CN101655648B - 控制机械快门的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种控制机械快门的方法，该方法通过避免由信号损失和惯性导致的物理损失而引起的机械快门的快门速度的降低，能够确保更快的快门速度。根据本发明的一方面的控制机械快门的方法可包括：根据用户产生的用于捕捉图像的触发事件的输入，执行行复位操作，以去除在图像传感器中保留的图像信息；在所述行复位操作结束之前，在自所述行复位操作开始时的时间起预定延迟时间之后，将用于机械快门的快门关闭操作开始信号发送到机械快门；在所述行复位操作结束之后立即对图像传感器曝光；完全关闭机械快门。

Description

控制机械快门的方法
本申请要求于2008年8月21日提交到韩国知识产权局的第2008-0081879号韩国专利申请的优先权，该申请的公开通过引用全部包含于此。
技术领域
本发明涉及一种控制机械快门的方法，更具体地讲，涉及这样一种控制机械快门的方法：通过避免由信号损失以及惯性导致的物理损失而引起的机械快门的快门速度的降低，能够确保更快的快门速度。
背景技术
通常，机械快门已被越来越多地应用到布置在移动设备中的数字相机模块，以缩小普通数字静止相机与嵌入式数字相机模块之间的差距。
机械快门受限于曝光时间。即，由于通过步进电机等驱动的机械快门的特性，快门速度受到限制。
当使用数字相机等捕捉图像时，可能在非常暗的环境(例如，晚上在室外)到非常亮的环境(例如，在亮的日光下)的各种情形下捕捉图像。在非常亮的环境中，由于机械快门或光圈的限制，相机可能无法保证对对象进行足够的曝光。例如，由于最大速度(保证最短的曝光时间)受到限制，即使使用最大快门速度，相机在非常亮的场景中使用机械快门捕捉的图像也会由于过度曝光而过亮，具有不期望的饱和。
具体地说，机械快门导致不必要的延迟，例如，在电路中交换信号以控制机械快门的操作时的延迟、激励电压时的延迟、对用于驱动快门的电机进行加速时的延迟以及快门关闭时的延迟。因此，难以保证机械快门的较快的快门速度。
因此，需要这样一种控制快门速度的方法：能够减小在机械快门的操作期间的不必要的延迟的影响，同时向图像传感器提供非常短的曝光时间。
发明内容
本发明的一方面提供一种控制机械快门的方法，所述方法可减少在相机模块内部的机械快门的操作期间由不必要的延迟导致的影响，并且可向图像传感器提供非常短的曝光时间。
通过避免由信号损失和惯性导致的机械损失而导致的机械快门的快门速度的降低能够确保更快的快门速度。
根据本发明的一方面，提供一种控制机械快门的方法，所述方法包括：根据用户产生的用于捕捉图像的触发事件的输入，执行行复位操作，以去除在图像传感器中保留的图像信息；在所述行复位操作结束之前，在自所述行复位操作开始时的时间起预定延迟时间之后，将用于机械快门的快门关闭操作开始信号发送到机械快门；在所述行复位操作结束之后立即对图像传感器曝光；完全关闭机械快门。
可在机械快门的关闭操作正在进行的同时启动对图像传感器的曝光。
可控制所述预定延迟时间的长度，以调整启动图像传感器的曝光的时间。
所述的方法还可包括：在对图像传感器曝光的同时，读出在图像传感器中累积的电荷，并存储读出的电荷；在读出的电荷的存储结束之后，打开机械快门；在机械快门被打开之后，返回预览模式。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它方面、特点和其他优点将会变得更加清楚，其中：
图1是示出根据本发明示例性实施例的应用了控制机械快门的方法的相机系统的示例的框图；
图2是示出根据本发明示例性实施例的控制机械快门的方法的时序图。
具体实施方式
现在，将参照附图详细地描述本发明的示例性实施例。然而，可以以许多不同的形式实施示例性实施例，并且不应被解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例从而本公开将会彻底和完整，并将完全地将本发明的范围传达给本领域的技术人员。在附图中，为了清楚可能夸大了形状和尺寸，相同的标号将始终用于表示相同或相似的部件。
图1是示出根据本发明示例性实施例的应用了控制机械快门的方法的相机系统的示例的示图。
如图1所示，应用了根据本发明示例性实施例的机械快门的相机系统可包括：图像传感器11；镜头12，布置在图像传感器11的光接收面之前；光圈13；机械快门14；控制器15，控制图像传感器11和机械快门14的操作；存储器16；快门驱动器17，将指令发送到机械快门驱动单元(未示出，例如，步进电机)，以命令机械快门驱动单元运行以驱动机械快门；快门按钮18，从用户接收触发事件以捕捉图像。图像传感器11、控制器15、存储器16、快门驱动器17和快门按钮18可使用数据总线19在彼此之间发送和接收必要的信号。
图2是示出根据本发明示例性实施例的控制机械快门的方法的时序图。在图2的上部通过实线示出随时间快门的打开或关闭状态。在图2的下部示出随时间控制图像传感器和机械快门的操作。
以下，将参照图1和图2详细描述根据本发明示例性实施例的控制机械快门的方法的操作和效果。
首先，相机系统10(例如，普通的数字静止相机或移动装置的相机模块)可处于预览模式S1，预览模式S1允许用户在捕捉期望的图像之前检查场景的构成和亮度。在预览模式S1下，机械快门14可以是已经被打开。由于机械快门14打开而被曝光的图像传感器11可激活产生预览所需的最小像素阵列，产生预览图像并使用显示单元(未示出)显示产生的预览图像。
然后，在用户通过预览模式确定将要捕捉的图像之后，用户在时间T1按压快门按钮18或通过使用其他单元产生触发事件以通知所述将要捕捉图像的确定。由用户产生的触发事件被输入到控制器15。然后，控制器15激活包括在图像传感器11中的整个像素阵列，以捕捉具有图像传感器11支持的最大分辨率的整个图像(S2)。
然后，相机系统10在时间T2进入全局复位模式，以操作机械快门14。当相机系统10进入全局复位模式时，控制器15对图像传感器11的整个像素阵列区域同时进行复位。因此，在进行中的预览模式S1或者通过在先前捕捉图像的处理期间接收的光而保留在图像传感器11中的图像信息可被去除。当图像传感器11是CMOS时，像素阵列区域可以以像素行为单位被复位。在全局复位模式被启动之后，图像传感器11的全部像素被复位，这被称为行复位操作S3。
在针对图像传感器11的行复位操作S3正被执行的同时，执行关闭机械快门的准备操作S4。在控制器15产生快门关闭操作开始信号并将快门关闭操作开始信号发送到机械快门时，快门关闭准备操作S4被启动。例如，快门关闭准备操作S4可包括：在控制器15输出用于驱动机械快门14的快门关闭操作开始信号以及快门驱动器17加载快门关闭操作开始信号时发生的延迟；在激励用于驱动用于机械快门的操作的步进电机的驱动电压时发生的延迟。此外，准备操作S4还可包括：在步进电机从停顿状态改变到旋转状态时发生的加速延迟；在步进电机从停顿状态开始运动以执行快门的关闭操作时由惯性导致的延迟。为此，控制器15将快门关闭操作开始信号发送到机械快门14(在图1示出的实施例中为发送到快门驱动器17)。
在完成快门关闭准备操作S4之后，在机械快门14从打开状态改变为关闭状态时的时间段期间，执行图像传感器可被曝光以捕捉图像的整合操作S5。
当在行复位操作S3期间完成快门关闭准备操作S4时，可在完成行复位操作S3之前，即，在图像传感器11被曝光以捕捉图像之前，开始机械快门14的关闭操作。在时间T3，当行复位操作S3完成时，图像传感器11可开始被曝光。在时间T4，当机械快门14被完全关闭时，图像传感器11的曝光可结束。因此，在该实施例中，在机械快门从完全打开状态改变到完全关闭状态的同时，图像传感器11可被曝光以捕捉图像。
为了恰当地确定图像传感器11的曝光时间，快门关闭准备操作S4可在从行复位操作S3的启动的任意延迟(Dp)之后开始。由于图像传感器11的行复位操作S3所需的时间、快门关闭准备操作S4所需的时间以及从完全打开状态到完全关闭状态将机械快门11关闭所需的时间可保持恒定，因此可通过准确地控制所述任意延迟(Dp)来恰当地调整图像传感器11被曝光以捕捉图像的曝光时间Te。即，基于图像传感器11的行复位操作S3所需的时间、快门关闭准备操作S4所需的时间(例如，在关闭机械快门11时的电延迟和机械延迟)、关闭机械快门11所需的时间以及期望的曝光时间Te，可确定所述任意延迟(Dp)。
然后，当机械快门14变为完全关闭状态时，全局复位模式终止，图像传感器读取操作(S6)开始，以读出在图像传感器11中累积的电荷。当图像传感器读取操作(S6)完成时，快门打开指令从控制器15被发送到快门驱动器17。类似于快门关闭操作，在电延迟和由惯性导致的机械延迟时间之后，启动快门打开操作(S7)。在完成快门打开操作之后，图像传感器11可再次进入预览模式(S8)。此外，在图像传感器读取操作(S6)中还可进行存储读取的电荷的操作。
如上所述，根据本发明示例性实施例，由于在执行图像传感器的行复位操作的同时开始机械快门的操作，因此可避免在驱动机械快门时在行复位操作期间由不必要但不可避免的延迟导致的快门速度的减小。
此外，通过在关闭快门的同时对图像传感器曝光，显著减少图像传感器的曝光时间，从而即使在非常亮的环境下也可使用适当的曝光来捕捉图像。
尽管已经参照示例性实施例显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行修改和改变。

Claims (4)

1.一种控制机械快门的方法，所述方法包括：
根据用户产生的用于捕捉图像的触发事件的输入，执行行复位操作，以去除在图像传感器中保留的图像信息；
在所述行复位操作结束之前，在自所述行复位操作开始时的时间起预定延迟时间之后，将用于机械快门的快门关闭操作开始信号发送到机械快门；
在所述行复位操作结束之后立即对图像传感器曝光；
完全关闭机械快门。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在机械快门的关闭操作正在进行的同时启动对图像传感器的曝光。
3.如权利要求1所述的方法，其中，控制所述预定延迟时间的长度，以调整启动图像传感器的曝光的时间。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：
在完全关闭机械快门结束对图像传感器的曝光之后，读出在图像传感器中累积的电荷，并存储读出的电荷；
在读出的电荷的存储结束之后，打开机械快门；
在机械快门被打开之后，返回预览模式。
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