(57)【要約】【課題】測距センサの出力を測光に使用するカメラの測光装置に於いて、強い逆光などによって測光不能状態になる場合でも、測光精度を確保することができる。【解決手段】焦点検出部１１は複数の焦点検出領域を有して焦点検出を行う焦点検出センサから成っている。この焦点検出部１１の検出結果に基づいて、上記複数の焦点検出領域の中の少なくとも２つ以上の領域の被写体輝度が測光される。そして、上記焦点検出部１１の検出結果に基づいて、測光動作が可能であるか否かがセンサデータ判断部１５にて判断される。このセンサデータ判断部１５によって測光可能と判断された焦点検出領域に於ける測光結果が、測光領域選択部１６によって選択される。【選択図】    図１
2005115058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の焦点検出領域を有し、焦点検出を行う焦点検出センサから成る焦点検出手段と、
上記焦点検出手段の検出結果に基づいて、上記複数の焦点検出領域の中の少なくとも２つ以上の領域の被写体輝度を測光する測光手段と、
上記焦点検出手段の検出結果に基づいて、上記測光手段に於ける測光動作が可能であるか否かを判断する判断手段と、
上記判断手段によって測光可能と判断された焦点検出領域に於ける測光結果を選択する選択手段と、
を具備することを特徴とするカメラの測光装置。
【請求項２】
上記判断手段は、上記焦点検出手段の出力が所定値よりも小さい場合に、測光不能と判断することを特徴とする請求項１に記載のカメラの測光装置。
【請求項３】
上記焦点検出手段の暗電流出力値を演算する暗電流成分演算手段を更に具備し、
上記判断手段は、上記焦点検出手段の出力が少なくとも上記暗電流成分演算手段の演算結果よりも小さい場合に、測光不能と判断することを特徴とする請求項１に記載のカメラの測光装置。
【請求項４】
上記選択手段は、１つの焦点検出領域の測光結果が、上記判断手段に於いて測光不能と判断された場合に、その近傍の焦点検出領域に於ける測光可能と判断された測光結果を選択することを特徴とする請求項１に記載のカメラの測光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カメラの測光装置に関し、特には測距センサの出力を測光に使用する測光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＡＦ（オートフォーカス）センサを利用して被写体輝度をスポット的に測光する技術は公知である（例えば、特許文献１参照）。そして、スポット測光の技術は、ＡＦセンサを測光センサとして使用しているので、正確に測光するための技術も多く知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭６１−９５３２４号公報
【特許文献２】特開２００３−４３５５１号公報  図１２は、上述した特許文献２に記載のＡＦセンサの例を説明するもので、（ａ）は順光時の被写体例を示した図、（ｂ）は（ａ）の被写体例に対するＡＦセンサ出力特性を示した図である。
【０００３】
順光時では、図１２（ａ）に示されるように、画面３の中央の被写体の顔面部１は、人物２の背景に対して十分なコントラストが取られる。すなわち、図１２（ｂ）に示されるように、中央部の出力（顔部）が低下しない。これは、背景の明光と測光したい顔面部１の輝度差が小さいためであり、ＡＦセンサが背景の明光が飽和しないような積分時間で電荷蓄積を行っても、顔面部１の出力が、ある程度出力されるからである。
【０００４】
一方、図１３（ａ）は逆光時の被写体例を示した図であり、図１３（ｂ）は（ａ）の被写体例に対するＡＦセンサ出力特性を示した図である。
【０００５】
逆光時では、図１３（ａ）に示されるように、画面３の中央の被写体の顔面部１が、太陽５等の強い光により、人物２の背景に対して十分なコントラストが取れず（図１３（ｂ）、中央部の出力が低下する。これは、背景の明光と測光したい顔面部１の輝度差が大きいためであり、ＡＦセンサが背景の明光が飽和しないような積分時間で電荷蓄積を行うと、顔面部１の出力がかなり小さくなるからである。
【０００６】
そこで、上記特許文献２に記載の技術では、このような逆光時の場合には積分時間を延長して積分動作を行うことによって、中央のセンサ出力を増加させ（つまり、Ｓ／Ｎ比を高くし）、正しくスポット測光させようとしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１や特許文献２に記載の技術では、以下のような課題を有していた。
【０００８】
すなわち、積分時間を延長して測光するので、中央の被写体像は、ある程度の出力が得られる。しかしながら、その周辺の背景の明光部の出力が過積分になって飽和し、飽和の程度によっては、この飽和したセンサデータがスポット測光領域にかかって、正しく測光できなくなる。
【０００９】
また、近年は、ＡＦセンサは複数の測距エリアを有する、いわゆるマルチＡＦセンサが主流である。これは、上記特許文献２に記載の１点ＡＦセンサと異なり、近傍に他の測距エリアが存在するので、特許文献２に記載された技術のように、測光に不向きなセンサデータのエリアを無理に測光しなくとも、その代替えとなる近傍の測距エリアのセンサデータを使用して、スポット測光が可能になる。
【００１０】
したがってこの発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、測距センサの出力を測光に使用するもので、強い逆光等によって測光不能状態になる場合でも、測光精度を確保することのできるカメラの測光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、請求項１に記載の発明は、複数の焦点検出領域を有し、焦点検出を行う焦点検出センサから成る焦点検出手段と、上記焦点検出手段の検出結果に基づいて、上記複数の焦点検出領域の中の少なくとも２つ以上の領域の被写体輝度を測光する測光手段と、上記焦点検出手段の検出結果に基づいて、上記測光手段に於ける測光動作が可能であるか否かを判断する判断手段と、上記判断手段によって測光可能と判断された焦点検出領域に於ける測光結果を選択する選択手段と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
このような構成とすることにより、強い逆光等によって測光不能状態になる場合でも、測光精度を確保することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記判断手段は、上記焦点検出手段の出力が所定値よりも小さい場合に、測光不能と判断することを特徴とする。
【００１４】
このような構成とすることにより、焦点検出手段の検出結果により速やかに測光不能の判断をすることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記焦点検出手段の暗電流出力値を演算する暗電流成分演算手段を更に具備し、上記判断手段は、上記焦点検出手段の出力が少なくとも上記暗電流成分演算手段の演算結果よりも小さい場合に、測光不能と判断することを特徴とする。
【００１６】
このような構成とすることにより、暗電流出力値によって精度の高いカメラの測光装置を提供することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記選択手段は、１つの焦点検出領域の測光結果が、上記判断手段に於いて測光不能と判断された場合に、その近傍の焦点検出領域に於ける測光可能と判断された測光結果を選択することを特徴とする。
【００１８】
このような構成とすることにより、１つの測光結果が不能であると判断されても近傍の焦点検出領域の測光結果を利用することができるので、精度の高いカメラの測光装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、逆光下でも中央の被写体部の出力を大きく出力してＳ／Ｎ比が低下せず、逆光時と順光時の判断を行い、強い逆光等によって測光不能状態になる場合でも測光精度を確保することのできるカメラの測光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。
【００２１】
図１は、この発明のカメラの測光装置の概念を示したブロック構成図である。
【００２２】
図１に於いて、焦点検出部１１は、図示されない被写体の焦点状態を検出するための焦点検出手段であり、すなわちＡＦセンサから構成される焦点検出回路である。ここでは、複数の焦点検出領域（ＡＦエリア）を有するマルチＡＦセンサにより構成されている。センサデータ処理部１２は、上記焦点検出部１１の出力を処理するもので、焦点演算部１３とスポット測光演算部１４とから構成されている。
【００２３】
焦点演算部１３は、焦点検出部１１の出力を処理して、図示されない撮影レンズの焦点ずれ量を演算する。また、スポット測光演算部１４は測光手段と暗電流成分演算手段を含み、焦点検出部１１の出力を処理して、ＡＦセンサが受光している被写体像の輝度を演算するもので、センサデータ判断部１５と、測光領域選択部１６とを有して構成される。
【００２４】
上記センサデータ判断部１５は、判断手段として、焦点検出部１１の出力がスポット測光に適しているか否かを判断する。測光領域選択部１６は選択手段を構成するもので、上記センサデータ判断部１５の判断結果に従って、スポット測光する領域を選択するためのものである。
【００２５】
このような構成に於いて、焦点検出部１１にて、図示されない被写体の焦点状態が検出されると、この検出出力に従って、センサデータ処理部１２内の焦点演算部１３にて、上記撮影レンズの焦点ずれ量が演算される。また、スポット測光演算部１４内のセンサデータ制御部１５にて、上記焦点検出部１１の出力がスポット測光に適しているか否かが判断される。すると、スポット測光演算部１４内の測光領域選択部１６にて、上記センサデータ判断部１５の判断結果に従って、スポット測光する領域が選択される。
【００２６】
すなわち、ＡＦセンサの出力がスポット測光に適しているか（測光可能か）否かがセンサデータ判断部１５にて判断されて、スポット測光領域内で測光に適するＡＦエリアのセンサデータが使用されて測光が行われる。
【００２７】
次に、この発明のカメラの測光装置が適用されるカメラシステムの構成について説明する。
【００２８】
図２は、この発明の一実施形態に係るカメラシステムの光学系の構成を詳細に示した図である。
【００２９】
この光学系は、先ず、大別して、５つのレンズ群２１ａ〜２１ｅと撮影絞り２８から成る撮影レンズ２１と、撮影時に撮影光路より退避可能なメインミラー２２と、撮影する画面等を確認するためのファインダ光学系２３と、焦点検出手段として自動焦点調整（ＡＦ）を行うためのＡＦ光学系２５と、ＣＣＤ（撮像素子）３０の前面に配置されたシャッタ２９とで構成されている。
【００３０】
上記撮影レンズ２１は、第１レンズ群２１ａ及び第２レンズ群２１ｂに於いてフォーカシング作用を行い、第３レンズ群２１ｃ及び第４レンズ群２１ｄに於いてズーム作用を行う。また、第５レンズ群２１ｅは、固定されているレンズである。
【００３１】
このような構成の撮影レンズ２１でズーミングする場合には、第３レンズ群２１ｃ及び第４レンズ群２１ｄが駆動されると同時に、第１レンズ群２１ａ及び第２レンズ群２１ｂが、図示されないカム構造により駆動されて、ズーミング動作が行われながら、ピントずれが防止される。
【００３２】
また、この発明の一実施形態では、ＴＴＬ位相差方式により焦点検出が行われるので、上記ＡＦ光学系２５は、視野絞り３３と、赤外カットフィルタ３４と、コンデンサレンズ３５と、ミラー３６と、再結像絞り３７と、再結像レンズ３８及びＡＦＩＣ（ＡＦセンサ）３９とで構成されている。
【００３３】
上記視野絞り３３は、撮影画面中からＡＦ検出する視野を決定し、再結像レンズ３８によって分割される２つの光像が干渉しないようにする。赤外カットフィルタ３４は、ＡＦ検出に不要な赤外光を除去し、当該赤外光による収差ずれを防ぐ。
【００３４】
上記コンデンサレンズ３５は、再結像レンズ３８と共にフィルム等価面近傍に結像した被写体光像をＡＦＩＣ３９に再結像させるものである。コンデンサレンズ３５を通過した２つの光束は、ＡＦＩＣ３９上の２つの光電変換素子列に再結像される。
【００３５】
上記再結像絞り３７は、光軸に対称で且つ対を成しているもので、再結像レンズ３８の前に配置されている。また、上記再結像レンズ３９は、撮影レンズ２１による被写体光像の結像面、すなわち、ＣＣＤ等価面の近傍に設置される。
【００３６】
上記ファインダ光学系２３は、詳細には、フォーカシングスクリーン４１と、コンデンサレンズ４２と、ペンタプリズム４３と、モールドダハミラー４４と、接眼レンズ４５及び測光センサ（測光手段）４６とで構成されている。
【００３７】
上記メインミラー２２はハーフミラー構造になっており、その下側にはサブミラー２４が取り付けられている。ＣＣＤ露光時には、図中の波線で示される位置（図中矢印Ｇ１方向に相当）へ退避する。
【００３８】
このように構成された本実施形態で撮影を行う場合、被写体光線Ａは、先ず撮影レンズ２１を経て、メインミラー２２に入射される。上記メインミラー２２では、その入射光量の２／３がファインダ光学系２３側に反射され、入射光量の残りの１／３はメインミラー２２を透過してサブミラー２４で反射され、ＡＦ光学系２５へ導かれる。
【００３９】
また、ＡＦ光学系２５に於いては、上記被写体光線Ａは、上記視野絞り３３、赤外カットフィルタ３４で不要な赤外光が除去され、コンデンサレンズ３５を通過した後、ミラー３６で反射される。そして、再結像絞り３７、再結像レンズ３８を経て、ＣＣＤ等価面近傍に結像された被写体光像が、ＡＦＩＣ３９に再結像される。
【００４０】
また、上記ファインダ光学系２３に於いては、上記撮影レンズ２１を通過した被写体光像がフォーカシングスクリーン４１に結像される。この結像された像が、コンデンサレンズ４２、接眼レンズ４５を介して、撮影者が撮影画面を観察できるように導かれる。そして、撮影時には、上記メインミラー２２とサブミラー２４が図示矢印Ｇ１方向に退避して、撮影レンズ２１を通過した複写体光像が、シャッタ２９の開口によりＣＣＤ３０に露光される。
【００４１】
図３は、この発明のカメラの測光装置が適用されたカメラシステムの制御系の構成を示した図である。尚、図３に示される構成部位は、この発明の要旨となる部分のみを示している。
【００４２】
図３に於いて、この発明の一実施形態に於ける制御系は、演算処理装置（ＣＰＵ）５０と、インターフェイスＩＣ５１と、ＡＦユニット５２と、複数のスイッチから成るスイッチ（ＳＷ）群５３と、ＥＥＰＲＯＭ５４の各ユニットで構成されている。
【００４３】
上記ＣＰＵ５０は、通信ラインを介して、インターフェイスＩＣ５１、ＡＦユニット５２、スイッチ群５３、ＥＥＰＲＯＭ５４の各構成部位とデータの送受信を行い、カメラシステムの全体の制御に係わる各種の演算を行う。以下、それぞれの構成部位について説明する。
【００４４】
上記インターフェイスＩＣ５１は、デジタル回路とアナログ回路が混在されたＢｉ−ＣＭＯＳＩＣであって、図示されないモータやマグネットの駆動、測光、バッテリチェック、ＬＥＤ等の点灯回路、フォトインタラプタの波形整形回路等のアナログ処理部とスイッチの入カシリアル通信データ変換等のデジタル処理部で構成されている。
【００４５】
そして、上記ＡＦユニット５２は、上記コンデンサレンズ３５、再結像レンズ３８、ＡＦＩＣ３９等で構成されている。ＡＦＩＣ３９内には２つの光電変換素子列（フォトセンサアレイ）５６が設けられており、上述したように、被写体光像の一部がフォトセンサアレイ５６上に再結像される。
【００４６】
尚、図３に示されるＡＦユニット５２は、一点のＡＦエリアの構成のみが示されているが、本実施の形態ではマルチＡＦが採用されているため、こうした構成を測距エリアの数だけ有している。
【００４７】
上記スイッチ群５３は、２段階に構成されたレリーズスイッチと、スポット測光スイッチ（ＳＷ）６０を有している。
【００４８】
上記レリーズスイッチの半押しである第１のストローク（以下、１Ｒと記す）でファーストレリーズスイッチ（１ＲＳＷ）５８がオンされて、カメラのＡＦとレンズ駆動等の動作が行われる。そして、レリーズスイッチの全押しの第２のストローク（以下、２Ｒと記す）でセカンドレリーズスイッチ（２ＲＳＷ）５９がオンされて、露光に至るようになっている。
【００４９】
また、スポット測光スイッチ６０は、スポット測光モードのオン、オフを設定するためのスイッチである。
【００５０】
上記ＥＥＰＲＯＭ５４は、カメラの動作に関係する種々のデータが格納されているもので、後述するがスポット測光の補正量のデータも、この記憶素子に格納されている。
【００５１】
図４は、上述したＡＦＩＣ３９の詳細な構成を示した図である。
【００５２】
以下、このＡＦＩＣ３９の詳細な構成について説明する。尚、ここでも一点のＡＦエリアのみの構成について説明する。
【００５３】
図４に於いて、左右のフォトセンサアレイ５６Ｌ及び５６Ｒへの入射光に応じて生じる電荷は、増幅回路６４の内部の蓄積コンデンサに、各フォトセンサ（画素）毎に蓄積されて増幅される。上記フォトセンサアレイ５６Ｌ及び５６Ｒの近傍には、それぞれ１つのフォトセンサから成るモニタ用画素６５Ｌ及び６５Ｒが配置されている。
【００５４】
このモニタ用画素６５Ｌ及び６５Ｒは、それぞれフォトセンサアレイ５６Ｌ及び５６Ｒの近傍に存在するので、フォトセンサアレイ５６Ｌ及び５６Ｒが出力する平均的な光電流とほぼ等しい光電流を出力し、モニタ出力回路６８に入力される。そして、モニタ出力回路６８によって変換された信号は、端子ＭＤＡＴＡよりＣＰＵ５０内部のＡ／Ｄコンバータ（図示せず）に出力される。このＭＤＡＴＡに出力される信号は、蓄積コンデンサに蓄積される電荷の蓄積（積分）レベルを示す信号となる。
【００５５】
一方、増幅回路６４によって増幅された各画素信号は、シフトレジスタ６７により、ＣＰＵ５０から出力される端子ＣＬＫのクロック信号に同期して端子ＳＤＡＴＡより順次出力される。この出力は、ＣＰＵ５０内部のＡ／Ｄコンバータ（図示せず）に入力される。
【００５６】
制御回路７０は、ＣＰＵ５０からの制御信号ＲＥＳＥＴ、ＥＮＤ、ＣＬＫを入力して、ＡＦＩＣ３９内の各ブロックの動作を制御する。増幅回路６４には、インターフェイスＩＣ５１より基準電圧Ｖref が入力され、増幅回路６４内部の基準電位となっている。
【００５７】
温度出力回路６９は、図示されないサーミスタから構成されるもので、ＡＦＩＣ３９の温度データをアナログ信号として、端子ＴＤＡＴＡよりＣＰＵ５０へ出力する。ＣＰＵ５０は、その内部のＡ／Ｄコンバータ内でＡ／Ｄ変換して、ＡＦＩＣ３９の温度データを得る。
【００５８】
図５は、図４に示された各端子へ入出力する信号の状態を示したタイミングチャートである。但し、ここでは、一点のＡＦエリアの構成のみが示される。
【００５９】
上記ＣＰＵ５０より、Ｌ（ロー）レベルのＲＥＳＥＴ（リセット）信号が出力されると、ＡＦＩＣ３９内部のブロックは初期化され、Ｈ（ハイ）レベルのＲＥＳＥＴ信号に同期して、蓄積動作（積分）が開始する。
【００６０】
上述したように、蓄積レベルを示す信号が端子ＭＤＡＴＡに出力される。ここで、図中ａ、ｂは、入射光量の大小を示しており、相対的にａが入射光量大、ｂが入射光量小を示している。
【００６１】
上記ＣＰＵ５０では、蓄積開始後にＭＤＡＴＡ信号をＡ／ＤコンバータによりＡ／Ｄ変換して蓄積レベルをモニタする。そして、図示されるように、ＭＤＡＴＡ信号の値が小さくなる程、各画素の電荷蓄積量が増していくことになる。
【００６２】
更に、適正な蓄積量となった時に、ＣＰＵ５０はＥＮＤ信号を、ＨレベルからＬレベルに変更し、蓄積動作を停止させる。上記ＣＰＵ５０は、この蓄積している時間、すなわちＲＥＳＥＴ信号が、ＬレベルからＨレベルとなって、ＥＮＤ信号がＨレベルからＬレベルとなるまでの時間を内部のカウンタでカウントして、積分時間として記憶する。
【００６３】
次に、上記ＣＰＵ５０は、端子ＣＬＫに画素信号を読み出すためのクロックを出力する。画素信号は、上記端子ＣＬＫのクロックに同期して、順次端子ＳＤＡＴＡに出力される。ＣＰＵ５０では、このＳＤＡＴＡ信号がＡ／Ｄ変換されて、内部の所定の記憶領域に画素データとして記憶される。
【００６４】
また、ＡＦＩＣ３９はマルチＡＦであるので、図５に示された積分動作が各エリアで並行して行われ、全エリアの積分動作が終了すると、画素データは順に読み出される。
【００６５】
図６は、ファインダ内の焦点検出センサの配置とスポット測光領域の例を示した図である。
【００６６】
本実施の形態では、画面枠７３内に、複数のラインセンサとスポット測光領域が、図示形状に配置されている。
【００６７】
図６に示されるように、中央部のラインセンサは、縦横に交差して十字形状の配置を取る中央横ラインセンサ７５と、中央縦ラインセンサ７６で構成される。また、周辺部は、左右に縦ラインセンサが配置されており、右縦ラインセンサ７７と左縦ラインセンサ７８で構成されている。すなわち、本実施の形態に於けるラインセンサは、中央、右、左の３点マルチＡＦの構成であり、中央部のみ２点で構成されているので、ラインセンサ数でいえば４点マルチＡＦの構成である。
【００６８】
また、ファインダ内のフォーカシングスクリーン４１には、スポット測光領域を表すサークル７４が描かれており、横ラインセンサ７５と縦ラインセンサ７６で構成される領域が含まれている。横ラインセンサ７５若しくは縦ラインセンサ７６の出力が演算されることによって、ほぼサークル７４内に存在する被写体の輝度がスポット測光される。
【００６９】
図７は、上記ＡＦＩＣ３９のフォトセンサアレイ５６とモニタ用画素６５Ｌ及び６５Ｒの配置を詳細に説明する図である。
【００７０】
本実施の形態に於いては、ＴＴＬ位相差検出方式による焦点検出センサであるので、各フォトダイオードアレイ７５〜７７は、それぞれ左右２つのフォトダイオードアレイから構成される。
【００７１】
すなわち、図７に於いて７５Ｌ、７５Ｒは、中央横ラインセンサ７５の左右フォトダイオードアレイであり、７６Ｌ、７６Ｒは、中央縦ラインセンサ７６の左右フォトダイオードアレイである。尚、配置上は上下であるが、横と統一するために、左右ＬＲの表現とする。同様に、７７Ｌ、７７Ｒは、右縦ラインセンサ７７の左右フォトダイオードアレイであり、７８Ｌ、７８Ｒは、左縦ラインセンサ７８の左右フォトダイオードアレイである。
【００７２】
また、図４で説明したように、各フォトダイオードアレイの近傍には、モニタ用画素６５Ｌ（６５Ｒ）が配置されており、積分の進行度合いが出力される。したがって、図７に於いて８０Ｌ、８０Ｒは、中央横ラインセンサ７５に対応するモニタ用の画素であり、８１Ｌ、８１Ｒは、中央縦ラインセンサ７６に対応するモニタ用の画素である。同様に、８２Ｌ、８２Ｒは、右縦ラインセンサ７７に対応するモニタ用の画素であり、８３Ｌ、８３Ｒは、左縦ラインセンサ７８に対応するモニタ用の画素である。
【００７３】
次に、図８のフローチャートを参照して、本実施形態に於けるカメラの測光装置が適用されるカメラの動作について説明する。
【００７４】
先ず、ステップＳ１にて、図示されないパワーオンスイッチがオンされると、各部位の初期化が行われて、カメラが撮影可能状態にされる。次いで、ステップＳ２にて、測距動作と測光動作以外の処理が行われる。尚、ここでの処理は、この発明とは直接関係がないので、全てまとめてその他の処理として表記する。
【００７５】
ステップＳ３では、ＡＦＩＣ３９の出力に公知の演算が行われて、撮影レンズ２１のデフォーカス量が演算される。次いで、ステップＳ４に於いて、スポット測光スイッチ６０の状態が判断されて、スポット測光モードが選択されているか否かが判断される。
【００７６】
ここで、スポット測光モードが選択されている場合には、ステップＳ５に移行してＡＦＩＣ３９の出力に、後述する演算が行われて、ファインダ内のサークル７４内に存在する被写体の輝度がスポット測光される。このステップＳ５のサブルーチン「スポット測光演算」の詳細な動作については後述する。
【００７７】
一方、上記ステップＳ４にてスポット測光モードが選択されていない場合には、ステップＳ６に移行して、測光センサ４６の出力に基づいて被写体輝度が測光される。この測光センサ４６は複数領域に分割されており、中央の被写体輝度を優先しながら画面全体の平均的な輝度が演算される。
【００７８】
次に、ステップＳ７では、ファーストレリーズスイッチ（１ＲＳＷ）５８がオンされているか否かが判断される。ここで、ファーストレリーズスイッチ５８がオンされていない場合は上記ステップＳ２に移行して各処理が行われるが、オンされていればステップＳ８に移行する。
【００７９】
ステップＳ８では、上記ステップＳ３で演算されたＡＦ演算が完了しているか否かが判断される。ここで、ＡＦ演算が完了していない場合には、ステップＳ９に移行して再度ＡＦ演算が実行される。すなわち、ファーストレリーズスイッチ５８がオフされている場合のＡＦ演算結果が積極的に使用されることによって、ファーストレリーズスイッチ５８がオンされた後のタイムラグが短縮される。
【００８０】
ステップＳ１０では、上記ステップＳ４〜Ｓ６により測光演算が完了されたか否かが判断される。ここで、測光演算が完了していない場合には、再度測光演算が行われる。ステップＳ１１〜１３にて再度行われる測光演算は、上述したステップＳ４〜Ｓ６と同じであるので、ここでは説明は省略する。
【００８１】
すなわち、ファーストレリーズスイッチ５８がオフにされている場合の測光演算結果が積極的に使用されることによって、ファーストレリーズスイッチ５８がオンされた後のタイムラグが短縮される。
【００８２】
ステップＳ１４では、上記ステップＳ３若しくはＳ９で演算されたデフォーカス量が撮影レンズ２１のレンズ駆動量に換算され、撮影レンズ２１が駆動されて合焦状態が得られる。また、上記ステップＳ３若しくはＳ９にて、ローコントラスト等のためにデフォーカス量が演算できなかった場合には、撮影レンズ２１が所定の位置まで駆動されて次回のＡＦ動作で焦点検出が行われる（レンズスキャン動作）。
【００８３】
次に、ステップＳ１５に於いて、上記ステップＳ１４にて撮影レンズ２１の合焦状態が得られたか否かが判断される。ここで、まだ非合焦状態であれば、上記ステップＳ３に移行してＡＦ動作が継続される。
【００８４】
そして、ステップＳ１６では、セカンドレリーズスイッチ（２ＲＳＷ）５９がオンされているか否かが判断される。ここで、セカンドレリーズスイッチ５９がオフにされていれば、上記ステップＳ３に移行する。一方、セカンドレリーズスイッチ５９がオンされていれば、以下のレリーズシーケンスに移行する。
【００８５】
すなわち、ステップＳ１７では、上記ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ１２、Ｓ１３の何れかのステップで演算された絞り値になるように、絞２８が駆動される。次いで、ステップＳ１８にて、メインミラー２２がアップされる。ステップＳ１９では、上記ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ１２、Ｓ１３の何れかのステップで演算されたシャッタ開口時間だけ、シャッタ２９が開口されてＣＣＤ３０が露光される。
【００８６】
そして、ステップＳ２０では、メインミラー２２がダウンされる。続くステップＳ２１では、絞り２８が初期位置まで開放駆動される。更に、ステップＳ２２にてシャッタ２９が初期位置まで戻されて次回の撮影に備える。ステップＳ２３では、ＣＣＤ３０が駆動されて画像データが読み出され、所定のメモリに格納される。
【００８７】
その後、上記ステップＳ２に移行して、次回の撮影に備える。
【００８８】
ここで、スポット測光演算の説明に先立って、スポット測光の原理について説明する。
【００８９】
既に説明したように、ＡＦＩＣ３９はフォトセンサアレイで構成されているので、同一積分時間で画素の出力が２倍になると輝度が２倍になり（１段明るい）、同一出力レベルで積分時間が２倍になると輝度が１／２になる（１段暗い）。つまり、輝度はセンサ出力に比例し、積分時間に反比例することになるので、それぞれ画素出力（の和）と積分時間を２を底とした対数をとることによって、被写体輝度は下記（１）式に比例する。
【００９０】
被写体輝度∝ｌｏｇ2 （ΣＤ（ｉ））−ｌｏｇ2 Ｔ                …（１）  
ここで、Ｄ（ｉ）はｉ番目の画素の出力であり、ΣＤ（ｉ）はスポット測光領域（図１２、１３に概略図示）内の画素出力の和である。また、Ｔは積分時間である。
【００９１】
輝度値はＡＦセンサの出力によって決定されるので、カメラ個々によって同一輝度でも出力が異なっている。そこで、カメラの組み立て完成時に、カメラ工場に於いてカメラ個々に調整が行わる。調整は複数の輝度によって、上記（１）式の左辺を出力することによって行われ、調整によって得られたパラメータはＥＥＰＲＯＭ５４に記憶されている。
【００９２】
被写体輝度は、上記（１）式の左辺と調整パラメータによって、以下のように演算される。  
被写体輝度＝Ａ×（ＢＶraw −ＢＶadj ）−ＢＶshift             …（２）  
ここで、ＢＶraw ：（１）式の左辺、対数圧縮演算したのみの生輝度値  
ＢＶadj ：カメラ調整時の輝度に於けるＢＶraw の値（調整値）
ＢＶshift ：カメラ調整時の輝度値（調整値）
Ａ：カメラ調整時の上記（１）式の傾き値（調整値）
このように、ＡＦＩＣ３９の出力（センサデータ、積分時間）が演算されることによって、被写体輝度の演算がなされる。
【００９３】
次に、図９のフローチャートを参照して、図８のフローチャートに於けるステップＳ５及びＳ１２のサブルーチン「スポット測光演算」の詳細な動作を説明する。
【００９４】
本ルーチンに入ると、先ず、ステップＳ３１にて中央横ラインセンサ７５のセンサデータが取得される。これは、図８のフローチャートに於けるステップＳ３若しくはＳ９で得られているセンサデータがそのまま使用され、新たにＡＦＩＣ３９の積分動作がなされることはない。また、スポット測光に使用する場合には、出力の絶対値が重要であるので、中央横ラインセンサ７５のうちのラインセンサ左７５Ｌのみの出力が使用される。ラインセンサ右７５Ｒの出力は使用されない。
【００９５】
次いで、ステップＳ３２にて、中央横ラインセンサ７５の積分時間データが取得される。これは、図８のフローチャートに於けるステップＳ３若しくはＳ９で得られている積分時間データがそのまま使用される。更に、ステップＳ３３では、暗黒時の出力Ｄdarkが演算される。暗黒時の出力とは、センサが暗黒状態にされたときに生じる出力であり、つまり暗電流出力である。
【００９６】
ここで、このＤdarkの演算について、図１０を参照して説明する。
【００９７】
図１０（ａ）に示されるように、Ｄdarkは積分時間に依存する成分と、温度に依存する成分とに大別される。このうち積分時間依存出力成分は、積分時間が長くなるほど大きくなる。これは、積分動作が長くなるので当然である。そして、ある温度では積分時間によらず、一定の温度依存出力成分が加算される。
【００９８】
次に、図１０（ｂ）に示されるように、この温度依存出力成分は、ＡＦセンサ環境温度によって変化する。一般的に、温度が高いほど暗電流成分が大きくなるので、このような例で示されている。
【００９９】
つまり、上記ステップＳ３３では、ＡＦＩＣ３９内の温度出力回路６９の出力からＡＦセンサ環境温度の情報を得て、先ず、温度依存出力成分が演算される。そして、上記ステップＳ３２で得られた積分時間データから積分時間依存出力成分が演算され、両者が加算されて暗黒時出力Ｄdarkが演算される。
【０１００】
図９のフローチャートに戻り、ステップＳ３４では、センサデータの和Ｄ、すなわち、上記（１）式のΣＤ（ｉ）が演算される。スポット測光領域は、図１２若しくは図１３に概略図示されており、全体の画素数の８割位の領域が設定されている。
【０１０１】
そして、ステップＳ３５に於いて、スポット測光が可能であるか否かを判断するために、上記ステップＳ３４で演算されたセンサデータの和Ｄが、所定レベルＤthreshより大きいか否かが判断される。
【０１０２】
ここで、ステップＳ３５の判断処理について、図１１を参照して説明する。
【０１０３】
図１３の説明の中で、逆光下に於いては周辺の明光に積分動作の停止判断基準がおかれるので、図１３（ｂ）に示されるように測光したい被写体像がつぶれてしまい、正確なスポット測光ができないことを述べた。また、逆光下以外にも、同様に、センサデータがつぶれてしまい、正確なスポット測光ができなくなる状況がある。その状況を、図１１（ａ）を参照して説明する。
【０１０４】
図１１（ａ）は、スポット測光領域内のフォトセンサアレイ（図７で説明）の再掲図である。ここでは、明るい点光源８５がモニタ用画素８０Ｌのみに照射されている例が示されている。点光源８５の周辺は、点光源８５の拡散光によって均一的な輝度面が形成されているとする。
【０１０５】
図４及び図７を参照して説明したように、モニタ用画素８０Ｌはフォトダイオードアレイ７５Ｌの近傍に配置されており、フォトダイオードアレイ７５Ｌから出力される平均的な光電流とほぼ等しい光電流が出力されることで、フォトダイオードアレイ７５Ｌの積分の進行度合いがモニタ出力されることになっている。
【０１０６】
ところが、点光源８５のような被写体がモニタ用画素８０Ｌに当たってしまうと、フォトダイオードアレイ７５Ｌが出力する平均的な光電流とほぼ等しい光電流を出力することができないことになる。その結果、フォトダイオードアレイ７５Ｌの積分の進行度合いが正しくモニタ出力できなくなってしまう。
【０１０７】
つまり、モニタ用画素８０Ｌの出力が大きくなるので、ＣＰＵ５０は中央横ラインセンサ７５を短い積分時間で停止させてしまう。そして、実際の中央横ラインセンサ７５には、点光源８５の拡散光である弱い光が当たっているので、短い積分時間で停止されるとセンサデータ出力が小さくなってしまう。これにより、結果的に図１３で説明した逆光下と同じように、スポット測光には不適切なセンサデータとなる。
【０１０８】
一方、このときに対する中央縦ラインセンサ７６には、そのモニタ用画素８１も含めて、点光源８５の拡散光が一様に当たっているので、図１２の順光下のように、正確にスポット測光が可能である。
【０１０９】
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示されるように、モニタ用画素８０Ｌに点光源８５が当たった場合の中央横ラインセンサ７５Ｌの出力が示されている。積分が未完了レベルの状態で積分停止されているので、出力が非常に低い状態となっている。これは、スポット測光には不適である。
【０１１０】
図１１（ｃ）は、図１１（ａ）に示されるように、モニタ用画素８０Ｌに点光源８５が当たった場合の中央縦ラインセンサ７６Ｌの出力が示されている。このとき、モニタ用画素８１Ｌと中央縦ラインセンサ７６Ｌには、点光源６６の拡散光による均一的な輝度面が当たっているので、積分が完了レベルの状態で積分停止され、出力は十分に高い状態となっている。これはスポット測光可能なレベルである。
【０１１１】
このように、ステップＳ３５では、スポット測光可能か否かを判断するために、上記ステップＳ３４で演算されたセンサデータ和Ｄが所定レベルＤthreshより大きいか否かが判断される。ここで、上記センサデータＤが所定レベルに達していなければ、スポット測光不能であるのでステップＳ３６へ移行し、所定レベルよりも大きければ、スポット測光可能であるのでステップＳ３７へ移行する。
【０１１２】
上記所定レベルＤthreshは、図１１（ｂ）及び（ｃ）に示されているスポット測光可否判定レベルＤ0 ×スポット測光範囲画素数で求められる。このスポット測光可否判定レベルＤ0 は、暗黒時出力Ｄdarkのばらつきが考慮されて、暗黒時出力Ｄdarkよりもやや大きめの値に設定される。
【０１１３】
ステップＳ３６では、スポット測光が不能であるので、中央横ＮＧフラグがセットされてその旨が記憶される。その後、ステップＳ４１へ移行する。一方、ステップＳ３７では、スポット測光が可能であるので、中央横ＮＧフラグがクリアされて、その旨が記憶される。
【０１１４】
ステップＳ３８では、上記ステップＳ３４で演算されたセンサデータ和Ｄから、上記ステップＳ３３で演算された暗黒時出力Ｄdarkが差し引かれ、更に対数圧縮演算される。暗黒時の出力が差し引かれることで、センサデータの信号成分が抽出される。上記ステップＳ３５の判断があるので、この引き算が負の数になることはない。
【０１１５】
ステップＳ３９では、上記ステップＳ３２で取得された積分時間が対数圧縮演算される。次いで、ステップＳ４０では、中央横輝度値が演算される。すなわち、上記（１）式及び（２）式に基づいて、スポット測光輝度値が演算される。
【０１１６】
続くステップＳ４１〜Ｓ４４では、中央縦ラインセンサ７６について、上述したステップＳ３１〜Ｓ３４と同様の処理が行われる。更に、ステップＳ４５に於いて、上述したステップＳ３５と同様の判定が行われる。すなわち、センサデータ和Ｄが所定レベルに達していなければステップＳ５２に移行し、達していればステップＳ４６へ移行する。
【０１１７】
ステップＳ４６〜Ｓ４８では、中央縦ラインセンサ７６について、上述したステップＳ３８〜Ｓ４０と同様の処理が行われる。
【０１１８】
ステップＳ４９に於いては、上記ステップＳ３６、Ｓ３７の中央横ＮＧフラグの状態が判断される。ここで、同フラグ＝０であれば、中央横ラインセンサ７５及び中央縦ラインセンサ７６が共に測光可能であるので、ステップＳ５０に移行する。一方、同フラグ＝１であれば、中央横ラインセンサ７５が測光不能で中央縦ラインセンサ７６が測光可能であるので、ステップＳ５１へ移行する。
【０１１９】
ステップＳ５０では、最終的なスポット測光値として、上記ステップＳ４０及びＳ４８で演算された中央横縦のラインセンサの平均輝度値が採用される。つまり、測光値として有効なデータのみが測光値として採用される。また、ステップＳ５１では、最終的なスポット測光値として、上記ステップＳ４８で演算された中央縦ラインセンサ７６の輝度値が採用される。
【０１２０】
ステップＳ５２に於いては、上記ステップＳ３６及びＳ３７の中央横ＮＧフラグの状態が判断される。ここで、同フラグ＝０であれば、中央横ラインセンサ７５が測光可能で中央縦ラインセンサ７６が測光不能であるので、ステップＳ５３に移行する。一方、同フラグ＝１であれば、中央横ラインセンサ７５と中央縦ラインセンサ７６が共に測光不能であるので、ステップＳ５４へ移行する。
【０１２１】
ステップＳ５３では、最終的なスポット測光値として、上記ステップＳ４０で演算された中央横ラインセンサ７５の輝度値が採用される。また、ステップＳ５４では、中央横縦のラインセンサが共に測光不能であるので、最終的なスポット測光値としてＥＥＰＲＯＭ５４に格納されている所定輝度が採用される。この所定輝度は、低輝度測光限界に相当する輝度値である。
【０１２２】
尚、ここでは低輝度限界値に固定しているが、こけに限られるものではなく、例えば、上述した特許文献２に開示されているように、積分時間を延長して再トライする方法も考えられる。
【０１２３】
最後に、ステップＳ５５にて、上記ステップＳ５０、Ｓ５１、Ｓ５３、Ｓ５４で求められたスポット測光輝度値から、最終的な露出値が演算される。すなわち、絞り２８の絞り値やシャッタ２９の開口時間等がこれに当たる。
【０１２４】
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明の主旨を逸脱しない範囲で変形可能であることはもちろんである。
【０１２５】
例えば、上述した実施形態では、最も簡単な中央のスポット測光領域内に２つのラインセンサの例で示したが、もっと多くのラインセンサや２次元のエリアセンサであっても良い。これによれば、測光エリアが多いほど精度が向上する。この場合にも、測光不能の焦点検出領域を測光値として採用せず、測光不能な焦点検出領域の近傍に存在する測光可能な焦点検出領域を測光値として採用すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】この発明のカメラの測光装置の概念を示したブロック構成図である。
【図２】この発明の一実施形態に係るカメラシステムの光学系の構成を詳細に示した図である。
【図３】この発明のカメラの測光装置が適用されたカメラシステムの制御系の構成を示した図である。
【図４】この発明の一実施形態に係るＡＦＩＣ３９の詳細な構成を示した図である。
【図５】図４に示された各端子へ入出力する信号の状態を示したタイミングチャートである。
【図６】ファインダ内の焦点検出センサの配置とスポット測光領域の例を示した図である。
【図７】ＡＦＩＣ３９のフォトセンサアレイ５６とモニタ用画素６５Ｌ及び６５Ｒの配置を詳細に説明する図である。
【図８】この発明の一実施形態に於けるカメラの測光装置が適用されるカメラの動作について説明するフローチャートである。
【図９】図８のフローチャートに於けるステップＳ５及びＳ１２のサブルーチン「スポット測光演算」の詳細な動作を説明するフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートに於けるステップＳ３３のＤdarkの演算について説明する図である。
【図１１】図９のフローチャートに於けるステップＳ３５及びＳ４５の判断処理について説明する図である。
【図１２】従来の技術に係る順光時の測光について説明する図である。
【図１３】従来の技術に係る逆光時の測光について説明する図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１１…焦点検出部、１２…センサデータ処理部、１３…焦点演算部、１４…スポット測光演算部、１５…センサデータ制御部、１６…測光領域選択部、２１…撮影レンズ、２２…メインミラー、２３…ファインダ光学系、２４…サブミラー、２５…ＡＦ光学系、２８…絞り、２９…シャッタ、３０…ＣＣＤ（撮像素子）、３９…ＡＦＩＣ（ＡＦセンサ）、４１…フォーカシングスクリーン、４２…コンデンサレンズ、４３…ペンタプリズム、４４…モールドダハミラー、４５…接眼レンズ、４６…測光センサ、５０…演算処理装置（ＣＰＵ）、５１…インターフェースＩＣ、５２…ＡＦユニット、５３…スイッチ（ＳＷ）群、５４…ＥＥＰＲＯＭ、５６、５６Ｌ、５６Ｒ…フォトセンサアレイ、６５Ｌ、６５Ｒ…モニタ用画素。
【図１】
2005115058.tif 000003
【図２】
2005115058.tif 000004
【図３】
2005115058.tif 000005
【図４】
2005115058.tif 000006
【図５】
2005115058.tif 000007
【図６】
2005115058.tif 000008
【図７】
2005115058.tif 000009
【図８】
2005115058.tif 000010
【図９】
2005115058.tif 000011
【図１０】
2005115058.tif 000012
【図１１】
2005115058.tif 000013
【図１２】
2005115058.tif 000014
【図１３】
2005115058.tif 000015