(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄積型の測光素子を用いて被写界の測光を行う測光部と、
前記測光部の出力値とそのときの蓄積時間値とに基づいて、前記測光素子の新たな蓄積時間値を設定する蓄積時間設定部と、
前記蓄積時間設定部の新たな蓄積時間値の出力と前回の蓄積時間値との加重平均値を求める加重平均部と、
前記加重平均部の加重を決定する加重決定部と、
前記加重平均部の蓄積時間値の出力を新たな蓄積時間値として、前記測光素子の蓄積動作を制御する蓄積制御部とを備え、
前記加重決定部は、前回の蓄積時間値が短かった場合には、前回の蓄積時間値の割合が大きくなり、前回の蓄積時間値が長かった場合には、前記蓄積時間設定部の出力の割合が大きくなるように加重を決定すること、
前記蓄積時間設定部は、前記測光素子の次回の測光値が目標値に近づくように次回の蓄積時間値を決定すること、
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、
前記加重決定部は、蓄積時間値に応じて加重を決定することを特徴とする測光装置。
【請求項３】
請求項１に記載の測光装置において、
前記加重決定部は、前回の蓄積時間値に応じて加重を決定することを特徴とする測光装置。
【請求項４】
請求項１に記載の測光装置において、
前記加重決定部は、前回の蓄積時間値がフリッカーの約１周期分である時間を境に加重を変化させることを特徴とする測光装置。
【請求項５】
請求項１に記載の測光装置において、
前記加重決定部は、前回の蓄積時間値がフリッカーの約２周期分である時間を境に加重を変化させることを特徴とする測光装置。
【請求項６】
請求項１に記載の測光装置において、前記加重決定部は、前回の蓄積時間値を入力とする計算式によって加重を決定することを特徴とする測光装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の測光装置において、前記測光素子は、複数の測光出力を出力可能な分割型の測光素子であり、前記蓄積時間設定部は、前記測光素子の複数の測光出力の最大値が目標値に近づくように次回の蓄積時間値を決定することを特徴とする測光装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の測光装置において、前記蓄積時間設定部は、測光開始後最初の測光時には、所定の蓄積時間値を出力することを特徴とする測光装置。
【請求項９】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の測光装置において、前記蓄積時間設定部は、測光開始後最初の測光時には、フリッカー周期の約１周期分の長さを蓄積時間値とすることを特徴とする測光装置。
【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等に好適に用いられる測光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の測光装置としては、蓄積型の測光素子を用いたものがあり、次回の蓄積時間を前回の測光値と蓄積時間とから求める場合には、次回の測光時における被写体の明るさが前回とほぼ等しいと仮定して算出する。ここで、太陽光等の直流光に照らされた通常の被写体の場合であって、被写体が静止しているときには、被写体の明るさは前回とほぼ等しいということができる。また、被写体が動いているときであっても、ほとんどの被写体の動きよりも測光周期の方が速いので、明るさの変化に十分追従することができ、従来の測光装置においても、特に問題は起こらない。
しかし、ＡＣ電源によって作られた照明では、その電源周期に応じた周期によって（例えば、５０Ｈｚ電源の場合には１００Ｈｚ）、光量が強弱を繰り返す、いわゆるフリッカー現象が起こる。このフリッカー周期は、被写体の動きに比べて極めて速く、通常の測光装置の測光周期に比べても速いので、次の測光時に前回の測光時と照明状態が等しいということがなくなってしまう。
このような場合には、上記のように前回の測光値と蓄積時間とから次回の蓄積時間を求める方法では予測不可能になってしまう。
【０００３】
この問題を解決するために、図１３（Ａ）に示したように、２回の測光を照明用光源のフリッカー周期の１／２の周期で行い、それらの測光値の平均値に基づいて、測光値や次回の蓄積時間を算出することによって、照明強度の実効値付近に測光範囲の中心がくるようにして、安定した測光を実現しようというものが提案されている（特開平６−９５２００号公報等）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようなフリッカーの影響を受けるのは、蓄積時間がフリッカーに比べて比較的短い場合であり、一般的には、フリッカーの約１周期程度の時間（５０Ｈｚの場合１０ｍＳ）以下であるとされている。それ以上蓄積時間が長い場合には、蓄積中にフリッカーの強弱が繰り返されて、影響が相殺されてしまうので、特にフリッカーの影響を考慮する必要はない。
【０００５】
しかし、上述した従来の測光装置においては、常に２回分の測光値から次回の蓄積時間を求めているので、蓄積時間がフリッカー周期よりも長くなった場合には、かえって被写体の輝度変化への追従性を悪化させてしまう、という問題点があった。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、蓄積時間が短いときにはフリッカーの影響を受けずに、蓄積時間が長いときには被写体の輝度変化への追従性のよい測光を可能とする測光装置を提供することである。
【０００７】
【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、蓄積型の測光素子を用いて被写界の測光を行う測光部と、前記測光部の出力値とそのときの蓄積時間値とに基づいて、前記測光素子の新たな蓄積時間値を設定する蓄積時間設定部と、前記蓄積時間設定部の新たな蓄積時間値の出力と前回の蓄積時間値との加重平均値を求める加重平均部と、前記加重平均部の加重を決定する加重決定部と、前記加重平均部の蓄積時間値の出力を新たな蓄積時間値として、前記測光素子の蓄積動作を制御する蓄積制御部とを備え、前記加重決定部は、前回の蓄積時間値が短かった場合には、前回の蓄積時間値の割合が大きくなり、前回の蓄積時間値が長かった場合には、前記蓄積時間設定部の出力の割合が大きくなるように加重を決定すること、前記蓄積時間設定部は、前記測光素子の次回の測光値が目標値に近づくように次回の蓄積時間値を決定すること、を特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の測光装置において、前記加重決定部は、蓄積時間値に応じて加重を決定することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１に記載の測光装置において、前記加重決定部は、前回の蓄積時間値に応じて加重を決定することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１に記載の測光装置において、前記加重決定部は、前回の蓄積時間値がフリッカーの約１周期分である時間を境に加重を変化させることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１に記載の測光装置において、前記加重決定部は、前回の蓄積時間値がフリッカーの約２周期分である時間を境に加重を変化させることを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１に記載の測光装置において、前記加重決定部は、前回の蓄積時間値を入力とする計算式によって加重を決定することを特徴としている。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の測光装置において、前記測光素子は、複数の測光出力を出力可能な分割型の測光素子であり、前記蓄積時間設定部は、前記測光素子の複数の測光出力の最大値が目標値に近づくように次回の蓄積時間値を決定することを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の測光装置において、前記蓄積時間設定部は、測光開始後最初の測光時には、所定の蓄積時間値を出力することを特徴とする。
【００１６】
請求項９の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の測光装置において、前記蓄積時間設定部は、測光開始後最初の測光時には、フリッカー周期の約１周期分の長さを蓄積時間値とすることを特徴とする。
【００１７】
【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。
測光回路１０は、被写界の測光を行ない測光データを出力する回路であり、その測光データは、Ａ／Ｄ変換部１１によって数値化された後に、輝度算出部１４へ出力される。輝度算出部１４は、Ａ／Ｄ変換部１１からの測光データと、撮影レンズ内に納められたレンズデータ記憶部１５から入力される撮影レンズの焦点距離、開放絞り値、射出瞳、及びケラレ等に関するデータに基づいて、被写体の輝度値を算出する部分であり、その出力は、露出演算部１４に入力される。
露出演算部１６は、輝度演算部１４からの輝度値に基づいて、被写体の適正露出値を算出する部分である。
露出制御部１７は、不図示のカメラのレリーズボタンが押されることにより、露出演算部１６によって求められた適正露出値に基づいて、ミラー２、絞り１８、シャッター１９を制御することによりフィルムへの露光を行う部分である。
【００１８】
蓄積時間設定部１２は、Ａ／Ｄ変換部１１によって数値化されたデータと前回の蓄積時間とから、次回測光のための新たな蓄積時間を算出し、加重平均部２５及び加重決定部２６へ出力する部分である。
加重決定部２６は、蓄積時間設定部１２からの情報により加重平均の加重を決定して加重平均部２５へ出力する部分である。
加重平均部２５は、加重決定部２６からの情報に基づいて、前回の蓄積時間値と蓄積時間設定部１２によって求められた新たな蓄積時間との加重平均を取り、蓄積制御部１３へその値を出力する部分である。
蓄積制御部１３は、加重平均部２５からの情報に基づいて、測光回路１０を制御して、次回の測光を行う部分である。
ここで、Ａ／Ｄ変換部１１、蓄積時間設定部１２、蓄積制御部１３、輝度算出部１４、露出演算部１６、加重平均部２５、加重決定部２６は、全て制御回路であるマイクロプロセッサ（以下、マイコンと略す）２０によって実現される。マイコン２０内のプログラムについては、後に詳しく説明する。
【００１９】
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、光束の一部は、拡散スクリーン３によって拡散された後に、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。
【００２０】
図３は、本実施形態に係る測光素子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。
測光素子９は、例えばＣＣＤ等の蓄積型センサーによって構成されており、上下方向に１２分割、左右方向に２０分割された合計２４０領域よりなり、被写界のほぼ全面を分割して測光できるようになっている。
【００２１】
図４は、本実施形態に係る測光素子９の構造を示した図である。
撮像画素２１は、上下方向に１２画素、左右方向に２０画素に分割された光電変換部から成っている。
また、補正用画素２２は、撮像画素２１の隣に、図中に斜線で塗りつぶして示したように、上下方向に３行、左右方向に２０画素に分割された形で配置されている。この補正用画素２２は、撮像画素２１と構成はほぼ同等であるが、光電変換部が遮光された構造である。補正用画素２２の出力は、暗電流補正、アンプゲイン補正等に用いられる。アンプゲインの補正については、本発明には直接関係ないので説明を省略するが、暗電流補正については後に説明を加える。
【００２２】
撮像画素２１及び補正用画素２２の電荷情報は、蓄積が終了すると、各画素に隣接して配置されている不図示のＨレジスタによって１列ずつＶレジスタ２３へ転送され、更に、Ｖレジスタによって１画素ずつ出力回路２４へ出力される。出力回路２４は、各画素信号の電荷出力を電圧に変換した後に、１倍（ゲインＬ）又は４倍（ゲインＨ）のアンプによって増幅した後に、測光素子９より出力させる。
【００２３】
図５は、本実施形態に係る測光素子９のＶｏｕｔ端子から出力される出力信号の信号形態を示した図である。
図５は、Ｖレジスタ１列分の信号が示されている。各出力信号は、信号取り込みのための同期クロックＳＹＮＣの立ち下がりに同期して取り込まれる。まず、最初に基準電圧となるＶｏｒｅｆが出力される。各画素の信号成分は、このＶｏｒｅｆを基準として電位の低い方向に現れる。従って、各画素信号は、全てＶｏｒｅｆからの差として求められる。
次に、暗電流信号であるＶｏｐｂが出力される。その後に、このＶｏｐｂ成分を再びＶｏｒｅｆレベルにクランプする処理が行われる。従って、これ以降の出力は、全てこのＶｏｐｂ成分が差し引かれた形となって出力される。
次いで、アンプゲイン補正用の出力Ｖ１、Ｖ２が出力され、その後に１２個の測光データが出力され、１列分の出力を完了する。この動作を２０回繰り返すことにより１画面分の読み出しが完了する。
【００２４】
図６は、Ｖｏｐｂと測光素子９の出力ダイナミックレンジとの関係を示した図である。
既に述べたように、Ｖｏｐｂ出力後に、再びＶｏｒｅｆレベルへのクランプを行うことにより、Ｖ１以降の出力は、実線で示したように、全てＶｏｐｂ成分が除去された形で出力されている。ところが、クランプを行わなければ、出力は、点線で示したようなものになっているはずである。出力回路の構成上、測光素子９の出力ダイナミックレンジは、各信号出力とＶｏｐｂとの和によって制限されている。すなわち、点線で示した出力値が飽和電圧に達したところで出力の上限となる。従って、Ｖｏｐｂが大きければ大きいほど測光成分の出力ダイナミックレンジは小さくなる。
【００２５】
図７は、本実施形態の蓄積時間の制御方法を示す説明図である。
図の左側は、光源のフリッカーの様子と蓄積時間の長さ及びタイミングを示し、右側は、その時の測光出力（２４０領域の内の最大値）を示している。次回の蓄積時間は、前回の測光値と蓄積時間とから次回の測光値が目標値に近づくように計算されている。
まず、（Ａ）は、光源にフリッカーがない場合である。この場合には、光源が安定しているので、測光値も安定して目標値に近い値が得られる。
【００２６】
次に、（Ｂ）は、光源にフリッカーがあった場合であり、かつ、測光間隔がフリッカーの周波数の約２分の奇数倍であった場合である。この場合は、最初の測光値が目標値通りであったとしても、次回測光では、フリッカーの谷にきて目標値よりアンダーとなる。そして、その次の測光では、測光値を上げるために蓄積時間が長くなるので、今度は目標値よりオーバーとなる。さらにその次には、再び蓄積時間が短くなり目標値よりアンダーになる。以後、この動作を繰り返すようになり、極めて不安定な結果となる。
【００２７】
このために、（Ｃ）は、（Ｂ）によって求めた次回蓄積時間の値を、前回の蓄積時間値と加重平均し、蓄積時間が急激に変わらないようにして安定化させたものである。加重平均の重みは、適当に調節すればよい。これによって、蓄積時間が発振することはなくなった。
しかし、やはりフリッカーによる測光値の揺らぎは残っているので、場合によっては、測光値が飽和レベルまで達してしまう場合がある。
そこで、（Ｄ）は、目標値を少し低めに設定したものである。（Ｄ）では、フリッカーによる揺らぎは残っているものの、目標値が低めに設定されているので、測光値が飽和することなく、正確な測光データが得られる。
【００２８】
（Ｅ）は、蓄積時間がフリッカー周期よりも長い場合であり、被写体の輝度が急激に変化した場合である。蓄積時間の求め方及び目標値の設定の仕方は（Ｄ）と同じである。加重平均の影響により、被写体輝度が急激に変化しても蓄積時間は急激に変化せず追従性が悪くなっている。
（Ｆ）は、蓄積時間が長い場合には、加重平均の内の前回の蓄積時間の重みを極めて低くまたは重みを０として、新たに求められた蓄積時間に強い重みを置いて制御すると共に、広い測光ダイナミックレンジを確保するために、目標値を上げるようにしたものである。
この場合には、被写体輝度が急激に変化した場合であっても、変化後２回目の測光によって適正な蓄積時間に制御されている。
【００２９】
図８は、マイコン２０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、電源立ち上げ後の最初の測光であるか否かを判別する。最初の測光であった場合には、ステップＳ１０２において、測光素子９の初期化を行い、出力回路２４のゲインをＬ、蓄積時間ｔを１０ｍＳに設定する。この１０ｍＳの蓄積時間は、フリッカー周期の約１周期分に相当するものである。この理由は、蓄積時間をフリッカー周期程度まで長くすると、蓄積中にフリッカーの強弱が相殺されて、フリッカーの影響を受けにくい測光値を得ることができるからである。特に、初回の測光では、どの様な条件下で測光が行われているかが分からないので、フリッカーの影響を受けない測光値を得ることは、その後の安定した測光を行う上で重要である。
その後に、ステップＳ１０３によって測光ループ変数であるＦＮを０に初期化する。
【００３０】
初回の測光でなかった場合には、ステップＳ１０４において、セットされた蓄積時間によって測光を行い、２４０領域それぞれの測光データを読み出す。次に、ステップＳ１０５において、得られた測光データが有効であるか否かの判定を行う。判定の仕方は後に説明する（図９参照）。
【００３１】
ステップＳ１０６では、次回測光時の蓄積時間と測光素子９のアンプゲイン（Ｈ／Ｌ）の組み合わせを決定する。次回蓄積時間とアンプゲインの求め方は、後に説明を加える（図１０参照）。
【００３２】
ステップＳ１０７では、今回の測光データが有効であったか否かを判定し、有効であった場合には、ステップＳ１１２でＦＮを０にクリアして、ステップＳ１１３に進み、有効でなかった場合には、ステップＳ１０８によってＦＮに１を加える。
ステップＳ１０９では、ＦＮ＝５であるか否か、すなわち測光エラーが５回連続であるか否かを判別する。ＦＮ＝５であった場合には、測光出力が長時間更新されない。このために、撮影者にカメラが故障したと思われる可能性があり、性能として望ましくないので、データが有効でなくてもその後の演算を行い、露出制御値を更新するために、ステップＳ１１０によってＦＮをクリアして、次のステップ１１３へ進む。
【００３３】
ＦＮ＝５でなかった場合には、ステップＳ１１１によって電源立ち上げ後の２回目の測光であるか否かを判定する。電源立ち上げ時において、まだ測光が完了していない期間には、制御すべき露出値がまだ求められていない。従って、その間は、露出制御が不能となるので、撮影者がレリーズボタンを押しても露光禁止としなければならない。露光禁止期間が長いと速写性に欠けると共に、撮影者にカメラが壊れたと思われる場合があり、性能として望ましくない。そこで、電源立ち上げ後の２回目の測光であった場合には、露光禁止期間を最小限にとどめるために、データの有効性が確保されていなくても何らかの露出制御値を算出するようにステップＳ１１３へ進む。
【００３４】
１回目の測光ではなく、２回目の測光時に、このような処理を施す理由は、以下の通りである。１回目の測光時は、ステップＳ１０２で述べたとおり、蓄積時間が１０ｍＳに固定されているので、１回目の測光によってデータが有効になる確率は比較的少ない。２回目の測光時には、１回目の測光データに基づいて、蓄積時間を調節しているので、データが有効である確率が高い。そのために、１回目のデータが有効でなかった場合には、そのまま直ちに測光をやり直し、２回目の測光時に速写性を確保するために、強制的に次のステップへ進ませるようにしたものである。
【００３５】
なお、ここでは実施していないが、例えば、１回目の測光時にデータが有効であり、２回目の測光時に何らかの理由でデータが有効でなかった場合には、既に１回目の測光データを用いて露出制御値が算出されているので、この場合に限り、２回目のデータが有効でなければ再測光をするようにしてもよい。
【００３６】
ステップＳ１１１が否定の場合には、ステップＳ１０４へ戻って蓄積をやり直す。
ステップＳ１１３では、測光データのアンプゲインなどを補正するための各補正データを算出する。これらの補正データは、本発明には直接関係しないので説明を省略する。
ステップＳ１１４では、得られた測光データに基づいて、各測光領域においての絶対輝度値を算出する。そして、ステップＳ１１５では、求められた絶対輝度値に基づいて、被写界の適正露出値を算出する。適正露出値の求め方は、本出願人による特開平６−９５２００号公報等に詳しく記載されているので、ここでは説明を省略する。
【００３７】
ステップＳ１１６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、その場合には、ステップＳ１１７において、求められた適正露出値に基づいて、フィルムへの露光を行った後に、全押しでない場合には、直接、ステップＳ１１８へ進む。ステップＳ１１８では、半押しタイマーにより半押し解除後に所定時間経過したか否かを判定し、半押し継続中又は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。
【００３８】
図９は、測光データの有効性を判定するサブルーチンを示すフローチャートである。
図８のステップＳ１０５が実行されることにより、本サブルーチンが呼び出されて実行される。
まず、ステップＳ２０１により、オーバーフローフラグＯＶ及びアンダーフローフラグＵＮを０にクリアする。次に、ステップＳ２０２によりＶｏｍａｘ，Ｖｏｐｂを求める。Ｖｏｍａｘは、２４０領域の測光データの内の、信号成分が最大である領域の測光データであり、Ｖｏｐｂは、Ｖｏｍａｘが存在する測光領域と同列にあるＶｏｐｂ出力である。
例えば、図５に示したデータ１からデータ１２の中にＶｏｍａｘが存在した場合に、Ｖｏｐｂは、図中に示したＯＰＢとなる。
【００３９】
次に、ステップＳ２０３により以下に示す数式（１）が成立するか否かを判定する。
Ｖｏｍａｘ＋Ｖｏｐｂ＜Ｖｏｖ                                …（１）
ここで、Ｖｏｖは、測光素子９の飽和出力電圧値であり、ゲインＨ、ゲインＬ毎にカメラ内の不図示の不揮発性メモリに記憶されているものである。既に説明したように、測光素子９の出力は、暗電流成分があらかじめ引かれたかたちで出力されているために、信号成分と暗電流成分の合計が測光素子９の飽和出力電圧値を越えることができない。従って、信号が飽和しているか否かを判別するときには、信号成分と暗電流成分との和を取った値で比較する必要がある。数式（１）が成立した場合には、ステップＳ２０６へ進み、成立しなかった場合には、ステップＳ２０４へ進む。
【００４０】
ステップＳ２０４では、前回の蓄積時間ｉｎｔが、あらかじめ定められているｉｎｔ＿ｍｉｎ、すなわち最小蓄積時間に等しいか否かを判定する。そして、もし、蓄積時間が最小蓄積時間であった場合には、ステップＳ２０５へ進んでオーバーフローフラグＯＶに１を代入して次のステップへ進む。ｉｎｔ＿ｍｉｎは、例えば、１０μＳ程度の数値である。
【００４１】
ステップＳ２０６では、以下の数式（２）が成立するか否かを判定する。
Ｖｏｍａｘ＋Ｖｏｐｂ≧６４０ｍＶ                          …（２）
ここで、右辺の６４０ｍＶとは、測光素子９の飽和出力電圧が３Ｖ〜４Ｖの場合を想定した場合の値である。例えば、測光素子９の飽和出力電圧が３．５Ｖであった場合には、数式（２）の左辺は、それに近い値であればあるほど被写界内の明るい部分から暗い部分までを測光ダイナミックレンジ内におさめることができるので、ダイナミックレンジの広いよい測光結果を得ることができる。
しかし、左辺の値が小さくなると、それよりも暗い部分の出力はもっと小さくなるので、ノイズに埋もれてしまい正確な測光結果が得られなくなってしまう。そこで、有効な測光結果といえる左辺の値を設定する必要がある。ここではその値を６４０ｍＶとした。
【００４２】
数式（２）が肯定の場合には、ステップＳ２１０へ進んで有効性を示すフラグＯＫに１を代入して処理を終了し、そうでない場合には、ステップＳ２０７へ進み、前回の蓄積時間ｉｎｔが、あらかじめ定められているｉｎｔ＿ｍａｘ、すなわち最大蓄積時間に等しいか否かを判定する。そして、もし蓄積時間が最大蓄積時間であった場合には、ステップＳ２０８へ進んでアンダーフローフラグＵＮに１を代入してステップＳ２０９へ進み、有効性フラグＯＫに０を代入して処理を終了する。ｉｎｔ＿ｍａｘは、例えば１００ｍＳ程度の数値である。
【００４３】
ここで、図８のステップＳ１０７で行われる有効性判定は、基本的にはＯＫ＝１であるか否かによって判定されるが、ＯＫ＝０の場合でも、ＯＶ＝１又はＵＮ＝１の場合には、それぞれ測光上限、測光下限であるので、有効でなくとも測光限界とみなして、測光のやり直しはせずに、次のステップへ進むようにする。
【００４４】
図１０は、次回蓄積時間ｉｎｔ及びアンプゲインを求めるサブルーチンを示すフローチャートである。
図８のステップＳ１０６が実行されることにより、本サブルーチンが呼び出されて実行される。本サブルーチンが呼び出される前には、電源立ち上げ後に少なくとも１回は測光が行われているので、直前の測光データがマイコン２０内の不図示のメモリに残っている。
ステップＳ３０１では、図９のステップＳ２０３と同様に数式（１）の判定を、すなわち信号出力の最大値が飽和していないか否かの判定を行う。数式（１）が肯定の場合には、ステップＳ３０２へ進み、メモリに格納された測光データが電源立ち上げ後の初回測光のものであるか否かを判定し、そうであれば、ステップＳ３０３へ進んで、Ｖｏｍａｘ＜４０ｍＶであるか否かを判定する。Ｖｏｍａｘが４０ｍＶより小だった場合には、被写界はかなり暗いと予想される。
【００４５】
また、電源立ち上げ時にレリーズボタンがすぐに全押しされた場合を想定して、できるだけ早くに適正露出値を出力する必要があるので、この場合には、ステップＳ３０４にあるように、測光素子９のゲインをＨにし、次回蓄積時間を４０ｍＳに無条件に決定する。この４０ｍＳという数値は、カメラの測光装置に要求される測光下限から、１回目の測光によって検出不可能であった明るさまでをできるだけカバーできるような蓄積時間として、使用する測光系に合わせて決定されたものである。従って、この数値は、カメラに要求される即写性と、測光装置に要求される低輝度限界と、測光系の明るさから最適値を決定すればよい。
【００４６】
ステップＳ３０３において、Ｖｏｍａｘが４０ｍＶ以上であった場合には、次回蓄積時間を計算によって最適化が可能であるので、ステップＳ３０５へ進む。ステップＳ３０５では、Ｖｏｍａｘ＝０Ｖであるか否かを判定し、そうであれば、ステップＳ３０６で次回蓄積時間を前回の４倍とする。
【００４７】
ステップＳ３０５が否定の場合には、ステップＳ３０７において、以下の数式（２）によって次回蓄積時間候補値ｉｎｔ’を求める。
ｉｎｔ’＝ｉｎｔ・（Ｖａｇｃ・Ｘ）／（Ｖｏｍａｘ＋Ｖｏｐｂ）…（３）
数式（３）の与えるｉｎｔ’の意味するところは、仮に前回と次回の測光時の被写界の明るさが等しいとすると、ｉｎｔ’の蓄積時間によって次回の測光を行えば、次回測光時に求められるＶｏｍａｘ＋Ｖｏｐｂが、Ｖａｇｃ・Ｘに等しくなるというものである。
【００４８】
ここで、ｉｎｔは、前回の蓄積時間、ＶａｇｃはＶｏｍａｘ＋Ｖｏｐｂの目標値であり、測光素子９の飽和出力電圧値Ｖｏｖを基にして設定するものであり、カメラ内の不図示の不揮発性メモリに格納されている。例えば、Ｖｏｖ＝３．５Ｖの場合に、Ｖａｇｃは、それよりやや小さい３Ｖ程度に設定される。Ｘは、フリッカーによる測光データのばらつきを予想した場合の目標値補正係数であり、前回の蓄積時間ｉｎｔに応じて図１１のような値をとる。
【００４９】
ＡＣ電源のフリッカー周期は、５０Ｈｚ地域では１０ｍＳ、６０Ｈｚ地域では約８．３ｍＳである。一般に、蓄積時間がフリッカー周期程度、ここでは長い方を取って約１０ｍＳまではフリッカーの影響を考慮しなければならないので、Ｘは０．５と小さな値をとる。その後は、徐々にフリッカーの影響が少なくなるのでＸも次第に大きくなっていき、２０ｍＳで完全に１になるようになっている。これを数式（３）に当てはめて考えると、蓄積時間が１０ｍＳ以下の場合には、測光目標値は１．５Ｖであり、２０ｍＳ以上の場合には３Ｖになり、その中間では徐々に目標値が変化するようになっている。測光目標値をフリッカーの程度によって変化させた方がよい理由については、図７の説明において示したとおりである。なお、Ｘの値に関してはカメラの測光系や対象とする光源の特性によって最適化することが望ましいので、図１１の値に限定するものではない。
【００５０】
次に、ステップＳ３０８では、以下に示す数式（４）によって次回蓄積時間を決定する。
ｉｎｔ＝Ｋ・ｉｎｔ’＋（１−Ｋ）・ｉｎｔ                    …（４）
ここで、ｉｎｔ’はステップＳ３０７で求めた新たな蓄積時間値、ｉｎｔは前回の蓄積時間値、Ｋは蓄積時間値が急激に変化しないための安定係数であり、前回の蓄積時間値に応じて図１２のような値を取る変数である。これを数式（４）に当てはめて考えると、蓄積時間が１０ｍＳ以下の場合には、Ｋ＝０．２５であるので、次回の蓄積時間はｉｎｔが３に対してｉｎｔ’が１の割合での加重平均となる。
【００５１】
また、蓄積時間が２０ｍＳ以上の場合には、フリッカーの影響はほとんどないのでＫ＝１となり、１００％ｉｎｔ’の値となる。蓄積時間が１０ｍＳと２０ｍＳの中間では、数式（５）に示すように、徐々にＫの値が変化するようになっている。
Ｋ＝０．０７５・ｉｎｔ−０．５                            …（５）
但し、ｉｎｔは前回の蓄積時間値である。蓄積時間をフリッカーの程度によってあまり変化させないようにした方がよい理由については、図７の説明において示したとおりである。
なお、Ｋの値に関しては、カメラの測光系や対象とする光源の特性によって最適化することが望ましいので、図１２の値に限定するものではない。
【００５２】
ステップＳ３０１における数式（１）の判定が否定だった場合には、ステップＳ３０９へ進み、２４０領域の内でオーバーフローした領域数をカウントし、変数ｏｖｆへ代入する。ここで、オーバーフローとは、その領域の信号出力＋暗電流出力がＶｏｖに達しているか否かによって判定する。ｏｖｆの最小値は１（飽和領域が１つだけ）、最大値は２４０（全領域オーバーフロー）である。
【００５３】
ステップＳ３１０ではｏｖｆ＜１５か否かを判定し、そうであれば、ステップＳ３１１において、次回蓄積時間ｉｎｔを前回の蓄積時間の２分の１に設定する。次に、ステップＳ３１２ではｏｖｆ＜３０か否かを判定し、そうであれば、ステップＳ３１３において、次回蓄積時間ｉｎｔを前回の蓄積時間の４分の１に設定する。次に、ステップＳ３１４ではｏｖｆ＜６０か否かを判定し、そうであれば、ステップＳ３１５において、次回蓄積時間ｉｎｔを前回の蓄積時間の８分の１に設定する。次に、ステップＳ３１６ではｏｖｆ＜１２０かを判定し、そうであれば、ステップＳ３１７において、次回蓄積時間ｉｎｔを前回の蓄積時間の１６分の１に設定する。ｏｖｆが１２１以上の場合には、ステップＳ３１８によってｉｎｔを２０μＳに設定する。
つまり、ステップＳ３１０からステップＳ３１８までは、オーバーフローした測光領域の数が多ければ多いほど、被写界が明るいとみなして次回蓄積時間を前回よりも短くするようにしている。
【００５４】
ステップＳ３１９では、次回測光時の蓄積時間とゲインの関係が、ゲインＬかつｉｎｔ＞ｉｎｔ＿Ｌ＿ｍｉｎであるか否かを判定する。ここで、ｉｎｔ＿Ｌ＿ｍｉｎは、ゲイン切り換えのためのしきい値であり、４０ｍＳ程度の数値を代入すればよい。ステップＳ３１９を満たしている場合には、ステップＳ３２０へ進んで、次回の測光時にはゲインＨに切り換え、蓄積時間ｉｎｔを上で求めた値の４分の１とする。
ステップＳ３２１では逆に、ゲインＨかつｉｎｔ＜ｉｎｔ＿Ｈ＿ｍｉｎであるか否かを判定し、そうであれば、ステップＳ３２２によって次回の測光時のゲインをＬに、蓄積時間を上で求めた値の４倍とする。
ここで、ｉｎｔ＿Ｈ＿ｍｉｎは、５ｍＳ程度の数値を代入すればよい。また、上の例でも分かるように、ｉｎｔ＿Ｌ＿ｍａｘとｉｎｔ＿Ｈ＿ｍｉｎの比は、ゲインＨ／Ｌの比である４倍以上の値であることが望ましい。これによって、測光データに多少の揺らぎがあってもゲイン切り換えにヒステリシス特性ができるために必要以上にゲイン切り換えが行われて測光値が不安定になることを防止できる。
ステップＳ３２３では、次回の蓄積時間が、あらかじめ設定された最小蓄積時間ｉｎｔ＿ｍｉｎを下回っていないか否かを判定し、下回っていた場合には、ステップＳ３２４により蓄積時間をｉｎｔ＿ｍｉｎにクリップする。
同様に、ステップＳ３２５では、次回蓄積時間があらかじめ定められた最大蓄積時間ｉｎｔ＿ｍａｘを上回っていないか否かを判定し、上回っていた場合には、ステップＳ３２６によって蓄積時間をｉｎｔ＿ｍａｘにクリップする。ここではｉｎｔ＿ｍｉｎ＝１０μＳ、ｉｎｔ＿ｍａｘ＝１００ｍＳとする。
【００５５】
なお、本実施形態においては、Ｋの値を数式（４）のように、前回の蓄積時間値に応じて変化させるようにしたが、本発明は、これに限らず別の実施方法も考えられる。例えば、数式（４）のｉｎｔの代わりに、図１０のステップＳ３０７によって求めた新たな蓄積時間値ｉｎｔ’を用いる方法、ｉｎｔとｉｎｔ’の平均値を用いる方法、過去数回の蓄積時間値を記憶しておき、それらの平均値を用いる方法などがあり、これらの方法を用いた場合にも同様の効果がある。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような種々の効果がある。
（１）加重平均値算出部は、加重決定部の出力に基づいて、蓄積時間値決定部の出力と前回の蓄積時間値との加重平均を取り、その値に基づいて、蓄積動作を行うようにしたので、フリッカーの影響を受けにくく、かつ、被写体の輝度変化への追従性がよくなった。
（２）加重決定部は、蓄積時間値に応じて加重を決定することにより、フリッカーの影響を的確に除去可能になった。
（３）加重決定部は、前回の蓄積時間値に応じて加重を決定することにより、フリッカーの影響を的確に除去可能になった。
（４）加重決定部は、前回の蓄積時間値が短かった場合には、前回の蓄積時間値の割合が大きくなり、前回の蓄積時間値が長かった場合には、蓄積時間値決定部の出力の割合が大きくなるように加重を決定するようにしたことにより、フリッカーの影響を除去すると共に、被写体の輝度変化への追従性も良くなった。
（５）加重決定部は、前回の蓄積時間値がフリッカーの約１周期分である時間を境に加重を変化させるようにしたことにより、フリッカーの影響を十分に緩和させつつ、被写体の輝度変化への追従性もよくなった。
（６）加重決定部は、前回の蓄積時間値がフリッカーの約２周期分である時間を境に加重を変化させるようにしたことにより、フリッカーの影響を十分に緩和させつつ、被写体の輝度変化への追従性もよくなった。
（７）加重決定部は、前回の蓄積時間値を入力とする計算式によって加重を決定するようにしたことにより、きめ細かな制御が可能になった。
（８）蓄積時間値決定部は、測光素子の複数の測光出力の最大値が目標値に近づくように、新たな蓄積時間値を決定するようにしたことにより、全ての測光値が測光ダイナミックレンジ内に入るようになった。
（９）蓄積時間値決定部は、測光開始後最初の測光時には所定の蓄積時間値を出力するようにしたことにより、初回の測光時に蓄積時間値が求められないという問題点を解決した。
（１０）蓄積時間値決定部は、測光開始後最初の測光時にはフリッカー周期の約１周期分の長さを蓄積時間値とするようにしたことにより、初回測光時にもフリッカーの影響を受けない測光が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の光学系を示した図である。
【図３】本実施形態の測光手段の分割状態を示す図である。
【図４】本実施形態の測光素子の構造を示した図である。
【図５】本実施形態の測光素子の測光出力の出力順序を示した図である。
【図６】本実施形態の測光素子の測光出力レベルを示した図である。
【図７】光源と蓄積時間と測光出力についての説明図である。
【図８】本実施形態のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図９】本実施形態のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１０】本実施形態のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１１】本実施形態の変数のとる値を示した図である。
【図１２】本実施形態の変数のとる値を示した図である。
【図１３】従来技術を示す説明図である。
【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  測光素子                        １０  測光素子
１１  Ａ／Ｄ変換部                    １２  蓄積時間設定部
１３  蓄積制御部                      １４  輝度算出部
１５  レンズデータ                    １６  露出演算部
１７  露出制御部                      １８  絞り
１９  シャッター                      ２０  マイクロプロセッサ
２１  撮像画素                        ２２  補正用画素
２３  Ｖレジスタ                      ２４  出力回路
２５  加重平均部                      ２６  加重決定部
【図１】
0003747497.tif 000002
【図２】
0003747497.tif 000003
【図３】
0003747497.tif 000004
【図４】
0003747497.tif 000005
【図５】
0003747497.tif 000006
【図６】
0003747497.tif 000007
【図７】
0003747497.tif 000008
【図８】
0003747497.tif 000009
【図９】
0003747497.tif 000010
【図１０】
0003747497.tif 000011
【図１１】
0003747497.tif 000012
【図１２】
0003747497.tif 000013
【図１３】
0003747497.tif 000014