用于照相机的变焦 方法和装置 本发明涉及用于照相机的变焦方法和装置。具体而言，本发明涉及在变焦操作过程中用于减小空回和聚焦误差的变焦装置和方法。
各种具有变焦系统的照相机都有一个变焦开关。该变焦开关包括由用户操作的远摄角开关和广角开关，用于在变焦时移动变焦镜头筒。远摄角开关使照相机从广角位置向远摄角位置变焦。广角开关使照相机从远摄角位置向广角位置变焦。
在操作中，远摄角开关和广角开关向驱动变焦镜头筒的电机驱动单元输出一个信号。然后一个编码器检测该变焦镜头筒的移动并产生一个变焦位置信号。每个变焦位置是与预定焦距对应的分立位置。这些变焦位置可以是例如38mm，45mm，55mm，60mm，65mm，75mm，80mm，90mm，100mm，105mm，和115mm。
这样，当用户停止变焦开关的操作时，变焦位置依据从编码器接收的变焦位置信号而停在上述分立变焦位置中的一个位置上。但是，从远摄角位置向广角位置变焦时，变焦镜头筒的移动与从广角位置向远摄角位置变焦时变焦镜头筒的移动不同。变焦镜头筒的该移动差异是因驱动该变焦镜头筒的电机齿轮的空回所致，其结果可产生聚焦误差。聚焦误差也可因编码器图样的不准确而产生。因此，从80mm到90mm的变焦与从100mm到90mm的变焦相比，所得的焦距(即90mm)将是不同的。
美国专利第5,280,317号中公开了一种已有的驱动方法。专利′317表明，当远摄角开关启动时，驱动系统正向驱动变焦电机，并且既使在该远摄角开关关闭之后，仍继续正向驱动变焦电机。只有当预定时间周期过后，该驱动系统才停止驱动变焦电机。相似地，当广角开关启动时，驱动系统反向驱动变焦电机，且在该广角开关关闭之后仍继续该驱动直至预定时间周期结束。之后，该驱动系统正向驱动该变焦电机，直到收到变焦目标位置的编码器信号为止。图5是说明使用′317号专利公开地系统、从远摄角位置向广角位置变焦操作的图。
例如，当从100mm变焦位置向80mm变焦位置变焦时，驱动系统从100mm位置向75mm位置反向驱动该变焦电机，以便从该编码器中读出80mm与75mm位置间的边界。然后，该驱动系统使该变焦电机倒转、向前将该变焦镜头筒移动到80mm变焦位置。图6是表示与现有变焦系统中多个焦距对应的变焦起始和停止位置的表。
′317号专利的方法的缺陷是不能消除因编码器图样不准确而带来的焦距误差。第二个问题是，改变变焦位置时，在正反两个方向进行电机驱动会引起用户的视觉不适。因此，需要一种能消除编码器图样不准确问题的宜于用户的变焦系统。
根据本发明的变焦系统和方法，能减小焦距误差和消除变焦操作中产生的机械空回。
为实现这些和其它的优点，本发明的变焦系统被用在具有可至少在两个变焦方向上移动的变焦镜头筒的照相机上。该变焦系统包含一个选择照相机变焦操作的开关装置；一个编码器检测该变焦镜头筒的变焦位置，并产生代表该被检测变焦位置的变焦位置信号；一个存储器用于存储关于各变焦位置，以及在各变焦位置处的关于各变焦方向的焦距误差数据；一个变焦电机驱动器驱动沿变焦方向移动变焦镜头筒的变焦电机；最后，一个控制装置控制该照相机，该控制装置包括在该开关装置接通时，用于沿一个电机方向驱动变焦电机的装置，以及在该开关装置切断后，在预定时间周期内沿该电机方向驱动该电机的装置，还有用于根据被检测的变焦位置和与该被检测变焦位置对应的焦距误差数据计算焦距自动修正值的装置。
上述的一般性说明和下述对实施例的具体描述，目的均在于对本发明的权利要求作进一步的阐明。
下面结合附图对本发明的具体描述及对本发明原理的说明将有助于对本发明的进一步理解。
在附图中：
图1是根据本发明的变焦系统的框图；
图2A-2C是表示图1变焦系统操作方法的流程图；
图3是说明与多个预定焦距对应的变焦起始和停止位置的表；
图4表示根据本发明的编码器的编码器图样；
图5是表示在已有变焦系统中，从远摄角位置向广角位置进行变焦操作的图；
图6是表示与图5中已有变焦系统的多个焦距对应的变焦起始和停止位置的表。
下面结合附图具体说明本发明。
图1表示根据本发明的变焦系统。如图1所示，该变焦系统包括一个释放开关S1，一个广角开关S2，一个远摄角开关S3，一个编码器10，一个距离测量单元20，一个亮度测量单元30，一个控制器40，一个曝光单元50，一个具有变焦电机M的变焦电机驱动器60，和一个存储器70。
编码器10检测变焦镜头筒(未示出)的变焦位置；距离测量单元20测量到达被摄物的距离；亮度测量单元30测量被摄物周围的亮度；控制器40产生多个控制曝光单元50、变焦电机驱动器60及存储器70的控制信号；存储器70存储各变焦位置和该变焦镜头筒的变焦方向上的焦距误差数据。
被存储在存储器70中的焦距误差数据用于修正焦距误差。在制造过程中，该焦距误差数据被存入存储器70，在使用照相机时，该数据被取出。在制造过程中，自动准直仪(未示出)测量各变焦位置处的两个焦距。第一焦距对应于该变焦镜头筒从相对的远摄角位置移动到各相应变焦位置的情况，这是指该变焦镜头筒沿着从远摄角位置向广角位置移动的广角方向运动时的焦距。第二焦距对应于该变焦镜头筒从相对的广角位置移动到各相应变焦位置的情况，这是指该变焦镜头筒沿着从广角位置向远摄角位置移动的远摄角方向运动时的焦距。而后，该自动准直仪向一个修正控制器(未示出)输出所检测到的各变焦位置和变焦方向的焦距测量值。
该修正控制器计算对应于被自动准直仪检测到的焦距与该相应变焦位置的预定焦距的差别量的焦距误差数据值。之后，该修正控制器70将该焦距误差数据存入存储器70。另外，对于各变焦位置，该修正控制器计算两个与两变焦方向(即，广角方向和远摄角方向)对应的焦距误差数据值。这两个误差数据值将因变焦电机M的机械空回和编码器的相邻变焦位置间的间隙而互不相同。
图4表示用于本发明的系统中的编码器10。如图4所示，编码器10包括四个导电区EN0-EN3。每个导电区EN0-EN3连接与四个电刷(未示出)相对应的四个端点中的一个。当一个端点与一个导电区接触时，编码器10产生一个“0”信号。反之，编码器10产生一个“1”信号。来自电刷的变焦编码数据“1”和“0”代表变焦位置并被表示在图3表中的第1栏里。
下面结合图2A-2C说明本发明照相机变焦系统的操作。当该照相机被打开且用户操作广角开关S2(步骤第100到120)时，控制器40输出一个广角信号以便驱动变焦电机驱动器60(步骤第130)。从而，变焦电机驱动器60沿正向转动该变焦电机M，而使变焦镜头筒沿广角方向移动。编码器10根据该变焦镜头筒的移动检测该相应的焦距，并向控制器40输出一个基于该被检测焦距的变焦位置信号(步骤第140)。
当广角开关S2的该操作被撤消时，控制器40输出一个控制信号以便在长度为第一预定时间周期的时间内进一步在向前的方向驱动该变焦电机M，该第一预定时间周期自控制器40接收到代表目标边界的编码器信号的时刻开始(步骤第150到170)。为了消除齿轮产生的空回或推斥以及由该编码器相邻变焦位置间的间隙产生的焦距误差，既使在该广角开关S2被切断后，变焦电机驱动器60在第一预定时间周期内仍驱动该变焦电机M。例如，从100mm位置向80mm位置变焦时，变焦电机驱动器60驱动变焦电机M直到编码器10输出代表90mm位置和80mm位置之间边界的信号为止。之后，驱动器60在第一预定时间周期内继续驱动变焦电机M，该第一预定时间周期是从控制器40接收到代表90mm位置和80mm变焦位置间的边界的编码信号的时刻开始的。
接着，控制器40根据该编码器信号确定一个焦距，并从存储器70中读出与当时的变焦位置和变焦方向相对应的该焦距误差数据(步骤第180)。根据从存储器70读出的焦距误差数据和从编码器10得到的该焦距，控制器40计算一个自动焦距(AF)修正值。
然后，该控制流程进至图2C所示的步骤第260。当释放开关S1被半程压下时，控制器40产生使距离测量单元20测量到达被摄物距离和使亮度测量单元30测量被摄物周围亮度的控制信号(步骤第260至280)。随后，根据从距离测量单元20得到的距离信号和在步骤第180计算的AF修正值、控制器40产生一个AF控制信号(步骤第290)。当释放开关S1被完全压下时，变焦镜头筒依据该AF控制信号被定位(步骤第300到310)。接着，曝光单元50对被摄物曝光，该控制流程结束(步骤第320到330)。
当用户操作远摄角开关S3时，与操作广角开关S2不同，该控制流程进行至图2B的步骤第190。然后，控制器40向变焦电机驱动器60输出一个远摄角信号(步骤第200)。从而，变焦电机驱动器60反向转动变焦电机M、使该变焦镜头筒沿远摄角方向移动。编码器10根据变焦镜头筒的移动检测相应的焦距，并向控制器40输出一个与该被检测焦距相对应的变焦位置信号(步骤第210)。
当该远摄角开关S3被切断时，控制器40向变焦电机驱动器60输出一个控制信号以沿该反方向继续转动该变焦电机M，直到第二预定时间周期结束为止(步骤第220到230)。为了消除由变焦电机M的齿轮产生的空回或推斥以及由该编码器相邻变焦位置间的间隙产生的焦距误差，既使在该远摄角开关S3被切断之后，变焦电机驱动器60仍在该第二预定时间周期内驱动该变焦电机M，该第二预定时间周期是从控制器40得到代表一个目标边界的编码器信号的时刻开始的。
在该第二预定时间周期结束后，控制器40控制变焦电机驱动器60使该变焦驱动电机M停止运转(步骤第240)。之后，控制器40根据该编码器信号确定一个焦距，并从存储器70读出与当时的变焦位置及变焦方向相应的该焦距误差数据(步骤250)。另外，控制器40根据从存储器70读取的该焦距误差数据和从该编码器得到的焦距计算自动焦距(AF)修正值。然后，该控制流程进至图2的步骤第260、且该控制按图2C所示方法继续进行。
图3是表示本发明变焦操作的表。该表中的第一栏代表与从编码器10输出的编码信号对应的变焦码数据。该表的第二栏代表与该变焦码数据对应的变焦位置数。该表的第三栏代表各变焦位置的焦距。该表的第四栏表示沿远摄角方向的变焦操作，而第五栏表示沿广角方向的变焦操作。也就是，当从位置0变焦到位置2时，变焦镜头筒被移动到位置1与位置2之间的边界，并在预定的时间周期t1内继续被移动。另一方面，当从位置2变焦到位置0时，变焦镜头筒被移到位置1与位置0之间的边界，并在预定的时间周期t2内继续被移动。该第一和第二预定时间周期的值取决于该变焦电机M的特性和该编码器的各相邻变焦位置之间的间隙，并且是消除该机械空回所需的最小时间量。
对本领域的技术人员而言，很显然，在不脱离本发明的宗旨或范围的前提下，可对本发明的系统和方法作出改进和变化。本发明涵盖了包含在所附的权利要求书及它们的等同物的范围内，由技术人员所提供的对本发明的各种改进和变化。