CN101505370B - 摄像设备 - Google Patents

Abstract

一种摄像设备，其具有：摄像元件，其作为电荷积累接收到的光；机械快门，其移动以对所述摄像元件进行遮光；以及扫描单元，其进行开始电荷积累的扫描。该摄像设备在所述机械快门移动之前执行所述开始电荷积累的扫描，并且对所述开始电荷积累的扫描和所述快门的移动进行控制，使其作为快门的前帘和后帘。注意，扫描模式设置单元(113b)基于与所安装的拍摄镜头相关联的信息设置电荷积累开始扫描的扫描模式。

Description

摄像设备

(本申请是申请日为2006年7月14日，申请号为200680014023.1，发明名称为“摄像设备”的申请的分案申请。)

技术领域

本发明涉及一种同时使用机械快门和电子快门进行摄像操作的摄像设备。

背景技术

日本特开平11-41523号公报公开了一种在单镜头反射型数字照相机中同时使用焦平面快门(下文中称为机械快门)和电子快门进行摄像操作的技术。在这种类型的快门机制中，机械快门形成后帘，通过在后帘移动之前驱动进行摄像元件的像素的电荷积累开始扫描的电子快门来捕获图像。在使用CMO S传感器的摄像元件中，对每个像素或对包含多个像素的每个区域进行像素的复位(reset)(进行扫描以将像素的积累电荷量设置为零)。在经过每个像素或区域的预定时间段之后，进行信号读取扫描以实现电子快门。即，在摄像元件的电荷积累开始扫描中，对例如每个扫描行复位像素，并且开始电荷积累。下文中，将该电荷积累开始扫描称为复位扫描。在作为后帘的机械快门对摄像元件进行遮光之后，进行用于读出积累在各像素的元件上的电荷的读取扫描。因此，该复位扫描的扫描模式与作为后帘的机械快门的移动特性相对应。

近年来，单镜头反射型数字照相机已经普及。单镜头反射型数字照相机通常可以交换拍摄镜头，根据所安装的拍摄镜头改变焦距和出瞳(exit pupil)距离(从摄像平面到镜头的出瞳位置的距离)。当使用上述同时使用机械快门和电子快门的快门机制构成摄像设备时，电子快门在摄像元件表面起作用，而将机械快门设置为沿光轴方向与摄像元件表面分离。因此，根据拍摄镜头的焦距、出瞳距离等改变机械快门对摄像平面的遮光位置。由于该原因，当从执行复位扫描到机械快门进行遮光的时间段短时，根据所安装的拍摄镜头在快门移动方向上出现曝光不均匀。

此外，在部分照相机中，根据拍摄镜头的光圈缩小、近摄镜头(macro lens)的焦点位置等改变出瞳距离。此外，当安装有防震镜头时，根据该镜头的移位量而改变机械快门的遮光位置。因此，由于该因素，出现上述沿快门扫描方向的曝光不均匀。

为了解决该问题，在同时使用机械快门和电子快门的快门机制中，需要进一步的改进以消除由于镜头或摄像元件的状况导致的沿快门扫描方向的曝光不均匀。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种摄像设备，其具有：摄像元件，其接收通过光学单元的光并且作为电荷积累所述光；机械快门，其移动以对所述摄像元件进行遮光；扫描单元，其对所述摄像元件的每个区域进行开始电荷积累的扫描；以及控制单元，其在所述机械快门移动之前执行所述开始电荷积累的扫描，并且对所述开始电荷积累的扫描和所述机械快门的移动进行控制，使其作为快门的前帘和后帘，其中，所述控制单元设置对所述摄像元件的每个区域进行所述开始电荷积累的扫描的定时，以消除对所述摄像元件的每个区域产生的曝光量的不均匀。

此外，根据本发明的一个方面，提供一种摄像设备，其具有：摄像元件，其接收通过光学单元的光并作为电荷积累所述光；第一机械快门，其移动以对所述摄像元件进行曝光；第二机械快门，其移动以对所述摄像元件进行遮光；扫描单元，其对所述摄像元件的每个区域进行开始电荷积累的扫描，所述摄像设备包括：控制单元，其进行第一曝光控制和第二曝光控制，所述第一曝光控制用于在所述第二机械快门移动之前执行所述开始电荷积累的扫描，并控制所述开始电荷积累的扫描和所述第二机械快门的移动，使其作为快门的前帘和后帘，所述第二曝光控制用于在所述第一机械快门移动之前执行所述开始电荷积累的扫描，并控制所述第一机械快门的移动和所述第二机械快门的移动，使其作为所述快门的前帘和后帘，其中，所述控制单元根据所述光学单元的状态选择性地执行所述第一曝光控制和所述第二曝光控制中的一个。

从以下(参考附图)对示例性实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是示出根据本发明第一实施例的摄像设备的配置的框图；

图2是示出电子前帘与机械后帘之间的关系的主视图；

图3是示出在拍摄操作的前半部分出瞳距离、机械后帘及电子前帘之间的关系的截面图；

图4是示出在拍摄操作的后半部分出瞳距离、机械后帘及电子前帘之间的关系的截面图；

图5A和5B是示出不同出瞳距离时的电子前帘的扫描曲线和机械后帘的扫描曲线之间的关系的曲线图；

图6是示出根据本发明第一实施例的摄像设备的拍摄操作的流程图；

图7是用于解释根据本发明第一实施例的摄像设备的照相机CPU进行的扫描模式控制的功能配置的框图；

图8是用于解释根据本发明第一实施例的摄像设备的扫描模式的确定处理的流程图；

图9是示出根据本发明第二实施例的摄像设备的配置的框图；

图10是示出在拍摄操作的前半部分镜头移位量、机械后帘及电子前帘之间的关系的截面图；

图11是示出在拍摄操作的后半部分镜头移位量、机械后帘及电子前帘之间的关系的截面图；

图12A和12B是示出不同镜头移位量时的电子前帘的扫描曲线和机械后帘的扫描曲线之间的关系的曲线图；

图13是示出根据本发明第二实施例的摄像设备的拍摄操作的流程图；

图14是用于解释根据本发明第二实施例的摄像设备的照相机CPU进行的扫描模式控制的功能配置的框图；

图15是用于解释根据本发明第二实施例的摄像设备的扫描模式的确定处理的流程图；

图16是示出根据本发明第三实施例的摄像设备的配置的框图；

图17是示出根据本发明第三实施例的摄像设备的拍摄操作的流程图；

图18是示出根据本发明第四实施例的摄像设备的配置的框图；以及

图19是用于解释根据本发明第四实施例的摄像设备的照相机CPU进行的扫描模式控制的功能配置的框图。

具体实施方式

以下对示例性实施例的说明本质上仅仅是说明性的，而不旨在限制本发明及其应用或使用。

不详细论述本领域技术人员已知的工艺、技术、设备和材料，而是在适当的地方将其作为本说明书的一部分。

第一实施例

下面，使用图1说明根据本实施例的摄像设备的配置。本实施例的摄像设备具有照相机主体100和安装在照相机主体100上的作为光学单元的可交换镜头101。首先说明照相机主体100的配置。

当摄像设备处于非拍摄状态(图1所示的状态)时，位于拍摄光路中的反射镜102反射通过拍摄透镜114的被摄体光束的部分光线，将其引导到取景器光学系统103。其结果是，拍摄者可以通过取景器光学系统103观察被摄体图像。

当拍摄者按下释放按钮，摄像设备从非拍摄状态改变为拍摄状态时，反射镜102从拍摄光路中退出。以这种方式，来自拍摄透镜114的被摄体光束进入作为CMOS传感器的摄像元件104侧。将焦平面快门(下文中称为机械快门)105布置在摄像元件104的被摄体侧(镜头侧)。机械快门105具有由多个遮光叶片构成的机械后帘。

照相机CPU 113进行控制以通过快门驱动电路106驱动机械快门105。向摄像元件104提供来自脉冲生成电路107的扫描时钟(水平驱动脉冲)和预定控制脉冲。在脉冲生成电路107生成的扫描时钟中，垂直驱动调制电路108将垂直扫描时钟调制为预定时钟频率，将其输入到摄像元件104。该垂直驱动调制电路108确定作为电子前帘的复位扫描的扫描模式。脉冲生成电路107还将时钟信号输出到信号处理电路109。信号处理电路109通过对从摄像元件104读出的信号施加预定处理(颜色处理、伽马校正等)生成图像数据。将所生成的图像数据输出到视频显示电路110，作为拍摄图像进行显示，或者由图像记录电路111进行记录。开关单元112包括用来设置拍摄条件等的开关及用来开始拍摄准备操作和拍摄操作的开关(释放按钮)。照相机CPU 113响应于开关单元112的操作进行动作。

下面，说明可交换镜头101的配置。拍摄透镜114可以沿光轴方向移动。注意，图1示出拍摄透镜114是单透镜，但是实际上拍摄透镜114包括变焦透镜等多个透镜单元。镜头CPU 115进行控制以通过透镜驱动电路116驱动拍摄透镜114。镜头CPU115通过光圈驱动电路117驱动光圈驱动机构117a，以根据拍摄操作中的被摄体亮度进行光圈控制。通过操作变焦驱动机构118(本实施例中为手动操作)来确定变焦位置。变焦位置检测电路119检测所确定的变焦位置，将其发送至镜头CPU 115。镜头CPU 115可以通过可交换镜头101侧的通信触点120和照相机主体100侧的通信触点121与照相机主体100中的照相机CPU 113通信。镜头CPU 115通知照相机CPU 113可交换镜头101的类型、焦距、出瞳距离、变焦位置等。扫描模式保持单元150保持电子前帘(稍后说明)的多种类型的扫描模式(复位线的操作模式)。

本实施例的摄像设备采用电子快门(电子前帘)代替一般的机械前帘，使用电子前帘和机械后帘进行实际拍摄。

图2示出沿光轴方向从镜头侧观察摄像元件和机械后帘的状态。图2示出按下释放按钮时拍摄开始之后正在进行电子前帘的复位扫描和机械后帘的快门移动的状态。箭头1表示电子前帘的复位扫描的扫描方向(电子前帘的移动方向)和机械后帘的移动方向。注意，当要在拍摄操作中进行电子前帘的复位扫描时，垂直翻转通过拍摄透镜114形成在摄像元件104的摄像平面上的被摄体图像。由于该原因，如图2所示，当复位扫描从摄像平面的下侧向上侧进行时，从图像上部向图像下部进行复位扫描和快门移动。

参照图2，附图标记2表示摄像元件104的摄像平面。附图标记3表示机械快门105的机械后帘。图2示出机械后帘3对摄像平面2的部分区域进行遮光的状态。附图标记4表示摄像元件104正在进行复位扫描的线(复位线)。复位扫描将复位线4上的像素的积累电荷量复位为0，复位线4对应于电子前帘的前端。

由复位线4与机械后帘3的前端部5之间的缝隙(slit)形成的区域6是摄像元件104通过曝光进行电荷积累的区域(电荷积累区域)。电荷积累区域根据电子前帘和机械后帘的移动沿箭头1的方向移动。对于摄像元件104中的每个像素，从复位线4通过即从复位操作开始直到该像素处于被机械后帘3遮光的状态的时间段对应于通过曝光对该像素进行电荷积累的时间段。因为复位线4沿箭头1的方向移动并且每一行的电荷积累开始，所以对于摄像元件104上的各行电荷积累开始定时是不同的。即，在摄像平面2的最低行处最早开始电荷积累操作，在最高行处最晚开始电荷积累操作。

垂直驱动调制电路108控制从摄像平面2的下部向上部移动的复位线4的移动。如稍后使用图5A和5B所说明的，控制复位线的移动，将复位线4的移动模式称为扫描模式。扫描模式表示摄像元件的各区域(行)的复位扫描的定时。扫描模式保持单元150保持多个这种扫描模式。照相机CPU 113选择该扫描模式中的一个，根据所选择的扫描模式控制垂直驱动调制电路108以移动复位线4。稍后说明细节。

图3和4是示出拍摄透镜、机械快门和摄像元件之间的关系的截面图。在图3和4中，透镜114a表示在长焦距及长出瞳距离状态下的拍摄透镜，透镜114b表示在短焦距及短出瞳距离状态下的拍摄透镜。附图标记7表示快门基板，附图标记8表示快门叶片保持构件。附图标记114a′和114b′分别表示透镜114a和114b瞳孔位置(出瞳位置)。

图3示出在拍摄操作中快门开始打开的状态。缝隙宽度A表示来自具有长出瞳距离的透镜114a的光束被机械后帘3遮光的行和复位线4形成的区域的宽度。缝隙宽度B表示来自具有短出瞳距离的透镜114b的光束被机械后帘3遮光的行和复位线4形成的区域的宽度。

在图3的定时，缝隙宽度B大于缝隙宽度A。因此，当要在相同的条件下驱动电子前帘和机械后帘时，在缝隙宽度B表示的区域中，使用透镜114b时的曝光量大于使用透镜114a时的曝光量。因此，当设置电子前帘的复位扫描的扫描模式以得到透镜114a的适当曝光值时，在使用透镜114b进行拍摄时在开始打开快门时出现过度曝光。

图4示出拍摄操作的后半部分(接近拍摄结束)的状态。缝隙宽度A′表示来自具有长焦距和长出瞳距离的透镜114a的光束被机械后帘3遮光的行和复位线4形成的区域的宽度。缝隙宽度B′表示来自具有短焦距和短出瞳距离的透镜114b的光束被机械后帘3遮光的行和复位线4形成的区域的宽度。

在图4所示的定时，与图3所示快门开始打开的状态相反，缝隙宽度B′小于缝隙宽度A′。因此，当要在相同的条件下驱动电子前帘和机械后帘时，在由缝隙宽度A′表示的区域中，使用透镜114a时的曝光量大于使用透镜114b时的曝光量。因此，当设置电子前帘的复位扫描的扫描模式以得到透镜114a的适当曝光值时，在使用透镜114b进行拍摄时在开始打开快门时出现过度曝光。其结果是，在图像的上部和下部(即在垂直方向上)出现曝光不均匀。

图5A和5B示出在快门控制下电子前帘的复位扫描的扫描模式和机械后帘的移动模式之间的关系。在图5A和5B中，横坐标表示时间，纵坐标表示摄像元件上从顶部到底部的距离(位置)。在图5A中，附图标记12表示机械后帘的移动曲线，其表示从开始移动开始速度逐渐增大的状态。附图标记11表示电子前帘的复位扫描的扫描曲线。扫描曲线11和移动曲线12之间沿时间方向的距离表示摄像元件的每一行的曝光时间段。在图5A中，从摄像元件的底部到顶部设置几乎相同的曝光时间段。当拍摄透镜的焦距和出瞳距离足够长(例如500mm或更长)时，可以通过具有与机械后帘的移动曲线基本相同的形状的扫描曲线得到适当的曝光值。

然而，如上所述，当使用具有短焦距和短出瞳距离的透镜时，与具有长出瞳距离的透镜相比，通过透镜到达摄像元件的光线相对于光轴的入射角可能大。因为该原因，通过图5A所示的快门控制，在摄像平面的下部(＝图像的上部)出现过度曝光，而在摄像平面的上部(＝图像的下部)出现曝光不足。由于该原因，调整电子前帘的扫描曲线以缩短摄像平面下部的曝光时间段，延长摄像平面上部的曝光时间段。即，如图5B所示，必须将扫描曲线11校正为扫描曲线11′。

下面，参考图6的流程图伴随照相机的操作说明上述校正处理。注意，主要由照相机CPU 113执行图6所示的处理。

当检测到开关单元112中的释放按钮的第一冲程位置(所谓的半冲程状态)(SW1 ON(接通)状态)时，流程从步骤S101前进至步骤S102。在步骤S102中，照相机CPU 113从镜头CPU 115获得所安装的可交换镜头101的镜头信息(焦距、出瞳距离等)。如果所安装的可交换镜头101是变焦镜头，则流程从步骤S103前进至步骤S104，从镜头CPU 115获得变焦位置信息。注意，可交换镜头101的镜头CPU 115响应于来自照相机CPU 113的请求，发送镜头的镜头信息(焦距、出瞳距离等)以及基于由变焦位置检测电路119检测到的变焦位置所产生的变焦位置信息。

在步骤S105中，基于来自测光传感器(未示出)的输出及例如ISO灵敏度设置等信息确定镜头的光圈值。然后，流程前进至步骤S106，使用测距系统(未示出)获得被摄体距离信息并确定拍摄镜头的焦点位置。在步骤S107中，基于被摄体亮度、光圈值、ISO灵敏度设置等确定快门速度。在接下来的步骤S108中，基于可交换镜头101的焦距、出瞳距离、光圈值、焦点位置等确定电子前帘的扫描曲线模式。在这种情况下，照相机CPU113将垂直驱动调制电路108的设置改变为例如图5B所示的扫描曲线11′的设置。该扫描曲线11′适合具有短焦距和短出瞳距离的镜头的情况。通过相对于表示与机械后帘的移动曲线12几乎相同的操作的扫描曲线11延迟电子前帘的复位扫描的开始定时并提前扫描结束定时，来获得扫描曲线11′。

下面，参考图7和8更详细地说明步骤S108中的处理。图7是示出与根据本实施例的电子前帘(复位扫描)的扫描模式控制相关联的配置的框图。图8是示出扫描模式的设置处理(步骤S108)的流程图。

照相机CPU 113用作信息获取单元113a、扫描模式设置单元113b和垂直驱动调制电路控制单元113c。信息获取单元113a获得与出瞳距离相关的信息，将该信息传送至扫描模式设置单元113b(步骤S201)。即，信息获取单元113a从在步骤S102到S104中获取的信息及在步骤S105到步骤S107中设置的信息中获取在确定出瞳距离时使用的信息。扫描模式设置单元113b基于信息获取单元113a获得的信息确定电子前帘的扫描模式(步骤S202到步骤S205)。

在步骤S202中检查是否满足快门速度低于预定值(快门时间比预定值长)或者可交换镜头101不是变焦镜头的条件。如果满足该条件，则流程前进至步骤S205，确定标准扫描模式作为要采用的扫描模式。在本实施例中，采用具有与类似于图5A所示的扫描曲线11的机械后帘的扫描曲线基本相同的曲线形状的扫描曲线(从拍摄开始到结束摄像元件的各行的曝光时间段几乎相同)作为标准扫描模式。

当在高快门速度下快门的缝隙宽度窄时，产生尤其显著的由拍摄镜头的焦距和出瞳距离引起的曝光不均匀。因此，在本实施例中，在快门时间长(例如1/8sec或更短)并且即使出现曝光不均匀也可以完全忽略其的快门时间范围内，不校正电子前帘的复位扫描的扫描模式。当然，这种配置是一种选择，可以省略步骤S202和步骤S205。

另一方面，如果可交换镜头101是变焦镜头并且快门速度等于或高于预定值(快门时间等于或小于预定值)，则流程从步骤S202前进至步骤S203。扫描模式设置单元113b基于在步骤S201中获得的信息确定出瞳距离。在步骤S204中，扫描模式设置单元113b基于所确定的出瞳距离确定要采用的扫描模式。换句话说，根据拍摄透镜114的出瞳位置和机械快门105之间的距离与机械快门105和摄像元件104之间的距离的比值来确定要采用的扫描模式。在本实施例中，因为机械快门105和摄像元件104之间的距离是固定的，所以如果不计算该距离，则可以从与出瞳距离相关联的信息确定扫描模式。

在本实施例中，在扫描模式保持单元150中保持多个扫描模式。扫描模式设置单元113b根据基于从信息获取单元113a获取的信息所确定的出瞳距离，从扫描模式保持单元150中的多个扫描模式中选择要应用的扫描模式。例如，与出瞳距离相关联地注册用于抑制曝光不均匀使其落入允许范围内的扫描模式。扫描模式设置单元113b根据在步骤S203中确定的出瞳距离，从扫描模式保持单元150读出相应的扫描模式，并确定要应用的扫描模式。更具体地，例如，选择随着出瞳距离的减小对摄像平面的下部设置较短曝光时间段和对摄像平面的上部设置较长曝光时间段的扫描模式。以这种方式，例如，如果快门时间保持相同，则如果出瞳距离不同，则扫描模式设置单元113b设置不同的扫描模式。

返回参考图6，在确定了电子前帘的复位扫描的扫描模式之后，检测到释放按钮的第二冲程位置即全冲程状态(SW2ON)，流程从步骤S110前进至步骤S111，执行拍摄操作。在步骤S111中，向上移动反射镜102。在步骤S112中，基于在步骤S108中确定的扫描曲线开始驱动电子前帘。即，垂直驱动调制电路控制单元113c根据由扫描模式设置单元113b确定的扫描模式控制垂直驱动调制电路108以执行复位扫描。然后，在步骤S113中，对机械后帘进行控制以进行驱动。

例如，当可交换镜头101的拍摄透镜114是具有短焦距和短出瞳距离的透镜时，选择图5B中的扫描曲线11′，根据该扫描模式执行电子前帘(复位扫描)的驱动。另一方面，根据移动曲线12执行机械后帘的移动。以这种方式，在摄像元件上顺序进行电荷积累操作，从而完成拍摄操作。最后，在步骤S114中，向下移动反射镜102，对快门充电，从而结束拍摄序列。

如上所述，根据本实施例，因为基于拍摄镜头的信息切换电子前帘的扫描模式，所以可以获得消除了曝光不均匀的合适的图像。

注意，可以在步骤S203中基于例如从所安装的可交换镜头101的镜头CPU 115获得的镜头焦距来确定出瞳距离。不需要特别明确地确定出瞳距离。例如，可以直接使用镜头焦距来切换扫描模式。

可以用于切换扫描模式(或者用于确定出瞳距离)的信息的例子包括以下信息。在本实施例中，一般将所获得的在确定扫描模式时使用的这些信息(包括出瞳距离信息本身)称为与出瞳距离相关的信息。与出瞳距离相关的信息包括以下信息。

例如，在近摄镜头等在调焦时具有大的伸展量的镜头中，根据伸展量改变出瞳距离。因此，可以根据调焦时的伸展量等焦点信息来改变电子前帘的复位扫描的扫描模式。

另一方面，在部分具有大的开放光圈值(例如F1.2)的镜头中，扩大光圈直径导致与具有短出瞳距离的镜头所产生的曝光不均匀类似的曝光不均匀。当使用机械快门105时，可以通过缩短摄像平面的下部的从开始复位扫描直到机械后帘通过的时间段并延长摄像平面的上部的该时间段，来去除上述不均匀。此外，通常，当变焦镜头的焦距短时，出瞳距离也短。因此，可以通过缩短摄像平面的下部的从开始复位扫描直到机械后帘通过的时间段并延长摄像平面的上部的该时间段，来去除曝光不均匀。然而，在某些种类的镜头中，当缩短变焦镜头的焦距时，延长了出瞳距离。因此，需要根据镜头的类型适当地选择扫描模式。

对于电子前帘的复位扫描的扫描模式，基于所允许的曝光不均匀的范围对镜头进行分组，可以针对每个组改变电子前帘的复位扫描的扫描模式。在这种情况下，基于镜头类型确定扫描模式。

第二实施例

下面，使用图9说明根据本发明第二实施例的摄像设备的配置。除了可交换镜头201包括可移位拍摄透镜214、透镜移位机构218及移位位置/方向检测电路219之外，根据第二实施例的摄像设备与第一实施例(图1)所示的摄像设备基本相同。

拍摄透镜214可以沿光轴方向移动以获得对好焦状态，如稍后所说明的，拍摄镜头214是具有允许沿与光轴相交(垂直)的方向平移的移动机构的透镜，允许所谓的移轴(tilt/shift)拍摄。通过操作透镜移位机构218，确定拍摄透镜214的移位位置。移位位置/方向检测电路219检测所确定的移位位置，将其发送至镜头CPU 115。

图10和11是示出本实施例中的拍摄透镜、机械快门及摄像元件之间的关系的截面图。在图10和11中，由实线表示的透镜214a表示位于基准光轴位置没有移位(零移位量)的透镜。由虚线表示的透镜214b表示位于从基准光轴位置沿与机械快门的移动方向相同的方向移位了移位量y的位置的透镜。附图标记7表示快门基板，附图标记8表示快门叶片保持构件。

图10示出拍摄操作中快门开始打开的状态。缝隙宽度C表示来自具有零移位量的透镜214a的光束被机械后帘3遮光的行和复位线4形成的区域的宽度。缝隙宽度D表示来自具有移位量y的透镜214b的光束被机械后帘3遮光的行和复位线4形成的区域的宽度。

在图10的定时，缝隙宽度D大于缝隙宽度C。因此，当要在相同的条件下驱动电子前帘和机械后帘时，在由缝隙宽度D表示的区域中在透镜214b的位置处获得的曝光量大于在透镜214a的位置处获得的曝光量。因此，当设置电子前帘的复位扫描的扫描模式以在透镜214a的位置处获得适当的曝光值时，在透镜214b的位置处进行拍摄时，在开始打开快门时出现过度曝光。

图11示出拍摄操作的后半部分(接近拍摄结束)的状态。缝隙宽度C′表示来自具有零移位量的透镜214a的光束被机械后帘3遮光的行和复位线4所形成的区域的宽度。缝隙宽度D′表示来自具有移位量y的透镜214b的光束被机械后帘3遮光的行和复位线4所形成的区域的宽度。

在图11所示的定时，与在图10所示的快门开始打开的状态下相同，缝隙宽度D′大于缝隙宽度C′。因此，当要在相同的条件下驱动电子前帘和机械后帘时，在由缝隙宽度D′表示的区域中，在透镜214b的位置处得到的曝光量大于在透镜214a的位置处得到的曝光量。因此，当设置电子前帘的复位扫描的扫描模式以在透镜214a的位置处获得适当的曝光值时，当在透镜214b的位置处进行拍摄时，在开始打开快门时出现过度曝光。此外，因为过度曝光量不是一定的，而是从打开快门的开始到结束发生变化，所以因此在图像的上部和下部(即沿垂直方向)出现曝光不均匀。

图12A和12B示出在快门控制下电子前帘的复位扫描的扫描模式和机械后帘的移动模式之间的关系。在图12A和12B中，横坐标表示时间，纵坐标表示摄像元件从顶部到底部的距离。注意，图12A是与图5A相同的曲线图。

如上所述，在镜头位于沿与机械快门的移动方向相同的方向移位了移位量y的位置的情况下，出现过度曝光。更具体地，通过图12A所示的快门控制，尤其在摄像平面的下部(＝图像的上部)出现过度曝光，在摄像平面的上部(＝图像的下部)也出现小量的过度曝光。由于该原因，调整电子前帘的扫描曲线以将摄像平面的下部的曝光时间段缩短相对大的值，并且将摄像平面的上部的曝光时间段缩短相对小的值。即，如图12B所示，必须将扫描曲线11校正为扫描曲线11″。

与上述情况相反，在光轴位于沿与机械快门的移动方向相反的方向移位的位置的镜头的情况下，如果设置了针对零移位量的电子前帘的复位扫描的扫描模式，则出现曝光不足。因此，调整电子前帘的扫描曲线以将摄像平面的下部的曝光时间段延长相对小的值，将摄像平面的上部的曝光时间段延长相对大的值。

下面，参考图13的流程图伴随照相机的操作说明上述校正处理。注意，主要由照相机CPU 113执行图13所示的处理。

在图13的流程图中，由步骤S303、S304和S308代替图6的流程图中的步骤S103、S104和S108。在本实施例中，仅给出步骤S303、S304和S308的说明。

当流程从步骤S102前进至步骤S303时，检查所安装的可交换镜头201是否是移位镜头。如果可交换镜头201是移位镜头，则流程从步骤S303前进至步骤S304，从镜头CPU 115获得移位位置信息。注意，可交换镜头201的镜头CPU 115响应于来自照相机CPU 113的请求，发送镜头的镜头信息(焦距等)以及基于移位位置/方向检测电路219检测到的镜头的移位位置所产生的信息。然后，流程前进至步骤S105。

当流程从步骤S107前进至步骤S308时，基于可交换镜头201的类型、焦距、移位位置等确定电子前帘的扫描曲线模式。在这种情况下，照相机CPU 113将垂直驱动调制电路108的设置改变为例如图12B所示的扫描曲线11″的设置。该扫描曲线11″适合于光轴沿与机械快门的移动方向相同的方向移位的镜头。通过相对于表示与机械后帘的移动曲线12几乎相同的操作的扫描曲线11延迟电子前帘的复位扫描的开始定时、并且还将扫描结束定时延迟比开始定时的延迟时间小的量，来获得扫描曲线11″。

第二实施例说明了允许移轴拍摄的镜头、尤其是具有能够与摄像平面平行地平移光轴的移位光学系统的拍摄镜头的情况。然而，本发明不限于该特定镜头，而可以将与上述处理相同的处理应用到移位至少部分透镜组以防止由于拍摄时的照相机抖动而产生模糊图像的防震镜头。甚至在作为允许移轴拍摄并具有能够使光轴相对于摄像平面倾斜的倾斜机制的镜头的拍摄镜头中，可以通过用“倾斜”代替“移位”来说明相同的配置。

下面，参考图14和15更详细的说明步骤S308中的处理。图14是示出与根据本实施例的电子前帘(复位扫描)的扫描模式控制相关联的配置的框图。图15是示出扫描模式的设置处理(步骤S308)的流程图。

照相机CPU 113的信息获取单元113a获取与允许移轴拍摄的镜头的移位位置或倾斜角相关联的信息或者与作为呈现防震效果的镜头中的部分透镜组的移位光学系统的移位位置相关联的信息。信息获取单元113a将获得的信息传送给扫描模式设置单元113b(步骤S401)。扫描模式设置单元113b基于信息获取单元113a获得的信息确定电子前帘的扫描模式(步骤S402到步骤S405)。

在步骤S402中检查是否满足快门速度低于预定值(快门时间比预定值长)或者可交换镜头不是移轴镜头的条件。如果满足该条件，则流程前进至步骤S405，确定作为要采用的扫描模式的标准扫描模式。在本实施例中，采用具有与类似于图12A所示的扫描曲线11的机械后帘的曲线基本相同的曲线形状的扫描曲线(从拍摄开始到结束摄像元件各行的曝光时间段几乎相同)作为标准扫描模式。

如上所述，当在高快门速度时快门的缝隙宽度窄时，尤其产生显著的由于拍摄镜头的镜头移位位置或倾斜方向以及倾斜量引起的曝光不均匀。因此，在本实施例中，与在第一实施例中相同，在快门时间长(例如1/8sec或更短)以及即使出现曝光不均匀也能够完全忽略的快门时间范围内，不校正电子前帘的复位扫描的扫描模式。当然，这种配置是一种选择，可以省略步骤S402和S405。

另一方面，如果可交换镜头201是移轴镜头并且快门速度等于或高于预定值(快门时间等于或小于预定值)，则流程从步骤S402前进至步骤S403。扫描模式设置单元113b基于在步骤S401中获取的信息确定移位位置(或倾斜角)。在步骤S404中，扫描模式设置单元113b基于所确定的移位位置(或倾斜角)确定要采用的扫描模式。

如上所述，根据本实施例，由于基于拍摄镜头的信息切换电子前帘的扫描模式，因此能够获得消除了曝光不均匀的合适的图像。

注意，在步骤S403中，可以基于从所安装的可交换镜头201的镜头CPU 115获得的例如移位位置信息来确定移位位置(或倾斜角)。

作为可以用来切换扫描模式的信息的例子，本实施例说明了主要作为允许移轴拍摄的镜头的拍摄镜头、尤其是具有可以平移光轴的移位光学系统的拍摄镜头的情况。如上所述，本实施例应用于作为允许移轴拍摄的镜头的拍摄镜头、以及具有能够使光轴倾斜的倾斜机制的拍摄镜头。

另外，本发明还可以应用于移位至少部分透镜组以防止由于拍摄时的照相机抖动而产生模糊图像的防震镜头。

第三实施例

下面，利用图16说明根据本发明第三实施例的摄像设备的配置。除了包括具有由多个遮光叶片构成的并且独立地移动的机械前帘和机械后帘的机械快门305之外，根据第三实施例的摄像设备与第二实施例(图9)所示的摄像设备基本相同。注意，对于本领域技术人员这种机械快门305是已知的，省略对其结构的详细说明。

下面，参考图17的流程图伴随照相机的操作说明第三实施例的校正处理。注意，由于在图17的流程中对图13所示的处理进行了部分变形，因此下面说明作为变化部分的步骤S504～S507和S510～S512。

当在步骤S304中从镜头CPU 115获得移位位置信息时，在步骤S504中检查移位量是否等于或大于预定值。如果移位量小于预定值，则流程前进至步骤S105，操作作为前帘的电子快门及作为后帘的机械快门。相反，如果移位量等于或大于预定值，则流程前进至步骤S505，操作作为前帘和后帘的机械快门。

如果镜头移位量大，则可能产生的曝光不均匀也变大。因此，必须大大校正电子快门的前帘移动定时。然而，当超过可校正范围时，也作为前帘使用机械快门。

由于电子快门的复位扫描允许在比机械快门作为前帘移动的情况早的定时开始曝光，因此其具有短的释放时间延迟的优点。然而，如上所述，当移位量大并考虑到大的曝光不均匀时，将控制切换为进行控制以驱动作为前帘的机械快门。

随后的步骤S505、S506、S507、S510和S511与图6中的步骤S105、S106、S107、S110和S111相同。在步骤S512和S113中，机械前帘和后帘在根据在步骤S507中确定的快门速度的定时移动。

注意，根据移位镜头的移位量确定使用电子快门还是机械快门作为前帘。然而，本发明不限于此。例如，如果出瞳距离小于预定值，则可以操作机械快门作为前帘；否则，操作电子快门作为前帘。另外，可以控制摄像操作，使得当光圈直径大于预定值或者变焦镜头的焦距小于预定值时操作机械快门作为前帘，而在其它情况下操作电子快门作为前帘。

第四实施例

下面，利用图18说明根据本发明第四实施例的摄像设备的配置。除了包括能够被移位以获得防震功能的摄像元件404之外，根据第四实施例的摄像设备与第一实施例(图1)所示的摄像设备基本相同。该摄像元件404通过使其中心从光轴位置移位来代替拍摄镜头而提供防震功能。当使摄像元件404移位时，能够以与第二实施例中的镜头的移位位置和移位方向相同的方式考虑快门位置和曝光量之间的关系。

图19是示出与根据本实施例的电子前帘(复位扫描)的扫描模式控制相关联的配置的框图。除了该配置包括用于检测摄像元件的移位位置信息的移位位置检测电路450之外，图19与图7基本相同。

如利用图7所说明的，照相机CPU 113用作信息获取单元113a、扫描模式设置单元113b和垂直驱动调制电路控制单元113c。除了获取可交换镜头401的镜头信息和获得适当的曝光值所需的快门速度信息之外，信息获取单元113a还获取用于检测摄像元件的移位位置信息的移位位置检测电路450在使能防震功能时的信息，并将这些信息传送到扫描模式设置单元113b。扫描模式设置单元113b基于信息获取单元113a获得的信息确定电子前帘的扫描模式。

因此，因为通过提供用于根据摄像元件的移位量设置快门控制部件的电荷积累开始扫描的扫描模式的设置部件来切换扫描模式，所以可以得到消除了曝光不均匀的合适的图像。

虽然参考示例性实施例对本发明进行了说明，但是应当理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附权利要求的范围符合最宽的解释，以覆盖全部这种变形、等同结构和功能。

本申请要求2005年7月22日提交的日本申请2005-213374以及2006年7月13日提交的日本申请2006-193236的优先权，其全部内容通过引用包含于此。

Claims (5)

1.一种摄像设备，其具有：摄像元件，其接收通过光学单元的光并作为电荷积累所述光；第一机械快门，其进行移动以对所述摄像元件进行曝光；第二机械快门，其进行移动以对所述摄像元件进行遮光；扫描单元，其对所述摄像元件的每个区域进行被称为复位扫描的开始电荷积累的扫描，所述摄像设备包括：

控制单元，其进行第一曝光控制和第二曝光控制，所述第一曝光控制用于在所述第二机械快门移动之前执行所述开始电荷积累的扫描，并控制所述开始电荷积累的扫描和所述第二机械快门的移动，使其作为快门的前帘和后帘，所述第二曝光控制用于在所述第一机械快门移动之前执行所述开始电荷积累的扫描，并控制所述第一机械快门的移动和所述第二机械快门的移动，使其作为所述快门的前帘和后帘，

其中，所述控制单元根据所述光学单元中透镜的位置选择性地执行所述第一曝光控制和所述第二曝光控制中的一个。

2.一种摄像设备，其具有：摄像元件，其接收通过光学单元的光并作为电荷积累所述光；第一机械快门，其进行移动以对所述摄像元件进行曝光；第二机械快门，其进行移动以对所述摄像元件进行遮光；扫描单元，其对所述摄像元件的每个区域进行被称为复位扫描的开始电荷积累的扫描，所述摄像设备包括：

控制单元，其进行第一曝光控制和第二曝光控制，所述第一曝光控制用于在所述第二机械快门移动之前执行所述开始电荷积累的扫描，并控制所述开始电荷积累的扫描和所述第二机械快门的移动，使其作为快门的前帘和后帘，所述第二曝光控制用于在所述第一机械快门移动之前执行所述开始电荷积累的扫描，并控制所述第一机械快门的移动和所述第二机械快门的移动，使其作为所述快门的前帘和后帘，

其中，所述控制单元根据所述光学单元的出瞳距离选择性地执行所述第一曝光控制和所述第二曝光控制中的一个。

3.根据权利要求2所述的摄像设备，其特征在于，当所述光学单元的出瞳距离小于预定值时，所述控制单元选择并执行所述第二曝光控制。

4.一种摄像设备，其具有：摄像元件，其接收通过光学单元的光并作为电荷积累所述光；第一机械快门，其进行移动以对所述摄像元件进行曝光；第二机械快门，其进行移动以对所述摄像元件进行遮光；扫描单元，其对所述摄像元件的每个区域进行被称为复位扫描的开始电荷积累的扫描，所述摄像设备包括：

控制单元，其进行第一曝光控制和第二曝光控制，所述第一曝光控制用于在所述第二机械快门移动之前执行所述开始电荷积累的扫描，并控制所述开始电荷积累的扫描和所述第二机械快门的移动，使其作为快门的前帘和后帘，所述第二曝光控制用于在所述第一机械快门移动之前执行所述开始电荷积累的扫描，并控制所述第一机械快门的移动和所述第二机械快门的移动，使其作为所述快门的前帘和后帘，

其中，所述光学单元具有能够沿与光轴相交的方向移动的移位透镜，当所述移位透镜的移位量不小于预定值时，所述控制单元选择并执行所述第二曝光控制。

5.一种摄像设备，其具有：摄像元件，其接收通过光学单元的光并作为电荷积累所述光；第一机械快门，其进行移动以对所述摄像元件进行曝光；第二机械快门，其进行移动以对所述摄像元件进行遮光；扫描单元，其对所述摄像元件的每个区域进行被称为复位扫描的开始电荷积累的扫描，所述摄像设备包括：

控制单元，其进行第一曝光控制和第二曝光控制，所述第一曝光控制用于在所述第二机械快门移动之前执行所述开始电荷积累的扫描，并控制所述开始电荷积累的扫描和所述第二机械快门的移动，使其作为快门的前帘和后帘，所述第二曝光控制用于在所述第一机械快门移动之前执行所述开始电荷积累的扫描，并控制所述第一机械快门的移动和所述第二机械快门的移动，使其作为所述快门的前帘和后帘，

其中，所述光学单元具有能够相对于光轴倾斜的倾斜透镜，当所述倾斜透镜的倾斜量不小于预定值时，所述控制单元选择并执行所述第二曝光控制。

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