JP2016173437A - Photometric device - Google Patents

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Tetsuya Kimura
哲哉 木村
小泉 徹
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徹 小泉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photometric device equipped with a low-pass filter and not having a focus adjustment mechanism, with which it is possible to recognize a subject with high accuracy even when a focus change occurs.SOLUTION: There are provided a finder optical system for observing a subject image in which the luminous flux of a subject having passed through a photographic lens is formed on a focusing screen, a photometric device for forming the subject image on the focusing screen secondarily in an optical path differing from the optical path of a finder and performing photometry, the photometric device comprising a photometric sensor for dividing the luminous flux of the subject image on the focusing screen into a plurality of areas and outputting a plurality of pieces of photometric information relating to luminance, a photometric lens for making the subject image on the focusing screen formed by the photometric sensor, subject recognition means for recognizing the color and shape of the subject using the output of the photometric sensor, a low-pass filter the spatial frequency limiting effect of which is variable, and a thermometer, with the spatial frequency limiting effect of the low-pass filter being varied in accordance with the output of the thermometer.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、被写体の輝度を測定する測光装置に関し、特に被写体検知および色検知が可能な測光装置において、偽色の影響を低減させるためにローパスフィルタを備えた測光装置に関する。   The present invention relates to a photometric device that measures the luminance of a subject, and more particularly to a photometric device that includes a low-pass filter to reduce the influence of false colors in a photometric device capable of subject detection and color detection.

従来、一眼レフカメラの測光は、フォーカシングスクリーン上に結像している被写体像の明るさを、測光レンズを介して、ペンタプリズム周辺に設置された測光センサにて測光している。近年、上記測光センサに撮像センサとは別にCCDなどのイメージセンサを使用し、フォーカシングスクリーンに結像している被写体像を取り込み、取り込んだ像の形状や色を判別することで、被写体認識・色検知を行い、機能向上を図った測光装置がある。通常、イメージセンサは、被写体像の空間周波数がイメージセンサのナイキスト周波数以上のレスポンスを持つ場合、偽色が発生し、正しい色をセンサ上で認識できなくなる可能性がある。   Conventionally, photometry of a single-lens reflex camera measures the brightness of a subject image formed on a focusing screen by a photometric sensor installed around a pentaprism via a photometric lens. In recent years, an image sensor such as a CCD is used as the photometric sensor in addition to the image sensor, and the subject image formed on the focusing screen is captured, and the shape and color of the captured image are discriminated, so that the object recognition / color There is a photometry device that detects and improves the function. Normally, when the spatial frequency of the subject image has a response equal to or higher than the Nyquist frequency of the image sensor, a false color is generated, and there is a possibility that the correct color cannot be recognized on the sensor.

測光センサにイメージセンサを使用した場合、被写体認識を行うため測光レンズにも高い空間周波数レスポンスが要求されるため、撮像素子同様に偽色が発生する可能性がある。測光センサにおいて偽色が発生した場合、正しく被写体の色を認識することができず、誤検知を起こす懸念がある。そのため、撮像装置に使用されているCMOSなどの撮像素子は、偽色の発生を抑えるために結像光路中に光学ローパスフィルタを配置する、または撮像後の画像処理によりデジタルローパスフィルタをかけるなどの処理を行っている。   When an image sensor is used as the photometric sensor, a high spatial frequency response is required for the photometric lens in order to perform subject recognition, so that false colors may occur as in the image sensor. When a false color occurs in the photometric sensor, there is a concern that the color of the subject cannot be recognized correctly and erroneous detection is caused. For this reason, an image sensor such as a CMOS used in an image pickup apparatus has an optical low-pass filter in the imaging optical path in order to suppress generation of false colors, or a digital low-pass filter is applied by image processing after imaging. Processing is in progress.

ローパスフィルタは、レンズの空間周波数レスポンスを制限し被写体像の高い空間周波数成分を抑えることにより、偽色の発生を抑制しているが、被写体像の解像力が低下し画質の低下が生じる。通常の撮像装置は被写体に対しピント調整を行い、常にピントピークの位置にて撮影を行うため、ローパスフィルタによる画質低下は実用上問題のない程度である。しかし、前述の測光装置は撮像装置の小型化、ローコスト化の観点から、ピント調整機構を実装することが困難である。   The low-pass filter suppresses the generation of false colors by limiting the spatial frequency response of the lens and suppressing the high spatial frequency component of the subject image, but the resolution of the subject image is reduced and the image quality is reduced. A normal image pickup apparatus performs focus adjustment on a subject and always takes an image at a focus peak position. Therefore, image quality degradation due to a low-pass filter is not problematic in practice. However, it is difficult for the above-mentioned photometric device to mount a focus adjustment mechanism from the viewpoint of downsizing and cost reduction of the imaging device.

しかしながら、環境温度が変化することで測光装置の温度も変化すると、レンズのピントずれが発生し、ピントの調整ができないため測光センサに結像する被写体の解像力は低下する。そのため、レンズのピントずれが生じた場合、レンズのピントずれによる解像力の低下に、ローパスフィルタ効果による解像力の低下も加味され、被写体認識に必要な解像力を得られない可能性があった。   However, if the temperature of the photometry device changes due to the change of the environmental temperature, the lens is out of focus, and the focus cannot be adjusted, so that the resolution of the subject imaged on the photometry sensor is reduced. Therefore, when the lens is out of focus, there is a possibility that the resolving power required for subject recognition cannot be obtained due to the reduction in resolving power due to the low focus filter effect in addition to the reduction in resolving power due to the lens defocusing.

ピント調整機構を有さない撮像装置における、ローパスフィルタによる画質低下防止に関して以下の技術が提案されている。特許文献1では、空間周波数制限効果が可変の光学的ローパスフィルタを備え、撮影対象物の合焦状態を検出し、合焦状態のズレ量に応じてローパスフィルタの空間周波数制限効果を弱めることで、解像力の低下を抑えながらも、偽色を抑制する構成となっている。   The following techniques have been proposed for preventing image quality degradation by a low-pass filter in an imaging apparatus that does not have a focus adjustment mechanism. In Patent Document 1, an optical low-pass filter with a variable spatial frequency limiting effect is provided, the in-focus state of the object to be photographed is detected, and the spatial frequency limiting effect of the low-pass filter is weakened according to the amount of deviation in the in-focus state. In addition, it is configured to suppress false color while suppressing a decrease in resolution.

特開平4‐236585号公報JP-A-4-236585

しかしながら、上述の特許文献1に開示された従来技術では、常に合焦状態の確認を行う必要がある。通常、測光センサにて取り込まれた画像においては合焦状態の確認は行っていない。そのため、合焦状態を確認する処理を追加することで、測光処理時間が増加する可能性があり、レリーズタイムラグが増える懸念がある。また、常時合焦状態の確認処理を行うことで、撮影時の処理短縮しレリーズタイムラグの増加を抑制した場合は、消費電力が増加する懸念がある。   However, in the prior art disclosed in Patent Document 1 described above, it is necessary to always check the in-focus state. Usually, the in-focus state is not confirmed in the image captured by the photometric sensor. For this reason, adding a process for confirming the in-focus state may increase the photometric processing time, which may increase the release time lag. In addition, there is a concern that the power consumption increases when the process of photographing is shortened and the increase in the release time lag is suppressed by performing the confirmation process of the in-focus state.

そこで、本発明の目的は、ローパスフィルタを備えピント調整機構を有しない測光装置において、環境温度変化によるピント変化が生じた場合においても、高精度な被写体認識が可能な測光装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a photometric device that can recognize a subject with high accuracy even when a focus change occurs due to a change in environmental temperature in a photometric device that includes a low-pass filter and does not have a focus adjustment mechanism. is there.

上記の目的を達成するために、本発明は、撮影レンズを通過した被写体光束が、一次結像面上に配置されたフォーカシングスクリーンに結像することで形成された被写体像を観察するためのファインダ光学系と、前記フォーカシングスクリーン上に形成された前記被写体像を、前記ファインダの光路とは異なる光路に二次結像させ測光を行う測光装置と、前記測光装置は前記フォーカシングスクリーン上に形成された前記被写体像の光束を複数領域に分割し、前記被写体像の輝度に関する複数の測光情報を出力する測光センサと、前記測光センサに前記フォーカシングスクリーン上に形成された前記被写体像を結像させる測光レンズと、前記測光センサの出力を用いて被写体の色および形状認識を行う被写体認識手段と、空間周波数制限効果が可変なローパスフィルタと、温度計とを備え、前記温度計の出力に応じて前記ローパスフィルタの空間周波数制限効果を変化させることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a finder for observing a subject image formed by imaging a subject luminous flux that has passed through a photographic lens on a focusing screen disposed on a primary imaging plane. An optical system, a photometric device for performing secondary photometry on the subject image formed on the focusing screen in an optical path different from the optical path of the viewfinder, and the photometric device formed on the focusing screen A photometric sensor that divides the luminous flux of the subject image into a plurality of regions and outputs a plurality of photometric information relating to the luminance of the subject image, and a photometric lens that forms the subject image formed on the focusing screen on the photometric sensor Subject recognition means for recognizing the color and shape of the subject using the output of the photometric sensor, and a spatial frequency limiting effect A variable low-pass filter, and a thermometer, and wherein the changing the spatial frequency limiting effect of the low-pass filter in accordance with the output of the thermometer.

また、前記ローパスフィルタは、前記被写体認識手段において色情報を使用する場合のみにおいて、空間周波数制限効果を付与することを特徴とする。   In addition, the low-pass filter provides a spatial frequency limiting effect only when color information is used in the subject recognition unit.

本発明によれば、環境温度変化によるレンズのピントずれが生じた場合においても、解像力低下、偽色の影響を抑制し、高精度な被写体認識が可能な測光装置の提供を実現できる。   According to the present invention, it is possible to provide a photometric device capable of recognizing a subject with high accuracy by suppressing a reduction in resolution and the influence of false color even when a lens is defocused due to a change in environmental temperature.

本発明の実施形態に係る、測光レンズ単体および、ローパスフィルタのMTFを加味した、温度によるMTF変化の特性を示した図The figure which showed the characteristic of the MTF change by temperature which considered MTF of the photometric lens single-piece | unit and low-pass filter based on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る、撮像装置の構成を示す概略図Schematic which shows the structure of the imaging device based on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る、測光装置の構成を示す概略図Schematic showing the configuration of a photometric device according to an embodiment of the present invention 本発明の実施形態に係る、撮像装置の電気的な構成を示すブロック図The block diagram which shows the electrical constitution of the imaging device based on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る、ローパスフィルタの特性を示す図The figure which shows the characteristic of the low-pass filter based on embodiment of this invention 本発明の実施例1に係る、撮像装置の測光に関わるフローチャート6 is a flowchart relating to photometry of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例2に係る、撮像装置の測光に関わるフローチャートFlowchart relating to photometry of the imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention.

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
[実施例1]
図2は本発明の実施形態にかかわる撮像装置の構成を示す概略図である。図2において、100は撮像装置本体である。101は撮像装置のCPUである。112は撮影者である。102は交換可能な撮影レンズであり、内部にフォーカシングやズーミングを行うレンズ群113、レンズ群113の駆動を行うレンズ駆動部114、不図示の絞り装置を有している。106はイメージセンサとその周辺回路で構成された撮像素子である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[Example 1]
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 100 denotes an imaging apparatus main body. Reference numeral 101 denotes a CPU of the imaging apparatus. Reference numeral 112 denotes a photographer. Reference numeral 102 denotes an interchangeable photographic lens, which includes a lens group 113 that performs focusing and zooming, a lens driving unit 114 that drives the lens group 113, and a diaphragm device (not shown). Reference numeral 106 denotes an image sensor composed of an image sensor and its peripheral circuits.

103は主ミラーであり、半透過ミラーとして構成されている。108はフォーカシングスクリーンであり、撮影レンズ102を透過した被写体像が結像される撮像素子106の結像面と等価の結像面に配置されている。118は被写体光路であり、撮影レンズ102を通過した光束は、主ミラー103で反射され、フォーカシングスクリーン108に一次結像される。104はサブミラーである。主ミラー103を通過した被写体光束は、サブミラー104によって焦点検出装置107に導かれ、周知の位相差検出方式の焦点検出動作が行われる。   Reference numeral 103 denotes a main mirror, which is configured as a semi-transmissive mirror. Reference numeral 108 denotes a focusing screen, which is disposed on an imaging plane equivalent to the imaging plane of the image sensor 106 on which a subject image transmitted through the photographing lens 102 is formed. Reference numeral 118 denotes a subject optical path, and the light beam that has passed through the photographing lens 102 is reflected by the main mirror 103 and is primarily imaged on the focusing screen 108. Reference numeral 104 denotes a submirror. The subject luminous flux that has passed through the main mirror 103 is guided to the focus detection device 107 by the sub mirror 104, and a focus detection operation using a known phase difference detection method is performed.

撮影を行う際に撮影者112が後述するレリーズスイッチ(以後SW)205を押すと、主ミラー103は、ファインダ観察位置から撮影レンズ102を通る被写体光束の被写体光路118外に搖動退避し、撮影レンズ102からの被写体像を撮像素子106に露光可能状態になる。フォーカルプレーンシャッタ(以後シャッタと称する)105は、通電により先幕を開放するマグネットMG−1と、通電によりシャッタ105の後幕を閉じるマグネットMG−2を備えている。撮影レンズ102によって集光された被写体光束は、シャッタ105の先幕走行後、後幕が走行し始めるまでの時間(以後シャッタ秒時と称する)を制御することで、光量制御がなされ、撮像素子106によって被写体像として光電変換処理される。光電変換処理後の画像データは記録媒体に記録される。   When the photographer 112 presses a later-described release switch (hereinafter referred to as SW) 205 when taking a picture, the main mirror 103 is automatically retracted from the viewfinder observation position to the outside of the subject optical path 118 of the subject luminous flux passing through the taking lens 102, and the taking lens. The image of the subject from 102 can be exposed to the image sensor 106. The focal plane shutter (hereinafter referred to as a shutter) 105 includes a magnet MG-1 that opens the front curtain when energized, and a magnet MG-2 that closes the rear curtain of the shutter 105 when energized. The subject luminous flux collected by the photographic lens 102 is controlled in light quantity by controlling the time (hereinafter referred to as shutter time) from the time when the shutter 105 starts running after the front curtain of the shutter 105 starts running. A photoelectric conversion process is performed as a subject image by 106. The image data after the photoelectric conversion process is recorded on a recording medium.

119はファインダ光路であり、フォーカシングスクリーン108からの光束が撮影者112に導かれるまでの光路を示している。ペンタプリズム109は、ファインダ光路119を変更するもので、フォーカシングスクリーン108に結像した被写体像を正立正像に補正する。111は接眼レンズであり、撮影者112がフォーカシングスクリーン108に結像した被写体像を観察できるようになっている。110は測光装置であり、接眼レンズ111の上側に配置されている。ここで測光装置110の構成を図3で説明する。図3は本発明の実施形態にかかわる、測光装置の概略図である。115は測光レンズである。116は光学ローパスフィルタであり、空間周波数制限効果が可変である。   Reference numeral 119 denotes a finder optical path, which indicates an optical path until the light beam from the focusing screen 108 is guided to the photographer 112. The pentaprism 109 changes the finder optical path 119 and corrects the subject image formed on the focusing screen 108 to an erect image. Reference numeral 111 denotes an eyepiece, which allows the photographer 112 to observe the subject image formed on the focusing screen 108. Reference numeral 110 denotes a photometric device, which is disposed on the upper side of the eyepiece lens 111. Here, the configuration of the photometric device 110 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic view of a photometric device according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 115 denotes a photometric lens. An optical low-pass filter 116 has a variable spatial frequency limiting effect.

空間周波数制限効果の詳細に関しては後述する。117は測光センサである。測光センサ117には不示図の温度計も実装されており、測光装置110近傍の温度を測定することが可能である。120は測光光路である。測光装置110に至る光束は、フォーカシングスクリーン108からの光束のうち、所定角度で拡散する光束が、ペンタプリズム109を介して測光装置110に到達し、測光絞り121により光束を絞る。測光絞り121により絞られた光束は、測光レンズ115を介して、ローパスフィルタ116によりフィルタリングされた光が測光センサ117のチップ面にて二次結像される。また、測光センサ117はイメージセンサであり、チップ面に結像した被写体像の色情報・被写体形状から被写体認識・被写体輝度検出を行うことが可能である。   Details of the spatial frequency limiting effect will be described later. 117 is a photometric sensor. A thermometer (not shown) is also mounted on the photometric sensor 117, and the temperature in the vicinity of the photometric device 110 can be measured. Reference numeral 120 denotes a photometric light path. Among the light beams from the focusing screen 108, the light beam diffusing at a predetermined angle reaches the photometric device 110 via the pentaprism 109, and is narrowed by the photometric aperture 121. The light filtered by the photometric aperture 121 is subjected to secondary image formation on the chip surface of the photometric sensor 117 by the light filtered by the low pass filter 116 via the photometric lens 115. The photometric sensor 117 is an image sensor, and can perform subject recognition and subject brightness detection from color information and subject shape of a subject image formed on the chip surface.

図4は本発明の実施形態にかかわる、撮像装置の電気的な構成を示すブロック図である。CPU101は、不揮発性メモリであるEEPROM101aを備えており、制御プログラムに基づいて処理を行い、接続されている各部へ処理結果を伝達し撮像装置100全体の制御を行っている。201は撮像素子制御部であり、不示図のタイミングジェネレータ、ノイズ除去/ゲイン処理回路、A/D変換回路、画素間引き処理回路を備えている。タイミングジェネレータは、撮像素子制御部201に転送クロック信号やシャッタ信号を供給する。   FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration of the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention. The CPU 101 includes an EEPROM 101a that is a non-volatile memory, performs processing based on a control program, transmits the processing result to each connected unit, and controls the entire imaging apparatus 100. An image sensor control unit 201 includes a timing generator (not shown), a noise removal / gain processing circuit, an A / D conversion circuit, and a pixel thinning processing circuit. The timing generator supplies a transfer clock signal and a shutter signal to the image sensor control unit 201.

ノイズ除去/ゲイン処理回路は、撮像素子106から出力されるアナログ信号に対しノイズ除去とゲイン処理を行う。A/D変換回路は、アナログ信号を10ビットのデジタル信号に変換する。画素間引き処理回路は、CPU101の解像度変換指示に従って画素間引き処理を行う。画像処理部202は、撮像素子制御部201から出力された10ビットのデジタル信号に画像処理(ガンマ変換、色空間変換、ホワイトバランス、自動露出、フラッシュ補正等)を行い、YUV(4:2:2)フォーマットの8ビットのデジタル信号として出力する。   The noise removal / gain processing circuit performs noise removal and gain processing on the analog signal output from the image sensor 106. The A / D conversion circuit converts an analog signal into a 10-bit digital signal. The pixel thinning processing circuit performs pixel thinning processing in accordance with the resolution conversion instruction from the CPU 101. The image processing unit 202 performs image processing (gamma conversion, color space conversion, white balance, automatic exposure, flash correction, etc.) on the 10-bit digital signal output from the image sensor control unit 201, and YUV (4: 2: 2) Output as a format 8-bit digital signal.

焦点検出装置制御部203では、焦点検出装置107のラインCCDセンサから得た電圧をA/D変換し、CPU101へ送る。また、焦点検出装置制御部203はCPU101の指示に基づき、ラインCCDセンサの光量蓄積時間とオートゲインコントロールの制御も行う。SW205は、2段階のスイッチとなっており、通常、一段階目のスイッチ(以後、SW1)がONされると、測光および測距動作が開始され、二段階目のスイッチ(以後、SW2)がONされると、撮影動作が開始される。電池207は、リチャージャブルの2次電池(あるいは乾電池)として構成されている。   The focus detection device control unit 203 performs A / D conversion on the voltage obtained from the line CCD sensor of the focus detection device 107 and sends it to the CPU 101. The focus detection device control unit 203 also controls the light amount accumulation time and auto gain control of the line CCD sensor based on an instruction from the CPU 101. SW205 is a two-stage switch. Normally, when the first-stage switch (hereinafter referred to as SW1) is turned on, photometry and range-finding operations are started, and the second-stage switch (hereinafter referred to as SW2) is turned on. When turned on, the photographing operation is started. The battery 207 is configured as a rechargeable secondary battery (or dry battery).

DC/DCコンバータ206は、電池207からの電源供給を受け、昇圧及びレギュレーションを行うことにより複数の電源を作り出し、CPU101及び各素子に必要な電圧の電源を供給する。DC/DCコンバータ206は、CPU101からの制御信号により、各々の電圧供給の開始、停止を制御できる。また、測光装置制御部204では測光センサ117より得た電圧をA/D変換し、CPU101へ送る。また、測光制御部204はCPU101の指示に基づき、測光センサ117の光量蓄積時間とオートゲインコントロールの制御も行う。さらに、測光制御部204はCPU101の指示に基づき、ローパスフィルタ116の空間周波数制限効果の制御も行う。   The DC / DC converter 206 receives a power supply from the battery 207, generates a plurality of power supplies by boosting and regulating, and supplies a power supply of a necessary voltage to the CPU 101 and each element. The DC / DC converter 206 can control the start and stop of each voltage supply by a control signal from the CPU 101. Further, the photometric device control unit 204 A / D converts the voltage obtained from the photometric sensor 117 and sends it to the CPU 101. The photometry control unit 204 also controls the light amount accumulation time and auto gain control of the photometry sensor 117 based on an instruction from the CPU 101. Further, the photometry control unit 204 also controls the spatial frequency limiting effect of the low-pass filter 116 based on an instruction from the CPU 101.

ここで、ローパスフィルタ116の周波数制限効果に関して説明する。ローパスフィルタを搭載する目的は前述のとおり、ローパスフィルタによりレンズの空間周波数レスポンスを制限し、撮像素子のナイキスト周波数より高周波成分をカットし、低周波成分のみを透過させることにより偽色を低減させることである。光学ローパスフィルタには、通常、水晶板等の複屈折板が主として用いられ、複屈折板と偏光解消板としての1/4波長板等を併用したものもある。複屈折板の複屈折による常光線と異常光線の分離幅dによりローパスフィルタの空間周波数制限効果が決まり、分離幅dは次式で表すことができる。   Here, the frequency limiting effect of the low-pass filter 116 will be described. The purpose of mounting the low-pass filter is to reduce the false color by limiting the spatial frequency response of the lens with the low-pass filter as described above, cutting the high frequency component from the Nyquist frequency of the image sensor, and transmitting only the low frequency component. It is. In general, a birefringent plate such as a quartz plate is mainly used as an optical low-pass filter, and there is a type in which a birefringent plate and a quarter wavelength plate as a depolarizing plate are used in combination. The spatial frequency limiting effect of the low-pass filter is determined by the separation width d of the ordinary ray and the extraordinary ray due to the birefringence of the birefringent plate, and the separation width d can be expressed by the following equation.

は常光線の屈折率、nは異常光線の屈折率、tはローパスフィルタの厚さを表している。つまり、屈折率と厚みにより、ローパスフィルタによる空間周波数制限効果が決定される。また、撮像素子のナイキスト周波数fnは次式で表すことができる。 n 0 is the refractive index of the ordinary ray, the refractive index of n e is the extraordinary ray, t represents the thickness of the low-pass filter. That is, the spatial frequency limiting effect by the low-pass filter is determined by the refractive index and the thickness. Further, the Nyquist frequency fn of the image sensor can be expressed by the following equation.

Pは撮像素子の画素ピッチであり、画素ピッチがわかればローパスフィルタにて制限すべき空間周波数が判明する。つまり、分離幅d>画素ピッチPとなるようにローパスフィルタを設定すれば、偽色の抑制に必要な空間周波数制限効果を得ることが可能となる。   P is the pixel pitch of the image sensor, and if the pixel pitch is known, the spatial frequency to be limited by the low-pass filter is known. That is, if a low-pass filter is set so that the separation width d> pixel pitch P, a spatial frequency limiting effect necessary for suppressing false colors can be obtained.

本実施例におけるローパスフィルタ116は空間周波数制限効果が可変である。具体的には、特開平4‐236585に示されているような2枚の水晶板の各々の内面に透明電極を形成し、それらの間にツイストネマチック型の液晶層を設けたローパスフィルタを用いることで空間周波数の制限効果を2段階に変更することが可能となる。ローパスフィルタ116に電圧が印加されていない場合(以後、ローパスフィルタOFFと称する)は、液晶がツイストネマチック配列をとなり、旋光性を有しているため空間周波数制限効果は有しない。   The low-pass filter 116 in this embodiment has a variable spatial frequency limiting effect. Specifically, a low-pass filter in which a transparent electrode is formed on the inner surface of each of two quartz plates as shown in JP-A-4-236585 and a twisted nematic liquid crystal layer is provided between them is used. Thus, the spatial frequency limiting effect can be changed in two stages. When no voltage is applied to the low-pass filter 116 (hereinafter referred to as a low-pass filter OFF), the liquid crystal has a twisted nematic alignment and has optical rotation, so that there is no spatial frequency limiting effect.

一方、電圧を印加した場合(以後、ローパスフィルタONと称する)、ツイストネマチック配列がほどけ旋光性が失われるため、常光線、異常光線の分離幅dに応じた空間周波数制限効果が生まれる。つまり、特開平4‐236585に示されているローパスフィルタを用いることで、電圧印加の有無により、ローパスフィルタによる空間周波数制限効果の有無を選択することが可能となる。図5は本実施例における、ローパスフィルタ116の各周波数におけるMTF(Modulation Transfer Function)を表した図である。実線はローパスフィルタON時の、点線はローパスフィルタOFF時のそれぞれの各周波数におけるMTFである。またa1、a2は測光センサ117のナイキスト周波数fnでのMTFである。ローパスフィルタのON‐OFFにより、図5のような空間周波数制限効果が生まれ、偽色の低減が可能となる。   On the other hand, when a voltage is applied (hereinafter referred to as a low-pass filter ON), the twisted nematic arrangement loses its optical rotation, so that a spatial frequency limiting effect according to the separation width d of ordinary rays and extraordinary rays is produced. That is, by using the low-pass filter disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-236585, it is possible to select the presence or absence of the spatial frequency limiting effect by the low-pass filter depending on the presence or absence of voltage application. FIG. 5 is a diagram showing MTF (Modulation Transfer Function) at each frequency of the low-pass filter 116 in the present embodiment. The solid line is the MTF at each frequency when the low-pass filter is ON, and the dotted line is the MTF at each frequency when the low-pass filter is OFF. Further, a1 and a2 are MTFs of the photometric sensor 117 at the Nyquist frequency fn. By turning on and off the low-pass filter, a spatial frequency limiting effect as shown in FIG. 5 is produced, and a false color can be reduced.

次に図6を用いて、本実施例における撮像装置の測光動作シーケンスについて説明する。図6は本実施例における撮像装置の測光動作シーケンスを示したフローチャートである。S101にて撮像装置100の電源を不示図の電源スイッチにてONする。S101の電源ON動作により、S102にてローパスフィルタ116に電圧が印加され、空間周波数制限効果を有した状態にて保持される。S103ではSW205を撮影者112が操作し、SW1がONされているかを判定する。SW1がONされていると判断された場合は、S104へと進み、OFFの場合は、SW1がONされるまで待機状態となる。   Next, a photometric operation sequence of the imaging apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing a photometric operation sequence of the image pickup apparatus in the present embodiment. In S101, the power supply of the imaging apparatus 100 is turned on by a power switch (not shown). As a result of the power ON operation in S101, a voltage is applied to the low-pass filter 116 in S102, and the voltage is held in a state having a spatial frequency limiting effect. In S103, the photographer 112 operates SW205 to determine whether SW1 is turned on. If it is determined that SW1 is turned on, the process proceeds to S104. If it is turned off, the process waits until SW1 is turned on.

S104にてCPU101の指示の基、測光動作を開始する。S105にて測光センサ117に実装されている温度計にて、測光センサ117近傍の温度を取得する。S106ではS105にて測定した測光センサ117近傍の温度と、EEPROM101aに予め記録されている閾値との比較を行う。閾値に関しては後述する。S106にて、閾値以上であると判断された場合はS107へと進み、ローパスフィルタ116の電圧をOFFし、空間周波数制限効果を有しない状態へと変更し、S108へ進む。一方、S106にて、閾値以下であると判断された場合は、ローパスフィルタ116に電圧が印加された状態のまま、S108へと進む。   In step S104, the photometry operation is started based on an instruction from the CPU 101. In S105, the temperature near the photometric sensor 117 is acquired by the thermometer mounted on the photometric sensor 117. In S106, the temperature in the vicinity of the photometric sensor 117 measured in S105 is compared with a threshold value recorded in advance in the EEPROM 101a. The threshold will be described later. If it is determined in S106 that the value is equal to or greater than the threshold value, the process proceeds to S107, the voltage of the low-pass filter 116 is turned OFF, the state is changed to a state having no spatial frequency limiting effect, and the process proceeds to S108. On the other hand, if it is determined in S106 that the voltage is equal to or lower than the threshold value, the process proceeds to S108 while the voltage is applied to the low-pass filter 116.

S108ではCPU101の指示に基づいた条件にて、測光センサ117の蓄積を開始する。S109にて、CPU101から指示された蓄積時間が経過した後、測光センサ117の蓄積を終了する。S110では、CPU101にてS109までに蓄積された測光センサ117の出力を用いて、公知の被写体認識動作を行う。S111では、S109での蓄積結果、S110での被写体認識結果を受け、撮像装置の測光アルゴリズムに基づきCPU101にて露出を決定する。ここまでが、本実施例の測光動作シーケンスとなり、その後は、通常の撮像装置の撮影動作へと移行する。   In S108, accumulation of the photometric sensor 117 is started under conditions based on an instruction from the CPU 101. In S109, after the accumulation time instructed from the CPU 101 has elapsed, the accumulation of the photometric sensor 117 is terminated. In S110, a known subject recognition operation is performed using the output of the photometric sensor 117 accumulated up to S109 by the CPU 101. In S111, the CPU 101 determines the exposure based on the photometric algorithm of the imaging apparatus in response to the accumulation result in S109 and the subject recognition result in S110. The steps up to here are the photometric operation sequence of the present embodiment, and thereafter, the operation shifts to the normal photographing operation of the image pickup apparatus.

次に、図6のS106の温度閾値について説明する。上述の通り、測光装置110はピント調整機構を有していない。そのため、環境温度の変化によりピントずれが生じた場合、測光センサ117に結像されている被写体像の解像力が低下する可能性がある。温度によりピントがずれる要因として、測光レンズ115の硝材の屈折率の温度変化が挙げられる。測光レンズ115には、コスト、重量の観点からプラスチックレンズが使用されることが多い。   Next, the temperature threshold value in S106 of FIG. 6 will be described. As described above, the photometric device 110 does not have a focus adjustment mechanism. Therefore, when a focus shift occurs due to a change in the environmental temperature, the resolution of the subject image formed on the photometric sensor 117 may be reduced. A factor causing the focus to be shifted due to the temperature is a temperature change in the refractive index of the glass material of the photometric lens 115. For the photometric lens 115, a plastic lens is often used from the viewpoint of cost and weight.

プラスチックレンズはガラスレンズに比べ温度変化による屈折率変化が大きい、さらに測光レンズ115のFnoも光量を得るために大きいため、温度変化によるピントずれが影響する。図1は本実施例において、ナイキスト周波数fnでの測光レンズ115の屈折率の温度変化によるMTF変化を示した図である。細線は測光レンズ115のみの温度によるMTF変化を示している。太線および点線は、細線にローパスフィルタのONおよびOFF時のローパスフィルタのMTFも加味したMTFを示しており、測光装置110のMTFを表している。   The plastic lens has a larger refractive index change due to temperature change than a glass lens, and the Fno of the photometric lens 115 is also large in order to obtain a light amount, so that a focus shift due to temperature change affects. FIG. 1 is a diagram showing the MTF change due to the temperature change of the refractive index of the photometric lens 115 at the Nyquist frequency fn in this embodiment. The thin line indicates the MTF change due to the temperature of only the photometric lens 115. The thick line and the dotted line indicate the MTF in which the MTF of the low-pass filter when the low-pass filter is ON and OFF is added to the thin line, and represents the MTF of the photometric device 110.

ここで、aは偽色の影響が発生しないためのMTFである。ローパスフィルタ116がONの場合、常にMTFa以下のMTFとなるため、温度変化に関係なく偽色の影響を抑えられているが、空間周波数制限効果をかけたことにより、温度変化によるMTF低下に空間周波数制限分が加味され、MTFが大きく低下してしまう。一方、ローパスフィルタOFF時は温度tの間のではMTFaを越えてしまうため、偽色の影響が起こってしまうが、温度t以外の範囲においては偽色の発生を抑えられる。また、温度t以外の範囲のMTFもローパスフィルタONの方が、OFF時よりも高くなる。   Here, a is an MTF for preventing the influence of false color. When the low-pass filter 116 is ON, the MTF is always equal to or lower than the MTFa, so that the influence of false color is suppressed regardless of the temperature change. The frequency limit is taken into account and the MTF is greatly reduced. On the other hand, when the low-pass filter is OFF, MTFa is exceeded during the temperature t, so that the influence of the false color occurs. However, the generation of the false color can be suppressed in a range other than the temperature t. Also, the MTF in the range other than the temperature t is higher when the low-pass filter is ON than when it is OFF.

つまり、S106での閾値を温度tの範囲内であるか否かとし、温度tの間はローパスフィルタ116をONとし、温度t以外ではローパスフィルタ116をOFFとすることで、偽色の影響を抑制しつつも、ローパスフィルタ116によるMTFの低下も抑制することが可能となる。   In other words, whether or not the threshold value in S106 is within the range of the temperature t, the low-pass filter 116 is turned on during the temperature t, and the low-pass filter 116 is turned off at other than the temperature t. While suppressing, it is possible to suppress a decrease in MTF due to the low-pass filter 116.

以上により、本実施例では、測光装置110近傍の温度を測定し、温度測定結果に応じローパスフィルタ116の周波数制限効果を変更することで、環境温度の変化によるピントずれが生じた場合にも、偽色の影響を抑制しながらも、高性能な被写体認識を行うことが可能となる。   As described above, in this embodiment, the temperature in the vicinity of the photometric device 110 is measured, and the frequency limiting effect of the low-pass filter 116 is changed according to the temperature measurement result. High-performance subject recognition can be performed while suppressing the influence of false colors.

[実施例2]
次に、本発明の実施例2について説明する。なお、本実施例2における撮像装置の構成は、実施例1で図1乃至図5を用いて説明したものと同様であるため、説明は省略する。
[Example 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Note that the configuration of the imaging apparatus according to the second embodiment is the same as that described with reference to FIGS.

図7を用いて、本実施例における撮像装置の測光動作シーケンスについて説明する。図7は本実施例における撮像装置の測光動作シーケンスを示したフローチャートである。   A photometric operation sequence of the imaging apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing a photometric operation sequence of the image pickup apparatus in the present embodiment.

S201にて撮像装置100の電源を不示図の電源スイッチにてONする。S201の電源ON動作により、S202にてローパスフィルタ116に電圧が印加され、空間周波数制限効果を有した状態にて保持される。S203ではSW205を撮影者112が操作し、SW1がONされているかを判定する。SW1がONされていると判断された場合は、S204へと進み、OFFの場合は、SW1がONされるまで待機状態となる。   In S201, the power supply of the imaging apparatus 100 is turned on by a power switch (not shown). By the power ON operation of S201, a voltage is applied to the low pass filter 116 in S202, and the state is maintained in a state having a spatial frequency limiting effect. In S203, the photographer 112 operates SW205 to determine whether SW1 is turned on. If it is determined that SW1 is turned on, the process proceeds to S204, and if it is OFF, the system waits until SW1 is turned on.

S204にてCPU101の指示の基、測光動作を開始する。S205にて測光装置110にて取得した色情報を使用するモードであるかを判断する。色情報を使用しないと判断された場合はS208へと進み、ローパスフィルタ116の電圧をOFFし、空間周波数制限効果を有しない状態へと変更する。一方、色情報を使用する場合はS206へと進み、測光センサ117に実装されている温度計にて、測光センサ117近傍の温度を取得する。S207ではS206にて測定した測光センサ117近傍の温度と、EEPROM101aに予め記録されている閾値との比較を行う。   In step S204, a photometric operation is started based on an instruction from the CPU 101. In S205, it is determined whether the mode is to use the color information acquired by the photometry device 110. If it is determined that the color information is not used, the process proceeds to S208, where the voltage of the low-pass filter 116 is turned off, and the state is changed to a state having no spatial frequency limiting effect. On the other hand, when the color information is used, the process proceeds to S206, and the temperature near the photometric sensor 117 is acquired by the thermometer mounted on the photometric sensor 117. In S207, the temperature in the vicinity of the photometric sensor 117 measured in S206 is compared with a threshold value recorded in advance in the EEPROM 101a.

閾値の設定に関しては、実施例1で説明したものと同様であるため、説明は省略する。S207にて、閾値以上であると判断された場合はS208へと進み、ローパスフィルタ116の電圧をOFFし、空間周波数制限効果を有しない状態へと変更し、S209へ進む。一方、S207にて、閾値以下であると判断された場合は、ローパスフィルタ116に電圧が印加された状態のまま、S209へと進む。   The setting of the threshold value is the same as that described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. If it is determined in S207 that the value is equal to or greater than the threshold value, the process proceeds to S208, the voltage of the low-pass filter 116 is turned off, the state is changed to a state having no spatial frequency limiting effect, and the process proceeds to S209. On the other hand, if it is determined in S207 that it is equal to or less than the threshold value, the process proceeds to S209 while the voltage is applied to the low-pass filter 116.

S209ではCPU101の指示に基づいた条件にて、測光センサ117の蓄積を開始する。S210にて、CPU101から指示された蓄積時間が経過した後、測光センサ117の蓄積を終了する。S211では、CPU101にてS109までに蓄積された測光センサ117の出力を用いて、公知の被写体認識動作を行う。ここまでが、本実施例の動作シーケンスとなり、その後は、通常の撮像装置の撮影動作へと移行する。   In step S209, accumulation of the photometric sensor 117 is started under conditions based on an instruction from the CPU 101. In S210, after the accumulation time instructed from the CPU 101 has elapsed, the accumulation of the photometric sensor 117 is terminated. In S211, the CPU 101 performs a known subject recognition operation using the output of the photometric sensor 117 accumulated up to S109. The operation sequence up to this point is the operation sequence of the present embodiment, and thereafter, the operation shifts to a normal imaging operation of the imaging apparatus.

以上により、本実施例では、色情報を使用しない場合には、ローパスフィルタ116をOFFとすることで、図5に示すローパスフィルタON−OFFでの差分だけMTF低下を抑制することができ、測光センサ117に結像する像の解像力が上がるため、高精度な被写体認識が可能となる。また、色情報を使用する場合は、測光装置110近傍の温度を測定し、温度測定結果に応じローパスフィルタ116の周波数制限効果を変更することで、環境温度の変化によるピントずれが生じた場合にも、偽色の影響を抑制しながらも、高性能な被写体認識を行うことが可能となる。   As described above, in this embodiment, when color information is not used, the low-pass filter 116 is turned off, so that the MTF reduction can be suppressed by the difference between the low-pass filter ON-OFF shown in FIG. Since the resolving power of the image formed on the sensor 117 is increased, highly accurate subject recognition can be performed. When color information is used, the temperature in the vicinity of the photometric device 110 is measured, and the frequency limiting effect of the low-pass filter 116 is changed according to the temperature measurement result. However, it is possible to perform high-performance subject recognition while suppressing the influence of false colors.

なお、本発明の実施形態におけるローパスフィルタ116は、周波数制限効果が2段階切り替えであるため、段階的な切替えであるが、特開昭61−268570号公報に示されているような構成により連続的に周波数制限効果を変更可能なローパスフィルタとし、温度変化に応じ連続的に周波数制限効果を変化させても良い。また、本実施例におけるローパスフィルタ116は、光学ローパスフィルタを用いているが、公知のデジタル方式でのローパスフィルタとしても良い。   The low-pass filter 116 according to the embodiment of the present invention is a step-by-step switching because the frequency limiting effect is a two-step switching. However, the low-pass filter 116 has a configuration as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-268570. Alternatively, a low-pass filter that can change the frequency limiting effect may be used, and the frequency limiting effect may be continuously changed according to a temperature change. The low-pass filter 116 in the present embodiment uses an optical low-pass filter, but may be a known digital low-pass filter.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

100 撮像装置、101 CPU、110 測光装置、115 測光レンズ、
116 ローパスフィルタ、117 測光センサ
100 imaging device, 101 CPU, 110 photometric device, 115 photometric lens,
116 Low-pass filter, 117 Photometric sensor

Claims (2)

撮影レンズ(102)を通過した被写体光束が、一次結像面上に配置されたフォーカシングスクリーン(108)に結像することで形成された被写体像を観察するためのファインダ光学系と、前記フォーカシングスクリーン上に形成された前記被写体像を、前記ファインダの光路とは異なる光路に二次結像させ測光を行う測光装置(110)と、前記測光装置は前記フォーカシングスクリーン上に形成された前記被写体像の光束を複数領域に分割し、前記被写体像の輝度に関する複数の測光情報を出力する測光センサ(117)と、前記測光センサに前記フォーカシングスクリーン上に形成された前記被写体像を結像させる測光レンズ(115)と、前記測光センサの出力を用いて被写体の色および形状認識を行う被写体認識手段と、空間周波数制限効果が可変なローパスフィルタ(116)と、温度計とを備え、前記温度計の出力に応じて前記ローパスフィルタの空間周波数制限効果を変化させることを特徴とする撮像装置。 A finder optical system for observing a subject image formed by focusing the subject luminous flux that has passed through the photographing lens (102) on a focusing screen (108) disposed on a primary imaging plane, and the focusing screen A photometric device (110) for performing secondary photometry on the subject image formed above on an optical path different from the optical path of the viewfinder, and the photometric device is configured to detect the subject image formed on the focusing screen. A photometric sensor (117) that divides a light beam into a plurality of regions and outputs a plurality of photometric information relating to the luminance of the subject image, and a photometric lens that forms the subject image formed on the focusing screen on the photometric sensor ( 115), subject recognition means for recognizing the color and shape of the subject using the output of the photometric sensor, Several limiting effect a variable low-pass filter (116), and a thermometer, an imaging apparatus characterized by changing the spatial frequency limiting effect of the low-pass filter in accordance with the output of the thermometer. 前記ローパスフィルタは、前記被写体認識手段において色情報を使用する場合のみにおいて、空間周波数制限効果を付与することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the low-pass filter imparts a spatial frequency limiting effect only when color information is used in the subject recognition unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109889722A (en) * 2019-01-04 2019-06-14 信利光电股份有限公司 A kind of high/low temperature image pickup method, device and the camera of camera

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