专利名称：图像拾取设备和控制方法,以及控制程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及诸如银盐膜照相机、电子摄像机、数码相机或摄像机以及其控制方法，以及用于实现该控制方法的控制程序。
背景技术：
通常，在配备有可伸缩透镜的可伸缩透镜照相机中，透镜的变焦和聚焦通常在通过透镜伸展机制将透镜伸展时来执行。对于这种类型的照相机的透镜伸展机制，广泛地使用了这样的配置其中，旋转具有凸轮的环形驱动环，给夹持透镜的构件配备有平移移动机制，该机制将透镜沿着光轴移动透镜，同时抑制该透镜旋转。然而，随着诸如CCD之类的图像拾取装置的小型化和像素数量的增加，现在需要用于移动环形驱动环的此配置，以便在沿着光轴的聚焦透镜和变焦透镜的定位方面具有较高的精度。
另一方面，当透镜从其缩回的状态伸出时，透镜镜筒可能在外表面被用户接触，因此，需要具有坚固结构的透镜镜筒，以便它不能被损坏或断裂，或者甚至在被触及的情况下位置也不会发生变化。然而，透镜镜筒的结构越坚固，用于伸展透镜的致动器所承受的负载就越大。鉴于此，致动器通过直流电机或步进电机来实现，并且使用许多齿轮以数百的减速比减速，以便以增大的转矩驱动透镜。
然而，当向照相机的构成部件施加力时，会发生齿轮和驱动环的后冲或窜动，凸轮销在凸轮凹槽中窜动，导致这些构件或部件轻微变形。因此，当驱动透镜时，在当透镜被驱动以在一个方向移动时和当它被驱动以在相反的方向移动时之间透镜的位置会产生差异(位置差)。具体来说，这样的位置差包括透镜位置沿着光轴的相对简单滞后，以及透镜在垂直于光轴的方向和旋转方向的偏移或倾斜。
由于在不考虑这样的滞后的情况下不能将透镜准确地控制到适当的位置，因此，安装能够检测透镜的绝对位置的传感器，或者为停止透镜，进行控制，以便在透镜被停止之前透镜始终在预先确定的方向移动。当将透镜在与该方向相反的方向移动时，执行滞后消除操作，以便将透镜移动得稍微超出预期的停止位置之外，然后，反向和返回相同的距离，以回到停止位置。此外，当透镜遭到诸如偏移或倾斜之类的位置差时，由透镜所形成的图像发生变化，以致于当透镜的驱动方向反向时，会发生图像抖动。
作为使用图像拾取设备中的图像拾取信号执行聚焦调整的一种技术，已提出了一种技术其中，当执行自动聚焦时，存储从图像拾取设备中捕获信号之前的图像，以用于进行聚焦调整，当执行聚焦调整时，存储的图像显示在图像显示装置的显示屏幕上(例如，参见日本专利公开No.3302132)。在图像显示装置上显示从图像拾取设备输出的图像的方法被称为“直通显示(through display)”。在活动物体的情况下，显示的图像会随着物体的移动而变化，这种情况便是直通显示的一个示例。另一方面，临时阻止直通显示然后在屏幕上显示存储的图像的方法被称为“冻结显示(freeze display)”。例如，根据冻结显示，存储的图像以甚至在对象正在移动的情况下也不响应物体的移动的方式显示。
此外，作为根据所谓的“爬山”方法的自动聚焦(AF)，提出了一种技术，其中，当作为有关从图像拾取设备输出的图像拾取信号的频率的高频分量的数据的聚焦评估值减小时，直通显示被切换到冻结显示，而当聚焦评估值增大时，执行直通显示(例如，参见日本专利公开No.2003-32521)。此技术只使得为其赋予了高聚焦评估值的焦点对准图像显示出来，同时抑制未对准焦点的图像显示出来。
然而，现有技术的上文所描述的示例存在下列问题在于进行聚焦调整的过程中一直执行冻结显示的情况下，例如，在拍摄活动物体时，在查看显示屏幕时难以跟摄该活动物体。此外，在当减小了聚焦评估值时执行冻结显示的情况下，如果物体倾斜地从照相机离开或朝着照相机的方向移动，在显示屏幕上跟摄物体也是困难的，如此，当拍摄活动物体时，需要尽最大的可能地避免执行冻结显示。
特别是在爬山方法的情况下，为检测图像对准焦点的方向，必须猛烈地或快速地正向和反向地移动聚焦透镜，如摇摆。然而，在只有在增大了聚焦评估值的情况下才执行直通显示的情况下，如果发生了诸如偏移或倾斜之类的透镜的位置差，则可能会出现这种情况会执行直通显示，而不管透镜移动的方向如何，以便当聚焦评估值刚好在其最大值之下或之上时，显示的图像会发生抖动，给用户造成不快的感觉。
鉴于上文所描述的现有技术所存在的问题，本发明的一个目的是提供一种图像拾取设备和控制方法，它们允许用户在查看显示屏幕时能够跟摄物体，并可以防止图像抖动反映在显示屏幕上，还提供用于实现该控制方法的控制程序。
发明内容
为实现上述目的，在本发明的第一个方面，提供一种图像拾取设备，包括图像拾取单元，该图像拾取单元响应通过透镜单元从物体接收到的光输出信号；透镜移动单元，该单元能够在沿着光轴的方向移动透镜单元；调整单元，该单元根据透镜单元的移动，基于从图像拾取单元输出的信号来执行聚焦调整；显示单元，该单元基于从图像拾取单元输出的信号来显示图像；以及控制单元，该单元进行控制，以便当透镜单元在第一方向移动时显示单元显示图像，当移动透镜单元时，对显示单元进行的显示施加限制，直到在透镜单元从第一方向反向到第二方向之后它被停止。
在本发明的第一方面，优选情况下，对显示单元进行的显示施加的限制包括连续地显示当透镜单元被反向时显示的图像。
在本发明的第一方面，优选情况下，对显示单元进行的显示施加的限制包括连续地显示当透镜单元正在第一方向移动时显示的图像。
在本发明的第一方面，优选情况下，对显示单元进行的显示施加的限制包括禁止显示单元显示图像。
在本发明的第二方面，提供一种图像拾取设备，包括图像拾取单元，该图像拾取单元响应通过透镜单元从物体接收到的光输出信号；透镜移动单元，该单元能够在沿着光轴的方向移动透镜单元；调整单元，该单元根据透镜单元的移动，基于从图像拾取单元输出的信号来执行聚焦调整；显示单元，该单元基于从图像拾取单元输出的信号来显示图像；以及控制单元，该单元控制透镜移动单元，以便当透镜单元在第一方向移动时以第一速度移动透镜单元，并用于控制透镜移动单元，以便在透镜单元从第一方向反向到第二方向之后当透镜单元移动到停止位置时，以高于第一速度的第二速度移动透镜单元。
在本发明的第三方面，提供了一种控制方法，用于控制图像拾取设备，该图像拾取设备包括图像拾取单元，该图像拾取单元响应通过透镜单元从物体接收到的光输出信号；透镜移动单元，该单元能够沿着光轴的方向移动透镜单元；调整单元，该单元根据透镜单元的移动，基于从图像拾取单元输出的信号来执行聚焦调整；以及显示单元，该单元基于从图像拾取单元输出的信号来显示图像，该控制方法提供控制，以便当透镜单元在第一方向移动时显示单元显示图像，当移动透镜单元时，对显示单元进行的显示施加限制，直到在透镜单元从第一方向反向到第二方向之后它被停止。
在本发明的第四方面，提供了一种控制方法，用于控制图像拾取设备，该图像拾取设备包括图像拾取单元，该图像拾取单元响应通过透镜单元从物体接收到的光输出信号；透镜移动单元，该单元能够沿着光轴的方向移动透镜单元；调整单元，该单元根据透镜单元的移动，基于从图像拾取单元输出的信号来执行聚焦调整；以及显示单元，该单元基于从图像拾取单元输出的信号来显示图像，该控制方法的特征在于控制透镜移动单元，以便当透镜单元在第一方向移动时以第一速度移动透镜单元，并控制透镜移动单元，以便在透镜单元从第一方向反向到第二方向之后当透镜单元移动到停止位置时，以高于第一速度的第二速度移动透镜单元。
在本发明的第五方面，提供了一种程序，用于实现一种控制方法，该方法用于控制一种图像拾取设备，该图像拾取设备包括图像拾取单元，该图像拾取单元响应通过透镜单元从物体接收到的光输出信号；透镜移动单元，该单元能够沿着光轴的方向移动透镜单元；调整单元，该单元根据透镜单元的移动，基于从图像拾取单元输出的信号来执行聚焦调整；以及显示单元，该单元基于从图像拾取单元输出的信号来显示图像，该控制方法提供控制，以便当透镜单元在第一方向移动时显示单元显示图像，当移动透镜单元时，对显示单元进行的显示施加限制，直到在透镜单元从第一方向反向到第二方向之后它被停止。
在本发明的第六方面，提供了一种程序，用于实现一种控制方法，用于控制一种图像拾取设备，该图像拾取设备包括图像拾取单元，该图像拾取单元响应通过透镜单元从物体接收到的光输出信号；透镜移动单元，该单元能够沿着光轴的方向移动透镜单元；调整单元，该单元根据透镜单元的移动，基于从图像拾取单元输出的信号来执行聚焦调整；以及显示单元，该单元基于从图像拾取单元输出的信号来显示图像，该控制方法的特征在于控制透镜移动单元，以便当透镜单元在第一方向移动时以第一速度移动透镜单元，并控制透镜移动单元，以便在透镜单元从第一方向反向到第二方向之后当透镜单元移动到停止位置时，以高于第一速度的第二速度移动透镜单元。
图1是显示了作为根据本发明的一个实施例的图像拾取设备的数码相机的结构的方框图；图2是显示了数码相机的透镜镜筒的一部分的分解透视图；图3是显示了数码相机的透镜镜筒的一部分的分解透视图；图4是显示了数码相机的透镜镜筒的正面图；图5是沿着图4中的线A-A′截取的剖面图；
图6是用于说明透镜镜筒的挡板单元(挡板打开)的操作的视图；图7是用于说明透镜镜筒的挡板单元(挡板关闭)的操作的视图；图8是显示了相对于透镜镜筒的驱动环的旋转角度绘制的挡板的状态、透镜的复位时间、以及伸展的量之间的关系的图；图9A到9C是显示了透镜镜筒的驱动环和支撑构件(PI)之间的关系的视图；图10是显示了当判断电池的容量足够时紧随在电源被打开之后透镜镜筒的驱动的序列图；图11是显示了当判断电池的容量低时紧随在电源被打开之后透镜镜筒的驱动的序列图；图12是显示了紧随在电源被关闭之后透镜镜筒的驱动的序列图；图13是显示了在AF扫描过程中透镜镜筒驱动顺序的示意图；图14是显示了在AF扫描过程中透镜镜筒驱动操作的流程图；以及图15A和15B是用于说明由于平移移动栓的后冲导致的透镜的移动的视图。
具体实施例方式
现在将参考显示本发明的优选实施例的图形来描述本发明。
图1是显示了作为根据本发明的一个实施例的图像拾取设备的数码相机的电气配置的方框图。
数码相机1包括控制整个照相机的操作的CPU 11，信号处理电路12与该CPU连接在一起。连接到信号处理电路12的有诸如CCD之类的图像拾取设备13、输入音频的麦克风110，以及诸如LCD(透射式液晶显示器)之类的图像显示设备14。连接到信号处理电路12还有用于向外部设备输出图像信号和音频信号的信号输出终端15，输出音频信号的扬声器16，以及存储器18。
图像拾取设备13将透镜部分17聚焦的图像经光电转换而转换为电信号，并将其作为视频信号输出。信号处理电路12对视频信号进行各种处理，包括放大、A/D转换、γ处理、压缩和D/A转换。麦克风110将音频转换为电信号，并将其输出到信号处理电路12。然后，将信号处理电路12处理的信号输入到LCD 14和扬声器16以便分别作为视频和音频，由LCD 14显示，并由扬声器16输出，同时通过信号输出终端15输出到监视器或数码相机之外的其他外部设备。
连接到CPU 11的有操作部分118、通信终端111、电源控制器112和电子闪光设备117，以及透镜部分17的各种电路(即，AF复位电路113、AF电机114、光圈驱动电路115和快门驱动电路116)。
操作部分118包括用于控制数码相机的操作的各种控制开关，如各种操作按钮和释放按钮。电源控制器112包括向作为整体的数码相机提供电能的电池，产生向各种部件提供的电压的DC/DC转换器，控制提供到各种部件的电压/电流的控制电路，以及测量电压以检查电池的电池检查电路。
当拍摄活动图像时，由信号处理电路12处理从图像拾取设备13输出的视频信号，使用经过处理的信号来执行自动曝光(AE)以确定曝光量，并激活光圈驱动电路115以确定光圈值。
当拍摄静止图像时，通过按下操作部分118中提供的释放按钮(未显示)，首先，AF复位电路113和AF电机114激活，以便通过镜头部分17对图像进行聚焦。然后，使用来自图像拾取设备13的输出执行自动曝光，以确定提供最佳曝光的光圈值和快门速度，驱动光圈驱动电路115以控制实现最佳曝光的光圈。
接下来，图像拾取设备13被复位，通过光电转换开始电荷积累。驱动快门驱动电路116，以关闭快门，以便实现通过自动曝光确定的快门速度。如果曝光不足，则从电荷积累的开始在快门打开的时间段内激活电子闪光设备117。然后，由信号处理电路12处理拍摄的视频信号，将经过处理的静止图像数据缓存在存储器18中，并通过记录部分19记录在可替换的存储介质上。
同时，当根据冻结显示来显示LCD 14上的屏幕时，同样，由视频信号处理电路12来处理视频信号，并将静止图像数据缓存在存储器18中。缓存的静止图像数据继续被再现。当根据直通显示来显示LCD 14屏幕时，由信号处理电路12处理的数据继续按顺序照原样被再现。通过这样做，可以在LCD 14屏幕上显示实时直通显示图像。
图2和3是显示了数码相机的透镜镜筒的一部分的分解透视图。
在图2和3，参考编号200表示透镜镜筒，参考编号201表示CCD支持单元。CCD支持单元201是保持诸如电荷耦合器件(CCD)和低通滤波器之类的图像拾取和光学部件的框架，并与平移移动栓201a和挡板凸轮部件201b一起构成了单个单元。参考编号202表示由不导电材料构成的固定透镜镜筒，参考编号204表示由导电材料构成的驱动环。固定透镜镜筒202用于使驱动环204在其旋转方向移动，而禁止其在其他方向移动。参考编号205表示由金属片弹簧构成的偏置弹簧。
驱动环204夹在CCD支持单元201和固定透镜镜筒202之间，并由偏置弹簧205从固定透镜镜筒202朝着CCD支持单元201的方向加力地偏置，以便沿着光轴固定驱动环204的位置。驱动环204和偏置弹簧205彼此直接接触，并在相同的电势下彼此电连接。
参考编号206表示挡板单元，该单元包括两个挡板叶片，当透镜缩回到照相机时，它们打开和关闭以保护透镜。
参考编号207表示透镜部分单元(对应于图1中的透镜部分17)。透镜部分单元207支持透镜部分，并包含光圈和快门，由通过透镜镜筒舌片203传输的电信号来驱动光圈和快门。在透镜镜筒200中，平移移动栓201a啮合透镜部分单元207中的凹槽，以便透镜部分单元207可以沿着光轴前向和后向地移动。
图4是显示了数码相机1的透镜镜筒200的正面图，而图5是沿着图4中的线A-A′截取的剖面图。
透镜部分单元207被分成透镜(1)组框架207a和透镜(2)组框架207b，这两个部分通过螺钉直接紧固在一起。这两个部分都由导电含碳的模制构件制成，它们可以电连接在一起，并保持相同的电势。
在透镜(1)组框架207a和透镜(2)组框架207b之间，两个快门叶片222a和222b，固定的打开光圈223，以及小的光圈叶片224以夹层在它们之间的方式安装。小的光圈叶片224移动时，其一侧表面与透镜组框架207a滑动接触，另一侧表面与固定的打开光圈223滑动接触。此外，两个快门叶片222a和222b在被驱动时彼此之间相对滑动，快门叶片222a的一侧表面与固定的打开光圈223滑动接触，快门叶片222b的一侧表面与透镜(2)组框架207b滑动接触。
作为被用作快门和光圈的一部分的叶片的材料，一般使用导电片材来防止由于摩擦而引起的静电，在本实施例中，也使用这样的导电材料。因此，由于当被驱动时光圈和快门的摩擦而发生的静电选出到透镜部分单元207的整个内部，因为如上所述，在光圈和快门中使用的叶片与透镜(1)组框架207a和透镜(2)组框架207b接触。
在图4中，参考编号225表示作为在透镜镜筒200的正面上提供的金属构件的挡板帽。在静电从外面到达透镜镜筒200的情况下，首先，静电进入挡板帽225，通过挡板帽225与透镜(2)组框架207b的接触的部分，并选出到整个透镜部分单元207。
此外，在图3中，参考编号208表示减速齿轮组，而在图2中，参考编号214表示由步进电机(对应于图1中的AF电机114)组成的AF电机。AF电机214的转速被减速齿轮组208减速，以增大AF电机214的驱动力(转矩)，并且这一增大的驱动力被传递到在驱动环204的外部提供的齿轮，从而导致驱动环204旋转。在驱动204中提供了凸轮凹槽和螺旋状凹陷，它们与凸轮销和在透镜部分单元207上形成的螺旋状突起啮合。驱动环204由导电材料构成，并通过其凸轮销与透镜部分单元207电连接，并与后者保持相同的电势。驱动环204的旋转导致凸轮凹槽的旋转，以使凸轮与平移移动栓201a合作，以使得透镜部分单元207沿着光轴移动而不旋转。
为获取由于驱动环204的旋转而引起的透镜部分单元207在透镜镜筒200中的平稳的移动，随着透镜部分单元207的移动而移动的各构件会发生少量的后冲或在它们之间窜动。因此，特别是，其中啮合了栓201a的透镜部分单元207中的平移移动栓201a和凹槽之间的后冲或窜动以及驱动环204和固定透镜镜筒202之间的后冲或窜动会导致透镜部分单元207提供轻微的旋转移动或偏移(在垂直于光轴的方向的移动)，从而会导致透镜的倾斜和/或光轴中的位置变化，这会影响图像。此外，当驱动环204的旋转方向反向时，相关的构件在驱动环204的旋转方向移动一个对应于后冲或它们之间的窜动的量，以便这些构件的位置会发生变化，即，在它们偏移了这样的后冲或窜动的方向，导致透镜倾斜或偏移，并因此会发生图像抖动。
应该注意，在螺旋状凹陷和突起之间提供了小间隙，以便该凹陷和突起不会彼此啮合。此间隙如此配置，以便只有在驱动环204被外力或施加到其中的冲力变形的情况下螺旋状凹陷和突起才有效地操作。通过进行这种设置，当遇到冲击时，可以防止对凸轮销和凸轮凹槽的损害，如变形、破损或断裂。
利用上述配置，在透镜部分单元207中的光圈和快门中产生的静电和从外面到达透镜镜筒200的前端的静电可以以相同电势传输到偏置弹簧205。偏置弹簧205与电枢205a形成为一体，如图4和5所示的接地基板221位于它接触电枢205a的位置。通过如此使接地基板221和电枢205a导通，静电可以从电枢205a逸出到接地基板221上。因此，在组装透镜镜筒200时，不需要诸如缠绕导线之类的麻烦的操作，便利了装配。接地基板221与电枢205a的导通部分与数码相机1的地线电连接。
在透镜镜筒200中，只有两个部分，即，透镜组框架207a和207b由导电含碳的模制构件构成，并通过单个片弹簧(偏置弹簧206)接地。因此，CCD支持单元201和固定透镜镜筒202不需要由碳料构成，从而降低了成本。
图6和7是用于说明透镜镜筒200的挡板单元206的操作的视图，图6显示了打开状态下的挡板单元，图7显示了关闭状态下的挡板单元。
在图6和7中，参考编号41表示作为驱动挡板单元206的部件的挡板驱动环，42表示挡板叶片(1)，43表示挡板叶片(2)。参考编号44表示在挡板驱动环41的打开方向向挡板驱动环41施加负载的打开弹簧，参考编号45表示关闭弹簧。关闭弹簧45是挂钩形状的弹簧，该弹簧啮合在挡板驱动环41上形成的突出部分41a。关闭弹簧45的力在挡板叶片(1)42关闭的方向偏置它。挡板叶片(1)42和挡板叶片(2)43通过在其旋转轴上形成的齿轮彼此啮合，以便当挡板叶片(1)42旋转时，挡板叶片(2)43在相对方向上旋转。
为使挡板单元206进入图6所示的打开状态，挡板驱动环41被打开弹簧44按顺时针方向旋转，以便挡板叶片(1)42被突出部分41a按下而按逆时针方向旋转。相应地，挡板叶片(2)43也按顺时针方向旋转，打开透镜挡板。
接下来，将描述当关闭透镜挡板时的操作。挡板单元206内部的挡板驱动环41被挡板凸轮部分201b的凸轮面按下，且挡板驱动环41对抗打开弹簧44的力按逆时针方向旋转。此时，突出部分41a由于旋转而下降，相应地，同时挡板叶片(1)42由于关闭弹簧45的操作按顺时针方向旋转。然后，齿轮的啮合使挡板叶片(2)43也按逆时针方向旋转，在两个叶片42、43相会的点停止(参见图7)。挡板驱动环41可以旋转到图7所示的状态。突出部分41a持续旋转，甚至在挡板叶片(1)42停止之后打开关闭弹簧45，从而放大挡板的闭合力。
如上所述，本实施例的图像拾取设备被如此配置，以便挡板单元206与透镜部分单元207结合，并且这两个部分作为单个单元沿着光轴前向和后向地移动，从而加力地接触挡板凸轮部件201b的凸轮面的挡板单元206内部的挡板驱动环41的操作与打开弹簧44的弹簧力合作，以使得挡板驱动环41旋转，以及，挡板驱动环41的旋转与关闭弹簧45的操作合作以使得两个挡板叶片42、43打开和关闭。
图8显示了相对于透镜镜筒200的驱动环204的旋转角度绘制的透镜挡板状态、聚焦透镜复位时间、以及聚焦透镜的伸展之间的关系。
在图8中，横坐标表示驱动环204的旋转角度。随着驱动环204的旋转，聚焦透镜延伸和缩回。在图8中，参考编号321表示对应于驱动环204的旋转角度的聚焦透镜的伸展量。参考编号322表示挡板此时的状态，参考编号323表示复位信号(PI信号)。
图8中的参考编号300和311表示缩回极限触点和极近触点。随着驱动环204的制动器机械地撞击触点300或311，驱动环204的旋转停止，如此防止聚焦透镜移动到过度的程度。
当AF电机114开始从其缩回极限位置301旋转时，聚焦环保持停止，直到驱动环204的旋转角度到达由位置302表示的预先确定的角度。紧随在驱动环204的旋转角度超过预先确定的角度302之后，聚焦透镜开始伸展。在紧随着聚焦透镜的伸展开始之后的位置303，复位信号323从低电平(“L”)切换到高电平(“H”)。
这里，将参考图9A、9B和9C描述复位信号323如何切换。图9A、9B和9C是显示了驱动环204和复位构件(PI)61之间的关系的视图。图9A显示了对应于图8中的缩回极限位置301的状态，图9B显示了对应于图8中的挡板打开位置305的状态，图9C显示了对应于图8中的极近位置310的状态。图9A、9B和9C中的参考编号204a表示与驱动环204形成一体的法兰。LED和作为光传感器的感光元件位于复位构件61内。当法兰204a阻挡从LED发出的光时复位构件输出“H”电平的输出，否则，它输出“L”电平的输出。
如上所述，在位置303，复位信号323切换到“H”。随着聚焦透镜进一步伸展，挡板单元206，通过挡板凸轮201b的操作，在驱动环204从挡板闭合位置304旋转到挡板打开位置305的阶段，逐渐地打开透镜挡板。透镜挡板在挡板打开位置305完全打开，并且在超过此挡板打开位置305之后，挡板凸轮201b的凸轮面和挡板驱动环41分开。
同样，当驱动环204也向相反方向旋转时，在挡板打开位置305，挡板凸轮201b和挡板驱动环41彼此接触。然后，挡板驱动环41进一步旋转，以开始张紧打开弹簧44，然后，随着挡板驱动环41从挡板打开位置305朝着挡板闭合位置304移动，挡板单元206逐渐关闭。打开弹簧44上的张力量在从挡板闭合位置304到挡板打开位置305的部分上变化。因此，驱动环204的旋转所需要的转矩在此部分内变化，而不管驱动环204的移动方向如何。此外，转矩的变化大的部分在其中复位信号323处于“H”电平的部分的范围之内。此外，在挡板打开位置305的伸展侧，打开弹簧44的弹簧力不会影响驱动环204的旋转。
当驱动环204在聚焦透镜伸展的方向从透镜挡板打开位置305进一步旋转时，在驱动环204经过位置306的阶段之后，法兰204a经过复位构件61，以便前者不再阻挡后者。如此，复位信号323在位置306切换到“L”。此位置306是AF复位位置。
位置307的其中驱动环204进一步旋转以进一步伸展聚焦透镜的阶段被设置为AF扫描起点。通常，当电源打开或拍摄之后，聚焦透镜停止在位置307。当驱动环204从位置307轻微地旋转时，到达了焦距处于无穷远的聚焦透镜伸展位置308。通过聚焦透镜的进一步伸展而到达的位置309是固定点位置。该固定点位置309是通过最小模糊圆和F数确定的位置，以便在泛焦过程中从无穷远到近距离的最大可能的范围内实现聚焦。当在泛焦或AF(自动聚焦)过程中不能检测聚焦位置时，在此固定点位置309利用聚焦透镜来进行拍摄。随着聚焦透镜进一步伸展，聚焦调整范围逐渐地朝着更靠近的范围接近，最终到达极近位置310。
接下来，将描述移动透镜镜筒200的序列。图10是显示了当判断电池容量足够时紧随在电源打开之后执行的透镜镜筒200驱动序列的序列图。图11是显示了当判断电池容量不足时紧随在电源打开之后执行的透镜镜筒200驱动序列的序列图。
当电源打开时，电源控制器112中的电池检查电路检查电池的电压，并将结果与预先确定的阈值进行比较。如果结果表明电池电压超过了阈值，则认为剩余的电池容量足够，然后执行图10中的序列。如果结果表明电池电压低于阈值，则认为剩余的电池容量不足，然后执行图11中的序列。
当电池容量足够时，根据图10中的序列，施加到由步进电机(AF电机214)所实现的AF电机114的电压被设置为高于最小所需的电压的3.0伏特。由可以应用的中断的时间间隔来确定施加到AF电机114的脉冲的频率。中断时间间隔被设置为300μs。
然后，如图10所示，首先，AF电机114从缩回极限位置301以883PPS的驱动频率旋转8个脉冲，从下一脉冲开始驱动频率更改为1111PPS，AF电机114旋转8个脉冲。然后，驱动频率进一步被更改为1667PPS，AF电机114继续旋转。步进电机用于AF电机114，因此，通过如上所述的步进式加速，旋转的数量可以提高到步进电机不能由“牵入转矩”旋转时的速度。此外，在此情况下，为补偿由步进电机的提高的驱动频率所引起的转矩的下降，施加到步进电机的电压增大到3.0伏特，以便抑制转矩的下降。
如此，通过AF电机114的旋转来旋转驱动环204，以伸展聚焦透镜。在经过了复位信号(PI)323从“L”切换到“H”的位置303的位置901，启动PI判断序列(复位信号判断过程)。此时，将驱动频率减速到883PPS的初始速度。然后，再次进行电池检查，如果判断电池电压低于阈值且剩余的电池容量不足，则切换中断时间间隔，随后是执行的图11中的序列。如果判断电压足够，则通过8脉冲分两级再次加速驱动频率，以便AF电机114以1667PPS的驱动频率旋转。然后，驱动AF电机114，以使驱动环204到达AF复位位置306，在复位之后，再次通过8个脉冲分两级将AF电机114减速，以便AF电机114以1111PPS的驱动频率旋转，然后以883PPS旋转。
此后，中断时间间隔被设置为800μs，驱动电压被切换到2.7伏特。在AF电机114被以由800μs中断时间间隔确定的625PPS的驱动速度驱动4个脉冲之后，接着以1250PPS将AF电机114驱动到扫描起点307之前的4个脉冲。然后，驱动速度被减速到625PPS，AF电机114停止在扫描起点307。
如此，以1667PPS将AF电机114移动到AF复位位置306，因为，即使AF电机114不同步(即使输入了脉冲，电机也不会旋转的现象)，且脉冲计数和透镜的位置丧失同步性，AF电机也在AF复位位置306复位，以便可以根据透镜的位置来校正脉冲计数。而且，释放透镜挡板的打开弹簧44的张力的力作用到挡板打开位置305，这会产生多余转矩，该转矩可以用于聚焦透镜的高速驱动。此外，位置305和位置306应尽可能地彼此靠近。在复位之后，不允许聚焦透镜的位置发生偏离，因此，以比将AF电机114驱动到AF复位位置306的速度较低的速度(即，以1250PPS的速度)驱动AF电机114，以便提供多余转矩。
另一方面，当电池检查表明电压低于阈值时，执行图11所示的驱动序列。
从与图10的驱动序列的比较可以看出，图11中的驱动序列在施加于AF电机114的电压和中断时间间隔，以及从缩回极限位置301施加的直到AF复位位置306之后的减速为止的驱动频率和加速/减速步骤的数量方面不同于图10。具体来说，电压是2.7伏特，这是普通电压，中断时间间隔被设置为375μs。AF电机114首先以由中断时间间隔确定的889PPS的驱动速度被驱动8个脉冲，此后，以1333PPS驱动它。如在图10中那样，在相同位置901执行PI判断。
其余的操作都与图10中的当电池容量被PI判断认为不足时相同。即，在AF电机114以889PPS被驱动8个脉冲之后，AF电机114被以1333PPS驱动到AF复位位置306，在位置306复位，然后以889PPS的减速速度被驱动8个脉冲，此后，中断时间间隔被设置为800μs，此后，AF电机114在驱动频率变为1250PPS之前以625PPS只被再驱动4个脉冲，这与图10中的序列的情况相同。在此驱动过程中，电压被设置为2.7伏特的较低电压。然而，直到AF复位位置306，可以校正计数，负载由于弹簧力而减小，因此，从缩回极限位置301直到AF复位位置306所使用的驱动频率被设置为高于复位之后所使用的1250PPS的1333PPS。
如此，如上所述，对于紧随在电源打开之后透镜镜筒200的驱动序列，当认为剩余的电池容量足够时，并且甚至当认为电池容量不足时，在AF复位之前，驱动频率被设置为高于AF复位之后所使用的普通驱动频率，以便更快地驱动AF电机114。结果，透镜伸展更快，起动时间可以缩短。此高速度操作是可能的，因为打开弹簧44的力减轻了施加于AF电机114上的负载，直到挡板打开位置305为止，并如此创建了多余转矩，因为在复位之后驱动速度被降低到普通低速度，这样便可以校正复位时的脉冲计数，即使复位之前所使用的驱动速度足够快，从而导致丧失同步性并因此导致透镜位置不当的风险。
在AF复位之后，通过计数AF电机114从AF复位位置306相对于相同位置所移动的脉冲数量，聚焦透镜可以伸展到对应于扫描起点或物距的位置。
此外，当电池检查表明剩余的电池容量足够时，则AF电机114通过多个加速步骤，以比当判断剩余的电池容量不足时更高的速度被驱动。结果，聚焦透镜可以从照相机机身伸展的速度可以提高，如此缩小了在电源打开之后(透镜完全缩回)拍摄可开始之前所需的起动时间。
接下来，将描述紧随在电源被关闭之后执行的透镜镜筒200的驱动序列。图12是显示了紧随在电源被关闭之后执行的序列的透镜镜筒200驱动序列图。
在电源打开之后或拍摄之后聚焦透镜被停止的位置始终是扫描起点307。因此，紧随在电源被关闭之后的序列，如图12所示，从扫描起点307开始(从该起点，AF电机114按800μs的正常中断时间间隔在缩回的方向被驱动8个脉冲)，其中2.7伏特的电压施加于AF电机114，且驱动速度为625PPS，此后，AF电机114被加速到1250PPS。然后，恰好在透镜挡板开始关闭的挡板打开位置305之前的位置902，AF电机114被减速到625PPS。此减速位置902位于挡板打开位置305和AF复位位置306之间。需要大的驱动转矩以张紧打开弹簧44，而聚焦透镜位于挡板打开位置305的缩回侧，因此，AF电机114被减速到625PPS，并以625PPS驱动，直到AF电机114在缩回极限位置301停止。当以这样的低速度驱动步进电机时，其转矩增大，即使施加于此的电压不变化，这使得丧失同步性的情况更难以发生。
在AF电机114经过挡板闭合位置304之后，关闭弹簧45的张力增加，AF电机114上的负载随着AF电机接近缩回极限位置301进一步增大。相应地，在缩回极限的附近发生丧失同步性的可能性增大，因此，在缩回极限的附近提供复位位置303。在于复位位置303执行缩回极限位置复位之后，AF电机114被驱动到设置为缩回极限位置301的位置，该位置在从复位位置303驱动预先确定的脉冲数之后到达。
AF电机114使用大量的齿轮以便加速和减速，如此承受了齿轮后冲。结果，当透镜被驱动时，伴随有在当AF电机在一个方向移动时和当它在相反的方向移动时之间透镜的位置差。为解决此问题，AF电机114不会如在缩回极限位置301那样停止，而是缩短下一起动时间，向AF电机114施加消除此位置差所需的脉冲数量，以便反向旋转电机，在此之后它被停止。
在拍摄过程中，用于拍摄的功能常常使用中断处理，如上所述，存在多余转矩，只使用800μs的中断时间间隔，625PPS和1250PPS的的驱动速度，电压为2.7V。在等待拍摄过程中，聚焦透镜始终停止在扫描起点307。AF扫描在此扫描起点307被启动。
现在将详细描述由于上文所述的后冲(窜动)而导致的各种构件或部分的移动。图15A和图15B用于说明沿着光轴引导和移动透镜的平移移动栓1502与支撑透镜的透镜镜筒1501之间由于后冲而导致的透镜的移动的视图。图15A是用于说明使用了三个平移移动栓1502的情况的视图，图15B是用于说明使用了单个平移移动栓1502的情况的视图。类似于平移移动栓201a，平移移动栓1502啮合于在透镜镜筒1501中形成的凹槽1503中，以抑制透镜镜筒1501在沿着光轴的方向的移动。
如图15A所示，当未显示的凸轮在由箭头表示的方向旋转时，由于平移移动栓1502和在透镜镜筒1501中形成的三个凹槽1503之间的后冲量很小，所以平移移动栓1502和透镜镜筒1501中的相应的凹槽1503在三个接触点1502a处彼此接触。由于透镜镜筒1501和平移移动栓1502在三个接触点1502a处接触，向透镜镜筒1501施加的力的方向是平衡的，以致于透镜镜筒1501的位置几乎不变化，尽管它可能轻微地旋转。另一方面，在如图15B所示的提供了单个平移移动栓1502的情况下，透镜镜筒1501在旋转方向旋转对应于后冲量的量(由图15B中的箭头表示)。于是，与提供了三个平移移动栓1502的情况相比(图15A)，透镜镜筒1501在旋转方向的移动量更大。即，赋予透镜镜筒1501更大的移动自由度，因此，光轴偏移。此外，从凸轮接收旋转力的凸轮销通常位于透镜镜筒1501的基座部分的附近。在单个平移移动栓1502的情况下，此旋转力可以导致透镜镜筒1501的前端和它的后端相对于平移移动栓1502和凹槽1503的接触点表现出彼此不同的移动，于是常常导致透镜倾斜。
因此，为抑制图像抖动的发生，最好应尽可能多地形成平移移动栓，即，理想情况下，例如应该形成三个或至少两个平移移动栓，以防止透镜镜筒偏移。换句话说，即使通过减少所使用的平移移动栓的数量来尝试设计体积较小的照相机，也会由于透镜镜筒的偏移等等而可能发生图像抖动，这会给用户带来不愉快的感觉。鉴于此，本实施例提供了下面描述的解决方案以防止给用户带来不愉快的感觉。
图13是显示了在AF扫描过程中透镜镜筒200驱动序列的示意图，图14是显示了在AF扫描过程中透镜镜筒驱动操作的流程图。应该注意，用于执行此序列的程序可以存储在数码相机1内的存储设备中，并由CPU 11执行，从而实现下面将描述的透镜镜筒驱动过程。
如图13和14所示，在扫描起点307启动AF扫描(步骤S1401)。在AF扫描过程中，聚焦透镜被以625PPS的低速度驱动，LCD 14的显示屏幕被设置为直通显示(步骤S1402)。执行AF扫描，以便当移动聚焦透镜时，扫描或读取聚焦透镜的每一个位置处的图像的高频分量，采样高频分量的量作为聚焦评估值，并确定其峰值。为此，将聚焦透镜从扫描起点307移动到极近位置310，或者，如果不是在微距模式下，则移动到位置310紧前面的预先确定的位置，同时执行图像采样。因此，必须以低速度移动聚焦透镜。虽然在本实施例中，从起点307到极近位置310执行扫描，但是，这不是限制性的。例如，可以在预先确定的冲程范围内执行扫描，例如，从起点307到固定点位置309，或从起点307到对应于距离物体0.5米的距离的位置。
此后，AF电机114在极近位置310处被反向，并根据该反向，显示屏幕被设置为冻结显示，以抑制直通显示(如图13中的参考编号401所示)(步骤S1403)。然后，将对应于峰值的位置903作为焦点对准点，并将聚焦透镜向该位置移动。首先，在于步骤S1403中反向电机旋转之后，进行加速控制，以便AF电机114被以625PPS驱动4个脉冲，然后加速到1250PPS，以使聚焦透镜到达超出焦点对准点903之外预先确定的N个脉冲的点，并反向AF电机114(参见图13中的402)。通过聚焦透镜的滞后量来确定预先确定的N个脉冲，并将其设置为相当于聚焦透镜的滞后量与容限的总和的脉冲数量，并考虑批量生产容差。此时，AF电机114在反向之前被4个脉冲减速到625PPS，然后停止，并且在反向之后，AF电机114再次被以625PPS驱动4个脉冲(图13中的402)，加速到1250PPS，在停止紧前面被4个脉冲减速到625PPS，并在从第二次反向由N个脉冲驱动之后将聚焦透镜移动到焦点对准点903时停止(步骤S1404)(参见图13中的403)。
在LCD 18的显示屏幕在第一次反向时被设置为冻结显示之后(步骤S1403)，显示屏幕持续执行冻结显示，并且在AF电机114在步骤S1404中停止之后，显示屏幕再次被设置为直通显示，以在LCD 14上显示正在实时拍摄的图像(步骤S1405)。此后，操作快门以进行拍摄(图13中的403)(步骤S1406)。
在拍摄之后，再次根据冻结显示启动被拍摄的图像的显示(步骤S1407)。在拍摄完成之后，当按下释放按钮时，执行AF复位位置306处的操作(步骤S1408)。也是在此位置，反向聚焦透镜的驱动方向，因此，聚焦透镜被驱动，而冻结显示继续。聚焦透镜被以625PPS的相同速度驱动4个脉冲，然后在缩回的方向以1250PPS被驱动，并且在超过AF复位位置306之后，在挡板打开位置305紧前面反向AF电机114(图13中的404)，然后，在伸展的方向被驱动并复位(步骤S1409)，随后，返回到扫描起始位置307(图13中的405)。此时，显示屏幕被设置为直通显示(步骤S1410)。
在于步骤S1403中从直通显示切换到冻结显示的显示屏幕上，可以显示在此切换时冻结的图像，或可以显示扫描起始位置处的图像。或者，也可以显示在焦点对准点903或其附近的图像。通过如此防止通过透镜(其由于AF电机114的反向而倾斜)拍摄的图像显示出来，可以防止帧图像中的会使摄影师(用户)感觉到突然或意外的波动或变化。
虽然上文描述了在冻结显示过程中显示图像，但是这不是限制性的，显示设备可以变暗以禁止图像显示。此外，在本实施例中，在反向时对LCD 4上的直通显示施加限制，以便使用户(摄影师)能够跟摄物体。然而，甚至在比此时间较早的时间，可以抑制由于透镜的倾斜等等造成的视角的波动或变化的显示，以提供诸如防止用户(摄影师)有不愉快的感觉之类的某些效果。
如上所述，根据本实施例，由于图像抖动不会显示在显示装置上，用户决不会有不愉快的感觉。此外，由于在其中聚焦透镜通过AF电机按625PPS的驱动以低速度移动的AF扫描过程中，显示屏幕被设置为直通显示，而在当可能会发生图像抖动时透镜的移动方向发生变化的时间点，显示屏幕被设置为冻结显示，同时，透镜以1250PPS的高速度移动，从而缩短冻结显示时间间隔，直通显示的时间间隔的比率大于冻结显示的时间间隔的比率。结果，当拍摄活动物体时，例如，可以在查看LCD 14的屏幕时跟摄物体。此外，由于图像抖动不会反映或显示在屏幕上，可以防止用户有不愉快的感觉。
由于在根据本实施例的数码相机1中，所使用的平移移动栓201a的数量减少到一个，如前面所描述的，由于后冲(窜动)而可能会发生图像抖动。然而，即使由于后冲而发生了图像抖动，图像抖动也不会显示在显示屏幕上，如此用户不会感觉到不舒服。因此，通过减少所使用的平移移动栓的数量，改善了空间效率，这在设计小尺寸的照相机时是有利的。
此外，由于在拍摄区域，使用比在AF电机启动时(此时它被以1250PPS的最大驱动频率驱动)的驱动频率较低的驱动频率以低速度驱动聚焦透镜，AF电机114丧失同步性的可能性低。此外，由于在AF操作过程中在经过扫描起始位置307之后，AF电机114不经过挡板驱动区域，AF电机114所需的驱动转矩降低到恒定的低值，从而AF电机114丧失同步性的可能性降低。此外，即使发生了丧失同步性的情况，聚焦透镜再次被复位，相应地，在下一次拍摄时，透镜位置被适当地校正，这样便可以避免利用位置不当的透镜来进行拍摄。
本发明不仅限于根据上文所描述的实施例的设备，并可以应用于包含多个设备或单设备的系统。
应该理解，本发明的目的也可以这样来实现给系统或设备提供其中存储了实现了上文所描述的实施例的功能的软件程序代码的存储介质，并使系统或设备的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在此情况下，从存储介质中读取的程序代码本身实现了上文所描述的实施例的功能，因此，在其上面存储了程序代码的存储介质构成本发明。
用于提供程序代码的存储介质的示例包括软盘(注册商标)、硬盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW、磁带、非易失性存储器卡以及ROM。或者，也可以通过网络下载程序。
此外，应该理解，上文所描述的实施例的功能不仅可以通过执行由计算机读出的程序代码来实现，而且也可以通过使在计算机上运行的OS(操作系统)等等基于程序代码的指令执行部分或所有实际操作来实现。
此外，应该理解，上文所描述的实施例的功能可以这样来实现将从存储介质中读出的程序代码写入到在插入到计算机中的扩展板上或在连接到计算机的扩展单元中提供的存储器中，然后使扩展板或扩展单元中提供的CPU等等基于程序代码的指令来执行部分或所有实际操作。
工业实用性如上文所详细描述的，根据本发明，图像抖动不会显示在显示装置上，这会防止用户有不愉快的感觉。
权利要求
1.一种图像拾取设备，其特征在于包括图像拾取单元，该图像拾取单元响应通过透镜单元从物体接收到的光输出信号；透镜移动单元，该单元能够在沿着光轴的方向移动透镜单元；调整单元，该单元根据透镜单元的移动，基于从所述图像拾取单元输出的信号来执行聚焦调整；显示单元，该单元基于从所述图像拾取单元输出的信号来显示图像；以及控制单元，该单元提供控制，以便当透镜单元在第一方向移动时所述显示单元显示图像，当移动透镜单元时，对所述显示单元进行的显示施加限制，直到在透镜单元从第一方向反向到第二方向之后它被停止。
2.根据权利要求1所述的图像拾取设备，其中，对所述显示单元进行的显示施加的限制包括连续地显示当透镜单元被反向时显示的图像。
3.根据权利要求1所述的图像拾取设备，其中，对所述显示单元进行的显示施加的限制包括连续地显示当透镜单元正在第一方向移动时显示的图像。
4.根据权利要求1所述的图像拾取设备，其中，对所述显示单元进行的显示施加的限制包括禁止所述显示单元显示图像。
5.一种图像拾取设备，其特征在于包括图像拾取单元，该图像拾取单元响应通过透镜单元从物体接收到的光输出信号；透镜移动单元，该单元能够在沿着光轴的方向移动透镜单元；调整单元，该单元根据透镜单元的移动，基于从所述图像拾取单元输出的信号来执行聚焦调整；显示单元，该单元基于从所述图像拾取单元输出的信号来显示图像；以及控制单元，该单元用于控制所述透镜移动单元，以便当透镜单元在第一方向移动时以第一速度移动该透镜单元，并用于控制所述透镜移动单元，以便在透镜单元从第一方向反向到第二方向之后，当该透镜单元移动到停止位置时以比第一速度高的第二速度移动该透镜单元。
6.一种控制方法，用于控制图像拾取设备，该图像拾取设备包括图像拾取单元，该图像拾取单元响应通过透镜单元从物体接收到的光输出信号；透镜移动单元，该单元能够在沿着光轴的方向移动透镜单元；调整单元，该单元根据透镜单元的移动，基于从图像拾取单元输出的信号来执行聚焦调整；以及显示单元，该单元基于从图像拾取单元输出的信号来显示图像，该控制方法的特征在于进行控制，以便当透镜单元在第一方向移动时显示单元显示图像，当移动透镜单元时，对显示单元进行的显示施加限制，直到在该透镜单元从第一方向反向到第二方向之后它被停止。
7.一种控制方法，用于控制图像拾取设备，该图像拾取设备包括图像拾取单元，该图像拾取单元响应通过透镜单元从物体接收到的光输出信号；透镜移动单元，该单元能够在沿着光轴的方向移动透镜单元；调整单元，该单元根据透镜单元的移动，基于从图像拾取单元输出的信号来执行聚焦调整；以及显示单元，该单元基于从图像拾取单元输出的信号来显示图像，该控制方法的特征在于控制透镜移动单元，以便当透镜单元在第一方向移动时以第一速度移动该透镜单元，并且控制透镜移动单元，以便在透镜单元从第一方向反向到第二方向之后，当透镜单元移动到停止位置时以比第一速度高的第二速度移动该透镜单元。
8.一种程序，用于实现一种控制方法，该方法用于控制图像拾取设备，该图像拾取设备包括该图像拾取单元，该图像拾取单元响应通过透镜单元从物体接收到的光输出信号；透镜移动单元，该单元能够在沿着光轴的方向移动透镜单元；调整单元，该单元根据透镜单元的移动，基于从图像拾取单元输出的信号来执行聚焦调整；以及显示单元，该单元基于从图像拾取单元输出的信号来显示图像，该控制方法的特征在于进行控制，以便当透镜单元在第一方向移动时显示单元显示图像，当移动透镜单元时，对显示单元进行的显示施加限制，直到在该透镜单元从第一方向反向到第二方向之后它被停止。
9.一种程序，用于实现一种控制方法，该方法用于控制图像拾取设备，该图像拾取设备包括图像拾取单元，该图像拾取单元响应通过透镜单元从物体接收到的光输出信号；透镜移动单元，该单元能够在沿着光轴的方向移动透镜单元；调整单元，该单元根据透镜单元的移动，基于从图像拾取单元输出的信号来执行聚焦调整；以及显示单元，该单元基于从图像拾取单元输出的信号来显示图像，该控制方法的特征在于控制透镜移动单元，以便当透镜单元在第一方向移动时以第一速度移动该透镜单元，并且控制透镜移动单元，以便在透镜单元从第一方向反向到第二方向之后，当透镜单元移动到停止位置时以比第一速度高的第二速度移动该透镜单元。
全文摘要
提供一种图像拾取设备，该设备允许用户在查看显示屏幕时能够跟摄物体，并可以防止图像抖动反映在显示屏幕上。该图像拾取设备响应通过透镜部分单元从物体接收到的光输出信号。驱动环被AF电机的驱动力旋转，以使透镜部分单元可在沿着光轴的方向移动，从而基于从拾取设备输出的信号执行聚焦调整。LCD基于从图像拾取设备输出的信号显示图像。当透镜部分单元在伸展的方向移动时，LCD根据直通显示来显示图像，在透镜部分单元反向并在缩回的方向移动之后LCD的直通显示被抑制，直到它停止。
文档编号H04N5/232GK1846433SQ20048002540
公开日2006年10月11日 申请日期2004年9月3日 优先权日2003年9月4日
发明者村上太郎 申请人:佳能株式会社