CN105264880A

CN105264880A - 用于相机的滤光

Info

Publication number: CN105264880A
Application number: CN201480030176.XA
Authority: CN
Inventors: 安东尼·韦恩·戴维斯; 罗伯特·罗斯; 托马斯·格莱米·纳瑞斯; 彼得·杰瑞德·兰德; 詹姆士·H·詹纳德
Original assignee: Red com LLC
Current assignee: Red com LLC
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2034-04-03
Also published as: KR102010628B1; US20160381270A1; JP6422942B2; US9380220B2; JP2016520859A; EP2984520A4; US20180146125A1; US10187588B2; EP2984520A1; US9854180B2; KR20150140742A; ES2700733T3; EP2984520B1; WO2014165698A1; CN105264880B; US20140300805A1

Abstract

在一个实施方式中，一种相机包括图像传感器，图像传感器位于相机外壳内，将经过滤光器进入相机外壳的光转换成数字图像数据。滤光器可具有可变的不透明度。与图像传感器通信的处理器识别用于滤光器的操作设置，以及在曝光周期内根据用于滤光器的操作设置而调节滤光器的不透明度水平。另外，处理器至少基于用于滤光器的操作设置而修改数字图像数据的值。

Description

用于相机的滤光

相关申请的引用

本申请要求以下美国临时申请的优先权权益：于2013年4月5日提交的、题目为“用于相机的滤光(OPTICALFILTERINGFORCAMERAS)”的第61/809,260号美国临时申请(代理机构对接号：REDCOM.087PR1)；于2013年9月13日提交的、题目为“用于相机的滤光和曝光控制(OPTICALFILTERINGANDEXPOSURECONTROLFORCAMERAS)”的第61/877,459号美国临时申请(代理机构对接号：REDCOM.087PR2)；以及于2013年9月25日提交的、题目为“用于相机的滤光(OPTICALFILTERINGFORCAMERAS)”的第61/882,575号美国临时申请(代理机构对接号：REDCOM.087PR3)，这些美国临时申请的公开内容通过引用整体并入本文。

背景技术

电影胶片相机通过允许光穿过镜头开口然后穿过快门光圈来曝光胶片。在传统的电影摄影机中，快门以与经过的胶片帧的速度同步的速度旋转。另一方面，数字电影摄影机通过电子控制每一帧的曝光时间而使图像传感器曝光，以获得类似的效果。

发明内容

根据某些方面，提供一种滤光器(例如，电子控制的、不透明度可变的滤波器)和对应的方法，以用于中性密度滤波、时域滤波或这两者。滤光器可与现有的相机组件集成，例如镜头支架或相机主体，从而提供滤光器与相机系统的无缝集成。

根据某些方面，提供一种相机，相机包括外壳和图像传感器，图像传感器位于外壳内并配置为将进入外壳的光转换成数字图像数据。相机包括沿着位于相机主体之外的点和图像传感器之间的光路布置的、不透明度可变的滤光器。可电子控制滤光器的可变的不透明度。

不透明度可变的滤光器可沿着位于由相机支撑的镜头和图像传感器之间的光路布置。例如，在一些情况下，镜头支架包括不透明度可变的滤光器且可拆除地附接至外壳。镜头支架配置为接收镜头组件。相对于将滤波器布置在其他位置，将滤光器集成在镜头支架中，可提供某些益处。例如，与滤波器集成在镜头内的情况相比，在普通镜头支架可与多个第三方镜头协作的情况下，用户可购买单个组件，从而赋予用户能够通过任何兼容的镜头使用滤光器功能。此外，不同于滤光器容纳在单独的封装中并附接至镜头的前部的配置，镜头支架集成的滤光器允许用户互换镜头，而不必还要从旧的镜头拆下滤光器并将它附接至新的镜头。由于镜头通常频繁地互换，例如比镜头支架频繁得多地互换，所以这可极大地简化使用。最后，虽然在一些实施方式中，镜头支架可包括在相机主体内，但是滤光器包括在镜头支架中，减少了包括在相机外壳中的组件的数量并提供增加的灵活性。例如，如所期望的，通过选择包括或不包括滤光器的镜头支架，用户可选择以使用或不使用滤光器来录制。或者在一些情况下，包括滤光器的普通镜头支架可与多种不同类型的兼容的相机主体一起使用。在某些其他实施方式中，不透明度可变的滤光器布置在外壳内。在又一些其他实施方式中，滤光器可位于镜头内，附接至或另外位于光路中的镜头的前部，或位于光路中的某个其他位置。

在某些实施方式中，外壳包括外壳光圈，以及镜头支架可附接至外壳光圈，其中不透明度可变的滤光器布置在外壳内并位于外壳光圈和图像传感器之间。

不透明度可变的滤光器可包括液晶，例如一个或多个液晶面板。

在某些实施方式中，不透明度可变的滤光器配置为在中性密度模式下操作。在中性密度模式下，例如在使图像传感器曝光时，不透明度可变的滤光器的不透明度可基本上恒定。

不透明度可变的滤光器还可配置为在时域滤波模式下操作。当在时域滤波模式下时，不透明度可变的滤光器可在帧周期的至少一部分期间根据时域滤波功能而改变。

相机可配置为存储视频录制的多个帧，以及当在时域滤波模式下时，根据时域滤波功能，不透明度可变的滤光器的衰减系数可从第一衰减系数改变至至少第二衰减系数(例如，至多个其他衰减系数)，其中在由相机拍摄的视频录制的单个帧的曝光的至少一部分期间，第一衰减系数不同于第二衰减系数。例如，在曝光期间，根据时域滤波功能，不透明度可变的滤光器的可变不透明度可基本上持续改变。

相机还可包括不透明度控制器，不透明度控制器配置为电子控制不透明度可变的滤光器，其中当在时域滤波模式下时，不透明度可变的滤光器根据时域滤波功能而改变。在一些情况下，不透明度控制器配置为向不透明度可变的滤光器传输第一控制信号，使得不透明度可变的滤光器将其不透明度改变至第一衰减系数，以及向不透明度可变的滤光器传输第二控制信号控制，使得不透明度可变的滤光器将其不透明度改变至第二衰减系数。

当在时域滤波模式下操作时，不透明度可变的滤光器可配置为减小时域混叠。以及不透明度可变的滤光器可配置为选择性地在中性密度滤波模式、时域滤波模式以及全局快门模式中的一个或多个模式下操作。

根据一些实施方式，相机可包括位于外壳内的至少一个处理器，处理器配置为处理由图像传感器生成的数字图像数据以及基于滤光器的配置而修改数字图像数据的值。例如，处理器可配置为基于用于不透明度可变的滤光器的不透明度设置而改变对数字图像数据的值修改的量。不透明度设置可对应于用于不透明度可变的滤光器的、用户选择的中性密度光圈设置。

在一些情况下，数字图像数据包括第一、第二和第三颜色，以及处理器配置为基于不透明度设置而修改用于第一颜色的值。例如，第一颜色可以是蓝色图像数据。值的修改可抵消由滤光器引起的数字图像数据的色移。

当不透明度可变的滤光器在时域滤波模式下操作时，处理器可至少部分地基于与不透明度可变的滤光器相关的快门角度而修改值。至少部分地基于快门角度对值的修改可调节数字图像数据的白点。以及对值的修改可抵消由不透明度可变的滤光器引起的、数字图像数据中的白点偏移。

在一些实施方式中，处理器可配置为根据第一功能修改数字图像数据的值以抵消由不透明度可变的滤光器引起的白点偏移，以及根据第二功能修改数字图像数据的值以抵消由不透明度可变的滤光器引起的色移。

根据进一步的方面，相机可包括至少一个处理器，处理器配置为控制传感器的操作以及生成同步或其他控制信号。另外，不透明度可变的滤光器可包括驱动电子设备，驱动电子设备配置为控制不透明度可变的滤光器的不透明度、接收信号、以及响应于该信号，使对不透明度可变的滤光器的不透明度的控制与图像传感器的操作同步。

在一些情况下，同步或控制信号可从处理器经过相机内部的信号路径传送至驱动电子设备。例如，信号可从处理器传送至不透明度可变的滤光器的驱动电子设备，而不必使用外部相机端口或相机外部的引线或电缆。

根据另外的方面，不透明度可变的滤光器可配置为选择性地、机械地移动至光路中以及移动至光路之外。在这样的情况下，相机可包括替代光学元件，替代光学元件配置为当不透明度可变的滤光器移动至光路之外时机械地移动至光路中而代替不透明度可变的滤光器。相机可包括致动器，致动器可由用户致动以实现不透明度可变的滤光器至光路中以及至光路之外的移动。替代光学元件可包括基本上透明的材料，例如玻璃。此外，在一些情况下，替代光学元件具有基本上类似于不透明度可变的滤光器的折射率。

相机可另外包括将驱动电子设备与不透明度可变的滤光器连接的至少第一电子连接器，第一电子连接器具有至少一个柔性部分。第一电子连接器可包括至少两个电导体，这两个电导体均可连接至驱动电子设备和不透明度可变的滤光器两者。第一电子连接器可布置为使得当不透明度可变的滤光器移动至光路中以及移动至光路之外时，第一柔性电子连接器中没有部分经过光路。

在一些另外的实施方式中，相机可包括第二图像传感器和不透明度可变的第二滤光器，第二图像传感器位于外壳内并配置为将进入外壳的光转换成数字图像数据，以及不透明度可变的第二滤光器沿着光路布置在由外壳支撑的第二镜头组件和第二图像传感器之间，其中电子控制不透明度可变的第二滤光器的可变不透明度。

相机可另外包括沿着光路设置在相机主体之外的点和图像传感器之间的虹彩光圈。虹彩光圈可包括光圈机构，光圈机构配置为限定光路的、尺寸可调节的孔径光阑。

在一些实施方式中，相机可包括曝光控制器，曝光控制器配置为通过改变滤光器的至少一个光学特性而至少部分地调节曝光水平。至少一个光学特性可以是滤光器的不透明度。曝光控制器可响应于相机外部的光照条件或相机的当前视场的改变而调节至少一个光学特性。曝光控制器可响应于对由传感器采集的数字图像数据的处理而另外或可选地调节至少一个光学特性。曝光控制器可改变至少一个光学特性，但是(i)孔径光阑的尺寸、(ii)相机的可调节的快门速度、(iii)图像传感器的可调节的灵敏度、(iv)相机的白平衡设置或(v)相机的景深中的一个、两个或更多个或每一个维持基本上恒定或不变。曝光控制器可调节至少一个光学特性以使曝光水平维持在基本恒定的水平或在预定范围内。该范围可在基准曝光水平以上或以下不超过约1％或约5％的范围内。曝光控制器可响应于由与图像传感器不同的第二传感器检测的光照条件的改变而调节至少一个光学特性。第二传感器可以是第二图像传感器。

机械快门可沿着光路另外布置在相机之外的点外部的点和图像传感器之间。

在某些实施方式中，图像传感器可实现电子快门。当图像传感器实现电子快门时，相机的快门速度可与由图像传感器实现的电子快门相关。

调焦机构可另外设置在包括至少一个镜头组件的光路中，配置为调节流经调焦机构至图像传感器的光的焦点。

在实施方式中，一种相机可包括相机外壳、位于相机外壳内的图像传感器、以及与图像传感器通信的处理器。图像传感器可将进入相机外壳的光转换成数字图像数据。光在到达图像传感器之前，可经过位于光路中的不透明度可变的滤光器。处理器可识别用于滤光器的操作设置、生成控制信息、以及至少基于用于滤光器的操作设置而修改数字图像数据的值，其中该控制信息使得滤光器的不透明度水平在曝光周期内根据用于滤光器的操作设置而调节。

前述段落中的相机可包括以下特征中的一个或多个：当用于滤光器的操作设置指示时域滤波模式时，处理器可生成控制信息，该控制信息使得滤光器的不透明度水平在曝光周期内从第一不透明度水平调节至第二不透明度水平以及回调至第一不透明度水平；以及当在第一不透明度水平和第二不透明度水平之间调节时和当在第二不透明度水平和第一不透明度水平之间调节时，不透明度水平可变迁经过多个中间不透明度水平。用于滤光器的操作设置可包括中性密度设置，以及处理器可使滤光器的不透明度水平在曝光周期内维持在对应于中性密度设置的不透明度水平。通过向数字图像数据应用矩阵，处理器可修改数字图像数据的值，以至少抵消滤光器对数字图像数据的影响。通过向数字图像数据应用矩阵，处理器可修改数字图像数据的值，以至少执行与除了滤光器之外的一个或多个组件相关的色度校准。数字图像数据包括第一、第二和第三颜色，以及处理器可至少基于用于滤光器的操作设置而修改用于第一颜色的值。第一颜色可包括蓝色图像数据。与当滤光器的不透明度水平是不同于第一水平的第二水平时相比，当滤光器的不透明度水平是第一水平时，通过使用于第一颜色的值减小更大的量，处理器可修改第一颜色的值。处理器可修改数字图像数据的值以抵消由滤光器引起的色移。处理器可修改数字图像数据的值以抵消由滤光器引起的、数字图像数据中的白点偏移。处理器可修改数字图像数据的值以抵消由滤光器引起的、数字图像数据中的白点偏移。处理器可根据第一功能修改数字图像数据的值以抵消由滤光器引起的、数字图像数据中的白点偏移，以及根据第二功能修改数字图像数据的值以抵消由滤光器引起的色移，以及在根据第二功能修改数字图像数据的值之前，处理器可根据第一功能修改数字图像数据的值。与当用于滤光器的操作设置指示全局快门模式时相比，当用于滤光器的操作设置指示时域滤波模式时，通过使数字图像数据的值减小更大的量，处理器可修改数字图像数据。滤光器可以是可释放地连接至相机外壳的镜头支架的部件。当用于滤光器的操作设置指示时域滤波模式时，处理器可至少基于与滤光器相关的快门角度而修改数字图像数据的值。处理器可至少部分地根据用户输入而设置用于滤光器的操作设置。滤光器可包括在可去除地附接至相机外壳的镜头支架中。相机可进一步包括可容纳在相机外壳内的滤光器。滤光器可包括液晶面板。处理器可生成控制信息以在至少三种不同的模式下操作滤光器，这些模式对应于：(i)时域滤波模式，在时域滤波模式下，滤光器使其透光度逐渐增加至第一水平，随后在曝光周期结束之前使透光度从第一水平逐渐减小；(ii)全局快门模式，在全局快门模式下，滤光器(a)维持第一水平的透光度，(b)使透光度从第一水平急剧增加至第二水平，(c)维持第二水平的透光度，以及(d)使透光度从第二水平急剧减小；以及(iii)中性密度模式，在中性密度模式下，不透明度在曝光周期内维持在恒定值。

在实施方式中，一种操作相机的方法包括：识别用于具有可变不透明度的滤光器的操作设置；在曝光周期内，根据用于滤光器的操作设置，通过处理器调节滤光器的不透明度水平；通过相机外壳内的图像传感器，将进入相机外壳的光转换成数字图像数据，光在到达图像传感器之前经过滤光器；以及至少基于用于滤光器的操作设置而修改数字图像数据的值。

前述段落中的方法可包括以下特征中的一个或多个：用于滤光器的操作设置可包括中性密度设置，以及方法可进一步包括使滤光器的不透明度水平在曝光周期内维持在对应于中性密度设置的水平。修改可包括向数字图像数据应用矩阵以至少抵消滤光器对数字图像数据的影响。修改可包括在根据第二功能修改数字图像数据以抵消由滤光器引起的色移之前，根据第一功能修改数字图像数据以抵消由滤光器引起的、数字图像数据中的白点偏移。修改可包括与当用于滤光器的操作设置指示全局快门模式时相比，当用于滤光器的操作设置指示时域滤波模式时，使数字图像数据的值减小更大的量。

在实施方式中，一种相机可包括相机外壳、位于相机外壳内的图像传感器、以及与图像传感器通信的处理器。图像传感器可将进入相机外壳的光转换成数字电影图像数据。光在到达图像传感器之前，可经过位于光路中的不透明度可变的滤光器。处理器可接收对于用户选择的、用于滤光器的操作模式的指示，以及可从包括时域滤波模式和全局快门模式的至少两种可用的操作模式中选择操作模式。对于由数字电影图像数据表示的多个图像帧中的每个图像帧，在与对应于图像帧的帧周期的至少一部分对应的曝光周期内：(i)如果用户选择的操作模式是时域滤波模式，则生成控制信息，该控制信息使得滤光器使其透光度逐渐增加至第一水平，随后在曝光周期结束之前使透光度从第一水平逐渐减小；以及(ii)如果用户选择的操作模式是全局快门模式，则生成控制信息，该控制信息使得滤光器(a)维持第一水平的透光度，(b)使透光度从第一水平急剧增加至第二水平，(c)维持第二水平的透光度，以及(d)使透光度从第二水平急剧减小。此外，至少两种操作模式可进一步包括中性密度模式，其中如果用户选择的操作模式是中性密度模式，则处理器可在曝光周期内维持基本上恒定的透光度水平。

在实施方式中，一种镜头支架包括设置在镜头支架的相机侧上的相机接口、设置在镜头支架的镜头侧上的镜头接口、沿着光路从镜头侧延伸穿过镜头支架至相机侧的开口、不透明度可变的光学面板、以及电子设备。相机接口可以可释放地附接至相机主体上对应的接口。镜头接口可以可释放地接收镜头。不透明度可变的光学面板可位于光路中，使得经过开口的光入射至光学面板上。电子设备可响应于通过相机接口接收的控制信息而调节光学面板的不透明度。

附图说明

提供附图以说明本文描述的示例性实施方式，且附图不意在限制本公开的范围。在全部附图中，参考数字可重复使用以指示被参考的元件之间的一般对应性。

图1A示出了包括具有滤光器的镜头支架的相机系统。

图1B示出了具有位于相机外壳内的滤光器的相机系统。

图2是在单个帧内的曝光窗口功能的绘图。

图3示出了包括具有集成的滤光器的镜头支架的实施方式的相机系统。

图4A和4B分别示出了图3的镜头支架的前立体分解图和后立体分解图。

图5A-F示出了配置为移动至相机的光路中以及移动至相机的光路之外的滤光器的操作。

图6示出了可由相机系统执行的曝光控制过程。

图7示出了可由相机系统执行的图像数据修改过程。

图8示出了可由相机系统执行的滤光器布置过程。

图9示出了具有多个成像器和对应的滤光器的相机系统的实施方式。

具体实施方式

现在将针对某些示例和实施方式描述本公开的多个方面，这些示例和实施方式意在说明而不是限制本公开。本公开中的任何事物均不意在暗示公开的实施方式的任何具体特征或特性是必需的。保护范围由本描述所附的权利要求限定，而非由本文描述的任何具体实施方式限定。

系统、设备和方法在本文中描述为例如使用一个或多个不透明度可变的滤光器来滤光。滤光器可与现有的相机组件例如镜头支架或相机主体集成。滤光器可在包括用于中性密度滤波、时域滤波或全局快门的模式的多种模式中的一个或多个模式下操作。

相机系统概述

图1A-C示出了包括一个或多个滤光器102的相机系统100a，100b的多个配置。相机系统100a、100b可用于检测和处理视频图像数据。图1A的相机系统100a包括相机外壳104、镜头支架106以及镜头108。相机外壳104设置有镜头支架接口110，用于与镜头支架106的对应的接口112可释放地附接。镜头支架106进一步包括配置为接收和支撑镜头108的镜头接口114。相机系统100a通常可包含以下专利文献中描述的相机的组件或功能，或可另外类似于或相同于以下专利文献中描述的任何相机：于2012年8月7日公布的、题目为“视频相机(VIDEOCAMERA)”的第8,237,830号美国专利；或于2013年9月3日公布的、题目为“模块化数字相机(MODULARDIGITALCAMERA)”的第8,525,925号美国专利，这两个美国专利中每一个的全部内容通过引用并入本文。

相机系统100a包括位于相机外壳104内的至少一个图像传感器114、至少一个存储器113、至少一个控制器116、至少一个图像处理器119。控制器116通常管理图像传感器114的操作，以及可与镜头支架106的镜头支架控制器118通信，以使滤光器102和图像传感器114的操作同步。在某些实施方式中，例如，在控制器116的指示下，镜头支架控制器118与镜头108通信并控制镜头108的操作。图像处理器119通常处理从图像传感器114输出的图像数据。在图像处理器119处理图像数据之前或之后，图像数据可存储至存储器113。图像处理器119可以以任何已知的方式格式化来自图像传感器114的数据流，以及可将绿色、红色和蓝色的图像数据分离成为单独的资料整理。例如，图像处理器119可将红色数据分离成为一个数据元素、将蓝色数据分离成为一个蓝色数据元素、以及将绿色数据分离成为一个绿色数据元素。虽然在图1的示出的实施方式中，控制器116和图像处理器119示出为单独的处理器和控制器，但是在其他实施方式中，可使用相同的处理器或控制器实现控制器116和图像处理器119。

在一些实施方式中，相机系统100a还包括以下组件中的一个或多个：用于压缩图像数据的压缩模块(未示出)、用于向相机系统100a的用户显示图像的显示器(未示出)、以及用于控制由显示器显示的图像的显示器控制器(未示出)。压缩模块、显示器以及显示器控制器中的一个或多个可与图像传感器114、存储器113、控制器116以及图像处理器119通信。例如，压缩模块可集成在图像处理器119内。

图像传感器114可以是任何类型的图像感测设备，包括，例如但不作为限制：CCD、CMOS、垂直堆叠的CMOS设备例如适马传感器、或使用棱柱以在传感器之间分光的多传感器阵列。图像传感器114可通过选择性地输出图像传感器114的预定部分而提供可变的分辨率，以及图像传感器114和图像处理器119可允许用户识别输出的图像数据的分辨率。另外，传感器114可包括贝尔(Bayer)模板滤波器。这样，通过其芯片组(未示出)，传感器114可输出表示由图像传感器114的独立光电管检测的红光、绿光或蓝光的光度的数据。图像传感器114的芯片组可用于读取图像传感器的每个元件上的电荷并因此输出数值流，例如以RGB格式输出。在一些配置中，相机100a可配置为以“2k”(例如，2048×1152像素)、“4k”(例如，4096×2540像素)、“4.5k”水平分辨率、“5k”水平分辨率(例如，5120×2700像素)、“6k”水平分辨率(例如，6144×3160)或更大分辨率录制和/或输出视频(例如，压缩的原始视频)。在一些实施方式中，相机可配置为录制具有在上述分辨率中的至少任何分辨率之间的水平分辨率的、压缩的原始图像数据。在进一步的实施方式中，分辨率在上述值中的至少一个之间(或是上述值之间的某个值)，且约为6.5k、7k、8k、9k或10k、或它们之间的某个值。如本文使用的，在以格式“xk”(例如，上述2k和4k)表达的术语中，数量“x”指示近似的水平分辨率。这样，“4k”分辨率对应于约4000或更多个水平像素，以及“2k”对应于约2000或更多个像素。使用目前在市场上能买到的硬件，传感器可以小至约0.5英寸(8mm)，但是传感器可以为约1.0英寸或更大。另外，图像传感器114可配置为通过仅选择性地输出传感器114的预定部分而提供可变的分辨率。例如，传感器114和/或图像处理模块可配置为允许用户识别输出的图像数据的分辨率。此外，相机100a可配置为以上述的任何分辨率水平、以帧速率采集和/或录制图像数据(例如，压缩的原始图像数据)。这些处理还可应用于，例如以大于23帧/秒的帧速率，以及为20,23.98,24,25,29.97,30,47.96,48,50,59.94,60,120和250帧/秒的帧速率、或这些帧速率中任何帧速率之间的其他帧速率或更大帧速率，对连续视频的处理。

镜头108可以由镜头支架106和相机外壳104以留下镜头108暴露在相机外壳104的外表面的方式支撑。镜头108可包括一个或多个光学元件以及可将入射光聚焦在图像传感器114的光敏表面上。镜头108可提供可变的变焦、光圈以及调焦功能。镜头108可包括在光路中位于镜头108的前方的点和图像传感器114之间的虹彩光圈107。虹彩光圈107可包括光圈机构，光圈机构配置为限定光路中的尺寸可调的孔径光阑或孔。镜头108可包括调焦机构109，调焦机构109设置在光路中并包括配置为调节经过调焦机构109至图像传感器114的光的焦点的至少一个透镜组件。另外，镜头108可包括控制虹彩光圈107和调焦机构109的操作的镜头控制器111。在一些情况下，在控制器116的指示下，镜头控制器111可控制虹彩光圈107和调焦机构109。

例如，在控制器116的指示下，镜头支架控制器118还可控制滤光器102的操作。滤光器102可以是可电子控制的光学元件。可根据期望的功能控制滤光器102的不透明度，以提供例如时域滤波(例如，以减小时域混叠，如于2012年3月15日公布的、题目为“用于改进的电影相机的设备和方法(APPARATUSANDMETHODFORIMPROVEDMOTIONPICTURECAMERAS)”的第2012/0062845号美国专利申请公布中描述的，该美国专利申请的全部内容通过引用并入本文)、全局快门或中性密度滤波。例如，滤光器102可包括液晶元件，液晶元件可根据驱动电压来控制以在一次或多次曝光的过程中改变图像传感器114上的瞬时照度。在一种实现中，液晶元件可在供应有电压(例如，正弦AC电压信号)时不透明以及可在未供应有电压时透明，且供应的电压的均方根(RMS)可增加以增加液晶元件的不透明度以及可减小以减小液晶元件的不透明度。在一些情况下，液晶元件可过载(例如，以可能不维持在稳态操作的AC电压驱动)，以增加从透明转到不透明的速度。在另一实现中，偏振器可包括在光路中的滤光器102中，位于液晶元件之前或之后，以及通过改变向液晶元件的电力供应，可改变液晶元件的极性，以控制从不透明至透明的照度。在其他情况下，滤光器102可另外或可选地包括一个或多个可旋转的偏振器、包括穿孔的曝光控制晶片、或可在一次或多次曝光过程中用于改变图像传感器114上的瞬时照度的一个或多个其他滤光器。镜头支架控制器118和/或滤光器102可包括用于改变滤光器102的不透明度或另外驱动滤光器102的驱动电子设备。结果，镜头支架106可至少部分地接管用于相机系统100a的快门的职责。例如，当相机系统100a可在时域滤波模式或全局快门模式下操作时，可认为镜头支架106接管用于相机系统100a的快门的职责。

为了提供时域滤波，通常可控制滤光器102提供预滤波功能。例如，滤光器102可提供随着时间的密度或照度滤波，以生成曝光窗口功能，在某些操作模式下，曝光窗口功能展现除了0(完全不透明)和1(完全透明)之外的一些变迁值。在一个示例中，滤光器102用作预滤波器以减少时域混叠，从而提供在单次曝光期间连续改变并展现除了0(完全不透明)和1(完全透明)之外的变迁值的照度。

图2的绘图200示出了多个示例性曝光窗口功能1-6，曝光窗口功能1-6可由滤光器102产生，用于实现时域滤波，例如以减少时域混叠和其他类型的运动伪像。曝光窗口功能1-6示出了随着时间的、滤光器102的曝光(例如，不透明度或透光度)，其中1可对应于完全不透明而0可对应于完全透明。兼容的时域滤波功能可例如，在帧周期期间从“关闭”状态(例如，在曝光周期内处于完全不透明状态或另外处于最低透光度水平)逐渐变迁至“打开”状态(例如，在曝光周期内处于完全透明或另外处于最高透光度水平)，然后回到关闭状态。曝光窗口功能1-4示出了用于实现时域滤波的、示例性的、通常高斯形的曝光窗口功能，而曝光窗口功能5和6分别示出了全局快门和中性密度曝光窗口功能。虽然曝光窗口功能1-6示出为针对24帧/秒(fps)的快门速度或帧速率，但是其他快门速度或帧速率可用于其他情况，以及具有其他形状的曝光窗口功能可用于其他情况。此外，在一些操作模式下，如相机系统100a的相机系统能够使不同的快门角度被选择和实现。在这样的情况下，曝光窗口功能1-6可应用以使图像传感器曝于光下，持续与用于相机系统的快门角度对应的时间。

如可从绘图200的曝光窗口功能1看见的，例如，滤光器102的曝光可随着时间改变，以及在一些情况下，在单个帧内改变。曝光窗口功能1的曝光可在时间0.000秒处具有约0.08的曝光水平的点7开始，稳步增加至在时间0.010秒处具有约0.52的曝光水平的点8，在时间约0.022秒处具有约1.00的曝光水平的点9达到峰值，稳步减小至在时间0.030秒处具有约0.64的曝光水平的点10，以及在时间约0.043秒处具有约0.08的曝光水平的点11结束。因此，在单个帧的过程中，曝光窗口功能1可由以下项中的一个或多个表征：(i)初始曝光水平，(ii)曝光水平的速率从初始曝光水平增加至峰值曝光水平，(iii)峰值曝光水平，(iv)曝光水平的速率从峰值曝光水平减小至结束曝光水平，以及(v)结束曝光水平。在一个示例性实现中，诸如由曝光窗口功能1所示出的，滤光器102的不透明度可在单个帧期间从最初不透明度水平逐渐改变至另一不透明度水平以及回到最初不透明度水平，以及当在最初不透明度水平和另一不透明度水平之间调节时，不透明度水平可变迁经过多个中间不透明度水平。

如可从绘图200的曝光窗口功能5看见的，作为另一示例，滤光器102的曝光可随着时间改变，以及在一些情况下，与曝光窗口功能1的变迁相比，在单个帧内以可相对急剧且较少渐变的方式改变。具体地，曝光窗口功能5的曝光可在时间0.000秒处以约0.00的曝光水平开始，维持在约0.00的曝光水平一直到约0.018秒的初始时间处，在约0.018秒的初始时间之后急剧增加至约1.00的曝光水平，维持在约1.00的曝光水平一直到随后的约0.023秒的时间处，在随后的约0.023秒的时间之后急剧减小至约0.00的曝光水平，以及维持在约0.00的曝光水平一直到时间0.043处。因此，在单个帧的过程中，曝光窗口功能5可由以下项中的一个或多个表征：(i)曝光水平急剧改变时的初始时间，(ii)曝光水平再次急剧改变时的随后的时间，(iii)初始时间和随后的时间之间的宽度期w，以及(iv)在变迁之前和之后的曝光水平。对应于曝光窗口功能5的所示出的波形对应于具有约42度[(0.005s/0.043s)×360度]的相关快门角度的全局快门模式。在一个示例性实现中，诸如由曝光窗口功能5所示出的，滤光器102的不透明度可在单个帧期间从最初不透明度水平急剧改变至另一不透明度水平以及再次回到最初不透明度水平。

可控制滤光器102提供全局快门功能。例如，可控制滤光器102的不透明度，使得例如，诸如通过生成绘图200的曝光窗口功能5，图像传感器114的所有图像感测元件可同时或基本上同时曝于光下。如所示出的，可控制滤光器102生成从“关闭”状态至“打开”状态的相对尖锐的变迁，其中在关闭状态下，滤波器102处于最大不透明度水平(或处于某个其他基准不透明度水平)，而在打开状态下，滤波器102处于其最大透光度水平(或处于某个其他最高不透明度水平)。在尖锐地变迁回到关闭状态之前，滤波器102保持在打开状态持续预定时间。按照这种方式，图像传感器114的图像感测元件可曝于光下持续相对有限的时间。全局快门功能可消除例如卷帘快门伪像，如由闪光灯引起的部分照度。在一些情况下，这种类型的全局快门功能称为实现“硬”全局快门或“方型快门”，其原因是从关闭至打开的尖锐的变迁以及从打开至关闭的尖锐的变迁。相反，上述时域滤波功能可称为“软”全局快门或“软快门”，其原因是存在从关闭至打开并回到关闭的类似变迁，但是它是逐渐变迁。

还可控制滤光器102提供中性密度滤波功能。例如，在滤光器102是液晶的情况下，镜头支架控制器118可向液晶提供振幅基本上恒定的信号，使得液晶在整个帧周期或基本上整个帧周期期间提供期望的恒定不透明度水平。可控制信号的振幅(例如，基于用户选择的光圈值)，以获得期望的不透明度水平和对应的中性密度滤波效果。这样是与时域滤波模式和全局快门模式作对比，其中在时域滤波模式和全局快门模式下，滤光器102的不透明度水平在一个或多个帧周期期间根据滤波功能而改变。

在某些实施方式中，滤光器102可在至少三种模式，例如时域滤波模式、全局快门模式或中性密度滤波模式下操作。在一些实施方式中，滤光器102可在这三种模式中的至少一种或两种模式下操作。可提供用户界面(未示出)以允许用户配置滤光器102的操作和模式。例如，在相机系统100a的显示器(未示出)上设置图形用户界面。可选地，可设置一个或多个旋钮、按钮或其他控制器。在适应各种激发条件时以及在给用户提供创造性的灵活性时，具有多种操作模式可能尤其有用。对于很多场景，通常的卷帘快门可给录制的视频提供“类似胶片”的形貌，以及可适合于很多场合。在这样的情况下，用户可不激活滤光器102(或在中性密度模式下操作)，以使用图像传感器114本身的卷帘快门来采集数据。

在卷帘快门引起的运动伪像受到特别关注的情况下，可使用方型快门、全局快门模式(急剧关闭/打开/关闭)，以提供相对精确的运动表示。例如，全局快门模式可减少来自不受控制的闪光灯或闪光的分条或撕裂伪像，减少所谓的“果冻”效应，使得快速运动的对象不成角度或不被修剪，以及可减少由于快速相机运动导致的模糊或摇晃。

另一方面，在维持类似胶片的形貌的同时，存在减少时域伪像或其他运动伪像的期望的情况下，用户可选择将滤波器102置于软快门、时域滤波模式下。其中，时域滤波模式可通常提供以下益处：

·允许适当地采集诸如旋转推进器的周期性运动的旋转方向。

·在保持清晰度的同时软化模糊。

·在拍摄的同时减小抖动。

·使得人的运动相对精确和自然。

·在不需要连续的或同步的照明的情况下减少闪烁。

·减少来自不受控制的闪光灯或闪光的分条或撕裂伪像。

·减少“果冻”效应。

·减少由于相机运动导致的模糊和摇晃。

用户界面可提供用于滤光器102的多个不同的编程选项。例如，可提供模式选择选项以在中性密度滤波模式、时域滤波模式以及全局快门模式之间选择。在一些实施方式中，还提供组合的时域滤波和中性密度模式以及组合的全局快门和中性密度模式。每个模式可具有对应的用户可选择的选项。例如，滤光器可改变相机的有效光敏度(“有效ISO”)，诸如在中性密度滤波模式下，有效ISO减小，其原因是滤光器102减少了透射至图像传感器114的光。为了向用户提供关于该影响的程度的计量器，用户界面可选择性地显示用于图像数据的有效ISO，以能够使用户鉴于一个或多个其他相机设置而更好地理解滤光器102的不透明度对图像数据的影响。该用户界面可提供图像传感器114的有效ISO和原生ISO两者。此外，用户界面还可允许用户使用图形化的滑动条或其他类型的控制器来选择具体期望的有效ISO。在一些实施方式中，调节有效ISO在实际上调节了相机原生ISO，而不是调节滤光器102的不透明度，相反，例如可通过调节中性密度光圈值来控制滤光器102的不透明度。除了通过对期望的有效ISO的选择而实现的间接调节之外，用户界面可另外允许用户直接选择用于原生ISO的值。

对于中性密度滤波模式，用户能够选择有效光圈值。在一个实施方式中，用户可与用户界面交互以对滤光器102编程使之表现为中性密度滤波器，以及可选择从1.5按照1/10光圈增量增加至9.0的光圈值。在一些实施方式中，中性密度滤波器具有从0.01按照1/100、1/10或1光圈增量增加至9.0的光圈值(例如，0.01,1.0,1.43,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,9.0)。在具体实施方式中，当镜头支架106连接至相机外壳104，这样相机系统100a可在以下三种选择模式中的一种模式下操作时，中性密度滤波可一直有效：(1)中性密度滤波模式，(2)组合的时域滤波和中性密度模式，以及(3)组合的全局快门和中性密度模式。

在一些实施方式中，用于相机系统100a的光圈值的范围可取决于操作模式。例如，当在中性密度模式下操作而非在时域滤波或全局快门模式下操作时，用于滤光器102的光圈值的可允许范围可从1.6至8.0光圈。另一方面，当在时域滤波或全局快门模式下操作时，用于滤光器102的光圈值的可允许范围可从1.6至4.0光圈。

对于时域滤波和全局快门模式，界面可允许用户选择用于滤光器102的快门角度。当在时域滤波模式下操作时，滤光器102还可表现为中性密度滤波器。在一些实施方式中，用户可选择一组时域滤波功能中的一个，其中每个时域滤波功能提供不同的结果(例如，不同量或质量的混叠减少)。

如所讨论的，还可提供组合的时域滤波和中性密度模式以及组合的全局快门和中性密度模式。在这样的情况下，用户还能够选择用于中性密度功能的光圈值，类似于独立的中性密度模式。在组合的时域滤波和中性密度模式下，在一个示例中，应用于滤光器102的功能的总体形状可类似于图2的绘图200中示出的曝光窗口功能1。例如，曝光窗口功能的形状可以是高斯或其他关于峰值基本上对称的形状，其中基本上在帧周期的中间位置(或者在与用于时域滤波功能的选择的快门角度对应的、帧周期的一部分的中间位置)达到峰值。然而，根据光圈值，在帧的持续时间内滤光器102的平均透明度(或不透明度)可改变。例如，参照图2的绘图200，曝光窗口功能1或其一部分可通常随着光圈值增加而被下压或向下移动，或可另外调节以进一步减少在帧周期期间经过滤光器的光的量。例如，曝光窗口功能1可通常减小以变成绘图200的曝光窗口功能2。相反，例如，曝光窗口功能2或其一部分可通常随着光圈值减小而向上移动，或可另外调节以增加在帧周期期间经过滤光器的光的平均量。例如，曝光窗口功能2可通常增加以变成绘图200的曝光窗口功能1。

在一些情况下，滤光器102可以以导致入射在图像传感器114上的红外线或其他混杂的量增加这样的方式使光经过滤光器102。这样的情况可包括当滤光器102在中性密度滤波模式下操作时，当滤光器102不在中性密度滤波模式下操作而是通过高的中性密度操作时，或当滤光器102在时域滤波模式或全局快门模式下操作时。作为示例，滤光器102可在操作时用作红外线通过滤波器，其中红外线通过滤波器允许到达图像传感器114的红外光的量明显增加。为了抵消这样的效应，相机系统100a可包括置于光路中的一个或多个滤波器(未示出)。例如，所述一个或多个滤波器可以是光学低通滤波器(OLPF)、抗混叠滤波器、红外(IR)截止滤波器或吸热滤波器，而且可考虑一个或多个附加滤波器，其原因是相机外壳104还可另外包括不同的OLPF，以及另外的滤波器用于阻挡从滤光器102的使用导致的、另外的红外线或其他混杂。在一个实施方式中，另外的滤波器可包括附着至滤光器102的一个或多个表面或另外沉积在滤光器102的一个或多个表面上的光学涂层或膜。例如，在滤光器102是液晶显示面板的情况下，配置为使可见光通过但是阻挡红外光的光学涂层或膜可应用至液晶显示面板的玻璃盖或其他表面(或者可另外合适地应用至液晶显示面板)。在其他情况下，作为另外的滤波器的替代或除了另外的滤波器之外，可应用防反射涂层或其他类型的涂层。在一些其他情况下，另外的滤波器可包括不附着至滤光器102或不另外形成滤光器102的部件的、物理分离的面板或其他光学组件。在这样的情况下，另外的滤波器可布置在光路中的任何合适的点处。

在不期望滤波的情况下，还可选择性地不激活滤光器102。例如，在使用液晶的情况下，可控制液晶以展现最大透明度水平。然而，在一些情况下，液晶或滤光器102具有某个最小不透明度水平或其他光学效应，这在不想要滤波的情况下可能是不期望的。为了解决这个问题，在一些情况下，可从光路去除滤光器102。进一步针对图5A-F讨论一种这样的情况。

如图1A所示，滤光器102可整合至镜头支架106中。因此，用户可通过镜头支架106的标准安装而享受滤光器102的益处，而且不必附接单独的、专用的滤波组件。此外，用于控制滤光器102的信号可直接从相机外壳104沿着通信路径117经过界面112传送，例如不必使用外部电缆或外部相机端口。该配置提供了滤光器102至系统中的无缝集成。另外，从相机外壳104分离滤光器102的功能，提供了系统模块性。例如，现有的客户可通过购买具有滤光器102的相对便宜的镜头支架106，不必购买包括滤光器102的昂贵得多的相机外壳104，而从滤光器102的使用中受益。类似地，由于升级至滤光器102变得可行，所以用户可通过购买新的镜头支架106而非新的相机外壳104，而从升级中受益。其他客户可选择通过购买不包括滤光器102的标准镜头支架来购买成本更低的系统。本文描述的整合了滤光器102和/或滤光器102的其他实现方式的镜头支架106可整合至模块化相机中，例如于2013年9月3日公布的、题目为“模块化运动相机(MODULEMOTIONCAMERA)”的第8,525,924号美国专利中描述的模块化相机，该美国专利的全部内容通过引用并入本文。

在其他情况下，滤光器102整合至相机外壳104中。例如，图1B示出了类似于图1A的相机系统100a的相机系统100b，在图1B中，滤光器102设置在相机外壳104内或另外由相机外壳104支撑。结果，镜头支架106还可不包括镜头支架控制器118。该实现方式可提供某些益处。例如，由于滤光器102可更紧地耦接至控制器116和相机外壳104内的其他电子设备，所以为了同步和其他控制目的而与滤光器102的通信可更加可靠，且可减少设计复杂性。

在一些实施方式中，可使用多个滤光器102。例如，在一个实施方式中，在光路中在第一滤光器102之后布置至少第二滤光器102。多个滤光器102中的每个可以是相同的类型(例如，液晶面板)，或者可使用不同的类型。此外，多个滤光器102可提供不同的功能。例如，在一个实施方式中，多个滤光器102中的一个可用于提供中性密度滤波，以及多个滤光器102中的另一个用于提供时域滤波。

图9示出了类似于图1的相机系统100a的、整合了多个滤光器102的相机系统900。相机系统900包括多个图像传感器114和对应的镜头108。多个滤光器102中的一个或多个可包括在光路中，位于对应的镜头108和图像传感器114之间。在一些情况下，一个或多个滤光器102反而可布置在光路中对应的镜头108之前。图像传感器114和对应的镜头108的组合可称为成像器。

使用滤光器的曝光控制

对于传统的相机，通过对光圈、快门速度或这两者的手动或自动调节以维持期望的曝光，有时导致场景照明改变。然而，通过改变景深、期望的运动效果等，这样的改变可能以不期望的方式改变拍摄的质量或特性。因此，可能期望在维持曝光在期望的水平或在期望的范围内的同时，维持恒定的或基本上恒定的某些相机设置，例如光圈、快门速度、景深、灵敏度(ISO)、色温等。这可能尤其适用于照明条件通常显著地改变的拍摄环境，例如对于云彩可能运动遮住太阳的室外曝光。

在一些实施方式中，可控制滤光器102以控制曝光，例如与由图像传感器114采集的数字图像数据相关的曝光水平。例如，可控制滤光器102的不透明度以调节入射至图像传感器114上的光的量，从而维持恒定的或基本上恒定的曝光水平(或维持曝光水平在期望的范围内)。如所示出的，滤光器102或其他光学元件可沿着在相机主体之外的点和图像传感器114之间的光路布置。

根据一些方面，用户可选择曝光值(或曝光范围)，以及控制器116可控制滤光器102维持或基本上维持选择的曝光值(或范围)。例如，在一些情况下，作为调节镜头108的光圈、快门速度(例如，图像传感器114的数字快门速度和/或镜头108的机械快门速度)以及图像传感器114的光敏度(例如，IOS灵敏度)中的一个或多个的替代，调节滤光器102的不透明度以控制入射至图像传感器114上的光的量。因此，使用滤光器102维持曝光，可提供以下益处：在改变照明条件的情况下实现期望的曝光，同时还维持某些相机设置在期望的水平(例如，期望的光圈、快门速度、光敏度或色温)。

在一些情况下，图像传感器114例如通过控制的传感器像素激活和不激活而实现电子快门。此外，作为电子快门的替代或除了电子快门之外，相机系统100a，100b或900可包括在光路中布置在相机系统100a，100b或900之外的点和图像传感器114之间的机械快门。

相机系统100a，100b或900可包括曝光控制器，曝光控制器配置为通过改变滤光器102的至少一个光学特性(例如，不透明度)而至少部分地调节曝光水平。例如，参照图1A，可通过相机外壳104内的控制器116和镜头支架106内的镜头支架控制器118中的一个或多个来实现曝光控制器。

曝光控制器可配置为响应于相机系统100a，100b或900外部的照明条件的改变而调节至少一个光学特性。例如，曝光控制器可响应于相机系统100a，100b或900的当前视场中的照明条件的改变而调节光学特性。例如，调节可响应于对由图像传感器114采集的图像数据的处理。在这样的情况下，可基于图像数据的分析确定场景照明改变，以及曝光控制器相应地调节光学特性。

在一些情况下，曝光控制器基于由图像传感器114检测的光的量，例如基于平均光值或一些其他合适的算法，而控制滤光器102。可使用多种不同的曝光测量技术，举几个示例，包括中央权重平均测光、点测光(例如，在曝光控制基于与图像的约1％-5％或约1％-10％之间的区域对应的图像数据的分析的情况下)、部分区域测光(例如，在曝光控制基于与图像的约10％-15％之间的部分图像区域对应的图像数据的分析的情况下)、多区测光以及矩阵式测光。

在一个实现方式中，曝光控制器基于像素亮度直方图或曝光直方图的分析而控制滤光器102。作为示例，曝光控制器可跟踪直方图(曝光值，对此，存在相对大量的图像传感器像素具有那些曝光值)中一个或多个峰值的位置。在一个实施方式中，如果峰值朝向直方图的、对应于较暗的曝光值的端部运动，则这是指示图像场景中的对象在变得曝光不足，且曝光控制器调节滤光器102(例如，减少不透明度)以增加曝光。另一方面，如果峰值朝向直方图的、对应于较亮的曝光值的端部运动，则这可能是指示图像场景中的对象在变得过度曝光，且曝光控制器调节光学元件(例如，增加不透明度)以减少曝光。

在一些实现方式中，曝光控制器配置为响应于由与图像传感器114不同的第二传感器检测的照明条件的改变而调节至少一个光学特性。例如，可使用第二图像传感器或其他类型的传感器，在一些情况下，这些传感器可专门用于检测照明条件。

如所指示的，在保持一个或多个设置恒定、基本上恒定或在具体的值范围内同时调节曝光时，使用滤光器102控制曝光，可能是有用的。例如，在相机系统100a，100b或900维持一个或多个其他相机设置恒定、基本上恒定或在具体范围内时，曝光控制器可调节滤光器102以控制曝光。这些其他设置可包括但不作为限制：镜头光圈或其他孔径光阑的尺寸、相机的可调节的快门速度、可调节的灵敏度(例如，ISO灵敏度值)、白平衡设置以及景深。例如，根据实施方式，在使用光学元件控制曝光时，所有这些设置或这些设置的任何子集可保持恒定、基本上恒定或在具体范围内。根据设置，曝光控制器可调节至少一个光学特性以维持曝光水平在期望的水平或在期望的范围内，同时例如维持一些或所有设置在初始或基准值以上或以下不超过约0.5％,1％,1.5％,2％,3％,4％,5％,10％,20％或更大值的期望范围内。

此外，在以这种方式维持上述设置中的一个或多个在期望的水平时，曝光控制器可另外调节至少一个光学特性(例如，滤光器102的不透明度)，以维持总的曝光水平在恒定水平、基本上恒定的水平或在具体范围内。例如，曝光控制器可调节至少一个光学特性，以例如维持曝光水平在初始或基准(例如，用户选择的)曝光水平以上或以下不超过约0.5％,1％,2％,3％,4％,5％,10％,20％,30％,40％,50％或更大值的范围内。在一些情况下，曝光控制器维持曝光水平在初始或基准(例如，用户选择的)光圈值以上或以下一个具体(例如，用户选择的)光圈数(例如，1,2,3,4或更多的光圈)内。

图6示出了可由相机系统，例如相机系统100a或100b执行的曝光控制过程600。为了方便起见，在相机系统100a的背景下描述过程600，但是作为替代，可由本文描述的其他系统或未示出的其他相机系统实施过程600。过程600提供一种示例性方法，通过该方法，相机系统100a可在保持一个或多个其他设置恒定、基本上恒定或在具体的值范围内时，使用光学元件滤波器102控制曝光。

在块602，控制器116可接收指示用于相机系统100a的曝光设置的用户输入。例如，用户输入可指示期望的曝光水平、镜头光圈的尺寸、可调节的快门速度、可调节的灵敏度(例如，ISO灵敏度值)、白平衡设置以及景深中的一个或多个。控制器116可从整合在相机外壳104中的用户界面(未示出)接收用户输入。

在块604，控制器116可识别用于相机系统100a的曝光设置，以至少基于用户输入改变或保持恒定。例如，控制器116可确定维持镜头光圈的期望尺寸和快门速度在由用户输入指示的值或范围内，以及控制器116可确定可调节的灵敏度、白平衡设置以及景深可能改变。

在块606，控制器116可确定用于使光进入相机外壳104的当前曝光水平。例如，控制器116可使用由图像传感器114或另一图像传感器(例如，专用的曝光水平传感器)检测的光的强度来确定当前曝光水平。

在块608，可通过控制器116至少调节滤光器102的不透明度，以控制曝光水平。例如，可调节滤光器102的不透明度，以促使当前曝光水平更接近由用户输入指示的期望曝光水平。控制器116还可至少基于用户输入而调节指示为可变的一个或多个曝光设置，以控制曝光水平。此外，同时，控制器116可至少基于用户输入而维持指示为保持恒定的一个或多个曝光设置的水平。

在块610，图像传感器114可以以调节的当前曝光水平采集图像数据。在块612，控制器116可确定是否使用图像传感器114继续图像数据的采集。如果控制器116确定继续图像数据的采集，则过程600移动至块606，以及控制器116可确定用于使光进入相机外壳104的当前曝光水平。另一方面，如果控制器116确定不继续图像数据的采集，则过程600结束。

图像数据处理方法

当使用滤光器102时，图像处理器119处理由图像传感器114生成的图像数据，以说明由滤光器102引起的某些光学效应。例如，在一些情况下，经过滤光器102的光发生色移。滤光器102可包括液晶面板，随着滤光器102的不透明度增加，液晶面板可使比其他颜色的光多的蓝光经过。例如，当滤光器102在中性密度模式下操作时，可发生该效应，以及由于增加的中性密度滤波光圈值，使得蓝移的相对量可总体增加。因此，传感器可在采集期间生成偏向蓝色的图像数据，使得图像数据的蓝色值可相对高于针对图像数据的其他颜色的值。根据使用的滤光器102的类型，可发生其他类型的色移(例如，红色、绿色的移动，两种颜色的移动等)。作为另一示例，例如当滤光器102在时域滤波模式下操作时，经过滤光器102的光的白点可移动。

图像处理器119可修改来自图像传感器114的图像数据，以抵消或另外减少由滤光器102引起的这样的光学效应的影响。修改的程度和类型可取决于滤光器102的配置(例如，一个或多个设置)。例如，为了解决色移效应，图像处理器119可根据预定的功能减小用于合适颜色的图像数据值(例如，用于蓝色的图像数据)。可基于选择的中性密度光圈值而选择功能。例如，由于更高的光圈值可导致更大的色移，所以在一种实现方式中，可应用更大程度的减小(例如，应用于蓝色的图像数据)以增加光圈值。

在一些情况下，通过向来自图像传感器114的图像数据应用适当的矩阵操作，图像处理器119可调节色移或从滤光器102的使用导致的其他效应，例如在中性密度滤波模式下从滤光器102的使用导致的朝向蓝色移动。例如，可向图像数据应用涉及矩阵应用的色度校准。色度校准可涉及白平衡操作与RGB或其他类型的增益一起应用于图像数据上。根据某些方面，色度校准将图像数据从原生值放至XYZ，并可提供校准，使得以开尔文表示的与白平衡相关的色温和色调(用于普朗克轨迹以上或以下的颜色)可以是精确的。此外，对于不同的中性密度光圈值，例如对于每个整数光圈值，色度校准可以不同。校准过程可涉及将考虑到滤光效应而剪裁的矩阵与相机系统100a的标准校准连接，或者可另外涉及应用这样的矩阵连同标准相机校准。按照这种方式，补偿滤光(例如，中性密度滤波)的色度校准和标准相机颜色校准可一起作为系统应用。这是与和应用标准相机色度校准分开地、考虑中性密度或其他滤光而应用矩阵作对比。在一些其他情况下，与标准相机色度校准分开地应用考虑到中性密度或其他滤光而剪裁的矩阵。

在某些实现方式中，用于执行色度校准的数据的量可有利地减少。在一个示例中，可插入中间值。可选地或另外地，在另一示例中，中性密度校准表中的偏移可用于色度校准，以说明包括时域滤波和全局快门模式的独立快门模式的影响。对于时域滤波模式，相对于与时域滤波模式相关的中性密度的、为0.67光圈的偏移增加量可用于色度校准；而对于全局快门模式，相对于与全局快门模式相关的中性密度的、为0.00光圈的偏移增加量可用于色度校准。在其他示例中，可使用不同的偏移增加量。

涉及矩阵的应用，例如以说明由于中性密度滤波导致的色移或其他效应的上述方法可提供有益结果。例如，这样的技术可使得图像在中性密度光圈值的范围内具有更精确的颜色。在可选的实施方式中，作为应用矩阵的替代或除了应用矩阵之外，增益可应用于图像数据。例如，当滤光器102在使用时，可通过图像处理器119将RGB增益或平衡应用于图像数据。

为了解决上述的白点偏移，图像处理器119可根据与时域滤波功能相关的快门角度或与图像传感器114相关的快门角度(或有效快门角度)，而改变应用于图像数据的修改功能。修改功能可通常用于使用于一种或多种颜色的图像数据(例如，用于红色、绿色和蓝色的图像数据)回到期望的白点。

在一些情况下，图像处理器119可配置为抵消由滤光器102引起的多种不同类型的光学效应。例如，在一些情况下，滤光器102可导致色移(例如，蓝色移动)和白点移动两者，例如在滤光器102提供有效中性密度功能和时域滤波功能两者的情况下。在这样的情况下，图像处理器119可配置为修改图像数据值，以抵消颜色移动和白点移动两者。在一些实施方式中，图像处理器119可在应用用于抵消颜色移动的功能之前有益地应用用于抵消白点移动的功能。

作为图像处理流程的一部分，在图像数据写出到文件之前，例如在图像数据写出到相机外壳104内的存储器113上的文件中或到一些其他存储装置之前，图像处理器119可通常修改图像数据值。在一些可选的实施方式中，处理另外或可选地以后处理的方式发生。在某些实施方式中，相机系统100a可整合图像处理功能，例如于2012年8月7日公布的、题目为“摄像机(VIDEOCAMERA)”的第8,237,830号美国专利中公开的、压缩的原始机载图像数据处理，该美国专利的全部内容通过引用并入本文。

图7示出了可由相机系统，例如相机系统100a或100b执行的图像数据修改过程700。为了方便起见，在相机系统100a的背景下描述过程700，但是作为替代，可由本文描述的其他系统或未示出的其他相机系统实施过程700。过程700提供一种示例性方法，通过该方法，相机系统100a可抵消由滤光器102引起的、针对由图像传感器114采集的图像数据的、一种或多种不同类型的光学效应。

在块702，控制器116可识别用于滤光器102的操作设置。例如，控制器116可识别用于滤光器102的中性密度设置(例如，中性密度光圈值)或操作模式(例如，时域滤波或全局快门模式)。可能已经至少基于由控制器116从用户界面(未示出)接收的用户输入而设置了操作设置。

在块704，控制器116可根据用于滤光器102的操作设置而调节滤光器102的不透明度。例如，如果操作设置指示滤光器102应该具有为2.5的中性密度光圈值，则控制器116可向滤光器102供应信号，使得滤光器102提供为2.5的中性密度光圈值。在另一示例中，如果操作设置指示滤光器102应该在时域滤波模式下操作，则控制器116可向滤光器102供应信号，而使得滤光器102生成曝光窗口功能来提供时域滤波功能。

在块706，图像传感器114可采集图像数据。在块708，图像处理器119可至少基于用于滤光器102的操作设置而修改图像数据的值。例如，图像处理器119可至少基于用于滤光器102的中性密度设置或操作模式而修改这些值。结果，图像处理器119可抵消与用于滤光器102的具体操作设置相关的、关于图像数据的一个或多个光学效应。

相机系统示意

图3示出了相机系统300，相机系统300包括具有集成的滤光器102的镜头支架106、镜头108以及相机外壳104。相机系统300可以是图1A的相机系统100a的示例性实现。相机外壳104具有外壳光圈。滤光器102可包括电子控制的面板，例如液晶面板。图4A-B分别示出了图3的镜头支架106的前立体分解图和后立体分解图。参照图4A，镜头支架106包括滤光器102、电子设备板130、镜头安装组件132、电连接器134以及相机安装组件136。

镜头安装组件132通常一起操作以提供用于将镜头108紧固至镜头支架106的机构，同时镜头安装组件132提供用于将镜头支架106安装至相机外壳104的机构。

电子设备板130包括用于控制镜头支架106、镜头108以及滤光器102的操作的电子设备。例如，电子设备板130可包括一个或多个专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、微处理器、模拟电路和/或其他定制电路等。例如，电子设备板130可包括印刷电路板。

在某些实施方式中，电连接器134将相机外壳104电耦接至镜头支架106(例如，镜头支架106的电子设备板130)和镜头108中的一个或多个。图3示出了安装在组装的镜头支架106中的电连接器134。

在示出的实施方式中，滤光器102包括矩形的、可电子控制的、不透明度可变的液晶面板。矩形框架142固定面板并限定用于允许光通过的窗口(例如，中空部)。第一组接触片138将滤光器102连接至一个镜头安装组件132的后部，而第二组接触片140将框架140连接至电子设备板130。在一个实施方式中，第一组接触片138、第二组接触片140以及框架142是导电性的。因此，来自电子设备板130的驱动信号可通过以下信号路径传至液晶面板：该信号路径从电子设备板130建立，至第二组接触片140、至框架142、至第一接触片138以及最后至液晶面板102周围的电极。

再次参照图4A，镜头支架106中的一个或多个组件通常可限定光路，光经过该光路传播至图像传感器。例如，在示出的实施方式中，镜头安装组件132的后部组件、滤光器102、框架142、电子设备板130以及相机安装组件136中的每一个限定基本上矩形的窗口，光可经过该窗口传播至图像传感器。

滤光器102可具有确定的折射率，以及滤光器102的插入可因此而改变相机系统的总焦距。具体地，这可改变从图像传感器的平面至镜头108的后部的光程。为了补偿该效应，与不具有滤光器102的镜头支架106相比，镜头支架106的总长度可增加。例如，在一个实施方式中，滤光器102包括液晶，以及与未整合滤光器102的镜头支架106相比，镜头支架106的长度可以多出0.898毫米，以补偿由于滤光器102导致的焦距改变。

用于滤光器的位置控制

如所讨论的，可能有利的是当不使用时使滤光器102运动至光路之外。图5A-F示出了用于实现上述目的的机构的实施方式。机构包括滤光器102、替代光学元件152以及枢转点154。图5A-F示出了从相机的前方观察机构时的正面简化视图，此时图像传感器可位于机构后面。

替代光学元件154可由透明材料(例如，玻璃面板)制成，以及可通常具有与滤光器102相同的形状和形状因数。如上讨论的，滤光器102具有具体折射率，这可影响相机系统的总焦距。因此，从光路去除滤光器102，将改变相机系统的总焦距。为了解决这个问题，替代光学元件154可具有与滤光器102相同或基本上相似的折射率。按照这种方式，相机系统的总焦距可保持恒定或基本上恒定，而不管滤光器102是否位于光路中。在一些其他实施方式中，不使用替代光学元件154。

例如，机构可包括在镜头支架中，以及虚线150可表示镜头支架的周长。例如，机构可包括在镜头支架，例如图1A、图3和图4A-B的镜头支架106中。在其他实施方式中，机构可设置在另一位置，例如在相机外壳内。

图5A-F依次示出了替代光学元件152运动至光路中以及滤光器102运动至光路之外。例如，图5A-C示出了替代光学元件152围绕枢转点154旋转并旋转至光路中，以及图5D-F示出了滤光器102旋转至光路之外。如所示出的，在示出的实施方式中，替代光学元件152和滤光器102可通常交换位置，这可最小化容纳机构所需的实际场所和轨迹。

虽然为了说明的目的将替代光学元件152和滤光器102的运动示出为两个分开的步骤，但是替代光学元件152和滤光器102的运动可同时发生，或可在时间上至少部分地重叠。此外，虽然未示出，但是当期望使用滤光器102时，可使用类似的处理以使替代光学元件152运动回到至光路之外以及使滤光器102运动回到至光路中。或者，例如，可颠倒图5A-F中示出的过程以实现该结果。

在某些实施方式中，通过机械控制实现机构的致动。例如，机械耦接至机构的杠杆或旋钮可设置在镜头支架、相机主体或容纳机构的其他组件的外部上。如所期望的，杠杆或旋钮的致动导致滤光器102运动至光路中以及运动至光路之外。在其他实施方式中，至少部分地电子控制或磁控制机构的致动，以及可通过利用GUI、按钮或其他相机控制器的用户交互来开始机构的致动。

如所示出的，滤光器102可连接至控制器，例如控制器可以是上面针对图1A描述的镜头支架控制器118，以及可包括用于驱动滤光器102的驱动电子设备。电子连接器将镜头支架控制器118连接至滤光器102。电子连接器可具有至少一个柔性部分。在一些实施方式中，电子连接器包括至少两个电导体，这两个电导体在一端连接至镜头支架控制器118以及在另一端连接至不透明度可变的滤光器102。

如图5C-F所示，由于连接器可能是柔性的，所以连接器可弯曲或另外适应滤光器102运动至光路中以及运动至光路之外。在一些情况下，可能不期望组件运动至系统的光路内，例如以避免混淆图像传感器或最小化图像采集时的干扰。这样，可布置连接器，使得当不透明度可变的滤光器102运动至光路中以及运动至光路之外时，连接器中没有部件经过光路。这在图5C-F中示出。为了当滤光器102回到光路中时保持连接器在光路之外，通过基本上颠倒图5C-F中示出的运动，机构可使滤光器102运动至光路之外。

其他机构能够用于当滤光器102运动至光路中以及运动至光路之外时管理电连接性。例如，作为使用柔性连接器的替代，当运动至光路之外时，滤光器102可运动至不与控制电子设备电接触和/或物理接触。作为示例，参照图4A-B，滤光器102可包括液晶面板，以及通过由接触器140、138和导电框架142建立的信号路径与电子设备板130通信。液晶面板102可基本上不可移动地耦接至第一组接触器138、导电框架142以及第二组接触器140中的一个或多个。当滤光器102运动至光路之外时，不可移动地耦接至滤光器102的任何组件与滤光器102一起运动至光路之外。这样，当滤光器102位于光路之外时，滤光器102和不可移动地耦接的组件暂时与电子设备板130电地和物理地分离。相反，当滤光器102和不可移动地耦接的任何组件运动回到光路中时，例如通过摩擦配合重新建立连接性。

在一些其他实施方式中，可使用两个、三个、四个或更多个滤光器102(例如，两个或更多个液晶显示面板)。在一些这样的情况下，至少一个滤光器102可在时域模式下操作，同时，至少另一滤光器102在中性密度模式或全局快门模式下操作等。

图8示出了可由相机系统例如相机系统100a或100b执行的滤光器布置过程800。为了方便起见，在相机系统100a和图5A-F的机构的背景下描述过程800，但是作为替代，可由本文描述的其他系统或未示出的其他相机系统实施过程800。过程800提供一种示例性方法，通过该方法，相机系统100a可使滤光器102运动至图像传感器114的光路中以及运动至该光路之外，与之结合地使替代光学元件运动至光路中以及运动至光路之外。

在块802，控制器116可接收指令以改变滤光器102的位置。可由控制器116从用户界面(未示出)接收指令，以及指令可表示使滤光器102运动至进入图像传感器的光的光路中或从光路去除滤光器102。

在块804，控制器116可调节替代元件的位置。例如，控制器116可向镜头支架控制器118提供信号，使得根据指令使替代元件运动离开光路或从光路去除。在一个实现方式中，如图5A和5F所示，在相机系统100a的正常操作期间，替代元件和滤光器102可彼此相对地布置。然而，在块804处的操作之后，替代元件和滤光器102可在光路中或在光路之外暂时地彼此对齐。

在块806，控制器116可调节滤光器102的位置。例如，控制器116可向镜头支架控制器118提供信号，使得根据指令使滤光器102运动离开光路或从光路去除。在块806处的操作之后，替代元件和滤光器102可在光路中或在光路之外再次彼此不对齐。

在块808，控制器116可输出滤光器102的位置的指示，以显示给相机系统100a的用户。例如，由于滤光器102和替代元件的运动或位置可能不容易为用户所看见，所以控制器116可输出滤光器102的位置的指示，以显示在用于接收指令的用户界面上。

术语和其他变型

通过使本公开中一般地或具体地描述的操作条件替代前述示例中使用的操作条件，前述示例可重复，得到类似的成功。

虽然已经具体参照这些优选的实施方式详细描述了本公开，但是其他实施方式可实现相同的结果。本公开的变型和修改将对本领域技术人员显而易见，且其不意在涵盖所有这样的修改和等同。

已经结合附图描述了实施方式。然而，应该理解的是，附图未按比例绘制。距离、角度等仅仅是说明性的，不一定与示出的设备的实际尺寸和布局具有精确关系。另外，已经以某一详细程度描述了前述实施方式，以允许本领域普通技术人员制作和使用本文描述的设备、系统等。多种变型是可行的。可改变、增加、去除或重新布置组件、元件和/或步骤。虽然已经明确描述了某些实施方式，但是基于本公开，其他实施方式将对本领域普通技术人员变得显而易见。

除非另外特别声明或者在所使用的上下文中另外理解，否则本文描述的条件语言，例如其中的“可能(can)”，“可(could)”，“可能(might)”，“可以(may)”，“例如(e.g.)”等，通常意在传达：某些实施方式包括而其他实施方式不包括，某些特征、元件和/或状态。因此，这样的条件语言通常不意在暗示：特征、元件和/或状态在任何方面是一个或多个实施方式所需的；或者一个或多个实施方式必定包括一种逻辑，该逻辑用于通过或不通过笔者输入或激励来确定这些特征、元件和/或状态是否包括在任何具体实施方式中或在任何具体实施方式中执行。术语“包括(comprising)”、“包含(including)”、“具有(having)”等是同义词，以开放的方式概括性地使用，并不排除另外的元件、特征、动作、操作等。此外，术语“或(or)”以其概括性的意义(并不是以其独有的意义)使用，从而当用于例如连接一系列元件时，术语“或(or)”的意思是该系列中的元件中的一个、一些或所有元件。除非另外特别声明，否则诸如短语“X、Y和Z中的至少一个”的连接词语言，在通常所使用的上下文中另外理解为传达：事项、术语等可以是X、Y或Z。因此，这样的连接词语言通常不意在暗示：某些实施方式要求至少一个X、至少一个Y以及至少一个Z中的每一个要存在。

根据实施方式，本文描述的任何方法的某些动作、事件或功能可以以不同的顺序执行，可增加、合并或完全忽略(例如，不需要所有描述的动作或事件用于方法的实践)。此外，在某些实施方式中，例如通过多线程处理、中断处理、或多个处理器或处理器内核，可同时执行动作或事件，而非顺序地执行动作或事件。在一些实施方式中，本文公开的算法可实现为存储在存储设备中的程序。另外，处理器可配置为执行程序。在一些实施方式中，可使用定制电路。

与本文公开的实施方式结合地描述的、各种说明性的逻辑块、模块、电路以及算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件或这两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种互换性，各种说明性的组件、块、模块、电路以及步骤已经在上面总体上根据它们的功能进行了描述。这样的功能是否实现为硬件或软件，则取决于强加在整个系统上的具体应用和设计限制。描述的功能可以以不同的方式实现以用于每个具体应用，但是这样的实现决定不应该解释为导致背离本公开的范围。

通过设计为执行本文描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑设备、分立的门或晶体管逻辑电路、分立的硬件组件或它们的任何组合，可实现或执行与本文公开的实施方式结合地描述的、各种说明性的逻辑块、模块以及电路。通用处理器可以是微处理器，但是以可选的方式，处理器可以是任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合、或任何其他这样的配置。

与本文公开的实施方式结合地描述的、方法和算法的块可直接实施为硬件、实施为由处理器执行的软件模块或这两者的组合。软件模块可存在于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域已知的任何其他形式的计算机可读存储介质中。示例性存储介质耦接至处理器，使得处理器可从存储介质读取信息以及向存储介质写入信息。以可选的方式，存储介质可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可存在于ASIC中。ASIC可存在于用户终端中。以可选的方式，处理器和存储介质可作为分立的组件存在于用户终端中。

虽然上面的详细描述已经示出、描述和指明了如应用于各实施方式的新颖特征，但是将理解的是，可作出示出的设备或算法的形式和细节上的各种省略、替代和改变，而不背离本公开的精神。如将认识到的，本文描述的发明的某些实施方式可以以不提供本文阐述的所有特征和益处的形式实施，如一些特征可与其他特征分开地使用或实践。本文公开的某些发明的范围由所附权利要求指示，而非由前面的描述指示。落入权利要求的等同项的含义和范围内的所有改变包括在权利要求的范围内。

Claims

1.一种相机，包括：

相机外壳；

图像传感器，位于所述相机外壳内，并配置为将进入所述相机外壳的光转换成数字图像数据，所述光在到达所述图像传感器之前经过位于光路中的不透明度可变的滤光器；以及

处理器，与所述图像传感器通信，并配置为：

识别用于所述滤光器的操作设置，

生成控制信息，所述控制信息使得所述滤光器的不透明度水平在曝光周期内根据用于所述滤光器的所述操作设置而调节，以及

至少基于用于所述滤光器的所述操作设置而修改所述数字图像数据的值。

2.如权利要求1所述的相机，其中当用于所述滤光器的所述操作设置指示时域滤波模式时，所述处理器配置为生成所述控制信息，所述控制信息使得所述滤光器的所述不透明度水平在所述曝光周期内从第一不透明度水平调节至第二不透明度水平以及回调至所述第一不透明度水平，其中当在所述第一不透明度水平和所述第二不透明度水平之间调节时和当在所述第二不透明度水平和所述第一不透明度水平之间调节时，所述不透明度水平变迁经过多个中间不透明度水平。

3.如权利要求1所述的相机，其中用于所述滤光器的所述操作设置包括中性密度设置，以及所述处理器配置为使所述滤光器的所述不透明度水平在所述曝光周期内维持在对应于所述中性密度设置的不透明度水平。

4.如权利要求1所述的相机，其中所述处理器配置为通过向所述数字图像数据应用矩阵而修改所述数字图像数据的所述值，以至少抵消所述滤光器对所述数字图像数据的影响。

5.如权利要求4所述的相机，其中所述处理器配置为通过向所述数字图像数据应用所述矩阵而修改所述数字图像数据的所述值，以至少执行与除了所述滤光器之外的一个或多个组件相关的色度校准。

6.如权利要求1所述的相机，其中所述数字图像数据包括第一、第二和第三颜色，以及所述处理器配置为至少基于用于所述滤光器的所述操作设置而修改用于所述第一颜色的值。

7.如权利要求6所述的相机，其中所述第一颜色包括蓝色图像数据。

8.如权利要求6所述的相机，其中所述处理器配置为与当所述滤光器的所述不透明度水平是不同于第一水平的第二水平时相比，当所述滤光器的所述不透明度水平是所述第一水平时，通过使用于所述第一颜色的所述值减小更大的量而修改所述第一颜色的所述值。

9.如权利要求1所述的相机，其中所述处理器配置为修改所述数字图像数据的所述值以抵消由所述滤光器引起的色移。

10.如权利要求1所述的相机，其中所述处理器配置为修改所述数字图像数据的所述值以抵消由所述滤光器引起的、所述数字图像数据中的白点偏移。

11.如权利要求1所述的相机，其中所述处理器配置为根据第一功能修改所述数字图像数据的所述值以抵消由所述滤光器引起的、所述数字图像数据中的白点偏移，以及根据第二功能修改所述数字图像数据的所述值以抵消由所述滤光器引起的色移，以及所述处理器配置为在根据所述第二功能修改所述数字图像数据的所述值之前，根据所述第一功能修改所述数字图像数据的所述值。

12.如权利要求1所述的相机，其中所述处理器配置为与当用于所述滤光器的所述操作设置指示全局快门模式时相比，当用于所述滤光器的所述操作设置指示时域滤波模式时，通过使所述数字图像数据的所述值减小更大的量而修改所述数字图像数据。

13.如权利要求1所述的相机，其中所述滤光器是可释放地连接至所述相机外壳的镜头支架的部件。

14.如权利要求1所述的相机，其中当用于所述滤光器的所述操作设置指示时域滤波模式时，所述处理器配置为至少基于与所述滤光器相关的快门角度而修改所述数字图像数据的所述值。

15.如权利要求1所述的相机，其中所述处理器配置为至少部分地根据用户输入而设置用于所述滤光器的所述操作设置。

16.如权利要求1所述的相机，其中所述滤光器包括在可去除地附接至所述相机外壳的镜头支架中。

17.如权利要求1所述的相机，进一步包括容纳在所述相机外壳内的所述滤光器。

18.如权利要求1所述的相机，其中所述滤光器包括液晶面板。

19.如权利要求1所述的相机，其中所述处理器配置为生成所述控制信息以在至少三种不同的模式下操作所述滤光器，这些模式对应于：

时域滤波模式，在所述时域滤波模式下，所述滤光器使其透光度逐渐增加至第一水平，随后在所述曝光周期结束之前使所述透光度从所述第一水平逐渐减小；

全局快门模式，在所述全局快门模式下，所述滤光器(a)维持第一水平的透光度，(b)使透光度从所述第一水平急剧增加至第二水平，(c)维持第二水平的透光度，以及(d)使透光度从所述第二水平急剧减小；以及

中性密度模式，在所述中性密度模式下，所述不透明度在所述曝光周期内维持在恒定值。

20.一种操作相机的方法，包括：

识别用于具有可变不透明度的滤光器的操作设置；

在曝光周期内，根据用于所述滤光器的所述操作设置，通过处理器调节所述滤光器的不透明度水平；

通过相机外壳内的图像传感器，将进入所述相机外壳的光转换成数字图像数据，所述光在到达所述图像传感器之前经过所述滤光器；以及

21.如权利要求20所述的方法，其中用于所述滤光器的所述操作设置包括中性密度设置，以及进一步包括使所述滤光器的不透明度水平在所述曝光周期内维持在对应于所述中性密度设置的水平。

22.如权利要求20所述的方法，其中所述修改包括向所述数字图像数据应用矩阵，以至少抵消所述滤光器对所述数字图像数据的影响。

23.如权利要求20所述的方法，其中所述修改包括在根据第二功能修改所述数字图像数据以抵消由所述滤光器引起的色移之前，根据第一功能修改所述数字图像数据以抵消由所述滤光器引起的、所述数字图像数据中的白点偏移。

24.如权利要求20所述的方法，其中所述修改包括与当用于所述滤光器的所述操作设置指示全局快门模式时相比，当用于所述滤光器的所述操作设置指示时域滤波模式时，使所述数字图像数据的所述值减小更大的量。

25.一种相机，包括：

相机外壳；

图像传感器，位于所述相机外壳内，并配置为将进入所述相机外壳的光转换成数字电影图像数据，所述光在到达所述图像传感器之前，经过位于光路中的不透明度可变的滤光器；以及

处理器，与所述图像传感器通信，并配置为：

接收对于用户选择的、用于所述滤光器的操作模式的指示，从包括时域滤波模式和全局快门模式的至少两种可用的操作模式中选择所述操作模式；

对于由所述数字电影图像数据表示的多个图像帧中的每个图像帧，在与对应于所述图像帧的帧周期的至少一部分对应的曝光周期内：

如果用户选择的所述操作模式是所述时域滤波模式，则生成控制信息，所述控制信息使得所述滤光器使其透光度逐渐增加至第一水平，随后在所述曝光周期结束之前使所述透光度从第一水平逐渐减小；以及

如果用户选择的所述操作模式是所述全局快门模式，则生成控制信息，所述控制信息使得所述滤光器：(a)维持第一水平的透光度，(b)使透光度从所述第一水平急剧增加至第二水平，(c)维持第二水平的透光度，以及(d)使透光度从所述第二水平急剧减小。

26.如权利要求25所述的相机，其中所述至少两种操作模式进一步包括中性密度模式，其中如果用户选择的所述操作模式是所述中性密度模式，则所述处理器进一步配置为在所述曝光周期内维持基本上恒定的透光度水平。

27.一种镜头支架，包括：

相机接口，设置在所述镜头支架的相机侧上，并配置为可释放地附接至相机主体上对应的接口；

镜头接口，设置在所述镜头支架的镜头侧上，并配置为可释放地接收镜头；

开口，沿着光路从所述镜头侧延伸穿过所述镜头支架至所述相机侧；

不透明度可变的光学面板，位于所述光路中，使得经过所述开口的光入射至所述光学面板上；以及

电子设备，配置为响应于通过所述相机接口接收的控制信息而调节所述光学面板的不透明度。