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JP2012065112A - Imaging apparatus - Google Patents

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JP2012065112A
JP2012065112A JP2010207082A JP2010207082A JP2012065112A JP 2012065112 A JP2012065112 A JP 2012065112A JP 2010207082 A JP2010207082 A JP 2010207082A JP 2010207082 A JP2010207082 A JP 2010207082A JP 2012065112 A JP2012065112 A JP 2012065112A
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JP
Japan
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optical sensor
filter
visible light
unit
sensor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2010207082A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirokazu Dobashi
広和 土橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2010207082A priority Critical patent/JP2012065112A/en
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Abstract

【課題】光学センサの検出範囲を拡大する。
【解決手段】撮像装置であって、被写体を本画像として撮像する撮像素子と、撮像素子と光学的に共役な位置に配された光学センサとを備え、光学センサは、可視光を受光した出力と、可視光に加えて赤外光を受光した出力とを選択的に出力する。上記撮像装置は、赤外カットフィルタと、光学センサが可視光を受光する場合に光学センサの前面に赤外カットフィルタを進出させると共に、光学センサが可視光に加えて赤外光を受光する場合に光学センサの前面から赤外カットフィルタを退避させるフィルタ切替部とをさらに備えてもよい。
【選択図】図6
The detection range of an optical sensor is expanded.
An image pickup apparatus includes an image pickup device that picks up a subject as a main image, and an optical sensor arranged at a position optically conjugate with the image pickup device, and the optical sensor receives an output that receives visible light. And an output that receives infrared light in addition to visible light is selectively output. In the above imaging apparatus, when the infrared cut filter and the optical sensor receive visible light, the infrared cut filter is advanced to the front of the optical sensor, and the optical sensor receives infrared light in addition to visible light. And a filter switching unit for retracting the infrared cut filter from the front surface of the optical sensor.
[Selection] Figure 6

Description

本発明は撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus.

測光センサと測距センサとを協働させて被写体を追尾する追尾装置を撮像装置に設けることが提案されている(特許文献1参照)。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1]特開2008−009053号公報
It has been proposed that a tracking device for tracking a subject by causing a photometric sensor and a distance measuring sensor to cooperate with each other is provided in an imaging device (see Patent Document 1).
[Prior art documents]
[Patent Literature]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-009053

しかしながら、被写界の光量が足りない場合、追尾対象と背景が似た色である場合等に、追尾が途切れることがあった。   However, tracking may be interrupted when the amount of light in the object scene is insufficient, or when the tracking target and the background have a similar color.

上記課題を解決すべく、本発明の一態様として、被写体を本画像として撮像する撮像素子と、撮像素子と光学的に共役な位置に配された光学センサとを備え、光学センサは、可視光を受光した出力と、可視光に加えて赤外光を受光した出力と、を選択的に出力する撮像装置が提供される。   In order to solve the above problems, as one embodiment of the present invention, an imaging device that captures a subject as a main image, and an optical sensor disposed at a position optically conjugate with the imaging device are provided. There is provided an imaging apparatus that selectively outputs an output that receives light and an output that receives infrared light in addition to visible light.

上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これら特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。   The above summary of the present invention does not enumerate all necessary features of the present invention. A sub-combination of these feature groups can also be an invention.

一眼レフカメラ100の模式的断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a single-lens reflex camera 100. FIG. フィルタ切替部610の構造を示す模式図である。6 is a schematic diagram showing the structure of a filter switching unit 610. FIG. フィルタ切替部620の構造を示す模式図である。6 is a schematic diagram showing a structure of a filter switching unit 620. FIG. 代替フィルタ623の仕様を決定する方法を説明する模式図である。6 is a schematic diagram for explaining a method for determining the specification of an alternative filter 623. FIG. 内部回路500を模式的に示すブロック図である。2 is a block diagram schematically showing an internal circuit 500. FIG. 選択制御部512の制御手順を示す流れ図である。5 is a flowchart showing a control procedure of a selection control unit 512. 追尾制御部514の制御手順を示す流れ図である。5 is a flowchart illustrating a control procedure of a tracking control unit 514. 追尾制御部514の制御手順を示す流れ図である。5 is a flowchart illustrating a control procedure of a tracking control unit 514. 追尾制御部514の制御手順を示す流れ図である。5 is a flowchart illustrating a control procedure of a tracking control unit 514. フィルタ切替部630の構造を示す模式図である。6 is a schematic diagram showing a structure of a filter switching unit 630. FIG.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図1は、一眼レフカメラ100の模式的断面図である。一眼レフカメラ100は、レンズユニット200およびカメラ本体300を備える。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a single-lens reflex camera 100. The single-lens reflex camera 100 includes a lens unit 200 and a camera body 300.

レンズユニット200は、固定筒210、複数のレンズ220、230、240、レンズマウント250および鏡筒CPU260を有する。固定筒210の一端は、レンズマウント250を介してカメラ本体300のボディマウント360に結合される。   The lens unit 200 includes a fixed cylinder 210, a plurality of lenses 220, 230, and 240, a lens mount 250, and a lens barrel CPU 260. One end of the fixed barrel 210 is coupled to the body mount 360 of the camera body 300 via the lens mount 250.

レンズマウント250およびボディマウント360の結合は特定の操作により解除できる。これにより、カメラ本体300には、同じ規格のレンズマウント250を有する他のレンズユニット200を装着できる。   The coupling between the lens mount 250 and the body mount 360 can be released by a specific operation. Accordingly, another lens unit 200 having the same standard lens mount 250 can be attached to the camera body 300.

レンズユニット200において、カメラ本体300から遠くに位置するレンズ220は、固定筒210から直接に支持される。これに対して、他のレンズ230、240は、固定筒210対して光軸OA方向に移動する。これにより、レンズユニット200の光学系は変倍または合焦する。   In the lens unit 200, the lens 220 located far from the camera body 300 is directly supported from the fixed barrel 210. In contrast, the other lenses 230 and 240 move in the direction of the optical axis OA with respect to the fixed cylinder 210. Thereby, the optical system of the lens unit 200 is zoomed or focused.

例えば、レンズ230は、レンズユニット200の倍率を変化させる場合に移動するズームレンズのひとつとなる。また、レンズ240は、レンズユニット200の焦点位置を変化させる場合に移動するフォーカシングレンズのひとつとなる。   For example, the lens 230 is one of zoom lenses that move when the magnification of the lens unit 200 is changed. The lens 240 is one of focusing lenses that move when the focal position of the lens unit 200 is changed.

鏡筒CPU260は、レンズユニット200の動作を制御すると共に、カメラ本体300との通信も担う。これにより、レンズユニット200がカメラ本体300に装着された場合に、カメラ本体300と連携して動作する。   The lens barrel CPU 260 controls the operation of the lens unit 200 and also communicates with the camera body 300. Thus, when the lens unit 200 is attached to the camera body 300, the lens unit 200 operates in cooperation with the camera body 300.

カメラ本体300は、レンズユニット200に対してボディマウント360の背後に配されたミラーユニット400を備える。ミラーユニット400の下方には合焦光学系380が配される。また、ミラーユニット400の上方にはフォーカシングスクリーン352が配される。   The camera body 300 includes a mirror unit 400 disposed behind the body mount 360 with respect to the lens unit 200. A focusing optical system 380 is disposed below the mirror unit 400. A focusing screen 352 is disposed above the mirror unit 400.

フォーカシングスクリーン352の更に上方にはペンタプリズム354が、ペンタプリズム354の後方にはファインダ光学系356が配される。ファインダ光学系356の後端は、カメラ本体300の背面に露出してファインダ350を形成する。   A pentaprism 354 is disposed above the focusing screen 352, and a finder optical system 356 is disposed behind the pentaprism 354. The rear end of the finder optical system 356 is exposed on the back surface of the camera body 300 to form a finder 350.

また、ペンタプリズム354の後方には、光学センサの一種である測光センサ390が配される。測光センサ390の位置は、レンズユニット200の光学系に対して、撮像素子330と光学的に共役な位置になる。   A photometric sensor 390, which is a kind of optical sensor, is disposed behind the pentaprism 354. The position of the photometric sensor 390 is a position optically conjugate with the imaging element 330 with respect to the optical system of the lens unit 200.

測光センサ390は、ペンタプリズム354において分岐されさた被写体光束の一部を、ターレット612に保持されたフィルタのひとつを通して受光する。ターレット612は、複数のフィルタを保持して、切替モータ614により回転することにより、測光センサ390の前に翳すフィルタを切り替えることができる。この点については他の図を参照して後述する。   The photometric sensor 390 receives a part of the subject light beam branched by the pentaprism 354 through one of the filters held by the turret 612. The turret 612 holds a plurality of filters and can be switched by the switching motor 614 to switch the filter to be placed in front of the photometric sensor 390. This point will be described later with reference to other drawings.

測光センサ390は、受光した被写体光束の一部から被写体の明るさを検出して、本体CPU322に露光条件を算出させる。また、受光した被写体光束の一部を三原色毎に測光して、被写体の色分布を算出することができる。   The photometric sensor 390 detects the brightness of the subject from a part of the received subject luminous flux, and causes the main body CPU 322 to calculate the exposure condition. Also, a part of the received light flux of the subject can be measured for each of the three primary colors to calculate the color distribution of the subject.

ミラーユニット400の後方には、フォーカルプレンシャッタ370、ローパスフィルタ332および撮像素子330が順次配される。撮像素子330の更に背後には、主基板320および表示部340が順次配される。主基板320には、本体CPU322、画像処理部324等が実装される。表示部340は、例えば、液晶表示板により形成され、カメラ本体300の背面に露出する。   Behind the mirror unit 400, a focal plane shutter 370, a low-pass filter 332, and an image sensor 330 are sequentially arranged. A main board 320 and a display unit 340 are sequentially arranged behind the image sensor 330. A main body CPU 322, an image processing unit 324, and the like are mounted on the main board 320. The display unit 340 is formed of, for example, a liquid crystal display panel and is exposed on the back surface of the camera body 300.

ミラーユニット400は、メインミラー420およびサブミラー460を有する。メインミラー420は、メインミラー保持枠410に支持される。メインミラー保持枠410の一端は、メインミラー回動軸430により軸支される。   The mirror unit 400 includes a main mirror 420 and a sub mirror 460. The main mirror 420 is supported by the main mirror holding frame 410. One end of the main mirror holding frame 410 is pivotally supported by the main mirror rotating shaft 430.

メインミラー保持枠410の前端が回動により降下した場合、メインミラー保持枠410は、前端付近で位置決めピン440に当接して停止する。これにより、メインミラー420は、レンズユニット200から入射した被写体光束に対して正確に45度をなす位置に停止する。こうして、メインミラー420は、レンズユニット200から入射した被写体光束上に斜めに配される斜設位置に止まる。   When the front end of the main mirror holding frame 410 is lowered due to the rotation, the main mirror holding frame 410 comes into contact with the positioning pin 440 near the front end and stops. As a result, the main mirror 420 stops at a position that accurately forms 45 degrees with respect to the subject light beam incident from the lens unit 200. Thus, the main mirror 420 stops at an oblique position that is obliquely arranged on the subject light beam incident from the lens unit 200.

また、メインミラー保持枠410の前端が上昇した場合、メインミラー保持枠410は、前端付近でストッパ480に当接して停止する。これにより、メインミラー420は、被写体光束の光路から退避した退避位置に止まる。   Further, when the front end of the main mirror holding frame 410 rises, the main mirror holding frame 410 comes into contact with the stopper 480 near the front end and stops. As a result, the main mirror 420 stops at the retracted position retracted from the optical path of the subject light flux.

サブミラー460は、サブミラー保持枠450により保持される。サブミラー保持枠450の一端は、サブミラー回動軸470により、メインミラー保持枠410から軸支される。よって、サブミラー460は、メインミラー保持枠410に対して回動する。メインミラー保持枠410が回動する場合、サブミラー460およびサブミラー保持枠450もメインミラー保持枠410と共に移動する。   The sub mirror 460 is held by the sub mirror holding frame 450. One end of the sub mirror holding frame 450 is pivotally supported from the main mirror holding frame 410 by a sub mirror rotating shaft 470. Therefore, the sub mirror 460 rotates with respect to the main mirror holding frame 410. When the main mirror holding frame 410 rotates, the sub mirror 460 and the sub mirror holding frame 450 also move together with the main mirror holding frame 410.

斜設位置において、メインミラー420は、レンズユニット200を通じて入射した被写体光束を反射してフォーカシングスクリーン352に導く。フォーカシングスクリーン352は、レンズユニット200の光学系が合焦した場合に被写体像を結ぶ位置に配されて当該被写体像を可視化する。   At the oblique position, the main mirror 420 reflects the subject light beam incident through the lens unit 200 and guides it to the focusing screen 352. The focusing screen 352 is arranged at a position where the subject images are connected when the optical system of the lens unit 200 is focused, and visualizes the subject image.

フォーカシングスクリーン352に結像された被写体像は、ペンタプリズム354およびファインダ光学系356を通じてファインダ350から観察される。ここで、被写体像の光束がペンタプリズム354を通ることにより、フォーカシングスクリーン352上の被写体像は、ファインダ350から正立正像として観察できる。   The subject image formed on the focusing screen 352 is observed from the viewfinder 350 through the pentaprism 354 and the viewfinder optical system 356. Here, when the luminous flux of the subject image passes through the pentaprism 354, the subject image on the focusing screen 352 can be observed as an erect image from the viewfinder 350.

また、メインミラー420は、入射した被写体光束の一部を透過するハーフミラー領域を有する。サブミラー460は、ハーフミラー領域から入射した被写体光束の一部を、合焦光学系380に向かって反射する。合焦光学系380は、入射した被写体光束の一部を、光学センサの一種である測距センサ382に導く。   Further, the main mirror 420 has a half mirror region that transmits a part of the incident subject light flux. The sub mirror 460 reflects a part of the subject light beam incident from the half mirror region toward the focusing optical system 380. The focusing optical system 380 guides a part of the incident subject light beam to a distance measuring sensor 382 which is a kind of optical sensor.

測距センサ382は、レンズユニット200の光学系に対して、撮像素子330と光学的に共役な位置に配される。これにより、カメラ本体300は、レンズユニット200を合焦させる場合のレンズ230の位置を決定できる。また、測距センサ382は、ターレット622に保持されたフィルタのひとつを通して受光する。ターレット622は、複数のフィルタを保持して、切替モータ624により回転することにより、測距センサ382の前に進出させるフィルタを切り替えることができる。この点については他の図を参照して後述する。   The distance measuring sensor 382 is disposed at a position optically conjugate with the image sensor 330 with respect to the optical system of the lens unit 200. Thereby, the camera body 300 can determine the position of the lens 230 when the lens unit 200 is focused. The distance measuring sensor 382 receives light through one of the filters held by the turret 622. The turret 622 can switch a filter to be advanced in front of the distance measuring sensor 382 by holding a plurality of filters and rotating by the switching motor 624. This point will be described later with reference to other drawings.

上記のような一眼レフカメラ100が待機状態の場合、メインミラー420は斜設位置にある。よって、レリーズボタンが半押しされると、測距センサ382および測光センサ390が有効になり、被写体像を適切な撮影条件で撮影できる状態になる。   When the single-lens reflex camera 100 as described above is in a standby state, the main mirror 420 is in an oblique position. Therefore, when the release button is half-pressed, the distance measuring sensor 382 and the photometric sensor 390 are enabled, and the subject image can be captured under appropriate shooting conditions.

次いで、レリーズボタンが全押しされると、メインミラー420およびサブミラー460が退避位置に移動して、フォーカルプレンシャッタ370が開く。よって、レンズユニット200の光学系から入射した被写体光束は、ローパスフィルタ332を通過して撮像素子330に入射する。これにより、撮像素子330の受光面に被写体像が形成される。   Next, when the release button is fully pressed, the main mirror 420 and the sub mirror 460 move to the retracted position, and the focal plane shutter 370 opens. Therefore, the subject luminous flux incident from the optical system of the lens unit 200 passes through the low-pass filter 332 and enters the image sensor 330. Thereby, a subject image is formed on the light receiving surface of the image sensor 330.

撮像素子330は、CCDセンサ(Charge Coupled Device)、CMOSセンサ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの光電変換素子により形成され、被写体像を電気信号に変換する。このように、撮像素子330は、被写体像を本画像として撮像する場合に使用される。   The imaging element 330 is formed by a photoelectric conversion element such as a CCD sensor (Charge Coupled Device) or a CMOS sensor (Complementary Metal Oxide Semiconductor), and converts the subject image into an electrical signal. As described above, the image sensor 330 is used when a subject image is captured as a main image.

図2は、フィルタ切替部610の構造を模式的に示す図である。同図において、図1と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。   FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the structure of the filter switching unit 610. In the figure, the same reference numerals are assigned to the same elements as in FIG.

円形のターレット612は、中心に対して対称な位置に赤外カットフィルタ611および代替フィルタ613を保持する。また、ターレット612の中心には、ターレット612自体と同軸に、ターレット612と一体的に回転する被駆動ギア616が配される。   The circular turret 612 holds the infrared cut filter 611 and the alternative filter 613 at positions symmetrical with respect to the center. A driven gear 616 that rotates integrally with the turret 612 is disposed at the center of the turret 612 so as to be coaxial with the turret 612 itself.

被駆動ギア616は、切替モータ614の回転軸に装着された駆動ギア618と噛み合い、切替モータ614が回転動作した場合に、ターレット612が回転する。これにより、ターレット612に保持された赤外カットフィルタ611および代替フィルタ613が、測光センサ390の前面に選択的に進出する。   The driven gear 616 meshes with the drive gear 618 mounted on the rotation shaft of the switching motor 614, and the turret 612 rotates when the switching motor 614 rotates. Thereby, the infrared cut filter 611 and the alternative filter 613 held by the turret 612 selectively advance to the front surface of the photometric sensor 390.

赤外カットフィルタ611は、赤外線を遮断して、より波長の短い可視光を透過させる。一方、代替フィルタ613は、可視光も赤外線も遮断することなく透過させる。これにより、測光センサ390は、前面に進出しているフィルタの種類に応じて、可視光を受光した場合の出力と、可視光に加えて赤外光を受光した場合の出力とを選択的に出力する。   The infrared cut filter 611 blocks infrared rays and transmits visible light having a shorter wavelength. On the other hand, the alternative filter 613 transmits visible light and infrared light without blocking them. Thus, the photometric sensor 390 selectively selects an output when receiving visible light and an output when receiving infrared light in addition to visible light, according to the type of filter that has advanced to the front surface. Output.

なお、代替フィルタ613は、赤外カットフィルタを透過した可視光の焦点位置と同じ位置に赤外光が焦点を結ぶ屈折率を有する。これにより、赤外カットフィルタ611を通した場合も、代替フィルタ613を通した場合も、測光センサ390は同等な出力を生じる。   The alternative filter 613 has a refractive index in which infrared light is focused at the same position as the focal position of visible light that has passed through the infrared cut filter. As a result, the photometric sensor 390 produces an equivalent output whether it passes through the infrared cut filter 611 or the alternative filter 613.

図3は、フィルタ切替部620の構造を模式的に示す図である。同図において、図1と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。   FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the structure of the filter switching unit 620. In the figure, the same reference numerals are assigned to the same elements as in FIG.

円形のターレット622は、中心に対して対称な位置に赤外カットフィルタ621および代替フィルタ623を保持する。また、ターレット622の側周面には、ターレット622自体と同軸に、ターレット622と一体的に回転する被駆動ギア626が配される。   The circular turret 622 holds the infrared cut filter 621 and the alternative filter 623 at positions symmetrical with respect to the center. A driven gear 626 that rotates integrally with the turret 622 is disposed on the side peripheral surface of the turret 622 so as to be coaxial with the turret 622 itself.

被駆動ギア626は、切替モータ624の回転軸に装着された駆動ギア628と噛み合い、切替モータ624が回転動作した場合に、ターレット622が回転する。これにより、ターレット622に保持された赤外カットフィルタ621および代替フィルタ623が、測距センサ382の前面に選択的に進出する。   The driven gear 626 meshes with a drive gear 628 mounted on the rotation shaft of the switching motor 624, and the turret 622 rotates when the switching motor 624 rotates. As a result, the infrared cut filter 621 and the alternative filter 623 held by the turret 622 selectively advance to the front surface of the distance measuring sensor 382.

赤外カットフィルタ621は、赤外線を遮断して、より波長の短い可視光を透過させる。一方、代替フィルタ623は、可視光も赤外線も遮断することなく透過させる。これにより、測距センサ382は、前面に進出しているフィルタの種類に応じて、可視光を受光した場合の出力と、可視光に加えて赤外光を受光した場合の出力とを選択的に出力する。   The infrared cut filter 621 blocks infrared rays and transmits visible light having a shorter wavelength. On the other hand, the alternative filter 623 transmits both visible light and infrared light without blocking. Accordingly, the distance measuring sensor 382 selectively selects an output when receiving visible light and an output when receiving infrared light in addition to visible light, according to the type of filter that has advanced to the front surface. Output to.

なお、代替フィルタ623は、赤外カットフィルタ621を透過した可視光の焦点位置と同じ位置に赤外光が焦点を結ぶ屈折率を有する。これにより、赤外カットフィルタ621を通した場合も、代替フィルタ623を通した場合も、測距センサ382は同等な出力を生じる。   Note that the alternative filter 623 has a refractive index at which the infrared light is focused at the same position as the focal position of the visible light transmitted through the infrared cut filter 621. As a result, the distance measuring sensor 382 produces an equivalent output whether it passes through the infrared cut filter 621 or the alternative filter 623.

赤外カットフィルタ621として使用できる材料の屈折率が1.5程度であるのに対して、光学ガラスとして用いられる材料の屈折率は1.2から1.6程度に分布している。よって、同じ屈折率と厚さを有する材料により代替フィルタ623を製造することができる。また、代替フィルタ623の厚さを調節することにより代替フィルタ623の特性を赤外カットフィルタ621に合わせることもできる。   The refractive index of the material that can be used as the infrared cut filter 621 is about 1.5, whereas the refractive index of the material used as the optical glass is distributed from about 1.2 to 1.6. Therefore, the alternative filter 623 can be manufactured using a material having the same refractive index and thickness. In addition, the characteristic of the alternative filter 623 can be matched to the infrared cut filter 621 by adjusting the thickness of the alternative filter 623.

図4は、代替フィルタ623の仕様を決定する方法を説明する図である。図示のように、空気中におかれた代替フィルタ623への入射角θ、代替フィルタ623から空気への入射角γ、代替フィルタ623の屈折率nおよび代替フィルタ623の厚さtの関係をスネルの法則により記述した後変形すると、下記の式1のように表すことができる。

Figure 2012065112
FIG. 4 is a diagram for explaining a method for determining the specification of the alternative filter 623. As shown in the figure, the relationship between the incident angle θ to the alternative filter 623 placed in the air, the incident angle γ from the alternative filter 623 to the air, the refractive index n of the alternative filter 623, and the thickness t of the alternative filter 623 is shown in FIG. If it is deformed after being described according to the above law, it can be expressed as the following equation 1.
Figure 2012065112

一方、代替フィルタ623に入射した光の光路長ずれδ(=L−L)は、下記の式2のように表すことができる。

Figure 2012065112
On the other hand, the optical path length deviation δ (= L 2 −L 1 ) of the light incident on the alternative filter 623 can be expressed as the following Expression 2.
Figure 2012065112

ここで、式2に式1を代入して、光路長ずれδを、入射角θおよび屈折率nにより表すと、下記の式3のように表せる。

Figure 2012065112
Here, when Expression 1 is substituted into Expression 2 and the optical path length deviation δ is expressed by the incident angle θ and the refractive index n, it can be expressed as Expression 3 below.
Figure 2012065112

よって、赤外カットフィルタ621により生じる光路長ずれδと、代替フィルタ623により生じる光路長ずれδとを等しくするには、赤外カットフィルタ621が厚さt、屈折率nであり、代替フィルタ623が厚さt、屈折率nであるとした場合に、下記の式4を満たせばよいことが判る。

Figure 2012065112
Therefore, in order to make the optical path length shift δ 1 generated by the infrared cut filter 621 equal to the optical path length shift δ 2 generated by the alternative filter 623, the infrared cut filter 621 has a thickness t 1 and a refractive index n 1 . When the alternative filter 623 has a thickness t 2 and a refractive index n 2 , it can be seen that the following expression 4 should be satisfied.
Figure 2012065112

式4からは、代替フィルタ623の厚さtまたは屈折率nを適宜選択することにより、代替フィルタ623の光路長ずれδを、赤外カットフィルタ621の光路長ずれδと等しくできることが判る。例えば、赤外カットフィルタ621の屈折率nと厚さtが決まっている場合に、代替フィルタ623として使用できる材料の赤外帯域に対する屈折率nに応じてその厚さtを調節することにより、赤外カットフィルタ621と同じ特性を有する代替フィルタ623が得られる。 From Equation 4, the optical path length deviation δ 2 of the alternative filter 623 can be made equal to the optical path length deviation δ 1 of the infrared cut filter 621 by appropriately selecting the thickness t 2 or the refractive index n 2 of the alternative filter 623. I understand. For example, when the refractive index n 1 and the thickness t 1 of the infrared cut filter 621 are determined, the thickness t 2 is adjusted according to the refractive index n 2 for the infrared band of the material that can be used as the alternative filter 623. As a result, an alternative filter 623 having the same characteristics as the infrared cut filter 621 is obtained.

図5は、一眼レフカメラ100の内部回路500を模式的に示すブロック図である。内部回路500は、本体CPU322に対して直接または間接に接続された要素により形成される。これにより、本体CPU322は、一眼レフカメラ100全体を包括的に制御する。   FIG. 5 is a block diagram schematically showing the internal circuit 500 of the single-lens reflex camera 100. The internal circuit 500 is formed by elements connected directly or indirectly to the main body CPU 322. Thus, the main body CPU 322 comprehensively controls the single-lens reflex camera 100 as a whole.

本体CPU322には、プログラムメモリ520およびメインメモリ530が接続される。プログラムメモリ520は、不揮発性記録媒体および読出専用記録媒体の少なくとも一方を含み、本体CPU322が実行するファームウエア等を格納する。メインメモリ530はRAMを含み、本体CPU322の作業領域として使用される。   A program memory 520 and a main memory 530 are connected to the main body CPU 322. Program memory 520 includes at least one of a nonvolatile recording medium and a read-only recording medium, and stores firmware and the like executed by main body CPU 322. The main memory 530 includes a RAM and is used as a work area for the main body CPU 322.

本体CPU322は、プログラムメモリ520から読み出したファームウエアにより、一眼レフカメラ100全体の動作を制御する。また、本体CPU322は、プログラムメモリ520から読み出した付加的なファームウエアにより選択制御部512を形成する。更に、選択制御部512は追尾制御部514を含む。   The main body CPU 322 controls the operation of the entire single-lens reflex camera 100 by the firmware read from the program memory 520. Further, the main body CPU 322 forms the selection control unit 512 with additional firmware read from the program memory 520. Further, the selection control unit 512 includes a tracking control unit 514.

本体CPU322には撮像部540が接続される。撮像部540は、撮像素子330、撮像素子駆動部542、アナログ/デジタル変換部544および画像処理部324を含む。撮像素子330は、撮像素子駆動部542に特定のタイミングで駆動され、被写体像を光電変換して画像信号を出力する。   An imaging unit 540 is connected to the main body CPU 322. The imaging unit 540 includes an imaging device 330, an imaging device driving unit 542, an analog / digital conversion unit 544, and an image processing unit 324. The image sensor 330 is driven at a specific timing by the image sensor drive unit 542, photoelectrically converts the subject image, and outputs an image signal.

撮像素子330から出力された画像信号は、アナログ/デジタル変換部544により離散化され、画像処理部324において画像データに変換される。画像処理部324は、画像データを生成する過程で、画像のホワイトバランス、シャープネス、ガンマ、階調補正、圧縮等を調整する。   The image signal output from the imaging device 330 is discretized by the analog / digital conversion unit 544 and converted into image data by the image processing unit 324. The image processing unit 324 adjusts image white balance, sharpness, gamma, gradation correction, compression, and the like in the process of generating image data.

画像処理部324において生成された画像データは、二次記録媒体550に格納して保存される。二次記録媒体550としては、フラッシュメモリカード等の不揮発性記憶素子を備えた媒体が使用される。なお、二次記録媒体550の少なくとも一部は、カメラ本体300から着脱して交換できる。   The image data generated by the image processing unit 324 is stored and saved in the secondary recording medium 550. As the secondary recording medium 550, a medium having a non-volatile storage element such as a flash memory card is used. Note that at least a part of the secondary recording medium 550 can be detached from the camera body 300 and replaced.

本体CPU322には、測距センサ382および測光センサ390が接続される。測距センサ382は、被写体像を撮像素子330に合焦させるべく、レンズユニット200におけるフォーカスレンズの位置を検出する。本体CPU322は、検出された合焦位置を参照してレンズユニット200の動作を制御する。   A distance measuring sensor 382 and a photometric sensor 390 are connected to the main body CPU 322. The distance measuring sensor 382 detects the position of the focus lens in the lens unit 200 in order to focus the subject image on the image sensor 330. The main body CPU 322 controls the operation of the lens unit 200 with reference to the detected focus position.

測光センサ390は、レンズユニット200を通じてカメラ本体300に入射した被写体光束の一部を受光して、被写体輝度を検出する。これにより、本体CPU322は、撮像素子330の感度、シャッタ速度、絞り開度、補助照明の有無等の撮影条件を算出し、一眼レフカメラ100の各部に指示を発信する。   The photometric sensor 390 receives a part of the subject luminous flux incident on the camera body 300 through the lens unit 200 and detects the subject luminance. Accordingly, the main body CPU 322 calculates shooting conditions such as sensitivity of the image sensor 330, shutter speed, aperture opening, presence / absence of auxiliary illumination, and transmits instructions to each unit of the single-lens reflex camera 100.

また更に、本体CPU322には、入力部560および表示駆動部570が接続される。入力部560は、カメラ本体300の主に表面に配されたレリーズボタン、ダイアル、十字キー、押しボタン等の操作部562からの入力を受け付け、入力された指示、設定値等を保持する。本体CPU322は、入力部560を参照して、撮影条件を算出する場合に前提条件となる設定値を獲得する。   Furthermore, an input unit 560 and a display driving unit 570 are connected to the main body CPU 322. The input unit 560 accepts input from the operation unit 562 such as a release button, dial, cross key, and push button arranged mainly on the surface of the camera body 300, and holds input instructions, setting values, and the like. The main body CPU 322 refers to the input unit 560 and obtains a setting value that is a precondition when the shooting condition is calculated.

表示駆動部570は、表示部340に表示する画像を生成して表示部340に表示する。表示部340は、一眼レフカメラ100が再生モードで動作している場合に、二次記録媒体550から読み出した撮影画像を表示する。また、表示部340は、一眼レフカメラ100が撮影モードで動作している場合に、シャッタ速度、絞り値、撮像素子感度、露出補正等、設定されている設定値を表示する。   The display driving unit 570 generates an image to be displayed on the display unit 340 and displays the image on the display unit 340. The display unit 340 displays the captured image read from the secondary recording medium 550 when the single-lens reflex camera 100 is operating in the playback mode. In addition, when the single-lens reflex camera 100 is operating in the shooting mode, the display unit 340 displays set setting values such as shutter speed, aperture value, image sensor sensitivity, exposure correction, and the like.

更に、表示部340は、一眼レフカメラ100がライブビューモードで動作する場合に、撮像素子330から得られたスルー画を表示する。この場合、表示部340はファインダとして使用される。また、ライブビューモードにおいても、スルー画に重ねて、あるいは、画面上の一部領域を分割して、撮影条件を併せて表示する場合もある。   Furthermore, the display unit 340 displays a through image obtained from the image sensor 330 when the single-lens reflex camera 100 operates in the live view mode. In this case, the display unit 340 is used as a finder. Even in the live view mode, the shooting conditions may be displayed together with the through image or by dividing a partial area on the screen.

また更に、表示部340は、操作部562および入力部560と連携して、一眼レフカメラ100に種々の設定をするモード選択部を形成する。即ち、モード選択部においては、表示部340に表示された複数の選択肢のいずれかを、操作部562を操作することにより特定して、特定した選択肢に対応する設定値を入力部560が保持することにより、一眼レフカメラ100に選択されたモードが設定される。   Furthermore, the display unit 340 forms a mode selection unit that performs various settings for the single-lens reflex camera 100 in cooperation with the operation unit 562 and the input unit 560. That is, in the mode selection unit, any one of a plurality of options displayed on the display unit 340 is specified by operating the operation unit 562, and the input unit 560 holds a setting value corresponding to the specified option. Thus, the selected mode is set in the single-lens reflex camera 100.

切替駆動部580は、フィルタ切替部610、620において測光センサ390または測距センサ382の前に進出させるフィルタの種類を、切替駆動部580に指示する。切替駆動部580は、指示に従って切替モータ614、624を動作させ、ターレット612、622を回転させる。これにより、ターレット612に保持された赤外カットフィルタ611、621または代替フィルタ613、623のいずれかが、測光センサ390および測距センサ382の前に選択的に進出する。   The switching drive unit 580 instructs the switching drive unit 580 on the type of filter to be advanced in front of the photometric sensor 390 or the distance measuring sensor 382 in the filter switching units 610 and 620. The switching drive unit 580 operates the switching motors 614 and 624 according to the instruction to rotate the turrets 612 and 622. Accordingly, either the infrared cut filters 611 and 621 or the alternative filters 613 and 623 held by the turret 612 selectively advance in front of the photometric sensor 390 and the distance measuring sensor 382.

赤外線照射部590は、カメラ本体300の前面に配され、代替フィルタ613、623を透過する帯域の赤外光を、一眼レフカメラ100の被写界に向かって照射する。これにより、被写体が赤外線により照明される。赤外光源としては、発光ダイオード等を用いることができる。   The infrared irradiation unit 590 is disposed on the front surface of the camera body 300 and irradiates the infrared light in a band that passes through the alternative filters 613 and 623 toward the object field of the single-lens reflex camera 100. Thereby, the subject is illuminated with infrared rays. A light emitting diode or the like can be used as the infrared light source.

追尾制御部514は、ユーザに指定された、あるいは、ソフトウェアにより自動的に抽出された追尾対象を被写界内で捕捉して追尾し、カメラ本体300のレリーズボタンが押し下げられた場合に、当該追尾対象に対してレンズユニットを合焦させる動作を制御する。追尾制御部514は、測光センサ390、測距センサ382等を使用して追尾対象を捕捉および追尾する。   The tracking control unit 514 captures and tracks the tracking target designated by the user or automatically extracted by software in the object field, and when the release button of the camera body 300 is pressed down, the tracking control unit 514 The operation of focusing the lens unit on the tracking target is controlled. The tracking control unit 514 captures and tracks the tracking target using the photometric sensor 390, the distance measuring sensor 382, and the like.

選択制御部512は、上記追尾制御部514の制御において、測光センサ390および測距センサ382の出力を監視する。測光センサ390および測距センサ382の出力が予め定められた閾値よりも小さい場合に、選択制御部512は、切替駆動部580および赤外線照射部590を制御して追尾制御部514の実効感度を向上させる。   The selection control unit 512 monitors the outputs of the photometry sensor 390 and the distance measurement sensor 382 in the control of the tracking control unit 514. When the outputs of the photometric sensor 390 and the distance measuring sensor 382 are smaller than a predetermined threshold, the selection control unit 512 controls the switching drive unit 580 and the infrared irradiation unit 590 to improve the effective sensitivity of the tracking control unit 514. Let

図6は、選択制御部512の制御手順を示す流れ図である。選択制御部512は、まず、カメラ本体300に対して追尾モードが設定されているか否かを調べる(ステップS101)。カメラ本体300に追尾モードが設定されていない場合(ステップS101:NO)、選択制御部512は制御を終了する。   FIG. 6 is a flowchart showing a control procedure of the selection control unit 512. The selection control unit 512 first checks whether the tracking mode is set for the camera body 300 (step S101). When the tracking mode is not set in the camera body 300 (step S101: NO), the selection control unit 512 ends the control.

なお、選択制御部512は、制御終了に先立って、測距センサ382および測光センサ390の前に赤外カットフィルタ611が進出していることを確認してもよい。これにより、測距センサ382および測光センサ390は、赤外光を濾波された可視光を受光して、被写体を撮影する場合に、露出条件および合焦条件を高精度に検出する。   Note that the selection control unit 512 may confirm that the infrared cut filter 611 has advanced before the distance measuring sensor 382 and the photometric sensor 390 prior to the end of control. Thus, the distance measuring sensor 382 and the photometric sensor 390 receive the visible light filtered from the infrared light and detect the exposure condition and the focusing condition with high accuracy when photographing the subject.

カメラ本体300に追尾モードが設定されている場合(ステップS101:YES)、選択制御部512は、測光センサ390および測距センサ382の出力が予め定められた閾値を越えており、追尾制御部514が追尾対象を認識できているかどうかを調べる(ステップS102)。追尾対象が検出されている場合(ステップS102:YES)、カメラ本体300の制御は、選択制御部512から、追尾制御部514に移される(ステップS112)。追尾制御部514の制御手順については、他の図を参照して後述する。   When the tracking mode is set in the camera main body 300 (step S101: YES), the selection control unit 512 has outputs of the photometric sensor 390 and the distance measuring sensor 382 exceeding predetermined thresholds, and the tracking control unit 514. Checks whether the tracking target can be recognized (step S102). When the tracking target is detected (step S102: YES), the control of the camera body 300 is transferred from the selection control unit 512 to the tracking control unit 514 (step S112). The control procedure of the tracking control unit 514 will be described later with reference to other drawings.

ステップS102において、測光センサ390および測距センサ382の出力が予め定められた閾値に達しておらず、追尾制御部514が追尾対象を検出できていないことが判った場合(ステップS102:NO)、選択制御部512は、赤外カットフィルタ611をはずすことが入力部560において許可されているか否かを調べる(ステップS103)。赤外カットフィルタ611をはずすことが許可されていない場合(ステップS103:NO)、追尾対象を認識できないことに対してとれる対応がないので、選択制御部512は、追尾対象を追尾できない旨の警告を発生して(ステップS104)、選択制御を終了する。   If it is determined in step S102 that the outputs of the photometric sensor 390 and the distance measuring sensor 382 have not reached the predetermined threshold value and the tracking control unit 514 has not been able to detect the tracking target (step S102: NO). The selection control unit 512 checks whether or not the input unit 560 is allowed to remove the infrared cut filter 611 (step S103). If it is not permitted to remove the infrared cut filter 611 (step S103: NO), the selection control unit 512 warns that the tracking target cannot be tracked because there is no response to the inability to recognize the tracking target. Is generated (step S104), and the selection control is terminated.

ステップS103において赤外カットフィルタ611をはずすことが許可されていることが判った場合(ステップS103:YES)、選択制御部512は、切替駆動部580に指示して、フィルタ切替部610、620における赤外カットフィルタ611、621を退避させ、代替フィルタ613、623を測光センサ390および測距センサ382の前に進出させる。   When it is determined in step S103 that the infrared cut filter 611 is permitted to be removed (step S103: YES), the selection control unit 512 instructs the switching drive unit 580 to perform the filter switching units 610 and 620. The infrared cut filters 611 and 621 are retracted, and the alternative filters 613 and 623 are advanced in front of the photometry sensor 390 and the distance measurement sensor 382.

これにより、測距センサ382および測光センサ390は、可視項帯域と赤外帯域とを併せて受光する状態になる。よって、測距センサ382および測光センサ390は、それぞれ、可視光に加えて赤外光を受光して出力を発生する。これにより、被写界が暗い場合、あるいは、被写体の色が背景色に近い場合であっても、赤外光の分布により、追尾すべき被写体を認識できる。   As a result, the distance measuring sensor 382 and the photometric sensor 390 are in a state of receiving both the visible term band and the infrared band. Accordingly, the distance measuring sensor 382 and the photometric sensor 390 each receive infrared light in addition to visible light and generate an output. Thereby, even when the object scene is dark or the color of the subject is close to the background color, the subject to be tracked can be recognized by the distribution of infrared light.

次に、選択制御部512は、追尾制御部514が追尾対象を任指摘しているか否かを改めて調べる(ステップS106)。追尾制御部514が追尾対象を認識していた場合(ステップS106:YES)、カメラ本体300の制御は、選択制御部512から、追尾制御部514に移される(ステップS112)。   Next, the selection control unit 512 checks again whether or not the tracking control unit 514 points out the tracking target (step S106). When the tracking control unit 514 recognizes the tracking target (step S106: YES), the control of the camera body 300 is transferred from the selection control unit 512 to the tracking control unit 514 (step S112).

ステップS106において、追尾制御部514が追尾対象を認識できていないことが判った場合(ステップS106:NO)、選択制御部512は、入力部560において、赤外補助光が許可されているか否かを調べる(ステップS107)。   When it is determined in step S106 that the tracking control unit 514 has not recognized the tracking target (step S106: NO), the selection control unit 512 determines whether or not infrared auxiliary light is permitted in the input unit 560. (Step S107).

赤外補助光を照射することが許可されていない場合(ステップS106:NO)、選択制御部512は、追尾対象を認識できないことに対してとれる対応がない。よって、選択制御部512は、追尾対象を追尾できない旨の警告を発生して(ステップS108)選択制御を終了する。   When irradiation with infrared auxiliary light is not permitted (step S106: NO), the selection control unit 512 has no response to the inability to recognize the tracking target. Therefore, the selection control unit 512 generates a warning that the tracking target cannot be tracked (step S108) and ends the selection control.

ステップS107において赤外補助光が照射することが許可されていることが判った場合(ステップS107:YES)、選択制御部512は、赤外線照射部590を点灯させる(ステップS109)。これにより、赤外線照射部590は、赤外線により被写界を照明する。   When it is determined in step S107 that the irradiation with infrared auxiliary light is permitted (step S107: YES), the selection control unit 512 turns on the infrared irradiation unit 590 (step S109). Thereby, the infrared irradiation unit 590 illuminates the object scene with infrared rays.

更に、選択制御部512は、追尾制御部514が追尾対象を認識しているか否かを再び調べる(ステップS110)。追尾制御部514が、追尾対象を依然として認識していない場合(ステップS110:NO)、選択制御部512は、追尾対象を検出できないことに対してとれる対応がない。よって、追尾対象を追尾できない旨の警告を発生して(ステップS111)、選択制御を終了する。ステップS110において、追尾制御部514が追尾対象を認識していた場合(ステップS111:YES)、カメラ本体300の制御は、選択制御部512から追尾制御部514に移される。   Further, the selection control unit 512 checks again whether or not the tracking control unit 514 recognizes the tracking target (step S110). When the tracking control unit 514 has not yet recognized the tracking target (step S110: NO), the selection control unit 512 has no response to the fact that the tracking target cannot be detected. Therefore, a warning that the tracking target cannot be tracked is generated (step S111), and the selection control is terminated. If the tracking control unit 514 recognizes the tracking target in step S110 (step S111: YES), the control of the camera body 300 is transferred from the selection control unit 512 to the tracking control unit 514.

このように、選択制御部512は、赤外カットフィルタ611をはずして検出範囲を拡大する段階と、赤外補助光により被写体を照明する段階とを経て、追尾制御部514による検出感度を上げることを試みる。これにより追尾制御部514が追尾対象を認識すると、カメラ本体300の制御は選択制御部512から追尾制御部514に移り、追尾対象を追尾しつつ、撮影に備える。   As described above, the selection control unit 512 increases the detection sensitivity of the tracking control unit 514 through the step of expanding the detection range by removing the infrared cut filter 611 and the step of illuminating the subject with infrared auxiliary light. Try. As a result, when the tracking control unit 514 recognizes the tracking target, the control of the camera body 300 moves from the selection control unit 512 to the tracking control unit 514 to prepare for shooting while tracking the tracking target.

図7は、追尾制御部514による追尾制御の制御手順を示す流れ図である。上記ステップS102、S106およびS110から制御を渡された追尾制御部514は、入力部560に追尾モードが設定されており、ユーザが撮影に備えて一眼レフカメラ100を操作し始めた場合、例えば、レリーズボタンを半押しした場合に追尾制御を開始する。   FIG. 7 is a flowchart showing the control procedure of the tracking control by the tracking control unit 514. The tracking control unit 514 to which control is passed from the above steps S102, S106, and S110, when the tracking mode is set in the input unit 560 and the user starts operating the single-lens reflex camera 100 in preparation for shooting, for example, Tracking control starts when the release button is pressed halfway.

制御を開始した追尾制御部514は、まず、測光センサ390を有効にして、測光センサ390の出力から、被写界の輝度分布、色分布を含む測光情報を算出する(S201)。次に、追尾制御部514は、測距センサ382を有効にして、被写界におけるデフォーカス量の分布を含むデフォーカス情報を算出する(S202)。   The tracking control unit 514 that has started the control first enables the photometric sensor 390, and calculates photometric information including the luminance distribution and color distribution of the object scene from the output of the photometric sensor 390 (S201). Next, the tracking control unit 514 enables the distance measuring sensor 382 and calculates defocus information including the distribution of the defocus amount in the object scene (S202).

次に、追尾制御部514は、追尾対象を含む領域における輝度分布、色分布およびデフォーカス量の分布を抽出して、追尾対象に対応したテンプレートを生成し、これを記録する(ステップS203)。また、追尾制御部514は、追尾対象を含む領域を包囲する追尾枠を生成する(ステップS204)。   Next, the tracking control unit 514 extracts the luminance distribution, the color distribution, and the defocus amount distribution in the region including the tracking target, generates a template corresponding to the tracking target, and records this (step S203). In addition, the tracking control unit 514 generates a tracking frame that surrounds an area including the tracking target (step S204).

追尾制御部514は、こうして生成されたテンプレートおよび追尾枠を更新処理(ステップS205)により更新する。ステップS205における更新処理は、カメラ本体300に対して撮影の指示があるまで(ステップS206:NO)繰り返され、後述するように、追尾枠は追尾対象を追尾し続ける。即ち、ステップS205において更新処理が実行されると、追尾制御部514は、入力部560から取得した操作部562の状態、例えばレリーズボタンが全押しされているか否かを調べることにより、カメラ本体300に対して撮影が指示されているか否かを調べる(ステップS206)。   The tracking control unit 514 updates the template and the tracking frame generated in this way through the update process (step S205). The update process in step S205 is repeated until an instruction to shoot is given to the camera body 300 (step S206: NO), and the tracking frame continues to track the tracking target as described later. That is, when the update process is executed in step S205, the tracking control unit 514 checks the state of the operation unit 562 acquired from the input unit 560, for example, whether or not the release button is fully pressed. Whether or not shooting is instructed is checked (step S206).

カメラ本体300に対して撮影が指示されている場合(ステップS206:YES)、追尾制御部514は、撮影処理を実行し(ステップS207)、追尾制御を終了する。また、カメラ本体300に対して撮影が指示されていない場合(ステップS206:NO)、追尾制御部514は、更新処理(ステップS205)を繰り返して追尾対象の追尾を継続する。このような追尾制御の継続は、ユーザが撮影を中断する意図を示した場合、例えば、当初半押しされていたレリーズボタンが開放された場合には終了される。   When shooting is instructed to the camera body 300 (step S206: YES), the tracking control unit 514 executes shooting processing (step S207) and ends the tracking control. If the camera body 300 is not instructed to shoot (step S206: NO), the tracking control unit 514 repeats the update process (step S205) and continues tracking the tracking target. Such continuation of tracking control is terminated when the user indicates an intention to interrupt shooting, for example, when the release button that was initially half-pressed is released.

図8は、追尾制御(ステップS112)の更新処理(ステップS205)における追尾制御部514の制御手順を示す流れ図である。更新処理(ステップS205)を開始すると、追尾制御部514は、再び測光センサ390を有効にして、測光センサ390の出力から測光情報を算出する(ステップS301)。また、追尾制御部514は、再び測距センサ382を有効にして、測距センサ382の出力からデフォーカス情報を算出する(ステップS302)。   FIG. 8 is a flowchart showing a control procedure of the tracking control unit 514 in the update process (step S205) of the tracking control (step S112). When the update process (step S205) is started, the tracking control unit 514 enables the photometric sensor 390 again and calculates photometric information from the output of the photometric sensor 390 (step S301). Further, the tracking control unit 514 enables the distance measuring sensor 382 again and calculates defocus information from the output of the distance measuring sensor 382 (step S302).

続いて、追尾制御部514は、ステップS301、S302において算出した測光情報およびデフォーカス情報を、図7に示したステップS203において生成したテンプレートと比較して、差分の大きさによりテンプレートに対するマッチングを評価する(ステップS303)。これにより、テンプレートに含まれる測光情報およびデフォーカス情報との差が最も小さい領域に追尾枠を移動させる(S304)。   Subsequently, the tracking control unit 514 compares the photometric information and defocus information calculated in steps S301 and S302 with the template generated in step S203 shown in FIG. 7, and evaluates the matching with the template based on the magnitude of the difference. (Step S303). As a result, the tracking frame is moved to an area where the difference between the photometric information and the defocus information included in the template is the smallest (S304).

追尾枠を移動させた追尾制御部514は、移動先で追尾枠により包囲された領域で、レンズユニット200を合焦させる(ステップS305)。これにより、一眼レフカメラ100の光学系は追尾対象に合焦する。   The tracking control unit 514 that has moved the tracking frame focuses the lens unit 200 in the area surrounded by the tracking frame at the movement destination (step S305). Thereby, the optical system of the single-lens reflex camera 100 is focused on the tracking target.

次に、追尾制御部514は、移動した追尾枠に含まれる領域の測光情報およびデフォーカス情報に基づいて、テンプレートを更新する(ステップS306)。こうして、追尾制御部514による更新処理は終了する。   Next, the tracking control unit 514 updates the template based on the photometric information and defocus information of the area included in the moved tracking frame (step S306). Thus, the update process by the tracking control unit 514 ends.

なお、上記の例では、輝度分布および色分布を含む測光情報と、デフォーカス情報とを併せてテンプレートとのマッチングを評価した。しかしながら、輝度分布および色分布の一方を含む測光情報を参照してテンプレートとのマッチングを評価してもよい。また、デフォーカス情報単独でテンプレートとのマッチングを評価してもよい。   In the above example, the matching with the template is evaluated by combining the photometric information including the luminance distribution and the color distribution with the defocus information. However, matching with the template may be evaluated with reference to photometric information including one of the luminance distribution and the color distribution. Further, matching with a template may be evaluated by defocus information alone.

図9は、追尾制御(ステップS112)の撮影処理(ステップS207)における追尾制御部514の制御手順を示す流れ図である。ステップS207において撮影処理を開始すると、追尾制御部514は、まず、測光センサ390および測距センサ382の出力を演算して、露光条件と合焦条件とを算出する(ステップS401)。   FIG. 9 is a flowchart showing a control procedure of the tracking control unit 514 in the imaging process (step S207) of the tracking control (step S112). When the photographing process is started in step S207, the tracking control unit 514 first calculates the outputs of the photometric sensor 390 and the distance measuring sensor 382 to calculate the exposure condition and the focusing condition (step S401).

次いで、切替駆動部580に指示を出して、赤外カットフィルタ611、621を、再び測光センサ390および測距センサ382の前に進出させる(ステップS402)。更に、追尾制御部514は、続いて、追尾制御部514は、算出された露光条件および合焦条件の下に撮像素子330を露光して追尾対象を撮影する(ステップS403)。   Next, an instruction is issued to the switching drive unit 580, and the infrared cut filters 611 and 621 are advanced again in front of the photometric sensor 390 and the distance measuring sensor 382 (step S402). Further, the tracking control unit 514 then exposes the image sensor 330 under the calculated exposure condition and focusing condition to photograph the tracking target (step S403).

なお、代替フィルタ613、623を用いる代わりに、ステップS402とステップS403の間で、測光センサ390および測距センサ382の出力を演算により補正してもよい。即ち、測光センサ390および測距センサ382における可視光帯域と赤外帯域とに対する検出結果の差を予め計測して記録しておき、赤外帯域を受光して検出した検出結果を補正するようにしてもよい。   Instead of using the alternative filters 613 and 623, the outputs of the photometric sensor 390 and the distance measuring sensor 382 may be corrected by calculation between step S402 and step S403. That is, the difference between detection results for the visible light band and the infrared band in the photometric sensor 390 and the distance measuring sensor 382 is measured and recorded in advance, and the detection result detected by receiving the infrared band is corrected. May be.

次に、追尾制御部514は、カメラ本体300に連写モードが設定されているか否かを調べる(ステップS404)。カメラ本体300に連写モードが設定されていない場合、即ち、カメラ本体300に単写モードが設定されている場合(ステップS404:NO)、追尾制御部514は、撮影処理を終了する。   Next, the tracking control unit 514 checks whether or not the continuous shooting mode is set in the camera body 300 (step S404). When the continuous shooting mode is not set in the camera body 300, that is, when the single shooting mode is set in the camera body 300 (step S404: NO), the tracking control unit 514 ends the shooting process.

ステップ404において、カメラ本体300に連写モードが設定されていた場合(ステップS404:YES)追尾制御部514は、まず、更新処理(ステップS205)を実行する。ついで、ユーザから撮影を終了する指示があるか否かを調べる(ステップS405)。   In step 404, when the continuous shooting mode is set in the camera body 300 (step S404: YES), the tracking control unit 514 first executes an update process (step S205). Next, it is checked whether or not there is an instruction to end the shooting from the user (step S405).

撮影を終了する指示を受けていない場合(ステップS405:NO)、追尾制御部514は、ステップS401に戻って被写体を撮影する。入力部560から検知したレリーズボタンの開放等、ユーザから撮影を終了する指示を受けた場合(ステップS405:YES)、追尾制御部514は、撮影処理を終了する。   If an instruction to end shooting has not been received (step S405: NO), the tracking control unit 514 returns to step S401 to shoot the subject. When receiving an instruction from the user to end the shooting, such as opening the release button detected from the input unit 560 (step S405: YES), the tracking control unit 514 ends the shooting process.

上記のような一連の制御手順を実行するプログラムは、カメラ本体300に予め実装してもよいし、二次記憶媒体、通信回線等を通じて提供し、カメラ本体300に読み込ませて利用してもよい。更に、カメラ本体300の動作を外部から制御するリモートコントローラ、パーソナルコンピュータ等に実装してもよい。   A program for executing a series of control procedures as described above may be installed in the camera body 300 in advance, or may be provided through a secondary storage medium, a communication line, etc., and read into the camera body 300 for use. . Further, it may be mounted on a remote controller, a personal computer or the like that controls the operation of the camera body 300 from the outside.

図10は、カメラ本体300の測光センサに使用できる他のフィルタ切替部630の構造を示す模式図である。図示のように、フィルタ切替部630は、二次元的に配列された複数の画素632を有する。画素632の各々は、受光した光を電気信号に変換する、フォトレジスタ、フォトダイオード、フォトトランジスタ等の光電変換素子により形成される。   FIG. 10 is a schematic diagram showing the structure of another filter switching unit 630 that can be used for the photometric sensor of the camera body 300. As illustrated, the filter switching unit 630 includes a plurality of pixels 632 arranged two-dimensionally. Each of the pixels 632 is formed by a photoelectric conversion element such as a photoresistor, a photodiode, or a phototransistor that converts received light into an electrical signal.

図中にアルファベットによる符号で示す通り、画素632の各々は、透過帯域の異なるフィルタを備える。即ち、画素632の各々は、緑帯域を透過するGフィルタ、青帯域を透過するBフィルタ、赤帯域を透過するRフィルタおよび赤外帯域を透過するIRフィルタのいずれかを組み込まれている。   Each pixel 632 includes a filter having a different transmission band, as indicated by alphabetical symbols in the figure. That is, each of the pixels 632 includes a G filter that transmits the green band, a B filter that transmits the blue band, an R filter that transmits the red band, and an IR filter that transmits the infrared band.

また、図中に点線で示すように、フィルタ切替部630においては、4個の画素632を組み合わせてひとつの単位カラー画素634を形成する。単位カラー画素634の各々には、図中下部に拡大して示すように、Gフィルタ、Bフィルタ、RフィルタおよびIRフィルタを各々ひとつずつ含む。   Further, as indicated by a dotted line in the drawing, in the filter switching unit 630, one unit color pixel 634 is formed by combining four pixels 632. Each unit color pixel 634 includes one G filter, one B filter, one R filter, and one IR filter, as shown in an enlarged view in the lower part of the drawing.

上記のようなフィルタ切替部630は、Gフィルタ、BフィルタおよびRフィルタを有する3個の画素632の信号を読み出すことにより、色情報を含むイメージセンサとして使用できる。また、IRフィルタを有する画素632の出力も併せて読み出すことにより、可視光帯域と赤外帯域とを併せて検出できる。よって、カメラ本体300において、測光センサ390として使用することにより、可動部なしにフィルタを切り替えることができる。   The filter switching unit 630 as described above can be used as an image sensor including color information by reading signals from three pixels 632 having a G filter, a B filter, and an R filter. Further, by reading the output of the pixel 632 having the IR filter together, the visible light band and the infrared band can be detected together. Therefore, in the camera main body 300, the filter can be switched without using a movable part by using it as the photometric sensor 390.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

100 一眼レフカメラ、200 レンズユニット、210 固定筒、220、230、240 レンズ、250 レンズマウント、260 鏡筒CPU、300 カメラ本体、320 主基板、322 本体CPU、324 画像処理部、330 撮像素子、332 ローパスフィルタ、340 表示部、350 ファインダ、352 フォーカシングスクリーン、354 ペンタプリズム、356 ファインダ光学系、360 ボディマウント、370 フォーカルプレンシャッタ、380 合焦光学系、382 測距センサ、390 測光センサ、400 ミラーユニット、410 メインミラー保持枠、420 メインミラー、430 メインミラー回動軸、440 位置決めピン、450 サブミラー保持枠、460 サブミラー、470 サブミラー回動軸、480 ストッパ、500 内部回路、512 選択制御部、514 追尾制御部、520 プログラムメモリ、530 メインメモリ、540 撮像部、542 撮像素子駆動部、544 アナログ/デジタル変換部、550 二次記録媒体、560 入力部、562 操作部、570 表示駆動部、580 切替駆動部、590 赤外線照射部、610、620、630 フィルタ切替部、611、621 赤外カットフィルタ、612、622 ターレット、613、623 代替フィルタ、614、624 切替モータ、616、626 被駆動ギア、618、628 駆動ギア、632 画素、634 単位カラー画素 100 single lens reflex camera, 200 lens unit, 210 fixed tube, 220, 230, 240 lens, 250 lens mount, 260 lens barrel CPU, 300 camera body, 320 main substrate, 322 body CPU, 324 image processing unit, 330 image sensor, 332 low-pass filter, 340 display unit, 350 finder, 352 focusing screen, 354 pentaprism, 356 finder optical system, 360 body mount, 370 focal plane shutter, 380 focusing optical system, 382 distance measuring sensor, 390 photometric sensor, 400 mirror Unit, 410 Main mirror holding frame, 420 Main mirror, 430 Main mirror rotation axis, 440 Positioning pin, 450 Sub mirror holding frame, 460 Sub mirror, 470 Sub mirror Moving shaft, 480 stopper, 500 internal circuit, 512 selection control unit, 514 tracking control unit, 520 program memory, 530 main memory, 540 imaging unit, 542 imaging element driving unit, 544 analog / digital conversion unit, 550 secondary recording medium 560 input unit, 562 operation unit, 570 display drive unit, 580 switching drive unit, 590 infrared irradiation unit, 610, 620, 630 filter switching unit, 611, 621 infrared cut filter, 612, 622 turret, 613, 623 Filter, 614, 624 Switching motor, 616, 626 Driven gear, 618, 628 Drive gear, 632 pixels, 634 unit color pixel

Claims (8)

被写体を本画像として撮像する撮像素子と、
前記撮像素子と光学的に共役な位置に配された光学センサと
を備え、
前記光学センサは、可視光を受光した出力と、可視光に加えて赤外光を受光した出力と、を選択的に出力する撮像装置。
An image sensor for imaging a subject as a main image;
An optical sensor disposed at a position optically conjugate with the imaging element;
The optical sensor selectively outputs an output that receives visible light and an output that receives infrared light in addition to visible light.
赤外カットフィルタと、
前記光学センサが可視光を受光する場合に前記光学センサの前面に前記赤外カットフィルタを進出させると共に、前記光学センサが可視光に加えて赤外光を受光する場合に前記光学センサの前面から前記赤外カットフィルタを退避させるフィルタ切替部と
をさらに備える請求項1に記載の撮像装置。
An infrared cut filter,
When the optical sensor receives visible light, the infrared cut filter is advanced to the front surface of the optical sensor, and when the optical sensor receives infrared light in addition to visible light, from the front surface of the optical sensor. The imaging apparatus according to claim 1, further comprising a filter switching unit that retracts the infrared cut filter.
赤外光を透過するとともに、前記赤外カットフィルタを透過した可視光の焦点位置と同じ位置に赤外光の焦点位置が来る屈折率を有する代替フィルタをさらに備え、
前記フィルタ切替部は、前記光学センサが可視光に加えて赤外光を受光する場合に、前記代替フィルタを前記光学センサの前面に進出させる請求項2に記載の撮像装置。
An alternative filter having a refractive index that transmits infrared light and has a refractive index at which the focal position of infrared light comes to the same position as the focal position of visible light that has passed through the infrared cut filter,
The imaging apparatus according to claim 2, wherein the filter switching unit causes the alternative filter to advance to the front surface of the optical sensor when the optical sensor receives infrared light in addition to visible light.
前記光学センサは、測光センサである請求項1から3のいずれかに記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the optical sensor is a photometric sensor. 前記測光センサの出力に基づいて被写体を認識するとともに、前記測光センサの可視光の受光に対する出力が閾値よりも小さい場合に、可視光に加えて赤外光を受光した出力を選択する選択制御部をさらに備える請求項4に記載の撮像装置。   A selection control unit that recognizes an object based on the output of the photometric sensor and selects an output that receives infrared light in addition to visible light when the output of the photometric sensor with respect to reception of visible light is smaller than a threshold value. The imaging device according to claim 4, further comprising: 前記光学センサは、測距センサである請求項1から3のいずれかに記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the optical sensor is a distance measuring sensor. 前記測距センサの出力に基づいて被写体を認識するとともに、前記測距センサの可視光の受光に対する出力が閾値よりも小さい場合に、可視光に加えて赤外光を受光した出力を選択する選択制御部をさらに備える請求項6に記載の撮像装置。   Selection for recognizing a subject based on the output of the distance measuring sensor and selecting an output that receives infrared light in addition to visible light when the output of the distance measuring sensor with respect to reception of visible light is smaller than a threshold value The imaging device according to claim 6, further comprising a control unit. 被写体に向けて赤外光を照射する赤外照射部をさらに備える請求項1から7のいずれかに記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, further comprising an infrared irradiation unit that irradiates infrared light toward the subject.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2025001394A1 (en) * 2023-06-28 2025-01-02 杭州微影软件有限公司 System with integrated ranging and imaging functions, and laser emitting subsystem

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