JP3928391B2 - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子スチルカメラに使用して好適な撮影装置に関する。詳しくは、例えば暗闇の中で撮影を行う際のフォーカス調整が容易に行えるようにするものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば暗闇の中でのスチルカメラ撮影においては、被写体を確認することが困難であるために、例えばコントラスト検出方式のオートフォーカスカメラではフォーカスが合わず、またマニュアルフォーカスでのピント合わせも困難になる。そこで従来から、LEDなどの補助光投光装置を用いて被写体を照らし、オートフォーカスを行う方法が実施されているが、この方法では被写体のコントラストが小さい場合にはフォーカスを合わせることが困難なものである。
【0003】
これに対して、例えばフォーカス合わせに充分な明るさを得るのに必要な出力の大きな投光装置は消費電力も大きく、また熱の発生が大きいために被写体の近くで用いることができない。また、例えばレンズで集光して被写体に投光する方法もあるが、被写体の輝度を上げるために狭い範囲に集光すると、広角撮影の場合に投光範囲が狭すぎてフォーカス合わせが困難になり、逆に広角撮影に合わせた投光範囲にすると、被写体の輝度が充分に得られないなどの問題があった。
【0004】
さらにLEDや電球などの前にレンズとスリットを設置して、スリットの像を被写体に投影する補助光投光装置も実施されているが、投光される像のコントラストが弱く、フォーカス合わせを良好に行うことが困難なものである。またこの方法では、スリットによる投光ロスがあるために、必要な光量を得るための消費電力が極めて大きくなってしまう。このため、例えば小型の電子スチルカメラに内蔵して、内蔵電池などの電源で使用することは困難なものであった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
この出願はこのような点に鑑みて成されたものであって、解決しようとする問題点は、例えば暗闇の中でのスチルカメラ撮影では、コントラスト検出方式のオートフォーカスやマニュアルフォーカスでのピント合わせは困難なものであり、これに対して従来の補助光投光装置を用いた撮影装置では、充分なフォーカス合わせを行うことができず、また消費電力が大きいために小型の電子スチルカメラ等に内蔵して使用することができなかったというものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため本発明においては、レーザー光源とホログラムプレートを用いて得たホログラム再生像を被写体に投影するようにしたものであって、これによれば、小さな消費電力で充分なコントラストのホログラム再生像を被写体に投影することができ、コントラスト検出方式のオートフォーカスやマニュアルフォーカスでのピント合わせを良好に行うことができると共に、この装置を例えば小型の電子スチルカメラに内蔵することも容易に実現することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
すなわち本発明の第1の形態は、被写体を撮像する撮像手段を有する撮像装置において、レーザー光を発生するレーザー光源と、レーザー光をホログラムプレートに照射することにより得られるホログラム再生像を被写体に投影する画像投影手段と、画像投影手段により被写体に投影されたホログラム再生像を用いて撮像装置の焦点調整を行う焦点制御手段とを備え、ホログラム再生像は、所定の数量のレーザー光点が直線上に配列された複数の線分で構成されるパターンであって、第1の線分の中心から所定距離の円周に外接する正方形の各頂点を通る4本の第2の線分が設けられ、第1の線分及び第2の線分の総熱量が所定のレーザー光の安全基準以下となるようにレーザー光の出力が設定されてなるものである。
【0008】
また本発明の第2の形態は、被写体を撮像する撮像方法であって、レーザー光源から発生されるレーザー光をホログラムプレートに照射することにより得られるホログラム再生像を被写体に投影し、被写体に投影されたホログラム再生像を用いて焦点調整を行い、ホログラム再生像は、所定の数量のレーザー光点が直線上に配列された複数の線分で構成されるパターンであって、第1の線分の中心から所定距離の円周に外接する正方形の各頂点を通る4本の第2の線分が設けられ、第1の線分及び第2の線分の総熱量が所定のレーザー光の安全基準以下となるようにレーザー光の出力が設定されてなるものである。
【0014】
以下、図面を参照して本発明の画像投影装置、投影画像パターン、レーザー駆動装置、及び撮影装置を説明するに、図1は本発明を適用した画像投影装置、及び撮影装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【0015】
図1において、例えば被写体(図示せず)からの映像光は、主レンズ1、ズームレンズ2、フォーカスレンズ3を通じて集光されて、撮像手段としての電荷転送素子(Charge Coupled Device :以下、CCDと略称する)4上に被写体像が結像される。この被写体像はCCD4により光電変換され、さらにサンプリングホールド及びゲインコントロール(以下、S/H&AGCと略称する)回路5によりデジタル信号に変換される。
【0016】
さらにこのデジタル信号は、カメラ信号処理回路6により色信号と輝度信号に変換されて図示しない信号記録系へと出力される。また、このカメラ信号処理回路6からの輝度信号がオートフォーカス(以下、AFと略称する)検波回路7に供給され、この輝度信号を用いてAFに必要なコントラスト信号が生成される。そして生成されたコントラスト信号が制御用のマイクロコンピュータ(以下、マイコンと略称する)8に供給される。
【0017】
これにより、マイコン8では、例えばシャッターボタン9が半押しされたことを検知すると、上述のコントラスト信号が最大になるようにフォーカスレンズ3を制御することでAFが行われる。なお、フォーカスレンズ3の制御は、例えばモータドライバ回路10に制御量を送ることで、フォーカスモータ11を駆動して行われる。同様にズームレンズ2の制御も、例えばモータドライバ回路10に制御量を送り、ズームモータ12を駆動することで行われる。
【0018】
また、マイコン8からの制御信号がレーザードライバ13に供給され、この制御信号の供給されている期間のみレーザーダイオード14が駆動されてレーザー光線が発生される。さらにこの発生されたレーザー光線は集光レンズ15で平行光に集光され、この平行光がホログラムプレート16に照射されてホログラムプレート16に設けられたホログラムによって回折される。そして回折されたレーザー光線は互いに干渉されてホログラム再生像17が再生される。
【0019】
これにより、再生されたホログラム再生像17を、例えば主レンズ1の光軸方向の被写体に投影することができる。そしてこの場合に、例えばホログラム再生像17を線で構成することにより、投光範囲に比べて投光される面積を小さくすることができ、被写体照度を大きくしてコントラストの高い像を投光することができる。すなわちコントラストの高い像を投光することによって、充分なフォーカス合わせを容易に行うことができるものである。
【0020】
なお、上述のようなホログラム再生像17の投影手段(装置)自体は、例えば既存のレーザーポインタの補助装置として容易に入手できるものであり、このような装置を応用して容易に形成することができるものである。そしてこのようなレーザーポインタに用いられるレーザーダイオード14の駆動は極めて少ない消費電力で実現できるものであり、例えば小型の電子スチルカメラに内蔵して、内蔵電池などの電源で使用することも容易に実施することができるものである。
【0021】
また、ホログラム再生像17の被写体への投影を制御するマニュアルスイッチ18が設けられ、このマニュアルスイッチ18が操作されたときに高電位となる信号がマイコン8に供給される。さらにマイコン8からの制御信号がフラッシュ装置19に供給されて、必要に応じてフラッシュ装置19の発光が制御される。またマイコン8の中で形成される測定値や制御値に相当するデータが不揮発メモリ(例えばEEPROM)20に記憶される。
【0022】
そこでさらに図2には、上述の装置でオートフォーカスを行う場合の処理の一実施形態のフローチャートを示す。すなわち図2において処理がスタートされると、最初にステップ〔1〕でシャッターボタン9が半押しされたか否か判断され、押されていないとき(No)は、このステップ〔1〕が繰り返されている。またステップ〔1〕でシャッターボタン9が押されたとき(Yes)は、ステップ〔2〕でレーザーダイオード14が駆動されてレーザー投光がオンされる。
【0023】
また、ステップ〔3〕でAF動作が行われ、ステップ〔4〕でAF動作が終わったか否か判断される。ここでAF動作が終わっていないとき(No)は、ステップ〔2〕〔3〕が繰り返される。そしてステップ〔4〕でAF動作が終わったとき(Yes)は、ステップ〔5〕でレーザーダイオード14が停止されてレーザー投光がオフされる。さらにステップ〔6〕で例えばフラッシュが発光されて画像の取り込み(撮影)が行われ、処理はストップされる。
【0024】
このようにして上述の装置をオートフォーカスに応用した場合の処理が行われる。そしてこの場合に、ステップ〔3〕でAF動作が行われている期間は、ステップ〔2〕でオンされたホログラム再生像17が被写体に投影されており、このホログラム再生像17を用いて極めて良好なAF動作を行うことができる。またこのホログラム再生像17は、画像の取り込み(撮影)時には、ステップ〔5〕によりオフされるので、撮影の妨害になるようなことはない。
【0025】
また図3には、上述の装置をマニュアルフォーカスで使用する場合の処理の一実施形態のフローチャートを示す。すなわちこの場合には、例えば上述の装置でマニュアルスイッチ18が操作されることによって処理がスタートされる。そして処理がスタートされると、最初にステップ〔11〕でレーザーダイオード14が駆動されてレーザー投光がオンされる。次にステップ〔12〕でシャッターボタン9が半押しされたか否か判断される。
【0026】
ここでステップ〔12〕でシャッターボタン9が押されていないとき(No)は、マニュアルフォーカスが終了していないのでステップ〔11〕〔12〕が繰り返される。これに対して、マニュアルフォーカスが終了してステップ〔12〕でシャッターボタン9が押されたとき(Yes)は、ステップ〔13〕でレーザーダイオード14が停止されてレーザー投光がオフされ、ステップ〔14〕で画像の取り込み(撮影)が行われて処理はストップされる。
【0027】
このようにして上述の装置をマニュアルフォーカスで使用する場合の処理が行われる。そしてこの場合に、ステップ〔11〕でオンされたホログラム再生像17が被写体に投影されており、このホログラム再生像17を確認することで極めて良好なマニュアルフォーカスを行うことができる。またこのホログラム再生像17は、画像の取り込み(撮影)時には、ステップ〔13〕によりオフされるので、撮影の妨害になるようなことはない。
【0028】
従ってこの実施形態において、レーザー光源とホログラムプレートと用いて得たホログラム再生像を被写体に投影するようにしたことにより、小さな消費電力で充分なコントラストのホログラム再生像を被写体に投影することができ、コントラスト検出方式のオートフォーカスやマニュアルフォーカスでのピント合わせを良好に行うことができると共に、この装置を例えば小型の電子スチルカメラに内蔵することも容易に実現することができる。
【0029】
これによって、例えば暗闇の中でのスチルカメラ撮影では、コントラスト検出方式のオートフォーカスやマニュアルフォーカスでのピント合わせは困難なものであり、これに対して従来の補助光投光装置を用いた撮影装置では、充分なフォーカス合わせを行うことができず、また消費電力が大きいために小型の電子スチルカメラ等に内蔵して使用することができなかったものを、本発明によればこれらの問題点を容易に解消することができるものである。
【0030】
また上述の装置において、投影に用いられるホログラム再生像の投影画像パターンには、例えば図4に示すようなものが用いられる。すなわち図4には、本発明を適用した投影画像パターンの一実施形態を示す。この図4において投影画像パターンは、所定の数の光点が直線に配列された少なくとも第一〜第五の線分A〜Eがそれぞれ1本または複数本で構成されてなる。そして第一の線分Aが投影画像の中央に撮影面の水平及び垂直軸に対して略45度の角度で設けられる。
【0031】
この第一の線分Aの中心から所定距離aの円周に外接する正方形(破線図示:破線図示の正方形は投影画像パターンではなく、以下も同様である)X1 の各頂点の位置に第一の線分Aに直交する角度で4本の第二の線分B1 〜B4 が設けられる。さらに第一の線分Aの中心から所定距離の2倍の距離2aの円周に外接する正方形(破線図示)X2 の各頂点及び各辺の2等分の位置に第一の線分Aに平行する角度で8本の第三の線分C1 〜C8 が設けられる。
【0032】
また、第一の線分の中心から所定距離の3倍の距離3aの円周に外接する正方形(破線図示)X3 の各頂点及び各辺の3等分の位置に第一の線分Aに直交する角度で12本の第四の線分D1 〜D12が設けられる。そして第一の線分Aの中心から所定距離の4倍の距離4aの円周に外接する正方形(破線図示)X4 の各辺の2等分の位置に第一の線分Aに平行する角度で4本の第五の線分E1 〜E4 が設けられて、全体で29本の線分による投影画像パターンが形成される。
【0033】
また、この投影画像パターンにおいて、各線分A〜Eは、例えば15個の光点が直線に配列されたものであって、これらの線分A〜Eの長さが、例えば投影角度で0.8度にされると共に、線分Aにおいては配列された光点の中心の点が除かれて形成されているものである。すなわち、このような例えば図4に示す線分A〜Eを再生像とするためのホログラムが計算によって求められ、この計算に基づくホログラムがホログラムプレート16上に設けられる。
【0034】
そして例えば正方形X1 に内接する所定距離aの円周を投影角度で3度となるようにされる。これによって、正方形X2 に内接する円周は投影角度で6度、正方形X3 に内接する円周は投影角度で9度、正方形X4 に内接する円周は投影角度で12度となる。この場合に、例えば正方形X2 に内接する円周内のパターンは線分に換算して7本となり、この7本の線分の人の網膜に当たったときの熱量が安全基準以下となるようにレーザーダイオード14の出力が設定される。
【0035】
従ってこの投影画像パターンの実施形態によれば、それぞれの投影角度において視点の位置を移動しても熱量が安全基準を越えることがない。なおこの熱量については、受入れ角に対する最大パワーをシミュレーションで求めた結果は、図5のグラフに示すようになっており、連続発光であっても、JIS規格クラス1の1000秒AELの安全基準に適合しているものである。
【0036】
また上述の投影画像パターンの実施形態によれば、隣接の線分の角度が交互に違えられているので、線分の長さの半分の距離だけ実質的な線分の間隔を狭くすることができる。このため、例えばオートフォーカスの検出範囲が投影角度で3度程度にして、撮影レンズの光軸が投影画像パターンの中心に一致していない場合にも、検出範囲内に線分が全く入らなくなってしまうような状態の発生の恐れを解消することができる。
【0037】
さらに上述の投影画像パターンの実施形態においては、中央の第一の線分Aを形成する光点の内の中心の光点が除かれている。これによって、例えばホログラム再生像では本来の画像パターンの他に0次光が画像の中央に発生することがあるが、このような0次光によって第一の線分Aの中心の光点の輝度が高くなるようなことがなく良好な検出を行うことができる。なお中心の光点のみの輝度が無くても、例えばオートフォーカスの検出に支障を生じるようなことはない。
【0038】
また上述の装置において、レーザーダイオード14の駆動が図6に示すように行われる。すなわち図6は、本発明を適用したレーザー駆動装置の動作の一実施形態を示すフローチャートである。
【0039】
図6において動作がスタートされると、最初にステップ〔21〕でシャッターボタン9が半押しされたか否か判断され、押されているとき(Yes)はステップ〔22〕で任意のレジスタのオンカウンタ値が100秒未満であるか否か判断される。そして100秒未満のとき(Yes)はステップ〔23〕でオンカウンタ値に所定値が加算され、ステップ〔24〕で任意のレジスタのオフカウンタ値が0にリセットされ、ステップ〔25〕でレーザーの照射が維持される。
【0040】
さらにステップ〔26〕で電源オフが指示されているか否か判断され、オフが指示されているとき(Yes)は動作が終了(エンド)され、オフが指示されていないとき(No)はステップ〔21〕に戻される。また、ステップ〔21〕でシャッターボタン9が押されていないとき(No)とステップ〔22〕でオンカウンタ値が100秒未満でないとき(No)はステップ〔27〕でオフカウンタ値が5秒未満であるか否か判断される。
【0041】
そしてステップ〔27〕でオフカウンタ値が5秒未満のとき(Yes)は、ステップ〔28〕でオフカウンタ値に所定値が加算される。またステップ〔27〕でオフカウンタ値が5秒未満でないとき(No)は、ステップ〔29〕でオンカウンタ値が0にリセットされる。さらにステップ〔28〕〔29〕が実行された後に、ステップ〔30〕でレーザーの照射が停止されて、ステップ〔26〕での電源オフの判断に進められる。
【0042】
従ってこのフローチャートにおいて、オンカウンタ値が100秒以上になるとレーザーの照射が停止されると共に、オフカウンタ値が5秒未満の間はオンカウンタ値がリセットされないので、レーザーの照射の停止期間が必ず5秒以上設けられるように動作が行われる。これによって、例えばレーザーの照射が連続して行われた場合に加熱等によって出力が落ちることが防止され、従来の加熱対策として用いられていた放熱板等を不要にすることができる。
【0043】
さらに上述の装置において、レーザーダイオード14の出力の調節が図7及び図8に示すように行われる。すなわち図7には、本発明を適用したレーザー駆動装置の他の実施形態としてのレーザーダイオード14の出力の調節を行うための動作のフローチャートを示し、図8にはその調節を行うための環境を示す。
【0044】
まず図8において、内部を黒塗装された箱100の一つの壁面にスクリーン200が設けられる。このスクリーン200に対向する壁面に設けられる孔300に上述の撮影装置を配置する。そして上述のホログラム再生像17をスクリーン200に投影し、このスクリーン200上の投影像をCCD4で撮影する。さらにこのCCD4からの撮影出力を検出して、レーザーダイオード14の出力の調節が行われる。
【0045】
そこで図7において調節動作がスタートされると、最初にステップ〔31〕でマイコン8からレーザードライバ13に供給される制御値(DA)が初期値に設定され、ステップ〔32〕でレンズ位置が上述の孔300に配置された撮影装置とスクリーン200の距離に設定される。そしてステップ〔33〕で上述の制御値(DA)がDA出力を通じてマイコン8からレーザードライバ13に供給される。さらにステップ〔34〕でレーザーダイオード14の駆動が開始される。
【0046】
これによって、予め設定された初期値に従ってレーザーダイオード14が駆動され、この初期値のレーザー出力によるホログラム再生像17がスクリーン200に投影され、この投影像がCCD4で撮影される。そしてステップ〔35〕で撮影出力から自動露光(AE)検波値(AE DATA)が検出され、ステップ〔36〕でAE目標値(AE TARGET)と比較される。ここで値が等しくないとき(No)は、ステップ〔37〕で制御値(DA)が計算される。
【0047】
すなわちステップ〔37〕においては、例えばDA=DA×(AE TARGET)÷(AE DATA)が計算され、この値が新たな制御値(DA)とされてステップ〔33〕に戻される。さらにこの動作が、ステップ〔36〕で(AEDATA)=(AE TARGET)となるまで繰り返される。そして値が等しくなったとき(Yes)に、ステップ〔38〕で制御値(DA)が不揮発メモリ20に記憶されて動作が終了される。
【0048】
このようにしてレーザーダイオード14の出力のばらつきを調節する値が不揮発メモリ20に記憶される。そして実際の運用時には、このメモリ20に記憶された値に基づいて、他の条件等を勘案してレーザーダイオード14を駆動する制御値(DA)が計算される。すなわち撮影時には、このメモリ20に記憶された値が読み出されて調節の基礎の値とされると共に、絞りやズームの位置などの情報を勘案してレーザーダイオード14の出力が制御される。
【0049】
なお、レーザーダイオード14の出力のばらつきを調節は、上述の自動露光検波値だけでなく、コントラストの検波値等を用いても行うことができ、例えばコントラスト検波値が目標値となる制御値(DA)が記憶される。また、メモリ20には上述の制御値だけでなく、検波値そのものやその他の測定値も記憶させておくことにより、例えば製造時の製品チェックや出荷後のサービスや修理を行う際などの性能チェック等にも利用できる。
【0050】
従ってこの実施形態において、CCD4の感度を含めたレーザーダイオード14の出力の調節が行われる。すなわち制御値に対するレーザーダイオード14の出力には、個体間でのばらつきがあるが、同様にCCD4の感度も20パーセント程度ばらつくものである。そこで組み立てられた撮影装置の状態で、CCD4からの撮影出力を用いて出力の調節が行われることにより、両者のばらつきを吸収した調節が行われる。
【0051】
また上述の装置において、レーザードライバ13は具体的には図9に示すような構成とされる。すなわち図9は、本発明を適用したレーザー駆動装置の具体回路の一実施形態を示すブロック図である。
【0052】
図9において、レーザーダイオード14は例えば5Vの電源で駆動され、マイコン8を含む他の回路は3.2Vの電源で駆動される。そしてこのマイコン8からの出力信号がスイッチングトランジスタ51を通じて5Vの電源ラインに設けられたスイッチングトランジスタ52に供給され、5Vの電源のオンオフが行われる。このオンオフされた5Vの電源がトランジスタ53を通じてレーザーダイオード14に供給される。
【0053】
このレーザーダイオード14に近接してフォトダイオード54が設けられる。そしてこのフォトダイオード54の出力が演算増幅器55の非反転入力に供給されると共に、マイコン8からの制御値がD/A変換器(DAC)56を通じて演算増幅器55の反転入力に供給され、この演算増幅器55の出力がトランジスタ53のベースに供給される。これによって、フォトダイオード54の出力が所望の値になるようにレーザーダイオード14の出力が調節される。
【0054】
また、スイッチングトランジスタ52の出力が単安定マルチバイブレータ(以下、モノマルチと略称する)57の立ち下がりトリガ入力に供給される。そしてこのモノマルチ57のQ出力がトランジスタ58を通じてトランジスタ59のベースに供給され、このトランジスタ59のコレクタに得られる信号が、スイッチングトランジスタ52からの5Vの電源ラインとトランジスタ53のベースとの間に設けられたトランジスタ60のベースに供給される。
【0055】
これによってこの回路では、例えばスイッチングトランジスタ52の出力が連続してレーザーダイオード14が連続駆動されたときに、この駆動時間がモノマルチ57の反転時間を越えるとトランジスタ58がオンされ、トランジスタ59がオフされて、トランジスタ60がオンされる。これによってトランジスタ53のベース電位が上昇し、このトランジスタ53がオフされることでレーザーダイオード14の連続駆動が停止されるようになっている。
【0056】
さらに上述の回路において、フォトダイオード54の出力がマイコン8のA/D変換入力に供給される。そしてこのマイコン8では、フォトダイオード54の出力を監視して例えば図10に示すような動作が行われる。
【0057】
すなわち図10には、本発明を適用したレーザー駆動装置のさらに他の実施形態のフローチャートを示す。この図10において、最初にステップ〔41〕でシャッターボタン9が半押しされたか否か判断され、押されているとき(Yes)はステップ〔42〕でフォトダイオード54から得られるモニター電圧が任意のリファレンス電圧と等しいか否か判断される。そして等しいとき(Yes)はステップ〔43〕に進められてレーザーの照射が維持される。
【0058】
これに対して、ステップ〔41〕でシャッターボタン9が押されていないとき(No)やステップ〔42〕で電圧が等しくないとき(No)は、ステップ〔44〕に進められてレーザーの照射が停止される。さらにステップ〔45〕で電源オフが指示されているか否か判断され、オフが指示されているとき(Yes)は動作が終了(エンド)され、オフが指示されていないとき(No)はステップ〔41〕に戻される。
【0059】
従ってこの実施形態において、フォトダイオード54から得られるモニター電圧が任意のリファレンス電圧と等しくなくなったときにレーザーの照射が停止される。すなわちモニター手段の出力が任意の許容範囲を越えたことを条件としてレーザー光の発生が停止される。これにより、異常なレーザーダイオード14の駆動によるレーザーダイオード14の破損や耐久性が損なわれるなどの恐れを解消することができる。
【0060】
さらに図9のレーザー駆動装置の具体回路において、マイコン8からは例えば図11に示すようなパルス信号が出力され、このパルス信号によってレーザーダイオード14の駆動が行われる。すなわち図11は、本発明を適用したレーザー駆動装置のさらに他の実施形態を説明するためのパルス信号の波形図である。
【0061】
ここでマイコン8ではカウンタを用いることによって、例えば0.8μsec精度でパルス信号を形成することが可能であり、例えばパルス幅を0.16msec単位で制御することができる。またパルス信号のピーク出力は、例えば0〜3mWの間で0.1mW単位で調節することが可能である。そこで例えば上述の図7の動作でメモリ20に記憶された値に基づいて、パルス信号のピーク出力を定めると共に、その他の条件を勘案してパルス幅が制御される。
【0062】
そこで図11のAにおいては、例えばメモリ20に記憶された値に基づいてパルス信号の振幅は2.5mWとされる。また各パルス信号のパルス幅が、内蔵のフラッシュ装置19や外付けのフラッシュ装置の使用の有無に応じてパルス幅が制御される。すなわち、例えば内蔵のフラッシュ装置19を使用する場合には5msecに制御され、外付けのフラッシュ装置を使用する場合には、撮影距離が長いことが想定されるので10msecに制御される。
【0063】
さらに撮影方式が例えばNTSC方式に準拠している場合には、そのフレームに同期した33msecの周期でパルス信号が形成される。そしてオートフォーカスの制御は50フレーム以内に可能であるので、1回の動作におけるパルスの数は最大50個で終了するようにされる。このようにしてレーザーダイオード14の出力の調節が行われる。すなわちこのような動作はマイコン8のソフトウェアによって行われるものである。
【0064】
また、図11のBにおいては、シャッターボタン9の半押しが繰り返し行われた場合のパルス信号の様子を示す。すなわち通常撮影時は記憶装置への取り込みに4秒ほど掛かるため、必然的に4秒間のインターバルが形成されるが、シャッターボタン9の半押しが素早く行われた場合でも1秒間のインターバルが置かれるようにされる。このような動作もマイコン8のソフトウェアによって行われ、例えばメモリ20の値によって0.25秒単位で0〜4秒まで設定される。
【0065】
さらにこのようなパルス駆動を行うことにより、上述の図9のモノマルチ57では、例えば反転時間を33msecとすることによって、パルス信号の立ち下がりが生じなくなったときにレーザー光の発生を停止させることができる。これにより、レーザー光の光量を調節する手段の不良動作時にはレーザーダイオード14の駆動を停止して、レーザーダイオード14の破損や耐久性が損なわれるなどの恐れを解消することができる。
【0066】
従ってこの実施形態において、レーザー光源を任意のパルス幅でパルス駆動することによって、レーザー光の光量を良好に調節することができると共に、内蔵のフラッシュ装置19や外付けのフラッシュ装置の使用の有無に応じてパルス幅を制御して光量を調節したり、また、レーザー光の光量を調節する手段の不良動作時にはレーザーダイオード14の駆動を停止して、レーザーダイオード14の破損や耐久性が損なわれるなどの恐れを解消することができる。
【0067】
さらに上述の画像投影装置、投影画像パターン、あるいはレーザー駆動装置をそれぞれ本発明の撮影装置に適用することによって、小さな消費電力で充分なコントラストのホログラム再生像を被写体に投影することができ、ピント合わせを良好に行うことができると共に、これらの装置を例えば小型の電子スチルカメラに内蔵することも容易に実現することができるものである。
【0074】
こうして本発明の撮像装置及び方法によれば、レーザー光源から発生されるレーザー光をホログラムプレートに照射することにより得られるホログラム再生像を被写体に投影し、被写体に投影されたホログラム再生像を用いて焦点調整を行い、ホログラム再生像は、所定の数量のレーザー光点が直線上に配列された複数の線分で構成されるパターンであって、第1の線分の中心から所定距離の円周に外接する正方形の各頂点を通る4本の第2の線分が設けられ、第1の線分及び第2の線分の総熱量が所定のレーザー光の安全基準以下となるようにレーザー光の出力が設定されることにより、小さな消費電力で充分なコントラストのホログラム再生像を被写体に投影することができ、ピント合わせを良好に行うことができると共に、この装置を例えば小型の電子スチルカメラに内蔵することも容易に実現することができるものである。
【0075】
すなわち上述の撮影装置においては、
▲1▼ 被写体の照度が低い条件でもAFでのピント合わせが可能になる。
▲2▼ コントラストの低い被写体でもAFでのピント合わせが可能になる。
▲3▼ コントラストの高い投光を行うため、従来より精度の高いオートでのピント合わせが可能になる。
▲4▼ 従来、低出力の補助光装置で困難であった遠距離の投光が可能になる。
【0076】
▲5▼ 従来の補助光装置より投光効率が数倍高く、低出力の投光装置で充分な照度を得ることができ、エネルギー消費量が数分の1になる。
▲6▼ 実投光面積が小さいため、被撮影者が眩しさを感じる可能性が低い。
▲7▼ 従来マニュアルフォーカスでのピント合わせの難しかった低照度、低コントラスト被写体のピント合わせが容易になる。
▲8▼ 従来の補助光装置では難しかった広角、望遠両対応の投光が可能になる。
【0077】
さらに図12には、本発明に使用される画像投影装置の具体的な実施の形態の構成を示す。すなわち図12において、拡散レーザー光を発生するレーザーダイオード14のみが鏡枠21の中に設けられる。そして鏡枠21に嵌合する鏡枠22の中に、拡散レーザー光を平行レーザー光に変換する集光レンズ15が設けられると共に、ホログラムプレート16が例えば押さえリング23により取り付けられて一体のユニットにされて設けられる。
【0078】
さらに鏡枠21と鏡枠22の間隔が調整されたのち、これらの鏡枠21と鏡枠22とが接着剤等により固定される。そしてこの鏡枠21と鏡枠22とが、透明アクリルカバー24を介してカメラ筐体25の所定の位置に取り付けられる。すなわちカメラ筐体25所定の位置に透明アクリルカバー24の設けた窓部が形成され、この透明アクリルカバー24に対して鏡枠21と鏡枠22とが取り付けられる。
【0079】
これによりこの状態でレーザーダイオード14が駆動されると、発生された拡散レーザー光が集光レンズ15で平行レーザー光に変換され、この平行レーザー光がホログラムプレート16に照射されることによってホログラム再生像(図示せず)が形成される。そしてこのホログラム再生像が、カメラ筐体25所定の位置に設けられた透明アクリルカバー24を通して、被写体に向けて投影されるものである。
【0080】
従ってこの実施形態においては、集光レンズ15とホログラムプレート16とが一体のユニットに形成されている。このため、例えば鏡枠22が破損すると、集光レンズ15とホログラムプレート16の両方がレーザーダイオード14から離脱することになる。すなわち例えば鏡枠22が破損してホログラムプレート16が離脱する場合には、同時に集光レンズ15もレーザーダイオード14から離脱されることになる。
【0081】
そしてこの場合に、集光レンズ15の離脱されたレーザーダイオード14からは拡散レーザー光のみが発生されるので、この拡散レーザー光が被写体に直接照射されても、例えば被写体が人の場合にもこのような拡散レーザー光を見ることで眩しさによる不快感を与える恐れがない。従ってこの実施形態によれば、ホログラムプレートの離脱した場合にも、眩しさによる不快感を与える恐れを解消することができるものである。
【0082】
こうして上述の本発明によれば、例えば暗闇の中で撮影を行う際のフォーカス調整が容易に行えるようにすることができるものである。なお本発明は、上述の説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱することなく種々の変形が可能とされるものである。
【0083】
【発明の効果】
従って請求項1の発明によれば、被写体を撮像する撮像手段を有する撮像装置において、レーザー光を発生するレーザー光源と、レーザー光をホログラムプレートに照射することにより得られるホログラム再生像を被写体に投影する画像投影手段と、画像投影手段により被写体に投影されたホログラム再生像を用いて撮像装置の焦点調整を行う焦点制御手段とを備え、ホログラム再生像は、所定の数量のレーザー光点が直線上に配列された複数の線分で構成されるパターンであって、第1の線分の中心から所定距離の円周に外接する正方形の各頂点を通る4本の第2の線分が設けられ、第1の線分及び第2の線分の総熱量が所定のレーザー光の安全基準以下となるようにレーザー光の出力が設定されることにより、小さな消費電力で十分なコントラストのホログラム再生像を被写体に投影することができると共に、それぞれの投影角度において視点の位置を移動しても熱量が安全基準を越えることがないものである。
【0084】
また、請求項2の発明によれば、第1の線分を構成する所定の数量のレーザー光点のうち、中心のレーザー光点の輝度がないことによって、0次光によって第一の線分の中心の光点の輝度が高くなるようなことがなく良好な検出を行うことができるものである。
【0085】
また、請求項3の発明によれば、第1の線分と、第2の線分を構成する各線分とが平行ではないことによって、線分の長さの半分の距離だけ実質的な線分の間隔を狭くすることができ、撮影レンズの光軸が投影画像パターンの中心に一致していない場合にも、検出範囲内に線分が全く入らなくなってしまうような状態の発生の恐れを解消することができることにより、良好な検出を行うことができるものである。
【0086】
また、請求項4の発明によれば、画像投影手段は、レーザー光源の光量を調節する手段を有し、レーザー光源の光量を調節する手段は、予めホログラム再生像が投影された被写体を撮像した撮影手段の出力に応じて求めたレーザー光源の出力を調節する値を記憶する手段を有することによって、撮影手段の感度を含めたレーザー光源の出力の調整が行われ、両者のばらつきを吸収した調整が行われることにより、良好な検出を行うことができるものである。
【0087】
また、請求項5の発明によれば画像投影手段は、レーザー光源の光量を調節する手段を有し、レーザー光の光量の調節は、撮影手段で撮影された映像信号から検波された自動露光検波値又はコントラスト検波値に基づいて行われることによって、良好な検出を行うことができるものである。
【0088】
また、請求項6の発明によれば、画像投影手段は、レーザー光の放出持続時間が所定時間を超えたことを条件として、レーザー光の発生を一定時間以上停止することにより、例えばレーザーの照射が連続して行われた場合に加熱等によって出力が落ちることが防止され、従来の加熱対策として用いられていた放熱板等を不要にすることができるものである。
【0089】
また、請求項7の発明によれば、画像投影手段は、レーザー光源の光量を調節する手段を有し、レーザー光源を任意のパルス幅でパルス駆動することにより、レーザー光の光量を良好に調節することができると共に、良好な検出を行うことができるものである。
【0090】
また、請求項8の発明によれば、被写体を照明する任意の照明手段をさらに有し、照明手段の光量に応じて、パルス幅を制御してレーザー光源の光量を調節することにより、内蔵のフラッシュ装置の使用の有無に応じた光量の調節を良好に行うことができるものである。
【0091】
また、請求項9の発明によれば、パルスに基づいて、レーザー光源の光量を調節する手段の動作を確認し、不良動作時にはレーザー光の発生を停止することによって、レーザー光源の破損や耐久性が損なわれるなどの恐れを解消することができるものである。
【0092】
また、請求項10の発明によれば、レーザー光の光量を検出するモニター手段を有し、モニター手段の出力が任意の許容範囲を越えたことを条件としてレーザー光の発生を停止することにより、異常なレーザー光源の駆動によるレーザー光源の破損や耐久性が損なわれるなどの恐れを解消することができるものである。
【0093】
また、請求項11の発明によれば、画像投影手段は、ホログラムプレートと一体のユニットとして掲載レーザー光源は、レーザー光を平行レーザー光に変換する手段を有し、当該ユニットはレーザー光源とは別個に配置されていることによって、ホログラムプレートが離脱した場合にも、眩しさによる不快感を与える恐れを解消することができるものである。
【0094】
さらに請求項12の発明によれば、被写体を撮像する撮像方法であって、レーザー光源から発生されるレーザー光をホログラムプレートに照射することにより得られるホログラム再生像を被写体に投影し、被写体に投影されたホログラム再生像を用いて焦点調整を行い、ホログラム再生像は、所定の数量のレーザー光点が直線上に配列された複数の線分で構成されるパターンであって、第1の線分の中心から所定距離の円周に外接する正方形の各頂点を通る4本の第2の線分が設けられ、第1の線分及び第2の線分の総熱量が所定のレーザー光の安全基準以下となるようにレーザー光の出力が設定されたことによって、小さな消費電力で十分なコントラストのホログラム再生像を被写体に投影することができると共に、それぞれの投影角度において視点の位置を移動しても熱量が安全基準を越えることがないものである。
【0095】
また、請求項13の発明によれば、第1の線分を構成する所定の数量のレーザー光点のうち、中心のレーザー光点の輝度がないことによって、0次光によって第一の線分の中心の光点の輝度が高くなるようなことがなく良好な検出を行うことができるものである。
【0096】
また、請求項14の発明によれば、第1の線分と、第2の線分を構成する各線分とが平行ではないことによって、線分の長さの半分の距離だけ実質的な線分の間隔を狭くすることができ、撮影レンズの光軸が投影画像パターンの中心に一致していない場合にも、検出範囲内に線分が全く入らなくなってしまうような状態の発生の恐れを解消することができることにより、良好な検出を行うことができるものである。
【0097】
また、請求項15の発明によれば、レーザー光源の光量を調節可能とし、レーザー光源の光量の調節は、予めホログラム再生像が投影された被写体を撮像した出力に応じて求めたレーザー光源の出力を調節する値を記憶して行うことによって、撮影手段の感度を含めたレーザー光源の出力の調整が行われ、両者のばらつきを吸収した調整が行われることにより、良好な検出を行うことができるものである。
【0098】
また、請求項16の発明によれば、レーザー光源の光量を調節可能とし、レーザー光源の光量の調節は、撮影された映像信号から検波された自動露光検波値又はコントラスト検波値に基づいて行われることによって、良好な検出を行うことができるものである。
【0099】
さらに請求項17の発明によれば、レーザー光の放出持続時間が所定時間を超えたことを条件として、レーザー光の発生を一定時間以上停止することによって、例えばレーザーの照射が連続して行われた場合に加熱等によって出力が落ちることが防止され、従来の加熱対策として用いられていた放熱板等を不要にすることができるものである。
【0100】
また、請求項18の発明によれば、レーザー光源の光量を調節可能とし、レーザー光源を任意のパルス幅でパルス駆動することにより、レーザー光の光量を良好に調節することができると共に、良好な検出を行うことができるものである。
【0101】
また、請求項19の発明によれば、被写体を任意の光量で照明し、照明の光量に応じて、パルス幅を制御してレーザー光源の光量を調節することによって、内蔵のフラッシュ装置の使用の有無に応じた光量の調節を良好に行うことができるものである。
【0102】
また、請求項20の発明によれば、パルスに基づいて、レーザー光源の光量を調節する手段の動作を確認し、不良動作時にはレーザー光の発生を停止することにより、レーザー光源の破損や耐久性が損なわれるなどの恐れを解消することができるものである。
【0103】
また、請求項21の発明によれば、レーザー光の光量を検出し、検出の出力が任意の許容範囲を越えたことを条件として、レーザー光の発生を停止することによって、ホログラムプレートが離脱した場合にも、眩しさによる不快感を与える恐れを解消することができるものである。
【0110】
これによって、例えば暗闇の中でのスチルカメラ撮影では、コントラスト検出方式のオートフォーカスやマニュアルフォーカスでのピント合わせは困難なものであり、これに対して従来の補助光投光装置を用いた撮影装置では、充分なフォーカス合わせを行うことができず、また消費電力が大きいために小型の電子スチルカメラ等に内蔵して使用することができなかったものを、本発明によればこれらの問題点を容易に解消することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した画像投影装置、及び撮影装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図2】その動作の説明のためのフローチャート図である。
【図3】その動作の説明のためのフローチャート図である。
【図4】本発明を適用した投影画像パターンの一実施形態を示す線図である。
【図5】その説明のための図である。
【図6】本発明を適用したレーザー駆動装置の動作の一実施形態を示すフローチャート図である。
【図7】本発明を適用したレーザー駆動装置の他の実施形態としてのレーザー光源の出力の調節を行うための動作を示すフローチャート図である。
【図8】その調節を行うための環境を示す線図である。
【図9】本発明を適用したレーザー駆動装置の具体回路の一実施形態を示すブロック図である。
【図10】本発明を適用したレーザー駆動装置のさらに他の実施形態の動作を示すフローチャート図である。
【図11】本発明を適用したレーザー駆動装置のさらに他の実施形態を説明するためのパルス信号の波形図である。
【図12】本発明に使用される画像投影装置の具体的な実施の形態の構成図である。
【符号の説明】
1…主レンズ、2…ズームレンズ、3…フォーカスレンズ、4…電荷転送素子(CCD)、5…サンプリングホールド及びゲインコントロール(S/H&AGC)回路、6…カメラ信号処理回路、7…オートフォーカス(AF)検波回路、8…マイクロコンピュータ(マイコン)、9…シャッターボタン、10…モータドライバ回路、11…フォーカスモータ、12…ズームモータ、13…レーザードライバ、14…レーザーダイオード、15…集光レンズ、16…ホログラムプレート、17…ホログラム再生像、18…マニュアルスイッチ、19…フラッシュ装置、20…メモリ
Claims (21)
- 被写体を撮像する撮像手段を有する撮像装置において、
レーザー光を発生するレーザー光源と、
前記レーザー光をホログラムプレートに照射することにより得られるホログラム再生像を前記被写体に投影する画像投影手段と、
前記画像投影手段により被写体に投影された前記ホログラム再生像を用いて前記撮像装置の焦点調整を行う焦点制御手段とを備え、
前記ホログラム再生像は、所定の数量のレーザー光点が直線上に配列された複数の線分で構成されるパターンであって、第1の線分の中心から所定距離の円周に外接する正方形の各頂点を通る4本の第2の線分が設けられ、前記第1の線分及び第2の線分の総熱量が所定のレーザー光の安全基準以下となるように前記レーザー光の出力が設定される
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記第1の線分を構成する前記所定の数量のレーザー光点のうち、中心のレーザー光点の輝度がない
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 前記第1の線分と、前記第2の線分を構成する各線分とが平行ではない
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 前記画像投影手段は、
前記レーザー光源の光量を調節する手段を有し、前記レーザー光源の光量を調節する手段は、予め前記ホログラム再生像が投影された被写体を撮像した前記撮影手段の出力に応じて求めたレーザー光源の出力を調節する値を記憶する手段を有する
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 前記画像投影手段は、
前記レーザー光源の光量を調節する手段を有し、前記レーザー光の光量の調節は、前記撮影手段で撮影された映像信号から検波された自動露光検波値又はコントラスト検波値に基づいて行われる
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 前記画像投影手段は、
前記レーザー光の放出持続時間が所定時間を超えたことを条件として、前記レーザー光の発生を一定時間以上停止する
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 前記画像投影手段は、
前記レーザー光源の光量を調節する手段を有し、前記レーザー光源を任意のパルス幅でパルス駆動することにより、前記レーザー光源の光量を調節する
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 被写体を照明する任意の照明手段をさらに有し、前記照明手段の光量に応じて、前記パルス幅を制御して前記レーザー光源の光量を調節する
ことを特徴とする請求項7記載の撮像装置。 - 前記パルスに基づいて、前記レーザー光源の光量を調節する手段の動作を確認し、不良動作時には前記レーザー光の発生を停止する
ことを特徴とする請求項7記載の撮像装置。 - 前記レーザー光の光量を検出するモニター手段を有し、前記モニター手段の出力が任意の許容範囲を越えたことを条件として、前記レーザー光の発生を停止する
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 前記画像投影手段は、前記ホログラムプレートと一体のユニットとして形成された前記レーザー光を平行レーザー光に変換する手段を有し、当該ユニットは前記レーザー光源とは別個に配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の撮影装置。 - 被写体を撮像する撮像方法であって、
レーザー光源から発生されるレーザー光をホログラムプレートに照射することにより得られるホログラム再生像を前記被写体に投影し、
前記被写体に投影された前記ホログラム再生像を用いて焦点調整を行い、
前記ホログラム再生像は、所定の数量のレーザー光点が直線上に配列された複数の線分で構成されるパターンであって、第1の線分の中心から所定距離の円周に外接する正方形の各頂点を通る4本の第2の線分が設けられ、前記第1の線分及び第2の線分の総熱量が所定のレーザー光の安全基準以下となるように前記レーザー光の出力が設定される
ことを特徴とする撮像方法。 - 前記第1の線分を構成する前記所定の数量のレーザー光点のうち、中心のレーザー光点の輝度がない
ことを特徴とする請求項12記載の撮像方法。 - 前記第1の線分と、前記第2の線分を構成する各線分とが平行ではない
ことを特徴とする請求項12記載の撮像方法。 - 前記レーザー光源の光量を調節可能とし、前記レーザー光源の光量の調節は、予め前記ホログラム再生像が投影された被写体を撮像した出力に応じて求めたレーザー光源の出力を調節する値を記憶して行う
ことを特徴とする請求項12記載の撮像方法。 - 前記レーザー光源の光量を調節可能とし、前記レーザー光源の光量の調節は、撮影された映像信号から検波された自動露光検波値又はコントラスト検波値に基づいて行われる
ことを特徴とする請求項12記載の撮像方法。 - 前記レーザー光の放出持続時間が所定時間を超えたことを条件として、前記レーザー光の発生を一定時間以上停止する
ことを特徴とする請求項12記載の撮像方法。 - 前記レーザー光源の光量を調節可能とし、前記レーザー光源を任意のパルス幅でパルス駆動することにより、前記レーザー光源の光量を調節する
ことを特徴とする請求項12記載の撮像方法。 - 被写体を任意の光量で照明し、前記照明の光量に応じて、前記パルス幅を制御して前記レーザー光源の光量を調節する
ことを特徴とする請求項18記載の撮像方法。 - 前記パルスに基づいて、前記レーザー光源の光量を調節する手段の動作を確認し、不良動作時には前記レーザー光の発生を停止する
ことを特徴とする請求項18記載の撮像方法。 - 前記レーザー光の光量を検出し、前記検出の出力が任意の許容範囲を越えたことを条件として、前記レーザー光の発生を停止する
ことを特徴とする請求項12記載の撮像方法。
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