專利名稱：具有自動(dòng)閃光功能的相機(jī)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般說來涉及一種具有自動(dòng)閃光功能的相機(jī)及其控制方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種能夠根據(jù)充電電壓的量來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)閃光功能的相機(jī)。
通常，照片的質(zhì)量主要取決于拍照物體周圍的背景亮度。所以要采用在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)地發(fā)射幾乎與陽(yáng)光有同樣效果的閃光來解決尤其是夜間或室內(nèi)拍照時(shí)與物體周圍背景亮度有關(guān)的問題。而且當(dāng)在夜間或室內(nèi)拍照時(shí)，具有大光量和高色溫的閃光能夠補(bǔ)充亮度的不足。
為了進(jìn)行上述操作，相機(jī)應(yīng)該包括一個(gè)閃光器，而且該閃光器應(yīng)能在操作快門的同時(shí)發(fā)射瞬態(tài)閃光。為了發(fā)射瞬態(tài)閃光，可以使用能夠發(fā)射閃光的氙燈。由于相機(jī)是便攜式的，所以通常都是用小型干電池作為電源，但是，氙燈卻需要非常高的電源電壓。所以要使用變壓器來提高干電池的電壓電平以便輸出高的電源電壓。因此，干電池、變壓器和氙燈是閃光電路中的基本組成部分，而且適應(yīng)于各種不同的設(shè)計(jì)。將這種閃光裝置設(shè)計(jì)成能夠在操作快門的同時(shí)啟動(dòng)以便發(fā)射預(yù)定量的閃光。
1991.5.14公布的題為“閃光控制裝置”的美國(guó)專利5，106，138中公開了下述已有技術(shù)。該技術(shù)是，當(dāng)根據(jù)相機(jī)操作條件選擇閃光器的充電時(shí)間和充電電壓時(shí)，在充電結(jié)束之后，如果所設(shè)定的阻止充電的時(shí)間還設(shè)有過去，則閃光器不再充電，或者是如果充電時(shí)間已經(jīng)結(jié)束，既使閃光器沒有完全充電，也將中止充電，以此來防止因閃光器頻繁發(fā)射產(chǎn)生熱所導(dǎo)致的諸如閃光器的晶體管和變壓器等裝置出現(xiàn)誤操作。
然而，因?yàn)樯鲜黾夹g(shù)是根據(jù)閃光器的充電時(shí)間和充電電壓控制閃光器充電，當(dāng)使用者希望快速拍照，而且需要顧及離物體的距離和光圈時(shí)，就不能捕捉到物體瞬間的自然影象，因此，上述“閃光控制裝置”是存在缺陷的。
傳統(tǒng)的相機(jī)還具有其它缺點(diǎn)，即，因?yàn)榧仁故菍㈤_關(guān)釋放也只能在閃光器完全充電時(shí)才有可能進(jìn)行拍攝，所以將會(huì)使使用者失去拍攝瞬間自然影象的機(jī)會(huì)。此外，由于不管離物體的距離如何，閃光器均發(fā)射預(yù)定量的閃光，所以使用者不能獲得適度曝光的照片。
本發(fā)明的目的是提供一種具有根據(jù)充電量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)閃光功能的相機(jī)和克服傳統(tǒng)裝置所存在的問題及缺點(diǎn)的方法。
為了達(dá)到該目的和其它目的，而且正如本文所具體和概括地描述的那樣，本發(fā)明所述的具有自動(dòng)閃光功能的相機(jī)包括，用于測(cè)量相對(duì)于被拍攝物體距離的第一裝置;用于測(cè)量被拍攝物體周圍背景亮度的第二裝置;用于操作相機(jī)的快門;用于在通電時(shí)發(fā)射閃光的閃光器;用于在將電源與照機(jī)接通時(shí)使閃光器充電的裝置;和微控制器，其包括第一裝置，該第一裝置響應(yīng)所說第一和第二測(cè)量裝置的信號(hào)來確定所測(cè)得的離物體的距離是否處在已通電的閃光器的能量能達(dá)到的足以獲得適度曝光的照片的范圍內(nèi);第二裝置，該裝置響應(yīng)所述第一確定裝置，在已確定離物體的距離處于閃光器能量可達(dá)到的范圍內(nèi)時(shí)用于測(cè)定閃光器的充電狀態(tài);第三裝置，該裝置響應(yīng)所述第二確定裝置，用于在閃光器完全充電后根據(jù)測(cè)得的距離和亮度確定出自閃光器的第一閃光持續(xù)時(shí)間;一個(gè)比較裝置，響應(yīng)所述第二確定裝置，用于在閃光器未完全充電時(shí)，將閃光器目前的充電狀態(tài)與預(yù)定的最小充電電壓相比較;第四裝置，該裝置響應(yīng)所說的比較裝置，用于確定在測(cè)得的物體距離上和在目前的充電狀態(tài)下能否拍到物體的照片;一個(gè)裝置，該裝置響應(yīng)所說的第四確定裝置，在已確定能夠拍到物體的照片時(shí)用于計(jì)算閃光器的第二閃光持續(xù)時(shí)間;和用于根據(jù)所選定的第一和第二閃光持續(xù)時(shí)間之一接通閃光器的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明的具有根據(jù)充電量而自動(dòng)閃光功能的相機(jī)包括;一個(gè)開關(guān)單元，含有根據(jù)使用者選擇的輸入信息以產(chǎn)生電信號(hào)的開關(guān)，第一級(jí)釋放開關(guān)，第二級(jí)釋放開關(guān)，和照相模式轉(zhuǎn)換開關(guān);一個(gè)自動(dòng)距離測(cè)量電路，用于在啟動(dòng)開關(guān)單元中的第一級(jí)釋放開關(guān)時(shí)，測(cè)量離物體的距離并產(chǎn)生與所測(cè)距離相應(yīng)的信號(hào);一個(gè)亮度測(cè)量電路，用于在啟動(dòng)開關(guān)單元中的第一級(jí)釋放開關(guān)時(shí)，測(cè)量物體周圍的背景亮度，并產(chǎn)生與所測(cè)亮度相應(yīng)的信號(hào);一個(gè)在第二級(jí)釋放開關(guān)啟動(dòng)時(shí)用于進(jìn)行拍攝的快門;一個(gè)閃光器，用于發(fā)射預(yù)定量的閃光以便在光量不足時(shí)補(bǔ)充對(duì)物體的照明;一個(gè)微控制器，具有下述功能在電源與相機(jī)接通時(shí)使閃光器充電，當(dāng)開關(guān)單元中的第一級(jí)釋放開關(guān)啟動(dòng)時(shí)用于接收測(cè)得的距離和亮度信號(hào);根據(jù)測(cè)得的信號(hào)確定離物體的距離是否處于閃光照射的能獲得適度曝光的照片的范圍內(nèi)，當(dāng)離物體的距離在閃光照射的范圍內(nèi)時(shí)用于確定閃光器的充電狀態(tài)，當(dāng)閃光器完全充電時(shí)根據(jù)測(cè)得的距離和算出的曝光量確定閃光器的閃光時(shí)間，當(dāng)閃光器未完全充電時(shí)用于確定閃光器目前的充電狀態(tài)是否大于最小充電電壓，當(dāng)目前的充電電壓高于最小充電電壓時(shí)用于確定在目前的充電狀態(tài)下是否能拍攝到與該距離相應(yīng)的照片，如果能夠拍攝照片則計(jì)算閃光器的閃光時(shí)間，在第二級(jí)釋放開關(guān)啟動(dòng)時(shí)用于驅(qū)動(dòng)快門，在閃光期間發(fā)射閃光，并進(jìn)行拍攝。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，設(shè)有一個(gè)微控制器，該控制器在釋放開關(guān)啟動(dòng)時(shí)，甚至可在未完全充電的情況下，用于確定是否能將光圈調(diào)到根據(jù)物體的距離和閃光器的充電狀態(tài)得到適度曝光的照片的程度，用于利用使閃光器閃光拍攝照片，用于捕捉瞬間的自然影象，當(dāng)離物體的距離小于預(yù)定距離時(shí)通過減小光圈和縮短閃光器的閃光時(shí)間來節(jié)約充電能源，和通過縮短閃光拍攝時(shí)間的間隔來節(jié)約干電池的能量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種用于控制設(shè)有閃光器和快門且具有自動(dòng)閃光功能的相機(jī)的方法，包括以下步驟當(dāng)將電源與相機(jī)連通時(shí)使閃光器充電;測(cè)量從相機(jī)到被拍攝物體的距離;測(cè)量物體周圍的背景亮度;根據(jù)測(cè)得的距離和亮度確定是否應(yīng)使用閃光器來獲得適度曝光的照片;當(dāng)已確定應(yīng)該使用閃光器時(shí)，檢查閃光器的充電狀態(tài);當(dāng)閃光器未完全充電時(shí)，將目前閃光器的充電狀態(tài)與預(yù)定的最小充電電壓相比較;當(dāng)在目前的充電狀態(tài)下能夠拍攝照片時(shí)設(shè)定閃光器的閃光持續(xù)時(shí)間;當(dāng)啟動(dòng)相機(jī)時(shí)，根據(jù)設(shè)定的閃光持續(xù)時(shí)間向閃光器提供能量。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種根據(jù)充電量控制具有自動(dòng)閃光功能的相機(jī)的方法，包括以下步驟當(dāng)將電源與相機(jī)連通時(shí)開始對(duì)閃光器充電;測(cè)量離被拍攝物體距離;測(cè)量物體周圍的背景亮度;和在檢測(cè)第一級(jí)釋放開關(guān)是否啟動(dòng)之后，如果證實(shí)第一級(jí)釋放開關(guān)已經(jīng)啟動(dòng)則根據(jù)測(cè)得的距離和亮度計(jì)算曝光量;根據(jù)所測(cè)得的距離和亮度確定相機(jī)離物體的距離是否處在使用閃光器能夠拍到適度曝光照片的范圍內(nèi);和當(dāng)該距離處在閃光器所能到達(dá)的范圍內(nèi)時(shí)，檢查閃光器的充電狀態(tài);當(dāng)閃光器未完全充電時(shí)，將目前的充電電壓與最小充電電壓相比較;當(dāng)目前的充電電壓高于最小充電電壓時(shí)，根據(jù)測(cè)得的距離和光圈之間的關(guān)系計(jì)算閃光亮度;如果在目前的充電狀態(tài)下可以拍攝照片，則設(shè)定閃光器的閃光時(shí)間;并當(dāng)啟動(dòng)第二級(jí)釋放開關(guān)時(shí)，在設(shè)定的閃光器閃光時(shí)間內(nèi)利用閃光器的閃光進(jìn)行拍攝。
本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)部分體現(xiàn)在下面的描述中，其它部分可從以下的描述中明顯得出或在本發(fā)明的實(shí)踐中獲得。借助于在附加的權(quán)利要求中特別指出的部件及其組合可以達(dá)到和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。
說明書中所包含的且構(gòu)成說明書一部分的


了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例并和說明書一起解釋本發(fā)明的原理。
圖1是與本發(fā)明實(shí)施例相應(yīng)的具有根據(jù)充電量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)閃光功能的相機(jī)的方框圖。
圖2是在圖1所示實(shí)施例的相機(jī)中閃光器的詳細(xì)電路圖。
圖3是在與本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例相應(yīng)的相機(jī)中的閃光器的詳細(xì)電路圖。
圖4是在本發(fā)明的實(shí)施例中用于控制具有自動(dòng)閃光功能的相機(jī)的方法步驟流程圖。
下面將對(duì)附圖中所示本發(fā)明的最佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。在可能的情況下，將附圖中所涉及的相同或相似的部分標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)。
圖1是與本發(fā)明實(shí)施例相應(yīng)的具有根據(jù)充電量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)閃光功能的相機(jī)的方框圖。如圖1所示，本發(fā)明的最佳實(shí)施例包括用于測(cè)量離被拍攝物體距離的自協(xié)距離測(cè)量電路10，用于測(cè)量該物體周圍背景亮度的亮度測(cè)量電路20，用于輸入使用者所選信息的開關(guān)單元30，用于發(fā)射預(yù)定照度的閃光的閃光器40，與上述各部分的輸出端相連的微控制器50，與微控制器50的輸出端相連并用于控制曝光時(shí)間的快門60，與微控制器50的輸出端相連并用于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路70，和與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路70的輸出端相連的鏡頭筒馬達(dá)M1。
圖2表示閃光器40的詳細(xì)電路。閃光器40包括直流電流(DC)轉(zhuǎn)換器41，用于將直流電壓增大到適合閃光器閃光的預(yù)定電壓;傳感器43，用于檢測(cè)由DC轉(zhuǎn)換器41產(chǎn)生的電壓是否充到足以使閃光器閃光的電壓;發(fā)射器45，用于在被DC轉(zhuǎn)換器41產(chǎn)生的電壓充電之后發(fā)射預(yù)定照度的閃光。
DC轉(zhuǎn)換器41包括電阻R1，其一端與電源端相連;電容器C1;和電阻R2，R2的一端與電阻R1相連，電阻R2的另一端與充電信號(hào)OSC的一端相連。DC轉(zhuǎn)換器41包括晶體管Q1，其發(fā)射極與電源端相連而基極與電容器C1相連;和晶體管Q2，其發(fā)射極與是容器C1相連。電容器C1與電阻R1相連。DC轉(zhuǎn)換器還包括穩(wěn)壓二極管D1，其負(fù)極與晶體管Q2的集電極相連而正極接地;變壓器T1，其初級(jí)線圈的一端接到晶體管Q1的集電極端上，另一端接地;和電阻R3，其一端與變壓器T1的次級(jí)線圈的一端相連。電阻R3的另一端接地。
傳感器43包括二極管D2，其正極與變壓器T1次級(jí)線圈的另一端相連;電阻R4，其一端與二極管D2的另一端相連;氖燈NE，其一端與電阻R4相連;和電阻R5，其一端與氖燈NE相連。傳感器43包括晶體管Q3，其發(fā)射機(jī)與電阻R5相連而集電極與充電狀態(tài)信號(hào)NES相連;和電容器C2，其一端與晶體管Q3的集電極相連。電容器C2的另一端接地。傳感器43還包括電阻R6，其一端與電阻R5相連而另一端連至晶體管Q3的基極;和電阻R7，其一端與電阻R6相連。傳感器43還包括晶體管Q4，其集電極與電阻R7相連而發(fā)射極接地;電阻R8，其一端與晶體管Q4的基極相連而另一端接地;和電阻器R9，其一端與晶體管Q4的基極相連而另一端接到充電結(jié)束檢查請(qǐng)求信號(hào)NEC端上。
發(fā)射器45包括電阻R10，其一端與二極管D2的負(fù)極相連;電容器C3，其一端與電阻R10相連而另一端接地;和氙燈XE，其一端與二極管D2的負(fù)極端相連。發(fā)射器45還包括變壓器T2，其初級(jí)線圈的一端與電阻R10相連，次級(jí)線圈的一端與氙燈XE相連。初線和次級(jí)線圈的另一端都接到氙燈XE的另一端上。電阻R11的一端接在閃光觸發(fā)信號(hào)TRIG端上，晶體管Q5的集電極接到氙燈XE上，發(fā)射極接地，而基極與電阻R11相連。
圖3是與本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例相應(yīng)的相機(jī)中的閃光器詳細(xì)電路圖。
參見圖3，傳感器43包括二極管D4，其正極端與DC轉(zhuǎn)換器41的輸出端相連;和串聯(lián)連接在DC轉(zhuǎn)換器41的輸出端和地之間的一對(duì)電阻R15和R16。該對(duì)電阻R15和R16的接點(diǎn)與充電狀態(tài)信號(hào)端NES相連。
發(fā)射器45包括電阻R18，其一端與二極管D4的負(fù)極端相連;電阻R17，其一端與閃光觸發(fā)信號(hào)TRIG端相連;晶體管Q7，其控制端與電阻R17的另一端相連，集電極端與電阻R18的另一端相連，發(fā)射極端接地;電容器C6和C7，它們都有一端接在晶體管Q7的集電極上;電阻R19，其一端與電容器C6的另一端相連;二極管D5，其負(fù)極端與晶體管Q7的集電極相連而正極端接到電阻R19的另一端上;變壓器T4，其初級(jí)線圈接在電容器C7的另一端和地之間;氙燈XE，其控制端與變壓器T4的次級(jí)線圈相連;電阻R20，接在氙燈XE和地之間;和電容器C8，接在傳感器43的輸出端和地之間。
下面將根據(jù)圖4所示的流程圖來說明與本發(fā)明的實(shí)施例相應(yīng)的相機(jī)的工作過程。
當(dāng)將電源與相機(jī)接通時(shí)，微控制器50預(yù)置所有變量(步驟110)并檢查電源開關(guān)SWo是否轉(zhuǎn)到NO上(步驟120)。如果電源開關(guān)沒有轉(zhuǎn)到ON，則相機(jī)處于準(zhǔn)備狀態(tài)。然而，如果電源開關(guān)Swo已轉(zhuǎn)到ON，則微控制器50啟動(dòng)用于驅(qū)動(dòng)鏡頭筒馬達(dá)M1的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路70，并將鏡頭蓋打開(步驟130)。
盡管本發(fā)明的上述實(shí)施例適用于在啟動(dòng)電源開關(guān)SW。時(shí)鏡頭蓋自動(dòng)打開的相機(jī)，但是本發(fā)明并不局限于上述相機(jī)。
在步驟130中，當(dāng)鏡頭蓋打開而且相機(jī)準(zhǔn)備拍攝照片時(shí)，如果光線不足，微控制器50會(huì)發(fā)射預(yù)定照度的閃光，并向閃光器40輸出充電信號(hào)OSC。充電信號(hào)OSC產(chǎn)生從高電平到低電平的振蕩，以此向閃光器充電以便拍到適度曝光的照片(步驟140)。
在步驟140中，當(dāng)充電信號(hào)OSC處在高電平時(shí)，該高電平信號(hào)加在閃光器40的DC轉(zhuǎn)換器41中晶體管Q2的基極端上并由此使晶體管Q2截止。晶體管Q2截止的同時(shí)，則有一高電平信號(hào)加到晶體管Q1的基極上并由此使晶體管Q1也變?yōu)榻刂埂４撕?，閃光器40處于準(zhǔn)備狀態(tài)。
閃光器40處于準(zhǔn)備狀態(tài)時(shí)，如果微控制器50產(chǎn)生低電平的充電信號(hào)OSC，于是該低電平信號(hào)加到晶體管Q2基極端并有電流從其中流過。當(dāng)電流流過晶體管Q2時(shí)，則有一低電平信號(hào)加在晶體管Q1的基極，所以有電流流過晶體管Q1。
如上所述，電流流過晶體管Q1并連續(xù)流過變壓器T1的初級(jí)線圈。因而，在次級(jí)線圈上產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)。此時(shí)，流過T1次級(jí)線圈的電流流過二極管D2，從而使發(fā)射器45的電容器C4開始充電。此外還在變壓器T1的次級(jí)線圈和電阻R3之間產(chǎn)生電壓，使晶體管Q2的集電極電壓高于使晶體管Q1導(dǎo)通的晶體管Q1的集電極電壓，而在晶體管Q1的基極端施加一高電平信號(hào)，由此使晶體管Q1截止。由于晶體管Q1截止，電流不再流過變壓器T1的初級(jí)線圈，所以使變壓器T1的次級(jí)線圈失去感應(yīng)電壓。
當(dāng)上述操作在從高到低振蕩的充電信號(hào)OSC的作用下重復(fù)進(jìn)行時(shí)，晶體管Q1反復(fù)導(dǎo)通和截止，電流流過二極管D2，使電容器C4同時(shí)充電。
在將充電信號(hào)輸至閃光器40開始使閃光器40充電后，由微控制器50確定第一級(jí)釋放開關(guān)SW1是否接通(步驟150)。如果第一級(jí)釋放開關(guān)SW1已接通，則微控制器50驅(qū)動(dòng)自動(dòng)距離測(cè)量電10并測(cè)量離物體的距離。此外，微控制器50還通過亮度測(cè)量電路20測(cè)量物體周圍的背景亮度，計(jì)算此時(shí)的曝光量，并將算出的曝光量存入微處理器50的存儲(chǔ)器(未示)中。
微控制器50根據(jù)上述測(cè)得的距離處的光圈和算出的曝光量確定在該離物體的距離上是否應(yīng)使閃光器閃光(步驟170)。
離物體的距離L、閃光器的亮度GNo和光圈FNo之間的關(guān)系如下GNo＝FNo×L……(1)閃光器的亮度GNo、閃光器40的電容器C4的電容量C和電容器C4的充電電壓V之間的關(guān)系如下E＝0.5×C×V2……(2)
GNo2＝α×C×V2……(3)其中E是電容器的勢(shì)能，α是比例常數(shù)。下面的公式表示(1)和(3)的合并。
(FNo×L)2＝α×C×V2……(4)如果電容器C4的電容量C為常數(shù)，即αC＝β2，那么可以得到下面的公式。
FNo＝(βXV)÷L……(5)L＝(βXV)÷FNo……(6)V＝(FNoXL)÷β……(7)根據(jù)鏡頭的孔徑、焦距和光圈的操作范圍使光圈FNo在最大光圈FNomax和最小光圈FNomin的范圍內(nèi)活動(dòng)。如果測(cè)得是L′，閃光器的充電電壓是V′，那么只有在光圈能滿足下述公式時(shí)閃光器才會(huì)自動(dòng)閃光FNomin≤FNo＝(βXV′)÷L′≤FNomax……(8)如果算出的光圈FNo不滿足公式(8)，則將閃光器充到能滿足公式V”＝(FNomin X L)÷β的充電電壓V”，然后結(jié)束充電。因此，當(dāng)光圈為最小光圈FNomin時(shí)，閃光器產(chǎn)生閃光。
微控制器50接收與曝光量相應(yīng)的光圈FNo信息，所述曝光量是根據(jù)自動(dòng)距離測(cè)量電路10測(cè)得的距離L和亮度測(cè)量電路20測(cè)得的亮度信號(hào)算出的。微控制器根據(jù)上述公式(1)確定離物體的距離是否處在閃光器的閃光傳達(dá)到的、且能獲得適度曝光的照片的范圍內(nèi)(步驟170)。
當(dāng)焦距發(fā)生變化時(shí)，微控制器50通過開關(guān)單元30中的譯碼器開關(guān)的輸入信號(hào)確定變焦位置，并根據(jù)變焦位置計(jì)算光圈FNo，并根據(jù)所調(diào)的光圈確定在閃光器目前的充電狀態(tài)下能否得到適度曝光的照片。如果只有當(dāng)閃光器閃光時(shí)才能獲得適度曝光的照片，則微控制器50向閃光器40輸出高電平的充電結(jié)束檢查請(qǐng)求信號(hào)NEC。如果在閃光器不閃光的情況下能夠得到適度曝光的照片，則將第二級(jí)釋放開關(guān)置于ON的準(zhǔn)備狀態(tài)。
如果按照晶體管Q1和Q2的ON/OFF操作進(jìn)行充電和向氖燈NE施加高于發(fā)光電壓的電壓，氙燈將會(huì)發(fā)光而且有電流流出氖燈NE。
當(dāng)將微控制器50產(chǎn)生的高電平充電結(jié)束檢查請(qǐng)求信號(hào)NEC加到閃光器40的晶體管Q4上的基極端時(shí)，電流流過晶體管Q4并將低電位信號(hào)輸至晶體管Q3的基極上，從而使從氖燈NE流出的電流，即充電狀態(tài)信號(hào)NES，通過晶體管Q3輸入到微控制器50。此時(shí)，由于流過晶體管Q3的電流隨電容器C4的電壓發(fā)生變化，所以可以利用充電狀態(tài)信號(hào)NES來檢查閃光器40的充電電壓(步驟180)。
微控制器50根據(jù)由閃光器40產(chǎn)生的充電狀態(tài)信號(hào)NES計(jì)算與閃光器的充電電壓V和離物體的距離L相應(yīng)的最小光圈FNomin，并確定是否結(jié)束對(duì)閃光器的充電(步驟190)。如果閃光器已完全充到可以閃光的程度，則可以根據(jù)下列公式確定閃光器40的閃光時(shí)間(步驟200)(在公式中光圈FNo代表最小光圈FNomin)t＝(FNo×L)÷β……(9)當(dāng)根據(jù)上述公式(9)確定了閃光器40的閃光時(shí)間t之后，微控制器50確定第二級(jí)釋放開關(guān)SW2是否轉(zhuǎn)到了ON(步驟250)。此時(shí)，由于當(dāng)離物體的距離很近則閃光器40的閃光時(shí)間將很短，所以可以節(jié)省閃光器40的能量。
如果在步驟190中由閃光器40產(chǎn)生的充電狀態(tài)信號(hào)NES的充電電壓沒有達(dá)到，微控制器50將確定目前的充電電壓V和最小充電電壓Vmin之間的關(guān)系(步驟210)。如果充電電壓V大于或等于最小充電電壓Vmin，則微控制器50把閃光器40的亮度GNo設(shè)置在充電電壓與電容C的乘積上(步驟220)，并通過下列公式確定在目前的充電狀態(tài)下能否拍攝照片(步驟230)GNo≥(FNo×L)÷β……(10)如果閃光器的亮度大于或等于公式(10)中的參考亮度，也就是說，如果在閃光器40目前的充電狀態(tài)下可以拍攝照片，微控制器將計(jì)算閃光器40的閃光時(shí)間(步驟200)，然后確定第二級(jí)釋放開關(guān)SW2是否已轉(zhuǎn)到ON。
如果微控制器50確定的結(jié)果是閃光器40的充電電壓V小于最小充電電壓Vmin，或是閃光器的亮度GNo小于從公式(10)中得出的值，也就是說，如果使用者在目前的充電電壓下進(jìn)行拍照就不能得到適度曝光的照片，則微控制器50將停止快門60動(dòng)作以防止拍出曝光不足的照片，并使過程處于準(zhǔn)備狀態(tài)以便閃光器40完全充電。
當(dāng)已確定在閃光器40目前的充電電壓V和閃光時(shí)間下可以拍攝照片之后，微控制器50確定第二級(jí)釋放開關(guān)是否已轉(zhuǎn)到ON(步驟250)。當(dāng)?shù)诙?jí)釋放開關(guān)SWo已轉(zhuǎn)到ON，微控制器50根據(jù)自動(dòng)距離測(cè)量電路10測(cè)得的距離通過驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路70進(jìn)行調(diào)焦，并根據(jù)亮度測(cè)量電路20測(cè)得的曝光量調(diào)節(jié)光圈(未示)，然后操作快門60，并進(jìn)行拍攝(步驟260)。此時(shí)，高電平閃光觸發(fā)信號(hào)TRIG輸入閃光器40，從而使閃光器40閃光并拍攝照片。
當(dāng)由微控制器50產(chǎn)生的高電平閃光觸發(fā)信號(hào)TRIG輸送到閃光器40的發(fā)射器45中晶體管Q5的基極端上時(shí)，電流流過晶體管Q5。電容器C4中的電荷通過變壓器T2的一部分線圈放電而在變壓器T2的另一部分線圈上感應(yīng)出高電壓并且該高電壓加到氙燈XE上。當(dāng)高電壓加到燈XE上時(shí)，氙燈XE中的氙氣放電并發(fā)出閃光。此時(shí)，閃光器40按照算好的閃光時(shí)間發(fā)出閃光，當(dāng)算好的閃光時(shí)間過去之后，微控制器50輸出低電平的閃光觸發(fā)信號(hào)TRIG。當(dāng)從微控制器50輸出的低電平閃光觸發(fā)信號(hào)TRIG輸送到閃光器40中晶體管Q5的基極端時(shí)，由于晶體管Q5截止電流通路被阻斷而使電壓從氙燈XE上消除并停止閃光。
所以，在晶體管Q5轉(zhuǎn)為導(dǎo)通時(shí)確定閃光器40的閃光時(shí)間，微控制器50根據(jù)算出的閃光時(shí)間T向閃光器40輸送高電平的閃光觸發(fā)信號(hào)TRIG，由此，根據(jù)測(cè)好的距離即可拍攝到適度曝光的照片。
至此，參照?qǐng)D2解釋了閃光器40的工作過程。現(xiàn)在，將詳細(xì)說明圖3中閃光器的工作過程。
將相機(jī)中使用的3-6伏的電源電壓VB輸入到DC轉(zhuǎn)換器41，電源VB轉(zhuǎn)換成大約300伏的輸出電壓并被輸出。閃光器45中的電容器C6、C7和C8利用DC轉(zhuǎn)換器41的輸出電壓進(jìn)行充電。
此時(shí)，來自DC轉(zhuǎn)換器41的輸出電壓由傳感器43的電阻R15和R16分壓并形成充電狀態(tài)信號(hào)NES以便使微控制器50連續(xù)檢測(cè)充到發(fā)射器45中的主電容器C8上的電壓。
微控制器50確定由傳感器43測(cè)到的電壓是否大于最小閃光電壓，如果該電壓大于最小閃光電壓，則微控制器50利用輸入的距離信息來計(jì)算亮度GNo，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生閃光觸發(fā)信號(hào)TRIG和控制閃光。
如下所述，因?yàn)榧仁故情W光器未完全充電，但如果在閃光器目前的充電電壓下能夠拍到所需的照片的話，則可以進(jìn)行拍攝，所以可以減少閃光器的充電時(shí)間，拍攝瞬間影象和節(jié)約閃光器的電池。
此外，本發(fā)明還有其它的優(yōu)點(diǎn)，即，由于可停止快門動(dòng)作，所以可防止拍出曝光不足的照片和當(dāng)在目前的充電電壓下不能拍攝時(shí)，可使閃光器進(jìn)一步充電。
很明顯，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明的相機(jī)和方法做出各種改進(jìn)和變型。這意味著，本發(fā)明覆蓋了由權(quán)利要求及其等同物所限定的本發(fā)明的改進(jìn)和變型。
權(quán)利要求
1.一種具有自動(dòng)閃光功能的相機(jī)，包括用于測(cè)量相對(duì)于被拍攝物體距離的第一裝置；用于測(cè)量該物體周圍背景亮度的第二裝置；用于操作相機(jī)的快門；用于在獲得能量時(shí)發(fā)出閃光的閃光器；用于在將電源與相機(jī)接通時(shí)使閃光器充電的裝置；用于檢測(cè)閃光器充電狀態(tài)的裝置；和微控制器，它包括第一裝置，該裝置響應(yīng)所說的第一和第二測(cè)量裝置，用于確定測(cè)到的離物體的距離是否處在已通電的閃光器足以達(dá)到的能拍攝適度曝光照片的范圍內(nèi)，第二裝置，該裝置響應(yīng)所說的第一確定裝置，用于在已確定離物體的距離處在已通電的閃光器所能達(dá)到的范圍內(nèi)時(shí)確定閃光器的充電狀態(tài)，第三裝置，該裝置響應(yīng)所說的第二確定裝置，用于在閃光器完全充電時(shí)，根據(jù)測(cè)出的距離和亮度確定閃光器的第一閃光持續(xù)時(shí)間，比較裝置，其響應(yīng)所說的第二確定裝置，用于在閃光器未完全充電時(shí)將閃光器目前的充電狀態(tài)與預(yù)定的最小充電電壓相比較，第四裝置，響應(yīng)所說的比較裝置，用于確定在測(cè)得的離物體的距離上和目前的充電狀態(tài)下是否能夠拍攝照片，計(jì)算裝置，響應(yīng)所說的第四確定裝置，用于在已確定可以對(duì)物體進(jìn)行拍攝時(shí)計(jì)算閃光器的第二閃光持續(xù)時(shí)間，和用于相應(yīng)于選定的所說第一和第二閃光持續(xù)時(shí)間向閃光器供能的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的相機(jī)，其中所說的微控制器包括當(dāng)閃光器目前的充電狀態(tài)小于預(yù)定的最小充電電壓時(shí)用于控制快門操作和向閃光器充電的裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的相機(jī)，其中所說的微控制器包括當(dāng)已經(jīng)確定在閃光器目前的充電狀態(tài)下不能拍攝照片時(shí)用于停止快門起動(dòng)并使閃光器充電的裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的相機(jī)，其中微控制器包括用于根據(jù)下列公式計(jì)算第一和第二閃光持續(xù)時(shí)間的裝置;該公式為t＝(FNo×L)÷β其中t＝閃光持續(xù)時(shí)間，F(xiàn)No＝光圈，L＝離物體的距離，和β＝ ，其中α為此例常數(shù)，C是閃光電容器的電容量。
5.如權(quán)利要求4所述的相機(jī)，其中所說微控制器的計(jì)算裝置包括當(dāng)焦距改變時(shí)根據(jù)改變后的焦距計(jì)算光圈的裝置和確定根據(jù)該光圈以及閃光器的充電狀態(tài)能否適度曝光的裝置。
6.一種具有自動(dòng)閃光功能的相機(jī)，包括多個(gè)開關(guān)，包含電源開關(guān)，第一級(jí)釋放開關(guān)，第二級(jí)釋放開關(guān)，和拍攝模式轉(zhuǎn)換開關(guān);用于在第一級(jí)釋放開關(guān)啟動(dòng)時(shí)測(cè)量相對(duì)于被拍攝物體的距離和產(chǎn)生與所測(cè)距離相應(yīng)的信號(hào)的第一裝置;用于在第一級(jí)釋放開關(guān)啟動(dòng)時(shí)測(cè)量物體周圍的背景亮度并產(chǎn)生與測(cè)得的亮度相應(yīng)的信號(hào)的第二裝置;在第二級(jí)釋放開關(guān)啟動(dòng)時(shí)開始操作的快門;當(dāng)由第二裝置測(cè)得的亮度低于第二預(yù)定光量時(shí)，以第一預(yù)定光量發(fā)射閃光的補(bǔ)充物體上現(xiàn)有光亮的閃光器;微控制器，該微控器包括當(dāng)電源與相機(jī)接通時(shí)使閃光器充電的裝置;當(dāng)?shù)谝患?jí)釋放開關(guān)啟動(dòng)時(shí)分別從第一和第二測(cè)量裝置接收測(cè)量的距離和亮度信號(hào)的裝置;根據(jù)測(cè)量信號(hào)確定離物體的距離是否處在閃光器的閃光能夠達(dá)到且能獲得適度曝光的照片的范圍內(nèi)的裝置;當(dāng)離物體的距離處在閃光器的閃光能達(dá)到的范圍內(nèi)時(shí)，確定閃光器充電狀態(tài)的裝置;當(dāng)閃光器完全充電時(shí)根據(jù)測(cè)出的距離和確定的曝光量確定閃光器第一閃光持續(xù)時(shí)間的裝置;當(dāng)閃光器未完全充電時(shí)用于將閃光器目前的充電狀態(tài)與預(yù)定的最小充電電壓相比較的裝置;一裝置，響應(yīng)比較裝置，用于確定在現(xiàn)在的離物體的距離上和目前的充電狀態(tài)下是否能夠拍攝物體照片;當(dāng)可以拍攝照片時(shí)用于計(jì)算閃光器第二閃光持續(xù)時(shí)間的裝置;當(dāng)?shù)诙?jí)釋放開關(guān)啟動(dòng)時(shí)用于驅(qū)動(dòng)快門的裝置;和用于相應(yīng)于算出的第一和第二閃光時(shí)間發(fā)射閃光的裝置。
7.一種用于控制設(shè)有閃光器和快門且具有自動(dòng)閃光功能的相機(jī)的方法，包括以下步驟當(dāng)電源與相機(jī)接通時(shí)使閃光器充電;測(cè)量從相機(jī)到被拍攝物體的距離;測(cè)量該物體周圍的背景亮度;根據(jù)測(cè)得的距離和亮度確定是否要使用閃光器來獲得適度曝光的照片;當(dāng)已確定需要使用閃光器時(shí)，檢查閃光器的充電狀態(tài);當(dāng)閃光器未完全充電時(shí)，將閃光器目前的充電狀態(tài)與預(yù)定的最小充電電壓相比較;當(dāng)在目前的充電狀態(tài)下可以拍攝照片時(shí)，設(shè)定閃光器的閃光持續(xù)時(shí)間;和當(dāng)啟動(dòng)相機(jī)時(shí)，相對(duì)于設(shè)定的持續(xù)時(shí)間向閃光器供能。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)目前的充電狀態(tài)小于預(yù)定的最小充電電壓時(shí)阻止快門啟動(dòng)和向閃光器充電的步驟。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)在目前的充電狀態(tài)下不能拍攝物體的照片時(shí)阻止相機(jī)的快門啟動(dòng)和向閃光器充電的步驟。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所說的持續(xù)時(shí)間設(shè)定步驟包括根據(jù)下列公式計(jì)算閃光持續(xù)時(shí)間的子步驟，該公式為t＝(FNo×L)÷β其中t＝閃光持續(xù)時(shí)間，F(xiàn)No＝光圈，L＝離物體的距離，β＝ 其中α是比例常數(shù)，C是閃光電容器的電容量。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所說的計(jì)算子步驟包括當(dāng)焦距改變時(shí)根據(jù)焦距計(jì)算光圈，而其中所說的確定步驟包括根據(jù)可調(diào)光圈和閃光器的充電狀態(tài)確定是否能得到曝光適度的照片。
12.一種用于控制具有自動(dòng)閃光功能的相機(jī)的方法，該相機(jī)包括閃光器、第一級(jí)釋放開關(guān)和第二級(jí)釋放開關(guān)，該方法包括以下步驟將電源與相機(jī)接通;當(dāng)電源與相機(jī)接通時(shí)向閃光器充電;測(cè)量離被拍攝物體的距離;測(cè)量該物體周圍的背景亮度;當(dāng)?shù)谝患?jí)釋放開關(guān)啟動(dòng)時(shí)根據(jù)距離測(cè)量和亮度測(cè)量步驟的結(jié)果計(jì)算曝光量;根據(jù)測(cè)出的距離和測(cè)出的亮度確定是否要用閃光器來獲得適度曝光的照片;當(dāng)需要使用閃光器時(shí)，檢查閃光器的充電狀態(tài);當(dāng)閃光器未完全充電時(shí)，將目前的充電電壓與預(yù)定的最小充電電壓相比較;根據(jù)比較步驟計(jì)算與所測(cè)距離和光圈相應(yīng)的閃光器亮度;如果在目前的充電狀態(tài)下可以拍攝照片，則設(shè)置閃光器的閃光持續(xù)時(shí)間;和當(dāng)?shù)诙?jí)釋放開關(guān)啟動(dòng)時(shí)借助于在設(shè)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)使閃光器閃光進(jìn)行拍攝。
全文摘要
一種具有根據(jù)充電量自動(dòng)閃光功能的相機(jī)及其控制方法，包括用以在現(xiàn)有充電電壓下得到適度曝光的照片而使閃光器閃光和進(jìn)行拍攝的微控制器。在微控制器確定了測(cè)得的被拍攝物體的距離和閃光器的充電電壓之間的關(guān)系之后，在對(duì)閃光器充電的同時(shí)啟動(dòng)拍攝釋放開關(guān)，就可得到瞬間自然影象。該相機(jī)包括電源開關(guān)、第一級(jí)和第二級(jí)釋放開關(guān)、自動(dòng)距離及亮度測(cè)量電路、閃光器、快門和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，這些部分均與微控制器相連。
文檔編號(hào)G03B7/093GK1101723SQ9410457
公開日1995年4月19日 申請(qǐng)日期1994年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月14日
發(fā)明者具本正 申請(qǐng)人:三星航空產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社