(57)【要約】【課題】光学部材の誤差の影響を受けることなく高精度な測光を行うことができる、測光装置の提供。【解決手段】基準カメラの測光センサ１４の感度分布と実際のカメラの測光センサ１４の感度分布とを対応付けて、補正パラメータΔｘ、Δｙを算出する。この補正パラメータΔｘ、Δｙは、測光センサ１４のセンサ出力から撮像面における光量を求めるための変換関数Ｆ(x,y)に関するものであり、実測値に基づいて算出されているため、個々のカメラの個体差が反映されている。この補正パラメータΔｘ、Δｙで変換関数Ｆ(x,y)をＦ(x＋Δｘ,y＋Δｙ)のように補正することにより、カメラ個体間のばらつきに起因する誤差が効果的に補正でき、測光を高精度に行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を受光する受光素子の出力に基づいて測光を行う測光装置において、
光路中に配置された光学部材に起因する前記出力の分布のばらつきを補正する補正手段を備えたことを特徴とする測光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の測光装置において、
前記受光素子の出力から結像面と等価な面の光量を求める関数に基づいて、測光演算を行う演算部をさらに備え、
前記補正手段は、前記関数を補正することを特徴とする測光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の測光装置において、
前記補正手段は、前記出力の分布のばらつきを前記受光素子の感度分布に対応付けて算出される補正パラメータで、前記関数を補正することを特徴とする測光装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の測光装置において、
前記受光素子は、前記撮影レンズの光軸外で被写体光を受光することを特徴とする測光装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の測光装置において、
前記撮影レンズの光軸上に配設されて、被写体光を拡散する拡散手段を備え、
前記受光素子は、前記拡散手段で拡散された光を受光することを特徴とする測光装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の測光装置を備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項７】
請求項６に記載のカメラにおいて、
前記光学部材はカメラに設けられた光学部材であって、
該光学部材に応じた前記補正パラメータを記憶した記憶手段を備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項８】
被写体光を受光する受光素子と、
前記受光素子の出力に基づいて測光演算を行う演算部と、
光路中に配置された光学部材に起因する前記出力の分布のばらつきを補正する補正手段とを備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
前記光路中に配置された光学部材は、カメラに設けられたミラー、ペンタプリズム、フレネルレンズおよびレンズマウントの少なくとも一つを含むことを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影レンズを通過した被写体光を用いて測光を行う測光装置およびカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ交換可能なカメラで用いられているＴＴＬ測光装置では、実装スペースの関係から測光装置は光軸外におかれ、フォーカシングスクリーンで拡散された光を測光する構成が一般的である。この場合、交換レンズのレンズ構成の違いによって、測光誤差が生じるという問題がある。そのため、特許文献１に記載の発明では、レンズの３開口値を用いて、レンズ別に口径食により発生する光空間分布（感度分布）を求め、補正を行うようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３４２７２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、より倍率や視野率が高く、明るいファインダが求められるようになって来ており、より拡散性の低いフォーカシングスクリーンにより拡散された、より角度依存性の高い光を測光装置で測光することになる。そのため、光軸から外れた状態で測光を行う測光装置では、口径食とは別に、カメラ本体側のペンタプリズムやレンズマウントなどの光軸ずれに起因して、測光誤差が生じるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、被写体光を受光する受光素子の出力に基づいて測光を行う測光装置に適用され、光路中に配置された光学部材に起因する出力の分布のばらつきを補正する補正手段を備えたことを特徴とする。
また、受光素子の出力から結像面と等価な面の光量を求める関数に基づいて、測光演算を行う演算部をさらに備え、補正手段により関数を補正するようにしても良いし、出力の分布のばらつきを受光素子の感度分布に対応付けて算出される補正パラメータで、関数を補正するようにしても良い。
さらに、受光素子は、撮影レンズの光軸外で被写体光を受光するようにしても良いし、撮影レンズの光軸上に配設されて、被写体光を拡散する拡散手段を備えて、拡散手段で拡散された光を受光するようにしても良い。
請求項６の発明によるカメラは、請求項１〜５のいずれか一項に記載の測光装置を備えたことを特徴とする。
さらに、光学部材はカメラに設けられた光学部材であって、該光学部材に応じた補正パラメータを記憶した記憶手段を備えるようにしても良い。
請求項８の発明によるカメラは、被写体光を受光する受光素子と、受光素子の出力に基づいて測光演算を行う演算部と、光路中に配置された光学部材に起因する出力の分布のばらつきを補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。
また、請求項６〜８のいずれか一項に記載のカメラにおいて、光路中に配置された光学部材は、カメラに設けられたミラー、ペンタプリズム、フレネルレンズおよびレンズマウントの少なくとも一つを含むようにしても良い。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、光路中に配置された光学部材に起因する出力の分布のばらつきを、補正手段で補正するようにしたので、光学部材の誤差の影響を受けることなく高精度な測光を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本実施の形態によるカメラの概略構成を示すブロック図である。図１に示すカメラはレンズ交換式のカメラであって、撮影レンズ１および絞り２を内蔵する交換レンズ３が、カメラ本体４のレンズマウント５に着脱自在に装着される。
【０００８】
交換レンズ３を通過してカメラ本体４に入射した被写体光束は、レリーズ前はクイックリターンミラー６により上方へ導かれてフォーカシングスクリーン７に結像するとともに、被写体光束の一部はサブミラー８で下方に反射されて焦点検出装置９にも結像する。フォーカシングスクリーン７に結像した被写体光束はフォーカシングスクリーン７によって拡散光とされ、フレネルレンズ１０を介してペンタプリズム１１へ入射する。
【０００９】
ペンタプリズム１１は、入射した被写体光束を接眼レンズ１２へ導く。また、光軸外に発散された被写体光束の一部は、破線で示すようにペンタプリズム１１および測光光学系１３を介して測光センサ１４に入射する。測光センサ１４にはエリアセンサが用いられ、測光演算部１５では、その出力に基づいて測光演算や後述する補正演算が行われる。測光装置に設けられたメモリ１９には測光演算に必要なデータが記憶される。
【００１０】
一方、レリーズ後はクイックリターンミラー６が上方へ回動して光路から退避し、被写体光束はシャッタ１６を介して撮影用の撮像装置１７へ導かれる。この撮像装置１７は、銀塩フィルム式カメラであればフィルムであり、デジタルカメラであればＣＣＤ素子等の固体撮像素子である。なお、クイックリターンミラー６が回動後シャッタ１６のシャッタ幕（不図示）が開く前は、被写体光束はシャッタ幕面で反射され、調光用測光装置１８に入射されるように構成されている。
【００１１】
上述したように、測光センサ１４はフォーカシングスクリーン７により拡散された光を光軸外で受光し、その測光センサ１４からの出力に基づいて、被写体像が結像される撮像面における光量を算出するようにしている。図２は、輝度箱等の均一光源を観察したときの、測光センサ１４の受光面における被写体像の輝度を示したものであり、光空間分布とか感度分布とか呼ばれるものである。以下では、感度分布と称することにする。図２では、測光センサ１４の受光面の各点（ｘ、ｙ）における輝度値を等高線で表しており、輝度が最も高いところを１とした相対値で示した。
【００１２】
図２（ａ）は、光路中に配置された光学部材（例えば、ペンタプリズム１１）に光軸ずれ等のない、理想的なカメラ（以下では基準カメラと呼ぶ）の場合の感度分布を示したものであり、図２（ｂ）は光学部材に光軸ずれがある場合の感度分布を示したものである。図２（ａ），（ｂ）のいずれの場合も、輝度箱等のような均一光源を用いて測定を行っているので、光軸上の撮像面における光量分布は均一となっている。
【００１３】
しかし、測光センサ１４は光軸外で被写体光を受光しているため、測光センサ１４の受光面における感度分布は理想的な基準カメラの場合であっても均一にはならない。そのため、基準カメラの場合の測光センサ１４の感度分布は、図２（ａ）に示すように不均一な分布になっている。
【００１４】
このような感度分布を有する測光センサ１４の場合、センサ出力値から撮像面における光量を求めるには、例えば、次式（１）に示すような変換関数Ｆ(x,y)を用いて算出する。式（１）において、Ｇ(x,y)は測光センサ１４のセンサ出力値であり、Ｌ(x,y)は撮像面での光量である。なお、センサ受光面の座標と撮像面上の座標とは一対一で対応しているので、いずれも座標（x,y）で表すことにする。
Ｌ(x,y)＝Ｆ(x,y)・Ｇ(x,y)      …（１）
【００１５】
均一光源を観察した場合のセンサ出力分布は感度分布に比例しているので、センサ出力分布は図２（ａ）に示す感度分布と同様の分布となっている。そのようなセンサ出力分布の場合、変換関数Ｆ(x,y)は、撮像面において均一な光量分布、すなわち一定値を与える。言い替えると、変換関数Ｆ(x,y)は図２（ａ）に示す感度分布に逆比例の関係にある。
【００１６】
ところが、実際のカメラの場合、カメラ本体側の光学部材の光軸ずれ等に起因して、測光センサ１４の感度分布は図２（ｂ）に示すような分布となっている。このようなカメラのセンサ出力Ｇ’(x,y)と上述した変換関数Ｆ(x,y)とを用いて算出される撮像面光量Ｌ’(x,y)は、次式（２）に示すように本来得られるべき光量Ｌ(x,y)と異なったものとなる。
Ｌ’(x,y)＝Ｆ(x,y)・Ｇ’(x,y)
≠Ｌ(x,y)              …（２）
【００１７】
そこで、本実施の形態では、基準カメラの感度分布と実際のカメラ（以下では、被検カメラと呼ぶ）の感度分布とを対応付けて、変換関数Ｆ(x,y)を補正するようにした。具体的は、均一光源を用いたときのセンサ出力Ｇ’(x,y)から、基準カメラの場合の撮像面光量Ｌ(x,y)が得られるように変換関数Ｆ(x,y)を補正し、その補正された変換関数Ｆ’(x,y)を用いて光量演算を行うようにする。均一光源の場合、変換関数Ｆ(x,y)は基準カメラのセンサ出力Ｇ(x,y)の逆数（１／Ｇ(x,y)）に比例しており、それら積は一定値となる。そこで、被検カメラのセンサ出力がＧ’(x,y)であった場合、その逆数（１／Ｇ’(x,y)）に比例した関数を変換関数Ｆ’(x,y)とすれば、それらの積は一定値となる。
【００１８】
図３（ａ）は、図２（ａ），（ｂ）の垂直方向断面であるＡ−Ａ断面に沿った輝度データを示したものであり、曲線Ｌ１Ａは図２（ａ）の場合を示し、曲線Ｌ２Ａは図２（ｂ）の場合を示す。一方、図３（ｂ）は、図２（ａ），（ｂ）の水平方向断面であるＢ−Ｂ断面に沿った輝度データを示したものであり、曲線Ｌ２Ａは図２（ａ）の場合を示し、曲線Ｌ２Ｂは図２（ｂ）の場合を示す。図２（ａ），（ｂ）の水平方向をｘ座標、垂直方向をｙ座標とすると図３（ａ）の横軸はｙ座標を表しており、図３（ｂ）の横軸はｘ座標を表している。
【００１９】
図３（ａ）に示す曲線Ｌ１Ａと曲線Ｌ２Ａとは同じような変化傾向を有しており、図示右側に近づくほど、すなわち、図２（ａ），（ｂ）の画面下側に近づくほど輝度が低下している。しかし、曲線Ｌ２Ａの方が曲線Ｌ１Ａよりも下方にずれており、このずれが光学部材の光軸ずれ等に起因する測光誤差である。また、図３（ｂ）に示す曲線Ｌ１ＢおよびＬ２Ｂは、いずれも上に凸の放物線に似たほぼ左右対称な形状を有しているが、同一座標の値を比較すると互いに上下にずれている。このような基準カメラの感度分布に対する分布のずれが、実際のカメラにおける測光センサ１４の出力のずれとして現れ、その出力のずれが光学部材の光軸ずれ等に起因する測光誤差を生じさせる。
【００２０】
ところで、実験の結果、曲線Ｌ１Ａ，Ｌ１Ｂと対応する曲線Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂとは、互いに非常によく似た形状をしており、曲線Ｌ２Ａは、近似的に曲線Ｌ１ＡをΔｙだけずらしたものとほぼ一致していることが解った。また、曲線Ｌ２Ｂは、近似的に曲線Ｌ１ＢをΔｘだけずらしたものとほぼ一致している。
【００２１】
上述したように、変換関数Ｆ(x,y)は曲線Ｌ１Ａ，Ｌ１Ｂで表される基準カメラの感度分布に逆比例しており、変換関数Ｆ’(x,y)は曲線Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂで表される被検カメラの感度分布に逆比例している。図３（ａ），（ｂ）からも分かるように、被検カメラの感度分布は基準カメラの感度分布を（Δｘ、Δｙ）だけずらしたもので近似できるので、感度分布に逆比例している変換関数Ｆ(x,y)，Ｆ’(x,y)に関しても同様の関係が成り立つ。
【００２２】
すなわち、変換関数Ｆ’(x,y)は、変換関数Ｆ(x,y)を（Δｘ、Δｙ）だけずらしたもので近似でき、式（３）のように表される。なお、Ｃoffsetは撮影レンズ１に依存する項であり、撮影レンズ１の種類によってセンサ出力の傾向が異なるので、それを調整するためのオフセット値である。
Ｆ’(x,y)＝Ｆ(x＋Δｘ,y＋Δｙ)＋Ｃoffset      …（３）
【００２３】
この補正パラメータΔｘ、Δｙは、次のようにして求める。まず、均一光源を被検カメラに装着して、測光センサ１４の感度分布に対応するセンサ出力Ｇ’(x,y)を計測する。なお、基準カメラに同様の均一光源を装着して、そのときのセンサ出力Ｇ(x,y)を基準出力として計測しておく。なお、補正パラメータΔｘ、Δｙは撮影レンズに依存しないので、周辺光量の減少が大きい光分布の大きいレンズを使用するのが良く、広角の短焦点レンズを計測用の撮影レンズとして用いるのが好ましい。
【００２４】
次いで、計測した基準カメラのセンサ出力Ｇ(x,y)と被検カメラのセンサ出力Ｇ’(x,y)とを用いて、次式（４）で定義されるα（Δｘ、Δｙ）が最小となる（Δｘ、Δｙ）を数値計算により求める。式（４）のΣの計算は、図２に示す（ｘ、ｙ）全域について行われる。
α（Δｘ、Δｙ）＝Σ｛Ｆ(x,y)−Ｆ(x＋Δｘ,y＋Δｙ)｝２      …（４）
【００２５】
計算により得られた補正パラメータΔｘ、Δｙは、被検カメラに設けられたメモリに記憶される。その場合、図１に設けられた測光装置側のメモリ１９に記憶しても良いし、カメラ側に設けられたメモリ（不図示）に記憶しても良い。このような作業は、例えば、カメラの出荷検査工程にて行われる。
【００２６】
そして、測光を行う場合には、予め測光装置のメモリ１９に記憶されている変換関数Ｆ(x,y)を式（３）のように補正して、補正された変換関数Ｆ’(x,y)と、測光センサ１４から出力されたセンサ出力Ｇ’(x,y)とを用いて、撮像面光量Ｌ(x,y)を次式（５）により算出する。
Ｌ(x,y)＝Ｆ’(x,y)・Ｇ’(x,y)      …（５）
【００２７】
上述したような感度分布はカメラ毎に異なっており、光路上に配置された光学部材の光軸ずれ、すなわち、レンズマウント５の誤差、ミラー６の偏角、フレネルレンズ１０の光軸ずれ、ペンタプリズム１１の偏角等の複合的な光軸ずれに起因している。理論上は、それらの感度分布への影響を一つ一つ計算することにより、補正量を解析的に求めることは可能である。しかし、光学部材を構成する部品点数が多いことや、フォーカシングスクリーン７による拡散特性も関係することから、解析的に補正量を求めるのは現実的に困難である。
【００２８】
一方、本実施の形態では、実測値に基づいて算出された補正パラメータΔｘ、Δｙを用いて、変換関数Ｆ(x,y)を補正するようにしているので、個々のカメラの個体差が補正パラメータΔｘ、Δｙに正確に反映され、カメラ個体間のばらつきに起因する誤差が効果的に補正できる。また、補正パラメータの算出は、部品点数の数に依らず同様に行うことができるので、要求精度が厳しく、明るくて視野率および倍率の高いファインダへの搭載が容易に可能となる。さらに、ミラー等の個々の部品精度が悪くても、補正パラメータによる補正によりそれらの影響が吸収され、部品単価および調整コストの削減にも効果がある。
【００２９】
なお、上述した実施の形態では、測光センサ１４の出力に関する補正について説明したが、光量を計測するものであれば測光センサ１４に限らず、例えば、調光用測光装置１８の測光にも本発明を適用することができる。さらに、カメラに限らず、種々の撮影装置に用いられる測光装置にも適用できる。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施の形態によるカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図２】測光センサ１４の感度分布を示す模式図であり、（ａ）は基準カメラの感度分布を、（ｂ）は被検カメラの感度分布を示す。
【図３】（ａ）は図２のＡ−Ａ断面に沿った輝度データを示す図であり、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ断面に沿った輝度データを示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１：撮影レンズ、４：カメラ本体、５：レンズマウント、６：クイックリターンミラー、７：フォーカシングスクリーン、１０：フレネルレンズ、１１：ペンタプリズム、１４：測光センサ、１５：測光演算部、１９：メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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