專(zhuān)利名稱：具有電子和機(jī)械快門(mén)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(shuō)，涉及一種具有電子快門(mén)功能和機(jī)械快門(mén)功能的圖像傳感裝置和圖像傳感方法。
對(duì)于電子攝象機(jī)，日本專(zhuān)利公開(kāi)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(mén)來(lái)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(mén)控制曝光。
對(duì)于上述電子攝象機(jī)，日本專(zhuān)利公開(kāi)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(mén)控制曝光時(shí)，調(diào)節(jié)機(jī)械快門(mén)的驅(qū)動(dòng)開(kāi)始時(shí)間或電子快門(mén)的電荷積累開(kāi)始時(shí)間，來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)械延遲所導(dǎo)致的個(gè)體變化誤差，直到機(jī)械快門(mén)響應(yīng)于電驅(qū)動(dòng)起始信號(hào)開(kāi)始實(shí)際操作為止，由于發(fā)出了電驅(qū)動(dòng)起始信號(hào)，電驅(qū)動(dòng)起始信號(hào)用來(lái)指示在機(jī)械快門(mén)中進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作。
不過(guò)，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(mén)控制曝光，在電子攝象機(jī)中通常采用的最高快門(mén)速度取決于機(jī)械快門(mén)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(mén)?？扉T(mén)本身為一種復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致快門(mén)體積大、成本高。在技術(shù)上，機(jī)械快門(mén)難于以高速度進(jìn)行驅(qū)動(dòng)(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(dòng)開(kāi)始信號(hào)，通過(guò)前遮光片的開(kāi)始驅(qū)動(dòng)對(duì)機(jī)械快門(mén)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。使用用于探測(cè)前遮光片驅(qū)動(dòng)結(jié)束的開(kāi)關(guān)對(duì)驅(qū)動(dòng)前遮光片的結(jié)束進(jìn)行探測(cè)。CCD等對(duì)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(dòng)起始信號(hào)，開(kāi)始對(duì)后遮光片進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。使用用于探測(cè)驅(qū)動(dòng)后遮光片結(jié)束的開(kāi)關(guān)對(duì)驅(qū)動(dòng)后遮光片的結(jié)束進(jìn)行探測(cè)。然后，對(duì)信號(hào)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(guò)，由于在每次操作結(jié)束時(shí)開(kāi)始下一次操作，故延長(zhǎng)了每幀拍攝序列所占用的時(shí)間。由于在每次切換的操作狀態(tài)受到監(jiān)控后開(kāi)始下一次操作，所以拍攝序列占用的時(shí)間延長(zhǎng)。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(guò)調(diào)節(jié)機(jī)械快門(mén)驅(qū)動(dòng)脈沖的作用時(shí)間或電子快門(mén)的電荷積累起始時(shí)間來(lái)校正各個(gè)電子攝象機(jī)的機(jī)械快門(mén)之間機(jī)械延遲所導(dǎo)致的曝光控制時(shí)間的變化。對(duì)每個(gè)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(shí)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(lái)測(cè)量和調(diào)節(jié)機(jī)械快門(mén)的機(jī)械延遲所導(dǎo)致的曝光時(shí)間的變化。如果調(diào)節(jié)電子快門(mén)的電荷積累起始時(shí)間，則各電子攝象機(jī)間的電子攝象機(jī)釋放時(shí)間的延遲不同。這對(duì)使用多個(gè)電子攝象機(jī)的用戶來(lái)說(shuō)是不方便的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)釋放電子攝象機(jī)的快門(mén)所拍攝的照片是不同的。
本發(fā)明的第二個(gè)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(shí)感覺(jué)到不兼容。
本發(fā)明的第三個(gè)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(cè)量和調(diào)節(jié)由機(jī)械快門(mén)的機(jī)械延遲所導(dǎo)致的曝光時(shí)間的變化就可以增加速度。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)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(shí)間的電子快門(mén)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(mén)，該方法具有一主要通過(guò)該電子快門(mén)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(mén)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(mén)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(guò)提供一種圖像傳感裝置來(lái)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(shí)間的電子快門(mén)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(mén)，并且具有一主要通過(guò)該電子快門(mén)控制圖像傳感時(shí)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(mén)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(mén)的釋放操作周期的一部分使其相互重疊。
另外，還通過(guò)提供一種利用圖像傳感裝置傳感圖像的圖像傳感方法來(lái)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(shí)間的電子快門(mén)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(mén)，該方法具有一主要通過(guò)該機(jī)械快門(mén)控制圖像傳感時(shí)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(guò)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(shí)間的電子快門(mén)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(mén)，并且具有一主要通過(guò)該機(jī)械快門(mén)控制圖像傳感時(shí)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(jiàn)的，其中在附圖中相同參數(shù)表示相同或類(lèi)似部分。


圖1為局部側(cè)視圖，表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)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(shí)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(shí)序圖，表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的作為圖像傳感裝置的電子攝象機(jī)的機(jī)械快門(mén)控制方式中的時(shí)序；圖4為時(shí)序圖，表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的作為圖像傳感裝置的電子攝象機(jī)的電子快門(mén)控制方式中的時(shí)序；圖5為時(shí)序圖，表示圖4的電子快門(mén)控制方式中機(jī)械快門(mén)的控制序列(Control sequence)；圖6為表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)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(mén)控制方式的快門(mén)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(shí)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(shí)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(shí)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(lái)驅(qū)動(dòng)成象透鏡3的透鏡驅(qū)動(dòng)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(dòng)該光圈遮光片5的光圈驅(qū)動(dòng)裝置6。
在圖1中對(duì)成象透鏡3進(jìn)行了簡(jiǎn)化，不過(guò)成象透鏡由一個(gè)或多個(gè)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(lái)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(guò)一副反射鏡12(稍后對(duì)其進(jìn)行描述)導(dǎo)向聚焦探測(cè)裝置13(稍后對(duì)其進(jìn)行描述)?；蛘?，通過(guò)反射鏡驅(qū)動(dòng)裝置(圖中沒(méi)有顯示出)將主反射鏡7自由移動(dòng)到一該主反射鏡7允許通過(guò)取景器觀察物象的位置，以及自由移動(dòng)到一個(gè)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(shí)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(cè)量裝置，用于通過(guò)光學(xué)元件9測(cè)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(cè)量裝置11輸出信號(hào)的基礎(chǔ)上，根據(jù)本實(shí)施例的電子攝象機(jī)1控制曝光。
副反射鏡12反射穿過(guò)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(méi)有顯示出)下面的聚焦探測(cè)裝置13(稍后對(duì)其進(jìn)行描述)。副反射鏡12與主反射鏡7或用于驅(qū)動(dòng)主反射鏡7的反射鏡驅(qū)動(dòng)裝置(圖中沒(méi)有顯示出)連接。副反射鏡12自由移動(dòng)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(dòng)到一個(gè)位置，在該位置處副反射鏡12將穿過(guò)主反射鏡7的物象引導(dǎo)到聚焦探測(cè)裝置13。
在聚焦探測(cè)裝置13的輸出信號(hào)的基礎(chǔ)上對(duì)攝影鏡頭2的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置4進(jìn)行控制。通過(guò)成象透鏡3調(diào)節(jié)聚焦。標(biāo)記14表示一機(jī)械快門(mén)，用于機(jī)械控制物象入射到成象平面的周期。機(jī)械快門(mén)14為一焦平面快門(mén)，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(hào)從物象的光路中抽出前遮光片，開(kāi)始曝光，還具有一個(gè)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(dòng)(驅(qū)動(dòng))之后的一預(yù)定時(shí)間對(duì)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?hào)。對(duì)于固態(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(lèi)型，如CCD型，MOS型，CID型，可以采用任何類(lèi)型的圖像傳感裝置。本實(shí)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(guò)縱向和橫向轉(zhuǎn)移路徑，在每個(gè)光敏元件中輸出信號(hào)電荷發(fā)生積累。固態(tài)傳感元件15具有所謂的電子快門(mén)功能，控制每個(gè)光敏元件中積累電荷的積累時(shí)間(快門(mén)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(duì)其進(jìn)行支撐的電子板。
圖2為方框圖，表示根據(jù)本實(shí)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(dòng)攝影鏡頭2的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置4，機(jī)械快門(mén)14，固態(tài)圖像傳感元件15，一模擬信號(hào)處理電路20，一A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器22，一主信號(hào)處理電路24，一存儲(chǔ)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(chǔ)卡34，一控制電路36和一個(gè)CPU(中央處理單元)38構(gòu)成。
光圈遮光片5和機(jī)械快門(mén)14限制已經(jīng)穿過(guò)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(gè)時(shí)候，通過(guò)控制電路36控制固態(tài)圖像傳感元件15的電荷積累時(shí)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(hào)電荷。信號(hào)電荷作為圖像傳感信號(hào)被連續(xù)讀出，輸入給模擬信號(hào)處理電路20。
模擬信號(hào)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(hào)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(gè)圖像傳感信號(hào)(模擬電信號(hào))。從模擬信號(hào)處理電路20輸出的圖像傳感信號(hào)被A/D轉(zhuǎn)換器22轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。該數(shù)字信號(hào)被輸出給主信號(hào)處理電路。
主信號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)的整數(shù)值相對(duì)信號(hào)電平的分布。在直方圖計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上確定增益值和偏移值。CPU38通過(guò)控制電路36來(lái)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(hào)被發(fā)送給數(shù)字信號(hào)處理電路48。該數(shù)字信號(hào)處理電路48包括一亮度(Y)信號(hào)產(chǎn)生電路和色差(C)信號(hào)產(chǎn)生電路。數(shù)字信號(hào)處理電路48對(duì)從偏移電路42輸入的信號(hào)執(zhí)行Y/C信號(hào)處理。已經(jīng)經(jīng)過(guò)數(shù)字信號(hào)處理電路48進(jìn)行Y/C信號(hào)處理的圖像信號(hào)被臨時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器26中。
對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器26中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，然后通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器28轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。將該模擬信號(hào)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(guò)按下快門(mén)按鈕(圖中沒(méi)有顯示出)所發(fā)出的照相開(kāi)始信號(hào)，外部顯示裝置30顯示所拍攝的靜象。
可以對(duì)D/A轉(zhuǎn)換器28轉(zhuǎn)換成的模擬信號(hào)進(jìn)行抽取，作為來(lái)自視頻輸出端等的外部圖像輸出50。
將響應(yīng)于拍攝開(kāi)始信號(hào)通過(guò)攝影得到的圖像數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器26提供給壓縮/解壓縮電路32，以預(yù)定格式對(duì)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(chǔ)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(duì)記錄在存儲(chǔ)卡34上的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行讀出。通過(guò)壓縮/解壓縮電路32對(duì)該讀出圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮。解壓縮數(shù)據(jù)通過(guò)存儲(chǔ)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(hào)輸出端(圖中沒(méi)有顯示出)等，使得輸出給另一個(gè)外部設(shè)備。
CPU38被連接到光度測(cè)量裝置11，聚焦探測(cè)裝置13，控制電路36，直方圖產(chǎn)生電路46，數(shù)字信號(hào)處理電路48，存儲(chǔ)器26，存儲(chǔ)卡34等。CPU38進(jìn)行多種計(jì)算操作，如根據(jù)預(yù)定算法計(jì)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(dòng)曝光控制，自動(dòng)聚焦控制，自動(dòng)閃光控制，自動(dòng)白平衡控制等。CPU38在從操作單元(圖中沒(méi)有顯示出)如釋放按鈕和模式設(shè)置裝置輸入的不同信號(hào)的基礎(chǔ)上控制電路。
光度測(cè)量裝置11的輸出信號(hào)發(fā)送給CPU38，CPU38計(jì)算表示曝光時(shí)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(guò)控制電路36執(zhí)行自動(dòng)曝光控制，自動(dòng)閃光控制，自動(dòng)白平衡控制等。
以兩種曝光控制方式實(shí)現(xiàn)根據(jù)本實(shí)施例的電子攝象機(jī)的曝光控制電子快門(mén)控制方式和機(jī)械快門(mén)控制方式。通過(guò)控制電路36和CPU38對(duì)電子和機(jī)械快門(mén)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(dòng)電路。在電子快門(mén)控制方式中，控制固態(tài)圖像傳感元件15的電荷積累時(shí)間。在機(jī)械快門(mén)控制方式中，控制機(jī)械快門(mén)14的打開(kāi)/關(guān)閉時(shí)間，在曝光過(guò)程中，控制光圈驅(qū)動(dòng)裝置6。
圖3到5為時(shí)序圖，用于解釋在電子和機(jī)械快門(mén)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(mén)控制方式中的拍攝序列，圖4表示電子快門(mén)控制方式中的拍攝序列，圖5表示在圖4的電子快門(mén)控制方式中機(jī)械快門(mén)14的控制序列。
將參照?qǐng)D3解釋機(jī)械快門(mén)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(mén)控制方式執(zhí)行曝光控制，在來(lái)自CPU38的曝光控制值的基礎(chǔ)上，通過(guò)向機(jī)械快門(mén)14輸出一前遮光片移動(dòng)開(kāi)始信號(hào)，控制電路36開(kāi)始驅(qū)動(dòng)前遮光片14a(即打開(kāi)被關(guān)閉的前遮光片14a)。同時(shí)，通過(guò)操作固態(tài)圖像傳感元件15，控制電路36開(kāi)始電荷積累操作。在根據(jù)來(lái)自CPU38的曝光控制值而設(shè)置的Tv值(目標(biāo)圖像傳感時(shí)間)的基礎(chǔ)上，通過(guò)向機(jī)械快門(mén)14輸出一后遮光片移動(dòng)開(kāi)始信號(hào)，控制電路36開(kāi)始驅(qū)動(dòng)后遮光片14b(即關(guān)閉被打開(kāi)的后遮光片14b)。在這種方式中，分別打開(kāi)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(mén)14的后遮光片14b的驅(qū)動(dòng)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(hào)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(hào)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(hào)電荷讀出操作，并結(jié)束一幀的拍攝序列。
將參照?qǐng)D4說(shuō)明電子快門(mén)控制方式中的拍攝序列。在圖4中，如果CPU38決定以電子快門(mén)控制方式執(zhí)行曝光控制，在來(lái)自CPU38的曝光控制量的基礎(chǔ)上，通過(guò)向機(jī)械快門(mén)14輸出一前遮光片移動(dòng)開(kāi)始信號(hào)，控制電路36開(kāi)始驅(qū)動(dòng)前遮光片14a(即打開(kāi)前遮光片14a)。當(dāng)前遮光片14a被完全打開(kāi)后，通過(guò)操作固態(tài)圖像傳感元件15，控制電路36開(kāi)始電荷積累操作，由來(lái)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(shí)間。
考慮到電荷積累結(jié)束時(shí)間，通過(guò)向機(jī)械快門(mén)14輸出一后遮光片移動(dòng)開(kāi)始信號(hào)，控制電路36開(kāi)始驅(qū)動(dòng)后遮光片14b(即關(guān)閉后遮光片14b)來(lái)遮蔽來(lái)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(shí)間結(jié)束時(shí)對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件中積累的信號(hào)電荷進(jìn)行轉(zhuǎn)移。在后遮光片14b的驅(qū)動(dòng)結(jié)束時(shí)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(hào)電荷讀出操作，并結(jié)束一幀的拍攝序列。
將參照?qǐng)D5描述電子快門(mén)控制方式中的機(jī)械快門(mén)14的控制序列。在圖5中，前遮光片時(shí)間延遲T1為在曝光操作開(kāi)始時(shí)，由來(lái)自控制電路36的前遮光片移動(dòng)開(kāi)始信號(hào)對(duì)機(jī)械快門(mén)14的前遮光片14a進(jìn)行驅(qū)動(dòng)之后，直到主體光圈部件(下文中稱之為光圈)實(shí)際打開(kāi)的時(shí)間。前遮光簾移動(dòng)時(shí)間V1為前遮光片14a移動(dòng)光圈所占用的時(shí)間。后遮光片時(shí)間延遲T2為在機(jī)械快門(mén)14的后遮光片14b在曝光操作結(jié)束時(shí)由來(lái)自驅(qū)動(dòng)電路36的后遮光片移動(dòng)開(kāi)始信號(hào)所驅(qū)動(dòng)直到光圈被實(shí)際光屏蔽的時(shí)間。后遮光簾移動(dòng)時(shí)間V2為后遮光片14b移動(dòng)光圈所占用的時(shí)間。前遮光片時(shí)間延遲T1，前遮光簾(Front blade curtain)移動(dòng)時(shí)間V1，后遮光片時(shí)間延遲T2和后遮光簾(Rear blade curtain)移動(dòng)時(shí)間V2在各個(gè)攝象機(jī)中隨著歸因于機(jī)械因素的某個(gè)范圍內(nèi)的時(shí)間寬度而變化。至于時(shí)間延遲和移動(dòng)時(shí)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(dòng)機(jī)械快門(mén)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(guò)前遮光片移動(dòng)開(kāi)始信號(hào)開(kāi)始前遮光片14a的移動(dòng)，使用例如，用于探測(cè)前遮光片14a的驅(qū)動(dòng)的結(jié)束的開(kāi)關(guān)探測(cè)前遮光片14a驅(qū)動(dòng)的結(jié)束，然后進(jìn)行正常的信號(hào)電荷讀出操作。得到可靠的曝光控制。
不過(guò)，在每次操作結(jié)束之后開(kāi)始下一次操作延長(zhǎng)了每幀拍攝序列所占用的時(shí)間。在監(jiān)控每個(gè)開(kāi)關(guān)的操作狀態(tài)之后開(kāi)始下一次操作也延長(zhǎng)了序列的時(shí)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(shí)施例的電子攝象機(jī)通過(guò)電子快門(mén)控制方式的時(shí)間管理所有操作開(kāi)始時(shí)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(shí)間，輸出一前遮光片移動(dòng)開(kāi)始信號(hào)。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(mén)14的前遮光片14a的驅(qū)動(dòng)重疊，重疊時(shí)間為T(mén)1min。在輸出前遮光片移動(dòng)開(kāi)始信號(hào)之后的T1max+V1max時(shí)間開(kāi)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(kāi)始之間的時(shí)間為V1max+(T1max-T1min)，由前遮光簾移動(dòng)時(shí)間V1的最長(zhǎng)時(shí)間和前遮光片時(shí)間延遲T1的變化量確定。
在正在拍攝幀的信號(hào)積累結(jié)束之前T2min時(shí)間，控制電路36輸出一后遮光片移動(dòng)開(kāi)始信號(hào)。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(mén)14的后遮光片14b的驅(qū)動(dòng)相重疊，重疊時(shí)間為T(mén)2min。在輸出后遮光片移動(dòng)開(kāi)始信號(hào)之后T2max+V2max，開(kāi)始拍攝幀的正常讀出操作。
拍攝幀的電荷積累時(shí)間的結(jié)束與正常讀出操作的開(kāi)始之間的時(shí)間為V2max+(T2max-T2min)，由后遮光簾移動(dòng)時(shí)間V2的最大值和后遮光片時(shí)間延遲T2的變化量確定。
在使用電子快門(mén)控制方式的曝光控制中，根據(jù)本實(shí)施例的電子攝象機(jī)，能夠執(zhí)行對(duì)于照相幀的機(jī)械快門(mén)14的前遮光片14a的驅(qū)動(dòng)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(shí)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(mén)14的后遮光片14b的驅(qū)動(dòng)之間的重疊控制，從而縮短拍攝時(shí)間的電荷積累的結(jié)束與正常讀出操作的開(kāi)始之間的時(shí)間。
不僅高性能機(jī)械快門(mén)裝置(具有高的簾速度)能夠適應(yīng)高快門(mén)速度，而且在前/后遮光片時(shí)間延遲方面表現(xiàn)出短變化的機(jī)械快門(mén)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(kāi)始之間的時(shí)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(kāi)始之間的時(shí)間。因此，能夠縮短一個(gè)拍攝序列所需要的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)高速連續(xù)拍攝。
在根據(jù)本實(shí)施例的電子攝象機(jī)中，在電子和機(jī)械快門(mén)控制方式之間機(jī)械快門(mén)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(duì)于一個(gè)序列所要求的時(shí)間不同。特別是，圖3的機(jī)械快門(mén)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(mén)控制方式相比，這就延長(zhǎng)了對(duì)于一個(gè)序列所需要的時(shí)間，其對(duì)高速連續(xù)拍攝是不利的。
為了避免這種情況，根據(jù)本實(shí)施例的電子攝象機(jī)的CPU38在曝光控制中考慮到各個(gè)控制序列的優(yōu)點(diǎn)，取決于快門(mén)速度對(duì)控制序列進(jìn)行切換。
在電子快門(mén)控制方式中，一個(gè)序列需要的時(shí)間較短，為了曝光僅對(duì)固態(tài)圖像傳感元件15的電荷積累時(shí)間進(jìn)行控制。從而，當(dāng)要求高快門(mén)速度控制時(shí)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(mén)速度的控制。在機(jī)械快門(mén)控制方式中執(zhí)行低快門(mén)速度控制，由于可能消除由于讀出的長(zhǎng)時(shí)間曝光，過(guò)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(méi)有拖影影響的高S/N(信噪比)信號(hào)。
圖6為表示根據(jù)本實(shí)施例的電子攝象機(jī)中電子和機(jī)械快門(mén)控制方式的快門(mén)速度控制區(qū)域的視圖。在圖6中，在高于1/30秒的速度時(shí)設(shè)置電子快門(mén)控制方式來(lái)執(zhí)行快門(mén)速度控制。在低于1/500秒的速度時(shí)設(shè)置機(jī)械快門(mén)控制方式來(lái)執(zhí)行快門(mén)速度控制。在1/500秒到1/30秒之間的快門(mén)速度，可以從電子和機(jī)械快門(mén)控制方式中選擇控制方式。
根據(jù)本實(shí)施例的電子攝象機(jī)根據(jù)CPU38所設(shè)定的快門(mén)速度，在電子和機(jī)械快門(mén)控制方式之間進(jìn)行切換。
將參照?qǐng)D7和8的流程圖描述具有上述配置的根據(jù)本實(shí)施例的電子攝象機(jī)的操作。
在圖7中，如果在步驟S701打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)(圖中沒(méi)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(guò)例如釋放按鈕(圖中沒(méi)有示出)的不完全按下，打開(kāi)開(kāi)關(guān)SW1(圖中沒(méi)有示出)，則在步驟S703中光度測(cè)量裝置11執(zhí)行光度測(cè)量，在步驟S704中聚焦探測(cè)裝置13執(zhí)行距離測(cè)量。在步驟S705中，在聚焦探測(cè)裝置13的距離測(cè)量結(jié)果的基礎(chǔ)上驅(qū)動(dòng)攝影鏡頭2。
在通過(guò)拍攝方式選擇開(kāi)關(guān)(圖中沒(méi)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(shí)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(gè)任意的值設(shè)定為Av值。在步驟S710中，根據(jù)步驟S703中測(cè)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(shí)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(gè)任意的值設(shè)置為T(mén)v值。在步驟S711中，根據(jù)步驟S703中測(cè)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(cè)出的光度值從一預(yù)置程序框圖(圖中沒(méi)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(dòng)方式。在步驟S703所測(cè)量的光度值的基礎(chǔ)上，用戶選擇任意值設(shè)置為T(mén)v和Av。流程前進(jìn)到步驟S714。
用這種方法，無(wú)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(shí)間)和Av值(目標(biāo)f-數(shù))。
在步驟S714中，檢查開(kāi)關(guān)SW2(圖中沒(méi)有示出)是否通過(guò)例如釋放按鈕(圖中沒(méi)有示出)的完全按下而被打開(kāi)。如果在步驟S714中結(jié)果為NO(否)，在步驟S740中檢查開(kāi)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(mén)控制方式，如上所述(參見(jiàn)圖6)。
在步驟S716中將曝光控制方式設(shè)置為電子快門(mén)控制方式之后，流程前進(jìn)到步驟S717。在來(lái)自CPU38的曝光控制值的基礎(chǔ)上，控制電路36向機(jī)械快門(mén)14輸出一前遮光片移動(dòng)開(kāi)始信號(hào)，從而開(kāi)始驅(qū)動(dòng)前遮光片14a(前簾釋放)。注意，當(dāng)進(jìn)行連續(xù)拍攝時(shí)，在前幀中電荷積累的讀出完成之前的V1min時(shí)間，開(kāi)始驅(qū)動(dòng)前遮光片14a(參見(jiàn)圖5)。流程轉(zhuǎn)移到步驟S718。
在前遮光片14a開(kāi)始驅(qū)動(dòng)之后經(jīng)過(guò)T1max+V1max(參見(jiàn)圖5)的時(shí)間，控制電路36操作固態(tài)圖像傳感元件15，在步驟S718中開(kāi)始電荷積累操作?？刂齐娐?6通過(guò)在來(lái)自CPU38的曝光控制值的基礎(chǔ)上所確定的Tv值來(lái)控制電荷積累時(shí)間。流程轉(zhuǎn)移到步驟S719。
在電荷積累結(jié)束時(shí)間之前T2min(參見(jiàn)圖5)時(shí)刻，在步驟S719中控制電路36向機(jī)械快門(mén)14輸出一后遮光片移動(dòng)開(kāi)始信號(hào)?？刂齐娐?6開(kāi)始移動(dòng)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(mén)控制方式，通過(guò)機(jī)械快門(mén)14控制曝光，如上所述(參見(jiàn)圖5)。
在步驟S720中，曝光控制方式被設(shè)置成機(jī)械快門(mén)控制方式。如上所述(參見(jiàn)圖3)，在來(lái)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(kāi)始電荷積累操作。在步驟S722中，控制電路36向機(jī)械快門(mén)14輸出一前遮光片移動(dòng)開(kāi)始信號(hào)，從而開(kāi)始驅(qū)動(dòng)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(duì)固態(tài)圖像傳感元件15的曝光。
在步驟S724中，通過(guò)在來(lái)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(mén)14輸出一后遮光片移動(dòng)開(kāi)始信號(hào)?？刂齐娐?6開(kāi)始驅(qū)動(dòng)后遮光片14b來(lái)屏蔽物象，并通過(guò)前遮光片14a和后遮光片14b(后簾屏蔽)結(jié)束對(duì)固態(tài)圖像傳感元件15的曝光操作。
在機(jī)械快門(mén)的后遮光片的移動(dòng)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(guò)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(hào)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(hào)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(mén)控制方式時(shí)，在后遮光片14b開(kāi)始驅(qū)動(dòng)之后T2max+V2max時(shí)間開(kāi)始這種轉(zhuǎn)移操作(參見(jiàn)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(hào)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(chǔ)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(shí)，在步驟S729中檢查是否通過(guò)釋放按鈕(圖中沒(méi)有示出)的不完全按下而打開(kāi)了開(kāi)關(guān)SW1(圖中沒(méi)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(cè)量裝置11測(cè)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(kāi)關(guān)SW2(圖中沒(méi)有示出)是否通過(guò)釋放按鈕(圖中沒(méi)有示出)的完全按下而打開(kāi)。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(kāi)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(mén)控制方式，即檢查前一方式是否為電子快門(mén)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(mén)控制方式，在步驟S739中通過(guò)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(mén)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(mén)控制方式，而是機(jī)械快門(mén)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(mén)控制方式，在步驟S739中通過(guò)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(mén)控制方式，在步驟S739中通過(guò)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(shí)施例的電子攝象機(jī)中，將電子和機(jī)械快門(mén)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(mén)速度的邊界處，在連續(xù)拍攝過(guò)程中每當(dāng)對(duì)被拍攝對(duì)象的曝光改變時(shí)，曝光控制序列的頻繁切換。
如上所述，本實(shí)施例極大地增加了曝光速度(快門(mén)速度)而沒(méi)有使用高性能機(jī)械快門(mén)，且將機(jī)械快門(mén)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(mén)控制序列之間切換過(guò)程中設(shè)置一重疊區(qū)域。這可以防止在拍攝每張照片時(shí)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(mén)控制序列之間進(jìn)行切換時(shí)設(shè)定一滯后區(qū)域。這可以防止在給定快門(mén)速度拍攝每張圖片時(shí)進(jìn)行連續(xù)切換，可以實(shí)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(jué)不兼容。
當(dāng)使用機(jī)械和電子快門(mén)兩者控制曝光時(shí)，對(duì)于機(jī)械快門(mén)的機(jī)械延遲所導(dǎo)致的曝光控制中的個(gè)體變化的單獨(dú)變化，考慮個(gè)體變化提前對(duì)機(jī)械快門(mén)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。不需要測(cè)量/調(diào)節(jié)機(jī)械快門(mén)的機(jī)械延遲所導(dǎo)致的曝光時(shí)間的變化，順利地簡(jiǎn)化了安裝，降低了成本。
由于機(jī)械快門(mén)的驅(qū)動(dòng)開(kāi)始時(shí)間與圖像傳感元件的驅(qū)動(dòng)時(shí)間重疊(在圖像傳感元件的驅(qū)動(dòng)過(guò)程中開(kāi)始機(jī)械快門(mén)的前/后遮光片的移動(dòng))，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(shí)施例本發(fā)明可以用在由多個(gè)設(shè)備(例如主計(jì)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(guò)提供一存儲(chǔ)介質(zhì)，將用來(lái)執(zhí)行上述過(guò)程的程序代碼存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或設(shè)備中(如個(gè)人計(jì)算機(jī))，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或設(shè)備的CPU或MPU從存儲(chǔ)介質(zhì)讀出程序代碼，然后執(zhí)行該程序，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
在這種情況下，從存儲(chǔ)介質(zhì)讀出的程序代碼實(shí)現(xiàn)了根據(jù)本實(shí)施例的功能，而且保存該程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)構(gòu)成了本發(fā)明。
另外，可以使用諸如軟盤(pán)、硬盤(pán)、光盤(pán)、磁光盤(pán)、CD-ROM、CD-R、磁帶、非易失型存儲(chǔ)卡和ROM等存儲(chǔ)介質(zhì)來(lái)提供程序代碼。
另外，除了通過(guò)執(zhí)行由計(jì)算機(jī)讀出的程序代碼而實(shí)現(xiàn)根據(jù)上面實(shí)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(jì)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(gè)操作，并實(shí)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(chǔ)介質(zhì)讀出的程序代碼被寫(xiě)入一功能擴(kuò)展卡后，該功能擴(kuò)展卡被插入到計(jì)算機(jī)中或與計(jì)算機(jī)相連的、提供功能擴(kuò)展單元的存儲(chǔ)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(lái)執(zhí)行部分或全部操作，實(shí)現(xiàn)上面實(shí)施例的功能。
在本發(fā)明用在上述存儲(chǔ)介質(zhì)的情形中，該存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)相應(yīng)于本實(shí)施例所描述的圖3到5所示時(shí)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(shí)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(guò)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(shí)間的電子快門(mén)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(mén)，該方法具有一主要通過(guò)該電子快門(mén)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(mén)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(mén)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(mén)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(kāi)始釋放操作之后到一預(yù)定區(qū)域的釋放開(kāi)始之間的最短時(shí)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(kāi)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(kāi)始釋放操作之后到該預(yù)定區(qū)域的釋放開(kāi)始之間的最長(zhǎng)時(shí)間，而且V1max為從前遮光片開(kāi)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(zhǎng)時(shí)間，則在第一控制方式的所述控制步驟中，在前遮光片開(kāi)始釋放操作之后V1max+T1max，開(kāi)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(mén)釋放之后的機(jī)械快門(mén)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(mén)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(kāi)始屏蔽操作之后到一預(yù)定區(qū)域的屏蔽開(kāi)始之間的最短時(shí)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(shí)間之前T2min，開(kāi)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(kāi)始屏蔽操作之后到該預(yù)定區(qū)域的屏蔽開(kāi)始之間的最長(zhǎng)時(shí)間，而且V2max為從后遮光片開(kāi)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(zhǎng)時(shí)間，則在第一控制方式的所述控制步驟中，在后遮光片開(kāi)始屏蔽操作之后V2max+T2max，開(kāi)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(guò)機(jī)械快門(mén)控制拍攝時(shí)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(shí)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(shí)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(lái)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(shí)間短于第一拍攝時(shí)間時(shí)，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(shí)間長(zhǎng)于第一拍攝時(shí)間時(shí)，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(shí)間短于比第一拍攝時(shí)間短的第二拍攝時(shí)間時(shí)，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(shí)間長(zhǎng)于第二拍攝時(shí)間時(shí)，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(guò)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(shí)間的電子快門(mén)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(mén)，該方法具有一主要通過(guò)該機(jī)械快門(mén)控制圖像傳感時(shí)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(shí)間的電子快門(mén)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(mén)，并且具有一主要通過(guò)該電子快門(mén)控制圖像傳感時(shí)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(mén)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(mén)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(mén)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(kāi)始釋放操作之后到一預(yù)定區(qū)域的釋放開(kāi)始之間的最短時(shí)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(kāi)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(kāi)始釋放操作之后到該預(yù)定區(qū)域的釋放開(kāi)始之間的最長(zhǎng)時(shí)間，而且V1max為從前遮光片開(kāi)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(zhǎng)時(shí)間，則在第一控制方式中所述控制器在前遮光片開(kāi)始釋放操作之后V1max+T1max，開(kāi)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(mén)釋放之后的機(jī)械快門(mén)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(mén)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(kāi)始屏蔽操作之后到一預(yù)定區(qū)域的屏蔽開(kāi)始的最短時(shí)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(shí)間之前T2min，開(kāi)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(kāi)始屏蔽操作之后到該預(yù)定區(qū)域的屏蔽開(kāi)始的最長(zhǎng)時(shí)間，而且V2max為后遮光片開(kāi)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(zhǎng)時(shí)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(kāi)始屏蔽操作之后V2max+T2max，開(kāi)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(guò)機(jī)械快門(mén)控制拍攝時(shí)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(kāi)關(guān)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述開(kāi)關(guān)根據(jù)拍攝時(shí)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(kāi)關(guān)根據(jù)拍攝時(shí)間和前一拍攝時(shí)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(kāi)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(shí)間短于第一拍攝時(shí)間時(shí)，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(shí)間長(zhǎng)于第一拍攝時(shí)間時(shí)，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(shí)間短于比第一拍攝時(shí)間短的第二拍攝時(shí)間時(shí)，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(shí)間長(zhǎng)于第二拍攝時(shí)間時(shí)，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(shí)間的電子快門(mén)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(mén)，并且具有一主要通過(guò)該機(jī)械快門(mén)控制圖像傳感時(shí)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(mén)；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(kāi)始/停止以及所述機(jī)械快門(mén)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(kāi)始所述機(jī)械快門(mén)的屏蔽操作。
34.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括一計(jì)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(jì)算機(jī)可讀程序代碼裝置，用于通過(guò)一圖像傳感裝置來(lái)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(shí)間的電子快門(mén)和一用來(lái)釋放/屏蔽到圖像傳感元件的光路的機(jī)械快門(mén)；具有一主要通過(guò)電子快門(mén)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(mén)的控制操作以使它們相互重疊的計(jì)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(mén)的釋放操作周期的一部分相互重疊。
35.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括一計(jì)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(jì)算機(jī)可讀程序代碼裝置，用于通過(guò)一圖像傳感裝置來(lái)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(shí)間的電子快門(mén)和一用于釋放/屏蔽到圖像傳感元件的光路的機(jī)械快門(mén)；具有一主要通過(guò)機(jī)械快門(mén)控制圖像傳感時(shí)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(jì)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(shí)間的電子快門(mén)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(mén),該圖像傳感裝置包括一主要通過(guò)該電子快門(mén)控制圖像傳感時(shí)間的電子快門(mén)方式和一主要通過(guò)該機(jī)械快門(mén)控制圖像傳感時(shí)間的機(jī)械快門(mén)方式。在電子快門(mén)方式中,控制電子和機(jī)械快門(mén)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(mén)的釋放操作周期的一部分使其相互重疊。
文檔編號(hào)H04N5/353GK1357787SQ0114297
公開(kāi)日2002年7月10日 申請(qǐng)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(qǐng)人:佳能株式會(huì)社