(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体メモリを内蔵した取り外し可能なカードを接続するためのカードインターフェースが形成されたコンピュータに関連して作動する電子カメラであって、
このカメラは、
イメージを電気信号に変換する手段と、
電気信号をディジタル信号に変換する手段と、
構造的要素を含み、撮影時に該構造的要素が前記コンピュータのカードインターフェースのカードコネクタに物理的に接続され、ディジタル信号をコンピュータ内のカードインターフェースに伝達する（interface）する信号伝達手段と、
を有し、
前記コンピュータは持ち運びができ、前記構造的要素は、コンピュータとカメラをハンドヘルドユニット（hand-held unit）として接続することを特徴とする電子カメラ。
【請求項２】
請求項１記載のカメラにおいて、前記カードインターフェースはＰＣＭＣＩＡインターフェースであることを特徴とするカメラ。
【請求項３】
取り外し可能なメモリカードを接続するためのカードスロットを有するコンピュータに関連して作動する電子カメラであって、
このカメラは、
あるシーンのイメージを形成する光学的システムと、
イメージを電気信号に変換するイメージセンサと、
電気信号からディジタル信号を生成するＡ／Ｄコンバータと、
ディジタル信号を処理して処理済みのディジタル信号を生成する信号プロセッサと、
カードスロットを介して処理済みのディジタル信号をコンピュータに搬送するアダプタと、
を含み、
前記信号プロセッサは、イメージを処理するための、コンピュータによる使用が可能なソフトウェアを含むことを特徴とする電子カメラ。
【請求項４】
請求項３記載の電子カメラにおいて、前記信号プロセッサはガンマ補正及び／またはホワイトバランスを供給することを特徴とする電子カメラ。
【請求項５】
請求項３記載の電子カメラにおいて、前記信号プロセッサは、ガンマ補正及び／またはホワイトバランスを供給する移送機能を有するルックアップメモリであることを特徴とする電子カメラ。
【請求項６】
請求項５記載の電子カメラにおいて、前記ルックアップメモリはまた、カメラのシリアルナンバー、またはセンサ欠陥マップ（sensor defect map）などのカメラに関する情報を記憶することを特徴とする電子カメラ。
【請求項７】
請求項３記載の電子カメラにおいて、前記アダプタは、コンピュータのカードスロットに適合する細長い形状の延長板であることを特徴とする電子カメラ。
【請求項８】
請求項７記載の電子カメラにおいて、前記延長板は、カードスロットを有するコンピュータの側面に抗してカメラを支持することを特徴とする電子カメラ。
【請求項９】
請求項３記載の電子カメラにおいて、カードスロットとアダプタは、ＰＣＭＣＩＡ標準電気インターフェースの規格を用いることを特徴とする電子カメラ。
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、電子画像形成に関し、より詳細には、パーソナルコンピュータへの入力装置として作動されるイメージ獲得用の周辺装置に関する。
発明の背景
ビデオカメラをコンピュータフレームグラバー（grabber）とともに使用する技術は周知である。一般的なシステムにおいては、ビデオモーションカメラ（イーストマンコダック社（ニューヨーク州、ロチェスター）のＣＣＤ  ４０００  ＲＧＢ  Ｆｌａｓｈ−Ｓｙｎｃ  Ｃａｍｅｒａなど）、及び、パーソナルコンピュータのＰＣバスに接続されたフレームグラバーボード（Ｔｒｕｅ  Ｖｉｓｉｏｎ社（インディアナ州、インディアナポリス）のＴＡＲＧＡ（商標）フレーム記憶ボードなど）が用いられている。カメラに入力される外部電圧が０（low）になる度にフレーム格納ボードのフレーム獲得ラインを励起する（activate）ことにより（例えば、ＣＣＤ  ４０００カメラへの“Ｃａｍｅｒａ  Ａｃｑｕｉｒｅ  Ｉｎ”ラインを０にすることにより）、カメラはビデオフレーム格納ボートに調和するタイミングを供給する。カメラのフレーム獲得ラインを励起するためのソフトウェアをコンピュータから設計するのが通例である。このような慣用手段によりイメージを捕獲してコンピュータに取り込むためには、オペレータは、ビデオモニタでカメラのライブ出力を監視しながら主体の枠決めを（frame）し、続いて適当なときにコンピュータのキーボードを操作する。
コンピュータによるイメージの獲得に対する別のアプローチが、本願と同一の出願人による米国出願第８０５，２２０号「パーソナルコンピュータに接続された手動操作電子カメラ」（″Hand-Manipulated Electronic Camera Tethered to a Personal Computer″、１９９１年１２月１１日出願、出願人（発明者）Ｋ．Ａ．パルルスキー、Ｒ．Ｈ．ハメル、Ｊ．Ｊ．アセロ）に説明される。このシステムにおいては、電子カメラはコンピュータインターフェースによってパーソナルコンピュータに接続される。より詳細には、ディジタルインターフェース基準が用いられ、カメラからのイメージはスモール  コンピュータ  システム  インターフェース（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；ＳＣＳＩ）を介してコンピュータに入力される。好ましくは、カメラはケーブルによってコンピュータに接続されている（あるいはつなぎ止められている）ため、コンピュータとは独立して一定量の移動が可能である。
これらの周知のインターフェースには次のような問題点がある。つまり、ＮＴＳＣ信号はノイズを受けやすいアナログ信号であるため、この信号を符号化しディジタル化するための特別なフレームグラバーカードが更にコンピュータ内に必要となる。一方、ＳＣＳＩ信号は比較的低いデータレートと複雑なプロトコルを有し、このためにカメラ内に高価なＳＣＳＩインターフェース集積回路が必要となる。しかし、このような欠点にも拘らず、シリアルナンバー８０５，２２０号は、イメージを処理、格納、表示するパーソナルコンピュータに接続される、コストの低い電子スチルカメラ（ｓｔｉｌｌ  ｃａｍｅｒａ）を提供する。コンピュータにこのような作業をさせることによって、カメラのコストが大きく低減できる。
薄いカードの形をしたクレジットカードのような取り外し可能な集積回路メモリを、ＳＣＳＩインターフェースなどの標準インターフェースを介して、データ処理ホストシステムに接続されるメモリカード読み取り装置に接続する技術は周知である。デスクトップコンピュータなどの通常の一般目的用ホストシステムは、メモリカードに記録されたデータを多種多様な応用で利用するためのプロセッサを組み込んでいる。一方、イメージ獲得処理システムなどの通常の専門ホストシステムは、すばやくメモリカードに記録するために大量のディジタルデータを供給する。より新型の、バッテリー駆動型小型パーソナルコンピュータ（ノート型もしくはペンパッド（penpad）パーソナルコンピュータ）では、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会（ＰＣＭＣＩＡ）の基準に適合するメモリカードコントローラ（例えば富士通マイクロエレクトロニクス社のＭＢ８６３０１メモリカードコントローラなど）が使用される。このようなコントローラは、密度が６４メガバイトまでのさまざまなメモリカードを、８もしくは１６ビットのデータパスを介してさまざまなマイクロプロセッサに接続することができる。図１には、一従来例が示されているが、図において、バッテリ駆動式小型コンピュータ１０には、メモリカード１４を受容するためのカードレセプタクル１２が形成される。これらのコンピュータの多くはディスプレイ画面１１をキーボード１３に重なるように折り畳めるよう人間工学的に（オペレータにとって操作が簡単なように）設計され、非常に小型のパッケージとなる。このようなコンピュータにおいては、メモリカード１４がフロッピディスクドライブに取って替わる。このような小型コンピュータはしばしばＲＳ−２３２入力ポート１５を有するが、ＳＣＳＩポートまたは専門ビデオ入力ポートのいずれかを有することは稀である。このＲＳ−２３２ポート１５を介してイメージを入力することはできるが、これは非常に低速のプロセスである。
メモリカードはまた、電子スチルカメラによって撮影されたイメージを記録するための取り外し可能な記憶媒体としても用いることができる。このようなシステムの一例が米国特許第５，０１６，１０７号に示されている。この特許においては、イメージセンサがアナログイメージ情報を生成し、このアナログイメージ情報はディジタル信号に変えられ、変換され、取り外し可能なメモリカードにダウンロードされたディジタル信号の圧縮された流れに符号化される。この特許に開示されるメモリカードは市販の高速スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）を含む。さらに別の構成が米国特許第４，９３７，６７６号に示される。この特許では、小型の移動式携帯型電子画像形成システムは、電子画像形成カメラとハードコピープリンタ（及びディスプレイ）の両方を含み、これらのカメラとプリンタは別々に収容されるが、組み合わせて、または別々に用いる場合に簡単に接続することができる。このカメラとプリンタは、プリンタハウジングの細長い舌状部材をカメラハウジング内の凹型の溝にはめ込むことにより相互に接続される。舌状及び溝型のインターフェースの電気的コネクタがカメラとプリンタの間にイメージ信号を搬送する。カメラとプリンタの間の舌状及び溝型インターフェースに加えて、イメージ信号を別々に格納し、呼び出すためのメモリカードを受けるためのスロットが、それぞれの装置に設けられている。
以上のシステムはいずれも、アナログフレームグラビング（獲得）プロセスの煩雑さを伴わずに、ＳＩＳＣインターフェースもしくはＲＳ−２３２入力により供給されるよりも高い割合で小型カメラ周辺装置をポータブルコンピュータにディジタル接続できる安価な手段が必要である。
発明の概要
本発明の目的は、小型ポータブルコンピュータの便利かつ有用な高速インターフェースを電子カメラに適合させることである。
本発明によれば、電子カメラは、カードインターフェースを有するコンピュータに追従して作動する。このカードインターフェースは、半導体メモリを内蔵する取り外し可能なカードを接続するために設けられている。上記目的のため、電子カメラは、イメージを電気信号に変換する手段と、電気信号をディジタル信号に変換する手段と、ディジタル信号をコンピュータのカードインターフェースに伝達するための手段とを含む。このインターフェース手段は、ポータブルコンピュータのカードスロットにカメラを物理的に接続する機械的なアダプタを更に含み、この構造的な接続によってカメラとコンピュータはハンドヘルドユニット（hand-held unit）として連結する。好適な実施例においては、カードインターフェースにはＰＣＭＣＩＡの基準が組み込まれる。
本発明の利点は、「メモリカード」用ＰＣＭＣＩＡスロットが形成されたポータブルコンピュータに適合する安価な「クリップ留め式」アクセサリとして、カメラを設計できることである。コンピュータは、イメージの処理、記憶、表示を行うことができる。ＰＣＭＣＩＡインターフェースは高速パラレルインターフェースを供給し、イメージデータをイメージセンサからパーソナルコンピュータにすばやく搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
以下に説明する図面を参照して本発明を説明する。
図１は、メモリカードを用いた周知のコンピュータを示す図である。
図２Ａは、コンピュータのカードスロットに挿入される本発明の電子スチルカメラを示した図である。
図２Ｂは、図２Ａのカメラの２Ｂ−２Ｂから見た側面図である。
図３は、図２Ａのカメラの主要要素を示すブロック図である。
図４は、図３に示される信号処理器のより詳細な図である。
図５は、上記の図に示される電子スチルカメラの動作を説明するフローチャートである。
図６は、カードインターフェースを用いた電子スチルカメラの第２実施例である。
図７は、カードインターフェースを用いた電子スチルカメラの第３実施例である。
好適な実施例の説明
電子スチルカメラ、及びＰＣＭＣＩＡの基準に適合するカードスロットを用いた小型コンピュータ等は周知なので、ここでは、本発明に係る装置を形成する要素、もしくは本発明の装置により直接的に関連して作用する要素を特定して説明することにする。特に示されない、または説明されない要素については、従来から周知のものから選択できる。特に、一般的なカードインターフェース基準についての情報は「ＰＣ  Ｃａｒｄ  Ｓｔａｎｄａｒｄ，  Ｒｅｌｅａｓｅ  ２．０」（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ｃａｒｄ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，カリフォルニア州、サニーヴェール、１９９１年９月発行）から得ることができる。
図２は本発明の１実施例を示す。図２において、電子スチルカメラ２０は構造的要素２２を含み、この構造的要素２２によってカメラ２０はポータブルコンピュータ１０の従来からのメモリカードレセプタクル１２に接続される。レセプタクル１２は、例えば、半導体メモリを内蔵したカードを受容するスロット１６であり、構造的要素２２は、ここでは、（仮想線で示される）スロット１６に嵌合する延長板（extender board）２４である。延長板２４はエッジコネクタ２６を含み、カメラ２０がコンピュータ１０に対して適切に位置決めされると、このエッジコネクタ２６がスロット内の（仮想線で示した）対応するコネクタ１８と連結するようになっている（本発明においてはさほど重要ではないが、延長板２４はカメラ２０から取り外すことができ、もしくはコンピュータ１０から外されたときにカメラ２０内にまたはカメラ２０に重なるように折り畳むことができる）。
好ましくは、カードインターフェースは、前記参考文献において説明されるＰＣＭＣＩＡメモリカードインターフェースである。ＰＣＭＣＩＡ  ＰＣ  Ｃａｒｄ  Ｓｔａｎｄａｒｄ−−Ｒｅｌｅａｓｅ  ２．０によれば、インターフェースピンの割当は下記の表Ｉに示すとおりである。
0003693179.tif 000002
0003693179.tif 000003
このように、カメラ２０は、ＰＣＭＣＩＡカードの大きさに一致する延長板２４によって、ポータブルコンピュータ１０の６８のピンを有するＰＣＭＣＩＡメモリカードスロット１６に接続される。ＰＣＭＣＩＡカードのサイズについては上述のＲｅｌｅａｓｅ  ２．０から知ることができる。基本的には、カードはほぼ長さ８６ｍｍ、幅５４ｍｍ、厚さ４ｍｍの大きさである。カードスロット１６は、カードの大きさに従って決定される。カメラ１０は、標準（normal）ＰＣＭＣＩＡアドレス及び制御ラインを用いてコンピュータからのコマンドに反応し、表Ｉに示す標準ＰＣＭＣＩＡデータラインによってイメージデータをコンピュータ１０に供給するよう設計されている。カメラは、「カード」を「カメラ」として定義するメモリを有し、カメラ２０からのイメージを適切に処理するようにコンピュータ１０を動作させるコンパイルされたソフトウェアコードを任意に記憶することができる。本発明の利点の１つは、カメラをコンピュータの安価な付属品として設計することができ、外付けの要素を最小限にしたことである。図２Ａにおいて、カメラ２０には、光学システム２８、フラッシュ装置３０、ファインダ３２、及び撮影スイッチ３４が設けられている。図２Ｂの側面図に示されるように、カメラ２０は、人間工学的（ergonomically）に（オペレータが操作しやすいように）コンピュータ１０に適合する、比較的薄い形状にすることができる。このように、コンピュータ１０とカメラ２０はＰＣＭＣＩＡカードスロット１６によって相互に連結し、写真撮影用の便利なハンドヘルドユニット（hand-held unit）が供給される。
図３にはカメラ１０のサブシステムが示される。光学システム２８は、レンズ３３、絞り３５、シャッタ３６、及び赤外線フィルタ３８を含む。システムを安価に維持するために、レンズ３３は焦点位置に固定されており、また、クローズアップ撮影の場合は、クローズアップディオプタレンズ４０が光軸内に任意に移動される。イメージ光は光学システム２８によってイメージセンサ４２上に導かれる。イメージセンサ４２は電荷結合素子（ＣＣＤ）センサであり、例えば、イーストマンコダック社（ニューヨーク州、ロチェスター）のフルフレームセンサＫＡＦ−４００などである。イメージセンサ４２の読み出しのタイミングはＣＣＤクロックドライバ回路４４によって制御される。
カメラ２０のサブシステムはマイクロプロセッサ４６によって制御される。詳しく説明すると、イメージの露光状態は光度計４８からマイクロプロセッサ４６に入力され、撮影スイッチ３４によってシャッタレリーズが開始される。これに従い、マイクロプロセッサ４６は、１組のステッパドライバ５０に対し、絞り３５を設定すること、シャッタ３６を作動すること、及び必要であればフラッシュ３０をつけることを命じる。マイクロプロセッサ４６は、さらに信号プロセッサ５２とも接続する。信号プロセッサ５２は、イメージセンサ４２の読み出しクロックを制御し、イメージセンサ４２によって生成されたイメージ信号を処理する。そして、このように信号プロセッサ５２によって処理されたイメージ信号は、延長板２４を介してコンピュータ１０に送られる。
信号プロセッサ５２の詳細が図４に示される。論理回路５４（アルテラ社（カリフォルニア州、サンホゼ）のモデルＥＰＳ４６４もしくはモデルＥＰＭ７０９６集積回路など）は、タイミング信号を出力してイメージセンサ４２及び信号プロセッサ５２のさまざまな部分を制御する。より詳細には、論理回路５４は、センサ４２からイメージ信号を読む出すための水平及び垂直クロック信号Ｈ１、Ｈ２、Ｖ１、Ｖ２、及び各ピクセル読み出し周期を開始するためのタイミング信号ＲＥＳＥＴを出力する。センサ４２の出力は、まず、例えばゲインステージと相関されたダブルサンプリング回路を組み込んだアナログ信号プロセッサ５６において処理され、続いてアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ５８によってディジタル信号に変換される。ディジタル化された信号は、次に、マルチプレクサ６０によってアドレスされるＥＰＲＯＭルックアップテーブル（ＬＵＴ）６２により処理される。ＬＵＴ６２は、ホワイトバランス及びガンマ補正の曲線形状及びカメラについての情報を記憶する。より詳細には、ＬＵＴ６２は、ＰＣＭＣＩＡフォーマット（前述のＰＣＭＣＩＡ標準の参考文献参照）により要求されるカード情報構造（ＣＩＳ）を記憶してもよい。このＣＩＳには、コンピュータが特別な種類の「メモリカード」、すなわち「カメラ」をアクセスしていることが示される。ＬＵＴはまた、カメラのシリアルナンバー、センサの欠陥（sensor defects）位置、センサ４２において用いられるカラーフィルタアレイの構造などを記憶することもできる。さらに、ＬＵＴ６２はカメラを作動するために、またセンサのカラーフィルタアレイからのイメージを処理して完全解像度のカラー修正イメージを得るために（コンピュータによって）用いられるコンピュータプログラムを記憶することもできる。ＰＣＭＣＩＡコネクタのＲＥＧピンを許可し（enable）、これによりタイミング論理回路５４にＭＵＸ６０の出力を切り替えさせて、ＰＣＭＣＩＡコネクタのアドレスピンＡ０−Ａ９に反応させると、これらの情報がＥＰＲＯＭ６２から呼び出される。
ＬＵＴ６２によって処理されたディジタル信号は、２組のオクタルラッチ（回路）６４ａ、６４ｂ、及び、６６ａ、６６ｂに送られる。それぞれのオクタルラッチは１ピクセル値を記憶する。１方のラッチの組（６４ａと６４ｂ、もしくは６６ａと６６ｂ）がロードされている間に、他方のラッチの組にすでに記憶された前回の２つのピクセルのピクセル値が、１６ビットデータラインＤ０−Ｄ１５によって、ＰＣＭＣＩＡバスを介してコンピュータ１０に読み込まれる。カメラ２０は、アドレスラインＡ０−Ａ９、及びＰＣＭＣＩＡバスによってコンピュータ１０から供給される複数の制御ライン６８によって制御される。制御ライン６８には、前述したＬＵＴ６２からの情報の読み出しを開始するために用いられるＲＥＧピンが含まれる。その他の制御ラインとして、ＩＲＥＱラインは、移送するためのデータが有効であればタイミング論理回路５４から信号を受信し、アドレスビット２３（Ａ２３ピン）は、コンピュータによってセットされ、タイミング論理５４にライン移送を開始させる。ピクセルの各対がオクタルラッチ６４ａ、６４ｂ、及び６６ａ、６６ｂにラッチされると、タイミング論理回路５４は、ＩＮＰＡＣＫピンを許可することによって有効データが入手可能であることを示す。２つのピクセル値を読みこんだ後、コンピュータはアドレスビット２４（Ａ２４ピン）を許可して、コンピュータが次の２つのピクセルを読み込む準備ができていることをタイミング論理回路５４に報告する。コンピュータとカメラによる２ピクセルごとの「ハンドシェーキング」は、フルラインが移送されるまで続き、次のラインに対しても同様のプロセスが繰り返される。
図２から図４に示されるイメージ獲得システムの動作は、図５のフローチャートに示すように進行する。初めに、ユーザーは、ＰＣＭＣＩＡソケット２６が形成された延長カード２４をコンピュータにはめ込んで接続する。ユーザーは「カメラ」アプリケーションプログラムを開き、メニューから獲得パラメータを選択する。この時の選択肢には、カラー（８、１６、または２４ビット）もしくはモノクローム（１または８ビット）、フル解像またはサブサンプル、ディスクへの直接記憶、記憶前の圧縮、または記憶前の標準測定基準への変換が含まれる。選択が行われると、カメラ２０が「使用可能となり」、必要ならばフラッシュが充電される。ユーザーはイメージの枠決めをし、撮影ボタン３４を押す。これにより一連のプロセスが開始する。すなわち、光度計４８を用いてシーンの光レベルが読みとられ、絞り３５が調節され、シャッタ３６が開き、必要ならばフラッシュ３０がつけられ、イメージセンサ４２が露光される。ディジタル化されたイメージセンサデータは、図５に示されるシーケンスに従って、１度に１ラインずつ、ＰＣＭＣＩＡバスによってコンピュータのＲＡＭメモリに読み込まれる。選択された選択肢に従って、データは、ＲＡＭからハードディスク（またはその他の非揮発性コンピュータメモリ）に直接記憶されるか、従来の方法を用いて圧縮されるか、またはフル解像度カラーイメージに変換されるかのいずれかである。
図６には本発明の第２実施例が示される。カメラ２０は、可撓性のマルチワイヤーケーブル７０を介して延長板２４に接続される収納装置（enclosure）２１から成る（収納装置２１は、図４に示された延長板２４以外の要素を含んでいる）。延長板２４はコンピュータ１０のＰＣＭＣＩＡスロット１２に差し込まれる。ケーブル７０により、カメラ２０をコンピュータから離れたところで使用することができる。カメラ２０によって用いられないピンはケーブル７０に含む必要はないので、マルチワイヤーケーブル７０は、表Ｉにあげられたピン接続の１部のみを含んでもよい。必要なワイヤーの数をさらに減少するために、ケーブルにシリアルデータフォーマットを用いて、このシリアルデータを延長板２４でパラレルデータに変換することもできる。
図７には、本発明の第３実施例が示される。カメラ２０は、ＲＦ送信器とＲＦ受信器を有する無線周波数（ＲＦ）要素７２と、これに接続する収納装置２１を含み、コンピュータ１０のＰＣＭＣＩＡスロット１０に差し込まれる延長板２４にも、ＲＦ送信器と受信器を有するＲＦ要素７４が含まれる。ディジタルイメージは、矢印で示されるＲＦリンク７６を介してカメラ２０からコンピュータ１０に移送される。あるいは、赤外線（ＩＲ）送信リンクを用いて、要素７２と７４により赤外線（ＩＲ）発光器及び受信器のそれぞれの組を構成することもできる。
特定の好適な実施例を参照して、本発明を詳細に説明してきたが、本発明の範囲内で変更及び修正が行えることが理解されよう。例えば、別の実施例では、カメラは、ＰＣＭＣＩＡコネクタにおいて有効な１６データビットのうち８ビットだけを用いてデータを供給することもできる。さらに別の実施例では、ＬＵＴ６２とＰＣＭＣＩＡコネクタの間にバッファメモリを挿入して、コンピュータ１０へのデータの移送が、センサの読み出しに同期化することなく、イメージ獲得後いつでも行えるようにしてもよい。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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