DE69027133T2

DE69027133T2 - Belichtungssteuervorrichtung für eine Kamera

Info

Publication number: DE69027133T2
Application number: DE69027133T
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Sato; Tadao Takagi
Original assignee: Nikon Corp; Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1989-02-08
Filing date: 1990-02-08
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2010-02-09
Also published as: US5003338A; EP0382226A2; EP0657766A1; DE69027133D1; EP0382226A3; EP0382226B1

Description

Kamera

Technischer Hintergrund

Bei konventionellen Kameras mit automatischer Scharfeinstellfunktion ist bereits eine Einzel-(Einzelaufnahme-)Autofokussierbetriebsart bekannt, bei der der Scharfeinstellzustand beibehalten wird, nachdem das Objektiv auf ein Objekt in einer Entfernungsmeßzone fokussiert ist, oder aber eine Fokussier-Verriegelungsbetriebsart durch eine Gleitbewegung der Kamera, nachdem diese fokussiert ist. Die Belichtung beim Fotografieren in einer solchen Einzel-Autofokussierbetriebsart oder Fokus- Verriegelungsbetriebsart basiert auf der Helligkeit des mittleren Bereichs des Bildfeldes, bei dem Fokussiervorgang.
Allerdings sind solche konventionellen Kameras häufig nicht in der Lage, die richtige Belichtung zu liefern, da die Belichtung stets in der gleichen Weise unabhängig davon berechnet wird, ob die Zusammensetzung des Bildfeldes geändert wird oder nicht, sowie ungeachtet der Beschaffenheit des Objekts, ob es sich etwa um eine Person, eine Landschaft oder eine Nahaufnahme handelt.
Gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart die US-A-4 774 401 eine Kamera, in der Licht gemessen und eine Belichtung berechnet wird, nachdem das Aufnahmeobjektiv scharfeingestellt ist. Wenn entschieden wurde, daß das Aufnahmeobjektiv nicht in Fokus war, wird das Objektiv verstellt, um es erneut in Fokus zu bringen, und anschließend erfolgen erneut Lichtmessung und Belichtungsberechnung. Dieser Vorgang der herkömmlichen Kamera erfolgt ansprechend auf einen ersten Bewegungshub des Auslöserknopfs. Allerdings wird gemäß der den Stand der Technik zeigenden Druckschrift der zweite Hub des Auslöseknopfs (der die eigentliche Belichtung des Films in Gang setzt) als nicht relevant angesehen. Deshalb ergibt sich das Problem, daß nachdem ein Hauptobjekt in einen Lichtmeßbereich in der Bildfeld-Mitte eingestellt ist, um das Objektiv in den In-Fokus-Zustand zu bringen, es unmöglich ist, in einem Zustand zu fotografieren, in welchem das Hauptobjekt aus der Mitte des Bildfeldes heraus versetzt ist.
Im Hinblick auf das oben Gesagte ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Kamera anzugeben, die in der Lage ist, eine verfeinerte Belichtungsberechnung dadurch vorzunehmen, daß die Änderung der Zusammensetzung im Bildfeld sowie die Art des Hauptobjekts identifiziert wird.
Erreicht wird dieses Ziel gemäß dem Kennzeichnungsmerkmal des Anspruchs 1.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Kamera, die in der Lage ist, eine geeignete Belichtung zu liefern, ohne daß es eine fehlerhafte Identifizierung einer Änderung in der Zusammensetzung gibt, und zwar auch nicht im Fall eines Außer-Fokus-Zustands, hervorgerufen durch Wackeln der Kamera oder des Hauptobjekts bei der fotografischen Aufnahme.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf eine Kamera, die mit einer Einzelaufnahmen-Autofokussierbetriebsart ausgestattet ist, gemäß der der fokussierte Zustand, nachdem er erst einmal erreicht ist, bis zum Beginn des Belichtungsvorgangs beibehalten wird, oder die mit einer Fokus-Verriegelungsfunktion ausgestattet ist, wonach der fokussierte Zustand durch manuelle Betätigung aufrecht erhalten werden kann, nachdem dieser fokussierte Zustand erreicht wurde.
Der vorliegende Erfindung schafft eine solche Kamera, die ausgestattet ist mit einer Lichtmeßvorrichtung zum Messen der Helligkeit des Objekts gemäß einem in dem Objektfeld vorbestimmten Lichtmeßmuster; einer Fokussierungs-Detektiereinrichtung zum Detektieren eines Fokussierungszustands in einer in dem Objektfeld vorbestimmten Entfernungsmeßzone; einer Speichereinrichtung zum Speichern des Ausgangssignals der Lichtmeßvorrichtung in dem Fokussierungszustand; eine Vergrößerungsdetektiereinrichtung zum Detektieren der fotografischen Vergrößerung im Fokussierungszustand; und eine Belichtungsbetriebseinrichtung zum Berechnen der Belichtung auf der Grundlage des in der Speichereinrichtung nach dem Erreichen eines Fokussierungszustands gespeicherte Lichtmeßwerts, und falls die Entfernungsmeßzonen vor dem Belichtungsvorgang in einem Außer-Fokus-Zustand ist, und falls die Fotografiervergrößerung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
Die Belichtungsbetriebseinrichtung berechnet die Belichtung auf der Grundlage des Lichtmeßwerts, welcher in der Speichereinrichtung gespeichert wird, wenn die Fotografiervergrößerung innerhalb eines Bereichs liegt, der nicht kleiner als 1/110 ist und 1/14 nicht übersteigt.
Außerdem beinhaltet die Lichtmeßvorrichtung ein sog. unterteiltes (Mehrfach-) Lichtmeßverfahren, bei dem die Lichtmessung in jedem von mehreren Lichtmeßbereichen in dem Objektfeld durchgeführt wird, und die Fokussierungs-Detektoreinrichtung beinhaltet ein Mehrpunkt-Entfernungsmeßverfahren, bei dem das Detektieren des Fokussierungszustands in jeder von mehreren Zonen durchgefiihrt wird, die innerhalb der Entfernungsmeßzone definiert sind.
Die Kamera gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem oben beschriebenen Aufbau ist in der Lage,
(1) zu unterscheiden, ob sich die Zusammensetzung in dem Objektfeld nach dem Erreichen des Fokussierungszustands ändert, basierend auf dem Fokussierungszustand in der Entfernungsmeßzone unmittelbar vor dem Belichtungsvorgang; und
(2) die Art des Hauptobjekts zu unterscheiden, indem eine Unterscheidung getroffen wird, zumindest zwischen einer Landschaft und einer Person und vorzugsweise einer Nahaufnahme, und zwar anhand der fotografischen Vergrößerung in fokussiertem Zustand, und indem die Zeit der vorzunehmenden Lichtmessung bestimmt wird (im Fokussierungszustand oder unmittelbar vor der Belichtung), ebenso wie der Lichtmeßbereich und das Lichtmeßverfahren auf der Grundlage der Kombination der oben erwähnten Daten (1) und (2), um dadurch die optimale Belichtung zu erhalten.
Genauer gesagt, wird die Belichtungsberechnung auffolgende drei Arten durchgeführt:
[I] In dem Fall, daß nachgewiesen wird, daß sich die Zusammensetzung in dem Objektfeld nach dem Fokussierungszustand geändert hat, und das Hauptobjekt als eine Person klassifiziert ist, wird die Belichtung bestimmt durch das Ausgangssignal eines Lichtmeßbereichs, der einer Entfernungsmeßzone im Fokussierungszustand entspricht;
(II] Wird nachgewiesen, daß sich die Zusammensetzung in dem Objektfeld nach dem Fokussierungszustand geändert hat, und ist das Hauptobjekt als Landschaft klassifiziert, bestimmt sich die Belichtung durch die Ausgangssignale der Lichtmeßbereiche des gesamten Objektfeldes unmittelbar vor der Belichtung; oder
[III] Falls nachgewiesen wird, daß sich die Zusammensetzung im Objektfeld nach dem Fokussierungszustand nicht geändert hat, und das Hauptobjekt als eine Person klassifiziert ist, bestimmt sich die Belichtung durch das Ausgangssignal eines Lichtmeßbereichs entsprechend der Entfernungsmeßzone unmittelbar vor der Belichtung oder der Lichtmeßzonen in der Nähe.
Da der zu wählende Zeitpunkt für die Lichtmeßausgabe, der Lichtmeßbereich und das Lichtmeßverfahren somit von der Kamera automatisch in einer optimalen Kombination ausgewählt werden, läßt sich die Wahrscheinlichkeit, eine richtige Belichtung zu erhalten, signifikant verbessern.
Außerdem ist zu dem Zweck, eine richtige Belichtung ohne fehlerhaftes Erkennen einer Änderung in der Zusammensetzung des Objektfeldes im Fall eines Außer- Fokus-Zustandes zu erhalten, der durch ein Wackeln der Kamera oder des Hauptobjekts hervorgerufen wird, die erfindungsgemäße Belichtungssteuervorrichtung mit einer Lichtmeßvorrichtung ausgestattet, um die Helligkeit des Objektfelds zu messen; ferner mit einer Fokussierungs-Detektiereinrichtung zum Detektieren eines Unschärfemasses innerhalb einer vorbestimmten Entfernungsmeßzone; mit einer In- Fokus-Identifiziereinrichtung zum Abgeben eines In-Fokus-Signals dann, wenn das von der Fokussierungs-Detektiereinrichtung erhaltene Unschärfemaß in einen ersten bestimmten Bereich fällt; mit einer Speichereinrichtung zum Speichern des Ausgangssignals der Lichtmeßeinrichtung, wenn das In-Fokus-Signal abgegeben wird; mit einer Halteeinrichtung zum Halten eines Aufnahmeobjektivs in einem In-Fokus- Zustand, entweder automatisch bei Abgabe des In-Fokus-Signals, oder ansprechend auf eine manuelle Betätigung, nachdem das In-Fokus-Signal abgegeben wurde; und mit einer Belichtungssteuereinrichtung zum Steuern der Belichtung entweder auf der Grundlage des in der Speichereinrichtung gespeicherten Lichtmeßwerts, falls das Unschärfemaß unmittelbar vor der Belichtung außerhalb eines zweiten bestimmten Bereichs, der größer als der erste Bereich ist, liegt, oder auf der Grundlage des Lichtmeßwerts unmittelbar vor der Belichtung dann, wenn das Unschärfemaß in den zweiten bestimmten Bereich fällt.
Ein verbesserter Effekt kann dadurch erhalten werden, daß man den zweiten Bereich asymmetrisch in der vorderen Fokusseite und der hinteren Fokusseite bezüglich der Unschärfestellung Null einstellt.
Die Belichtungssteuereinrichtung mit dem oben erläuterten Aufbau ist in der Lage, sicher den Nachteil zu vermeiden, daß das Wackeln der Kamera oder des Hauptobjekts als Änderung der Zusammensetzung mißverstanden wird, wenn der Bereich der Unschärfe zum Unterscheiden der Änderung in der Zusammensetzung größer gewählt wird, als es bei dem Detektieren der Scharfeinstellung zulässig ist.
Noch weitere Ziele der vorliegenden Erfindung sowie deren Merkmale und Vorteile ergeben sich deutlich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm eines ersten Algorithmus zur Belichtungsberechnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die den Inhalt eines in Fig. 2 gezeigten Algorithmus D zeigt;
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, die den Inhalt eines in Fig. 2 gezeigten Algorithmus E zeigt;
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm eines zweiten Algorithmus zur Belichtungsberechnung gemäß der Erfindung;
Fig. 6 ist eine schematische Ansicht der Beziehung zwischen dem ersten bestimmten und dem zweiten bestimmten Bereich;
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm eines dritten Algorithmus zur Belichtungsberechnung gemäß der Erfindung;
Fig. 8 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem ersten und dem zweiten bestimmten Bereich und der Aufnahmeentfernung x;
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm eines Algorithmus zum Ermitteln eines In-Fokus- Zustands vor dem vollständigen Niederdrücken eines Auslöseschalters; und
Fig. 10 ist eine schematische Ansicht der Entsprechung zwischen der Entfernungsmeßzone und dem Lichtmeßmuster gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein Aufnahmeobjektiv 1 der vorliegenden Ausführungsform ist mit einer Linse 2 ausgestattet, die zur Fokussierung von einem Autofokussier-(AF-)Motor 14 gesteuert wird. Hinter dem Aufnahmeobjektiv 1 befindet sich ein Fokussierungsdetektor 6 mit Neuabbildungslinsen 8 und 9 und photoelektri schen Wandlereinrichtungen 10 und 11, welche sich hinter einer Brandebene der Linse 2 befinden. Die Ausgangssignale der photoelektrischen Wandlereinrichtungen 10 und 11 werden an eine Fokussierungsdetektierschaltung 12 geliefert, welche den In-Fokus- oder den Außer- Fokus-Zustand ermittelt, im Fall des Außer-Fokus-Zustands, dem vorne oder hinten gelegenen Fokus, und das Unschärfemaß δAF des vorne oder hinten gelegenen Fokus, in dem die Bildpositionen der photoelektrischen Wandlereinrichtungen 10 und 11 verglichen werden.
Das Ausgangssignal der Fokussierungsdetektierschaltung 12 innerhalb des Fokusdetektors 6 wird an eine Belichtungsbetriebsschaltung 19 und an eine AF-Motor- Steuerung 13 gegeben, die im Außer-Fokus-Zustand die Linse 2 mit Hilfe des AF- Motors 14 in den In-Fokus-Zustand bewegt.
Eine Lichtmeßeinrichtung 15 ist mit einer photoelektrischen Wandlereinrichtung 16 zur Lichtmessung und einer Lichtmeßschaltung 17 ausgestattet. Die Einrichtung mißt das Licht des Objektfeldes in 6 abgeteilten Zonen, nämlich einem Mittelbereich 16a, einem Ringbereich 16b um die Mitte herum, und Umfangsbereichen 16c-16f. Die Entfernungsmeßzone des Fokusdetektors 6 entspricht in ihrer Lage dem Mittelbereich 16a der photoelektrischen Wandlereinrichtung 16.
Die Ausgangssignale der Lichtmessung von der photoelektrischen Wandlereinrichtung 16, die in 6 Bereiche unterteilt ist, werden an die Lichtmeßschaltung 17 gegeben, welche jedes Ausgangssignal in einen Helligkeitswert BV umwandelt, wobei ein in dem Aufnahmeobjektiv 1 detektiertes F-Wert-Signal für die volle Öffnung des Objektivs benutzt wird.
Das Ausgangssignal der Lichtmeßschaltung 17 der Lichtmeßeinrichtung 15 wird auf eine Speichereinheit 18 und eine Belichtungsbetriebseinheit 19 gegeben. Die Speichereinheit 18 speichert das Ausgangssignal der Lichtmeßeinrichtung 15 oder gibt den gespeicherten Wert ab, abhängig von einem Befehl seitens der Belichtungsbetriebseinheit 19.
Die Belichtungsbetriebseinheit 19 empfängt Helligkeitswerte von der Lichtmeßschaltung 17, Helligkeitswerte, die in der Speichereinheit 18 gespeichert sind, eine Brennweite f mm und eine fotografische Entfernung x mm der Linse 2 in dem Aufnahmeobjektiv 1, ein Unschärfemaß δAF von der Fokussierungsdetektierschaltung 12, ein Signal benutzt/unbenutzt von einer Fokussierungsverriegelungs-Betriebseinheit 20; ein Signal nicht-gedriickt/halb-gedriickt/vollständig-gedrückt von einem Verschlußauslöseschalter 21 und ein Filmempfindlichkeits-(ISO-)Signal, welches die Filmempfindlichkeit eines nicht dargestellten Films angibt, und sie berechnet die optimale Belichtung auf der Grundlage dieser Eingabedaten. Das Verfahren zur Berechnung der optimalen Belichtung durch die Belichtungsbetriebseinheit 19 wird unten anhand der Fig. 2 erläutert.
Ansprechend auf ein Ausgangssignal von der Belichtungsbetriebseinheit 19 steuert die Belichtungssteuereinheit 22 die Öffnung einer Blende 23 und einen Verschluß 24.
Es soll nun Bezug auf Fig. 2 genommen werden, um einen ersten Algorithmus zur Belichtungsberechnung durch die Belichtungsbetriebseinheit 19 zu erläutern. Von der gemäß Fig. 2 gesteuerten Kamera sei angenommen, daß sie in der Lage ist, einen Einzelaufnahmen-Autofokussiermodus oder einen kontinuierlichen Autofokussiermodus und eine Fokussierungsverriegelung auszuwählen.
Nunmehr auf Fig. 2 Bezug nehmend, wird, wenn in einem Schritt S1, der Verschlußauslöseschalter 21 halb niedergedrückt wird, die Kamera mit Strom versorgt und das System aktiviert. Ein Schritt S2 unterscheidet anschließend, ob der Linsenantrieb die Autofokussier-(AF-)Betriebsart oder die manuelle Fokussier-Betriebsart (MF) ist. Die AF-Betriebsart bedeutet, daß die Aufnahmelinse in der Lage ist, selbst zu fokussieren, und daß der AF-Vorgang (Einzelaufnahme-Autofokussierung oder Dauer-Autofokussierung) ausgewählt ist, wenn eine Autofokussierung oder eine manuelle Fokussierung auswählbar ist. Jede andere Form wird als MF-Betriebsart betrachtet.
Der Ablauf geht weiter zu einem Schritt S3 oder S4, wenn der Schritt S2 eine AF- Betriebsart oder eine MF-Betriebsart ermittelt. Der Schritt S4 wartet auf das vollständige Niederdrücken des Auslöseschalters 21, und anschließend wählt ein Schritt S5 einen Algorithmus E zum Berechnen des Belichtungswerts, wie unten noch erläutert wird, und ein Schritt S6 führt die Belichtungssteuerung entsprechend dem von dem Algorithmus E berechneten Belichtungswert durch.
Wenn andererseits der Schritt S2 einen AF-Modus ermittelt, so berechnet der Schritt S3 einen Unschärfebetrag, und ein Schritt S7 treibt die Linse entsprechend dem so berechneten Unschärfebetrag. Ein Schritt S8 erfaßt dann den Fokussierungszustand, und im Fall des Außer-Fokus geht der Ablauf zu dem Schritt S3 zurück, um die Scharfeinstellung erneut vorzunehmen. Wenn der Schritt S8 einen In-Fokus-Zustand nachweist, ermittelt ein Schritt S9 die Brennweite f mm und ein Schritt S10 ermittelt den fotografischen Abstand x mm im In-Fokus-Zustand. Wenn das Aufnahmeobjektiv 1 nicht in der Lage ist, die Brennweite (f mm) oder die Aufnahmeentfernung (x mm) zu erfassen, so geht der Ablauf ohne diese Feststellungen in den Schritten S9 und S10 weiter, und ein nächster Schritt S11 stellt fest, daß das Aufnahmeobjektiv für solche Feststellungen nicht geeignet ist. Dann geht der Ablauf weiter zum Schritt S4, und im Fall der MF-Betriebsart geht der Ablauf über den Schritt S5 für den Algorithmus E zu dem Schritt S6.
Wenn andererseits die Schritte S9, S10 die Brennweite (f mm) und den fotografischen Abstand (x mm) im In-Fokus-Zustand erfassen, geht der Ablauf von dem Schritt S11 zu einem Schritt S12, um die Ausgangssignale von der Lichtmessung, nämlich die Helligkeitswerte, in dem In-Fokus-Zustand zu speichern. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform werden bei Verwendung der photoelektrischen Wandlereinrichtung 16, die in 6 Bereiche 16a-16f unterteilt ist, 6 Helligkeitswerte BVA-BVF gespeichert.
Anschließend wartet der Schritt S13 auf das vollständige Niederdrücken des Auslöseschalters 21, und wenn der Schalter vollständig niedergedrückt ist, ermittelt ein Schritt S14 den Fokus-Zustand unmittelbar vor der Belichtung, oder, bei der vorliegenden Erfindung, unmittelbar nach dem vollständigen Niederdrücken des Auslöseschalters 21. Wenn der Schritt S14 unmittelbar vor der Belichtung einen Außer-Fokus-Zustand ermittelt, geht der Ablauf zu einem Schritt S15. Ein solcher Außer- Fokus-Zustand unmittelbar vor der Belichtung wird beispielsweise dann angetroffen, wenn die Kamera auf die Einzelaufnahmen-Autofokussierungs-Betriebsart eingestellt ist und die Zusammensetzung in dem Objektfeld sich nach der Scharfeinstellung auf das Hauptobjekt ändert.
Der Schritt S15 berechnet die fotografische Vergrößerung f/x bei dem die Brennweite f mm dividiert wird durch die fotografische Entfernung x mm im In-Fokus- Zustand. Wenn die fotografische Vergrößerung f/x in einem Bereich
1/110 ≤ f/x ≤ 1/14
liegt, wird das Hauptobjekt als Person betrachtet, und der Ablauf geht zu einem Schritt S16, um den Belichtungswert für eine Person entsprechend einem Algorithmus A zu berechnen, der weiter unten noch erläutert wird.
Der oben angegebene Bereich im Schritt S15 entspricht z.B. einer Brennweite f = 50 mm für eine Objektentfernung von x = 70 cm - 5,5 m, was allgemein dem Fotografieren von einer oder mehreren Personen zuzurechnen ist.
Wenn andererseits der Schritt S15 ergibt, daß die Aufnahmevergrößerung außerhalb des genannten Bereichs liegt, kann das Hauptobjekt grundsätzlich als Landschaftsaufnahme eingestuft werden, und die Folge geht zu einem Schritt S17, um die Belichtungsberechnung durch den Algorithmus D auszuwählen, der weiter unten erläutert wird.
Wenn der Schritt S14 unmittelbar vor der Belichtung den In-Fokus-Zustand ergibt, geht der Ablauf zu einem Schritt S18, um festzustellen, ob die Fokussierungs- Verriegelung benutzt wird. Wird die Fokussierungs-Verriegelung benutzt, so geht der Ablauf zu dem Schritt S16, unabhängig davon, ob es sich bei der Auto- Fokussierung um eine Einzelaufnahmen-AF-Betriebsart oder eine Dauer-AF- Betriebsart handelt, und der Belichtungswert wird entsprechend dem Algorithmus A in der gleichen Weise berechnet wie in dem Fall, daß das Hauptobjekt als Person identifiziert ist.
Wenn der Schritt S18 ergibt, daß die Fokussierungs-Verriegelung nicht benutzt wird, geht der Ablauf zu einem Schritt S19, um - wie im Schritt S15 - festzustellen, ob die Vergrößerung folgende Beziehung erfüllt:
1/110 ≤ f/x ≤ 1/14.
Falls nicht, was bedeutet, daß das Hauptobjekt wohl eine Landschaft ist, geht der Ablauf zu dem Schritt S17, um den Belichtungswert entsprechend dem unten zu erläuternden Aigorithmus D zu berechnen.
Wenn andererseits der Schritt S19 ergibt, daß die Aufnahmevergrößerung f/x in den oben erwähnten Bereich fällt, was bedeutet, daß das Hauptobjekt in erster Linie eine Person ist, so wird ein Schritt S20 ausgeführt, um den maximalen Helligkeitsunterschied Δ zu berechnen zwischen der von dem Ausgang des mittleren Bereichs 16a der photoelektrischen Wandlereinrichtung 16 erhaltenen Helligkeit BVa, und den von den Umfangsbereichen 16b-16f erhaltenen Helligkeiten BVb-BVf, nämlich:
Δ = (maximale Helligkeit der Umfangsbereiche) - (Helligkeit des Mittelbereichs).
Wenn Δ < 3, geht der Ablauf zu einem Schritt S21, um den Belichtungswert entsprechend einem noch zu erläuternden Algorithmus C zu berechnen. Wenn A ≥ 3, geht der Ablauf zu einem Schritt S22, um den Belichtungswert entsprechend einem noch zu erläuternden Algorithmus B zu berechnen.
Im folgenden werden die Algorithmen A-E, die in Fig. 2 gezeigt sind, erläutert.
Algorithmus A: Er berechnet den Belichtungswert auf der Grundlage der Helligkeit BVa des Mittelbereichs 16a in dem In-Fokus-Zustand oder im Zustand mit verriegelter Fokussierung.
Algorithmus B: Er berechnet den Belichtungswert auf der Grundlage der Helligkeit BVa des Mittelbereichs 16a unmittelbar vor der Belichtung.
Algorithmus C: Er berechnet die Belichtungswerte auf der Grundlage der mittleren BVa' + BVb')/2 Helligkeiten BVa', BVb' des Mittelbereichs 16a und des Umgebungs-Mittelbereichs 16b unmittelbar vor der Belichtung.
Algorithmus D: Er berechnet den Belichtungswert entsprechend einem Verfahren, welches sich aus der maximalen Helligkeit Bvmax unter diesen Werten BVA-BVF der 6 unterteilten Bereiche, der maximalen Heiligkeitsdifferenz ABV und der Aufnahmevergrößerung f/x unmittelbar vor der Belichtung bestimmt. Die Bestimmung des Berechnungsverfahrens wird weiter unten anhand der Fig. 3 erläutert.
Algorithmus E: Er berechnet den Belichtungswert entsprechend einem Verfahren, welches sich bestimmt aus der maximalen Helligkeit BVmax unter den Werten BVa-BVf der 6 unterteilten Bereiche und der maximalen Helligkeitsdifferenz ΔBV unmittelbar vor der Belichtung. Die Feststellung des Berechnungsverfahrens wird weiter unten anhand der Fig. 4 erläutert.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Auswahltabelle, die bei der Belichtungsberechnung des Algorithmus D in Fig. 2 zu verwenden ist; beim vorliegenden Ausführungsbeispiel werden 4 Belichtungsberechnungen CW, BM, BLM und BHM verwendet.
Die Tabelle in Fig. 3 zeigt die maximale Helligkeit BVmax unter den Helligkeiten BVa-BVf des Objekts, die von den 6 fotografischen Wandlerelementen 16a-16f erhalten werden, aus der Abszisse, während auf der Ordinate die maximale Helligkeitsdifferenz A zwischen der maximalen Helligkeit Bvmax und der kleinsten Helligkeit BVmin aufgetragen ist, und es wird eines der oben erläuterten 4 Berechnungsverfahren entsprechend den Werten von BVmax und Δ ausgewählt. Die Symbole b1-b4 bedeuten vorab ausgewählte Konstante, in bezug auf die maximale Helligkeit und a1-a4 sind vorab ausgewählte Konstante bezüglich der maximalen Helligkeitsdifferenz.
Die oben angegebenen Verfahren zur Belichtungsberechnung stellen sich wie folgt dar:
CW = BVa (1) BM = (BVa + ... + BVf)/6 (2) BLM = (BM + BVmin)/2 (3) BHM = (BM + BVmax)/2 (4)
Damit verleiht die Berechnung CW dem mittleren Bereich des Objektfelds Gesicht. Das BM-Verfahren basiert auf der Mittelwertbildung der 6 Bereiche. Das BLM- Verfahren wichtet die geringe Helligkeit, während das BHM-Verfahren hoher Helligkeit Gewicht gibt.
Beispielsweise erhält man für den Fall BVa = 12,6, BVb = 13,1, BVc = 10,5, BVd = 12,0, BVe = 13,5 und BVf = 14,0:
Maximale Helligkeit Bvmax = BVf = 14,0;
Maximale Helligkeitsdifferenz Δ = 3,5.
Wenn b3, b4, a2 und a3 in Fig. 3 so bestimmt werden, daß sie die Bedingung erfüllen:
b3 < 14 < b4, a2 < 3,5 < a3
wird das BM-Verfahren für die Belichtungsberechnung ausgewählt, und die obige Gleichung (2) liefert BM = 12,6, wonach der Belichtungswert berechnet wird.
Damit bestimmt der Algorithmus D die Belichtung basierend auf der maximalen Helligkeit BVmax und der maximalen Helligkeitsdifferenz Δ, so daß die Aufnahme mit einer Belichtung erhalten werden kann, die über das gesamte Feld ausgeglichen ist, falls das Hauptobjekt eine Landschaft ist.
Fig. 4 zeigt die Auswahltabelle, die bei dem Algorithmus E nach Fig. 2 verwendet wird, wobei die maximale Helligkeit Bvmax auf der Abszisse und die maximale Helligkeitsdifferenz A auf der Ordinate wie in Fig. 3 aufgetragen sind. Der Algorithmus E verwendet 4 Berechnungsverfahren CW, BM, BLM und BHM.
Auch bei dem in Figur dargestellten Algorithmus E wird, wenn die maximale Helligkeit und die maximale Helligkeitsdifferenz die folgenden Beziehungen erfüllen,
b3 < BVmax < b4 und a3 < Δ
die BLM-Methode gewählt, bei der die Berechnung unter Gewichtung bei der niedrigen Helligkeit gemäß oben erwähnter Gleichung (3) erfolgt.
Nunmehr auf Fig. 5 bezugnehmend, um einen zweiten Algorithmus zur Belichtungsberechnung durch die in Fig. 1 gezeigte Belichtungsbetriebseinheit 19 zu erläutern, sind in Fig. 5 die gleichen Schritte wie bei dem ersten in Fig. 2 gezeigten Algorithmus durch entsprechende Ziffern bezeichnet und werden hier nicht näher erläutert.
Wenn gemäß dem in Fig. 5 gezeigten Flußdiagramm der Schritt S2 eine AF- Betriebsart feststellt, ermittelt der Schritt S3 den Unschärfebetrag δAF und der Schritt S7 treibt die Linse entsprechend dem Unschärfebetrag. Anschließend berechnet ein Schritt S23 erneut den Unschärfebetrag δAF und ein Schritt S24 stellt fest, ob der Absolutwert δAF des Unschärfebetrags in einem ersten festgelegten Bereich von 50 µm gemäß Fig. 6 fällt. Falls
δAF ≤ 50 µm
wird der In-Fokus-Zustand identifiziert, und der Ablauf geht zu einem Schritt S25,
falls jedoch
δAF > 50 µm,
geht der Ablauf zurück zum Schritt S7, und die oben erläuterte Schleife wird so lange wiederholt, bis die Bedingung δAF ≤ 50 µm erreicht ist.
Der Schritt S25 stellt fest, ob die Auto-Fokussierung in der Dauer-Autofokussierungs-(C-AF-)Betriebsart oder in der Einzel- oder Einzelaufnahmen-Autofokussierungs-(S-AF-)Betriebsart vorliegt, und der Ablauf geht zu einem Schritt S26 bzw. S27 im Fall der Einzel-Autofokussierungs-Betriebsart bzw. der Dauer-Autofokussierungs-Betriebsart. Der Schritt S27 stellt fest, ob die Fokussierungsverriegelung benutzt wird und der Ablauf geht zu dem Schritt S26 oder S4, wenn die Fokussierungsverriegelung benutzt wird bzw. nicht benutzt wird.
Der Schritt S26 hält die Linsenposition, anschließend ermittelt der Schritt S9 die Brennweite f mm und der Schritt S10 erfaßt die Aufnahmeentfernung x mm im In- Fokus-Zustand. Wenn das Aufnahmeobjektiv 1 in der Lage ist, die Brennweite f mm oder die Aufnahmeentfernung x mm festzustellen, geht der Ablauf ohne die Feststellungen in den Schritten S9 und S10 weiter, und der nächste Schritt S11 stellt fest, daß das Aufnahmeobjektiv für solche Feststellungen nicht geeignet ist. Anschließend geht der Ablauf weiter zum Schritt S4, und wie im Fall der MF-Betriebsart geht der Ablauf weiter zu Schritt S6 bis S5 für den Algorithmus E.
Wenn andererseits die Schritt S9 und S10 feststellen, daß die Brennweite (f mm) und die Aufnahmeentfernung (x mm) im In-Fokus-Zustand liegen, geht der Ablauf von dem Schritt S11 nach S12, um die Ausgangssignale der Lichtmessung, d.h. die Helligkeitswerte, zu speichern.
Dann wartet der Schritt S13 auf das vollständige Niederdrücken des Auslöseschalters 21, und wenn dieser vollständig niedergedrückt wird, entscheidet ein Schritt S28, ob der Unschärfebetrag δAF unmittelbar vor der Belichtung oder unmittelbar nach dem vollständigen Niederdrücken des Auslöseschalters 21 bei dieser Ausführungsform, folgende Bedingung erfüllt:
δAF ≤ + 120 µm
in bezug auf den zweiten Bereich, der auf der Vordergrund-Fokussierungs-Seite gemäß Fig. 6 liegt. Dann geht der Ablauf zu einem Schritt S29 oder zu dem Schritt S16, wenn die Bedingung erfüllt bzw. nicht erfüllt ist.
Der Schritt S29 entscheidet, ob der Unschärfebetrag δAF die Bedingung
δAF ≥ -80
bezüglich des zweiten Bereichs erfüllt, der auf der Seite der Hintergrund-Fokussierung gemäß Fig. 6 definiert ist, und der Ablauf geht zu einem Schritt S30 oder zu dem Schritt S16, wenn die Bedingung erfüllt bzw. nicht erfüllt ist. Folglich wird der Schritt S16 erreicht, wenn
δAF > +120 µm oder
δAF < -80 µm,
wobei eine solche Haupt-Unschärfe unmittelbar vor der Belichtung beispielsweise dann vorliegt, wenn die Kamera auf die Einzel-AF-Betriebsart und auf das Hauptobjekt fokussiert ist und anschließend sich die Zusammensetzung des Objektfeldes ändert.
Der Schritt S16 wählt die Belichtungsberechnung entsprechend dem Algorithmus A, und dann geht der Ablauf zu dem Schritt S6.
Andererseits wird der Schritt S30 erreicht, wenn
- 80 µm ≤ δAF ≤ +120 µm,
und der Schritt S30 stellt fest, ob die Aufnahmevergrößerung f/x in dem Bereich
1/110 ≤ f/x ≤ 1/14
fällt. Liegt die Vergrößerung f/x außerhalb des Bereichs, was grundsätzlich bedeutet, daß das Hauptobjekt eine Landschaftsaufnahme oder eine Nahaufnahme ist, geht der Ablauf zu dem Schritt S17, um die Belichtung entsprechend dem Algorithmus D zu berechnen.
Wenn andererseits der Schritt S30 feststellt, daß die Vergrößerung f/x in den Bereich fällt, was grundsätzlich bedeutet, daß das Hauptobjekt eine Person ist, geht der Ablauf zu dem Schritt S20, um die Stärke der maximalen Helligkeitsdifferenz Δ festzustellen, und, falls die Differenz klein ist, sie eine Bedingung Δ < 3 erfüllt, geht der Ablauf zu dem Schritt S21, um den Belichtungswert entsprechend dem Algorithmus C zu berechnen.
Wenn andererseits die Differenz groß ist und eine Bedingung Δ ≥ 3 erfüllt, geht der Ablauf zu dem Schritt S22, um die Belichtung entsprechend dem Algorithmus B zu berechnen.
Im folgenden wird der Unterschied erläutert zwischen dem ersten festgelegten Bereich, um den Fokussierungszustand des Unschärfebetrags δAF zu bestimmen, und dem zweiten festgelegten Bereich zum Ermitteln einer Zusammensetzungs-Änderung, wobei auf Fig. 6 Bezug genommen wird.
Bei der Ermittlung des Fokussierungszustands wird ein In-Fokus-Zustand erkannt, wenn eine Bedingung
δAF ≤ 50 µm
erfüllt wird, und dieser Bereich wird der erste benannte Bereich genannt. Andererseits wird eine in einem Bereich nicht gegebene Zusammensetzungs-Änderung nachgewiesen, wenn
-80 µm ≤ δAF ≤ +120 µm
und dieser Bereich wird als zweiter benannter Bereich bezeichnet. Der zweite Bereich wird breiter gewählt als der erste Bereich, um ein Mißverständnis bei einer Erschütterung der Kamera oder einem Wackeln des Hauptobjekts in Form einer "Änderung in der Zusammensetzung des Objektfeldes" zu vermeiden.
Auch der zweite Bereich wird auf der Vordergrund-Fokussierungs-Seite breiter und auf der Hintergrund-Fokussierungs-Seite schmaler gewählt, weil die Tiefe des Objektfeldes auf der Hintergrund-Fokussierungs-Seite breiter ist aufgrund der Amplitudenschwankung durch den Fotografen, oder das Hauptobjekt auf beiden Seiten die gleiche Wahrscheinlichkeit hat.
Im folgenden wird ein dritter Algorithmus bei der Belichtungsberechnung durch die Belichtungsbetriebseinheit nach Fig. 1 unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert. Dieser Algorithmus ist gekennzeichnet durch die Tatsache, daß ein zweiter benannter Bereich, der bereits bei dem in Fig. 5 dargestellten zweiten Algorithmus vorgestellt wurde, entsprechend der Aufnahmeentfernung (x mm) variabel gestaltet wird.
Die Beziehung zwischen der Aufnahmeentfernung x und dem zweiten benannten Bereich wird gemäß Fig. 8 folgendermaßen definiert:
Fig. 7 zeigt den entsprechenden Algorithmus für die Belichtungsberechnung, welcher der gleiche ist wie der in Fig. 5 dargestellte Algorithmus, ausgenommen die Schritt S31 und S32, die im folgenden erläutert werden.
Wenn im Schritt S13 der Auslöseschalter 21 vollständig niedergedrückt wird, geht der Ablauf zu einem Schritt S31, um zu ermitteln, ob der Unschärfebetrag δAF unmittelbar vor der Belichtung oder unmittelbar nach dem vollständigen Niederdrücken des Aufnahmeschalters 21 bei der vorliegenden Ausführungsform, folgende Bedingung erfüllt:
wobei der zweite benannte Bereich verwendet wird, der gemäß Fig. 8 auf der Vordergrund-Fokussierungs-Seite ausgewählt ist. Dann geht der Ablauf zum Schritt S32 oder zu dem Schritt S16, wenn die Bedingung erfüllt bzw. nicht erfüllt ist.
Der Schritt S32 ermittelt, ob der Unschärfebetrag δAF eine Beziehung
erfüllt, wobei der zweite benannte Bereich verwendet wird, der auf der Hintergrund- Fokussierungs-Seite nach Fig. 8 gewählt wurde. Anschließend geht der Ablauf zu dem Schritt S30 oder dem Schritt S16 abhängig davon, ob die Beziehung erfüllt ist oder nicht.
Anschließend werden die gleichen Schritte ausgeführt wie bei dem zweiten Algorithmus.
Im folgenden wird eine Verbesserung der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele erläutert. Bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel wird der Unschärfebetrag berechnet, um den In-Fokus-Zustand vor der Belichtung zu erhalten, indem das Signal bezüglich des vollständigen Niederdrückens des Auslöseschalters 21 im Schritt S13 empfangen wird. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, sondern kann so ausgestaltet sein, daß der Fokussierungszustand immer ermittelt wird, bevor der Auslöseschalter 21 vollständig gedrückt wird. Als ein Beispiel zeigt Fig. 9 eine Verbesserung des ersten Algorithmus. Nachdem die Helligkeit im In-Fokus-Zustand im Schritt S12 abgespeichert ist, stellt ein Schritt S33 den Fokussierungszustand fest, und im Fall des In-Fokus setzt ein Schritt S34 ein Flag F auf den Wert "1". Im Fall des Außer-Fokus setzt ein Schritt S35 das Flag F auf "0". Dann geht der Ablauf zu einem Schritt S36, um festzustellen, ob der Schalter 21 vollständig niedergedrückt wird und falls dies der Fall ist, ermittelt Schritt S37, ob das Flag F "1" ist. Wenn das Flag F "1" ist, was den In-Fokus- Zustand bedeutet, geht der Ablauf zu dem Schritt S18, wenn aber das Flag F "0" ist, was den Außer-Fokus-Zustand bedeutet, geht der Ablauf zu dem Schritt S15. Wenn der Auslöseschalter 21 im Schritt S36 nicht vollständig gedrückt ist, geht der Ablauf zu dem Schritt S33, um das Detektieren des Fokussierungszustands so lange zu wiederholen, bis das volle Niederdrücken erfolgt.
Der oben erläuterte Algorithmus ermöglicht es, den Fokussierungszustand vor dem vollständigen Niederdrücken des Auslöseschalters 21 zu detektieren.
Die oben erläuterte Verbesserung ist nicht nur auf den ersten Algorithmus, sondern auch auf den zweiten und den dritten anwendbar.
Fig. 10 zeigt drei verschiedene Fälle der Kombination der Entfernungsmeßzone und des Lichtmeßmusters.
In Fig. 10 bedeutet der Fall 1 die Ausführungsform nach Fig. 1, bei der die Entfernungsmeßzone 30 genau der Lichtmeßzone 16a entspricht.
Der Fall 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der die Entfernungsmeßzone 31 einem Lichtmeßbereich 33 mit zentraler Wichtung entspricht.
Der Fall 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, bei der die Entfernungsmeßzone 32 in Seitenrichtung länglich ist und dort die In-Fokus-Stellung identifizierbar ist. Entsprechend einer solchen Entfernungsmeßzone 32 gibt es Lichtmeßbereiche, um die Entfernungsmeßzone zu unterteilen in eine linke, eine mittlere und eine rechte Zone, während die Lichtmeßbereiche zusätzlich unterteilt sind in mittlere Bereiche 34a, 34b und 34c sowie Umgebungsbereiche 34d, 34e und 34f. Somit gibt es insgesamt 7 Lichtbereiche einschließlich des Umfangsbereichs 349. In diesem Fall 3 wird die Helligkeit im In-Fokus-Zustand gespeichert in einem der linken, mittleren und rechten Lichtmeßbereiche entsprechend der In-Fokus-Position der Entfernungsmeßzone 32, und der entsprechende Belichtungswert wird entsprechend dem in Fig. 2, 5 oder 7 gezeigten Algorithmus berechnet.
Bei dem Algorithmus nach Fig. 2, 5 oder 7 erfolgt die Berechnung des Belichtungswerts entsprechend einem der Algorithmen A-E nur im Auto-Fokussierbetrieb, aber auch dann, wenn das Aufnahmeobjektiv die Fähigkeit der Auto-Fokussierung nicht besitzt, läßt sich die Belichtungsberechnung entsprechend einem der Algorithmen A-E im manuellen Fokussierungsbetrieb in gleicher Weise durchführen wie die Auto- Fokussierung, die in Fig. 2, 5 oder 7 gezeigt ist, wenn das Detektieren des Fokussierungszustands und das Erfassen der Brennweite (f mm) und der Aufnahmeentfernung (x mm) manuell möglich sind.
Bei dem in Fig. 5 gezeigten Algorithmus lassen sich das Erkennen des Fokussierungszustands im Schritt S25 und das Speichern des Lichtmeßwerts im Schritt S12 praktisch gleichzeitig durchführen, weil die Schritt S25-S12 innerhalb sehr kurzer Zeit (weniger als 10 ms) durchgeführt werden.
Auch die Schritt S9-S11 beschränken nicht die vorliegende Erfindung, sie können in dem Algorithmus entfallen.
Außerdem kann die in Verbindung mit der Erfindung verwendete Fokussierurgs- Detektiereinrichtung vom aktiven oder vom passiven Typ sein.
Wie oben detailliert erläutert wurde, stellt die Erfindung fest, ob die Zusammensetzung in dem Objektfeld sich nach der Fokussierung ändert, basierend auf dem Fokussierungszustand in der Entfernungsmeßzone unmittelbar vor der Belichtung, und sie klassifiziert das Hauptobjekt allgemein ein in eine Landschaft, eine Person und ggf. eine Nahaufnahme, basierend auf der fotografischen Vergrößerung im In- Fokus-Zustand, und diese beiden Daten werden in Kombination dazu benutzt, den zeitlichen Ablauf der Datenerfassung für die Lichtmessung festzulegen, nämlich beim In-Fokus-Zustand oder unmittelbar vor der Belichtung, außerdem zum Bestimmen des Lichtmeßbereichs und des Lichtmeßverfahrens zur Belichtungsberechnung. Deshalb läßt sich die Belichtungsberechnung in genauerer Weise durchführen, und die Wahrscheinlichkeit dafür, daß die richtige Belichtung erreicht wird, kann signifikant verbessert werden.
Da außerdem gemäß der Erfindung der Bereich der Unschärfe, der zum Ermitteln einer Änderung in der Zusammensetzung verwendet wird, breiter gewählt wird als die bei der Fokussierung tolerierte Unschärfe, kann mit Sicherheit das nachteilige Mißverständnis verhindert werden, wonach ein Wackeln der Kamera oder des Hauptobjekts als Änderung der Zusammensetzung des Objektfeldes angesehen wird.
Wenngleich die erfindungsgemäße Belichtungssteuereinrichtung anhand von Ausführungsbeispielen in den beigefügten Zeichnungen erläutert wurde, so ist die Erfindung dennoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt und ist natürlich Modifizierungen und Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche zugänglich.

Claims

1. Kamera, umfassend

- eine Lichtmeßvorrichtung (15) zum Messen der Helligkeit eines Objektfeldes und zum Erzeugen eines entsprechenden Helligkeitssignals,

- eine Fokussierungs-Detektiereinrichtung (6) zum Detektieren eines Fokussierungszustandes in einer vorbestimmten Meßzone des Objektfeldes und zum Fokussieren eines Aufnahmeobjektivs (1),

- eine In-Fokus-Detektiereinrichtung (12) zur Abgabe eines In-Fokus-Signals wenn ein In-Fokus-Zustand erreicht worden ist, und

- eine Speichereinrichtung zum Speichern des Helligkeitssignals, wenn das In-Fokus-Signal abgegeben wird,

gekennzeichnet durch

- eine Klassifizierungseinrichtung (19) zum Klassifizieren des Hauptobjekts im Objektfeld durch Detektieren der Aufnahmevergrößerung des Hauptobjekts bezüglich eines Filmaufnahmeformats, wenn das In-Fokus- Signal abgegeben wird,

- eine auf die Fokussierungs-Detektiereinrichtung ansprechende Änderungs- Detektiereinrichtung zum Detektieren einer Anderung in dem Fokussierungszustand unmittelbar vor einer Belichtung bezüglich des In- Fokus-Zustandes, wenn das In-Fokus-Signal abgegeben wurde, und

- eine auf die Klassifizierungseinrichtung und die Änderungs- Detektiereinrichtung ansprechende Belichtungssteuereinrichtung (22) zum Steuern der Belichtung in Abhängigkeit von der Klassifizierung des Hauptobjekts und der detektierten Änderung im Fokussierungszustand, so daß die Belichtung entweder auf dem in der Speichereinrichtung gespeicherten Helligkeitssignal beruht, oder auf dem Helligkeitssignal unmittelbar vor der Belichtung.

2. Kamera nach Anspruch 1, bei der die Belichtungssteuereinrichtung dafür ausgelegt ist, eine auf dem Helligkeitssignal unmittelbar vor der Belichtung beruhende Belichtungs- Operation auszuführen, wenn die durch die Klassifizierungseinrichtung detektierte Vergrößerung außerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu liegen kommt.

3. Kamera nach Anspruch 1, bei der die Belichtungssteuereinrichtung dafür ausgelegt ist, eine auf dem in der Speichereinrichtung gespeicherten Helligkeitssignal beruhende Belichtungs- Operation auszuführen, wenn die von der Klassifizierungseinrichtung detektierte Vergrößerung innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu liegen kommt.