JPH0627920B2 - Imaging device - Google Patents

Imaging device

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JPH0627920B2
JPH0627920B2 JP59196182A JP19618284A JPH0627920B2 JP H0627920 B2 JPH0627920 B2 JP H0627920B2 JP 59196182 A JP59196182 A JP 59196182A JP 19618284 A JP19618284 A JP 19618284A JP H0627920 B2 JPH0627920 B2 JP H0627920B2
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JP
Japan
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light
image pickup
diffracted light
image sensor
reflected
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JP59196182A
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JPS6173134A (en
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哲治 西村
秀夫 横田
正猛 加藤
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は短時間に高精度の測光情報の得られる撮像装置
に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an image pickup apparatus capable of obtaining highly accurate photometric information in a short time.

(従来の技術) 従来銀塩フイルムを用いた一眼レフレツクスカメラでは
フイルム面からの反射光を受光する事によりTTL(T
horugh The Lens)測光を行なったもの
がある。
(Prior Art) A conventional single-lens reflex camera using a silver salt film receives TTL (T
There is one that has performed photometry.

これに対し、イメージセンサを用いたスチル画像等を得
る為の撮像装置ではイメージセンサ出力を積分等すれば
被写体の輝度情報が得られるので、従来はこのような結
像面からの反射光を検出する必要はないとされて来た。
On the other hand, in an image pickup device for obtaining a still image using an image sensor, the brightness information of the object can be obtained by integrating the output of the image sensor, etc., so conventionally, the reflected light from such an image plane is detected. I've been told that I don't have to.

ところがこのような撮像装置の画像モニターとして光学
フアインダーを使う場合、ハーフミラーを用いて入射光
をイメージセンサとフアインダーとに分離すれば簡単に
構成できるが、イメージセンサの感度が落ち、フアイン
ダーも暗くなるという欠点がある。
However, when an optical finder is used as an image monitor of such an image pickup apparatus, it can be easily constructed by separating the incident light into an image sensor and a finder using a half mirror, but the sensitivity of the image sensor decreases and the finder also becomes dark. There is a drawback that.

これを解決する為にクイツクリターンミラーを設け入射
光を選択的にフアインダーとイメージセンサに導びいて
やればこの問題は解決する。
To solve this problem, a quick return mirror is provided to selectively guide the incident light to the finder and the image sensor to solve this problem.

しかし、このようにした場合、ミラーの変位に伴ってイ
メージセンサから測光情報を即得ようとしてもイメージ
センサからの信号読み出し周期が決まっている為、NT
SCだと1/60秒PAL、SECAMだと1/50秒
の時間がかかってしまう欠点があった。
However, in this case, even if the photometric information is immediately obtained from the image sensor due to the displacement of the mirror, the signal reading cycle from the image sensor is determined, and therefore NT
SC has a drawback that it takes 1/60 second PAL and SECAM takes 1/50 second.

このような欠点はTTLで閃光装置の調光を行なう場合
にも問題となるものであった。
Such a drawback has also been a problem when dimming the flash device by TTL.

即ち、閃光装置の調光の為には非常に速い応答性が必要
でイメージセンサーの出力をそのまま利用できなかっ
た。
That is, a very fast response is required for dimming the flash device, and the output of the image sensor cannot be used as it is.

これに対し、フイルム面反射側光方式と同様イメージセ
ンサ面反射側光を行なおうとすると一般にカラー用イメ
ージセンサの表面には比較的反射率の低い色分離フイル
ターが設けられている為イメージセンサ面からの反射光
量を単純に積分しても充分な測光感度が得られないとい
う問題があった。
On the other hand, when the image sensor surface reflection side light is to be emitted as in the case of the film surface reflection side light system, a color separation filter having a relatively low reflectance is generally provided on the surface of the color image sensor, so that the image sensor surface There is a problem that sufficient photometric sensitivity cannot be obtained by simply integrating the amount of reflected light from.

(目 的) 本発明は上述の従来技術の欠点を解決する事を目的とし
ている。
(Objective) The present invention aims to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art.

本発明の他の目的は感度の高いしかも高精度の測光が可
能な撮像装置を提供する事を目的としている。このよう
な目的を達成する為に、本発明の撮像装置は、 所定の光学通路を介して入射される被写体からの撮像光
を光電変換するとともに、表面に所定ピッチPの周期的
パターンを有する撮像手段と、 前記撮像手段の表面の前記周期的パターンにより形成さ
れる撮像光のm次反射回折光成分(mは整数)を検出す
る為にm次反射回折角θの位置に配置されたm次反射
回折光検出手段(ただしθ=Sin-1(mλ/P)、
λは撮像光の波長)と、 該m次反射回折光検出手段の出力に応じて前記撮像手段
に対する露光量を制御する制御手段と、を有する。
Another object of the present invention is to provide an image pickup device capable of highly sensitive and highly accurate photometry. In order to achieve such an object, the image pickup apparatus of the present invention photoelectrically converts image pickup light from a subject incident through a predetermined optical path and also has an image having a periodic pattern of a predetermined pitch P on the surface. Means and m arranged at the position of the m-th order reflection diffraction angle θ m for detecting the m-th order reflection diffracted light component (m is an integer) of the imaging light formed by the periodic pattern on the surface of the image pickup means. Secondary reflection diffracted light detecting means (where θ m = Sin −1 (mλ / P),
λ is the wavelength of the imaging light), and control means for controlling the amount of exposure to the imaging means according to the output of the m-order reflected diffracted light detection means.

(実施例) 以下、第1図の実施例に基き、本発明を説明する。第1
図において、1は撮影レンズ、2はクイツクリターンミ
ラー、3は焦点板、4は半透明鏡内蔵のコンデンサ−レ
ンズ、5は自然光測光用光電変換素子、6はペンタプリ
ズム、7は接眼レンズ、8は光学的ローパスフイルタ
ー、9はストライプ状パターンとしてのストライプカラ
ーフイルター、10はイメージセンサとしての固体撮像
素子、11は集光レンズ、12は受光手段としての調光
用光電変換素子である。13は調光用光電変換素子12
の積分出力が所定のレベルに達したか否かを判別する測
光回路、14は固体撮像素子10の出力に対しγ補正、
アパチヤー補正等を加えるプロセス回路、15は記録装
置である。
(Example) Hereinafter, the present invention will be described based on the example of FIG. First
In the figure, 1 is a taking lens, 2 is a quick return mirror, 3 is a focusing screen, 4 is a condenser lens with a built-in semitransparent mirror, 5 is a photoelectric conversion element for photometry of natural light, 6 is a pentaprism, 7 is an eyepiece lens, Reference numeral 8 is an optical low-pass filter, 9 is a stripe color filter as a stripe pattern, 10 is a solid-state image sensor as an image sensor, 11 is a condenser lens, and 12 is a light-modulating photoelectric conversion element as a light receiving means. 13 is a photoelectric conversion element 12 for light control
, A photometric circuit for determining whether or not the integrated output of has reached a predetermined level, 14 is a γ correction for the output of the solid-state image sensor 10,
A process circuit 15 for adding aperture correction and the like is a recording device.

16は撮像素子10を駆動する為のドライバー、17は
各種のタイミング信号を供給する為のクロツクジエネレ
ータである。
Reference numeral 16 is a driver for driving the image pickup device 10, and 17 is a clock generator for supplying various timing signals.

18は撮像装置全体のシーケンスを制御するシーケンス
制御回路、19は閃光装置である。
Reference numeral 18 is a sequence control circuit for controlling the sequence of the entire image pickup apparatus, and 19 is a flash device.

閃光装置の構成は例えば第3図示の如くなっている。The configuration of the flash device is, for example, as shown in FIG.

即ち、200はバツテリー、21はメインスイツチ、2
2はDC−DCコンバータ、23は逆流防止ダイオー
ド、24はメインコンデンサ、25はトリガースイツ
チ、26はトリガー回路、27はキセノン管、28は調
光スイツチ、X,Xは夫々スイツチ25,28を制
御する為の制御信号であってシーケンス制御回路18よ
り出力される。20はクイツクリターンミラーを駆動す
るモータ、Xはこのモター20を制御する為の制御信
号である。
That is, 200 is a battery, 21 is a main switch, 2
2 is a DC-DC converter, 23 is a backflow prevention diode, 24 is a main capacitor, 25 is a trigger switch, 26 is a trigger circuit, 27 is a xenon tube, 28 is a dimming switch, and X 0 and X 1 are switches 25 and 28, respectively. Is a control signal for controlling the output of the sequence control circuit 18. 20 is a motor for driving the quick return mirror, and X 3 is a control signal for controlling this motor 20.

以下、本発明の動作を説明する。撮影レンズ1を通った
光束は、自然光測光時には、クイツクリターンミラー2
によって、フアインダー部に反射され、焦点板3を通
り、コンデンサーレンズ4内の半透明鏡によって一部反
射され、光電変換素子5によって測光される。そして、
閃光撮影時には不図示のレリーズボタンを操作すると信
号Xが回路18より出力され、クイツクリターンミラ
ー2がモーター20によりはねあがり、更に信号X
出力されることにより閃光装置が発光を行なう。ここ
で、予めメインスイツチ21を介してバツテリーの電圧
をDC−DCコンバータで昇圧し、コンデンサー24に
発光エネルギーとしてチヤージさせておく。
The operation of the present invention will be described below. The light flux that has passed through the taking lens 1 will be reflected by the quick return mirror 2 during natural light metering.
Is reflected by the finder portion, passes through the focusing screen 3, is partially reflected by the semitransparent mirror in the condenser lens 4, and is measured by the photoelectric conversion element 5. And
When a release button (not shown) is operated during flash photography, the signal X 3 is output from the circuit 18, the quick return mirror 2 is repelled by the motor 20, and the signal X 0 is output, whereby the flash device emits light. . Here, the voltage of the battery is boosted by the DC-DC converter through the main switch 21 in advance, and the capacitor 24 is charged as light emission energy.

従って信号Xによりスイツチ25がONするとトリガ
ー回路が作動し、キセノン管のトリガー電極に高電圧が
印加されキセノン管27は発光する。
Therefore, when the switch 25 is turned on by the signal X 0, the trigger circuit is activated, a high voltage is applied to the trigger electrode of the xenon tube, and the xenon tube 27 emits light.

尚、信号Xが出力されるまではスイツチ28はONし
ている。
The switch 28 is on until the signal X 1 is output.

閃光により照明された被写体からの反射光は光学的ロー
パスフイルターを通った後ストライプフイルター9上に
撮影レンズ1を通った全光束が照射される。ストライプ
カラーフイルターは、その直後に置かれたCCDなどの
固体撮像素子の感光面セルの周期と等しい周期でストラ
イプ状に配列されている。このような面に、光を一定方
向から照射すると、ストライプフイルターの周期に応じ
た角度θmで、光は反射回折される。ここで、θmは、
m次の反射回折光の反射回折角度であり、照射した光の
波長をλ、ストライプカラーフイルターの、B,G,R
各色フイルターの周期をpとすれば、θm=sin
-1(mλ/p)で表わされる。撮影レンズを通った光束
は、一般に種々の波長の光を含んでいるので、反射回折
光は第2図の破線のように、広範囲に拡がることにな
る。この拡がった反射回折光を、反射回折光が発生して
いる面内、すなわち、ストライプカラーフイルターの、
フイルター配列方向と、撮影レンズの光軸とを含む面内
即ちストライプ方向に垂直な面内の、撮影レンズからの
光束を遮ぎらない位置に、集光レンズ11を介して、ス
トロボ調光用光電変換素子12を配置して検出する。そ
して、光電変換素子の出力が所定のレベルを越えると測
光回路13より信号Xが得られ、この信号Xは回路
18を介して信号Xとして閃光装置19に供給され
る。
The reflected light from the subject illuminated by the flash light passes through the optical low-pass filter, and then the entire light flux passing through the photographing lens 1 is applied onto the stripe filter 9. The stripe color filters are arranged in stripes at a cycle equal to the cycle of a photosensitive surface cell of a solid-state image sensor such as a CCD placed immediately after the stripe color filter. When light is applied to such a surface from a certain direction, the light is reflected and diffracted at an angle θm according to the cycle of the stripe filter. Where θm is
It is the reflection diffraction angle of the m-th order reflection diffracted light, the wavelength of the irradiated light is λ, and B, G, R of the stripe color filter are used.
If the cycle of each color filter is p, then θm = sin
It is represented by -1 (mλ / p). Since the light flux that has passed through the taking lens generally contains light of various wavelengths, the reflected diffracted light spreads over a wide range as indicated by the broken line in FIG. This spread reflected diffracted light is in the plane where the reflected diffracted light is generated, that is, in the stripe color filter,
Through the condenser lens 11, a strobe light adjustment photoelectric sensor is provided at a position that does not block the light flux from the photographing lens in a plane including the filter array direction and the optical axis of the photographing lens, that is, in a plane perpendicular to the stripe direction. The conversion element 12 is arranged and detected. Then, when the output of the photoelectric conversion element exceeds a predetermined level, a signal X 2 is obtained from the photometry circuit 13, and this signal X 2 is supplied to the flash device 19 via the circuit 18 as the signal X 1 .

この信号Xによりスイツチ28はOFFするのでキセ
ノン管は発行を停止し、被写体の輝度は適正となる。
Since the switch 28 is turned off by this signal X 1, the issuance of the xenon tube is stopped and the brightness of the subject becomes appropriate.

以上の実施例では撮像素子上のストライプフイルターの
反射回折光を受光することにより単なる乱反射光を受光
するよりも測光感度を高める事ができる。
In the above embodiment, the photometric sensitivity can be increased by receiving the reflected and diffracted light of the stripe filter on the image pickup element rather than receiving the mere diffused reflected light.

尚、本発明の受光素子は撮像素子表面のストライプパタ
ーンに限らず撮像光路中の任意の位置のストライプパタ
ーンの反射回折光を検出するものであれば良い。
The light receiving element of the present invention is not limited to the stripe pattern on the surface of the image pickup element, and may be any one that can detect the reflected diffracted light of the stripe pattern at an arbitrary position in the image pickup optical path.

例えば光学的ローパスフイルターとして干渉スリツトフ
イルターを設けている場合にはこのフイルターにおける
反射回折光を検出するものも含む。
For example, when an interference slit filter is provided as an optical low-pass filter, a device that detects reflected diffracted light from this filter is also included.

又、色分離フイルタとして周波数分離方式用の互いに斜
め交差する複数種類のストライプフイルターを有するも
のにも本発明が適用できる事は言うまでもない。
It goes without saying that the present invention can also be applied to a color separation filter having a plurality of types of stripe filters for diagonally intersecting each other for a frequency separation system.

又、イメージセンサ表面が製造プロセスによるストライ
プ状の凹凸を有しているものに対しても適用可能であ
る。
Further, it is also applicable to the image sensor whose surface has stripe-shaped irregularities due to the manufacturing process.

(効 果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれば閃光手
段を用いた場合においてもTTLで撮像手段前面の実際
の輝度を検出することができるとともに、特にm次反射
回折光を検出するように構成することによって乱反射を
検出する場合に比してより測光感度を高くして正確な検
出を実現することができるために正確な調光を行うこと
ができる。
(Effect) As is apparent from the above description, according to the present invention, the actual brightness of the front surface of the image pickup unit can be detected by TTL even when the flash unit is used, and in particular, the m-order reflected diffracted light can be detected. With the configuration for detecting, since the photometric sensitivity can be made higher and the accurate detection can be realized as compared with the case of detecting the irregular reflection, the accurate dimming can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明の撮像装置の構成例図、第2図は、固
体撮像素子表面に貼付したストライプ状カラーフイルタ
ー近傍における反射回折光の分布及び調光用光電変換素
子の配置を示す概略図、第3図は閃光装置の構成例を示
す図である。図において、1は撮影レンズ、2はクイツ
クリターンミラー、3は焦点板、4は半透明鏡内蔵のコ
ンデンサーレンズ、5は自然光測光用光電変換素子、6
はペンタプリズム、7は接眼レンズ、8は光学的ローパ
スフイルター、9はストライプ状カラーフイルター、1
0はイメージセンサとしての固体撮像素子、11は集光
レンズ、12は受光手段としての調光用光電変換素子で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an image pickup device of the present invention, and FIG. 2 is a schematic view showing a distribution of reflected diffracted light and an arrangement of dimming photoelectric conversion elements in the vicinity of a striped color filter attached to the surface of a solid-state image pickup element. FIG. 3 and FIG. 3 are diagrams showing a configuration example of a flash device. In the figure, 1 is a taking lens, 2 is a quick return mirror, 3 is a focusing screen, 4 is a condenser lens with a built-in semitransparent mirror, 5 is a photoelectric conversion element for natural light photometry, and 6
Is a penta prism, 7 is an eyepiece lens, 8 is an optical low-pass filter, 9 is a striped color filter, 1
Reference numeral 0 is a solid-state image sensor as an image sensor, 11 is a condenser lens, and 12 is a dimming photoelectric conversion element as a light receiving means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 正猛 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭50−93425(JP,A) 実開 昭59−90937(JP,U) 実開 昭59−68323(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masatake Kato 770 Shimonoge, Takatsu-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Canon Inc. Tamagawa Plant (56) References JP-A-50-93425 (JP, A) 59-90937 (JP, U) Actually opened 59-68323 (JP, U)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定の光学通路を介して入射される被写体
からの撮像光を光電変換するとともに、表面に所定ピッ
チPの周期的パターンを有する撮像手段と、 前記撮像手段の表面の前記周期的パターンにより形成さ
れる撮像光のm次反射回折光成分(mは整数)を検出す
る為にm次反射回折角θの位置に配置されたm次反射
回折光検出手段(ただしθ=Sin-1(mλ/P)、
λは撮像光の波長)と、 該m次反射回折光検出手段の出力に応じて前記撮像手段
に対する露光量を制御する制御手段と、を有する撮像装
置。
1. An image pickup device for photoelectrically converting image pickup light from a subject which is incident through a predetermined optical path, and an image pickup device having a periodic pattern of a predetermined pitch P on the surface, and the periodic image on the surface of the image pickup device. An m-th order reflected diffracted light detecting means (where θ m = Sin) arranged at the position of the m-th order reflected diffraction angle θ m in order to detect the m-th order reflected diffracted light component (m is an integer) of the imaging light formed by the pattern. -1 (mλ / P),
(where λ is the wavelength of the imaging light) and a control unit that controls the exposure amount for the imaging unit according to the output of the m-order reflected diffracted light detection unit.
JP59196182A 1984-09-19 1984-09-19 Imaging device Expired - Lifetime JPH0627920B2 (en)

Priority Applications (2)

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JP59196182A JPH0627920B2 (en) 1984-09-19 1984-09-19 Imaging device
US06/774,805 US4677489A (en) 1984-09-19 1985-09-11 Image pickup apparatus

Applications Claiming Priority (1)

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JPS6173134A JPS6173134A (en) 1986-04-15
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5093425A (en) * 1973-12-19 1975-07-25
JPS5968323U (en) * 1982-10-28 1984-05-09 オリンパス光学工業株式会社 Film surface metering photography device
JPS5990937U (en) * 1982-12-13 1984-06-20 日本電産コパル株式会社 Mirror device suitable for direct photometry

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JPS6173134A (en) 1986-04-15

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