光学设备的制作方法

专利名称：光学设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学设备，并且更具体地，涉及一种具有可在运动图片记录和静止图片记录之间切换的记录模式的光学设备。
背景技术：
已经提出了具有获取静止图片的功能的数字摄像机和具有获取运动图片的功能的数字静止照相机等既能提供运动图片拍摄又能提供静止图片拍摄的照相机。通常，在运动图片拍摄中同时记录声音。此时，需要防止记录来自正驱动调焦透镜和变焦透镜等光学元件的马达的运转噪音。此外，在静止图片拍摄中，需要驱动光学元件并且即刻准备拍摄动作，从而不错过拍摄时机。日本特开2004-004362公开了 一种既能提供运动图片拍摄又能提供静止图片拍摄的数字照相机。这种数字照相机在静止图片拍摄中通过使用两相励磁驱动方法来驱动移动透镜的步进马达。在运动图片拍摄中，通过改善步进马达的无声驱动的微步进驱动方法来驱动步进马达，并降低在运动图片拍摄中将进行记录的马达的运转噪音。
日本特开平09-331666是另 一现有技术。
然而，当高速驱动时，步进马达不能维持驱动脉冲和转子的转动之间的同步，并可能失步。在使用步进马达的高速驱动
的尝试中，可想到使用具有大步宽的马达或降低传递机构的减速比(reduction ratio)。然而，这种方法降^[氐了透#:的驱动分辨率，并难以高精度地驱动透镜。此外，在使用步进马达获得驱动透镜所需的高分辨率的尝试中，可想到使用具有小步宽的马达或增加传递机构的减速比。然而，这种方法降低了透镜的驱动速度，并难以即刻准备拍摄动作。

发明内容
本发明提供一种用于在声音记录时防止记录马达的噪音，并在非声音记录时提供高速透镜驱动的光学系统。
根据本发明的一个方面， 一种光学设备，其具有用于记录运动图片的记录模式和用于记录静止图片的记录模式，所述光
学设备包括光学元件；马达，其包括具有磁体的转子和具有用于向所述磁体提供转动力的线圈的定子，所述马达用于驱动所述光学元件；位置传感器，用于检测所述马达的所述转子的位置；以及驱动电路，用于根据记录模式，选择用于根据所确定的时间间隔来切换对所述马达中的所述线圈的通电的第 一驱动或者用于根据所述位置传感器的输出来切换对所述马达中的所述线圏的通电的第二驱动。
根据以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得显而易见。


图l是根据第一实施例的光学设备的框图。
图2是图l所示的光学设备的拍摄处理的流程图。
图3是示出图2所示的步骤S108中的运动图片记录处理的
细节的流程图。
图4是图l所示的马达和位置传感器的立体图。
图5是示出图4所示的》兹轭(yoke)、位置传感器和转子之间
的相位关系的沿轴线方向的截面图。
5图6是示出图5所示的转子的转动角和马达转矩之间的关系的图，并且是示出转子的转动角和传感器的输出之间的关系的图。
图7A-7D，是示出反馈通电切换模式的操作的沿轴线方向的截面图。
图8是根据第 一 实施例的光学设备的透镜驱动处理的流程图。
图9是示出根据第 一 实施例的驱动量和驱动时间段之间的关系的图。
图IO是根据第二实施例的光学设备的框图。图ll是根据第二实施例的拍摄处理的流程图。图12是根据第二实施例的光学设备中的运动图片记录处理的流程图。
图13是根据第二实施例的光学设备的透镜驱动处理的流程图。
图14是示出驱动速度和驱动精度之间的关系的图。
具体实施例方式
第一实施例
图1是光学设备100的框图。光学设备100通常是指具有可在
运动图片记录和静止图片记录之间切换的记录模式的所谓的数
字照相机或摄像机。光学设备100包括光学系统、图像传感器102、第一信号处理电路103、麦克风104、第二信号处理电路105、数据处理电路106、存储器107、系统控制器108、自动调焦(AF)控制电路109、马达驱动系统、位置传感器113、马达114、释放按钮115和静止图片/运动图片("SM")切换器116。
该光学系统是透镜组或类似结构，并包括作为光学元件的
6调焦透镜(或多个调焦透镜)IOI。来自被摄体的光通过该光学系统并进入图^象传感器102。通过马达114驱动调焦透4竟101。即偵_在调焦透镜101沿光轴方向D细微地往复运动或摆动时，图像倍率也几乎不改变，并只有焦距改变。因此，通过沿光轴方向D移动调焦透镜IOI,可以控制形成在图像传感器102上的图像的焦点。
图像传感器102包括CCD或CMOS传感器等光电转换元件。在图像传感器102中通过光电转换所获得的输出信号被第 一 图像处理电路103放大，并输出为数字视频信号。更具体地，第一信号处理电路103对从图像传感器102输出的模拟电信号提供增益控制并进行伽玛处理，并输出所生成的信号作为R G B图像数据等的数字视频信号。通过利用该视频信号，光学设备100形成运动图像或静止图像。第一信号处理电路103基于已经通过图像传感器102转换为电信号的信号，检测画面的对比度值，并因此可以识别出调焦透4竟101的调焦状态。
如果需要，可以i殳置外部测距方法或相位差^r测方法的AF传感器。外部测距方法的AF传感器检测来自被摄体的光，并输出检测信号。例如，AF传感器通过使用红外光发射元件(IrLED)来向被摄体发射红外光。AF传感器通过其光接收元件接收在被摄体上被反射的红外光，并基于该光接收元件的输出来检测光学系统的调焦状态。AF传感器可以是向被摄体辐射超声波并检测反射波的传感器。此外，在相位差检测方法的AF传感器的情况下，可以将来自祐j聂体的光分割为两个光束，并且可由一对AF传感器检测各个图像。可以直接检测来自被摄体的光，或者可以使用用于分割和才全测入射到光学系统110的光的方法。因此，对于外部测距方法，AF传感器可以检测到被摄体的距离；或者，对于相位差检测方法，AF传感器可以检测从来自被摄体的光束生成的两个图像之间的间隔或偏移量。
相位差检测方法分割来自被摄体的光束，将分割得到的两
个光束引入至两个AF传感器，并基于从这些传感器输出的两个图像之间的偏移量或间隔来计算离焦量。外部测距方法被分为主动方法和被动方法。主动方法向被摄体辐射红外线或超声波，通过传感器检测反射波，并基于反射波返回所需的时间段和辐射角来测量到被摄体的距离。另一方面，被动方法将来自被摄体的光束分割为两个光束，利用两个光接收传感器接收分割得到的光束，并进行来自两个传感器的信号之间的相关性的运算。被动方法对与相关性最大的偏移量相对应的行传感器的像素的编号进行运算，并基于该偏移量通过三角测量原理来获得调焦信息。
本实施例的光学设备100使用对比度检测方法。对比度检测方法通过使调焦透镜往复运动或摆动来提取从成像部输出的视频信号中的高频成分，将调焦透镜移动至提供最大值的位置，并获得对焦状态。
麦克风104将外部声音转换为电信号，并输出该电信号。第二信号处理电路105处理从麦克风104输出的电信号，并将其作为声音信号输出。更具体地，对从麦克风104输出的模拟电信号进行增益控制，然后通过模拟到数字转换将其作为数字声音信号输出。
数据处理电路10 6对从第 一 信号处理电路10 3输出的视频信号以及从第二信号处理电路105输出的声音信号进行数据压缩等处理，然后将所生成的信号记录在存储器107中。可以在用于记录声音信号的声音记录模式和不记录声音信号的非声音记录模式这两种模式之间选择一种模式。
存储器107可以记录从数据处理电路106输出的存储数据。存储器107的类型不受限制，并且可以使用存储卡、照相机内置存储器、带和盘等多种存储器。
系统控制器108控制数据处理电路106和AF控制电路109,并根据从释放按钮115输出的释放信号来执行用于拍摄的序列。此时，通过根据SM切换器116的状态切换用于静止图片拍摄的静止图片模式和用于运动图片拍摄的运动图片模式，来执行拍摄序列。
在静止图片拍摄时，控制数据处理电路106,从而将紧接在按下释放按钮115之后获得的视频信号记录在存储器107中。在运动图片拍摄时，控制数据处理电路106,从而将从刚按下释放按钮115时到下次按下释放按钮115时所获得的视频信号记录在存储器107中。
在运动图片拍摄时，本实施例将数据处理电路106的记录模式设置为声音记录模式，从而同时记录视频信号和声音信号。然而，可以在运动图片拍摄时选择非声音记录模式，或可以在静止图片拍摄时选择声音记录模式。此外，可以提供只记录声音信号的记录模式，并且视频信号和声音信号的记录的结合不受限制。
基于从第 一 信号处理电路10 3输出的视频信号，A F控制电路109输出限定调焦透镜101的驱动目标的驱动目标信号。换句话说，AF控制电路109基于由光学系统形成的图像的对比度值来检测调焦状态。更具体地，AF控制电路109提取从第一信号处理电路10 3输出的视频信号的高频成分，并将其与基准值相比较。当判断为其等于或大于该基准值时，AF控制电路109判断为获得了对焦状态。另一方面，当判断为其小于该基准值时，A F控制电路10 9判断为获得了非对焦状态，并输出调焦透镜101的目标位置从而获得该高频成分的最大值。如果需要，AF控制电路109可以用来基于以上AF传感器的测量结果检测调焦状态。AF控制电路109经由驱动电路110将驱动目标信号输出至第一驱动器111或第二驱动器112。
尽管本实施例将驱动目标信号作为调焦透镜101的目标位置输出，但是可以将驱动目标信号作为调焦透镜101的目标速度输出。此外，尽管本实施例z使用利用对比度^r测方法的AF,但L是如上所述，可以将外部测距方法或相位差纟企测方法用于AF。
马达驱动系统包括驱动电路110、第一驱动器lll、第二驱动器112和计数器117。
驱动电路110根据从AF控制电路109输出的调焦透镜101的驱动目标信号来选择第一驱动器111或第二驱动器112,并输出马达114的驱动信号。更具体地，驱动电路110用作根据从计数器117输出的计数值来计算调焦透镜101的当前位置的位置检测器。此后，驱动电路110通过将调焦透镜101的当前位置和驱动目标信号之间的差乘以预定系数来计算马达114的驱动量。
尽管本实施例基于从位置传感器113输出的检测信号来计算调焦透镜101的当前位置，但是可以使用编码器来检测调焦透镜101的当前位置。可选地，可以通过对由驱动电^各110计算出的驱动量进行积分来计算调焦透镜101的当前位置。此外，尽管本实施例将驱动信号作为马达114的驱动量输出，但是可以将驱动信号作为马达114的驱动速度输出。
第一驱动器lll根据所确定的时间间隔，切换对马达114中的线圈的通电。第一驱动器111根据从驱动电路110输出的驱动信号，通过非反馈通电切换驱动来驱动马达114。后面将说明非
反々贵通电切4奐驱动。
第二驱动器112根据位置传感器113的输出，切换对马达1M中的线圏的通电。第二驱动器112根据从驱动电路110输出的驱
10动信号，通过反4t通电切换驱动(无刷驱动(brushless driving)) 来驱动马达114。后面将说明反馈通电切换驱动。
位置传感器113检测马达114中的转子位置，并输出检测信 号。马达114根据第一驱动器111或第二驱动器112的输出而转动。
图4是马达114和位置传感器113的立体图，其中，为了便于 说明，切去了组件的一部分。如日本特开平09-331666所/i^开地 配置马达114。马达114包括具有磁体201的转子202、第一线圈 203、第二线圈204、第一磁辄205和第二磁扼206。位置传感器 113包括第 一位置传感器207和第二位置传感器208。第一线圈 203、第二线圈204、第一磁轭205、第二》兹轭206、第一位置传 感器207和第二位置传感器208构成定子。
磁体201是外周被多极磁化的圆柱形永^兹体。磁体201具有 磁力相对于角度位置在径向上具有正弦强度的磁化样式。由定 子可转动地支撑转子202,并且转子202与磁体201 —体化地固 定。第一磁轭205具有多个由第一线圈203励^兹的》兹极齿。通过 改变励磁极，可以改变赋予转子202的转矩。第二磁轭206具有 多个由第二线圏204励磁的磁极齿。通过改变励磁极，可以改变 赋予转子202的转矩。第一位置传感器207和第二位置传感器208 是用于4企测磁体201的磁通量并输出检测信号的霍尔元件。当n 是磁体201的极数时，电角度360。相当于实际的转子角度的 720/n。。
本实施例通过霍尔元件一企测转子-兹体的》兹通量。然而，枱， 测转子的位置的方法不受限制。可以布置并检测随着转子202 的转动而移位的检测磁体，或者可以由光学传感器读取挡光板 或图形化表面。此外，位置传感器可以与马达一体化并固定到 马达上，或固定到与该马达分离的构件上。第一驱动器111通过非反馈通电切换驱动来驱动马达114。
第一驱动器lll根据输入驱动脉冲间隔(驱动频率)和转动方向
在对第 一 线圏203的通电和对第二线圏204的通电之间顺序切 换，从而使转子202以期望的速度转动。此外，第一驱动器lll 可以根据输入驱动脉冲的数量，使转子2 02转动期望的角度。
第一驱动器lll可以通过作为非反馈通电切换驱动的一种 的微步进驱动来操作马达114。当逐步改变施加到第一线圈203 或第二线圈204的电压时，可以由微步进驱动来分割 一 个步长以 进行定位。本实施例提供脉宽调制("PWM")并逐步改变电压。 由于可以由微步进驱动来分割一个步长以进行定位，因而可获 得细微移位的高分辨率和高可控性。
在非反馈通电切换驱动中，根据输入驱动脉冲间隔来确定 转动速度，并且通过控制该驱动脉冲间隔，可获得精确的速度 控制。特别是在低速驱动时，可获得稳定的控制和无声的低速 驱动。此外，由于通过控制驱动脉沖间隔可获得加速度/减速度 控制，所以可以获得无声的和适度的加速度和减速度。然而， 当脉冲间隔小时(或当驱动频率大时)，马达不能响应对线圏的 通电的切换，并可能发生失步。因此，有必要对驱动脉冲间隔 设置下限并预期对于实际负载的预定安全比，并且限制高速驱 动。
第二驱动器112通过反馈通电切换来驱动马达114。第二驱 动器112根据从AF控制电路109输出的调焦透镜101的驱动目标 信号来驱动马达114。此时，第二驱动器112根据从第一线圏203 和第二线圈204输出的信号，顺序切换对第一线圏203和第二线 圏204的通电。因此，能够使转子202转动期望的角度。此外， 通过控制在第一线圈203和第二线圏204中流过的电流，可以以 期望的转矩转动转子202。驱动器112可以比驱动器111更快地移动调焦透镜101。另一 方面，驱动器lll可以比驱动器112更精确地将调焦透4竟101定位 于对焦位置。
计数器117通过计数从位置传感器113输出的检测信号，输 出计数值。
当用户按下释放按钮115时，释放按钮115输出释放信号并 将拍摄定时指示给照相机。当用户操作SM切换器116时，SM切 换器116在静止图片模式和运动图片模式之间切换。
图2是光学设备IOO的拍摄处理的流程图。
当拍摄处理开始时(SIOI)，将数据处理电路106的记录模式 设置为非声音记录模式(S102)。之后，AF控制电路109判断其是 否能识别出对焦状态(S10 3),并在判断为还没有获得对焦状态 时，AF控制电路109提供AF控制(S104)。接着，判断光学设备 IOO是否被设置为运动图片模式(S105)。当光学设备100被设置 为运动图片模式时，判断释放按钮115是否被全按下(S106)，并 且如果没有则流程返回顶部。当释放按钮115被全按下时，将数 据处理电路106的记录模式设置为声音记录模式(S107)，并且随 后进行运动图片记录处理(S108)。后面将说明运动图片记录处 理。
当光学设备100被设置为静止图片模式时，判断释放按钮 115是否^皮半按下(S109)，并且如果没有则流程返回顶部。当释 放按钮115被半按下时，A F控制电路10 9判断其是否能识别出对 焦状态(SllO),并且当判断为还没有获得对焦状态时，AF控制 电路109提供AF控制(S111)。接着，判断释放按钮115的半按下 是否结束(S112),并且如果结束则流程返回顶部。当释放按钮 115的半按下结束时，判断释放按钮115是否被全按下(S113), 并且如果没有则再次判断释放按钮115的半按下是否结束(S112)。当释放按钮115被全按下时，随后进行静止图片记录 (S114)。
图3是步骤S108的运动图片记录处理的细节的流程图。当 运动图片记录开始时(S201)，数据处理电路106指示存储器107 开始记录运动图像(S202)。之后，AF控制电路109判断其是否能 识别出对焦状态(S203)，并且当判断为还没有获得对焦状态时， AF控制电路109提供AF控制(S204)。接着，判断释放按钮115是 否被全按下(S205),并且如果没有则AF控制电路109再次判断其 是否能识别出对焦状态(S203)。当释》文按钮115被全按下时，数 据处理电路106停止运动图片记录(S206),运动图片记录处理结 束，并且流程返回正常操作(S207)。以上处理使得光学设备IOO 能够记录静止图片和包括声音的运动图片。
图5是示出第一磁轭205、第二磁轭206、位置传感器113和 转子202之间的相位关系的沿轴线方向的截面图，并且图 7A-7D，是示出反馈通电切换模式的操作的沿轴线方向的截面 图。在图5和图7A-7D，中，顺时针方向是正方向。205a至205d 表示第 一磁辄205的磁极齿，并且206a至206d是第二磁辄206的 磁极齿。在本实施例中，磁体具有磁化角P为45。的8个极。此外， 当第一磁辄205用作基准时，第二磁扼206的相位P/2是-22.5。， 第一位置传感器207具有+22.5。的相位(31,并且第二位置传感器 208具有-45°的相位(32。
下面的说明通过利用电角度来讨论反馈通电切换模式的操 作。假设磁体的功率的一个周期是360。来表示电角度，并且将 电角度表示为如下，其中，M是转子的极数，e。是实际角度。
等式l
9 = 2x90/M
第一磁辄205和第二磁辄206之间的相位差、第一位置传感
14器207和第二位置传感器208之间的相位差、第一^t轭205和第一 位置传感器207之间的相位差中的每一 个是90。的电角度。在图5 中，第一磁轭的磁极齿中心与磁体的N极中心相对。假设该状 态是转子的初始状态，并且电角度是0。。
图6(1)是示出转子202的转动角和马达转矩之间的关系的 图，其中，横轴表示电角度，并且纵轴表示马达转矩。假设使 转子2 02顺时针转动的马达转矩为正。当电流沿正向流过第 一 线 圈203时，第一磁轭205被磁化为N极，并且在第一磁轭205和磁 体的磁极之间产生电磁力。当电流沿正向流过第二线圏204时， 第二磁辄20 6被磁化为N极，并且在第二磁轭206和磁体的磁极 之间产生电磁力。当两个电磁力合成时，随着转子202转动，获 得示意性的正弦转矩(转矩曲线A+B+)。在其它通电状态中，获 得类似的示意性的正弦转矩(转矩曲线A+B-、 A-B-、 A-B+)。此 外，将第一磁轭205布置为相对于第二磁轭206具有90。的电角度 的相位，并因此四个转矩具有90。的电角度的相位差。
图6(2)是示出转子202的转动角和传感器输出之间的关系 的图，其中，横轴表示电角度，并且纵轴表示位置传感器的输 出。磁体201在径向上相对于电角度具有示意性的正弦的磁化样 式。因此，从第一位置传感器207获得示意性的正弦波信号(位 置传感器信号A)。在本实施例中，当与磁体201的N才及相对地布 置时，第一位置传感器207输出正值。此外，第二位置传感器208 被布置成相对于第一位置传感器207具有90。的电角度的相位， 并因此从第二位置传感器208获得余弦波信号(位置传感器信号 B)。在本实施例中，第二位置传感器208相对于第一位置传感器 207反转其极性，并因此当与磁体201的S极相对地布置时，输 出正值。
通过将位置传感器信号A和B转换为二进制形式来生成二
15进制信号A和B。在反馈通电切换模式中，基于二进制信号A切 换对第 一 线圏203的通电，并且基于二进制信号B切换对第二线 圈204的通电。换句话说，当二进制信号A是正值时，电流沿正 向流过第一线圈203,并且当二进制信号A是负值时，电流沿反 向流过第一线圈203。此外，当二进制信号B是正值时，电流沿 正向流过第二线圈204,并且当二进制信号B是负值时，电流沿 反向流过第二线圈204。
接着是对反馈通电切换模式的操作的说明。图7 A - 7 D ，是示 出反馈通电切换驱动的操作的沿轴线方向的截面图。图7A示出 转子202转动135。的电角度的状态。各传感器的输出是图6(2)(a) 中所示的值，其中，二进制信号A是正值，并且二进制信号B 是负值。因此，电流沿正向流过第一线圈203，并且第一i兹轭205 被磁化为N极，并且电流沿反向流过第二线圈204,并且第二磁 扼206被磁化为S极。此时，对应于转矩曲线A+B-的顺时针转矩 工作，转子202响应于e方向的转动力转动。
图7B示出转子202转动180°的电角度的状态。第 一位置传 感器207位于N才及和S极之间的边界处。因此，在180。的电角度 的边界处，二进制信号A从正值切换成负值，并且第一线圏203 的通电方向乂人正向切换成反向。该电角度与转矩曲线A+B-和转 矩曲线A-B-之间的交点的电角度一致。
图7B，示出转子202转动180。的电角度，并且切换第一线圈 203的通电方向的状态。电流沿反向流过第一线圈203,并且第 一磁辄205被磁化为S极；电流沿反向流过第二线圏204,并且 第二磁轭206被磁化为S极。此时，对应于图6(1)中的转矩曲线 A - B -的顺时针转矩工作，并且转子2 02响应于e方向的转动力转 动。
图7C示出转子202转动225。的电角度的状态。各传感器的输出具有图6 (2) (c)中所示的值，并且二进制信号A和二进制信 号B都具有负值。因此，电流沿负向流过第一线圏203,第一磁 轭205被磁化为S极，并且电流沿反向流过第二线圏204,第二 磁轭206被磁化为S极。此时，产生对应于图6(1)中所示的转矩 曲线A - B -的顺时针转矩，并且转子202响应于e方向的转动力转 动。
图7D示出转子202转动270°的电角度的状态。第二传感器 208位于N极和S极之间的边界处。因此，在270。的电角度的边 界处，二进制信号B从负值切换成正值，并且第二线圈204的通 电方向从反向切换成正向。该电角度与转矩曲线A-B-和转矩曲 线A-B+之间的交点的电角度 一 致。
图7D，示出转子202转动270。的电角度，并且切换第二线圏 204的通电方向的状态。电流沿正向流过第二线圏204,并且第 二磁轭206被磁化成N极；电流沿反向流过第一线圏203,并且 第一；兹辄205被》兹化成S极。此时，产生对应于图6(1)中所示的 转矩曲线A-B+的顺时针转矩，并且转子202响应于e方向的转动 力转动。
通过重复上面的操作，可以使转子202持续转动。此外，当 反转二进制信号A或B的正和负时，可以得到反向转动。
在反馈通电切换模式中，可以通过输入驱动脉冲数和转动 方向来使转子202转动期望的角度。此外，通过控制流过线圈的 电流，可以改变每个磁辄中的磁极齿和磁体的磁极之间的磁力， 可以控制施加到转子202的转动力，并且可以使转子202以期望 的速度转动。
在反馈通电切换模式中，通过使位置传感器113的信号的相 位前移，可以改变马达114的特性。高速转动缩短了反々贵通电切 换模式中的通电切换周期。由于线圏的电感影响，与未缩短的通电切换周期相比，短的通电切换周期使电流值的前沿延迟， 并且转矩变得更小。然而，位置传感器的信号的快相能防止电 流值的延迟并且限制在高速转动时转矩的下降。
反馈通电切换模式在对应于各转矩曲线的交点的电角度处
切换通电，并且可以将从马达114获得的转矩最大化(图6(1), 转矩曲线T)。
在非反馈通电切换模式中，当驱动频率高时，转子202的转 动不能跟上通电切换，并可能造成失步。然而，反馈通电切换 模式在检测转子2 02的位置的同时切换通电，因此在正常的控制 下不太可能发生失步。因此，不需要非反馈通电切换模式所要 求的驱动速度的限制和安全比的预期。与非反馈通电切换模式 相比，反馈通电切换模式能提供更快和更高效率的驱动。通过 控制流过线圏的电流，反馈通电切换模式能控制速度，但在低 速驱动时需要使用低电流值，这降低了转矩。因此，在低速驱
动时定位精度降低。
图8是本实施例中的透镜驱动处理的流程图。当将从AF控 制电路109输出的调焦透镜101的驱动目标信号输入至驱动电路 110时(S301),判断数据处理电路106的记录模式(S302)。当记录 模式被设置为声音记录模式时，将阈值SH设置成预定阈值 A(S303);当记录模式没有被设置为声音记录模式时，将阈值SH 设置成预定阔值B(S304)。阈值A可大于阅值B。因此，可防止 在较大范围内的马达噪音的记录。接着，当根据输入的驱动目 标信号计算马达114的目标驱动量TGT时(S305)，判断目标驱动 量TGT是否小于阈值SH(S306)。目标驱动量TGT是调焦透镜101 的目标位置和调焦透4竟101的当前位置之间的差。当目标驱动量 TGT小于阈值SH时，将对应于目标驱动量TGT的驱动信号输出 至第 一 驱动器111 ，并通过非反馈通电切换驱动来驱动马达114(S307)。另一方面，当目标驱动量TGT等于或大于阈值SH时， 将对应于目标驱动量TGT的驱动信号输出至第二驱动器112，并 通过反馈通电切换驱动来驱动马达114(S308)。因此，当记录模 式是运动图片记录时，驱动电路110选择第一驱动器111，并且 当记录模式是静止图片记录时，驱动电路110选择第二驱动器 112。无论哪种情况，根据从AF控制电路109输出的驱动目标信 号驱动调焦透镜101 。上述过程使得本实施例的照相机能根据驱 动目标驱动透镜并且提供AF控制。
图9是示出本实施例中的驱动量和驱动时间段之间的关系 的图。横轴表示驱动量，并且纵轴表示驱动占用的时间段。A 和B表示阈值A和B。由"非反馈"示出的虚线表示在非反馈通电 切换驱动中的驱动量和驱动时间段之间的关系，并且由"反馈" 示出的虚线表示在反馈通电切换驱动中的驱动量和驱动时间段 之间的关系。非反馈通电切换驱动慢于反馈通电切换驱动，并 具有更大的梯度。
当目标驱动量小于阈值A时，本实施例的透镜驱动处理为 运动图片模式提供非反馈通电切换驱动，并且当目标驱动量等 于或大于阈值A时，本实施例的透镜驱动处理为运动图片模式 提供反馈通电切换驱动。因此，在运动图片模式中，除了当移 动量非常大时以外，本实施例通过容易实现无声驱动的非反馈 通电切换驱动来驱动透镜，并能降低运转噪音。此外，当目标 驱动量小于阈值B时，本实施例为静止图片模式提供非反馈通 电切换驱动，并且当目标驱动量等于或大于阈值B时，本实施 例为静止图片模式提供反馈通电切换驱动。因此，即使当移动 量大时，在静止图片模式中也可获得缩短的驱动时间段和较短 的调焦时间，敬。
因此，在能够记录图像和声音的光学设备100中，本实施例可以防止在声音记录时记录马达的运转噪音，并且在非声音记 录时可获得高速变焦操作。 第二实施例
接着是第二实施例的说明。将省略对与第 一 实施例相同的
部分的重复说明。图IO是示出根据第二实施例的光学设备100A 的结构的解释图。
301表示由马达114沿光轴方向D驱动的并能改变图像传感 器102的成像面中的变倍状态的变焦透镜(光学元件)。309表示 基于从变焦操作部件318输出的操作信号来输出变焦透镜301的 驱动目标信号的变焦控制电路。更具体地，输出变焦透镜301 的目标速度，以使得变焦操作部件318的操作方向能与变焦透镜 301的驱动方向一致，并且变焦操作部件318的操作量能与变焦 透镜301的驱动速度一致。310表示驱动电路，该驱动电路根据 从变焦控制电路309输出的变焦透镜301的驱动目标信号来选择 第一驱动器111和第二驱动器112中的一个，并输出马达114的驱 动信号。更具体地，通过将变焦透镜301的驱动速度乘以预定系 数来计算马达114的驱动速度。318表示根据用户的操作方向和 操作量来输出操作信号的变焦操作部件。
图11是示出光学设备10 0 A的拍摄处理的流程图。当拍摄处 理开始时(S401)，将数据处理电路106的记录模式设置为非声音 记录模式(S402)。此后，变焦控制电路309提供变焦控制(S403)。 接着，判断照相机是否被设置为运动图片模式(S404)。当光学 设备100A被设置为运动图片模式时，判断释放按钮115是否被 全按下(S405),并且如果没有则流程返回顶部。当释放按钮115 被全按下时，将数据处理电路10 6的记录模式设置为声音记录模 式(S406)，并且随后进行运动图片记录处理(S407)。将在后面说 明运动图片记录处理。当光学设备100A被设置为静止图片模式时，判断释放按钮115是否被半按下(S408),并且如果没有则流 程返回顶部。当释放按钮115被半按下时，变焦控制电路309提 供变焦控制(S409)。接着，判断释放按钮115的半按下是否结束 (S410),如果是则流程返回顶部。当释放按钮115的半按下没有 结束时，判断释放按钮115是否^皮全按下(S411),并且当释放按 钮115没有被全按下时，再次判断释放按钮115的半按下是否结 束(S410)。当释放按钮115被全按下时，随后进行静止图片记录 (S412)。
图12是光学设备100A的运动图片记录处理的流程图。当运 动图片记录开始时(S501)，数据处理电路106开始记录运动图像 (S502)。此后，变焦控制电路309提供变焦控制(S503)。接着， 判断释放按钮115是否被全按下(S504)，并且如果没有则变焦控 制电路309再次I是供变焦控制(S503)。当释》文按4丑115^皮全按下 时，数据处理电路106停止记录运动图像(S505)，并且运动图片 记录处理结束并且流程返回正常4喿作(S506)。
通过上述处理，光学设备100A能记录静止图像和包括声音 的运动图像。
图13是本实施例中的透镜驱动处理的流程图。当将从变焦 控制电路309输出的变焦透镜301的驱动目标信号输入至驱动电 路310时(S601)，判断数据处理电路106的记录模式(S602)。当记 录模式被设置为声音记录模式时，将阈值SH设置成预定阈值 A(S603);当记录模式没有被设置为声音记录模式时，将阈值SH 设置成预定阈值B(S604)。阈值A可大于阈值B。接着，当根据 输入的驱动目标信号计算马达114的目标速度TGT时(S605),判 断目标速度TGT是否小于阈值SH(S606)。当目标速度TGT小于 阚值SH时，将对应于目标速度TGT的驱动信号输出至第一驱动 器lll,并通过非反馈通电切换驱动来驱动马达114(S607)。另
21一方面，当目标速度TGT等于或大于阈值SH时，将对应于目标 速度TGT的驱动信号输出至第二驱动器112,并通过反馈通电切 换驱动来驱动马达114(S608)。无论哪种情况，根据从变焦控制 电路309输出的驱动目标信号驱动变焦透镜301。
上述的过程使得光学设备100A能够根据驱动目标来驱动 透镜并提供变焦控制。
图14是示出本实施例中的驱动速度和驱动精度之间的关系 的图。横轴表示驱动速度，并且纵轴表示驱动精度。A和B表示 阈值A和B。由"非反馈"示出的虚线表示在非反馈通电切换驱动 中的驱动速度和驱动精度之间的关系，并且由"反馈"示出的虚 线表示在反馈通电切换驱动中的驱动速度和驱动精度之间的关 系。在非反馈通电切换驱动中，在失步速度V2或更高速度的情 况下发生失步，因此驱动精度突然降低。此外，在反馈通电切 换驱动中，基于电流量来控制速度，并在低速驱动时转矩降低。 因此，驱动精度在低速时逐渐降低，在速度V1处降低到负载转 矩以下，并且透镜停止。
当目标速度小于阈值A时，本实施例的透镜驱动处理为运 动图片模式提供非反馈通电切换驱动，并且当目标速度等于或 大于阈值A时，本实施例的透镜驱动处理为运动图片模式提供 反馈通电切换驱动。因此，在运动图片模式中，除了当目标速 度非常大时以外，本实施例通过容易实现无声驱动的非反馈通 电切换驱动来驱动透镜，并能降低运转噪音。
此外，在静止图片模式中，当目标速度小于阈值B时，本 实施例通过非反々贵通电切换驱动来驱动透镜，并且当目标速度 等于或大于阈值B时，本实施例通过反馈通电切换驱动来驱动 透镜。因此，在静止图片模式中，除了当目标速度小时以外， 通过反馈通电切换驱动来驱动透镜，并且可获得高速驱动。因此，在能够记录图像和声音的光学设备100A中，本实施 例可以防止在声音记录时记录马达的运转噪音，并且在非声音 记录时可获得高速变焦操作。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但应当理解，本 发明不限于所公开的典型实施例，所附权利要求书的范围符合 最宽的解释，以涵盖所有的修改、等同的结构和功能。
权利要求
1.一种光学设备，其具有用于记录运动图片的记录模式和用于记录静止图片的记录模式，所述光学设备包括光学元件；马达，其包括具有磁体的转子和具有用于向所述磁体提供转动力的线圈的定子，所述马达用于驱动所述光学元件；位置传感器，用于检测所述马达的所述转子的位置；以及驱动电路，用于根据记录模式，选择用于根据所确定的时间间隔来切换对所述马达中的所述线圈的通电的第一驱动或者用于根据所述位置传感器的输出来切换对所述马达中的所述线圈的通电的第二驱动。
2. 根据权利要求l所述的光学设备，其特征在于，当记录 模式被设置为用于记录运动图片的记录模式时，所述驱动电路 选择所述第一驱动，并且当记录模式被设置为用于记录静止图 片的记录模式时，所述驱动电路选择所述第二驱动。
3. 根据权利要求l所述的光学设备，其特征在于，还包括 控制电路，所述控制电路用于经由所述驱动电路对所述第一驱 动或所述第二驱动输出限定驱动所述光学元件的目标的驱动目 标信号，其中，所述驱动电路能够根据所述驱动目标信号来选择所 述第一驱动或所述第二驱动。
4. 根据权利要求3所述的光学设备，其特征在于，还包括 位置检测器，所述位置检测器用于检测所述光学元件的当前位 置，其中，所述驱动目标信号限定所述光学元件的目标位置，以及其中，当作为所述目标位置和所述当前位置之间的差的目 标驱动量小于阈值时，所述驱动电路选择所述第一驱动，并且当所述目标驱动量等于或大于所述阈值时，所述驱动电路选择所述第二驱动。
5. 根据权利要求3所述的光学设备，其特征在于，所述驱动目标信号限定所述光学元件的目标速度，以及其中，当所述目标速度小于阈值时，所述驱动电路选择所述第一驱动，并且当所述目标速度等于或大于所述阈值时，所述驱动电路选择所述第二驱动。
6. 根据权利要求4或5所述的光学设备，其特征在于，所述驱动电路将当记录模式被设置为用于记录运动图片的记录模式时的所述阈值设置成大于当记录模式被设置为用于记录静止图片的记录模式时的所述阈值。
全文摘要
本发明提供了一种光学设备。该光学设备具有用于记录运动图片的记录模式和用于记录静止图片的记录模式，并包括光学元件；马达，其包括具有磁体的转子和具有用于向所述磁体提供转动力的线圈的定子，所述马达用于驱动所述光学元件；位置传感器，用于检测所述马达的所述转子的位置；以及驱动电路，用于根据记录模式，选择用于根据所确定的时间间隔来切换对所述马达中的所述线圈的通电的第一驱动或者用于根据所述位置传感器的输出来切换对所述马达中的所述线圈的通电的第二驱动。
文档编号G02B7/04GK101493565SQ200910001189
公开日2009年7月29日 申请日期2009年1月23日 优先权日2008年1月25日
发明者安田悠, 木矢村公介, 青岛力 申请人:佳能株式会社