(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写界に対して設定された中央部の測光範囲を示す指標と、
前記被写界を、前記指標に対応して位置する中央測光領域と、前記指標の外形に対応する線上に位置するとともに前記指標の内側と外側の範囲に及ぶスポット測光領域とを含む複数領域に分割して測光し、それぞれの領域の測光値を出力する測光部と、
前記測光部の測光感度分布の外形が前記指標の形状とほぼ同じになるように、前記中央測光領域の測光値に前記スポット測光領域の測光値を重み付けして加算することにより、前記中央測光領域の測光値として算出する測光値算出部と
を備えた測光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の測光装置において、
前記被写界のうち、前記スポット測光領域に対応した領域を含む複数の焦点検出領域についての焦点状態を検出する焦点検出部と、
前記複数の焦点検出領域の内の１つを選択する領域選択部とをさらに備え、
前記測光値算出部は、前記領域選択部によって選択された焦点検出領域が前記スポット測光領域に対応したものである場合に、当該スポット測光領域の前記測光値に対する重み付けを大きくして前記中央測光領域の測光値を算出すること
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、
前記測光値算出部は、選択されない前記焦点検出領域に対応する前記スポット測光領域の重みを、前記選択された焦点検出領域に対応する前記スポット測光領域の重みより低くすること
を特徴とする測光装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の測光装置において、
撮影レンズの焦点調節を自動で行うか手動で行うかを選択する焦点調節選択部を更に備え、
前記測光値算出部は、前記焦点調節選択部の出力に基づいて、前記重みを変更すること
を特徴とする測光装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の測光装置を有すること
を特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体の輝度を測定する測光装置に関し、特に、カメラの自動露出制御に好適な測光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラの測光装置は、多分割測光、中央部重点測光、スポット測光などの測光モードを備えている。多分割測光は、被写界を複数に分割して測光し、それぞれの測光値から適正露出値を演算するモードである。中央部重点測光は、文字通り被写界の中央部を重点的に測光するモードである。スポット測光は、被写界のごく一部分をスポット的に測光するモードである。
【０００３】
カメラによっては、複数の測光モードを内蔵しているものがあり、撮影者が好みに応じて測光モードを切り替えスイッチなどにより選択できるようになっている。それらのカメラの多くは、各測光モードで測光素子を兼用し、１個の測光素子から得られる複数領域の測光値を平均処理するなどして、それぞれの測光モードに応じた測光値が得られるようになっている。
【０００４】
また、特公平７−２７１５２号公報の装置は、図１２に示すように、複数の焦点検出領域Ｆ１〜Ｆ３と、複数の測光領域とを備えている。この測光領域は、選６択された焦点検出領域を含む第１の領域Ａ、第１の領域Ａの周囲領域である第２の領域Ｂ、第２領域Ｂの周囲領域である第３の領域Ｃの３領域に区分けされ、それぞれ区分けされた領域の重み付けを変えて測光値を演算するものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述した従来のカメラの測光装置では、測光モードの内、中央部重点測光は、文字通り撮影画面の中央部を重点的に測光するために、その感度分布は、光軸を中心とした同心円状になっているのが望ましいが、測光素子の分割形状が同心円状になっていない場合には、感度分布が同心円状にならず不都合を生じる場合があった。
【０００６】
前述した特公平７−２７１５２号公報の装置は、それらの配慮がなされていないために、中央部重点測光の感度分布が同心円状にならない場合があった。
【０００７】
そこで、本発明は、他の測光モードと測光素子を兼用した場合などであっても、中央部重点測光の感度分布が同心円状に近くなるような測光値を得ることができる測光装置を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、被写界に対して設定された中央部の測光範囲を示す指標と、前記被写界を、前記指標に対応して位置する中央測光領域と、前記指標の外形に対応する線上に位置するとともに前記指標の内側と外側の範囲に及ぶスポット測光領域とを含む複数領域に分割して測光し、それぞれの領域の測光値を出力する測光部と、前記測光部の測光感度分布の外形が前記指標の形状とほぼ同じになるように、前記中央測光領域の測光値に前記スポット測光領域の測光値を重み付けして加算することにより、前記中央測光領域の測光値として算出する測光値算出部とを備えた測光装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の測光装置において、前記被写界のうち、前記スポット測光領域に対応した領域を含む複数の焦点検出領域についての焦点状態を検出する焦点検出部と、前記複数の焦点検出領域の内の１つを選択する領域選択部とをさらに備え、前記測光値算出部は、前記領域選択部によって選択された焦点検出領域が前記スポット測光領域に対応したものである場合に、当該スポット測光領域の前記測光値に対する重み付けを大きくして前記中央測光領域の測光値を算出することを特徴とする測光装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２に記載の測光装置において、前記測光値算出部は、選択されない前記焦点検出領域に対応する前記スポット測光領域の重みを、前記選択された焦点検出領域に対応する前記スポット測光領域の重みより低くすることを特徴とする測光装置である。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項２または請求項３に記載の測光装置において、撮影レンズの焦点調節を自動で行うか手動で行うかを選択する焦点調節選択部を更に備え、前記測光値算出部は、前記焦点調節選択部の出力に基づいて、前記重みを変更することを特徴とする測光装置である。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の測光装置を有することを特徴とするカメラである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係わるカメラの測光装置の概略の構成を示すブロック図である。
【００１５】
測光部２１は、例えば、ＳＰＤ（シリコン・フォト・ダイオード）等の受光素子を用いて被写界を測光する回路であり、その測光出力は、露出演算部２７へ出力される。測光部２１は、図４に示すように、被写界をＢＶ１〜ＢＶ１０の１０領域に分割して測光し、それぞれの輝度値を出力可能な構造になっている。
【００１６】
焦点検出部２２は、図４に示した５つの焦点検出領域ＦＡ１〜ＦＡ５についての焦点検出が可能であり、領域選択部２３からの情報により、焦点検出領域ＦＡ１〜ＦＡ５の中の１領域についての焦点状態を検出する。
領域選択部２３は、例えば、スイッチなどの操作部材により、撮影者が任意に焦点検出領域ＦＡ１〜ＦＡ５を選択可能な構造になっている。
【００１７】
ＡＦ／ＭＦ切り替え部２４は、撮影レンズのピント調節を自動で行うか手動で行うかを切り替える信号を出力する部分であり、例えば、操作スイッチなどにより撮影者が任意に選択可能な構造になっている。
レンズ駆動部２５は、焦点検出部２２とＡＦ／ＭＦ切り替え部２４とからの情報により、図２に示す撮影レンズ１を合焦位置まで駆動する部分である。
【００１８】
重み決定部２６は、焦点検出部２２、領域選択部２３、ＡＦ／ＭＦ切り替え部２４からの情報により、測光部２１からの測光出力ＢＶ１〜ＢＶ１０のそれぞれにどのような重みを持たせるかを決定する部分である。
露出演算部２７は、測光部２１と重み決定部２６の出力に応じて、測光値の重み付け演算を行い、最終的な測光値ＢＶａを算出する部分である。
なお、重み決定部２６及び露出演算部２７は、１チップマイクロプロセッサ（以下、マイコンと略す）３１による演算によって実現されている。
【００１９】
露出制御部２８は、露出演算部２７の出力に基づいて、ミラー２、絞り２９、シャッター３０をそれぞれ駆動し、フィルムへの露光を行う部分である。
【００２０】
図２は、本発明の実施形態の光学系を示すブロック図である。
撮影レンズ１を通過した光束は、クイックリターンミラー２、拡散スクリーン３、コンデンサレンズ４、ペンタプリズム５、接眼レンズ６を通って撮影者の目に到達する。
一方、拡散スクリーン３によって拡散された光束の一部は、コンデンサレンズ４、ペンタプリズム５、測光用プリズム７、測光用レンズ８を通して測光素子９へ到達する。
【００２１】
また、クイックリターンミラー２は、一部の光束を透過させるハーフミラーになっており、透過した光束は、サブミラー１０によって下方に折り曲げられ、視野マスク１１、フィールドレンズ１２、セパレータレンズ１３を通過して、焦点検出用受光素子１４へ入射する。
【００２２】
図３は、焦点検出部２２の光学系を更に詳しく説明した図である。
撮影レンズ１を通過した光束は、視野マスク１１により必要な光束のみに絞られ、フィールドレンズ１２によって集光された後に、セパレータレンズ１３によって焦点検出用受光素子１４のそれぞれの受光領域に結像される。
この焦点検出の方法は、いわゆる位相差検出方式であり、各焦点検出領域毎に設けられた一対のセパレータレンズ１３により結像される被写界の２次像を、焦点検出用受光素子１４に設けられた各領域それぞれ一対のＣＣＤセンサに受光させ、それらの出力のずれ量から焦点状態の検出を行う。
【００２３】
また、画面中央の領域ＦＡ１については、横方向のずれ量を検出するＣＣＤセンサ１Ａ，１Ｂと、縦方向のずれ量を検出するＣＣＤセンサ１Ｃ，１Ｄとが設けられたクロスタイプとなっている。
【００２４】
図４は、受光素子９の分割状態を被写界に照らし合わせて示した図である。
受光素子９は、被写界のほぼ全面を１０分割して測光し、それぞれの測光値ＢＶ１〜ＢＶ１０を出力できるようになっている。ここで、ＢＶ６〜ＢＶ１０の面積は、等しくなっており、ＢＶ１は、これら各々の約７倍の面積を有している。ＢＶ１の形状は、３６ｍｍ×２４ｍｍの３５ｍｍフォーマットのアパーチャサイズに対して、点線で示した中央部重点測光の指標となる半径約６ｍｍ（直径約１２ｍｍ）の円周ＣＷに沿った形状をしている。一部天側の円周をカットしてあるのは、空などの天側に位置する確率の高い高輝度被写体を排除するためであるが、天側をカットする／しないに関わらず本発明は適用可能である。
また、焦点検出部２２は、ＢＶ６〜ＢＶ１０に対応した焦点検出領域ＦＡ１〜ＦＡ５の５領域の焦点状態を選択して検出可能になっている。
【００２５】
図５（ａ）は、図４の測光領域ＢＶ１、ＢＶ６、ＢＶ９及びＢＶ１０を用い、それらの面積比に応じた重み付けで平均して測光値を求めたときの、撮影画面に対する測光感度分布を簡略化して示した図である。また、図５（ｂ）は、そのときの感度分布を等高線で示した図である。
測光部２１は、図２に示したように、拡散スクリーン３によって拡散した光束を用いて測光を行っているので、測光領域からはずれた位置でも直ちに感度が０になってしまうのではなく、やや傾斜した形で感度が下がっていく。
【００２６】
図６（ａ）は、図４の測光領域ＢＶ１及びＢＶ６〜ＢＶ１０を用い、それらの面積比に応じた重み付けで平均して測光値を求めたときの、撮影画面に対する測光感度分布を簡略化して示した図である。また、図６（ｂ）は、そのときの感度分布を等高線で示した図である。
【００２７】
図７（ａ）は、図４の測光領域ＢＶ１及びＢＶ６〜ＢＶ１０を用い、ＢＶ１、ＢＶ６、ＢＶ９及びＢＶ１０についてはそれらの面積比に応じた重み付けで、ＢＶ７及びＢＶ８については図中に点線で示した光軸から所定半径の円周ＣＷ上での測光感度が他の円周上と等しくなるような重みによって平均して測光値を求めたときの、撮影画面に対する測光感度分布を簡略化して示した図である。また、図７（ｂ）は、そのときの感度分布を等高線で示した図である。
所定半径とは、撮影画面が３６ｍｍ×２４ｍｍの３５ｍｍフィルムの場合、約６ｍｍが一般的である。このような重み付けで平均すると、中央重点測光の指標となる所定半径の円周ＣＷ近傍では、図７（ｂ）のＫで示したように測光感度分布が最も同心円状に近くなり、指標と実際の感度分布の形状が近くなるので中央部重点測光としては良い特性となる。
【００２８】
図８（ａ）は、図４の測光領域ＢＶ１及びＢＶ６〜ＢＶ７、ＢＶ９〜ＢＶ１０を用い、それらの面積比に応じた重み付けで平均して測光値を求めたときの、撮影画面に対する測光感度分布を簡略化して示した図である。また、図８（ｂ）は、そのときの感度分布を等高線で示した図である。
この場合、測光感度分布は、図８（ｂ）に示した光軸Ｘからの同心円状にはならず、わずかに重心がＢＶ７側のＸ’にずれることになる。焦点検出領域としてＢＶ７に対応するＦＡ２が選択されていた場合には、主要被写体の存在する位置がＢＶ７側にずれている確率が高いので、このような感度分布を持たせた方が適正露出の確率も上がる。
【００２９】
図９（ａ）は、図４の測光領域ＢＶ１及びＢＶ６、ＢＶ８〜ＢＶ１０を用い、それらの面積比に応じた重み付けで平均して測光値を求めたときの、撮影画面に対する測光感度分布を簡略化して示した図である。また、図９（ｂ）は、そのときの感度分布を等高線で示した図である。
この場合、測光感度分布は、図９（ｂ）に示した光軸Ｘからの同心円状にはならず、わずかに重心がＢＶ８側のＸ”にずれることになる。焦点検出領域としてＢＶ８に対応するＦＡ３が選択されていた場合には、主要被写体の存在する位置がＢＶ８側にずれている確率が高いので、このような感度分布を持たせた方が適正露出の確率も上がる。
【００３０】
図１０は、マイコン３１のプログラムを示したフローチャートである。
不図示のカメラのレリーズボタンが半押しされることによってカメラの電源が入り、本プログラムが実行される。
まず、ステップＳ１０１において、ＡＦ／ＭＦ切り替え部２４の設定を読み込む。そして、ステップＳ１０２により、焦点調節が自動（ＡＦ）になっているか手動（ＭＦ）になっているかを判定し、手動（ＭＦ）の場合には、ステップＳ１０３により、ｗ６〜ｗ１０に以下の値を代入する。
ｗ６＝ａ、ｗ７＝ｂ、ｗ８＝ｂ、ｗ９＝ａ、ｗ１０＝ａ    …（１）
ここで、ｗｉ（ｉ＝６〜１０）は、測光領域ＢＶｉ（ｉ＝６〜１０）に対して掛け合わせる重み付け数である。また、ａは、ＢＶ１の面積を１としたときのＢＶ６〜ＢＶ１０の面積比であり、ＢＶ６〜ＢＶ１０の面積が等しいために全て等しい値になっている。ｂは、図７に示したように、光軸から所定半径の測光感度分布が同心円状になるような重み付けを与える重み付け定数の値である。ｂの値は、面積比などからシミュレーションなどによっても求めることができるが、実験によって求めても良い。
【００３１】
焦点調節が自動（ＡＦ）になっていた場合には、ステップＳ１０４に進み、領域選択部２３の設定を読み込み、焦点検出領域としてどのエリアが選択されているかを判定する。そして、ステップＳ１０５により、選択領域がＦＡ２であると判定された場合には、ステップＳ１０６へ進みｗ６〜ｗ１０に以下の値を代入する。
ｗ６＝ａ、ｗ７＝ａ、ｗ８＝０、ｗ９＝ａ、ｗ１０＝ａ    …（２）
この場合には、平均された測光値の感度分布は、図８に示したようなものになる。
【００３２】
次に、ステップＳ１０７により選択領域がＦＡ３であると判定された場合にはステップＳ１０７へ進み、ｗ６〜ｗ１０に以下の値を代入する。
ｗ６＝ａ、ｗ７＝０、ｗ８＝ａ、ｗ９＝ａ、ｗ１０＝ａ    …（３）
この場合には、平均された測光値の感度分布は、図９に示したようなものになる。
【００３３】
選択領域がＦＡ２及びＦＡ３以外、すなわちＦＡ１、ＦＡ３〜ＦＡ５であった場合には、ステップＳ１０９へ進み、ｗ６〜ｗ１０に以下の値を代入する。
ｗ６＝ａ、ｗ７＝ｂ、ｗ８＝ｂ、ｗ９＝ａ、ｗ１０＝ａ    …（４）
この場合には、平均された測光値の感度分布は、図７に示したようなものになる。
【００３４】
ステップＳ１１０では、ＦＡ１〜ＦＡ５の内の選択された領域の焦点検出を行う。
ステップＳ１１１では、ＡＦ／ＭＦ切り替え部２４の設定により焦点調節が自動（ＡＦ）になっている場合には、ステップＳ１１０の結果に応じて、ピント位置まで撮影レンズ１を駆動し、手動（ＭＦ）になっている場合には、撮影レンズ１の駆動は行わず、不図示の表示機能などにより、ピントのずれ方向などの表示を行う。
【００３５】
ステップＳ１１２では、測光部２１により被写界の測光を行い、ＢＶ１〜ＢＶ１０の測光値を求める。
ステップＳ１１３では、先に求められたｗ６〜ｗ１０と、ステップＳ１１２で求められた各領域の測光値を基にして、以下に示す数式１によって最終的な測光値ＢＶａを算出する。
【００３６】
【数１】
0003906532.tif 000002
【００３７】
一般に、測光値を演算する場合には、測光部における受光素子９から得られる光電流を２を底とする対数に変換した値を用いるいわゆるアペックス方式を用いる。しかし、数式１の演算において測光値を重み付け平均する場合には、対数圧縮された測光値ではなく、受光素子９からの光電流値に比例する真数値で行わなくてはならない。従って、ＢＶｉが対数値である場合には、一度真数値に戻して数式１の演算を行い、その計算値を再び対数圧縮する必要がある。
【００３８】
ステップＳ１１４では、不図示のレリーズボタンが全押しされたか否かを判定し、全押しの場合には、ステップＳ１１５において、求められた測光値ＢＶａに基づいて、絞り２９とシャッター３０を制御し、フィルムへの露光を行い、全押しでない場合には、直接ステップＳ１１６へ進む。
ステップＳ１１６では、半押しタイマーによりレリーズの半押し解除後に所定時間が経過したか否かを判定し、レリーズの半押し継続中又はタイマーが所定時間内であった場合には、ステップＳ１０１へ戻って処理を繰り返し、タイマー切れであった場合には、プログラムを終了する。
【００３９】
本実施形態によれば、以下のような種々の効果がある。
（１）複雑な分割形状の測光素子を用いた測光装置においても、中央部重点測光モードでは、測光感度分布が同心円に近くなる。
（２）スポット測光領域が所定半径を貫くような分割形状の測光素子の場合にであっても、測光感度分布が同心円に近くなる。
（３）選択された焦点検出領域に応じて最適な測光感度分布を持った測光値を得ることができる。
（４）スポット測光領域に対応した領域に焦点検出領域を備えた場合に、最適な測光感度分布を持った測光値を得ることができる。
（５）選択されない焦点検出領域に対応するスポット測光領域の重みを下げることにより、最適な測光感度分布を持った測光値を得ることができる。
（６）焦点調節を自動／手動で行った場合に、最適な測光感度分布を持った測光値を得ることができる。
【００４０】
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
例えば、分割測光の分割状態は、図４のものに限らず、図１１に示したようなマトリクス状の測光素子であってもよい。この場合に、斜線で示した測光領域Ｍについては、図中のＬで示した光軸から所定半径の円周上での測光感度が、他の円周上と等しくなるような重みによって平均して測光値を求めればよい。このような重み付けで平均すると、所定半径の円周近傍では、測光感度分布が最も同心円状に近くなり、中央部重点測光としては良い特性となる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、他の測光モードと兼用の測光素子を用いた場合にも、ファインダ指標と実際の測光感度分布との形状が同じになり、測光誤差の少ない測光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカメラの測光装置の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る測光装置の光学系を示した図である。
【図３】本実施形態に係る測光装置の焦点検出部の構成を示した図である。
【図４】本実施形態に係る測光装置の分割測光の分割状態を示す図である。
【図５】本実施形態に係る測光装置の測光感度分布を示す図である。
【図６】本実施形態に係る測光装置の測光感度分布を示す図である。
【図７】本実施形態に係る測光装置の測光感度分布を示す図である。
【図８】本実施形態に係る測光装置の測光感度分布を示す図である。
【図９】本実施形態に係る測光装置の測光感度分布を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る測光装置のアルゴリズムを示すフローチャート図である。
【図１１】他の実施形態に係る測光装置の分割測光の分割状態を示す図である。
【図１２】従来技術の一例を示す図である。
【符号の説明】
１  撮影レンズ
２  クイックリターンミラー
３  拡散スクリーン
４  コンデンサレンズ
５  ペンタプリズム
６  接眼レンズ
７  測光用プリズム
８  測光用レンズ
９  受光素子
１０  測色用受光素子
１１  視野マスク
１２  フィールドレンズ
１３  セパレータレンズ
１４  焦点検出用受光素子
２１  測光部
２２  焦点検出部
２３  領域選択部
２４  ＡＦ／ＭＦ切り替え部
２５  レンズ駆動部
２６  重み決定部
２７  露出演算部
２８  露出制御部
２９  絞り
３０  シャッタ
３１  マイクロプロセッサ
【図１】
0003906532.tif 000003
【図２】
0003906532.tif 000004
【図３】
0003906532.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003906532.tif 000009
【図８】
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【図９】
0003906532.tif 000011
【図１０】
0003906532.tif 000012
【図１１】
0003906532.tif 000013
【図１２】
0003906532.tif 000014