(57)【要約】  本発明は、写真撮影装置であって、解像度が１３メガピクセルよりも大きいセンサ（１１）と、１５ｍｍよりも大きいセンサの感光面の対角線とを備えていることと、少なくとも１つの焦点距離値に対する最低開口がｆ／２．０である対物レンズ（１６）を備えていることと、前記センサが撮影した少なくとも１つの画像内のノイズを低減するとともにテクスチャを維持するためのデジタル処理手段（１４）を有することと、画面（２１）を備える携帯電話またはタブレットタイプの装置（２０）に剛性コネクタ（１５）を介して接続することが可能であることと、それ自体の電源手段（１２）を有することと、以下の基準：写真撮影装置が携帯電話またはタブレットタイプの装置に接続されていないとき、最小の長方形の平行六面体であって、内部で装置が内接できる平行六面体の高さの最大値、幅の最大値および奥行きの最大値は、７０ｍｍ未満であり、これらの高さ、幅および奥行きの最小値は、３０ｍｍ未満であり、前記装置（１０）の体積は８６０００ｍｍ3未満であるという基準を満たす寸法を有することと、画像および／またはコマンドを携帯電話またはタブレットタイプの前記装置（２０）と通信するための手段（１３）を備えることとを特徴とする、写真撮影装置（１０）に関する。  本発明は、写真撮影装置（１０）を使用する写真撮影方法にも関する。【選択図】図１８
2016534609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
写真撮影装置であって、解像度が１３メガピクセルよりも大きいセンサ（１１）と、１５ｍｍよりも大きいセンサの感光面の対角線とを備えていることと、少なくとも１つの焦点距離値に対する最低開口がｆ／２．０である対物レンズ（１６）を備えていることと、前記センサが撮影した少なくとも１つの画像内のノイズを低減するためのデジタル処理手段（１４）を有することと、画面（２１）を備える携帯電話またはタブレットタイプの装置（２０）に剛性コネクタ（１５）を介して接続することが可能であることと、それ自体の電源手段（１２）を有することと、以下の基準：前記写真撮影装置が携帯電話またはタブレットタイプの装置に接続されていないとき、最小の長方形の平行六面体であって、内部で前記装置が内接できる前記平行六面体の高さの最大値、幅の最大値および奥行きの最大値は、７０ｍｍ未満であり、前記高さ、前記幅および前記奥行きの最小値は、３０ｍｍ未満であり、前記装置（１０）の体積は８６０００ｍｍ3未満であるという基準を満たす寸法を有することと、画像および／またはコマンドを携帯電話またはタブレットタイプの前記装置（２０）と通信するための手段（１３）を備えることとを特徴とする、写真撮影装置（１０）。
【請求項２】
自律的に実装され、かつ／または前記携帯電話または前記タブレットに内蔵された手段と組み合わされた手段であって、少なくとも１３メガピクセルの可視画像を生成するように構成された手段を備え、前記可視画像は、撮影されるシーンでの反射率が１８％である要素を有するように構成された露出を有し、前記要素は前記可視画像でダイナミックレンジの中間に達し、ダイナミックレンジの中間でのＳＮＲ（信号ノイズ比）が３４ｄＢ以上であり、ＳＦＲエッジとＳＦＲテクスチャとの値は、１０ルクス以下の照明レベルで照明されたシーンの１／３０秒以下の露出時間で画像撮影したものを元に、１０％未満の差があり、ナイキスト周波数の４分の１で１２０％以下であり、ナイキスト周波数の半分で５０％以上であることを特徴とする、請求項１に記載の写真撮影装置（１０）。
【請求項３】
画像のプレビューまたはポストビューができる画面がないことを特徴とする、請求項１または２に記載の写真撮影装置（１０）。
【請求項４】
画像および／またはコマンドを携帯電話またはタブレットタイプの前記装置（２０）と通信するための前記手段（１３）は、前記写真撮影装置（１０）で取得した画像を携帯電話またはタブレットタイプの前記装置（２０）の前記画面（２１）上でプレビューするのを可能にすることを特徴とする、請求項１または２に記載の写真撮影装置（１０）。
【請求項５】
画像および／またはコマンドを携帯電話またはタブレットタイプの前記装置（２０）と通信するための前記手段（１３）は、携帯電話またはタブレットタイプの前記装置（２０）の前記画面（２１）を用いて前記写真撮影装置（１０）を制御するのを可能にすることを特徴とする、請求項１、２または３に記載の写真撮影装置（１０）。
【請求項６】
画像および／またはコマンドを携帯電話またはタブレットタイプの前記装置（２０）と通信するための前記手段（１３）は、携帯電話またはタブレットタイプの前記装置（２０）の前記画面（２１）を用いて前記写真撮影装置（１０）のパラメータを設定するのを可能にすることを特徴とする、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の写真撮影装置（１０）。
【請求項７】
ノイズを低減するとともにテクスチャを維持するための前記デジタル処理手段（１４）は、Ｎ個の画像の時間的合体を使用し、Ｎは２以上の自然数であることを特徴とする、請求項１〜６のうち少なくとも一項に記載の写真撮影装置（１０）。
【請求項８】
ノイズを低減するとともにテクスチャを維持するための前記デジタル処理手段（１４）は、携帯電話またはタブレットタイプの前記装置に遠隔から収容されることを特徴とする、請求項１〜７のうち少なくとも一項に記載の写真撮影装置（１０）。
【請求項９】
前記写真撮影装置はさらに、デジタル処理動作が実施された後の前記可視画像の記録に加えて、またはその代わりに、生画像を記録する手段を備えることを特徴とする、請求項１〜８のうち少なくとも一項に記載の写真撮影装置（１０）。
【請求項１０】
前記剛性コネクタ（１５）は、前記装置に対する向きを変えられるヒンジ内に設置されることを特徴とする、請求項１〜９のうち少なくとも一項に記載の写真撮影装置（１０）。
【請求項１１】
前記写真撮影装置は、デジタル画像の安定化を可能にする画像処理手段を備えることを特徴とする、請求項１〜１０のうち少なくとも一項に記載の写真撮影装置（１０）。
【請求項１２】
前記写真撮影装置は、写真撮影および／または映像撮影される対象物の鮮鋭度を最大にするためのオートフォーカス機能を用いることを特徴とする、請求項１〜１１のうち少なくとも一項に記載の写真撮影装置（１０）。
【請求項１３】
前記オートフォーカス機能は、対象の前記物体を恒久的にフォーカスしたままになるように連続的に動作することを特徴とする、請求項１２に記載の写真撮影装置（１０）。
【請求項１４】
前記記録を開始するためのボタン（１７）を備えることを特徴とする、請求項１〜１３のうち少なくとも一項に記載の写真撮影装置（１０）。
【請求項１５】
前記記録を開始するための前記ボタンが押されるときに沿う軸は、前記剛性コネクタの軸および前記装置を保持するのに使用される前記装置の点を含む平面内に位置していることを特徴とする、請求項１４に記載の写真撮影装置（１０）。
【請求項１６】
前記写真撮影装置は、開位置および閉位置を得るように互いにスライドする２つの部分で構成され、前記閉位置により、前記コネクタ（１５）および／または前記記録を開始するための前記ボタン（１７）を保護でき、前記開位置により、前記コネクタ（１５）および／または前記記録を開始するための前記ボタン（１７）にアクセスできることを特徴とする、請求項１４または１５に記載の写真撮影装置（１０）。
【請求項１７】
前記記録を開始するための前記ボタンは、半押しと全押しとの２つの動作モードを有することを特徴とする、請求項１４、１５または１６に記載の写真撮影装置（１０）。
【請求項１８】
前記コネクタ（１５）は、取り外し可能なキャップ（１８）で保護されることを特徴とする、請求項１〜１７のうちいずれか一項に記載の写真撮影装置（１０）。
【請求項１９】
前記写真撮影装置は、少なくとも１つの生画像を携帯電話またはタブレットタイプの前記装置（２０）に少なくとも１つの動作モードで伝送するための手段を備えることを特徴とする、請求項１〜１８のうちいずれか一項に記載の写真撮影装置（１０）。
【請求項２０】
請求項１〜１９のうちいずれか一項に記載の写真撮影装置（１０）を使用する写真撮影方法であって、１／３０秒以下で１０ルクス以下の照明を含むシーンを撮影するステップと、１３メガピクセルよりも高い質の可視画像を生成するステップとを含み、前記画像は、撮影されるシーンでの反射率が１８％である要素を有するように構成された露出を有し、前記要素はダイナミックレンジの中間に達し、ダイナミックレンジの中間でのＳＮＲが３４ｄＢ以上であり、ＳＦＲエッジとＳＦＲテクスチャとの値は、１０％未満の差があり、ナイキスト周波数の４分の１で１２０％以下であり、ナイキスト周波数の半分で５０％以上であることを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器および写真撮影の分野に関する。
【０００２】
本発明は、さらに詳細には、携帯電話またはデジタルタブレットに接続できる写真撮影装置に関する。
【０００３】
以下の文書では、「タブレット」という用語は、プロセッサおよびタッチスクリーンを備えるデジタルタブレットを意味するために使用される。このようなタブレットの一例が、Ａｐｐｌｅ社が販売するｉＰａｄ（登録商標）、あるいはまた、Ｓａｍｓｕｎｇ社が販売するＧａｌａｘｙ  Ｔａｂ  ２（登録商標）である。
【０００４】
本発明による装置は、特に低照明または極めて低照明の状況で、レフタイプまたはＤＳＬＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｌｅｎｓ  Ｒｅｆｌｅｘ、デジタル一眼レフ）タイプのカメラの品質と等しい写真撮影の品質を有する。本発明による装置は、極めて小型（常時使用できるように衣服のポケットに入る）で軽量である。本発明による装置は、電話またはタブレットと本発明による装置とを組み合わせたものを保持するために片手または両手を用いて同装置の画面を使用するために、剛性のコネクタを介して携帯電話またはタブレットに装着できるものである。本装置は、例えば被写界深度が大きいなどの新たな特徴も提供する。
【背景技術】
【０００５】
よく露出された画像（シーンの反射率が１８％であり、撮影された可視画像でダイナミックレンジの中間に達する要素）を極めて低照明の状況で撮影することは、シーンの環境を変更するフラッシュタイプの追加の光源を使用するか、感度の高いセンサおよび開口の広い対物レンズを備えた写真機器を使用して最大量の光を捕らえることが理論上必要であるが、このような機器は非常にかさばるので衣服のポケットには入らない。
【０００６】
いずれの場合でも、これによって、十分短い露出時間を使用して、画像内で動きぶれを制限できると思われる。３５ｍｍ判換算焦点距離値ｆに応じて使用できる最大露出時間Ｔを定義するのに一般的に許容される公式は、Ｔ＝１／ｆである（非特許文献１）。
【０００７】
現時点で固定合焦機器の基準と考えられている３５ｍｍ判換算焦点距離値は、２８ｍｍから３５ｍｍである。したがって、使用可能な最大露出時間は、１／２８秒から１／３５秒である。
【０００８】
追加の光源を使用することは、通常望ましくはない。なぜなら、それはシーンの低照明の雰囲気を変えてしまい、それによって写真を撮る個人が体験したシーンを再現できなくなるからである。
【０００９】
高感度のセンサおよび開口の広い対物レンズを備えた写真撮影機器は、一般に、交換可能な対物レンズを備えたレフカメラを指す。
【００１０】
この種の機器は、ノイズが少なく（信号ノイズ比（ＳＮＲ）が高い）、鮮鋭度およびテクスチャのレベルが高く（ＳＦＲエッジおよびＳＦＲテクスチャ値が高い）、ダイナミックレンジが極めて広いという極めて高質の画像を得ることを可能にする。
【００１１】
ＳＮＲを計算する際に使用されるようなノイズは、非特許文献２に記載されている「ビジュアルノイズ」から測定したような特徴とすることができる。このノイズの評価により、画像内の輝度およびクロミナンスの変化を同時に考慮することができる。
【００１２】
ＳＦＲエッジおよびＳＦＲテクスチャは、鮮鋭度とテクスチャとの２つの測定結果である。この２つの測定結果は、それぞれ「Ｅｄｇｅ  ａｃｕｔａｎｃｅ」および「Ｔｅｘｔｕｒｅ  ｂｌｕｒ」という見出しで同文献に記載されている。
【００１３】
しかしながら、この種の機器は重く扱いにくく、つまり、どのような状況でも常に自分の身の回りに持っておくことはできないということである。
【００１４】
さらに、極めて広い開口の使用と、大きいサイズのセンサの使用とを組み合わせると、被写界深度が小さくなり、フォーカスがさらに困難になる一方で、画像内の鮮鋭要素の数が減るということになる。
【００１５】
レフカメラまたはＤＳＬＲカメラタイプの写真撮影機器は先行技術で知られている。この種の機器は、かさばって重いという欠点がある。ＤＳＬＲカメラは、優良な質の画像（ＳＮＲが極めて良好で、テクスチャレベルが極めて良好）を得ることを可能にする。なぜなら、そのセンサのサイズが大きく（対角線が２２ｍｍ以上）、開口がｆ／２．０以上の対物レンズを装備できるからである。しかしながら、かさばって重いため、常に身に付けて持ち運ぶことはできない。その上、ほとんどの人にとってその費用は手が出ないものである。
【００１６】
携帯電話またはタブレットに内蔵された写真撮影機器も先行技術で知られている。現時点で販売されているほとんどの携帯電話またはタブレットは、画像およびビデオの撮影システムを内蔵している。それらを使用するため、携帯電話またはタブレットはそれほどかさばらない。つまり、衣服や鞄のポケットに入れてどこにでも持ち運べるということである。しかしながら、それが小型である故に、内蔵型カメラも小サイズである必要がある。したがって、センサは小サイズであり、センサの対角線は一般に７ｍｍ未満であり、光学系も小さく、その開口は最大でｆ／２．０である。センサが小サイズであることは、感度は低いが被写界深度は大きくなるということであり、これはすべてレフカメラまたはＤＳＬＲカメラと比較してのことである。光学系は小サイズである必要があるため、その開口は小さくなる。したがって、電話またはタブレットに組み込まれたカメラは、極めて低照明のシーンを満足に記録できる可能性が低くなる。この機器で見られる露出時間は、これらの条件下で約１／１５秒である。これは、上記で定義した最大時間よりも長く、これによって写真を動きぶれなしで撮ることができる。したがって、デフォルトで、低照明の状況では、電話またはタブレットは、動きぶれなしで撮像するためにフラッシュを使用する傾向がある。高解像度のビデオ録画の場合（ＨＤ１０８０ｐ以上のビデオフォーマット）、この１／１５秒の露出時間は、少なくとも毎秒２４画像のリフレッシュレートとは相容れない。
【００１７】
クリップオンカメラタイプの装置も先行技術から知られている。携帯電話にほとんど計画的にカメラが装備される以前は、メーカーによっては、電話に接続する外付けカメラモジュールを提供するところがあった。これらのモジュールは、光学ビューファインダ、ＶＧＡカメラおよびフラッシュを内蔵していた。これらによって電話にカメラ機能を追加できたが、写真を低照明状態で高解像度で撮ることはできなかった。
【００１８】
アクションカメラタイプの装置、例えばＧｏＰｒｏ（登録商標）が販売する装置なども先行技術から知られている。これらの装置は、電話またはタブレットに強固に接続されるようになってはいないが、どこにでも持ち運べるようにはなっていない。アクションカメラタイプの装置は、主にいわゆるスポーツ環境でビデオを撮ることを想定した装置である。これらの装置は、ケースとともに使用するように設計されている。低照明状態で高解像度の静止画像を撮像するように最適化されてはいない。その制御画面から遠隔操作するように設計されている。
【００１９】
無線装置を介して電話またはタブレットに接続された監視カメラタイプの装置も先行技術で知られている。これらの装置は、固定箇所に設置したままにしておくように想定され、電話またはタブレットは、遠隔から監視するためだけに使用される。同装置は、電話またはタブレットに物理的に装着されてはいないため、手に持って使用することはできない。
【００２０】
マトリクスカメラを使用する写真撮影システムも先行技術で知られている。例として、以下の会社が販売するシステムを挙げることができる：Ｌｙｔｒｏ、Ｐｅｌｉｃａｎ、ＲａｙｔｒｉｘおよびＴｏｓｈｉｂａ（登録商標）。これらのシステムは、重大な欠点がある。例えば、Ｌｙｔｒｏのシステムは、低解像度の出力（１ＭＰまたはメガピクセル）であり、最終画像を得るために撮像後の処理を必要とする。Ｐｅｌｉｃａｎのシステムは、複数（１６）の低解像度モノクロセンサを有する。Ｒａｙｔｒｉｘのシステムは、極めてかさばり、コンピュータに接続する必要がある。これらは中位の解像度（３メガピクセル）で、極めて高コストで、大衆に広く利用できるものではない。最後に、Ｔｏｓｈｉｂａのシステムは、主に距離を検出する（３Ｄの推定）ように設計され、高解像度の画像を出力するようには設計されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】米国特許第２００６／０１６４９３４Ａ１号
【非特許文献】
【００２２】
【非特許文献１】Ｘｉａｏ，Ｆ．Ｐｉｎｃｅｎｔｉ  Ｊ．，Ｊｏｈｎ  Ｇ．ａｎｄ  Ｊｏｈｎｓｏｎ  Ｋ．，“Ｃａｍｅｒａ  ｍｏｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｍｏｂｉｌｅ  ｉｍａｇｉｎｇ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｉｍａｇｉｎｇ（２００７）
【非特許文献２】Ｄ．Ｂａｘｔｅｒ，Ｆ．Ｃａｏ，Ｈ．Ｅｌｉａｓｓｏｎ，Ｊ．Ｐｈｉｌｌｉｐｓ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｉ３Ａ  ＣＰＩＱ  ｓｐａｔｉａｌ  ｍｅｔｒｉｃｓ．ＳＰＩＥ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ２０１２
【非特許文献３】Ｒｏｂｅｒｔ  Ｄ．Ｆｉｅｔｅ，“Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｃｈａｉｎ  ｏｆ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃａｍｅｒａｓ”，ＳＰＩＥ  Ｔｕｔｏｒｉａｌ  Ｔｅｘｔ  Ｖｏｌ．ＴＴ９２
【非特許文献４】Ａ．Ｂｕａｄｅｓ，Ｂ．Ｃｏｌｌ  ａｎｄ  Ｊ．Ｍｏｒｅｌ（２００５ｂ），‘Ａ  ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ  ｉｍａｇｅ  ｄｅｎｏｉｓｉｎｇ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｗｉｔｈ  ａ  ｎｅｗ  ｏｎｅ’，Ｍｕｌｔｉｓｃａｌｅ  Ｍｏｄｅｌ．Ｓｉｍｕｌ．４，４９０−５３０
【非特許文献５】Ａ．Ｂｕａｄｅｓ，Ｂ．Ｃｏｌｌ  ａｎｄ  Ｊ．Ｍｏｒｅｌ（２００８ｂ），‘Ｎｏｎｌｏｃａｌ  ｉｍａｇｅ  ａｎｄ  ｍｏｖｉｅ  ｄｅｎｏｉｓｉｎｇ’，Ｉｎｔｅｒｎａｔ．Ｊ．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｖｉｓｉｏｎ  ７６，１２３−１３９
【非特許文献６】Ｋ．Ｄａｂｏｖ，Ａ．Ｆｏｉ，Ｖ．Ｋａｔｋｏｖｎｉｋ  ａｎｄ  Ｋ．Ｅｇｉａｚａｒｉａｎ（２００７），‘Ｉｍａｇｅ  ｄｅｎｏｉｓｉｎｇ  ｂｙ  ｓｐａｒｓｅ  ３Ｄ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ−ｄｏｍａｉｎ  ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ  ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ’，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  １６，２０８０−２０９５
【非特許文献７】Ｋ．Ｄａｂｏｖ，Ａ．Ｆｏｉ，Ｖ．Ｋａｔｋｏｖｎｉｋ  ａｎｄ  Ｋ．Ｅｇｉａｚａｒｉａｎ（２００９），ＢＭ３Ｄ  ｉｍａｇｅ  ｄｅｎｏｉｓｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｓｈａｐｅ−ａｄａｐｔｉｖｅ  ｐｒｉｎｃｉｐａｌ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｉｎ  Ｐｒｏｃ．Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｗｉｔｈ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｓｐａｒｓｅ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｓ：ＳＰＡＲＳ  ０９，ｖｏｌｕｍｅ  ４９
【非特許文献８】Ｙ．Ｓ．Ｍｏｏｎ，Ｓ．Ｈ．Ｌｅｅ，“Ａ  ｎｅｗ  ｆｕｓｉｏｎ−ｂａｓｅｄ  ｌｏｗ  ｌｉｇｈｔ  ｓｔｉｌｌ−ｓｈｏｔ  ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ”，Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｃｏｎｔｅｎｔ  ａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ２０１３
【非特許文献９】Ｇｒｅｅｎｌｅａｆ，Ａｌｌｅｎ  Ｒ．，Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｏｐｔｉｃｓ，Ｔｈｅ  ＭａｃＭｉｌｌａｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９５０，ｐｐ．２５−２７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
したがって、本発明が対処する問題は、極めて低照明状態で、高解像度（１３Ｍｐｉｘ以上）の可視画像と、交換可能な対物レンズレフ（ＤＳＬＲ）カメラを使用して得られるものと同様またはそれ以上の画質とを提供すると同時に、かさばらずに軽量で、例えば（衣服や鞄の）ポケットに入れられる写真撮影装置を作製することである。本装置は、極めて低照明状態で、リフレッシュレートが毎秒３０画像以上で、交換可能な対物レンズレフ（ＤＳＬＲ）カメラを使用して得られるものと同様またはそれよりも良好な画質である高解像度のビデオ（ビデオフォーマットがＨＤ１０８０ｐまたはそれ以上）も提供すると同時に、よりかさが小さく軽量である。
【００２４】
本発明の意味の範囲内では、低照明の環境とは、１０ルクスを下回るシーンの照明であると理解する。
【００２５】
本発明の意味の範囲内では、生画像とは、デモザイキング動作の前、かつカラーマトリクスおよびトーンカーブを適用する前にセンサから得られた画像に付けた名前である。生画像は、様々な色のピクセルで作成され、Ｂａｙｅｒフォーマット（例えば、偶数列に緑と赤のピクセルが交互に並び、奇数列に青と緑のピクセルが交互に並んでいる）または何らかの他のフォーマット（例えば白および／または緑および／または赤および／または青のピクセルからなる他の組み合わせ）であってよい。１つの別の形態では、生画像は、複数の、とりわけ４つの連続して撮影された生画像、または一連の生画像で構成されたビデオシーケンスで構成される。
【００２６】
本発明の意味の範囲内では、可視画像とは、カラー画像（ＹＵＶ、ＲＧＢまたはその他の符号化規格を用いたもので、圧縮されていてもされていなくてもよい）に付けた名前である。可視画像は、生画像のデジタル処理によって得られ、デモザイキングの動作ならびにカラーマトリクスおよびトーンカーブの適用を最小限含む。
【００２７】
可視画像を得るための生画像のデジタル処理は、一般に、以下のステップの全部または一部を必要とする。
−  黒化
−  欠陥ピクセルの補正
−  統計の計算、および露出、ホワイトバランスおよびオートフォーカスの推定
−  口径食およびカラー口径食の補正
−  ホワイトバランスの補正
−  生画像を空間的にフィルタリングすることによるノイズの低減
−  生画像を時間的にフィルタリングすることによるノイズの低減
−  デモザイキング
−  カラーマトリクス
−  トーンカーブ
−  ＹＵＶマトリクス
−  鮮鋭度フィルタ
−  カラーフリンジ低減フィルタ
−  可視画像を空間的にフィルタリングすることによるノイズの低減
−  可視画像を時間的にフィルタリングすることによるノイズの低減
−  別々に露出された画像を組み合わせることによるダイナミックレンジの増大
−  局所コントラストアルゴリズム（ローカルトーンマッピング）によるコントラストの増大。
【００２８】
これらのステップは、当業者には公知であり、とりわけ非特許文献３に記載されている。
【００２９】
少なくとも１２Ｅｖのダイナミックレンジを有する、すなわち少なくともＤＳＬＲ装置と同等のダイナミックレンジを有する装置を作製することが望まれる。
【００３０】
本発明の目的の１つは、画像処理を用いることによってデフォルトで被写界深度も深い写真撮影装置を作製することでもあり、これによってセンサのサイズを小さくすることが可能になり、それによって所与の開口、所与の被撮影シーンの照明および所与の画質に対する被写界深度が増す。
【００３１】
以下のパラメータは、本発明による装置を設計する際に考慮されたものである。
・  Ｌ：シーンを照明するのに必要な光の量
・  Ｄ：寸法；および
・  Ｃ：コスト
【００３２】
本発明で望ましいのは、パラメータＬを最大にし、パラメータＤおよびＣを最小にすることである。
【００３３】
このようにするために、最も広義に許容される意味では、本発明は、写真撮影装置であって、解像度が１３メガピクセル以上のセンサと、１５ｍｍよりも大きいセンサの感光面の対角線とを備えていることと、少なくとも１つの焦点距離値に対する最低開口がｆ／２．０である対物レンズを備えていることと、前記センサが撮影した少なくとも１つの画像内のノイズを低減するとともにテクスチャを維持するためのデジタル処理手段を有することと、画面を備える携帯電話またはタブレットタイプの装置に剛性コネクタを介して接続することが可能であることと、それ自体の電源手段を有することと、以下の基準：写真撮影装置が携帯電話またはタブレットタイプの装置に接続されていないとき、最小の長方形の平行六面体であって、内部で装置が内接できる平行六面体の高さの最大値、幅の最大値および奥行きの最大値は、７０ｍｍ未満であり、これらの高さ、幅および奥行きの最小値は、３０ｍｍ未満であり、前記装置の体積は８６０００ｍｍ3未満であるという基準を満たす寸法を有することと、画像および／またはコマンドを携帯電話またはタブレットタイプの前記装置と通信するための手段を備えることとを特徴とする、写真撮影装置に関する。
【００３４】
そのため、本発明による写真撮影装置は、低照明状態で高画質を有する。つまり、被写体に対して、最終のダイナミックレンジでの露出が平均的で、細部およびテクスチャが維持されてノイズレベルが低い。
【００３５】
装置の対物レンズの開口がより大きく、装置のセンサの感度が、携帯電話またはタブレットタイプの前記装置の対物レンズおよびセンサよりも高いため、かつ、オンボードでの画像処理により、写真撮影装置は、携帯電話またはタブレットタイプの前記装置よりも高い光感度を有する。
【００３６】
有利には、装置は、少なくとも１３メガピクセルの可視画像を生成するために、自律的に実装され、かつ／または前記携帯電話もしくは前記タブレットに内蔵された手段と組み合わされた手段であって、可視画像は、撮影されるシーンでの反射率が１８％である要素を有するように露出され、その要素は可視画像でダイナミックレンジの中間に達し、ダイナミックレンジの中間でのＳＮＲ（信号ノイズ比）が３４ｄＢ以上であり、ＳＦＲエッジとＳＦＲテクスチャとの値は、１０ルクス以下の照明レベルで照明されたシーンの１／３０秒以下の露出時間で画像撮影したものを元に、１０％未満の差があり、ナイキスト周波数の４分の１で１２０％以下であり、ナイキスト周波数の半分で５０％以上である、手段を備える。
【００３７】
これらの手段により、本発明による装置は、１０ルクス以下で照明されたシーンに対してリフレッシュレートが毎秒３０画像以上の高解像度のビデオ（ビデオフォーマットがＨＤ１０８０ｐまたはそれ以上）を録画することができ、ビデオの各フレームは、録画されるシーンでの反射率が１８％である要素を有するように露出され、その要素はビデオ録画でダイナミックレンジの半分に達し、ダイナミックレンジの中間でのＳＮＲが３４ｄＢ以上であり、ＳＦＲエッジとＳＦＲテクスチャとの値は、１０％未満の差があり、ナイキスト周波数の４分の１で１２０％以下であり、ナイキスト周波数の半分で５０％以上である。
【００３８】
好ましくは、写真撮影装置は、画像のプレビューまたはポストビューができる画面がない。
【００３９】
画面がないことは、装置のサイズおよびコストを抑えられるということである。
【００４０】
１つの実施形態によれば、画像および／またはコマンドを携帯電話またはタブレットタイプの前記装置と通信するための前記手段は、前記写真撮影装置で取得した画像を携帯電話またはタブレットタイプの前記装置の画面上でプレビューするのを可能にする。
【００４１】
有利には、画像および／またはコマンドを携帯電話またはタブレットタイプの前記装置と通信するための前記手段は、携帯電話またはタブレットタイプの前記装置の画面を用いて前記写真撮影装置を制御するのを可能にする。
【００４２】
好ましくは、画像および／またはコマンドを携帯電話またはタブレットタイプの前記装置と通信するための前記手段は、携帯電話またはタブレットタイプの前記装置の画面を用いて前記写真撮影装置のパラメータを設定するのを可能にする。
【００４３】
好ましくは、ノイズを低減するとともにテクスチャを維持するための前記デジタル処理手段は、Ｎ個の画像の時間的合体を使用し、Ｎは２以上の自然数である。
【００４４】
１つの実施形態によれば、ノイズを低減するとともにテクスチャを維持するための前記デジタル処理手段は、携帯電話またはタブレットタイプの装置に遠隔から収容される。
【００４５】
１つの別の形態によれば、前記装置はさらに、デジタル処理動作が実施された後の可視画像の記録に加えて、またはその代わりに、生画像を記録する手段を備える。
【００４６】
１つの実施形態によれば、前記写真撮影装置の前記剛性コネクタは、前記装置に対する向きを変えられるヒンジ内に設置される。
【００４７】
好ましくは、前記写真撮影装置は、デジタル画像の安定化を可能にする画像処理手段を備える。
【００４８】
１つの別の形態によれば、前記写真撮影装置は、写真撮影および／または映像撮影される対象物の鮮鋭度を最大にするためのオートフォーカス機能を用いる。
【００４９】
１つの実施形態によれば、オートフォーカス機能は、対象の物体を恒久的にフォーカスしたままになるように連続的に動作する。
【００５０】
これにより、写真を撮る間の待ち時間を短縮することが可能になる。
【００５１】
１つの実施形態によれば、前記装置は、記録を開始するためのボタンを有する。
【００５２】
ボタンは、写真の撮影を開始するため、またはビデオ録画の開始を始めるために使用される。
【００５３】
１つの実施形態によれば、記録を開始するためのボタンが押されるときに沿う軸は、剛性コネクタの軸および装置を保持するのに使用される装置の点を含む平面内に位置している。
【００５４】
１つの実施形態によれば、装置は、開位置および閉位置を得るように互いにスライドする２つの部分で構成され、前記閉位置により、コネクタおよび／または記録を開始するための前記ボタンを保護でき、前記開位置により、コネクタおよび／または記録を開始するための前記ボタンにアクセスできる。
【００５５】
１つの実施形態によれば、記録を開始するための前記ボタンは、半押しと全押しとの２つの動作モードを有する。
【００５６】
半押しモードは、例えば露出および／またはホワイトバランスおよび／または焦点を合わせるパラメータを現在値にロックすることを可能にする。画像をアンダーサンプリングする低消費力プレビューモードから、フル解像度の画像取得モードに切り替えて、ノイズ低減デジタル処理を実行できると同時に、Ｎ個の画像の時間的合体を用いてテクスチャを維持することも可能であり、Ｎは２以上の自然数である。
【００５７】
有利には、前記コネクタは、取り外し可能なキャップで保護される。
【００５８】
１つの実施形態によれば、前記装置は、少なくとも１つの生画像を携帯電話またはタブレットタイプの前記装置に少なくとも１つの動作モードで伝送するための手段を備える。
【００５９】
本発明は、上記の写真撮影装置を使用する写真撮影方法であって、１／３０秒以下で１０ルクス以下の照明を含むシーンを撮影するステップと、１３メガピクセルよりも高い質の可視画像を生成するステップとを含み、前記画像は、撮影されるシーンでの反射率が１８％である要素を有するように露出され、その要素はダイナミックレンジの中間に達し、ダイナミックレンジの中間でのＳＮＲが３５．５ｄＢ以上であり、ＳＦＲエッジとＳＦＲテクスチャとの値は、１０％未満の差があり、ナイキスト周波数の４分の１で１２０％以下であり、ナイキスト周波数の半分で５０％以上である、方法にも関する。
【００６０】
本発明は、純粋に説明として以下に挙げた本発明の１つの実施形態についての説明を、図面を参照して読むことでよりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】一実施形態における本発明による写真撮影装置を示す図である。
【図２Ａ】一実施形態における携帯電話タイプの装置に接続された本発明による写真撮影装置を示す図である。
【図２Ｂ】一実施形態におけるデジタルタブレットタイプの装置に接続された本発明による写真撮影装置を示す図である。
【図３】本発明による写真撮影装置および最新の携帯電話に対して、照明に応じたダイナミックレンジの中間での信号ノイズ比を示すグラフである。
【図４】丸石の形態である一実施形態における本発明による写真撮影装置の図である。
【図５】円筒の形態である一実施形態における本発明による写真撮影装置の図である。
【図６】「ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ」タイプのコネクタを介してｉＰｈｏｎｅタイプ（Ａｐｐｌｅ社の登録商標）の装置に接続された一実施形態における本発明による写真撮影装置の図である。
【図７】マイクロＵＳＢタイプのコネクタを介して携帯電話に接続された一実施形態における本発明による写真撮影装置の図である。
【図８】ヒンジシステムにある本発明による写真撮影装置のコネクタの図である。
【図９Ａ】丸石が閉じた形状の一実施形態における本発明による写真撮影装置の図である。
【図９Ｂ】丸石が開いた形状の一実施形態における本発明による写真撮影装置の図である。
【図１０Ａ】円筒が閉じた形状の一実施形態における本発明による写真撮影装置の図である。
【図１０Ｂ】円筒が開いた形状の一実施形態における本発明による写真撮影装置の図である。
【図１１】一実施形態における携帯電話タイプの装置に接続された本発明による写真撮影装置を示す図である。
【図１２】２５×２５×２５ｍｍのカメラモジュールに対物レンズ、センサを備え、デジタル処理を含むプリント回路と、バッテリと、コネクタとを備える本発明による写真撮影装置の１つの実施形態の分解図である。
【図１３】一実施形態における本発明による写真撮影装置が人の手で保持されている図である。
【図１４Ａ】１つの実施形態によれば、記録を開始するためのボタンが押されるときに沿う軸は、剛性コネクタの軸および装置を保持するのに使用される装置の点を含む平面内に位置していることを示す図である。
【図１４Ｂ】１つの実施形態によれば、記録を開始するためのボタンが押されるときに沿う軸は、剛性コネクタの軸および装置を保持するのに使用される装置の点を含む平面内に位置していることを示す図である。
【図１５】装置が互いにスライドする２つの部分からなり、それによって開位置と閉位置との２つの位置が生じる一実施形態を示す図である。
【図１６】コネクタを保護するための取り外し可能なキャップが装置に備わっている一実施形態を示す図である。
【図１７】剛性コネクタが本発明による写真撮影装置内のヒンジに設置されている一実施形態を示す図である。
【図１８】携帯電話タイプの装置の画面上でシーンをプレビューしている図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
図１は、一実施形態における本発明による写真撮影装置１０を示している。
【００６３】
本装置は、解像度が１３メガピクセルよりも大きいセンサ１１と、１５ｍｍよりも大きいセンサの感光面の対角線とを備え、剛性コネクタ１５を介して、画面２１を備える携帯電話またはタブレットタイプの装置２０に接続可能である。本発明による写真撮影装置１０はさらに、それ自体の電源手段１２を有し、画像および／またはコマンドを携帯電話またはタブレットタイプの前記装置２０に通信するための手段１３を備える。最後に、本発明による写真撮影装置１０は、少なくとも１つの焦点距離値に対して最低でｆ／２．０まで開口する対物レンズ１６を有する。
【００６４】
１つの実施形態によれば、前記装置１０の前記対物レンズは、一定の焦点距離を有する。
【００６５】
有利には、この焦点距離は少なくとも、２４×３６のセンサで３５ｍｍの焦点距離と同じ被写界範囲を可能にする。対角線の測定値が１５ｍｍであるセンサの場合、これは１２ｍｍの焦点距離に相当する。
【００６６】
もう１つの実施形態によれば、前記装置１０の前記対物レンズは、最短焦点距離が１２ｍｍ以下のズームレンズであり、この焦点距離では最低ｆ／２．０の開口である。
【００６７】
図１は、本発明による写真撮影装置１０が、ノイズを低減するとともにテクスチャを維持するためのデジタル処理手段１４を備えていることも示している。
【００６８】
ノイズを低減するとともにテクスチャを維持するためのデジタル処理手段は、非特許文献４もしくは非特許文献５に記載されているようなローカル以外で平均値を計算するタイプのもの、または「ブロックマッチング３Ｄ」の計算タイプのもので、非特許文献６もしくは非特許文献７に記載されているようなものであってよい。
【００６９】
ノイズを低減するとともにテクスチャを維持するためのデジタル処理手段は、Ｎ個の画像の時間的合体を組み入れることができ、Ｎは２以上の自然数であり、その時間的合体は、非特許文献８に記載されている通りである。Ｎ個の画像の合体により、絞りのゲイン
【００７０】
【数１】
2016534609.tif 000003
【００７１】
が可能になる。絞りが得られるたびにＳＮＲでは３ｄＢが得られる。そのため、Ｎ＝４の画像の時間的合体と、感知面の対角線の測定値が１６ｍｍであるセンサとを使用する一実施形態によれば、６ｄＢのゲインが得られ、本発明による装置のサイズを縮小することが可能になる。実際、その際の感度は、対角線の測定値が約３２ｍｍであるセンサの感度と同等（すなわち、センサおよび対物レンズは、ｘおよびｙの寸法が２倍の大きさ）であり、これは、同じ被写界（すなわちｚ方向の大きさが２倍）を得るために焦点距離の長さが２倍である対物レンズを必要とする。低照明の状態で同じ性能を得るためには、光学モジュール（センサ＋対物レンズ）は、同じ感度に対して約８倍かさばることになり（１６ｃｍ3ではなくおよそ１２８ｃｍ3）、装置をポケットに入れることはできなくなる。
【００７２】
有利には、時間的合体は、「ゴースト防止」機構として知られているものを使用し、この機構は、異なる画像要素どうしを区別することを可能にし、このようにしてこれらの画像要素が合体するのを避ける。時間的合体は、デモザイキングの前またはデモザイキングの後に画像上で実施されてよい。
【００７３】
１つの実施形態によれば、装置１０で出力されたどのような画像（写真またはビデオ録画の個々のフレーム）も、画像処理手段１４によってＮ個の画像を合体した結果である。
【００７４】
１つの実施形態によれば、ノイズを低減するとともにテクスチャを維持するための前記デジタル処理手段は、少なくとも部分的に携帯電話またはタブレットタイプの装置に遠隔から収容される。この実施形態では、ビデオ録画用のビデオのデジタル処理のプレビュー（写真撮影前のビデオ表示で、視野を定めるためのもの）およびデジタル処理は、装置内で実施される。この実施形態では、静止画像処理は以下のように実施される。好ましくは、１つ以上の連続する生画像は携帯電話またはタブレットに伝送され、携帯電話またはタブレットは生画像を可視画像に変換し、これにはノイズ低減処理、例えば複数の画像の時間的合体、ならびに／またはテクスチャを維持した空間ノイズの低減が伴う。
【００７５】
代替案として、例えば生画像を少なくとも２つの画像の可視画像に変換することなどの処理動作が装置内で実施され、例えば複数の画像の時間的合体および／またはテクスチャを維持した空間的なノイズ除去などのノイズを低減する後処理動作は、電話またはタブレットで実施される。
【００７６】
代替案として、１つ以上の連続する生画像または可視画像は、パーソナルコンピュータまたはサーバに伝送され、パーソナルコンピュータまたはサーバは、ノイズ低減処理動作を実行し、必要に応じて生画像を可視画像に変換する。
【００７７】
ノイズ低減処理は、センサのゲインに応じて事前に設定されるか、あるいはユーザの設定（ノイズ除去レベル、ホワイトバランス、コントラストなど）を計算に入れるパラメータを用いて自動的に実行されてよい。
【００７８】
電話またはタブレット内での処理は、主要プロセッサ上のソフトウェアによって、かつ／またはグラフィックプロセッサ上のソフトウェアによって、かつ／または画像処理に適した有線の計算手段もしくはプログラム可能な計算手段を備える構成要素を用いて実行されてよい。
【００７９】
代替形態では、前記装置により、デジタル処理を受けた可視画像の記録に加えて、またはその代わりに、生画像を記録することが可能になる。その際、装置のユーザは、自身が選択したデジタル処理を記録済みの生画像に適用できるようになる。ユーザは、例えば合体を適用することができるようになり、これには装置に適用された画像よりも多くの画像を必要とする。
【００８０】
図は、１つの実施形態では、本発明による写真撮影装置１０が記録を開始するためのボタン１７を備えていることも示している。
【００８１】
本発明による写真撮影装置１０は、以下の基準を満たす寸法を有する。最小の長方形の平行六面体であって、内部で前記装置１０が内接できる平行六面体の高さの最大値、幅の最大値および奥行きの最大値は、７０ｍｍ未満でなければならず、これらの高さ、幅および奥行きの最小値は、３０ｍｍ未満でなければならず、装置の体積は、８６０００ｍｍ3未満である。そのため、装置は鞄のポケットまたは衣服のポケットに容易に入る。これによってユーザは、極めて低照明状態で写真を撮ることができる高質のデジタルレフカメラである写真撮影装置を常に自分の手元に有することができ、これは特に、室内での写真撮影またはとりわけ子どもが動いているシーン向けに使用できるものである。この体積およびこれらの寸法内には、例えば図１２に示したように、感知面の対角線が１６ｍｍで、対物レンズの開口がｆ／２．０で、３５ｍｍ判換算焦点距離が２８ｍｍであるセンサ（センサと対物レンズとを組み合わせた光学モジュールの場合はおよそ８ｃｍ3）と、本発明によるノイズを低減するとともにテクスチャを維持するデジタル処理手段および通信手段を備える電子機器（電子機器はおよそ１０ｃｍ3）と、バッテリ（リチウムポリマー技術を用いる５Ｗｈの場合はおよそ１５ｃｍ3）と、剛性コネクタ（ヒンジ装置を含めておよそ１ｃｍ3）と、および機械構造（およそ１０ｃｍ3）とを収容することが可能である。
【００８２】
図２Ａは、１つの実施形態における携帯電話タイプの装置２０に接続された本発明による写真撮影装置１０を示している。図２Ｂは、１つの実施形態におけるデジタルタブレットタイプの装置２０に接続された本発明による写真撮影装置１０を示している。この携帯電話またはタブレットタイプの装置２０は、画面２１を備える。本発明による本発明による写真撮影装置１０は、携帯電話またはタブレットタイプの前記装置２０に強固に接続される。これは、可撓性ケーブルを使用する接続ではなく、むしろＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−ＦｉまたはＮＦＣタイプの無線接続である。
【００８３】
強固な接続は、多くの形態を採用してよい。
・  本発明による装置に固定され、電話またはタブレットに付属の対応するコネクタに差し込まれる固定コネクタ、および／または
・  本発明による装置に固定され、ユーザが調節可能な方向でカメラの焦点を合わせられるように回転でき、電話またはタブレットに付属の対応するコネクタに差し込まれる固定コネクタ、および／または
・  例えばクリップを用いた機械的装着具。
・  コネクタは、ＵＳＢ、マイクロＵＳＢ、ｌｉｇｈｔｎｉｎｇまたは何らかの他の形態のコネクタとすることができる。
・  コネクタは、プレビュー段階（写真撮影前のビデオ表示で、視野を定められるもの）、および／またはビデオ記録過程および／または静止画像が撮影された後に、電話またはタブレットに画像を送ることができ、かつ／または電話からまたはタブレットから本発明による装置へコマンドを送ることができる。
【００８４】
強固な接続１５は、写真撮影装置１０と携帯電話またはタブレットタイプの装置２０とのアセンブリを片手で保持して、携帯電話またはタブレットタイプの装置２０を保持することを可能にする。強固な接続は、写真撮影装置１０および携帯電話またはタブレットタイプの装置２０を両手で保持し、片手で携帯電話またはタブレットタイプの装置２０を保持し、片手で写真撮影装置１０の写真撮影ボタン１７を押すことを可能にする。この強固な接続がなければ、片手に持ったカメラおよびもう片方の手で持った電話またはタブレットを用いて視野を定め、写真撮影することは極めて困難になる。
【００８５】
図１３は、この実施形態で本発明による写真撮影装置が人の手で保持されている図である。
【００８６】
強固な接続により、本発明による装置および電話またはタブレットを機械的に一つに固定でき、以下のために要求される電気信号を通すこともできる。
−  本発明による装置から電話またはタブレットへ画像を伝送して電話の画面またはタブレットの画面上で画像をプレビューするためであり、これらの画像をプログラム実行中に圧縮・復元して、電話またはタブレットと互換性のある、例えばＨ２６４またはＨ２６５／ＣＨＶＣなどのフォーマット向けにビットレートを低減することが可能であり、かつ／または
−  電話またはタブレットから本発明による装置へ、コマンドおよび／または制御、とりわけ、
・  写真を撮るためのコマンド：静止画像の撮影、ビデオ録画の開始／停止、
・  解像度の選択、
・  露出の選択：開口、露出時間、センサの感度、モード（開口を優先、露出時間を優先、感度を優先、手動、自動など）
・  ホワイトバランスの設定、
・  オートフォーカス設定（無効化、対象領域の選択など）、
・  画像安定性の設定、
・  シーンの種類の選択：自動、景色、肖像など、
・  その他のカメラ設定、
を伝送するためであり、かつ／または
−  本発明による装置から電話またはタブレットへ、コマンドおよび／または制御、とりわけ、
・  写真を撮影するためのコマンド、または本発明による装置にあり、携帯電話またはタブレットのアプリケーションに作用できるその他のコマンド
・  シーンに関するデータであって、本発明による装置によって携帯電話またはタブレットに提供される画像に関する統計を元に、本発明による装置によって、かつ／または携帯電話によって、またはタブレットによって計算されたデータ、例えばホワイトバランスによって判定された光源、露出（露出時間、感度、ゲイン）、露出不足の警告、動きの警告、顔の存在および位置、シーンの種類など
を伝送するため。
【００８７】
１つの実施形態によれば、画像および／またはコマンドを携帯電話またはタブレットタイプの前記装置２０に通信する手段１３により、前記写真撮影装置１０によって撮影された画像を携帯電話またはタブレットタイプの前記装置２０の画面２１上でプレビューすることができる。そのため、ユーザは、本発明による装置が大画面のない小サイズでポケットに入れられるとしても、大画面の利点を享受できる。
【００８８】
図１８は、携帯電話タイプの装置の画面上でのシーンのプレビューを示している。
【００８９】
１つの実施形態では、これらの手段１３により、前記写真撮影装置１０を携帯電話またはタブレットタイプの前記装置２０の画面２１を介して制御できる。そのため、ユーザは、本発明による装置がボタン数の少ない小サイズでポケットに入れられるとしても、多数のコマンドおよび設定の利点を享受する可能性がある。
【００９０】
１つの実施形態では、これらの手段１３により、携帯電話またはタブレットタイプの前記装置２０の画面２１を用いて前記写真撮影装置１０のパラメータを設定できる。そのため、ユーザは、本発明による装置がボタン数の少ない小サイズでポケットに入れられるとしても、複数のコマンドおよび設定の利点を享受できる。
【００９１】
１つの実施形態では、携帯電話またはタブレットタイプの装置２０は、次の３つのオペレーティングシステムのうちの１つを有する：Ａｎｄｒｏｉｄ、ｉＯＳまたはＷｉｎｄｏｗｓ  Ｐｈｏｎｅ（登録商標）。携帯電話またはタブレットタイプの前記装置２０の画面２１を用いるための本発明による前記写真撮影装置１０の手段１３は、携帯電話またはタブレットの上記３つのオペレーティングシステムで動作する能力がある。
【００９２】
図３は、本発明による写真撮影装置および露出時間１／３０秒の場合の現在の携帯電話またはタブレットに対する光に応じた信号ノイズ比を示すグラフである。
【００９３】
本発明による写真撮影装置１０は、低照明状態で高画質であり、とりわけ、ダイナミックレンジの中間点に達する撮影シーンで反射率が１８％である要素を有するように露出された可視画像で測定した場合に、ノイズレベルが低減され、
・  １００ルクスのシーンでは、ダイナミックレンジの中間での信号ノイズ比（ＳＮＲ）は、本発明による写真撮影装置１０の場合は約４４ｄＢであり、現在の電話またはタブレットの場合は約２９ｄＢであり、
・  ２５ルクスのシーンでは、信号ノイズ比は、本発明による写真撮影装置１０の場合は約３８ｄＢであり、現在の電話またはタブレットの場合は約２３ｄＢであり、
・  １０ルクスのシーンでは、信号ノイズ比は、本発明による写真撮影装置１０の場合は約３４ｄＢであり、現在の電話またはタブレットの場合は約１９ｄＢである。
【００９４】
本装置と現在の電話またはタブレットとの間にある１５ｄＢのゲインは、以下のように分解できる。
・  センサの感度がより高い：現在の電話またはタブレットは、感光面の対角線の測定値が７ｍｍ未満であるセンサを使用している；写真撮影装置１０は、感光面の対角線の測定値が１５ｍｍよりも大きいセンサを使用する。センサ全体でピクセル数が同じ場合、ゲインは約９ｄＢになる。
・  ノイズを低減するとともにテクスチャを維持するデジタル処理は、４つの画像の時間的合体を必要とする。ゲインは絞り２、すなわち６ｄＢである。
【００９５】
１つの実施形態では、対物レンズは、十分な光がある場合に、対物レンズの開口を制御でき、それによって被写界深度を制御できるダイヤフラムを備える。
【００９６】
図４は、丸石の形態である一実施形態における本発明による写真撮影装置を示している。この形状でポケットに滑り込ませやすくなる。
【００９７】
図５は、円筒の形態である一実施形態における本発明による写真撮影装置を示している。この形状でポケットに滑り込ませやすくなる。
【００９８】
図６は、ｌｉｇｈｔｎｉｎｇタイプのコネクタを介してｉＰｈｏｎｅ（Ａｐｐｌｅ社の登録商標）装置に接続された一実施形態における本発明による写真撮影装置を示している。このように、ｌｉｇｈｔｎｉｎｇタイプのコネクタは、その剛性コネクタとしての通常の通信機能に加えて使用され、これによって、電話またはタブレットおよび本発明による装置を機械的に一つに固定して、前述したように保持しやすく、写真撮影しやすくする。
【００９９】
図７は、マイクロＵＳＢタイプのコネクタを介してＡｎｄｒｏｉｄオペレーティングシステムで動作している電話またはタブレットに接続された一実施形態における本発明による写真撮影装置を示している。このように、マイクロＵＳＢコネクタは、その剛性コネクタとしての通常の通信機能に加えて使用され、これによって、電話またはタブレットおよび本発明による装置を機械的に一つに固定して、前述したように保持しやすく、写真撮影しやすくする。
【０１００】
図８は、ヒンジシステムにある本発明による写真撮影装置のコネクタを示している。このように、ユーザは、本発明による装置のサイズが小さくポケットに入れられるとしても、方向変換可能な画面の利点を享受でき、これによって例えば自身の顔の高さよりも上で自身の腕を用いて水平に焦点を合わせて写真を撮ることが可能になる。
【０１０１】
図９Ａは、丸石が閉じた形状の一実施形態における本発明による写真撮影装置を示している。この形状で、コネクタを保護した状態でポケットに滑り込ませやすくなる。
【０１０２】
図９Ｂは、丸石が開いた形状の一実施形態における本発明による写真撮影装置を示している。この形状により、携帯電話またはタブレットタイプの装置２０にコネクタを挿入するためにコネクタにアクセスできる。
【０１０３】
図１０Ａは、円筒が閉じた形状の一実施形態における本発明による写真撮影装置を示している。この形状で、コネクタを保護した状態でポケットに滑り込ませやすくなる。
【０１０４】
図１０Ｂは、円筒が開いた形状の一実施形態における本発明による写真撮影装置を示している。この形状により、携帯電話またはタブレットタイプの装置２０にコネクタを挿入するためにコネクタにアクセスできる。
【０１０５】
図１１は、１つの実施形態における携帯電話またはタブレットタイプの装置に接続された本発明による写真撮影装置を示している。このように装置は、手で保持しやすく、本発明による装置と携帯電話またはタブレットとによって形成されたアセンブリをしっかりと保持して写真を撮って、動きぶれを軽減できる。
【０１０６】
図１２は、寸法が２５×２５×２５ｍｍのカメラモジュールに対物レンズ、センサを備え、デジタル処理を含むプリント回路と、バッテリと、コネクタとを備える本発明による写真撮影装置の１つの実施形態の分解図を示している。
【０１０７】
図１４Ａおよび図１４Ｂは、１つの実施形態によれば、記録を開始するためのボタン１６が押されるときに沿う軸が、剛性コネクタ１５の軸および装置を保持するのに使用される装置１０の点を含む平面内に位置していることを示している。したがって本装置は、手で保持しやすく、本発明による装置と携帯電話またはタブレットとによって形成されたアセンブリをしっかりと保持して写真を撮って、動きぶれを軽減できる。
【０１０８】
図１５は、装置が互いにスライドする２つの部分からなり、それによって開位置と閉位置との２つの位置が生じる一実施形態を示している。前記閉位置によってコネクタ１５および開始ボタン１６を保護できる。前記開位置によってコネクタ１５および開始ボタン１６にアクセスできる。前記閉位置は、上に明記した寸法条件の範囲内に収まることが可能である。
【０１０９】
図１６は、コネクタ１５を保護するための取り外し可能なキャップが装置に備わっている１つの実施形態を示している。
【０１１０】
図１７は、剛性コネクタが装置１０内のヒンジに設置されている一実施形態を示している。このヒンジにより、装置１０をコネクタの周りで回動させることができ、装置１０の向きを携帯電話またはタブレットタイプの装置２０に対して変更できる。そのため、ユーザは、本発明による装置のサイズが小さくポケットに入れられるとしても、方向変換可能な画面の利点を享受でき、これによって例えば自身の顔の高さよりも上で自身の腕を用いて水平に焦点を合わせて写真を撮ることが可能になる。
【０１１１】
１つの実施形態では、本発明による装置１０は、撮影シーンでの反射率が１８％である要素を有するように露出された少なくとも１３メガピクセルの可視画像を生成するための手段を備え、その要素は可視画像でダイナミックレンジの中間に達し、ダイナミックレンジの中間でのＳＮＲが３４ｄＢ以上であり、ＳＦＲエッジとＳＦＲテクスチャとの値は、１０ルクス未満で照明されたシーンを１／３０秒以下で画像撮影したものを元に、１０％未満の差があり、ナイキスト周波数の４分の１で１２０％以下であり、ナイキスト周波数の半分で５０％以上である。この実施形態では、前記装置１０は、半分のナイキスト周波数でＭＴＦが５０％を上回る開口ｆ／２．０の対物レンズと、感光面の対角線の測定値が１５．８ｍｍであるセンサ、例えばＡｐｔｉｎａ  ＡＲ１４１１ＨＳセンサとを備え、フラッシュがない。装置は、装置に給電するためのバッテリを有し、例えば、外部コネクタを用いて、かつ／または誘導によって、かつ／または装置から取り除くことによって、かつ／または電話またはタブレットを介して、実施形態に応じてバッテリを再充電することが可能である。ノイズを低減するとともにテクスチャを維持するデジタル処理手段は、非特許文献７に記載のノイズ除去アルゴリズムと、センサによって連続的に記録された４枚の画像に対して実施される時間的合体とで構成される。そのため、本発明による装置は、低照明状態で写真を取ることを可能にすると同時に、小サイズでポケットに入る。
【０１１２】
有利には、この実施形態では、装置１０は、高解像度（ビデオフォーマットがＨＤ１０８０ｐまたはそれ以上）のビデオを録画するためにこれらの手段を使用し、そのビデオは、１０ルクス以下で照明されたシーンに対するリフレッシュレートが毎秒３０画像以上で、そのビデオの各フレームは、録画されるシーンでの反射率が１８％である要素を有するように露出され、その要素はビデオ録画でダイナミックレンジの中間点に達し、ダイナミックレンジの中間でのＳＮＲが３４ｄＢ以上であり、ＳＦＲエッジとＳＦＲテクスチャとの値は、１０％未満の差があり、ナイキスト周波数の４分の１で１２０％以下であり、ナイキスト周波数の半分で５０％以上である。
【０１１３】
１つの実施形態では、前記写真撮影装置１０は、画像をプレビューまたはポストビューするための画面がない。これによって装置のサイズを縮小することが可能である。
【０１１４】
１つの実施形態では、前記写真撮影装置１０は、デジタル画像の安定化を可能にする画像処理手段を備える。これにより、かさばる光学安定化装置の必要性をなくすと同時に低照明状態での写真撮影の性能を向上させ、よりよい時間的合体を可能にし、それによってテクスチャを維持する性能を上げるとともにノイズを低減することを可能にすることによって、装置のサイズを縮小することが可能になる。
【０１１５】
１つの実施形態によれば、前記写真撮影装置は、写真撮影および／または映像撮影される対象物の鮮鋭度を最大にするためのオートフォーカス機能を用いる。オートフォーカス機能は、実際に焦点を変更する動作を実施する物理的部分と、フォーカスの質を分析し、物理的部分を制御してフォーカスを最適化するシステムとを備えている。フォーカスの最適化を分析し制御するシステムは、例えば特許文献１に記載されているものであってよい。非特許文献９は、所与の光学系に関して鮮鋭度の最初の平面に対する距離Ｄｐおよび鮮鋭度の最後の平面に対する距離Ｄｄと、焦点を合わせる最適な距離とを計算する以下の式を提供している。
【０１１６】
【数２】
2016534609.tif 000004
【０１１７】
式中、
【０１１８】
【数３】
2016534609.tif 000005
【０１１９】
である。
ｆは対物レンズの焦点距離である。
ｓは光学系が焦点を合わせた距離である。
Ｎは光学系の開口である。
ｃは錯乱円の直径である。
被写界深度Ｐｃは、鮮鋭度の最初の平面と鮮鋭度の最後の平面との間の距離である。
【０１２０】
【数４】
2016534609.tif 000006
【０１２１】
本発明の文脈では、焦点距離は１０ｍｍよりも大きくなり、開口はｆ／２．０以上になり、ｃは５．６μｍ以下になる。
ｓの値が１ｍである場合、Ｄｐは０．９ｍであり、Ｄｄは１．１２ｍであり、Ｐｃは０．２２ｍである。他の距離で対象物を写真撮影または映像撮影するためには、焦点の変更が必要である。このフォーカスは、オートフォーカス機能で実施される。
【０１２２】
１つの実施形態では、前記オートフォーカス機能は、対象の物体を恒久的にフォーカスしたままになるように連続的に動作する。これにより、（限られた被写界で）ｆ／２．０よりも大きい開口で開く対物レンズを使用することが可能になり、それによって低照明状態での性能が向上する。
【０１２３】
本発明は、例として上記に記載されている。当業者は、特許の範囲を逸脱しない限り、本発明を様々な異なる方法で実現できることを理解しなければならない。
【図１】
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【図２Ａ】
2016534609.tif 000008
【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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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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