu2+(紅)、LU3Al5012:Ce3+(綠)及(BaSr)2Si5N8:Eu2+(紅，稱為 BSSN)?？墒褂眉t磷光體及綠磷光體的任一組合。若使用磷光體板，各板或組合板的厚度通常介于50微米至300微米之間，該厚度取決于所用磷光體的類型、所用藍(lán)LED的類型(例如，更高功率的LED可能需要更厚的板)、 磷光體的密度及本領(lǐng)域技術(shù)人員了解的其他因素。該板可以是經(jīng)燒結(jié)的磷光體粉或分散于透明黏著劑(例如硅樹脂)中的磷光體粉?；蛘?，其可包括嵌入于諸如環(huán)氧樹脂或硅樹脂的適當(dāng)基質(zhì)中的半導(dǎo)體納米顆粒(量子點(diǎn))?；蛘撸淇蔀榛旌衔?例如，黏著劑中的磷光體，其中該黏著劑含有半導(dǎo)體納米顆粒)。 量子點(diǎn)將光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換成特定波長(zhǎng)，這取決于量子點(diǎn)顆粒之大小。建立特定紅或綠光發(fā)射所需的該量子點(diǎn)及他們的特性已為公知。若使用重疊的紅及綠板或?qū)?，則將紅磷光體放置在綠磷光體下是有利的，因?yàn)榧t降頻轉(zhuǎn)換器通常吸收綠光子，而綠降頻轉(zhuǎn)換器未明顯影響紅光子。此趨于導(dǎo)致降頻轉(zhuǎn)換效率的改良。本發(fā)明涉及定制由藍(lán)LED晶元激勵(lì)的紅磷光體及綠磷光體(或其它波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料)，以使所發(fā)射的白光基本上匹配于在數(shù)碼相機(jī)中使用以補(bǔ)償環(huán)境光特征的特定色彩補(bǔ)償算法。接著白光LED作為照相機(jī)閃光燈使用。若該LED閃光燈經(jīng)定制以基本上匹配在該照相機(jī)中編程的現(xiàn)有環(huán)境光類型之一，則該LED閃光燈有效增亮該環(huán)境光，且用于特定類型環(huán)境光的該照相機(jī)的色彩補(bǔ)償演算法最佳地工作以建立更真實(shí)的圖片色彩。在一實(shí)施例中，在單一照相機(jī)中使用多個(gè)不同LED閃光燈，各LED閃光燈對(duì)應(yīng)于不同環(huán)境光。在例如移動(dòng)電話照相機(jī)閃光燈的更簡(jiǎn)單實(shí)施例中，LED閃光燈經(jīng)定制以基本上匹配在該照相機(jī)中的白熾光色彩補(bǔ)償算法中由該照相機(jī)假定的白熾(鎢絲)環(huán)境光。圖2繪示照相機(jī)50包含多個(gè)LED閃光燈52、53及M。如本文中所使用，術(shù)語閃光也包含視頻期間而非單一圖片的持續(xù)照明。LED閃光燈52經(jīng)定制設(shè)計(jì)以用于基本上匹配一明亮日光環(huán)境光照相機(jī)設(shè)定，LED閃光燈53經(jīng)定制設(shè)計(jì)以用于基本上匹配一白熾環(huán)境光照相機(jī)設(shè)定，且LED閃光燈M經(jīng)定制設(shè)計(jì)以用于基本上匹配一熒光環(huán)境光照相機(jī)設(shè)定。可有用于其它光設(shè)定的額外LED閃光燈。各LED閃光燈上方為波長(zhǎng)(X軸)相對(duì)于LED閃光燈發(fā)射的光的相對(duì)強(qiáng)度的簡(jiǎn)化圖形，其中該波長(zhǎng)從在左邊的藍(lán)色增加至在右邊的紅色。對(duì)于熒光，發(fā)射歸因于所用磷光體的特定發(fā)射。由照相機(jī)色彩補(bǔ)償算法假定的各類型環(huán)境光的這些特征可由期望制造根據(jù)本發(fā)明的定制LED閃光燈的各照相機(jī)廠商提供。白熾環(huán)境光總色溫假定為2500K至4000K ；熒光環(huán)境光總色溫假定為4000K至5000K 且日光環(huán)境光總色溫假定為5000K至6500K。為選擇特定色彩補(bǔ)償算法的目的，照相機(jī)環(huán)境光設(shè)定可為手動(dòng)的或自動(dòng)的。大多數(shù)移動(dòng)電話照相機(jī)使用在白熾環(huán)境光下的LED閃光燈。在本發(fā)明最簡(jiǎn)單的方案中，對(duì)于某一照相機(jī)制造商，僅制造基本上匹配照相機(jī)白熾環(huán)境光設(shè)定的LED閃光燈。以此方式，當(dāng)連同白熾環(huán)境光使用閃光時(shí)，由于圖像所有的照明都具有白熾光特征，照相機(jī)的白熾光色彩補(bǔ)償算法將被最佳地應(yīng)用至照片。該技術(shù)描述于圖3的流程圖中，該流程圖被分成LED閃光燈設(shè)計(jì)及照相機(jī)操作。 在圖3的步驟58中，LED廠商識(shí)別特定照相機(jī)類型用以確定環(huán)境光為白熾(鎢絲)
9的光特征。該照相機(jī)將具有色彩補(bǔ)償演算法，在此白熾環(huán)境光下應(yīng)用至照片之拍攝。接著在步驟59中，LED廠商定制紅磷光體及綠磷光體特征用于特定藍(lán)LED晶元以建立經(jīng)定制的白光LED以匹配已在特定照相機(jī)中編程的白熾光特征。此定制可牽涉改變一個(gè)或多個(gè)如下磷光體特征密度、厚度、比率、類型且可能其它因素。沉積方法也將影響白光特征。在一實(shí)施例中，紅磷光體是一薄的預(yù)成形磷光體板，且特定板選自具不同厚度的其它板以達(dá)成所要的紅光分量。類似地，綠板是選自復(fù)數(shù)個(gè)不同的板以達(dá)成所要的綠色分量。由于藍(lán)色分量為通上述板泄漏的LED光，故上述板的厚度也影響藍(lán)光分量?？山?jīng)驗(yàn)性確定或藉由計(jì)算機(jī)仿真確定以特定驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)上述板及上述藍(lán)LED的多種組合達(dá)成的光特征。在步驟60中，所得LED閃光燈安裝在照相機(jī)中用以基本上復(fù)制編程于特定照相機(jī)中的環(huán)境白熾光特征。圖4繪示了典型的鎢絲光譜62，所述鎢絲的特征被編程于數(shù)碼相機(jī)中，用于當(dāng)用所述燈絲作為環(huán)境光源使用時(shí)進(jìn)行色彩補(bǔ)償。圖4也繪示了經(jīng)定制以基本上匹配燈絲光譜的白光LED 53(圖幻的簡(jiǎn)化光譜64。在約450nm藍(lán)波長(zhǎng)的LED光的相對(duì)照度中的凸出歸因于LED晶元的藍(lán)光泄漏通過紅磷光體及綠磷光體。只要LED閃光燈特征大致上追蹤環(huán)境光特征(如由照相機(jī)感測(cè))，則認(rèn)為該LED閃光燈基本上匹配該環(huán)境光。不同磷光體具有影響該LED閃光燈特征平滑度的不同全波長(zhǎng)半波高(full-wavelength-half-maximum)特征。但是，由于照相機(jī)基本上僅偵測(cè)紅、綠及藍(lán)光，因此LED閃光燈無需類似環(huán)境光的整個(gè)光譜，只要該照相機(jī)感知該LED閃光為簡(jiǎn)單增加該環(huán)境光亮度。在圖3的步驟66中，假定照相機(jī)自動(dòng)偵測(cè)環(huán)境光類型，該照相機(jī)“打開快門”(以電子感測(cè))，且在無該閃光的情況下，例如在低分辨率下，該照相機(jī)的色彩像素傳感器68偵測(cè)經(jīng)照明的圖像。所述傳感器68可以是CCD、CM0S或其它類型的傳感器。該照相機(jī)的微處理器70處理該圖像以確定環(huán)境光類型，例如通過比較所述特征與儲(chǔ)存于存儲(chǔ)器71中的特征。該照相機(jī)甚至可使用分離光傳感器以感測(cè)總色溫。在另一實(shí)施例中，使用者經(jīng)由該照相機(jī)菜單屏幕而手動(dòng)識(shí)別環(huán)境光類型。在步驟72中，假定該照相機(jī)偵測(cè)到該環(huán)境光不足夠亮而無法拍攝圖片，該照相機(jī)啟用該LED閃光燈，并拍攝該圖像。若該環(huán)境光是白熾光，則該LED閃光燈僅增加該環(huán)境亮度而基本上不改變色彩。為激勵(lì)該LED閃光燈53，該微處理器70將信號(hào)施加至LED驅(qū)動(dòng)器 73，其將電流脈沖(用于圖片)或持續(xù)電流(用于視頻)施加至該LED閃光燈53。用于閃光燈的LED驅(qū)動(dòng)器已是公知且在市場(chǎng)上可購得。在步驟76中假定偵測(cè)到該環(huán)境光為白熾光，該照相機(jī)使用白熾環(huán)境光色彩補(bǔ)償設(shè)定處理該圖像，使得該色彩補(bǔ)償演算法最佳地工作?？蓪⑸市Ｕ蜃?包含色彩偏移及亮度)儲(chǔ)存于由該微處理器70尋址的存儲(chǔ)器71中。若該環(huán)境光不是白熾光且使用該LED 閃光燈，所得照明將為實(shí)際環(huán)境光及該LED閃光的組合。若照明光受該LED閃光支配則該照相機(jī)可應(yīng)用與該LED閃光燈相關(guān)聯(lián)的色彩補(bǔ)償算法，或者該照相機(jī)可應(yīng)用考慮該LED閃光及該實(shí)際環(huán)境光混合的另一色彩補(bǔ)償算法。在步驟80中，將經(jīng)色彩校正的圖片儲(chǔ)存于例如記憶卡的存儲(chǔ)器82中。當(dāng)在白熾環(huán)境光中使用閃光燈拍攝圖片時(shí)，圖3的流程圖產(chǎn)生最佳結(jié)果。對(duì)于較高質(zhì)量的照相機(jī)，可將多個(gè)LED閃光燈52巧4安裝在相同區(qū)域(例如，反射器)中，且僅將對(duì)應(yīng)于所偵測(cè)的環(huán)境光的閃光用于最終圖片。
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圖5是承擔(dān)安裝在照相機(jī)中多個(gè)LED閃光燈的流程圖。假定照相機(jī)設(shè)定包含至少日光(晴天，太陽當(dāng)頭)、白熾及熒光。可有更多或更少的設(shè)定及閃光燈。在圖5的步驟84中，識(shí)別光特征，特定類型照相機(jī)用以決定環(huán)境光是否是日光、白熾或熒光。接著藉由該照相機(jī)的該決定應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的色彩補(bǔ)償算法，用于所拍圖像的色彩補(bǔ)償。該特征可由照相機(jī)廠商提供給LED閃光燈廠商。在步驟86中，LED閃光燈經(jīng)制造以基本上匹配在步驟84中識(shí)別的日光、白熾及熒光特征。圖2中，所述特征的簡(jiǎn)化實(shí)例示于LED閃光燈52-54的上方。在步驟88中，將該三個(gè)LED閃光燈安裝在數(shù)字照相機(jī)中。接著可使用多種照相機(jī)技術(shù)將LED閃光與環(huán)境光組合并選擇應(yīng)用至照片的最佳色彩校正算法。在圖5的實(shí)例中，在步驟90中，偵測(cè)環(huán)境光，例如藉由打開快門(電子而非機(jī)械地執(zhí)行)，以通過比較實(shí)際環(huán)境光特征與儲(chǔ)存于存儲(chǔ)器71中的環(huán)境光特征而偵測(cè)環(huán)境光。該環(huán)境光也可由使用者簡(jiǎn)單識(shí)別。在步驟92中，僅對(duì)與所偵測(cè)的環(huán)境光類型最緊密關(guān)聯(lián)的LED閃光燈5244激勵(lì)以拍攝閃光圖片。該微處理器70對(duì)LED驅(qū)動(dòng)器73識(shí)別適當(dāng)?shù)拈W光，接著該LED驅(qū)動(dòng)器73施加電流脈沖或持續(xù)電流至選擇的LED。接著在步驟94中，使用用于該環(huán)境光的適當(dāng)色彩校正因數(shù)處理受該環(huán)境光及匹配LED閃光照明的圖像。由此，將最佳地應(yīng)用該算法。在步驟96中，將最終圖片儲(chǔ)存于存儲(chǔ)器82中。圖6繪示使用圖5中制造的LED閃光燈的照相機(jī)操作的另一實(shí)例。在圖6的步驟 98中，打開照相機(jī)快門以僅使用環(huán)境光處理一低分辨率圖片。在步驟100中，照相機(jī)在低分辨率下利用三個(gè)閃光燈52巧4每個(gè)分別拍攝單獨(dú)圖片并確定哪個(gè)閃光燈產(chǎn)生與步驟98中所偵測(cè)的環(huán)境光最一致的圖像。接著在步驟102中，照相機(jī)使用最匹配環(huán)境光的LED閃光燈拍攝一正規(guī)圖片。在步驟104中，使用與環(huán)境光相關(guān)聯(lián)的算法來色彩補(bǔ)償照片。由此，該算法將最佳地應(yīng)用。在步驟106中，將經(jīng)色彩校正的圖像儲(chǔ)存于存儲(chǔ)器82中。圖7繪示使用在圖5中制造的LED閃光燈的照相機(jī)操作的另一實(shí)施例。在圖7之步驟108中，照相機(jī)用各閃光燈依次拍攝圖片并將這些圖片暫時(shí)儲(chǔ)存于存儲(chǔ)器中。在步驟110中，微處理器70藉由，例如，檢查面部色調(diào)或使用其它標(biāo)準(zhǔn)來確定最佳圖片。接著在步驟112中，照相機(jī)基于所偵測(cè)的環(huán)境光而將適當(dāng)色彩校正算法應(yīng)用至最佳圖片并刪除剩余的圖片。在步驟114中，將經(jīng)色彩校正的圖像儲(chǔ)存于存儲(chǔ)器82中。圖8繪示假定LED閃光支配圖像照明且照相機(jī)應(yīng)用與LED閃光相關(guān)聯(lián)的色彩校正算法(例如，白熾光算法)而不關(guān)注實(shí)際環(huán)境光的另一技術(shù)。此假定該環(huán)境光不足夠明亮以便要求閃光。在圖8的步驟116中，藍(lán)LED上的磷光體密度、厚度、類型等經(jīng)調(diào)整以建立經(jīng)定制的白光LED閃光燈，用于匹配已編程于特定照相機(jī)中的環(huán)境日光特征、白熾光及熒光特征之一。
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在步驟118中，當(dāng)偵測(cè)到需要閃光時(shí)，拍攝圖像，且假定該閃光燈支配圖像照明。在步驟120中，用與所述LED閃光燈特征相關(guān)聯(lián)的色彩補(bǔ)償算法色彩校正照片。在一實(shí)施例中，由于所有的閃光圖片都在室內(nèi)白熾環(huán)境光下拍攝，所以該LED閃光燈具有白熾光特征。在步驟122中，將經(jīng)色彩校正的圖像存儲(chǔ)于82中。在所有實(shí)施例中，亮度補(bǔ)償可藉由快門的打開時(shí)間和補(bǔ)償算法組合來實(shí)現(xiàn)。本文所描述方法的多種組合可用于處理用一個(gè)或多個(gè)定制的LED閃光燈所拍攝的照片。若使用者手動(dòng)識(shí)別環(huán)境光則該處理被簡(jiǎn)化。在詳細(xì)描述本發(fā)明后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解，在給定本發(fā)明公開內(nèi)容且不脫離本文所述發(fā)明概念的精神的情況下，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改。因此，不期望本發(fā)明的范圍受限于所繪示和描述的特定實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種操作數(shù)碼裝置(50)的方法，包括 確定照明對(duì)象的環(huán)境光為第一類型環(huán)境光；及激勵(lì)第一白光、發(fā)光二極管(LED)閃光燈(5 以進(jìn)一步照明所述對(duì)象，所述第一白光 LED閃光燈包括發(fā)射可見藍(lán)光的第一 LED晶元02)；在所述第一 LED晶元上的第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(40)，所述第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料由所述藍(lán)光激勵(lì)且將所述藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以發(fā)射可見紅光；及在所述第一 LED晶元上的第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(40)，所述第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料由所述藍(lán)光激勵(lì)且將所述藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以發(fā)射可見綠光，其中所述藍(lán)光、紅光及綠光的組合產(chǎn)生基本上匹配所述第一類型環(huán)境光的白光。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中所述第一類型環(huán)境光是色溫介于2500K-4000K之間的白識(shí)光ο
3.如權(quán)利要求1的方法，其中所述裝置(50)是照相機(jī)，所述方法進(jìn)一步包括 由所述照相機(jī)拍攝受所述第一類型環(huán)境光及來自所述第一白光LED閃光燈(5 照明的所述對(duì)象的照片；基于一種類型環(huán)境光從儲(chǔ)存于所述照相機(jī)中的復(fù)數(shù)個(gè)色彩補(bǔ)償算法(71)選擇一個(gè)， 所述算法至少有一個(gè)與所述第一類型環(huán)境光相關(guān)聯(lián)；及將與所述第一類型環(huán)境光相關(guān)聯(lián)的色彩補(bǔ)償算法應(yīng)用至所述照片。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中所述算法(71)中的至少一個(gè)與一第二類型環(huán)境光相關(guān)聯(lián)，所述方法進(jìn)一步包括確定照明所述對(duì)象的環(huán)境光為所述第二類型環(huán)境光； 激勵(lì)第二白光LED閃光燈(52)，所述第二白光LED閃光燈包括 發(fā)射可見藍(lán)光的第二 LED晶元02)；在所述第二 LED晶元上的第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(40)，所述第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料由所述藍(lán)光激勵(lì)且將所述藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以發(fā)射可見紅光；及在所述第二 LED晶元上的第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(40)，所述第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料由所述藍(lán)光激勵(lì)且將該藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以發(fā)射可見綠光，其中所述藍(lán)光、紅光及綠光的組合產(chǎn)生基本上匹配所述第二類型環(huán)境光的白光；由該照相機(jī)(50)拍攝受所述第二類型環(huán)境光及來自所述第二白光LED閃光燈照明的所述對(duì)象的照片；基于一種類型環(huán)境光從儲(chǔ)存于所述照相機(jī)中的復(fù)數(shù)個(gè)色彩補(bǔ)償算法(71)選擇一個(gè)， 所述算法至少有一個(gè)與所述第二類型環(huán)境光相關(guān)聯(lián)；及將與所述第二類型環(huán)境光相關(guān)聯(lián)的色彩補(bǔ)償算法應(yīng)用至所述照片。
5.如權(quán)利要求4的方法，其中所述第二類型環(huán)境光為色溫介于5000K-6500K之間的日光。
6.如權(quán)利要求4的方法，其中所述第二類型環(huán)境光為色溫介于4000K-5000K之間的熒光。
7.如權(quán)利要求4的方法，其進(jìn)一步包括拍攝照片時(shí)在不同時(shí)間激勵(lì)所述第一白光LED閃光燈(5 及所述第二白光LED閃光燈(52)，且基于哪個(gè)圖片具更真實(shí)色彩而選擇一所得圖片。
8.一種數(shù)碼照相機(jī)裝置(50)包括處理器(70)，該處理器(70)經(jīng)編程以將一色彩補(bǔ)償算法應(yīng)用至在一特定環(huán)境光下拍攝的圖片；存儲(chǔ)器(71)，該存儲(chǔ)器(71)含有復(fù)數(shù)個(gè)色彩補(bǔ)償算法，各算法與一不同類型的環(huán)境光相關(guān)聯(lián)，所述算法中至少一個(gè)與白熾環(huán)境光相關(guān)聯(lián) ’及第一白光、發(fā)光二極管(LED)閃光燈(53)，所述第一白光LED閃光燈包括 發(fā)射可見藍(lán)光的第一 LED晶元02)；在所述第一 LED晶元上的第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(40)，所述第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料由所述藍(lán)光激勵(lì)且將該藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以發(fā)射可見紅光；及在所述第一 LED晶元上的第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(40)，所述第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料由所述藍(lán)光激勵(lì)且將所述藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以發(fā)射可見綠光，其中所述藍(lán)光、紅光及綠光的組合產(chǎn)生色溫介于2500K-4000K之間的白光，以基本上匹配白熾光的特征，所述處理器經(jīng)編程以當(dāng)一對(duì)象受白熾環(huán)境光及所述第一白光LED閃光燈照明時(shí)將與白熾光相關(guān)聯(lián)的所述色彩補(bǔ)償算法應(yīng)用至圖片。
9.如權(quán)利要求8所述的照相機(jī)裝置(50)，其中所述算法(71)至少一個(gè)與日光環(huán)境光相關(guān)聯(lián)，所述照相機(jī)進(jìn)一步包括第二白光LED閃光燈(52)，所述第二白光LED閃光燈包括 發(fā)射可見藍(lán)光的第二 LED晶元02)；在所述第二 LED晶元上的第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(40)，所述第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料由所述藍(lán)光激勵(lì)且將所述藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以發(fā)射可見紅光；及在所述第二 LED晶元上的第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(40)，所述第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料由所述藍(lán)光激勵(lì)且將所述藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以發(fā)射可見綠光，其中所述藍(lán)光、紅光及綠光的組合產(chǎn)生色溫介于5000K-6500K之間的白光，以基本上匹配日光的特征；所述處理器(70)系經(jīng)編程以當(dāng)一對(duì)象受日光環(huán)境光及所述第二白光LED照明時(shí)將與日光相關(guān)聯(lián)的所述色彩補(bǔ)償演算法應(yīng)用至圖片。
10.如權(quán)利要求8所述的照相機(jī)裝置，其中所述算法(71)中的至少一個(gè)與熒光環(huán)境光相關(guān)聯(lián)，該照相機(jī)進(jìn)一步包括第三白光LED閃光燈(54)，該第三白光LED閃光燈包括 發(fā)射可見藍(lán)光的第三LED晶元02)；在所述第三LED晶元上的第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(40)，所述第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料由所述藍(lán)光激勵(lì)且將所述藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以發(fā)射可見紅光；及在所述第三LED晶元上的第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(40)，所述第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料由所述藍(lán)光激勵(lì)且將所述藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以發(fā)射可見綠光，其中所述藍(lán)光、紅光及綠光的組合產(chǎn)生色溫介于4000K-5000K之間的白光，以基本上匹配熒光的特征；所述處理器(70)系經(jīng)編程以當(dāng)一對(duì)象受熒光環(huán)境光及所述第三白光LED照明時(shí)將與熒光相關(guān)聯(lián)的所述色彩補(bǔ)償演算法應(yīng)用至圖片。
11.一種提供用于數(shù)碼照相機(jī)(50)的發(fā)光二極管(LED)閃光燈(5 的方法，包括 識(shí)別由數(shù)碼照相機(jī)(50)使用以確定環(huán)境光具有白熾光特征的標(biāo)準(zhǔn)，以使得所述照相機(jī)能夠?qū)⑴c白熾環(huán)境光相關(guān)聯(lián)的色彩補(bǔ)償算法(71)應(yīng)用至用所述環(huán)境光照明的對(duì)象的照片；提供第一白光LED(5!3)用作所述數(shù)碼照相機(jī)中的閃光燈，其中所述第一白光LED的光特征經(jīng)選擇以基本上匹配所述白熾環(huán)境光特征，其中所述第一白光LED為使用一方法制造，所述方法包括提供發(fā)射可見藍(lán)光的第一發(fā)光二極管(LED)晶元；提供在所述第一 LED晶元上的第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(40)，所述第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料由所述藍(lán)光激勵(lì)且將所述藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以發(fā)射可見紅光；及提供在所述第一 LED晶元上的第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(40)，所述第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料由所述藍(lán)光激勵(lì)且將所述藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以發(fā)射可見綠光，其中所述藍(lán)光、紅光及綠光的組合產(chǎn)生具有介于2500K-4000K之間的白光，以基本上匹配所述白熾光特征。
12.如權(quán)利要求11的方法，其進(jìn)一步包括識(shí)別由數(shù)碼照相機(jī)(50)使用以確定環(huán)境光具有日光特征的標(biāo)準(zhǔn)，以使得所述照相機(jī)能夠?qū)⑴c日光環(huán)境光相關(guān)聯(lián)的色彩補(bǔ)償算法(71)應(yīng)用至用所述日光環(huán)境光照明的對(duì)象的照片；提供第二白光LED(5》用作所述數(shù)碼照相機(jī)中的閃光燈，其中所述第二白光LED的光特征經(jīng)選擇以基本上匹配所述日光環(huán)境光特征，其中所述第二白光LED為使用一方法制造，所述方法包括提供發(fā)射可見藍(lán)光的第二 LED晶元02)；提供在所述第二 LED晶元上的第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(40)，所述第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料由所述藍(lán)光激勵(lì)且將所述藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以發(fā)射可見紅光；及提供在所述第二 LED晶元上的第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(40)，所述第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料由所述藍(lán)光激勵(lì)且將所述藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以發(fā)射可見綠光，其中所述藍(lán)光、紅光及綠光的組合產(chǎn)生具有色溫介于5000K-6500K之間的白光，以基本上匹配所述日光特征。
13.如權(quán)利要求12的方法，其進(jìn)一步包括在所述相同數(shù)碼照相機(jī)(50)中并入所述第一白光LED (53)及所述第二白光LED (52)。
14.如權(quán)利要求11的方法，其進(jìn)一步包括識(shí)別由數(shù)碼照相機(jī)(50)使用以確定環(huán)境光具有熒光特征的標(biāo)準(zhǔn)，以使得所述照相機(jī)能夠?qū)⑴c熒光環(huán)境光相關(guān)聯(lián)的色彩補(bǔ)償算法應(yīng)用至用所述熒光環(huán)境光照明的對(duì)象的照片；提供第三白光LED(54)用作所述數(shù)碼照相機(jī)中的閃光燈，其中所述第三白光LED的光特征經(jīng)選擇以基本上匹配所述熒光環(huán)境光特征，其中所述第三白光LED為使用一方法制造，所述方法包括提供發(fā)射可見藍(lán)光的第三LED晶元02)；提供在所述第三LED晶元上的第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(40)，所述第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料由所述藍(lán)光激勵(lì)且將所述藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以發(fā)射可見紅光；及提供在所述第三LED晶元上的第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(40)，所述第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料由所述藍(lán)光激勵(lì)且將所述藍(lán)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以發(fā)射可見綠光，其中所述藍(lán)光、紅光及綠光的組合產(chǎn)生具有色溫介于4000K-5000K之間的白光，以基本上匹配所述熒光特征。
15.如權(quán)利要求14的方法，其進(jìn)一步包括在所述相同數(shù)碼照相機(jī)(50)中并入所述第一白光LED (5 及所述第三白光LED(M)。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種用于數(shù)碼照相機(jī)(50)的白光LED閃光燈(53)，該白光LED閃光燈(53)使用藍(lán)光LED晶元(22)結(jié)合在該LED晶元上的紅色及綠色磷光體或量子點(diǎn)材料(40)。磷光體或量子點(diǎn)特征經(jīng)選擇使得白光基本上匹配該數(shù)碼相機(jī)中的環(huán)境光設(shè)定，例如白熾環(huán)境光設(shè)定。因此，當(dāng)在白熾環(huán)境光下拍攝閃光圖片且該閃光燈發(fā)射與該白熾光相同類型的光時(shí)，該閃光燈將有效增亮該白熾光。接著將與白熾光照明相關(guān)聯(lián)的該照相機(jī)的色彩補(bǔ)償算法(71)應(yīng)用至照片且由于對(duì)象僅受白熾光照明而最佳地工作。此概念被擴(kuò)展至LED閃光燈，其仿真其它類型環(huán)境光，具有編程到該照相機(jī)中的相關(guān)聯(lián)色彩補(bǔ)償算法的。
文檔編號(hào)F21V9/08GK102365581SQ201080014006
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月26日
發(fā)明者M·布特沃特 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司, 飛利浦拉米爾德斯照明設(shè)備有限責(zé)任公司