DE19612643A1

DE19612643A1 - TTL-Belichtungssteuereinrichtung

Info

Publication number: DE19612643A1
Application number: DE19612643A
Authority: DE
Inventors: Isamu Hirai
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2016-03-30
Also published as: GB9606891D0; DE19612643B4; US5713053A; GB2299679A; GB2299679B

Description

Die Erfindung betrifft eine TTL-Belichtungssteuereinrichtung für eine Kamera mit Wechselobjektiv. Insbesondere kommt eine Kamera mit einem Wechselobjektiv in Betracht, das eine Ver zerrung erzeugt. Es wurde bereits eine Belichtungssteuerung vorgeschlagen, mit der die Differenz einer aktuellen Messung von Lichtmeßdaten über ein Wechselobjektiv und eines Ideal wertes korrigiert wird (US-A-5 012 268).

Aktuelle Lichtmeßdaten, die über ein Wechselobjektiv gemessen werden (TTL-Daten), hängen von den Eigenschaften des jeweili gen Wechselobjektivs ab, z. B. von der Brennweite, der Positi on der Austrittspupille, der Offenblendenzahl, einem Vignet tierungsfaktor usw. Abhängig von dem jeweiligen Wechselobjek tiv gibt es dann eine Differenz der aktuellen Messung und des Idealwertes. Das vorstehend genannte vorbekannte Steuersystem adressiert die Korrektur dieser Differenz. Zu diesem Zweck werden für das Wechselobjektiv spezifische Daten in einem ROM des Objektivs gespeichert. In dem Kameragehäuse sind anderer seits Formeln zur Korrektur der Messung entsprechend den ge speicherten Objektivdaten gespeichert. Das verwendete Wech selobjektiv wird über eine Datenverbindung zum Kameragehäuse erkannt, so daß die diesem Objektiv entsprechende Formel aus gewählt werden kann, um die Messung zu korrigieren.

Bei den objektivspezifischen Daten entspricht die Brennweite einem Eintrittswinkel Θ des Lichtes, und daher werden die Brennweitendaten dazu verwendet, die Variation der Messung der Beleuchtungsdaten zu beseitigen, die entsprechend dem cos⁴-Gesetz verursacht werden. Dieses Gesetz kann jedoch nur auf ein Objektiv angewendet werden, dessen Verzerrung ver nachlässigbar klein ist, jedoch nicht auf ein Weitwinkelob jektiv (Fischauge), das eine große Verzerrung erzeugt. Ver sucht man die gemäß dem cos⁴-Gesetz erzeugte Variation der Messung unter Anwendung der Brennweitendaten bei einem Objek tiv mit einer nicht vernachlässigbaren Verzerrung zu korri gieren, so wird keine befriedigende Korrektur erreicht, wo durch sich ein Fehler der Lichtmeßdaten oder Belichtungsdaten entsprechend der Verzerrung ergibt.

Dieses Problem wird im folgenden anhand eines Beispiels ge nauer diskutiert.

Das Bildflächen-Beleuchtungsverhältnis für einen vorgegebenen Eintrittswinkel Θ ist gegeben durch

A (im Falle fehlender Verzerrung)
IΘ : I_o=V·cos⁴Θ

B (im Falle einer vorhandenen Verzerrung)
IΘ : I_o=V·cos⁴Θ·(1-f·D′·tanΘ) : (1+D)²

C (im Falle einer Korrektur unter Verwendung der Brenn weitendaten {mit Θ=tan^-1(Y : f)}
IΘ : I_o=V·cos⁴{tan^-1(Y : f)}
Darin ist
IΘ außeraxiale Beleuchtung
I_o axiale Beleuchtung
V Vignettierungsfaktor
Θ Eintrittswinkel
f Brennweite
D Verzerrung
D′ δD : δY
Y Bildhöhe

Für Y=10 mm, V=1,695, Θ=68,1476 Grad, D=-0,5241 und D′=-0,1162 ist bei einem Fischaugen-Objektiv, dessen Brennweite 8,4 mm beträgt, der Wert IΘ : I_o

A IΘ : I_o ≈ 0,03
B IΘ : I_o ≈ 0,49
C IΘ : I_o ≈ 0,29.

In bisherigen Vorrichtungen werden die Brennweitendaten zur Korrektur der gemäß dem cos⁴-Gesetz verursachten Messungsva riation verwendet. Das Beleuchtungsverhältnis bei der Bildhö he Y=10 mm wird mit etwa 0,29 berechnet, wie oben bei C ange geben. Das tatsächliche Beleuchtungsverhältnis bei Y=10 mm ist aber etwa 0,49, wie oben bei B angegeben. Wenn das Beleuch tungsverhältnis unter Verwendung der Brennweitendaten einge stellt wird, ist also kein korrekter Wert erzielbar. Die Be rechnungsergebnisse entsprechen nicht den Eigenschaften des zugeordneten Wechselobjektivs, und daher kann kein korrekter Belichtungswert erzielt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine TTL-Belichtungssteuervor richtung für eine Kamera mit Wechselobjektiv anzugeben, mit der Messungen von Lichtmeßdaten entsprechend der mit dem Wechselobjektiv erzeugten Verzerrung auch dann korrigiert werden können, wenn ein Weitwinkelobjektiv mit sehr starker Verzerrung verwendet wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale der Pa tentansprüche 1 oder 5. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Ge genstand der Unteransprüche.

Die Verzerrung des Weitwinkelobjektivs kann allein oder als Teil anderer objektivspezifischer Daten in dem Speicher des Objektivs gespeichert werden. Ist die Verzerrung in den ob jektivspezifischen Daten enthalten, so muß die Korrekturvor richtung im Kameragehäuse nicht geändert werden. Vorzugsweise ist ein der Verzerrung entsprechender Belichtungskorrektur wert in dem Belichtungskorrekturwert enthalten, der dem Vig nettierungsfaktor entspricht, da Daten wie die Brennweite, die Position der Austrittspupille, die Offenblendenzahl usw. zur Anzeige verwendet werden.

Wenn die Verzerrung des Weitwinkelobjektivs allein in dem Speicher enthalten ist, besteht die Lichtmeßdaten-Korrektur vorrichtung im Kameragehäuse vorzugsweise aus einer Rechen vorrichtung zur Korrektur der Lichtmeßdaten entsprechend dem Belichtungsmeßkorrekturwert.

Weitere Aspekte der Erfindung sind in Anspruch 4 und in An spruch 5 beschrieben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 schematisch das Gehäuse einer einäugigen Spiegelre flexkamera mit Wechselobjektiv mit einer Steuervor richtung nach der Erfindung,

Fig. 2 das Blockdiagramm eines internen Teils der in Fig. 1 gezeigten Kamera,

Fig. 3 die beispielhafte grafische Darstellung des Zusam menhangs der Bildflächenbeleuchtung und eines Sen sor-Ausgangssignals abhängig von der Brennweite und,

Fig. 4 die beispielhafte grafische Darstellung des Zusam menhangs der Bildflächenbeleuchtung und eines Sen sor-Ausgangssignals abhängig von dem Vignettie rungsfaktor.

In Fig. 1 ist der interne Aufbau einer einäugigen Spiegelre flexkamera mit automatischer Scharfeinstellung und Wechselob jektiv 10 dargestellt. Die einzelnen Einheiten sind ein opti sches System 11, ein Objektiv-ROM 13 mit Daten, die für das Wechselobjektiv 10 spezifisch sind, und eine Gruppe elektri scher Kontakte 15 des Objektivs 10 sowie elektrischer Kontak te 37 am Kameragehäuse 20 zum Abgeben und Empfangen von Daten zwischen dem Wechselobjektiv 10 und dem Kameragehäuse 20.

Das Kamergehäuse 20 enthält einen Hauptspiegel 21, der norma lerweise durch das optische System 11 übertragenes Licht auf einen Lichtempfänger 29 über ein optisches Suchersystem reflektiert, das eine Scharfstellplatte 25 und ein Penta prisma 27 enthält. Ein Hilfsspiegel 23 ist hinter dem Haupt spiegel 21 angeordnet und reflektiert Licht, das durch einen halbdurchlässigen Bereich des Hauptspiegels 21 fällt, auf ein CCD-Element 24 für die automatische Scharfeinstellung. Ein Lichtempfänger 31 erfaßt die Beleuchtung einer Filmoberflä che, wenn ein Blitzlicht abgegeben wird, so daß dieses ge steuert werden kann. Die Lichtempfänger 29 und 31 bestehen jeweils aus einem geteilten Sensor mit mehreren Lichtaufnah meelementen zum Erfassen der Helligkeit eines aufzunehmenden Objekts bei verschiedenen Bildhöhen.

Das Kameragehäuse 20 enthält auch einen Mikroprozessor (DPU) 33, der die analogen Ausgangssignale der Lichtempfänger 29 und 31 in Digitalsignale wandelt, und eine CPU 35, die ver schiedene für den Aufnahmevorgang erforderliche arithmetische Operationen durchführt. Mit der CPU 35 sind die DPU 33, die elektrischen Kontakte 37 (die mit den elektrischen Kontakten 15 des Wechselobjektivs 10 verbunden werden können), eine Au tofokus-Steuerung (PCU) 47 zum Steuern einer Scharfeinstell vorrichtung 46 und einer Anzeigesteuerung (IPU) 49 verbunden, die eine Anzeigevorrichtung wie z. B. ein LCD steuert. Die CPU 35 enthält auch einen Speicher 41 und eine Rechenvorrichtung 43, wie Fig. 2 zeigt. Der Speicher 41 und die Rechenvorrich tung 43 sind mit der DPU 33, dem Objektiv-ROM 13 usw. über ein I/O-Port 45 verbunden.

In einer Wechselobjektivkamera der eingangs beschriebenen Art werden Lichtmeßdaten unter Ausnutzung von Licht gemessen, das durch das optische System 11 fällt und mit dem Lichtempfänger 29 empfangen wird. Bei der Bestimmung eines Belichtungswertes wird die Messung entsprechend den objektivspezifischen Daten wie z. B. Brennweite, Position der Austrittspupille, Offen blendenzahl, Vignettierungsfaktor usw. korrigiert. Die dem Wechselobjetiv 10 eigenen Daten werden über die elektrischen Kontaktgruppen 15 und 37 und die PCU 47 an die CPU 35 über mittelt. Diese enthält Rechenformeln zur Korrektur der Mes sungen entsprechend dem jeweiligen Wechselobjektiv. Die CPU 35 identifiziert das am Kameragehäuse 20 befestigte jeweilige Wechselobjektiv aus den objektivspezifischen Daten und korri giert die Ausgangssignale (Messungen) des Lichtempfängers 29 unter Anwenden der Rechenformel entsprechend den objektivspe zifischen Daten, so daß dadurch der Belichtungszustand (Tv, Av) bestimmt werden kann.

Fig. 3 zeigt in grafischer Darstellung den Zusammenhang einer Änderung A der Bildflächenbeleuchtung und einer Änderung B des Ausgangssignals des Lichtempfängers 29 abhängig von einer Variation der Brennweite bei einer bestimmten Bildhöhe (die der Position eines bestimmten Lichtempfangselements des ge teilten Sensors entspricht) als Beispiel zur Erläuterung des Konzepts der Korrektur abhängig von der Brennweite des Wech selobjektivs 10. Wie man erkennen kann, nimmt die Differenz der Beleuchtung A und des Sensor-Ausgangssignals B bei abneh mender Brennweite zu. Entsprechend dem Grundkonzept der Kor rektur bei einer Kamera mit Wechselobjektiv, wie sie eingangs genannt wurde, wird die Differenz (Korrekturbetrag C) ent sprechend den Brennweitendaten des Wechselobjektivs korri giert, die in dem ROM 13 gespeichert sind, wozu die Rechen formeln in der CPU 35 des Kameragehäuses 20 benutzt werden. Erzeugt das optische System 11 des Wechselobjektivs 10 aber eine sehr starke Verzerrung, so ist die Beleuchtung mögli cherweise nicht A1, sondern A1′, und das Sensor-Ausgangssi gnal nicht B1, sondern B1′. Wenn in diesem Zustand der Kor rekturbetrag C1 auf den Wert B1′ angewendet wird, ist die Differenz von C1′ (der Werte A1′ und B1′) und C1 ein Fehler in den Lichtmeßdaten und führt entsprechend zu einem Belich tungsfehler.

Gemäß dem Grundkonzept der Erfindung wird die Verzerrung des optischen Systems 11 des Wechselobjektivs 10 bei der Korrek tur der Messungen berücksichtigt. Hierzu gibt es zwei Aspekte der Erfindung.

Bei dem ersten Aspekt wird die Rechenformel für den Vignet tierungfaktor benutzt, die in der CPU 35 des Kameragehäuses 20 gespeichert ist, und es wird ein Belichtungskorrekturwert zur Korrektur der Verzerrung den Vignettierungsfaktordaten beigefügt, die in den objektivspezifischen Daten enthalten sind, welche in dem ROM 13 des Wechselobjektivs 10 gespei chert sind.

Beim zweiten Aspekt der Erfindung werden die Belichtungskor rekturdaten für die Verzerrung in dem ROM 13 des Wechselob jektivs 10 gespeichert, und die Korrekturformeln zur Korrek tur der Messungen entsprechend den Belichtungskorrekturdaten sind in der CPU 35 des Kameragehäuses 20 gespeichert. Der er ste Aspekt der Erfindung kann leicht durch einfaches Abändern der Daten in dem ROM 13 des Wechselobjektivs 10 realisiert werden, ohne die Rechenformeln in der CPU 35 des Kameragehäu ses 20 zu ändern oder weitere Rechenformeln hinzuzufügen.

Dieser Aspekt der Erfindung wird im folgenden eingehend er läutert

Fig. 4 zeigt den Zusammenhang einer Änderung D der aktuellen Messungen der Beleuchtung und einer Änderung E des Sensor- Ausgangssignals des Lichtempfängers 29 abhängig von Änderun gen des Vignettierungsfaktors bei einer bestimmten Bildhöhe als Beispiel. Bei der eingangs genannten vorbekannten Kamera ist der Korrekturbetrag entsprechend der Änderung des Vignet tierungsfaktors in dem ROM 13 des Wechselobjektivs 10 ge speichert, und die Rechenformeln zum Eliminieren der Diffe renz (Fehler) F des Sensor-Ausgangssignals E und der Beleuch tung D sind in der CPU 35 des Kameragehäuses 20 gespeichert. Die Variation D der Beleuchtung ist

D=log₂ (Vignettierungsfaktor × 100).

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung erhält man Vignettie rungs-/Verzerrungskorrekturdaten durch Addition der Variation D der Beleuchtung zu dem der Verzerrung entsprechenden Kor rekturbetrag, und diese Korrekturdaten sind in dem ROM 13 des Wechselobjektivs 10 gespeichert. Die in der CPU 35 des Kame ragehäuses 20 gespeicherte Rechenformel zur Korrektur der Va riation bei Vignettierung wird ohne Abänderung benutzt. Wenn beispielsweise der Einfluß der Verzerrung auf den Korrektur betrag der Lichtmeßdaten halb so groß ist wie der Einfluß der Vignettierung, werden die Vignettierungs-/Verzerrungsdaten auf {(100+Vignettierungsfaktor) : 2} gesetzt. Da der Zusammen hang der Variation ΔEv und der Variation der Vignettierung linear ist (wie Fig. 4 zeigt), ergibt sich nämlich ein Mit telwert der Vignettierung bezogen auf 100%, und die aktuelle Vignettierung stimmt mit den Vignettierungs-/Verzerrungsdaten überein.

Wenn in Fig. 4 beispielsweise die Einflußkomponente G auf den Korrekturbetrag der Lichtmeßdaten durch die Verzerrung 0,2Ev ist, so ist der Korrekturbetrag H des Sensor-Ausgangssignals E durch H=F-G gegeben, d. h. bei F=0,3 ist H=0,1. In Fig. 4 ergibt sich der Wert des Vignettierungsfaktors, bei dem die Differenz der Variation der Beleuchtung D und der Variation des Sensor-Ausgangssignals E den Wert 0,1Ev hat. Diese Daten sind die Vignettierungs-/Verzerrungsdaten, die in dem ROM 13 zu setzen sind.

Bei dem zweiten Aspekt der Erfindung werden die Belichtungs korrekturdaten für die Verzerrung erhalten und in dem ROM 13 des Wechselobjektivs 10 gespeichert. Die Rechenformel zum Be nutzen der Belichtungskorrekturdaten ist in der CPU 35 des Kameragehäuses 20 gespeichert. Beispielsweise wird

mv5=a⁵·Verzerrung

als Rechenformel benutzt, so daß die Korrekturrechnung mit Σ mv ausgeführt wird, wobei mv5 der Korrekturwert entsprechend der Verzerrung und a ein Koeffizient sowie Σmv ein Korrektur wert ist, der mindestens einen Korrekturwert entsprechend der Verzerrung enthält. Daher wird bei Vorliegen einer Verzerrung die Formel B erfüllt, nämlich

IΘ : I_o=V·cos⁴Θ·(1-f·D′·tanΘ) : (1+D)².

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, kann auch bei Verwendung eines Wechselobjektivs mit sehr starker Ver zerrung ein durch diese verursachter Fehler der Lichtmeßdaten korrigiert werden, so daß sich ein korrekter Belichtungswert ergibt.

Claims

1. TTL-Belichtungssteuervorrichtung für eine Wechselob jektivkamera mit mindestens einem Weitwinkelobjektiv, das eine Verzerrung erzeugt und einen Speicher für der Verzerrung entsprechende Daten enthält, wobei die Kamera eine Lichtmeßvorrichtung zum Messen von Licht daten über das jeweilige Wechselobjektiv enthält, und mit einer Lichtmeßdaten-Korrekturvorrichtung zur Kor rektur der Messungen der Lichtmeßvorrichtung entspre chend den aus dem Speicher gelesenen Daten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher des Wechselobjektivs als Daten einen Belichtungskorrekturwert enthält, der einen Lichtmeß fehler korrigiert, welcher durch die Verzerrung ver ursacht wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belichtungskorrekturwert einen Lichtmeßfehler korrigiert, der durch die Verzerrung und eine Vignet tierung verursacht wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Korrekturvorrichtung einen Rechner zum Berechnen eines Lichtmeßkorrekturwertes aus den im Speicher enthaltenen Daten und einem gemessenen Lichtmeßwert enthält.

5. Verfahren zur Steuerung der Belichtung in einer ein äugigen Spiegelreflexkamera mit Wechselobjektiv, da durch gekennzeichnet, daß ein Belichtungskorrektur wert entsprechend der Verzerrung eines Weitwinkel- Wechselobjektivs in einem objektiveigenen Speicher gespeichert wird, daß die Lichtmeßdaten mit über das Wechselobjektiv einfallendem Licht gemessen werden, und daß die Messungen entsprechend dem aus dem Spei cher gelesenen Belichtungskorrekturwert korrigiert werden.