JP4006627B2 - デジタルカメラ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラに関し、特にズーム機能と画像表示機能とを備えたデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子技術の向上に伴い、撮像した画像をデジタルデータに変換して記憶するデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラが開発され、既に市販されている。ユーザーは、デジタルカメラにより撮像した画像を、たとえば自分のパソコンのディスプレイに表示でき、またプリンタを介してプリントできるため、その応用範囲は広いものとなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、デジタルカメラにおいても、小型化・低コスト化の要求がある。しかしながら、ズーム機能などの付加的機能は、商品としての価値を高める効果があるので、大型化や高コストを招く要因となっても容易に省略できない。このような要求に対し、従来のズーム機能付きデジタルカメラで別個に設けられている、撮影光学系をズーム駆動するためのモータと、フォーカス駆動するためのモータとを一体化しようとする試みがある。しかるに、かかる試みには、デジタルカメラに特有な問題があることが予想された。この問題について説明する。
【０００４】
いわゆる銀塩カメラにおいては、単一のモータからの駆動力を用いて、撮影光学系をズーム駆動及びフォーカス駆動する構成が知られている（特開２００１−１７４６８８）。これは、ステップズーム方式と呼ばれるものであり、ズーム位置をステップ的に設定し、隣接するズーム位置の間でフォーカシング動作を行うため、駆動源としてのモータを一つ備えるだけでズーム動作とフォーカシング動作の２つを行えるという利点がある。そこで、かかるステップズーム方式の構成を電子カメラに組み込むことが考えられた。
【０００５】
しかしながら、一般的なデジタルカメラには、撮影者が被写体を確認するために、レリーズスイッチの操作に関わらず、電源が投入されれば、ＣＣＤ等の撮像素子を介して取得された画像データに基づいて、モニタに被写体像を表示できる電子ファインダ機能がある。従って、ステップズーム方式の構成を単純にデジタルカメラに組み込んだだけであれば、ズーム位置との間でフォーカシング動作を行う際に、撮影レンズの移動に伴って画角の大きさが非線形に変化し、その変化した状態が電子ファインダ機能により逐一モニタに表示されるため、かかるモニタを視認している撮影者が違和感を感じるという問題がある。特に、特開平９−８０２９１号、特開平９−１８９８４４号、特開平１１−１１９０８３号に開示されているような、フォーカシング動作において焦点距離も変化させる光学系を用いた場合、かかる問題はより顕著となる。
【０００６】
同様の問題は、銀塩カメラやデジタルカメラの一部で採用されている変倍式の光学式ファインダーのレンズの駆動を、撮影レンズの駆動と対応づけて行い、しかもステップズーム方式の構成を採用した場合にも生じうるが、かかる変倍式の光学式ファインダーは、たとえばフォーカシング動作時には光学式ファインダーのレンズを、撮影レンズの駆動と切り離すクラッチ機構を設けることで、光学式ファインダーを通して被写体を覗く撮影者に違和感を与えないようにできる。しかしながら、フォーカス駆動のため撮影レンズを移動させる限り、撮像素子に結像される被写体像は変化してしまうため、電子ファインダ機能を発揮している限りは、それに応じてモニタに表示される画像（画角）も変化してしまうこととなる。従って、従来とは全く異なる設計思想にもとづいて、この問題を解決することが望まれている。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、従来と全く異なる思想に基づき、撮影者に違和感を与えず、高機能でありながらも低廉且つコンパクトな構成のデジタルカメラを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明のデジタルカメラは、複数のレンズ群を備えた撮影光学系と、前記撮影光学系を介して結像される光学像を受光し、画像信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子より出力された画像信号に基づいて、所定のタイミングで更新しながら画像を表示する画像表示モードと、前記撮像素子より出力された画像信号以外の情報に基づき情報を表示する情報表示モードとを設定可能な表示部と、単一の駆動源からの動力により、前記撮影光学系のレンズ群を光軸方向に移動させて、フォーカシング動作のための駆動と、ズーム動作のための駆動とを行う駆動手段と、前記駆動手段にズーム動作のための駆動を行わせるズームスイッチと、前記表示部に画像表示モードが設定されているときは、前記ズームスイッチの操作に応じて、情報表示モードに切り替える制御手段とを有するので、ズーム動作のために前記レンズ群を駆動するとフォーカシング動作のための駆動も行ってしまうがためズーム動作時に前記表示部に表示される画像の画角がリニアに変化しないというような場合にも、前記表示部に画像を表示しないことで、撮影者が前記表示部を視認していても違和感を抱かせないようにできる。
【００１７】
更に、前記制御手段は、前記ズームスイッチの操作に応じて、前記駆動手段に前記撮影光学系のレンズ群の移動を行わせ、且つ前記レンズ群の位置に応じた情報を、前記表示部に表示させれば、被写体画像が表示されていなくても、撮影者は表示された情報から、おおよその画角を推定できるため、被写体の構図を決める場合に参考になる。ここで、レンズ群の位置に応じた情報の表示とは、ズーム範囲に対する現在位置をバーで表示したりすること、数値表示したりすること、画角の割合を表示したりすることなどが含まれるが、これらに限られない。
【００１８】
更に、前記制御手段は、前記ズームスイッチの操作が中断したことに応じて、前記レンズ群を停止させると、撮影者（又は操作者）の意図した画角を得ることができるため好ましい。
【００１９】
又、前記レンズ群の停止位置は予め決まっていると、デジタルカメラの構成をより簡素化できる。
【００２０】
更に、前記制御手段は、前記レンズ群が停止したときに、前記情報表示モードから画像表示モードへと切り替えると、前記表示部に表示された画像に基づき、撮影者が撮影前に被写体の構図などを確認できるようになるので好ましい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態にかかるカメラを詳細に説明する。図１は、本発明を適用したデジタルカメラの一例であるデジタルスチルカメラｌ００の一実施の形態を示す外観図であり、図１（ａ）はデジタルスチルカメラ１００の前面斜視図、図１（ｂ）は背面斜視図である。
【００２８】
図１において、デジタルスチルカメラ１００の前面に、被写体を撮像するための撮像部２４、被写体に補助光を発光する補助光発光部３０、撮影者が覗くことで被写体を含む構図を確認できる光学式ファインダー２５を備え、その背面に、撮影画像等を表示する画像表示部８、撮影設定状況等を表示する情報表示部（いわゆるステイタスＬＣＤ）２６、各種機能の設定、切換を操作するための操作ＳＷ（スイッチ）２１を備え、更にデジタルスチルカメラ１００の上面に、シャッターレリーズを行うためのレリーズスイッチ２１ａを備えて構成される。なお、各構成部における詳細な説明は、後述する機能的構成の説明と併せて記載する。尚、本実施の形態では、光学式ファインダー２５は、レンズユニット１と異なる光学系を有している。
【００２９】
図２は、デジタルスチルカメラ１００の機能的構成を示すブロック図である。図２において、デジタルスチルカメラ１００は、少なくとも前群レンズ（第１レンズ群）と後群レンズ（第２レンズ群）とを含む撮影光学系であるレンズユニット１（図では単体で示している）、絞り２、ＣＣＤ３からなる撮像部２４、撮像回路４、Ａ／Ｄ変換回路５、メモリ６、Ｄ／Ａ変換回路７、画像表示部８、記録用メモリ９、圧縮伸長回路１０、ＣＰＵ１１、ＴＧ１２、ＡＥ・ＡＦ処理回路１３、ＣＣＤドライバ１４、絞り駆動モータ１５、絞り駆動モータ駆動回路１６、光学系駆動モータ１７、光学系駆動モータ駆動回路１８、電池１９、ＥＥＰＲＯＭ２０、ズームスイッチであるズームスイッチＳＴを含む操作ＳＷ２１、閃光発光部２２、補助光発光手段である補助光発光部３０（ＡＦ用の補助光発光部や赤目軽減ランプと兼用できる）、スイッチング回路２３とから構成される。尚、本実施の形態のレンズユニット１は、第１レンズ群と第２レンズ群とを有するものとするが、それ以上のレンズ群を設けても良いことはいうまでもない。
【００３０】
撮像部２４は、後述する被写体の光学像を取り込むレンズユニット１、レンズユニット１を透過した光束の光量を調節すると共に露光の調節を行う絞り２、レンズユニット１の光路上において結像された被写体の光学像を光電変換するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）３により構成され、光電変換された画像信号（アナログ信号）を撮像回路４ヘ出力する。すなわち、撮像部２４は、撮像手段としての機能を有する。
【００３１】
撮像回路４は、ＴＧ１２から入力されるタイミング信号に同期させて、ＣＣＤ３から入力された画像信号の感度補正等の各種画像処理を行って所定の画像信号を生成し、Ａ／Ｄ変換回路５に出力する。Ａ／Ｄ変換回路５は、入力された画像信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換し、ＣＰＵ１１の指示によりメモリ６、又はＡＥ・ＡＦ処理回路１３に画像データを出力する。
【００３２】
メモリ６は、バッファメモリ等から構成され、入カされた画像信号を一時的に記憶する。また、メモリ６は、ＣＰＵ１１より画像表示指示を受けると、Ｄ／Ａ変換回路７に画像表示指示された画像データを出力し、Ｄ／Ａ変換回路７は、入力された画像データをアナログ変換するとともに、出力表示に適応するよう処理を施して画像表示部８に出力表示する。一方、メモリ６は、ＣＰＵ１１より画像記録指示を受けると、圧縮伸長回路１０に画像記録指示された画像データ（たとえばＪＰＥＧ形式で）を出力し、圧縮伸長回路１０は、入力された画像データに対して記録用メモリ９に出力する。
【００３３】
画像表示部（表示部ともいう）８は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等から構成され、Ｄ／Ａ変換回路７から入力された画像信号を出力表示する。なお、表示は画像に限らず、例えば、機能選択するメニュー画面などのテキスト画面であってもよい。
【００３４】
記録部である記録用メモリ９は、半導体メモリ等からなる記録用のメモリであり、圧縮伸長回路１０から入力された画像データを記録する画像データ記録領域を有する記録媒体である。記録用メモリ９は、例えば、フラッシュメモリ等の内蔵型メモリであってもよいし、着脱可確なメモリカードやメモリスティックであってもよいし、ハードディスク、又はフロッピーディスク等の磁気記録媒体等であってもよい。すなわち、記録メモリ９は、記録手段としての機能を有する。
【００３５】
また、記録用メモリ９は、ＣＰＵ１１より画像読み出し指示を受けると、圧縮伸長回路１０に読み出し指示された画像データを出力し、圧縮伸長回路１０は、入力された画像データの伸長処理を行ってメモリ６に出力する。
【００３６】
圧縮伸長回路１０は、メモリ６から入力された画像データを所定の符号化方式で圧縮する圧縮回路と、読み出し指示された画像データを画面表示するために記録用メモリ９から入力された画像データを復号化して伸長する伸長回路と、からなる。すなわち、圧縮伸長回路１０は、圧縮手段としての機能を有する。
【００３７】
ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１は、ＥＥＰＲＯＭ２０に記憶されている撮影に関わる各種アプリケーションプログラムを図示しないワークエリアに読み出し、当該プログラムに従った撮影処理等の各種処理を実行し、処理結果を画像表示部８、或いは情報表示部２６に表示させる。
【００３８】
ＣＰＵ１１は、レリーズスイッチ２１ａ（図１）の半押しに応じて、ＡＥ・ＡＦ処理回路１３を駆動制御し、得られた測光値より露光条件を決定すると共に、レンズユニット１をＡＦ処理により検出された合焦位置に駆動し、レリーズスイッチ２１ａの全押しに応じて露光処理を実行し、生成された画像信号に画像処理、及びデジタル変換を行ってメモリ６に一時記憶後、圧縮伸長回路１０により画像データの圧縮化を行い、記録用メモリ９に出力する。
【００３９】
ＴＧ（Ｔｉｍｉｎｇ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１２は、所定のタイミング信号を発生して撮像回路４、ＣＰＵ１１、ＣＣＤドライバ１４に出力する。
【００４０】
ＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ：自動露光制御）・ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ：自動焦点制御）処理回路１３は、適正な露光条件を検出するＡＥ処理を実行するＡＥ処理回路と、合焦位置を検出するＡＦ処理を実行するＡＦ処理回路と、を備えて構成される。各処理は、ＣＰＵ１１からの指示によりＡ／Ｄ変換回路５から入力された画像データに対して実行される。
【００４１】
ＡＥ処理回路は、ＡＥ処理において、入力された１画面分、若しくは画面内の所定領域の輝度値に対して累積加算等の演算処理を行い、この処理結果から実露光時の適正な露光条件を算出して、ＣＰＵ１１に出力する。一方、ＡＦ処理回路は、ＡＦ処理において、入力された１画面分、若しくは画面内の所定領域を対象としてＡＦ評価値の算出を行い、その算出結果をＣＰＵ１１に出力する。
【００４２】
このＡＦ評価値は、焦点が合うほど大きい値になる特性を有しており、各レンズ位置を横軸に、ＡＦ評価値を縦軸にとりグラフを作成すると、合焦点を頂点とした山が形成される。すなわち、レンズユニット１を移動させながら求めたＡＦ評価値を互いに比較することにより、山の頂点、つまり合焦点を求めることができる。このようにしてＡＦ評価値を求める動作を探索動作という。なお、ＡＦ評価値は、入力された１画面分、若しくは画面内の所定領域に対して画像データの周波数を分析することにより算出される。周波数分析では、ソフト的に帯域通過フィルタを構成し、この帯域通過フィルタを通過した画像信号強度の積分値を算出して、その算出結果をＡＦ評価値とする。すなわち、ＡＦ評価値は、コントラスト（明暗の差）情報であり、その画像に含まれる特定周波数の強度を求める演算を行うことにより算出される。
【００４３】
ここで、ＣＰＵ１１、ＡＦ処理回路によるＡＦ処理について説明する。ＣＰＵ１１は、駆動手段である光学系駆動モータ駆動回路１８を駆動制御してレンズユニット１の第２レンズ群を移動させながら各レンズ位置で漸次ＣＣＤ３により画像信号を生成させる。ＡＥ・ＡＦ処理回路１３は、Ａ／Ｄ変換回路５から入力された画像データ毎にＡＦ評価値を算出し、その比較を行って最大ＡＦ評価値であるレンズ位置を合焦点として検出し、ＣＰＵ１１に出力する。
【００４４】
ＣＣＤドライバ１４は、ＣＰＵ１１からの指示を受けると、ＴＧ１２から入力されるタイミング信号に同期させてＣＣＤ３の駆動及び制御を行う。具体的には、露光調節制御に応じたＣＣＤ３の電荷蓄積時間の制御を実行する。
【００４５】
絞り駆動モータ駆動回路１６は、ＣＰＵ１１からの指示により絞り駆動モータ１５の駆動を制御し、絞り駆動モータ１５は絞り２を駆動する。また、光学系駆動モータ駆動回路１８は、ＣＰＵ１１からの指示により光学系駆動モータ１７の駆動を制御し、光学系駆動モータ１７の駆動力によりレンズユニット１が駆動され、それによりレンズユニット１の第１レンズ群及び第２レンズ群は、後述のごとく移動する。
【００４６】
電池１９は、デジタルスチルカメラ１００の各構成部に電力を供給する電力源であり、例えば、リチウム電池やアルカリ乾電池等が適用される。
【００４７】
ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０は、デジタルスチルカメラ１００の撮像に関る各種アプリケーションプログラム、処理プログラム等を記憶する。
【００４８】
操作ＳＷ（スイッチ）２１は、レリーズスイッチ２１ａや、機能を切り替えるモードＳＷ、設定を選択するメニューＳＷ等、各種操作スイッチを備えて構成される。また、各スイッチを操作すると、信号を生成してＣＰＵ１１に出力する。なお、レリーズスイッチ２１ａは、撮影動作に先立ってＡＥ、ＡＦ処理を開始させる半押しレリーズスイッチと、実際の露光処理を開始させる全押しレリーズスイッチと、からなる２段のスイッチから構成されている。
【００４９】
閃光発光部２２は、撮影時に検出された周囲環境の輝度が不足する場合に、被写体にストロボ光を発光する発光部であり、スイッチング回路２３によりその発光タイミングや発光量等が制御される。
【００５０】
次に、ステップズーム方式によるズーム動作及びフォーカシング動作を達成する構成について説明する。図３は、本実施の形態にかかるカメラのレンズ鏡筒およびその駆動構成を示す概略構成図である。
【００５１】
図３において、１７はＣＰＵ１１により駆動制御される光学系駆動モータ、１７ａは光学系駆動モータ１７の出力軸に固着された太陽ギヤであり、４１は光学系駆動モータ１７の出力軸に固着されたピニオンギヤ、４２は光学系駆動モータ１７と同軸に回転するよう保持されたＦｏｃｕｓパルス板、４３はＦｏｃｕｓパルス板４２のスリットを光学的に検出してモータ回転に応じたパルスを出力するフォトインタラプタである。
【００５２】
４４はピニオンギヤ２の動力をギヤ４５に減速伝達するギヤ列、４６はギヤ４５と同軸に回転するよう保持された基準パルス板、４７は基準パルス板４６のスリットを光学的に検出してギヤ４５の回転に応じたパルスを出力するフォトインタラプタである。
【００５３】
５０はレンズ鏡筒であり、固定筒５９と、この固定筒５９内にてギヤ６２からの駆動力により光軸回りで回転可能なカム筒５７と、このカム筒５７に形成されたカム溝にそれぞれ係合する第１レンズ群５１（図では単一のレンズを示しているが複数でもかまわない）を保持する１群ホルダ５６、および第２レンズ群５２（図では単一のレンズを示しているが複数でもかまわない）を保持する２群ホルダ５８とを有して構成されている。尚、径の異なる複数のカム筒それぞれにレンズ群を有する多段式のカム筒を有するタイプにおいても、この実施の形態が適用できるのはいうまでもない。
【００５４】
固定筒５９とカム筒５７とはヘリコイド結合しており、カム筒５７は、大ギヤ１７ａと小ギヤ６２とカム筒ギヤ５７ａとを介して（図５参照）、光学系駆動モータ１７より動力を受けて回転することにより、固定筒５９に対して光軸方向に進退する。１群ホルダ５６および２群ホルダ５８は、カム筒５７の周面に形成されたカム溝（不図示）と係合しており、カム筒５７が回転することで、第１レンズ群５１と第２レンズ群５２とを、カム溝（或いはヘリコイド溝であっても良い）に従いそれぞれ光軸方向に駆動するようになっている。ＣＰＵ１１は、カメラの制御動作の総てを司どる。
【００５５】
上記構成ではＦｏｃｕｓパルス板４２は、光学系駆動モータ１７によりダイレクトに駆動されるため、フォトインタラプタ４３は細かいピッチの信号であるＦｏｃｕｓパルス（制御パルス信号）を発生してＣＰＵ１１に入力する。
【００５６】
一方、基準パルス板４６は、ギヤ列４４，ギヤ４５によって減速されたモータ回転により駆動されるため、フォトインタラプタ４７は、粗いピッチの信号である基準パルス（基準パルス位置）を発生してＣＰＵ１１に入力する。
【００５７】
次に、上記Ｆｏｃｕｓパルス、基準パルスおよび絶対位置信号を用いたＣＰＵ１１によりレンズ鏡筒１０の駆動制御について図４を用いて説明する。
【００５８】
図４において、Ｔ１，Ｔ２は第１レンズ群５１および第２レンズ群５２が無限焦点位置の関係を保ってｆ＝３５ｍｍからｆ＝９０ｍｍまでズーミングしたときの移動軌跡を示している。
【００５９】
また、Ｔ３は１群繰出しによりフォーカシングを行う場合のステップズーム方式での第２レンズ群５２の移動軌跡である。なお、図４には、軌跡Ｔ３を簡略化して示しているが、実際の軌跡Ｔ３は、ズームポジションごとに異なるように設定されている。
【００６０】
本実施の形態では、第１レンズ群５１を軌跡Ｔ１に沿って移動させるとともに第２レンズ群５２を軌跡Ｔ３に沿って移動させることにより、ｆ＝３５ｍｍ（ＷＩＤＥ）、ｆ＝５０ｍｍ（ＭＩＤＤＬＥ１）、ｆ＝７０ｍｍ（ＭＩＤＤＬＥ２）、ｆ＝８０ｍｍ（ＭＩＤＤＬＥ３）およびｆ＝９０ｍｍ（ＴＥＬＥ）の５段階のズームポジションを選択的に設定することができる。
【００６１】
例えば、ズーミング動作でｆ＝５０ｍｍの撮影状態とする場合、まずレンズ群５１，５２は、基準パルスの切換わり点（本実施形態では立ち下がり点であるが立ち上がり点でもよい）Ｐ１よりもＷＩＤＥ側の位置Ｐ２を待機位置として停止する。そして、このときＣＰＵ１１は、Ｐ１の切り替わりを検出しＦｏｃｕｓパルスを所定数カウントして、誤りなくレンズ群５１，５２が待機位置Ｐ２に停止させ、それを確認する。そして、この確認に応じてＦｏｃｕｓパルスのカウンタをリセットする。
【００６２】
ここで、このような待機位置は、各ズームポジションのそれぞれに同様に設けられており、Ｐ１切り替わりから所定数のＦｏｃｕｓパルスをカウントすることで、レンズ群５１，５２が選択されたズームポジションに対応する待機位置に誤りなく停止しているかを確認することができる。
【００６３】
なお、レンズ群５１，５２を待機位置に移動させる方法としては、基準パルスの検出時点からＦｏｃｕｓパルス数が待機位置に対応する所定数になるまで駆動する方法は、連続信号に基づいて位置検出を行って駆動する方法がある。撮影者の撮影動作によりカメラが動作を開始すると、被写体の距離と輝度が測定され、その後フォーカシング駆動が開始される。
【００６４】
このとき距離データに基づいて、後に検出することになる基準パルスの切換わり点Ｐ１の検出時からの第１レンズ群５１の駆動すべきＦｏｃｕｓパルス数（フォーカシング目標値）がＣＰＵ１１内のメモリから呼び出される。
【００６５】
レンズ群５１，５２が待機位置Ｐ２からＴＥＬＥ側に向って移動し、基準パルスの切換わり点Ｐ１の信号が検出されるとこの検出時からＦｏｃｕｓパルスのカウントが行われる。そして、カウント数が先にメモリから呼び出されたＦｏｃｕｓパルス数に達するとレンズ群５１，５２の停止制御が行われる。
【００６６】
なお、実際には光学系駆動モータ１７等の慣性の影響があるので、少し手前から光学系駆動モータ１７のブレーキ制御を行って、ちょうどカウント数がＦｏｃｕｓパルス数に達する時点でレンズ群５１，５２が停止するようにする。その後、ＣＰＵ１１は、レリーズスイッチＳＷ２１ａの全押しに応じて撮像制御を行う。
【００６７】
撮像制御が終了すると、ＣＰＵ１１は、レンズ群５１，５２を元の待機位置Ｐ２にリセット移動させる。ここで、再度、絶対位置信号を検出して、レンズ群５１，５２が待機位置Ｐ２に戻ったかどうかの確認を行う。
【００６８】
ここで、光学系駆動モータ１７を用いて、光学式ファインダー２５の画角を変更する機構について説明する。図５は、本実施の形態のカメラにおける撮影レンズと光学式ファインダー２５のレンズ群とを駆動する機構を示した概略構成図である。
【００６９】
図５に示すように、光学系駆動モータ１７の出力ピニオンギヤ（太陽ギヤ）１７ａに、ギヤ６２が噛合している。ギヤ６２は、カム筒５７の周面に形成されたカム筒ギヤ５７ａに噛合するとともに、ギヤ列６３に噛合しており、ギヤ列６３はファインダズームカム７２のカムギヤ７２ａに噛合し、これらは動力伝達可能に連結されている。ファインダズームカム７２の周面には、カム溝７２ｂ、７２ｃが形成され、それぞれに第１ファインダレンズ群７３，第２ファインダレンズ群７４が係合しており、ファインダズームカム７２の回転に応じて光軸方向に移動可能となっている。
【００７０】
カムギヤ７２ａと、ファインダズームカム７２とは、電磁クラッチ機構７２ｄを介して連結されており、電磁クラッチ機構７２ｄは、ＣＰＵ１１の信号により、カムギヤ７２ａとファインダズームカム７２とを一体的に回転させる動力伝達状態と、カムギヤ７２ａが回転しても、ファインダズームカム７２を回転させない動力非伝達状態のいずれかに切り変わるようになっている。
【００７１】
ここで、ＣＰＵ１１の制御下で、ズーム動作が行われる場合、電磁クラッチ機構７２ｄが動力伝達状態となることにより、ギヤ６２からの動力は、カム筒５７及びファインダズームカム７２に伝達される。すなわち、カム筒５７を介してレンズ群５１，５２が、図４に示すカム線図に従い駆動されるとともに、ファインダズームカム７２を介して、ファインダレンズ群７３，７４が駆動される。
【００７２】
かかる場合、光学系駆動モータ１７の回動によってレンズユニット１のズーム倍率と光学式ファインダー２５のズーム倍率とは常に一致しながら変化する。すなわち、光学式ファインダー２５は変倍機能を有する。なお、カム筒５７とファインダズームカム７２の形状と、伝達機構６０の各歯車の歯数は、この動作に鑑み適切な値に設定されている。
【００７３】
これに対し、フォーカシング動作が行われる場合、電磁クラッチ機構７２ｄが動力非伝達状態となることにより、ギヤ６２からの動力は、カム筒５７にのみ伝達され、ファインダズームカム７２は回転しない。かかる場合、カム筒５７を介してレンズ群５１，５２をフォーカシング動作のために駆動させることができるが、第１ファインダレンズ群７３，第２ファインダレンズ群７４は光軸方向に移動せず、従って撮影者が光学式ファインダー２５を覗いていても。違和感を感じることがない。
【００７４】
図６は、本発明を適用したデジタルスチルカメラ１００で実行される撮影処理を説明するフローチャートである。本実施の形態では、いわゆる像面ＡＦにより、フォーカシング動作を行うものとする。まず、図６のステップＳ１０１において、電源スイッチ（不図示）がオンとなっていれば、撮影モードが設定されていることを前提として、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０２で、画像表示モードが設定されている（撮影者が操作ＳＷ２１を操作することで設定可能）か否か判断する。画像表示モードが設定されていると判断すれば、ステップＳ１０３で、レリーズスイッチ２１ａの操作に関わりなく、ＣＣＤ３を介して画像信号を取り込んで画像処理を行い画像データを取得し、それに基づきステップＳ１０４で、画像表示部８に画像を表示（スルー画像表示）するようになっている。
【００７５】
更に、ステップＳ１０５で、ＣＰＵ１１は、第１段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ１信号）が入力されたか否か判断する。ここで、第１段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ１信号）が入力されないと判断すれば、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０６で、更にズームスイッチＳＴがオン操作されたか否か判断する。ズームスイッチＳＴがオン操作されないと判断すれば、ＣＰＵ１１は、フローをステップＳ１０３へと戻すので、ＣＣＤ３を介して新たに画像信号を取り込んで画像処理を行い画像データを取得し、それに基づきステップＳ１０４で、画像表示部８に画像を表示することができる。このループを実行する時間は、おおよそ１／３０秒程度であり、すなわち撮影者がレリーズスイッチ２１ａ及びズームスイッチＳＴを操作しない限り、所定のタイミングとして約１／３０秒の間隔で画像表示が更新されていることとなる。
【００７６】
一方、ステップＳ１０６で、ズームスイッチＳＴがオン操作されたと判断すれば、ＣＰＵ１１は、上述したようにして、ステップＳ１０７でズーム動作のための駆動を行う（撮影光学系のレンズ群である第１レンズ群５１と第２レンズ群５２を光軸方向に移動させる）。かかるズーム動作は、ズームスイッチＳＴがオフ操作されるまで続行される。尚、ズームスイッチＳＴがオフ操作されたとき、例えばワイド位置からテレ位置に向かっている場合には、オフ操作されたタイミングで、図４のＭＩＤＤＬＥ１，ＭＩＤＤＬＥ２、ＭＩＤＤＬＥ３、ＴＥＬＥのいずれかの位置に、レンズ群５１，５２が停止する。ＣＰＵ１１は、ステップＳ１０８で、ズームスイッチＳＴがオフ操作されたと判断すると、フローをステップＳ１０３へと戻す。
【００７７】
しかるに、ズーム動作に応じて、第１レンズ群５１と第２レンズ群５２とが、図４に示すカム線図に従い、互いの間隔を複雑に変化させながら移動するので、画像表示モード下でスルー画像表示を行う場合には、何らかの処理を行わなければ、画像表示部８を視認する撮影者が、リニアに変化しない画角に違和感を感じる恐れがある。これに対し、本実施の形態によれば、ＣＰＵ１１が、ズームスイッチＳＴがオン操作されたことに応じて、画像の表示更新を中断し、ズームスイッチＳＴがオン操作された直前にメモリ６に取り込まれた画像を表示し続ける（画像をフリーズする）ので、撮影者が画像表示部８を凝視していても、表示された画像は静止していることから画角変化に関して違和感を覚えることはない。但し、「画像は停止していますが、ズーム動作中です」などの情報表示を、画像表示部８に併せて表示させると、よりユーザーフレンドリーなカメラを提供できる。更に、ＣＰＵ１１は、ズームスイッチＳＴがオフ操作されたことに応じて、画像の表示更新を再開するので、撮影者は撮影前に被写体の構図を、画像表示部８に表示された画像を介して確認することができる。尚、本実施の形態は、三脚などでデジタルスチルカメラを固定してセルフタイマを用いて撮影を行う際に特に有効である。
【００７８】
このようにして被写体の構図が決まれば、撮影者は撮影を行うことができる。従って、ステップＳ１０５で、ＣＰＵ１１は、第１段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ１信号）が入力されたと判断すれば、ステップＳ１０９で、ＡＥ処理を行って適切な露光条件を決定し、ステップＳ１１０で、第２段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ２信号）が入力されるのを待つ。第２段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ２信号）が入力されたと判断すれば、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１１１で、フォーカシング駆動を行う。
【００７９】
このときのフォーカシング駆動は、ＡＥ・ＡＦ処理回路１３により、レンズユニット１の第２レンズ群５２を段階的に移動させつつ、ＣＣＤ３から出力される複数の画像データを処理比較することで最適な合焦位置を求めることによって行われ、従って、フォーカシング駆動の際に、画像表示部８に表示される被写体像の画角が変動するが、たとえば一眼レフでもレリーズ直後にファインダー内の画像が一瞬視認できなくなることもあり、撮影者にとって見れば、これがレリーズを行ったことを示す動作とも感じ、特に違和感を感じないという利点がある。尚、デジタルスチルカメラ１００が、測距手段としての、いわゆるアクティブ測距装置等を備えていれば、その出力（合焦位置に関する情報）に基づいてフォーカシング駆動を行っても良い。
【００８０】
その後、ステップＳ１１２で、ＣＰＵ１１は、ＣＣＤ３を介して画像信号を取り込んで画像処理を行い画像データを取得し、それに基づきステップＳ１１３で、画像記憶用メモリ９に画像データを記録するようになっている。ここで、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１１４で、いわゆるポスト画像として、画像記憶用メモリ９に記録した画像データ（すなわち新たな画像データ）に基づいて、画像表示部８に画像を表示させるようになっている。その後フローはステップＳ１０１に戻される。
【００８１】
これに対し、画像表示モードが設定されていなければ、撮影者が違和感を覚える画像が画像表示部８に表示されないので、以下の処理を行えばよい。すなわち、ステップＳ１０２で、画像表示モードが設定されていないと判断すれば、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１１５で、ズームスイッチＳＴがオン操作されたか否か判断する。ズームスイッチＳＴがオン操作されたと判断すれば、ＣＰＵ１１は、上述したようにして、ステップＳ１１６、Ｓ１１７でズーム動作のための駆動を、ズームスイッチＳＴがオフ操作されるまで続行し、ズームスイッチＳＴがオン操作されないと判断すれば、ステップＳ１１８で、第１段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ１信号）を待つ。
【００８２】
第１段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ１信号）が入力されたと判断すれば、ステップＳ１１９で、ＡＥ処理を行って適切な露光条件を決定し、ステップＳ１２０で、第２段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ２信号）が入力されるのを待つ。第２段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ２信号）が入力されたと判断すれば、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１２１で、フォーカシング駆動を行い、ステップＳ１２２で、ＣＣＤ３を介して画像信号を取り込んで画像処理を行い画像データを取得し、それに基づきステップＳ１２３で、画像記憶用メモリ９に画像データを記録するようになっている。その後フローはステップＳ１０１に戻される。
【００８３】
図７は、第２の実施の形態にかかるデジタルスチルカメラ１００で実行される撮影処理を説明するフローチャートである。本変形例も、いわゆる像面ＡＦにより、フォーカシング動作を行うものであり、図６に示すフローチャートと異なる点のみ説明する。
【００８４】
ステップＳ１０６で、ズームスイッチＳＴがオン操作されたと判断すれば、ＣＰＵ１１は、上述したようにして、画像の表示更新を中断（画像をフリーズ）してステップＳ１０７でズーム動作のための駆動を行う。更に、ステップＳ１３０で、ＣＰＵ１１は、レンズ群として第１レンズ群５１と第２レンズ群５２が所定位置に、来たか否か判断する。所定位置としては、図４に示すＭＩＤＤＬＥ１，ＭＩＤＤＬＥ２、ＭＩＤＤＬＥ３のいずれかの位置が考えられるが、それに限られない。
【００８５】
第１レンズ群５１と第２レンズ群５２が所定位置に来たと判断すれば、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１３１で、レリーズスイッチ２１ａの操作に関わりなく、ＣＣＤ３を介して画像信号を取り込んで画像処理を行い画像データを取得し、それに基づきステップＳ１３２で、画像表示部８に、ズーム動作前から表示されている画像より拡大もしくは縮小された画像を表示するようになっている。
【００８６】
これに対し、第１レンズ群５１と第２レンズ群５２が所定位置にないと判断すれば、ＣＰＵ１１はズーム動作のみ行う。以上の動作は、ズームスイッチＳＴがオフ操作されるまで続行される（ステップＳ１３０〜Ｓ１０８）。その後、図６のフローチャートと同様なステップで処理が行われる。本実施の形態によれば、ズーム動作中に、第１レンズ群５１と第２レンズ群５２が所定位置にきたことに応じて、段階的に画像表示を更新するので、画像表示部８を視認している撮影者に違和感を与えることがなく、しかも上述の実施の形態に比べると、ズーム動作中にも画像表示の更新が行われるため、例えば動きのある被写体を狙う場合などに特に有効である。
【００８７】
図８は、第３の実施の形態にかかるデジタルスチルカメラ１００で実行される撮影処理を説明するフローチャートである。図９は、画像表示部８の表示形態の変遷を示す図である。本実施の形態においても、いわゆる像面ＡＦにより、フォーカシング動作を行うものとする。まず、図８（ａ）のステップＳ２０１において、電源スイッチ（不図示）がオンとなっていれば、撮影モードが設定されていることを前提として、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２０２で、画像表示モードが設定されているか否か判断する。画像表示モードが設定されていると判断すれば、ステップＳ２０３で、レリーズスイッチ２１ａの操作に関わりなく、ＣＣＤ３を介して画像信号を取り込んで画像処理を行い画像データを取得し、それに基づきステップＳ２０４で、画像表示部８に画像を表示するようになっている。これをスルー画像表示という。
【００８８】
更に、ステップＳ２０５で、ＣＰＵ１１は、第１段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ１信号）が入力されたか否か判断する。ここで、第１段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ１信号）が入力されないと判断すれば、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２０６で、更にズームスイッチＳＴがオン操作されたか否か判断する。ズームスイッチＳＴがオン操作されないと判断すれば、ＣＰＵ１１は、フローをステップＳ２０３へと戻すので、ＣＣＤ３を介して新たに画像信号を取り込んで画像処理を行い画像データを取得し、それに基づきステップＳ２０４で、画像表示部８に画像を表示（更新）することができる。かかる段階では、画像表示部８には、図９（ａ）に示すような画像が表示されているものとする。
【００８９】
一方、ステップＳ２０６で、ズームスイッチＳＴがオン操作されたと判断すれば、ＣＰＵ１１は、上述したようにして、ステップＳ２０７でズーム動作のための駆動を行う。又、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２０８で、情報表示モードの設定ルーチンを実行する。これは画像表示モードから情報表示モードへ切り替えることを意味する。
【００９０】
情報表示モードへの設定ルーチンにおいて、ステップＳ２０８ａで、画像表示を中断し、ステップＳ２０８ｂで、第１レンズ群５１と第２レンズ群５２の位置を検出し、ステップＳ２０８ｃでレンズの位置に関する情報として、ワイド位置（Ｗ）とテレ位置（Ｔ）のいずれの位置にあるかをバーＢで示す情報（単色もしくは壁紙を背景としても良い）を表示する（図８（ｂ）参照）。かかるズーム動作は、ズームスイッチＳＴがオフ操作されるまで続行されるので（ステップＳ２０９）、その都度、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２０８ｂで、第１レンズ群５１と第２レンズ群５２の位置を検出し、ステップＳ２０８ｃでレンズの位置に関する情報を表示する（図８（ｃ）参照）。撮影者は、表示された情報を見ながら、好みのズーム位置になったとき、ズームスイッチＳＴをオフ操作することができる。
【００９１】
ＣＰＵ１１は、ステップＳ２０９で、ズームスイッチＳＴがオフ操作されたと判断すると、ステップＳ２１１で、画像表示モードの設定ルーチンを実行する。これは情報表示モードから画像表示モードへ切り替えることを意味し、より具体的には、図８（ｃ）のステップＳ２１１ａで、レンズの位置に関する情報の表示を中断する。その後ＣＰＵ１１は、フローをステップＳ１０３へと戻すことで、画像表示の更新を再開する（図９（ｄ）参照）。それにより撮影者は、撮影前に実際に画像を見ることで、被写体の構図を確認できる。
【００９２】
このようにして被写体の構図が決まれば、撮影者は撮影を行うことができる。従って、ステップＳ２０５で、ＣＰＵ１１は、第１段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ１信号）が入力されたと判断すれば、ステップＳ２１２で、ＡＥ処理を行って適切な露光条件を決定し、ステップＳ２１３で、第２段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ２信号）が入力されるのを待つ。第２段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ２信号）が入力されたと判断すれば、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２１４で、フォーカシング駆動を行う。
【００９３】
その後、ステップＳ２１５で、ＣＰＵ１１は、ＣＣＤ３を介して画像信号を取り込んで画像処理を行い画像データを取得し、それに基づきステップＳ２１６で、画像記憶用メモリ９に画像データを記録するようになっている。ここで、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２１７で、いわゆるポスト画像として、画像記憶用メモリ９に記録した画像データ（すなわち新たな画像データ）に基づいて、画像表示部８に画像を表示させるようになっている。その後フローはステップＳ１０１に戻される。
【００９４】
これに対し、ステップＳ２０２で、画像表示モードが設定されていないと判断すれば、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２１８からステップＳ２２６の処理を行うが、これは図６に示すステップＳ１１５からステップＳ１２３の処理に相当するので、重複する説明は割愛する。
【００９５】
尚、本実施の形態の変形例として、更新されない被写体の画像に、レンズ位置に関する情報を重ね合わせることも考えられる。より具体的には、ズームスイッチＳＴがオン操作された直前に得られた画像信号に基づくフリーズした画像を壁紙とし、レンズ位置に関する情報を合成して画像表示部８に表示する。かかる場合、ズーム動作に伴って更新されるレンズ位置に関する情報に基づいて、壁紙の被写体の画像に対して、どの程度画角が変化するか推定できるので、ズーム動作を所望の画角で終了させるのに有効である。
【００９６】
かかる場合、図１０に示すように、レンズ位置に関する情報を枠Ｆ１（又は，Ｆ２）で示すと、画角変化をより把握しやくなる。ここでは枠Ｆ１（又はＦ２）が、レンズ群の位置に対応した画角に相当する枠になる。例えば、枠Ｆ１の状態で、ズーム動作を終了すると、次に更新表示される画像においては、図１０の画面左側の木は含まれず、枠Ｆ２の状態で、ズーム動作を終了すると、次に更新表示される画像においては、図１０の画面右側の木は含まれないこととなる。いずれにしても、レンズ群５１，５２が停止すれば、その位置でＣＣＤ３を介して得られた画像信号に基づく画像データにより、最終的な被写体画像が画像表示部８に表示されるため、それにより撮影者は構図等の確認を行える。なお、枠Ｆ１やＦ２は同時に表示されるのではなく、レンズ群の位置に対応した直角に相当する枠のみが表示されることが好ましい。
【００９７】
図１１は、第４の実施の形態にかかるデジタルスチルカメラ１００で実行される撮影処理を説明するフローチャートである。本実施の形態においても、いわゆる像面ＡＦにより、フォーカシング動作を行うものとする。まず、図１１のステップＳ３０１において、電源スイッチ（不図示）がオンとなっていれば、撮影モードが設定されていることを前提として、ＣＰＵ１１は、ステップＳ３０２で、画像表示モードが設定されているか否か判断する。画像表示モードが設定されていると判断すれば、ステップＳ３０３で、レリーズスイッチ２１ａの操作に関わりなく、ＣＣＤ３を介して画像信号を取り込んで画像処理を行い画像データを取得し、それに基づきステップＳ３０４で、画像表示部８に画像を表示するようになっている。
【００９８】
更に、ステップＳ３０５で、ＣＰＵ１１は、第１段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ１信号）が入力されたか否か判断する。ここで、第１段のレリーズスイッチ２１ａの押下信号（Ｓ１信号）が入力されないと判断すれば、ＣＰＵ１１は、ステップＳ３０６で、更にズームスイッチＳＴがオン操作されたか否か判断する。ズームスイッチＳＴがオン操作されないと判断すれば、ＣＰＵ１１は、フローをステップＳ３０３へと戻すので、ＣＣＤ３を介して新たに画像信号を取り込んで画像処理を行い画像データを取得し、それに基づきステップＳ３０４で、画像表示部８に画像を表示（更新）することができる。
【００９９】
一方、ステップＳ３０６で、ズームスイッチＳＴがオン操作されたと判断すれば、ＣＰＵ１１は、上述したようにして、ステップＳ３０７でズーム動作のための駆動を行う。又、ＣＰＵ１１は、ステップＳ３０８で、ズームスイッチＳＴがオン操作された直前に得られてメモリ６に記憶されている画像信号に対して、ズーム動作がワイド位置からテレ位置方向に行われるなら拡大し、ズーム動作がテレ位置からワイド位置方向に行われるなら縮小するように、画像処理（補間処理）を行う。更に、ステップＳ３０９で、補間処理された画像に基づいて画像を表示する。尚、ステップＳ３０８における補間の度合いは、第１レンズ群５１と第２レンズ群５２の位置に応じてリニアに成されると、あたかもズーム動作で拡大・縮小した画像が表示されているごとく、撮影者が認識できるため違和感を感じることがない。尚、ステップＳ３１１からステップＳ３２５の処理については、これは図６に示すステップＳ１０９からステップＳ１２３の処理に相当するので、重複する説明は割愛する。
【０１００】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明によれば、従来と全く異なる思想に基づき、撮影者に違和感を与えず、高機能でありながらも低廉且つコンパクトな構成のデジタルカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したカメラの一例であるデジタルスチルカメラｌ００の一実施の形態を示す外観図であり、図１（ａ）はデジタルスチルカメラ１００の前面斜視図、図１（ｂ）は背面斜視図である。
【図２】デジタルスチルカメラ１００の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態にかかるカメラのレンズ鏡筒およびその駆動構成を示す概略構成図である。
【図４】本実施の形態におけるズーム動作及びフォーカス動作を達成するためのカム線図である。
【図５】本実施の形態のカメラにおける撮影レンズと光学式ファインダー２５のレンズ群とを駆動する機構を示した概略構成図である。
【図６】本発明を適用したデジタルスチルカメラ１００で実行される撮影処理を説明するフローチャートである。
【図７】第２の実施の形態にかかるデジタルスチルカメラ１００で実行される撮影処理を説明するフローチャートである。
【図８】第３の実施の形態にかかるデジタルスチルカメラ１００で実行される撮影処理を説明するフローチャートである。
【図９】画像表示部８の表示態様を示す図である。
【図１０】画像表示部８の表示態様を示す図である。
【図１１】第４の実施の形態にかかるデジタルスチルカメラ１００で実行される撮影処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
８ 画像表示部
１１ ＣＰＵ
１７ 光学系駆動モータ
１００ デジタルスチルカメラ
５１ レンズユニットの第１レンズ群
５２ レンズユニットの第２レンズ群

Claims (5)

1. 複数のレンズ群を備えた撮影光学系と、前記撮影光学系を介して結像される光学像を受光し、画像信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子より出力された画像信号に基づいて、所定のタイミングで更新しながら画像を表示する画像表示モードと、前記撮像素子より出力された画像信号以外の情報に基づき情報を表示する情報表示モードとを設定可能な表示部と、単一の駆動源からの動力により、前記撮影光学系のレンズ群を光軸方向に移動させて、フォーカシング動作のための駆動と、ズーム動作のための駆動とを行う駆動手段と、前記駆動手段にズーム動作のための駆動を行わせるズームスイッチと、前記表示部に画像表示モードが設定されているときは、前記ズームスイッチの操作に応じて、情報表示モードに切り替える制御手段とを有することを特徴とするデジタルカメラ。
2. 前記制御手段は、前記ズームスイッチの操作に応じて、前記駆動手段に前記撮影光学系のレンズ群の移動を行わせ、且つ前記レンズ群の位置に応じた情報を、前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
3. 前記制御手段は、前記ズームスイッチの操作が中断したことに応じて、前記レンズ群を停止させることを特徴とする請求項１又は２に記載のデジタルカメラ。
4. 前記レンズ群の停止位置は予め決まっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のデジタルカメラ。
5. 前記制御手段は、前記レンズ群が停止したときに、前記情報表示モードから画像表示モードへと切り替えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のデジタルスチルカメラ。

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