DE4119371A1

DE4119371A1 - Vorrichtung zur korrektur von kennwertfehlern einer kamera

Info

Publication number: DE4119371A1
Application number: DE4119371A
Authority: DE
Inventors: Yoichi Seki; Michio Kawai; Kanji Ito; Tomihiko Aoyama; Hiroyuki Saito; Mitsuhiro Kakuta
Original assignee: Seikosha KK
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 1990-06-12
Filing date: 1991-06-12
Publication date: 1991-12-19
Anticipated expiration: 2011-06-13
Also published as: US5371691A; JP3165861B2; GB9112456D0; JPH0444018A; HK1007448A1; DE4119371C2; GB2247534A; GB2247534B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Korrektur von Fehlern bei einer Kamera, die beispielsweise von Abweichungen der Kennwerten von Bauteilen der Kamera von ihren Nennwerten herrühren.

Eine Kamera ist üblicherweise mit ICs für die Lichtmessung und die Entfernungsmessung sowie mit ICs für die Motorsteuerung zur automatischen Einstellung der Blende und der Linse (des Objektivs) sowie für den Filmtransport versehen. Das Kameragehäuse enthält eine elektrische Einheit mit einem Programm zur Ausführung einer Vielzahl von Fotografiebetriebsarten in Verbindung mit einer CPU zum Steuern dieser ICs.

Damit einerseits möglichst viele Funktionen mittels eines automatischen Belichtungs-Programms und eines Autofokus-Programms ausgeführt werden können und gleichzeitig die Bedienung der Kamera verbessert wird, umfaßt die CPU einen Ein-Chip-Microcomputer mit analogen Eingängen, einem ROM, einem RAM und einem A/D-Umsetzer. Die CPU erfüllt darüber hinaus weitere Aufgaben, wie etwa das Anzeigen der Batterieladung und -spannung, Synchronblitzen, Kompensation von Einflüssen von Temperaturänderungen, Steuerung einer Flüssigkristall-Anzeigeeinheit, von LEDs usw.

Die Einstellungen vor Auslieferung von Kameras erfordert nicht die Bereitstellung einer Vielzahl theoretischer Kenndaten abhängig vom Typ der Bauteile, der Herstellungspartie und der Auslieferungsziele, wenn den theoretischen Kenndaten einige redundante Daten hinzugefügt werden (unter theoretischen Kenndaten sollen hier solche verstanden werden, die sich für den - theoretischen - Fall ergeben, daß alle Bauteile toleranzlos ihre Nenndaten aufweisen). Aufgrund fortschreitender Automatisierung und Zunahme sowohl der eingebauten Programme als auch Daten können aber beispielsweise Linsenkenndaten, Linsenanordnungspositionen und Kenndaten eines Lichtempfangselements, eines Lichtsendeelements und eines Temperatursensors nicht durch eine einzige diesen entsprechenden Art von Daten berücksichtigt werden.

Die große Mehrheit von Kameras arbeitet auf der Grundlage theoretischer Kenndaten. Die JP-A 1 98 818/1988 beschreibt beispielsweise eine Entfernungsmeßvorrichtung, bei der bei der Auslieferung ein Fehlerkoeffizient für die theoretischen Kenndaten gemessen wird. Dieser Fehlerkoeffizient wird zum Zwecke der Korrektur der theoretischen Kenndaten in einer Speichereinheit gespeichert.

Nun sind aber beispielsweise die die Entfernungsmessung beeinflussenden Faktoren nicht notwendigerweise linear, und zwar aus folgenden Gründen

(1) Einfluß elektrischer Störungen:
Wenn das Objekt in größerer Entfernung ist, ist das Signal/Störverhältnis gering, weil wenig LIcht reflektiert wird.
(2) Normalerweise verwendet man für die Entfernungsmessung ein lineares Lichtempfangselement, das bei Lichteinfall zwei Ströme abgibt, deren Verhältnis im Zusammenhang mit dem Ort des Lichteinfalls längs dem Lichtempfangselement steht. Diese Zusammenhang schwankt, wenn die Eigenschaft des Lichtempfangselements über seine Länge ungleichförmig ist.
(3) Das reflektierte Licht kann aufgrund von Linsenaberrationen oder ähnlichem an einer anderen Stelle des Lichtempfangselements einfallen, als es normal zu erwarten wäre.
(4) Die Lichteinfallstelle auf dem Lichtempfangselement kann infolge von Rauhheiten der Formoberfläche für das Lichtempfangselement von einer normal zu erwartenden Stelle abweichen.
(5) Eine Abweichung der Lichteinfallstelle auf dem Lichtempfangselement kann auch aufgrund einer Krümmung einer Kunststoffabdeckung zum Abdecken der Vorderseite einer Lichtsende/Lichtempfangslinse auftreten.

Aus den vorgenannten Gründen kann bie Fehlerkorrektur mittels eines Fehlerkoeffizienten keine Entfernungsmessung großer Genauigkeit erwartet werden, so daß eine Anwendbarkeit dieser Möglichkeit auf hochwertige Kameras praktisch ausscheidet.

Bei einer der JP-A-25 733/1987 bekannten elektrischen Justiervorrichtung einer Kamera sind die Daten nicht hierarchisch, und es gibt keine Unterroutinen der Programme. In einen nichtflüchtigen Speicher (nachfolgend als EEPROM bezeichnet) wird ein Meßfehler (ΔTv) für jede einer Reihe von Kameraeinheiten eingeschrieben, und zwar bezüglich einer Belichtungszeit Tv, die beispielsweise aus dem Blendenwert Av, der Filmempfindlichkeit Sv und der Helligkeit Ev ohne Verwendung theoretischer Kenndaten berechnet wird.

Der Kennwertfehler wird auf der Basis dieses gemessenen Fehlers ΔTv korrigiert.

Auch dieses Verfahren weist jedoch Unzulänglichkeiten auf. So wird ein EEPROM mit großer Kapazität benötigt. Darüber hinaus ist die Anzahl von Testschritten (einschließlich des Beschreibens des EEPROMS) für die Messung groß. Dies führt zu entsprechend hohen Produktionskosten.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile des Standes der Technik eine Fehlerkorrekturvorrichtung für eine Kamera zu schaffen, die mit einem EEPROM relativ geringer Kapazität auskommt und nur eine relativ geringe Anzahl von Testschritten bei der Auslieferung benötigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 bis 5 Darstellungen der Datenkonfiguration und

Fig. 6 bis 9 Darstellungen zur Erläuterung der Erfindung.

Fig. 1 zeigt als eine erste Ausführungsform der Erfindung eine Vorrichtung zur Korrektur von Entfernungsmeßkenndaten. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen EQ₁ ein Entfernungsmeßmodul. Es enthält eine Entfernungsmeßschaltung 1 mit einer Projektionslinse LNS₁, einer Lichtempfangslinse LNS₂, einem Lichtsendeelement LED und einem Lichtempfangselement PSD; einen A/D-Umsetzer 2; eine Steuerschaltung 8, an die ein Objektivtubus 8b mit einer Linse 8c angeschlossen ist; eine CPU 9 mit einer Interpolationsschaltung 9a; und ein EEPROM 10 zum Speichern von Entfernungsmeßkenndaten. In das EEPROM 10 wird mittels eines Kenndatentesters 20 eine Tabelle eingeschrieben, die jeweils zu einem Ist-Entfernungscode Yÿ, der das Ergebnis einer Entfernungsmessung für einen Meßpunkt LPÿ in bekanntem Abstand darstellt, einen dem bekannten Abstand entsprechenden Soll-Entfernungscode Xÿ enthält.

Fig. 2 zeigt als eine zweite Ausführungsform der Erfindung eine Vorrichtung zur Korrektur von Belichtungskenndaten. In Fig. 2 bezeichnet EQ₂ ein Lichtmeßmodul. Es enthält eine Lichtmeßschaltung 3 mit einem Lichtempfangselement Cds, eine CPU 9 mit einer Interpolationsschaltung 9a, eine Steuerschaltung 8, die mit einer Blende 8a gekoppelt ist, und ein EEPROM 11, das dem EEPROM 10 der Fig. 1 entspricht und in das eine entsprechende Tabelle mit Ist- und Soll-Belichtungscodes eingespeichert wird. 4 und 5 in Fig. 2 sind Einstellelemente zur Einstellung der Filmempfindlichkeit etc.

Das Entfernungsmeßmodul EQ₁ von Fig. 1 und das Lichtmeßmodul EQ₂ sind mit einem Kenndatentester 20 verbunden, bei dem es sich in beiden Fällen um den gleichen handeln kann und der umfaßt:
Einen Pufferspeicher BM; ein ROM als Kenndatentabellenspeicher mit einer Belichtungstabelle EVT und einer Entfernungstabelle LMT; eine Testdateneinstelleinheit 22; eine Testausgangsschaltung 23 mit einem Anschluß 23a für eine Testplatte 24 (Fig. 1) und einem Anschluß 23b für eine Testlichtquelle 25 (Fig. 2); sowie eine Test-CPU 26. Mit Hilfe des Kenndatentesters 20 werden, wie nachfolgend im einzelnen beschrieben werden wird, in einem Testlauf Kenndatentabellen in das EEPROM 10 (Fig. 1) bzw. das EEPROM 11 (Fig. 2) eingeschrieben, anhand derer später die Kenndatenkorrektur erfolgt. Der Kenndatentester 20 wird nur für diesen Testlauf benötigt.

Wenn mittels der Testdateneinstelleinheit 22 im Kenndatentester 20 Entfernungstestdaten eingestellt werden, ist die Testplatte 24 mit dem Anschluß 23a der Testausgangsschaltung 23 verbunden. Stellt die Testdateneinstelleinheit 22 dagegen Belichtungstestdaten ein, dann wird die Testlichtquelle 25 mit einer Testlampe 25b und einer Linse 25a mit dem Anschluß 23b der Testausgangsschaltung 23 verbunden.

Die Testplatte 24 wird im Verlauf des Tests jeweils in einer Entfernung vor dem Entfernungsmeßmodul angeordnet, die den mittels der Testdateneinstelleinheit 22 gerade eingestellten Entfernungsdaten entspricht. In ähnlicher Weise wird bei der Ausführungsform nach Fig. 2 die Testlampe 25b jeweils derart angesteurt, daß sie eine Lichtintensität abgibt, die den mittels der Testdateneinstelleinheit 22 gerade eingestellten Belichtungsdaten entspricht.

Wie bereits erwähnt, enthält der Kenndatentabellenspeicher (ROM) des Kenndatentesters 20 eine Belichtungstabelle EVT und eine Entfernungstabelle LMT, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind. Diese Tabellen umfassen jeweils 256 Wörter (0 bis 255) mit je 32 Bit. In der Belichtungstabelle EVT sind Sollbelichtungscodes Xÿ und in der Entfernungstabelle LMT Sollentfernungscodes Xÿ gespeichert.

Wenn die Testdateneinstelleinheit 22 Entfernungstestdaten einstellt, wird in einem 32 Bit umfassenden Samplemarker SPM jeweils ein bestimmtes Bit gesetzt und dadurch ein zugehöriger Entfernungsmeßpunkt LPÿ festgelegt. Der zugehörige Sollentfernungscodes Xÿ oder Bezugsdaten RFn werden über einen ROM-Datenbus BUS₂ und einen Schreibbus BUS₁ in das EEPROM 10 im Entfernungsmeßmodul EQ₁ eingeschrieben. Die Testplatte 24 wird in einem dem jeweiligen Entfernungsmeßpunkt LPÿ entsprechenden Abstand angeordnet. Mit Hilfe des Entfernungsmeßmoduls wird die Entfernung zur Testplatte 24 gemessen. Der gemessene Wert wird in Form eines Istentfernungscodes Yÿ von der CPU 9 über einen Datenbus 9b zu dem Pufferspeicher BM übertragen. Aus dem Pufferspeicher gelangt der Istentfernungscode Yÿ über einen Samplebus BUS₃ und den Schreibbus BUS₁ an das EEPROM 10 im Entfernungsmeßmodul EQ₁. Für jeden Entfeanrungsmeßpunkt LPÿ wird also in dem EEPROM 10 ein Wertepaar gespeichert, das den zugehörigen Sollentfernungscode, der der tatsächlichen Entfernung entspricht, und den gemessenen Istentfernungscode Yÿ umfaßt. Das EEPROM 10 hat im vorliegenden Beispiel 16 Adressen 0 bis 15, die im Verlauf des Tests ausgehend von der Adresse 0 mit diesen Wertepaaren gefüllt werden. Das Wertepaar für die kürzeste Entfernung wird unter der Adresse 0 geschrieben, und die Wertepaare für aufsteigende Entfernungen unter den folgenden Adressen.

Falls Sollentfernungsdaten nicht aus den Sollentfernungscodes Xÿ berechnet werden können, beispielsweise weil Daten entsprechend der Länge des Linsenantriebs für die Fokussierung erforderlich sind, werden die Sollentfernungscodes Xÿ als Bezugsdaten RFn in der Entfernungstabelle LMT gespeichert. In der Entfernungstabelle ist der der kürzesten Entfernung entsprechende Sollentfernungscode 255 und der der längsten Entfernung entsprechende Code 96 (vergleiche Fig. 4). Die gemessenen Istentfernungscodes Xÿ, die den Entfernungsmeßpunkten LPÿ entsprechen, werden als Daten Y₁, Y₂, Y₃, Y₄, . . . beginnend mit der Adresse 0 im EEPROM 10, die Sollentfernungscodes als Daten X₁, X₂, . . . gespeichert.

Wenn die Testdateneinstelleinheit 22 Belichtungstestdaten einstellt, wird ein jeweiliges Bit des Samplemarkers gesetzt und dadurch ein Belichtungstestpunkt EPÿ festgelegt. In gleicher Weise wie bei den Entfernungsdaten werden für verschiedene Belichtungstestpunkte EPÿ Wertepaare von Sollbelichtungscode Xÿ oder Referenzdaten RFn und Istbelichtungscode im EEPROM 11 (Fig. 2) gespeichert. Die Wertepaare werden ausgehend von der Adresse 0 bis zur Adresse 15 in der Reihenfolge dunkel -< hell gespeichert. Für jeden Belichtungspunkt, der von der Testdateneinstelleinheit 22 eingestellt wird, wird die Lichtintensität der Lampe 25b der Testlichtquelle 25 entsprechend gesteuert und der Istbelichtungscode Yÿ mittels des Lichtmeßmoduls EQ₂ gemessen. Der Soll-Belichtungscode Xÿ ist 0, wenn die Belichtungsmenge Ev 20 beträgt. Er ist 255, wenn Ev 4¹/₁₆ ist. Auch für dieses Ausführungsbeispiel gilt, daß, wenn die Belichtungsdaten nicht aus den Sollbelichtungscodes Xÿ berechenbar sind, beispielsweise dann, wenn Daten bezüglich des Getriebes eines mechanischen Moduls erforderlich sind, die Sollbelichtungscodes Xÿ als Referenzdaten RFn in der Belichtungstabelle EVT gespeichert werden.

Nach dem Einschreiben der Tabellen in die EEPROMs 10 bzw. 11 während des Testlaufs ist im Entfernungsmeßmodul EQ₁ bzw. im Lichtmeßmodul EQ₂ in Form diskreter Wertepaare eine Funktion dauerhaft gespeichert, die den Zusammenhang zwischen korrekten und fehlerbehafteten Kenndaten wiedergibt und aus der Zwischenwerte durch lineare Interpolation errechnet werden können. Die Korrektur von Kennwertfehlern ist dadurch sehr viel besser, als wenn lediglich ein Fehlerkoeffizient gespeichert wäre, benötigt aber andererseits weniger Speicherkapazität als es beim Stand der Technik der Fall ist.

In dem Entfernungsmeßmodul EQ₁ berechnet die Interpolationsschaltung 9a der CPU Zwischenwerte X_a der Entfernungscodes aufgrund der gemessenen Istentfernungscodes Xÿ (Daten X₁, X₂, . . .) und der Sollentfernungscodes Xÿ (Daten X₁, X₂, . . .) gemäß der nachfolgenden Gleichungen (1).

X_a = X_n + [(X_n+1-X_n)/(Y_n+1-Y_n)] (Y_a-Y_n) (1)

wobei Y_nY_a<Y_n+1.

In dem Lichtmeßmodul EQ₂ der Ausführungsform von Fig. 2 berechnet die Interpolationsschaltung 9a Zwischenwerte X_a der Belichtungscodes aus den gemessenen Belichtungscodes Xÿ (Daten Y₁, Y₂, . . .) und aus den Soll-Belichtungscodes Xÿ (Daten X₁, X₂, . . .) ebenfalls gemäß der obigen Gleichung (1).

Im folgenden wird die Betriebsweise der oben beschriebenen Vorrichtungen erläutert.

Die Korrektur von Kennwertfehlern des Entfernungsmeßmoduls EQ₁ unter der Verwendung der beschriebenen Vorrichtung umfaßt folgende Schritte. Die Testplatte 24 wird von der Testausgangsschaltung 23 betrieben, das heißt in verschiedene Entfernungen gestellt. Die Daten, beispielsweise X₁, X₂, X₃ und X₄, entsprechend Entfernungsmeßpunkten LPÿ (wobei ÿ die Entfernungen 19,2 m, 1,4 m, 0,7 m bzw. 0,5 m repräsentieren möge) werden nacheinander an den Adressen 0 bis 15 (0 bis 3 im Beispielsfall von nur 4 Werten) des EEPROM 10 gespeichert. Es handelt sich dabei um numerische Werte, 100, 150, 200 und 250, wie sie in Fig. 6 auf der X-Achse aufgetragen sind. Es wird angenommen, daß die zugehörigen Ist-Werte Y₁, Y₂, Y₃ bzw. Y₄ 120, 170, 190 bzw. 240 betragen. Sie sind in Fig. 6 auf der Y-Achse aufgetragen.

Es sei nun angenommen, daß sich ein gemessener Istentfernungscode Y_a zu Y_a=180 ergibt. Unter dieser Voraussetzung gilt Y_n+1=190, Y_n=170, X_n=150 und X_n+1=200. Setzt man diese Werte in die Gleichung (1) ein, so ergibt sich

X_a = 150 + [(200-150)/(190-170)] (180-170) (2)

Dies führt zu einem Wert von X_a=175. Aus einer Entfernungsreferenztabelle LREF, die in Fig. 4 dargestellt ist und in der CPU 9 enthalten sein kann, ergibt sich die tatsächliche Entfernung zu L=0,972 m.

Zur Korrektur von Belichtungswerten (Ausführungsform gemäß Fig. 2) werden die Daten, beispielsweise X₁ bis X₆ entsprechend den Belichtungstestpunkten EPÿ (es sei angenommen, daß ÿ für Ev 17, 16, 14, 12, 9 bzw. 5 steht) an den Adressen 0 bis 15 (0 bis 5 im Beispielsfall von 6 Werten) des EEPROM 11 von Fig. 2 gespeichert. Dies sind Werte 48, 64, 96, 128, 176 und 240, wie auf der X-Achse in Fig. 7 aufgetragen. Die zugehörigen Daten Y₁ bis Y₆ seien 40, 60, 80, 120, 150 bzw. 200.

Nimmt man an, daß der Istbelichtungscode Y_a=100 ist, dann gilt Y_n+1=120, Y_n=80, X_n+1=128 und X_n=96. Setzt man diese Werte in Gleichung (1) dann ergibt sich

X_a = 96 + [(128-96)/(120-80)] (100-80) (3)

d. h., X_a=112. Aus einer Belichtungsmengen-Referenztabelle EREF, die in der in der CPU 9 enthalten sein kann und in Fig. 5 gezeigt ist, wird für X_a=112 Ev=13 entnommen.

Fig. 8 zeigt eine Korrektur des Ev-Wertes, und zwar berechnet aus einer Belichtungsmenge, einer Filmempfindlichkeit (ISO) und einem F-Wert. Fig. 9 zeigt eine Korrektur einer Blitzlichtsteuerung. Die gestrichelten Linien zeigen jeweils die Werte vor der Korrektur an, während auf der X-Achse der zugehörige korrigierte Wert dargestellt ist.

Die Korrekturen, die mit einer Vielzahl von im Zusammenhang mit den beschriebenen Ausführungsbeispielen diskutierten Kennwertfehlern zusammenhängen, sind nicht auf diejenigen beschränkt, die in den Ausführungsbeispielen angesprochen wurden. Das Verfahren kann beispielsweise auch auf einen optischen Systemmechanismus, bei dem ein Lichtempfangselement PSD, das Licht in einem mittleren, einem rechten und einem linken Abschnitt empfängt, angewendet werden. Das Verfahren kann ferner auf eine Korrektur von Linsencharakteristika Anwendung finden.

Das genannte Verfahren kann darüber hinaus auf einen Umsetzungsfehler bei elektrischen und mechanischen Umsetzungssystemen angewendet werden.

Die Daten in dem ROM, das die Kenndatentabelle speichert, sind nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern können entsprechend Modellarten und Korrektureigenschaften gestaltet werden.

Es sei im übrigen betont, daß anhand von Ausführungsbeispielen, Korrekturvorrichtungen und ihre Arbeitsweise beschrieben wurden, die auch in Kombination in einer einzigen Kamera eingesetzt werden können.

Claims

1. Vorrichtung zum Korrigieren von Kennwertfehlern einer Kamera anhand von Kenndaten, die auf einer oder beiden Koordinatenachse (N) eines rechtwinkligen Koordinatensystems dargestellt werden können, wobei die Vorrichtung folgendes umfaßt:
einen nichtflüchtigen Speicher (10, 11) zum Speichern von in bezug auf vorbestimmte Meßpunkte gemessenen Kenndaten und
eine Korrektureinrichtung (9) zum Erzeugen von Korrekturkenndaten entsprechend Unterschieden zwischen den gemessenen Kenndaten in dem nichtflüchtigen Speicher (10, 11) und theoretischen Kenndaten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Koordinatenachse des rechtwinkligen Koordinatensystems Kenndaten betreffend eine Entfernung dargestellt sind, wobei der nichtflüchtigen Speicher (10) für die gemessenen Kenndaten zum Speichern von Entfernungsmeß-Kenndaten entsprechend vorbestimmten Entfernungsmeßpunkten dient und die Korrektureinrichtung (9) zum Korrigieren von Fehlern im Hinblick auf die gemessenen/theoretische Entfernungsmeß-Kenndaten ausgelegt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Koordinatenachse des rechtwinkligen Koordinatensystems Kenndaten betreffend eine Belichtungsmenge dargestellt sind, wobei der nichtflüchtigen Speicher (11) für die gemessenen Kenndaten zum Speichern von Belichtungsmengen-Kenndaten entsprechend vorbestimmten Belichtungsmengen dient und die Korrektureinrichtung (9) zum Korrigieren von Fehlern im Hinblick auf die gemessenen/theoretische Belichtungsmengen-Kenndaten ausgelegt ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtflüchtigen Speicher (10, 11) ein EEPROM ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtflüchtige Speicher (10; 11) eine Tabelle (LMT; EVT) mit einer Anzahl von Wertepaaren aus jeweils einem Meßwert (Y_n) und dem dazugehörigen korrekten Wert (X_n) enthält und daß die Korrektureinrichtung (9) die korrekten Werte aufgrund eines gemessenen Werts aus der Tabelle entnimmt, wobei die korrekten Werte zu in der Tabelle nicht enthaltenen gemessenen Zwischenwerten mittels einer Interpolationseinrichtung (9a) durch lineare Interpolation ermittelt werden.