专利名称：摄像装置和其控制方法以及控制程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有利用变焦镜头等对被摄体像进行缩放的缩放功能的摄像装置，其控制方法以及控制程序。
为了满足适于这样的静止图像的要求，在现有的缩放机构中采用直流电机等驱动促动器和减速机构，通过高速旋转前述电机进行高速的驱动，并且通过总是以从一个方向停止的方式进行定位控制使其不受前述减速机构松动的影响，对透镜组进行高精度的定位。
在具有上述现有例子的机构、控制的照相机中，当在移动图像摄影中进行缩放动作时，存在视场角的变化过于迅速，定位时的单方向缩放不自然的问题。
本发明的其它方面可以从以下所示的优选的具体实施例来说明。
图2是
图1中所示的照相机镜筒部分的分解透视图。
图3是图1中所示的照相机镜筒部分的分解透视图。
图4是镜筒的中央截面图(收缩位置)。
图5是镜筒的中央截面图(广角位置)。
图6是镜筒的中央截面图(望远位置)。
图7是三组镜筒驱动部的主视图。
图8是表示变焦驱动齿轮系的图。
图9是固定筒的内面展开图的图。
图10是移动凸轮环48的内面展开图。
图11A和11B是线性传感器的特性图。
图12是线性传感器周边的主视图。
图13是驱动环37的外面展开图。
图14A至14E是说明凸轮及镜筒的轨迹的图。
图15A至15C是表示实施形式的照相机所配的三种变焦驱动模式的图。
图16是表示根据实施形式的照相机的动作的流程图。
图1是表示根据本发明实施形式的照相机的电气结构的框图。
由摄像元件32进行光电转换的图像信号，在由信号处理回路72进行颜色转换、灰度系数处理等规定的处理之后，记录到卡式媒体等存储器73中。控制部74对照相机进行整体控制，一边监视镜筒内部的线性传感器56、光遮断器29等的输出一边控制步进电机24、直流电机38以及光圈单元14，并且还进行对上述信号处理回路72和存储器73的控制。
75采用可以用电来擦、写的非易失性存储器，例如EEPROM等。76是模式旋钮示开关，可以切换设定电源断开、摄影模式、再现模式、以及PC连接模式等各种功能模式。77是变焦开关，供摄影者在广角/望远切换的操作中使用。
78是在摄影模式中选择移动图像和静止图像的开关，该开关78也可以包含在前述模式旋钮开关76中。79是起动开关，指示摄影的开始(在移动图像摄影时也指示结束)。
图2和图3是图1所示的照相机的镜筒部分的分解透视图，并且，图4～图6为中央截面图，图4表示收缩位置，图5表示广角位置，图6表示望远位置。
图2中的1是作为镜筒单元基部的基座，与在其前端部利用螺钉固定的固定筒2一起形成镜筒单元的结构体。3是第一组镜筒，保持有透镜4、5、6。并且，在外周侧面上压入有三根前端具有锥形部分的从动销7，在前面粘接、固定着罩8。
9是第二组镜筒，保持着透镜10、11、12，采用粘接等方法与光圈单元14保持一体。
在光圈单元14的外周部上成一体地形成前端具有锥形部分的三个从动部14a。
15是保持透镜16的第三组镜筒，由导杆17、18进行导向，同时，轴向方向的位置受到夹持于其端部上的具有内螺纹的螺母19的限制，利用拉伸弹簧20向进入方向加载。在设置于螺母19上的狭缝部19a中嵌合有第三组镜筒15的凸起15a，以限制其旋转(参照图7)。
21是与磁铁22一体设置的螺栓，具有与前述螺母19的内螺纹部螺纹配合的外螺纹部。23是压入基座1中的轴承，前述螺栓21的一个端部可旋转地嵌合于其中。24是用于驱动前述第三组镜筒的步进电机，固定在基座上。
29是固定在基座1上的光遮断器，成一体地固定到第三组镜筒15上的狭缝板30配置在前述光遮断器的狭缝部上可进退的位置上。31是固定在基座1上的罩，固定导杆17、18的前端侧，可旋转地保持螺栓21。
32是摄像元件，通过粘接等固定保持在用螺钉固定于基座1上的保持板33上。34是片状件，向后面所述的信号处理回路供应光电转换后的图像信号。35是防尘用的橡胶构件，36是LPF，两者一起通过粘接等固定在基座1上。
在前述固定筒2的外周部上可旋转地嵌合有驱动环37。在驱动环37的外周部的局部具有齿轮部37a。38是直流电机，在输出轴上通过压入等方法成一体地设置有小齿轮39。电机38的驱动力从前述齿轮39开始经由齿轮40、41、42、43、44、45传递至前述驱动环37的齿轮部37a(参照图8)。这些齿轮40～45容纳在齿轮箱46、47中，固定在基座1上。并且，前述电机38也固定在前述齿轮箱46上。
前述固定筒2的内周部上嵌合有移动凸轮环48，在其内周嵌合有直进导向筒49。在移动凸轮环48的外周部上三等分地安装具有驱动销50和锥形部分的从动销51，驱动销50穿过固定筒2的孔部2a，嵌合到设置于驱动环37的内周侧上的槽部37b内。并且，从动销51的前端的锥形部分与设置在固定筒2内周上的锥形凸轮槽2b滑动配合。图9表示上述固定筒2的内面展开图。
图10是移动凸轮环48的内面展开图，在其内周上设有锥形凸轮槽48a、48b，分别与前述从动件7和14a滑动配合。另外，图9和图10中的箭头分别表示抽出镜筒时的旋转方向。
同时，各从动件的侧面部与前述直进导向筒49的直线槽49a、49b嵌合，限制其旋转方向的位置。并且，直进导向筒49的外周部的前方侧凸起部49c与移动凸轮环内周的槽部48c接触，并且后端部的凸缘部49d与移动凸轮环的端部接触，因此，限制直进导向筒对于移动凸轮环向光轴方向的相对移动。同时，后方侧突起部49e可以直线进入地嵌合到固定筒2的内周的直线槽部2c上，旋转方向的移动受到限制。
在图2～图6中，52是罩，在其与固定筒2之间保持有防尘用的片53。并且，在移动凸轮环的槽部48c中也插入防尘用的片55。56是线性传感器，通过螺钉等固定在基座1上。其回路结构是如图1中所示的可变电阻器，当滑动触头56a滑动时，输出以图11B所示按线性变化。57是在其端部57a处夹持前述滑动触头56a的杆，由导杆58导向。并且，杆57具有在前端带有锥形部分的从动部57b，其侧面嵌合到基座1的槽部1a中。59是对前述杆57单方向加载的弹簧，图12是从正面观察该部分的图。
图13是前述驱动环37的外面展开图，前述杆57的从动部57b滑动配合于直线凸轮槽37c中。并且，37d、38e是用于对图中未示出的取景透镜进行变焦驱动的锥形凸轮槽，60是成一体地设置在补偿透镜(图中未示出)上的从动部，61是成一体地设置在聚束透镜(图中未示出)上的从动部，分别滑动配合于前述凸轮槽37d、37e中。
下面，对于上述结构的操作进行说明。
当驱动直流电机38时，如前面所述，经由齿轮39～45旋转驱动环37(参照图8)，经由驱动销50旋转移动凸轮环48，并且还经由从动销51在用于沿固定筒2的凸轮2b移动的光轴方向上移动(参照图9)。当移动凸轮环48沿光轴方向移动时，直进导向筒49也沿光轴方向移动，但是其外周的突起部49e由于被限制在直线槽部2c中所以不会旋转，而仅在光轴方向上移动。
当旋转移动凸轮环48时，第一组镜筒3和固定在光圈单元14上的第二组镜筒，沿着直进导向筒的各槽49a、49b对应于移动凸轮环48的凸轮槽48a和48b的提升而相对于光轴方向移动(参照图10)。
图14A至14E是仅提取出凸轮部的轨迹的图，14A是固定筒2的凸轮，图14B是移动凸轮环48的第一组镜筒凸轮，图14C是移动凸轮环48的第二组凸轮。图14D是第一组镜筒的移动轨迹，是图14A和图14B的和，图14E是第二组镜筒的移动轨迹，是图14A和图14C的和。
横轴的W为广角位置，T为望远位置，S为收缩位置。当借助直流电机38的驱动，切换收缩位置和可摄影位置时，进行摄影范围内的变焦操作。并且，当旋转驱动环37时，如前面所述的图中未示出的取景透镜经由从动件60、61沿凸轮槽37d、37e在光轴方向上移动，与上述镜筒的变焦动作连动。
同时，杆57沿凸轮37c在光轴方向上移动，并且使线性传感器56的滑动触头56a位移，使其输出按照图11B的方式变化。通过检测其输出，可以逐次检测出变焦位置。
图15A至15C是表示本实施形式的照相机所配的三种变焦驱动模式。图中的箭头表示变焦驱动方向，W是表示广角、T表示望远。
图15A是对于目标位置必须从一个方向驱动并停止的模式，采用该模式，可以吸收前述齿轮系39～45的啮合间隙的影响，高精度地进行定位。并且这时，控制部74控制向前述直流电机38的端子之间施加高电压，从而以高速进行驱动。借此可以对透镜组迅速地进行定位。
在图15B中，对于目标位置不进行图15A那样的反转驱动，使其原样停止。因此，在移动图像摄影等过程中不会产生不自然的视场角变化。另外，控制部74控制降低端子电压，以低速驱动。借此可以降低移动图像摄影中的驱动声音。
图15C是在当前的停止位置再次进行单方向缩放驱动的模式，以与图15A相同的驱动速度定位。
图16是表示根据本发明的照相机的操作的流程图。
当利用模式旋钮式开关76选择摄影模式时，透镜被伸出，形成定位于广角位置上的摄影待机模式(步骤S101)。在此，按照前述图15A的驱动方式进行驱动。在这种模式下，适当地检测变焦开关77、起动开关是否具有操作性能(步骤S102、步骤S103)。
当操作变焦开关77时，根据其指令按照图15A的驱动方式向望远方向或广角方向驱动(步骤S104)，在停止后，返回前述步骤S101的待机模式。当操作起动开关79时，接着检查选择开关78的模式(步骤S105)，若选择静止图像则进行静止图像的摄影(步骤S106)。这时的摄影是仅拍摄一张图像的单拍，或者也可以在按下起动开关79期间进行连续摄取图像的连拍，同时，不接受变焦操作，在摄影结束后返回待机模式的步骤S101。
在利用选择开关选择移动图像的情况下，开始移动图像摄影(步骤S107)，连续摄影至下一次操作起动开关79为止。期间，当操作变焦开关77时(步骤S108-y)，根据其指令按照图15B的驱动方式向望远方向或广角方向驱动(步骤S109)，继续进行摄影。而且，当再次操作起动开关79时(步骤S110-y)，结束摄影(步骤S111)，以图15的驱动方式(c)再次定位于相同的位置，返回(步骤S112)初期的待机模式(步骤S101)。
另外，通过将依照上述图16的流程的程序存储在例如存储器75中并操作该程序，可以实现上述控制方法。
本发明不限于上述实施形式的装置，即可以适用于由多个机器构成的系统，也可以适用于由一个机器构成的装置。不言而喻，为系统或装置提供存储实现前述实施形式功能的软件的程序编码的存储介质，该系统或装置的计算机(或CPU或MPU)读取存储在存储介质中的程序编码，也可实现本发明。
在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身实现前述实施形式的功能，存储该程序代码的存储介质构成本发明。作为用于供应程序代码的存储介质，例如可以采用软盘(注册商标)、硬盘、光盘、光磁盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性的存储卡以及ROM。并且，通过执行计算机读取的程序编码，不仅实现前述实施形式的功能，而且根据其程序编码的指示，在计算机上操作的OS(操作系统)等执行实际处理的一部分或全部。不言而喻，也包括在利用该处理实现前述实施形式的功能的情况。
进而，不用说还包括以下情况，即，从存储介质读取的程序代码，在写入到配置在插于计算机中的功能扩展卡或连接到计算机上的功能扩展单元中的存储器中之后，根据以下的程序代码指示，由配置在具有扩展功能的扩展板或扩展单元上的CPU等进行处理，以进行实际处理的一部分或全部，通过该处理实现前述实施形式的功能。
如以上说明的那样，根据上述实施形式，可以提供能够消除不自然的视场角变化的摄像装置和其控制方法以及控制程序。
以图解或框图的形式在附图中表示的单独的部件在照相机技术中是已知的，并且它们的具体结构和操作不限制用于执行本发明的操作或最佳模式。
虽然已经就认为是优选的实施例对本发明进行了说明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例。相反，本发明意在覆盖包括在所附的权利要求的主旨和范围内的各种变型和等同设计。下述权利要求的范围与最宽范围的解释相一致，从而包括所有这些变型和等同结构和功能。
权利要求
1.一种摄像装置，包括(A)选择第一模式和第二模式的模式选择装置，(B)缩放被记录图像的缩放装置，该缩放装置，在由前述模式选择装置选择前述第一模式的情况下，允许缩放用透镜从望远侧和广角侧两个方向停止在停止位置上地进行驱动控制，在选择前述第二模式的情况下，允许缩放用透镜仅从望远侧和广角侧任何一个方向停止到前述停止位置地进行驱动控制。
2.如权利要求1所述的摄像装置，前述第一模式是移动图像摄影模式，前述第二摄影模式是静止图像摄影模式。
3.如权利要求1所述的摄影装置，前述第一模式是前述缩放装置在摄影中接受动作指示的模式，前述第二模式是前述缩放装置在摄影中不接收动作指示的模式。
4.如权利要求1所述的摄影装置，前述缩放装置，在利用前述模式选择装置选择前述第一模式的情况下，以响应摄影的结束使前述缩放用透镜从与选择前述第二模式的情况相同的方向停止的方式往复运动。
5.一种摄像装置的控制方法，包括通过可以在第一模式和第二模式之间进行选择，在选择前述第一模式的情况下，允许缩放被记录图像的缩放用透镜从望远侧和广角侧两个方向向停止位置停止地进行驱动控制，在选择前述第二模式的情况下，允许前述缩放用透镜仅从望远侧和广角侧任何一侧的方向停止到前述停止位置地进行驱动。
6.如权利要求5所述的控制方法，前述第一模式是移动图像摄影模式，前述第二摄影模式是静止图像摄影模式。
7.如权利要求5所述的控制方法，前述第一模式是前述缩放装置在摄影中接受动作指示的模式，前述第二模式是前述缩放装置在摄影中不接收动作指示的模式。
8.如权利要求5所述的控制方法，在选择前述第一模式的情况下，以响应摄影的结束使前述缩放用透镜从与选择前述第二模式的情况相同的方向停止的方式往复运动。
9.一种摄像装置的控制程序，包括由于可以在第一模式和第二模式之间进行模式选择，在选择前述第一模式的情况下，允许缩放被记录图像的缩放用透镜从望远侧和广角侧两个方向停止到停止位置地进行驱动控制，在选择前述第二模式的情况下，允许前述缩放用透镜仅从望远侧和广角侧任何一侧的方向停止到前述停止位置地驱动控制。
10.如权利要求9所述的控制程序，前述第一模式是移动图像摄影模式，前述第二摄影模式是静止图像摄影模式。
11.如权利要求9所述的控制程序，前述第一模式是前述缩放装置在摄影中接受动作指示的模式，前述第二模式是前述缩放装置在摄影中不接收动作指示的模式。
12.如权利要求9所述的控制程序，在选择前述第一模式的情况下，以响应摄影的结束使前述缩放用透镜从与选择前述第二模式的情况相同的方向停止的方式往复运动。
13.存储权利要求9的控制程序的记录介质。
全文摘要
提供一种可以不产生不自然的视场角变化的摄像装置，其控制方法和控制程序，通过可以在第一模式和第二模式之间进行选择，在选择前述第一模式的情况下，允许缩放被记录图像的缩放用透镜从望远侧和广角侧两个方向向停止位置停止地进行驱动控制，在选择前述第二模式的情况下，允许前述缩放用透镜仅从望远侧和广角侧任何一侧的方向停止到前述停止位置地进行驱动。
文档编号G02B7/10GK1416010SQ0214617
公开日2003年5月7日 申请日期2002年10月30日 优先权日2001年11月1日
发明者竹下滋 申请人:佳能株式会社