JP4538458B2 - イメージキャプチャのための方法およびカメラ - Google Patents

Description

本発明は一般に、近接イメージキャプチャに関する。より詳細には、フィルフラッシュ近接イメージキャプチャに関する。

カメラの広範囲な使用および利用可能性は、改善された性能および削減されたコストを有するカメラに、商業的な利点を提供する。例えば、近接フォーカス性能を限定することで、製造コストを削減することが可能であるが、カメラからの名目上の（ｎｏｍｉｎａｌ）最短焦点距離よりよりも短い場所に位置する対象物の、ピンぼけのイメージを作成するという代償を払うことになる。したがって、そのような対象物のイメージのピンぼけを実質的に削減することによって、安価で固定した焦点距離光学機器を有するカメラの近接焦点品質を改良することが有利となる。

したがって、本発明の一形式は、カメラの名目上の最短の焦点距離よりも短いイメージキャプチャのための方法であって、その方法は、カメラのための近接動作モードを選択するステップと、可変絞りを介して、第１の絞りサイズにてイメージキャプチャを開始するステップと、イメージキャプチャの間、周辺シーン光の所定量を集めるステップと、可変絞りを閉じることを開始するステップと、近接動作モードに対応する所定の制限された第２の絞りサイズに可変絞りを閉じる間に、フラッシュユニットを照射させるステップとを包含する。

選択するステップは、写真に撮られる対象物がカメラの名目上の最短の焦点距離よりも短い距離に配置されているかどうかを決定するステップを含み得、写真に撮られる対象物が名目上の最短の焦点距離よりも短い、複数の範囲のうちの一つの範囲内に配置されているかどうかを決定するステップを含み得る。照射させるステップは、複数の範囲のそれぞれに対応する、別個の所定の制限された第２の絞りサイズを使用するステップを含み得る。集めるステップは、前記複数の範囲のそれぞれに対応する、周辺シーン光の別個の所定量を使用するステップを含み得る。決定するステップは、前記カメラを用いて測距（ｒａｎｇｅ ｆｉｎｄｉｎｇ）機能を実行するステップを含み得る。

光を集めるステップは、最大絞りサイズにて、前記可変絞りを用いて実行され得る。照射させるステップは、前記所定の制限された絞りサイズを検出するステップを含み得る。

本発明の別の形式は、可変絞りを含み、名目上の最短の焦点距離を有するイメージキャプチャシステムと、イメージキャプチャシステムと動作可能なように結合され、名目上の最短の焦点距離よりも短いイメージをキャプチャするために、フィルフラッシュ機能を使用するように適合されている、露光制御システムとを備える、カメラを提供する。

露光制御は、イメージキャプチャの間、周辺シーン光の所定量を集め、前記可変絞りを閉じることを開始し、および、所定の制限された絞りサイズにて、該可変絞りを閉じる間、フラッシュユニットを照射させるように適合され得る。可変絞りが、周辺シーン光の前記所定量を集めるために、最大絞りサイズを使用し得る。

露光制御システムは、写真に撮られる対象物が、カメラの名目上の最短の焦点距離よりも短い距離に配置されているかどうかを決定するように適合された測距（ｒａｎｇｉｎｇ）システムを含み得る。測距システムは、写真に撮られる対象物が、名目上の最短の焦点距離よりも短い、複数の範囲のうちの一つの範囲内に配置されているかどうかを決定するように適合され得る。露光制御システムは、複数の範囲のそれぞれに対応する、異なる所定の制限された第２の絞りサイズにて、フラッシュユニットを照射させるように適合され得る。

イメージキャプチャシステムは、露光制御システムに動作可能なように接続された検出器であって、可変絞りの所定の制限された絞りサイズを感知するために適合されている検出器を含み得る。可変絞りが走査絞りシャッターである。

本発明のさらに別の形式は、名目上の最短の焦点距離よりも短いイメージをキャプチャするためのカメラであって、そのカメラは、可変絞りを含む名目上の最短の焦点距離を有するイメージキャプチャシステムと、イメージキャプチャシステムに動作可能なように接続され、イメージキャプチャの間、周辺シーン光を感知するように適合されたフォトセルを含む、露光制御システムとを備えるカメラを提供する。露光制御は、第１の絞りサイズにて、周辺光を用いてイメージキャプチャを実行し、イメージキャプチャの間、周辺シーン光の所定量を感知し、可変絞りを閉じることを開始し、所定の制限された第２の絞りサイズに可変絞りを閉じる間に、フラッシュユニットを照射させるように適合されている。

カメラは、写真に撮られる対象物が、名目上の最短の焦点距離よりも短い、複数の範囲のうちの一つの範囲内に配置されているかどうかを決定するように適合されている、測距システムを含み得、露光制御システムは、異なる所定の制限された第２の絞りサイズにて、フラッシュユニットを照射させ、複数の範囲のそれぞれに対応する周辺シーン光の別個の所定量を集めるように適合されている。

図１は、通常、イメージキャプチャ媒体１２、可変絞りシャッター１４、イメージング光学機器１６、フォトセル１８、露光制御システム２０、およびフラッシュユニット２２を含むカメラ１０を示す。カメラ１０は、必要に応じて、距離測定デバイス２４を含み得る。

イメージキャプチャ媒体１２、可変絞りシャッター１４、およびイメージイング光学機器１６の組み合わせは、イメージキャプチャシステムを形成する。イメージキャプチャ媒体１２は、銀塩フィルムまたは電気的半導体などのような、適切な媒体であり得る。シャッター１４は、個々のイメージキャプチャのコースを介して変化され得る絞りサイズを有する任意の適切なデバイスであり得る。一つの適切な例は、走査絞りシャッターとして知られれる。

イメージング光学機器１６は、任意の固定または可変焦点光学機器であり得、可変絞りシャッター１４を介して、イメージの焦点を、イメージキャプチャ媒体１２に合わせる。カメラ１０におけるイメージング光学機器１６の配置は、通常、カメラ１０に、名目上の最短の焦点距離２６を持たせる。通常、名目上の最短焦点距離２６は、最終的なイメージのぼやけを避けるために、イメージキャプチャの際に超越されなければならない。

フォトセル１８は、イメージシーンから受け取られる光レベルを感知するように配置される。周知の一実施形態において、フォトセル１８は、可変絞りシャッター１４の後に位置し、シャッター１４にある個別の可変絞りを介してイメージ光を受ける。この方法において、フォトセル１８は、イメージキャプチャ媒体１２によって受けられるシーン光量と類似するシーン光量を受ける。この周知の配置は、イメージキャプチャの際において受けられる光のリアルタイムの監視を可能にする。そのようなマルチ絞りシャッターの一実施例は、図３の参照とともに記載される。

通常様式において、露光制御システム２０は、フォトセル１８に応答し、媒体１２のキャプチャイメージに適度な露光を提供するために可変絞りシャッタ１４を制御する。露光制御システム２０は、フラッシュイメージキャプチャの意図およびイメージキャプチャの手助けをするフィルフラッシュの意図のためにフラッシュユニット２２を制御する。

カメラ１０は、本発明に従い、背景３２に対して撮られる対象物３０のイメージキャプチャに用いられる。示されるように、対象物３０は、カメラ１０の名目上の最短焦点距離２６よりも短い距離にカメラ１０から位置される。対象物３０および背景３２の適切に焦点が合わされたイメージを提供するために、露光制御システム２０は、照明およびイメージのフォーカスを同時にバランスするフィルフラッシュを使用するように適応される。

図２は、露光制御システム２０が、カメラ１０の名目上の最短焦点距離２６よりも短い距離にあるイメージのキャプチャするためのフィルフラッシュ機能を実施する方法を示す。カーブ４０は、４２におけるイメージキャプチャの開始から４４の絞りが完全に閉まるまでの走査絞りシャッターの絞りサイズを示す。図２の左の軸は、絞りのサイズを示し、ｆ‐ｓｔｏｐｓに示される可能な絞りサイズの実施例を含む。イメージキャプチャが４２において開始される際、絞りの穴は、４８における最大値のｆ−１２に達するまで傾斜４６に沿って大きくなる。この間、フォトセル１８は類似の光量を受け取り、感知された値は全露光を測定するために時間で積分される。積分された値が５０において所定のレベルに達すると、シャッター１４の閉鎖が始まる。閉鎖ポイント５０が、最大絞りポイント４８の後において起こるものとしてここに示されるが、閉鎖ポイント５０は、最大絞りポイント４８の前において容易に起こり得る。

絞り閉鎖は、負の傾き５２によって示される。絞りがシャッターの閉鎖の間において所定のサイズ（例えば、ｆ-３０）に達する場合、フラッシュユニット２２は照射する。一実施形態において、フラッシュユニット２２は所定の期間の後において消光する。他の実施形態において、フラッシュユニット２２は、十分な反射する赤外線エネルギーが赤外線フォトセルによって感知される際、消光する。フラッシュ照射の結果によって受けたイメージ光量は、曲線６０ａによって通常示される。図２は、絞りサイズとフラッシュ照射との一時的な関係を示すために、絞りサイズの曲線４０とフラッシュ照射の曲線６０ａとを組み合わせるが、これらの曲線の値または面積は比例しない。

動作のこの近接モードにおけるカメラ１０によって用いられるイメージキャプチャ光の全量は、従って、周辺光およびフィルフラッシュ光の組み合わせによって制御される。用いられた周辺光量は、フォトセルによって瞬間に測定される。使用されたフィルフラッシュエネルギー量は、「フォローフォーカス」フラッシュ制御自体、またはイメージシーンにおいて反射された赤外線エネルギーの瞬時の感知のいずれかによって容易に前もって決定され得る。「フォローフォーカス」方法は周知であり、フラッシュユニット２２の出力特徴（電力および時間を含む）、名目上の最短焦点距離よりも短い近距離対象物３０までの距離、および、フラッシュ照射間における絞りサイズを考慮する。周辺光とフィルフラッシュ光との間のバランスは、それぞれの異なったカメラの設計によって実験を通して決定され得、それぞれの設計の名目上の最短焦点距離に応じて変化する。名目上の最短焦点距離が本発明に使用される光バランスを変化するのと同様な方法において、動作の近接距離は、名目上の最短焦点距離よりも短い複数の領域にさらに分割され得る。例えば、６フィートの名目上の最短焦点距離２６を有するカメラが、４から６フィートの第１の近接範囲６０（図１）、および４フィート以下の第２の近接範囲６２を有し得る。範囲６０および６２は、図２において範囲６０のｆ-３０、および範囲６２のｆ-４０と示されるように、フラッシュ照射の絞りサイズによって区別され得る。範囲６０および６２は、周辺光とフィルフラッシュ光とのバランスによってさらに区別され得る、従って、範囲６２が周辺光の約５０％混ざった光を使用し得る一方、範囲６０は周辺光の約７５％混ざった光を使用し得る。

照射対象物が名目上の最短焦点距離以下にある際の限定された絞りサイズのこのアプローチは、各々のイメージポイントの収束する光の角度を狭める。従って、ぼやけが認められる以前のイメージキャプチャ焦点面からの形成されたイメージの広い屈曲を可能にする。

本発明は、動作の通常モードより選択可能なカメラ動作の近接モードを含む。この選択は、名目上の最短焦点距離よりも短い距離にある対象物３０を撮るオペレータによって手動的にされ得る。この近接モードは、カメラ１０の測距デバイス２４（図１）によって自動的に選択もされ得る。測距デバイス２４または手動選択は、名目上の最短焦点距離２６よりも短い距離における複数の範囲６０と６２との間を区別するためにも用いられ得る。

記載されたように、イメージング光学機器は、固定され得、または変化し得る。測距デバイス２４は、従って、近接範囲識別および、名目上の最短焦点距離よりも長い距離にある場合の自動フォーカス機能を助け得る。

図３は、（図１の）カメラ１０と共に使用され得るブレードシャッターと呼ばれる走査絞りシャッター１４の１つの形の描写正面図である。シャッター１４は、通常、電気機械アクチュエータ７５を用いて、矢印７４の方向において左右の移動をする堅いシャッターブレード７０、７２のペアを含む。表側ブレードシャッター７０は、絞り７６、７８および架空の点線にて示される絞り７７，７９を含む後側ブレードシャッター７２を含む。絞りペア７６、７７はイメージキャプチャのためにあり、絞りペア７８、７９は露光フォトセル１８（図１）のためにある。

シャッターブレード７０、７２の左右の移動は、絞りペア７６、７７および７８、７９を順次重ね合わせ、それによって、入射光エネルギーによって絞りサイズを大きくする。個別の絞りペア７６、７７および７８、７９は、比例したサイズに形成される。その結果、シャッターブレード７０、７２の任意の相対的な位置が、絞りペア７６、７７および７８、７９を介して放出される光エネルギーを同じ比率にする。そのため、フォトセル１８によって感知された光エネルギー量は、通常、シャッターブレード７０、７２の位置に関係なく、絞りペア７６、７７を介して放出される光エネルギーの同比率を示す。ブレードシャッタの構成技術は、よく発達しており、当業者の多数のバリエーションが本発明において用いられ得る。シャッターブレード７０、７２の左右の移動が記載されるが、回転のような代替的な移動の形が使用され得る。同様に、既知の方法に従って、相対的な型およびサイズは変更され得る。

本発明の目的のフラッシュ照射の制御の好ましいアプローチは、可変絞りシャッター１４の位置を物理的に感知することである。このアプローチは、摩擦およびアクチュエータパワー等のシャッター移動の可変要素を実質的に消去する。この目的のため、シャッターブレード７２は、ノッチ８０、および固定位置の光学中断検出器８２を含む。ノッチ８０は、通常、リーディングエッジ８４およびトレーリングエッジ８５含む。「リーディング」および「トレーリング」のラベルは、本発明の目的のシャッターの閉鎖の間、スロット８０の移動の方向にそれぞれあることに、留意されたい。

図３は、実質的に閉鎖の位置においてのシャッターブレード７０、７２を示す。シャッター１４が開く際、ノッチ８０は固定された検出器８２に対して左に移動し、点線において示される位置８０ａにおいて最大絞りに達し得る。シャッター１４の閉鎖間、スロット８０は、位置８０ａから右へ光学中断検出器８２を超え、移動する。検出器８２は、リーディングエッジ８４およびトレーリングエッジ８５の両方の正確な通過を検出する。図２の実施例に関連し、リーディングエッジ８４は、絞りサイズＦ３０に位置し得、トレーリングエッジ８５は絞りサイズＦ４０に位置し得る。従って、単一ノッチ８０は、シャッター１４の２つの異なった絞りサイズ正確な検出のために使用され得る。

光学検出器８２およびノッチ８０は、追加的な機能として露光制御システム２０によって用いられ得る。明るい／暗いトリム機能は、近距離対象物に対するさらなるストロボ光を可能にするフラッシュ照射のＦ‐Ｓｔｏｐを変化するために露光制御に付け加えられ得る。また、物理的なシャッターパフォーマンスは、絞りの開口のタイミングを測定することによって監視され得る。

従って、本発明は、カメラの名目上の最短焦点距離よりも短いイメージのキャプチャに有用な方法およびカメラを提供する。これは、近接イメージの質を保つ一方、高価でない光学システムを有するカメラの構成を可能にする。そのようなカメラは小型であり、軽量である。本発明は、固定焦点距離カメラおよび限定される可変焦点カメラとはいえ名目上の最短焦点距離をそれでも有する可変焦点カメラとの両方にとって重要である。本発明の露光制御は、写真ラボ印刷の柔軟性のある可能性を有さないセルフフィルム現像の使用に対し、イメージの質を提供する。

本発明は、開示された実施形態との参照とともに上記に例示的に記載される。多様な修正、変化は、添付の特許請求の範囲において規定されるように、本発明の範囲から逸脱することなく当業者によって、本開示の実施形態に対して行われ得る。

本発明の一実施形態に従って組み立てられたカメラの側面概略図であり、本発明を実施するために使用されるように、示される。 図１の実施形態のシャッター絞りサイズおよび露光を示すグラフであり、イメージキャプチャの期間にわたっている。 図３は、図１のカメラに従って組み立てられた走査絞りシャッターの正面図である。

Claims (16)

1. カメラの名目上の最短の焦点距離よりも短いイメージキャプチャのための方法であって、
   該方法は、
   該カメラのための近接動作モードを選択することと、
   可変絞りを介して、第１の絞りサイズにてイメージキャプチャを開始することと、
   イメージキャプチャの間、周辺シーン光の所定量を集めることであって、前記集めることは、最大絞りサイズにて、前記可変絞りを用いて実行されることと、
   該可変絞りを閉じることを開始することと、
   該近接動作モードに対応する所定の制限された第２の絞りサイズに該可変絞りを閉じる間に、フラッシュユニットを照射させることと
   を含む方法。
2. 前記選択することは、写真に撮られる対象物が前記カメラの名目上の最短の焦点距離よりも短い距離に配置されているかどうかを決定することを含む請求項１に記載の方法。
3. 前記決定することは、写真に撮られる対象物が前記名目上の最短の焦点距離よりも短い、複数の範囲のうちの一つの範囲内に配置されているかどうかを決定することを含む請求項２に記載の方法。
4. 前記照射させることは、前記複数の範囲のそれぞれに対応する、別個の所定の制限された第２の絞りサイズを使用することを含む請求項３に記載の方法。
5. 前記決定することは、前記カメラを用いて測距機能を実行することを含む請求項２に記載の方法。
6. 前記照射させることは、前記所定の制限された絞りサイズを検出することを含む請求項１に記載の方法。
7. 前記可変絞りが、入射光エネルギーによって絞りサイズを大きくすることができるブレードシャッターである請求項６に記載の方法。
8. 可変絞りを含み、名目上の最短の焦点距離を有するイメージキャプチャシステムと、
   該イメージキャプチャシステムと動作可能なように結合され、イメージキャプチャの間、周辺シーン光を感知するように適合されたフォトセルを含み、前記可変絞りが閉鎖する間にフラッシュユニットを照射するように構成され、前記周辺シーン光の所定量を集めるために、前記可変絞りの最大絞りサイズを使用する露光制御システムと
   を備える、カメラであって、
   前記カメラが、名目上の焦点距離より短い位置におけるイメージをとらえるように構成されているカメラ。
9. 前記露光制御は、イメージキャプチャの間、周辺シーン光の所定量を集め、前記可変絞りを閉じることを開始し、および、所定の制限された絞りサイズにて、該可変絞りを閉じる間、フラッシュユニットを照射させるように適合されている請求項８に記載のカメラ。
10. 前記露光制御システムは、写真に撮られる対象物が、前記カメラの名目上の最短の焦点距離よりも短い距離に配置されているかどうかを決定するように適合された測距システムを含む請求項９に記載のカメラ。
11. 前記測距システムは、写真に撮られる対象物が、前記名目上の最短の焦点距離よりも短い、複数の範囲のうちの一つの範囲内に配置されているかどうかを決定するように適合されている請求項１０に記載のカメラ。
12. 前記露光制御システムは、前記複数の範囲のそれぞれに対応する、異なる所定の制限された第２の絞りサイズにて、前記フラッシュユニットを照射させるように適合されている請求項１１に記載のカメラ。
13. 前記露光制御システムは、前記複数の範囲のそれぞれに対応する周辺シーン光の別個の所定量を集めるように適合されている請求項１１に記載のカメラ。
14. 前記イメージキャプチャシステムは、前記露光制御システムに動作可能なように接続された検出器であって、前記可変絞りの前記所定の制限された絞りサイズを感知するために適合されている検出器を含む請求項９に記載のカメラ。
15. 前記可変絞りが、入射光エネルギーによって絞りサイズを大きくすることができるブレードシャッターである請求項８に記載のカメラ。
16. 名目上の最短の焦点距離よりも短いイメージをキャプチャするためのカメラであって、該カメラは、可変絞りを含み、名目上の最短の焦点距離を有するイメージキャプチャシステムと、該イメージキャプチャシステムに動作可能なように接続され、イメージキャプチャの間、周辺シーン光を感知するように適合されたフォトセルを含む露光制御システムとを備え、
    該露光制御は、第１の絞りサイズにて、周辺光を用いてイメージキャプチャを実行し、イメージキャプチャの間、周辺シーン光の所定量を感知し、該可変絞りを閉じることを開始し、所定の制限された第２の絞りサイズに該可変絞りを閉じる間に、フラッシュユニットを照射させるように適合されており、
    写真に撮られる対象物が、前記名目上の最短の焦点距離よりも短い、複数の範囲のうちの一つの範囲内に配置されているかどうかを決定するように適合されている、測距システムをさらに備え、
    前記露光制御システムは、異なる所定の制限された第２の絞りサイズにて、前記フラッシュユニットを照射させ、該複数の範囲のそれぞれに対応する周辺シーン光の別個の所定量を集めるように適合されているカメラ。

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