專利名稱：攝像設(shè)備及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光圈的驅(qū)動(dòng)和位置控制，尤其涉及能夠考慮運(yùn)動(dòng)圖像曝光的響應(yīng)能力 而降低功耗的技術(shù)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，在可更換鏡頭能夠移除的所謂的“單鏡頭反光式”數(shù)字照相機(jī)中，已知這樣 一種產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有實(shí)時(shí)取景功能或者能夠拍攝運(yùn)動(dòng)圖片，其中，該實(shí)時(shí)取景功能將拍攝 靜止圖片之前的預(yù)覽圖像顯示在設(shè)置于機(jī)殼背面的TFT監(jiān)視器上。通常，由于主要目的是 靜止圖片拍攝，因而對(duì)于可更換鏡頭的調(diào)焦驅(qū)動(dòng)和光圈驅(qū)動(dòng)等，需要有高速響應(yīng)能力和高 位置精度。為此，趨于采用在驅(qū)動(dòng)特性和可控性方面極好的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為用于驅(qū)動(dòng)光圈 的致動(dòng)器。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法包括1相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)、2相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)和1-2相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)等， 可以根據(jù)用途使用不同的驅(qū)動(dòng)方法。
為了確保采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為光圈的致動(dòng)器來(lái)停止光圈以保持光圈處于特定位 置，需要使保持電流持續(xù)流過(guò)停止位置處的勵(lì)磁相位的線圈。保持電流自身可以小于驅(qū)動(dòng) 期間所使用的電流。然而，保持電流是直流電，并且尤其當(dāng)使用電池作為電源時(shí)，如果該狀 態(tài)持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間，則即使沒(méi)有驅(qū)動(dòng)光圈，也可能消耗電力并且產(chǎn)生熱。在使用電池作為電源 時(shí)，這尤其是個(gè)問(wèn)題。
在1相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)中，即使在停止?fàn)顟B(tài)下切斷向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的供電，轉(zhuǎn)子和定子的 磁極也相互相對(duì)，并且通過(guò)轉(zhuǎn)子的磁力保持停止位置。然而，每步的轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)角大，這在需 要光圈等的高精度定位時(shí)是不合適的。
在2相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)中，轉(zhuǎn)子停止在兩個(gè)相位之間的中間位置。因此，為了穩(wěn)定地保持 停止位置，在停止?fàn)顟B(tài)下，最小保持電流必須持續(xù)流過(guò)線圈。結(jié)果，產(chǎn)生功耗和發(fā)熱。
在組合1相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)和2相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)的1-2相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)中，每步的轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)角變 成各驅(qū)動(dòng)方法的每步的轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)角的一半，因此可以進(jìn)行精密控制。在1相停止位置，即使 切斷電流，也可以保持停止位置，然而，在2相停止位置，需要保持電流。即使將保持電流降 低到可以保持轉(zhuǎn)子的停止位置的極限值，在考慮使用電池電源時(shí)，保持電流也不能忽視。
如上所述，難以通過(guò)使用這些驅(qū)動(dòng)方法中的任一個(gè)來(lái)實(shí)現(xiàn)滿意的驅(qū)動(dòng)控制。特別 地，當(dāng)在運(yùn)動(dòng)圖片拍攝等期間通過(guò)光圈來(lái)進(jìn)行曝光控制時(shí)，需要對(duì)光圈的精確的可控性并 保持光圈處于停止位置。
為了解決上述問(wèn)題，已知日本特開(kāi)平7-77648號(hào)公報(bào)中所述的用于驅(qū)動(dòng)調(diào)焦透鏡 的方法。在該方法中，即使當(dāng)不必通過(guò)調(diào)整景深等來(lái)嚴(yán)格控制停止位置，并且步進(jìn)電動(dòng)機(jī)處 于2相停止位置時(shí)，也在景深范圍內(nèi)將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)1步，從而使其停止在1相位置。當(dāng) 被攝體處于景深內(nèi)時(shí)，將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)1步到1相勵(lì)磁相位的位置，然后切斷通電，從而使保持 電流變?yōu)榱?。?dāng)被攝體處于景深外時(shí)，進(jìn)行電流限制。
然而，當(dāng)使用日本特開(kāi)平7-77648號(hào)公報(bào)所述的方法作為運(yùn)動(dòng)圖像的曝光控制下 光圈的控制方法時(shí)，在可控性和功耗方面存在問(wèn)題。例如，當(dāng)將提供不良光圈可控性的攝像4鏡頭單元安裝在照相機(jī)機(jī)體上時(shí)，由于將轉(zhuǎn)子移動(dòng)到1相勵(lì)磁相位的位置的操作而發(fā)生閃 爍等問(wèn)題。另外，當(dāng)預(yù)想進(jìn)行運(yùn)動(dòng)圖片拍攝等長(zhǎng)時(shí)間拍攝時(shí)，即使進(jìn)行電流限制，功耗也變 大。因此，希望在保持電流為零時(shí)保持光圈。發(fā)明內(nèi)容
基于以上考慮，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種攝像設(shè)備，該攝像設(shè)備包括鏡頭 部，其具有透鏡組和光圈；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其利用多個(gè)線圈的勵(lì)磁來(lái)驅(qū)動(dòng)所述光圈；控制單 元，用于控制所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)；曝光控制單元，用于通過(guò)改變攝像元件的光圈值、電荷累積 時(shí)間或增益來(lái)控制視頻拍攝期間的曝光；以及判斷單元，用于判斷當(dāng)切斷向所述多個(gè)線圈 的供電時(shí)，所述光圈的位置變化量是否等于或大于預(yù)定量；其中，所述控制單元根據(jù)所述鏡 頭部的類型，來(lái)切換與所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的工作模式；在使用當(dāng)切斷向所述多 個(gè)線圈的供電時(shí)不保持轉(zhuǎn)子位置這樣的相位的第一工作模式下，所述控制單元基于所述曝 光控制單元的輸出和所述判斷單元獲得的判斷結(jié)果，控制所述光圈的停止位置；在僅使用 當(dāng)切斷向所述多個(gè)線圈的供電時(shí)保持轉(zhuǎn)子位置這樣的相位的第二工作模式下，所述控制單 元基于所述曝光控制單元的輸出進(jìn)行光圈控制。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種攝像設(shè)備的控制方法，該攝像設(shè)備包括具有透 鏡組和光圈的鏡頭部、利用多個(gè)線圈的勵(lì)磁來(lái)驅(qū)動(dòng)所述光圈的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和用于控制所述 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制單元，所述控制方法包括以下步驟曝光控制步驟，用于通過(guò)改變攝像元 件的光圈值、電荷累積時(shí)間或增益來(lái)控制視頻拍攝期間的曝光；判斷步驟，用于判斷在切斷 向所述多個(gè)線圈的供電時(shí)，所述光圈的位置變化量是否等于或大于預(yù)定量；以及根據(jù)所述 鏡頭部的類型，切換與所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的工作模式；在使用當(dāng)切斷向所述多 個(gè)線圈的供電時(shí)不保持轉(zhuǎn)子位置這樣的相位的第一工作模式下，基于在所述曝光控制步驟 中所設(shè)置的設(shè)置值和通過(guò)所述判斷步驟獲得的判斷結(jié)果，控制所述光圈的停止位置；在僅 使用當(dāng)切斷向所述多個(gè)線圈的供電時(shí)保持轉(zhuǎn)子位置這樣的相位的第二工作模式下，基于在 所述曝光控制步驟中所設(shè)置的設(shè)置值進(jìn)行光圈控制。
根據(jù)本發(fā)明，在使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行光圈驅(qū)動(dòng)的攝像設(shè)備中，根據(jù)鏡頭部的類型 切換工作模式，從而在降低用于保持光圈位置所需的電力的同時(shí)，進(jìn)行良好的運(yùn)動(dòng)圖像曝 光控制。
通過(guò)以下參考附圖對(duì)典型實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征將顯而易見(jiàn)。


圖1是結(jié)合圖2 10示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的攝像設(shè)備的示例性結(jié)構(gòu)的圖2是示出光圈驅(qū)動(dòng)控制電路的圖3是示出光圈控制電路的驅(qū)動(dòng)模式的例子的圖4是光圈控制電路的微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)的說(shuō)明圖5A是光圈控制電路的工作模式的說(shuō)明圖5B是光圈控制電路的工作模式的說(shuō)明圖5C是光圈控制電路的工作模式的說(shuō)明圖5D是光圈控制電路的工作模式的說(shuō)明圖6A是各驅(qū)動(dòng)方法的說(shuō)明圖6B是各驅(qū)動(dòng)方法的說(shuō)明圖6C是各驅(qū)動(dòng)方法的說(shuō)明圖7是示出在視頻拍攝期間所進(jìn)行的示例性處理的流程圖8是示出曝光控制的流程的例子的流程圖9是示出視頻拍攝期間的曝光響應(yīng)關(guān)系的說(shuō)明圖IOA是示出在視頻拍攝期間所進(jìn)行的曝光控制的例子的程序線圖(program profile)；以及
圖IOB是示出在視頻拍攝期間所進(jìn)行的曝光控制的例子的程序線圖。
具體實(shí)施方式
下面參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是示出作為根據(jù)實(shí)施例的攝像設(shè)備的單鏡頭反光式數(shù)字照相機(jī)的示例性結(jié) 構(gòu)的框圖。通過(guò)安裝機(jī)構(gòu)(未示出)將攝像鏡頭單元200可拆卸地安裝在照相機(jī)機(jī)體100 上。安裝部包括一組電觸點(diǎn)210。這組觸點(diǎn)210在照相機(jī)機(jī)體100和攝像鏡頭單元200之 間發(fā)送和接收控制信號(hào)、狀態(tài)信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)等。這組觸點(diǎn)210還提供各種類型的電壓，包 括從攝像鏡頭單元200傳送給系統(tǒng)控制器120的電源電壓。由于這組觸點(diǎn)210，照相機(jī)機(jī) 體100可以與攝像鏡頭單元200通信來(lái)驅(qū)動(dòng)攝像鏡頭單元200中的攝像透鏡201 (盡管圖 1中僅示出了一個(gè)透鏡，但是還可以包括多個(gè)透鏡組)和光圈202。這組觸點(diǎn)210可以通過(guò) 電通信以及光通信和音頻通信等來(lái)傳送信號(hào)。這組觸點(diǎn)210和系統(tǒng)控制器120構(gòu)成鏡頭檢 測(cè)單元。
來(lái)自被攝體圖像的攝像光束經(jīng)由包括攝像透鏡201和光圈202的鏡頭部到達(dá)能夠 沿圖1所示箭頭的方向樞轉(zhuǎn)的快速回位鏡102?？焖倩匚荤R102的中央部分是半透半反鏡 (half mirror)，其中，當(dāng)向下驅(qū)動(dòng)快速回位鏡102至圖1所示的位置時(shí)，光束中的一部分透 過(guò)該中央部分。所透過(guò)的光束通過(guò)布置在快速回位鏡102上的副鏡(sub mirror) 103向下 反射，從而到達(dá)自動(dòng)調(diào)焦(AF)傳感器單元104。AF傳感器單元104是相位差檢測(cè)類型的AF 傳感器單元，包括布置在圖像形成面(未示出)附近的物鏡、反射鏡、二次圖像形成透鏡、光 圈、以及具有多個(gè)電荷耦合裝置(CCD)的線傳感器等。焦點(diǎn)檢測(cè)電路105基于來(lái)自系統(tǒng)控 制器120的控制信號(hào)來(lái)控制AF傳感器單元104，并且利用已知相位差檢測(cè)方法來(lái)檢測(cè)焦點(diǎn)。 應(yīng)該注意，AF傳感器單元104和焦點(diǎn)檢測(cè)電路105構(gòu)成焦點(diǎn)檢測(cè)單元。
同時(shí)，快速回位鏡102所反射的攝像光束經(jīng)由五棱鏡101和目鏡106到達(dá)用戶或 拍攝者的眼睛。將測(cè)光傳感器(未示出)設(shè)置在目鏡106附近。經(jīng)由測(cè)光電路107將傳感 器輸出即被攝體圖像的亮度的測(cè)量結(jié)果發(fā)送給系統(tǒng)控制器120。測(cè)光傳感器、測(cè)光電路107 和系統(tǒng)控制器120構(gòu)成測(cè)光單元。
當(dāng)向上驅(qū)動(dòng)快速回位鏡102并且使其退出攝像光軸時(shí)，來(lái)自攝像透鏡201的光束 經(jīng)由焦平面快門(mén)108和濾光器109到達(dá)使用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CM0Q等圖像傳感器 的攝像元件112。
焦平面快門(mén)108具有前簾幕和后簾幕，從而進(jìn)行控制以透過(guò)和遮擋從攝像透鏡 201所發(fā)射的光束。濾光器109具有兩個(gè)功能。一個(gè)功能是切斷紅外線以僅將可見(jiàn)光引導(dǎo)至圖像傳感器112。另一功能是用作光學(xué)低通濾波器。注意，當(dāng)向上驅(qū)動(dòng)快速回位鏡102 時(shí)，副鏡103適應(yīng)性折疊起來(lái)。
照相機(jī)機(jī)體100包括由CPU等運(yùn)算處理單元所構(gòu)成的系統(tǒng)控制器120，其中，系統(tǒng) 控制器120控制整個(gè)照相機(jī)機(jī)體100，并且適當(dāng)控制照相機(jī)機(jī)體100的各部分的操作。系統(tǒng) 控制器120向攝像鏡頭單元200的光學(xué)系統(tǒng)控制部207發(fā)送控制命令，經(jīng)由鏡頭控制電路 204控制鏡頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)203，并且經(jīng)由光圈控制電路206控制光圈驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)205。光學(xué)系統(tǒng) 控制部207由CPU等構(gòu)成。光學(xué)系統(tǒng)控制部207和光圈控制電路206構(gòu)成用于控制驅(qū)動(dòng)光 圈用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制單元。
鏡頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)203在光軸方向上移動(dòng)調(diào)焦透鏡(未示出)以進(jìn)行焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。另外， 光圈驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)205使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源來(lái)驅(qū)動(dòng)光圈202。系統(tǒng)控制器120控制快門(mén) 充電-鏡驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110，以進(jìn)行控制從而驅(qū)動(dòng)快速回位鏡102，由此控制焦平面快門(mén)108的 快門(mén)充電。系統(tǒng)控制器120與快門(mén)控制電路111連接，其中，快門(mén)控制電路111用于控制焦 平面快門(mén)108的前簾幕和后簾幕的行進(jìn)。由彈簧構(gòu)成焦平面快門(mén)108的前簾幕和后簾幕各 自的驅(qū)動(dòng)源，因此在快門(mén)行進(jìn)之后，對(duì)于下一操作需要進(jìn)行彈簧儲(chǔ)能(spring charge) 0
系統(tǒng)控制器120與電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM) 122連接，其中，EEPROM 122存儲(chǔ)用于控制照相機(jī)所必須調(diào)整的參數(shù)和用于識(shí)別照相機(jī)本身的照相機(jī)識(shí)別數(shù)據(jù) (ID)信息。EEPROM 122還存儲(chǔ)利用基準(zhǔn)鏡頭調(diào)整后的AF補(bǔ)償數(shù)據(jù)和自動(dòng)曝光補(bǔ)償值等。
光學(xué)系統(tǒng)控制部207包括鏡頭信息存儲(chǔ)裝置(未示出)，該鏡頭信息存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ) 焦點(diǎn)距離等透鏡固有的信息、全開(kāi)放光圈、分配給各鏡頭的鏡頭ID信息以及從系統(tǒng)控制器 120接收到的信息。系統(tǒng)控制器120經(jīng)由光學(xué)系統(tǒng)控制部207控制鏡頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)203，以在 攝像元件112上形成被攝體的圖像。另外，系統(tǒng)控制器120基于與所設(shè)置的光圈值相對(duì)應(yīng) 的Av值控制光圈驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)205，并且還基于與所設(shè)置的快門(mén)速度值相對(duì)應(yīng)的Tv值向快門(mén)控 制電路111輸出控制信號(hào)，從而進(jìn)行曝光控制。
系統(tǒng)控制器120與圖像數(shù)據(jù)控制器115連接。圖像數(shù)據(jù)控制器115包括數(shù)字信號(hào) 處理器(DSP)。圖像數(shù)據(jù)控制器115控制圖像傳感器112，并且校正和處理通過(guò)圖像傳感器 112輸入的圖像數(shù)據(jù)。注意，系統(tǒng)控制器120和圖像數(shù)據(jù)控制器115具有測(cè)光功能。圖像數(shù) 據(jù)控制器115將圖像信號(hào)分割成區(qū)域，并且將這些區(qū)域提供給系統(tǒng)控制器120。然后，系統(tǒng) 控制器120評(píng)價(jià)各區(qū)域中的各拜耳像素(bayer pixel)的積分值，從而進(jìn)行測(cè)光處理。
圖像數(shù)據(jù)控制器115與向攝像元件112輸出驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的時(shí)序脈沖發(fā)生電路 114連接。模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器113接收由時(shí)序脈沖發(fā)生電路114所生成的時(shí)序脈沖， 然后將與從攝像元件112輸出的被攝體圖像相對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再將該數(shù) 字信號(hào)發(fā)送給圖像數(shù)據(jù)控制器115。將所獲得的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)在動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存 儲(chǔ)器(DRAM) 121中。DRAM 121用于臨時(shí)存儲(chǔ)進(jìn)行處理或被轉(zhuǎn)換成預(yù)定格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之前 的圖像數(shù)據(jù)。圖像壓縮電路119與包括存儲(chǔ)介質(zhì)401的存儲(chǔ)部連接。
圖像壓縮電路119對(duì)存儲(chǔ)在DRAM 121中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮或轉(zhuǎn)換(例如 JPEG)，以將轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)401中。存儲(chǔ)介質(zhì)401的例子包括磁性存儲(chǔ) 介質(zhì)和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等。
將數(shù)字圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的數(shù)字/模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器116經(jīng)由編碼器電路 117與圖像顯示電路118連接。圖像顯示電路118由用于顯示通過(guò)攝像元件112所捕獲的圖像數(shù)據(jù)的彩色液晶顯示元件等構(gòu)成。圖像數(shù)據(jù)控制器115通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器116將DRAM 121上的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，并且將該模擬信號(hào)輸出給編碼器電路117。編碼器電路 117將D/A轉(zhuǎn)換器116的輸出轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動(dòng)圖像顯示電路118所需的視頻信號(hào)(例如，國(guó) 家電視制式委員會(huì)(NTSC)信號(hào))。
此外，系統(tǒng)控制器120和圖像數(shù)據(jù)控制器115具有焦點(diǎn)檢測(cè)功能。圖像數(shù)據(jù)控制 器115使校正后的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)具有預(yù)定頻率特性的濾波器，并且評(píng)價(jià)伽瑪處理之后所獲 得的圖像信號(hào)的預(yù)定方向上的對(duì)比度。當(dāng)系統(tǒng)控制器120接收到該結(jié)果時(shí)，系統(tǒng)控制器120 與光學(xué)系統(tǒng)控制部207通信以調(diào)節(jié)焦點(diǎn)位置，從而使得對(duì)比度評(píng)價(jià)值高于預(yù)定水平。
此外，系統(tǒng)控制器120與操作顯示電路123連接，其中，操作顯示電路123使外部 液晶顯示裝置IM和內(nèi)部液晶顯示裝置125顯示數(shù)字照相機(jī)的工作模式信息和快門(mén)時(shí)間 (秒)或光圈值等的曝光信息。通信接口電路126與外部設(shè)備通信。用于向系統(tǒng)控制器120 提供用戶或拍攝者的操作指示的操作部件例如如下。
系統(tǒng)控制器120還與主電子撥盤(pán)131、確定SW 132和設(shè)置模式以使得電子照相機(jī) 可以進(jìn)行用戶期望的操作的拍攝模式選擇按鈕130連接。
-攝像模式選擇按鈕(130)用于設(shè)置模式以使得照相機(jī)執(zhí)行用戶期望的操作的 按鈕。
-主電子撥盤(pán)(131)和確定SW(132)。
-焦點(diǎn)狀態(tài)檢測(cè)點(diǎn)選擇按鈕(133)用于從由AF傳感器單元104感測(cè)到的多個(gè)焦 點(diǎn)檢測(cè)位置中選擇要使用的焦點(diǎn)檢測(cè)位置的按鈕。
-自動(dòng)調(diào)焦(AF)模式選擇按鈕(134)和測(cè)光模式選擇按鈕(135)。
-釋放SWl(136)用于開(kāi)始測(cè)光和焦點(diǎn)檢測(cè)等攝像準(zhǔn)備操作的開(kāi)關(guān)。
-釋放SW2(137):用于開(kāi)始攝像操作的開(kāi)關(guān)。
-取景器模式選擇SW138 用于在光學(xué)取景器模式和實(shí)時(shí)取景顯示模式之間切換 的開(kāi)關(guān)，其中，光學(xué)取景器模式可以確認(rèn)正通過(guò)目鏡106的光束，實(shí)時(shí)取景顯示模式可以在 具有圖像顯示電路118的顯示部上順序顯示由攝像元件112所接收到的圖像。
另外，在照相機(jī)機(jī)體100中設(shè)置電源控制電路和受該電路控制的電源部等。然而， 由于已經(jīng)公知，因而這里沒(méi)有給出其圖示和說(shuō)明。
經(jīng)由安裝機(jī)構(gòu)(未示出)將閃光燈裝置300可拆卸地安裝在照相機(jī)機(jī)體100上。 安裝部包括一組電觸點(diǎn)310。這組觸點(diǎn)310在照相機(jī)機(jī)體100和閃光燈裝置300之間發(fā)送 和接收控制信號(hào)、狀態(tài)信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)等。閃光燈裝置300設(shè)置有發(fā)光定時(shí)的控制端子和 與系統(tǒng)控制器120的通信端子。閃光燈裝置300包括氙(Xe)管301和反射罩302。發(fā)光控 制電路303由控制)(e管301的發(fā)光的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)等構(gòu)成。充電電路304生 成約300V的電壓以向Xe管301供電。對(duì)于電源305，使用向充電電路304供電的電池等。 閃光燈控制部306控制來(lái)自閃光燈的發(fā)光和充電等，并與照相機(jī)側(cè)的系統(tǒng)控制器120通信。
接著參考圖2詳細(xì)說(shuō)明光圈控制電路206。
光圈控制電路206對(duì)光圈驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)205所使用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。BLK-A 是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的一個(gè)相位的驅(qū)動(dòng)部，并且BLK-B也是具有與驅(qū)動(dòng)部BLK-A相同的電路結(jié)構(gòu) 的驅(qū)動(dòng)部。解碼器216響應(yīng)于來(lái)自光學(xué)系統(tǒng)控制部207的控制信號(hào)，對(duì)驅(qū)動(dòng)部BLK-A和 BLK-B生成驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。解碼器216的輸出信號(hào)被發(fā)送給下面所述的非(邏輯非(NOT))電路221、或非(NOR)電路223和NPN晶體管227。非電路221的輸出信號(hào)被發(fā)送給下面所 述的或非電路222和NPN晶體管226。
上部的PNP晶體管2M和225以及下部的NPN晶體管2 和227構(gòu)成所謂的“H 橋”?；蚍请娐?22的輸出信號(hào)被輸入至PNP晶體管224的基極，并且或非電路223的輸出 信號(hào)被輸入至PNP晶體管225的基極。PNP晶體管2M和225各自的發(fā)射極相互連接以供 給預(yù)定電源電壓。另外，NPN晶體管2 和227各自的發(fā)射極相互連接，并且經(jīng)由電阻器2 接地。電阻器2 用于檢測(cè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流。
比較器228的正輸入端子與電阻器229的非接地側(cè)端子連接，并且比較器228的 負(fù)輸入端子與基準(zhǔn)電壓生成電路220連接。比較器228的輸出信號(hào)被輸入至或非電路222 和223?；鶞?zhǔn)電壓生成電路220響應(yīng)于解碼器216的輸出VAO VA3 (或VBO VB3)生成 圖4所示的基準(zhǔn)電壓。注意，在圖4中，以表格形式將與VAO VA3的邏輯值對(duì)應(yīng)的電壓 VOUT表示為相對(duì)于預(yù)定電壓的百分比。
接著詳細(xì)說(shuō)明步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。在A相定子251中，圍繞A相磁軛纏繞A相線 圈252。A相線圈252的一端與PNP晶體管2 和NPN晶體管226的集電極連接，并且另一 端與PNP晶體管225和NPN晶體管227的集電極連接。
在B相定子253中，圍繞B相磁軛纏繞B相線圈254。盡管沒(méi)有示出，但是B相線 圈254也以與上述相同的方式與BLK-B的各晶體管的集電極連接。
轉(zhuǎn)子250與各定子的伸出部相對(duì)設(shè)置，并且在N極和S極(在圖2中，僅示出兩個(gè) 極)之間交替磁化。
接著說(shuō)明光圈控制電路206的端子。如這里所使用的，圖2所示的各代碼具有如 下含義
CK 時(shí)鐘輸入端子，向其輸入步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)頻率信號(hào)。
DIR 用于指定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的輸入端子。
EN 用于指定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和停止的輸入端子。
MO、Ml 用于指定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)模式的輸入端子。
H/L 用于指定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流的輸入端子。
由圖1所示的光學(xué)系統(tǒng)控制部207提供對(duì)上述各端子的輸入信號(hào)。如這里所使用 的，圖2所示的其它各代碼具有如下含義
SG:信號(hào)接地端子。
VDD:控制電路用的電源輸入端子。
VM 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用的電源輸入端子。
MA、/MA 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的A相連接端子。
MB、/MB 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的B相連接端子。
PG:電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的接地端子。
圖3示出對(duì)于輸入至輸入端子MO和Ml的信號(hào)而言步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)模式。當(dāng) M0 = 0且機(jī)=0時(shí)，設(shè)置休眠(SLEEP)模式，并且光圈控制電路206使自身處于低功耗模 式。當(dāng)M0 = ο且M1 =丄時(shí)，設(shè)置丄相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)。當(dāng)M0 =丄且Μ1 = ο時(shí)，設(shè)置卜2相勵(lì)磁 驅(qū)動(dòng)。當(dāng)MO = 1且Ml = 1時(shí)，設(shè)置微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)。下面詳細(xì)說(shuō)明上述各驅(qū)動(dòng)方法。
圖4是用于說(shuō)明光圈控制電路206中所設(shè)置的基準(zhǔn)電壓生成電路220的輸出電壓的圖。VA3 VAO均為解碼器216的輸出信號(hào)。響應(yīng)于這些輸出信號(hào)VA3 VA0，基準(zhǔn)電壓 生成電路220生成VOUT (基準(zhǔn)電壓)。將基準(zhǔn)電壓輸入至比較器228的負(fù)輸入端子。比較 器2 將響應(yīng)于流過(guò)電阻器229的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電流而生成的電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。 當(dāng)通過(guò)電阻器2 檢測(cè)到的檢測(cè)電壓高于基準(zhǔn)值時(shí)，即當(dāng)流過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電流高時(shí)，將 比較器228的輸出設(shè)置成HI (高)電平。通過(guò)或非電路222和223的輸出信號(hào)關(guān)斷晶體管 2M和225，切斷流過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的A相線圈252的電流。因此，切斷流過(guò)電阻器229的電 流使之為0，因此比較器2 的輸出信號(hào)變成LO(低)電平。通過(guò)或非電路222和223的輸 出信號(hào)接通晶體管2M和225。通過(guò)重復(fù)該接通-關(guān)斷循環(huán)，控制流過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的A相線 圈252的電流，從而使得該電流響應(yīng)于基準(zhǔn)電壓生成電路220的輸出電壓而基本恒定。另 外，圖4所示的VA3信號(hào)與解碼器216的H/L輸入端子連接。利用該結(jié)構(gòu)，可以響應(yīng)于H/L 端子的輸入信號(hào)，在全范圍(0 100%，包括0%和100%)和半范圍(0 50%，包括0% 和50% )之間切換步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流。在圖2所示的驅(qū)動(dòng)部BLK-B中，類似地通過(guò)輸 出信號(hào)VBO VB3來(lái)進(jìn)行用于生成圖4所示的基準(zhǔn)電壓的操作。
接著參考圖5和6說(shuō)明步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制。
在圖5中，CLK表示要輸入至圖2所示的時(shí)鐘輸入端子CK的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)。另夕卜， ΦΑ和ΦΒ分別表示流過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的線圈252和邪4的電流波形，并且多個(gè)橫線表示與圖 4所示的基準(zhǔn)電壓生成電路220的電壓相對(duì)應(yīng)的電流電平。
在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法的說(shuō)明中，通常將驅(qū)動(dòng)方法分成如圖5A、5B和5C所示的 三種類型即1相勵(lì)磁、2相勵(lì)磁和1-2相勵(lì)磁。圖5D示出微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)的電流控制，在微步進(jìn) 驅(qū)動(dòng)中，通過(guò)在1-2相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)中以分段方式控制流過(guò)線圈252和254的電流來(lái)更加精密 地控制電動(dòng)機(jī)的一步。
圖5所示的波形示出流過(guò)線圈252和254的電流的相位關(guān)系。實(shí)際上，由于去除 了噪聲和振動(dòng)等，因而實(shí)際波形并不是類似于圖5所示的勵(lì)磁波形的簡(jiǎn)單的矩形波形，而 可能是上升沿和下降沿傾斜的梯形波形或以正弦曲線方式上升和下降的其它波形。然而， 相位關(guān)系基本上相同。
圖6示出在各驅(qū)動(dòng)方法下步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子250如何轉(zhuǎn)動(dòng)。這里使用的步進(jìn)電動(dòng) 機(jī)具有兩個(gè)線圈，即A-杠A相和B-杠B相，以圖6所示的位置感應(yīng)由各線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)。 注意，在圖6中，通過(guò)在符號(hào)A和B上添加“-”來(lái)分別表示杠A相和杠B相。
在1相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)的情況下，轉(zhuǎn)子的磁極始終移動(dòng)為與定子的磁極相對(duì)，如圖6A所 示。更具體地，以由圖6所示的黑點(diǎn)表示的轉(zhuǎn)子的磁極為起點(diǎn)，在圖6A的(1)中所示的狀 態(tài)下，由黑點(diǎn)表示的轉(zhuǎn)子的S極設(shè)置為與A相相對(duì)。當(dāng)達(dá)到圖6A的O)中所示的狀態(tài)時(shí)， B相變成N極，并且由黑點(diǎn)表示的轉(zhuǎn)子的磁極移動(dòng)到與B相相對(duì)的位置。具體地，在該例子 中，隨著定子的磁極的變化，可以獲得22. 5度的轉(zhuǎn)動(dòng)。
在1相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)中，每步的轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)角大，這在光圈等需要高精度定位時(shí)是不合 適的。然而，轉(zhuǎn)子的磁極始終設(shè)置為與定子的磁極相對(duì)，這對(duì)于保持光圈位置是便利的。這 是因?yàn)?，即使在電?dòng)機(jī)停止時(shí)沒(méi)有保持電流流過(guò)，但由于永久磁鐵的轉(zhuǎn)子被一定程度地吸 引向金屬的定子，因而也可以防止轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)。
在2相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)的情況下，向各相位的線圈提供圖5所示的電流，因此轉(zhuǎn)子250的 轉(zhuǎn)動(dòng)如圖6B所示。轉(zhuǎn)子移動(dòng)從而與定子的相鄰磁極之間的中間點(diǎn)相對(duì)。如1相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)中一樣，隨著定子的磁極的變化，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)22. 5度的角度。然而，始終向兩個(gè)勵(lì)磁相位的線 圈供電，因而可以獲得更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)速度。
在2相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)的情況下，轉(zhuǎn)子的磁極始終停止成與定子的相鄰磁極之間的中間 位置相對(duì)。當(dāng)在停止?fàn)顟B(tài)下切斷對(duì)定子線圈的供電時(shí)，預(yù)期轉(zhuǎn)子會(huì)移動(dòng)1/2步的角度，從而 與左邊或右邊的定子相對(duì)。由于定子磁極的裝配誤差和停止位置的微小偏差等引起1/2步 的角位移。更具體地，在2相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)的情況下，即使在停止?fàn)顟B(tài)下也需要對(duì)線圈勵(lì)磁，因 此在停止?fàn)顟B(tài)期間必須向線圈供電，以提供足以確保用于保持轉(zhuǎn)子的停止位置的磁場(chǎng)的最 小電流。每線圈保持電流的大小的范圍為數(shù)十 數(shù)百毫安，并且產(chǎn)生相當(dāng)大的熱。
如圖5C所示，在1-2相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)的情況下，交替重復(fù)1相勵(lì)磁和2相勵(lì)磁。因此， 如圖6C的(1)中所示，當(dāng)從與定子的磁極相對(duì)的位置開(kāi)始轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在磁極的下一變 化中，如圖6C的O)中所示，轉(zhuǎn)子移動(dòng)到定子的磁極之間的位置。在磁極的又一變化中，如 圖6C的C3)中所示，轉(zhuǎn)子移動(dòng)為與下一磁極相對(duì)。因此，通過(guò)定子的磁極的變化所獲得的轉(zhuǎn) 動(dòng)量為11. 25度，這對(duì)應(yīng)于1相勵(lì)磁和2相勵(lì)磁的轉(zhuǎn)動(dòng)量的1/2，因而可以更精密地控制轉(zhuǎn) 子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。然而，因上述相同的原因，當(dāng)保持轉(zhuǎn)子的停止位置時(shí)，在停止位置是1相勵(lì) 磁相位的情況下可以切斷電流，而在停止位置是2相勵(lì)磁相位的情況下需要有保持電流。
在微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)的情況下，如圖5D所示，對(duì)于圖5C所示的1-2相勵(lì)磁以分段方式控 制流過(guò)A相線圈252和B相線圈254的電流，從而可以更精密地控制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。以 此方式，可以高精度且平滑安靜地驅(qū)動(dòng)光圈，這適合于視頻拍攝期間的光圈控制等。在微步 進(jìn)驅(qū)動(dòng)中，如1-2相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)中一樣，當(dāng)轉(zhuǎn)子的停止位置是1相勵(lì)磁相位時(shí)，即使切斷電流， 也可以保持轉(zhuǎn)子的停止位置。然而，在包括2相勵(lì)磁相位的其它停止位置，需要有電流流過(guò) 以保持該狀態(tài)，因此不能切斷電流。
盡管對(duì)光圈控制電路206、光圈驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)205和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō) 明，但是，由于鏡頭控制電路204是以相同方式類似構(gòu)成的，因而可以以相同方式對(duì)鏡頭控 制電路204進(jìn)行控制。
接著參考圖7 10詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性操作。注意，根據(jù)通過(guò)系 統(tǒng)控制器120解釋和執(zhí)行的程序來(lái)進(jìn)行該操作。
圖7是示出視頻拍攝操作的流程圖。當(dāng)在步驟SlOl中接通照相機(jī)的電源時(shí)，將程 序裝載進(jìn)系統(tǒng)控制器120，并且進(jìn)行照相機(jī)工作所需的初始化處理和控制參數(shù)的初始化。此 時(shí)，當(dāng)在照相機(jī)機(jī)體100上安裝了攝像鏡頭單元200時(shí)，光學(xué)系統(tǒng)控制部207向照相機(jī)機(jī)體 100的系統(tǒng)控制器120通知鏡頭ID(識(shí)別信息)和與各種類型的鏡頭有關(guān)的信息。鏡頭信 息包括用于判斷光圈驅(qū)動(dòng)是否對(duì)應(yīng)于微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)的標(biāo)志信息。標(biāo)志信息用于切換下述的工 作模式。
在初始化處理完成后，在步驟S102中判斷視頻記錄的開(kāi)始。當(dāng)通過(guò)用戶的操作指 示向照相機(jī)通知了視頻記錄的開(kāi)始命令時(shí)，快速回位鏡102和副鏡103從光路退出，由此使 通過(guò)攝像透鏡201的光束到達(dá)攝像元件112。然后，處理進(jìn)入步驟S103。在沒(méi)有判斷為開(kāi) 始視頻記錄期間，重復(fù)步驟S102的處理。
在步驟S103中開(kāi)始視頻記錄操作。將連續(xù)獲取的并從攝像元件112讀出的圖像 信號(hào)順序顯示在設(shè)置于照相機(jī)機(jī)殼背面的諸如液晶顯示器等的顯示部上，然后將圖像數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)401中。
這里將說(shuō)明視頻記錄期間的操作。在進(jìn)行了攝像元件112的曝光操作之后，讀出 攝像元件112內(nèi)各像素的累積電荷，作為圖像信號(hào)。與控制脈沖垂直同步信號(hào)VD和水平同 步信號(hào)HD同步地進(jìn)行該讀出操作。VD信號(hào)是表示一幀攝像的信號(hào)。例如，每1/30秒從系 統(tǒng)控制器120接收命令，并且時(shí)序脈沖發(fā)生電路114將信號(hào)發(fā)送給攝像元件112。另外，HD 信號(hào)是攝像元件112的水平同步信號(hào)。在一幀期間發(fā)送與水平線數(shù)量相對(duì)應(yīng)的數(shù)量的脈 沖，以控制水平線。另外，按水平線進(jìn)行像素復(fù)位，從而使得水平線與HD信號(hào)同步，以變成 所設(shè)置的電荷累積時(shí)間。當(dāng)通過(guò)VD信號(hào)或HD信號(hào)執(zhí)行累積/讀出操作時(shí)，根據(jù)VD信號(hào)的 發(fā)送定時(shí)開(kāi)始下一幀的累積操作。另外，將所讀出的圖像信號(hào)傳送給圖像數(shù)據(jù)控制器115， 以使其經(jīng)過(guò)缺陷像素校正等的處理。通過(guò)圖像處理，將處理后的圖像信號(hào)發(fā)送給設(shè)置在照 相機(jī)背面等上的顯示部的圖像顯示電路118。同樣，對(duì)于視頻記錄，使讀出的信號(hào)經(jīng)過(guò)圖像 處理，然后將其發(fā)送給存儲(chǔ)介質(zhì)401，以順序記錄圖像數(shù)據(jù)。應(yīng)該注意，這些都是公知技術(shù)， 并且不再對(duì)其行說(shuō)明。
在步驟S104中，基于在步驟S103中讀出的信號(hào)進(jìn)行測(cè)光操作。在測(cè)光期間，圖像 數(shù)據(jù)控制器115將圖像信號(hào)分割成區(qū)域，并且將對(duì)各區(qū)域中的各拜耳像素積分的值提供給 系統(tǒng)控制器120。系統(tǒng)控制器120評(píng)價(jià)所獲得的積分信號(hào)，從而進(jìn)行測(cè)光處理。在接著的步 驟S105中，基于在步驟S104中所確定的測(cè)光值和鏡頭信息進(jìn)行運(yùn)動(dòng)圖像的自動(dòng)曝光控制。
現(xiàn)在參考圖8說(shuō)明視頻記錄期間所進(jìn)行的示例性自動(dòng)曝光控制。在本實(shí)施例中， 根據(jù)鏡頭部的類型切換用于驅(qū)動(dòng)光圈驅(qū)動(dòng)用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作模式。
首先，在步驟S201中，基于在步驟S104中所確定的測(cè)光值(Bv值)計(jì)算照相機(jī)的 控制值Bv，從而使得運(yùn)動(dòng)圖像曝光變成預(yù)定亮度水平。這里，Bv值是表示以下面的公式[公 式1]所表示的亮度的指標(biāo)值，并且是通過(guò)組合Tv、Av和Sv唯一確定的值，其中，具有以指 標(biāo)值所表示的亮度的被攝體為適當(dāng)?shù)钠毓馑?。Tv表示快門(mén)速度，Av表示光圈值，并且Sv 表示感光度。另外，控制值Bv是通過(guò)組合用于控制照相機(jī)的Τν、Αν和Sv所確定的設(shè)置值。
[公式1]
Bv = Tv+Av-Sv
通常，對(duì)于運(yùn)動(dòng)圖像曝光，會(huì)發(fā)生閃爍和振蕩(hunting)等連續(xù)幀之間的曝光變 化。因此希望以到一定程度的時(shí)間常數(shù)的緩慢且平滑的響應(yīng)來(lái)進(jìn)行曝光。圖9示出說(shuō)明控 制值Bv隨時(shí)間的變化和Bv值隨時(shí)間的變化的示例圖。當(dāng)被攝體的亮度在視頻記錄期間變 化時(shí)，例如，預(yù)期如圖9所示的測(cè)光值(Bv值)和控制值(控制值Bv)的響應(yīng)。在本例子中， 當(dāng)被攝體的亮度值從Bv3開(kāi)始增大并且在時(shí)刻t0變成Bv6時(shí)，照相機(jī)的控制值Bv從時(shí)刻 t0到時(shí)刻tl緩慢且平滑地變化，以在時(shí)刻tl時(shí)達(dá)到適當(dāng)曝光水平(Bv6)。另外，當(dāng)被攝體 的亮度值從Bv6開(kāi)始下降，并且在時(shí)刻t2變成Bv4時(shí)，照相機(jī)的控制值Bv從緊挨著t2之前 的時(shí)刻到時(shí)刻t3以相同方式緩慢且平滑地變化，以在時(shí)刻t3時(shí)達(dá)到適當(dāng)曝光水平(Bv4)。 通過(guò)使用預(yù)定響應(yīng)函數(shù)確定控制值Bv來(lái)實(shí)現(xiàn)這一變化。
在圖8所示的步驟S202中，基于在圖7所示的步驟SlOl中所獲取的鏡頭信息，判 斷安裝在照相機(jī)機(jī)體100上的攝像鏡頭單元200是否對(duì)應(yīng)于微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)的光圈驅(qū)動(dòng)(以下 稱為“微步進(jìn)光圈驅(qū)動(dòng)”)。在攝像鏡頭單元未對(duì)應(yīng)于微步進(jìn)光圈驅(qū)動(dòng)的情況下，處理進(jìn)入 步驟S203，而在攝像鏡頭單元對(duì)應(yīng)于微步進(jìn)光圈驅(qū)動(dòng)的情況下，處理進(jìn)入步驟S210。
根據(jù)安裝在照相機(jī)機(jī)體100上的攝像鏡頭單元200是否對(duì)應(yīng)于微步進(jìn)光圈驅(qū)動(dòng)，分別選擇曝光控制的工作模式。具體地，當(dāng)安裝在照相機(jī)機(jī)體100上的攝像鏡頭單元200 包括與微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的光圈驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，將工作模式切換成第一工作模式(靜音驅(qū)動(dòng) 模式)。在第一工作模式下，使用在切斷向多個(gè)線圈的供電時(shí)不保持轉(zhuǎn)子位置的相位。另 外，當(dāng)安裝在照相機(jī)機(jī)體100上的攝像鏡頭單元200不包括與微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的光圈驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，將工作模式切換成第二工作模式。在第二工作模式下，僅使用在切斷向多個(gè)線圈 的供電時(shí)保持轉(zhuǎn)子位置的相位。通過(guò)在兩個(gè)工作模式之間切換，響應(yīng)于光圈的驅(qū)動(dòng)特性分 別選擇最佳程序線圖。換句話說(shuō)，在第一工作模式下，選擇第一程序線圖，在第一程序線圖 中，電荷累積時(shí)間固定，從而改變用于在預(yù)定亮度范圍內(nèi)進(jìn)行曝光控制的光圈值(參見(jiàn)圖 10B)。在第二工作模式下，選擇第二程序線圖，在第二程序線圖中，光圈值固定，從而改變用 于在預(yù)定亮度范圍內(nèi)進(jìn)行曝光控制的電荷累積時(shí)間(參見(jiàn)圖10A)。利用該結(jié)構(gòu)，即使對(duì)于 提供不良光圈可控性的攝像鏡頭單元，也可以通過(guò)減少光圈驅(qū)動(dòng)次數(shù)來(lái)抑制由光圈操作所 引起的曝光閃爍等。另外，可以響應(yīng)于工作模式來(lái)切換光圈的最佳電流控制。
在步驟S203中，根據(jù)第二程序線圖確定曝光控制值。圖IOA示出未對(duì)應(yīng)于微步進(jìn) 光圈驅(qū)動(dòng)的攝像鏡頭單元的示例性程序線圖。利用該程序線圖，確定用于控制照相機(jī)的電 荷累積時(shí)間、光圈值和增益值。作為第二程序線圖的特征，離散地選擇光圈的設(shè)置值(Av) (參見(jiàn)圖IOA中的F2. 8、F8和F22)，并且通過(guò)改變電荷累積時(shí)間(Tv)和增益(Sv)來(lái)設(shè)置 精密的曝光值。這里，實(shí)際選擇的光圈設(shè)置值設(shè)為舍入值(rounded value)，從而使其為用 于驅(qū)動(dòng)光圈的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的1相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)的停止位置。另外，該光圈設(shè)置值具有士3步的 滯后現(xiàn)象(以虛線表示)。因此，一旦發(fā)生光圈驅(qū)動(dòng)，對(duì)于滯后現(xiàn)象范圍內(nèi)的亮度變化不再 發(fā)生光圈驅(qū)動(dòng)。具體地，即使對(duì)于提供不良光圈可控性的攝像鏡頭單元，也可以通過(guò)減少光 圈驅(qū)動(dòng)次數(shù)來(lái)抑制曝光閃爍等。相反，當(dāng)發(fā)生光圈驅(qū)動(dòng)時(shí)，在運(yùn)動(dòng)圖像中記錄閃爍、快速景 深變化和光圈驅(qū)動(dòng)噪聲。
在步驟S204中，系統(tǒng)控制器120將由照相機(jī)控制的當(dāng)前光圈值與在步驟S203中 所確定的光圈設(shè)置值進(jìn)行比較，以判斷是否發(fā)生了光圈驅(qū)動(dòng)。通過(guò)將光圈的位置變化量即 當(dāng)前光圈值和設(shè)置值之間的差與預(yù)定量(預(yù)先設(shè)置的基準(zhǔn)值)進(jìn)行比較，來(lái)判斷是否存在 光圈驅(qū)動(dòng)。當(dāng)作為該判斷的結(jié)果，光圈的位置變化量等于或大于預(yù)定量，因此發(fā)生了光圈驅(qū) 動(dòng)時(shí)，處理進(jìn)入步驟S205，而當(dāng)作為該判斷的結(jié)果，光圈的位置變化量小于預(yù)定量，因此未 發(fā)生光圈驅(qū)動(dòng)時(shí)，處理進(jìn)入步驟S206。
在步驟S205中，從系統(tǒng)控制器120向光學(xué)系統(tǒng)控制部207發(fā)出用于驅(qū)動(dòng)光圈的請(qǐng) 求，從而使得光圈值變成在步驟S203中所確定的光圈值。此時(shí)，選擇上述的1相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng) 作為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法，因此將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子始終停止在與定子的磁極相對(duì)的位置處。
在步驟S206中，由于未發(fā)生光圈驅(qū)動(dòng)，因而從系統(tǒng)控制器120向光學(xué)系統(tǒng)控制部 207發(fā)送光圈保持電流的切斷命令，然后切斷向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的供電，從而保持電流變成零。 此時(shí)，通過(guò)步驟S205中的驅(qū)動(dòng)控制來(lái)控制光圈的停止位置，從而使得將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)始終停 止在轉(zhuǎn)子與定子的磁極相互相對(duì)的位置處。因此，由于即使切斷電流，永久磁鐵的轉(zhuǎn)子也一 定程度地吸引金屬的定子，因而可以防止光圈停止位置的移位。
在進(jìn)行步驟S205和S206之后，處理進(jìn)入步驟S207。這里，為了獲得在步驟S203 中所確定的電荷累積時(shí)間和增益，設(shè)置時(shí)序脈沖發(fā)生電路114、A/D轉(zhuǎn)換器113和圖像數(shù)據(jù)控制器115，從而進(jìn)行運(yùn)動(dòng)圖像的曝光控制，并且結(jié)束上述一系列處理步驟。
相反，當(dāng)在步驟S202中將與微步進(jìn)光圈驅(qū)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的攝像鏡頭單元200安裝在照 相機(jī)機(jī)體100上時(shí)，處理進(jìn)入步驟S210。
在步驟S210中，根據(jù)第一程序線圖確定曝光控制值。圖IOB示出與微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)相 對(duì)應(yīng)的攝像鏡頭單元的示例性程序線圖。利用該程序線圖，確定用于控制照相機(jī)的電荷累 積時(shí)間、光圈值和增益值。作為第一程序線圖的特征，在預(yù)定亮度范圍(參見(jiàn)圖IOB中的 EvlO Evl6)中，電荷累積時(shí)間和增益的設(shè)置固定，從而改變用于進(jìn)行曝光控制的光圈值。 此時(shí)，由于通過(guò)微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)光圈，因而抑制了要記錄的運(yùn)動(dòng)圖像曝光時(shí)的閃爍和快 速景深變化以及記錄期間的光圈驅(qū)動(dòng)噪聲。相反，在上述微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)中，可以停止轉(zhuǎn)子的磁 極以使其與定子的相鄰磁極之間的中間位置相對(duì)。因此，當(dāng)在停止?fàn)顟B(tài)下切斷向步進(jìn)電動(dòng) 機(jī)的供電時(shí)，可以將轉(zhuǎn)子移動(dòng)到穩(wěn)定位置。
在步驟S211中，系統(tǒng)控制器120將由照相機(jī)控制的當(dāng)前光圈值與在步驟S210中 所確定的光圈設(shè)置值進(jìn)行比較，以判斷是否發(fā)生了光圈驅(qū)動(dòng)。此時(shí)，當(dāng)光圈的當(dāng)前位置和通 過(guò)計(jì)算所確定的光圈設(shè)置值之間的差在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)控制器120可以判斷出不需要 進(jìn)行光圈驅(qū)動(dòng)。這是因?yàn)橐种屏讼率龅恼袷幀F(xiàn)象頻繁發(fā)生向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)供電的切斷狀態(tài) 和再啟動(dòng)狀態(tài)，從而導(dǎo)致不規(guī)律的光圈驅(qū)動(dòng)。另外，可以通過(guò)設(shè)置電荷累積時(shí)間或增益來(lái)校 正預(yù)定范圍內(nèi)的曝光誤差，以獲得適當(dāng)?shù)钠毓馑健．?dāng)在步驟S211中發(fā)生了光圈驅(qū)動(dòng)時(shí)， 處理進(jìn)入步驟S212，而當(dāng)未發(fā)生光圈驅(qū)動(dòng)時(shí)，處理進(jìn)入步驟S213。
在步驟S212中，從系統(tǒng)控制器120向光學(xué)系統(tǒng)控制部207發(fā)出用于驅(qū)動(dòng)光圈的請(qǐng) 求，從而使得光圈值變成在步驟S210中所確定的光圈值。此時(shí)，選擇微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)作為步進(jìn) 電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法。然后，處理進(jìn)入步驟S207。
在步驟S213中，系統(tǒng)控制器120從攝像鏡頭單元200獲得狀況信息，以判斷是否 向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)供電。當(dāng)切斷向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的供電時(shí)，處理進(jìn)入步驟S207，而當(dāng)向步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 供電時(shí)，處理進(jìn)入步驟S214。
在步驟S214中，系統(tǒng)控制器120從攝像鏡頭單元200獲得狀況信息，以判斷步進(jìn) 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的停止相位。當(dāng)系統(tǒng)控制器120判斷為轉(zhuǎn)子的停止相位是穩(wěn)定相位，即轉(zhuǎn)子 與定子的磁極相互相對(duì)時(shí)，處理進(jìn)入步驟S215。這里，向攝像鏡頭單元200發(fā)送控制命令， 以切斷向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的供電，從而保持電流變成零。另一方面，當(dāng)系統(tǒng)控制器120判斷為轉(zhuǎn) 子的停止相位是不穩(wěn)定相位，即轉(zhuǎn)子位于定子和定子間的中間位置時(shí)，處理進(jìn)入步驟S216。
在步驟S216中，從系統(tǒng)控制器120向光學(xué)系統(tǒng)控制部207發(fā)出用于進(jìn)行微步進(jìn)驅(qū) 動(dòng)的請(qǐng)求，從而利用轉(zhuǎn)子的最小轉(zhuǎn)動(dòng)角度使得停止相位從不穩(wěn)定相位移位到穩(wěn)定相位。通 過(guò)該處理穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)圖像的曝光。當(dāng)未發(fā)生光圈驅(qū)動(dòng)時(shí)，將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置引導(dǎo)至 穩(wěn)定相位。然后，處理進(jìn)入步驟S215和S207。
再次參考圖7繼續(xù)進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)在步驟S106中通過(guò)操作按鈕(未示出)報(bào)告視 頻記錄結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)控制器120結(jié)束視頻記錄/拍攝，以使得快速回位鏡102和副鏡103從 它們的退出位置返回。然后結(jié)束處理。當(dāng)沒(méi)有報(bào)告視頻記錄/拍攝結(jié)束時(shí)，處理返回到步 驟S103以繼續(xù)進(jìn)行視頻記錄/拍攝。
盡管在本實(shí)施例中，采用在1相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)的情況下、即使切斷向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的供 電、轉(zhuǎn)子也不轉(zhuǎn)動(dòng)的相位，但是本發(fā)明不局限于此。還可以采用在2相勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)的情況下、即使切斷向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的供電、轉(zhuǎn)子也不轉(zhuǎn)動(dòng)的相位。
如上所述，在本實(shí)施例中，響應(yīng)于安裝在照相機(jī)機(jī)體上的攝像鏡頭單元，切換用于 控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的方法和用于控制對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的通電的方法。利用該結(jié)構(gòu)，根據(jù)工作模 式，可以實(shí)現(xiàn)良好的運(yùn)動(dòng)圖像曝光控制，并且可以進(jìn)行最佳電流控制，從而可以實(shí)現(xiàn)攝像設(shè) 備的更低功耗。
盡管參考示例性實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施例，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于 所公開(kāi)的典型實(shí)施例。所附權(quán)利要求書(shū)的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同 結(jié)構(gòu)和功能。
本申請(qǐng)要求2009年9月四日提交的日本2009-2M547號(hào)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其 全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用包含于此。
權(quán)利要求
1.一種攝像設(shè)備，包括鏡頭部，其具有透鏡組和光圈；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其利用多個(gè)線圈的勵(lì)磁來(lái)驅(qū)動(dòng)所述光圈；控制單元，用于控制所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)；曝光控制單元，用于通過(guò)改變攝像元件的光圈值、電荷累積時(shí)間或增益來(lái)控制視頻拍 攝期間的曝光；以及判斷單元，用于判斷當(dāng)切斷向所述多個(gè)線圈的供電時(shí)，所述光圈的位置變化量是否等 于或大于預(yù)定量；其中，所述控制單元根據(jù)所述鏡頭部的類型，來(lái)切換與所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)相關(guān)聯(lián) 的工作模式；在使用當(dāng)切斷向所述多個(gè)線圈的供電時(shí)不保持轉(zhuǎn)子位置這樣的相位的第一工 作模式下，所述控制單元基于所述曝光控制單元的輸出和所述判斷單元獲得的判斷結(jié)果， 控制所述光圈的停止位置；在僅使用當(dāng)切斷向所述多個(gè)線圈的供電時(shí)保持轉(zhuǎn)子位置這樣的 相位的第二工作模式下，所述控制單元基于所述曝光控制單元的輸出進(jìn)行光圈控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，其特征在于，當(dāng)所述判斷單元判斷為所述光圈的 位置變化量小于預(yù)定量時(shí)，所述曝光控制單元在不改變所述光圈的位置而改變所述電荷累 積時(shí)間或所述增益的情況下，進(jìn)行曝光補(bǔ)償。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，其特征在于，當(dāng)所述判斷單元判斷為所述光圈的 位置變化量等于或大于預(yù)定量時(shí)，所述控制單元改變所述光圈的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，其特征在于，在所述第一工作模式下，所述曝光控 制單元選擇包括使所述電荷累積時(shí)間固定從而改變所述光圈值的曝光控制的第一程序線 圖；在所述第二工作模式下，所述曝光控制單元選擇包括使所述光圈值固定從而改變所述 電荷累積時(shí)間的曝光控制的第二程序線圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝像設(shè)備，其特征在于，所述控制單元在所述第一工作模式 下進(jìn)行所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)，在所述第二工作模式下進(jìn)行所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的1相 勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的攝像設(shè)備，其特征在于，當(dāng)判斷為所述鏡頭部具有與所述微 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的光圈驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，所述曝光控制單元在所述第一工作模式下選擇所述第 一程序線圖，而當(dāng)判斷為所述鏡頭部不具有與所述微步進(jìn)驅(qū)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的光圈驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)， 所述曝光控制單元在所述第二工作模式下選擇所述第二程序線圖。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像設(shè)備，其特征在于，當(dāng)所述判斷單元在所述第一工作模 式下判斷為所述光圈的位置變化量小于預(yù)定量時(shí)，所述控制單元控制所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的停 止位置，然后切斷向所述多個(gè)線圈的供電，而當(dāng)所述判斷單元在所述第二工作模式下判斷 為所述光圈的位置變化量小于預(yù)定量時(shí)，所述控制單元切斷向所述多個(gè)線圈的供電。
8.一種攝像設(shè)備的控制方法，所述攝像設(shè)備包括具有透鏡組和光圈的鏡頭部、利用多 個(gè)線圈的勵(lì)磁來(lái)驅(qū)動(dòng)所述光圈的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和用于控制所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制單元，所述 控制方法包括以下步驟曝光控制步驟，用于通過(guò)改變攝像元件的光圈值、電荷累積時(shí)間或增益來(lái)控制視頻拍 攝期間的曝光；判斷步驟，用于判斷在切斷向所述多個(gè)線圈的供電時(shí)，所述光圈的位置變化量是否等于或大于預(yù)定量；以及根據(jù)所述鏡頭部的類型，切換與所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的工作模式；在使用當(dāng) 切斷向所述多個(gè)線圈的供電時(shí)不保持轉(zhuǎn)子位置這樣的相位的第一工作模式下，基于在所述 曝光控制步驟中所設(shè)置的設(shè)置值和通過(guò)所述判斷步驟獲得的判斷結(jié)果，控制所述光圈的停 止位置；在僅使用當(dāng)切斷向所述多個(gè)線圈的供電時(shí)保持轉(zhuǎn)子位置這樣的相位的第二工作模 式下，基于在所述曝光控制步驟中所設(shè)置的設(shè)置值進(jìn)行光圈控制。
全文摘要
在包括驅(qū)動(dòng)光圈的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的攝像設(shè)備及其控制方法中，在降低保持光圈位置所需的電力的同時(shí)，進(jìn)行良好的運(yùn)動(dòng)圖像曝光控制。對(duì)于運(yùn)動(dòng)圖像曝光控制，判斷單元判斷是否存在光圈驅(qū)動(dòng)。當(dāng)在第一工作模式下，轉(zhuǎn)子與定子的磁極未相互相對(duì)時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制單元將轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)至相對(duì)的位置，并且切斷線圈中的電流。當(dāng)在第二工作模式下沒(méi)有發(fā)生光圈驅(qū)動(dòng)時(shí)，在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子的磁極相互相對(duì)的狀態(tài)下，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制單元切斷線圈中的電流。在第一和第二工作模式下切斷要向電動(dòng)機(jī)提供的保持電流，從而可以實(shí)現(xiàn)低功耗。根據(jù)攝像鏡頭單元的類型切換光圈驅(qū)動(dòng)方法和曝光控制的程序線圖，從而可以實(shí)現(xiàn)良好的運(yùn)動(dòng)圖像曝光控制。
文檔編號(hào)G03B9/02GK102036014SQ201010501420
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者廣瀨稔 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社