複数レンズを使用するデジタルカメラ
【課題】電子カメラ及び方法を提供する。
【解決手段】デジタルカメラは、第１の画像センサー、景色の第１の画像を第１の画像センサーに形成する第１の広角レンズ、第２の画像センサー、同一の前記景色の第２の画像を第２の画像センサーに形成するズームレンズ、第１の画像センサーからの第１のセンサー出力又は第２の画像センサーからの第２のセンサー出力の何れかを選択する制御素子、及び選択センサー出力から出力画像を生成する処理部、を有する。当該実施例のある変形では、第１のレンズはズームレンズでもあり、第１のレンズの最大焦点距離は第２のレンズの最小焦点距離より短いか又は等しい。
【解決手段】デジタルカメラは、第１の画像センサー、景色の第１の画像を第１の画像センサーに形成する第１の広角レンズ、第２の画像センサー、同一の前記景色の第２の画像を第２の画像センサーに形成するズームレンズ、第１の画像センサーからの第１のセンサー出力又は第２の画像センサーからの第２のセンサー出力の何れかを選択する制御素子、及び選択センサー出力から出力画像を生成する処理部、を有する。当該実施例のある変形では、第１のレンズはズームレンズでもあり、第１のレンズの最大焦点距離は第２のレンズの最小焦点距離より短いか又は等しい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル画像ファイルを生成するデジタルカメラ、及びより詳細には複数のレンズと画像センサーを使用し広範なズーム範囲を提供するデジタルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、大部分のデジタルカメラは、ズームレンズ及び単一色画像センサーを使用し、静止及び動画像をキャプチャする。キャプチャされた画像は次に、デジタル画像ファイルを生成するために、デジタルで処理される。デジタル画像ファイルは、カメラ内のデジタルメモリーに格納される。デジタル画像ファイルは次に、コンピューターへ転送され、表示され、及びインターネットを介し共有され得る。デジタルカメラは、携帯電話の部分として含まれ、所謂「カメラ付き携帯電話」を形成し得る。カメラ付き携帯電話は、デジタル画像ファイルを別のカメラ付き携帯電話へ、又はサービスプロバイダーへ、携帯電話ネットワークを介し送信し得る。
【０００３】
小さいカメラ寸法及び大きい「光学ズーム範囲」は、デジタルカメラの２つの非常に重要な特徴である。ユーザーは、限られたズーム範囲（例えば３：１以下）よりむしろ、大きいズーム範囲（例えば５：１以上）を有することを好む。残念ながら、キャプチャされた画像の品質を犠牲にせずに大きいズーム範囲のレンズを設けることは、デジタルカメラの大きさを増大する。大きいズームの範囲レンズはまた、より高価である。従って、小さいカメラの大きさ、大きいズーム範囲、及び低いカメラ価格の間には、デジタルカメラの設計時に基本的に相殺が存在する。一眼レフカメラのようなより高価格のカメラでは、これらの問題は、しばしば、２つの３：１ズームレンズ、例えば２８−７０ｍｍズームと７０−２１０ズームのような複数の交換ズームレンズの使用により解決される。それ自体ユーザーの不便の問題を有するこのような選択は、それにもかかわらず低価格デジタルカメラで利用可能ではない。
【０００４】
最も関心のある従来技術は、２つの分類に分けられる。つまり、同一焦点距離を有する複数の、通常は２個のレンズを使用する画像キャプチャシステム、及び異なる焦点距離を有する複数の、通常は２個のレンズを利用する画像キャプチャシステムである。
【０００５】
第１の分類を解決するため、一部のデジタルカメラは、複数の画像センサーを使用しカラー画像を形成する。この種類の大部分のカメラでは、単一レンズが使用され景色の画像が提供され、景色の画像は次にプリズム分光器により複数色に分離される。複数のモノクロ画像センサーが使用され、赤、緑、及び青色分解画像をキャプチャする。しかしながら、特許文献１、名称「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃａｍｅｒａｓ Ｕｓｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｅｎｓｏｒｓ ｗｉｔｈ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｌｅｎｓｅｓ」、２００３年８月２６日発行、ユー他による、に開示されるように、複数の画像センサー及び複数レンズを使用し色分離を提供することが可能である。しかしながら、特許文献１の開示は、画像の異なる色成分を同時にキャプチャするため、レンズ全てが同一焦点距離を有し、及び全てが一緒に使用されることを教示する。
【０００６】
いくつかのデジタル撮像システムはまた、複数の画像センサー及び複数のレンズを使用し、デジタル画像の異なる部分をキャプチャする。このようなシステムは、特許文献２に開示される。特許文献２は、名称「Ｓｅｌｆ−ｃａｌｉｂｒａｔｉｎｇ， Ｄｉｇｉｔａｌ， Ｌａｒｇｅ Ｆｏｒｍａｔ Ｃａｍｅｒａ ｗｉｔｈ Ｓｉｎｇｌｅ ｏｒ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ Ａｒｒａｙｓ ａｎｄ Ｓｉｎｇｌｅ ｏｒ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ」、２００２年１１月７日発行、グルーバー他による。特許文献２に開示されたある実施例では、大判デジタルカメラは、複数のレンズシステムを使用し複数の検出器アレイを露光し、広い領域の対象の重なっているサブ領域のサブ画像を取得する。サブ画像は互いに縫い合わされ、大判デジタルマクロ画像を形成する。しかしながら、全てのレンズは同一焦点距離を有し、及び全て同時に使用され画像の異なるサブ領域をキャプチャする。
【０００７】
立体フィルムカメラ及び立体電子カメラは、従来知られている。これらのカメラは、標準的に２つの水平に分離された、同一焦点距離のレンズを有する。当該レンズは、景色の僅かに異なる２つの画像を２つの画像センサー又は２つのフィルムのこまに合焦する。このようなシステムは、同一出願人による特許文献３に開示されている。特許文献３は、名称「Ｓｔｉｌｌ Ｖｉｄｅｏ Ｃａｍｅｒａ ｆｏｒ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｓｔｅｒｅｏ Ｉｍａｇｅｓ ｏｎ ａ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｋ」、１９９１年１月２１日発行、ケー・ブラッドリー・パクストンによる。２つの画像は、所謂「立体の対」を提供する。「立体の対」は、景色を見る時、人の左右の目に見える僅かに異なる視野を擬態する。前述の特許の開示では、２つのレンズは、同一倍率を設けるよう設計され、及び両レンズは立体効果を達成するために左右の目の画像を画像センサーの対に同時にキャプチャするために使用される。
【０００８】
複数レンズを使用し複数の画像を同時にキャプチャするフィルムカメラはまた、従来知られている。例えば、証明写真を生成するために使用されるいくつかのインスタントフィルムカメラは、４個の小さい画像を同時にインスタントフィルムの同一のこまにキャプチャし得る。これらのカメラ内の４個のレンズは同一倍率を設け、及び全てが使用され、４個の画像を同時にキャプチャする。
【０００９】
従来技術の第２の分類によると、２つ以上のレンズを有し２つ以上の異なる焦点距離を設けるフィルムカメラはまた、従来知られている。例えば、このようなカメラは、同一のフィルム板の前でスライドされる２つの異なる固定焦点距離レンズを使用し得る。これは、安価な「２点ズーム」機能、つまり例えば対応するズームレンズの広角及び望遠角設定を設ける２つの固定焦点距離レンズを提供する。別の例では、特許文献４は、名称「Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｌｅｎｓ Ｃａｍｅｒａ Ｈａｖｉｎｇ Ｌｅｎｓ−ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｆｏｃａｌ−ｌｅｎｇｔｈ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ」、１９７８年６月２７日発行、エンゲルスマンによる。特許文献４では、「１１０」サイズのポケットフィルムカメラは、異なる焦点距離の３個以上のレンズを取り付けるキャリアを有し、カメラの光軸を選択的に横移動させ、従ってレンズの任意の１つをフィルム板に対し動作位置に置き得る。
【００１０】
２個のレンズを有し２個の異なる焦点距離を設けるデジタルカメラはまた、従来知られている。レンズターレットは、カメラで複数の焦点距離を得るために一般的に使用される。しかしながら、デジタルスチルカメラの場合、又は特に携帯電話のデジタルカメラの場合、レンズモジュールは、レンズモジュールのための限られた空間のため、非常に小型であることが要求される。特許文献５は、名称「Ｌｅｎｓ Ｔｕｒｒｅｔ ｗｉｔｈ Ｂａｃｋ Ｆｏｃａｌ Ｌｅｎｇｔｈ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ」、２００４年１０月１２日発行、オシマ他による。特許文献５は非常に小型で平坦な大きさでありデジタルスチルカメラ及び携帯電話のデジタルカメラに適すると言われるレンズターレットを開示する。レンズターレットは、軸の周りを回転可能であり、及びレンズターレットに取り付けられた広角レンズ及び望遠角レンズを有する。また駆動機構は、レンズの１つが画像センサーに向かい合う画像撮影位置に設定され得るようレンズターレットを回転する。後方焦点距離調整を用いて、より短い焦点距離を有するレンズの位置は、より長い焦点距離を有するレンズと同一レベルでレンズターレットの上に固定され得る。
【００１１】
また、焦点距離の異なる組み合わせを有する２つのレンズが可変サイズ画像をキャプチャするために使用される、フィルムスキャナーの２レンズ装置の使用も知られている。例えば、同一出願人による特許文献６は、名称「Ｍｕｌｔｉｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｌｅｎｓ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｆｏｒ ａ Ｓｃａｎｎｅｒ」、１９９９年７月２７日発行、アール・エイチ・キーゾフによる。特許文献６では、コンピューターに繋がれる取り外し可能なデジタルカメラは、単一焦点距離レンズ及びズームレンズを有する多位置レンズ部品の光路にあるフィルムスキャナー内の筐体内に支持される。レンズ部品は、異なる大きさの画像、例えば２つ以上のフィルムフォーマットサイズを走査するためのカメラの光路内にレンズを位置付ける。しかしながら、これらのカメラは、フィルム及びデジタル共に、複数の焦点距離レンズを使用し、単一の「センサー」、つまり単一のフィルム又は単一の電子画像センサーのみを使用する特徴を共有する。
【００１２】
特許文献７は、名称「Ｖｉｄｅｏ Ｃａｍｅｒａ Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒｓ」、２００１年９月１１日発行、アンサリ他による。特許文献７では、テレビ会議で有用なデジタルモーションカメラは、２つのレンズ及び２つの画像センサーを有する。特許文献７に開示されたように、第１のレンズは８ｍｍ固定焦点レンズであり、部屋の比較的広角の景色を提供する。また第２のレンズは手動合焦制御を備えた１６ｍｍレンズであり、高解像度の文書伝送能力を提供する。第１のレンズは、会議参加者の部屋の景色用であり、テレビ会議中に対面コミュニケーションを提供する。また第２のレンズは、第１のレンズに対し適切な角度に向けられ、例えば机上の文書の閲覧用である。ビデオ会議中、このようなカメラは、第１のレンズを通じて見えるような部屋の画像又は第２のレンズを通じて見えるような文書の画像を、高価で非常に遅い動きのパン／チルト段及び／又は複数の完全なカメラユニットを必要とせず、迅速な切り替えを可能にする。別のカメラ、サンヨーＳ７５０ＵＭＴＳ携帯電話のカメラは、類似の種類の二重撮像能力を有する。２重撮像能力では、内部の対面ＶＧＡ撮像装置は携帯電話を使用して発呼者の画像をキャプチャし、同時に外部の対面１メガピクセル撮像装置は発呼者が見ている景色の画像をキャプチャする。このようなカメラは、しかしながら、レンズが同一の景色からの画像を収集しないので、本発明の環境では有用でない。
【００１３】
特許文献８は、名称「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｚｏｏｍ Ｆｅａｔｕｒｅ」、１９８０年４月２２日発行、マッカラ他による。特許文献８では、テレビジョンシステムは、一方のカメラは広角フィールドの視野を備え、他方のカメラは狭角フィールドの視野を備える２つ（以上）の固定焦点距離ビジコンカメラ、及び２つのフィールドの視野の間でズームを行う電子ズーム機能を利用する。カメラは、より小さいフィールドのカメラのフィールドの視野がより大きいフィールドのカメラのフィールドの視野の範囲内にあり及び通常は中央にあるように照準を合わせられる。「ズーム」は、２つのカメラの走査装置を操作し及びズーム量が徐々に増加されるにつれ、より小さいフィールドのカメラからの画像を有するディスプレイの中央部分を拡大することにより達成される。当該システムは、勿論、単一光学ズームレンズの代案である。単一光学ズームレンズは、固定焦点距離レンズより（光学ズーム）が低品質、高価且つ機械的に複雑なので、特許文献８の開示は使用を思いとどまっている。しかしながら、電子ズーム機能の解像度が通常、ズームに利用可能な走査線の数により制限されるので、電子ズームの固有の欠点は低品質でもある。従って、特許文献８の開示は、解像度の有効損失を有さずズームを可能にするよう２つのビジコンカメラの走査線を制御することを扱っている。
【００１４】
特許文献９は、名称「Ｄｕａｌ Ｌｅｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃａｍｅｒａ」、１９９１年９月２４日発行、ヘスルによる。特許文献９では、二重焦点距離電子カメラ（機上誘導ミサイルで使用される）は、単一レンズシステム構成要素を有する。単一レンズシステム構成要素は、長焦点距離を有する周囲レンズ部の中央に統合された短焦点距離部を有し、各焦点距離部はそれぞれの専用画像アレイセンサーを有する。ここでまた、当該レンズシステムは、大きさ、費用、重さ、固有の複雑性のため、更に光学ズームは「重要なことに、使用に関して非常に遅い」（ヘスルの特許の第２欄、第１行）という点で、特許文献９が過小評価している単一モーター駆動ズームの代用である。
【００１５】
これら従来技術のシステムの何れも、及び特に多焦点距離の従来技術のシステムは、小型、軽量且つ比較的安価な消費者デジタルカメラのための、十分に小型、低価格、大きいズーム範囲の光学システムを提供しない。前述のヘスルの特許で特に指摘されたように、ズームの使用に特有な緩慢さを回避すること、及び広いズーム角を素早く移動可能なことが望ましい。従って、デジタルカメラの大きさ又は価格を過度に増大させずに迅速に動作する広範なズーム範囲を提供するデジタルカメラが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第６６１１２８９号明細書
【特許文献２】米国特許第２００２０１６３５８２ Ａｌ号明細書
【特許文献３】米国特許第４９８９０７８号明細書
【特許文献４】米国特許第４０９７８８２号明細書
【特許文献５】米国特許第６８０４４６０号明細書
【特許文献６】米国特許第５９２９９０３号明細書
【特許文献７】米国特許第６２８８７４２号明細書
【特許文献８】米国特許第４１９９７８５号明細書
【特許文献９】米国特許第５０５１８３０号明細書
【特許文献１０】米国特許第５６６８５９７号明細書
【特許文献１１】米国特許第５１６４８３１号明細書
【特許文献１２】米国出願第２００３／０２０２１１３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、カメラの大きさ又は価格を過度に増大させずに、デジタルカメラに広範なズーム範囲を提供することである。
【００１８】
本発明の別の目的は、複数の別個のレンズ及び対応する画像センサーを用い、デジタルカメラに広範な光学ズーム範囲を提供することである。
【００１９】
本発明の別の目的は、ユーザーが要求したズーム位置の間の動きが迅速な方法で実行され得る、広範な光学ズーム範囲をデジタルカメラに提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、上述の問題の１つ以上の克服を対象とする。簡単に纏めると、本発明は、景色の出力画像を生成する電子カメラを有し、前記カメラは、第１のセンサー出力を生成する第１の画像センサー、前記景色の第１の画像を前記画像センサー上に形成する第１のレンズ、第２のセンサー出力を生成する第２の画像センサー、第２の画像を提供するため最小焦点距離と最大焦点距離の間で調整可能であり、同一の前記景色の第２の画像を前記第２の画像センサー上に形成するズームレンズ、前記第１の画像センサーからの第１のセンサー出力又は前記第２の画像センサーからの第２のセンサー出力の何れかを選択し、それにより選択センサー出力を提供する制御素子、及び前記選択センサー出力から出力画像を生成する処理部、を有する。当該実施例のある変形では、第１のレンズはまたズームレンズであり、第１のレンズの最大焦点距離は第２のズームレンズの最小焦点距離より短いか又は等しい。
【００２１】
本発明のこれら種々の態様は、重要な技術的利点を提供する。各モードは独特の異なる焦点距離を有するレンズセンサーの組み合わせ又は焦点距離の組み合わせ（つまりズーム）を有する、複数の光学画像キャプチャモードをデジタルカメラ内に設けることにより、大きいズーム倍率、例えば１０：１に対するデジタルカメラの消費者の要求により引き起こされる矛盾する要件（つまり、大きい大きさ、高い価格、及び妥協した光学品質）は、従来達成されたより小さい空間に低価格で高品質の光学的成果を有し達成され得る。
【００２２】
本発明のこれら及び他の態様、目的、特徴及び利点は、好適な実施例の以下の詳細な説明及び特許請求の範囲から、及び添付の図面を参照することにより一層明らかに理解及び評価されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による、固定焦点距離、第１の画像センサーを備えた広角レンズ、及び第２の画像センサーを備えたズームレンズを使用するデジタルカメラの第１の実施例のブロック図を示す。
【図２Ａ】図１に示されたデジタルカメラの透視図である。
【図２Ｂ】図１に示されたデジタルカメラの透視図である。
【図３】図１に示されたデジタルカメラを使用してデジタル画像をキャプチャする方法を示すフロー図を示す。
【図４】本発明による、第１の画像センサーを備えた第１のズームレンズ、及び第２の画像センサーを備えた第２のズームレンズを使用するデジタルカメラの第２の実施例のブロック図を示す。
【図５Ａ】図４に示されたデジタルカメラの透視図である。
【図５Ｂ】図４に示されたデジタルカメラの透視図である。
【図６】図４に示されたデジタルカメラを使用してデジタル画像をキャプチャする方法を示すフロー図を示す。
【図７】本発明による、第１の画像センサーを備えた第１のズームレンズ、及び第２の画像センサーを備えた第２のズームレンズ、及び第３の画像センサーを備えた固定焦点距離レンズを使用するデジタルカメラの第３の実施例のブロック図を示す。
【図８Ａ】図７に示されたデジタルカメラの透視図である。
【図８Ｂ】図７に示されたデジタルカメラの透視図である。
【図９】図７に示されたデジタルカメラを使用してデジタル画像をキャプチャする方法を示すフロー図を示す。
【図１０Ａ】図１、４、７、１９及び２１に示された、カメラで使用される画像キャプチャ部品のいくつかの実施例の光学配置の図である。
【図１０Ｂ】図１、４、７、１９及び２１に示された、カメラで使用される画像キャプチャ部品のいくつかの実施例の光学配置の図である。
【図１０Ｃ】図１、４、７、１９及び２１に示された、カメラで使用される画像キャプチャ部品のいくつかの実施例の光学配置の図である。
【図１０Ｄ】図１、４、７、１９及び２１に示された、カメラで使用される画像キャプチャ部品のいくつかの実施例の光学配置の図である。
【図１０Ｅ】図１、４、７、１９及び２１に示された、カメラで使用される画像キャプチャ部品のいくつかの実施例の光学配置の図である。
【図１０Ｆ】図１、４、７、１９及び２１に示された、カメラで使用される画像キャプチャ部品のいくつかの実施例の光学配置の図である。
【図１１】一方は固定焦点距離であり他方はズームである２つの画像キャプチャ部品を利用する、図１０Ａ−１０Ｆに示された種類のデジタルカメラの前面図である。
【図１２】図１１に示されたデジタルカメラの上面図である。
【図１３】図１１に示されたデジタルカメラの側面図である。
【図１４Ａ】両方ともズームである２つの画像キャプチャ部品を利用する、図１０Ａ−１０Ｆに示された種類のデジタルカメラの図である。
【図１４Ｂ】両方ともズームである２つの画像キャプチャ部品を利用する、図１０Ａ−１０Ｆに示された種類のデジタルカメラの図である。
【図１５Ａ】３個の画像キャプチャ部品を利用する、図１０Ａ−１０Ｆに示された種類のデジタルカメラの図である。
【図１５Ｂ】３個の画像キャプチャ部品を利用する、図１０Ａ−１０Ｆに示された種類のデジタルカメラの図である。
【図１６Ａ】図１０Ａ−１０Ｆの種々の実施例に示された、折り返し光路に沿った画像センサーに関し固定焦点距離レンズを支持する光学リレーサブ部品の図を示す。
【図１６Ｂ】図１０Ａ−１０Ｆの種々の実施例に示された、折り返し光路に沿った画像センサーに関し固定焦点距離レンズを支持する光学リレーサブ部品の図を示す。
【図１７】図１０Ａ−１０Ｆの種々の実施例に示された、折り返し光路に沿った画像センサーに関しズームレンズを支持する光学リレーサブ部品の図を示す。
【図１８】異なるパノラマアスペクト比を有する撮像装置、及びアスペクト比を変化することにより得られる効果を示す。
【図１９】第１のセンサーを備えた第１の固定焦点距離レンズ、第２のセンサーを備えた第２の固定焦点距離レンズ、及び第３のセンサーを備えた第３の固定焦点距離レンズを使用するデジタルカメラの更なる実施例のブロック図を示す。
【図２０】図１９に示されたデジタルカメラを使用してデジタル画像をキャプチャする方法を示すフロー図を示す。
【図２１】ある大きさ、例えば３ミクロン画素の画素を有する第１のセンサーを備えた第１のレンズ、及び別の大きさ、例えば５ミクロン画素の画素を有する第２のセンサーを備えた第２のレンズを使用するデジタルカメラの更なる実施例のブロック図を示す。
【図２２】急送ズーム機能の説明に有用な図である。
【図２３Ａ】複数レンズ及び複数センサーを備えたカメラを有する携帯電話の前面図である。
【図２３Ｂ】複数レンズ及び複数センサーを備えたカメラを有する携帯電話の背面図である。
【図２４Ａ】両方ともズームである２つの画像キャプチャ部品を利用する、図２３Ａ−２３Ｂに示された携帯電話で使用される画像キャプチャ部品の図である。
【図２４Ｂ】両方ともズームである２つの画像キャプチャ部品を利用する、図２３Ａ−２３Ｂに示された携帯電話で使用される画像キャプチャ部品の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
撮像装置及び信号処理のための関連回路を利用するデジタルカメラは良く知られているので、本願明細書は、特に本発明による装置の部分を形成する要素、又はより直接的に連携する要素を対象とする。本願明細書に特に示されない又は記載されない要素は、従来知られている要素から選択されて良い。記載されるべき要素の特定の態様は、ソフトウェアで提供されて良い。以下の資料に本発明に従い示され及び記載されたシステムでは、本願明細書に特に示され記載され又は提案されない、本発明の実施に有用であるソフトウェアは、従来型であり及び従来技術分野の通常の技術の範囲内にある。
【００２５】
本発明のいくつかの実施例のそれぞれは、広範なズーム範囲を提供するためデジタルカメラ内に取り付けられた複数レンズ及び複数センサーを有する画像キャプチャ部品を有する。これは、単一センサー及び大きい範囲のズームレンズ（例えば１０：１ズーム範囲）を有するカメラと比較して、カメラの価格及び大きさを低減し、及び光学性能を向上し得る。互いに対し正確に同軸配置ではないが、複数レンズ及びセンサーは、視野の異なるフィールドを有するにも拘わらず実質的に同一の対象を見ているよう、一般に互いに対し整列している。各画像キャプチャ部品は、画像キャプチャ部品の反対端に配置されたレンズ及び画像センサー、並びにレンズからの光をセンサーへ向ける折り返し光路を有する２つ以上の光学リレーサブ部品を有する。この構成は、光学構成要素の大きさを更に低減し、それにより非常に薄く且つ小型のカメラの設計及び製造を可能にする。折り返し光学系が多くの好適な実施例で使用されるが、折り返し光路は、一般的に本発明の実施に必須ではない。これは特に、そもそも広角レンズの焦点距離が非常に短いので、広角光学部品で真である。また、センサーの大きさ、及び従ってセンサーを満たすために生成されなければならない画像の大きさは、通常の及び短い望遠焦点距離でさえ、焦点距離を許容可能な前後寸法まで減少させるのに十分なほど小さくて良い。
【００２６】
各実施例では、カメラは、第１の画像センサーからの第１のセンサー出力又は他の画像センサーの１つからのセンサー出力の何れかを選択する制御素子を有する。それにより、出力画像を生成するため、カメラ内の処理部へ提供され得る選択センサー出力を提供する。更に、各実施例は、いくつかの種類のユーザー制御を有する。ユーザー制御は、ユーザーに、直接に又は焦点距離を示すあるマーク（例えば「パノラマ」又は「肖像」）を介し焦点距離を選択可能にする。前述の制御素子は次に、ユーザー制御に応答し、対応するセンサー出力を選択する。いくつかの実施例では、例えば「広角」設定が広角固定焦点距離レンズを選択し及び「望遠」設定がズームレンズの種々の位置を選択する、単一「ズームレンズ」ユーザー制御が使用される。ユーザー制御出力は次に、出力画像を生成するために使用される画像センサーを選択する制御素子へ提供される。選択されたセンサーがズームレンズ用の場合、ユーザー制御（又は制御素子）はまた、ズームレンズのズーム及び合焦モーターに、選択焦点距離へズームレンズを駆動させる。更に、デジタルズームは、ズームレンズの広角設定から最小焦点距離設定へズーム「アップ」するために使用されて良い。全ては、勿論、「広角」と「望遠」設定の間で「ズームレンズ」ユーザー制御を単に操作するユーザーに対し透過であって良い。
【００２７】
最初に図１０Ａ−１０Ｆを参照する。画像キャプチャ部品１のいくつかの実施例の光学配置を示すいくつかの図が示される。画像キャプチャ部品１は、（後述される）デジタルカメラの種々の実施例に含まれる。これらの図は、前述の折り返し光学素子を有する光学リレーサブ部品１ａ、１ｂ、及び１ｃを有する。図１０Ａ−１０Ｆのそれぞれで、円１ｄは、デジタルカメラの前表面の光学的断面を表す。円１ｄを通じ、それぞれのレンズが突き出る。光学リレーサブ部品１ａ、１ｂ、及び１ｃは、レンズの背後で折り畳まれ、及び示されるようにカメラの前表面により覆われている。
【００２８】
本発明の第１の実施例では、デジタルカメラは、第１の画像センサー１２を備えた第１の固定焦点距離広角レンズ２、及び第２の画像センサー１４を備えたズームレンズ３を利用する。図１０Ａに示されるように第１の実施例では、画像キャプチャ部品１は、第１の光学リレーサブ部品１ａの反対の端に取り付けられた第１のレンズ２及び第１の画像センサー１２を有する。第１の光学リレーサブ部品１ａは、第１の画像センサー１２とレンズ２との間に配置された折り返し光路を有する。第１のレンズ２は、望ましくは固定焦点距離広角レンズであり、景色の第１の画像を第１の画像センサー１２に形成する。画像キャプチャ部品１はまた、第２の光学リレーサブ部品１ｂの反対の端に取り付けられたズームレンズ３及び第２の画像センサー１４を有する。第２の光学リレーサブ部品１ｂは、第２の画像センサー１４とズームレンズ３との間に配置された折り返し光路を有する。ズームレンズ３は、最小焦点距離と最大焦点距離との間で調整可能な焦点距離範囲を有し、景色の第２の画像を第２の画像センサー１４に形成する。この実施例では、第１のレンズ２は、ズームレンズ３の最小焦点距離より短い、及び望ましくは実質的に短い焦点距離を有する広角レンズである。
【００２９】
本発明の第２の実施例では、デジタルカメラは、画像センサー１４を備えた第１のズームレンズ３、及び画像センサー１６を備えた第２のズームレンズ４を利用する。図１０Ｂに示されるように第２の実施例では、画像センサー１４は第１の画像センサー１４と見なされ、及び画像センサー１６は第２の画像センサー１６と見なされる。従って、画像キャプチャ部品１は、第１の光学リレーサブ部品１ｂの反対の端に取り付けられた第１のズームレンズ３及び第１の画像センサー１４を有する。第１の光学リレーサブ部品１ｂは、第１の画像センサー１４と第１のズームレンズ３との間に配置された折り返し光路を有する。第１のズームレンズ３は、最小焦点距離と最大焦点距離との間で調整可能な焦点距離範囲を有し、景色の第１の画像を第１の画像センサー１４に形成する。画像キャプチャ部品１はまた、第２の光学リレーサブ部品１ｃの反対の端に取り付けられた第２のズームレンズ４及び第２の画像センサー１６を有する。第２の光学リレーサブ部品１ｃは、第２の画像センサー１６とズームレンズ４との間に配置された折り返し光路を有する。ズームレンズ４は、最小焦点距離と最大焦点距離との間で調整可能な焦点距離範囲を有し、景色の第２の画像を第２の画像センサー１６に形成する。当該実施例では、第１のズームレンズ３の最大焦点距離は第２のズームレンズ４の最小焦点距離より短いか又は等しい。
【００３０】
本発明の第３の実施例では、デジタルカメラは、画像センサー１４を備えた第１のズームレンズ３、画像センサー１６を備えた第２のズームレンズ４、及び画像センサー１２を備えた固定焦点距離広角レンズ２を利用する。図１０Ｃに示されるように第３の実施例では、画像センサー１４は第１の画像センサー１４と見なされ、画像センサー１６は第２の画像センサー１６と見なされ、及び画像センサー１２は第３の画像センサーと見なされる。従って、図１０Ｂの図示及び記載と同様に、第１のズームレンズ３は景色の第１の画像を第１の画像センサー１４に形成し、及び第２のズームレンズ４は景色の第２の画像を第２の画像センサー１６に形成する。更に、第３のレンズ、固定焦点距離レンズ２、及び第３の画像センサー１２は、第３の光学リレーサブ部品１ａの反対の端に取り付けられる。第３の光学リレーサブ部品１ａは、第３の画像センサー１２と第３のレンズ２との間に配置された折り返し光路を有する。当該実施例では、第３のレンズ２は、望ましくは、第１のズームレンズ３の最小焦点距離より短い、及び望ましくは実質的に短い焦点距離を有する固定焦点距離広角レンズである。また第１のズームレンズ３の最小焦点距離は、第２のズームレンズ４の最小焦点距離より短いか又は等しい。
【００３１】
第４の実施例では、デジタルカメラは、第１の画像センサー１２ａを備えた第１の固定焦点距離レンズ２ａ、及び第２の画像センサー１２ｂを備えた第２の固定焦点距離レンズ２ｂを利用する。図１０Ｄに示されるように第４の実施例では、画像キャプチャ部品１は、第１の光学リレーサブ部品１ａ（１）の反対の端に取り付けられた第１の固定焦点距離レンズ２ａ及び第１の画像センサー１２ａを有する。第１の光学リレーサブ部品１ａ（１）は、第１の画像センサー１２ａと固定焦点距離レンズ２ａとの間に配置された折り返し光路を有する。画像キャプチャ部品１はまた、第２の光学リレーサブ部品１ａ（２）の反対の端に取り付けられた第２の固定焦点距離レンズ２ｂ及び第２の画像センサー１２ｂを有する。第２の光学リレーサブ部品１ａ（２）は、第２の画像センサー１２ｂと第２の固定焦点距離レンズ２ｂとの間に配置された折り返し光路を有する。当該実施例では、第１の固定焦点距離レンズ２ａは望ましくは広角レンズであり、第２の固定焦点距離レンズ２ｂは望遠レンズである。
【００３２】
第５の実施例では、デジタルカメラは、第１の画像センサー１２ａを備えた第１の固定焦点距離レンズ２ａ、第２の画像センサー１２ｂを備えた第２の固定焦点距離レンズ２ｂ、及び第３の画像センサー１２ｃを備えた第３の固定焦点距離レンズ２ｃを利用する。図１０Ｅに示されるように第５の実施例では、第１のレンズ２ａ及び第１の画像センサー１２ａは、第１の光学リレーサブ部品１ａ（１）の反対の端に取り付けられる。第１の光学リレーサブ部品１ａ（１）は、第１の画像センサー１２ａと第１のレンズ２ａとの間に配置された折り返し光路を有する。第１のレンズ２ａは、望ましくは固定焦点距離超広角レンズであり、景色の第１の画像を第１の画像センサー１２ａに形成する。第２のレンズ２ｂ及び第２の画像センサー１２ｂは、第２の光学リレーサブ部品１ａ（２）の反対の端に取り付けられる。第２の光学リレーサブ部品１ａ（２）は、第２の画像センサー１２ｂと第２のレンズ２ｂとの間に配置された折り返し光路を有する。第２のレンズ２ｂは、望ましくは固定焦点距離中角レンズであり、景色の第２の画像を第２の画像センサー１２ｂに形成する。第３のレンズ２ｃ及び第３の画像センサー１２ｃは、第３の光学リレーサブ部品１ａ（３）の反対の端に取り付けられる。第３の光学リレーサブ部品１ａ（３）は、第３の画像センサー１２ｃと第３のレンズ２ｃとの間に配置された折り返し光路を有する。第３のレンズ２ｃは、望ましくは固定焦点距離狭角（望遠）レンズであり、景色の第３の画像を第３の画像センサー１２ｃに形成する。
【００３３】
第６の実施例では、デジタルカメラは、第１の画像センサー１２ａを備えた第１の固定焦点距離レンズ２ａ、第２の画像センサー１２ｂを備えた第２の固定焦点距離レンズ２ｂ、第３の画像センサー１２ｃを備えた第３の固定焦点距離レンズ２ｃ、及び第４の画像センサー１２ｄを備えた第４の固定焦点距離レンズ２ｄを利用する。図１０Ｆに示されるように第６の実施例では、第１のレンズ２ａ及び第１の画像センサー１２ａは、第１の光学リレーサブ部品１ａ（１）の反対の端に取り付けられる。第１の光学リレーサブ部品１ａ（１）は、第１の画像センサー１２ａと第１のレンズ２ａとの間に配置された折り返し光路を有する。第１のレンズ２ａは、望ましくは固定焦点距離超広角レンズであり、景色の第１の画像を第１の画像センサー１２ａに形成する。第２のレンズ２ｂ及び第２の画像センサー１２ｂは、第２の光学リレーサブ部品１ａ（２）の反対の端に取り付けられる。第２の光学リレーサブ部品１ａ（２）は、第２の画像センサー１２ｂと第２のレンズ２ｂとの間に配置された折り返し光路を有する。第２のレンズ２ｂは、望ましくは固定焦点距離中角レンズであり、景色の第２の画像を第２の画像センサー１２ｂに形成する。第３のレンズ２ｃ及び第３の画像センサー１２ｃは、第３の光学リレーサブ部品１ａ（３）の反対の端に取り付けられる。第３の光学リレーサブ部品１ａ（３）は、第３の画像センサー１２ｃと第３のレンズ２ｃとの間に配置された折り返し光路を有する。第３のレンズ２ｃは、望ましくは固定焦点距離狭角（望遠）レンズであり、景色の第３の画像を第３の画像センサー１２ｃに形成する。第４のレンズ２ｄ及び第４の画像センサー１２ｄは、第４の光学リレーサブ部品１ａ（４）の反対の端に取り付けられる。第４の光学リレーサブ部品１ａ（４）は、第４の画像センサー１２ｄと第４のレンズ２ｄとの間に配置された折り返し光路を有する。第４のレンズ２ｄは、望ましくは固定焦点距離超狭角（超望遠）レンズであり、景色の第４の画像を第４の画像センサー１２ｄに形成する。
【００３４】
これらの実施例は明らかに、構成がデジタルカメラの空間的限界内に実用的に可能である限り、可能な限りつまり４個のレンズ、４個のセンサー、及び４個の光学リレーサブ部品より多くを実施して良い。
【００３５】
図１１は、デジタルカメラの空間的配置を提供し、図１０Ａに記載された種々の構成要素がデジタルカメラ１０Ａの限られた空間内にどのように適合しているかを示す。例えば、図１１及び１２は、図１０Ａに示された第１の実施例で、画像キャプチャ部品１がデジタルカメラ１０Ａの横方向寸法２０１内にどのように配置されているかを示す。図１１は、デジタルカメラ１０Ａの前面図であり、固定焦点距離レンズサブ部品１ａ及びズームレンズサブ部品１ｂがレンズ２及び３の片側に電子フラッシュ４８の下でどのように位置付けられているかを示す。バッテリー室２０４は、レンズ２及び３の反対側に位置付けられる。図１２は、図１１の線１２−１２に沿って取られたデジタルカメラ１０Ａの上面図であり、取り外し可能メモリーカード５４及びカラーＬＣＤ画像ディスプレイ７０の位置を更に示す。図１３は、図１２の線１３−１３に沿って取られたデジタルカメラ１０Ａの側面図であり、固定焦点距離レンズサブ部品１ａ、ズームレンズサブ部品１ｂ、及びフラッシュ４８の縦方向の空間を更に示す。特に注目すべき点は、サブ部品１ａ及び１ｂで利用される折り畳まれた光学系が、画像キャプチャ部品１をカメラ１０Ａの小型な前後寸法２１０内に適合させることである。また注目すべき点は、２個の固定焦点距離レンズサブ部品１ａ（１）及び１ａ（２）を利用する図１０Ｄの実施例が、図１１に示された配置内に代用され、それにより一層小さい横方向寸法２０１を備えたカメラを可能にすることである。
【００３６】
図１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃは、図１０Ｂに示された第２の実施例の構成要素の、デジタルカメラ１０Ｂ内の配置を示す。図１４Ｂは、図１４Ａの線１４Ｂ−１４Ｂに沿って取られた上面図である。また図１４Ｃは、図１４Ｂの線１４Ｃ−１４Ｃに沿って取られた側面図である。留意すべき点は、第２のズームサブ部品１ｃの大きさがより大きいので、構成要素の空間的関係が再構成されていることである。バッテリー室２０４は、フラッシュ４８の下へ移動され、それにより折り畳まれた光学系のためにレンズ３及び４の反対側により多くの空間を確保している。同様に、図１５Ａ、１５Ｂ、及び１５Ｃは、図１０Ｃに示された第３の実施例の構成要素の配置を示す。図１５Ｂは、図１５Ａの線１５Ｂ−１５Ｂに沿って取られた上面図である。また図１５Ｃは、図１５Ｂの線１５Ｃ−１５Ｃに沿って取られた側面図である。これらの説明図から明らかなことは、光学システムの前後折り畳みが、１つのシステムに統合された２つの光路を示す従来技術に対し、及び前述のヘスルの文献（特許文献９）に示されたような光学システムに対しても重要な利点を提供することである。狭い前後寸法２１０は、ポケットサイズのカメラ、及び本発明ではズーム、又はズームに類似の機能を備えたポケットサイズのカメラを実現する。
【００３７】
上述の各実施例では、画像キャプチャ部品は、デジタルカメラ製品に統合されて良く、又は例えばカメラ内に挿入するために別個に製造され及びカメラ製造業者に供給される代替可能構成要素として独立型であって良い。画像キャプチャ部品は、センサーを駆動し及び第１の画像センサーからの第１のセンサー出力又は他の画像センサーの１つからのセンサー出力の何れかを選択する制御部を更に有して良い。更に、いくつかの実施例では、画像キャプチャ部品内のセンサーは、互いに隣り合って共通回路基板部品の上に位置付けられて良く、又は共通の集積回路パッケージ内にパッケージされて良い。また画像キャプチャ部品内のレンズは、回路基板又は集積回路パッケージに取り付ける共通レンズ部品内に設けられて良い。いくつかの好適な実施例では、別個の撮像アレイは、同一のＣＣＤ又はＣＭＯＳ集積回路の部分であり、及び２つのレンズは一緒に組み立てられそしてセンサーパッケージと共に配置される。
【００３８】
更に、３個以上のセンサー出力を生成する複数の３個以上の画像センサー、及び景色の対応する３個以上の画像を対応する３個以上の画像センサーに形成する複数の３個以上のレンズを設ける前述の実施例では、利用されるレンズは、デジタルカメラの前面光学的断面１ｄ内の異なる空間的配置で設けられる。３個のレンズが利用される場合、３個のレンズは、カメラの光学的断面１ｄ内に三角配置で図１０Ｃ又は１０Ｅに示されるように設けられて良い。４個のレンズが利用される場合、４個のレンズは、カメラの光学的断面１ｄ内に四角配置で図１０Ｆに示されるように設けられて良い。
【００３９】
更に、各実施例では、１つのレンズの固定又は最大焦点距離が次に長い焦点距離のレンズの最小焦点距離より短い場合、２つのレンズの間には焦点距離のギャップが残される。この場合、カメラ内の処理部は、焦点距離のギャップの少なくとも一部にわたり電子的にズームを行う電子ズーム能力を有して良い。従って、単一「ズームレンズ」ユーザー制御が使用される場合、ユーザー制御のある設定の間の遷移は、ズームレンズを特定の光学ズーム位置へ移動させる。またユーザー制御の他の設定の間の遷移は、プロセッサーに広角レンズの光学画像出力からデジタルでズームアップさせる。例えば、電子カメラが広角光学焦点距離及び少なくとも１つの望遠ズームレンズにより提供される光学焦点距離のグループを有する範囲にわたりズーム設定を提供する場合、広角焦点距離と望遠ズームのズーム焦点距離との間のギャップにある介在焦点距離の少なくとも一部は、広角光学焦点距離でキャプチャされた画像からの電子的なズームアップにより提供される。更に、ズームされている広角光学焦点距離は、別の（広角）ズームレンズの最大焦点距離により提供され得る。
【００４０】
図１６Ａ及び１６Ｂは、図１０Ａ及び１０Ｃ−１０Ｆに示された、折り返し光路に沿って画像センサー１２に関し固定焦点距離レンズ２を支持する光学リレーサブ部品１ａの図を示す。図１６Ａは、固定焦点距離レンズ２の外側対物レンズ、画像センサー１２及び関連リレーレンズ構成要素７ａをミラープリズム８ａにより折り返される光路内に支持するレンズ筒６ａを示す。更に、レンズ筒６ａは、絞りシャッター部品９ａを光路内に支持する。図１６Ｂは、図１６Ａの線１６Ｂ−１６Ｂに沿って取られた図であり、（一般的に図１０Ａに示されるような）カメラの正面からの光学サブ部品１ａの外観を示す。図１７は、図１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃに示された、折り返し光路に沿って画像センサー１４（又は１６）に関しズームレンズ３（又は４）を支持する光学リレーサブ部品１ｂ（又は１ｃ）の図を示す。図１７Ａは、ズームレンズ３（又は４）の外側対物レンズ、第２の画像センサー１４（又は第３の画像センサー１６）及び可動リレー（ズーム）レンズ構成要素７ｂをミラープリズム８ｂにより折り返される光路内に支持する固定具６ｂを示す。更に、固定具６ｂは、絞りシャッター部品９ｂを光路内に支持する。図１７はまた、レンズ構成要素７ｂの動きを制御するズーム及び合焦モーター５ａを示す。
【００４１】
図１は、本発明の第１の実施例によるデジタルカメラ１０Ａのブロック図を示す。デジタルカメラ１０Ａは、画像をキャプチャする時及び閲覧する時、ユーザーにより容易に手に持てるほど小さい、携帯用バッテリー式装置である。好適な実施例では、デジタルカメラ１０Ａは、取り外し可能メモリーカード５４に格納される静止デジタル画像を生成する。デジタルカメラは、メモリーカード５４に格納される動デジタル画像を単独に又は静止画像に加えて生成して良い。
【００４２】
デジタルカメラ１０Ａは、図１０Ａ及び１１に記載された前述の画像キャプチャ部品１を有する。画像キャプチャ部品１は、景色（示されない）の画像を第１の画像センサー１２に合焦する固定焦点距離レンズ２、及び景色の画像を第２の画像センサー１４に合焦するズームレンズ３を有する。画像キャプチャ部品１は、第１の画像センサー１２からの第１の画像出力１２ｅ及び第２の画像センサー１４からの第２の画像出力１４ｅを提供する。ある好適な実施例では、画像センサー１２及び１４は、アスペクト比及び画素サイズの両方に関し同一の大きさであり、レンズ２は２２ｍｍの「３５ｍｍフィルム換算焦点距離」を備えた超広角レンズであり（２２ｍｍ相当として書かれる。ニューヨーク州ＮＹの米国規格協会から入手可能なＡＮＳＩ／Ｉ３Ａ ＩＴ１０．７０００−２００４規格に定められたように、２２ｍｍは、固定レンズ２が画像センサー１２に提供するのと同一の視界を提供する３５ｍｍ写真用フィルムカメラの焦点距離である。）、及びズームレンズ３は３８ｍｍ−１１４ｍｍ相当の焦点距離範囲を有する３：１ズームレンズである。
【００４３】
３５ｍｍフィルム換算焦点距離（ｆ．ｌ．）は、式：３５ｍｍ換算ｆ．ｌ．＝（実際のレンズのｆ．ｌ．（単位ｍｍ）×４３．２７ｍｍ）／（センサーの対角焦点板距離（単位ｍｍ））を使用して計算され得る。例えば、画像センサーが１／２’’型の光フォーマットを使用する場合、画像センサーは６．４ｍｍ（幅）×４．８ｍｍ（高さ）、対角距離８．０ｍｍの焦点板を有する。この種の画像センサーが実際の焦点距離４．０ｍｍを有するレンズと共に使用される場合、３５ｍｍ換算焦点距離は２２ｍｍである。
【００４４】
固定レンズ２の焦点距離が超広角視野、例えば２２ｍｍ相当を生成するので、固定レンズは、８フィートのレンズ過焦点距離に近い距離に固定焦点を設定し、従って４フィートから無限大までの対象に合焦される。従って、固定レンズ２は焦点調整を有する必要がない。固定焦点距離レンズ２は、（図１６Ａ及び１６Ｂに示されるような）調整可能な絞り及びシャッター部品９ａを有し、画像センサー１２の露光を制御する。ズームレンズ３は、（図１７Ａ及び１７Ｂに示されるような）ズーム及び焦点モーター５ａ並びに調整可能な絞り及びシャッター部品９ｂにより制御され、画像センサーの露光を制御する。
【００４５】
好適な実施例では、画像センサー１２及び１４は、良く知られたバイエルカラーフィルターパターンを使用してカラー画像をキャプチャする単一チップカラーメガピクセルＣＣＤカメラセンサーである。画像センサー１２及び１４は、例えば４：３画像アスペクト比、及び２０４８アクティブ画素列×１５３６アクティブ画素行を備え全体で３．１有効メガピクセル（百万画素）を有し得る。画像センサー１２及び１４は、１／２’’型光フォーマットを使用し得る。従って各画素は高さ約３．１ミクロン×幅３．１ミクロンである。制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、クロックドライバ１３へ信号を供給することにより第１の画像センサー１２を制御し、及びクロックドライバ１５へ信号を供給することにより第２の画像センサー１４を制御する。
【００４６】
制御プロセッサー及びタイミング生成器４０はまた、ズーム及び焦点モーター５ａ、及び景色を照らす光を放出するフラッシュ４８を制御する。制御プロセッサー及びタイミング生成器４０はまた、自動合焦及び自動露出検出器４６から信号を受信する。代案の実施例では、自動合焦及び自動露出検出器４６を使用する代わりに、画像センサー１４が使用され得、特許文献１０に記載されたような露出検出及び「レンズを通した」自動合焦を提供する。同一出願人による特許文献１０は、名称「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃａｍｅｒａ ｗｉｔｈ Ｒａｐｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｏｃｕｓ ｏｆ ａｎ Ｉｍａｇｅ ｕｐｏｎ ａ Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ Ｓｃａｎ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ」、１９９７年９月２６日発行、ケネス・エイ・パルルスキー、マサキ・イズミ、セイイチ・ミズコシ、及びノブユキ・モリにより、参照されることにより本願明細書に組み込まれる。ユーザー制御４２は、デジタルカメラ１０Ａの動作を制御するために使用される。
【００４７】
第１の画像センサー１２からのアナログ出力信号１２ｅは、第１のアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ １）２２により増幅され、そして制御素子３４、例えばアナログマルチプレクサ制御素子の第１の入力へ供給される。第２の画像センサー１４からのアナログ出力信号１４ｅは、第２のアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ ２）２４により増幅され、そして制御素子３４、例えばアナログマルチプレクサ制御素子の第２の入力へ供給される。制御素子３４の機能は、第１の画像センサー１２からの第１のセンサー出力１２ｅ又は第２の画像センサー１４からの第２のセンサー出力１４ｅの何れかを選択し、それにより画像キャプチャ部品１からの選択センサー出力を提供することである。
【００４８】
制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、（ＡＳＰ １）２２又は（ＡＳＰ ２）２４の何れかの出力をアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器回路３６へ提供するため、アナログマルチプレクサ制御素子３４を制御する。Ａ／Ｄ変換器３６により供給されたデジタルデータは、ＤＲＡＭバッファーメモリー３８に格納され、そして続いて画像プロセッサー５０により処理される。画像プロセッサー５０により実行される処理は、フラッシュＥＰＲＯＭメモリーであり得るファームウェアメモリー５８に格納されたファームウェアにより制御される。プロセッサー５０は、処理段階の間、ＲＡＭメモリー５６にバッファーされた入力デジタル画像ファイルを処理する。
【００４９】
代案の実施例（示されない）では、２個のＡ／Ｄ変換器回路はＡＳＰ １（２２）及びＡＳＰ ２（２４）の出力と接続され、アナログマルチプレクサ３４は使用されない。代わりに、デジタルマルチプレクサが使用され、２個のＡ／Ｄ変換器の出力のどちらの１つがＤＲＡＭバッファーメモリー３８と接続されるかを選択する。
【００５０】
処理されたデジタル画像ファイルは、取り外し可能メモリーカード５４にデジタル画像ファイルを格納するメモリーカードインターフェース５２へ提供される。取り外し可能メモリーカード５４は、ある種の取り外し可能デジタル画像記憶媒体であり、及びいくつかの異なる物理フォーマットで利用可能である。例えば、取り外し可能メモリーカード５４は、コンパクトフラッシュ（登録商標）、スマートメディア、メモリースティック、ＭＭＣ、ＳＤ、又はＸＤメモリーカードフォーマットのような良く知られたフォーマットに適合するメモリーカードを（限定されることなく）有し得る。磁気ハードドライブ、磁気テープ、又は光ディスクのような他の種類の取り外し可能デジタル画像記憶媒体は、代替に使用され得、静止及び動デジタル画像を格納する。代案として、デジタルカメラ１０Ａは、内部フラッシュＥＰＲＯＭメモリーのような内部不揮発性メモリー（示されない）を使用し得、処理されたデジタル画像ファイルを格納する。このような実施例では、メモリーカードインターフェース５２及び取り外し可能メモリーカード５４は、必要ない。
【００５１】
画像プロセッサー５０は、表示用ｓＲＧＢ画像データを生成するために、種々の状態監視及び後に色及び色調補正が続く色補間を含む画像処理機能を実行する。表示用ｓＲＧＢ画像データは次に、ＪＰＥＧ圧縮され及びＪＰＥＧ画像ファイルとして取り外し可能メモリーカード５４に格納される。表示用ｓＲＧＢ画像データはまた、ホストＰＣ６６へ、ＳＣＳＩ接続、ＵＳＢ接続又はＦｉｒｅＷｉｒｅ接続のような適切な相互接続を介し通信するホストインターフェース６２を介して提供されて良い。ＪＰＥＧファイルは、「デジタルスチルカメラ用画像ファイルフォーマット（Ｅｘｉｆ）」第２．１版、１９９８年７月、日本電子工業振興会（ＪＥＩＤＡ）、日本国東京都、により定められた所謂「Ｅｘｉｆ」画像フォーマットを使用する。当該フォーマットは、データ／画像がキャプチャされた時間、同様にレンズのｆ／値及び他のカメラ設定を有する特定の画像メタデータを格納するＥｘｉｆアプリケーション・セグメントを有する。
【００５２】
留意すべき点は、画像プロセッサー５０、標準的にはプログラム可能な画像プロセッサーが、代案として配線カスタム集積回路（ＩＣ）プロセッサー、汎用マイクロプロセッサー、又は配線カスタムＩＣ及びプログラム可能なプロセッサーの組み合わせであり得ることである。
【００５３】
画像プロセッサー５０はまた、同一出願人による特許文献１１に記載されたように低解像度の「サムネイル」大の画像を生成する。特許文献１１は、名称「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔｉｌｌ Ｃａｍｅｒａ Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ Ｍｕｌｔｉ−Ｆｏｒｍａｔ Ｓｔｏｒａｇｅ ＯｆＦｕＩｌ Ａｎｄ Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｉｍａｇｅｓ」、クフタ他による。特許文献１１の開示は参照されることにより本願明細書に組み込まれる。画像はキャプチャされた後、サムネイル画像データを使用することにより、カラーＬＣＤ画像ディスプレイ７０で迅速に閲覧され得る。カラーＬＣＤ画像ディスプレイ７０に表示されるグラフィカル・ユーザー・インターフェースは、ユーザー制御４２により制御される。
【００５４】
本発明のいくつかの実施例では、デジタルカメラ１０Ａはカメラ付き電話の一部として含まれる。このような実施例では、画像プロセッサー５０はまた、携帯電話プロセッサー９０と相互作用する。携帯電話プロセッサー９０は、携帯電話モデム９２を使用し、デジタル画像を、無線通信を使用する携帯電話ネットワーク（示されない）へアンテナ９４を介し送信する。本発明のいくつかの実施例では、画像キャプチャ部品１は、レンズ２及び３、画像センサー１２及び１４、及びズーム及び焦点モーター５ａを有する統合部品であって良い。更に、クロックドライバ１３及び１５、同様にアナログ信号プロセッサー２２及び２４、アナログマルチプレクサ３４、及びＡ／Ｄ変換器３６は、統合部品の一部であって良い。
【００５５】
図２Ａ及び２Ｂは、図１に関連して記載されたデジタルカメラ１０Ａの透視図を示す。図２Ａは、カメラ１０Ａの前面図であり、固定焦点距離レンズ２、ズームレンズ３及びフラッシュ４８を示す。固定焦点距離レンズは、望ましくは超広角レンズであり、適切なレンズは２２ｍｍ相当焦点距離及びｆ／２最大絞りを有する。ズームレンズは望ましくは超薄型レンズ、例えばプリズムレンズであり、適切なズームは、３８−１１４ｍｍ相当焦点距離ズームレンズのような３：１ズーム比レンズである。プリズムレンズは、図１６Ａ、１６Ｂ及び１７に示されたような、光路を折り返し、それにより非常に小型の光学構成を作り出すプリズム８ａ、８ｂを内蔵したレンズ構成である。明らかに、他のレンズ焦点距離及びレンズ種類の構成は、本発明の範囲内である。図２Ｂは、カメラ１０Ａの背面図であり、カラー（ＬＣＤ）画像ディスプレイ７０及び多数のユーザー制御４２を示す。ユーザー制御４２は、画像キャプチャシーケンスを可能にするシャッターボタン４２ａ、パノラマモードを有効にするパノラマボタン４２ｂ、ズーム設定の選択を可能にするズームボタン４２ｃ、及びカラーＬＣＤ画像ディスプレイ７０に表示される画像、メニュー選択等を検索する多位置選択器４２ｄを有する。
【００５６】
更なる実施例では、固定焦点距離レンズ２及び画像センサー１２により提供された画像のアスペクト比は、ズームレンズ３及び画像センサー１４により提供された画像のアスペクト比と異なって良い。例えば、画像センサー１２は、１６：９画像アスペクト比、２７３０アクティブ画素列×１５３６アクティブ画素行を備え全体で４．２有効メガピクセルを有し得る。従って、ディスプレイ７０は、望ましくは幅広のアスペクト比（例えば１６：９）フォーマットのディスプレイである。図１８の（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、画像センサー１２のアスペクト比（破線で示される）は、パノラマ画像１８（例えば図１８の（Ａ）に示されるような１６：９アスペクト比のパノラマ画像）を表して良い。また画像センサー１４のアスペクト比（破線で示される）は、標準的なテレビジョンアスペクト比画像１９（例えば図１８の（Ｂ）に示されるような４：３アスペクト比画像）を表して良い。この場合、ユーザー制御４２は、レンズ２の広角から狭角へ向かい遷移しズームレンズ３の４：３アスペクト比の効果へ近付く可変パノラマ効果を得るため、画像センサー１２により提供された格納された画像のアスペクト比を変化するユーザーコマンドを制御プロセッサー及びタイミング生成器４０へ入力して良い。これは、画像センサー１２から提供された画像データの中央サブセットだけが画像プロセッサー５０により処理され及び取り外し可能メモリーカード５４に格納されるよう、ＤＲＡＭバッファーメモリーに格納されている画像データをトリミングすることにより達成される。例えば、及び図１８の（Ａ）に示されるように、画像の垂直方向マージン１８ｂは、ズームボタン４２ｃの広域制御部を押すことにより、通常の１６：９アスペクト比から広いアスペクト比の画像まで連続的に調整されて良い。それに応じて、ＤＲＡＭバッファーメモリー３８内の画像の最上部と最下部は、画像プロセッサー５０によりトリミングされ、１７：９、１８：９（２：１）、１９：９等の画像アスペクト比のような次第に広いアスペクト比を生成する。或いは、画像の水平方向マージン１８ａは、ズームボタン４２ｃの望遠制御部を代わりに押すことにより、通常の１６：９アスペクト比から狭いアスペクト比の画像まで調整されて良い。それに応じて、ＤＲＡＭバッファーメモリー３８内の画像の左側と右側は、画像プロセッサー５０によりトリミングされ、１５：９、１４：９、３：２等の画像アスペクト比のような次第に狭いアスペクト比を生成する。このように、可変パノラマ効果は、第１の画像センサー１２からの画像データを使用してデジタルで達成されて良い。
【００５７】
図３は、図１のデジタルカメラを使用してデジタル画像をキャプチャする方法を示すフロー図を示す。レンズ設定ブロック１００では、カメラ１０Ａが電源スイッチ（示されない）を使用して電源を入れられると、ズームレンズ３は、望ましくは広角位置（例えば３８ｍｍ位置）である規定位置に設定される。パノラマ決定ブロック１０２では、ユーザーがパノラマボタン４２ｂを押下する場合（つまりブロック１０２への肯定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ１）２２の出力を使用する（第１のセンサーブロック１１４）。従って第１の画像センサー１２の出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。その結果、画像センサー１２からのプレビュー画像はキャプチャされ、ブレビューブロック１１６で表示される。この時点で（広角画像が使用されることが指定されている）、ズームボタンが押下される場合、画像のアスペクト比は、広角のレンズ２から可変パノラマ効果を得るよう、アスペクト比調整ブロック１１８で変更される。次に、シャッターボタンが押下される場合、静止画像は、第１のセンサー１２の出力を使用してキャプチャブロック１２０にキャプチャされる。
【００５８】
パノラマ決定ブロック１０２では、ユーザーがパノラマボタン４２ｂを押下しない場合（つまりブロック１０２への否定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ２）２４の出力を使用する（第２のセンサーブロック１０４）。従って第２の画像センサー１４の出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。その結果、画像センサー１４からのプレビュー画像はキャプチャされ、ブレビューブロック１０６で表示される。この時点で（ズーム画像が使用されることが指定されている）、ズームボタンが押下される場合、ズームレンズの位置は、ズームレンズ３の最小焦点距離から最大焦点距離へズーム効果を得るよう、ズーム調整ブロック１０８で調整される。次に、シャッターボタンが押下される場合、静止画像は、第２のセンサー１４の出力を使用してキャプチャブロック１１０でキャプチャされる。
【００５９】
この実施例の更なる変形では、パノラマボタン４２ｂが押下された後（従って広角画像が使用されることが指定されている）、又は最初にパノラマボタン４２ｂを押下せずにズームボタン４２ｃが押下された場合（従ってズーム画像が使用されることが指定されている）、使用されていない画像センサーは、任意的に（パワーダウンブロック１１２で）パワーを弱められ、電力の引き込みを低減し及びバッテリー電源を節約して良い。
【００６０】
図４は、本発明の第２の実施例によるデジタルカメラ１０Ａのブロック図を示す。第２の実施例では、デジタルカメラ１０Ｂは、それぞれ画像を対応する画像センサーへ供給する２個のズームレンズを有する。第１のズームレンズ３は、ズーム及び焦点モーター５ａにより制御され、そして画像を第１の画像センサー１４へ提供する。第２のズームレンズ４は、ズーム及び焦点モーター５ｂにより制御され、そして画像を第２の画像センサー１６へ提供する。カメラのユーザーズーム制御は、ユーザーズーム制御の設定に依存して、第１の画像センサー１４の出力１４ｅ又は第２の画像センサー１６の出力１６ｅの何れかを選択する。デジタルカメラ１０Ｂの残りの特徴は、図１に示されたデジタルカメラ１０Ａと同様であり、同一の参照符号を保有する。従ってデジタルカメラ１０Ｂのこれらの特徴の更なる説明は、図１を参照のこと。
【００６１】
図５Ａ及び５Ｂは、図４に関し記載されたデジタルカメラ１０Ｂの透視図である。図５Ａは、カメラ１０Ｂの前面図であり、第１のズームレンズ３、第２のズームレンズ４及びフラッシュ４８を示す。第１のズームレンズ３は望ましくは超薄型レンズ、例えばプリズムレンズであり、適切なズームは、３８−１１４ｍｍ相当焦点距離ズームレンズのような約３：１ズーム比レンズである。第２のズームレンズ４は望ましくは別の超薄型レンズ、例えばプリズムレンズであり、適切なズームは、１３３−３８０ｍｍ相当焦点距離ズームレンズのような約３：１ズーム比レンズである。望ましくは、約１０：１の全体のズーム比は、両方のズームレンズの使用から得られて良い。更に、好適な実施例では、及び電動ズームは連続的よりむしろ標準的に離散ズーム段階の間で行われるので、第１のズームレンズ３と第２のズームレンズ４の間の焦点距離の小さなギャップは、焦点距離のズーム段階に相当する。明らかに、他のレンズ焦点距離及びレンズ種類の構成は、本発明の範囲内である。
【００６２】
図５Ｂは、カメラ１０Ｂの背面図であり、パノラマボタン４２ｂの欠如を除き、図２Ｂと全ての特徴が同様である。撮像装置がパノラマアスペクト比を有さないので、ディスプレイ７０は、望ましくは４：３アスペクト比のディスプレイである。
【００６３】
図６は、図４のデジタルカメラを使用してデジタル画像をキャプチャする方法を示すフロー図を示す。レンズ設定ブロック１００では、カメラ１０Ｂが電源スイッチ（示されない）を使用して電源を入れられると、第１のズームレンズ３は、望ましくは広角位置（例えば３８ｍｍ位置）である規定位置に設定される。ズーム位置ブロック１２２では、ユーザーがズームボタン４２ｃを押下しＸを超える位置を得る場合（つまり１２５ｍｍより大きく及び従ってブロック１２２への肯定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ１）２４の出力を使用する（第２のセンサーブロック１３４）。従って第２の画像センサー１６の出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。その結果、ブレビューブロック１３６で、画像センサー１６からのプレビュー画像はキャプチャされ及び表示される。次に、キャプチャブロック１４０で、シャッターボタンが押下される場合、静止画像は第２のセンサー１６の出力を使用してキャプチャされる。ズームボタンブロック１３８で、この時点でズームボタンが押下される場合、制御はズーム位置ブロック１２２へ戻される。
【００６４】
ズーム位置ブロック１２２では、ユーザーがズームボタン４２ｃを押下し位置Ｘより短い位置を得る場合（つまり１２５ｍｍより短く及び従ってブロック１２２への否定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ２）２２の出力を使用する（第２のセンサーブロック１２４）。従って第１の画像センサー１４の出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。その結果、ブレビューブロック１２６で、画像センサー１４からのプレビュー画像はキャプチャされ及び表示される。次にキャプチャブロック１３０で、シャッターボタン４２ａが押下される場合、静止画像は、第１のセンサー１６の出力を使用してキャプチャされる。ズームボタンブロック１２８で、この時点でズームボタンが押下される場合、制御はズーム位置ブロック１２２へ戻され、そして処理が繰り返される。
【００６５】
図７は、本発明の第３の実施例によるデジタルカメラ１０Ｃのブロック図を示す。第３の実施例では、デジタルカメラ１０Ｃは、それぞれ画像を対応する画像センサーへ供給する２個のズームレンズ３及び４並びに固定焦点距離レンズ２を有する。第１のズームレンズ３は、ズーム及び焦点モーター５ａにより制御され、そして画像を第１の画像センサー１４へ提供する。第２のズームレンズ４は、ズーム及び焦点モーター５ｂにより制御され、そして画像を第２の画像センサー１６へ提供する。固定焦点距離レンズ２は、画像を第３の画像センサー１２へ提供する。カメラのユーザーズーム制御は、ユーザーズーム制御の設定に依存して、第１の画像センサー１４の出力１４ｅ、第２の画像センサー１６の出力１６ｅ、又は第３の画像センサー１２の出力１２ｅの何れかを選択する。デジタルカメラ１０Ｃの残りの特徴は、図４に示されたデジタルカメラ１０Ｂと同様であり、同一の参照符号を保有する。従ってデジタルカメラ１０Ｃのこれらの特徴の更なる説明は、図４を参照のこと。
【００６６】
図８Ａ及び８Ｂは、図７に関し記載されたデジタルカメラ１０Ｃの透視図を示す。図８Ａは、カメラ１０Ｃの前面図であり、第１のズームレンズ３、第２のズームレンズ４、固定焦点距離レンズ２、及びフラッシュ４８を示す。第１のズームレンズ３は望ましくは超薄型レンズ、例えばプリズムレンズであり、適切なズームは、３８−１１４ｍｍ相当焦点距離ズームレンズのような約３：１ズーム比レンズである。第２のズームレンズ４は望ましくは超薄型レンズ、例えばプリズムレンズであり、適切なズームは、１３３−３８０ｍｍ相当焦点距離ズームレンズのような約３：１ズーム比レンズである。望ましくは、約１０：１の全体のズーム比は、両方のズームレンズの使用から得られて良い。更に、好適な実施例では、第１のズームレンズ３と第２のズームレンズ４との間の焦点距離の小さなギャップは、焦点距離ズーム段階に相当する。固定焦点距離レンズは、望ましくは超広角レンズであり、適切なレンズは２２ｍｍ相当焦点距離及びｆ／２最大絞りを有する。明らかに、他のレンズ焦点距離及びレンズ種類の構成は、本発明の範囲内である。
【００６７】
図８Ｂは、カメラ１０Ｃの背面図であり、図２Ｂと全ての特徴が同様である。第３の実施例の更なる（任意的な）変形では、固定焦点距離レンズ２により提供された画像のアスペクト比（例えば１６：９）は、ズームレンズ３又は４により提供された画像のアスペクト比と異なって良い。この場合、図２Ｂに示されたように、ユーザー制御４２（例えばズームボタン４２ｃ）は、レンズ２の広角から狭角へ向かい遷移しズームレンズ３の４：３アスペクト比の効果へ近付く可変パノラマ効果を得るため、画像センサー１２により提供された格納された画像のアスペクト比を変化するユーザーコマンドを入力して良い。
【００６８】
図９は、図７のデジタルカメラを使用してデジタル画像をキャプチャする方法を示すフロー図を示す。この図は、大部分が図３及び６のブロックの合成であり、殆どのブロックは同一のブロック機能及び段階の同一の参照符号を有する。レンズ設定ブロック１００では、カメラ１０Ｂが電源スイッチ（示されない）を使用して電源を入れられると、第１及び第２のズームレンズ３及び４は、望ましくは各レンズの広角位置（例えばレンズ３では３８ｍｍ位置、レンズ４では１２５ｍｍ位置）である規定位置に設定される。
【００６９】
パノラマ決定ブロック１０２では、ユーザーがパノラマボタン４２ｂを押下する場合（つまりブロック１０２への肯定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ１）２６の出力を使用する（第３のセンサーブロック１１５）。従って第３の画像センサー１２の出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。その結果、ブレビューブロック１１６で、画像センサー１２からのプレビュー画像はキャプチャされ表示される。アスペクト比調整ブロック１１８で、この時点で（広角画像が使用されることが指定されている）、ズームボタンが押下される場合、画像のアスペクト比は、広角のレンズ２から可変パノラマ効果を得るよう変更される。次に、キャプチャブロック１２０で、シャッターボタンが押下される場合、静止画像は第３のセンサー１２の出力を使用してキャプチャされる。
【００７０】
パノラマ決定ブロック１０２が関与しない場合（つまりユーザーはパノラマボタン４２ｂを押下していない）、制御はズーム位置ブロック１２２へ移される。ズーム位置ブロック１２２では、ユーザーがズームボタン４２ｃを押下しＸを超える位置を得る場合（つまり１２５ｍｍより大きく及び従ってブロック１２２への肯定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ１）２４の出力を使用する（第２のセンサーブロック１３４）。従って第２の画像センサー１６の出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。その結果、ブレビューブロック１３６で、画像センサー１６からのプレビュー画像はキャプチャされ及び表示される。次に、キャプチャブロック１４０で、シャッターボタンが押下される場合、静止画像は第２のセンサー１６の出力を使用してキャプチャされる。ズームボタンブロック１３８で、この時点でズームボタンが押下される場合、制御はズーム位置ブロック１２２へ戻される。
【００７１】
ズーム位置ブロック１２２では、ユーザーがズームボタン４２ｃを押下し位置Ｘより短い位置を得る場合（つまり１２５ｍｍより短く及び従ってブロック１２２への否定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ２）２７の出力を使用する（第１のセンサーブロック１２４）。従って第１の画像センサー１４の出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。その結果、ブレビューブロック１２６で、画像センサー１４からのプレビュー画像はキャプチャされ及び表示される。次に、キャプチャブロック１３０で、シャッターボタン４２ａが押下される場合、静止画像は第１のセンサー１６の出力を使用してキャプチャされる。ズームボタンブロック１２８で、この時点でズームボタンが押下される場合、制御はズーム位置ブロック１２２へ戻され、そして処理が繰り返される。
【００７２】
図１９は、更なる実施例を表す。図１９では、デジタルカメラ１０Ｄは２個の固定焦点距離レンズを有するか（第４の実施例）、又はデジタルカメラ１０Ｅは３個の固定焦点距離レンズを有し（第５の実施例）、それぞれ対応する撮像アレイへ画像を提供する。図１９は、特に第５の実施例によるデジタルカメラ１０Ｅのブロック図を示す。第５の実施例では、デジタルカメラ１０Ｅは、それぞれ画像を対応する画像センサーへ供給する３個の固定焦点距離レンズを有する。第１の固定焦点距離レンズ２ａは、画像を第１の画像センサー１２ａへ提供する。第２の固定焦点距離レンズ２ｂは、画像を第２の画像センサー１２ｂへ提供する。第３の固定焦点距離レンズ２ｃは、画像を第３の画像センサー１２ｃへ提供する。カメラのユーザーズーム制御は、ユーザーズーム制御の設定に依存して、第１の画像センサー１２ａの出力、第２の画像センサー１２ｂの出力、又は第３の画像センサー１２ｃの出力の何れかを選択する。より詳細には、カメラのユーザーズーム制御は、３個の画像センサーの１つの出力を選択し、粗い倍率設定を提供し、及び更に画像プロセッサー５０により提供されるデジタルズームを使用し精細な倍率制御を提供する。例えば、第１の焦点距離レンズ２ａは３０ｍｍ相当（３５ｍｍ換算）の焦点距離を有して良く、第２の固定焦点距離レンズ２ｂは９０ｍｍ相当の焦点距離を有して良く、及び第３の固定焦点距離レンズ２ｃは１３５ｍｍ相当の焦点距離を有して良い。ズームレンズ制御は、３０ｍｍから２７０ｍｍの設定を提供して良い。ユーザーが６０ｍｍを選択する場合、例えば、第１のセンサー１２ａからの出力が２ｘデジタルズームと共に選択される。ユーザーが２７０ｍｍを選択する場合、第３のセンサー１２ｃからの出力が２ｘデジタルズームと共に選択される。
【００７３】
第４の実施例では、デジタルカメラ１０Ｄは、それぞれ画像を対応する画像センサーへ供給する２個の固定焦点距離レンズを有する。従って、第４の実施例では、図１９は変更され、第３の固定焦点距離レンズ２ｃ及び第３の固定焦点距離レンズ２ｃの付属構成要素及び回路が削除される。カメラのユーザーズーム制御は、ユーザーズーム制御の設定に依存して、第１の画像センサー１２ａの出力又は第２の画像センサー１２ｂの出力の何れかを選択する。例えば、第１の焦点距離レンズ２ａは３０ｍｍ相当（３５ｍｍ換算）の焦点距離を有して良く、第２の固定焦点距離レンズ２ｂは９０ｍｍ相当の焦点距離を有して良い。ズームレンズ制御４２ｃは、３０ｍｍから２７０ｍｍの設定を提供して良い。ユーザーが６０ｍｍを選択する場合、例えば、第１のセンサー１２ａからの出力が２ｘデジタルズームと共に選択される。ユーザーが２７０ｍｍを選択する場合、第２のセンサー１２ｂの出力が３ｘデジタルズームと共に選択される。デジタルカメラ１０Ｄ及び１０Ｅの残りの特徴は、図４に示されたデジタルカメラ１０Ｂと同様であり、同一の参照符号を保有する。従ってデジタルカメラ１０Ｄ及び１０Ｅのこれらの特徴の更なる説明は、図４を参照のこと。
【００７４】
デジタルカメラ１０Ｄ及び１０Ｅの透視図は、実質的に図５Ａ及び５Ｂの透視図と同様であるので示されないが、デジタルカメラ１０Ｅでは別の光学リレーサブ部品が含まれていることが異なる。
【００７５】
図２０は、図２０のデジタルカメラ１０Ｅを使用してデジタル画像をキャプチャする方法を示すフロー図を示す。パワーアップブロック３００では、カメラ１０Ｅは電源スイッチ（示されない）を使用して電源を入れられる。ズーム位置ブロック３０２では、ユーザーがズームボタン４２ｃを押下しＸを超える位置を得る場合（例えば９０ｍｍ相当と等しいか又は大きく及び従ってブロック３０２への肯定の応答）、制御は、第２のズーム位置ブロック３１４へ移される。ズームボタン４２ｃが位置Ｙを超える位置を示している場合（例えば１３５ｍｍ相当と等しいか又は大きく及び従ってブロック３１４への肯定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ３）２６の出力を使用する（第３のセンサーブロック３１８）。従って第３の画像センサー１２ｃの出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。ズーム制御４２ｃが光学１３５ｍｍ相当以外の焦点距離を要求している場合、ズームブロック３０６でデジタルズームは画像に適用され、画像を要求された焦点距離まで持って行く。その結果、ブレビューブロック３０８で、画像センサー１２ｃからのプレビュー画像はキャプチャされ及び表示される。次に、キャプチャブロック３１２で、シャッターボタンが押下される場合、静止画像は第３のセンサー１２ｃの出力を使用してキャプチャされる。ズームボタンブロック３１０で、この時点でズームボタンが押下される場合、制御は代わりにズーム位置ブロック３０２へ戻される。
【００７６】
ズームボタン４２ｃが位置Ｙより短い位置を示している場合（つまり１３５ｍｍ相当より短く及び従ってブロック３１４への否定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ２）２４の出力を使用する（第２のセンサーブロック３１６）。従って第２の画像センサー１２ｂの出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。ズーム制御４２ｃが光学９０ｍｍ相当以外の焦点距離を要求している場合、ズームブロック３０６でデジタルズームは画像に適用され、画像を要求された焦点距離まで持って行く。その結果、ブレビューブロック３０８で、画像センサー１２ｂからのプレビュー画像はキャプチャされ及び表示される。次に、キャプチャブロック３１２で、シャッターボタンが押下される場合、静止画像は、第２のセンサー１２ｂの出力を使用してキャプチャされる。ズームボタンブロック３１０で、この時点でズームボタンが押下される場合、制御は代わりにズーム位置ブロック３０２へ戻される。
【００７７】
ズーム位置ブロック３０２では、ユーザーがズームボタン４２ｃを押下し位置Ｘより短い位置を得る場合（つまり９０ｍｍより短く及び従ってブロック３０２への否定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ１）２２の出力を使用する（第１のセンサーブロック３０４）。従って第１の画像センサー１２ａの出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。ズーム制御４２ｃが光学３０ｍｍ相当以外の焦点距離を要求している場合、ズームブロック３０６でデジタルズームは画像に適用され、画像を要求された焦点距離まで持って行く。その結果、画像センサー１２ａからのプレビュー画像はキャプチャされ、ブレビューブロック３０８で表示される。次に、キャプチャブロック３１２で、シャッターボタン４２ａが押下される場合、静止画像は第１のセンサー１２ａの出力を使用してキャプチャされる。ズームボタンブロック３１０で、この時点でズームボタンが押下される場合、制御はズーム位置ブロック３０２へ戻され、そして処理が繰り返される。
【００７８】
多数の利点が、固定焦点距離レンズの使用により第４及び第５の実施例で得られて良い。各レンズの絞りは、非常に大きく保たれ得（例えば最も広角のレンズで少なくともｆ／２．８）、それにより高速、低光量レンズを供給する。更に、画像品質は、同程度のズームレンズの場合より高く保たれ得る。デジタルズームが利用される場合、２個（又は３個）の光学設定があっても、ズームのための可動部分はなく、及びズームは完全に音がせず且つズーム焦点距離遷移時に比較的速い。
【００７９】
第６の実施例（別のブロック図として示されない）では、デジタルカメラ１０Ｆは、それぞれ画像を対応する画像センサーへ供給する４個の固定焦点距離レンズを有する。従って、第６の実施例では、図１９は変更され、第４の固定焦点距離レンズ２ｄの付属構成要素及び回路が追加される。カメラのユーザーズーム制御は、ユーザーズーム制御の設定に依存して、第１の画像センサー１２ａの出力、第２の画像センサー１２ｂの出力、第３のセンサー１２ｃの出力、又は第４のセンサー１２ｄの出力の何れかを選択する。例えば、第１の焦点距離レンズ２ａは３０ｍｍ相当（３５ｍｍ換算）の焦点距離を有して良く、第２の固定焦点距離レンズ２ｂは６０ｍｍ相当の焦点距離を有して良く、第３の固定焦点距離レンズ２ｂは１２０ｍｍ相当の焦点距離を有して良く、及び第４の固定焦点距離レンズ２ｂは２７０ｍｍ相当の焦点距離を有して良い。ズームレンズ制御４２ｃは、３０ｍｍから４００ｍｍの設定を設けて良い。ユーザーが４５ｍｍを選択する場合、例えば、第１のセンサー１２ａからの出力が１．５ｘデジタルズームと共に選択される。ユーザーが９０ｍｍを選択する場合、例えば、第２のセンサー１２ｂからの出力が１．５ｘデジタルズームと共に選択される。ユーザーが２４０ｍｍを選択する場合、例えば、第３のセンサー１２ｃからの出力が２ｘデジタルズームと共に選択される。ユーザーが４００ｍｍを選択する場合、第４のセンサー１２ｄの出力が１．５ｘデジタルズームと共に選択される。デジタルカメラ１０Ｆの残りの特徴は、図１９に示されたデジタルカメラ１０Ｅと同様であり、同一の参照符号を保有する。及び従ってデジタルカメラのこれらの特徴の詳細は図１９を参照のこと。デジタルカメラ１０Ｆのフロー図及び透視図は、実質的に図５Ａ及び５Ｂの透視図及び図２０のフロー図と同様であるので示されないが、デジタルカメラ１０Ｆでは更に別の光学リレーサブ部品、及び第４のセンサー１２ｃのための別のフローの列が図２０に含まれていることが異なる。
【００８０】
多くの前述の実施例では、デジタルズームが使用される。デジタルズームは良く知られた処理であり、任意の種々の技術が使用されて良い。このようなデジタルズーム能力の１つは、同一出願人による特許文献１２に記載されている。特許文献１２は、名称「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔｉｌｌ Ｃａｍｅｒａ ａｎｄ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ」、２００２年８月１日発行、スミト・ヨシカワによる。特許文献１２は参照されることにより本願明細書に組み込まれる。継続特許出願の特許文献１２に開示された種類のシステムでは、本発明によるシステムと同様に、画像センサーは、カラーフィルターアレイ（ＣＦＡ）パターンと重ね合わせられた離散感光画像素子を有し、ＣＦＡパターンに対応するカラー画像データを生成する。画像センサーからの出力データは、アナログ信号処理（ＡＳＰ）及びカラー画像データからデジタルＣＦＡデータを生成するアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部へ適用される。
【００８１】
結果として生じるデジタルデータは、画像プロセッサー５０（本開示の図１を参照のこと）のような、カラー画像センサーの全ての画素に対し赤、緑及び青（ＲＧＢ）カラー画像データを補間するデジタル信号プロセッサーへ適用される。ＣＦＡ画像データは、２０４８画素列×１５３６画素行のような固定の大きさの画像を表す。デジタルでズームされた画像は、ＣＦＡ画像データの中央部を取り、及び画像センサーにより提供された画素の間に同調する追加の画素を補間することにより提供される。例えば、２：１デジタルズームは、ＣＦＡ画像データの中央１０２４列×７６８行だけを使用することにより、及び画像の中央を拡大するように１つの追加の行及び列を中央ＣＦＡ画像データの行及び列のそれぞれの間に補間することにより提供される。画像プロセッサー５０の出力は、カラー補間され及びデジタルでズームされ、２０４８列及び１３５６行のＲＧＢデータを有し、ＣＦＡ画像データの中央１０２４列×７６８行から提供された画像である。
【００８２】
前述のヨシカワの特許文献１２による現在の画像システムの動作では、ユーザーはデジタルカメラ、例えばデジタルカメラ１０Ｅ（図１９）を動作し、カラーＬＣＤ画像ディスプレイ７０で画像を観察しながら写真を撮る。プレビュー段階（例えば、図２０の段階３０８）で、キャプチャした画像のそれぞれのデジタルＣＦＡ画像は、画像プロセッサー５０により処理され、「サムネイル」又は二段抽出フォーマットで表示される。ズーム選択／トリミング段階（例えば図２０の段階３０２、３１４）で、観察されたズーム量が望ましくない場合、ユーザーは次に、ズームボタン４２ｃを使用することによりズーム／トリミング設定を変更する。デジタルズームの量は、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０により決定され、そして画像プロセッサー５０へ提供される。制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、（アナログマルチプレクサ３４を制御することにより）使用する画像センサー出力、及び組み合わせて所望の全体ズーム設定を提供する必要なデジタルズームの量を選択する。例えば、２．５：１の全体ズーム設定は、（アナログマルチプレクサ３４を使用して）レンズ及び２：１光学ズームを提供する画像センサーを選択することにより、及びまた画像プロセッサー５０に（２０４８列×１５３６行のＣＦＡ画像データから）中央の１６３８列×１２３０行を使用する５：４デジタルズーム設定を提供するよう命令することにより提供される。
【００８３】
図２１に示された本発明の更なる実施例では、２個（又は３個）のレンズは同一の焦点距離を有し、及び撮像アレイは異なる大きさである（例えば両方のセンサーが、例えば２０４８列×１５３６行の画素を備えた３．１有効メガピクセルセンサーである。しかし第１の画像センサー４１２ａは３．１ミクロン平方画素を有し、第２の画像センサー４１２ｂは６．２ミクロン平方画素を有し、従って第２の画像センサーの対角は第１の画像センサーより２倍大きい。）。異なる大きさの撮像アレイでは、各レンズは撮像アレイの領域を満たすよう設計され、及び各レンズアレイの組み合わせは実質的に同一の実際の焦点距離、つまりアレイ間隔に対し同一のレンズを有し得る。しかしながら、各レンズの３５ｍｍ換算は、アレイの対角の大きさの違いに比例して異なる。従って、各レンズは異なる視野を有する。図２１では、この更なる実施例では、デジタルカメラ１０Ｇは、画像を３．１ミクロン画素を有する第１の画像センサー４１２ａへ提供する第１の固定焦点距離レンズ４０２ａを有する。第２の固定焦点距離レンズ４０２ｂは、画像を、６．２ミクロン画素を有する第２の画像センサー４１２ｂへ提供する。カメラのユーザーズーム制御４２は、ユーザーズーム制御の設定に依存して、第１の画像センサー４１２ａの出力又は第２の画像センサー４１２ｂの出力の何れかを選択する。より詳細には、カメラのユーザーズーム制御は、２個の画像センサーの１つの出力を選択し、レンズ４０２ａ及び４０２ｂの３５ｍｍ換算焦点距離に基づき粗い倍率設定を提供し、及び更に画像プロセッサー５０により提供されるデジタルズームを使用し精細な倍率制御を提供する。例えば、画素が３．１ｍｍであり、従って対角の大きさは約８ｍｍなので、第１の焦点距離レンズ４０２ａは、３５ｍｍ換算焦点距離約８０ｍｍを提供する実際の焦点距離１６ｍｍを有して良い。画素が６．２ｍｍであり、従って対角の大きさは約１６ｍｍなので、第２の固定焦点距離レンズ４０２ｂも実際の焦点距離１６ｍｍを有して良い。しかし第２の固定焦点距離レンズ４０２ｂは、３５ｍｍ換算焦点距離約４０ｍｍを提供する。ズームレンズ制御は、４０ｍｍから１６０ｍｍの設定を提供して良い。ユーザーが６０ｍｍを選択する場合、例えば、第２のセンサー４１２ｂからの出力が１．５ｘデジタルズームと共に選択される。ユーザーが１６０ｍｍを選択する場合、例えば、第１のセンサー４１２ａからの出力が２ｘデジタルズームと共に選択される。
【００８４】
デジタルカメラ１０Ｇの残りの特徴は、図４に示されたデジタルカメラ１０Ｂと同様であり、同一の参照符号を保有する。従ってデジタルカメラ１０Ｇのこれらの特徴の更なる説明は、図４を参照のこと。
【００８５】
本発明の更なる利点は、２重ズームの使用が、ユーザーが要求したズーム位置の間の動きが迅速な方法で実行され得る広範な光学ズーム範囲を、デジタルカメラに提供することである。電動ズームは標準的に連続的というよりむしろ離散ズーム段階の間で行われるので、ズームシステムの全範囲は、有限数の離散段階に分割される。例えば、図２２に示されるように、本発明による２つのズームシステムは、３０ｍｍ−１１４ｍｍ相当のズームレンズ範囲を提供する第１のズーム範囲５００及び１３３ｍｍ−３８０ｍｍ相当のズームレンズ範囲を提供する第２のズーム範囲５０２に分割されて良い。このような構成は、図４に示されるデジタルカメラ１０Ｂにより提供されて良い。この構成によると、ズーム及び焦点モーター５ａ及び５ｂは、有限の連続する離散段階を通じてそれぞれのズームレンズ３及び４を駆動する。ここで各段階は、図２２に示された例では、より低いズーム範囲にわたり０．５ｘズーム段階を、及びより高いズーム範囲にわたり１ｘズーム段階を表す。より詳細には、ズーム及び焦点モーター５ａは、ズームレンズ３を３８ｍｍから１１４ｍｍへ、１ｘ（３８ｍｍ）、１．５ｘ（５７ｍｍ）、２ｘ（７６ｍｍ）、２．５ｘ（９５ｍｍ）及び３ｘ（１１４ｍｍ）ズーム段階を有する５個の離散段階で駆動する。ズーム及び焦点モーター５ｂは、ズームレンズ４を１３３ｍｍから３８０ｍｍへ、３．５ｘ（１３３ｍｍ）、４ｘ（１５２ｍｍ）、５ｘ（１９０ｍｍ）、６ｘ（２２８ｍｍ）及び７ｘ（２６６ｍｍ）、８ｘ（３０４ｍｍ）、９ｘ（３４２ｍｍ）及び１０ｘ（３８０ｍｍ）ズーム段階を有する７個の離散段階で駆動する。２個のレンズは、１つの段階ギャップ５０３だけ（つまり、３ｘズーム焦点距離と３．５ｘズーム焦点距離との間の０．５ｘギャップにより１９ｍｍだけ）焦点距離の隔たりがある。
【００８６】
動作中、ユーザーは、ズーム設定を選択するためユーザー制御４２を動作する。それによりズーム及び焦点モーター５ａ及び５ｂは、第１のズームレンズ３に対し第１の複数の離散ズーム位置５００を通じて、及び第２のズームレンズ４に対し第２の複数の離散ズーム位置５０２を通じてズームレンズを調整するユーザー制御４２に応答する。制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、ズーム制御装置として動作し、ズーム及び焦点モーター５ａ及び５ｂを制御し、そしてユーザーが起動したユーザー制御の変化がある範囲の複数の離散ズーム位置の１つのうちの現在のズーム設定から、他の範囲の他の複数の離散ズーム位置のうちの目標ズーム設定へズーム遷移を指定する場合、高速モードを可能にする。制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、目標位置を有するレンズのズーム及び焦点モーターに、対応するズームレンズを目標ズーム位置へ、他のズーム及び位置モーターに如何なる介在離散ズーム位置を通じても電力供給することなく、直ちに移動させ、それにより目標位置を有さないレンズのズーム及び焦点モーターが現在のズーム設定と目標ズーム設定との間の全ての介在するズーム位置を横断しない高速ズームシーケンスを可能にする。
【００８７】
図２２に例が示される。パワーアップモードでは、両方のズームレンズはそれらの最小焦点距離位置へ持って行かれる。つまりズームレンズ３は３８ｍｍ位置へ駆動され、及びズームレンズ４は１３３ｍｍ位置へ駆動される。ユーザーが最初に最も広角の位置、仮に３８ｍｍ相当で被写体を見ることを選択した場合、ズームレンズ３はズームレンズ３の最も広角の画像を画像センサー１４（図４）へ提供し、及びアナログマルチプレクサ３４は第１の画像センサー１４から第１の画像出力１４ｅを選択する。ユーザーが次に望遠位置、仮に２２８ｍｍ相当までズームボタン４２ｃを押下した場合、範囲３８ｍｍ乃至２２８ｍｍに渡る単一ズームレンズの通常の応答は、ズームレンズを図２２に示される８段階シーケンス５０４を通じて駆動する。しかしながら、本発明による高速モードでは、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、ズーム及び焦点モーター５ｂに、レンズ４を３段階シーケンス５０６を通じて１３３ｍｍから２２８ｍｍへ駆動するよう直ちに指示する。その間に、ズームレンズ３はズームレンズ３の最も広角の設定のままである。従って、５段階の動きが節約され、及びユーザーが要求したズーム位置の間の動きは、従来技術の状況と比較して迅速な方法で実行される。明らかに、図２２は単なる例であり、及び段階長及びズーム範囲の多くの他の変形が本発明の範囲内にある。例えば、パワーアップモードでは、レンズ４は、最も広角の焦点距離（１３３ｍｍ）というよりむしろ最大焦点距離（３８０ｍｍ）に設定され得る。次に、カメラは、単にアナログマルチプレクサ３４を切り替え第２の画像センサー１６の出力を提供することにより、広角位置（３８ｍｍ相当）から最大望遠位置（３８０ｍｍ相当）へ直ちに切り替え得る。
【００８８】
複数レンズ及び複数センサーの概念、及び統合画像キャプチャ部品の使用は、撮像能力を有する種類の携帯電話における使用に適用されて良い。従って、及び図２３Ａに示されるように、携帯電話６００は、発呼者の音声をキャプチャするマイクロホン６０２、発呼者及び電話をかけられた人の音声信号を処理する関連電子機器（示されない）、電話をかけられた人の音声を再生するスピーカー６０４を有する電話段を有する。キーパッド６０６は、電話番号及び画像キャプチャコマンドを入力するために設けられる。また（ＬＣＤ）ディスプレイ６０８は、電話に関連するデータを示すため、及び電話によりキャプチャされた又は携帯電話ネットワークを介し受信した画像を再生するために設けられる。図２３Ｂに示される携帯電話６００の背面図は、画像プロセッサー５０（図１に示される）を介し、携帯電話プロセッサー９０及びモデム９２を有する携帯電話処理段と接続される携帯電話画像キャプチャ部品６１０を有するいくつかの内部構成要素を示す。携帯電話プロセッサー９０は、画像プロセッサー５０からの画像データ、及びマイクロホン６０２によりキャプチャされた音声データを受信し及び処理し、そして画像及び音声データを携帯電話モデム９２へ送信する。携帯電話モデム９２は、デジタル画像及び音声データを、アンテナ９４により携帯電話ネットワークへ送信するため、適切な形式に変換する。
【００８９】
携帯電話画像キャプチャ部品６１０は、図２４Ａ及び２４Ｂに示される。図２４Ｂは、図２４Ａの線２４Ｂ−２４Ｂに沿って取られた部品６１０の上面図である。部品６１０は、共通基板６２０上に光学及び画像構成要素の統合パッケージを有する。より詳細には、部品６１０は、第１の固定焦点距離レンズ６１２及び第１の画像センサー６１４、及び第２の固定焦点距離レンズ６１６及び第２の画像センサー６１８を有する。第１のレンズ６１２は、望ましくは（４０ｍｍ相当レンズのような）固定焦点距離広角レンズであり、画像を第１の画像センサー６１４に形成する。また第２のレンズ６１６は、望ましくは（１００ｍｍ相当レンズのような）固定焦点距離望遠レンズであり、画像を第２の画像センサー６１８に形成する。両方のレンズは、異なる視野にも拘わらずそれらレンズの前にある景色全体の同一の部分の画像を形成するため、同一の方向に向けられる。
【００９０】
各レンズ６１２及び６１６並びに各関連付けられた画像センサー６１４及び６１８は、画素へのＩＲ輻射の入射を低減するため間にＩＲカットフィルターを備えた基板６２０に取り付けられる。抵抗、キャパシター及び電源管理構成要素のような電子構成要素６２４はまた、基板６２０に取り付けられる。画像信号は、基板６２０から屈曲コネクタ６２６を介し取り込まれる。部品６１０から取り込まれたデータは、生画像データであって良い。又は適切なプロセッサー（示されない）が基板、基板６２０上にある場合、データはＹＵＶ画像データ又はＪＰＥＧ画像データであり得る。更に、画像プロセッサー５０は、広角及び望遠焦点距離の間でデジタルズームを提供する。ユーザーは、このようなズームを（ＬＣＤ）ディスプレイ６０８に表示されるユーザーインターフェースを介して、及びキーパッド６０６の適切なボタンを入力することにより起動して良い。更に、広角画像センサー６１４は、デジタルズームのためにより高い品質の元画像を提供するため、例えば望遠画像センサー６１８の解像度より高い高解像度を有して良い。
【００９１】
ある実施例では、広角レンズ６１２は、広角レンズ６１２の過焦点距離に設定される。これは、ユーザーによる如何なる焦点調整も必要とせず、広角レンズ６１２が数フィートから無限大まで焦点が合っていることを意味する。望遠レンズ６１６は、自動合焦システム６２８により自動的に合焦される。これは、焦点距離が増大するにつれ過焦点距離が増大するので、及び従って標準的な距離（例えば４’乃至１２’）で対象のための適正な焦点を得るため焦点が調整される必要があるので、必要とされる。望遠レンズ６１６のためにただ１つの合焦サブシステム６２８を使用することにより、価格及び大きさが低減され得る。
【００９２】
この実施例の重要な制約は、「ｚ」寸法６３０である。「ｚ」寸法６３０は、携帯電話レイアウト及び構造に調和する非常に小さい形状を固守しなければならない。これは、望遠焦点距離及びセンサーの大きさを注意深く選択することにより得られて良い。例えば、センサー６１６の大きさ、及び従ってセンサーを満たすために生成されなければならない画像の大きさは、焦点距離を許容可能なｚ寸法６３０まで減少させるのに十分なほど小さく作られて良い。
【００９３】
更なる実施例では、図２１と関連して議論されたように、２個のレンズは、ほぼ同一の焦点距離を有し、異なる大きさである撮像アレイを備えて良い。異なる大きさの撮像アレイでは、各レンズは撮像アレイの領域を満たすよう設計され、及び各レンズアレイの組み合わせは実質的に同一の実際の焦点距離、つまりアレイの距離と同一のレンズを有する。しかしながら、各レンズの３５ｍｍ換算は異なり、従って各レンズは異なる視野を有する。
【００９４】
図２４Ａ及び２４Ｂに詳細に示されないが、図１と関連して説明されたのと同様に、第１の画像センサー６１４からのアナログ出力信号は、第１のアナログ信号プロセッサーにより増幅され、そして制御素子、例えば基板６２０上の電子構成要素６２４の１つとして設けられたアナログマルチプレクサ制御素子の第１の入力へ供給される。第２の画像センサー６１８からのアナログ出力信号は、第２のアナログ信号プロセッサーにより増幅され、そして制御素子の第２の入力へ供給される。制御素子の機能は、ズーム選択に関するキーパッド６０６からのユーザー入力に依存して、第１の画像センサー６１４からの第１のセンサー出力又は第２の画像センサー６１８からの第２のセンサー出力の何れかを選択し、それにより携帯電話画像キャプチャ部品６００からの選択センサー出力を画像プロセッサー５０へ提供することである。
【００９５】
本発明は、特定の好適な実施例を特に参照して詳細に記載された。しかし、変形及び変更が本発明の精神と範囲の範囲内で実行され得ることが理解されるだろう。
【００９６】
［付記］
付記（１）：
電子カメラであって、景色の出力画像を生成し、前記電子カメラは：
第１のセンサー出力を生成する第１の画像センサー；
前記景色の第１の画像を前記第１の画像センサーに形成する第１のレンズ；
第２のセンサー出力を生成する第２の画像センサー；
前記第１のレンズと同一の方向に向けられ及び同一の前記景色の第２の画像を前記第２の画像センサーに形成し、前記第２の画像を提供するために最小焦点距離と最大焦点距離の間で調整可能であるズームレンズ；
前記第１の画像センサーからの第１のセンサー出力又は前記第２の画像センサーからの第２のセンサー出力の何れかを選択し、それにより選択センサー出力を提供する制御素子；及び
前記選択センサー出力から前記出力画像を生成する処理部、を有する電子カメラ。
【００９７】
付記（２）：
前記第１のレンズは固定焦点距離を有する、付記（１）に記載の電子カメラ。
【００９８】
付記（３）：
ユーザーに焦点距離を選択可能にするユーザー制御を更に有し、及び前記制御素子は、前記ユーザー制御に応答し対応するセンサー出力を選択する、付記（２）に記載の電子カメラ。
【００９９】
付記（４）：
前記第１のレンズの固定焦点距離は前記ズームレンズの最小焦点距離より短く、それにより間に焦点距離ギャップが残される、付記（３）に記載の電子カメラ。
【０１００】
付記（５）：
前記処理部は、焦点距離ギャップの少なくとも一部にわたり電子的にズームを行う電子ズーム能力を有する、付記（４）に記載の電子カメラ。
【０１０１】
付記（６）：
前記ユーザー制御はズーム位置の選択を可能にし、それにより前記ズーム位置は、（ａ）前記ズーム位置が前記第１のレンズの固定焦点距離であるか又は前記ズームレンズの焦点距離の範囲内である場合、光学焦点距離として見なされ、及び（ｂ）前記第１のレンズの固定焦点距離と前記ズームレンズの最小焦点距離との間のギャップの範囲内である場合、電子ズーム量として見なされる、付記（５）に記載の電子カメラ。
【０１０２】
付記（７）：
前記第１の画像センサーにより提供された画像はパノラマ画像である、付記（２）に記載の電子カメラ。
【０１０３】
付記（８）：
前記第１及び第２の画像センサーに形成された前記第１及び第２の画像は、前記第１の画像センサーのパノラマアスペクト比を有する異なるアスペクト比を有する、付記（２）に記載の電子カメラ。
【０１０４】
付記（９）：
前記第１の画像センサーのパノラマアスペクト比は調整可能である、付記（８）に記載の電子カメラ。
【０１０５】
付記（１０）：
パノラマモードを有効にする第１のユーザー制御及び前記カメラのズーム位置を設定する第２のユーザー制御、を更に有する付記（９）に記載の電子カメラ。
【０１０６】
付記（１１）：
前記パノラマモードが有効にされた場合、前記第２のユーザー制御の設定は、処理段に、前記第１のセンサーによりキャプチャされた前記第１の画像のアスペクト比を変更させる、付記（１０）に記載の電子カメラ。
【０１０７】
付記（１２）：
前記第１及び第２の画像センサーは異なる大きさであり、及び各レンズの間の光路距離と各レンズの画像センサーは実質的に同一であり、それにより同一の光路距離に対し異なる有効焦点距離を有する１対のレンズシステムを提供する、付記（１）に記載の電子カメラ。
【０１０８】
付記（１３）：
前記第１のレンズは、前記第１の画像を提供するために最小焦点距離と最大焦点距離との間で調整可能な追加ズームレンズであり、前記第１のレンズの最大焦点距離は、前記ズームレンズの最小焦点距離より短いか又は等しい、付記（１）に記載の電子カメラ。
【０１０９】
付記（１４）：
前記第１のレンズの最大焦点距離は前記ズームレンズの最小焦点距離より短く、それにより間に焦点距離ギャップが残され、及び前記処理部は前記焦点距離ギャップの少なくとも一部にわたり電子的にズームを行う電子ズーム能力を有する、付記（１３）に記載の電子カメラ。
【０１１０】
付記（１５）：
対応する複数の追加センサー出力を生成する複数の追加画像センサー；及び
前記景色の対応する複数の追加画像を前記複数の追加画像センサーに形成する複数の追加レンズ、を更に有し、前記制御素子は、前記第１の画像センサーからの第１のセンサー出力、前記第２の画像センサーからの第２のセンサー出力、又は前記複数の追加画像センサーからの複数の追加センサー出力の何れか１つ、の何れかを選択し、それにより選択画像出力を提供する、付記（１）に記載の電子カメラ。
【０１１１】
付記（１６）：
前記追加レンズの少なくとも１つはズームレンズである、付記（１５）に記載の電子カメラ。
【０１１２】
付記（１７）：
前記第１のレンズの固定焦点距離は、２５ｍｍより短い３５ｍｍ換算焦点距離を有する、付記（２）に記載の電子カメラ。
【０１１３】
付記（１８）：
前記ズームレンズの最小焦点距離は、３０ｍｍより長い３５ｍｍ換算焦点距離を有する、付記（１７）に記載の電子カメラ。
【０１１４】
付記（１９）：
電子カメラであって、景色の出力画像を生成し、前記電子カメラは：
第１のセンサー出力を生成する第１の画像センサー；
前記景色の第１の画像を前記第１の画像センサーに形成する、固定焦点距離を有する第１のレンズ；
第２のセンサー出力を生成する第２の画像センサー；
前記第１のレンズと同一の方向に向けられ及び同一の前記景色の第２の画像を前記第２の画像センサーに形成し、前記第２の画像を提供するために最小焦点距離と最大焦点距離との間の焦点距離の第１のセットを通じて調整可能である広角ズームレンズ；
第３のセンサー出力を生成する第３の画像センサー；
前記第１のレンズと同一の方向に向けられ及び同一の前記景色の第３の画像を前記第３の画像センサーに形成し、前記第３の画像を提供するために最小焦点距離と最大焦点距離との間の焦点距離の第２のセットを通じて調整可能である望遠ズームレンズ；
前記第１の画像センサーからの第１のセンサー出力、前記第２の画像センサーからの第２のセンサー出力、又は前記第３の画像センサーからの第３のセンサー出力の何れかを選択し、それにより選択センサー出力を提供する制御素子；及び
前記選択センサー出力から前記出力画像を生成する処理部、を有する電子カメラ。
【０１１５】
付記（２０）：
ユーザーに適切な焦点距離を選択可能にするユーザー制御を更に有し、及び前記制御素子は、対応する画像出力を選択する前記ユーザー制御に応答する、付記（１９）に記載の電子カメラ。
【０１１６】
付記（２１）：
前記第１のレンズの固定焦点距離は前記広角ズームレンズの最小焦点距離より短く、それにより間に焦点距離ギャップが残され、及び前記処理部は前記焦点距離ギャップの少なくとも一部にわたり電子的にズームを行う電子ズーム能力を有する、付記（２０）に記載の電子カメラ。
【０１１７】
付記（２２）：
電子カメラであって、広角光学焦点距離及び少なくとも１つの望遠ズームレンズにより提供される光学焦点距離のグループを有する範囲にわたりズーム設定を提供し、前記広角焦点距離と前記望遠ズームのズーム焦点距離との間のギャップにある介在焦点距離の少なくとも一部は、前記広角光学焦点距離でキャプチャされた画像から電子ズームアップにより提供される、電子カメラ。
【０１１８】
付記（２３）：
前記広角焦点距離は、固定焦点距離レンズにより提供される、付記（２２）に記載の電子カメラ。
【０１１９】
付記（２４）：
前記広角光学焦点距離は追加ズームレンズにより提供され、及び前記広角焦点距離と前記ズーム焦点距離との間のギャップにある前記介在焦点距離は、前記追加ズームレンズの最大焦点距離でキャプチャされた画像から電子ズームアップを行うことにより提供される、付記（２２）に記載の電子カメラ。
【０１２０】
付記（２５）：
電子カメラであって、複数レンズから景色の処理された画像を形成し、前記カメラは：
第１のレンズにより形成された第１の画像をキャプチャする手段；
ズームレンズにより形成された第２の画像をキャプチャする手段；
ズーム設定を入力する手段；
前記ズーム設定に応答し前記第１の画像又は前記第２の画像の何れかを選択し、それにより選択画像出力を提供する手段；及び
前記選択画像から前記処理された画像を生成する手段、を有する電子カメラ。
【０１２１】
付記（２６）：
前記第１のレンズと前記ズームレンズとの間の少なくとも１つのズーム設定に対し、電子ズームを提供する手段、を更に有する付記（２５）に記載の電子カメラ。
【０１２２】
付記（２７）：
前記第１のレンズはまたズームレンズである、付記（２５）に記載の電子カメラ。
【０１２３】
付記（２８）：
方法であって、電子カメラ内で処理された画像を形成し、前記方法は：
第１のレンズにより形成された第１の画像をキャプチャする段階；
ズームレンズにより形成された第２の画像をキャプチャする段階；
ズーム設定を入力する段階；
前記ズーム設定に応答し前記第１の画像又は前記第２の画像の何れかを選択し、それにより選択画像出力を提供する段階；及び
前記選択画像から前記処理された画像を生成する段階、を有する方法。
【０１２４】
付記（２９）：
前記第１のレンズと前記ズームレンズとの間の少なくとも１つのズーム設定に対し、電子ズームを提供する段階、を更に有する付記（２８）に記載の方法。
【０１２５】
付記（３０）：
前記第１のレンズはまたズームレンズである、付記（２８）に記載の方法。
【符号の説明】
【０１２６】
１ 画像キャプチャ部品
１ａ 光学リレーサブ部品
１ｂ 光学リレーサブ部品
１ｃ 光学リレーサブ部品
１ａ（１） 第１の光学リレーサブ部品
１ａ（２） 第２の光学リレーサブ部品
１ａ（３） 第３の光学リレーサブ部品
１ａ（４） 第４の光学リレーサブ部品
１ｄ カメラの前面光学断面
２ 固定焦点距離レンズ
２ａ 第１の固定焦点距離レンズ
２ｂ 第２の固定焦点距離レンズ
２ｃ 第３の固定焦点距離レンズ
２ｄ 第４の固定焦点距離レンズ
２ｅ 第１の画像センサー出力
３ 第１のズームレンズ
４ （第２の）ズームレンズ
５ａ ズーム及び焦点モーター
５ｂ ズーム及び焦点モーター
５ｃ 接続ギア列
６ａ レンズ筒
６ｂ 固定具
７ａ リレーレンズ構成要素
７ｂ 可動リレー（ズーム）レンズ構成要素
８ａ ミラープリズム
８ｂ ミラープリズム
９ａ 絞りシャッター部品
９ｂ 絞りシャッター部品
１０Ａ デジタルカメラ（第１の実施例）
１０Ｂ デジタルカメラ（第２の実施例）
１０Ｃ デジタルカメラ（第３の実施例）
１０Ｄ デジタルカメラ（第４の実施例）
１０Ｅ デジタルカメラ（第５の実施例）
１０Ｆ デジタルカメラ（第６の実施例）
１０Ｇ デジタルカメラ（第７の実施例）
１２ 第１の画像センサー
１２ａ 第１の画像センサー
１２ｂ 第２の画像センサー
１２ｃ 第３の画像センサー
１２ｄ 第４の画像センサー
１２ｅ 第１の画像出力
１３ クロックドライバ
１４ 第２の画像センサー
１４ｅ 第２の画像出力
１５ クロックドライバ
１６ 第３の画像センサー
１６ｅ 第３の画像出力
１７ クロックドライバ
１８ １６：９アスペクト比パノラマ画像
１８ａ 水平マージン
１８ｂ 垂直マージン
１９ ４：３アスペクト比画像
２２ 第１のアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ１）
２４ 第２のアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ２）
２６ 第３のアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ３）
３４ 制御素子（アナログマルチプレクサ）
３６ アナログデジタル変換器
３８ ＤＲＡＭバッファーメモリー
４０ 制御プロセッサー及びタイミング生成器
４２ ユーザー制御
４２ａ シャッターボタン
４２ｂ パノラマボタン
４２ｃ ズームボタン
４２ｄ 多位置セレクタ
４６ 自動合焦及び自動露光検出器
４８ 電子フラッシュ
５０ 画像プロセッサー
５２ メモリーカードインターフェース
５４ 取り外し可能メモリーカード
５６ ＲＡＭメモリー
５８ ファームウェアメモリー
６２ ホストインターフェース
６４ 相互接続
６６ ホストＰＣ
７０ カラーＬＣＤ画像ディスプレイ
９０ 携帯電話プロセッサー
９２ 携帯電話モデム
９４ アンテナ
１００ レンズ設定ブロック
１０２ パノラマ決定ブロック
１０４ 第２のセンサーブロック
１０６ プレビューブロック
１０８ ズーム調整ブロック
１１０ キャプチャブロック
１１２ パワーダウンブロック
１１４ 第１のセンサーブロック
１１５ 第３のセンサーブロック
１１６ プレビューブロック
１１８ アスペクト比調整ブロック
１２０ キャプチャブロック
１２２ ズーム位置ブロック
１２４ 第１のセンサーブロック
１２６ プレビューブロック
１２８ ズームボタンブロック
１３０ キャプチャブロック
１３４ 第２のセンサーブロック
１３６ プレビューブロック
１３８ ズームボタンブロック
１４０ キャプチャブロック
２０１ 横方向寸法
２０４ バッテリー
２１０ 前後寸法
３００ パワーアップブロック
３０２ ズーム位置Ｘブロック
３０４ 第１のセンサーブロック
３０６ デジタルズームブロック
３０８ プレビューブロック
３１０ ズームボタンブロック
３１２ キャプチャブロック
３１４ ズーム位置Ｙブロック
３１６ 第２のセンサーブロック
３１８ 第３のセンサーブロック
３２０ 削除された部分
３２２ 肯定応答
４０２ａ 第１のレンズ
４０２ｂ 第２のレンズ
４１２ａ 第１の（より小さい）センサー
４１２ｂ 第２の（より大きい）センサー
５００ 第１のズーム範囲
５０２ 第２のズーム範囲
５０３ １段階ギャップ
５０４ １７段階ズームシーケンス
５０６ ９段階ズームシーケンス
６００ 携帯電話
６０２ マイクロホン
６０４ スピーカー
６０６ キーパッド
６０８ （ＬＣＤ）ディスプレイ
６１０ 携帯電話画像キャプチャ部品
６１２ 第１の固定焦点距離レンズ
６１４ 第１の画像センサー
６１６ 第２の固定焦点距離レンズ
６１８ 第２の画像センサー
６２０ 基板
６２２ ＩＲカットフィルター
６２４ 電子構成要素
６２６ 屈曲コネクタ
６２８ 自動合焦サブシステム
６３０ ｚ寸法
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル画像ファイルを生成するデジタルカメラ、及びより詳細には複数のレンズと画像センサーを使用し広範なズーム範囲を提供するデジタルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、大部分のデジタルカメラは、ズームレンズ及び単一色画像センサーを使用し、静止及び動画像をキャプチャする。キャプチャされた画像は次に、デジタル画像ファイルを生成するために、デジタルで処理される。デジタル画像ファイルは、カメラ内のデジタルメモリーに格納される。デジタル画像ファイルは次に、コンピューターへ転送され、表示され、及びインターネットを介し共有され得る。デジタルカメラは、携帯電話の部分として含まれ、所謂「カメラ付き携帯電話」を形成し得る。カメラ付き携帯電話は、デジタル画像ファイルを別のカメラ付き携帯電話へ、又はサービスプロバイダーへ、携帯電話ネットワークを介し送信し得る。
【０００３】
小さいカメラ寸法及び大きい「光学ズーム範囲」は、デジタルカメラの２つの非常に重要な特徴である。ユーザーは、限られたズーム範囲（例えば３：１以下）よりむしろ、大きいズーム範囲（例えば５：１以上）を有することを好む。残念ながら、キャプチャされた画像の品質を犠牲にせずに大きいズーム範囲のレンズを設けることは、デジタルカメラの大きさを増大する。大きいズームの範囲レンズはまた、より高価である。従って、小さいカメラの大きさ、大きいズーム範囲、及び低いカメラ価格の間には、デジタルカメラの設計時に基本的に相殺が存在する。一眼レフカメラのようなより高価格のカメラでは、これらの問題は、しばしば、２つの３：１ズームレンズ、例えば２８−７０ｍｍズームと７０−２１０ズームのような複数の交換ズームレンズの使用により解決される。それ自体ユーザーの不便の問題を有するこのような選択は、それにもかかわらず低価格デジタルカメラで利用可能ではない。
【０００４】
最も関心のある従来技術は、２つの分類に分けられる。つまり、同一焦点距離を有する複数の、通常は２個のレンズを使用する画像キャプチャシステム、及び異なる焦点距離を有する複数の、通常は２個のレンズを利用する画像キャプチャシステムである。
【０００５】
第１の分類を解決するため、一部のデジタルカメラは、複数の画像センサーを使用しカラー画像を形成する。この種類の大部分のカメラでは、単一レンズが使用され景色の画像が提供され、景色の画像は次にプリズム分光器により複数色に分離される。複数のモノクロ画像センサーが使用され、赤、緑、及び青色分解画像をキャプチャする。しかしながら、特許文献１、名称「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃａｍｅｒａｓ Ｕｓｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｅｎｓｏｒｓ ｗｉｔｈ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｌｅｎｓｅｓ」、２００３年８月２６日発行、ユー他による、に開示されるように、複数の画像センサー及び複数レンズを使用し色分離を提供することが可能である。しかしながら、特許文献１の開示は、画像の異なる色成分を同時にキャプチャするため、レンズ全てが同一焦点距離を有し、及び全てが一緒に使用されることを教示する。
【０００６】
いくつかのデジタル撮像システムはまた、複数の画像センサー及び複数のレンズを使用し、デジタル画像の異なる部分をキャプチャする。このようなシステムは、特許文献２に開示される。特許文献２は、名称「Ｓｅｌｆ−ｃａｌｉｂｒａｔｉｎｇ， Ｄｉｇｉｔａｌ， Ｌａｒｇｅ Ｆｏｒｍａｔ Ｃａｍｅｒａ ｗｉｔｈ Ｓｉｎｇｌｅ ｏｒ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ Ａｒｒａｙｓ ａｎｄ Ｓｉｎｇｌｅ ｏｒ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ」、２００２年１１月７日発行、グルーバー他による。特許文献２に開示されたある実施例では、大判デジタルカメラは、複数のレンズシステムを使用し複数の検出器アレイを露光し、広い領域の対象の重なっているサブ領域のサブ画像を取得する。サブ画像は互いに縫い合わされ、大判デジタルマクロ画像を形成する。しかしながら、全てのレンズは同一焦点距離を有し、及び全て同時に使用され画像の異なるサブ領域をキャプチャする。
【０００７】
立体フィルムカメラ及び立体電子カメラは、従来知られている。これらのカメラは、標準的に２つの水平に分離された、同一焦点距離のレンズを有する。当該レンズは、景色の僅かに異なる２つの画像を２つの画像センサー又は２つのフィルムのこまに合焦する。このようなシステムは、同一出願人による特許文献３に開示されている。特許文献３は、名称「Ｓｔｉｌｌ Ｖｉｄｅｏ Ｃａｍｅｒａ ｆｏｒ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｓｔｅｒｅｏ Ｉｍａｇｅｓ ｏｎ ａ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｋ」、１９９１年１月２１日発行、ケー・ブラッドリー・パクストンによる。２つの画像は、所謂「立体の対」を提供する。「立体の対」は、景色を見る時、人の左右の目に見える僅かに異なる視野を擬態する。前述の特許の開示では、２つのレンズは、同一倍率を設けるよう設計され、及び両レンズは立体効果を達成するために左右の目の画像を画像センサーの対に同時にキャプチャするために使用される。
【０００８】
複数レンズを使用し複数の画像を同時にキャプチャするフィルムカメラはまた、従来知られている。例えば、証明写真を生成するために使用されるいくつかのインスタントフィルムカメラは、４個の小さい画像を同時にインスタントフィルムの同一のこまにキャプチャし得る。これらのカメラ内の４個のレンズは同一倍率を設け、及び全てが使用され、４個の画像を同時にキャプチャする。
【０００９】
従来技術の第２の分類によると、２つ以上のレンズを有し２つ以上の異なる焦点距離を設けるフィルムカメラはまた、従来知られている。例えば、このようなカメラは、同一のフィルム板の前でスライドされる２つの異なる固定焦点距離レンズを使用し得る。これは、安価な「２点ズーム」機能、つまり例えば対応するズームレンズの広角及び望遠角設定を設ける２つの固定焦点距離レンズを提供する。別の例では、特許文献４は、名称「Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｌｅｎｓ Ｃａｍｅｒａ Ｈａｖｉｎｇ Ｌｅｎｓ−ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｆｏｃａｌ−ｌｅｎｇｔｈ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ」、１９７８年６月２７日発行、エンゲルスマンによる。特許文献４では、「１１０」サイズのポケットフィルムカメラは、異なる焦点距離の３個以上のレンズを取り付けるキャリアを有し、カメラの光軸を選択的に横移動させ、従ってレンズの任意の１つをフィルム板に対し動作位置に置き得る。
【００１０】
２個のレンズを有し２個の異なる焦点距離を設けるデジタルカメラはまた、従来知られている。レンズターレットは、カメラで複数の焦点距離を得るために一般的に使用される。しかしながら、デジタルスチルカメラの場合、又は特に携帯電話のデジタルカメラの場合、レンズモジュールは、レンズモジュールのための限られた空間のため、非常に小型であることが要求される。特許文献５は、名称「Ｌｅｎｓ Ｔｕｒｒｅｔ ｗｉｔｈ Ｂａｃｋ Ｆｏｃａｌ Ｌｅｎｇｔｈ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ」、２００４年１０月１２日発行、オシマ他による。特許文献５は非常に小型で平坦な大きさでありデジタルスチルカメラ及び携帯電話のデジタルカメラに適すると言われるレンズターレットを開示する。レンズターレットは、軸の周りを回転可能であり、及びレンズターレットに取り付けられた広角レンズ及び望遠角レンズを有する。また駆動機構は、レンズの１つが画像センサーに向かい合う画像撮影位置に設定され得るようレンズターレットを回転する。後方焦点距離調整を用いて、より短い焦点距離を有するレンズの位置は、より長い焦点距離を有するレンズと同一レベルでレンズターレットの上に固定され得る。
【００１１】
また、焦点距離の異なる組み合わせを有する２つのレンズが可変サイズ画像をキャプチャするために使用される、フィルムスキャナーの２レンズ装置の使用も知られている。例えば、同一出願人による特許文献６は、名称「Ｍｕｌｔｉｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｌｅｎｓ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｆｏｒ ａ Ｓｃａｎｎｅｒ」、１９９９年７月２７日発行、アール・エイチ・キーゾフによる。特許文献６では、コンピューターに繋がれる取り外し可能なデジタルカメラは、単一焦点距離レンズ及びズームレンズを有する多位置レンズ部品の光路にあるフィルムスキャナー内の筐体内に支持される。レンズ部品は、異なる大きさの画像、例えば２つ以上のフィルムフォーマットサイズを走査するためのカメラの光路内にレンズを位置付ける。しかしながら、これらのカメラは、フィルム及びデジタル共に、複数の焦点距離レンズを使用し、単一の「センサー」、つまり単一のフィルム又は単一の電子画像センサーのみを使用する特徴を共有する。
【００１２】
特許文献７は、名称「Ｖｉｄｅｏ Ｃａｍｅｒａ Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒｓ」、２００１年９月１１日発行、アンサリ他による。特許文献７では、テレビ会議で有用なデジタルモーションカメラは、２つのレンズ及び２つの画像センサーを有する。特許文献７に開示されたように、第１のレンズは８ｍｍ固定焦点レンズであり、部屋の比較的広角の景色を提供する。また第２のレンズは手動合焦制御を備えた１６ｍｍレンズであり、高解像度の文書伝送能力を提供する。第１のレンズは、会議参加者の部屋の景色用であり、テレビ会議中に対面コミュニケーションを提供する。また第２のレンズは、第１のレンズに対し適切な角度に向けられ、例えば机上の文書の閲覧用である。ビデオ会議中、このようなカメラは、第１のレンズを通じて見えるような部屋の画像又は第２のレンズを通じて見えるような文書の画像を、高価で非常に遅い動きのパン／チルト段及び／又は複数の完全なカメラユニットを必要とせず、迅速な切り替えを可能にする。別のカメラ、サンヨーＳ７５０ＵＭＴＳ携帯電話のカメラは、類似の種類の二重撮像能力を有する。２重撮像能力では、内部の対面ＶＧＡ撮像装置は携帯電話を使用して発呼者の画像をキャプチャし、同時に外部の対面１メガピクセル撮像装置は発呼者が見ている景色の画像をキャプチャする。このようなカメラは、しかしながら、レンズが同一の景色からの画像を収集しないので、本発明の環境では有用でない。
【００１３】
特許文献８は、名称「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｚｏｏｍ Ｆｅａｔｕｒｅ」、１９８０年４月２２日発行、マッカラ他による。特許文献８では、テレビジョンシステムは、一方のカメラは広角フィールドの視野を備え、他方のカメラは狭角フィールドの視野を備える２つ（以上）の固定焦点距離ビジコンカメラ、及び２つのフィールドの視野の間でズームを行う電子ズーム機能を利用する。カメラは、より小さいフィールドのカメラのフィールドの視野がより大きいフィールドのカメラのフィールドの視野の範囲内にあり及び通常は中央にあるように照準を合わせられる。「ズーム」は、２つのカメラの走査装置を操作し及びズーム量が徐々に増加されるにつれ、より小さいフィールドのカメラからの画像を有するディスプレイの中央部分を拡大することにより達成される。当該システムは、勿論、単一光学ズームレンズの代案である。単一光学ズームレンズは、固定焦点距離レンズより（光学ズーム）が低品質、高価且つ機械的に複雑なので、特許文献８の開示は使用を思いとどまっている。しかしながら、電子ズーム機能の解像度が通常、ズームに利用可能な走査線の数により制限されるので、電子ズームの固有の欠点は低品質でもある。従って、特許文献８の開示は、解像度の有効損失を有さずズームを可能にするよう２つのビジコンカメラの走査線を制御することを扱っている。
【００１４】
特許文献９は、名称「Ｄｕａｌ Ｌｅｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃａｍｅｒａ」、１９９１年９月２４日発行、ヘスルによる。特許文献９では、二重焦点距離電子カメラ（機上誘導ミサイルで使用される）は、単一レンズシステム構成要素を有する。単一レンズシステム構成要素は、長焦点距離を有する周囲レンズ部の中央に統合された短焦点距離部を有し、各焦点距離部はそれぞれの専用画像アレイセンサーを有する。ここでまた、当該レンズシステムは、大きさ、費用、重さ、固有の複雑性のため、更に光学ズームは「重要なことに、使用に関して非常に遅い」（ヘスルの特許の第２欄、第１行）という点で、特許文献９が過小評価している単一モーター駆動ズームの代用である。
【００１５】
これら従来技術のシステムの何れも、及び特に多焦点距離の従来技術のシステムは、小型、軽量且つ比較的安価な消費者デジタルカメラのための、十分に小型、低価格、大きいズーム範囲の光学システムを提供しない。前述のヘスルの特許で特に指摘されたように、ズームの使用に特有な緩慢さを回避すること、及び広いズーム角を素早く移動可能なことが望ましい。従って、デジタルカメラの大きさ又は価格を過度に増大させずに迅速に動作する広範なズーム範囲を提供するデジタルカメラが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第６６１１２８９号明細書
【特許文献２】米国特許第２００２０１６３５８２ Ａｌ号明細書
【特許文献３】米国特許第４９８９０７８号明細書
【特許文献４】米国特許第４０９７８８２号明細書
【特許文献５】米国特許第６８０４４６０号明細書
【特許文献６】米国特許第５９２９９０３号明細書
【特許文献７】米国特許第６２８８７４２号明細書
【特許文献８】米国特許第４１９９７８５号明細書
【特許文献９】米国特許第５０５１８３０号明細書
【特許文献１０】米国特許第５６６８５９７号明細書
【特許文献１１】米国特許第５１６４８３１号明細書
【特許文献１２】米国出願第２００３／０２０２１１３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、カメラの大きさ又は価格を過度に増大させずに、デジタルカメラに広範なズーム範囲を提供することである。
【００１８】
本発明の別の目的は、複数の別個のレンズ及び対応する画像センサーを用い、デジタルカメラに広範な光学ズーム範囲を提供することである。
【００１９】
本発明の別の目的は、ユーザーが要求したズーム位置の間の動きが迅速な方法で実行され得る、広範な光学ズーム範囲をデジタルカメラに提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、上述の問題の１つ以上の克服を対象とする。簡単に纏めると、本発明は、景色の出力画像を生成する電子カメラを有し、前記カメラは、第１のセンサー出力を生成する第１の画像センサー、前記景色の第１の画像を前記画像センサー上に形成する第１のレンズ、第２のセンサー出力を生成する第２の画像センサー、第２の画像を提供するため最小焦点距離と最大焦点距離の間で調整可能であり、同一の前記景色の第２の画像を前記第２の画像センサー上に形成するズームレンズ、前記第１の画像センサーからの第１のセンサー出力又は前記第２の画像センサーからの第２のセンサー出力の何れかを選択し、それにより選択センサー出力を提供する制御素子、及び前記選択センサー出力から出力画像を生成する処理部、を有する。当該実施例のある変形では、第１のレンズはまたズームレンズであり、第１のレンズの最大焦点距離は第２のズームレンズの最小焦点距離より短いか又は等しい。
【００２１】
本発明のこれら種々の態様は、重要な技術的利点を提供する。各モードは独特の異なる焦点距離を有するレンズセンサーの組み合わせ又は焦点距離の組み合わせ（つまりズーム）を有する、複数の光学画像キャプチャモードをデジタルカメラ内に設けることにより、大きいズーム倍率、例えば１０：１に対するデジタルカメラの消費者の要求により引き起こされる矛盾する要件（つまり、大きい大きさ、高い価格、及び妥協した光学品質）は、従来達成されたより小さい空間に低価格で高品質の光学的成果を有し達成され得る。
【００２２】
本発明のこれら及び他の態様、目的、特徴及び利点は、好適な実施例の以下の詳細な説明及び特許請求の範囲から、及び添付の図面を参照することにより一層明らかに理解及び評価されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による、固定焦点距離、第１の画像センサーを備えた広角レンズ、及び第２の画像センサーを備えたズームレンズを使用するデジタルカメラの第１の実施例のブロック図を示す。
【図２Ａ】図１に示されたデジタルカメラの透視図である。
【図２Ｂ】図１に示されたデジタルカメラの透視図である。
【図３】図１に示されたデジタルカメラを使用してデジタル画像をキャプチャする方法を示すフロー図を示す。
【図４】本発明による、第１の画像センサーを備えた第１のズームレンズ、及び第２の画像センサーを備えた第２のズームレンズを使用するデジタルカメラの第２の実施例のブロック図を示す。
【図５Ａ】図４に示されたデジタルカメラの透視図である。
【図５Ｂ】図４に示されたデジタルカメラの透視図である。
【図６】図４に示されたデジタルカメラを使用してデジタル画像をキャプチャする方法を示すフロー図を示す。
【図７】本発明による、第１の画像センサーを備えた第１のズームレンズ、及び第２の画像センサーを備えた第２のズームレンズ、及び第３の画像センサーを備えた固定焦点距離レンズを使用するデジタルカメラの第３の実施例のブロック図を示す。
【図８Ａ】図７に示されたデジタルカメラの透視図である。
【図８Ｂ】図７に示されたデジタルカメラの透視図である。
【図９】図７に示されたデジタルカメラを使用してデジタル画像をキャプチャする方法を示すフロー図を示す。
【図１０Ａ】図１、４、７、１９及び２１に示された、カメラで使用される画像キャプチャ部品のいくつかの実施例の光学配置の図である。
【図１０Ｂ】図１、４、７、１９及び２１に示された、カメラで使用される画像キャプチャ部品のいくつかの実施例の光学配置の図である。
【図１０Ｃ】図１、４、７、１９及び２１に示された、カメラで使用される画像キャプチャ部品のいくつかの実施例の光学配置の図である。
【図１０Ｄ】図１、４、７、１９及び２１に示された、カメラで使用される画像キャプチャ部品のいくつかの実施例の光学配置の図である。
【図１０Ｅ】図１、４、７、１９及び２１に示された、カメラで使用される画像キャプチャ部品のいくつかの実施例の光学配置の図である。
【図１０Ｆ】図１、４、７、１９及び２１に示された、カメラで使用される画像キャプチャ部品のいくつかの実施例の光学配置の図である。
【図１１】一方は固定焦点距離であり他方はズームである２つの画像キャプチャ部品を利用する、図１０Ａ−１０Ｆに示された種類のデジタルカメラの前面図である。
【図１２】図１１に示されたデジタルカメラの上面図である。
【図１３】図１１に示されたデジタルカメラの側面図である。
【図１４Ａ】両方ともズームである２つの画像キャプチャ部品を利用する、図１０Ａ−１０Ｆに示された種類のデジタルカメラの図である。
【図１４Ｂ】両方ともズームである２つの画像キャプチャ部品を利用する、図１０Ａ−１０Ｆに示された種類のデジタルカメラの図である。
【図１５Ａ】３個の画像キャプチャ部品を利用する、図１０Ａ−１０Ｆに示された種類のデジタルカメラの図である。
【図１５Ｂ】３個の画像キャプチャ部品を利用する、図１０Ａ−１０Ｆに示された種類のデジタルカメラの図である。
【図１６Ａ】図１０Ａ−１０Ｆの種々の実施例に示された、折り返し光路に沿った画像センサーに関し固定焦点距離レンズを支持する光学リレーサブ部品の図を示す。
【図１６Ｂ】図１０Ａ−１０Ｆの種々の実施例に示された、折り返し光路に沿った画像センサーに関し固定焦点距離レンズを支持する光学リレーサブ部品の図を示す。
【図１７】図１０Ａ−１０Ｆの種々の実施例に示された、折り返し光路に沿った画像センサーに関しズームレンズを支持する光学リレーサブ部品の図を示す。
【図１８】異なるパノラマアスペクト比を有する撮像装置、及びアスペクト比を変化することにより得られる効果を示す。
【図１９】第１のセンサーを備えた第１の固定焦点距離レンズ、第２のセンサーを備えた第２の固定焦点距離レンズ、及び第３のセンサーを備えた第３の固定焦点距離レンズを使用するデジタルカメラの更なる実施例のブロック図を示す。
【図２０】図１９に示されたデジタルカメラを使用してデジタル画像をキャプチャする方法を示すフロー図を示す。
【図２１】ある大きさ、例えば３ミクロン画素の画素を有する第１のセンサーを備えた第１のレンズ、及び別の大きさ、例えば５ミクロン画素の画素を有する第２のセンサーを備えた第２のレンズを使用するデジタルカメラの更なる実施例のブロック図を示す。
【図２２】急送ズーム機能の説明に有用な図である。
【図２３Ａ】複数レンズ及び複数センサーを備えたカメラを有する携帯電話の前面図である。
【図２３Ｂ】複数レンズ及び複数センサーを備えたカメラを有する携帯電話の背面図である。
【図２４Ａ】両方ともズームである２つの画像キャプチャ部品を利用する、図２３Ａ−２３Ｂに示された携帯電話で使用される画像キャプチャ部品の図である。
【図２４Ｂ】両方ともズームである２つの画像キャプチャ部品を利用する、図２３Ａ−２３Ｂに示された携帯電話で使用される画像キャプチャ部品の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
撮像装置及び信号処理のための関連回路を利用するデジタルカメラは良く知られているので、本願明細書は、特に本発明による装置の部分を形成する要素、又はより直接的に連携する要素を対象とする。本願明細書に特に示されない又は記載されない要素は、従来知られている要素から選択されて良い。記載されるべき要素の特定の態様は、ソフトウェアで提供されて良い。以下の資料に本発明に従い示され及び記載されたシステムでは、本願明細書に特に示され記載され又は提案されない、本発明の実施に有用であるソフトウェアは、従来型であり及び従来技術分野の通常の技術の範囲内にある。
【００２５】
本発明のいくつかの実施例のそれぞれは、広範なズーム範囲を提供するためデジタルカメラ内に取り付けられた複数レンズ及び複数センサーを有する画像キャプチャ部品を有する。これは、単一センサー及び大きい範囲のズームレンズ（例えば１０：１ズーム範囲）を有するカメラと比較して、カメラの価格及び大きさを低減し、及び光学性能を向上し得る。互いに対し正確に同軸配置ではないが、複数レンズ及びセンサーは、視野の異なるフィールドを有するにも拘わらず実質的に同一の対象を見ているよう、一般に互いに対し整列している。各画像キャプチャ部品は、画像キャプチャ部品の反対端に配置されたレンズ及び画像センサー、並びにレンズからの光をセンサーへ向ける折り返し光路を有する２つ以上の光学リレーサブ部品を有する。この構成は、光学構成要素の大きさを更に低減し、それにより非常に薄く且つ小型のカメラの設計及び製造を可能にする。折り返し光学系が多くの好適な実施例で使用されるが、折り返し光路は、一般的に本発明の実施に必須ではない。これは特に、そもそも広角レンズの焦点距離が非常に短いので、広角光学部品で真である。また、センサーの大きさ、及び従ってセンサーを満たすために生成されなければならない画像の大きさは、通常の及び短い望遠焦点距離でさえ、焦点距離を許容可能な前後寸法まで減少させるのに十分なほど小さくて良い。
【００２６】
各実施例では、カメラは、第１の画像センサーからの第１のセンサー出力又は他の画像センサーの１つからのセンサー出力の何れかを選択する制御素子を有する。それにより、出力画像を生成するため、カメラ内の処理部へ提供され得る選択センサー出力を提供する。更に、各実施例は、いくつかの種類のユーザー制御を有する。ユーザー制御は、ユーザーに、直接に又は焦点距離を示すあるマーク（例えば「パノラマ」又は「肖像」）を介し焦点距離を選択可能にする。前述の制御素子は次に、ユーザー制御に応答し、対応するセンサー出力を選択する。いくつかの実施例では、例えば「広角」設定が広角固定焦点距離レンズを選択し及び「望遠」設定がズームレンズの種々の位置を選択する、単一「ズームレンズ」ユーザー制御が使用される。ユーザー制御出力は次に、出力画像を生成するために使用される画像センサーを選択する制御素子へ提供される。選択されたセンサーがズームレンズ用の場合、ユーザー制御（又は制御素子）はまた、ズームレンズのズーム及び合焦モーターに、選択焦点距離へズームレンズを駆動させる。更に、デジタルズームは、ズームレンズの広角設定から最小焦点距離設定へズーム「アップ」するために使用されて良い。全ては、勿論、「広角」と「望遠」設定の間で「ズームレンズ」ユーザー制御を単に操作するユーザーに対し透過であって良い。
【００２７】
最初に図１０Ａ−１０Ｆを参照する。画像キャプチャ部品１のいくつかの実施例の光学配置を示すいくつかの図が示される。画像キャプチャ部品１は、（後述される）デジタルカメラの種々の実施例に含まれる。これらの図は、前述の折り返し光学素子を有する光学リレーサブ部品１ａ、１ｂ、及び１ｃを有する。図１０Ａ−１０Ｆのそれぞれで、円１ｄは、デジタルカメラの前表面の光学的断面を表す。円１ｄを通じ、それぞれのレンズが突き出る。光学リレーサブ部品１ａ、１ｂ、及び１ｃは、レンズの背後で折り畳まれ、及び示されるようにカメラの前表面により覆われている。
【００２８】
本発明の第１の実施例では、デジタルカメラは、第１の画像センサー１２を備えた第１の固定焦点距離広角レンズ２、及び第２の画像センサー１４を備えたズームレンズ３を利用する。図１０Ａに示されるように第１の実施例では、画像キャプチャ部品１は、第１の光学リレーサブ部品１ａの反対の端に取り付けられた第１のレンズ２及び第１の画像センサー１２を有する。第１の光学リレーサブ部品１ａは、第１の画像センサー１２とレンズ２との間に配置された折り返し光路を有する。第１のレンズ２は、望ましくは固定焦点距離広角レンズであり、景色の第１の画像を第１の画像センサー１２に形成する。画像キャプチャ部品１はまた、第２の光学リレーサブ部品１ｂの反対の端に取り付けられたズームレンズ３及び第２の画像センサー１４を有する。第２の光学リレーサブ部品１ｂは、第２の画像センサー１４とズームレンズ３との間に配置された折り返し光路を有する。ズームレンズ３は、最小焦点距離と最大焦点距離との間で調整可能な焦点距離範囲を有し、景色の第２の画像を第２の画像センサー１４に形成する。この実施例では、第１のレンズ２は、ズームレンズ３の最小焦点距離より短い、及び望ましくは実質的に短い焦点距離を有する広角レンズである。
【００２９】
本発明の第２の実施例では、デジタルカメラは、画像センサー１４を備えた第１のズームレンズ３、及び画像センサー１６を備えた第２のズームレンズ４を利用する。図１０Ｂに示されるように第２の実施例では、画像センサー１４は第１の画像センサー１４と見なされ、及び画像センサー１６は第２の画像センサー１６と見なされる。従って、画像キャプチャ部品１は、第１の光学リレーサブ部品１ｂの反対の端に取り付けられた第１のズームレンズ３及び第１の画像センサー１４を有する。第１の光学リレーサブ部品１ｂは、第１の画像センサー１４と第１のズームレンズ３との間に配置された折り返し光路を有する。第１のズームレンズ３は、最小焦点距離と最大焦点距離との間で調整可能な焦点距離範囲を有し、景色の第１の画像を第１の画像センサー１４に形成する。画像キャプチャ部品１はまた、第２の光学リレーサブ部品１ｃの反対の端に取り付けられた第２のズームレンズ４及び第２の画像センサー１６を有する。第２の光学リレーサブ部品１ｃは、第２の画像センサー１６とズームレンズ４との間に配置された折り返し光路を有する。ズームレンズ４は、最小焦点距離と最大焦点距離との間で調整可能な焦点距離範囲を有し、景色の第２の画像を第２の画像センサー１６に形成する。当該実施例では、第１のズームレンズ３の最大焦点距離は第２のズームレンズ４の最小焦点距離より短いか又は等しい。
【００３０】
本発明の第３の実施例では、デジタルカメラは、画像センサー１４を備えた第１のズームレンズ３、画像センサー１６を備えた第２のズームレンズ４、及び画像センサー１２を備えた固定焦点距離広角レンズ２を利用する。図１０Ｃに示されるように第３の実施例では、画像センサー１４は第１の画像センサー１４と見なされ、画像センサー１６は第２の画像センサー１６と見なされ、及び画像センサー１２は第３の画像センサーと見なされる。従って、図１０Ｂの図示及び記載と同様に、第１のズームレンズ３は景色の第１の画像を第１の画像センサー１４に形成し、及び第２のズームレンズ４は景色の第２の画像を第２の画像センサー１６に形成する。更に、第３のレンズ、固定焦点距離レンズ２、及び第３の画像センサー１２は、第３の光学リレーサブ部品１ａの反対の端に取り付けられる。第３の光学リレーサブ部品１ａは、第３の画像センサー１２と第３のレンズ２との間に配置された折り返し光路を有する。当該実施例では、第３のレンズ２は、望ましくは、第１のズームレンズ３の最小焦点距離より短い、及び望ましくは実質的に短い焦点距離を有する固定焦点距離広角レンズである。また第１のズームレンズ３の最小焦点距離は、第２のズームレンズ４の最小焦点距離より短いか又は等しい。
【００３１】
第４の実施例では、デジタルカメラは、第１の画像センサー１２ａを備えた第１の固定焦点距離レンズ２ａ、及び第２の画像センサー１２ｂを備えた第２の固定焦点距離レンズ２ｂを利用する。図１０Ｄに示されるように第４の実施例では、画像キャプチャ部品１は、第１の光学リレーサブ部品１ａ（１）の反対の端に取り付けられた第１の固定焦点距離レンズ２ａ及び第１の画像センサー１２ａを有する。第１の光学リレーサブ部品１ａ（１）は、第１の画像センサー１２ａと固定焦点距離レンズ２ａとの間に配置された折り返し光路を有する。画像キャプチャ部品１はまた、第２の光学リレーサブ部品１ａ（２）の反対の端に取り付けられた第２の固定焦点距離レンズ２ｂ及び第２の画像センサー１２ｂを有する。第２の光学リレーサブ部品１ａ（２）は、第２の画像センサー１２ｂと第２の固定焦点距離レンズ２ｂとの間に配置された折り返し光路を有する。当該実施例では、第１の固定焦点距離レンズ２ａは望ましくは広角レンズであり、第２の固定焦点距離レンズ２ｂは望遠レンズである。
【００３２】
第５の実施例では、デジタルカメラは、第１の画像センサー１２ａを備えた第１の固定焦点距離レンズ２ａ、第２の画像センサー１２ｂを備えた第２の固定焦点距離レンズ２ｂ、及び第３の画像センサー１２ｃを備えた第３の固定焦点距離レンズ２ｃを利用する。図１０Ｅに示されるように第５の実施例では、第１のレンズ２ａ及び第１の画像センサー１２ａは、第１の光学リレーサブ部品１ａ（１）の反対の端に取り付けられる。第１の光学リレーサブ部品１ａ（１）は、第１の画像センサー１２ａと第１のレンズ２ａとの間に配置された折り返し光路を有する。第１のレンズ２ａは、望ましくは固定焦点距離超広角レンズであり、景色の第１の画像を第１の画像センサー１２ａに形成する。第２のレンズ２ｂ及び第２の画像センサー１２ｂは、第２の光学リレーサブ部品１ａ（２）の反対の端に取り付けられる。第２の光学リレーサブ部品１ａ（２）は、第２の画像センサー１２ｂと第２のレンズ２ｂとの間に配置された折り返し光路を有する。第２のレンズ２ｂは、望ましくは固定焦点距離中角レンズであり、景色の第２の画像を第２の画像センサー１２ｂに形成する。第３のレンズ２ｃ及び第３の画像センサー１２ｃは、第３の光学リレーサブ部品１ａ（３）の反対の端に取り付けられる。第３の光学リレーサブ部品１ａ（３）は、第３の画像センサー１２ｃと第３のレンズ２ｃとの間に配置された折り返し光路を有する。第３のレンズ２ｃは、望ましくは固定焦点距離狭角（望遠）レンズであり、景色の第３の画像を第３の画像センサー１２ｃに形成する。
【００３３】
第６の実施例では、デジタルカメラは、第１の画像センサー１２ａを備えた第１の固定焦点距離レンズ２ａ、第２の画像センサー１２ｂを備えた第２の固定焦点距離レンズ２ｂ、第３の画像センサー１２ｃを備えた第３の固定焦点距離レンズ２ｃ、及び第４の画像センサー１２ｄを備えた第４の固定焦点距離レンズ２ｄを利用する。図１０Ｆに示されるように第６の実施例では、第１のレンズ２ａ及び第１の画像センサー１２ａは、第１の光学リレーサブ部品１ａ（１）の反対の端に取り付けられる。第１の光学リレーサブ部品１ａ（１）は、第１の画像センサー１２ａと第１のレンズ２ａとの間に配置された折り返し光路を有する。第１のレンズ２ａは、望ましくは固定焦点距離超広角レンズであり、景色の第１の画像を第１の画像センサー１２ａに形成する。第２のレンズ２ｂ及び第２の画像センサー１２ｂは、第２の光学リレーサブ部品１ａ（２）の反対の端に取り付けられる。第２の光学リレーサブ部品１ａ（２）は、第２の画像センサー１２ｂと第２のレンズ２ｂとの間に配置された折り返し光路を有する。第２のレンズ２ｂは、望ましくは固定焦点距離中角レンズであり、景色の第２の画像を第２の画像センサー１２ｂに形成する。第３のレンズ２ｃ及び第３の画像センサー１２ｃは、第３の光学リレーサブ部品１ａ（３）の反対の端に取り付けられる。第３の光学リレーサブ部品１ａ（３）は、第３の画像センサー１２ｃと第３のレンズ２ｃとの間に配置された折り返し光路を有する。第３のレンズ２ｃは、望ましくは固定焦点距離狭角（望遠）レンズであり、景色の第３の画像を第３の画像センサー１２ｃに形成する。第４のレンズ２ｄ及び第４の画像センサー１２ｄは、第４の光学リレーサブ部品１ａ（４）の反対の端に取り付けられる。第４の光学リレーサブ部品１ａ（４）は、第４の画像センサー１２ｄと第４のレンズ２ｄとの間に配置された折り返し光路を有する。第４のレンズ２ｄは、望ましくは固定焦点距離超狭角（超望遠）レンズであり、景色の第４の画像を第４の画像センサー１２ｄに形成する。
【００３４】
これらの実施例は明らかに、構成がデジタルカメラの空間的限界内に実用的に可能である限り、可能な限りつまり４個のレンズ、４個のセンサー、及び４個の光学リレーサブ部品より多くを実施して良い。
【００３５】
図１１は、デジタルカメラの空間的配置を提供し、図１０Ａに記載された種々の構成要素がデジタルカメラ１０Ａの限られた空間内にどのように適合しているかを示す。例えば、図１１及び１２は、図１０Ａに示された第１の実施例で、画像キャプチャ部品１がデジタルカメラ１０Ａの横方向寸法２０１内にどのように配置されているかを示す。図１１は、デジタルカメラ１０Ａの前面図であり、固定焦点距離レンズサブ部品１ａ及びズームレンズサブ部品１ｂがレンズ２及び３の片側に電子フラッシュ４８の下でどのように位置付けられているかを示す。バッテリー室２０４は、レンズ２及び３の反対側に位置付けられる。図１２は、図１１の線１２−１２に沿って取られたデジタルカメラ１０Ａの上面図であり、取り外し可能メモリーカード５４及びカラーＬＣＤ画像ディスプレイ７０の位置を更に示す。図１３は、図１２の線１３−１３に沿って取られたデジタルカメラ１０Ａの側面図であり、固定焦点距離レンズサブ部品１ａ、ズームレンズサブ部品１ｂ、及びフラッシュ４８の縦方向の空間を更に示す。特に注目すべき点は、サブ部品１ａ及び１ｂで利用される折り畳まれた光学系が、画像キャプチャ部品１をカメラ１０Ａの小型な前後寸法２１０内に適合させることである。また注目すべき点は、２個の固定焦点距離レンズサブ部品１ａ（１）及び１ａ（２）を利用する図１０Ｄの実施例が、図１１に示された配置内に代用され、それにより一層小さい横方向寸法２０１を備えたカメラを可能にすることである。
【００３６】
図１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃは、図１０Ｂに示された第２の実施例の構成要素の、デジタルカメラ１０Ｂ内の配置を示す。図１４Ｂは、図１４Ａの線１４Ｂ−１４Ｂに沿って取られた上面図である。また図１４Ｃは、図１４Ｂの線１４Ｃ−１４Ｃに沿って取られた側面図である。留意すべき点は、第２のズームサブ部品１ｃの大きさがより大きいので、構成要素の空間的関係が再構成されていることである。バッテリー室２０４は、フラッシュ４８の下へ移動され、それにより折り畳まれた光学系のためにレンズ３及び４の反対側により多くの空間を確保している。同様に、図１５Ａ、１５Ｂ、及び１５Ｃは、図１０Ｃに示された第３の実施例の構成要素の配置を示す。図１５Ｂは、図１５Ａの線１５Ｂ−１５Ｂに沿って取られた上面図である。また図１５Ｃは、図１５Ｂの線１５Ｃ−１５Ｃに沿って取られた側面図である。これらの説明図から明らかなことは、光学システムの前後折り畳みが、１つのシステムに統合された２つの光路を示す従来技術に対し、及び前述のヘスルの文献（特許文献９）に示されたような光学システムに対しても重要な利点を提供することである。狭い前後寸法２１０は、ポケットサイズのカメラ、及び本発明ではズーム、又はズームに類似の機能を備えたポケットサイズのカメラを実現する。
【００３７】
上述の各実施例では、画像キャプチャ部品は、デジタルカメラ製品に統合されて良く、又は例えばカメラ内に挿入するために別個に製造され及びカメラ製造業者に供給される代替可能構成要素として独立型であって良い。画像キャプチャ部品は、センサーを駆動し及び第１の画像センサーからの第１のセンサー出力又は他の画像センサーの１つからのセンサー出力の何れかを選択する制御部を更に有して良い。更に、いくつかの実施例では、画像キャプチャ部品内のセンサーは、互いに隣り合って共通回路基板部品の上に位置付けられて良く、又は共通の集積回路パッケージ内にパッケージされて良い。また画像キャプチャ部品内のレンズは、回路基板又は集積回路パッケージに取り付ける共通レンズ部品内に設けられて良い。いくつかの好適な実施例では、別個の撮像アレイは、同一のＣＣＤ又はＣＭＯＳ集積回路の部分であり、及び２つのレンズは一緒に組み立てられそしてセンサーパッケージと共に配置される。
【００３８】
更に、３個以上のセンサー出力を生成する複数の３個以上の画像センサー、及び景色の対応する３個以上の画像を対応する３個以上の画像センサーに形成する複数の３個以上のレンズを設ける前述の実施例では、利用されるレンズは、デジタルカメラの前面光学的断面１ｄ内の異なる空間的配置で設けられる。３個のレンズが利用される場合、３個のレンズは、カメラの光学的断面１ｄ内に三角配置で図１０Ｃ又は１０Ｅに示されるように設けられて良い。４個のレンズが利用される場合、４個のレンズは、カメラの光学的断面１ｄ内に四角配置で図１０Ｆに示されるように設けられて良い。
【００３９】
更に、各実施例では、１つのレンズの固定又は最大焦点距離が次に長い焦点距離のレンズの最小焦点距離より短い場合、２つのレンズの間には焦点距離のギャップが残される。この場合、カメラ内の処理部は、焦点距離のギャップの少なくとも一部にわたり電子的にズームを行う電子ズーム能力を有して良い。従って、単一「ズームレンズ」ユーザー制御が使用される場合、ユーザー制御のある設定の間の遷移は、ズームレンズを特定の光学ズーム位置へ移動させる。またユーザー制御の他の設定の間の遷移は、プロセッサーに広角レンズの光学画像出力からデジタルでズームアップさせる。例えば、電子カメラが広角光学焦点距離及び少なくとも１つの望遠ズームレンズにより提供される光学焦点距離のグループを有する範囲にわたりズーム設定を提供する場合、広角焦点距離と望遠ズームのズーム焦点距離との間のギャップにある介在焦点距離の少なくとも一部は、広角光学焦点距離でキャプチャされた画像からの電子的なズームアップにより提供される。更に、ズームされている広角光学焦点距離は、別の（広角）ズームレンズの最大焦点距離により提供され得る。
【００４０】
図１６Ａ及び１６Ｂは、図１０Ａ及び１０Ｃ−１０Ｆに示された、折り返し光路に沿って画像センサー１２に関し固定焦点距離レンズ２を支持する光学リレーサブ部品１ａの図を示す。図１６Ａは、固定焦点距離レンズ２の外側対物レンズ、画像センサー１２及び関連リレーレンズ構成要素７ａをミラープリズム８ａにより折り返される光路内に支持するレンズ筒６ａを示す。更に、レンズ筒６ａは、絞りシャッター部品９ａを光路内に支持する。図１６Ｂは、図１６Ａの線１６Ｂ−１６Ｂに沿って取られた図であり、（一般的に図１０Ａに示されるような）カメラの正面からの光学サブ部品１ａの外観を示す。図１７は、図１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃに示された、折り返し光路に沿って画像センサー１４（又は１６）に関しズームレンズ３（又は４）を支持する光学リレーサブ部品１ｂ（又は１ｃ）の図を示す。図１７Ａは、ズームレンズ３（又は４）の外側対物レンズ、第２の画像センサー１４（又は第３の画像センサー１６）及び可動リレー（ズーム）レンズ構成要素７ｂをミラープリズム８ｂにより折り返される光路内に支持する固定具６ｂを示す。更に、固定具６ｂは、絞りシャッター部品９ｂを光路内に支持する。図１７はまた、レンズ構成要素７ｂの動きを制御するズーム及び合焦モーター５ａを示す。
【００４１】
図１は、本発明の第１の実施例によるデジタルカメラ１０Ａのブロック図を示す。デジタルカメラ１０Ａは、画像をキャプチャする時及び閲覧する時、ユーザーにより容易に手に持てるほど小さい、携帯用バッテリー式装置である。好適な実施例では、デジタルカメラ１０Ａは、取り外し可能メモリーカード５４に格納される静止デジタル画像を生成する。デジタルカメラは、メモリーカード５４に格納される動デジタル画像を単独に又は静止画像に加えて生成して良い。
【００４２】
デジタルカメラ１０Ａは、図１０Ａ及び１１に記載された前述の画像キャプチャ部品１を有する。画像キャプチャ部品１は、景色（示されない）の画像を第１の画像センサー１２に合焦する固定焦点距離レンズ２、及び景色の画像を第２の画像センサー１４に合焦するズームレンズ３を有する。画像キャプチャ部品１は、第１の画像センサー１２からの第１の画像出力１２ｅ及び第２の画像センサー１４からの第２の画像出力１４ｅを提供する。ある好適な実施例では、画像センサー１２及び１４は、アスペクト比及び画素サイズの両方に関し同一の大きさであり、レンズ２は２２ｍｍの「３５ｍｍフィルム換算焦点距離」を備えた超広角レンズであり（２２ｍｍ相当として書かれる。ニューヨーク州ＮＹの米国規格協会から入手可能なＡＮＳＩ／Ｉ３Ａ ＩＴ１０．７０００−２００４規格に定められたように、２２ｍｍは、固定レンズ２が画像センサー１２に提供するのと同一の視界を提供する３５ｍｍ写真用フィルムカメラの焦点距離である。）、及びズームレンズ３は３８ｍｍ−１１４ｍｍ相当の焦点距離範囲を有する３：１ズームレンズである。
【００４３】
３５ｍｍフィルム換算焦点距離（ｆ．ｌ．）は、式：３５ｍｍ換算ｆ．ｌ．＝（実際のレンズのｆ．ｌ．（単位ｍｍ）×４３．２７ｍｍ）／（センサーの対角焦点板距離（単位ｍｍ））を使用して計算され得る。例えば、画像センサーが１／２’’型の光フォーマットを使用する場合、画像センサーは６．４ｍｍ（幅）×４．８ｍｍ（高さ）、対角距離８．０ｍｍの焦点板を有する。この種の画像センサーが実際の焦点距離４．０ｍｍを有するレンズと共に使用される場合、３５ｍｍ換算焦点距離は２２ｍｍである。
【００４４】
固定レンズ２の焦点距離が超広角視野、例えば２２ｍｍ相当を生成するので、固定レンズは、８フィートのレンズ過焦点距離に近い距離に固定焦点を設定し、従って４フィートから無限大までの対象に合焦される。従って、固定レンズ２は焦点調整を有する必要がない。固定焦点距離レンズ２は、（図１６Ａ及び１６Ｂに示されるような）調整可能な絞り及びシャッター部品９ａを有し、画像センサー１２の露光を制御する。ズームレンズ３は、（図１７Ａ及び１７Ｂに示されるような）ズーム及び焦点モーター５ａ並びに調整可能な絞り及びシャッター部品９ｂにより制御され、画像センサーの露光を制御する。
【００４５】
好適な実施例では、画像センサー１２及び１４は、良く知られたバイエルカラーフィルターパターンを使用してカラー画像をキャプチャする単一チップカラーメガピクセルＣＣＤカメラセンサーである。画像センサー１２及び１４は、例えば４：３画像アスペクト比、及び２０４８アクティブ画素列×１５３６アクティブ画素行を備え全体で３．１有効メガピクセル（百万画素）を有し得る。画像センサー１２及び１４は、１／２’’型光フォーマットを使用し得る。従って各画素は高さ約３．１ミクロン×幅３．１ミクロンである。制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、クロックドライバ１３へ信号を供給することにより第１の画像センサー１２を制御し、及びクロックドライバ１５へ信号を供給することにより第２の画像センサー１４を制御する。
【００４６】
制御プロセッサー及びタイミング生成器４０はまた、ズーム及び焦点モーター５ａ、及び景色を照らす光を放出するフラッシュ４８を制御する。制御プロセッサー及びタイミング生成器４０はまた、自動合焦及び自動露出検出器４６から信号を受信する。代案の実施例では、自動合焦及び自動露出検出器４６を使用する代わりに、画像センサー１４が使用され得、特許文献１０に記載されたような露出検出及び「レンズを通した」自動合焦を提供する。同一出願人による特許文献１０は、名称「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃａｍｅｒａ ｗｉｔｈ Ｒａｐｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｏｃｕｓ ｏｆ ａｎ Ｉｍａｇｅ ｕｐｏｎ ａ Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ Ｓｃａｎ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ」、１９９７年９月２６日発行、ケネス・エイ・パルルスキー、マサキ・イズミ、セイイチ・ミズコシ、及びノブユキ・モリにより、参照されることにより本願明細書に組み込まれる。ユーザー制御４２は、デジタルカメラ１０Ａの動作を制御するために使用される。
【００４７】
第１の画像センサー１２からのアナログ出力信号１２ｅは、第１のアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ １）２２により増幅され、そして制御素子３４、例えばアナログマルチプレクサ制御素子の第１の入力へ供給される。第２の画像センサー１４からのアナログ出力信号１４ｅは、第２のアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ ２）２４により増幅され、そして制御素子３４、例えばアナログマルチプレクサ制御素子の第２の入力へ供給される。制御素子３４の機能は、第１の画像センサー１２からの第１のセンサー出力１２ｅ又は第２の画像センサー１４からの第２のセンサー出力１４ｅの何れかを選択し、それにより画像キャプチャ部品１からの選択センサー出力を提供することである。
【００４８】
制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、（ＡＳＰ １）２２又は（ＡＳＰ ２）２４の何れかの出力をアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器回路３６へ提供するため、アナログマルチプレクサ制御素子３４を制御する。Ａ／Ｄ変換器３６により供給されたデジタルデータは、ＤＲＡＭバッファーメモリー３８に格納され、そして続いて画像プロセッサー５０により処理される。画像プロセッサー５０により実行される処理は、フラッシュＥＰＲＯＭメモリーであり得るファームウェアメモリー５８に格納されたファームウェアにより制御される。プロセッサー５０は、処理段階の間、ＲＡＭメモリー５６にバッファーされた入力デジタル画像ファイルを処理する。
【００４９】
代案の実施例（示されない）では、２個のＡ／Ｄ変換器回路はＡＳＰ １（２２）及びＡＳＰ ２（２４）の出力と接続され、アナログマルチプレクサ３４は使用されない。代わりに、デジタルマルチプレクサが使用され、２個のＡ／Ｄ変換器の出力のどちらの１つがＤＲＡＭバッファーメモリー３８と接続されるかを選択する。
【００５０】
処理されたデジタル画像ファイルは、取り外し可能メモリーカード５４にデジタル画像ファイルを格納するメモリーカードインターフェース５２へ提供される。取り外し可能メモリーカード５４は、ある種の取り外し可能デジタル画像記憶媒体であり、及びいくつかの異なる物理フォーマットで利用可能である。例えば、取り外し可能メモリーカード５４は、コンパクトフラッシュ（登録商標）、スマートメディア、メモリースティック、ＭＭＣ、ＳＤ、又はＸＤメモリーカードフォーマットのような良く知られたフォーマットに適合するメモリーカードを（限定されることなく）有し得る。磁気ハードドライブ、磁気テープ、又は光ディスクのような他の種類の取り外し可能デジタル画像記憶媒体は、代替に使用され得、静止及び動デジタル画像を格納する。代案として、デジタルカメラ１０Ａは、内部フラッシュＥＰＲＯＭメモリーのような内部不揮発性メモリー（示されない）を使用し得、処理されたデジタル画像ファイルを格納する。このような実施例では、メモリーカードインターフェース５２及び取り外し可能メモリーカード５４は、必要ない。
【００５１】
画像プロセッサー５０は、表示用ｓＲＧＢ画像データを生成するために、種々の状態監視及び後に色及び色調補正が続く色補間を含む画像処理機能を実行する。表示用ｓＲＧＢ画像データは次に、ＪＰＥＧ圧縮され及びＪＰＥＧ画像ファイルとして取り外し可能メモリーカード５４に格納される。表示用ｓＲＧＢ画像データはまた、ホストＰＣ６６へ、ＳＣＳＩ接続、ＵＳＢ接続又はＦｉｒｅＷｉｒｅ接続のような適切な相互接続を介し通信するホストインターフェース６２を介して提供されて良い。ＪＰＥＧファイルは、「デジタルスチルカメラ用画像ファイルフォーマット（Ｅｘｉｆ）」第２．１版、１９９８年７月、日本電子工業振興会（ＪＥＩＤＡ）、日本国東京都、により定められた所謂「Ｅｘｉｆ」画像フォーマットを使用する。当該フォーマットは、データ／画像がキャプチャされた時間、同様にレンズのｆ／値及び他のカメラ設定を有する特定の画像メタデータを格納するＥｘｉｆアプリケーション・セグメントを有する。
【００５２】
留意すべき点は、画像プロセッサー５０、標準的にはプログラム可能な画像プロセッサーが、代案として配線カスタム集積回路（ＩＣ）プロセッサー、汎用マイクロプロセッサー、又は配線カスタムＩＣ及びプログラム可能なプロセッサーの組み合わせであり得ることである。
【００５３】
画像プロセッサー５０はまた、同一出願人による特許文献１１に記載されたように低解像度の「サムネイル」大の画像を生成する。特許文献１１は、名称「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔｉｌｌ Ｃａｍｅｒａ Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ Ｍｕｌｔｉ−Ｆｏｒｍａｔ Ｓｔｏｒａｇｅ ＯｆＦｕＩｌ Ａｎｄ Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｉｍａｇｅｓ」、クフタ他による。特許文献１１の開示は参照されることにより本願明細書に組み込まれる。画像はキャプチャされた後、サムネイル画像データを使用することにより、カラーＬＣＤ画像ディスプレイ７０で迅速に閲覧され得る。カラーＬＣＤ画像ディスプレイ７０に表示されるグラフィカル・ユーザー・インターフェースは、ユーザー制御４２により制御される。
【００５４】
本発明のいくつかの実施例では、デジタルカメラ１０Ａはカメラ付き電話の一部として含まれる。このような実施例では、画像プロセッサー５０はまた、携帯電話プロセッサー９０と相互作用する。携帯電話プロセッサー９０は、携帯電話モデム９２を使用し、デジタル画像を、無線通信を使用する携帯電話ネットワーク（示されない）へアンテナ９４を介し送信する。本発明のいくつかの実施例では、画像キャプチャ部品１は、レンズ２及び３、画像センサー１２及び１４、及びズーム及び焦点モーター５ａを有する統合部品であって良い。更に、クロックドライバ１３及び１５、同様にアナログ信号プロセッサー２２及び２４、アナログマルチプレクサ３４、及びＡ／Ｄ変換器３６は、統合部品の一部であって良い。
【００５５】
図２Ａ及び２Ｂは、図１に関連して記載されたデジタルカメラ１０Ａの透視図を示す。図２Ａは、カメラ１０Ａの前面図であり、固定焦点距離レンズ２、ズームレンズ３及びフラッシュ４８を示す。固定焦点距離レンズは、望ましくは超広角レンズであり、適切なレンズは２２ｍｍ相当焦点距離及びｆ／２最大絞りを有する。ズームレンズは望ましくは超薄型レンズ、例えばプリズムレンズであり、適切なズームは、３８−１１４ｍｍ相当焦点距離ズームレンズのような３：１ズーム比レンズである。プリズムレンズは、図１６Ａ、１６Ｂ及び１７に示されたような、光路を折り返し、それにより非常に小型の光学構成を作り出すプリズム８ａ、８ｂを内蔵したレンズ構成である。明らかに、他のレンズ焦点距離及びレンズ種類の構成は、本発明の範囲内である。図２Ｂは、カメラ１０Ａの背面図であり、カラー（ＬＣＤ）画像ディスプレイ７０及び多数のユーザー制御４２を示す。ユーザー制御４２は、画像キャプチャシーケンスを可能にするシャッターボタン４２ａ、パノラマモードを有効にするパノラマボタン４２ｂ、ズーム設定の選択を可能にするズームボタン４２ｃ、及びカラーＬＣＤ画像ディスプレイ７０に表示される画像、メニュー選択等を検索する多位置選択器４２ｄを有する。
【００５６】
更なる実施例では、固定焦点距離レンズ２及び画像センサー１２により提供された画像のアスペクト比は、ズームレンズ３及び画像センサー１４により提供された画像のアスペクト比と異なって良い。例えば、画像センサー１２は、１６：９画像アスペクト比、２７３０アクティブ画素列×１５３６アクティブ画素行を備え全体で４．２有効メガピクセルを有し得る。従って、ディスプレイ７０は、望ましくは幅広のアスペクト比（例えば１６：９）フォーマットのディスプレイである。図１８の（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、画像センサー１２のアスペクト比（破線で示される）は、パノラマ画像１８（例えば図１８の（Ａ）に示されるような１６：９アスペクト比のパノラマ画像）を表して良い。また画像センサー１４のアスペクト比（破線で示される）は、標準的なテレビジョンアスペクト比画像１９（例えば図１８の（Ｂ）に示されるような４：３アスペクト比画像）を表して良い。この場合、ユーザー制御４２は、レンズ２の広角から狭角へ向かい遷移しズームレンズ３の４：３アスペクト比の効果へ近付く可変パノラマ効果を得るため、画像センサー１２により提供された格納された画像のアスペクト比を変化するユーザーコマンドを制御プロセッサー及びタイミング生成器４０へ入力して良い。これは、画像センサー１２から提供された画像データの中央サブセットだけが画像プロセッサー５０により処理され及び取り外し可能メモリーカード５４に格納されるよう、ＤＲＡＭバッファーメモリーに格納されている画像データをトリミングすることにより達成される。例えば、及び図１８の（Ａ）に示されるように、画像の垂直方向マージン１８ｂは、ズームボタン４２ｃの広域制御部を押すことにより、通常の１６：９アスペクト比から広いアスペクト比の画像まで連続的に調整されて良い。それに応じて、ＤＲＡＭバッファーメモリー３８内の画像の最上部と最下部は、画像プロセッサー５０によりトリミングされ、１７：９、１８：９（２：１）、１９：９等の画像アスペクト比のような次第に広いアスペクト比を生成する。或いは、画像の水平方向マージン１８ａは、ズームボタン４２ｃの望遠制御部を代わりに押すことにより、通常の１６：９アスペクト比から狭いアスペクト比の画像まで調整されて良い。それに応じて、ＤＲＡＭバッファーメモリー３８内の画像の左側と右側は、画像プロセッサー５０によりトリミングされ、１５：９、１４：９、３：２等の画像アスペクト比のような次第に狭いアスペクト比を生成する。このように、可変パノラマ効果は、第１の画像センサー１２からの画像データを使用してデジタルで達成されて良い。
【００５７】
図３は、図１のデジタルカメラを使用してデジタル画像をキャプチャする方法を示すフロー図を示す。レンズ設定ブロック１００では、カメラ１０Ａが電源スイッチ（示されない）を使用して電源を入れられると、ズームレンズ３は、望ましくは広角位置（例えば３８ｍｍ位置）である規定位置に設定される。パノラマ決定ブロック１０２では、ユーザーがパノラマボタン４２ｂを押下する場合（つまりブロック１０２への肯定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ１）２２の出力を使用する（第１のセンサーブロック１１４）。従って第１の画像センサー１２の出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。その結果、画像センサー１２からのプレビュー画像はキャプチャされ、ブレビューブロック１１６で表示される。この時点で（広角画像が使用されることが指定されている）、ズームボタンが押下される場合、画像のアスペクト比は、広角のレンズ２から可変パノラマ効果を得るよう、アスペクト比調整ブロック１１８で変更される。次に、シャッターボタンが押下される場合、静止画像は、第１のセンサー１２の出力を使用してキャプチャブロック１２０にキャプチャされる。
【００５８】
パノラマ決定ブロック１０２では、ユーザーがパノラマボタン４２ｂを押下しない場合（つまりブロック１０２への否定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ２）２４の出力を使用する（第２のセンサーブロック１０４）。従って第２の画像センサー１４の出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。その結果、画像センサー１４からのプレビュー画像はキャプチャされ、ブレビューブロック１０６で表示される。この時点で（ズーム画像が使用されることが指定されている）、ズームボタンが押下される場合、ズームレンズの位置は、ズームレンズ３の最小焦点距離から最大焦点距離へズーム効果を得るよう、ズーム調整ブロック１０８で調整される。次に、シャッターボタンが押下される場合、静止画像は、第２のセンサー１４の出力を使用してキャプチャブロック１１０でキャプチャされる。
【００５９】
この実施例の更なる変形では、パノラマボタン４２ｂが押下された後（従って広角画像が使用されることが指定されている）、又は最初にパノラマボタン４２ｂを押下せずにズームボタン４２ｃが押下された場合（従ってズーム画像が使用されることが指定されている）、使用されていない画像センサーは、任意的に（パワーダウンブロック１１２で）パワーを弱められ、電力の引き込みを低減し及びバッテリー電源を節約して良い。
【００６０】
図４は、本発明の第２の実施例によるデジタルカメラ１０Ａのブロック図を示す。第２の実施例では、デジタルカメラ１０Ｂは、それぞれ画像を対応する画像センサーへ供給する２個のズームレンズを有する。第１のズームレンズ３は、ズーム及び焦点モーター５ａにより制御され、そして画像を第１の画像センサー１４へ提供する。第２のズームレンズ４は、ズーム及び焦点モーター５ｂにより制御され、そして画像を第２の画像センサー１６へ提供する。カメラのユーザーズーム制御は、ユーザーズーム制御の設定に依存して、第１の画像センサー１４の出力１４ｅ又は第２の画像センサー１６の出力１６ｅの何れかを選択する。デジタルカメラ１０Ｂの残りの特徴は、図１に示されたデジタルカメラ１０Ａと同様であり、同一の参照符号を保有する。従ってデジタルカメラ１０Ｂのこれらの特徴の更なる説明は、図１を参照のこと。
【００６１】
図５Ａ及び５Ｂは、図４に関し記載されたデジタルカメラ１０Ｂの透視図である。図５Ａは、カメラ１０Ｂの前面図であり、第１のズームレンズ３、第２のズームレンズ４及びフラッシュ４８を示す。第１のズームレンズ３は望ましくは超薄型レンズ、例えばプリズムレンズであり、適切なズームは、３８−１１４ｍｍ相当焦点距離ズームレンズのような約３：１ズーム比レンズである。第２のズームレンズ４は望ましくは別の超薄型レンズ、例えばプリズムレンズであり、適切なズームは、１３３−３８０ｍｍ相当焦点距離ズームレンズのような約３：１ズーム比レンズである。望ましくは、約１０：１の全体のズーム比は、両方のズームレンズの使用から得られて良い。更に、好適な実施例では、及び電動ズームは連続的よりむしろ標準的に離散ズーム段階の間で行われるので、第１のズームレンズ３と第２のズームレンズ４の間の焦点距離の小さなギャップは、焦点距離のズーム段階に相当する。明らかに、他のレンズ焦点距離及びレンズ種類の構成は、本発明の範囲内である。
【００６２】
図５Ｂは、カメラ１０Ｂの背面図であり、パノラマボタン４２ｂの欠如を除き、図２Ｂと全ての特徴が同様である。撮像装置がパノラマアスペクト比を有さないので、ディスプレイ７０は、望ましくは４：３アスペクト比のディスプレイである。
【００６３】
図６は、図４のデジタルカメラを使用してデジタル画像をキャプチャする方法を示すフロー図を示す。レンズ設定ブロック１００では、カメラ１０Ｂが電源スイッチ（示されない）を使用して電源を入れられると、第１のズームレンズ３は、望ましくは広角位置（例えば３８ｍｍ位置）である規定位置に設定される。ズーム位置ブロック１２２では、ユーザーがズームボタン４２ｃを押下しＸを超える位置を得る場合（つまり１２５ｍｍより大きく及び従ってブロック１２２への肯定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ１）２４の出力を使用する（第２のセンサーブロック１３４）。従って第２の画像センサー１６の出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。その結果、ブレビューブロック１３６で、画像センサー１６からのプレビュー画像はキャプチャされ及び表示される。次に、キャプチャブロック１４０で、シャッターボタンが押下される場合、静止画像は第２のセンサー１６の出力を使用してキャプチャされる。ズームボタンブロック１３８で、この時点でズームボタンが押下される場合、制御はズーム位置ブロック１２２へ戻される。
【００６４】
ズーム位置ブロック１２２では、ユーザーがズームボタン４２ｃを押下し位置Ｘより短い位置を得る場合（つまり１２５ｍｍより短く及び従ってブロック１２２への否定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ２）２２の出力を使用する（第２のセンサーブロック１２４）。従って第１の画像センサー１４の出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。その結果、ブレビューブロック１２６で、画像センサー１４からのプレビュー画像はキャプチャされ及び表示される。次にキャプチャブロック１３０で、シャッターボタン４２ａが押下される場合、静止画像は、第１のセンサー１６の出力を使用してキャプチャされる。ズームボタンブロック１２８で、この時点でズームボタンが押下される場合、制御はズーム位置ブロック１２２へ戻され、そして処理が繰り返される。
【００６５】
図７は、本発明の第３の実施例によるデジタルカメラ１０Ｃのブロック図を示す。第３の実施例では、デジタルカメラ１０Ｃは、それぞれ画像を対応する画像センサーへ供給する２個のズームレンズ３及び４並びに固定焦点距離レンズ２を有する。第１のズームレンズ３は、ズーム及び焦点モーター５ａにより制御され、そして画像を第１の画像センサー１４へ提供する。第２のズームレンズ４は、ズーム及び焦点モーター５ｂにより制御され、そして画像を第２の画像センサー１６へ提供する。固定焦点距離レンズ２は、画像を第３の画像センサー１２へ提供する。カメラのユーザーズーム制御は、ユーザーズーム制御の設定に依存して、第１の画像センサー１４の出力１４ｅ、第２の画像センサー１６の出力１６ｅ、又は第３の画像センサー１２の出力１２ｅの何れかを選択する。デジタルカメラ１０Ｃの残りの特徴は、図４に示されたデジタルカメラ１０Ｂと同様であり、同一の参照符号を保有する。従ってデジタルカメラ１０Ｃのこれらの特徴の更なる説明は、図４を参照のこと。
【００６６】
図８Ａ及び８Ｂは、図７に関し記載されたデジタルカメラ１０Ｃの透視図を示す。図８Ａは、カメラ１０Ｃの前面図であり、第１のズームレンズ３、第２のズームレンズ４、固定焦点距離レンズ２、及びフラッシュ４８を示す。第１のズームレンズ３は望ましくは超薄型レンズ、例えばプリズムレンズであり、適切なズームは、３８−１１４ｍｍ相当焦点距離ズームレンズのような約３：１ズーム比レンズである。第２のズームレンズ４は望ましくは超薄型レンズ、例えばプリズムレンズであり、適切なズームは、１３３−３８０ｍｍ相当焦点距離ズームレンズのような約３：１ズーム比レンズである。望ましくは、約１０：１の全体のズーム比は、両方のズームレンズの使用から得られて良い。更に、好適な実施例では、第１のズームレンズ３と第２のズームレンズ４との間の焦点距離の小さなギャップは、焦点距離ズーム段階に相当する。固定焦点距離レンズは、望ましくは超広角レンズであり、適切なレンズは２２ｍｍ相当焦点距離及びｆ／２最大絞りを有する。明らかに、他のレンズ焦点距離及びレンズ種類の構成は、本発明の範囲内である。
【００６７】
図８Ｂは、カメラ１０Ｃの背面図であり、図２Ｂと全ての特徴が同様である。第３の実施例の更なる（任意的な）変形では、固定焦点距離レンズ２により提供された画像のアスペクト比（例えば１６：９）は、ズームレンズ３又は４により提供された画像のアスペクト比と異なって良い。この場合、図２Ｂに示されたように、ユーザー制御４２（例えばズームボタン４２ｃ）は、レンズ２の広角から狭角へ向かい遷移しズームレンズ３の４：３アスペクト比の効果へ近付く可変パノラマ効果を得るため、画像センサー１２により提供された格納された画像のアスペクト比を変化するユーザーコマンドを入力して良い。
【００６８】
図９は、図７のデジタルカメラを使用してデジタル画像をキャプチャする方法を示すフロー図を示す。この図は、大部分が図３及び６のブロックの合成であり、殆どのブロックは同一のブロック機能及び段階の同一の参照符号を有する。レンズ設定ブロック１００では、カメラ１０Ｂが電源スイッチ（示されない）を使用して電源を入れられると、第１及び第２のズームレンズ３及び４は、望ましくは各レンズの広角位置（例えばレンズ３では３８ｍｍ位置、レンズ４では１２５ｍｍ位置）である規定位置に設定される。
【００６９】
パノラマ決定ブロック１０２では、ユーザーがパノラマボタン４２ｂを押下する場合（つまりブロック１０２への肯定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ１）２６の出力を使用する（第３のセンサーブロック１１５）。従って第３の画像センサー１２の出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。その結果、ブレビューブロック１１６で、画像センサー１２からのプレビュー画像はキャプチャされ表示される。アスペクト比調整ブロック１１８で、この時点で（広角画像が使用されることが指定されている）、ズームボタンが押下される場合、画像のアスペクト比は、広角のレンズ２から可変パノラマ効果を得るよう変更される。次に、キャプチャブロック１２０で、シャッターボタンが押下される場合、静止画像は第３のセンサー１２の出力を使用してキャプチャされる。
【００７０】
パノラマ決定ブロック１０２が関与しない場合（つまりユーザーはパノラマボタン４２ｂを押下していない）、制御はズーム位置ブロック１２２へ移される。ズーム位置ブロック１２２では、ユーザーがズームボタン４２ｃを押下しＸを超える位置を得る場合（つまり１２５ｍｍより大きく及び従ってブロック１２２への肯定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ１）２４の出力を使用する（第２のセンサーブロック１３４）。従って第２の画像センサー１６の出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。その結果、ブレビューブロック１３６で、画像センサー１６からのプレビュー画像はキャプチャされ及び表示される。次に、キャプチャブロック１４０で、シャッターボタンが押下される場合、静止画像は第２のセンサー１６の出力を使用してキャプチャされる。ズームボタンブロック１３８で、この時点でズームボタンが押下される場合、制御はズーム位置ブロック１２２へ戻される。
【００７１】
ズーム位置ブロック１２２では、ユーザーがズームボタン４２ｃを押下し位置Ｘより短い位置を得る場合（つまり１２５ｍｍより短く及び従ってブロック１２２への否定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ２）２７の出力を使用する（第１のセンサーブロック１２４）。従って第１の画像センサー１４の出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。その結果、ブレビューブロック１２６で、画像センサー１４からのプレビュー画像はキャプチャされ及び表示される。次に、キャプチャブロック１３０で、シャッターボタン４２ａが押下される場合、静止画像は第１のセンサー１６の出力を使用してキャプチャされる。ズームボタンブロック１２８で、この時点でズームボタンが押下される場合、制御はズーム位置ブロック１２２へ戻され、そして処理が繰り返される。
【００７２】
図１９は、更なる実施例を表す。図１９では、デジタルカメラ１０Ｄは２個の固定焦点距離レンズを有するか（第４の実施例）、又はデジタルカメラ１０Ｅは３個の固定焦点距離レンズを有し（第５の実施例）、それぞれ対応する撮像アレイへ画像を提供する。図１９は、特に第５の実施例によるデジタルカメラ１０Ｅのブロック図を示す。第５の実施例では、デジタルカメラ１０Ｅは、それぞれ画像を対応する画像センサーへ供給する３個の固定焦点距離レンズを有する。第１の固定焦点距離レンズ２ａは、画像を第１の画像センサー１２ａへ提供する。第２の固定焦点距離レンズ２ｂは、画像を第２の画像センサー１２ｂへ提供する。第３の固定焦点距離レンズ２ｃは、画像を第３の画像センサー１２ｃへ提供する。カメラのユーザーズーム制御は、ユーザーズーム制御の設定に依存して、第１の画像センサー１２ａの出力、第２の画像センサー１２ｂの出力、又は第３の画像センサー１２ｃの出力の何れかを選択する。より詳細には、カメラのユーザーズーム制御は、３個の画像センサーの１つの出力を選択し、粗い倍率設定を提供し、及び更に画像プロセッサー５０により提供されるデジタルズームを使用し精細な倍率制御を提供する。例えば、第１の焦点距離レンズ２ａは３０ｍｍ相当（３５ｍｍ換算）の焦点距離を有して良く、第２の固定焦点距離レンズ２ｂは９０ｍｍ相当の焦点距離を有して良く、及び第３の固定焦点距離レンズ２ｃは１３５ｍｍ相当の焦点距離を有して良い。ズームレンズ制御は、３０ｍｍから２７０ｍｍの設定を提供して良い。ユーザーが６０ｍｍを選択する場合、例えば、第１のセンサー１２ａからの出力が２ｘデジタルズームと共に選択される。ユーザーが２７０ｍｍを選択する場合、第３のセンサー１２ｃからの出力が２ｘデジタルズームと共に選択される。
【００７３】
第４の実施例では、デジタルカメラ１０Ｄは、それぞれ画像を対応する画像センサーへ供給する２個の固定焦点距離レンズを有する。従って、第４の実施例では、図１９は変更され、第３の固定焦点距離レンズ２ｃ及び第３の固定焦点距離レンズ２ｃの付属構成要素及び回路が削除される。カメラのユーザーズーム制御は、ユーザーズーム制御の設定に依存して、第１の画像センサー１２ａの出力又は第２の画像センサー１２ｂの出力の何れかを選択する。例えば、第１の焦点距離レンズ２ａは３０ｍｍ相当（３５ｍｍ換算）の焦点距離を有して良く、第２の固定焦点距離レンズ２ｂは９０ｍｍ相当の焦点距離を有して良い。ズームレンズ制御４２ｃは、３０ｍｍから２７０ｍｍの設定を提供して良い。ユーザーが６０ｍｍを選択する場合、例えば、第１のセンサー１２ａからの出力が２ｘデジタルズームと共に選択される。ユーザーが２７０ｍｍを選択する場合、第２のセンサー１２ｂの出力が３ｘデジタルズームと共に選択される。デジタルカメラ１０Ｄ及び１０Ｅの残りの特徴は、図４に示されたデジタルカメラ１０Ｂと同様であり、同一の参照符号を保有する。従ってデジタルカメラ１０Ｄ及び１０Ｅのこれらの特徴の更なる説明は、図４を参照のこと。
【００７４】
デジタルカメラ１０Ｄ及び１０Ｅの透視図は、実質的に図５Ａ及び５Ｂの透視図と同様であるので示されないが、デジタルカメラ１０Ｅでは別の光学リレーサブ部品が含まれていることが異なる。
【００７５】
図２０は、図２０のデジタルカメラ１０Ｅを使用してデジタル画像をキャプチャする方法を示すフロー図を示す。パワーアップブロック３００では、カメラ１０Ｅは電源スイッチ（示されない）を使用して電源を入れられる。ズーム位置ブロック３０２では、ユーザーがズームボタン４２ｃを押下しＸを超える位置を得る場合（例えば９０ｍｍ相当と等しいか又は大きく及び従ってブロック３０２への肯定の応答）、制御は、第２のズーム位置ブロック３１４へ移される。ズームボタン４２ｃが位置Ｙを超える位置を示している場合（例えば１３５ｍｍ相当と等しいか又は大きく及び従ってブロック３１４への肯定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ３）２６の出力を使用する（第３のセンサーブロック３１８）。従って第３の画像センサー１２ｃの出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。ズーム制御４２ｃが光学１３５ｍｍ相当以外の焦点距離を要求している場合、ズームブロック３０６でデジタルズームは画像に適用され、画像を要求された焦点距離まで持って行く。その結果、ブレビューブロック３０８で、画像センサー１２ｃからのプレビュー画像はキャプチャされ及び表示される。次に、キャプチャブロック３１２で、シャッターボタンが押下される場合、静止画像は第３のセンサー１２ｃの出力を使用してキャプチャされる。ズームボタンブロック３１０で、この時点でズームボタンが押下される場合、制御は代わりにズーム位置ブロック３０２へ戻される。
【００７６】
ズームボタン４２ｃが位置Ｙより短い位置を示している場合（つまり１３５ｍｍ相当より短く及び従ってブロック３１４への否定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ２）２４の出力を使用する（第２のセンサーブロック３１６）。従って第２の画像センサー１２ｂの出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。ズーム制御４２ｃが光学９０ｍｍ相当以外の焦点距離を要求している場合、ズームブロック３０６でデジタルズームは画像に適用され、画像を要求された焦点距離まで持って行く。その結果、ブレビューブロック３０８で、画像センサー１２ｂからのプレビュー画像はキャプチャされ及び表示される。次に、キャプチャブロック３１２で、シャッターボタンが押下される場合、静止画像は、第２のセンサー１２ｂの出力を使用してキャプチャされる。ズームボタンブロック３１０で、この時点でズームボタンが押下される場合、制御は代わりにズーム位置ブロック３０２へ戻される。
【００７７】
ズーム位置ブロック３０２では、ユーザーがズームボタン４２ｃを押下し位置Ｘより短い位置を得る場合（つまり９０ｍｍより短く及び従ってブロック３０２への否定の応答）、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、アナログマルチプレクサ３４を制御しアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ１）２２の出力を使用する（第１のセンサーブロック３０４）。従って第１の画像センサー１２ａの出力はＡ／Ｄ変換器３６へ提供される。ズーム制御４２ｃが光学３０ｍｍ相当以外の焦点距離を要求している場合、ズームブロック３０６でデジタルズームは画像に適用され、画像を要求された焦点距離まで持って行く。その結果、画像センサー１２ａからのプレビュー画像はキャプチャされ、ブレビューブロック３０８で表示される。次に、キャプチャブロック３１２で、シャッターボタン４２ａが押下される場合、静止画像は第１のセンサー１２ａの出力を使用してキャプチャされる。ズームボタンブロック３１０で、この時点でズームボタンが押下される場合、制御はズーム位置ブロック３０２へ戻され、そして処理が繰り返される。
【００７８】
多数の利点が、固定焦点距離レンズの使用により第４及び第５の実施例で得られて良い。各レンズの絞りは、非常に大きく保たれ得（例えば最も広角のレンズで少なくともｆ／２．８）、それにより高速、低光量レンズを供給する。更に、画像品質は、同程度のズームレンズの場合より高く保たれ得る。デジタルズームが利用される場合、２個（又は３個）の光学設定があっても、ズームのための可動部分はなく、及びズームは完全に音がせず且つズーム焦点距離遷移時に比較的速い。
【００７９】
第６の実施例（別のブロック図として示されない）では、デジタルカメラ１０Ｆは、それぞれ画像を対応する画像センサーへ供給する４個の固定焦点距離レンズを有する。従って、第６の実施例では、図１９は変更され、第４の固定焦点距離レンズ２ｄの付属構成要素及び回路が追加される。カメラのユーザーズーム制御は、ユーザーズーム制御の設定に依存して、第１の画像センサー１２ａの出力、第２の画像センサー１２ｂの出力、第３のセンサー１２ｃの出力、又は第４のセンサー１２ｄの出力の何れかを選択する。例えば、第１の焦点距離レンズ２ａは３０ｍｍ相当（３５ｍｍ換算）の焦点距離を有して良く、第２の固定焦点距離レンズ２ｂは６０ｍｍ相当の焦点距離を有して良く、第３の固定焦点距離レンズ２ｂは１２０ｍｍ相当の焦点距離を有して良く、及び第４の固定焦点距離レンズ２ｂは２７０ｍｍ相当の焦点距離を有して良い。ズームレンズ制御４２ｃは、３０ｍｍから４００ｍｍの設定を設けて良い。ユーザーが４５ｍｍを選択する場合、例えば、第１のセンサー１２ａからの出力が１．５ｘデジタルズームと共に選択される。ユーザーが９０ｍｍを選択する場合、例えば、第２のセンサー１２ｂからの出力が１．５ｘデジタルズームと共に選択される。ユーザーが２４０ｍｍを選択する場合、例えば、第３のセンサー１２ｃからの出力が２ｘデジタルズームと共に選択される。ユーザーが４００ｍｍを選択する場合、第４のセンサー１２ｄの出力が１．５ｘデジタルズームと共に選択される。デジタルカメラ１０Ｆの残りの特徴は、図１９に示されたデジタルカメラ１０Ｅと同様であり、同一の参照符号を保有する。及び従ってデジタルカメラのこれらの特徴の詳細は図１９を参照のこと。デジタルカメラ１０Ｆのフロー図及び透視図は、実質的に図５Ａ及び５Ｂの透視図及び図２０のフロー図と同様であるので示されないが、デジタルカメラ１０Ｆでは更に別の光学リレーサブ部品、及び第４のセンサー１２ｃのための別のフローの列が図２０に含まれていることが異なる。
【００８０】
多くの前述の実施例では、デジタルズームが使用される。デジタルズームは良く知られた処理であり、任意の種々の技術が使用されて良い。このようなデジタルズーム能力の１つは、同一出願人による特許文献１２に記載されている。特許文献１２は、名称「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｔｉｌｌ Ｃａｍｅｒａ ａｎｄ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ」、２００２年８月１日発行、スミト・ヨシカワによる。特許文献１２は参照されることにより本願明細書に組み込まれる。継続特許出願の特許文献１２に開示された種類のシステムでは、本発明によるシステムと同様に、画像センサーは、カラーフィルターアレイ（ＣＦＡ）パターンと重ね合わせられた離散感光画像素子を有し、ＣＦＡパターンに対応するカラー画像データを生成する。画像センサーからの出力データは、アナログ信号処理（ＡＳＰ）及びカラー画像データからデジタルＣＦＡデータを生成するアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部へ適用される。
【００８１】
結果として生じるデジタルデータは、画像プロセッサー５０（本開示の図１を参照のこと）のような、カラー画像センサーの全ての画素に対し赤、緑及び青（ＲＧＢ）カラー画像データを補間するデジタル信号プロセッサーへ適用される。ＣＦＡ画像データは、２０４８画素列×１５３６画素行のような固定の大きさの画像を表す。デジタルでズームされた画像は、ＣＦＡ画像データの中央部を取り、及び画像センサーにより提供された画素の間に同調する追加の画素を補間することにより提供される。例えば、２：１デジタルズームは、ＣＦＡ画像データの中央１０２４列×７６８行だけを使用することにより、及び画像の中央を拡大するように１つの追加の行及び列を中央ＣＦＡ画像データの行及び列のそれぞれの間に補間することにより提供される。画像プロセッサー５０の出力は、カラー補間され及びデジタルでズームされ、２０４８列及び１３５６行のＲＧＢデータを有し、ＣＦＡ画像データの中央１０２４列×７６８行から提供された画像である。
【００８２】
前述のヨシカワの特許文献１２による現在の画像システムの動作では、ユーザーはデジタルカメラ、例えばデジタルカメラ１０Ｅ（図１９）を動作し、カラーＬＣＤ画像ディスプレイ７０で画像を観察しながら写真を撮る。プレビュー段階（例えば、図２０の段階３０８）で、キャプチャした画像のそれぞれのデジタルＣＦＡ画像は、画像プロセッサー５０により処理され、「サムネイル」又は二段抽出フォーマットで表示される。ズーム選択／トリミング段階（例えば図２０の段階３０２、３１４）で、観察されたズーム量が望ましくない場合、ユーザーは次に、ズームボタン４２ｃを使用することによりズーム／トリミング設定を変更する。デジタルズームの量は、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０により決定され、そして画像プロセッサー５０へ提供される。制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、（アナログマルチプレクサ３４を制御することにより）使用する画像センサー出力、及び組み合わせて所望の全体ズーム設定を提供する必要なデジタルズームの量を選択する。例えば、２．５：１の全体ズーム設定は、（アナログマルチプレクサ３４を使用して）レンズ及び２：１光学ズームを提供する画像センサーを選択することにより、及びまた画像プロセッサー５０に（２０４８列×１５３６行のＣＦＡ画像データから）中央の１６３８列×１２３０行を使用する５：４デジタルズーム設定を提供するよう命令することにより提供される。
【００８３】
図２１に示された本発明の更なる実施例では、２個（又は３個）のレンズは同一の焦点距離を有し、及び撮像アレイは異なる大きさである（例えば両方のセンサーが、例えば２０４８列×１５３６行の画素を備えた３．１有効メガピクセルセンサーである。しかし第１の画像センサー４１２ａは３．１ミクロン平方画素を有し、第２の画像センサー４１２ｂは６．２ミクロン平方画素を有し、従って第２の画像センサーの対角は第１の画像センサーより２倍大きい。）。異なる大きさの撮像アレイでは、各レンズは撮像アレイの領域を満たすよう設計され、及び各レンズアレイの組み合わせは実質的に同一の実際の焦点距離、つまりアレイ間隔に対し同一のレンズを有し得る。しかしながら、各レンズの３５ｍｍ換算は、アレイの対角の大きさの違いに比例して異なる。従って、各レンズは異なる視野を有する。図２１では、この更なる実施例では、デジタルカメラ１０Ｇは、画像を３．１ミクロン画素を有する第１の画像センサー４１２ａへ提供する第１の固定焦点距離レンズ４０２ａを有する。第２の固定焦点距離レンズ４０２ｂは、画像を、６．２ミクロン画素を有する第２の画像センサー４１２ｂへ提供する。カメラのユーザーズーム制御４２は、ユーザーズーム制御の設定に依存して、第１の画像センサー４１２ａの出力又は第２の画像センサー４１２ｂの出力の何れかを選択する。より詳細には、カメラのユーザーズーム制御は、２個の画像センサーの１つの出力を選択し、レンズ４０２ａ及び４０２ｂの３５ｍｍ換算焦点距離に基づき粗い倍率設定を提供し、及び更に画像プロセッサー５０により提供されるデジタルズームを使用し精細な倍率制御を提供する。例えば、画素が３．１ｍｍであり、従って対角の大きさは約８ｍｍなので、第１の焦点距離レンズ４０２ａは、３５ｍｍ換算焦点距離約８０ｍｍを提供する実際の焦点距離１６ｍｍを有して良い。画素が６．２ｍｍであり、従って対角の大きさは約１６ｍｍなので、第２の固定焦点距離レンズ４０２ｂも実際の焦点距離１６ｍｍを有して良い。しかし第２の固定焦点距離レンズ４０２ｂは、３５ｍｍ換算焦点距離約４０ｍｍを提供する。ズームレンズ制御は、４０ｍｍから１６０ｍｍの設定を提供して良い。ユーザーが６０ｍｍを選択する場合、例えば、第２のセンサー４１２ｂからの出力が１．５ｘデジタルズームと共に選択される。ユーザーが１６０ｍｍを選択する場合、例えば、第１のセンサー４１２ａからの出力が２ｘデジタルズームと共に選択される。
【００８４】
デジタルカメラ１０Ｇの残りの特徴は、図４に示されたデジタルカメラ１０Ｂと同様であり、同一の参照符号を保有する。従ってデジタルカメラ１０Ｇのこれらの特徴の更なる説明は、図４を参照のこと。
【００８５】
本発明の更なる利点は、２重ズームの使用が、ユーザーが要求したズーム位置の間の動きが迅速な方法で実行され得る広範な光学ズーム範囲を、デジタルカメラに提供することである。電動ズームは標準的に連続的というよりむしろ離散ズーム段階の間で行われるので、ズームシステムの全範囲は、有限数の離散段階に分割される。例えば、図２２に示されるように、本発明による２つのズームシステムは、３０ｍｍ−１１４ｍｍ相当のズームレンズ範囲を提供する第１のズーム範囲５００及び１３３ｍｍ−３８０ｍｍ相当のズームレンズ範囲を提供する第２のズーム範囲５０２に分割されて良い。このような構成は、図４に示されるデジタルカメラ１０Ｂにより提供されて良い。この構成によると、ズーム及び焦点モーター５ａ及び５ｂは、有限の連続する離散段階を通じてそれぞれのズームレンズ３及び４を駆動する。ここで各段階は、図２２に示された例では、より低いズーム範囲にわたり０．５ｘズーム段階を、及びより高いズーム範囲にわたり１ｘズーム段階を表す。より詳細には、ズーム及び焦点モーター５ａは、ズームレンズ３を３８ｍｍから１１４ｍｍへ、１ｘ（３８ｍｍ）、１．５ｘ（５７ｍｍ）、２ｘ（７６ｍｍ）、２．５ｘ（９５ｍｍ）及び３ｘ（１１４ｍｍ）ズーム段階を有する５個の離散段階で駆動する。ズーム及び焦点モーター５ｂは、ズームレンズ４を１３３ｍｍから３８０ｍｍへ、３．５ｘ（１３３ｍｍ）、４ｘ（１５２ｍｍ）、５ｘ（１９０ｍｍ）、６ｘ（２２８ｍｍ）及び７ｘ（２６６ｍｍ）、８ｘ（３０４ｍｍ）、９ｘ（３４２ｍｍ）及び１０ｘ（３８０ｍｍ）ズーム段階を有する７個の離散段階で駆動する。２個のレンズは、１つの段階ギャップ５０３だけ（つまり、３ｘズーム焦点距離と３．５ｘズーム焦点距離との間の０．５ｘギャップにより１９ｍｍだけ）焦点距離の隔たりがある。
【００８６】
動作中、ユーザーは、ズーム設定を選択するためユーザー制御４２を動作する。それによりズーム及び焦点モーター５ａ及び５ｂは、第１のズームレンズ３に対し第１の複数の離散ズーム位置５００を通じて、及び第２のズームレンズ４に対し第２の複数の離散ズーム位置５０２を通じてズームレンズを調整するユーザー制御４２に応答する。制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、ズーム制御装置として動作し、ズーム及び焦点モーター５ａ及び５ｂを制御し、そしてユーザーが起動したユーザー制御の変化がある範囲の複数の離散ズーム位置の１つのうちの現在のズーム設定から、他の範囲の他の複数の離散ズーム位置のうちの目標ズーム設定へズーム遷移を指定する場合、高速モードを可能にする。制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、目標位置を有するレンズのズーム及び焦点モーターに、対応するズームレンズを目標ズーム位置へ、他のズーム及び位置モーターに如何なる介在離散ズーム位置を通じても電力供給することなく、直ちに移動させ、それにより目標位置を有さないレンズのズーム及び焦点モーターが現在のズーム設定と目標ズーム設定との間の全ての介在するズーム位置を横断しない高速ズームシーケンスを可能にする。
【００８７】
図２２に例が示される。パワーアップモードでは、両方のズームレンズはそれらの最小焦点距離位置へ持って行かれる。つまりズームレンズ３は３８ｍｍ位置へ駆動され、及びズームレンズ４は１３３ｍｍ位置へ駆動される。ユーザーが最初に最も広角の位置、仮に３８ｍｍ相当で被写体を見ることを選択した場合、ズームレンズ３はズームレンズ３の最も広角の画像を画像センサー１４（図４）へ提供し、及びアナログマルチプレクサ３４は第１の画像センサー１４から第１の画像出力１４ｅを選択する。ユーザーが次に望遠位置、仮に２２８ｍｍ相当までズームボタン４２ｃを押下した場合、範囲３８ｍｍ乃至２２８ｍｍに渡る単一ズームレンズの通常の応答は、ズームレンズを図２２に示される８段階シーケンス５０４を通じて駆動する。しかしながら、本発明による高速モードでは、制御プロセッサー及びタイミング生成器４０は、ズーム及び焦点モーター５ｂに、レンズ４を３段階シーケンス５０６を通じて１３３ｍｍから２２８ｍｍへ駆動するよう直ちに指示する。その間に、ズームレンズ３はズームレンズ３の最も広角の設定のままである。従って、５段階の動きが節約され、及びユーザーが要求したズーム位置の間の動きは、従来技術の状況と比較して迅速な方法で実行される。明らかに、図２２は単なる例であり、及び段階長及びズーム範囲の多くの他の変形が本発明の範囲内にある。例えば、パワーアップモードでは、レンズ４は、最も広角の焦点距離（１３３ｍｍ）というよりむしろ最大焦点距離（３８０ｍｍ）に設定され得る。次に、カメラは、単にアナログマルチプレクサ３４を切り替え第２の画像センサー１６の出力を提供することにより、広角位置（３８ｍｍ相当）から最大望遠位置（３８０ｍｍ相当）へ直ちに切り替え得る。
【００８８】
複数レンズ及び複数センサーの概念、及び統合画像キャプチャ部品の使用は、撮像能力を有する種類の携帯電話における使用に適用されて良い。従って、及び図２３Ａに示されるように、携帯電話６００は、発呼者の音声をキャプチャするマイクロホン６０２、発呼者及び電話をかけられた人の音声信号を処理する関連電子機器（示されない）、電話をかけられた人の音声を再生するスピーカー６０４を有する電話段を有する。キーパッド６０６は、電話番号及び画像キャプチャコマンドを入力するために設けられる。また（ＬＣＤ）ディスプレイ６０８は、電話に関連するデータを示すため、及び電話によりキャプチャされた又は携帯電話ネットワークを介し受信した画像を再生するために設けられる。図２３Ｂに示される携帯電話６００の背面図は、画像プロセッサー５０（図１に示される）を介し、携帯電話プロセッサー９０及びモデム９２を有する携帯電話処理段と接続される携帯電話画像キャプチャ部品６１０を有するいくつかの内部構成要素を示す。携帯電話プロセッサー９０は、画像プロセッサー５０からの画像データ、及びマイクロホン６０２によりキャプチャされた音声データを受信し及び処理し、そして画像及び音声データを携帯電話モデム９２へ送信する。携帯電話モデム９２は、デジタル画像及び音声データを、アンテナ９４により携帯電話ネットワークへ送信するため、適切な形式に変換する。
【００８９】
携帯電話画像キャプチャ部品６１０は、図２４Ａ及び２４Ｂに示される。図２４Ｂは、図２４Ａの線２４Ｂ−２４Ｂに沿って取られた部品６１０の上面図である。部品６１０は、共通基板６２０上に光学及び画像構成要素の統合パッケージを有する。より詳細には、部品６１０は、第１の固定焦点距離レンズ６１２及び第１の画像センサー６１４、及び第２の固定焦点距離レンズ６１６及び第２の画像センサー６１８を有する。第１のレンズ６１２は、望ましくは（４０ｍｍ相当レンズのような）固定焦点距離広角レンズであり、画像を第１の画像センサー６１４に形成する。また第２のレンズ６１６は、望ましくは（１００ｍｍ相当レンズのような）固定焦点距離望遠レンズであり、画像を第２の画像センサー６１８に形成する。両方のレンズは、異なる視野にも拘わらずそれらレンズの前にある景色全体の同一の部分の画像を形成するため、同一の方向に向けられる。
【００９０】
各レンズ６１２及び６１６並びに各関連付けられた画像センサー６１４及び６１８は、画素へのＩＲ輻射の入射を低減するため間にＩＲカットフィルターを備えた基板６２０に取り付けられる。抵抗、キャパシター及び電源管理構成要素のような電子構成要素６２４はまた、基板６２０に取り付けられる。画像信号は、基板６２０から屈曲コネクタ６２６を介し取り込まれる。部品６１０から取り込まれたデータは、生画像データであって良い。又は適切なプロセッサー（示されない）が基板、基板６２０上にある場合、データはＹＵＶ画像データ又はＪＰＥＧ画像データであり得る。更に、画像プロセッサー５０は、広角及び望遠焦点距離の間でデジタルズームを提供する。ユーザーは、このようなズームを（ＬＣＤ）ディスプレイ６０８に表示されるユーザーインターフェースを介して、及びキーパッド６０６の適切なボタンを入力することにより起動して良い。更に、広角画像センサー６１４は、デジタルズームのためにより高い品質の元画像を提供するため、例えば望遠画像センサー６１８の解像度より高い高解像度を有して良い。
【００９１】
ある実施例では、広角レンズ６１２は、広角レンズ６１２の過焦点距離に設定される。これは、ユーザーによる如何なる焦点調整も必要とせず、広角レンズ６１２が数フィートから無限大まで焦点が合っていることを意味する。望遠レンズ６１６は、自動合焦システム６２８により自動的に合焦される。これは、焦点距離が増大するにつれ過焦点距離が増大するので、及び従って標準的な距離（例えば４’乃至１２’）で対象のための適正な焦点を得るため焦点が調整される必要があるので、必要とされる。望遠レンズ６１６のためにただ１つの合焦サブシステム６２８を使用することにより、価格及び大きさが低減され得る。
【００９２】
この実施例の重要な制約は、「ｚ」寸法６３０である。「ｚ」寸法６３０は、携帯電話レイアウト及び構造に調和する非常に小さい形状を固守しなければならない。これは、望遠焦点距離及びセンサーの大きさを注意深く選択することにより得られて良い。例えば、センサー６１６の大きさ、及び従ってセンサーを満たすために生成されなければならない画像の大きさは、焦点距離を許容可能なｚ寸法６３０まで減少させるのに十分なほど小さく作られて良い。
【００９３】
更なる実施例では、図２１と関連して議論されたように、２個のレンズは、ほぼ同一の焦点距離を有し、異なる大きさである撮像アレイを備えて良い。異なる大きさの撮像アレイでは、各レンズは撮像アレイの領域を満たすよう設計され、及び各レンズアレイの組み合わせは実質的に同一の実際の焦点距離、つまりアレイの距離と同一のレンズを有する。しかしながら、各レンズの３５ｍｍ換算は異なり、従って各レンズは異なる視野を有する。
【００９４】
図２４Ａ及び２４Ｂに詳細に示されないが、図１と関連して説明されたのと同様に、第１の画像センサー６１４からのアナログ出力信号は、第１のアナログ信号プロセッサーにより増幅され、そして制御素子、例えば基板６２０上の電子構成要素６２４の１つとして設けられたアナログマルチプレクサ制御素子の第１の入力へ供給される。第２の画像センサー６１８からのアナログ出力信号は、第２のアナログ信号プロセッサーにより増幅され、そして制御素子の第２の入力へ供給される。制御素子の機能は、ズーム選択に関するキーパッド６０６からのユーザー入力に依存して、第１の画像センサー６１４からの第１のセンサー出力又は第２の画像センサー６１８からの第２のセンサー出力の何れかを選択し、それにより携帯電話画像キャプチャ部品６００からの選択センサー出力を画像プロセッサー５０へ提供することである。
【００９５】
本発明は、特定の好適な実施例を特に参照して詳細に記載された。しかし、変形及び変更が本発明の精神と範囲の範囲内で実行され得ることが理解されるだろう。
【００９６】
［付記］
付記（１）：
電子カメラであって、景色の出力画像を生成し、前記電子カメラは：
第１のセンサー出力を生成する第１の画像センサー；
前記景色の第１の画像を前記第１の画像センサーに形成する第１のレンズ；
第２のセンサー出力を生成する第２の画像センサー；
前記第１のレンズと同一の方向に向けられ及び同一の前記景色の第２の画像を前記第２の画像センサーに形成し、前記第２の画像を提供するために最小焦点距離と最大焦点距離の間で調整可能であるズームレンズ；
前記第１の画像センサーからの第１のセンサー出力又は前記第２の画像センサーからの第２のセンサー出力の何れかを選択し、それにより選択センサー出力を提供する制御素子；及び
前記選択センサー出力から前記出力画像を生成する処理部、を有する電子カメラ。
【００９７】
付記（２）：
前記第１のレンズは固定焦点距離を有する、付記（１）に記載の電子カメラ。
【００９８】
付記（３）：
ユーザーに焦点距離を選択可能にするユーザー制御を更に有し、及び前記制御素子は、前記ユーザー制御に応答し対応するセンサー出力を選択する、付記（２）に記載の電子カメラ。
【００９９】
付記（４）：
前記第１のレンズの固定焦点距離は前記ズームレンズの最小焦点距離より短く、それにより間に焦点距離ギャップが残される、付記（３）に記載の電子カメラ。
【０１００】
付記（５）：
前記処理部は、焦点距離ギャップの少なくとも一部にわたり電子的にズームを行う電子ズーム能力を有する、付記（４）に記載の電子カメラ。
【０１０１】
付記（６）：
前記ユーザー制御はズーム位置の選択を可能にし、それにより前記ズーム位置は、（ａ）前記ズーム位置が前記第１のレンズの固定焦点距離であるか又は前記ズームレンズの焦点距離の範囲内である場合、光学焦点距離として見なされ、及び（ｂ）前記第１のレンズの固定焦点距離と前記ズームレンズの最小焦点距離との間のギャップの範囲内である場合、電子ズーム量として見なされる、付記（５）に記載の電子カメラ。
【０１０２】
付記（７）：
前記第１の画像センサーにより提供された画像はパノラマ画像である、付記（２）に記載の電子カメラ。
【０１０３】
付記（８）：
前記第１及び第２の画像センサーに形成された前記第１及び第２の画像は、前記第１の画像センサーのパノラマアスペクト比を有する異なるアスペクト比を有する、付記（２）に記載の電子カメラ。
【０１０４】
付記（９）：
前記第１の画像センサーのパノラマアスペクト比は調整可能である、付記（８）に記載の電子カメラ。
【０１０５】
付記（１０）：
パノラマモードを有効にする第１のユーザー制御及び前記カメラのズーム位置を設定する第２のユーザー制御、を更に有する付記（９）に記載の電子カメラ。
【０１０６】
付記（１１）：
前記パノラマモードが有効にされた場合、前記第２のユーザー制御の設定は、処理段に、前記第１のセンサーによりキャプチャされた前記第１の画像のアスペクト比を変更させる、付記（１０）に記載の電子カメラ。
【０１０７】
付記（１２）：
前記第１及び第２の画像センサーは異なる大きさであり、及び各レンズの間の光路距離と各レンズの画像センサーは実質的に同一であり、それにより同一の光路距離に対し異なる有効焦点距離を有する１対のレンズシステムを提供する、付記（１）に記載の電子カメラ。
【０１０８】
付記（１３）：
前記第１のレンズは、前記第１の画像を提供するために最小焦点距離と最大焦点距離との間で調整可能な追加ズームレンズであり、前記第１のレンズの最大焦点距離は、前記ズームレンズの最小焦点距離より短いか又は等しい、付記（１）に記載の電子カメラ。
【０１０９】
付記（１４）：
前記第１のレンズの最大焦点距離は前記ズームレンズの最小焦点距離より短く、それにより間に焦点距離ギャップが残され、及び前記処理部は前記焦点距離ギャップの少なくとも一部にわたり電子的にズームを行う電子ズーム能力を有する、付記（１３）に記載の電子カメラ。
【０１１０】
付記（１５）：
対応する複数の追加センサー出力を生成する複数の追加画像センサー；及び
前記景色の対応する複数の追加画像を前記複数の追加画像センサーに形成する複数の追加レンズ、を更に有し、前記制御素子は、前記第１の画像センサーからの第１のセンサー出力、前記第２の画像センサーからの第２のセンサー出力、又は前記複数の追加画像センサーからの複数の追加センサー出力の何れか１つ、の何れかを選択し、それにより選択画像出力を提供する、付記（１）に記載の電子カメラ。
【０１１１】
付記（１６）：
前記追加レンズの少なくとも１つはズームレンズである、付記（１５）に記載の電子カメラ。
【０１１２】
付記（１７）：
前記第１のレンズの固定焦点距離は、２５ｍｍより短い３５ｍｍ換算焦点距離を有する、付記（２）に記載の電子カメラ。
【０１１３】
付記（１８）：
前記ズームレンズの最小焦点距離は、３０ｍｍより長い３５ｍｍ換算焦点距離を有する、付記（１７）に記載の電子カメラ。
【０１１４】
付記（１９）：
電子カメラであって、景色の出力画像を生成し、前記電子カメラは：
第１のセンサー出力を生成する第１の画像センサー；
前記景色の第１の画像を前記第１の画像センサーに形成する、固定焦点距離を有する第１のレンズ；
第２のセンサー出力を生成する第２の画像センサー；
前記第１のレンズと同一の方向に向けられ及び同一の前記景色の第２の画像を前記第２の画像センサーに形成し、前記第２の画像を提供するために最小焦点距離と最大焦点距離との間の焦点距離の第１のセットを通じて調整可能である広角ズームレンズ；
第３のセンサー出力を生成する第３の画像センサー；
前記第１のレンズと同一の方向に向けられ及び同一の前記景色の第３の画像を前記第３の画像センサーに形成し、前記第３の画像を提供するために最小焦点距離と最大焦点距離との間の焦点距離の第２のセットを通じて調整可能である望遠ズームレンズ；
前記第１の画像センサーからの第１のセンサー出力、前記第２の画像センサーからの第２のセンサー出力、又は前記第３の画像センサーからの第３のセンサー出力の何れかを選択し、それにより選択センサー出力を提供する制御素子；及び
前記選択センサー出力から前記出力画像を生成する処理部、を有する電子カメラ。
【０１１５】
付記（２０）：
ユーザーに適切な焦点距離を選択可能にするユーザー制御を更に有し、及び前記制御素子は、対応する画像出力を選択する前記ユーザー制御に応答する、付記（１９）に記載の電子カメラ。
【０１１６】
付記（２１）：
前記第１のレンズの固定焦点距離は前記広角ズームレンズの最小焦点距離より短く、それにより間に焦点距離ギャップが残され、及び前記処理部は前記焦点距離ギャップの少なくとも一部にわたり電子的にズームを行う電子ズーム能力を有する、付記（２０）に記載の電子カメラ。
【０１１７】
付記（２２）：
電子カメラであって、広角光学焦点距離及び少なくとも１つの望遠ズームレンズにより提供される光学焦点距離のグループを有する範囲にわたりズーム設定を提供し、前記広角焦点距離と前記望遠ズームのズーム焦点距離との間のギャップにある介在焦点距離の少なくとも一部は、前記広角光学焦点距離でキャプチャされた画像から電子ズームアップにより提供される、電子カメラ。
【０１１８】
付記（２３）：
前記広角焦点距離は、固定焦点距離レンズにより提供される、付記（２２）に記載の電子カメラ。
【０１１９】
付記（２４）：
前記広角光学焦点距離は追加ズームレンズにより提供され、及び前記広角焦点距離と前記ズーム焦点距離との間のギャップにある前記介在焦点距離は、前記追加ズームレンズの最大焦点距離でキャプチャされた画像から電子ズームアップを行うことにより提供される、付記（２２）に記載の電子カメラ。
【０１２０】
付記（２５）：
電子カメラであって、複数レンズから景色の処理された画像を形成し、前記カメラは：
第１のレンズにより形成された第１の画像をキャプチャする手段；
ズームレンズにより形成された第２の画像をキャプチャする手段；
ズーム設定を入力する手段；
前記ズーム設定に応答し前記第１の画像又は前記第２の画像の何れかを選択し、それにより選択画像出力を提供する手段；及び
前記選択画像から前記処理された画像を生成する手段、を有する電子カメラ。
【０１２１】
付記（２６）：
前記第１のレンズと前記ズームレンズとの間の少なくとも１つのズーム設定に対し、電子ズームを提供する手段、を更に有する付記（２５）に記載の電子カメラ。
【０１２２】
付記（２７）：
前記第１のレンズはまたズームレンズである、付記（２５）に記載の電子カメラ。
【０１２３】
付記（２８）：
方法であって、電子カメラ内で処理された画像を形成し、前記方法は：
第１のレンズにより形成された第１の画像をキャプチャする段階；
ズームレンズにより形成された第２の画像をキャプチャする段階；
ズーム設定を入力する段階；
前記ズーム設定に応答し前記第１の画像又は前記第２の画像の何れかを選択し、それにより選択画像出力を提供する段階；及び
前記選択画像から前記処理された画像を生成する段階、を有する方法。
【０１２４】
付記（２９）：
前記第１のレンズと前記ズームレンズとの間の少なくとも１つのズーム設定に対し、電子ズームを提供する段階、を更に有する付記（２８）に記載の方法。
【０１２５】
付記（３０）：
前記第１のレンズはまたズームレンズである、付記（２８）に記載の方法。
【符号の説明】
【０１２６】
１ 画像キャプチャ部品
１ａ 光学リレーサブ部品
１ｂ 光学リレーサブ部品
１ｃ 光学リレーサブ部品
１ａ（１） 第１の光学リレーサブ部品
１ａ（２） 第２の光学リレーサブ部品
１ａ（３） 第３の光学リレーサブ部品
１ａ（４） 第４の光学リレーサブ部品
１ｄ カメラの前面光学断面
２ 固定焦点距離レンズ
２ａ 第１の固定焦点距離レンズ
２ｂ 第２の固定焦点距離レンズ
２ｃ 第３の固定焦点距離レンズ
２ｄ 第４の固定焦点距離レンズ
２ｅ 第１の画像センサー出力
３ 第１のズームレンズ
４ （第２の）ズームレンズ
５ａ ズーム及び焦点モーター
５ｂ ズーム及び焦点モーター
５ｃ 接続ギア列
６ａ レンズ筒
６ｂ 固定具
７ａ リレーレンズ構成要素
７ｂ 可動リレー（ズーム）レンズ構成要素
８ａ ミラープリズム
８ｂ ミラープリズム
９ａ 絞りシャッター部品
９ｂ 絞りシャッター部品
１０Ａ デジタルカメラ（第１の実施例）
１０Ｂ デジタルカメラ（第２の実施例）
１０Ｃ デジタルカメラ（第３の実施例）
１０Ｄ デジタルカメラ（第４の実施例）
１０Ｅ デジタルカメラ（第５の実施例）
１０Ｆ デジタルカメラ（第６の実施例）
１０Ｇ デジタルカメラ（第７の実施例）
１２ 第１の画像センサー
１２ａ 第１の画像センサー
１２ｂ 第２の画像センサー
１２ｃ 第３の画像センサー
１２ｄ 第４の画像センサー
１２ｅ 第１の画像出力
１３ クロックドライバ
１４ 第２の画像センサー
１４ｅ 第２の画像出力
１５ クロックドライバ
１６ 第３の画像センサー
１６ｅ 第３の画像出力
１７ クロックドライバ
１８ １６：９アスペクト比パノラマ画像
１８ａ 水平マージン
１８ｂ 垂直マージン
１９ ４：３アスペクト比画像
２２ 第１のアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ１）
２４ 第２のアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ２）
２６ 第３のアナログ信号プロセッサー（ＡＳＰ３）
３４ 制御素子（アナログマルチプレクサ）
３６ アナログデジタル変換器
３８ ＤＲＡＭバッファーメモリー
４０ 制御プロセッサー及びタイミング生成器
４２ ユーザー制御
４２ａ シャッターボタン
４２ｂ パノラマボタン
４２ｃ ズームボタン
４２ｄ 多位置セレクタ
４６ 自動合焦及び自動露光検出器
４８ 電子フラッシュ
５０ 画像プロセッサー
５２ メモリーカードインターフェース
５４ 取り外し可能メモリーカード
５６ ＲＡＭメモリー
５８ ファームウェアメモリー
６２ ホストインターフェース
６４ 相互接続
６６ ホストＰＣ
７０ カラーＬＣＤ画像ディスプレイ
９０ 携帯電話プロセッサー
９２ 携帯電話モデム
９４ アンテナ
１００ レンズ設定ブロック
１０２ パノラマ決定ブロック
１０４ 第２のセンサーブロック
１０６ プレビューブロック
１０８ ズーム調整ブロック
１１０ キャプチャブロック
１１２ パワーダウンブロック
１１４ 第１のセンサーブロック
１１５ 第３のセンサーブロック
１１６ プレビューブロック
１１８ アスペクト比調整ブロック
１２０ キャプチャブロック
１２２ ズーム位置ブロック
１２４ 第１のセンサーブロック
１２６ プレビューブロック
１２８ ズームボタンブロック
１３０ キャプチャブロック
１３４ 第２のセンサーブロック
１３６ プレビューブロック
１３８ ズームボタンブロック
１４０ キャプチャブロック
２０１ 横方向寸法
２０４ バッテリー
２１０ 前後寸法
３００ パワーアップブロック
３０２ ズーム位置Ｘブロック
３０４ 第１のセンサーブロック
３０６ デジタルズームブロック
３０８ プレビューブロック
３１０ ズームボタンブロック
３１２ キャプチャブロック
３１４ ズーム位置Ｙブロック
３１６ 第２のセンサーブロック
３１８ 第３のセンサーブロック
３２０ 削除された部分
３２２ 肯定応答
４０２ａ 第１のレンズ
４０２ｂ 第２のレンズ
４１２ａ 第１の（より小さい）センサー
４１２ｂ 第２の（より大きい）センサー
５００ 第１のズーム範囲
５０２ 第２のズーム範囲
５０３ １段階ギャップ
５０４ １７段階ズームシーケンス
５０６ ９段階ズームシーケンス
６００ 携帯電話
６０２ マイクロホン
６０４ スピーカー
６０６ キーパッド
６０８ （ＬＣＤ）ディスプレイ
６１０ 携帯電話画像キャプチャ部品
６１２ 第１の固定焦点距離レンズ
６１４ 第１の画像センサー
６１６ 第２の固定焦点距離レンズ
６１８ 第２の画像センサー
６２０ 基板
６２２ ＩＲカットフィルター
６２４ 電子構成要素
６２６ 屈曲コネクタ
６２８ 自動合焦サブシステム
６３０ ｚ寸法
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーンの出力イメージを生じさせるための電子的なカメラであって、
上記電子的なカメラは、
第一のセンサー出力を発生させるための第一のイメージセンサー、
前記第一のイメージセンサーに前記シーンの第一のイメージを形成するための第一のレンズ、前記第一のレンズが固定された焦点距離を有すること、
第二のセンサー出力を発生させるための第二のイメージセンサー、
前記第一のレンズと同じ方向に向くと共に前記第二のイメージセンサーに同じシーンの第二のイメージを形成するズームレンズ、前記ズームレンズが前記第二のイメージを提供するために最小の焦点距離及び最大の焦点距離の間に調節可能なものであること、前記第一の及び第二のイメージセンサーに形成された前記第一の及び第二のイメージが前記第一のイメージセンサーについてのパノラマのアスペクト比を含む異なるアスペクト比を有すること、及び前記第一のイメージセンサーの前記パノラマのアスペクト比が調節可能なものであること、
前記第一のイメージセンサーからの前記第一のセンサー出力又は前記第二のイメージセンサーから前記第二のセンサー出力のいずれかを選択するための制御素子、それによって選択されたセンサー出力を提供すること、
パノラマのモードを可能とするための第一のユーザー制御及び前記カメラについてのズーム位置を設定するための第二のユーザー制御、並びに、
前記選択されたセンサー出力から前記出力イメージを生じさせるための処理するセクション
を具備する、カメラ。
【請求項２】
請求項１に記載の電子的なカメラにおいて、
前記第二のユーザー制御は、ユーザーが焦点距離を選択することを許容すると共に、
前記制御素子は、対応するセンサー出力を選択するために前記第二のユーザー制御に対して応答性のものである、
電子的なカメラ
【請求項３】
請求項２に記載の電子的なカメラにおいて、
前記第一のレンズの前記固定された焦点距離は、前記ズームれンズの最小の焦点距離と比べてより少ないものであると共に、それによってそれらの間における焦点距離の間隙をそのままにする、電子的なカメラ。
【請求項４】
請求項３に記載の電子的なカメラにおいて、
前記処理するセクションは、前記焦点距離の間隙の少なくとも一部分にわたって電子的にズームするための電子的なズーミングの性能を含む、
電子的なカメラ。
【請求項５】
シーンの出力イメージを生じさせるための電子的なカメラであって、
上記の電子的なカメラは、
第一のセンサー出力を発生させるための第一のイメージセンサー、
前記第一のイメージセンサーに前記シーンの第一のイメージを形成するための、少なくとも一つの焦点距離を有する、第一のレンズ、
第二のセンサー出力を発生させるための第二のイメージセンサー、
前記第一のレンズと同じ方向に向くと共に前記第二のイメージセンサーに同じシーンの第二のイメージを形成するズームレンズ、前記ズームレンズが前記第二のイメージを提供するために最小の焦点距離及び最大の焦点距離の間において調節可能なものであるズーム設定をすることを有すること、
前記第一のイメージセンサーからの前記第一のセンサー出力又は前記第二のイメージセンサーからの前記第二のセンサー出力のいずれかを選択するための制御素子、それによって選択されたセンサー出力を提供すること、
ユーザーがそれぞれのレンズの焦点距離の一つに対応するズーム設定をすることを選択することを許容するためのユーザー制御、前記制御素子がそれにおいて対応するセンサー出力を選択するために前記ユーザー制御に対して応答性のものであること、それによって前記第一のレンズ及び前記ユーザーに対して透明なものである前記ズームレンズのズーム設定をすることの間における移行を提供すること、並びに、
前記選択されたセンサー出力から前記出力イメージを生じさせるための処理するセクション
を具備する、電子的なカメラ。
【請求項６】
請求項５に記載の電子的なカメラにおいて、
前記第一のレンズは、固定された焦点距離を有する、
電子的なカメラ。
【請求項７】
請求項６に記載の電子的なカメラであって、
ユーザーが焦点距離を選択することを許容するものであるユーザー制御をさらに具備する、電子カメラにおいて、
前記制御素子は、対応するセンサー出力を選択するために前記ユーザー制御に対して応答性のものである、
電子的なカメラ。
【請求項８】
請求項６に記載の電子的なカメラにおいて、
前記第一のレンズの前記固定された焦点距離は、前記ズームレンズの最小の焦点距離と比べてより少ないものであると共に、それによってそれらの間における焦点距離の間隙をそのままにする、電子的なカメラ。
【請求項１】
シーンの出力イメージを生じさせるための電子的なカメラであって、
上記電子的なカメラは、
第一のセンサー出力を発生させるための第一のイメージセンサー、
前記第一のイメージセンサーに前記シーンの第一のイメージを形成するための第一のレンズ、前記第一のレンズが固定された焦点距離を有すること、
第二のセンサー出力を発生させるための第二のイメージセンサー、
前記第一のレンズと同じ方向に向くと共に前記第二のイメージセンサーに同じシーンの第二のイメージを形成するズームレンズ、前記ズームレンズが前記第二のイメージを提供するために最小の焦点距離及び最大の焦点距離の間に調節可能なものであること、前記第一の及び第二のイメージセンサーに形成された前記第一の及び第二のイメージが前記第一のイメージセンサーについてのパノラマのアスペクト比を含む異なるアスペクト比を有すること、及び前記第一のイメージセンサーの前記パノラマのアスペクト比が調節可能なものであること、
前記第一のイメージセンサーからの前記第一のセンサー出力又は前記第二のイメージセンサーから前記第二のセンサー出力のいずれかを選択するための制御素子、それによって選択されたセンサー出力を提供すること、
パノラマのモードを可能とするための第一のユーザー制御及び前記カメラについてのズーム位置を設定するための第二のユーザー制御、並びに、
前記選択されたセンサー出力から前記出力イメージを生じさせるための処理するセクション
を具備する、カメラ。
【請求項２】
請求項１に記載の電子的なカメラにおいて、
前記第二のユーザー制御は、ユーザーが焦点距離を選択することを許容すると共に、
前記制御素子は、対応するセンサー出力を選択するために前記第二のユーザー制御に対して応答性のものである、
電子的なカメラ
【請求項３】
請求項２に記載の電子的なカメラにおいて、
前記第一のレンズの前記固定された焦点距離は、前記ズームれンズの最小の焦点距離と比べてより少ないものであると共に、それによってそれらの間における焦点距離の間隙をそのままにする、電子的なカメラ。
【請求項４】
請求項３に記載の電子的なカメラにおいて、
前記処理するセクションは、前記焦点距離の間隙の少なくとも一部分にわたって電子的にズームするための電子的なズーミングの性能を含む、
電子的なカメラ。
【請求項５】
シーンの出力イメージを生じさせるための電子的なカメラであって、
上記の電子的なカメラは、
第一のセンサー出力を発生させるための第一のイメージセンサー、
前記第一のイメージセンサーに前記シーンの第一のイメージを形成するための、少なくとも一つの焦点距離を有する、第一のレンズ、
第二のセンサー出力を発生させるための第二のイメージセンサー、
前記第一のレンズと同じ方向に向くと共に前記第二のイメージセンサーに同じシーンの第二のイメージを形成するズームレンズ、前記ズームレンズが前記第二のイメージを提供するために最小の焦点距離及び最大の焦点距離の間において調節可能なものであるズーム設定をすることを有すること、
前記第一のイメージセンサーからの前記第一のセンサー出力又は前記第二のイメージセンサーからの前記第二のセンサー出力のいずれかを選択するための制御素子、それによって選択されたセンサー出力を提供すること、
ユーザーがそれぞれのレンズの焦点距離の一つに対応するズーム設定をすることを選択することを許容するためのユーザー制御、前記制御素子がそれにおいて対応するセンサー出力を選択するために前記ユーザー制御に対して応答性のものであること、それによって前記第一のレンズ及び前記ユーザーに対して透明なものである前記ズームレンズのズーム設定をすることの間における移行を提供すること、並びに、
前記選択されたセンサー出力から前記出力イメージを生じさせるための処理するセクション
を具備する、電子的なカメラ。
【請求項６】
請求項５に記載の電子的なカメラにおいて、
前記第一のレンズは、固定された焦点距離を有する、
電子的なカメラ。
【請求項７】
請求項６に記載の電子的なカメラであって、
ユーザーが焦点距離を選択することを許容するものであるユーザー制御をさらに具備する、電子カメラにおいて、
前記制御素子は、対応するセンサー出力を選択するために前記ユーザー制御に対して応答性のものである、
電子的なカメラ。
【請求項８】
請求項６に記載の電子的なカメラにおいて、
前記第一のレンズの前記固定された焦点距離は、前記ズームレンズの最小の焦点距離と比べてより少ないものであると共に、それによってそれらの間における焦点距離の間隙をそのままにする、電子的なカメラ。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１０Ｅ】
【図１０Ｆ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３Ａ】
【図２３Ｂ】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１０Ｅ】
【図１０Ｆ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３Ａ】
【図２３Ｂ】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【公開番号】特開２０１１−２５７７７０（Ｐ２０１１−２５７７７０Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６９３９８（Ｐ２０１１−１６９３９８）
【出願日】平成２３年８月２日（２０１１．８．２）
【分割の表示】特願２００７−５５６２０３（Ｐ２００７−５５６２０３）の分割
【原出願日】平成１８年２月８日（２００６．２．８）
【出願人】（５９００００８４６）イーストマン コダック カンパニー (1,594)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２日（２０１１．８．２）
【分割の表示】特願２００７−５５６２０３（Ｐ２００７−５５６２０３）の分割
【原出願日】平成１８年２月８日（２００６．２．８）
【出願人】（５９００００８４６）イーストマン コダック カンパニー (1,594)
【Ｆターム（参考）】
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