具有連續剪切的取景器的照相機的制作方法

專利名稱：具有連續剪切的取景器的照相機的制作方法
技術領域：
本發明涉及照相技術，尤其涉及照相機剪裁控制和相關的照相機以及剪裁控制方法。
背景技術：
改變拍攝的圖像的寬高比是攝影者可利用的一種創造性的選擇。這長期來一直用于在印制之后在物理上剪裁圖像，或者用于印制在具有所需寬高比的相紙上。現在，同樣的效果可用于個人計算機可利用的圖像編輯軟件中的數字圖像。這種拍攝后進行剪裁的方法是有效的，但是，不在取景器中看到寬高比，攝影者便難于構成一個特定的寬高比。此外，經常需要重構經過剪裁的圖像。這導致照片的面積和清晰度的附加損失。
解決這個問題的一種方法是在拍攝時用機械方式剪裁圖像和取景器。只有圖像的曝光部分由照相洗印者印上。其它的系統，例如Advanced Photo SystemTM(“APS”)，在取景器中顯示剪裁的圖像，但不是曝光整個的膠卷。編碼(encodement)被記錄在膠卷上，圖像在印制時以一個選擇的寬高比被印制。這些方法比在印制之后進行剪裁更方便，因為用戶可以根據在取景器中看到的所需的最終的寬高比構成圖像。這些方法的缺點在于，只有預設的寬高比是可用的。
許多方法采用用于提供拍攝后剪裁的圖像的方式。在許多圖像編輯軟件包中，圖像可以被縮放，即可以被放大或縮小，而不改變圖像的寬高比；并且/或者可以使圖像的每個邊沿單獨地移動，以便剪裁圖像。這種方法在圖像拍攝之后是非常有效的，但是如果用在照相機上，則是復雜、麻煩和不方便的。
美國專利5619738披露了一種混合式照相機，其中用戶可以在照相機的背面在顯示器上編輯圖像。用戶可選擇印制格式，然后在顯示器上移動一個標記，以便進行縮放、剪裁與/或使圖像的所需的部分傾斜。這種方法是有效的，但是同樣是復雜的。
美國專利6091902披露了一種簡單的系統，其中在取景器中使用一對L形的拉幅葉片，以用于顯示圖像的縮放部分。這是比較簡單的，但是局限于縮放，而不改變寬高比。
在上述的方案中，寬高比在拍攝時便被限定，如果需要垂直的格式，拍攝者必須重新調整照相機的方位。
因而需要提供一種改進的可使用簡單的控制器便能在取景器具有的連續的寬高比范圍中快速且容易地改變的剪裁器、照相機和方法。

發明內容
本發明由權利要求限定。在廣義上，本發明提供一種照相機和進行圖像剪裁的方法。所述照相機具有一本體和安裝在該本體中的拍攝單元。該拍攝單元具有成像器和在操作上和所述成像器相連的存儲介質。拍攝單元選擇地拍攝場景的電子圖像。取景器的光學系統和拍攝單元對準。取景器的光學系統限定取景器光路。在本體內設置有剪裁器。剪裁器具有一對葉片。葉片可以選擇地在第一和第二位置之間通過第一和第二位置之間的多個中間位置的連續的序列彼此相對地運動。在每個該位置中，該葉片在取景器光路中限定一個矩形橫截面的窗口。一控制單元在操作上與拍攝單元以及剪裁器相連。控制單元剪裁電子圖像，使得和窗口匹配。
本發明的有利的效果在于提供了一種改進的剪裁器、照相機和方法，其中可以使用簡單的控制器便能在取景器具有的連續的寬高比范圍中快速且容易地改變。


通過參閱下面結合附圖進行的本發明的實施例的詳細說明，可以更清楚地看出本發明的上述的以及其它的特征和目的及其實現方式，并且更好地理解本發明，其中圖1是本發明的照相機的實施例的示意圖。為清楚起見，只示出了前蓋、剪裁器、控制器和信號線。所示的剪裁器處于中心中間葉片位置。在該圖以及其它的圖中，一些部件的重疊部分用虛線表示。為清楚起見，其它的重疊部分保持用實線表示。
圖2是照相機的另一個實施例的后視圖。
圖3是圖2的照相機的示意的后視圖。所示的照相機具有用作電子取景器的顯示器。
圖4是圖2的照相機的原理圖。
圖5圖2的照相機的一種改型的局部示意圖。
圖6是圖5的照相機的前透視圖。
圖7是圖2的照相機的改型的后透視圖。
圖8是圖7的照相機的拆開的后透視圖。
圖9是照相機的另一個實施例的示意圖。
圖10是照相機的另一個實施例的示意圖。為清楚起見，只示出了前蓋、剪裁器、控制器和信號線。所示的剪裁器處于中心中間葉片位置。
圖11是照相機的另一個實施例的示意圖。為清楚起見，只示出了前蓋和剪裁器。所示的剪裁器被完全剪裁為垂直葉片的位置。
圖12和圖11完全相同，不過剪裁器處于中心中間葉片位置。
圖13和圖11相同，不過剪裁器處于被完全剪裁為水平葉片位置。
圖14是由圖11的照相機的剪裁器限定的窗口的示意圖，表示完全剪裁垂直、完全剪裁水平、以及在完全剪裁的葉片位置之間的5個中間葉片位置。
圖15是圖11的照相機的改型的示意圖。所示的剪裁器處于完全剪裁到垂直葉片位置。
圖16和圖15相同，只是剪裁器處于完全剪裁到水平葉片位置。
圖17是圖11的照相機的改型的前蓋的示意圖。
圖18是圖17的照相機的示意圖。為清楚起見，只示出了前蓋、剪裁器和鏡頭蓋。所示的剪裁器處于中心中間葉片位置，并且鏡頭蓋處于關閉位置。
圖19是照相機的另一個實施例的示意圖，為清楚起見，只示出了前蓋和剪裁器。
圖20是圖19的照相機的剪裁器輸入元件和前蓋的改型的處于局部關閉狀態的示意圖。
圖21a是圖1的照相機的頂視圖。以缺省的方式或額定聚焦位置和中心中間剪裁器葉片位置示出了4方式變焦-剪裁輸入元件。
圖21b是由圖21a的照相機提供的取景器圖像的示意圖。
圖22a和圖21a相同，不過增加了箭頭用于表示使用者按下4方式變焦剪裁輸入元件的前向墊的結果。在圖21a的照相機中，剪裁和變焦輸入元件連續地改變剪裁器和變焦機構各自的位置，只要把各個按墊按下并按住。因而，在圖22a-25中分別示出了各個限制位置。
圖22b是響應圖22a的用戶的作用在取景器圖像變焦之后由圖22a的照相機提供的取景器圖像的示意圖。
圖23a和圖21a相同，不過增加了箭頭用于表示使用者按下4方式變焦剪裁輸入元件的左向墊的結果。
圖23b是響應圖22a的用戶的作用在取景器圖像剪裁之后由圖22a的照相機提供的取景器圖像的示意圖。
圖24a和圖21a相同，不過增加了箭頭用于表示使用者按下4方式變焦剪裁輸入元件的右向墊的結果。
圖24b是響應圖24a的用戶的作用在取景器圖像剪裁之后由圖21a的照相機提供的取景器圖像的示意圖。
圖25a和圖21a相同，不過增加了箭頭用于表示使用者按下4方式變焦剪裁輸入元件的后向墊的結果。
圖25b是響應圖25a的用戶的作用在取景器圖像變焦之后由圖21a的照相機提供的取景器圖像的示意圖。
圖26是圖1的照相機的4方式搖桿按鈕和相關的電路的示意圖。為清楚起見，由標有斜的陰影線的單獨的部分示出了照相機的前蓋的下面的部分，并用簡化的開關表示快門開關。
圖27a-27d是照相機的另外的一些實施例。
圖28是照相機的另一個實施例的局部示意圖。為清楚起見，只示出了前蓋、剪裁器和變焦機構。剪裁器處于中心中間位置。變焦機構處于縮小位置。
圖29和圖28相同，不過剪裁器處于中心中間位置，變焦機構處于放大位置。
圖30和圖28相同，不過剪裁器處于小的寬高比位置，變焦機構處于放大位置。
圖31是沿圖12的線A-A取的圖12的照相機的示意的截面圖。
圖32是沿圖12的線B-B取的圖12的照相機的示意的截面圖。
圖33是沿圖18的線C-C取的圖18的照相機的示意的截面圖，所示的鏡頭蓋處于打開位置，而不在關閉位置。
圖34是沿圖19的線D-D取的圖19的照相機的示意的截面圖。
圖35是照相機的另一個實施例的示意的截面圖。
具體實施例方式
本發明的照相機對攝影者提供一個用于圖像寬高比的連續調節并同時提供在構圖期間由此獲得的所選圖像邊界的視野的輸入元件。在特定實施例中，變焦控制由同一個或相鄰的輸入元件來提供。在這里披露的特定的實施例中，在光學取景器中的圖像的寬高比借助于機械葉片來改變。根據葉片的位置，在拍攝圖像時拍攝的檔案圖像經受剪裁處理，或者提供剪裁信息。這種方法尤其適合于數字照相機或混合膠片數字照相機，但是也可應用于膠片照相機。
下面根據組合本發明的所有特征或許多特征的實施例說明幾個不同的照相機和方法的幾組特征。也說明組合較少的特征和其它特征的另外的實施例。對于本領域的技術人員，顯然還有其它的實施例。為使附圖清楚起見，選定了在所示的照相機中的取景器的位置。在實際的照相機中，取景器的位置可以不同。下面根據混合膠片數字照相機或數字照相機說明本發明的照相機。相同的考慮也應用于數字視頻攝像機和只有膠片的攝像機。
現在特別參看圖1-9和35，在特定實施例中，照相機10具有本體12，其保持著具有檔案圖像拍攝單元16和測定拍攝單元18的拍攝系統。這兩個不同的拍攝單元16和18可以采用多種形式，并且可以完全相互分開，或者可以共用一些元件或共用大部分元件。測定拍攝單元18用電子方式拍攝場景圖像，因而也可稱為電子圖像拍攝單元18。檔案圖像拍攝單元16可以用電子方式或者在膠片上拍攝圖像。如果檔案圖像拍攝單元16使用照相膠片作為檔案媒體拍攝潛像，則這里將其稱為“膠片圖像拍攝單元20”。
在具有膠片圖像拍攝單元20的照相機10的實施例中，當攝影者按動快門開關22時，物體的圖像23(場景的光圖像)便作為潛像被拍攝在膠片41的一個幀上，并且至少一個電子圖像被拍攝在測定拍攝單元18的電子陣列成像器24上。電子圖像被進行數字處理，并用于提供一個或幾個可以在安裝在本體12上的圖像顯示器26上顯示的導出的圖像。以模擬形式拍攝并被數字化之后但未進行其它改變的電子圖像這里一般稱為“原始電子圖像”。在進行包括任何縮放和剪裁的進一步修改之后，電子圖像在這里一般被稱為“導出圖像”。導出圖像也相對于原始圖像被修改，以便對顯示器或者特定的文件結構校準，或者與特定的預置例如要用作最終圖像的輸出媒體匹配。這些修改可以包括或者也可以不包括元數據的添加。利用混合式照相機，與洗印膠片檔案圖像的預期產品匹配的導出圖像這里也被稱為“校驗圖像”。可以由一個原始電子圖像形成一個以上的導出圖像。被用作數字取景器而不用作數字檔案圖像的導出圖像這里被稱為“測定圖像”。
照相機本體12對拍攝單元16、18以及其它元件提供結構支撐和保護。照相機10的本體12可以被改變，以便滿足特定用途和樣式考慮的要求。如果本體12具有在底盤32的上方被連接在一起的前蓋28和后蓋30，則是方便的。照相機10的許多元件可被安裝在底盤32上。膠卷門34和翻轉閃光燈單元36被可轉動地連接到蓋28、30和底盤32上。
膠片圖像拍攝單元20具有在使用期間保持著膠片單元40的膠片保持器38。在圖7-8的照相機10中，膠片保持器38是底盤32的一部分。(術語“膠片單元”用于指照相膠片和任何伴隨的筒或其它支撐結構或擋光單元或其類似物)。
膠片保持器38的構型根據使用的膠片單元40的類型而定。使用的膠片單元40的類型不是主要的。圖中所示的照相機10是一種可重新裝入膠卷的照相機，并使用Advanced Photo System(“APS”)膠卷盒。也可以使用其它類型的一個或兩個室的膠卷盒，也可以使用其它類型的膠卷。當前優選的是，照相機10是可以重新裝載的。照相機10可以具有用于確定膠卷類型的IX-DX代碼閱讀器(未示出)，以及用于在膠卷上寫數據的數據記錄器39，以便表示每個膠卷幀可以印制多少照片、印制的格式等。這沒有限制。利用本領域技術人員熟知的任何方法，可以讀出和寫入包括元數據的信息。
膠片保持器38包括一對膠片室42、44和在膠片室42、44之間的曝光幀45。膠片單元40具有被設置在一個室內的筒46。膠片帶41被繞在由筒46保持著的卷軸48上。在使用期間，膠片帶41跨過曝光幀45并被繞在另一個室中的膠卷上。曝光幀45具有開孔50，通過所述開口，每當拍攝照片時光圖像對膠卷41的一幀曝光。
在使用期間，膠片帶41由膠片傳送器52移動到膠卷盒40的筒46的外部，被繞在供應室42的膠片卷內，然后返回筒46。如圖所示，膠片傳送器52包括位于供應卷軸49內的電動機，但是也可以使用其它類型的電動機帶動的傳送機構或手動傳送機構。可以在前進的或者在重繞的膠片上進行膠片帶曝光。
電子圖像拍攝單元18具有電子陣列成像器24。電子陣列成像器24被這樣構成，使得對于每次照片拍攝，拍攝與在膠片帶41上當前拍攝的潛像相應的一個或幾個電子圖像。使用的成像器24的類型可以改變，但是優選地是，成像器24是一種可獲得到的幾種固態成像器中的一種。通常使用的一種流行的固態成像器是電荷耦合器件(“CCD”)。在幾種可利用的CCD中，有兩種能夠容易地進行電子快門操作，因而對于這種使用是優選的。其中的第一種是幀傳遞CCD，其由于具有光敏性而能夠產生電荷，然后把全部的圖像電荷轉移到光屏蔽的非光敏的區域。然后這個區域被記錄，從而提供采樣的電子圖像。第二種是行間傳遞CCD，也通過移動電荷進行快門操作，不過把電荷移動到每個圖像行的上下區域，以便使得存儲區域與成像的行一樣多。然后以合適的方式移出存儲行。這些CCD成像器的每一個都具有優點和缺點，但是都被在這種應用中被采用。一種典型的CCD具有作為時鐘驅動器、模擬信號處理器-模數轉換器104(也稱為“A/D轉換器104”)的單獨的元件。其也能使用利用CMOS(互補型金屬氧化物半導體)技術制造的電子圖像檢測器。這種類型的成像器對于使用是有吸引力的，因為其能夠用可以容易利用的固態處理被制造，并有助于使用簡單的電源。此外，所述的處理使得外圍電路能夠被集成到同一個半導體晶片上。例如，CMOS檢測器可以包括時鐘驅動器、A/D轉換器和集成到一個IC上的其它元件。可以使用的第三種檢測器是電荷注入器件(CID)。這種檢測器和所述的其它檢測器的區別在于電荷不被移出待讀取的器件。通過在像素內移動電荷進行讀取操作。這使得能夠進行陣列中的任何像素的非破壞性的讀取操作。如果所述器件被在外部進行快門操作，則陣列可被重復地讀取而不會破壞圖像。快門操作可以由外部快門來實現，或者不用外部快門，通過對襯底注入電荷從而重新組合來實現。
電子圖像拍攝單元18拍攝3種顏色的圖像。優選地是，一個成像器和三色和四色濾色器一道使用，不過，可以使用多個單色成像器和濾色器。合適的三色濾色器是本領域技術人員熟知的，并且一般被包括在成像器中，從而提供一個整體元件。為了方便，這里討論的照相機的實施例具有一個成像器和三色濾色器(沒有單獨示出)。應當理解，同樣的考慮適應于利用三種以上顏色的照相機或者利用多個單色成像器的照相機。
參見圖9，在一些實施例中，檔案圖像拍攝單元是用電子方式拍攝檔案圖像并以數字形式存儲檔案圖像的電子圖像拍攝單元18。在這后一種情況下，“拍攝媒體”是數字存儲媒體，例如電子存儲器或者磁存儲器，并且檔案圖像以數字形式傳遞，以便印制。存儲器54可以被固定在照相機10中，或者是可以拆下的。使用的存儲器的類型和信息存儲的方式，例如光學的或磁的或者電子的并不重要。例如，可拆下的存儲器可以是軟盤、CD、DVD、盒式磁帶或者閃存卡或閃存條。圖像可以以數字形式或者作為傳輸的電子信號傳遞到物理媒體上。
在照相機10中可以具有兩個電子拍攝單元16、18，一個用作測定拍攝單元18，另一個用作檔案拍攝單元。具有兩個電子拍攝單元的合適的數字照相機的例子在Smith的名稱為”ELECTRONIC CAMERA WITHDUAL RESOLUTION SENSORS”的美國專利5926218中描述了。另外，可以使用一個電子拍攝單元作為測定拍攝單元和檔案圖像拍攝單元。在這種情況下，檔案圖像借助于檔案圖像確定單元被從原始的電子圖像導出，并且借助于由這個操作所得到的實際的視野來確定場景。利用全電子的照相機10，可以從原始的電子圖像二次采樣導出的圖像，使得提供具有較低的清晰度的導出圖像。可以使用在Kuchta等人的名稱為“ELECTRONIC STILL CAMERA PROVIDING MULTI-FORMAT STORAGE OFFULL AND REDUCED RESOLUTION IMAGES”的美國專利5164831中描述的方法提供較低清晰度的導出圖像。
另外，按照拍攝者的選擇，或者根據一種或幾種拍攝媒體的存儲空間，或者根據一些其它的方面，照相機10能夠使用膠片圖像拍攝單元20或電子拍攝單元作為檔案圖像拍攝單元16。例如，一個開關(未單獨示出)可用于提供二者擇一的膠片拍攝方式和電子拍攝方式。否則，照相機10便以和所述的其它實施例相同的方式操作。
現在主要參看圖4-5，9和35，照相機10具有由安裝在本體12上的一個或幾個透鏡形成的光學系統56。在圖4-5和9中光學系統56由虛線以及幾組透鏡元件所示。應當理解，這只是說明性的，而不是限制性的。光學系統56把光引導到曝光幀45上(如果存在)，并引導到電子陣列成像器24上。光學系統56還優選地通過光學取景器58把光引導到使用者。參見圖35，拍攝透鏡單元76限定一個光軸77。取景器透鏡單元68限定取景器軸線79。拍攝透鏡76和取景器透鏡68分別限定拍攝光路和取景器光路。
參見圖4-5，在混合型實施例中，成像器24和曝光幀45分開。因而，光學系統56沿著第一路徑(由點劃線60表示)把光引向曝光幀45，沿著第二路徑(由點劃線62表示)把光引向電子陣列成像器24。兩個路徑60和62會聚在照相機10的前方物像平面23上的一個位置上。在圖4中，光學系統56具有組合透鏡單元64，其包括成像器透鏡單元66和取景器透鏡單元68。組合透鏡單元64具有部分透射反射鏡70，其把第二光路徑再分為到成像器24的成像器子路徑62a和取景器子路徑62b，其由全反射鏡72改變方向，并通過目鏡74傳送給拍攝者。
光學系統56可被改變。例如，取景器透鏡單元68、成像器透鏡單元66和拍攝透鏡單元76可以是完全分開的，如圖5所示，或者一個組合透鏡單元可以包括拍攝透鏡單元和成像器24透鏡單元(未示出)。也可以提供其它的替代的光學系統。
在大部分照相機10中，在取景器58的視野和檔案圖像拍攝單元16的視野之間具有差別。由取景器58描繪的場景一般是檔案圖像拍攝單元16的視野的80％-95％。這個差值確保拍攝者看到的全部景物都能被拍攝到檔案圖像中，雖然在邊沿具有一些附加的圖像內容。這里根據具有與檔案圖像拍攝單元16的視野100％匹配的取景器58對照相機10進行一般性說明。這是一種用于說明本發明的方便的方式。照相機10的取景器58可被限制于檔案圖像拍攝單元16的視野的80-95％，而不改變所述的其它特征。
再次參看圖4所示的實施例，拍攝透鏡單元76是電動的變焦透鏡，其中由變焦驅動器78驅動一個或幾個相對于一個或幾個靜止元件可移動的元件。組合透鏡單元64也具有被變焦驅動器78驅動的相對于一個或幾個靜止元件可移動的元件。不同的變焦驅動器78被這樣連接，使得利用機械方式(未示出)或者通過控制系統80一起實現變焦，控制系統80向變焦驅動器發送信號，從而使單元的變焦元件同時在相同的或者相當的焦距范圍內運動。控制系統80包括控制器81，其可以采取合適配置的微機的形式，例如具有RAM(隨機存取存儲器)或其它存儲器54的微處理器，用于數據操作和執行一般的程序。
圖4的實施例的拍攝透鏡單元76還是自動聚焦的。自動聚焦系統82具有包括檢測器84的測距器86。測距器直接地或者通過控制系統80操作聚焦驅動器88，從而使拍攝透鏡單元76的一個或幾個可聚焦的元件(未單獨示出)運動。測距器86可以是無源的或者是有源的，或者是二者的組合。拍攝透鏡單元76可以是簡單的，例如具有一個焦距并被手動地聚焦，或者具有固定的聚焦，但是這不是優選的。取景器透鏡單元68或者成像器透鏡單元66之一或兩者可以具有固定的聚焦，或者可以在不同的聚焦之間變焦。也可以使用數字變焦(相當于光學變焦的數字圖像的放大)，代替光學變焦或者和光學變焦結合。
成像器24和圖像顯示器26在圖像拍攝之前可以代替光學取景器58或者與取景器58組合使用，如同在普通的數字靜止照相機10中那樣。這種方法目前不是優選的，因為電池的用量被大大增加。
膠片快門92遮住到達曝光幀45的光路。成像器快門94遮住到達成像器24的光路。在兩個通路上也可以提供隔膜板/光圈板96。每個快門92，94可以在打開狀態和關閉狀態之間轉換。這里使用的術語“快門”在廣義上指一種物理的與/或邏輯元件，其在拍攝圖像時提供能夠使光沿著光路通過，從而到達膠片帶或成像器24的功能，并在其它時間不允許光通過。因而“快門”包括但不限于各種類型的機械快門或機電快門。“快門”不包括用于使膠片或成像器24簡單地運動而進出光路的膠片輸送機構或類似機構。“快門”包括包括電子陣列成像器24的計算機軟件和硬件特征，其在照相機控制器的控制下能夠使成像操作開始和停止。
在目前的優選實施例中，膠片快門92是機械的或者是機電的，成像器快門94是機械的或者是電子的。成像器快門94由虛線表示，用于表示機械的成像器快門的位置和電子快門的功能。當使用CCD時，成像器24的電子快門操作可以通過借助于被提供在對光不敏感區域上的光屏蔽寄存器移動積累的電荷來實現。這可以是一個整幀，如在幀傳遞器件CCD的情況下；或者是一個水平行，如在行間傳遞器件CCD的情況下。合適的器件和處理步驟是本領域技術人員熟知的。當使用CID時，在每個像素上的電荷在曝光開始時被注入到襯底內。在曝光結束時，每個像素內的電荷被讀出。這里遇到的困難是，讀出的第一個像素比讀出的最后一個像素具有較少的曝光時間。差別的量是讀出整個陣列所需的時間。這可以是重要的或者是不重要的，這取決于總的曝光時間和讀出整個陣列所需的最大時間。
信號線98用電子方式和各個元件相連，例如通過控制系統80使成像器24和圖像顯示器26相連。成像器24接收光的圖像，并將其轉換成模擬電信號，即模擬的電子圖像。(為了方便，電子圖像這里一般以單數形式討論。對于特定的照片拍攝事件拍攝的多個圖像也是如此)。
電子成像器24由成像器驅動器100驅動。安裝在照相機本體12的外側上的圖像顯示器26被圖像顯示器驅動器102驅動，并產生由使用者觀看的光的圖像(這里也稱為“顯示圖像”)。
控制系統80控制照相機10的其它元件，并進行和導出圖像有關的處理。如前所述，控制系統80包括控制器81和存儲器54，還包括A/D轉換器104和圖像處理器106。也可以提供其它的元件，如下面所詳細說明的。用于控制系統80的合適的元件是本領域技術人員熟知的。可以對控制系統80作出許多改型，例如本文其它部分說明的。控制器81可以被作為一個元件提供，例如微處理器，或者作為位于分布的位置的多個等效功能的元件被提供。相同的考慮適應于處理器106和其它的元件。同樣，這里作為單個單元說明的元件在一些實施例中可以被方便地組合或者共用。
“存儲器54”指的是以半導體存儲器或磁存儲器等的形式提供的物理存儲器的一個或幾個具有合適尺寸的邏輯單元。例如，存儲器54可以是內部存儲器，例如EPROM(可擦可編程只讀存儲器)閃存，或者是可以拆卸的存儲器，例如小型的閃存卡，或者是二者的組合。控制器81和圖像處理器106可以由存儲在用作圖像存儲器的同一個物理存儲器54中的軟件控制，不過優選的是，處理器106和控制器81由存儲在專用存儲器54例如ROM或EPROM固件存儲器中的固件控制。也可以提供存儲器54的單獨的專用單元，以便支持其它的功能。
拍攝的模擬電子圖像被放大，并被模數(A/D)轉換器-放大器104轉換成數字電子圖像，其然后在圖像處理器106中被處理，并被存儲在存儲器54中。當前優選的是，信號線98作為數據總線，以用于連接成像器24、控制器81、處理器106、圖像顯示器26和其它電子元件。
控制器81包括定時發生器(未單獨示出)，用于對所有具有定時關系的電子元件提供控制信號。用于各個照相機10的校準值被存儲在校準存儲器54中(未單獨示出)，例如EEPROM，并被提供給控制器81。控制器81操縱一個或幾個存儲器54，并包括變焦驅動器78、聚焦驅動器100、圖像顯示驅動器102、光圈驅動器108以及膠片與成像器快門驅動器110、112的驅動器。控制器81和用于控制閃光功能的閃光燈電路115相連。
應當理解，所示的和所述的電路可以用本領域技術人員熟知的多種方式加以改變。還應當理解，這里作為物理電路所述的各個特征也可以作為固件或軟件功能或者二者的組合被提供。同樣，這里所示的作為單獨單元的元件在一些實施例中可被方便地組合或者共用。
在存儲器54中的數字電子圖像被處理器106訪問，并被這樣改變，使得提供所需的導出圖像。因為在圖像顯示器26上顯示導出圖像的一部分，照相機10可以修改導出圖像，以便對特定的顯示器26進行校準。例如，可以提供一種變換，其修改每個圖像，使得適應顯示器26和成像器24以及電子拍攝單元的其它的元件的在灰度、色域、和白點方面的不同的能力。最好是這樣選擇顯示器26，使得其能夠以可接受的尺寸和清晰度顯示全部的導出圖像，而不需要由使用者通過操作才能顯示全部導出圖像。不過，也可以使用更受限制的顯示器26。
導出圖像也可以用在數字照相機中通常使圖像增強相同的方式進行修改。例如，通過處理可以提供插補和邊沿增強。對于在混合的數字-膠片實施例中的校驗圖像，所述增強應當被限制，使得不會使得導出圖像不象相應的洗印的檔案圖像。如果檔案圖像是電子圖像，則可對校驗圖像和檔案圖像二者提供同等的增強。電子檔案圖像的數字處理也可以包括與文件傳遞例如JPEG壓縮以及格式化有關的改變。
可以提供增強，使得校準的導出圖像與選擇的洗印通道的輸出特征匹配。與調節有關的洗印假定對于拍攝媒體的特定單元遵循預知的洗印處理。可以通過限制對于特定拍攝媒體單元的洗印選擇，或者通過使所有可利用的洗印方法標準化，或者通過要求使用者選擇洗印選項，例如通過在控制墊上輸入字符或者設置一個開關，來實現所述預知。這個指示可以指導使用特定的洗印選擇，并且可以提供導出圖像中的效果的直接或間接的指示。在拍攝媒體單元上施加一種指示可以通過本領域技術人員熟知的許多方法來實現，例如應用磁代碼或光代碼。
導出圖像可以在需要之前或者在需要時根據需要由電子圖像制備，其受到處理速度和可利用的存儲器的限制。為了使存儲器54的尺寸最小，在從成像器24中讀出隨后的圖像之前。電子圖像可被處理并作為具有較低清晰度的圖像被存儲。
控制器81幫助圖像沿著信號線在電子元件之間傳遞，并根據需要提供其它的控制功能。控制器81包括定時發生電路(未單獨示出)，其對具有定時關系的所有電子元件提供控制信號。控制器81被表示為一個元件，不過應當理解，這是為了說明方便。控制器81可以作為位于分布的位置的多個具有等效功能的元件被提供。同樣的考慮也適應于處理器106以及其它元件。同樣，在一些實施例中，這里所示的單個的元件可以被方便地組合或共用。
可以使用不同類型的圖像顯示器26。例如圖像顯示器26可以是液晶顯示器(LCD)，陰極射線管顯示器，或者有機電致發光顯示器(OELD，也叫做有機發光顯示器，OLED)。
圖像顯示器26最好安裝在本體12的背面或頂部，使得可以由拍攝者容易看到。可以在本體12上提供一個或幾個信息顯示器114，用于向拍攝者提供照相機的信息，例如剩余的底片、電池狀態、閃光狀態、印制的照片的數量等。為了方便，這里以一個信息顯示器114為例進行說明。信息顯示器114提供各種照相機相關的信息，其中可以包括如果檔案圖像在洗印之后將提供質量不合適的照片或者不合適的其它最后圖像時的警告信息，如下詳述。信息顯示器114和圖像顯示器26可以由單獨的顯示裝置提供，或者由普通顯示裝置的鄰接部分提供。如果信息在圖像顯示器26上被提供，在圖像或者代替圖像(未示出)上被疊加，則可以取消信息顯示器114。如果單獨提供，信息顯示器114由信息顯示驅動器116操作。圖像顯示器26和信息顯示器114可以被這樣安裝，使得他它們能夠通過作為虛擬顯示器(未示出)的取景器被看到。
最好是，圖像顯示器26借助于啟動一個開關(未單獨說明)根據需要被操作，并且圖像顯示器26借助于定時器或者借助于開始按下快門釋放裝置22被關閉。所述定時器可以作為控制器81的一個功能被提供。
現在參看圖4-5，9和35，照相機10具有使用者輸入元件，其包括快門釋放裝置22、剪裁器輸入元件146、變焦輸入元件120、以及其它使用者控制的部件122。(后兩個在下面詳細說明)。快門釋放裝置22操作兩個快門92，94。為了拍攝照片，快門釋放裝置22被拍攝者啟動，并由設定狀態松釋成為中間狀態，然后松釋成為釋放狀態。快門釋放裝置22一般通過推動被啟動，并且，為方便起見，快門釋放裝置22這里一般針對這樣一種快門按鈕進行說明，其首先被按壓通過“第一行程”，以便啟動第一開關S1，把快門釋放裝置22從設定狀態改變為中間狀態，并被進一步按壓通過“第二行程”，以便啟動第二開關S2，并把快門釋放裝置22從中間狀態改變為釋放狀態。如同本領域熟知的其它二行程快門釋放裝置一樣，第一行程啟動限定曝光的照相機元件，例如自動變焦、自動曝光和閃光燈單元準備；第二行程啟動檔案圖像的拍攝。
現在參看圖4，當快門釋放裝置被按下第一行程時，拍攝透鏡單元76和組合透鏡單元64根據由測距器86向控制器81發送的物距數據，對一個檢測的物距進行自動聚焦。控制器81還接收焦距數據，該焦距數據表示自變焦驅動器78和變焦檢測器(未示出)之一或者兩者的透鏡單元76、64應設定的焦距。照相機10還使用膠片單元檢測器124檢測裝在照相機10中的膠卷盒40中的膠片的膠片速度，并這個信息傳遞給控制器81。照相機10由下面討論的作為曝光表的元件獲得場景亮度(Bv)。場景亮度和其它的曝光參數被提供給控制器81中的算法，所述算法確定聚焦距離、快門速度、光圈、并選擇地確定用于放大由成像器24提供的模擬信號的增益設置。這些值的合適的信號通過控制器81的電動機驅動器接口(未示出)發送給驅動器88，100，108，110，112。增益設置被發送過ASP-A/D轉換器104。
照相機10利用成像器24或者單獨的檢測器126(圖中由虛線表示)或者兩者估算環境照明。所述檢測器具有環境傳感器驅動器128，用于操作一個檢測器129或者多個檢測器(未示出)。一個或幾個環境光檢測器可以接收來自光學系統56的光，或者在外部對光學系統56照射的光。
在一些實施例中，測定拍攝單元18被用于評價環境照明。在這些實施例中，在拍攝檔案圖像之前拍攝一個或幾個電子圖像。來自這些一次圖像的一個或幾個的拍攝的電子圖像數據被采樣，并由所述數據確定場景參數，例如快門速度的自動設置和光圈設置。這些一次電子圖像可以用連續的順序被拍攝，只要拍攝系統14處于一次方式即可。例如，一次圖像可被逐一地拍攝，只要快門釋放裝置22通過第一行程被啟動并被保持在那個位置。當快門釋放裝置22返回其待用位置或者通過第二行程被啟動進行檔案圖像拍攝時，所述一次圖像的拍攝結束。一次電子圖像可以存儲在存儲器54中；不過，除非另有說明，在拍攝替代的電子圖像時，它們通常被逐個地丟棄，以便減少存儲器54的使用。一次圖像也可以在拍攝照片之前被提供給圖像顯示器26供拍攝者在構成照片時使用。使用圖像顯示器26作為電子取景器大大增加了能量的消耗，因此不是優選的。
在裝配期間，電子拍攝單元被校準，以便使用已知的值提供照明的測量。例如，控制器81可以使用與多點曝光表使用的相同的測光算法處理在一次圖像中提供的數據。對每個相繼的一次圖像重復所述的處理。各個像素或者像素組代替在多點曝光表中使用的各個檢測器。例如，控制器81可以通過使像素之間進行比較，直到找到最大的照明強度來確定最大照明強度。類似地，控制器81可以確定等于圖像的所有像素的算術平均值的總強度。許多測量算法只對成像器陣列24的選擇的區域例如上中部區域提供平均值或積分值。另一種方法是估算多個區域并對這些區域不同地進行加權，以便提供一個總體值。例如，在中心加權的系統中，中心像素比周邊像素被更多地加權。照相機10可以提供不同方法例如中心加權和點測量之間的手動轉換。照相機10還可以根據場景內容的評價自動地選擇測量方法。例如，在頂部具有寬的水平的亮的區域的圖像可被解釋為天空，并相對于圖像的其余部分給以特定的加權。
在中等照明條件下，成像器24可以由一個一次圖像提供測光和顏色平衡確定。通過使用一系列的一次電子圖像中的一個以上的一次電子圖像，同時改變曝光參數，直到拍攝一個可接受的電子圖像，這可以適應更極端的照明條件。用于改變參數的方式不是重要的。
在控制器81收到場景亮度值之后，控制器81比較場景亮度和閃光燈接通點。如果亮度值低于閃光燈接通點，則控制器81借助于閃光燈單元36進行全照明，除非使用者手動地關閉閃光燈。對于這些方法的合適的算法和特征是本領域技術人員熟知的。
當快門釋放裝置22被進一步推到第二行程時，第二開關S2被啟動，當第二開關S2啟動時，膠片快門92打開，開始在膠片幀上拍攝曝光的潛影圖像。膠片快門92短暫地打開一個這里被稱為“檔案圖像曝光時間間隔”的時間。成像器快門94也被啟動，并在檔案圖像曝光時間間隔期間被短暫地打開一次或幾次。
現在參看圖1，9-20，和35，在一個特定的實施例中，在照相機10的本體12內安裝有機械剪裁器130。剪裁器130具有一對葉片132，134。葉片132，134在取景器的光路中共同限定一個窗口136。葉片132，134的位置由葉片驅動器142控制。葉片132，134可以沿著取景器58位于任何位置，不過優選地，葉片132，134的位置使得其靠著前蓋28，或者靠著后蓋30。在下面的各個實施例的討論中，葉片132，134靠著前蓋的內側，除非另有說明。
剪裁器輸入元件146是剪裁器130的一部分，并在操作上直接地或者通過控制器81與葉片驅動器142的其余部分相連。剪裁器輸入元件146使得使用者能夠把葉片132，134從任何一個位置移動到另一個位置。在圖1和圖10的實施例中，剪裁器輸入元件146是使用者控制的電開關，其通過本體12的外殼延伸到外部。也可以使用手動輸入元件和其它種類的電開關與控制裝置，例如，可以使用話音操作的控制電路(未示出)。
每個葉片132，134可以朝向和離開取景器軸線79而運動，因而以不同方式遮斷取景器光路。兩個葉片132，134沿著一對運動軸線31，33(圖10)中的各自的軸線平行地且方向相反地運動(如箭頭137所示)。每個葉片132，134相對于腿133，135和窗口136的高度和寬度尺寸前后傾斜地運動。
在所述的實施例中，葉片沿著與腿133，135以及窗口136的高度和寬度尺寸成斜角的運動軸線31，33運動。葉片132，134是扁平的，并垂直于取景器軸線79，并沿該軸線方向彼此貼近，葉片132，134是L形的。每個L形的兩個腿133，135相互垂直。在葉片132，134的每個位置，窗口136的截面是與取景器入口139以及取景器出口138對準的矩形。這與常規的洗印系統一致，其中硬拷貝的輸出是矩形的。葉片的形狀可被改變，以便呈現最終圖像的其它形狀。
葉片132，134可以根據使用者的選擇彼此相對并相對于取景器軸線79在第一位置和第二位置之間運動。在此處所述的實施例中，除非另有說明，所述第一位置和第二位置是終點位置，超過這個位置，葉片便不再能夠運動，或者，超過這個位置，葉片的運動便不能改變取景器58的窗口。葉片132，134可以被暫停在所述第一位置和第二位置，并可以暫停在第一和第二位置之間的任何中間位置。(作為一種選擇，葉片132，134可以彼此相向地運動，直到整個取景器的光路被擋住，因而所有的光都被擋住或者被濾除。這種無效方式這里不稱為葉片132，134的“位置”。)形成窗口136的葉片132，134的邊沿140圍成一個取景器光路的未被擋住和未被濾除的部分。取景器光路的其余部分被擋住或被濾除。在前一種情況下，葉片132，134由不透明的材料制成。在后一種情況下，葉片132，134是濾光材料。
在圖10所示的實施例中，葉片驅動器142包括和葉片132，134相連的電動機144和可以由使用者啟動用于改變葉片的位置的剪裁器輸入元件146。電動機146通過信號線和控制器81相連。可以利用電池或其它電源(未示出)通過控制系統或者直接地向電動機提供電源。
葉片驅動器142最好使葉片132，134圍繞取景器軸線79一前一后地對稱地往復運動。葉片132，134的運動改變窗口136的尺寸，最好還改變其形狀。(窗口形狀在這里一般根據高度尺寸對寬度尺寸的高寬比描述。)葉片驅動器142可以是機械的，或者是電氣的，或者是二者的組合。在簡單的情況下，兩個葉片132，134的每一個可以由按照需要由控制器81啟動的電動機144操作。例如，電動機144可以是步進電動機或者是具有合適的電路的伺服電動機。或者，每個葉片利用一個單獨的電動機，可以由控制器81一前一后地操作。一個或幾個電動機可以通過齒輪組或者其它的機構間接地操縱葉片132，134。也可以提供手動操作。在手動驅動的剪裁器130的情況下，剪裁輸入元件146和葉片132，134用機械方式連接。在圖11-18所示的實施例中，剪裁器輸入元件146通過本體12延伸到外部。機械連接是在剪裁輸入元件146和葉片132，134之間的一種直接連接，即在剪裁輸入元件146和葉片132，134之間沒有由于剪裁輸入元件146而單獨運動的中間部分。這種方法的優點是簡單。
葉片的中間位置在第一和第二位置之間連續地延伸。換句話說，中間位置的數量是大的，并在第一和第二位置之間被均勻地隔開。中間位置的數量和間隔的限制隨葉片驅動器142改變。對于作為步進電動機和齒輪組的這種驅動元件的定位作用的固有限制是本領域技術人員熟知的，并且可以在實際的限制和成本限制內改變。
現在參看圖10-13，在特定實施例中，當葉片132，134處于第一和第二位置之間的中央中間位置時，窗口136是方形的。在這種情況下，當葉片132，134被移動時，窗口136的寬高比(寬度對高度)連續地改變，并且在葉片132，134的每個位置都不相同。在圖11-13的實施例中可以獲得到的一些寬高比示于圖14中。在第一位置的寬高比(由標號401表示)是一個窄的垂直的寬高比。在第二位置402，寬高比是窄的且水平的。一個寬高比是另一個寬高比的倒置。(術語第一和第二位置是任意的。)在圖11-13所示的實施例中，在第一和第二位置的寬高比分別是1比15和15比1。在中間位置403、404、405、406、407，寬高比改變，在中央的中間位置時具有方的寬高比405。圖15-16所示的實施例是類似的，不過在第一和第二位置寬高比極小。
葉片驅動器142可以具有重新定位器148(圖35表示為虛線框)，其在某個預先設計的條件下使葉片132，134移動到一個或幾個預定的位置。一種簡單的重新定位器148可以是控制器81中一種合適的編程的形式，當遇到預定的條件時，例如當照相機10被斷開或者接通時，其使葉片132，134返回到默認位置。這種默認的重新定位器148的一種機械等效物是一種對中彈簧(未示出)，當由使用者釋放時，其使剪裁輸入元件146返回對中位置。
由重新定位器148提供的一個或幾個葉片位置可以是可得到的位置的任何位置。例如，一種滿意的默認寬高比是在垂直的和水平的非方形寬高比之間的中部的方形寬高比。另一種滿意的默認狀態是與成像器24的寬高比匹配的寬高比。這種寬高比提供最大數量的像素。在混合膠片-數字攝像機10的情況下，對于兩種方式圖像拍攝(數字的和膠片的)的滿意的寬高比是膠片幀的自然的(未剪裁的)寬高比或者是成像器24的寬高比。
控制器81具有用于限定葉片132，134的位置的輸入。這些輸入用于在拍攝時或者在拍攝后立即剪裁電子圖像，或者用于和數字圖像一道記錄用于限定剪裁信息的元數據，或者在混合式照相機的情況下，記錄和各個膠片圖像相關的類似的元數據(光的，磁的或者其它形式的)。電氣輸入元件可以直接對控制器提供所需的輸入。
機械輸入元件可以利用檢測器提供輸入。在圖31中示出了紅外發射器-檢測器對147，其位于具有光學同步器標記(未示出)的延伸部分150的每一側上。標記的運動被檢測，并按照所述檢測剪裁數字圖像。用于檢測變焦鏡頭的運動的檢測器是本領域技術人員熟知的，此處可以用于用和檢測變焦透鏡元件的運動的相同的方式檢測延伸部分或葉片(或下面討論的變焦臂)的運動。
機械輸入元件可以直接地對照相機本體內的電氣輸入元件提供輸入。例如，小齒輪可以直接或間接地和一個可變電阻相連。
控制器81可被編程使得把葉片132，134保持在當前位置，直到進行操作或者經過一個預定數量的時間或者定時切斷電源而使照相機狀態改變等。這里使用了“寬高比的定域性”原理，其中假設攝影者當前選擇的寬高比可能和所需的下一個照片的寬高比匹配或者接近所述的寬高比。也可以提供相反的方法。在這種情況下，照相機10在每次曝光之后則復位到默認的葉片位置。
圖20表示具有三個預置位置的重新定位器148。剪裁器輸入元件146是一個滑動元件，其通過攝像機10的蓋28中的槽伸出。照相機10的蓋28具有3個分開的彈簧加載的定位器149，并且剪裁器輸入元件146的鄰接表面具有可以接收定位器149的杯形切口151。在這種情況下，葉片132，134可以根據要求從任意位置容易地移動到一個預置位置或者一個非預置位置。重新定位器148可以方便地作為控制單元編程的元件杯提供。在混合式照相機10中，預置方式的一個用途是使得葉片能夠容易地運動到和膠片剪裁幀相應的位置，例如對于Advanced Photo SystemTM膠片的C，H和P幀。
定位器也可以通過控制器編程來提供，其在每個預置的寬高比附近在剪裁器輸入元件146上形成“死區“，使得在預置的寬高比附近的所有的控制設定都產生預置的寬高比的精確的比值。在所述死區的外部寬高比保持連續地改變。可以用信息顯示的方式或者用一些其它方式提供指示，用于向使用者表示特定的預置的寬高比是在何時利用剪裁控制扳鈕選擇的。另外，在特定的拍攝方式下，例如在沒有檔案數字拍攝的膠片拍攝的拍攝方式下，控制單元可以把寬高比的改變限制為預置的寬高比。
除去改變葉片位置之外，重新定位器可以改變其它的照相機特征，使得確定特定的拍攝方式。例如，重新定位器可以具有肖像方式，其中把葉片132，134移動到一個預選的垂直寬高比并同時調節變焦鏡頭使得充滿整個幀。這將鼓勵拍攝高質量的肖像，同時使得拍攝者能夠離開被攝物一個舒適的距離。另一個例子是全景方式，其中使葉片132，134移動到一個長的水平寬高比，同時還使拍攝鏡頭變焦到一個寬的視角。在這兩個例子中，需要與拍攝鏡頭或者與取景器掩膜相連的變焦取景器鏡頭(下面說明)，以便幫助使用者構成圖像。這些特征可以用控制器81的軟件來實現。
由剪裁器130提供的一些寬高比可以比標準的照片幀更極端。這種高的寬高比的攝影對于特定用途的圖像是有用的，例如合成圖像的邊界，沿著信頭的底部或側部使用等。剪裁器130的優點在于可以在拍攝時清楚地看到最終圖像的寬高比，使得拍攝者能夠根據需要調節觀看的方向和照相機10的角度，以便拍攝所需的圖像內容。如上所述，在一些情況下，例如在極端寬高比的情況下，可能需要使用透明的材料作為葉片132，134，使得拍攝者能夠更容易地確定被包括的和被排除的場景特征。
現在參看圖10-20，在特定的實施例中，延伸部分150，152分別與每個葉片132，134以固定的(不能移動的)關系或者連續的關系相連。(此處使用的術語“葉片延伸部分”用于指葉片150，152與各自的延伸部分132，134的組合。)每個延伸部分150，152具有一個或幾個導向部分154。照相機蓋具有一個或幾個導向部分。導向部分156使得導向部分154能夠沿著所述導向部分作直線運動，但是不允許或者允許少量的在導向部分156內的側部對側部的運動。在所示的實施例中，導向部分154被制成針狀，其從各個延伸部分150，152向外延伸進入各個導向部分。在蓋中的兩個平行的導向部分都被制成窄的矩形的形狀，或者被制成橢圓形，并且可以被制成在各個蓋中開槽的槽形，或者被制成支撐著凸出于蓋的其余部分的向內延伸的邊緣。兩個針狀的導向部分154沿著各個導向部分156滑動。導向部分154和導向部分156可以具有其它的形狀。例如，導向部分156可以被制成針狀，導向部分154可以提供槽形的軌道。同樣，可以使用直線軸承代替導向部分154和各自的導向部分156。
延伸部分150，152和葉片132，134被托架158阻止離開前蓋而運動。在圖中所示的實施例中，托架158呈單獨的法蘭的形狀，其沿著各個延伸部分150，152和葉片132，134延伸。因而，延伸部分150，152和葉片132，134被攔擋在托架158和蓋之間。托架的構型可以改變。例如，其可以是被連附于一個或兩個蓋，或者作為框架32的一部分。
延伸部分150被機械地連接，使得葉片132，134一前一后地運動。在圖10-18的實施例中，每個延伸部分150具有直線的齒條160，剪裁器130具有小齒輪162，其與兩個齒條160嚙合。小齒輪的輪軸被模制在蓋中的杯狀物163(圖17)以及在托架158中匹配的杯狀物(未示出)保持著。杯狀物阻止小齒輪相對于蓋移動。兩個齒條160和小齒輪162嚙合。小齒輪162與兩個葉片132，134的運動耦合，使它們沿相反的方向同步。
在圖10中，小齒輪162被主齒輪164帶動順時針和逆時針轉動，從而使葉片132，134在各個位置之間運動。主齒輪164以固定(不能運動的)的關系與小齒輪162相連。主齒輪164與副齒輪166嚙合，副齒輪166以固定的關系與電動機144或者呈可轉動的扳鈕(未示出)的形狀的剪裁器輸入元件的軸相連。在圖11中，剪裁器輸入元件146是一個指輪，其代替用于驅動小齒輪162的主齒輪164。
如圖31-33所示，托架158對著導向部分156和在杯狀物(未示出)中的小齒輪162保持著兩個延伸部分150的導向部分154。導向部分154被導向部分156和托架158的約束，限制每個葉片132，134(在制造的允差內)沿平行于各個導向部分的方向滑動。葉片132，134處于兩個平行的重疊平面上。可以通過在一個導向部分156中的一個偏移，如圖31所示，或者在一個延伸部分150中提供一個臺階(未示出)，或者利用一些其它的方式，來提供這個間隔。
小齒輪162可以通過齒輪組驅動，以便實現在剪裁器輸入元件運動和葉片運動之間所需的比例。例如，如果需要，可以使用齒輪組代替小齒輪162，以便減少尺寸或者重新定位指輪，或者調節機械利益，或者提供這些效果的組合。小齒輪162可以具有較大的直徑。主齒輪164或者指輪可以被減少到一個扇形，以便減少體積。
在使用期間，如果使用者除去手指或者暫時停止葉片運動，用機械方法驅動的葉片132，134位置可以借助于各個部件的內部阻力被保持。或者，滑動離合器186可以靠在葉片或延伸部分或其它部件上，以便阻止非故意的運動。各種滑動離合器對于本領域技術人員是熟知的。例如，在圖32所示的實施例中，滑動離合器186是一對壓縮彈簧192和一對由壓縮彈簧192對著圖11所示的那種剪裁器輸入元件146壓縮的壓力元件194。選擇壓縮彈簧192和壓力元件194，使得能夠進行剪裁器輸入元件146的所需的運動。
葉片132，134和延伸部分150的相對位置可被改變，以便適應位于不同位置的取景器，并適應于特定的照相機本體形狀和可利用的空間。導向部分156可以位于相對于取景器的不同位置，并且可以朝向右上方傾斜代替朝向左上方傾斜。這使得照相機本體12內的機構能夠處于不同的位置。根據需要，延伸部分可以被重新構型，以便滿足特定實施例的空間限制。葉片132，134和各個延伸部分150，152，它們在所示的實施例中是一件注塑件，也可以被制成兩個在機械上被連接在一起的單獨的部件。
在圖10所示的實施例中，齒輪164，166是斜齒輪。(在該圖中，和其它的圖中一樣，未示出齒輪齒)。這些和其它的機械特征可被改變。例如，除去蓋28，30中的一個之外，也可以在其它的部件中提供固定特征，例如底盤32或者中間板(未示出)。這里披露的齒輪或齒輪組可以用類似的機械元件代替，例如摩擦輪和摩擦輪組。皮帶、有齒的或者光滑的，以及鏈齒輪是可以在改型的機構中也可以使用的其它類型的機械特征。
在特定的實施例中，如圖17，18和34所示，照相機10具有可以在打開位置和關閉位置之間移動的鏡頭蓋174。(圖18表示關閉位置，其中鏡頭蓋174蓋住前蓋176中的用于伸出鏡頭的開口175)。鏡頭蓋174具有手柄182，其位于照相機本體12的前蓋28中的通槽176內。鏡頭蓋174借助于滑動離合器186與/或托架(未示出)保持定位，其方式和上述的其它元件的定位方式相同。
鏡頭蓋174和改變的延伸部分150a作為一個缺省的重新定位器。鏡頭蓋174具有主要部分178和與主要部分178相連的凸輪跟隨器180。鏡頭蓋174在打開位置時和拍攝光路離開。在鏡頭蓋174處于閉合位置時，主要部分178擋住拍攝光路(圖18)。鏡頭蓋174的手柄182通過前蓋28伸出，并可以手動地移動，以便被打開和關閉。
下葉片132的延伸部分150a具有一個凸輪表面184，其和凸輪跟隨器180的形狀匹配。在圖17，18所示的實施例中，當鏡頭蓋174處于閉合位置時，凸輪跟隨器180制動下葉片132，從而阻止剪裁器130運動。當鏡頭蓋174從打開位置移動到關閉位置時，凸輪跟隨器180和凸輪表面184接合，并把葉片132，134推動到中央中間位置。當鏡頭蓋174處于打開位置時，伸出的鏡頭76部被擋住，并且葉片132，134也可以通過其整個運動范圍運動。鏡頭蓋174向關閉位置的運動對中用機械方式連接的剪裁器輸入元件146。如果在此時使用者把剪裁器輸入元件146的扳鈕握住，則可能有問題。為了解決這個問題，可以提供滑動離合器。在每次曝光之后，可以通過控制器81的合適的編程把葉片位置復位到一個缺省的位置。
參見圖28，在本發明的特定的實施例中，除去剪裁器630之外，在照相機10的本體12中還安裝有變焦掩蔽機構530，兩個機構共同控制取景器窗口136。變焦掩蔽機構530在保持恒定的寬高比的同時減少窗口136的尺寸。剪裁器630借助于改變寬高比改變窗口136的形狀。
變焦掩蔽裝置530具有一對相對的L形的變焦臂532，534。變焦掩蔽臂具有變焦掩蔽延伸部分550，552。這些延伸部分具有接合變焦導向部分556的變焦導向部分554。變焦掩蔽延伸部分550，552的變焦導向部分554的運動的方向由箭頭537表示。所述每個延伸部分具有和變焦小齒輪562接合的變焦齒條560，所述變焦小齒輪562連接變焦掩蔽臂532，534，使得沿相反方向運動。變焦小齒輪562和變焦主齒輪564相連，變焦主齒輪由變焦副齒輪566驅動，變焦副齒輪又由變焦電動機544驅動。
剪裁器630具有一對相對的L形的剪裁器葉片632，634。剪裁器葉片具有剪裁器延伸部分650，652。剪裁器還具有一對剪裁器連桿680，682。剪裁器連桿具有導向部分684，其接合剪裁器延伸部分650，652中的導向部分686。連桿具有接合剪裁器導向部分156的附加的導向部分688，和照相機本體12相連。連桿680，682的導向部分688的運動的方向由箭頭137表示。每個剪裁器連桿具有和剪裁器小齒輪162嚙合的剪裁器齒條660，其和連桿680，682相連，使得沿相反方向運動。剪裁器小齒輪162和剪裁器主齒輪164相連，主齒輪被剪裁器副齒輪166驅動，副齒輪又被剪裁器電動機144驅動。
剪裁器葉片632，634具有和與變焦臂532、534相連的導向部分656嚙合的導向部分654。導向部分656和導向部分654約束著剪裁器葉片632，634，使得當變焦臂532，534被保持在固定位置時沿平行于箭頭137的方向運動。導向部分684和導向部分686約束著剪裁器葉片632，634，使得借助于剪裁器連桿680，682一前一后地運動。因為不同的齒條、小齒輪和導向部分的鏈接，當變焦電動機544轉動時，剪裁器葉片632，634沿平行于箭頭537的相反方向運動，當剪裁器電動機144轉動時，這些葉片沿平行于箭頭137的方向反向運動。
圖28-30表示這種機構可以通過取景器觀察調如何節變焦和寬高比。圖28表示所述機構處于全拉攝位置，具有方的寬高比。
圖29表示在變焦電動機544轉動，從而引起變焦主齒輪564和相連的變焦小齒輪562反時針轉動之后的機構。這使得變焦臂532，534平行于箭頭537沿相反的方向運動。剪裁器葉片632，634跟隨這個運動，使得取景器窗口136變小，同時保持其方的寬高比。
圖30表示圖29的變焦機構中的機構，不過是在剪裁器電動機144轉動之后。當剪裁器電動機144轉動時，剪裁器主齒輪164和剪裁器小齒輪162反時針轉動。這使得連桿680，682平行于箭頭137沿相反的方向運動。剪裁器葉片632，634跟隨所述連桿，使得取景器窗口136的寬高比改變。
現在參見圖19，在特定的實施例中，剪裁器130具有一個由滑動的剪裁器輸入元件146控制的基于杠桿的機構。這種機構除去用杠桿代替齒輪之外，和前述的那些機構相同。主杠桿206在中央被銷在照相機蓋28或30上。主杠桿206可以圍繞通過所述中央延伸的軸208轉動。軸208可以用和前述的小齒輪162相同的方式借助于一個杯狀物杯保持定位。延伸部分150也具有導向部分154，其騎跨在蓋中形成的導向部分156內，并用和以前的實施例相同的方式被保持定位。導向部分154和導向部分156約束葉片132，134沿箭頭137所示的方向滑動。
延伸部分150，152的每一個具有副導向部分210，其和被提供在主杠桿206的每端上的副導向器212相互作用。副導向部分210和副導向器212可以用和前述的導向部分154以及導向部分156相同的方式被提供。在所示的實施例中，副導向部分210是銷釘，副導向器212是接收所述銷釘的槽。主杠桿206具有和滑動的剪裁器輸入元件146上的橫向導向器216相互作用的主杠桿導向器214。在所示的實施例中，主杠桿導向器214是銷釘，橫向導向器216是接收所述銷釘的槽。滑動的剪裁器輸入元件146是具有延伸進入本體12內的細長的頸部218的扳鈕。頸部218包括橫向導向器216。主杠桿206借助于扳鈕146運動。主杠桿206接著驅動具有運動耦連的并被沿相反方向同步的葉片延伸部分。圖19表示處于中央中間位置的剪裁器130。
可以使用各種不同種類的電開關作為剪裁器輸入元件146。剪裁器輸入元件146可以具有兩種狀態。在這種情況下，控制器81把葉片位置保持在一種狀態，并且沿著一個方向或者在其它狀態下沿著前后方向一步一步地往返葉片的位置。這種方法不是優選的，因為其相當慢而且麻煩。另一種替代方案是具有三種狀態。在這種情況下，具有兩種有效狀態，分別用于使葉片上下步進。這兩種方法都可以被修改，以便如果輸入元件被保持在一種有效狀態或者被快速地致動時較快地改變位置。這使得用戶能夠快速地改變到所需的位置范圍，然后在所述范圍內更慢地選擇一個位置。輸入元件的位置也可以映射到一個特定的葉片位置。對于機械輸入元件，這是方便的，也可以配備電輸入元件。
參見圖10，在特定的實施例中，拍攝者通過移動扳鈕形的剪裁器輸入元件改變葉片位置，以便改變開關的位置(未單獨說明)。使用者沿兩個相反的方向的任何一個方向轉動或者滑動剪裁器輸入元件。剪裁器輸入元件146的每個位置可以相應于葉片的一個特定位置，因而，相應于特定的寬高比。此外，當剪裁器輸入元件被致動時，葉片位置可以分步地改變，其中葉片位置的改變速率和剪裁器輸入元件的運動速度或者剪裁器輸入元件偏轉的程度成比例。可以用和轉動或者滑動開關相同的方式使用觸摸墊或者其它的力敏感輸入裝置。
優選地，使用者能夠利用一個手指或拇指操縱開關的扳鈕，而不重新設置數字。這使得能夠利用直覺，并且使得把使用者的注意力集中在作品和實質問題上。由于這個原因以及其它的限制，可以使用一對按鈕開關(未示出)作為剪裁器輸入元件146，但是這不是優選的。
再次參見圖10，在使用時，拍攝者移動扳鈕，從而啟動所述開關，并向控制器發送電信號，控制器處理所述電信號并向電動機發出一個合適的信號，這使得機構按照所需的方向轉動，因而改變葉片132，134的位置。
優選地，剪裁器輸入元件146可以在兩個相對的剪裁控制位置之間運動。這些位置限定一個剪裁控制軸線228。在圖10所示的實施例中，剪裁器輸入元件146在兩個位置之間滑動(由雙頭的箭頭228a表示)。剪裁器輸入元件146在兩個位置(由雙頭箭頭228b表示)之間轉動。在一些實施例中，照相機10包括可以獨立于剪裁器130運動的變焦拍攝鏡頭。在這些實施例中，變焦輸入元件被設置在本體12的殼體的外部。變焦輸入元件可以在兩個相對的變焦控制位置之間運動。這些位置限定一個變焦控制軸線。
優選地，剪裁控制軸線228垂直于拍攝單元的光軸77，并且變焦控制軸線230平行于平行于光軸77，并垂直于剪裁控制軸線228。這種方法具有這樣的優點，即變焦控制的運動是直觀的，從前到后/從后到前的變焦控制軸線230相應于放大和縮小的運動。剪裁器控制軸線228的從一側到一側的運動是一種較為直觀的剪裁處理。剪裁器輸入元件146的運動借助于跟隨沿著照相機的好像窗口的邊沿的改變的位置的軌跡可以進一步跟隨這種直觀性。這在圖1中示出了。
通過在照相機10的一側或朝向所述一側，或者在照相機的另一側或朝向另一側操縱剪裁器輸入元件146，可以使剪裁器輸入元件146在不同位置之間改變，從而沿一個方向或另一個方向改變位置。在每種情況下所需的特定的操縱可以改變。例如，剪裁器輸入元件146可以具有沿著剪裁控制軸線對準的兩個向下按壓的按鈕，或者搖桿開關，或者可轉動的輪，或者被對準的可轉動的扇形體，使得可以從一側到另一側轉動。可以用和剪裁器輸入元件146相同的方式提供變焦輸入元件，不過沿著前后的方向。可可以用相同的方式或者不同的方式提供輸入元件。
現在參見圖27a，在特定的實施例中，剪裁器輸入元件146是一個輪或扇形體，其從一側向另一側轉動，并且變焦控制是和剪裁器輸入元件146的中部對準的一對可按壓的按鈕。這種用機械方式和葉片132，134直接相連的剪裁器輸入元件146是常規的并且相當簡單。
在圖11的實施例中，剪裁器輸入元件呈手動操作的指輪或扇形體的形狀，當沿順時針轉動時，則朝第一位置剪裁，當反時針轉動時，則朝向第二位置剪裁。所述指輪可以被部分地切除，以便減小體積。
在特定實施例中，剪裁器輸入元件146和變焦輸入元件具有公共的用戶接口，其使得用戶能夠通過移動手指進行剪裁和縮放取景器圖像，而不需除去手指和重新定位。這早已經使用，除去一些其它類型的輸入元件之外，不用探究。現在參見圖21a，26，27b和27c，在特定的實施例中，剪裁和變焦輸入由四向搖桿按鈕188提供。按鈕188具有4個交叉設置的極板220，222，224，226。按鈕188可以圍繞垂直的控制與變焦軸線228，230轉動，以便啟動4個開關232的任何一個。在圖26所示的實施例中，彈簧234壓在開關232和蓋28的下部分上，因而一起把按鈕188向著中心位置偏置，并使開關朝向打開的狀態偏置。對于本領域的技術人員，這種四向按鈕顯然可以具有許多改型。例如，圖27b表示按鈕234，其可以相對于垂直軸線(從圖27b的葉面出來)沿任何方向轉動。搖桿按鈕234可被沿對角線的方向按壓，以便同時改變變焦機構和剪裁器機構。圖27d是一種改型，其中四向力檢測開關236代替了四向搖桿按鈕。圖27c和26是另一種改型，其中快門松釋裝置22被設置在搖桿按鈕188的中心。(快門松釋開關238以簡化的形式示出。這里可以應用雙行程開關，如前所述。)在這種情況下，搖桿按鈕188可被配置使得需要較小的力來改變位置，此時快門按鈕22被配置使得需要較大的力。圖26以示意圖的形式表示控制器81的這種按鈕和電路的例子。
圖21-25表示使用這些控制的例子。圖21a，22a，23a，24a和25a表示具有由四向搖桿按鈕188控制的變焦和剪裁機構的照相機的頂視圖。在本實施例中，快門按鈕22是單獨的。按壓搖桿按鈕188上的4個極板的任何一個極板都可以改變合適的照相機設置，并且再次按下極板或者保持極板繼續向下直到達到極限，從而改變設置。圖22b，23b，24b和25b表示按下單個極板直到達到設置限制的結果。
在圖21a中，當前照相機設置是正常變焦位置和中央中間剪裁器位置。圖21b表示對于一個示例的拍攝情況在取景器中看到的圖像。在這個圖中，可以看到3個全高度的人。
圖22a表示按下搖桿按鈕188的前極板的結果。這產生沿著變焦控制軸線230的一個控制輸入，其驅動光學變焦鏡頭和取景器光學系統，使得縮小，并顯示圖22b所示的圖像，其表示在場景中位于中央的一個人的軀干的放大的圖像。
圖23a表示按下搖桿按鈕188的左極板的結果。這產生沿著剪裁控制軸線228的一個控制輸入，其驅動剪裁器葉片，使得產生圖23b所示的圖像。在該圖中，仍然可以以全高的放大率看到中間的人，但是在左邊和右邊的人被剪裁掉了。
圖24a表示按下搖桿按鈕188的右極板的結果。這產生一個沿著剪裁控制軸線228的相反的控制輸入，其驅動剪裁器葉片，使得產生如圖24b所示的圖像。在該圖中，放大倍數保持相同，并且所有3個人都保持可被看到，不過人的腿被剪掉了。注意為了獲得這個照片，拍攝者必須略微調節視野的方向，因為感興趣的實質內容不在原始視野的中心。能夠響應剪裁的考慮調節視野的方向是本發明的優點之一。
圖25a表示按下搖桿按鈕188的后極板的結果。這產生沿著變焦控制軸線230的控制輸入，這次沿著移遠的方向。這個命令驅動光學變焦鏡頭和取景器變焦光學系統，使得顯示在圖25b顯示的圖像，其表示場景的一個廣角的視野，其中包括在背景中的附加的人物和大的建筑物。
剪裁器輸入元件146在照片拍攝之前被操作，以便幫助拍攝者拍攝場景。剪裁器130包括一個或幾個檢測器，用于檢測葉片132，134的位置或在所述位置之間的運動。拍攝的圖像由在拍攝時檢測器的狀態表示。控制單元接收來自檢測器的信號，并且作為響應，剪裁一個電子圖像，使得和由處于當前位置的葉片132，134形成的窗口匹配。剪裁的方式可以改變。例如，控制單元可以在拍攝之后立即剪裁檔案圖像，并且存儲剪裁的檔案圖像。或者，可以剪裁一個測定圖像，并對用戶顯示以便再次觀看。當用戶進行操作或者在一個缺省的時間間隔內操作失敗時，所述檔案圖像可被剪裁并存儲。檔案圖像可以不經剪裁便被存儲，但是此時應當包括提供剪裁指令的元數據。在圖像文件中元數據的使用是本領域技術人員熟知的。利用膠片照相機或者膠片-數字混合式照相機10，可以由圖像提供類似的指令。這種指令的使用也是本領域技術人員熟知的。例如，可以在磁層中或者借助于光學殼層提供這些指令，如同Advanced Photo SystemTM膠片那樣。
除去測定圖像和檔案圖像之外，當初始圖像被在照相機顯示器26上顯示時，也可以被剪裁。這使得能夠利用顯示器26作為電子取景器，和光學取景器58交替使用或者同時使用。正如取景器葉片132，134可以是不透明的或者是半透明的一樣，在顯示器26上顯示的圖像可以完全省去被剪裁的區域(模擬不透明的葉片132，134)，或者呈現不同地剪裁的區域，例如具有較低的對比度(模擬半透明的葉片132，134)。
在拍攝之后提供的剪裁可以是可逆的或者是不可逆的。可逆的剪裁可以借助于在表示剪裁邊界的數字圖像(一個圖像文件或幾個圖像文件)內包括元數據來提供。另外，用于恢復剪裁的圖像所需的信息可以和剪裁的圖像一道被存儲。在圖像文件內提供這種類型的元數據的方法是本領域技術人員熟知的。另外，剪裁可以是可逆的。在這種情況下，圖像的被剪裁的部分不在長期存儲器54中存儲。
不可逆的剪裁可以在數字圖像的拍攝和存儲處理的任何階段進行。例如，CMOS成像器的讀取可被限制于未被剪裁的圖像區域，或者在存儲器54中的未被剪裁的圖像可以利用相應的剪裁的圖像代替。剪裁也可以在起初是可逆的，后來是不可逆的。例如，數字圖像的剪裁的部分或者未被剪裁的復制品可以在后來被丟棄之前被暫時地存儲。例如，不可逆的剪裁的數字圖像可被存儲在可除去的存儲器54中，未被剪裁的圖像的復制品可被存儲在不可除去的照相機存儲器54中。當可除去的存儲器54被除去時，未被剪裁的復制品可以被自動地丟棄。
剪裁的圖像可以利用合適配置的輸出設備以剪裁的形式作為照片或者其它的最終圖像被自動地輸出。使用元數據確定印制的最后圖像的格式是本領域內熟知的。在不可逆地剪裁的圖像的情況下，可以在一套拍攝的圖像中具有各種不同的寬高比。可以通過把標準寬度的紙剪裁成相應于攝影者對每個圖像所需的寬高比的任意長度來使圖像和印像設備中的標準的輸出尺寸相符。另一種方法是自動地對圖像分組，然后作為一張例如作為一張印制的影集頁印制分組的圖像。打算只有在進一步處理之后才印出的圖像，例如打算用在信頭上的窄的寬高比的圖像可以用拍攝的和存儲的寬高比向用戶顯示，然后可以根據需要作進一步修改。剪裁的圖像也可以用剪裁的形式在電子圖像顯示器26上被自動地顯示。
權利要求
1.一種照相機，其包括一本體；安裝在所述本體中的拍攝單元，所述拍攝單元具有電子成像器和在操作上與所述成像器相連的存儲器，所述拍攝單元選擇地拍攝一個場景的電子圖像；設置在所述本體中的光學取景器，所述取景器具有與所述拍攝單元對準的取景器光路；設置在所述本體內的剪裁器，所述剪裁器具有一對葉片，所述葉片可以從第一位置通過一系列連續的中間位置向第二位置彼此相對地運動，在每個所述位置，所述葉片在所述取景器的光路中限定一矩形截面的窗口；以及控制單元，其在操作上與所述拍攝單元以及所述剪裁器相連，所述控制單元剪裁所述電子圖像，以便與所述窗口匹配。
2.如權利要求1所述的照相機，其特征在于，所述窗口在所述位置的每個位置具有不同的寬高比，所述葉片在所述第一位置限定一具有沿著第一方向延伸的最長的尺寸的窗口，并且所述葉片在所述第二位置限定一具有沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸的最長尺寸的窗口。
3.如權利要求1或2所述的照相機，其特征在于，所述窗口在所述第一位置具有1到至少5的寬高比，在所述第二位置具有指至少5到1的寬高比。
4.如權利要求1，2，或3所述的照相機，其特征在于，當所述葉片位于所述第一和第二位置之間的中央中間位置時，所述窗口是正方的。
5.如權利要求1，2，3，或4所述的照相機，其特征在于，其還包括在所述取景器光路中與所述剪裁器依次設置的變焦掩膜，其中所述變焦掩膜和所述葉片共同限定所述窗口。
6.如權利要求1，2，3，4，或5所述的照相機，其特征在于，所述葉片是半透明的。
7.如權利要求1，2，3，4，5或6所述的照相機，其特征在于，所述葉片相對于所述窗口的主要尺寸傾斜地運動。
8.如權利要求1，2，3，4，5，6或7所述的照相機，其特征在于，其還包括與所述葉片的每一個葉片相連的延伸部分，所述延伸部分的每一個具有齒條，所述剪裁器具有與兩個所述齒條嚙合的小齒輪，所述小齒輪被阻止沿著所述本體移動。
9.如權利要求1，2，3，4，5，6，7，或8所述的照相機，其特征在于，所述拍攝單元包括拍攝透鏡，所述拍攝透鏡限定一拍攝光路，并且所述照相機還包括一個可以在打開位置和閉合位置之間運動的鏡頭蓋，其中在所述打開位置，所述鏡頭蓋離開所述光路，在所述閉合位置，所述鏡頭蓋擋住所述光路，并且制動所述葉片的一個葉片。
10.一種攝影方法，其包括以下步驟通過取景器光路對準一個場景圖像；將所述取景器光路選擇地剪裁成一個連續范圍的寬高比中的任何一個寬高比；通過與所述取景器光路對準的拍攝透鏡系統拍攝檔案圖像；剪裁所述檔案圖像，以便與所述取景器光路匹配。
全文摘要
本發明提供一種照相機和用于進行圖像剪裁的方法。該照相機具有一個本體部分和安裝在所述本體部分中的拍攝單元。所述拍攝單元具有成像器和在操作上與該成像器相連的存儲介質。拍攝單元選擇地拍攝場景的電子圖像。取景器的光學系統和拍攝單元對準。取景器的光學系統限定取景器光路。在本體內設置有剪裁器。剪裁器具有一對葉片。葉片可以選擇地在第一和第二位置之間通過第一和第二位置之間的連續序列的多個中間位置彼此相對地運動。葉片在其每個位置在取景器光路中限定一個矩形橫截面的窗口。一個控制單元在操作上與拍攝單元以及剪裁器相連。控制單元剪裁電子圖像，以便與窗口匹配。
文檔編號H04N5/232GK1501160SQ20031011431
公開日2004年6月2日 申請日期2003年11月12日 優先權日2002年11月12日
發明者R·C·布羅斯特, R C 布羅斯特 申請人:伊斯曼柯達公司