DE3134098C2

DE3134098C2 -

Info

Publication number: DE3134098C2
Application number: DE3134098A
Authority: DE
Inventors: Takashi Sagamihara Kanagawa Jp Saegusa; Toru Isehara Kanagawa Jp Fukuhara
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1980-08-28
Filing date: 1981-08-28
Publication date: 1993-04-01
Also published as: US4412730A; DE3134098A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Meßeinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Meßeinrichtung eignet sich für eine fotografische Kamera. Die Meßeinrichtung mißt ein Objektfeld aus durch Unterteilen des Feldes in mehrere Flächenbereiche und durch Erzeugen eines passenden Meßsignals, um für die gesamte Aufnahmefläche eine richtige Belichtung auf der Basis der Meßsignale entsprechend den Flächenbereichen zu erhalten.

Beim Messen eines Objektfeldes liegt ein schwieriges Problem darin, die Lage eines Gegenstands, den der Fotograf ins Auge gefaßt hat, bezüglich des Objektfeldes, welches charakterisiert werden kann durch die Leuchtdichteverteilung, zu beurteilen und den Belichtungswert zu bestimmen, der zur Aufnahme des Gegenstands notwendig ist. Zur Lösung dieses Problems gibt es beispielsweise als Belichtungs-Bestimmungssystem ein Mitten- oder Zentrum-Prioritätsmeßsystem. Es handelt sich hierbei um ein System, bei dem die Helligkeit des mittleren Abschnitts eines zu fotografierenden Objekts gemessen und die Belichtungsmenge auf der Grundlage des Meßwertes festgelegt wird. Wird jedoch auf ein solches Meßsystem zurückgegriffen, so entsteht das Problem, daß dann keine richtige Belichtung erhalten werden kann, wenn der von dem Fotografen ins Auge gefaßte Gegenstand nicht im mittleren Bereich der Bildebene liegt. Es kommt häufig vor, daß der zu fotografierende Gegenstand im Randbereich der Bildebene liegt, und daher weist das herkömmliche Zentrum-Prioritätsmeßsystem den Nachteil auf, daß die Wahrscheinlichkeit, eine richtige Belichtung zu erhalten, niedrig ist.

Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 33 794/1972 zeigt ein Meßsystem, bei dem das gesamte Objektfeld, welches in die Messung einbezogen wird, in geeignete kleine Flächenbereiche unterteilt ist, und aus den Meßwerten der Flächenbereiche werden ein geometrischer Mittelwert, ein Maximumwert, ein Minimumwert, der Kontrast, ein arithmetischer Mittelwert usw. erhalten.

Dieses Meßsystem stellt ein hervorragendes Mittel dar, um Meßdaten zu erhalten, die die Beurteilungsgrundlage schaffen, um eine gewünschte Belichtungsmenge für Objektfelder mit verschiedenen Leuchtdichteverteilungen oder für für spezielle Zwecke vorgesehene Aufnahmen zu erhalten. Es ist jedoch nicht einfach zu beurteilen, welche Belichtungsmenge tatsächlich auf der Grundlage der erhaltenen Meßdaten zugelassen werden sollte.

Als weiteres Beispiel für den Stand der Technik zeigt die japanische Patentveröffentlichung Nr. 9 271/1976 eine Methode, gemäß der der arithmetische Mittelwert aus Maximum- und Miniumumwert mehrerer Meßsignale als "richtiges" Meßsignal herangezogen wird; die japanische Offenlegungsschrift Nr. 17 725/1978 zeigt eine Methode, bei der der Zwischenwert zwischen Maximum- und Minimumwert durch den Fotografen von Hand ermittelt wird, und dieser Zwischenwert wird dann als der "richtige" Meßwert herangezogen.

Diesen bekannten Methoden haften jedoch folgende Nachteile an: Bestimmt sich die Belichtung durch den arithmetischen Mittelwert, wird das Hauptobjekt manchmal unter- oder überbelichtet, wenn spezielle Objektfeld-Bedingungen vorliegen, wie beispielsweise Gegenlicht, oder wenn das Hauptobjekt als Hintergrund Schnee hat. Weiterhin erfordert es nicht nur besondere Übung, den Zwischenwert so einzustellen, daß eine richtige Belichtung bei den genannten speziellen Objektfeld-Bedingungen erfolgt, sondern es sind unvermeidliche Beschränkungen der Handhabbarkeit in Kauf zu nehmen, weil der Einstellvorgang von Hand erfolgt.

Eine Meßeinrichtung der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 42 14 826 bekannt. Dabei wird die Auswahl eines der Bezugssignale für die Belichtung nach folgenden Kriterien vorgenommen: Grundlage für die Belichtung ist der maximale Helligkeitswert, wenn der Unterschied zwischen maximalem und minimalem Helligkeitswert von einem der Flächenbereiche einen vorbestimmten Wert überschreitet und die Anzahl von Bereichen mit in der Nähe des Maximalwerts liegender Helligkeit klein ist. Grundlage für die Belichtung ist der Miniumumwert, wenn die Differenz zwischen maximalem und minimalem Helligkeitswert einen vorbestimmten Wert übersteigt und die Anzahl von Flächenbereichen mit in der Nähe des Miniumumwerts liegender Helligkeit gering ist. Mit dieser Meßeinrichtung lassen sich bestimmte, jedoch in ihrem Umfang eingeschränkte Situationen beim Fotografieren berücksichtigen.

Aus der US-PS 41 00 424 ist eine Meßeinrichtung zum Messen eines Objektfeldes in Verbindung mit der Herstellung fotografischer Abzüge bekannt, wobei eine Subtrahiereinrichtung verschiedene Differenzsignale aus an verschiedenen Stellen der Negativvorlage gemessenen Bilddichtewerten erzeugt. So zum Beispiel wird die mittlere Dichte der gesamten Szene von der mittleren Dichte im mittleren Bildbereich subtrahiert.

Weiterhin wird der Dichtewert im unteren Bildbereich von demjenigen im oberen Bildbereich subtrahiert. Außerdem werden noch die Dichten im rechten und im linken Bereich des Bildes berücksichtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß mit relativ einfachen Mitteln eine für beispielsweise eine fotografische Aufnahme gute Belichtung in einer sehr großen Anzahl möglicher Helligkeitsverteilungen des Objektfeldes möglich ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden; in dieser zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Lichtempfangseinrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine weitere Lichtempfangseinrichtung,

Fig. 3 eine schematische Ansicht des optischen Systems einer Kamera mit darin montierter Lichtempfangseinrichtung,

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Meßeinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Leuchtdichteverteilungen von verschiedenen zu fotografierenden Szenen,

Fig. 6A ein Schaltungsdiagramm einer Ausführungsform der Maximum-Ausgabeschaltung,

Fig. 6B ein Schaltungsdiagramm einer Ausführungsform der Minimum-Ausgabeschaltung,

Fig. 7 ein Schaltungsdiagramm einer Ausführungsform der Mittelwertausgabeschaltung,

Fig. 8 ein Schaltungsdiagramm einer Ausführungsform der Zwischenwertausgabeschaltung,

Fig. 9 ein Schaltungsdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Mittelwertausgabeschaltung,

Fig. 10 eine Übersicht zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen den Leuchtdichtebereichen verschiedener Aufnahmeszenen und dem Schwärzungsumfang des Films,

Fig. 11 eine graphische Darstellung, welche die Helligkeit zeigt, die die Grundlage für eine Belichtungseinstellung bezüglich der Helligkeitsdifferenz in einem Objektfeld sein muß,

Fig. 12 ein Blockdiagramm einer Meßeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 13 ein Blockdiagramm einer Meßeinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel der bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Lichtempfangseinrichtung. Die Lichtempfangseinrichtung 1 ist ein zweidimensionaler Bildsensor wie beispielsweise ein Fotodiodenfeld oder ein CCD. Gemäß Fig. 1 enthält die Einrichtung eine 4×6-Matrix und ist in der Lage, eine Messung mit der in 24 Flächenbereiche unterteilten Bildebene vorzunehmen.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel der Lichtempfangseinrichtung 1, bei dem die Anzahl von Unterteilungen in der Bildebene reduziert ist. Bei diesem Beispiel können Meßsignale erhalten werden entsprechend der Mitte oder dem Zentrum der Bildebene PV₀; dem linken oberen Teil der Bildebene PV₁; dem rechten oberen Teil der Bildebene PV₂; dem linken unteren Teil der Bildebene PV₃; und dem rechten unteren Teil der Bildebene PV₄.

Fig. 3 zeigt eine Kamera mit montierter Lichtempfangseinrichtung 1. Das Objektlicht fällt durch ein Objektiv, eine Blende 3 und einen Spiegel 4 auf eine optische Sucheranordnung 7. Das Objektbild wird von einer Abbildungslinse 8 auf der Lichtempfangseinrichtung 1 gebildet. In der Zeichnung erkennt man einen Brennebenenverschluß 5 sowie einen Film 6.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Eine Meßschaltung 10 mit einer Lichtempfangseinrichtung 1 gibt die Meßsignale PV₀, PV₁, . . ., PV_n-1 der verschiedenen Teile der Fotografier-Bildebene ab. Da für gewöhnlich eine TTL-Messung erfolgt, werden diese Ausgangssignale durch den kleinsten Blendenwert AV₀ des Objektivs für die Leuchtdichten BV₀, BV₁, . . ., BV_n-1 der verschiedenen Flächenbereiche der Bildebene reduziert. Das heißt:

PV₀ = BV₀ - AV₀

PV₁ = BV₁ - AV₀
·
·
·
PV_n-1 = BV_n-1 - AV₀

PV₀ und BV₀ sind definiert als Meßsignal bzw. Leuchtdichte des Zentrums oder der Mitte der Bildebene.

Eine Helligkeits-Berechnungsschaltung 11 summiert das von der Meßschaltung 10 erhaltene Meßsignal PV_j=BV_j-AV₀) (j=0-n-1) und den kleinsten Blendenwert AV₀, der von der Informationseinstellschaltung 50 erhalten wird, um einen absoluten Leuchtdichtewert BV_j zu erhalten. Die Schaltungen 12, 13 und 14 dienen zum Berechnen des Maximumwertes BV_max, des Mittelwertes BV_mittel und des Minimumwertes BV_min. Das Ausgangssignal der Mittelwertausgabeschaltung 13 wird nicht in Betracht gezogen, wenn die Leuchtdichte jedes Flächenbereichs einen vorbestimmten Wert (z. B. BV=11) überschreitet. Wenn weiterhin die Anzahl von Flächenbereichen, deren Leuchtdichte einen vorbestimmten Wert überschreitet, eine vorbestimmte Zahl übersteigt, erfolgt die Berechnung mit den Leuchtdichten solcher Flächenbereiche, die sämtlich als ein vorbestimmter Wert (z. B. BV=11) betrachtet werden. Wenn beispielsweise das Objektfeld in fünf Flächenbereiche unterteilt ist, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, und wenn die Leuchtdichten in den verschiedenen Flächenbereichen BV₀=10, BV₁=12, BV₃=10 und BV=10,5 betragen, so wird BV_mittel=(10+10+10,5)/3=10,2 als Mittelwert ausgegeben, wobei BV₁ und BV₂ vernachlässigt werden.

Wenn weiterhin die Leuchtdichten der verschiedenen Flächenbereiche BV₀=11,5, BV₁=12,5, BV₂=12, BV₃=10,5 und BV₄=10,5 betragen, sind BV₀, BV₁ und BV₂ ihrer Zahl nach zu groß, um vernachlässigt werden zu können, und daher wird bei Betrachtung von BV₀, BV₁ und BV₂ als BV=11 dann BV_mittel=(11+10,5+10,5)/3=10,7 als Mittelwert ausgegeben.

Zwischenwertausgabeschaltungen 16 und 17 geben die Werte (BV_max+BV_mittel)/2 bzw. (BV_min+BV_mittel)/2 ab. Die Schaltung 15 gibt den Leuchtdichtewert BV₀ des Zentrums der Bildebene ab. Wenn jedoch die Anzahl von Unterteilungen groß ist, wie es in Fig. 1 der Fall ist, so gibt die Schaltung den Mittelwert der Leuchtdichten auf der Basis der Meßsignale verschiedener Lichtempfangselemente in der Mitte der Bildebene ab. Vergleicher 18-22 empfangen als Eingangssignal den Maximumwert BV_max, und lediglich einer dieser Vergleicher gibt eine logische "1" ab, und zwar nach Maßgabe des Leuchtdichtewertes von BV_max. Das heißt: Der Vergleicher 18 gibt eine "1" ab, wenn BV_max≧11.

Der Vergleicher 19 gibt eine "1" ab, wenn 11<BV_max≧9.

Der Vergleicher 20 gibt eine "1" ab, wenn 9<BV_max≧5.

Der Vergleicher 21 gibt eine "1" ab, wenn 5<BV_max≧0.

Der Vergleicher 22 gibt eine "1" ab, wenn 0<BV_max.

Eine Helligkeitsdifferenz-Rechenschaltung 23 berechnet dBV=BV_max-BV_min (Einheit: EV) aus den Ausgangssignalen der Maximum-Ausgabeschaltung 12 und der Minimum-Ausgabeschaltung 14. Vergleicher 24 bis 27 empfangen das Ausgangssignal dBV von der Helligkeitsdifferenz Ausgabeschaltung als Eingangsgröße und geben alternativ nach Maßgabe des Pegels des Ausgangssignals dBV eine "1" ab.

Zahlenwerte hierfür sind nachstehend angegeben. Der Vergleicher 24 gibt eine "1" ab, wenn dBV≧5 [EV]. Der Vergleicher 25 erzeugt eine "1", wenn 5<dBV≧3 [EV]. Der Vergleicher 26 erzeugt eine "1", wenn 3<dBV≧3/2 [EV]. Der Vergleicher 27 erzeugt eine "1", wenn 3/2<dBV [EV].

Der Vergleicher 28 empfängt als Eingangssignale den Leuchtdichtewert BV₀ des Zentrums der Bildebene, welcher von der Schaltung 15 abgegeben wird, und den Maximumwert BV_max, der das Ausgangssignal der Maximum-Ausgabeschaltung 12 ist, und er gibt eine "1" ab, wenn

BV₀ ≧ BV_max - α (α ist eine Konstante).

Das heißt: Der Vergleicher gibt eine "1" ab, wenn der Flächenbereich hoher Leuchtdichte im Zentrum der Bildebene liegt.

Der Vergleicher 29 empfängt als Eingangssignale den Leuchtdichtewert BV₀ vom Zentrum der Bildebene, der das Ausgangssignal der Schaltung 15 ist, und den Minimalwert BV_min, welcher das Ausgangssignal der Miniumum-Ausgabeschaltung 14 ist, um eine "1" abzugeben, wenn

BV₀ ≦ BN_min + α′ (α′ ist eine Konstante).

Das heißt: Der Vergleicher gibt eine "1" ab, wenn der Flächenbereich geringer Helligkeit im Zentrum der Bildebene liegt.

Gatterschaltungen 30 bis 34 empfangen die Ausgangssignale der Schaltungen 12, 16, 13, 17 und 14 als Eingangssignale und öffnen alternativ ihre Gatter in Abhängigkeit der Ausgangssignale der Gatterschaltungen 35-46, um das Ausgangssignal der entsprechenden Schaltung der Schaltungen 12, 16, 13, 17 und 14 als Leuchtdichtewert auszuwählen, der für die Belichtung herangezogen wird, und dieser Wert wird an den Ausgangsanschluß 57 übertragen. Der Wert wird in das Apex- System (nicht dargestellt) der herkömmlichen Kamera übernommen, und es erfolgt die richtige Belichtungsanzeige und Belichtungssteuerung.

Fig. 5 zeigt die Leuchtdichteverteilung in verschiedenen Szenen; auf der horizontalen Achse ist der Leuchtdichtewert [BV], auf der vertikalen Achse die Wahrscheinlichkeitsverteilung aufgetragen. Die Leuchtdichteverteilung in einer bestimmten durch eine gebrochene Linie in jedem Graphen (a)-(h) angedeuteten Szene umfaßt die Leuchtdichteverteilung des Hauptobjekts, angedeutet durch eine ausgezogene Linie, und die Leuchtdichteverteilung des anderen Objekts, nämlich ohne das Hauptobjekt, angedeutet durch eine ausgezogene Linie mit Schraffierung. Da die Messung durch eine endliche Anzahl von Lichtempfangselementen erfolgt, liegen der Maximumwert und der Miniumumwert etwa innerhalb der gegenüberliegenden Enden jedes Graphen. Die Differenz zwischen dem Maximumwert und dem Minimumwert ist dBV.

Im folgenden soll der Betrieb entsprechend dem Leuchtdichtemuster erläutert werden:

1. Wenn BV_max≧11:

In diesem Fall enthält die Bildebene Objekte mit beträchtlich hoher Helligkeit, beispielsweise die Sonne oder helle Wolken. Da das Ausgangssignal des Vergleichers 18 "1" ist, gibt ein ODER-Glied 37 eine "1" ab, und eine Gatterschaltung 32 wird geöffnet; es wird der Wert BV_mittel an das Apex- System abgegeben. Wie bereits beschrieben wurde, bewirkt die Mittelwertberechnungsschaltung 13 eine Berechnung unter Vernachlässigung derjenigen Leuchtdichten, die BV=11 überschreiten, und daher wird nur die Belichtung auf das Hauptobjekt im niedrigen Helligkeitsbereich eingestellt. Das heißt: Im Graphen (a) in Fig. 5 werden Objekte mit Helligkeiten von mehr als BV=11 vernachlässigt, und die Belichtung wird auf das Hauptobjekt eingestellt. Jetzt ist beim Mittelwert BV_mittel (angedeutet durch einen Pfeil A) jede Helligkeit über BV=11 vernachlässigt, so daß der Wert dem Mittelwert des Hauptobjekts selbst entspricht. Erfolgt eine solche Vernachlässigung nicht, wird BV_min ausgewählt.

2. Wenn 11<BV_max≧₉:

In diesem Fall enthält ein Objekt einen klaren Himmel, und es ist kein extrem helles Objekt vorhanden. Es liegt kein Ausgangssignal vor, welches bei der Berechnung durch die Mittelwertberechnungsschaltung 13 vernachlässigt wird. Jetzt ist das Ausgangssignal des Vergleichers 19 "1", und das Ausgangssignal des ODER-Glieds 36 ist "1". Daher wird die Gatterschaltung 33 geöffnet, um das Ausgangssignal (BV_min+BV_mittel)/2 der Zwischenwertausgabeschaltung 17 an das Apex-System zu übertragen. Bei einem solchen Objekt kommt es häufig vor, daß die hohe Helligkeit von einem hellen Himmel oder einer hellen Wolke stammt und das Hauptobjekt häufig niedrige Helligkeit aufweist, und häufig ist die Szene so, daß dieses Ausgangssignal geeignet ist.

Dies bedeutet: Die Belichtung wird für die Leuchtdichte (BV_min+BV_mittel)/2 eingestellt, die im Graben (b) in Fig. 5 durch den Pfeil A angezeigt ist.

3. Wenn 9<BV_max≧5:

Hier handelt es sich um die gewöhnliche Außen-Tageslichtszene, und das Ausgangssignal des Vergleichers 20 ist "1". Die "1" des Vergleichers 20 wird mit den Schaltungen 24 bis 27 und den Schaltungen 28 und 29 in einem weiten Bereich logisch verarbeitet und legt das Ausgangssignal fest, das in folgender Weise zum Ausgangsanschluß 57 zu übertragen ist.

a) Wenn dBV≧5 [EV]:

Das Ausgangssignal des Vergleichers 24 ist "1", das Ausgangssignal des ODER-Glieds 43 ist "1", das Ausgangssignal des UND-Glieds 44 ist "1", das Ausgangssignal des ODER-Glieds 36 ist "1", die Gatterschaltung 33 ist geöffnet, und ein Ausgangssignal (BV_min+BV_mittel)/2 wird an das Apex-System übertragen. Diese Szene hat eine Leuchtdichteverteilung, wie sie im Graphen (c) in Fig. 5 dargestellt ist. Die Helligkeitsdifferenz ist groß, und das Hauptobjekt liegt im Bereich geringer Helligkeit. Die durch den Pfeil A im Graphen (c) in Fig. 5 angezeigte Helligkeit beträgt (BV_min+BV_mittel)/2.

b) Wenn 5<dBV≧3:

Das Ausgangssignal des Vergleichers 25 ist "1", die Ausgänge des ODER-Glieds 40, des UND-Glieds 41 und des ODER-Glieds 37 sind "1", die Gatterschaltung 32 ist geöffnet, und BV_mittel wird zum Apex-System übertragen. Bei einer solchen Szene liegt der Helligkeitspegel jedes Flächenbereichs des Objekts innerhalb eines begrenzten Bereichs, wodurch eine gute Fotografie erhalten werden kann, in welcher der dunkle Abschnitt nicht so sehr entstellt wird, indem die Belichtung auf den Mittelwert eingestellt wird und bei der der helle Abschnitt ebenfalls nicht so sehr ausgeprägt ist. Der Mittelwert BV_mittel ist im Graphen (d) in Fig. 5 durch den Pfeil A angedeutet.

c) Wenn 3/2≦dBV<3 [EV]:

Das Ausgangssignal des Vergleichers 26 ist "1". Jetzt werden folgende Beurteilungen vorgenommen: Wenn BV₀≧BV_max-α:

Das Ausgangssignal des Vergleichers 28 ist "1", das Ausgangssignal des UND-Glieds 38 ist "1", die Gatterschaltung 31 ist geöffnet, und das Ausgangssignal (BV_max+BV_mittel)/2 wird in das Apex-System übernommen.

Bei einer solchen Szene ist die Helligkeit des zentralen Abschnitts der Bildebene hoch, und die Helligkeitsdifferenz ist relativ klein. Daher wird die Belichtung entsprechend der hohen Helligkeit eingestellt, indem die Szene als Fall eingestuft wird, bei dem ein helles Objekt in den zentralen Abschnitt der Bildebene gelangt ist, wohin das Hauptobjekt mit hoher Wahrscheinlichkeit kommt. Das Ausgangssignal (BV_max+BV_mittel)/2 ist im Graphen (e) in Fig. 5 nun durch den Pfeil B angedeutet.

Wenn BV₀<BV_max-α:

Das Ausgangssignal des Vergleichers 28 ist "0", die Ausgänge des Negators 45, des UND-Glieds 39, des ODER-Glieds, des UND-Glieds 41 und des ODER-Glieds 37 sind "1", die Gatterschaltung 32 ist geöffnet, und an das Apex-System wird das Signal BV_mittel gegeben. Der Grund hierfür liegt darin, daß sich für eine solche Szene am besten diejenige Belichtungseinstellung eignet, die auf dem Durchschnitts- Meßwert basiert. Das Ausgangssignal BV_mittel ist hier durch den Pfeil A im Graphen (e) in Fig. 5 angedeutet.

d) Wenn dBV<3/2 [EV]:

Das Ausgangssignal des Vergleichers 27 ist "1". Wiederum werden nun zwei Beurteilungen vorgenommen:

Wenn BV₀≦BV_min+α:

Das Ausgangssignal des Vergleichers 29 ist "1", das Ausgangssignal des Vergleichers 29 ist "1", das Ausgangssignal des UND-Glieds 35 ist "1", das Gatter 34 ist geöffnet, und in das Apex-System wird BV_min übernommen. Es handelt sich hier um eine sehr flache Szene, und da der Mittelabschnitt der Bildebene, in dem das Hauptobjekt liegt, mit hoher Wahrscheinlichkeit geringe Helligkeit aufweist, wird die richtige Belichtung dadurch erhalten, daß eine Belichtung eingestellt wird, die dem Abschnitt geringer Helligkeit entspricht. Das Ausgangssignal BV_min ist im Graphen (f) in Fig. 5 durch den Pfeil B kenntlich gemacht.

Wenn BV₀<BV_min+α:

Das Ausgangssignal des Vergleichers 29 ist "0". Die Ausgänge des Negators 46, des UND-Glieds 42, des ODER-Glieds 43, des UND-Glieds 44 und des ODER-Glieds 36 sind "1", das Gatter 33 ist geöffnet, und in das Apex-System wird (BV_min+BV_mittel)/2 übernommen.

Dies ist deshalb der Fall, weil es sich um eine sehr flache Szene handelt und wahrscheinlich ist, daß das Hauptobjekt im Bereich geringer Helligkeit liegt, selbst wenn der zentrale Abschnitt der Bildebene nicht geringe Helligkeit aufweist; somit ist es besser, die Belichtung entsprechend dem Bereich geringer Helligkeit einzustellen. Das Ausgangssignal (BV_min+BV_mittel)/2 ist im Graphen (f) in Fig. 5 durch Pfeil A angedeutet.

4. Wenn 5<BV_max≧0:

Bei der Szene mit einer solchen Helligkeit handelt es sich um eine Abendszene oder um eine Innenaufnahmeszene.

Das Ausgangssignal des Vergleichers 21 ist "1", das Ausgangssignal des ODER-Glieds 37 ist "1", das Gatter 32 ist geöffnet, und BV_mittel wird in das Apex-System übernommen.

Im Fall eines solchen Helligkeitsbereichs erhält man das am meisten vorzuziehende Ergebnis, wenn eine durchschnittliche Belichtung gegeben wird.

5. Wenn BV_max<0:

Ein Beispiel für eine Szene mit einer solchen Helligkeit ist die Nachtszene. Das Ausgangssignal des Vergleichers 22 ist "1", das Gatter 30 ist geöffnet, und in das Apex- System wird der Wert BV_max übernommen. In einer Nachtszene ist das Hauptobjekt ein Abschnitt mit hoher Helligkeit, und daher wird ein gutes Ergebnis erhalten. Das Ausgangssignal BV_max ist im Graphen (h) in Fig. 5 durch den Pfeil A angezeigt.

In der oben beschriebenen Weise wird in das Apex-Betriebssystem als richtiger Wert einer der Werte BV_max, (BV_max+BV_mittel)/2, BV_mittel, (BV_min+BV_mittel)/2 und BV_min übernommen. Dieser übernommene Wert soll BV_anser genannt werden. Die Belichtung und Steuerung der Anzeige nach diesem Vorgang entsprechen herkömmlichen Apex-Methoden. Beispielsweise wird bei Belichtungszeitpriorität der richtige Blendenwert erhalten durch

AV = BV_anser + SV - TV.

Bei Blendenpriorität wird eine richtige Belichtungszeit erhalten durch

TV = BV_anser + SV - AV.

Fig. 6A zeigt ein Beispiel für die Miniumumausgabeschaltung 12. Fig. 6B zeigt ein Beispiel für die Minimumausgabeschaltung 14. Diese Schaltungen sind an sich bekannte Schaltungen, die einen Operationsverstärker und eine ideale Diode aufweisen.

Fig. 7 zeigt die Mittelwertausgabeschaltung 13, die Widerstände r und r/n sowie einen Operationsverstärker A₁ aufweist. In dieser Schaltung wird ein Ausgangssignal (BV₁+BV₂ . . . BV_n-1)/n=BV_mittel als Ausgangssignal des Operationsverstärkers erhalten.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel der Zwischenwertausgabeschaltungen 16 und 17, die Folgeschaltungen A₁₀ bis A₁₂ und Spannungsteilerwiderstände R₁ bis R₄ aufweisen.

Fig. 9 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine weitere Ausführungsform der Mittelwertausgabeschaltung 13 darstellt. Gibt es keinen Flächenbereich mit einer höheren Helligkeit als BV=11, leiten sämtliche FETs, und daher wird der kombinierte Rückkoppelwiderstand R folgendermaßen erhalten:

Der Mittelwert beträgt

wobei BV · Gesamtzahl die Summe der Helligkeiten ist, die nicht vernachlässigt werden.

Wenn die Anzahl von Flächenbereichen, in denen die Helligkeit BV=11 überschreitet, 1 beträgt, wird FET₀ nicht-leitend, und der Mittelwert beträgt:

Wenn die Anzahl von Flächenbereichen, deren Helligkeit BV=11 überschreitet, 2 beträgt, wird FET₁ nicht-leitend, und der Mittelwert wird

Wenn die Anzahl von Flächenbereichen, deren Helligkeit BV=11 überschreitet, 3 beträgt, werden FET₀ und FET₁ nicht-leitend, und der Mittelwert wird

Wenn die Anzahl von Flächenbereichen, deren Helligkeit BV=11 überschreitet, 4 beträgt, werden FET₁ und FET₂ nicht-leitend, und der Mittelwert wird

Die oben beschriebene erste Ausführungsform der Erfindung ist derart aufgebaut, daß die Helligkeit der Hauptlichtquelle in dem Objektfeld klassifiziert wird und ein richtiges Meßsignal nach Maßgabe der Klassifizierung ausgewählt und erzeugt wird, aber in dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein richtiges Meßsignal auf der Grundlage einer weiteren Auswahlmethode erhalten.

Fig. 10A bis 10D zeigen die Beziehungen zwischen den Helligkeitsbereichen verschiedener Szenen und dem Schwärzungsumfang (latitude) des Films. In diesen Figuren ist auf der horizontalen Achse die Helligkeit (Einheit: Apex-Bv) dargestellt.

In einer solchen Szene, wie sie in Fig. 10A dargestellt ist, ist die Differenz zwischen der maximalen Helligkeit BV_max und der minimalen Helligkeit BV_min sehr groß und umfaßt beispielsweise ein Objekt hoher Helligkeit wie z. B. der Sonne und ein Objekt geringer Helligkeit wie z. B. den Schatten eines Baumes. In diesem Fall ist es sehr selten, daß das Hauptobjekt an den gegenüberstehenden Extremwerten des Bereichs hoher Helligkeit und des Bereichs geringer Helligkeit liegt. Wenn das Hauptobjekt vorhanden ist, so befindet es sich häufig im mittleren Helligkeitsbereich oder im niedrigeren Helligkeitsbereich. Wenn andererseits die Belichtung auf die mittlere Helligkeit eingestellt wird, besteht die Möglichkeit, daß das Objekt im niedrigeren Helligkeitsbereich dunkel entstellt wird. Wenn daher der Schwärzungsumfang L des Films in Betracht gezogen wird, eignet sich eine Helligkeit zwischen der mittleren und der niedrigsten Helligkeit als diejenige Helligkeit, auf die die Belichtung einzustellen ist. Wenn dies getan wird, erhält man eine Fotografie, in der die Objekte maximale und geringste Helligkeit grell verwischt bzw. dunkel entstellt sind, die Objekte mittlerer Helligkeit jedoch weisen eine relativ niedrige Helligkeit für eine richtige Belichtung auf.

Wenn speziell in diesem Fall der Mittelwert BV_mittel aus maximaler Helligkeit BV_max und minimale Helligkeit BV_min die mittlere Helligkeit ist, ist die Helligkeit, auf die die Belichtung einzustellen ist, durch einen Wert gegeben, der zwischen der mittleren Helligkeit und der minimalen Helligkeit liegt, beispielsweise (BV_mittel+BV_min)/2. Bei einer Mehrfachmeßeinrichtung, die das Licht mißt, indem das Objektfeld in mehrere Flächenbereiche unterteilt wird, übernimmt jedes Lichtempfangselement die Messung eines Flächenbereichs vorbestimmter Größe in dem Objektfeld, und nun hat jedes Meßsignal die Tendenz, einer Kennlinie zu folgen, die zu dem hellen Abschnitt des Bereichs, für den jede Messung erfolgt, vorgespannt ist. Es ist daher notwendig, die Belichtung auf (BV_mittel+BV_min)/2 einzustellen, damit das Objekt geringer Helligkeit nicht dunkel entstellt wird.

Bei der Szene gemäß Fig. 10B ist die Differenz zwischen der maximalen Helligkeit BV_max und der minimalen Helligkeit BV_min relativ groß, und es gibt kein Objekt, bei dem hell und dunkel extrem voneinander abweichen; als Beispiel sei eine Landschaft mit einem klaren Himmel angeführt, wobei der Kontrast jedoch klar ist. In einem solchen Fall ist es vorzuziehen, die gesamte Bildebene mit einer richtigen Belichtung wie bei der gewöhnlichen Landschaftsaufnahme oder einer Souvenieraufnahme mit einer Landschaft als Hintergrund zu fotografieren, und daher kann die Helligkeit, auf die die Belichtung einzustellen ist, häufig nicht auf irgendeinen Vorder- oder Hintergrund abgesenkt werden. Es handelt sich hier also um eine Szene, in der das von dem Fotografen ins Auge gefaßte Hauptobjekt vorhanden ist, die Belichtung kann jedoch nicht für das Hauptobjekt allein eingestellt werden. Wenn in einem solchen Fall der Mittelwert BV_mittel die Helligkeit ist, auf die die Belichtung einzustellen ist, so kann man eine Fotografie erhalten, bei der eine richtige Belichtung bezüglich der gesamten Bildebene vorliegt, einschließlich des Bereichs maximaler Helligkeit, in dem der Schwärzungsumfang des Films herangezogen wird. In diesem Fall liegt die Eigenart vor, daß das Meßsignal jedes Lichtempfangselements der Mehrfachmeßeinrichtung zu dem hellen Abschnitt hin vorgespannt ist, weil die Belichtung jedoch sowohl für den Bereich hoher Helligkeit als auch für den Bereich geringer Helligkeit eingestellt werden muß, ist es nicht notwendig, dem Bereich geringer Helligkeit Bedeutung dadurch beizumessen, daß man den Abschnitt hoher Helligkeit aus dem Bereich des Schwärzungsumfanges L des Films herausbringt.

Bei der Szene gemäß Fig. 10C ist die Differenz zwischen der maximalen Helligkeit BV_max und der minimalen Helligkeit BV_min relativ gering, eine solche Szene entspricht beispielsweise einem bewölkten Himmel. In diesem Fall liegen im Gegensatz zum Fall gemäß Fig. 10B die maximale Helligkeit BV_max und die minimale Helligkeit BV_min innerhalb des Schwärzungsbereichs L des Films, und daher kann die Helligkeit, auf den die Belichtung einzustellen ist, der Mittelwert BV_mittel sein. Jetzt hat jedes Lichtempfangselement die obenerwähnte Eigenschaft, und daher ist dies zulässig, wenn die Helligkeitsdifferenz zwischen den Objekten in dem Objektfeld, in welchem jedes Lichtempfangselement arbeitet, nicht sehr groß ist. Allerdings kann abhängig vom Objektfeld die Helligkeitsdifferenz zwischen den darin liegenden Objekten manchmal groß sein. Zu einer solchen Zeit kann es sein, daß die Information betreffend die geringe Helligkeit durch eine endliche Zahl von Lichtempfangselementen nicht in ausreichendem Maße bereitgestellt werden kann. Dann ist es eher vorzuziehen, die Belichtung auf (BV_mittel+BV_min)/2 einzustellen, damit nicht Objekte geringer Helligkeit dunkel entstellt sind. Wird dies in Betracht gezogen, so kann man sagen, daß es notwendig ist, die Belichtung im Bereich zwischen BV_mittel und (BV_mittel+BV_min)/2 einzustellen.

In einer Szene, wie sie in Fig. 10D dargestellt ist, ist die Helligkeitsdifferenz sehr klein, es handelt sich um eine sehr flache Szene. In einem solchen Fall ist sowohl der Bereich hoher Helligkeit als auch der Bereich geringer Helligkeit im Schwärzungsbereich L des Films enthalten, wie jedoch oben erläutert wurde, kann man, wenn man in Betracht zieht, daß das Meßsignal jedes Lichtempfangselements eine zum hellen Abschnitt hin vorgespannte Kennlinie aufweist, sagen, daß die Helligkeit, auf die die Belichtung einzustellen ist, aus dem Bereich zwischen (BV_mittel+BV_min)/2 und BV_min auszuwählen ist. Falls dies geschieht, kann vermieden werden, daß Objekte geringer Helligkeit schwarz entstellt werden.

Fig. 11 zeigt die Beziehung zwischen der Differenz zwischen der maximalen Helligkeit BV_max und der minimalen Helligkeit BV_min und der Helligkeit, auf die die Belichtung einzustellen ist (durch eine gestrichelte Linie angedeutet). Wie man aus dieser Figur entnimmt, kann man eine richtige Belichtung entsprechend jedem Objektfeld erhalten, wenn die Belichtung eingestellt wird von BV_min auf eine Helligkeit eines Wertes zwischen BV_mittel und BV_min, wenn die Differenz (BV_max-BV_min=dBV) zwischen der maximalen und der minimalen Helligkeit sehr klein ist, und falls die Belichtung eingestellt wird auf eine Helligkeit, die im wesentlichen zwischen BV_mittel und BV_min liegt, wenn dBV sehr groß ist und falls die Belichtung eingestellt wird auf eine Helligkeit zwischen einem Wert zwischen BV_mittel und BV_min auf BV_mittel, wenn dBV zwischen den zwei Graden liegt. Dieses Prinzip ist nicht rein theoretisch, es ist jedoch ein empirisches und statistisches Ergebnis, das durch tatsächlich erfolgte Fotografie erhalten wird, und es ist dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeit, auf die die Belichtung einzustellen ist, auf der Basis der Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Wert unterschieden wird.

Fig. 12 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die auf dem oben beschriebenen Prinzip beruht. Eine Meßschaltung 10 enthält eine Lichtempfangseinrichtung 1 gemäß Fig. 2. Eine Helligkeitsdifferenz-Rechenschaltung 23 gibt ein Ausgangssignal dBV ab, das repräsentativ ist für die Differenz zwischen dem Maximumwert BV_max und dem Minimumwert BV_min. Einer der Vergleicher 102 bis 105 gibt einen logischen Wert "1" nach Maßgabe des Differenz- Ausgangssignals dBV sowie einen bestimmten Bezugspegel ab. Gatterschaltungen 106 bis 108 geben selektiv die Werte BV_mittel, BV_min und (BV_mittel+BV_min)/2 nach Maßgabe der Ausgangssignale der Vergleicher 102 bis 105 ab.

Im folgenden wird die Betriebsweise der Schaltung mit speziellen Werten von dBV erläutert.

dBV<5:

Der Vergleicher 102 gibt eine "1" ab, und das Ausgangssignal des ODER-Glieds 109 ist "1", um das Gatter 107 zu öffnen. Die anderen Vergleicher geben eine "0" ab. Daher erscheint das Ausgangssignal (BV_mittel+BV_min)/2 der Zwischenwertausgabeschaltung 17 am Ausgangsanschluß 57.

3<dBV≦5:

Der Vergleicher 103 gibt eine "1" ab, um das Gatter 106 zu öffnen, und das Ausgangssignal BV_mittel der Mittelwertausgabeschaltung 13 erscheint am Ausgangsanschluß.

5/3<dBV≦3:

Der Vergleicher 104 gibt eine "1" ab, und der Ausgang des ODER-Glieds 109 ist "1", und lediglich das Gatter 107 ist geöffnet. Daher erscheint das Ausgangssignal (BV_mittel+BV_min)/2 der Zwischenwertausgabeschaltung 17 am Ausgangsanschluß.

dBV≦5/3:

Der Vergleicher 105 gibt eine "1" ab, und nur das Gatter 108 ist geöffnet. Daher erscheint am Ausgangsanschluß das Ausgangssignal BV_min der Minimumausgabeschaltung 14.

Die Vergleicher 102 und 105 können herkömmliche Vergleicher sein, die Vergleicher 103 und 104 können Wind-Komparatoren sein.

Fig. 13 zeigt eine dritte Ausführungsform, die derart ausgebildet ist, daß die Auswahl der Helligkeit, auf die die Belichtung in der Ausführungsform gemäß Fig. 12 einzustellen ist, teilweise gemäß der Helligkeitsbedingung im zentralen Abschnitt der Bildebene korrigierbar ist. Das bedeutet: Die Helligkeit, auf die die Belichtung einzustellen ist, wird korrigiert, indem unterschieden wird, ob das Zentrum der Bildebene nahe bei der maximalen Helligkeit liegt, wenn die Helligkeitsdifferenz 5/3<dBV≦3 beträgt, und unterschieden wird, ob das Zentrum der Bildebene nahe bei der minimalen Helligkeit liegt, wenn die Helligkeitsdifferenz dBV≦5/3 beträgt.

Ein erster Diskriminator 111 empfängt als Eingangssignale die Helligkeit BV₀ vom Zentrum der Bildebene und die maximale Helligkeit B_max, und er unterscheidet, ob die Helligkeit BV₀ folgende Bedingung erfüllt:

BV₀ ≧ BV_max - a (a ist eine Konstante).

Erfüllt die Helligkeit BV₀ diese Bedingung, so kommt es häufig vor, daß das Hauptobjekt im Zentrum der Bildebene liegt und daher die Helligkeit, auf die Belichtung einzustellen ist, von (BV_mittel+BV_min)/2 auf (BV_max+BV_mittel)/2 korrigiert wird. Das heißt jetzt, daß sowohl der Vergleicher 104 als auch der erste Diskriminator 111 eine "1" abgeben und das UND-Glied 116 eine "1" zum Öffnen des Gatters 117 abgibt. Das Ausgangssignal (BV_max+BV_mittel)/2 der Zwischenwertausgabeschaltung 16 erscheint am Anschluß 57. Andererseits gibt der Negator 118 eine "0" ab, und daher gibt das UND-Glied 113 eine "0" ab, und die anderen Vergleicher 102, 103 und 105 geben eine "0" ab, so daß die Gatter 106 bis 108 nicht geöffnet sind. Wenn dagegen die Helligkeit BV₀ die obige Bedingung nicht erfüllt, gibt der erste Diskriminator 111 eine "0" ab, und daher gibt das UND-Glied 113 eine "1" ab. Also wird (BV_mittel+BV_min)/2 ausgewählt. Der Grund für diese Betriebsweise liegt darin, daß in einem Objektfeld, für das der Vergleicher 104 eine "1" abgibt, wenn das Zentrum der Bildebene, bei dem sich das Hauptobjekt befinden kann, mit hoher Wahrscheinlichkeit hell ist, die Möglichkeit, mit der die Belichtung darauf eingestellt wird, mit der Absicht des Fotografen übereinstimmt.

Ein zweiter Diskriminator 112 empfängt als Eingangssignale die Helligkeit BV₀ des Zentrums der Bildebene und die minimale Helligkeit BV_min; der Diskriminator entscheidet, ob die Helligkeit BV₀ die Bedingung erfüllt, daß

BV₀ ≦ BV_min + a.

Wenn die Helligkeit BV₀ diese Bedingung erfüllt, bedeutet dies, daß das Bildzentrum dunkel ist. Grundsätzlich ist die Wahrscheinlichkeit, daß das Hauptobjekt sich in der Mitte der Bildebene befindet, groß, und daher kann in diesem Fall angenommen werden, daß es sich um eine Gegenlichtbedingung handelt. Folglich ist die Helligkeit, auf die die Belichtung einzustellen ist, der Minimumwert BV_min. Das heißt jetzt: Sowohl der Vergleicher 105 als auch der zweite Diskriminator 112 geben eine "1" ab, und daher gibt das UND-Glied 115 eine "1" ab, um das Gatter 108 zu öffnen. Wenn hingegen die Helligkeit BV₀ die obige Bedingung nicht erfüllt, geben der Vergleicher 105 und der zweite Diskriminator 112 eine "1" bzw. eine "0" ab, und daher geben die UND-Glieder 115 und 114 eine "0" bzw. "1" ab. Also wird das Gatter 107 geöffnet, und es wird (BV_mittel+BV_min)/2 ausgewählt.

Die Korrekturen durch die Diskriminatoren 111 und 112 reichen aus, falls sie erfolgen, wenn die Helligkeitsdifferenz 3<dBV≦5 und dbV≦5/3 betragen. Der Grund hierfür liegt darin, daß bei einem Objektfeld mit anderen Bedingungen es häufig naturgemäß bedeutungslos ist, die Belichtung lediglich auf das Zentrum der Bildebene einzustellen.

Claims

1. Meßeinrichtung zum Messen eines in mehrere Flächenbereiche unterteilten Objektfeldes, mit der mehrere Meßsignale entsprechend der Helligkeit der einzelnen Flächenbereiche erzeugt werden,
umfassend

a) eine Extrahiereinrichtung zum Extrahieren mehrerer, unterschiedliche Pegel aufweisender Bezugssignale aus den Meßsignalen, die eine Schaltung zum Erzeugen eines Maximumwertes entsprechend dem maximalen Helligkeitswert der Helligkeiten der Flächenbereiche, eine Schaltung zum Erzeugen eines Minimumwertes entsprechend dem kleinsten Helligkeitswert der Helligkeiten der Flächenbereiche und eine Schaltung zum Erzeugen eines Mittelwertes entsprechend dem mittleren Helligkeitswert der Helligkeiten der Flächenbereiche aufweist, und
b) eine Diskriminatoreinrichtung zum Diskriminieren und Auswählen der Bezugssignale auf der Grundlage einer Bewertung der Bezugssignalpegel,

dadurch gekennzeichnet, daß

c) die Extrahiereinrichtung auch eine Schaltung (16) zum Erzeugen eines ersten Zwischenwerts aufweist, der zwischen dem maximalen Helligkeitswert und dem mittleren Helligkeitswert liegt, und eine Schaltung (17) zum Erzeugen eines zweiten Zwischenwerts, der zwischen dem kleinsten Helligkeitswert und dem mittleren Helligkeitswert liegt, und
d) die Diskriminatoreinrichtung eine Einrichtung (18-22) zum Vergleichen des maximalen Helligkeitswerts mit einer Mehrzahl von Vergleichsbereichen umfaßt und ein Signal ausgibt, das dem Vergleichsbereich entspricht, in den der maximale Helligkeitswert fällt, und eine Auswahleinrichtung (33-38, 41) zum Auswählen eines der Bezugssignale auf der Grundlage des von der Vergleichseinrichtung ausgegebenen Signals.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugssignale durch wenigstens drei Signale gebildet sind, die dem ersten Zwischenwert, dem zweiten Zwischenwert und dem mittleren Helligkeitswert entsprechen.