專利名稱：結(jié)合有眼啟動功能的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
許多包括一種形式或另一種形式的取景器的裝置通常結(jié)合有本領(lǐng)域稱為“眼啟動”(eye-start)的功能?！把蹎印敝傅氖且环N屬性，其中一旦檢測到用戶將裝置的取景器靠近他或她的臉便開始動作。術(shù)語“眼啟動”有些用詞不當(dāng)，其中在典型的情況下，眼啟動傳感器檢測到的是用戶的臉，而不是他或她的眼睛。盡管眼啟動功能具有多種用途，眼啟動經(jīng)常與膠片和數(shù)字靜止照相機結(jié)合使用，以便啟動自動聚焦、自動曝光和自動白色補償?shù)倪^程。
背景技術(shù)：
如本領(lǐng)域公知，其中照相機自動聚焦在照相機視野內(nèi)的物體上的自動聚焦是相對費事的過程，其中照相機的一個或多個透鏡元件相對于照相機主體運動直到檢測到所感興趣的物體的最大對比度。在大多數(shù)照相機中，此過程在用戶將快門松開按鈕下壓到一半的位置時開始。一旦自動聚焦已經(jīng)完成，只要快門按鈕保持在一半的下壓位置，照相機的焦距保持鎖定。
盡管對于有經(jīng)驗的用戶作為控制自動聚焦過程的方法來說下壓一半的方法工作很好，但對于沒有時間使得該過程完成的缺乏經(jīng)驗的用戶來說，該方法是失敗的。例如，當(dāng)旅游者請求陌生人用其照相機拍攝旅游者及其家人的照片時，陌生人僅在一個快速動作中按壓快門按鈕。在這種情況下，可拍攝到?jīng)]有聚焦的圖像或拍攝到不正確的圖像(例如，當(dāng)照相機過早離開目標(biāo)物體時)。
當(dāng)使用眼啟動功能時可避免這些問題。在這種情況下，一旦照相機靠近用戶的臉時，自動聚焦機構(gòu)開始操作。因此，通常將在用戶希望拍攝圖像之前聚焦在所感興趣的物體上。眼啟動功能還提供降低用戶必須等待照相機在物體上聚焦所花費的時間。特別是，一旦照相機靠近臉，并且用戶已經(jīng)構(gòu)思完成，用戶可隨意拍攝，而不必將快門按鈕下壓到一半的位置并保持直到自動聚焦過程完成為止。
在眼啟動功能成為照相機或其他裝置中吸引人的特征的同時，對于是否靠近用戶的臉來說，傳統(tǒng)眼啟動機構(gòu)可能作出錯誤判斷。這是由于大多數(shù)眼啟動機構(gòu)包括定位在裝置取景器外部的光源和光傳感器，例如靠近裝置殼體的后板上的取景器。因此，如果具有眼啟動功能的照相機設(shè)置在靠近另一物體的臺面上，照相機可錯誤地認(rèn)為取景器已經(jīng)靠近用戶的眼睛，并因此開始自動聚焦過程或其他預(yù)定動作。這種無意的操作是特別不希望的，其浪費能量并縮短電池的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
披露一種眼啟動系統(tǒng)，其包括適于容納在裝置的取景器內(nèi)的光源和同樣適于容納在裝置取景器內(nèi)的光傳感器，光傳感器構(gòu)造成檢測來自光源并從用戶臉上反射到取景器內(nèi)的光。采用此系統(tǒng)，通過光傳感器檢測從用戶反射的光，并因此啟動裝置的動作。


圖1是包括眼啟動功能的裝置的實施例的前透視圖；圖2是圖1裝置的后視圖；圖3是圖1和2所示裝置的示意表示的實施例；圖4是用戶的眼睛與圖1～3所示裝置的取景器的第一實施例的交互作用的示意圖；圖5是設(shè)置有眼啟動功能的照相機的操作的實施例的流程圖；圖6是用戶的眼睛與圖1～3所示裝置的取景器的第二實施例的交互作用的示意圖；圖7是用戶的眼睛與圖1～3所示裝置的取景器的第三實施例的交互作用的示意圖；圖8A是用戶的眼睛與圖1～3所示裝置的取景器的第四實施例的交互作用的示意圖；圖8B是用戶向圖8A所示取景器內(nèi)觀看時所看到景象的示意圖。
具體實施例方式
如上所述，結(jié)合有傳統(tǒng)眼啟動機構(gòu)的裝置可通過靠近用戶臉之外的方式啟動。因此，結(jié)合有眼啟動功能的裝置需要更準(zhǔn)確地檢測用戶何時將取景器靠近他或她的眼睛。
這里披露的一種裝置，它將眼啟動功能結(jié)合在裝置的取景器內(nèi)。在有些情況下，已經(jīng)用來在取景器中為用戶提供圖像的部件將用來判斷用戶是否實際上已經(jīng)將取景器靠近他或她的眼睛。
現(xiàn)在參考附圖，其中在多個附圖中相同的標(biāo)號表示相應(yīng)的部件，圖1表示結(jié)合有集成在裝置取景器內(nèi)的眼啟動系統(tǒng)的裝置100的實施例。如圖所述，裝置100包括照相機并且特別是數(shù)字靜止照相機。盡管附圖所示以及這里描述的是照相機的應(yīng)用，將理解到照相機只是許多結(jié)合眼啟動系統(tǒng)的不同裝置的實例。因此，以下描述的眼啟動系統(tǒng)可另外用于例如攝像機、虛擬現(xiàn)實眼鏡、便攜式計算裝置或類似物的裝置中。確實，眼啟動系統(tǒng)可用于包括取景器的大多數(shù)裝置中。
如圖1所示，裝置100從此以后將稱為“照相機100”，其包括容納在殼體104內(nèi)的主體102。照相機100還包括例如容納變焦透鏡系統(tǒng)的鏡筒106。結(jié)合在照相機主體102前部內(nèi)的是用來抓握照相機的抓握部108和例如可用來收集視覺信息以便自動設(shè)定照相機焦距、曝光和白色補償?shù)拇翱?10。
照相機100的頂部設(shè)置用來開啟照相機快門(未在圖1示出)的快門松開按鈕112。圍繞快門松開按鈕112的是用來根據(jù)控制器受壓迫的方向縮放透鏡系統(tǒng)的環(huán)形控制器114?？拷扉T松開按鈕112的是當(dāng)照相機100用于“電影模式”時錄入聲音的麥克風(fēng)112?？拷溈孙L(fēng)116的是用來控制照明條件差時照亮物體的彈出式閃光燈120的開關(guān)118。
現(xiàn)在參考表示照相機100的后部的圖2，在照相機102上還設(shè)置是取景器122。在優(yōu)選配置中，取景器122包括電子取景器(EVF)，該取景器結(jié)合有其上為用戶提供拍攝圖像的微顯示器(未在圖2中示出)。可通過將在下面更詳細(xì)說明并包括放大透鏡或透鏡系統(tǒng)的取景器122的視窗124看到這些圖像。在取景器122的下面是可用來構(gòu)思拍攝并瀏覽拍攝圖像的平板顯示器126。通過實例，顯示器126包括液晶顯示器(LCD)。多種控制按鈕128同樣設(shè)置在照相機主體102的后部。這些按鈕128可例如用來改變照相機的設(shè)置、在顯示器126上呈現(xiàn)給用戶的瀏覽控制菜單以及顯示器或取景器122內(nèi)所示的滾動圖像。照相機主體102的后部還包括用來為用戶提供音頻信息的揚聲器130(例如蜂鳴和記錄的聲音)以及用來容納電池和/或記憶卡的腔室132。
圖3提供照相機100的實例結(jié)構(gòu)。如附圖所示，照相機100包括將所看到的景物圖像傳送到一個或多個圖像傳感器302上的透鏡系統(tǒng)300。通過實例，圖像傳感器302包括由一個或多個傳感器驅(qū)動器304驅(qū)動的電荷耦合裝置(CCD)。由傳感器302捕捉的模擬信號接著提供到模擬數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器306上以便轉(zhuǎn)換成處理器308可處理的二進(jìn)制編碼。
傳感器驅(qū)動器304的操作通過與處理器308進(jìn)行雙向通訊的照相機控制界面310控制。同樣通過界面310控制的是用來驅(qū)動透鏡系統(tǒng)300(例如調(diào)整焦距和縮放)、圖1所示的麥克風(fēng)、電子取景器314的一個或多個馬達(dá)312，電子取景器的多個實施例將在以下附圖中描述。如同圖像傳感器302，來自電子取景器314的輸出提供到A/D轉(zhuǎn)換器306以便在處理之前轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式。照相機控制界面310的操作可通過操縱用戶界面316來調(diào)整。用戶界面316包括將選擇和指令輸入照相機100的多個部件，并至少包括快門松開按鈕112、環(huán)形控制器114和控制器按鈕128，如圖2所示。
數(shù)字圖像信號按照來自照相機控制界面310和存儲在永久性(非易失性)裝置存儲器320內(nèi)的圖像處理系統(tǒng)318的指令處理。處理后的圖像接著存儲在存儲器322中，例如包括在可拆卸的固態(tài)儲存卡中(例如閃存卡)。除了圖像處理系統(tǒng)318之外，裝置存儲器320還包括與電子取景器314結(jié)合使用以便檢測取景器何時到達(dá)用戶眼前的一個或多個眼檢測算法324(軟件或固件)。最后，照相機100包括例如通用串行總線(USB)連接器的裝置接口326，其用來從照相機下載圖像到另一例如個人計算器(PC)或打印機上，并可同樣用來將圖像和其他信息上傳。
圖4表示可結(jié)合在照相機100內(nèi)的電子取景器314A的第一實施例。取景器314A以及下面描述的其他取景器可形成結(jié)合有眼啟動系統(tǒng)部件的整體式取景器模塊。因此，從以下說明書中將明白，眼啟動系統(tǒng)可集成在每個取景器實施例中。
如圖4所示，電子取景器314A包括用戶靠近他或她的眼睛402放置的放大透鏡400。放大透鏡400用來放大并聚焦包括在取景器殼體內(nèi)的微顯示器404產(chǎn)生的圖像。盡管元件400在圖4中表示為單個透鏡，如果希望可使用適當(dāng)?shù)耐哥R系統(tǒng)。盡管設(shè)置放大透鏡400，由微顯示器404產(chǎn)生的圖像I傳遞到用戶的眼睛402，使得相應(yīng)的圖像I’聚焦在眼睛的視網(wǎng)膜406上。
微顯示器404包括透射或反射顯示器。為了說明的目的，術(shù)語“微顯示器”指的是具有對角線尺寸為1英寸或更小的任何平板顯示器。盡管尺寸相對小，當(dāng)通過放大或透射光學(xué)元件觀看時，微顯示器提供大的高分辨率的視覺圖像。例如，具有對角線尺寸大致為0.19英寸以及分辨率為320×240象素的微顯示器可產(chǎn)生從2米看到的大約22.4英寸的視覺圖像尺寸。
通過實例，微顯示器404包括形成在硅片上的反射型鐵電液晶(FLC)微顯示器。一種這樣的顯示器可從Displaytech，Inc.ofLongmont，Colorado得到。在這種反射光而不是發(fā)光的微顯示器中，需要分開的光源以便通過反射型微顯示器產(chǎn)生圖像。因此，電子取景器314A包括以發(fā)光二極管(LED)408為形式的紅、綠和藍(lán)光源。在場序模式中以高頻(例如90～180Hz)依次脈沖作用這些LED408，使得光沿路徑“a”傳播，在分束器(例如玻璃板或棱鏡)414反射，并沖擊在微顯示器404上?？刂莆@示器404的不同象素使得從LED408發(fā)出的光向用戶的眼睛402反射。象素的處理與LED的脈沖作用同步，使得圖像的紅色部分被反射，隨后是綠色部分，如此快速繼續(xù)下去。盡管附圖表示以及這里描述了反射型微顯示器，作為選擇，如果需要，微顯示器可包括透射或發(fā)射顯示器，例如小LCD或有機發(fā)光二極管(OLED)。在這種情況下，不需要多種LED，但在LCD的情況下，需要白光源作為顯示器的背光。
從微顯示器404反射的光(根據(jù)情況或是透射或是發(fā)射)沿朝向用戶的眼鏡402的路徑傳播。在多種顏色信號以高頻傳遞的情況下，眼鏡402解釋并組合信號使其形成包含所看到景物的顏色和形狀。由于眼睛402的特征，光的一部分沿路徑“c”反射回到取景器314A。光可反射用戶眼睛402的多種不同特征，其包括視網(wǎng)膜406(反射光)，或角膜410和/或鞏膜412(反射光的“閃爍”)。另外，從微顯示器404照亮的用戶眼瞼和臉上反射的光可同樣沿路徑“c”反射。
由用戶反射的光通過放大透鏡400進(jìn)入電子取景器324A并從分束器414反射。反射的圖像接著到達(dá)包含在電子取景器殼體內(nèi)的眼啟動傳感器416。傳感器416包括例如CCD的固態(tài)傳感器。由傳感器416捕捉到的光信號在轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號之后提供給處理器308(圖3)并適于存儲在裝置存儲器320中的眼檢測算法324進(jìn)行分析以便判斷用戶是否將裝置的目鏡122靠近他或她的眼睛。在作出判斷的過程中，眼檢測算法324用來識別大量的光以便判斷光級(即光信號的亮度)是否超過預(yù)定最小極限值。此最小極限值可在制造過程中編程在存儲器320中或通過校正過程判斷，其中用戶將取景器314A保持靠近他或她的眼睛，并將此狀態(tài)通訊給照相機100。如果極限值設(shè)定正確，照相機100沒有靠近臉時從微顯示器404反射的光以及來自環(huán)境的光將不能啟動眼啟動系統(tǒng)。
圖5是概括在取景器314A的描述中提到的眼啟動功能的流程圖。下面描述的任何過程步驟或框圖可表示模塊、部段或程序編碼的部分，其包括一個或多個用于在該過程中進(jìn)行特定邏輯功能或步驟的可執(zhí)行的指令。盡管描述了特定的實例性過程步驟，也可以進(jìn)行其他的應(yīng)用。此外，可采用所示或描述之外的順序進(jìn)行，根據(jù)所涉及的功能，包括大致同時發(fā)生或相反順序。
從附圖的框圖500開始，啟動眼啟動系統(tǒng)。為了響應(yīng)裝置100的接通或由于例如用戶通過用戶界面316選擇眼啟動系統(tǒng)的啟動出現(xiàn)所述啟動。在任何情況下，一旦眼啟動系統(tǒng)啟動，它連續(xù)檢測眼啟動傳感器416檢測的光量，如框圖502所示，以便判斷所檢測到的光大小是否超過極限值，從而產(chǎn)生肯定的靠近眼睛的判斷信號。通過實例，眼啟動系統(tǒng)可以大約1～10Hz的頻率檢測傳感器416。
參考判斷框圖504，判斷入射在眼啟動傳感器416上的光的光級(即亮度)是否超過預(yù)定極限值。如果沒有超過，進(jìn)行下面描述的判斷框圖508。但是如果滿足極限值或超過極限值，進(jìn)行啟動裝置功能的框圖506。在裝置是照相機的情況下，此功能可以是開始自動聚焦、自動曝光和自動白色補償中的一種或多種。還可控制其他的非照像功能。例如，可在檢測到用戶眼睛時啟動微顯示器404或裝置本身。實際上，這里所述的眼檢測方法可用于啟動大多數(shù)結(jié)合有取景器的裝置的幾乎任何功能和操作。
圖6表示可結(jié)合在照相機100內(nèi)的電子取景器314B的第二實施例。取景器314B在某些方面與圖4的取景器314A類似。因此，取景器314B包括靠近用戶眼睛602的放大透鏡600、微顯示器604、一組LED606、分束器608和眼啟動傳感器610。但是，另外，取景器314B包括用來產(chǎn)生照亮用戶眼睛602的IR波長的光紅外線(IR)LED612以及用來在可見光到達(dá)眼啟動傳感器610之前將其過濾的IR過濾器614。采用這些輔助部件，用戶的眼睛602可充滿IR光，并且反射的IR信號可通過傳感器602檢測。特別是，IR光從IR LED612沿路徑“a”傳播、在分束器608反射、在微顯示器604反射、沿路徑“b”通過分束器和放大透鏡600、反射用戶眼睛602和/或周圍組織的一個或多個特征、沿路徑“c”傳播、再次在分束器反射、通過IR過濾器614并最后由眼啟動傳感器610收集。
在此實施例中，可采用與場序模式中的其他LED606相同的方式脈沖作用IR LED612，使得例如微顯示器604的四個反射中的一個反射是IR反射。但是注意到在用戶的眼睛602沒有檢測到IR信號存在的情況下，IR LED612只在其他LED關(guān)閉時不需要脈沖作用。實際上，如果需要，IR LED612可連續(xù)照明直到檢測到用戶眼睛602的存在為止。但是，為了延長電池的壽命，IR LED612通常在適當(dāng)頻率下(例如2Hz)以脈沖作用開和關(guān)。
圖6的實施例提供潛在的優(yōu)勢，其中由于只有IR光將啟動眼啟動系統(tǒng)以及給定裝置的功能，錯誤讀取出現(xiàn)的頻率減少。另外，在裝置已經(jīng)在給定時間或周期內(nèi)沒有使用使得微顯示器604進(jìn)入“睡眠”狀態(tài)時或在微顯示器內(nèi)提供的圖像相對模糊因此眼睛602反射的信號難以檢測時，使用分開的IR光源是有用的。另外，在眼啟動功能用來啟動裝置時使用IR光是有利的。
圖7表示可結(jié)合在照相機100內(nèi)的電子取景器314C內(nèi)的第三實施例。取景器314C在某些方面與圖6的取景器314B類似。因此，取景器314C包括靠近用戶眼睛702的放大透鏡700、微顯示器704、一組LED706、分束器708和眼啟動傳感器710。另外，取景器314C包括紅外線LED712和用來在可見光達(dá)到眼啟動傳感器710之前將其過濾的IR過濾器714。但是，在圖7的實施例中，IR LED712、眼啟動傳感器710和IR過濾器714相對于微顯示器704定位在傾斜角度上，以便特別針對用戶眼睛702周圍的肉體。因此，除了眼啟動系統(tǒng)檢測用戶的眼瞼、面頰或眉毛而不只是眼睛之外，操作與圖6的實施例類似。因此，來自IR LED712的光沿路徑“a”直接傳播，通過放大透鏡700、在用戶臉上反射并沿路徑“b”傳播、回到放大透鏡、通過IR過濾器714并由傳感器710接收。盡管由于傾斜角度反射的光將經(jīng)歷很大的衰減，但由于檢測到大量的光信號，此衰減沒有不利地影響是否靠近的判斷。
圖8A和8B表示結(jié)合在照相機100中的電子取景器314D的第四實施例。取景器314D與圖6的取景器314B類似。因此，取景器314D包括靠近用戶眼睛802的放大透鏡800、微顯示器804、一組包括IR LED812的LED806、分束器808、眼啟動傳感器810以及IR過濾器814。但是圖8A和8B的實施例還包括圍繞微顯示器804的部分或全部的IR反射框或鏡816?？?16提供更廣泛的照明區(qū)域，使得來自IR LED的光812更容易指向用戶的眼睛802。盡管框816反射IR光，它吸收可見光，使得來自微顯示器804的可見光將不反射，并且框?qū)τ谟脩舨幻黠@或不可見。圖8B提供從取景器122的觀察窗124看到的框816的一個實施例的視圖。在此實施例中，框816完全圍繞微顯示器804。
出于示例的目的，在所述說明和附圖中詳細(xì)描述本發(fā)明的特定實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解到可以進(jìn)行多種變型和改型而不偏離以下權(quán)利要求提出的本發(fā)明的范圍。
以上陳述了多種程序(軟件和/或固件)。這些程序可存儲在任何計算機可讀取介質(zhì)中以便任何與計算機相關(guān)的系統(tǒng)和方法使用或結(jié)合。在此文件的用詞中，計算機可讀取的介質(zhì)是包括或存儲由任何與計算機相關(guān)的系統(tǒng)和方法使用或結(jié)合使用的程序的電子、磁性、光學(xué)或其他物理裝置或器件。程序可體現(xiàn)為由指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置使用或結(jié)合使用的任何計算機可讀取的介質(zhì)，例如使用計算機的系統(tǒng)、含有處理器的系統(tǒng)、設(shè)備或裝置獲取指令并執(zhí)行指令的其他系統(tǒng)。術(shù)語“計算機可讀取的介質(zhì)”包括可以存儲、通訊、傳播或傳輸由指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置使用或結(jié)合使用的編碼的任何裝置。
計算機可讀取介質(zhì)可例如是(但不局限于)電子、磁性、光學(xué)、電磁、紅外線或半導(dǎo)體系統(tǒng)、設(shè)備、裝置或傳播介質(zhì)。計算機可讀取介質(zhì)的更特別的實例(非用盡的例子)包括具有一個或多個導(dǎo)線的電連接器、便攜式計算機磁盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦可編程只讀存儲器(EPROM、EEPROM或閃存)、光纖和便攜式致密盤只讀存儲器(CDROM)。注意到計算機可讀取介質(zhì)還可以是印有程序的紙和其他適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)，這是由于程序可通過電子方式獲得，例如通過光學(xué)掃描紙或其他介質(zhì)，接著編輯，解碼并以適當(dāng)方式處理，如果需要，存儲在計算機存儲器中。
權(quán)利要求
1.一種眼啟動系統(tǒng)，其包括適于容納在裝置的取景器(314)內(nèi)的光源(408、606、706)；以及同樣適于容納在裝置取景器內(nèi)的光傳感器(416、610、710)，光傳感器構(gòu)造成檢測來自光源并從觀看取景器的用戶反射的光；其中，當(dāng)光傳感器檢測到用戶反射的光時，啟動裝置的動作。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該光源包括微顯示器(404、604、704)。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，該微顯示器是反射型微顯示器，并且該系統(tǒng)還包括照亮該微顯示器的彩色光源。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該光源包括紅外線光源。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，其還包括將紅外線光源產(chǎn)生的紅外線光向用戶反射的反射型微顯示器。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，其還包括存儲在計算機可讀取介質(zhì)中的眼檢測算法(324)，該眼檢測算法構(gòu)造成傳感器檢測到極限值的光級時作出肯定的靠近眼睛的判斷。
7.一種檢測觀察電子裝置的取景器(314)的用戶的方法，其包括用取景器內(nèi)產(chǎn)生的光照亮用戶；以及當(dāng)用戶被照亮?xí)r，在取景器內(nèi)檢測從用戶反射的光。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，用光照亮用戶包括用來自包括在取景器內(nèi)的微顯示器(404、604、704)的光照亮用戶。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，用光照亮用戶包括用來自包括在取景器內(nèi)的紅外線光源(612)的紅外線光照亮用戶。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，其還包括用眼檢測算法(314)分析檢測到的光信號以便判斷用戶是否觀察取景器。
全文摘要
一種眼啟動系統(tǒng)，其包括適于容納在裝置的取景器(314)內(nèi)的光源(408、606、706)；以及同樣適于容納在裝置取景器內(nèi)的光傳感器(416、610、710)，光傳感器構(gòu)造成檢測來自光源并從觀看取景器的用戶反射的光；通過此系統(tǒng)，當(dāng)光傳感器檢測到用戶反射的光時，啟動裝置的動作。
文檔編號G03B17/00GK1542534SQ200410003548
公開日2004年11月3日 申請日期2004年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月28日
發(fā)明者D·J·斯塔維利, M·J·比安基, D·K·坎貝爾, A·E·巴特爾斯, H·N·比恩, D J 斯塔維利, 坎貝爾, 巴特爾斯, 比安基, 比恩 申請人:惠普開發(fā)有限公司