(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
捕捉されるオブジェクトイメージを自動的に合焦させて、光学ビューファインダ内において視覚化させるためのディジタルカメラ(10)であって、
前記光学ビューファインダと、
マイクロプロセッサと、
少なくとも１つの可動レンズ部材(26)と、
静止レンズ部材(24)と、
記憶装置
とを備え、
前記マイクロプロセッサの制御により、
（ａ）前記少なくとも１つの可動レンズ部材(26)を、イメージ捕捉期間中に開始位置からフルレンジ焦点位置へと、直線的な移動経路に沿って移動させ、
（ｂ）前記静止レンズ部材(24)と前記少なくとも１つの可動レンズ部材(26)とを有する主レンズ系(22)を透過させられた一連のオブジェクトイメージを、前記（ａ）における移動が実施されている間に一時的に前記記憶装置内に格納し、
（ｃ）前記少なくとも１つの可動レンズ部材(26)を、前記フルレンジ焦点位置から前記開始位置へと、前記直線的な移動経路に沿って反対方向に移動させ、
（ｄ）前記一時的に前記記憶装置内に格納された前記一連のオブジェクトイメージ内において最も焦点の合ったイメージを、前記（ｃ）における移動が実施されている間に決定し、及び、
（ｅ）前記最も焦点の合ったイメージに対応する前記決定した合焦位置へと前記開始位置から前記少なくとも１つの可動レンズ部材(26)を移動させる
ことが実行され、
プレビューのための、前記主レンズ系を透過させられた前記オブジェクトイメージと、レビューのための、前記最も焦点の合った格納された捕捉したオブジェクトイメージとが、前記光学ビューファインダ内において選択的に視覚化可能であることからなる、ディジタルカメラ。
【請求項２】
前記（ａ）における移動が、前記開始位置から前記フルレンジ焦点位置までの連続的な移動であることからなる、請求項１に記載のディジタルカメラ。
【請求項３】
前記（ｃ）における移動が、前記フルレンジ焦点位置から前記開始位置までの連続的な移動であることからなる、請求項１に記載のディジタルカメラ。
【請求項４】
合焦レンズ位置が決定されていない場合には、前記（ｅ）における移動が阻止される、請求項１に記載のディジタルカメラ。
【請求項５】
前記プレビューのための、前記主レンズ系を透過させられた前記オブジェクトイメージが、視覚化されている時に、
イメージ捕捉プッシュボタンが半押しされた場合には、前記一連のオブジェクトイメージが一時的に格納され、前記最も焦点の合ったイメージが決定され、及び前記可動レンズ部材(26)が移動させられ、
前記イメージ捕捉プッシュボタンが次いで全押しされた場合には、経路選択ミラーが回動させられて前記主レンズ系の主光路がマイクロディスプレイ画面に向けられることにより、前記レビューのための、前記最も焦点の合った格納された捕捉したイメージが、前記光学ビューファインダ内において視覚化されることからなる、請求項１に記載のディジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、ディジタル写真システム及び該システムを使用して電子スチル写真を提供する方法に関し、特に、シャッタレスシングルレンズディジタルスチルカメラ並びに該カメラを使用してプレビュー動作及びレビュー動作の両方に単一の動作モードを用いて電子スチル写真を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型で低コストのディジタル記憶装置の登場により、ディジタルスチルカメラは、カメラの選択肢としてハロゲン化銀フィルムカメラに急速に取って代わりつつある。かかる低コストのディジタル記憶装置は、ディジタルカメラが高解像度電子スチル写真を提供することを可能にする。更に、現在のインクジェットプリンタ及びレーザプリンタ技術、インク、用紙、及びイメージ再現プロセスの改善により、捕捉したディジタルイメージから、ハロゲン化銀カラープリントにより提供されるものと実質的に同じ品質のカラープリントを生成することが可能になっている。
【０００３】
顧客の好ましい選択肢としてディジタルスチルカメラがハロゲン化銀色プリントカメラに取って代わってきているが、（全てではないにせよ）多くのディジタルカメラの最大の欠点の１つはその大きさである。即ち、ユーザが電子スチルイメージを捕捉してレビューするために、かかるディジタル装置は、大きくてかさばり高価な液晶ディスプレイやその他の光変換装置（電荷結合素子等）が組み込まれていた。より詳細には、捕捉するイメージをユーザがプレビューするために、ディジタルカメラは、写真を撮る際にシーンのどの領域を写真にするかをユーザにフィードバックしなければならない。従来、これは、ユーザがシーンを視覚化してシーンのうちカメラのレンズ系により捕捉されることになる領域を確実に確認できるようにする光学ビューファインダ又は光学窓と呼ばれる内蔵装置を使用して達成されてきた。捕捉されるイメージの正確な表現を提供する機能は、最新技術ではＴＴＬ（through the lens）カメラ及びＰＡＳ（point and shoot）カメラとして知られる２つの異なる態様で実施されてきた。
【０００４】
ＴＴＬカメラの場合、ユーザは、撮影するシーンを見る際にカメラのビューファインダを利用する。より詳細には、ユーザは、カメラのレンズ系を通してシーンを見る。即ち、ＴＴＬカメラの内部に配置されたミラーの助けにより、レンズ系を通った光が、その内部ミラーによって反射されて、ユーザによる検討のために光学ファインダへと導かれる。ユーザが捕捉すべきシーンに満足すると、ミラーの位置が変更されて、カメラの感光面への直接光路が提供され、これにより、光学ファインダを通して見たようにシーンを捕捉することが可能となる。
【０００５】
ＰＡＳカメラは、ＴＴＬカメラより遙かに安価なものであり、またユーザが主レンズ系を通してシーンを見ることができないものである。その代わりに、その光学ファインダは、主レンズ系と連携して出入りする第２のレンズ系を備える。
要するに、ＰＡＳカメラでは、２つの別々の光路、即ち、カメラの感光面までの主レンズ系の１つの光路と、ユーザがシーンをプレビューするための第２レンズ系からビューファインダまでのもう１つの光路とが確立される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＴＴＬ及びＰＡＳのいずれの実施態様においても、ユーザは、イメージを捕捉した後、カメラの動作モードをプレビュー動作モードからレビュー動作モードへと切り換えることによってのみ、捕捉イメージを見ることができる。動作モードの変更により、ユーザは、前に記憶した捕捉イメージをカメラの液晶パネル上に表示させることができる。
【０００７】
したがって、ユーザが、カメラの動作モードを切り換えることなく、また外部に取り付けられた液晶表示装置にイメージを表示させることなく、捕捉したイメージをすぐに見ることを可能にする、新規の改善されたディジタルカメラを提供することがきわめて望ましい。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるシャッタレスディジタルカメラは、ユーザのシャツやブラウスのポケット内に入るほど小さい薄型のディジタルカメラハウジングを含む。該カメラハウジング内に取り付けられた一対の互いに隔置されたミラーを有する光学ビューファインダにより、１つの動作モードにおける捕捉すべき対象となるイメージ（以下オブジェクトイメージと称す）のＴＴＬ式のビュー（即ち見ること）、及び同動作モードにおける捕捉したオブジェクトイメージの表示装置によるＴＴＬ式のビューが容易となる。また、前記の互いに隔置されたミラーに結合されたミラー制御システムにより、オブジェクトイメージの捕捉が可能となるよう該ミラーのうちの少なくとも一方を移動させることが促進され、更に、捕捉されたオブジェクトイメージを表示装置で見ることが可能となるようイメージの捕捉後に前記ミラーのうちの少なくとも他方を移動させることが促進される。
【０００９】
該シャッタレスディジタルカメラの使用方法は、オブジェクトイメージを示すオブジェクト光を主レンズ系及び二次レンズ系に通過させて、再生を目的としてオブジェクトイメージを格納するのに先立ってユーザがオブジェクトイメージを見ることを可能にし、次いでオブジェクトイメージを示す表示光を二次レンズ系だけに通過させて、再生を目的としたオブジェクトイメージの格納の後にユーザが該オブジェクトイメージを見ることを可能にする、という各ステップを含む。
【００１０】
図面に関連する本発明の実施形態に関する以下の説明を参照することにより、本発明の上記特徴及びその実施態様が明らかとなり、また本発明自体が最も良好に理解されよう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
ここで図面（特に図１）を参照する。同図には、本発明に従って構成された薄型のポケットサイズのシャッタレスディジタルカメラ10が示されている。該ディジタルカメラ10は、外部から見ることができる表示装置を使用することなく複数の格納されたディジタルスチルイメージのうちの所望のイメージを捕捉して伝送することが可能なものである。
【００１２】
次に図１〜図６を参照してディジタルカメラ10をより詳細に検討する。該ディジタルカメラ10は、一般に、ユーザのシャツやブラウスのポケット（図示せず）内に入れることができる薄型でコンパクトなハウジング12を備えている。該ハウジング12は一般に、動作システム区画14と電源又は電池区画16が内部に配置された長方形の形状を有している。動作システム区画14は、カメラ10の機能構成要素を従来の方法で収容して支持し、電池区画16は、通常のカメラの動作に必要な電気エネルギーをカメラ構成要素に提供する一対の充電池18,19を収容し支持する。
【００１３】
所望のオブジェクトイメージ又はシーンを捕捉するために、カメラ10は、シャッタレスイメージ捕捉システム20と、主光路30内に少なくとも部分的に配置された主レンズ系22とを、動作システム区画14内に備えている。マイクロプロセッサにより制御されるミラー系21は、図７に最もよく示されているようにカメラ10内で複数の異なる光路に沿って光を導くことにより、同一のカメラ動作中に、イメージセンサ34によるイメージの捕捉と、内部に取り付けられたマイクロディスプレイ44によるイメージレビューとの両方を容易にする。これについては後に詳述することとする。
【００１４】
図３で最もよく分かるように、主レンズ系22は、ハウジング12の前方の側壁に取り付けられた主レンズ24と、それぞれ内部に取り付けられた一対の可動集束レンズ25,26とを含む。集束レンズ25,26は、主光路30の一部に沿って別々に移動可能であり、主レンズ24と協働して、オブジェクトにより反射された光をシャッタレスイメージ捕捉システム20を構成するイメージセンサ34に自動的に集束させるよう働く。主光路30内に配置された固定式取付けミラー32は、主光路30に沿って進行する光を、イメージ捕捉経路40に沿ってイメージセンサ34内へと下方に導く。本発明の好ましい実施形態では、イメージセンサ34はＣＭＯＳセンサである。
しかし、当業者であれば、光変換のために電荷結合素子等の他のタイプ及び種類のイメージセンサを利用することが可能であることが理解されよう。
【００１５】
シャッタレスイメージ捕捉システム20はまた、イメージセンサ34が接続されたマイクロプロセッサ36、及び高密度記憶装置38を備えている。イメージ捕捉アルゴリズム600及び自動焦点アルゴリズム800の制御下にあるマイクロプロセッサ36は、ミラー系21及び集束レンズ25,26を制御して、後で詳細に説明するように、カメラ10のユーザに鮮明な光学イメージ及びディジタルイメージを提供する。前述のように、イメージセンサ34は、イメージ捕捉経路40に沿って伝搬する光を、オブジェクトイメージを示す電気信号へと変換する、ＣＭＯＳ素子という形を有することが好ましい。
【００１６】
次に、図２及び図５を参照してミラー系21について詳細に検討する。ミラー系21は、一般に、イメージセンサ34と集束レンズ25,26との間で主光路30内に取り付けられた回動可能な部分的に反射し部分的に透過するミラー42を備えている。該ミラー42は、イメージセンサ34へと伝搬する光を減衰させて、イメージの捕捉のためにイメージセンサ34が過駆動されるのを防止するが、自動露出サブルーチン700による現在の周囲光条件についての露出設定の自動的調整を防げるほどイメージセンサ34へと伝搬する光を減衰させるものではない。周囲光条件が、カメラ10の自動露出機能を起動させるには不十分なものである場合には、マイクロプロセッサ36がミラー42を主光路30外へ回動させて、イメージ捕捉経路40に沿って伝搬する光が減衰されることなくイメージセンサ34に到達することが可能となるようにする。より詳細には、自動露出アルゴリズム800の制御下のマイクロプロセッサ36は、カメラ10の露出設定を調整し、次いでミラー42を主光路30外へ移動させる前又はその移動後に、イメージセンサ34が所望のオブジェクトイメージを捕捉することが可能となる。カメラ10は、感光センサ34が常に主レンズ系22を通る光を受容しているため、真のシャッタレスカメラである。
【００１７】
ディジタルカメラ10は更に、光学ビューファインダシステム42（図７）を備えており、該光学ビューファインダシステム42は、マイクロディスプレイ44と、捕捉すべきオブジェクト（即ちオブジェクト）から発せられる光又は捕捉されたオブジェクトのマイクロディスプレイ44を介したディジタルイメージから出る光を収集し集束させるための二次レンズ系43とを備えている。ミラー系21の一部を構成する経路選択ミラー46は、部分反射・部分透過ミラー42と別々に又は同時に動作するようにレンズ透過経路50内に取り付けられる。ここで、経路選択ミラー46は、動作システム区画14内でレンズ透過光路50内に取り付けられ、主光路30に沿って伝搬する光を、該光が部分反射・部分透過ミラー42を介してレンズ透過光路50内へと偏向された後に遮断する。ミラー42,46は、マイクロプロセッサ36の制御下で動作し、ユーザが捕捉されるべきオブジェクトイメージをレンズ透過光路50を介してプレビューすること、又は捕捉されたオブジェクトイメージをレビュー光路60を介してレビューすることを可能にする。端的に言えば、マイクロプロセッサ36による制御下の光学ビューファインダシステム42は、ユーザが、捕捉すべきオブジェクト又はシーンを視覚化すること、又はオブジェクトイメージ若しくはシーンの捕捉後に外部から見ることのできる表示装置を使用することなくビューファインダシステム42によって捕捉されたオブジェクト又はシーンを視覚化することを、選択的に可能とする。
【００１８】
ユーザが、オブジェクトイメージのプレビュー及びレビューに対してカメラ10の焦点を自分の目に合わせることを可能にするために、二次レンズ系43は、第２の組をなすレンズ（包括的に符号61で示す）と、ハウジングに取り付けられリムアジャスタ66を有するジオプタ(diopter)64へとオブジェクトイメージ又はマイクロディスプレイ44からの光を集束させるための、方向変換ミラー62とを含む。該リムアジャスタ66は、ユーザによる制御下で回転して光学ビューファインダシステム42の焦点を変更又は調整して、マイクロディスプレイ44上に表示される捕捉されたイメージ又は捕捉に先だってプレビューされるレンズ透過オブジェクトイメージがユーザの目に「焦点が合って」見えるようにするものである。
【００１９】
カメラ10はまた、低周囲光条件下でオブジェクトイメージを照明するストロボフラッシュ（包括的に符号74で示す）を備えている。該ストロボフラッシュ74は、外部制御スイッチのグループ68の一部をなすフラッシュオン／オフスイッチ78から接続されたフラッシュオン／オフ信号に応じて動作する。
【００２０】
図２で最もよく分かるように、カメラ10は、電池区画16の近くにあるジャック区画15内に配置されたユニバーサルシステムバス（ＵＳＢ）又はジャック28を備えている。前記ジャック区画15は、１組の内部ヒンジ部材56,58によってカメラハウジング12に取り付けられたジャック区画扉54を介してアクセスすることができる。内部ヒンジ部材56,58は、カメラ10の下側又は底部が支持面上に載置されている際に通常の水平面方向からカメラハウジング12を変位させることなくジャック区画扉54を自由に開くことができるように配置される。
【００２１】
ディジタルカメラ10はまた、外部制御スイッチグループ68とフラットパネル液晶ディスプレイという形の状態表示ユニット72とを含むユーザインタフェイス機構67を備えている。制御スイッチグループ68は、スイッチ入出力バッファ装置69（図７）及び入出力バス（包括的に符号80で示す）を介してマイクロプロセッサ36に接続される。
【００２２】
図１から最もよく分かるように、状態表示部72及びスイッチグループ68は、ユーザからの視認性及び操作が容易となるようにハウジングに取り付けられる。ここで、ユーザインタフェイス機構67は、ユーザが、マイクロプロセッサ36とイメージ捕捉アルゴリズム700を含む制御プログラム100とによって生成されたＧＵＩを使用して、カメラの操作を迅速かつ便利に制御できるよう働く。制御プログラム100は、後に詳述するように、電源のオン／オフ、メニュー選択、フラッシュのオン／オフ、ズームイン、ズームアウト、前方スクロール、後方スクロール、及びセルフタイマ設定モードを含むカメラ動作を制御する。ユーザが外部から見るためにカメラ10の上側に取り付けられた状態表示ユニット72により、ユーザは、英数字及びグラフィック情報のみを見ることが可能であることに留意されたい。ここで、状態表示ユニット72は、捕捉すべきオブジェクトイメージ又は捕捉したオブジェクトイメージのどちらも表示するものではない。状態表示ユニット72は、カメラの電源オン／オフ指示や選択されたフラッシュモードの指示といったカメラの様々な動作状態の視覚的な指示をユーザに提供するためにのみ利用されるものである。
【００２３】
ユーザインタフェイス制御スイッチ及びそれに関連する機能の完全なリストを表１に示す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
ここで、図１ないし図６を参照してカメラ10の動作を一層詳細に考察する。ユーザは、ディジタルスチルイメージとして所望のオブジェクト又はシーンを捕捉したい場合に、電源オン／オフプッシュボタン82を押してカメラ10を起動させる。カメラ10が起動されたことを確認するために、ユーザは、状態表示部72の電源オン表示を見る。
【００２６】
次いで、ユーザは、メニュー／イメージモードスイッチ76を作動させてカメラをイメージ動作モードにする。ユーザは、ジオプタ64を覗いてレンズ透過動作を確認することにより、該動作モードを確認することができる。即ち、ユーザは、ジオプタ64によりビューファインダシステム42を介して捕捉すべきオブジェクト又はシーンを確認することができる。
【００２７】
次いで、ユーザは、捕捉すべきオブジェクトにカメラ10を向けてイメージ捕捉プッシュボタン84を半分又は第１の停止位置まで押す。マイクロプロセッサ36は、プッシュボタン84の作動に応じて２つのアルゴリズム、即ち自動露出アルゴリズム70及び自動焦点アルゴリズム800を実行する。これらのアルゴリズムについては後に詳述することとする。現時点では、アルゴリズム700,800の実行によりカメラ10の露出及び焦点が自動的に設定され又は調整されることを示すだけで十分である。
【００２８】
次いで、ユーザは、プッシュボタン86,88を使用してカメラ10をズームイン又はズームアウトさせることにより捕捉すべきイメージを変化させたい場合がある。ここで、ユーザは、オブジェクトイメージ捕捉スイッチ84を放してプッシュボタン86又はプッシュボタン88を押して捕捉すべき所望のイメージを獲得する。ユーザは、ジオプタ64を介して見た捕捉すべきイメージに満足すると、オブジェクトイメージ捕捉スイッチ84を再度第１の停止位置まで押して、カメラ10がその焦点及び露出設定を設定することを可能にする。ユーザは、捕捉すべきイメージに満足した場合には、単に捕捉イメージプッシュボタン84を完全に押された位置又は第２の停止位置まで押す。
【００２９】
プッシュボタン84が完全に押されたとき、マイクロプロセッサ36は、イメージ捕捉アルゴリズム600を実行する（これについては以下で詳述する）。端的に言えば、該アルゴリズム600は、回動可能に取り付けられたミラー42を主光路30外へと回動させ又は揺動させて、主レンズ系22から入る光をイメージセンサ34上に集束させることを可能にする。これと同時に、経路選択ミラー46が揺動又は回動してレンズ透過光路50を遮断して、ジオプタ64からマイクロディスプレイ44までレビュー光路60による光路を確立するため、ユーザは捕捉動作を確認することが可能となる。ここで、ユーザが以前に見たオブジェクト又はシーンは、一時的に黒のイメージに切り換わる。
【００３０】
次いで、マイクロプロセッサ36は、ＣＭＯＳイメージセンサ装置34に、主レンズ系22から集束された光を、捕捉されたオブジェクト又はシーンを示す電気信号へと変換させる。イメージがイメージセンサ34により捕捉された後、マイクロプロセッサ36は、該捕捉されたイメージを、圧縮イメージ形式（例えばJPEGイメージ形式）で記憶装置38に格納する。
【００３１】
捕捉されたイメージが記憶装置38に格納されるとき、マイクロプロセッサ36は、捕捉されたイメージを記憶装置38からアクセスしてマイクロディスプレイ44上に表示させる。ここで、ユーザが見ている黒いイメージが捕捉されたイメージへと切り換わる。端的に言えば、ユーザは、捕捉されたイメージを直ちに見て所望のイメージが実際に捕捉されたか否かを判定することができる。次いで、ユーザは、オブジェクトイメージ捕捉プッシュボタン84を放す。
【００３２】
捕捉イメージプッシュボタン84を放すと、イメージ捕捉アルゴリズム600による制御下のマイクロプロセッサ36が、ミラー46,48を再びそれぞれの元の位置へと揺動又は回動させて、ユーザが捕捉されるシーンのオブジェクトをレンズ透過光路50を介して見ることを可能にする。次いで、前述のイメージ捕捉プロセスを、所望の回数又は記憶装置38が満杯になるまで、その早い方まで繰り返す。
【００３３】
次に、図７を参照してカメラ10について更に詳しく考察する。ユーザがオブジェクトイメージ捕捉スイッチ84を第１の停止位置まで押したとき、自動露出アルゴリズム700による制御下のマイクロプロセッサ36は、イメージセンサ34の適切な露出設定値を決定する。より詳細には、マイクロプロセッサ36は、第１の停止位置まで押されたイメージ捕捉スイッチ84から焦点調整信号を受信すると、第１のサンプリング期間Ｔ1にわたりイメージセンサ34からの周囲光出力信号をサンプリングする。該サンプリング期間Ｔ1は、捕捉すべきイメージ全体をサンプリングする必要がないので短いサンプリング期間である。アルゴリズム700は、主光路30を介してカメラ10に入り、及びミラー48により減衰された後に固定ミラー32及びイメージ捕捉経路40を介してイメージセンサ34に達する光の強さのサンプリングだけを対象とするものである。
【００３４】
マイクロプロセッサ36は、イメージセンサ34からの周囲光出力信号に応じて、該信号を一連の小さいサンプルへと細分化し、次いで該細分化されたサンプルを所望の順序に配列する（マトリクス配列、連続するサンプル領域のストリップ、又は一組の重複したサンプル領域等）。ここで、所与の領域について、グレーレベルが約Ｎ％という所定の輝度レベルと等しいかそれを超える場合に２進値１が確立され、所与の領域について、グレーレベルが約Ｎ％という所定の輝度レベルよりも低い場合に２進値０が確立される。数値Ｎは、ほとんどの露出設定に関して約10〜約30となる。より好ましい数値Ｎは約15〜約25であり、最も好ましい数値Ｎは約18である。次いで、個々のイメージ領域又はイメージ領域の組から得られた２進値が、カメラのイメージセンサ34に適用すべき対応する露出設定値又はレベルを探し出すポインタを形成するために利用される。
【００３５】
イメージセンサ34からの周囲光出力信号が所与のしきい値レベルを超えない場合には、マイクロプロセッサ36がミラー48を主光路30外へと回動させて、主レンズ系22に入る光を減衰させずにイメージセンサ34上に直接集束させることを可能にする。細分化、割当て、及び形成の各ステップが繰り返されて、イメージセンサ34の利得設定を変更するために適用されるべき別の対応する露出設定又はレベルを探し出し、これにより所望の露出レベルが達成される。
【００３６】
次いで、図７を参照してカメラ10について詳細に考察する。ユーザがオブジェクトイメージ捕捉スイッチ84を第１の停止位置まで押したとき、自動焦点アルゴリズム800による制御下のマイクロプロセッサ36は、主レンズ系22の適切な焦点設定値を決定する。より詳細には、マイクロプロセッサ36は、第１の停止位置まで押されたイメージ捕捉スイッチ84から焦点調整信号を受信すると、第１のサンプリング期間Ｔ1にわたり集束レンズ26を初期の過焦点位置から最大範囲焦点位置まで移動させる。集束レンズ26が移動している間、自動焦点アルゴリズム800は、マイクロプロセッサ36に、イメージセンサ34からの一連の出力信号の捕捉及び一時的な格納を行わせる。
【００３７】
サンプリング期間Ｔ1の終わりで、自動焦点アルゴリズム800による制御下のマイクロプロセッサ36は、別のサンプリング期間Ｔ2にわたり集束レンズ26をその初期の過焦点位置へと戻らせる。該サンプリング期間Ｔ2の間に、自動焦点アルゴリズム800による制御下のマイクロプロセッサ36は、捕捉し格納したイメージ信号のうちのどれが最も焦点の合ったイメージであるかを決定する。これは、各イメージにおける複数のピクセルラインの導関数をとり、中心に周囲よりも大きい重みを付与することによって達成される。最も大きい導関数の絶対値を有するイメージが最も鮮明な焦点にあるイメージであると決定される。
【００３８】
期間Ｔ2の間に最も焦点の合ったイメージが決定された場合には、自動焦点アルゴリズム800による制御下のマイクロプロセッサ36は、別の期間Ｔ3の間に集束レンズ26を該最も焦点の合った位置（以下、最良焦点位置と称す）へ移動させる。また、期間Ｔ2の間に自動焦点アルゴリズム800が最良焦点位置を決定しなかった場合には、マイクロプロセッサ36は、集束レンズ26を過焦点位置に留まらせる。
【００３９】
ユーザが、期間Ｔ3の終わりから所定の期間Ｔ4内にオブジェクトイメージ捕捉スイッチ84を完全に押した場合には、自動焦点アルゴリズム800により決定された自動焦点位置がカメラ10に設定されたままとなる。それ以外の場合には、自動焦点機能がディセーブルにされ、主レンズ系は、自動焦点アルゴリズム800により決定された最後の焦点位置にセットされたままとなる。
【００４０】
ユーザが、期間Ｔ3の終わりから所定の期間Ｔ4内にオブジェクトイメージ捕捉スイッチ84を完全に押さなかった場合には、自動焦点機能が再び起動されて前述の処理が行われる。
【００４１】
ここで、図２及び図５を参照してビューファインダシステム42をより詳細に考察する。ミラー系21は、ハウジング12内で回動運動を行うように取り付けられた支持アーム81を備えている。該支持アーム81は、マイクロプロセッサ36に応じて動作するモータサーボシステム96の一部を形成するモータ83に連結される。また、モータサーボシステム96（より詳細にはモータ83）はまた集束レンズ25,26に連結され、これにより焦点合わせのために該集束レンズ25,26が主光路30に沿って移動することが容易となる。支持アーム81は、その末端が経路選択ミラー46に取り付けられる。ここで、該支持アーム81がその長手軸のまわりに回転すると、経路選択ミラー46が回動してレンズ透過光路50内に移動される。経路選択ミラー46がこのように位置決めされたとき、ビューファインダシステム42は主光路30に沿って伝搬する光を観察できなくなる。経路選択ミラー46はまた、ビューファインダシステム42がマイクロディスプレイ44から発せられる光を観察できるように位置決めされる。
【００４２】
ここで、図２、図５、及び図７を参照してイメージ捕捉システム20についてより詳細に考察する。該イメージ捕捉システム20は、ユーザが捕捉されたイメージを記憶装置38に格納した後に該捕捉されたイメージを直ちに見ることを可能にする。ここで、イメージセンサ34は、光をディジタル信号出力という形で電気信号へと変換し、該電気信号は、記憶装置38に記憶するためにバッファメモリ90からマイクロプロセッサ36へとバッファされる。バッファメモリ90はまた、光変換システム19の一部を形成し、該光変換システム19は、カメラ10の自動焦点機能、自動露出機能、及びイメージ捕捉機能を容易にするタイミングジェネレータ92及び利得制御回路94を備えている。
【００４３】
イメージ捕捉システム20はまた、モータ83に連結された回動可能に取り付けられた機械式リンク機構85を備えている。支持アーム81は、その末端に部分反射・部分透過ミラー42が取り付けられている。ここで、機械式リンク機構85が遮蔽位置から解放位置まで回転するとき、ミラー42がレンズ透過光路50内へと移動されて、ビューファインダシステム42が遮蔽されると共に主光路30が十分に解放され、これにより光が減衰されずに偏向ミラーに32に到達することが可能となる。好ましい動作モードではミラー42及びミラー46が同時に移動する。しかし、当業者であれば、ミラー42,46を互いに別々に移動させて上記と同一結果を達成できることが理解されよう。したがって、例えば、低い周囲光条件下でユーザがイメージ捕捉プッシュボタン84を中間位置まで押した場合には、ミラー42,46が静止した状態のまま、自動露出アルゴリズム700及び自動焦点アルゴリズム800がマイクロプロセッサ36により実行される。ここで、ユーザがプッシュボタン84を完全に押した際に、周囲光が不十分な場合には、イメージ捕捉ルーチン600は経路選択ミラー46の移動を遅らせることが可能である。かかる状況では、イメージ捕捉ルーチン600は、まずミラー42をレンズ透過光路50内に移動させて、自動露出アルゴリズム700がオブジェクトイメージの捕捉前にカメラの露出設定を調整することを可能にする。自動露出サブルーチン700が実行されると、イメージ捕捉ルーチン600が進行してイメージの捕捉及び経路選択ミラー46の移動を行い、ユーザがビューファインダシステム42を介してマイクロディスプレイ44から発せられる光を観察することを可能にする。したがって、この例では、ミラー42,46は互いに別々に移動し、本発明の好ましい実施形態で説明したように同時に移動するものではない。
【００４４】
次に、図８を参照してイメージ捕捉ルーチン600についてより詳細に考察する。イメージ捕捉ルーチン600は、ユーザがイメージ捕捉スイッチ84を半分の位置まで押したときに必ず出される開始コマンド602で始まる。イメージ捕捉スイッチ84の作動が検出されると、イメージ捕捉ルーチン600が判定ステップ604へと進んで、最後にスイッチが完全に押された時刻からＴ秒以内にユーザがイメージ捕捉スイッチ84を完全押下位置まで押したか否かを判定する。ここで、イメージ捕捉スイッチ84が完全に押されなかった場合には、ルーチン600は、自動露出サブルーチン700を呼び出すコマンド呼び出しステップ620へと進行する。該自動露出サブルーチン700については後に詳述する。
【００４５】
呼び出しステップ620で露出サブルーチン700が実行された後、プログラムは、自動焦点サブルーチン800を呼び出す呼び出しステップ622へと進行する。該自動焦点サブルーチン800については後に詳述する。自動焦点サブルーチン800が実行された後、プログラムは、同プログラムをコマンドステップ606へ進行させるGO TOコマンド624へと進行する。
【００４６】
ここで判定ステップ604について再び検討する。該判定ステップ604でイメージ捕捉スイッチ84がＴ秒以内に完全に押されたと判定された場合には、イメージ捕捉ルーチン600は、コマンドステップ606へと進行して、部分反射・部分透過ミラー48をｔミリ秒間にわたり主光路外へ回動させる。該期間ｔミリ秒は、イメージセンサ34がオブジェクトイメージを表す光を捕捉し、及び該捕捉した光をオブジェクトイメージを示す電気信号へと変換するのに十分な期間である。ここで、ミラー48が主光路外へ回動されて二次光路内に入ると、ユーザは、主レンズを通るオブジェクトイメージを見ることができなくなる。
【００４７】
次いで、イメージ捕捉ルーチン600は、判定ステップ607へと進んで、自動露出サブルーチン700が以前に実行されたときにカメラ10の露出が設定されたか否かが判定される。ミラー42が主光路30内に配置された際にカメラの露出が以前に設定されていない場合には、ルーチン600は、自動露出サブルーチン700を呼び出す呼び出しコマンド609へと進行する。自動露出サブルーチン700の実行が成功した場合には、サブルーチン700から抜けてコマンドステップ608へと進行する。
【００４８】
ここで判定ステップ607について再び考察する。ミラー42が主光路30内に配置された際にカメラ10の露出が以前に設定されている場合には、ルーチン600は、前述のように自動露出サブルーチン700を呼び出すことなくコマンドステップ608へと直接進行する。コマンドステップ608は、オブジェクトイメージにより反射された光を２進電気信号へと変換するのに十分な期間にわたりイメージセンサ34を起動させる。オブジェクトイメージを示す２進信号がイメージセンサ34により生成された後、ルーチン600は、記憶システム38に2進信号を記憶させるコマンドステップ610へと進行する。コマンド610はまた、経路選択ミラー46をレンズ透過光路又は二次光路50内へと回動させて、ユーザがマイクロディスプレイ44の画面を見ることができるようにする。
【００４９】
経路選択ミラー46が、二次光路50内へと回動されると、ルーチン600は、コマンドステップ612へと進行して、記憶システム38に格納されたオブジェクトイメージを直ちに読み出してマイクロディスプレイ44へ送る。このようにして、ユーザは、カメラの動作モードをプレビューモードからレビューモードに変更することなく、捕捉したオブジェクトイメージを直ちに見ることが可能となる。
【００５０】
次いで、ルーチン600は、判定ステップ614へと進んで、ユーザがイメージ捕捉スイッチ84を放したか否かを判定する。ユーザがイメージ捕捉スイッチ84を放していない場合には、プログラムは、スイッチ84が放されるまで判定ステップ614で待機する。スイッチ84が放された場合には、ルーチン600は、コマンドステップ616へと進行して、ミラー42,46をその最初の位置に戻す。また、コマンドステップ616で、判定ステップ604に関して上述したような自動露出アルゴリズム700及び自動焦点アルゴリズム800を再び実行する必要があるか否かの判定を容易にするためにプログラムタイマーが作動される。プログラムタイマーが設定された後、制御プログラム600は、終了コマンド618へと進み、ルーチン600を終了して、ユーザが捕捉イメージスイッチ84を再び押すのを待つ。
【００５１】
次に、図１０を参照して自動露出アルゴリズム700について詳細に考察する。ステップ620（図８）から自動露出アルゴリズム702が呼び出されると、自動露出サブルーチンは、開始コマンド702から捕捉開始コマンド704へと進行する。捕捉開始コマンドは、イメージセンサ34が、主レンズ24を通して見た周囲光の状態を示す露出較正信号を生成することを可能にする。ここで、イメージセンサ34により生成される信号は、主レンズ34を通して見たイメージ全体の一部のみを示すものである。
【００５２】
次に、サブルーチンは、細分コマンド706へと進行して、前記露出較正信号を複数のグレーレベル区分へと細分化させる。各区分が形成される際、結果的に得られた区分は、配列及び格納コマンド708を介して格納される。ここで、該複数の区分は、マトリクス配列、連続する複数区分からなるストリップ、又は重複する複数の区分からなる複数の組として格納することが可能である。
【００５３】
次いで、サブルーチンは、変換コマンド710へと進行して、各区分を読み出し、該読み出した各区分に２進値を割り当てる。所与の区分について、そのグレーレベル値が約18％の所定の輝度レベルを超えた場合に、２進値１が確立される。また、所与の区分が、約18％のしきい値を超えない場合には、該区分に２進値０が割り当てられる。この２進値の割り当ては、配列内の全ての区分に値１又は０が割り当てられるまで続行される。割り当てられた値は、格納コマンド712によって格納され、その後にポインタとして利用される。次いで、サブルーチンは、露出レベル設定コマンド714へと進み、マイクロプロセッサが、決定されたポインタ値に基づき所望の露出設定値に対応する露出値を読み出す。該読み出された露出値がカメラ10に適用される。次いでサブルーチンは、リターンコマンド716へと進行して、呼び出しコマンド622（図６）においてメインプログラムに制御を返す。
【００５４】
ここで図９を参照して自動焦点アルゴリズム800についてより詳細に考察する。自動焦点サブルーチン800がステップ622（図６）から呼び出されると、該自動焦点サブルーチン800は、開始コマンド802から捕捉シーケンス開始コマンド804へと進行する。捕捉シーケンス開始コマンド804は、サンプリング期間Ｔ1秒を複数のサンプリング期間t1へと細分化して一連のイメージを捕捉する。ここで、各時間t1毎に、１つのイメージが捕捉されて一時的に格納される。次いで、アルゴリズムは、コマンドステップ806へと進み、主カメラレンズをサンプリング期間Ｔ1の間に最初の過焦点位置からフルレンジ焦点位置まで移動させる。上記説明より、主レンズ系がその全焦点範囲にわたり移動する際に異なる焦点特性を有する一連のイメージが捕捉される、ということが当業者には理解されよう。
【００５５】
次いで、サブルーチンは、判定ステップ808へと進み、主レンズ系がその全焦点範囲にわたり進行されたか否かが判定される。レンズが、その全範囲にわたり移動されていない場合には、サブルーチンはコマンドステップ810へと進み、主レンズを通して見た現在のイメージを一時的に格納する。次いでサブルーチンは判定ステップ808に戻る。上述より、主レンズ系がその全焦点範囲にわたり移動する際に、捕捉されたイメージの異なる各々が一時的に格納される、ということが当業者には理解されよう。
【００５６】
主レンズが、その全移動範囲にわたって移動されたと判定されると、サブルーチンは、判定ステップ808からレンズ戻しコマンド812へと進行する。レンズ戻しコマンド812は、主レンズをその最初の過焦点位置へと戻す。
【００５７】
該レンズ戻しコマンド812が実行された後、サブルーチンは、計算コマンド814へと進んで、一時的に格納された各イメージ毎に焦点係数を計算して、捕捉したイメージのどれが最も良い焦点係数を有するかを判定する。ここで、サブルーチンは、現在の焦点係数が、以前に格納されたイメージよりも良好に焦点の合ったイメージを示すものである場合には、格納コマンド816に進んで現在の焦点係数を格納する。次いで、サブルーチンは、判定ステップ818へと進み、主レンズがその最初の過焦点位置に戻されたか否かを判定する。
【００５８】
主レンズがその最初の過焦点位置に戻されていない場合には、サブルーチンは、計算ステップ814に戻り、上述と同様に進行する。また、主レンズがその最初の過焦点位置に戻されている場合には、サブルーチンは判定ステップ820に進み、最良の焦点位置が決定されたか否かを判定する。最良の焦点位置が決定されていない場合には、プログラムは戻りステップ824に進み、サブルーチンを、GO TOステップ624（図８）において主制御プログラムに戻す。最良の焦点位置が決定された場合には、プログラムはレンズ移動コマンド822に進み、主レンズをその最良焦点位置へと移動させる。レンズが最良焦点位置に移動されると、サブルーチンは戻りステップ824へと進行する。
【００５９】
ここで図７を参照してカメラ10について更に詳細に考察する。状態ディスプレイ72は、カメラのユーザが見るためにカメラハウジング12の上側に取り付けられる。該ディスプレイ72は、英数字及びグラフィック情報を表示することができる液晶ディスプレイであることが好ましい。ディスプレイ72は、従来の態様でディスプレイドライバ回路70により駆動される（従ってその詳細な説明は省略する）。該ディスプレイドライバ回路70は、図７から最もよく分かるように、バス80を介してマイクロプロセッサ36に接続される。
【００６０】
ディスプレイドライバ回路70はまた、マイクロディスプレイ44に接続され、該マイクロディスプレイ44上には、カメラ10がイメージ捕捉動作モードで動作している際にユーザがイメージ捕捉スイッチ84を作動させるたびに、記録されたイメージが表示される。該マイクロディスプレイ44はまた、カメラがメニュー動作モードで動作している際にメニュー情報を表示する。ここで、カメラがメニュー動作モードで動作している場合、ユーザは、スクロールスイッチ86,88を介して、記憶システム38に格納されているイメージをスクロールさせることが可能であり、また、格納されているイメージのうち選択された１つ又は全てのイメージをユニバーサルシステムバス26を介してダウンロードするため、又は格納されているイメージのうちの１つ又は全てを削除するための、メニュー選択項目を表示することが可能である。端的に言えば、マイクロディスプレイ44は、内部メモリ38に格納された制御プログラムを使用して、マイクロプロセッサ36により生成されるグラフィカルユーザインタフェイス（ＧＵＩ）の一部としてユーザが選択することができる複数のコマンドオプションを提供する一連のメニューを表示することが可能である。
【００６１】
手動操作可能な制御部86,88を押して、ＧＵＩを提供するためにマイクロディスプレイ44上に表示されるコマンドオプションを上下にスクロールさせることが可能である。プッシュボタン86は、メニュー動作モードで押された際に、内部メモリ38に格納されている制御プログラムのコマンドの制御下にあるマイクロプロセッサ36に、マイクロディスプレイ44の表示画面上でハイライト表示されているコマンドオプションを選択させる。
【００６２】
本発明の好ましい実施形態について説明し及び図示してきたが、本発明の構成及び詳細の両者を変更可能であることが当業者には理解されよう。したがって、本発明に与えられる保護は、特許請求の範囲によってのみ制限されるべきである。
【００６３】
以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。
【００６４】
1．ディジタルカメラ(10)におけるオブジェクトイメージのビューを容易化するための光学ビューファインダシステム(36,43,44)であって、
１つの動作モードにおいて、捕捉すべきオブジェクトイメージのレンズ透過式のビューを容易化し、及び同動作モードにおいて、捕捉されたオブジェクトイメージのレンズ透過式の表示装置のビューを容易化する、一対の互いに隔置されたミラー(42,46)と、
オブジェクトイメージの捕捉を可能とするよう前記ミラー(42,46)のうちの少なくとも一方を移動させることを容易化し、及び捕捉されたオブジェクトイメージの前記表示装置によるビューを可能とするよう前記ミラー(42,46)のうちの少なくとも他方を移動させることを容易化する、ミラー制御システム(21)と
を備えている、光学ビューファインダシステム(36,43,44)。
２．前記ミラー制御システム(21)が、前記一対の互いに隔置されたミラー(42,46)を互いに同様に移動させる、前項１に記載の光学ビューファインダシステム(36,43,44)。
３．前記ミラー制御システム(21)が、前記一対の互いに隔置されたミラー(42,46)を互いに独立して移動させる、前項１に記載の光学ビューファインダシステム(36,43,44)。
４．前記一対の互いに隔置されたミラー(42,46)の一方(42)が、部分透過性及び部分反射性のものである、前項１に記載の光学ビューファインダシステム(36,43,44)。
５．ディジタルカメラ(10)における光学ビューファインダシステム(36,43,44)であって、
主レンズ系(22)及び二次レンズ系(43)と光学的に連絡可能な状態にあり、マイクロプロセッサにより制御される、ミラー系(21)を備えており、
該ミラー系(21)が、再生のためにオブジェクトイメージが格納される前にユーザが前記主レンズ系(22)及び前記二次レンズ系(43)を介して前記オブジェクトイメージを見ることを可能にし、
前記ミラー系(21)が更に、再生のために前記オブジェクトイメージが格納されたことに続いてユーザが前記二次レンズ系(43)のみを介して前記オブジェクトイメージを示すディジタルイメージを見ることを可能にする、
光学ビューファインダシステム(36,43,44)。
６．オブジェクトイメージを示すオブジェクト光を主レンズ系及び二次レンズ系を通過させて、再生のためにオブジェクトイメージが格納される前にユーザが前記オブジェクトイメージを見ることを可能にし、
前記オブジェクトイメージを示す表示光を前記二次レンズ系のみを通過させて、再生のために前記オブジェクトイメージが格納された後にユーザが該オブジェクトイメージを見ることを可能にする、
という各ステップを有する方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成されたシャッタレスディジタルカメラを示す斜視図である。
【図２】図１のカメラの平面図であり、捕捉すべきイメージをプレビューするためのレンズ透過光路が示されている。
【図３】図１のカメラの側面図であり、カメラ動作条件の自動設定を容易にするミラー経由光路が示されている。
【図４】図１のカメラの正面図である。
【図５】図１のカメラのもう１つの平面図であり、捕捉したディジタルイメージのビューを容易にする別の光路が示されている。
【図６】図１のカメラのもう１つの側面図であり、オブジェクトイメージを捕捉するためのもう１つのレンズ透過光路が示されている。
【図７】図１のシャッタレスディジタルカメラの構成要素を示すブロック図である。
【図８】図１のカメラでオブジェクトイメージを捕捉するための制御プログラムの各ステップを示す高レベルフローチャートである。
【図９】図１のカメラの焦点を自動設定するための制御プログラムの各ステップを示す高レベルフローチャートである。
【図１０】図１のカメラの露出レベルを自動調整するための制御プログラムの各ステップを示す高レベルフローチャートである。
【符号の説明】
10        ディジタルカメラ
21        ミラー制御システム
22        主レンズ系
36,43,44  光学ビューファインダシステム
42,46     ミラー
43        二次レンズ系
【図１】
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【図２】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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