具有電池電量補償能力的攝像機快門系統的製作方法
2023-05-27 22:33:51
專利名稱：具有電池電量補償能力的攝像機快門系統的製作方法
技術領域：
本發明關於一攝像機，特別是指一電子式攝像機快門系統。
背景技術：
攝像機為廣泛使用的消費性電子產品。傳統的底片式攝像機有多種形式可供選擇，如自動對焦攝像機或專業的單眼相機等。一攝像機的功能與其相機設計與內設元件相關。其中，所有現代化攝像機普遍具有的元件為由電池提供電功率的電子式控制快門。
攝像機，特別是具某種自動化程度的攝像機有個問題，其問題在於當電池電量枯竭時，平穩的快門操作即難以持續。無法平穩的操作快門將導致照片的品質下降。基於特殊的快門機械系統與電子系統設計以及該快門位置的測量方式，一個電量不足的電池可能導致攝像機所拍攝出的照片曝光不足或曝光過度等結果。
傳統上，上述問題的解決方式為設計一可在廣泛的電池電量大小下操作的快門機械與電子系統。然而，當該機械與電子系統操作所需的電功率提供達到極限，而電池無法持續維持操作供給所需的電功率時，該系統僅能對使用者提出電量不足的警告，使使用者進行替換電池或充電的操作。
發明內容
因此本發明的主要目的在於提供一能在廣泛的電池電量大小範圍下，正確彌補電池提供的不足電量的攝像機快門系統，以解決上述常規快門機械與電子系統設計的不足。
根據本發明，公開一攝像機的快門系統，該快門系統包含有一機電式致動器(electromechanical actuator)、一微控制器、一快門開關(shutterswitch)、一電池與一時間電量對應表；其中，該機電式致動器用於打開與關閉該快門，該微控制器用於在一啟動時間中啟動該機電式致動器，該快門開關用於觸發該微控制器，該時間電量對應表存儲在該微控制器內，其將該微控制器檢測的電池電量大小與該機電式致動器的啟動時間相關聯。當該快門開關動作後，該微處理器將根據該電池所剩餘的電量大小之一對應啟動時間，在該啟動時間內，啟動該機電式致動器以打開該快門。因此，根據本發明的攝像機快門系統，該攝像機的光傳感元件曝光的操作能獨立於電池剩餘電量進行。
本發明的優點在於，一攝像機的光傳感元件(如底片)的曝光操作能在提供電量的電池使用期間內，穩定地進行多次曝光。
本發明的另一優點在於，該時間電量對應表存儲在該微控制器中，能減輕對於複雜且昂貴的機械與電子系統的需求。
圖1為根據本發明的一快門系統的功能方塊圖。
圖2為根據圖1的快門系統的啟動時間對應電池電量圖。
圖3為根據圖1的快門系統的一時間電量對應表。
附圖符號說明12 快門14 螺線管16 微控制器18 電池20 快門開關22 時間電量對應表具體實施方式
請參閱圖1。圖1為根據本發明的最佳實施例的一快門系統10的功能方塊圖。該快門系統10包括有一快門12、一螺線管(solenoid)14、與一微控制器16；其中，該螺線管14用於打開與關閉該快門12，該微控制器16用於控制該螺線管14，而該快門12包含有被螺線管14啟動所需要的相關機械元件。快門系統10另包含有一電池18與一快門開關20；其中，該電池18用於提供電功率給微控制器16與螺線管14，該快門開關20是一操作按鈕，電連接該微控制器16，可受控制以觸發該微控制器16以導引電池18的電功率至螺線管14，進而打開快門12。在本實施例中，微控制器16是一集成電路，但也可包含不相連的電子元件或完全以不相連的電子元件替代。微控制器16根據存儲在一時間電量動應表22的啟動時間啟動螺線管14。該快門系統10設在一攝像機內，用於將該攝像機的光傳感元件(如底片)曝露於光線下。
為使快門12的打開與關閉動作更為順利，快門12包含有一未示出在圖上的反應機械裝置，該反應機械裝置可為一彈簧系統。此類反應機械裝置的設置為本領域技術人員所周知，在此不多敘述。當螺線管14接收到電功率而啟動後，螺線管14會相對作用於該反應機械裝置以打開快門12，而當螺線管14不繼續接收電功率時，該反應機械裝置則會反作用於螺線管14以關閉快門12。上述的螺線管14與快門12的各式相互作用方式為快門機械裝置操作時普遍存在的，而一機電式的快門機械裝置的特殊操作型式不應視為本發明的限制。譬如，上述的快門打開與關閉方式可以在該反應機械裝置操作時打開快門12、在螺線管14操作時關閉快門的方式實施。此時，一電磁閥或相似的機電式裝置可替代上述的螺線管14，達到同樣的快門打開關閉等操作結果。再者，更複雜的機電式快門機械裝置，例如設有一開啟遮罩與一關閉遮罩的機電式快門機械裝置亦為此相關產業人士所周知並普遍運用，亦包含在本發明中。
請參閱圖2。圖2所示為螺線管14的啟動時間對應於電池18的電量大小的作圖。圖2曲線上的點可依不同的攝像機依照特定目的的特定曝光方式來決定。曲線30表示在特定的微控制器16的電池18電量大小的情況下，螺線管14所能反應的理想啟動時間長度，其中，一啟動時間定義為處理器16開始啟動螺線管14到解除螺線管14啟動狀態的時間長度。曲線30上的理想啟動時間是預先考慮螺線管14、快門12與該反應機械裝置在不同的電池18所擁有的電量大小情況下，實現維持該攝像機的光傳感元件穩定曝光的結果。因此，不論電池18所擁有的電量大小為何，螺線管14的啟動時間能補償快門12的所有操作內容。如曲線30所示，當電池18的電量逐漸減少，螺線管14所需的啟動時間會相對應的增加。曲線30是以數字型式存儲在微控制器16中，作為時間電量對應表22的信息。在快門12與螺線管14的特殊設計與不同相互作用情形下，曲線30將擁有不同的圖案型式，並可能出現彎曲面由向下改為向上的情況(如一快門的設計在電池電量漸減時加速動作)。
圖3所示為一具有樣本數據的時間電量對應表22。在一曝光時間1/100秒的狀況時，螺線管14的啟動時間對應於電池18的電量大小制表。在本發明的實施例中，電池18的電量大小以電壓的測量單位為單位，不過，微安培小時(mAh)的單位或不使用單位純粹以電量多寡進行顯示等方式也可以運用。此表列型式的數據存儲在微控制器16中。在實際實施本發明時，時間電量對應表22將存儲更多的數據，諸如不同曝光時間、不同攝影環境狀況與不同的使用者愛好設定所相對應的啟動時間皆可存儲在一擴充型式的時間電量對應表22。
根據本發明快門系統10所實施的方法，有如下的步驟1.根據不同的曝光狀況、環境光源與使用者愛好，將電池18的電量與多個啟動時間相對應。
2.直接或間接運用微控制器16，測量該電池18的電量大小。該電量大小的量測尺度可為簡單的電壓單位，或較為複雜的「電氣」量測單位；3.根據所測量的電池18的電量大小，決定一啟動時間。此操作參考時間電量對應表22，並從中挑選對應該測量電池18的電量的一對應啟動時間。
4.以電池18所提供的電量，在對應該電量的啟動時間中，啟動該機電式致動器(如螺線管14)以打開快門12使該攝像器的光傳感元件曝光。當該啟動時間結束時，微控制器16則停止該機電式致動器的運作，從而關閉快門12。
本發明的快門系統10描述為應用於傳統的底片式攝像機。不過，本發明可進一步實施於具有不同的機械式快門系統的攝像機，例如數字攝像機。
與常規技術相比較，本發明利用一微控制器啟動一螺線管或其他種類的機電式致動器，通過參照存儲在一時間電量對照表的啟動時間，補償電池的電量大小，從而，確保在該電池的電量使用期間內，一攝像機的光傳感元件的曝光能穩定。另一方面，該時間電量對應表的使用並不需要另外設立複雜的快門機械與電子裝置。
以上所述僅為本發明的優選實施例，凡依本發明權利要求所進行的等效變化與修改，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種用於攝像機的快門系統，該攝像機具有一光傳感元件，該光傳感元件用於攝像，該快門系統包括一快門，具有打開與關閉功能，以控制該光傳感元件的曝光；一機電式致動器，機械連接至該快門以控制該快門的打開與關閉；一具有定時器的微控制器，電連接至該機電式致動器，在一啟動時間內，啟動該機電式致動器；一快門開關，用於觸發該微控制器進行啟動該機電式致動器的操作；一電池，提供電能給該微控制器以及該機電式致動器；以及一時間電量對應表，存儲在該微控制器，將多個電池電量大小與多個啟動時間相關聯；其中該微控制器能檢測該電池的電量，而當該快門開關已經啟動時，該微控制器在一與該電池電量大小相對應的一啟動時間中，啟動該機電式致動機以打開該快門，因此，在該電池的電量使用期間內，該光傳感元件的曝光操作能穩定進行。
2.如權利要求1的快門系統，其中該微控制器以電壓量測單位為單位，在該時間電量對應表中檢測該電池的一電壓與多個電池電量大小，以此檢測該電池的剩餘電量。
3.如權利要求1的快門系統，其中該微控制器以微安培小時為單位，在該時間電量對應表中檢測一微安培小時與多個電池電量大小，以此檢測該電池的剩餘電量。
4.如權利要求1的快門系統，其中該快門另外包含有一快門機械裝置，機械連接該快門至該機電式致動器。
5.如權利要求1的快門系統，其中該機電式致動器為一螺線管。
6.如權利要求1的快門系統，其中該機電式致動器為一機電式閥。
7.如權利要求1的快門系統，其中該攝像機為一光學式攝像機，該光傳感元件為一攝影底片。
8.如權利要求1的快門系統，其中該攝像機為一數字式攝像機，該光傳感元件為一電荷耦合器件。
9.一維持攝像機穩定曝光的方法；該攝像機包括有一光傳感元件、一快門與一電池，其中，該快門由一機電式致動機觸動以控制該光傳感元件的曝光，該電池提供電功率予該機電式致動機；該方法包括測量該電池的電量大小；決定一啟動時間，該啟動時間根據該測量的電池的電量大小所決定；以及在該啟動時間內，以該電池提供的電功率啟動該機電式致動機，以打開快門使該光傳感元件曝光；其中，該啟動時間以該曝光動作獨立於該測量的電池的電量程度的前提決定。
10.如權利要求9的方法，該方法另包含有製作一時間電量對應表，其中多個啟動時間中的每一個對應於一電池電量大小；其中決定一啟動時間的操作包含在該時間電量對應表中搜尋該啟動時間與一電量的對應關係。
全文摘要
一種攝像機的快門系統，包含有一機電式致動器、一微控制器、一快門開關、一電池與一時間電量對應表；其中，該機電式致動器用於打開與關閉該快門，該微控制器用於在一啟動時間中啟動該機電式致動器，該快門開關用於觸發該微控制器，該時間電量對應表存儲在該微控制器內，其將該微控制器檢測的電池電量大小與該機電式致動器的啟動時間相關聯。當該快門開關動作後，該微處理器在對應該電池的電量大小的啟動時間中，啟動該機電式致動器以打開該快門。因此，該快門系統能使該攝像機的光傳感元件曝光操作獨立於電池電量進行。
文檔編號G03B7/10GK1517774SQ03149070
公開日2004年8月4日 申請日期2003年6月20日 優先權日2003年1月23日
發明者陳堯明 申請人:致伸科技股份有限公司