JP4590136B2 - camera - Google Patents

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JP4590136B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、オートフォーカスカメラに関するものであり、より詳細には、被写体の像信号を利用して、撮影レンズのピント合わせを行うタイプのオートフォーカスカメラ用の補助光の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
被写体の像信号は、被写体の存在する場所が暗い場合や被写体にコントラストがない場合には、不明瞭なものとなってピント合わせ動作に十分なものではなくなる。
【0003】
そこで、古くからカメラが光を投射して、ピント合わせの補助を行う、いわゆる補助光の技術が知られていたAF(オートフォーカス)用光源として、特にストロボの光を利用することも、例えば特開昭62−134631号公報等により知られている。これによって、AF用に追加の光源を有する必要はなくなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特開昭62−134631号公報に開示された技術は、可動部が必要な構成であり、信頼性に乏しいという課題を有していた。
【0005】
また、ストロボの光は、一般に画面内に均一照射する必要があり、いわゆるローコントラストの被写体に照射しても、測距用のコントラストを形成することはできないという課題を有していた。
【0006】
したがってこの発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、追加の光源を必要とせず、暗いシーンでもローコントラストの被写体に対しても測距可能なカメラを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
すなわちこの発明は、測距光学系と、上記測距光学系を介して被写体の像を検出し、一対の像信号を出力するセンサアレイと、放電発光管を有し、該放電発光管を発光させることによってストロボ光を照射するストロボ手段と、上記被写体に上記ストロボ光を照射した際の上記センサアレイの出力に基いて、撮影レンズのピント合わせを行うピント合わせ手段と、を備えるカメラに於いて、上記ストロボ手段は、パターン状の赤外成分と均一照射の可視光成分とを有するストロボ光を上記被写体上に照射することを特徴とする。
【0010】
またこの発明のカメラにあっては、測距光学系を介して被写体の像が検出され、センサアレイによって一対の像信号が出力される。また、放電発光管を有するストロボ手段にて、該放電発光管が発光されることによってストロボ光が照射される。更に、上記被写体に上記ストロボ光を照射した際の上記センサアレイの出力に基いて、ピント合わせ手段によって撮影レンズのピント合わせを行うピント合わせが行わせる。そして、上記ストロボ手段に被写体上の照射は、上記ストロボ光の赤外成分がパターン状とされ、上記ストロボ光の可視光成分が均一照射される。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
【0012】
図2(a)は、この発明のカメラの第1の実施の形態の構成を示したもので、コンパクトカメラの外観斜視図である。
【0013】
カメラ本体1の前面部には、撮影レンズ2の他、ファインダ対物窓3、測距用のレンズ4及び一部の光を集光投光する機能のあるストロボ窓5a等が設けられている。また、カメラ本体1の上面部には、レリーズスイッチ6や表示用LCDで構成される表示部7が配置されている。
【0014】
図2(b)は、同図(a)のストロボ部と測距レンズとの関係を示した図である。
【0015】
ストロボは、ストロボ発光部であるキセノン放電管(Xe管)5bと投光用のストロボ窓5aから構成されている。写真画面が通常横長であることより、このXe管5bは長さ方向をカメラの長手方向に合わせて横向きにする方がよい。
【0016】
また、測距装置は、複数のセンサアレイ10a及び10bにて、視差を有する2つの受光レンズ4a及び4bから入射された被写体像を検出し、その相対位置差から被写体距離Lを求めるものを想定している。
【0017】
尚、ここでは、上記センサアレイ10a、10bを一対として、三対用意している。そして、これらのセンサアレイは、画面の中央及び左右の測距用に用意されており、被写体検出域14C、14L、14Rを有している。
【0018】
また、ストロボからは、補助光としては均一な可視光11とコントラストのある赤外光12が照射される。
【0019】
次に、図1を参照して、このカメラの測距原理について説明する。
【0020】
図1は、この発明の第1の実施の形態に係るコンパクトカメラの主要部の電気系を示したブロック構成図である。
【0021】
図1に於いて、CPU17は、このカメラのシーケンス制御を行う演算制御手段である。そして、このCPU17には、上述したXe管5bを有するストロボ発光部5、レリーズスイッチ6、表示部7の他、シャッタ部18、ピント合わせ部19、EEPROM20及び測距装置21が接続されている。
【0022】
上記CPU17により、撮影時等にユーザによってレリーズスイッチ6が操作されたか否かが検出され、測距装置21が制御される。そして、得られた情報によってピント合わせ部19を介して撮影レンズ2が作動される。また、露出制御のために、シャッタ部18やストロボ発光部5が制御される。測距時に十分な像信号が得られない場合には、ストロボ発光部5が制御されて、測距装置21内の後述する定常光除去回路23が制御されて測距が行われる。
【0023】
また、撮影時に設定されたモードや撮影されたフィルムの駒数を示すために、表示部7がCPU17によって制御される。測距時やピント合わせ時のカメラ部品や組立て時のばらつきは、製造時にチェックされ、補正係数としてEEPROM20に記憶されているので、撮影時にこの補正係数が参照されて、CPU17により、上記ばらつきがキャンセルされた制御が行われるようになっている。
【0024】
上記測距装置21は、センサアレイ10a及び10b、受光レンズ4a及び4b、A/D変換部22及び定常光除去回路23を有して構成される。
【0025】
測距装置21の光学系とセンサアレイ10及び10bについては後述するが、該センサアレイ10a及び10bの出力は、A/D変換部22によってデジタル信号に変換され、CPU17に入力される。
【0026】
また、上記定常光除去回路23では、カメラ側から投射された測距用光のみが積分され、太陽光や人工照明によって被写体が照射されてセンサアレイ10a及び10bに入射される背景光が除去される。この定常光除去機能は、補助光投射時に使用されることによって、明るい所でも、補助光コントラストの効果を高めることができる。
【0027】
受光レンズ4a、4bの主点間距離は基線長Bと称されるもので、該受光レンズ4a、4bの後方に置かれて像が結像されるセンサアレイ10a、10bまでの距離をfとすると、距離Lの被写体25の像は、2つのセンサアレイ上に、xの相対位置差を持って形成される。このxは、上記B、fと距離Lの間でx=B・f/Lの関係を有している。したがって、この両センサアレイ上の被写体像を検出することが主要な技術となる。
【0028】
ここで、センサアレイを三対設けた理由を説明する。
【0029】
これは、図3に示されるように、画面27内のどの位置に被写体25が存在しても、センサ視野14によってピント合わせが可能であるように工夫されたもので、3点に限るものではないが、ここでは説明を単純化するために3点を例として述べる。
【0030】
このように、2つの受光レンズを上下に配置することにより、基線長方向は上下方向になるので、検出すべき像のシフト方向も上下となり、センサアレイの画素の並び方向も上下方向となる。これによって、検出すべき像信号のコントラストは上下方向に形成される方が好ましい構成となる。
【0031】
このように、上下方向にコントラストを形成し、尚かつ、画面内に横並びに複数の測距点に関しても、同様のコントラストを与えるためには、図2(b)或いは図5に示されるように、ストロボ発光部5のXe管5bそのものの像を投射するような補助光形態(赤外光12)が好ましいことがわかる。先の3つの横並び測距点それぞれに光が投射され、尚かつ、上下方向には狭い光が好ましい。
【0032】
その他、この3つのポイントに各々、独立した光点を投射するという考え方もあるが、それでは新たに光源を用意する必要があり、光源となる発光素子やそのドライバのスペースやコストが必要となる。また、LEDやランプでストロボの光ほど強力な光を得ることは大変であり、そのためにもう1つ専用のストロボ装置を設けるとなると、カメラの大型化が避けられなくなってしまう。
【0033】
したがって、一般に横方向に配置されるXe管5bの方向と、検出するべき像のズレ方向を直交させることによって、画面内の多くのポイントによって効率よくコントラストを形成することが可能となる。像検出方式のAFでは、コントラストのない被写体は測距ができないが、このような補助光を併用することによって、正確な測距が可能となる。
【0034】
図4は、このような構成のカメラの測距時にCPU17により行われる制御のフローチャートである。
【0035】
測距が開始されると、先ず、ステップS1にて、センサアレイ10a及び10bによって像検出がなされる。各センサの出力光電流が積分コンデンサ(図示せず)に蓄えられることで電圧変換された値が、A/D変換部22でA/D変換されてCPU17に入力される。
【0036】
しかし、低輝度であったり被写体にコントラストがないと、正確な測距はできないので、これらの判定がステップS2及びS3で行われる。すなわち、ステップS2にてコントラストが、ステップS3にて低輝度であるか否かが判定される。
【0037】
その結果、低コントラストでも低輝度でもない場合はステップS6へ移行し、低コントラストであるか低輝度であるかの何れかである場合は、ステップS4に移行して、背景光が記憶される。次いで、ステップS5にて、補助光がストロボ発光制御により照射され、その反射信号光による像検出が行われる。
【0038】
このストロボ光にはコントラストがつけられているので、それが被写体25上にコントラストのある像を形成し、正確な測距が可能となる。
【0039】
図5は、この像検出のためのセンサ出力の光電流積分部の詳細を示した図である。
【0040】
センサアレイのうち、1つのセンサ30について説明する。すなわち、センサ30には、スイッチ31を介して積分回路32が接続される。この積分回路32には、積分コンデンサ33とA/D変換部22が接続されている。また、センサ30には、スイッチ34を介して定常光除去回路35が接続されている。
【0041】
上記積分回路32は、センサ30の出力光電流を増幅して積分コンデンサ33に導くものである。積分時の積分コンデンサ33の電荷は、スイッチ31のオフによってサンプルホールドされるので、これを上述したA/D変換部22によって読取ればよい。
【0042】
また、定常光除去動作時には、スイッチ34のオンによって定常光電流は定常光除去回路35に流れていき、補助光発光時に増加した光電流のみが積分回路32に導かれるようになる。したがって、被写体から反射信号光が返ってこない場合には積分コンデンサ33に電荷は蓄えられず、スイッチ31がオンしていると、反射信号光量に応じて積分コンデンサ33が充電される。
【0043】
ストロボの発光オフに同期してスイッチ34をオフにすると、積分コンデンサ33の出力として、反射信号による像信号がA/D変換の結果として出力される。
【0044】
図4のフローチャートに戻って、このようにして得られた像によって、ステップS6では、CPU17にて被写体距離が算出される。そして、ステップS7にて、ピント合わせ部19により撮影レンズ2が制御されることによって、どのような被写体に対しても正確なピント合わせが可能となる。
【0045】
このように、3点の測距が可能なカメラでは、上述したステップS6までの処理動作を3点について行い、最も近い距離を選んでピント合わせを行うようにすればよい。
【0046】
図6は、第1の実施の形態に於けるストロボ発光部5の構成の一例を示したもので、(a)は断面図、(b)は斜視図である。
【0047】
Xe管5bからの光がストロボの前方に照射されるように、Xe管5bの前面を除く方向に反射率37が設けられている。そして、このXe管5bの後方の反射傘37の一部には、スリット38が形成されている。このスリット38を通った光束は、更に後方に配置されるプリズム39内を2回反射して、可視光カットされたレンズ40にて集光され、被写体に投光される。
【0048】
このように、赤外光のみが補助光用に集光されて投光されるので、ストロボを利用しながら、写真の上にはこの集光されたパターンが写し込まれることはない。
【0049】
測距用センサは可視から赤外までの感度分布を有しており、Xe管5bの光は赤外成分が可視光と同じくらい含まれるので、補助光としては均一な可視光11とコントラストのある赤外光12が重なって、図6(b)に示されるように投射される。しかしながら、測距センサ10にとっては、図6(c)に示されるような光が入射した形となる。この赤外光12と可視光11のコントラストによって像が形成され、ローコントラストの被写体に対しても正しいピント合わせが可能となる。
【0050】
また、Xe管5bの長さに沿って長さ方向が確保されるので、図3に示されるように配置された複数の測距ポイントに対応した補助光となる。
【0051】
以上説明したように、第1の実施の形態によれば、ストロボの可視光成分は露出用に使いながら、赤外成分を特に測距用に利用して、ストロボの強烈な光を利用して、苦手な被写体のないピント合わせ、写真撮影を行うことができるカメラを提供することができる。
【0052】
次に、この発明の第2の実施の形態を説明する。
【0053】
図7は、この発明の第2の実施の形態を示すもので、光学系の断面図である。
尚、以下に述べる実施の形態に於いて、上述した第1の実施の形態と同じ部分には同一の参照番号を付して説明を省略する。
【0054】
この第2の実施の形態は、一眼レフレックスカメラに適用された例であり、撮影レンズ2の合焦状態を検出するものである。
【0055】
撮影レンズ2の後方(図7に於いて右側)に、フィルム面に相当する面43が位置される。この面43は、予定結像面、フィルム等価面とも称される面を表している。そして、この面43の近傍に設けられたコンデンサレンズ44は、撮影レンズ2により結像される像を、マスク45を介して再結像レンズ46に導く機能を有している。
【0056】
この再結像レンズ46を介して結像された像は、センサアレイ47a、47b上に結像される。ここで、被写体像がフィルム面上に結像された場合(I)と、前ピン状態(F)、後ピン状態(B)では、センサアレイ47a、47bに結像する像の位置が変化することが、図中の実線、破線、一点鎖線で示した光路により明らかである。
【0057】
このようなセンサアレイ47a、47b上の像位置をモニタすることによって、撮影レンズ2を制御して、ピント合わせを行う。
【0058】
尚、図7では、光軸を一直線にして示したが、実際のカメラでは、図8に示されるように各レンズ等が配置されている。
【0059】
すなわち、撮影レンズ2を介して入射された撮影光束は、メインミラー50によって反射され、プリズム55及び接眼レンズ56を介してユーザ57が観察することができる。この光路の部分が、ファインダ光学系を形成している。
【0060】
また、メインミラー50が光路から退避すると、フィルム53上に像が結像されて撮影が行われる。
【0061】
上記メインミラー50はハーフミラーになっており、該メインミラー50を透過した光線は、サブミラー51を介して下方に反射される。ここで反射された光線は、更に第2のミラー52で反射され、上述したコンデンサレンズ44、マスク45、再結像レンズ46を介してセンサアレイ47a、47bに入射される。
【0062】
このセンサアレイ47a、47b上の像信号がA/D変換部22を介してCPU17で検出されることにより、上述した原理でピント位置が検出され、撮影レンズ2のピント合わせが可能となる。
【0063】
また、センサアレイからの像信号によっては、この発明の特徴たるストロボ発光部5による補助光投射が、CPU17によって制御される。
【0064】
尚、ストロボ発光部であるのXe管5bの前方には、赤外光のみを集光する光学系としてストロボ窓5aが設けられている。
【0065】
更に、センサアレイを3列用意すれば、図3のセンサアレイ14のように、画面内の3点が測距可能となる。
【0066】
以上説明したように、第2の実施の形態によれば、ストロボの光のXe管の長さ方向に延びた光によって、画面内の複数のポイントに対してコントラストの高い有効な補助光が投射でき、苦手な被写体のない測距撮影が可能となる。
【0067】
また、集光されるのは赤外光のみなので、撮影された写真上には補助光の痕跡が残ることなく美しい写真を得ることができる。
【0068】
次に、この発明の第3の実施の形態を説明する。
【0069】
図9(a)は、回折型光学素子(Diffractive Optical Element:DOE)が適用されたストロボの構成の一例を示した図である。
【0070】
尚、この回折型光学素子については、「光学」22巻、第126〜130頁(小野雄三)等により紹介されている。また、SPIE、1354(1990年)の“Diffractive doublet correctedon-axis at two wavelengths (Michael W, Farn, Joseph W. Goodman) ”及び“The design of achromatized hybrid diffractive lens systems (Camina Londono, Peter P. Clark)”等に、撮像光学系に回折形光学素子を用いた例が提案されている。
【0071】
図9(a)に於いて、ストロボの発光管60と、集光作用をもつミラー面62の被写体側に、ストロボ窓63が配置されている。
【0072】
ストロボ窓63の物体側面64には、ストロボ発光管60とミラー面62からのストロボ光の内の、主に可視光を撮影範囲全体に投光するためのフレネルレンズが形成されている。このフレネルレンズは、従来のストロボ窓に配置されているものと同等であり、可視光及び赤外光に対してレンズ作用を有しているものである。
【0073】
一方、ストロボ窓63のストロボ発光管60側の面65には、主に赤外光に作用するように構成された回折型レンズが配置されている。
【0074】
この解析形レンズと上記フレネルレンズ102と合わせることにより、ストロボ発光管60とミラー面62からのストロボ光の内の、主に赤外光を、図2(b)に示される12や図3に示される14のように投光する作用を有する。
【0075】
図9(b)及び(c)は、図2(b)の12に示されるように投光する場合の回折格子の配置例を示したもので、(b)は正面図、(c)はストロボ発光管60側の面65の中心の部分を拡大した断面図である。
【0076】
図9(c)に示されるように、回折格子65は、キノフォームと称される鋸状の形状で構成するのが望ましい(特開平7−260677号公報参照)。この鋸状の山の高さはほぼ一定とし、その高さは、以下の式で求める。
【0077】
h=mλ/(n−1)
尚、mは正の整数であり、望ましくは、m=1とする。
【0078】
λは、この回折効率のピーク波長であり、700nm〜1300nmが良く、更には900nm〜1300nmが好ましい。nは上記波長λの時のストロボ窓の屈折率である。
【0079】
図10は、上記波長λ=1100nm、m=1の時の回折分光特性を示した図である。
【0080】
この図10は、各波長に於いてどの位の割合でこの回折格子からレンズ作用を受けるかを示したものである。この図から、可視光は面65で殆どレンズ作用を受けないことがわかる。
【0081】
図11は、図3の14に示されるように投光する場合の回折格子の配置の一例を示した図である。
【0082】
このように、第3の実施の形態によっても、上述した第2の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0083】
次に、図12を参照して、この発明の第4の実施の形態について説明する。
【0084】
図12(a)は、この第4の実施の形態に於けるカメラの構成を示したもので、コンパクトカメラの外観斜視図である。
【0085】
カメラ本体70の前面部には、撮影レンズ2、ファインダ対物窓3、測距用のレンズ4及びストロボ窓5a等が設けられている。また、カメラ本体70の前面部には、パワースイッチを兼用するバリア70aが、摺動自在に設けられている。更に、測距用レンズ4と共に基線長方向に配置されたストロボ窓5aに隣接して、可視光カットフィルタ付レンズ71が設けられている。
【0086】
カメラ本体1の上面部には、レリーズスイッチ6や表示用LCDで構成される表示部7が配置されている。
【0087】
図12(b)は、図12(a)のカメラを、ファインダ対物窓3、測距用レンズ4、ストロボ窓5a及び可視光カットフィルタ付レンズ71を含む水平面で切断した断面図である。
【0088】
上記可視光カットフィルタ付レンズ71は、赤外光を通過させ、可視光を透過させる染料が混ぜ合わされたプリズム形状のモールド部品により構成される。そして、この可視光カットフィルタ付レンズ71は、キセノン放電管5b端部から照射される光を、基線長と直交する方向に集光する機能と、その光線の方向を変更する機能とを有している。
【0089】
これにより、ストロボの反射傘37から投射された露出補助用の赤外光と可視光とから成る均一な光11に対して、コントラストの高い赤外成分72が重ねられることとなる。このコントラストの高い赤外光は、人間の眼には見えず、写真にも撮影されない。しかしながら、シリコンフォトダイオードから成るセンサアレイ10a及び10bには感応されて電気信号に変換される。したがって、このコントラストが用いられることにより、ローコントラストの被写体に対しても正しい測距が可能となる。
【0090】
ローコントラストの被写体にストロボ光が投射されると、一対の受光レンズ4a及び4bを介して、この赤外光のコントラスト72a及び72bは、図示されるように、各センサアレイ10a及び10bに入射する。したがって、上記コントラスト部分の位置差を求めることによって、三角測距の原理に基いた測距を行うことができる。
【0091】
以上のように、第4の実施の形態によれば、コントラストの低い被写体にも赤外光のコントラストを照射して、正しい測距を可能とすることができる。
【0092】
このコントラストは、特別な発光素子を必要とせず、ストロボ発光部に隣接して設けられた小さなプリズム状の光学系によって形成されるので、低コストで、且つ小さなスペースにて構成することができる。
【0093】
また、露出やプリント上には、赤外光は何ら影響しないので、従来どおりの写真撮影を行うことができる。
【0094】
更に、ストロボ発光部は、近年のカメラにはほとんど内蔵されているので、大きなコストアップをすることなく、ローコントラストに強い測距装置を提供することができる。
【0095】
図13は、この発明の第5の実施の形態を示した図である。この第5の実施の形態は、上述した第4の実施の形態とは逆に、赤外光を通さない光学系を利用して赤外光コントラストを得るためのものである。
【0096】
図13(a)は、ストロボ発光部及びその周辺部を示した断面図である。
【0097】
同図に於いて、ストロボ投光部窓に赤外カット機能、可視光透過機能を有するマルチコートのフィルタ74が、ストロボ窓5aの前面にシリンドリカルレンズ状に形成される。これにより、ストロボ光の赤外成分75が不均一に照射される。そして、このコントラストによって測距を行うことらわれ、上述した第4の実施の形態と同等の効果を得ようとしている。
【0098】
この第5の実施の形態では、可視光11はカットされないので、図示のように均一となる。そして、ストロボ光をローコントラスト被写体に投射したときに、センサアレイ10a上には、図13(b)に示されるようなパターン(赤外+可視光)11aが形成される。これによって、三角測距が可能となる。
【0099】
以上述べた実施の形態では、受光側は、いわゆる外光式のパッシブ三角測距方式について説明した。しかしながら、これに限られずに、図14に示されるように、デジタルカメラのコントラスト式のAFにも応用が可能である。
【0100】
図14(a)は、このようなデジタルカメラの構成を示した図である。
【0101】
このしたがってカメラの制御を司るCPU17には、撮像素子78と、ピント合わせ部19を介して撮影レンズ2が接続されると共に、ストロボ発光部5を介してキセノン放電管5bが接続される。
【0102】
上記ストロボ発光部5は、上述した実施の形態のような赤外光のみパターン照射できるものが想定される。
【0103】
このような構成に於いて、ローコントラストの被写体79を撮影する際には、ここに投射された赤外光パターン80が、撮影レンズ2を介して撮像素子78上に像パターン80aとして形成される。したがって、撮影レンズ2のピントがCPU17によってピント合わせ部19を介して制御されながら、撮像素子78上に形成された像の鮮明度が検出される。そして、最もコントラストの高い結果が得られた箇所にピント合わせを行うのが、この方式のAFである。
【0104】
このとき、撮像素子78上には、図14(b)に示されるように、赤外光のみを検知するセンサIRが、所定箇所に配置される。この撮像素子78上には、図14(c)に示されるように、一般に所定感度を有したR、G、Bのフィルタが搭載されているが、この例では、IRフィルタも追加して搭載されている。
【0105】
尚、画像再生時は、このIR画素は、隣接する画素で補間する等、赤外像を再生しないように工夫するのは言うまでもない。
【0106】
以上説明したように、こうした構成によれば、デジタルカメラに於いても、従来、測距が困難であったローコントラストのシーンであっても、コントラスト方式のAFで正しくピント合わせをすることができる。
【0107】
尚、この発明の上記実施の形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【0108】
(1) 測距光学系と、
上記測距光学系を介して被写体像を検出し、一対の像信号を出力する一対のセンサアレイと、
放電発光管を発光させることによってストロボ光を照射するストロボ手段と、
上記センサアレイの長手方向に直交するように、上記ストロボ光の一部の光を集光して投光する投光手段と、
上記被写体に上記ストロボ光を照射した際の上記一対のセンサアレイの出力に基づいて、撮影レンズのピント合わせを行うピント合わせ手段と、
を具備することを特徴とするカメラ。
【0109】
(2) 上記投光手段で集光されるストロボ光の一部の光は、赤外光であることを特徴とする上記(1)に記載のカメラ。
【0110】
(3) 上記一対のセンサアレイは、上記ストロボ光を集光する方向に略一致した方向に並べられていることを特徴とする上記(1)に記載のカメラ。
【0111】
(4) 上記ストロボ光の一部は、ストロボ反射傘に隣接して設けられた可視光カットフィルタ付の光学系により、上記被写体上に照射されることを特徴とする上記(2)に記載のカメラ。
【0112】
(5) 上記センサアレイは、電子カメラの撮像素子の一部分によって構成されたことを特徴とする上記(1)に記載のカメラ。
【0113】
(6) 測距光学系と、
上記測距光学系を介して被写体の像を検出し、一対の像信号を出力するセンサアレイと、
放電発光管を有し、該放電発光管を発光させることによってストロボ光を照射するストロボ手段と、
上記被写体に上記ストロボ光を照射した際の上記センサアレイの出力に基いて、撮影レンズのピント合わせを行うピント合わせ手段と、
を備えるカメラに於いて、
上記被写体上に照射されたストロボ光の赤外成分はパターン状とし、上記被写体上に照射されたストロボ光の可視光成分は均一照射とする光学手段を具備することを特徴とするカメラ。
【0114】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば追加の補助光源を必要とせず、ほとんどのカメラが内蔵しているストロボを利用することによって、暗い所でもローコントラストの被写体でも、高精度でピント合わせを行うことが可能なカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態に係るコンパクトカメラの主要部の電気系を示したブロック構成図である。
【図2】この発明のカメラの第1の実施の形態の構成を示したもので、(a)はコンパクトカメラの外観斜視図、(b)は(a)のストロボ部と測距レンズとの関係を示した図である。
【図3】センサアレイを三対設けた理由を説明するための図である。
【図4】カメラの測距時にCPU17により行われる制御動作を説明するフローチャートである。
【図5】像検出のためのセンサ出力の光電流積分部の詳細を示した図である。
【図6】第1の実施の形態に於けるストロボ発光部5の構成の一例を示したもので、(a)は断面図、(b)は斜視図、(c)は測距センサ10に入射される光の例を示した図である。
【図7】この発明の第2の実施の形態を示すもので、光学系の断面図である。
【図8】第2の実施の形態に於いて実際のカメラに於けるレンズ配置の例を示した図である。
【図9】(a)は、回折型光学素子が適用されたストロボの構成の一例を示した図、(b)及び(c)は、図2(b)の12に示されるように投光する場合の回折格子の配置例を示したもので、(b)は正面図、(c)はストロボ発光管60側の面65の中心の部分を拡大した断面図である。
【図10】図9(c)に示されるキノフォームと称される鋸状の形状で構成された回折格子65の鋸状の山の高さhを求める式h=mλ/(n−1)に於いて、回折効率のピーク波長λ=1100nm、m=1の時の回折分光特性を示した図である。
【図11】図3の14に示されるように投光する場合の回折格子の配置の一例を示した図である。
【図12】この発明の第4の実施の形態について説明するもので、(a)は第4の実施の形態に於けるコンパクトカメラの外観斜視図、(b)は(a)のカメラをファインダ対物窓3、測距用レンズ4、ストロボ窓5a及び可視光カットフィルタ付レンズ71を含む水平面で切断した断面図である。
【図13】この発明の第5の実施の形態を示したもので、(a)はストロボ発光部及びその周辺部を示した断面図、(b)は第5の実施の形態によるストロボ光のパターンを示した図である。
【図14】(a)はデジタルカメラのコントラスト式AFを説明するブロック図、(b)は(a)の撮像素子78上に配置されたセンサIRの例を示した図、(c)は撮像素子78上に搭載されるフィルタの感度特性を示した図である。
【符号の説明】
1 カメラ本体、
2 撮影レンズ、
3 ファインダ対物窓、
4a、4b 受光レンズ、
5 ストロボ発光部、
5a ストロボ窓、
5b キセノン放電管(Xe管)、
6 レリーズスイッチ、
7 表示部、
10a、10b センサアレイ、
11 可視光、
12 赤外光、
14C、14L、14R 被写体検出域、
17 CPU、
18 シャッタ部、
19 ピント合わせ部、
20 EEPROM、
21 測距装置、
22 A/D変換部、
23 定常光除去回路、
25 被写体。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an autofocus camera, and more particularly, to an improvement in auxiliary light for an autofocus camera of a type in which a photographing lens is focused using an image signal of a subject.
[0002]
[Prior art]
The image signal of the subject is unclear and is not sufficient for the focusing operation when the location where the subject exists is dark or the subject does not have contrast.
[0003]
For this reason, the use of strobe light, for example, as a light source for AF (autofocus), which has been known for a long time, has been known as a technique for assisting focusing by projecting light from a camera for a long time. This is known from Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-146331. This eliminates the need for having an additional light source for AF.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the technique disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-146331 has a problem that the movable part is necessary and the reliability is poor.
[0005]
In addition, it is generally necessary to irradiate the strobe light uniformly on the screen, and there is a problem that the contrast for distance measurement cannot be formed even when the so-called low contrast subject is irradiated.
[0006]
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a camera that does not require an additional light source and can measure a distance even in a dark scene or a low contrast subject.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  That is, the present invention includes a distance measuring optical system, a sensor array that detects a subject image through the distance measuring optical system and outputs a pair of image signals, and a discharge arc tube, and the discharge arc tube emits light. Strobe means for irradiating strobe light by causingIn the camera, comprising: a focusing unit configured to focus the photographing lens based on an output of the sensor array when the subject is irradiated with the strobe light. The strobe unit includes a pattern-like infrared component. And a strobe light having a uniformly irradiated visible light component is irradiated on the subject.
[0010]
In the camera of the present invention, an image of a subject is detected via the distance measuring optical system, and a pair of image signals are output by the sensor array. In addition, the strobe light having the discharge arc tube emits strobe light when the discharge arc tube emits light. In addition, based on the output of the sensor array when the subject is irradiated with the strobe light, the photographing lens is brought into focus by the focusing means. When the strobe means is irradiated on the subject, the infrared component of the strobe light is patterned, and the visible light component of the strobe light is uniformly irradiated.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 2A shows the configuration of the first embodiment of the camera of the present invention, and is an external perspective view of the compact camera.
[0013]
In addition to the photographing lens 2, a finder objective window 3, a distance measuring lens 4, a strobe window 5a having a function of condensing and projecting a part of light, and the like are provided on the front surface of the camera body 1. A display unit 7 including a release switch 6 and a display LCD is disposed on the upper surface of the camera body 1.
[0014]
FIG. 2B is a diagram showing the relationship between the strobe unit and the distance measuring lens in FIG.
[0015]
The strobe includes a xenon discharge tube (Xe tube) 5b, which is a strobe light emitting unit, and a projection strobe window 5a. Since the photo screen is normally horizontally long, it is preferable that the Xe tube 5b be horizontally oriented with its length direction aligned with the longitudinal direction of the camera.
[0016]
Further, it is assumed that the distance measuring device detects a subject image incident from two light receiving lenses 4a and 4b having parallax and obtains a subject distance L from a relative position difference between the plurality of sensor arrays 10a and 10b. is doing.
[0017]
Here, three pairs of sensor arrays 10a and 10b are prepared. These sensor arrays are prepared for distance measurement at the center and left and right of the screen, and have subject detection areas 14C, 14L, and 14R.
[0018]
Further, the strobe emits uniform visible light 11 and contrast infrared light 12 as auxiliary light.
[0019]
Next, the principle of distance measurement of this camera will be described with reference to FIG.
[0020]
FIG. 1 is a block diagram showing the electrical system of the main part of the compact camera according to the first embodiment of the present invention.
[0021]
In FIG. 1, a CPU 17 is arithmetic control means for performing sequence control of the camera. The CPU 17 is connected to the above-described strobe light emitting unit 5 having the Xe tube 5b, the release switch 6, the display unit 7, the shutter unit 18, the focusing unit 19, the EEPROM 20, and the distance measuring device 21.
[0022]
The CPU 17 detects whether or not the release switch 6 has been operated by the user at the time of shooting or the like, and controls the distance measuring device 21. Then, the photographing lens 2 is operated via the focusing unit 19 based on the obtained information. Further, the shutter unit 18 and the strobe light emitting unit 5 are controlled for exposure control. When a sufficient image signal cannot be obtained during distance measurement, the strobe light emitting unit 5 is controlled, and a steady light removal circuit 23 (to be described later) in the distance measuring device 21 is controlled to perform distance measurement.
[0023]
Further, the display unit 7 is controlled by the CPU 17 in order to indicate the mode set at the time of shooting and the number of shot frames. Variations in camera parts and assembly during distance measurement and focusing are checked at the time of manufacture and stored in the EEPROM 20 as correction coefficients. Therefore, the correction coefficients are referred to during shooting, and the CPU 17 cancels the variations. Control is performed.
[0024]
The distance measuring device 21 includes sensor arrays 10a and 10b, light receiving lenses 4a and 4b, an A / D converter 22 and a steady light removal circuit 23.
[0025]
The optical system of the distance measuring device 21 and the sensor arrays 10 and 10b will be described later. The outputs of the sensor arrays 10a and 10b are converted into digital signals by the A / D converter 22 and input to the CPU 17.
[0026]
In the steady light removal circuit 23, only distance measuring light projected from the camera side is integrated, and the background light incident on the sensor arrays 10a and 10b is removed by irradiating the subject with sunlight or artificial illumination. The This steady light removal function can be used during auxiliary light projection to enhance the effect of auxiliary light contrast even in bright places.
[0027]
The distance between the principal points of the light receiving lenses 4a and 4b is referred to as a base line length B. The distance to the sensor arrays 10a and 10b on which images are formed by being placed behind the light receiving lenses 4a and 4b is represented by f. Then, an image of the subject 25 at a distance L is formed on the two sensor arrays with a relative positional difference of x. This x has a relationship of x = B · f / L between B and f and the distance L. Therefore, the main technique is to detect subject images on both sensor arrays.
[0028]
Here, the reason why three pairs of sensor arrays are provided will be described.
[0029]
As shown in FIG. 3, this is devised so that it can be focused by the sensor visual field 14 regardless of the position of the subject 25 in the screen 27, and is not limited to three points. Although there is not, here, three points will be described as an example in order to simplify the explanation.
[0030]
As described above, by arranging the two light receiving lenses vertically, the baseline length direction becomes the vertical direction, so that the shift direction of the image to be detected is also vertical, and the pixel array direction of the sensor array is also the vertical direction. Accordingly, it is preferable that the contrast of the image signal to be detected is formed in the vertical direction.
[0031]
As shown in FIG. 2B or FIG. 5, in order to form a contrast in the vertical direction in this way and to give the same contrast to a plurality of ranging points side by side in the screen, as shown in FIG. It can be seen that an auxiliary light form (infrared light 12) that projects an image of the Xe tube 5b of the strobe light emitting unit 5 is preferable. Light is projected to each of the previous three horizontal distance measuring points, and light that is narrow in the vertical direction is preferable.
[0032]
In addition, there is a concept of projecting an independent light spot on each of these three points. However, it is necessary to prepare a new light source, and space and cost of a light emitting element serving as the light source and its driver are required. In addition, it is difficult to obtain light as strong as strobe light with an LED or a lamp. For this reason, if another dedicated strobe device is provided, an increase in the size of the camera cannot be avoided.
[0033]
Therefore, by making the direction of the Xe tube 5b generally arranged in the lateral direction orthogonal to the direction of deviation of the image to be detected, it is possible to efficiently form a contrast with many points in the screen. In the image detection type AF, it is impossible to measure the distance of a subject without contrast. However, by using such auxiliary light together, accurate distance measurement can be performed.
[0034]
FIG. 4 is a flowchart of control performed by the CPU 17 during distance measurement of the camera having such a configuration.
[0035]
When ranging is started, first, in step S1, image detection is performed by the sensor arrays 10a and 10b. A voltage-converted value obtained by storing the output photocurrent of each sensor in an integrating capacitor (not shown) is A / D converted by the A / D converter 22 and input to the CPU 17.
[0036]
However, if the brightness is low or the subject has no contrast, accurate distance measurement cannot be performed, and these determinations are made in steps S2 and S3. That is, it is determined in step S2 whether the contrast is low brightness or not in step S3.
[0037]
As a result, if the contrast is neither low nor low, the process proceeds to step S6. If the contrast is low or the brightness is low, the process proceeds to step S4 and the background light is stored. Next, in step S5, auxiliary light is irradiated by the strobe light emission control, and image detection is performed using the reflected signal light.
[0038]
Since the strobe light has a contrast, it forms a contrast image on the subject 25 and enables accurate distance measurement.
[0039]
FIG. 5 is a diagram showing details of the photocurrent integration part of the sensor output for this image detection.
[0040]
One sensor 30 in the sensor array will be described. In other words, the integrating circuit 32 is connected to the sensor 30 via the switch 31. An integrating capacitor 33 and an A / D converter 22 are connected to the integrating circuit 32. The sensor 30 is connected to a steady light removal circuit 35 via a switch 34.
[0041]
The integration circuit 32 amplifies the output photocurrent of the sensor 30 and leads it to the integration capacitor 33. Since the charge of the integrating capacitor 33 during integration is sampled and held by turning off the switch 31, it can be read by the A / D converter 22 described above.
[0042]
Further, during the steady light removal operation, the steady photocurrent flows to the steady light removal circuit 35 when the switch 34 is turned on, and only the photocurrent increased during the auxiliary light emission is guided to the integration circuit 32. Therefore, when the reflected signal light does not return from the subject, no charge is stored in the integrating capacitor 33. When the switch 31 is on, the integrating capacitor 33 is charged according to the reflected signal light amount.
[0043]
When the switch 34 is turned off in synchronization with the strobe light emission, an image signal based on the reflected signal is output as an output of the integrating capacitor 33 as a result of A / D conversion.
[0044]
Returning to the flowchart of FIG. 4, the subject distance is calculated by the CPU 17 in step S <b> 6 based on the image thus obtained. In step S7, the photographing lens 2 is controlled by the focusing unit 19, so that accurate focusing can be performed on any subject.
[0045]
As described above, in a camera capable of measuring three points, the processing operation up to step S6 described above may be performed for three points, and the closest distance may be selected and focused.
[0046]
6A and 6B show an example of the configuration of the strobe light emitting unit 5 in the first embodiment, where FIG. 6A is a cross-sectional view and FIG. 6B is a perspective view.
[0047]
A reflectance 37 is provided in a direction excluding the front surface of the Xe tube 5b so that light from the Xe tube 5b is irradiated in front of the strobe. A slit 38 is formed in a part of the reflector 37 behind the Xe tube 5b. The light beam that has passed through the slit 38 is reflected twice in the prism 39 disposed further rearward, is collected by the lens 40 that is cut off visible light, and is projected onto the subject.
[0048]
Thus, since only infrared light is condensed and projected for auxiliary light, the condensed pattern is not imprinted on the photograph while using the strobe.
[0049]
The distance measuring sensor has a sensitivity distribution from visible to infrared, and the light of the Xe tube 5b contains an infrared component as much as visible light. Therefore, the auxiliary light has uniform visible light 11 and contrast. Some infrared light 12 overlaps and is projected as shown in FIG. However, for the distance measuring sensor 10, the light is incident as shown in FIG. An image is formed by the contrast between the infrared light 12 and the visible light 11, and correct focusing can be performed even for a low-contrast object.
[0050]
Further, since the length direction is ensured along the length of the Xe tube 5b, auxiliary light corresponding to a plurality of distance measuring points arranged as shown in FIG. 3 is obtained.
[0051]
As described above, according to the first embodiment, the visible light component of the strobe is used for exposure, while the infrared component is used particularly for distance measurement, and the intense light of the strobe is used. It is possible to provide a camera capable of focusing and taking a photo without a subject that is not good at it.
[0052]
Next explained is the second embodiment of the invention.
[0053]
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention and is a sectional view of an optical system.
In the embodiment described below, the same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0054]
This second embodiment is an example applied to a single-lens reflex camera, and detects the in-focus state of the photographic lens 2.
[0055]
A surface 43 corresponding to the film surface is located behind the photographic lens 2 (on the right side in FIG. 7). The surface 43 represents a plane that is also referred to as a planned image formation plane or a film equivalent plane. The condenser lens 44 provided in the vicinity of the surface 43 has a function of guiding an image formed by the photographing lens 2 to the re-imaging lens 46 through the mask 45.
[0056]
An image formed through the re-imaging lens 46 is formed on the sensor arrays 47a and 47b. Here, in the case where the subject image is formed on the film surface (I), the front pin state (F), and the rear pin state (B), the positions of the images formed on the sensor arrays 47a and 47b change. This is apparent from the optical path indicated by the solid line, broken line, and alternate long and short dash line in the figure.
[0057]
By monitoring the image positions on the sensor arrays 47a and 47b, the photographing lens 2 is controlled to perform focusing.
[0058]
In FIG. 7, the optical axis is shown as a straight line, but in an actual camera, each lens is arranged as shown in FIG.
[0059]
That is, the photographing light beam incident through the photographing lens 2 is reflected by the main mirror 50 and can be observed by the user 57 through the prism 55 and the eyepiece lens 56. This optical path portion forms a finder optical system.
[0060]
When the main mirror 50 is retracted from the optical path, an image is formed on the film 53 and shooting is performed.
[0061]
The main mirror 50 is a half mirror, and the light beam transmitted through the main mirror 50 is reflected downward through the sub mirror 51. The light beam reflected here is further reflected by the second mirror 52, and enters the sensor arrays 47a and 47b via the condenser lens 44, the mask 45, and the re-imaging lens 46 described above.
[0062]
When the image signals on the sensor arrays 47a and 47b are detected by the CPU 17 via the A / D converter 22, the focus position is detected based on the principle described above, and the photographing lens 2 can be focused.
[0063]
Further, depending on the image signal from the sensor array, auxiliary light projection by the strobe light emitting unit 5 which is a feature of the present invention is controlled by the CPU 17.
[0064]
A strobe window 5a is provided in front of the Xe tube 5b, which is a strobe light emitting unit, as an optical system that collects only infrared light.
[0065]
Furthermore, if three rows of sensor arrays are prepared, three points in the screen can be measured as in the sensor array 14 of FIG.
[0066]
As described above, according to the second embodiment, effective auxiliary light with high contrast is projected to a plurality of points in the screen by the light of the strobe light extending in the length direction of the Xe tube. This makes it possible to perform range-finding shooting without a subject that is not good at it.
[0067]
Further, since only infrared light is collected, a beautiful photograph can be obtained without leaving a trace of auxiliary light on the photographed photograph.
[0068]
Next explained is the third embodiment of the invention.
[0069]
FIG. 9A is a diagram showing an example of the configuration of a strobe to which a diffractive optical element (DOE) is applied.
[0070]
This diffractive optical element is introduced in “Optics”, Vol. 22, pages 126-130 (Yuzo Ono). Also, SPIE, 1354 (1990) “Diffractive doublet corrected on-axis at two wavelengths (Michael W, Farn, Joseph W. Goodman)” and “The design of achromatized hybrid diffractive lens systems (Camina Londono, Peter P. Clark) "An example in which a diffractive optical element is used in an imaging optical system has been proposed.
[0071]
In FIG. 9A, a strobe window 63 is disposed on the subject side of the strobe arc tube 60 and the mirror surface 62 having a light condensing function.
[0072]
On the object side surface 64 of the strobe window 63, a Fresnel lens for projecting mainly visible light out of the strobe light from the strobe arc tube 60 and the mirror surface 62 is formed. This Fresnel lens is equivalent to that disposed in a conventional strobe window, and has a lens effect on visible light and infrared light.
[0073]
On the other hand, on the surface 65 of the strobe window 63 on the strobe arc tube 60 side, a diffractive lens configured to mainly act on infrared light is disposed.
[0074]
By combining this analytical lens with the Fresnel lens 102, the infrared light mainly from the strobe light from the strobe arc tube 60 and the mirror surface 62 is shown in FIGS. 12 and 3 shown in FIG. It has the effect | action which projects light like 14 shown.
[0075]
FIGS. 9B and 9C show examples of the arrangement of diffraction gratings when light is projected as shown at 12 in FIG. 2B. FIG. 9B is a front view, and FIG. It is sectional drawing to which the center part of the surface 65 by the side of the strobe light emission tube 60 was expanded.
[0076]
As shown in FIG. 9C, it is desirable that the diffraction grating 65 has a saw-like shape called a kinoform (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-260677). The height of the saw-shaped mountain is almost constant, and the height is obtained by the following equation.
[0077]
h = mλ / (n−1)
Note that m is a positive integer, and preferably m = 1.
[0078]
λ is the peak wavelength of this diffraction efficiency, preferably 700 nm to 1300 nm, and more preferably 900 nm to 1300 nm. n is the refractive index of the strobe window at the wavelength λ.
[0079]
FIG. 10 is a diagram showing diffraction spectral characteristics when the wavelength λ = 1100 nm and m = 1.
[0080]
FIG. 10 shows how much the lens action is received from the diffraction grating at each wavelength. From this figure, it can be seen that the visible light hardly receives the lens action at the surface 65.
[0081]
FIG. 11 is a diagram showing an example of the arrangement of diffraction gratings when light is projected as indicated by 14 in FIG.
[0082]
As described above, also in the third embodiment, the same effect as in the second embodiment described above can be obtained.
[0083]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0084]
FIG. 12A shows the configuration of the camera in the fourth embodiment, and is an external perspective view of the compact camera.
[0085]
On the front surface of the camera body 70, a photographic lens 2, a finder objective window 3, a distance measuring lens 4, a strobe window 5a, and the like are provided. In addition, a barrier 70 a that also serves as a power switch is slidably provided on the front surface of the camera body 70. Further, a lens 71 with a visible light cut filter is provided adjacent to the strobe window 5a disposed in the baseline length direction together with the distance measuring lens 4.
[0086]
A display unit 7 including a release switch 6 and a display LCD is disposed on the upper surface of the camera body 1.
[0087]
12B is a cross-sectional view of the camera of FIG. 12A cut along a horizontal plane including the finder objective window 3, the distance measuring lens 4, the strobe window 5a, and the lens 71 with a visible light cut filter.
[0088]
The lens 71 with a visible light cut filter is composed of a prism-shaped mold component mixed with a dye that transmits infrared light and transmits visible light. The visible light cut filter-equipped lens 71 has a function of condensing light irradiated from the end of the xenon discharge tube 5b in a direction orthogonal to the base line length and a function of changing the direction of the light beam. ing.
[0089]
As a result, the infrared component 72 having a high contrast is superimposed on the uniform light 11 composed of the infrared light for exposure assistance and the visible light projected from the reflector 37 of the strobe. This high-contrast infrared light is not visible to human eyes and is not photographed. However, the sensor arrays 10a and 10b made of silicon photodiodes are sensitive and converted into electrical signals. Therefore, by using this contrast, correct distance measurement can be performed even for a low-contrast subject.
[0090]
When strobe light is projected onto a low-contrast object, the infrared light contrasts 72a and 72b are incident on the sensor arrays 10a and 10b through the pair of light-receiving lenses 4a and 4b as shown in the figure. . Therefore, distance measurement based on the principle of triangulation can be performed by obtaining the position difference of the contrast portion.
[0091]
As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to irradiate a subject having low contrast with infrared light contrast to enable correct distance measurement.
[0092]
This contrast does not require a special light emitting element, and is formed by a small prism-like optical system provided adjacent to the strobe light emitting portion, so that it can be configured at a low cost and in a small space.
[0093]
In addition, since infrared light has no influence on exposure or printing, it is possible to take a picture as usual.
[0094]
Furthermore, since the strobe light emitting unit is almost built in recent cameras, it is possible to provide a distance measuring device that is resistant to low contrast without greatly increasing the cost.
[0095]
FIG. 13 shows a fifth embodiment of the present invention. In contrast to the fourth embodiment described above, the fifth embodiment is for obtaining an infrared light contrast using an optical system that does not allow infrared light to pass through.
[0096]
FIG. 13A is a cross-sectional view showing the strobe light emitting part and its peripheral part.
[0097]
In the figure, a multi-coat filter 74 having an infrared cut function and a visible light transmission function is formed in a strobe projection window in the form of a cylindrical lens on the front surface of the strobe window 5a. Thereby, the infrared component 75 of strobe light is irradiated nonuniformly. Then, it is determined that distance measurement is performed based on this contrast, and an effect equivalent to that of the fourth embodiment described above is being obtained.
[0098]
In the fifth embodiment, since the visible light 11 is not cut, it becomes uniform as shown. When the strobe light is projected onto the low-contrast subject, a pattern (infrared + visible light) 11a as shown in FIG. 13B is formed on the sensor array 10a. Thereby, triangulation can be performed.
[0099]
In the embodiment described above, the light receiving side has been described as the so-called external light type passive triangular distance measuring method. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to contrast AF of a digital camera as shown in FIG.
[0100]
FIG. 14A is a diagram showing the configuration of such a digital camera.
[0101]
Therefore, the imaging lens 78 and the xenon discharge tube 5 b are connected to the CPU 17 that controls the camera via the strobe light emitting unit 5 as well as the imaging lens 78 and the focusing unit 19.
[0102]
The strobe light emitting unit 5 is assumed to be capable of pattern irradiation only with infrared light as in the above-described embodiment.
[0103]
In such a configuration, when the low-contrast subject 79 is photographed, the infrared light pattern 80 projected thereon is formed as an image pattern 80 a on the image sensor 78 via the photographing lens 2. . Therefore, the sharpness of the image formed on the image sensor 78 is detected while the focus of the photographic lens 2 is controlled by the CPU 17 via the focusing unit 19. Then, this type of AF performs focusing at a position where the highest contrast result is obtained.
[0104]
At this time, as shown in FIG. 14B, a sensor IR that detects only infrared light is disposed on the image sensor 78 at a predetermined location. As shown in FIG. 14C, R, G, and B filters having a predetermined sensitivity are generally mounted on the image sensor 78. In this example, an IR filter is additionally mounted. Has been.
[0105]
Needless to say, at the time of image reproduction, the IR pixel is devised not to reproduce an infrared image, such as by interpolating between adjacent pixels.
[0106]
As described above, according to such a configuration, even with a digital camera, even in a low-contrast scene that has conventionally been difficult to measure distances, it is possible to focus correctly with contrast AF. .
[0107]
In addition, according to the said embodiment of this invention, the following structures can be obtained.
[0108]
(1) ranging optical system,
A pair of sensor arrays for detecting a subject image via the distance measuring optical system and outputting a pair of image signals;
Strobe means for emitting strobe light by emitting light from a discharge arc tube;
Projecting means for condensing and projecting part of the strobe light so as to be orthogonal to the longitudinal direction of the sensor array;
Focusing means for focusing the photographic lens based on the output of the pair of sensor arrays when the subject is irradiated with the strobe light;
A camera comprising:
[0109]
(2) The camera according to (1), wherein part of the strobe light collected by the light projecting unit is infrared light.
[0110]
(3) The camera according to (1), wherein the pair of sensor arrays are arranged in a direction substantially coincident with a direction in which the strobe light is collected.
[0111]
(4) A part of the strobe light is irradiated onto the subject by an optical system with a visible light cut filter provided adjacent to a strobe reflector, as described in (2) above camera.
[0112]
(5) The camera according to (1), wherein the sensor array includes a part of an image sensor of an electronic camera.
[0113]
(6) ranging optical system;
A sensor array for detecting an image of a subject via the distance measuring optical system and outputting a pair of image signals;
A strobe means having a discharge arc tube and irradiating the strobe light by causing the discharge arc tube to emit light;
Focusing means for focusing the photographing lens based on the output of the sensor array when the strobe light is irradiated on the subject;
In a camera equipped with
A camera comprising optical means for making the infrared component of the strobe light irradiated on the subject into a pattern and making the visible light component of the strobe light irradiated on the subject a uniform illumination.
[0114]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an additional auxiliary light source is not required, and the strobe built into most cameras can be used to focus on a dark place or a low-contrast subject with high accuracy. A camera that can be provided can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block configuration diagram showing an electrical system of a main part of a compact camera according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B show a configuration of a camera according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is an external perspective view of a compact camera, and FIG. 2B is a view of a strobe unit and a distance measuring lens of FIG. It is the figure which showed the relationship.
FIG. 3 is a diagram for explaining the reason why three pairs of sensor arrays are provided.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a control operation performed by a CPU 17 during camera distance measurement.
FIG. 5 is a diagram showing details of a photocurrent integration unit for sensor output for image detection.
FIGS. 6A and 6B show an example of the configuration of the strobe light emitting unit 5 in the first embodiment. FIG. 6A is a sectional view, FIG. 6B is a perspective view, and FIG. It is the figure which showed the example of the incident light.
FIG. 7 is a sectional view of an optical system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an example of lens arrangement in an actual camera in the second embodiment.
9A is a diagram showing an example of the configuration of a strobe to which a diffractive optical element is applied, and FIGS. 9B and 9C are diagrams showing light projection as shown by 12 in FIG. 2B. FIG. 6B shows an example of the arrangement of diffraction gratings in the case where (b) is a front view, and (c) is an enlarged cross-sectional view of the center portion of the surface 65 on the strobe arc tube 60 side.
FIG. 10 is a formula h = mλ / (n−1) for obtaining the height h of the sawtooth peak of the diffraction grating 65 having a sawtooth shape called the kinoform shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing diffraction spectral characteristics when the diffraction efficiency peak wavelength λ = 1100 nm and m = 1.
11 is a diagram showing an example of the arrangement of diffraction gratings when light is projected as shown at 14 in FIG. 3. FIG.
12A and 12B illustrate a fourth embodiment of the present invention, in which FIG. 12A is an external perspective view of a compact camera according to the fourth embodiment, and FIG. 12B is a viewfinder of the camera of FIG. It is sectional drawing cut | disconnected by the horizontal surface containing the objective window 3, the lens 4 for ranging, the flash window 5a, and the lens 71 with a visible light cut filter.
FIGS. 13A and 13B show a fifth embodiment of the present invention, in which FIG. 13A is a cross-sectional view showing a strobe light emitting portion and its peripheral portion, and FIG. 13B is a diagram of strobe light according to the fifth embodiment; It is the figure which showed the pattern.
14A is a block diagram for explaining a contrast type AF of a digital camera, FIG. 14B is a diagram showing an example of a sensor IR arranged on the image sensor 78 of FIG. 7 is a diagram showing sensitivity characteristics of a filter mounted on an element 78. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Camera body,
2 Taking lens,
3 Viewfinder objective window,
4a, 4b light receiving lens,
5 Flash unit,
5a Strobe window,
5b Xenon discharge tube (Xe tube),
6 Release switch,
7 Display section,
10a, 10b sensor array,
11 Visible light,
12 Infrared light,
14C, 14L, 14R Subject detection area,
17 CPU,
18 shutter part,
19 Focusing section,
20 EEPROM,
21 distance measuring device,
22 A / D converter,
23 Stationary light removal circuit,
25 Subject.

Claims (1)

測距光学系と、
上記測距光学系を介して被写体の像を検出し、一対の像信号を出力するセンサアレイと、
放電発光管を有し、該放電発光管を発光させることによってストロボ光を照射するストロボ手段と、
上記被写体に上記ストロボ光を照射した際の上記センサアレイの出力に基いて、撮影レンズのピント合わせを行うピント合わせ手段と、
を備えるカメラに於いて、
上記ストロボ手段は、パターン状の赤外成分と均一照射の可視光成分とを有するストロボ光を上記被写体上に照射することを特徴とするカメラ。
Ranging optics,
A sensor array for detecting an image of a subject via the distance measuring optical system and outputting a pair of image signals;
A strobe means having a discharge arc tube and irradiating the strobe light by causing the discharge arc tube to emit light;
Focusing means for focusing the photographing lens based on the output of the sensor array when the strobe light is irradiated on the subject;
In a camera equipped with
The camera according to claim 1, wherein the strobe means irradiates the subject with strobe light having a pattern-like infrared component and a uniformly irradiated visible light component.
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