專利名稱：具有電子和機(jī)械快門功能的圖像傳感裝置和圖像傳感方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像傳感方法和圖像傳感裝置，更準(zhǔn)確地說，涉及一種具有電子快門功能和機(jī)械快門功能的圖像傳感裝置和圖像傳感方法。
對于電子攝象機(jī)，日本專利公開No.11-212136(在下文中被稱作第一篇現(xiàn)有技術(shù))中披露的電子攝象機(jī)在正常自然光攝影中使用機(jī)械快門來控制曝光，在使用電子閃光設(shè)備的高速攝影中使用電子快門控制曝光。
對于上述電子攝象機(jī)，日本專利公開No.11-234574(在下文中被稱作第二篇現(xiàn)有技術(shù))中披露了以下的電子攝象機(jī)。當(dāng)用機(jī)械和電子快門控制曝光時，調(diào)節(jié)機(jī)械快門的驅(qū)動開始時間或電子快門的電荷積累開始時間，來調(diào)節(jié)機(jī)械延遲所導(dǎo)致的個體變化誤差，直到機(jī)械快門響應(yīng)于電驅(qū)動起始信號開始實際操作為止，由于發(fā)出了電驅(qū)動起始信號，電驅(qū)動起始信號用來指示在機(jī)械快門中進(jìn)行開關(guān)操作。
不過，在第一篇現(xiàn)有技術(shù)中，在正常自然光拍攝中使用機(jī)械快門控制曝光，在電子攝象機(jī)中通常采用的最高快門速度取決于機(jī)械快門的性能。達(dá)到例如1/8,000秒的高速度需要高性能的機(jī)械快門?？扉T本身為一種復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致快門體積大、成本高。在技術(shù)上，機(jī)械快門難于以高速度進(jìn)行驅(qū)動(例如1/16,000秒或更高)。
在第一篇現(xiàn)有技術(shù)中，通常響應(yīng)于一前幀拍攝序列結(jié)束之后的前遮光片(front blade)驅(qū)動開始信號，通過前遮光片的開始驅(qū)動對機(jī)械快門進(jìn)行驅(qū)動。使用用于探測前遮光片驅(qū)動結(jié)束的開關(guān)對驅(qū)動前遮光片的結(jié)束進(jìn)行探測。CCD等對電荷進(jìn)行積累。在電荷積累結(jié)束之后，響應(yīng)于后遮光片驅(qū)動起始信號，開始對后遮光片進(jìn)行驅(qū)動。使用用于探測驅(qū)動后遮光片結(jié)束的開關(guān)對驅(qū)動后遮光片的結(jié)束進(jìn)行探測。然后，對信號電荷進(jìn)行正常讀出。這種設(shè)置保證了可靠的曝光控制。不過，由于在每次操作結(jié)束時開始下一次操作，故延長了每幀拍攝序列所占用的時間。由于在每次切換的操作狀態(tài)受到監(jiān)控后開始下一次操作，所以拍攝序列占用的時間延長。這就不能得到電子攝象機(jī)的高速連續(xù)攝影。
在第二篇現(xiàn)有技術(shù)中，通過調(diào)節(jié)機(jī)械快門驅(qū)動脈沖的作用時間或電子快門的電荷積累起始時間來校正各個電子攝象機(jī)的機(jī)械快門之間機(jī)械延遲所導(dǎo)致的曝光控制時間的變化。對每個電子攝象機(jī)進(jìn)行這種調(diào)節(jié)，增加了安裝和調(diào)節(jié)電子攝象機(jī)所占用的時間，增加了費(fèi)用。這種電子攝象機(jī)要求一夾緊裝置(jig)，用來測量和調(diào)節(jié)機(jī)械快門的機(jī)械延遲所導(dǎo)致的曝光時間的變化。如果調(diào)節(jié)電子快門的電荷積累起始時間，則各電子攝象機(jī)間的電子攝象機(jī)釋放時間的延遲不同。這對使用多個電子攝象機(jī)的用戶來說是不方便的，因為通過釋放電子攝象機(jī)的快門所拍攝的照片是不同的。
本發(fā)明的第二個目的在于提供一種圖像傳感方法和圖像傳感裝置，其能夠防止用戶在切換拍攝序列時感覺到不兼容。
本發(fā)明的第三個目的在于提供一種圖像傳感方法和圖像傳感裝置，其能夠在連續(xù)攝影中獲得穩(wěn)定的幀速度，并且不用測量和調(diào)節(jié)由機(jī)械快門的機(jī)械延遲所導(dǎo)致的曝光時間的變化就可以增加速度。
根據(jù)本發(fā)明，通過提供一種利用圖像傳感裝置傳感圖像的圖像傳感方法而達(dá)到上述目的，該圖像傳感裝置具有一用于控制圖像傳感元件的電荷積累時間的電子快門和一用于釋放/屏蔽至該圖像傳感元件的光路的機(jī)械快門，該方法具有一主要通過該電子快門控制圖像傳感周期的第一控制方式，包括一控制電子和機(jī)械快門操作的控制步驟，以使它們相互重疊，并且控制圖像傳感元件的電荷讀出周期和機(jī)械快門的釋放操作周期的一部分，使它們相互重疊。
根據(jù)本發(fā)明，還通過提供一種圖像傳感裝置來達(dá)到上述目的，該圖像傳感裝置具有一用于控制圖像傳感元件的電荷積累時間的電子快門和一用于釋放/屏蔽至該圖像傳感元件的光路的機(jī)械快門，并且具有一主要通過該電子快門控制圖像傳感時間的第一控制方式，其包括一適合于控制該電子和機(jī)械快門的操作以使它們相互重疊的控制器，并且控制圖像傳感元件的電荷讀出周期和機(jī)械快門的釋放操作周期的一部分使其相互重疊。
另外，還通過提供一種利用圖像傳感裝置傳感圖像的圖像傳感方法來達(dá)到上述目的，該圖像傳感裝置具有一用于控制圖像傳感元件的電荷積累時間的電子快門和一用于釋放/屏蔽至該圖像傳感元件的光路的機(jī)械快門，該方法具有一主要通過該機(jī)械快門控制圖像傳感時間的控制方式，包括一在該控制方式中于圖像傳感元件的電荷轉(zhuǎn)移之前，排出(drain)轉(zhuǎn)移裝置的多余電荷的控制步驟。
另外，還可以通過提供一種圖像傳感裝置達(dá)到上述目的，該圖像傳感裝置具有一用于控制圖像傳感元件的電荷積累時間的電子快門和一用于釋放/屏蔽至該圖像傳感元件的入射光路的機(jī)械快門，并且具有一主要通過該機(jī)械快門控制圖像傳感時間的控制方式，包括一適合于在該控制方式中于圖像傳感元件的電荷轉(zhuǎn)移之前，排出轉(zhuǎn)移裝置的多余電荷的控制器。
從下面結(jié)合附圖的描述中本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的，其中在附圖中相同參數(shù)表示相同或類似部分。


圖1為局部側(cè)視圖，表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的作為圖像傳感裝置的電子攝象機(jī)的結(jié)構(gòu)；圖2為方框圖，表示根據(jù)本發(fā)明實施例的作為圖像傳感裝置的該電子攝象機(jī)的內(nèi)部布置；圖3為時序圖，表示根據(jù)本發(fā)明實施例的作為圖像傳感裝置的電子攝象機(jī)的機(jī)械快門控制方式中的時序；圖4為時序圖，表示根據(jù)本發(fā)明實施例的作為圖像傳感裝置的電子攝象機(jī)的電子快門控制方式中的時序；圖5為時序圖，表示圖4的電子快門控制方式中機(jī)械快門的控制序列(Control sequence)；圖6為表示根據(jù)本發(fā)明實施例的作為圖像傳感裝置的電子攝象機(jī)中，電子和機(jī)械快門控制方式的快門速度控制區(qū)域的視圖；圖7為流程圖，表示根據(jù)本發(fā)明實施例的作為圖像傳感裝置的電子攝象機(jī)的操作流程；圖8為流程圖，表示根據(jù)本發(fā)明實施例的作為圖像傳感裝置的電子攝象機(jī)的操作流程。
圖1為局部側(cè)視圖，表示根據(jù)本實施例作為圖像傳感裝置的電子攝象機(jī)的結(jié)構(gòu)。在圖1中，附圖標(biāo)記1表示電子攝象機(jī)主體；2表示用于在成象面上形成物像的攝影鏡頭。攝影鏡頭2以可拆卸的方式固定到電子攝象機(jī)主體1上。攝影鏡頭2具有一成象透鏡3，用于在成象平面上形成物像，以及一用來驅(qū)動成象透鏡3的透鏡驅(qū)動裝置4。另外，攝影鏡頭2包括一用于控制曝光的光圈遮光片5(aperture blade)，和一用于驅(qū)動該光圈遮光片5的光圈驅(qū)動裝置6。
在圖1中對成象透鏡3進(jìn)行了簡化，不過成象透鏡由一個或多個透鏡構(gòu)成。成象透鏡3可以是單焦距(固定焦點(diǎn))透鏡或焦距可變透鏡，如變焦透鏡或階躍(step)變焦透鏡。
在圖1中，標(biāo)記7表示一主反射鏡，用于將由攝影鏡頭2形成的來自物體的光(在下文中稱為物象)導(dǎo)向聚焦屏8(稍后進(jìn)行描述)；該物象的透射部分通過一副反射鏡12(稍后對其進(jìn)行描述)導(dǎo)向聚焦探測裝置13(稍后對其進(jìn)行描述)?；蛘?，通過反射鏡驅(qū)動裝置(圖中沒有顯示出)將主反射鏡7自由移動到一該主反射鏡7允許通過取景器觀察物象的位置，以及自由移動到一個縮進(jìn)位置，在攝影中在該位置處將主反射鏡7從物象的光路收回。
在調(diào)焦屏8上形成攝影鏡頭2所導(dǎo)引并被主反射鏡7反射的物象。在取景器觀察中，物象形成在調(diào)焦屏8上。標(biāo)記9表示用于將調(diào)焦屏8上所形成的物象反射成正象的光學(xué)元件。在本實施例中該光學(xué)元件9為五棱鏡。標(biāo)記10表示目鏡透鏡，用于將已經(jīng)被光學(xué)元件9反射成正象的物象引導(dǎo)到攝影師眼中。
標(biāo)記11表示一光度測量裝置，用于通過光學(xué)元件9測量取景器觀察中在調(diào)焦屏8上形成的物象的亮度。在光度測量裝置11輸出信號的基礎(chǔ)上，根據(jù)本實施例的電子攝象機(jī)1控制曝光。
副反射鏡12反射穿過主反射鏡7的部分物象，將該物象引導(dǎo)到設(shè)置在反射鏡盒(圖中沒有顯示出)下面的聚焦探測裝置13(稍后對其進(jìn)行描述)。副反射鏡12與主反射鏡7或用于驅(qū)動主反射鏡7的反射鏡驅(qū)動裝置(圖中沒有顯示出)連接。副反射鏡12自由移動到一縮進(jìn)位置，在攝影中在該位置處從物象的光路縮進(jìn)副反射鏡12，或者自由運(yùn)動到一個位置，在該位置處副反射鏡12將穿過主反射鏡7的物象引導(dǎo)到聚焦探測裝置13。
在聚焦探測裝置13的輸出信號的基礎(chǔ)上對攝影鏡頭2的透鏡驅(qū)動裝置4進(jìn)行控制。通過成象透鏡3調(diào)節(jié)聚焦。標(biāo)記14表示一機(jī)械快門，用于機(jī)械控制物象入射到成象平面的周期。機(jī)械快門14為一焦平面快門，具有在取景器中屏蔽物象的前遮光片14a，根據(jù)攝影中的釋放信號從物象的光路中抽出前遮光片，開始曝光，還具有一個后遮光片14b，在取景器中從物象的光路中取出該后遮光片，在攝影中前遮光片14a移動(驅(qū)動)之后的一預(yù)定時間對物象進(jìn)行屏蔽。
標(biāo)記15表示一固態(tài)圖像傳感元件，用于傳感攝影鏡頭2所形成的物象，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴τ诠虘B(tài)圖像傳感元件15，使用已知的二維圖像傳感裝置。該圖像傳感裝置包括多種類型，如CCD型，MOS型，CID型，可以采用任何類型的圖像傳感裝置。本實施例采用了一種行間式(interline)CCD(電荷耦合器件)型圖像傳感元件，由二維排列的光電轉(zhuǎn)換元件(光敏元件)構(gòu)成，通過縱向和橫向轉(zhuǎn)移路徑，在每個光敏元件中輸出信號電荷發(fā)生積累。固態(tài)傳感元件15具有所謂的電子快門功能，控制每個光敏元件中積累電荷的積累時間(快門速度)。標(biāo)記16表示已被電和機(jī)械連接到固態(tài)圖像傳感元件15并對其進(jìn)行支撐的電子板。
圖2為方框圖，表示根據(jù)本實施例的電子攝象機(jī)的內(nèi)部配置。
在圖2中，與圖1中相同的標(biāo)記表示相同的部分。
在圖2中，電子攝象機(jī)主要由用于驅(qū)動攝影鏡頭2的透鏡驅(qū)動裝置4，機(jī)械快門14，固態(tài)圖像傳感元件15，一模擬信號處理電路20，一A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器22，一主信號處理電路24，一存儲器26，一D/A(數(shù)字/模擬)轉(zhuǎn)換器28，一外部顯示裝置30，一壓縮/解壓縮電路32，一存儲卡34，一控制電路36和一個CPU(中央處理單元)38構(gòu)成。
光圈遮光片5和機(jī)械快門14限制已經(jīng)穿過攝影鏡頭2的物象的光量，物象被成象在固態(tài)圖像傳感元件15上。在這個時候，通過控制電路36控制固態(tài)圖像傳感元件15的電荷積累時間。在固態(tài)圖像傳感元件15的光接收表面上形成的物象被光敏元件轉(zhuǎn)變成數(shù)量相當(dāng)于入射光量的信號電荷。信號電荷作為圖像傳感信號被連續(xù)讀出，輸入給模擬信號處理電路20。
模擬信號處理電路20包括一CDS箝位電路和增益調(diào)節(jié)電路。該模擬信號處理電路20在控制電路36的控制下，正確處理從固態(tài)圖像傳感元件15輸入的每個圖像傳感信號(模擬電信號)。從模擬信號處理電路20輸出的圖像傳感信號被A/D轉(zhuǎn)換器22轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。該數(shù)字信號被輸出給主信號處理電路。
主信號處理電路24由增益調(diào)節(jié)電路40，偏置電路42(offset circuit)，直方圖產(chǎn)生電路(Histogram generation circuit)46和數(shù)字信號處理電路48組成。從A/D轉(zhuǎn)換器22輸出的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由增益調(diào)節(jié)電路40和偏移電路42，輸出到直方圖產(chǎn)生電路46和數(shù)字信號處理電路48。
根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器22發(fā)出的一幀數(shù)據(jù)，直方圖產(chǎn)生電路46產(chǎn)生一直方圖，表示圖像傳感信號的整數(shù)值相對信號電平的分布。在直方圖計算結(jié)果的基礎(chǔ)上確定增益值和偏移值。CPU38通過控制電路36來控制增益調(diào)節(jié)電路的增益和偏移電路的偏移量。
其增益和偏移已經(jīng)被調(diào)節(jié)的信號被發(fā)送給數(shù)字信號處理電路48。該數(shù)字信號處理電路48包括一亮度(Y)信號產(chǎn)生電路和色差(C)信號產(chǎn)生電路。數(shù)字信號處理電路48對從偏移電路42輸入的信號執(zhí)行Y/C信號處理。已經(jīng)經(jīng)過數(shù)字信號處理電路48進(jìn)行Y/C信號處理的圖像信號被臨時存儲在存儲器26中。
對存儲在存儲器26中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，然后通過D/A轉(zhuǎn)換器28轉(zhuǎn)換成模擬信號。將該模擬信號輸入給外部顯示裝置30，如液晶監(jiān)視器。外部顯示裝置30顯示固態(tài)圖像傳感元件15捕捉的圖像。響應(yīng)于通過按下快門按鈕(圖中沒有顯示出)所發(fā)出的照相開始信號，外部顯示裝置30顯示所拍攝的靜象。
可以對D/A轉(zhuǎn)換器28轉(zhuǎn)換成的模擬信號進(jìn)行抽取，作為來自視頻輸出端等的外部圖像輸出50。
將響應(yīng)于拍攝開始信號通過攝影得到的圖像數(shù)據(jù)從存儲器26提供給壓縮/解壓縮電路32，以預(yù)定格式對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮(例如JPEG)。將被壓縮的數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)上，如存儲卡34。
記錄介質(zhì)可以采取多種形式，如智能介質(zhì)(smart medium)和IC卡。
在CPU38的控制下可以對記錄在存儲卡34上的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行讀出。通過壓縮/解壓縮電路32對該讀出圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮。解壓縮數(shù)據(jù)通過存儲器26和D/A轉(zhuǎn)換器28被輸出到外部顯示裝置30，或者提供給視頻信號輸出端(圖中沒有顯示出)等，使得輸出給另一個外部設(shè)備。
CPU38被連接到光度測量裝置11，聚焦探測裝置13，控制電路36，直方圖產(chǎn)生電路46，數(shù)字信號處理電路48，存儲器26，存儲卡34等。CPU38進(jìn)行多種計算操作，如根據(jù)預(yù)定算法計算曝光值和攝影鏡頭2的焦點(diǎn)位置。CPU38系統(tǒng)地執(zhí)行自動曝光控制，自動聚焦控制，自動閃光控制，自動白平衡控制等。CPU38在從操作單元(圖中沒有顯示出)如釋放按鈕和模式設(shè)置裝置輸入的不同信號的基礎(chǔ)上控制電路。
光度測量裝置11的輸出信號發(fā)送給CPU38，CPU38計算表示曝光時間的曝光控制數(shù)值。從CPU38將所得到的曝光控制值輸出給控制電路36。通過控制電路36執(zhí)行自動曝光控制，自動閃光控制，自動白平衡控制等。
以兩種曝光控制方式實現(xiàn)根據(jù)本實施例的電子攝象機(jī)的曝光控制電子快門控制方式和機(jī)械快門控制方式。通過控制電路36和CPU38對電子和機(jī)械快門控制方式進(jìn)行切換。
更特別地，在CPU38發(fā)出的曝光控制值的基礎(chǔ)上，控制電路36控制固態(tài)圖像傳感元件15的驅(qū)動電路。在電子快門控制方式中，控制固態(tài)圖像傳感元件15的電荷積累時間。在機(jī)械快門控制方式中，控制機(jī)械快門14的打開/關(guān)閉時間，在曝光過程中，控制光圈驅(qū)動裝置6。
圖3到5為時序圖，用于解釋在電子和機(jī)械快門控制方式中電子攝象機(jī)的拍攝序列(photographing sequence)。圖3表示機(jī)械快門控制方式中的拍攝序列，圖4表示電子快門控制方式中的拍攝序列，圖5表示在圖4的電子快門控制方式中機(jī)械快門14的控制序列。
將參照圖3解釋機(jī)械快門控制方式中的拍攝序列。在圖3中，如果CPU38決定以機(jī)械快門控制方式執(zhí)行曝光控制，在來自CPU38的曝光控制值的基礎(chǔ)上，通過向機(jī)械快門14輸出一前遮光片移動開始信號，控制電路36開始驅(qū)動前遮光片14a(即打開被關(guān)閉的前遮光片14a)。同時，通過操作固態(tài)圖像傳感元件15，控制電路36開始電荷積累操作。在根據(jù)來自CPU38的曝光控制值而設(shè)置的Tv值(目標(biāo)圖像傳感時間)的基礎(chǔ)上，通過向機(jī)械快門14輸出一后遮光片移動開始信號，控制電路36開始驅(qū)動后遮光片14b(即關(guān)閉被打開的后遮光片14b)。在這種方式中，分別打開和關(guān)閉前遮光片14a和后遮光片14b，控制固態(tài)圖像傳感元件15的曝光。
在機(jī)械快門14的后遮光片14b的驅(qū)動結(jié)束之后，固態(tài)圖像傳感元件15繼續(xù)進(jìn)行電荷積累操作。為了消除曝光中超量入射光所導(dǎo)致的拖影的影響，在將光電轉(zhuǎn)換元件中積累的信號電荷轉(zhuǎn)移到縱向轉(zhuǎn)移(Verticaltransfer)CCD之前，固態(tài)圖像傳感元件15讀出并排出漏入縱向轉(zhuǎn)移CCD的拖影成分。然后，固態(tài)圖像傳感元件15結(jié)束電荷積累操作，并將光電轉(zhuǎn)換元件中積累的信號電荷轉(zhuǎn)移到縱向轉(zhuǎn)移CCD。固態(tài)圖像傳感元件15執(zhí)行正常讀出，該讀出為一種信號電荷讀出操作，并結(jié)束一幀的拍攝序列。
將參照圖4說明電子快門控制方式中的拍攝序列。在圖4中，如果CPU38決定以電子快門控制方式執(zhí)行曝光控制，在來自CPU38的曝光控制量的基礎(chǔ)上，通過向機(jī)械快門14輸出一前遮光片移動開始信號，控制電路36開始驅(qū)動前遮光片14a(即打開前遮光片14a)。當(dāng)前遮光片14a被完全打開后，通過操作固態(tài)圖像傳感元件15，控制電路36開始電荷積累操作，由來自CPU38的曝光量的基礎(chǔ)上所設(shè)置的Tv值控制電荷積累時間。
考慮到電荷積累結(jié)束時間，通過向機(jī)械快門14輸出一后遮光片移動開始信號，控制電路36開始驅(qū)動后遮光片14b(即關(guān)閉后遮光片14b)來遮蔽來自固態(tài)圖像傳感元件15的光。固態(tài)圖像傳感元件15在電荷積累時間結(jié)束時對光電轉(zhuǎn)換元件中積累的信號電荷進(jìn)行轉(zhuǎn)移。在后遮光片14b的驅(qū)動結(jié)束時間，固態(tài)圖像傳感元件15執(zhí)行正常讀出操作，該讀出操作為信號電荷讀出操作，并結(jié)束一幀的拍攝序列。
將參照圖5描述電子快門控制方式中的機(jī)械快門14的控制序列。在圖5中，前遮光片時間延遲T1為在曝光操作開始時，由來自控制電路36的前遮光片移動開始信號對機(jī)械快門14的前遮光片14a進(jìn)行驅(qū)動之后，直到主體光圈部件(下文中稱之為光圈)實際打開的時間。前遮光簾移動時間V1為前遮光片14a移動光圈所占用的時間。后遮光片時間延遲T2為在機(jī)械快門14的后遮光片14b在曝光操作結(jié)束時由來自驅(qū)動電路36的后遮光片移動開始信號所驅(qū)動直到光圈被實際光屏蔽的時間。后遮光簾移動時間V2為后遮光片14b移動光圈所占用的時間。前遮光片時間延遲T1，前遮光簾(Front blade curtain)移動時間V1，后遮光片時間延遲T2和后遮光簾(Rear blade curtain)移動時間V2在各個攝象機(jī)中隨著歸因于機(jī)械因素的某個范圍內(nèi)的時間寬度而變化。至于時間延遲和移動時間的變化，下標(biāo)“min”和“max”分別與最小和最大值相關(guān)。
驅(qū)動機(jī)械快門14，使得在前一幀拍攝序列結(jié)束之后(正常讀出操作的結(jié)束)通過前遮光片移動開始信號開始前遮光片14a的移動，使用例如，用于探測前遮光片14a的驅(qū)動的結(jié)束的開關(guān)探測前遮光片14a驅(qū)動的結(jié)束，然后進(jìn)行正常的信號電荷讀出操作。得到可靠的曝光控制。
不過，在每次操作結(jié)束之后開始下一次操作延長了每幀拍攝序列所占用的時間。在監(jiān)控每個開關(guān)的操作狀態(tài)之后開始下一次操作也延長了序列的時間，不能得到電子攝象機(jī)的高速連續(xù)拍攝。
為了防止發(fā)生這種情況，根據(jù)本實施例的電子攝象機(jī)通過電子快門控制方式的時間管理所有操作開始時間，以及管理重疊控制操作。
在圖5中，控制電路36在前一幀的正常讀出操作結(jié)束之前T1min時間，輸出一前遮光片移動開始信號。用這種方法，控制電路36使前一幀的正常讀出操作與用于下一幀的機(jī)械快門14的前遮光片14a的驅(qū)動重疊，重疊時間為T1min。在輸出前遮光片移動開始信號之后的T1max+V1max時間開始下一幀的電荷積累。
前一幀的正常讀出操作的結(jié)束與下一幀電荷積累的開始之間的時間為V1max+(T1max-T1min)，由前遮光簾移動時間V1的最長時間和前遮光片時間延遲T1的變化量確定。
在正在拍攝幀的信號積累結(jié)束之前T2min時間，控制電路36輸出一后遮光片移動開始信號。用這種方法，控制電路36使拍攝幀的電荷積累與機(jī)械快門14的后遮光片14b的驅(qū)動相重疊，重疊時間為T2min。在輸出后遮光片移動開始信號之后T2max+V2max，開始拍攝幀的正常讀出操作。
拍攝幀的電荷積累時間的結(jié)束與正常讀出操作的開始之間的時間為V2max+(T2max-T2min)，由后遮光簾移動時間V2的最大值和后遮光片時間延遲T2的變化量確定。
在使用電子快門控制方式的曝光控制中，根據(jù)本實施例的電子攝象機(jī)，能夠執(zhí)行對于照相幀的機(jī)械快門14的前遮光片14a的驅(qū)動與前一幀正常讀出操作之間的重疊控制，從而縮短前一幀的正常讀出操作的結(jié)束與照相幀的電荷積累操作之間的時間。另外，該電子攝象機(jī)能夠執(zhí)行照相幀的電荷積累操作與機(jī)械快門14的后遮光片14b的驅(qū)動之間的重疊控制，從而縮短拍攝時間的電荷積累的結(jié)束與正常讀出操作的開始之間的時間。
不僅高性能機(jī)械快門裝置(具有高的簾速度)能夠適應(yīng)高快門速度，而且在前/后遮光片時間延遲方面表現(xiàn)出短變化的機(jī)械快門裝置，能夠縮短前一幀的正常讀出操作的結(jié)束與下一幀的電荷積累的開始之間的時間，以及縮短拍攝幀的電荷積累的結(jié)束與正常讀出操作的開始之間的時間。因此，能夠縮短一個拍攝序列所需要的時間，實現(xiàn)高速連續(xù)拍攝。
在根據(jù)本實施例的電子攝象機(jī)中，在電子和機(jī)械快門控制方式之間機(jī)械快門14和固態(tài)圖像傳感元件15的操作序列是不同的，如圖3和4所示。因此，對于一個序列所要求的時間不同。特別是，圖3的機(jī)械快門控制方式在正常讀出操作之前執(zhí)行縱向轉(zhuǎn)移。與圖4的電子快門控制方式相比，這就延長了對于一個序列所需要的時間，其對高速連續(xù)拍攝是不利的。
為了避免這種情況，根據(jù)本實施例的電子攝象機(jī)的CPU38在曝光控制中考慮到各個控制序列的優(yōu)點(diǎn)，取決于快門速度對控制序列進(jìn)行切換。
在電子快門控制方式中，一個序列需要的時間較短，為了曝光僅對固態(tài)圖像傳感元件15的電荷積累時間進(jìn)行控制。從而，當(dāng)要求高快門速度控制時執(zhí)行這種方式，由于在這種方式中可能進(jìn)行非常高快門速度的控制。在機(jī)械快門控制方式中執(zhí)行低快門速度控制，由于可能消除由于讀出的長時間曝光，過量入射光所導(dǎo)致的拖影的影響，并排出泄露到縱向轉(zhuǎn)移CCD的拖影成分。因此，可以讀出沒有拖影影響的高S/N(信噪比)信號。
圖6為表示根據(jù)本實施例的電子攝象機(jī)中電子和機(jī)械快門控制方式的快門速度控制區(qū)域的視圖。在圖6中，在高于1/30秒的速度時設(shè)置電子快門控制方式來執(zhí)行快門速度控制。在低于1/500秒的速度時設(shè)置機(jī)械快門控制方式來執(zhí)行快門速度控制。在1/500秒到1/30秒之間的快門速度，可以從電子和機(jī)械快門控制方式中選擇控制方式。
根據(jù)本實施例的電子攝象機(jī)根據(jù)CPU38所設(shè)定的快門速度，在電子和機(jī)械快門控制方式之間進(jìn)行切換。
將參照圖7和8的流程圖描述具有上述配置的根據(jù)本實施例的電子攝象機(jī)的操作。
在圖7中，如果在步驟S701打開電源開關(guān)(圖中沒有顯示出)，電子攝象機(jī)變?yōu)榕臄z備用狀態(tài)。如果在步驟S702中通過例如釋放按鈕(圖中沒有示出)的不完全按下，打開開關(guān)SW1(圖中沒有示出)，則在步驟S703中光度測量裝置11執(zhí)行光度測量，在步驟S704中聚焦探測裝置13執(zhí)行距離測量。在步驟S705中，在聚焦探測裝置13的距離測量結(jié)果的基礎(chǔ)上驅(qū)動攝影鏡頭2。
在通過拍攝方式選擇開關(guān)(圖中沒有示出)所選擇的拍攝曝光方式的基礎(chǔ)上，確定相應(yīng)于拍攝曝光方式的f-數(shù)(Av值)和圖像傳感時間(Tv值)(步驟S706到S713)。
在步驟S706中，檢查該拍攝曝光方式是否為光圈(Av)優(yōu)先方式。如果在步驟S706中結(jié)果為YES(是)，則用戶選擇一個任意的值設(shè)定為Av值。在步驟S710中，根據(jù)步驟S703中測出的光度值確定Tv值。然后，流程前進(jìn)到步驟S714。
如果在步驟S706中結(jié)果為NO(否)，則在步驟S707中檢查該拍攝曝光方式是否為拍攝時間(Tv)優(yōu)先方式。如果在步驟S707中結(jié)果為YES(是)，則用戶選擇一個任意的值設(shè)置為Tv值。在步驟S711中，根據(jù)步驟S703中測出的光度值確定Av值。然后，該流程前進(jìn)到步驟S714。
如果在步驟S707中結(jié)果為NO(否)，則在步驟S708中檢查該拍攝曝光方式是否為程序方式。如果在步驟S708中結(jié)果為YES(是)，則在步驟S712，按照步驟S703測出的光度值從一預(yù)置程序框圖(圖中沒有示出)中確定Av和Tv值。然后，該流程轉(zhuǎn)到步驟S714。
該程序框圖包括多種形式。不管是一種或多種形式，程序框圖基本上沿同一流程進(jìn)行。
如果在步驟S708中結(jié)果為NO(否)，則流程轉(zhuǎn)到步驟S709，確定拍攝曝光方式為一種手動方式。在步驟S703所測量的光度值的基礎(chǔ)上，用戶選擇任意值設(shè)置為Tv和Av。流程前進(jìn)到步驟S714。
用這種方法，無論選擇什么方式，直到步驟S714才確定Tv值(目標(biāo)圖像傳感時間)和Av值(目標(biāo)f-數(shù))。
在步驟S714中，檢查開關(guān)SW2(圖中沒有示出)是否通過例如釋放按鈕(圖中沒有示出)的完全按下而被打開。如果在步驟S714中結(jié)果為NO(否)，在步驟S740中檢查開關(guān)SW1是否被關(guān)上。如果在步驟S740中結(jié)果為NO(否)，流程回到步驟S714；或者如果結(jié)果為YES(是)，流程回到步驟S702。
如果在步驟S714中結(jié)果為YES(是)，則在步驟S715中由CPU38檢查在步驟S707，S710，S712和S713中所確定的Tv值是否高于1/30秒(Tv＜1/30)。如果在步驟S715中結(jié)果為YES(是)，則流程轉(zhuǎn)移到步驟S716，將電子攝象機(jī)的曝光控制方式設(shè)置為電子快門控制方式，如上所述(參見圖6)。
在步驟S716中將曝光控制方式設(shè)置為電子快門控制方式之后，流程前進(jìn)到步驟S717。在來自CPU38的曝光控制值的基礎(chǔ)上，控制電路36向機(jī)械快門14輸出一前遮光片移動開始信號，從而開始驅(qū)動前遮光片14a(前簾釋放)。注意，當(dāng)進(jìn)行連續(xù)拍攝時，在前幀中電荷積累的讀出完成之前的V1min時間，開始驅(qū)動前遮光片14a(參見圖5)。流程轉(zhuǎn)移到步驟S718。
在前遮光片14a開始驅(qū)動之后經(jīng)過T1max+V1max(參見圖5)的時間，控制電路36操作固態(tài)圖像傳感元件15，在步驟S718中開始電荷積累操作?？刂齐娐?6通過在來自CPU38的曝光控制值的基礎(chǔ)上所確定的Tv值來控制電荷積累時間。流程轉(zhuǎn)移到步驟S719。
在電荷積累結(jié)束時間之前T2min(參見圖5)時刻，在步驟S719中控制電路36向機(jī)械快門14輸出一后遮光片移動開始信號?？刂齐娐?6開始移動后遮光片14b，將固態(tài)圖像傳感元件15轉(zhuǎn)變成遮光狀態(tài)(后簾屏蔽)。流程前進(jìn)到圖8的步驟S726。
如果步驟S715中結(jié)果為NO(否)，則流程前進(jìn)到步驟S720，將電子攝象機(jī)的曝光控制方式設(shè)置成機(jī)械快門控制方式，通過機(jī)械快門14控制曝光，如上所述(參見圖5)。
在步驟S720中，曝光控制方式被設(shè)置成機(jī)械快門控制方式。如上所述(參見圖3)，在來自CPU38的曝光控制值的基礎(chǔ)上，在步驟S721中控制電路36操作固態(tài)圖像傳感元件15，從而開始電荷積累操作。在步驟S722中，控制電路36向機(jī)械快門14輸出一前遮光片移動開始信號，從而開始驅(qū)動前遮光片14a(前簾釋放)。然后，在步驟S723中控制電路36執(zhí)行對固態(tài)圖像傳感元件15的曝光。
在步驟S724中，通過在來自CPU38的曝光控制值的基礎(chǔ)上所確定Tv值，控制電路36向機(jī)械快門14輸出一后遮光片移動開始信號?？刂齐娐?6開始驅(qū)動后遮光片14b來屏蔽物象，并通過前遮光片14a和后遮光片14b(后簾屏蔽)結(jié)束對固態(tài)圖像傳感元件15的曝光操作。
在機(jī)械快門的后遮光片的移動結(jié)束之后，固態(tài)圖像傳感元件15繼續(xù)電荷積累操作。為了消除曝光中過量入射光所導(dǎo)致的拖影的影響，在將固態(tài)圖像傳感元件15的光電轉(zhuǎn)換元件中積累的信號電荷轉(zhuǎn)移到縱向轉(zhuǎn)移CCD之前，固態(tài)圖像傳感元件15讀出(縱向轉(zhuǎn)移)并排出泄露到縱向轉(zhuǎn)移CCD的拖影成分。然后，流程前進(jìn)到圖8的步驟S726。
圖8中，在步驟S726中固態(tài)圖像傳感元件15結(jié)束電荷積累操作，并將光電轉(zhuǎn)換元件中積累的信號電荷轉(zhuǎn)移到縱向轉(zhuǎn)移CCD。注意，當(dāng)已經(jīng)選擇了電子快門控制方式時，在后遮光片14b開始驅(qū)動之后T2max+V2max時間開始這種轉(zhuǎn)移操作(參見圖5)。另外，固態(tài)圖像傳感元件15執(zhí)行正常讀出操作，正常讀出操作為信號電荷讀出操作。在步驟S727中進(jìn)行圖像處理，在步驟S728中將圖像記錄在存儲卡34上，在步驟S730結(jié)束該處理操作。
在與步驟S727中圖像處理的同時，在步驟S729中檢查是否通過釋放按鈕(圖中沒有示出)的不完全按下而打開了開關(guān)SW1(圖中沒有示出)。如果在步驟S729中結(jié)果為NO(否)，則在步驟S730中結(jié)束此處理操作；而如果結(jié)果為YES(是)，則CPU38確定該拍攝方式為連續(xù)拍攝方式。流程轉(zhuǎn)移到步驟S731，為下幀的拍攝做準(zhǔn)備。由光度測量裝置11測量光度，并使用與步驟S706到S713中相同的操作執(zhí)行Tv和Av值的確定。
在步驟S732中檢查開關(guān)SW2(圖中沒有示出)是否通過釋放按鈕(圖中沒有示出)的完全按下而打開。如果在步驟S732中結(jié)果為NO(否)，則確定已經(jīng)暫停連續(xù)拍攝。在步驟S733電子攝象機(jī)改變?yōu)閭溆脿顟B(tài)，在步驟S741中檢查開關(guān)SW1是否被關(guān)上。如果在步驟S741中結(jié)果為NO(否)，則電子攝象機(jī)在備用狀態(tài)等待，流程回到步驟S732；如果在步驟S741中結(jié)果為YES(是)，則終止連續(xù)拍攝。如果在步驟S732中結(jié)果為YES(是)，則流程前進(jìn)到步驟S734，進(jìn)行下幀的拍攝操作。
在步驟S734中，檢查前一幀的快門控制方式，即檢查前一方式是否為電子快門控制方式。如果在步驟S734中結(jié)果為YES(是)，則在步驟S736中由CPU38確定當(dāng)前Tv值是否高于1/30秒(Tv＜1/30)。如果在步驟S736中結(jié)果為YES(是)，則在步驟S738中CPU38設(shè)定電子快門控制方式，在步驟S739中通過與步驟S717到S719中相同的操作執(zhí)行下一幀的曝光操作。如果在步驟S736中確定出當(dāng)前Tv值等于或低于1/30秒(Tv≥1/30)[結(jié)果為NO(否)]，則在步驟S737中CPU38設(shè)定機(jī)械快門控制方式，在步驟S739中執(zhí)行與步驟S721到S725中相同操作的下一幀的曝光操作。
如果在步驟S734中確定出前一幀的拍攝不是電子快門控制方式，而是機(jī)械快門控制方式，則流程前進(jìn)到步驟S735，由CPU38檢查當(dāng)前Tv值是否低于1/500秒(Tv＞1/500)。如果在步驟S735中結(jié)果為YES(是)，則流程前進(jìn)到步驟S737。CPU38設(shè)置機(jī)械快門控制方式，在步驟S739中通過與步驟S721到S725中相同的操作執(zhí)行下一幀的曝光操作。
如果在步驟S735中確定出當(dāng)前Tv值高于1/500秒(Tv＜1/500)，則流程轉(zhuǎn)移到步驟S738。CPU38設(shè)置電子快門控制方式，在步驟S739中通過與步驟S717到S719中相同的操作執(zhí)行下一幀的曝光操作。
在根據(jù)本實施例的電子攝象機(jī)中，將電子和機(jī)械快門控制方式的控制范圍之間的重疊區(qū)域設(shè)置為滯后區(qū)域。即使曝光控制值發(fā)生改變，曝光控制序列優(yōu)先繼續(xù)進(jìn)行前一幀的拍攝。這就防止了在給定快門速度的邊界處，在連續(xù)拍攝過程中每當(dāng)對被拍攝對象的曝光改變時，曝光控制序列的頻繁切換。
如上所述，本實施例極大地增加了曝光速度(快門速度)而沒有使用高性能機(jī)械快門，且將機(jī)械快門控制方式設(shè)置在低速范圍。其能夠以低成本抑制圖像傳感元件的拖影所導(dǎo)致的圖像的降質(zhì)。
在電子和機(jī)械快門控制序列之間切換過程中設(shè)置一重疊區(qū)域。這可以防止在拍攝每張照片時進(jìn)行連續(xù)切換，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的平滑切換。
在電子和機(jī)械快門控制序列之間進(jìn)行切換時設(shè)定一滯后區(qū)域。這可以防止在給定快門速度拍攝每張圖片時進(jìn)行連續(xù)切換，可以實現(xiàn)連續(xù)的平滑切換，能夠防止用戶在連續(xù)切換中感覺不兼容。
當(dāng)使用機(jī)械和電子快門兩者控制曝光時，對于機(jī)械快門的機(jī)械延遲所導(dǎo)致的曝光控制中的個體變化的單獨(dú)變化，考慮個體變化提前對機(jī)械快門進(jìn)行驅(qū)動。不需要測量/調(diào)節(jié)機(jī)械快門的機(jī)械延遲所導(dǎo)致的曝光時間的變化，順利地簡化了安裝，降低了成本。
由于機(jī)械快門的驅(qū)動開始時間與圖像傳感元件的驅(qū)動時間重疊(在圖像傳感元件的驅(qū)動過程中開始機(jī)械快門的前/后遮光片的移動)，在連續(xù)拍攝中可以得到穩(wěn)定的幀速度，并且增加了速度。
其它實施例本發(fā)明可以用在由多個設(shè)備(例如主計算機(jī)，接口，攝象頭)構(gòu)成的系統(tǒng)或者用在包括一單一設(shè)備(例如數(shù)字式攝象機(jī))的裝置中。
另外，還可以通過提供一存儲介質(zhì)，將用來執(zhí)行上述過程的程序代碼存儲在計算機(jī)系統(tǒng)或設(shè)備中(如個人計算機(jī))，由計算機(jī)系統(tǒng)或設(shè)備的CPU或MPU從存儲介質(zhì)讀出程序代碼，然后執(zhí)行該程序，從而實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
在這種情況下，從存儲介質(zhì)讀出的程序代碼實現(xiàn)了根據(jù)本實施例的功能，而且保存該程序代碼的存儲介質(zhì)構(gòu)成了本發(fā)明。
另外，可以使用諸如軟盤、硬盤、光盤、磁光盤、CD-ROM、CD-R、磁帶、非易失型存儲卡和ROM等存儲介質(zhì)來提供程序代碼。
另外，除了通過執(zhí)行由計算機(jī)讀出的程序代碼而實現(xiàn)根據(jù)上面實施例的上述功能外，本發(fā)明包括這樣一種情形，其中工作在計算機(jī)上的OS(操作系統(tǒng))等根據(jù)程序代碼的指示執(zhí)行部分或整個操作，并實現(xiàn)根據(jù)上面另外，本發(fā)明還包括這樣一種情形，當(dāng)從存儲介質(zhì)讀出的程序代碼被寫入一功能擴(kuò)展卡后，該功能擴(kuò)展卡被插入到計算機(jī)中或與計算機(jī)相連的、提供功能擴(kuò)展單元的存儲器中，CPU或其中包含功能寬展卡或單元的裝置根據(jù)程序代碼的指示來執(zhí)行部分或全部操作，實現(xiàn)上面實施例的功能。
在本發(fā)明用在上述存儲介質(zhì)的情形中，該存儲介質(zhì)存儲相應(yīng)于本實施例所描述的圖3到5所示時序圖以及圖7和8所示流程圖的程序代碼。
本發(fā)明不限于上面的實施例，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以進(jìn)行多種改變和變型。從而為了告知公眾本發(fā)明的范圍，形成了下面的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種通過一圖像傳感裝置傳感圖像的圖像傳感方法，該圖像傳感裝置具有一用于控制圖像傳感元件的電荷積累時間的電子快門和一用于釋放/屏蔽至該圖像傳感元件的光路的機(jī)械快門，該方法具有一主要通過該電子快門控制圖像傳感周期的第一控制方式，包括一控制電子和機(jī)械快門操作的控制步驟，以使這兩種操作相互重疊，并且控制圖像傳感元件的電荷讀出周期和機(jī)械快門的釋放操作周期的一部分，使它們相互重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該機(jī)械快門具有用于釋放到圖像傳感元件的光路的前遮光片，和用于屏蔽到圖像傳感元件的光路的后遮光片，假設(shè)T1min為從前遮光片開始釋放操作之后到一預(yù)定區(qū)域的釋放開始之間的最短時間，則在第一控制方式的所述控制步驟中，于前一拍攝中在圖像傳感元件中積累的電荷的讀出完成之前T1min，開始前遮光片的釋放操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中假設(shè)T1max為從前遮光片開始釋放操作之后到該預(yù)定區(qū)域的釋放開始之間的最長時間，而且V1max為從前遮光片開始釋放該預(yù)定區(qū)域之后到該預(yù)定區(qū)域的釋放完成的最長時間，則在第一控制方式的所述控制步驟中，在前遮光片開始釋放操作之后V1max+T1max，開始在圖像傳感元件中進(jìn)行電荷積累。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述控制步驟中，控制圖像傳感元件的電荷積累周期與機(jī)械快門釋放之后的機(jī)械快門的屏蔽操作的一部分使其相互重疊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中該機(jī)械快門具有用于釋放到圖像傳感元件的光路的前遮光片和用于屏蔽到圖像傳感元件的光路的后遮光片，假設(shè)T2min為從后遮光片開始屏蔽操作之后到一預(yù)定區(qū)域的屏蔽開始之間的最短時間，則在第一控制方式所述控制步驟中，在圖像傳感元件中電荷積累的結(jié)束時間之前T2min，開始后遮光片的屏蔽操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中假設(shè)T2max為從后遮光片開始屏蔽操作之后到該預(yù)定區(qū)域的屏蔽開始之間的最長時間，而且V2max為從后遮光片開始屏蔽該預(yù)定區(qū)域之后到該預(yù)定區(qū)域的屏蔽完成的最長時間，則在第一控制方式的所述控制步驟中，在后遮光片開始屏蔽操作之后V2max+T2max，開始讀出該圖像傳感元件中積累的電荷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括一主要通過機(jī)械快門控制拍攝時間的第二控制方式；以及一在第一和第二控制方式之間進(jìn)行切換的切換步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在所述切換步驟中，根據(jù)拍攝時間在第一和第二控制方式之間進(jìn)行切換。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中在所述切換步驟中，根據(jù)拍攝時間和前一拍攝中所使用的第一和第二控制方式中的哪一種控制方式，來切換第一和第二控制方式。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在所述切換步驟中，(a)當(dāng)按第一拍攝方式進(jìn)行前一拍攝并且當(dāng)前拍攝時間短于第一拍攝時間時，設(shè)置為第一拍攝方式；(b)當(dāng)按第一拍攝方式進(jìn)行前一拍攝并且當(dāng)前拍攝時間長于第一拍攝時間時，設(shè)置為第二拍攝方式；(c)當(dāng)按第二拍攝方式進(jìn)行前一拍攝并且當(dāng)前拍攝中所使用的拍攝時間短于比第一拍攝時間短的第二拍攝時間時，設(shè)置為第一拍攝方式；(d)當(dāng)按第二拍攝方式進(jìn)行前一拍攝并且當(dāng)前拍攝中所使用的拍攝時間長于第二拍攝時間時，設(shè)置為第二拍攝方式。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在第二控制方式中，在圖像傳感元件的電荷轉(zhuǎn)移之前，用于轉(zhuǎn)移圖像傳感元件的電荷的轉(zhuǎn)移裝置中多余電荷被排出。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該圖像傳感元件包括一電荷耦合器件。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該圖像傳感裝置包括一電子攝象機(jī)。
14.一種通過一圖像傳感裝置傳感圖像的圖像傳感方法，該圖像傳感裝置具有一用于控制圖像傳感元件的電荷積累時間的電子快門和一用于釋放/屏蔽至該圖像傳感元件的光路的機(jī)械快門，該方法具有一主要通過該機(jī)械快門控制圖像傳感時間的控制方式，包括一在該控制方式中于圖像傳感元件的電荷轉(zhuǎn)移之前，排出轉(zhuǎn)移裝置的多余電荷的控制步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中該圖像傳感元件包括一電荷耦合器件。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中該圖像傳感裝置包括一電子攝象機(jī)。
17.一種圖像傳感裝置，具有一用于控制圖像傳感元件的電荷積累時間的電子快門和一用于釋放/屏蔽至該圖像傳感元件的光路的機(jī)械快門，并且具有一主要通過該電子快門控制圖像傳感時間的第一控制方式，其包括一適合于控制該電子和機(jī)械快門的操作以使它們相互重疊的控制器，并且控制圖像傳感元件的電荷讀出周期與機(jī)械快門的釋放操作周期的一部分使其相互重疊。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中該機(jī)械快門具有用于釋放到圖像傳感元件的光路的前遮光片和用于屏蔽到圖像傳感元件的光路的后遮光片，假設(shè)T1min為從前遮光片開始釋放操作之后到一預(yù)定區(qū)域的釋放開始之間的最短時間，則在第一控制方式中，所述控制器控制于前一拍攝中在圖像傳感元件中積累的電荷的讀出完成之前T1min，開始前遮光片的釋放操作。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中假設(shè)T1max為從前遮光片開始釋放操作之后到該預(yù)定區(qū)域的釋放開始之間的最長時間，而且V1max為從前遮光片開始釋放該預(yù)定區(qū)域之后到該預(yù)定區(qū)域的釋放完成的最長時間，則在第一控制方式中所述控制器在前遮光片開始釋放操作之后V1max+T1max，開始在圖像傳感元件中進(jìn)行電荷積累。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述控制器控制圖像傳感元件的電荷積累周期與機(jī)械快門釋放之后的機(jī)械快門的屏蔽操作的一部分使其彼此重疊。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中該機(jī)械快門具有用于釋放到圖像傳感元件的光路的前遮光片和用于屏蔽到圖像傳感元件的光路的后遮光片，假設(shè)T2min為從后遮光片開始屏蔽操作之后到一預(yù)定區(qū)域的屏蔽開始的最短時間，則在第一控制方式中所述控制器控制在圖像傳感元件中電荷積累的結(jié)束時間之前T2min，開始后遮光片的屏蔽操作。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中假設(shè)T2max為后遮光片開始屏蔽操作之后到該預(yù)定區(qū)域的屏蔽開始的最長時間，而且V2max為后遮光片開始屏蔽該預(yù)定區(qū)域之后到該預(yù)定區(qū)域的屏蔽完成的最長時間，則在第一控制方式中所述控制器在圖像傳感元件中后遮光片開始屏蔽操作之后V2max+T2max，開始讀出該圖像傳感元件中積累的電荷。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，還包括一主要通過機(jī)械快門控制拍攝時間的第二控制方式；以及一適合于在第一和第二控制方式之間進(jìn)行切換的開關(guān)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述開關(guān)根據(jù)拍攝時間在第一與第二控制方式之間進(jìn)行切換。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述開關(guān)根據(jù)拍攝時間和前一拍攝時使用的第一和第二控制方式中的哪一種控制方式，在第一和第二控制方式之間進(jìn)行切換。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述開關(guān)，(a)當(dāng)按第一拍攝方式進(jìn)行前一拍攝并且當(dāng)前拍攝時間短于第一拍攝時間時，設(shè)置為第一拍攝方式；(b)當(dāng)按第一拍攝方式進(jìn)行前一拍攝并且當(dāng)前拍攝時間長于第一拍攝時間時，設(shè)置為第二拍攝方式；(c)當(dāng)按第二拍攝方式進(jìn)行前一拍攝并且當(dāng)前拍攝中所使用的拍攝時間短于比第一拍攝時間短的第二拍攝時間時，設(shè)置為第一拍攝方式；(d)當(dāng)按第二拍攝方式進(jìn)行前一拍攝并且當(dāng)前拍攝中所使用的拍攝時間長于第二拍攝時間時，設(shè)置為第二拍攝方式。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中在第二控制方式中，在圖像傳感元件的電荷轉(zhuǎn)移之前，所述控制器控制用于轉(zhuǎn)移圖像傳感元件的電荷的轉(zhuǎn)移裝置中排出多余電荷。
28.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中該圖像傳感元件包括一電荷耦合器件。
29.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中該圖像傳感裝置包括一電子攝象機(jī)。
30.一種圖像傳感裝置，具有一用于控制圖像傳感元件的電荷積累時間的電子快門和一用于釋放/遮蔽至該圖像傳感元件的入射光路的機(jī)械快門，并且具有一主要通過該機(jī)械快門控制圖像傳感時間的控制方式，包括一適合于在該控制方式中于圖像傳感元件的電荷轉(zhuǎn)移之前，排出轉(zhuǎn)移裝置的多余電荷的控制器。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其中該圖像傳感元件包括一電荷耦合器件。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其中該圖像傳感裝置包括一電子攝象機(jī)。
33.一種圖像傳感裝置，包括一圖像傳感元件；一適合于釋放和屏蔽至所述圖像傳感元件的光路的機(jī)械快門；以及一控制裝置，適合于控制所述圖像傳感元件的電荷積累的開始/停止以及所述機(jī)械快門的釋放/屏蔽操作，使得在所述圖像傳感元件的電荷積累停止之前開始所述機(jī)械快門的屏蔽操作。
34.一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，包括一計算機(jī)可用介質(zhì)，該可用介質(zhì)具有嵌入所述介質(zhì)中的計算機(jī)可讀程序代碼裝置，用于通過一圖像傳感裝置來傳感圖像，該圖像傳感裝置具有一用于控制圖像傳感元件的電荷積累時間的電子快門和一用來釋放/屏蔽到圖像傳感元件的光路的機(jī)械快門；具有一主要通過電子快門控制圖像傳感周期的第一控制方式的方法，所述產(chǎn)品包括用于電子和機(jī)械快門的控制操作以使它們相互重疊的計算機(jī)可讀程序代碼，以及控制圖像傳感元件的電荷讀出周期與機(jī)械快門的釋放操作周期的一部分相互重疊。
35.一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，包括一計算機(jī)可用介質(zhì)，該可用介質(zhì)具有嵌入所述介質(zhì)中的計算機(jī)可讀程序代碼裝置，用于通過一圖像傳感裝置來傳感圖像，該圖像傳感裝置具有一用于控制圖像傳感元件的電荷積累時間的電子快門和一用于釋放/屏蔽到圖像傳感元件的光路的機(jī)械快門；具有一主要通過機(jī)械快門控制圖像傳感時間的控制方式的方法，所述產(chǎn)品包括用于在該控制方式中圖像傳感元件的電荷轉(zhuǎn)移之前，排出轉(zhuǎn)移裝置多余電荷的計算機(jī)可讀程序代碼。
全文摘要
一種圖像傳感裝置,具有一用于控制圖像傳感元件的電荷積累時間的電子快門和一用于釋放/屏蔽至該圖像傳感元件的光路的機(jī)械快門,該圖像傳感裝置包括一主要通過該電子快門控制圖像傳感時間的電子快門方式和一主要通過該機(jī)械快門控制圖像傳感時間的機(jī)械快門方式。在電子快門方式中,控制電子和機(jī)械快門的操作使其相互重疊,并且控制圖像傳感元件的電荷讀出周期與機(jī)械快門的釋放操作周期的一部分使其相互重疊。
文檔編號H04N5/353GK1357787SQ0114297
公開日2002年7月10日 申請日期2001年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月6日
發(fā)明者松本俊郎 申請人:佳能株式會社