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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Kameras und insbesondere
auf Digitalkameras mit Fixfokus- und Automatikfokus-Modusmerkmalen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Im
allgemeinen können
handgeführte
Kameras einer von zwei Typen sein: automatischer Fokus (oder Auto-Fokus)
und Fixfokus. Bevor die Vorteile und Charakteristika der beiden
Kameratypen erörtert
werden, ist es sinnvoll, die Konzepte von „Brennpunkt" und „Tiefenschärfe" zu betrachten, um
ein klareres Verständnis
von Kameravorgängen
zu gewinnen. Der Brennpunkt ist im allgemeinen definiert als der
Punkt auf der Achse der Kameralinse, an dem einfallende parallele
Lichtstrahlen konvergieren oder anscheinend konvergieren. Bilder, die
an dem Brennpunkt der Linse werden, sind scharf eingestellt und
wenn keine ungünstigen
Umstände
vorliegen, ergibt sich eine scharfe Photographie.
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Die
Tiefenschärfe
kann definiert werden als der Abstand im Raum, über den eine Kameralinse, die
auf ein bestimmtes Objekt fokussiert ist, eine angemessene Auflösung oder
Klarheit liefern kann. Somit ist die Tiefenschärfe der Bereich (bezüglich der
Linse) vor und hinter dem wahren Brennpunkt.
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Diesbezüglich kann
die Position der Linse auf jeder Seite des Brennpunkts eingestellt
oder fokussiert werden und nach wie vor kann ein scharfes, deutlich
fokussiertes Bild erzeugt werden, vorausgesetzt, daß das Objekt
innerhalb der Tiefenschärfe
der Linse ist.
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Wenn
nun die Vorteile von Fixfokus- und Autofokuskameras betrachtet werden,
ist es für
einen Fachmann auf diesem Gebiet gut bekannt, daß eine Fixfokuskamera weniger
aufwendig herzustellen ist als der Autofokustyp. Diesbezüglich ist
die Fixfokuskamera im allgemeinen nicht in der Lage, Linsen oder
Aperturänderungen
zu wirken und verläßt sich
statt dessen auf eine große
Tiefenschärfe,
in der das Objekt, das photographiert werden soll, als fokussiert
wahrgenommen wird. Unter vielen Umständen ermöglicht diese Technik eine geeignete
Bildaufnahme von Objekten, die mehrere Fuß entfernt von der Linse sind,
bis zu den Objekten in der „Unendlichkeit".
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In
Fällen,
wo der Photograph ein Bild eines Objekts aufnehmen möchte, das
nah an der Kamera ist, beispielsweise für Porträts von Einzelpersonen oder
detaillierte wissenschaftliche Studien, ist der Autofokuskameramodus
der Modus der Wahl.
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Obwohl
dieselben in einigen Fällen
besser sind, sind Autofokuskameras aufwendiger herzustellen als Fixfokuskameras
und bei den meisten Digitalkameras sind dieselben im Betrieb langsamer
als der Fixfokustyp.
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Bei
dem Betrieb einer herkömmlichen
Autofokuskamera drückt
der Photograph den Belichtungsknopf der Kamera halb durch und hält denselben
an dieser Position, um ein ladungsgekoppeltes Bauelement (CCD =
Charge Coupled Device) zu belichten. Das CCD empfängt das
einfallende Licht und wandelt dasselbe in eine Digitaldatei von
Bilddaten in der Form eines analogen Signals um. Dieses Signal wird
wiederum durch einen Analog/Digital-Wandler in ein digitales Signal
umgewandelt, das dann einen prozessorgesteuerten Motor aktiviert,
um die Linse zu bewegen, während
gleichzeitig die Schritte eines Steueralgorithmus zum Fokussieren der
Linse befolgt werden. Diesbezüglich
bewegt der Motor die Linse inkremental und wiederholt, bis das einfallende
Licht, das auf das CCD trifft, die höchsten Frequenzdaten erzeugt.
An diesem Punkt ist die Linse fokussiert. Typischerweise ermöglicht der
Steueralgorithmus ein Überschreiten
des optimalen Brennpunktes und bringt die Linse dann zu diesem Brennpunkt
zurück.
Wenn dies erreicht ist, zeigt eine LED-Anzeige (LED = Light Emitting
Diode = lichtemittierende Diode) dem Photographen an, daß die Kamera
bereit ist, das Bild aufzunehmen. Der Photograph drückt dann
den Kameraknopf vollständig
hinunter und das Bild wird aufgenommen.
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Das
Durchführen
der oben beschriebenen Autofokusoperation benötigt zwischen 1 und 3 Sekunden. Während dieser
Zeit muß der
Photograph warten, bis die Kamera ihren Brennpunkt einstellt, bevor
das Bild aufgenommen werden kann. Da warten müssen häufig unerwünscht ist, wäre es vorteilhaft,
eine Digitalkamera zu haben, die die Autofokusfähigkeit aufweist und trotzdem
in der Lage wäre,
Bilder in der Entfernung ohne eine Autofokus-Zeitverzögerung aufzunehmen.
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Das
U.S.-Patent US-A-4,470,880 beschreibt eine wasserfeste photographische
Kamera mit einer automatischen Fokussiervorrichtung. In der Vorrichtung
wird eine Linse durch die automatische Fokussiervorrichtung zu einer
Bester-Fokus-Position
bewegt, wenn erfaßt
wird, daß sich
die Kamera in einer Luftumgebung befindet, und zu einer Fixfokussierposition
entsprechend eines Werts eines Kamera-Objekt-Abstands oder eines
Werts des Abstands gemäß einer
verfügbaren
Lichtmenge, die von einer elektrischen Blitzvorrichtung emittiert
wird, wenn erfaßt
wird, daß sich
die Kamera in einer Wasserumgebung befindet.
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Offenbarung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Digitalkamera und ein Verfahren zum Betreiben
derselben vorgesehen, wie es in den angehängten Ansprüchen definiert ist.
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Die
Digitalkamera der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Kamera, die in einem
Vorgabefixfokusmodus eingeschaltet wird und eine Möglichkeit
aufweist, durch die der Photograph einen Autofokusmodus auswählen kann.
Die Kamera umfaßt
eine einstellbare Apertur, eine Linsen-/Verschlußanordnung und einen Motor zum
Einwirken auf die Linsen-/Verschlußanordnung. Ein CCD, das elektrisch
mit einem Analog/Digital-Signalwandler verbunden ist, empfängt Frequenzdaten
und wandelt die Daten zu analogen Signalen um, für die Übertragung zu dem Wandler,
wo ein digitales Ausgangssignal erzeugt wird. Das Digitalsignal
wird elektrisch zu einem Prozessor gesendet, der elektrisch mit
dem Motor gekoppelt ist. In dem Fixfokusvorgabemodus ermöglicht ein
erster Steueralgorithmus einen Prozeß, bei dem der Prozessor ein
elektrisches Signal erzeugt, um zu bewirken, daß der Motor die Linse direkt
zu einer Steuerposition bewegt. Um den Autofokusmodus des Kamerabetriebs
auszuwählen,
drückt
der Photograph einen Knopf und wählt
dadurch einen Prozeß aus,
der gemäß den Schritten
eines zweiten Steueralgorithmus funktioniert. In diesem Fall erzeugt
der Prozessor ein elektrisches Signal, um zu bewirken, daß der Motor
die Linse inkremental über
einen Brennpunkt hinaus bewegt, und ein zweites Signal, um zu bewirken,
daß die
Linse zu dem Brennpunkt zurückgebracht
wird. Wenn der Automodus ausgewählt
ist, erscheint ein Icon auf einer Datenflüssigkristallanzeige (LCD) um
anzuzeigen, daß der
Autofokusmodus ausgewählt
ist.
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Die
Kombination der vorliegenden Erfindung liefert auf eine neuartige
Weise die Geschwindigkeit einer Fixfokuskamera für Objekte in einer Entfernung
mit der Fähigkeit
eines Autofokusbetriebsmodus für
Objekte, die nahe sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
oben erwähnten
Merkmale dieser Erfindung und die Art und Weise des Erhaltens derselben
wird offensichtlich, und die Erfindung selbst ist am besten verständlich durch
Bezugnahme auf die folgende Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen.
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1 ist eine schematische
Darstellung einer Digitalkamera, die gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wobei die Kamera einen
Vorgabefixfokusmodus und einen automatischen Fokusmodus aufweist;
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2 ist eine schematische
Darstellung einer Ansicht senkrecht zu einer Ebene 2-2 von 1, die Aperturen für eine Linse
der Digitalkamera zeigt;
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3 ist ein Steueralgorithmus,
der in die Digitalkamera von 1 eingebaut
ist, die die Betriebsschritte in einem Fixfokuslinseneinstellungsprozeß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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4 ist ein Steueralgorithmus,
der in die Digitalkamera von 2 eingebaut
ist, die die Betriebsschritte in dem Autofokuslinseneinstellungsprozeß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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5 ist eine graphische Darstellung,
bei der die einfallende Lichtintensität auf der Abszisse aufgezeichnet
ist und die prozessorgesteuerte Linsenbewegung auf der Ordinate
aufgezeichnet ist, wenn die Digitalkamera der vorliegenden Erfindung
im Autofokusmodus ist;
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6 ist eine schematische
Darstellung eines Brennpunkts einer Kameralinse in Relation zu der
Tiefenschärfe;
und
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7 ist eine schematische
Darstellung der Tiefenschärfe
in Relation zu der Fixfokuskamera-Aperturgröße.
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Bester Modus
zum Ausführen
der Erfindung
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Mit
Bezugnahme auf 1 und 2 ist in einer schematischen
Darstellung eine Digitalkamera 10 gezeigt, die gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaut ist. Die Kamera 10 ist für die Verwendung
mit einem Personalcomputersystem (nicht gezeigt) entworfen, das
eine Anzeige und einen Drucker aufweist, zum Ermöglichen des Durchsehens, des
Formatierens und Druckens von digitalen Photographien mit hoher
Qualität. Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfaßt
die Kamera 10 Fixfokus- und Automatikfokus-Funktionsweisen,
die aperturempfindlich sind, die es der Kamera 10 ermöglichen,
die Fixfokus-Betriebsweise als Vorgabe einzustellen. Bei der Automatikfokusfunktionsweise
stellt die Kamera 10 automatisch ihren Brennpunkt und Apertureinstellungen
relativ zu der Lichtmenge ein, die ein Objekt, das photographiert
werden soll, umgibt und von demselben reflektiert.
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Zusammenfassend
kann angemerkt werden, daß die
Kamera 10 in einem einzigen geschlossenen Gehäuse eine
Kombination aus Fixfokusfähigkeit
und Autofokusfähigkeit
umfaßt.
Diesbezüglich
umfaßt
die Kamera 10 eine einstellbare Apertur- und Linsenverschlußanordnung
zum Einlassen von Licht für
eine vorbestimmte Zeitperiode auf ein ladungsgekoppeltes Bauelement
zum Umwandeln des Lichts zu einem elektrischen Signal, das ein Objekt
anzeigt, das photographiert werden soll. Dies wird erreicht durch
ein Kameraeinstellungseinstellsystem, ansprechend auf das elektrische
Signal, das das Objekt anzeigt, das photographiert werden soll,
das automatisch die Apertur zu einer optimalen Einstellung relativ
zu einer Umgebungslichtbedingung einstellt, die das Objekt umgibt,
das photographiert werden soll, einen Automatikfo kusmodus-Algorithmus
ansprechend auf die optimale Einstellung der einstellbaren Apertur
zum Bewegen der fokussierbaren Linse zu einem bestimmten Brennpunkt;
und einen Fixfokusmodus-Algorithmus zum Bestimmen eines Brennpunkts
für die
einstellbare Apertur relativ zu der Umgebungslichtbedingung, die
das Objekt umgibt, das photographiert werden soll, und zum Bewegen
der Linse zu dem bestimmten Brennpunkt.
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Da
die Kamera 10 sowohl eine Fixfokus- als auch eine Autofokusfähigkeit
aufweist, ist für
einen Fachmann auf diesem Gebiet klar, daß einige der hierin nachfolgend
beschriebenen Elemente der Kamera 10 für beide Fähigkeiten üblich sind, während andere
Elemente nur während
der Autofokusfunktionsweise eine Rolle spielen. Da die Kamera 10 in
dem Fixfokusmodus eingeschaltet wird, und da die identischen Elemente,
die für diesen
Modus beschrieben sind, im allgemeinen im Autofokusmodus auf ähnliche
Weise funktionieren, wird der Fixfokusmodus des Betriebs der Kamera 10 zuerst
erörtert.
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Die
Digitalkamera 10 umfaßt
ein Gehäuse 16,
eine Linsenverschlußanordnung 13 mit
einer fokussierbaren Linse 14 und einem Verschluß 12,
ein Kameraeinstellungseinstellsystem 17 und eine Halbleiterbilderfassungsvorrichtung,
wie z. B. ein CCD 15. Das Kameraeinstellungseinstellsystem 17 umfaßt im allgemeinen einen
Schrittmotor 29 zum inkrementalen Einstellen des Brennpunkts
der Linse 14 und der Größe der Aperturöffnung,
und einen Prozessor 25, der mit dem CCD 15 gekoppelt
ist, ansprechend auf unterschiedliche Lichtbedingungen, und einen
Prozessor/Motortreiber 25 zum Ermöglichen inkrementaler Änderungen
bei den Linsen- und Aperturpositionen über den Schrittmotor 29.
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In 2 ist eine Sicht in die
Linse 14 in einer Richtung senkrecht zu der Ebene gezeigt,
die durch die Linie 2–2
von 1 gebildet ist.
Hier sind die fokussierbare Linse 14 und drei Aperturgrößen gezeigt.
Dies sind die Größen 2,8,
5,6 und 11, die durch die Bezugszeichen 7, 8 bzw. 9 gekennzeichnet
sind.
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Die
Kamera 10 wird in dem Vorgabefixfokusmodus eingeschaltet
und dieser Modus wird zuerst erörtert.
Obwohl die Schritte, die diese Funktionsweise umfassen, nachfolgend
näher erörtert werden,
kann an dieser Stelle zusammengefaßt werden, daß der Fixfokusmodusbetrieb
der Kamera 10 folgende Schritte umfaßt: a) Öffnen des Verschlusses 12 zum
Belichten des CCD 15; b) Bestimmen von Verschlußgeschwindigkeit
und Größe der Apertur 14;
c) Bewegen der Linse 14 direkt zu einer ausgewählten Position;
und d) Belichten des CCD 15.
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Bei
der Verwendung wird die Kamera 10 in einer Fixfokusfunktionsweise
eingeschaltet, und die Lichtmenge, die das Objekt, das photographiert
werden soll, umgibt und von demselben reflektiert, wird gemessen. Auf
der Basis der Menge an gemessenem einfallendem Licht wird eine Kombination
aus Apertur- und Verschlußgeschwindigkeit
ausgewählt.
Diesbezüglich
hat jede Aperturgröße ihren
eigenen Brennpunkt. Sobald die Aperturgröße bestimmt ist, wird die ausgewählte Position
von einer Nachschlagtabelle ausgewählt, die in der Firmware der
Kamera 10 eingebettet ist. Somit wird der Brennpunkt bei
einer vorbestimmten Position eingestellt, auf der Basis der Aperturgröße. Diesbezüglich kann
die Kamera 10 als „aperturempfindlich" bezeichnet werden,
da dieselbe die Fähigkeit
hat, die Aperturgröße zu verwenden,
um den Bereich zu maximieren, in dem das Objekt positioniert sein
kann und trotzdem noch im Fokus sein kann. Somit wird in dem Fixfokusmodus
Zeit gespart im Vergleich zu dem Autofokusbetrieb, weil nur eine
Linsenbewegung erforderlich ist.
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Die
oben beschriebenen Schritte des Fixfokusmodus der Kamera 10 werden
gemäß den Befehlen
eines Steueralgorithmus 100 durchgeführt, in der Form eines computerlesbaren
Codes, der nachfolgend näher beschrieben
wird.
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Wie
es oben angemerkt wurde, wird die Kamera 10 in dem Fixfokusmodus
eingeschaltet, und um den Autofokus auszuwählen, bewegt der Photograph
einen Kippschalter, wie z. B. den Schalter 31, von einer
neutralen Position zu einer Position, die in 1 schematisch als AF gezeigt ist, und
stellt dadurch den Prozessor auf den Autofokusmodus ein. Nachdem
der Autofokusmodus ausgewählt
wurde, drückt
der Photograph einen Verschlußauslöseknopf 34 halb
nach unten, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das durch eine
Leitung 36 an den Prozessor 25 übertragen
wird, wobei die Schritte eines Autofokus-Steueralgorithmus 200,
also in der Form eines computerlesbaren Codes, für eine inkrementale Steuerung
der Linse ausgelöst
werden. Der Steueralgorithmus 200 wird hierin nachfolgend
näher beschrieben.
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Gleichzeitig
mit dem Hinunterdrücken
des Verschlußauslöseknopfs 34 empfängt eine
Flüssigkristallanzeige
(LCD) 38 ein Signal über
eine Leitung 39 und leuchtet auf, um anzuzeigen, daß der Autofokusmodus ausgewählt wurde.
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Während dem
Betrieb der Kamera 10 in dem Autofokusmodus wird der oben
beschriebene Fokussierprozeß ausgelöst und beibehalten,
während
der Photograph den Verschlußauslöseknopf 34 an
der halben Position hält.
Während
dies geschieht, dringt einfallendes Licht von einem Objekt, das
photographiert werden soll (nicht gezeigt) durch die Linse 14 ein
und verläuft
durch den Verschluß 14,
wo das Licht auf das CCD 15 auftrifft. In dem CCD 15 tritt
eine I/O-Übertragung
auf und ein Signal wird über
eine Leitung 18 an einen Analog/Digital-Wandler gesendet
(A/D-Wandler), wo der Autofokus-Steueralgorithmus 200 die
Schritte bei der Implementierung des Autofokusmodus steuert.
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Beim
Abschluß des
Fokussierprozesses hat die Kamera 10 ihre Analyse von Frequenzdaten
abgeschlossen und die durch den Prozessor 25 gesteuerte
Linsenbewegung folgt der in 5 gezeigten
Kurve, bis der Brennpunkt P erfaßt wurde. Eine Anzeige erscheint
nun auf einer LED (nicht gezeigt), um den Photographen wissen zu
lassen, daß der
Verschlußauslöseknopf 34 nun
ganz hinuntergedrückt
werden kann, so daß das
Bild aufgenommen werden kann.
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Es
sollte angemerkt werden, daß ein
neuartiger Aspekt des Autofokusmodus der Kamera 10 ist,
daß, nachdem
Prozeß des
Findens des oben beschriebenen Brennpunkts mit Bezugnahme auf 5 abgeschlossen wurde, die
Kameraeinstellungen für
nachfolgende Bilder beibehalten werden.
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Wenn
nun der Fixfokusmodus der Digitalkamera 10 und der Steueralgorithmus 100 mit
Bezugnahme auf 3 näher betrachtet
werden, beginnt der Algorithmus 100, wenn die Kamera 10 eingeschaltet
wird, wie es in einem Kasten 102 angezeigt ist. Der Algorithmus
schreitet dann unmittelbar zu einem Befehl 104 fort, dem
ein Befehl 106 folgt. An dem Befehl 106 wird eine
Bestimmung durchgeführt,
ob der Verschlußsteuerknopf 34 halb
hinuntergedrückt
ist. Wenn die Antwort auf den Befehl 106 JA ist, schreitet
das Programm dann zu einer Befehlsanweisung 108 fort. Falls
die Antwort auf den Befehl 106 NEIN ist, kehrt das Programm
in einer Schleife zurück,
bis der Verschlußknopf
halb hinuntergedrückt
ist.
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Falls
die Antwort auf die Befehlsanweisung 108 JA ist, schreitet
das Programm zu einem Befehl fort, dem unmittelbar ein Befehl 122 folgt,
wodurch die Linse 14 zu dem Brennpunkt bewegt wird. Falls
die Antwort auf die Befehlsanweisung 108 NEIN ist, tritt
ein Subroutinebefehl 110 auf und demselben folgt unmittelbar
eine Befehlsanweisung 112. Dem Befehl 112 folgt
dann ein Befehl 114 und, falls die Antwort NEIN ist, kehrt
das Programm in einer Schleife zurück, um die Befehlsanweisung 112 zu
wiederholen. Falls die Antwort JA ist, wird ein Befehl 116 implementiert
und demselben folgt unmittelbar ein Befehl 118.
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Dem
Befehl 118 folgt unmittelbar ein Befehl 120, dem
wiederum ein Befehl 122 folgt. Nachdem der Befehl 122 imple mentiert
wurde, schreitet das Programm zu einer Befehlsanweisung 124 fort.
Falls eine Bestimmung durchgeführt
wird, daß der
Verschlußknopf 34 vollständig hinuntergedrückt ist,
tritt ein Befehl 126 auf. Diesem folgt unmittelbar eine
Befehlsanweisung 128, und falls die Antwort darauf JA ist,
bewegt sich das Programm zu einem Befehl 129 und beendet
dadurch das Programm. Falls auf den Befehl 124 und erneut
auf den Befehl 128 die Antworten NEIN sind, kehrt das Programm
in einer Schleife zurück,
um den Befehl 124 zu implementieren.
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Wenn
nun der Autofokusmodus der Digitalkamera 10 und der Steueralgorithmus 200 mit
Bezugnahme auf 4 näher betrachtet
werden, beginnt der Algorithmus 200, wenn die Kamera 10 eingeschaltet
wird, wie es an einem Kasten 201 angezeigt ist, und eine
Befehlsanweisung 202 folgt unmittelbar. Falls eine Bestimmung
durchgeführt
wurde, daß der
Verschlußknopf 34 nicht
halb hinuntergedrückt
ist, kehrt das Programm in einer Schleife zurück und wiederholt den Befehl 202.
Falls andererseits eine Bestimmung durchgeführt wird, daß der Knopf
so heruntergedrückt
ist, bewegt sich das Programm unmittelbar zu einem Anweisungsbefehl 204,
und falls die Antwort auf die hierin durchgeführte Anfrage JA ist, bewegt
sich das Programm unmittelbar zu einem Anweisungsbefehl 212.
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Falls
andererseits die Antwort auf die Befehlsanweisung 202 NEIN
ist, schreitet das Programm zu einem Befehl 205 fort, dem
unmittelbar ein Befehl 206 folgt zum Einstellen der Apertur
der fokussierbaren Linse 14. Nach dem Einstellschritt schreitet
das Programm zu einer Befehlsanweisung 207 fort, und falls
die Antwort darauf NEIN ist, kehrt das Programm in einer Schleife
zurück,
um den Befehl 207 zu wiederholen. Falls jedoch eine Bestimmung
durchgeführt
wird, daß die
Apertur eingestellt ist, schreitet das Programm zu einem Befehl 208 fort,
bei dem die Verschlußgeschwindigkeit
berechnet wird. Diesem Befehl folgt unmittelbar ein Befehl 210. An
dieser Stufe des Programms wurde die Verschlußgeschwindigkeit gespeichert
und das Programm schreitet zu dem Anweisungsbefehl 212 fort.
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Falls
die Antwort auf den Anweisungsbefehl 212 JA ist, schreitet
das Programm zu einem Befehl 221 fort. Falls jedoch die
Antwort NEIN ist, folgt der Anweisung 212 unmittelbar ein
Befehl 214 und dann ein Befehl 216. Dem Befehl 216 folgt
unmittelbar ein Befehl 218, nach dem, falls eine bestätigende
Antwort gegeben wird, das Programm unmittelbar zu dem Befehl 212 zurückkehrt.
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Wenn
der Photograph den Verschlußknopf 34 vollständig herunterdrückt, in Übereinstimmung
mit dem Befehl 221, schreitet das Programm unmittelbar
zu einem Befehl 222 fort. Diesem wiederum folgt ein Anweisungsbefehl 224 und
falls die Antwort darauf JA ist, endet das Programm. Falls jedoch
die Antwort NEIN ist, schreitet das Programm zu einer Befehlsanweisung 226 fort
und somit zu einem Befehl 228. Falls ansprechend auf den
Befehl 224 die Antwort NEIN ist, kehrt das Programm in
einer Schleife zurück,
um den Befehl 221 und die folgenden zu wiederholen. Dieser
Prozeß wird
wiederholt, bis der Verschlußknopf 34 vollständig niedergedrückt ist,
an diesem Punkt schreitet das Programm zu dem Befehl 228 fort,
um das Programm zu dem Anfangsbefehl 201 zurückzubringen.
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Bei
einer weiteren Betrachtung des Autofokusmodus der Kamera 10 mit
Bezugnahme auf 5, ist ein
Diagramm gezeigt, das die eingelassene Lichtintensität auf der
Ordinate und eine prozessorgesteuerte Linsenbewegung auf der Abszisse
zeigt, um die Autofokusoperationen der Kamera 10 zu zeigen.
Wenn die Befehlsschritte des Steueralgorithmus 200 durchgeführt werden,
bei der Suche des Brennpunkts P, wird die Linse 14 inkremental
bewegt, und erzeugt dadurch eine Kurve C, bis ein Brennpunkt P erreicht
ist, und die Linse bewegt sich gemäß dem Befehlsschritt 216 des
Algorithmus 200 über
den Brennpunkt P hinaus. Nach der Linsenbewegung über den
Brennpunkt P hinaus beginnt die Datenfrequenz, die durch die Kamera 10 empfangen wird,
sich zu verringern, und die Kurve ändert die Richtung. An einem
Punkt M wird erkannt, daß sich
die fokussierbare Linse 14 zu weit bewegt hat und das Programm
implementiert den Befehlsschritt 218, um die Linse zu dem
Brennpunkt P zurückzubringen.
An diesem Punkt ist die Kamera 10 selbstverständlich fokussiert
und eine Photographie kann aufgenommen werden.
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Die
Kamera 10 weist mehrere neuartige Merkmale auf. Beispielsweise
kann die Kamera in dem Fixfokusmodus eine große Tiefenschärfe verwenden,
um eine Bildaufnahme unter den meisten Bedingungen zu ermöglichen.
Diesbezüglich
ist in 6 eine schematische
Darstellung eines Kamerabrennpunkts in Relation zu der Tiefenschärfe gezeigt.
Wie es für
einen Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist, ist die Tiefenschärfe ein Bereich
vor und hinter dem wahren Brennpunkt, der als fokussiert wahrgenommen
wird. Es wird angemerkt, daß ein
Objekt, das photographiert werden soll (nicht gezeigt), zwischen
der Kamera 10 und dem Brennpunkt oder über dem Brennpunkt hinaus positioniert
sein kann.
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Sowohl
in dem Fixfokusmodus als auch in dem Autofokusmodus erhöht sich
die Tiefenschärfe,
wenn sich die Größe der Apertur
verringert. Anstatt eine Fixfokuspunktposition zu haben, weist die
vorliegende Erfindung folglich eine andere Position auf, abhängig von
der Aperturgröße. Dies
ist in 7 gezeigt, wo
die Auswirkung der Aperturgröße auf die
Tiefenschärfe
dargestellt ist. Die rechten Seiten der Pfeile sind fest in der Unendlichkeit,
um es dem Photographen zu ermöglichen,
Bilder eines entfernten Objekts aufzunehmen. Die Hakenmarkierungen
A, B und C zeigen den tatsächlichen
Brennpunkt oder den Abstand, an dem die Linse fixiert ist, und es
wird angemerkt, daß der
Abstand für
jede Apertureinstellung unterschiedlich ist.
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Die
folgende Tabelle zeigt die Tiefenschärfe, die durch die Fixfokuskamera
der vorliegenden Erfindung erhalten wird.
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Zusammenfassend
kann bei herkömmlichen
Digitalkameras der CCD-gesteuerte Autofokusprozeß zwischen 1 und 3 Sekunden
benötigen.
Wenn selbstverständlich
nahes Arbeiten erforderlich ist und ein scharfes Bild notwendig
ist, ist diese Zeitverzögerung
annehmbar. In einer wesentlichen Anzahl von Fällen ist jedoch die Feinabstimmung
der Linse durch das CCD nicht notwendig, und der Vorgabefixfokusmodus
der vorliegenden Erfindung erweist sich als äußerst vorteilhaft.
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Die
vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgebildet
werden, ohne von dem Schutzbereich abzuweichen, der durch die angehängten Ansprüche definiert
ist. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele
sollen in allen Aspekten nur als darstellend und nicht als beschränkend angesehen
werden. Obwohl das beschriebene Ausführungsbeispiel einen mechanischen
Verschluß aufweist,
sind die neuartigen Erfindungen, die hierin aufgeführt wurden,
daher auch anwendbar auf Digitalkameras, die elektronische Verschlüsse verwenden.
Somit ist der Schutzbereich der Erfindung durch die angehängten Ansprüche und
nicht durch die vorhergehende Beschreibung angegeben. Alle Änderungen,
die innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Ansprüche liegen,
sollen in dem Schutzbereich derselben enthalten sein.
