CN100440023C - 摄影装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种摄影装置，能够进行用于下一次摄像的预备驱动而不产生图像劣化，并且能够缩短一次摄像所需要的时间。该摄影装置具有：进行驱动动作机构的调节器的控制的控制器，上述动作机构在进行用于可实施利用光电变换元件的摄像的第1动作以后进行返回到该第1动作前的状态的第2动作(预备驱动)，该控制器在光电变换元件曝光结束后的电荷积累过程中后幕行进开始后且行进结束前以及从光电变换元件读出电荷前开始驱动调节器以使该动作机构进行第2动作。

Description

摄影装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及使用光电变换元件进行摄影的数字照相机等摄影装置。
背景技术
作为如上述那样的摄影装置，经由快速退避反射镜将摄像光束分配给取景器光学系统侧和摄像元件(光电变换元件)侧的单反型数字照相机已众所周知。图5所示是以往的单反式(single-lens reflex)数字照相机的动作顺序的图。
图5中，如果按下数字照相机的快门开关，则在开始了对快门的前幕磁铁以及后幕磁铁通电的状态下，开始旋转序列电机(sequencemotor)。通过旋转序列电机，快速退避反射镜上升并解除快门的机械的锁定。即便解除快门的机械的锁定，快门的前幕(front curtain)以及后幕(rear curtain)也仍由磁铁(magnets)保持着。
如果序列电机旋转规定量并结束上述动作，则序列电机停止，摄像元件排除不需要的积累电荷，开始用于摄像的电荷积累。
快速退避反射镜在上升(Up)位置(离开摄像光路的退避位置)，伴随有因对限位器(stopper)的冲撞造成的限制。因此，为了避开该限制，在待机了规定时间(图5的计时器T77)后，停止对前幕磁铁的通电，前幕开始行进(travel)。
自前幕开始行进到经过了由摄像人员或者照相机自动设定的曝光时间后，停止对后幕磁铁的通电，后幕开始行进。如果后幕行进结束，则摄像元件结束电荷积累，开始电荷的读出。
在完成了上述电荷的读出后，再次旋转序列电机，进行用于下一次摄像的预备驱动(反射镜下降驱动以及快门充电驱动)。通过反射镜下降驱动的结束，摄像光束被导向照相机内的测光传感器以及AF传感器。
然而，在近年来的数字照相机中，为了摄取更高解像度的图像，摄像元件的高解像度化在不断进展。随着摄像元件的高解像度化，从摄像元件读出电荷过程所需要的时间存在着变长的倾向。并且，由于电荷的读出时间变长，每次摄像所需要的时间也将变长，从而，存在摄像速度变慢之类的问题。
作为解决该问题的对策，可以考虑在电荷的读出过程中便开始用于摄像的预备驱动(例如，参考日本专利公开特开平2000-50137号公报)。通过在本次摄像的电荷的读出过程中便开始用于下一次摄像的预备驱动，可以缩短每一次摄像所需要的时间。
但是，在电荷的读出过程中便开始用于摄像的预备驱动时，作为进行该预备驱动的驱动源的电机的起动电流将急剧地降低电源电压。由此，在读出过程中电荷的电压变换时将产生噪声，构成劣化图像的原因。
在以往的银盐照相机中，根据与胶片进给系统的驱动的关系，在对胶片进行被摄物体像曝光的过程中进行下一次摄像的预备驱动是难以进行的。进而，即使是在数字照相机中，在摄像顺序上一般情况也是遵从这样的习惯，在从摄像元件读出电荷后才进行下一次的摄像的预备驱动。
发明内容
本发明的目的之一是提供可以不产生图像劣化地进行用于下一次摄像的预备驱动，而且能够缩短每次摄像所需要的时间的摄影装置。
为了实现上述目的，本发明提供一种使用光电变换元件进行摄影的摄影装置，其特征在于，具有：控制器，控制对动作机构进行驱动的调节器，上述动作机构在进行了用于可实施上述摄影的第1动作以后进行返回到该第1动作前的状态的第2动作；以及快门，通过前幕以及后幕的行进来控制上述光电变换元件的曝光量，其中，上述控制器在上述光电变换元件的电荷积累过程中的上述后幕行进开始后且行进结束前，开始用于使上述动作机构进行上述第2动作的上述调节器的驱动。
本发明还提供一种使用光电变换元件进行摄影的摄影装置，其特征在于，具有：控制器，控制对动作机构进行驱动的调节器，上述动作机构在进行了用于可实施上述摄影的第1动作以后进行返回到该第1动作前的状态的第2动作，上述控制器在上述光电变换元件中的电荷积累开始后且从上述光电变换元件读出电荷前，开始用于使上述动作机构进行上述第2动作的上述调节器的驱动。
本发明还提供一种具有光电变换元件和通过前幕以及后幕的行进来控制上述光电变换元件的曝光量的快门的摄影装置的控制方法，其特征在于，具有：使用上述光电变换元件进行摄影的摄影步骤；以及进行驱动动作机构的调节器的控制的控制步骤，该动作机构在进行了用于可进行上述摄影的第1动作以后进行返回到该第1动作前的状态的第2动作，其中，在上述控制步骤中，在上述光电变换元件的电荷积累过程中的上述后幕行进开始后且行进结束前，开始用于使上述动作机构进行上述第2动作的上述调节器的驱动。
本发明还提供一种具有光电变换元件的摄影装置的控制方法，其特征在于，具有：使用上述光电变换元件进行摄影的摄影步骤；以及进行驱动动作机构的调节器的控制的控制步骤，该动作机构在进行了用于可进行上述摄影的第1动作以后进行返回到该第1动作前的状态的第2动作，其中，在上述控制步骤中，在上述光电变换元件中的电荷积累开始后且从上述光电变换元件读出电荷前，开始用于使上述动作机构进行上述第2动作的上述调节器的驱动。
作为本发明的技术方案之一的摄影装置是使用光电变换元件进行摄影的摄影装置，其具有：控制器，控制对动作机构进行驱动的调节器，上述动作机构在进行用于可实施上述摄像的第1动作以后进行返回到该第1动作前的状态的第2动作(预备驱动：preparatorydriving)；以及通过前幕以及后幕的行进来控制上述光电变换元件的曝光量的快门。该控制器在上述光电变换元件电荷积累过程中上述后幕行进开始后且行进结束前，或者在从光电变换元件读出电荷前开始驱动调节器以使该动作机构进行第2动作。
此外，作为本发明的另一技术方案的摄影装置的控制方法是在具有光电变换元件和通过前幕以及后幕的行进控制上述光电变换元件的曝光量的快门的摄影装置中由计算机执行的摄影装置的控制方法，其具有：使用上述光电变换元件进行摄影的摄影步骤；以及进行驱动动作机构的调节器之控制的控制步骤，该动作机构在进行用于可进行上述摄像的第1动作以后进行返回到该第1动作前的状态的第2动作。在上述控制步骤中，在上述光电变换元件电荷积累过程中上述后幕行进开始后且行进结束前，或者在从上述光电变换元件读出电荷前开始驱动上述调节器以使上述动作机构进行上述第2动作。
本发明的其他目的与特征将通过参照下面的附图说明的理想实施例而更加明了。
附图说明
图1所示是涉及本发明实施例的数字照相机系统的概略构成图；
图2所示是本发明实施例的数字照相机系统的电气构成框图；
图3所示是本发明实施例的数字照相机系统的动作时序图；
图4A所示是本发明实施例的数字照相机系统的动作流程图；
图4B所示是本发明实施例的数字照相机系统的动作流程图；
图5所示是以往的数字照相机系统的动作时序图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的理想实施例进行说明。
图1所示是涉及本发明实施例1的数字照相机系统的概略构成，图2所示是作为上述数字照相机系统的主要部分的电气构成。
在这些图中，100是作为摄影装置的照相机本体。300是可安装在照相机本体100上的交换透镜单元。在该交换透镜单元300上设置有透镜310和光阑320，它们由图2所示的透镜电机330驱动。
14是作为光电变换由交换透镜单元300形成的被摄物体像并积累电荷的光电变换元件的摄像元件，为CCD传感器或CMOS传感器等。150是控制对摄像元件14的曝光量的快门。130是反射镜，配置在来自交换透镜单元300的光束的光路上，可以在经由导引反射镜132(参照图2)将该光束导引到光学取景器104的下降位置和退避到该光路外的上升位置间转动。
来自入射到透镜310的被摄物体的光束经由光阑320、反射镜130以及快门150成像在摄像元件14上。
图2中，50是系统控制电路，进行该照相机系统整体的控制。系统控制电路50对摄像元件14提供读出电荷用的驱动脉冲。从摄像元件14读出的信号在进行白色平衡处理或A/D变换等的摄像电路15受到处理，被变换成图像数据输入系统控制电路50。
此外，系统控制电路50经由电机驱动电路120控制序列电机121以及透镜电机340。通过旋转序列电机121，可以按规定的顺序驱动包含反射镜130的反射镜驱动机构122以及包含快门150的快门驱动机构123。另外，通过旋转透镜电机340，可以驱动光阑320以及包含透镜310的透镜驱动机构(光阑机构)。
反射镜驱动机构122使反射镜130在下降位置和用虚线表示的上升位置之间转动。在快门驱动机构123通过没有图示的啮合机构在行进前的规定位置进行利用机械的啮合的快门(焦平面快门)150的前幕151以及后幕156的保持的同时，还进行在行进后使前幕151以及后幕156返回该固定位置的快门充电(shutter charge)动作。
对应于前幕151以及后幕156，分别设置了在解除了在上述规定位置的机械的啮合保持的状态下用于通过磁力保持这些前幕和后幕的前幕磁铁152以及后幕磁铁157。系统控制电路50经由前幕驱动电路153以及后幕驱动电路158分别控制对前幕磁铁152以及后幕磁铁157的电流的供给。通过切断磁力保持着前幕151以及后幕156的前幕磁铁152以及后幕磁铁157的通电，前幕151以及后幕156可利用没有图示的弹簧的弹压力进行行进。
此外，在系统控制电路50上还连接有电源开关180、用于进行AF(自动聚焦)处理的AF传感器181、用于进行AE(自动曝光)处理的测光传感器182、释放开关(SW1、SW2)183、存储控制程序或数据的存储器184等。
图3中给出了本实施例的数字照相机系统的动作时序。还有，图4A、B所示是本实施例的数字照相机系统(主要为系统控制电路50)的动作流程图。下面，使用图3以及图4A、B对该数字照相机系统的动作进行说明。该动作按照保存在存储器184中的处理程序运行。
首先，系统控制电路50判断是否是释放开关183的全按下状态(SW2→开)(S101)。如果释放开关183全按下，则系统控制电路50开始对前幕磁铁152以及后幕磁铁157进行通电，进而开始对序列电机121的通电，即开始驱动(S102)。
通过旋转序列电机121，反射镜驱动机构122使反射镜130从下降位置上升到上升位置(反射镜驱动机构122的第1动作)。另一方面，快门驱动机构123解除快门机构15的机械啮合保持(快门驱动机构123的第1动作)。
系统控制电路50在自计时器E的开始计数起经过了时间T33后(S103)，对透镜电机340进行通电(S104)。时间T33是为切实不使序列电机121的起动时的峰值和透镜电机340的起动时的峰值重叠而预先估计余量而设定的光阑待机时间。通过透镜电机340的旋转，透镜驱动机构330将光阑320自开放位置(open position)收缩到对应了所设定的光阑值的光阑位置(光阑机构的第1动作)。
如果完成了通过序列电机121的动作，则没有图示的序列开关变化为开(ON)状态。系统控制电路50在确认了序列开关变化的开状态后(S105)，一度使序列电机121停止。另一方面，系统控制电路50开始计时器A的计数(S106)。如果计时器A的计数达到时间T11，则系统控制电路50判断由对反射镜130的限位器(没有图示)的冲撞引起的限制是否成分地收缩，并停止对前幕磁铁152的通电。由此，前幕151利用没有图示的弹簧的弹压力开始行进，快门150开始打开。此外，系统控制电路50开始摄像元件14的电荷积累(S108)。
其次，系统控制电路50监视计时器B的计数值，等待被设定为规定的值的曝光时间T66的经过(S109)。如果经过了该曝光时间，则系统控制电路50停止对后幕磁铁157的通电(S110)。由此，后幕156追随前幕151之后开始行进。
然后，系统控制电路50监视计时器C的计数，如果经过时间T22(S111)，则开始对序列电机121的通电(S112)，序列电机121再度开始旋转。通过序列电机121的再度旋转，反射镜驱动机构122使反射镜130从上升位置下降到下降位置(反射镜驱动机构122的第2动作)。这里，作为反射镜驱动机构122，其既可以是通过序列电机121直接驱动反射镜130的机构，也可以是序列电机121解除没有图示的啮合部件的啮合并利用弹簧弹压力进行反射镜130的驱动的机构。另外，时间T22是先于反射镜下降的开始，为保证后幕行进切实地完成而预先估算余量设定的充电待机时间。
此外，快门驱动机构123进行机械的啮合保持，直到前幕151以及后幕156返回到行进前的位置(快门充电动作、快门驱动机构123的第2动作)。
通过上述这样地进行控制，用于进行对下一次摄像的预备驱动(第2动作)的对序列电机121的开始通电(序列电机121的驱动开始)将在摄像元件14的电荷积累过程中的后幕行进开始后且该后幕的行进结束前进行。在图3的“快门间隙(shutter slit)”段，倾斜地向上的左侧的线F表示自前幕的行进开始到行进结束的运动，倾斜地向上的右侧的线R表示自后幕的行进开始到行进结束的运动。这里，在后幕行进开始后(正在曝光过程中)，即使是开始对序列电机121的通电，由于设置的充电待机时间T22不会使反射镜下降的动作超越后幕行进，故不会妨碍正常的曝光。另外，为了在对序列电机121的通电开始和反射镜下降的开始之间有机构上的延时，可以不等待后幕行进结束便开始对序列电机121的通电。
因而，可以不产生以往那样在从摄像元件的电荷读出过程中伴随起动序列电机121的噪声，获得良好的摄像图像。此外，在快门150的后幕156的行进结束前反射镜130就开始了向下降位置的移动，可以切实地防止遮挡了形成被摄物体像的光束这样的摄像顺序的矛盾。
进而，通过适当地设定预备驱动的顺序(时序)或用于预备驱动的电机驱动开始前的待机时间，可以构筑没有估计了各驱动机构的准备动作所需要的时间的不同或各驱动机构的机械的动作不稳定性等的矛盾且最短所需时间的摄像顺序。
其次，系统控制电路50监视计时器E的计数值，如果经过时间T33，则对透镜电机340进行通电(S114)，为了提高测光动作或AF动作的精度，可通过透镜驱动机构330将光阑320一度返回到开放位置(光阑机构的第2动作)。
接着，系统控制电路50监视计时器D的计数值(S115)，如果经过时间T55，则向摄像元件14提供电荷读出用的驱动脉冲，开始电荷的读出(S116)。时间T55是用于通过快门150控制切实到达摄像元件14的光量而预先估计余量设定的时间。这样，在摄像元件14积累电荷的过程中，开始对序列电机121以及透镜电机340的通电，进行预备驱动。
这里，在本实施例中，为了在摄像元件14积累电荷的过程中切实地开始对序列电机121以及透镜电机340的通电，需要保证以下条件成立
积累时间T55＞曝光时间T66+充电待机时间T22+光阑待机时间T33。
此外，只要充分确保了余量，则充电待机时间T22以及光阑待机时间T33各自计时器的计数值是0秒也没关系。
并且，如果完成通过序列电机121的预备驱动，则序列开关变化为开状态。系统控制电路50在确认了序列开关的开状态后(S117)将停止序列电机121(S118)。
其次，系统控制电路50监视计时器F的计数值，如果经过时间T44(S119)，则判断释放开关183是否是全按下状态(S120)。在此，在已经解除了释放开关183的全按下状态时，系统控制电路50将结束摄像动作。反之，在释放开关183处于全按下状态时，系统控制电路50返回到步骤S102的动作，重复上述的一系列的摄像动作并进行下一个摄像动作(连拍动作)。
如以上所说明的这样，根据本实施例，因为在摄像元件14的电荷积累过程中开始用于预备驱动的电机驱动，与在电荷读出结束后或读出过程中开始用于预备驱动的电机驱动的情况相比，可以在避免因电荷读出过程中的调节器驱动导致的图像的劣化的同时，缩短一次摄像所需要的时间。因而，可以提高连拍速度。
此外，虽然在本实施例中，就在摄像元件的电荷积累过程中为开始各驱动机构的预备驱动而开始电机(调节器：actuator)的驱动的情况进行了说明，但换言之，则等价于在从摄像元件的电荷读出前便开始用于该预备驱动的电机的驱动。进一步说，就是与结束曝光大致同时地结束摄像元件的电荷积累这样的情况，在直到电荷读出前设定了怎样的待机时间之类的情况的该待机时间过程中或者即便没有这样的待机时间的摄像元件的曝光过程中，也可以开始用于预备驱动的调节器驱动。在这种情况下，比较于在电荷的积累过程中开始预备驱动的情况，可以获得良好的摄像图像。

Claims (17)

1.一种使用光电变换元件进行摄影的摄影装置，其特征在于，具有：
控制器，控制对动作机构进行驱动的调节器，上述动作机构在进行了用于可实施上述摄影的第1动作以后进行返回到该第1动作前的状态的第2动作；以及
快门，通过前幕以及后幕的行进来控制上述光电变换元件的曝光量，
其中，上述控制器在上述光电变换元件的电荷积累过程中的上述后幕行进开始后且行进结束前，开始用于使上述动作机构进行上述第2动作的上述调节器的驱动。
2.根据权利要求1所记述的摄影装置，其特征在于：
上述动作机构是驱动相对于通向上述光电变换元件的光路进行移动的反射镜部件的反射镜驱动机构，
上述第1动作是使该反射镜部件从上述光路上移动到上述光路外的动作，上述第2动作是使上述反射镜部件从上述光路外移动到上述光路上的动作。
3.根据权利要求1所记述的摄影装置，其特征在于：
上述动作机构是以充电状态保持上述快门的快门驱动机构，
上述第1动作是解除处于上述充电状态的上述快门的保持的动作，上述第2动作是对上述快门进行充电并保持的动作。
4.根据权利要求3所记述的摄影装置，其特征在于：
上述控制器在自上述后幕开始行进起经过规定时间后，开始用于使上述快门驱动机构进行上述第2动作的上述调节器的驱动。
5.根据权利要求1所记述的摄影装置，其特征在于：
上述动作机构是具有调节光量的光阑部件的光阑机构，
上述第1动作是收缩该光阑部件的动作，上述第2动作是开放该光阑部件的动作。
6.根据权利要求1所记述的摄影装置，其特征在于：
上述控制器进行第1调节器和第2调节器的控制，其中，上述第1调节器驱动具有相对于通向上述光电变换元件的光路进行移动的反射镜部件以及上述快门的第1动作机构；上述第2调节器驱动具有调节光量的光阑部件的第2动作机构，
上述控制器在开始用于使上述第1动作机构进行上述第2动作的上述第1调节器的驱动后经过规定时间以后，开始用于使上述第2动作机构进行上述第2动作的上述第2调节器的驱动。
7.根据上述权利要求1至6的任意一项所记述的摄影装置，其特征在于：
可以安装具有上述动作机构以及上述调节器的交换透镜单元。
8.一种使用光电变换元件进行摄影的摄影装置，其特征在于，具有：
控制器，控制对动作机构进行驱动的调节器，上述动作机构在进行了用于可实施上述摄影的第1动作以后进行返回到该第1动作前的状态的第2动作，
上述控制器在上述光电变换元件中的电荷积累开始后且从上述光电变换元件读出电荷前，开始用于使上述动作机构进行上述第2动作的上述调节器的驱动。
9.根据权利要求8所记述的摄影装置，其特征在于：
该摄影装置还进一步具有通过前幕以及后幕的行进来控制上述光电变换元件的曝光量的快门，
上述控制器在上述后幕开始行进后，开始用于使上述动作机构进行上述第2动作的上述调节器的驱动。
10.根据权利要求8所记述的摄影装置，其特征在于：
上述动作机构是驱动相对于通向上述光电变换元件的光路进行移动的反射镜部件的反射镜驱动机构，
上述第1动作是使该反射镜部件从上述光路上移动到上述光路外的动作，上述第2动作是使上述反射镜部件从上述光路外移动到上述光路上的动作。
11.根据权利要求8所记述的摄影装置，其特征在于：
上述动作机构是以充电状态保持对上述光电变换元件的曝光量进行控制的快门的快门驱动机构，
上述第1动作是解除处于上述充电状态的上述快门的保持的动作，上述第2动作是对上述快门进行充电并保持的动作。
12.根据权利要求11所记述的摄影装置，其特征在于：
上述快门具有前幕以及后幕，
上述控制器在自上述后幕开始行进起经过规定时间后，开始用于使上述快门驱动机构进行上述第2动作的上述调节器的驱动。
13.根据权利要求8所记述的摄影装置，其特征在于：
上述动作机构是具有调节光量的光阑部件的光阑机构，
上述第1动作是收缩该光阑部件的动作，上述第2动作是开放该光阑部件的动作。
14.根据权利要求8所记述的摄影装置，其特征在于：
上述控制器进行第1调节器和第2调节器的控制，其中，上述第1调节器驱动具有相对于通向上述光电变换元件的光路进行移动的反射镜部件以及对上述光电变换元件的曝光量进行控制的快门的第1动作机构；上述第2调节器驱动具有调节光量的光阑部件的第2动作机构，
上述控制器在开始用于使上述第1动作机构进行上述第2动作的上述第1调节器的驱动之后经过规定时间后，开始用于使上述第2动作机构进行上述第2动作的上述第2调节器的驱动。
15.根据上述权利要求8至14的任意一项所记述的摄影装置，其特征在于：
可以安装具有上述动作机构以及上述调节器的交换透镜单元。
16.一种具有光电变换元件和通过前幕以及后幕的行进来控制上述光电变换元件的曝光量的快门的摄影装置的控制方法，其特征在于，具有：
使用上述光电变换元件进行摄影的摄影步骤；以及
进行驱动动作机构的调节器的控制的控制步骤，该动作机构在进行了用于可进行上述摄影的第1动作以后进行返回到该第1动作前的状态的第2动作，
其中，在上述控制步骤中，在上述光电变换元件的电荷积累过程中的上述后幕行进开始后且行进结束前，开始用于使上述动作机构进行上述第2动作的上述调节器的驱动。
17.一种具有光电变换元件的摄影装置的控制方法，其特征在于，具有：
使用上述光电变换元件进行摄影的摄影步骤；以及
进行驱动动作机构的调节器的控制的控制步骤，该动作机构在进行了用于可进行上述摄影的第1动作以后进行返回到该第1动作前的状态的第2动作，
其中，在上述控制步骤中，在上述光电变换元件中的电荷积累开始后且从上述光电变换元件读出电荷前，开始用于使上述动作机构进行上述第2动作的上述调节器的驱动。
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