JP2000250089A

JP2000250089A - カメラ

Info

Publication number: JP2000250089A
Application number: JP5563899A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Miyazaki; 敏宮崎
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、被写体の距離や位置によらず、常に
視差のない最適な領域により正確な測光を可能とするカ
メラを提供する。【解決手段】本発明によると、複数の画素からなる自動
焦点用センサを用いて測光を行なうカメラにおいて、被
写体距離を検出する被写体距離検出手段を具備し、上記
被写体距離検出手段からの出力に応じて測光に使用する
前記自動焦点用センサの画素領域を切り換えることを特
徴とするカメラが提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、スポット
測光と称されているような部分測光が可能なカメラに関
するものであり、より詳しくは、自動焦点（合焦：Ａ
Ｆ）用センサを用いて部分測光を行うカメラの改良に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＡＦセンサと測光センサを兼
用する技術は多数提案されている。

【０００３】そして、実際にスポット測光をＡＦ用ライ
ンセンサで行う一眼レフカメラも商品化されている。

【０００４】ところで、近年のパッシブＡＦセンサユニ
ットの小型化と、コンパクトカメラの小型化、高倍率ズ
ーム化とがあいまって、パッシブＡＦを採用するコンパ
クトカメラが増えてきており、上記の技術がより重要に
なってきている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、テイキ
ングレンズとは独立した光学系を有するパッシブＡＦセ
ンサで測光を行った場合には、被写体の距離によって、
撮影領域に対するセンサ視野領域が変化する所謂視差が
発生してしまうため、ユーザの意に反した領域を測光し
てしまい、最悪の場合には露出の合わない写真が撮れる
こととなってしまう。

【０００６】また、所謂マルチＡＦの場合において、測
距上選択した被写体位置と測光視野が一致していない場
合にも、上述したと同様の問題が発生してしまう。

【０００７】そこで、本発明は、上記の事情に鑑みてな
されたもので、被写体の距離や位置に応じて、常に視差
のない最適な領域により正確な測光を行うことができる
カメラを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】（１）本発明によると、
上記課題を解決するために、複数の画素からなる自動焦
点用センサを用いて測光を行うカメラにおいて、被写体
距離を検出する被写体距離検出手段を具備し、上記被写
体距離検出手段からの出力に応じて測光に使用する前記
自動焦点用センサの画素領域を切り換えることを特徴と
するカメラが提供される。

【０００９】（２）また、本発明によると、上記課題を
解決するために、撮影レンズを合焦位置へ変位させるた
め、被写体距離に応じた被写体像信号を出力する複数の
画素からなる合焦用センサと、上記合焦用センサの出力
に基づいて、被写体距離を算出する被写体距離出力手段
と、上記合焦用センサの所定の画素領域を使用して、被
写体の輝度値を測定する測光手段と、を具備し、上記測
光手段は、上記被写体距離出力手段により算出した被写
体距離情報に応じて、複数画素からなる上記合焦用セン
サの使用画素領域を切り換えることを特徴とするカメラ
が提供される。

【００１０】（３）被写体状態に応じた被写体像信号を
出力する複数の画素からなる受光手段と、主要被写体が
対応する上記受光手段の画素領域を決定する主要被写体
領域決定手段と、上記主要被写体領域決定手段により決
定された画素領域の出力に基づいて、上記主要被写体の
輝度値を測定する測光手段と、を具備することを特徴と
するカメラが提供される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。

【００１２】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態によるカメラの概略的な構成を示すブロ
ック図である。

【００１３】すなわち、このカメラは、図１に示すよう
に、カメラ全体を制御する制御回路１１と、この制御回
路１１に接続されるＡＦユニット１２、測光ユニット１
３、ＥＥＰＲＯＭ１４、第１レリーズ（Ｒ１）スイッチ
１５、第２レリーズ（Ｒ２）スイッチ１６とから構成さ
れている。

【００１４】ここで、制御回路１１は、マイクロプロセ
ッサであって、内部にＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、カウン
タ等を備えていることにより、予めＲＯＭに記憶された
プログラムに従い、露出動作（ＡＦ、測光、シャッタ駆
動等）、レンズ駆動制御、フィルム給送、各種スイッチ
の入力等、カメラ全体の制御を司る。

【００１５】また、Ｒ１スイッチ１５、Ｒ２スイッチ１
６は、ユーザにより操作されるスイッチで、それらの操
作入力は共に制御回路１１に入力される。

【００１６】そして、制御回路１１は、Ｒ１スイッチ１
５のオン操作に応答して、測距、測光を開始し、Ｒ２ス
イッチのオン操作に応答して、レンズ繰出し、露出動作
が実行されるように各部を制御する。

【００１７】また、ＡＦユニット１２は、図示しないズ
ームレンズ等を含む撮影レンズを合焦位置へ変位させる
ため、被写体距離に応じた被写体像信号を出力する複数
画素からなる合焦用（ＡＦ）センサとして、一対の結像
レンズと対応した一対のセンサ列とで構成される。

【００１８】そして、制御回路１１からの指示により、
ＡＦユニット１２の全センサは一斉に結像レンズを介し
て結像される被写体像に対応した光電流の積分を開始
し、同様に制御回路１１からの指示により、その積分を
中止する。

【００１９】このＡＦユニット１２の各センサの積分結
果は、アナログ電圧として、制御回路１１からのクロッ
ク信号に同期して制御回路１１に出力される。

【００２０】制御回路１１では、このＡＦユニット１２
からのアナログ電圧を逐次Ａ／Ｄ変換して、そのデジタ
ルデータを制御回路１１内のＲＡＭに格納する。

【００２１】また、制御回路１１では、これと同時にＡ
Ｆユニット１２の各センサの積分を実行した時間データ
も制御回路１１内のＲＡＭに記憶しておく。

【００２２】そして、制御回路１１は、これらの記憶デ
ータを用いて、被写体までの距離や、輝度を算出するこ
とにより、被写体距離情報や、輝度情報も制御回路１１
内のＲＡＭに記憶しておく。

【００２３】なお、ここで算出記憶した輝度データは、
スポット測光値として用いたり、後述の測光ユニット１
３による測光データと合わせて平均測光データとしても
用いられる。

【００２４】測光ユニット１３は、前記撮影レンズの光
路とは異なる光路上に設けられる図示しない結像レンズ
と、この結像レンズを介して受光する、例えば、同心円
状等に分割された測光用センサとしてのフォトダイオー
ド等からなり、被写界の平均的な輝度を測定する。

【００２５】この測光ユニット１３からの測光結果は、
光電流を対数圧縮して、アナログ電圧として制御回路１
１に出力される。

【００２６】制御回路１１では、この測光ユニット１３
からの測光出力をＡ／Ｄ変換して、制御回路１１内のＲ
ＡＭに格納する。

【００２７】ＥＥＰＲＯＭ１４は、電気的に書き換え可
能な不揮発性のメモリであって、予め、カメラ固有の調
整値等が記憶されている。

【００２８】そして、ＥＥＰＲＯＭ１４は、通信ライン
を介して制御回路１１と接続されていることにより、制
御回路１１からのアクセスに応じてそれらの調整値等を
制御回路１１に供給する。

【００２９】なお、ＥＥＰＲＯＭ１４（または制御回路
１１内のＲＯＭ）には、後述するＡＦユニット１２の自
動焦点（合焦：ＡＦ）用センサを用いた測光演算のため
に、被写体距離情報に対応させてＡＦセンサの使用画素
領域の値をテーブル形式で記憶させておくものとする。

【００３０】このように、本発明では、ＡＦユニット１
２の前記自動焦点（合焦：ＡＦ）用センサからの出力に
基づいて被写体距離情報を検出する被写体距離検出手段
を備えており、後述するように上記被写体状態検出手段
からの出力に応じて測光に使用する測光画素領域を切り
換える。

【００３１】また、本発明では、ＡＦユニット１２の前
記自動焦点（合焦：ＡＦ）用センサからの出力に基づい
て被写体の距離や位置等の被写体状態を検出する被写体
状態検出手段を備えており、後述するように上記被写体
状態検出手段からの出力に応じて測光に使用する測光画
素領域を切り換える。

【００３２】また、本発明では、ＡＦユニット１２の前
記自動焦点（合焦：ＡＦ）用センサにおける所定の画素
領域を使用して、被写体の輝度値を測定する測光手段を
備えている。

【００３３】また、本発明では、上記被写体距離検出手
段により検出された被写体距離情報に応じて、前記制御
回路１１が前記測光手段による前記合焦用センサの使用
画素領域を切り換えることにより、前記測光領域表示マ
ークの示す測光領域と前記測光手段による前記合焦用セ
ンサの前記使用画素領域とが常に一致するように制御す
る。

【００３４】そして、本発明では、前記測光手段によ
り、ＡＦユニット１２の前記合焦用センサにおける所定
の画素領域を使用して、前記測光領域表示マークで示す
ファインダ視野内の被写体の一部領域であるスポット測
光領域を測光する第１の測光手段と、前記合焦用センサ
とは別に設けられる測光ユニット１３の測光用センサに
より、前記第１の測光手段による前記スポット測光領域
よりも広い領域の輝度を測定する第２の測光手段を備え
ている。

【００３５】また、測光ユニット１３の測光用センサ
は、撮影される被写体像の光強度分布に対応した被写体
輝度信号を発生する第１の受光手段となり、ＡＦユニッ
ト１２の前記合焦用センサは、上記第１の受光手段の光
路とは異なる光路を通って上記被写体像が投影され、上
記被写体像の光強度分布に対応した被写体輝度信号を発
生する第２の受光手段となる。

【００３６】次に、以上のように構成される本発明のカ
メラにおいて、被写体の距離や位置に応じて、常に、最
適な領域による視差のない正確な測光が可能となること
について説明する。

【００３７】図２は、カメラのテイキング（撮影）レン
ズの光軸とＡＦセンサ光学系の光軸及び被写体の関係を
表す図である。

【００３８】通常、テイキングレンズの光軸とＡＦセン
サ光学系の光軸は撮影距離全域でその視差が大きくなら
ないように、所定の距離で交わるように設計されている
が、この距離を外れるほど、視差が大きくなる。

【００３９】図３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、このこ
とをより分かり易く表したもので、近距離（ａ）、中距
離（ｂ）、遠距離（ｃ）におけるＡＦセンサ視野と撮影
画角の関係を示した図である。

【００４０】図３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、
それぞれ、外枠が撮影画角、中央の円がスポット測光タ
一ゲットマーク、梯子状の部分がＡＦセンサ列の視野を
示している。

【００４１】このような図３から明らかなように、測光
ターゲットマークと測光領域を一致させるためには、被
写体距離に応じて、測光に使用するセンサ領域を切り換
えなければならないことが分かる。

【００４２】図４は、ＡＦセンサの積分時間と出力電圧
の関係を示している。

【００４３】このＡＦセンサの出力電圧は、前述した光
電流の積分時間と比例関係にあり、図４に示すように、
その傾きは光電流、すなわち、輝度に依存する。

【００４４】図５は、ＡＦセンサの積分終了時点での各
画素領域出力電圧の関係を示している。

【００４５】すなわち、ＡＦセンサによる光電流の積分
は、被写体の輝度が最も明るい部分に対応するセンサの
画素領域の出力が、予め定めたレベルに達したところで
終了させるようにしているので、積分終了時点でのセン
サの各画素領域出力は図５で示すようになる。

【００４６】つぎに、この積分結果より制御回路１１が
被写体の輝度値を算出する手法を説明する。

【００４７】今、ある輝度で、ＡＦセンサの光電流
（ｉ）をコンデンサ（Ｃ）に時間（Ｔ）の間、蓄積した
とするときの出力電圧（Ｖ）は次式で表される。

【００４８】ここで、ｉは、例えば、基準輝度をＢＶ０として、その
ときの光電流Ｉを基準に表せばｉ＝Ｉ・２^ΔＢＶとなるので、２^ΔＢＶ＝ＣＶ／ＩＴで表すことができる。

【００４９】ところで、であるから、ＢＶ＝ｌｏｇ₂Ｃ＋ｌｏｇ₂Ｖ−ｌｏｇ₂Ｉ−ｌｏｇ₂Ｔである。

【００５０】このうち、Ｃ、ＩはそれぞれＡＦセンサ固
有の定数であるから、Ｃ、Ｉの項を定数Ｃｎｓｔと置く
と、ＢＶ＝ｌｏｇ₂Ｖ−ｌｏｇ₂Ｔ＋Ｃｎｓｔとなる。

【００５１】ところで、Ｃ、ＩはＡＦセンサの各画素領
域で等しいものと見なせば、積分時間は等しいのである
から、ｎ個の各画素領域間の差はＶの項のみとなる。

【００５２】従って、全センサｎ個の各画素領域の平均
ＢＶは、で表すことができる。

【００５３】すなわち、これはである。

【００５４】同様に、ｊ番目からＮ番目の各画素領域に
ついて考えれば、となる。

【００５５】ここで、ｊは測光に有効なＡＦセンサの画
素領域の開始位置を示し、Ｎは測光に有効なＡＦセンサ
の画素数を示す。

【００５６】従って、被写体の距離に応じて、ｊとＮの
値を適切に選択すれば、視差を相殺するように測光領域
を設定することができる。

【００５７】つまり、ＡＦユニット１２の各センサの出
力に基づいて制御回路１１により算出されて制御回路１
１内のＲＡＭに記憶されている被写体距離情報に対応し
て、ｊとＮの値を適切に切り換えて上式によりＢＶを算
出することで、適切な視野の測光値を得ることができ
る。

【００５８】そして、このような測光演算のために、前
述したように、予め、被写体距離情報に対応させてＡＦ
センサの使用画素領域ｊとＮとの値が、ＥＥＰＲＯＭ１
４（または制御回路１１内のＲＯＭ）にテーブル形式で
記憶させておくようにしてある。

【００５９】従って、制御回路１１は、前述したように
制御回路１１内のＲＡＭに記憶してあるそのときの被写
体距離情報に応じて、予め、ＥＥＰＲＯＭ１４（または
制御回路１１内のＲＯＭ）にテーブル形式として被写体
距離情報に対応させて記憶されているＡＦセンサの使用
画素領域ｊとＮとの値を用いるように、上式のｊとＮと
を適切に切り換えてＢＶを算出することにより、視差の
ない適切な測光値を得ることができる。

【００６０】なお、Ｎをズームレンズの焦点距離に対応
して適切に選択すれば、更に、焦点距離による画角のズ
レについても補正することが可能である。

【００６１】（第２の実施の形態）一般に、測光は同心
円状に分割された測光用センサを用い、中央の測光セン
サ出力をＢＶｃとし、周辺の測光センサ出力をＢＶａと
し、その平均値をもって露出を決定する。

【００６２】すなわち、シャッタスピードと絞りは、Ｂ
Ｖ＝（ＢＶｃ＋ＢＶａ）／２に従って決定される。

【００６３】これは、面積の小さいＢＶｃの寄与率が高
い所謂中央重点測光と呼ばれ、中央の主要被写体に重き
を置いた露出を期待することができる。

【００６４】ところで、近年のカメラでは測距領域を複
数に分割し、例えば、最も近い距離にある被写体を主要
被写体と判断して、それに撮影レンズのピント合わせを
行う所謂マルチＡＦ方式を採用したものが増えている。

【００６５】このマルチＡＦ方式では、主要被写体が中
央になくてもピントが合うため、フォーカスロックなど
の技術を使わなくてもよく、経験の少ないユーザが撮っ
ても所謂ピンぼけ写真はなくなるという効果が得られて
いる。

【００６６】ところが、このマルチＡＦにより、逆に、
不都合も生じている。

【００６７】すなわち、測距は中央に限らず広視野に対
応しているにも係らず、測光は相変わらず中央重点であ
るため、主要被写体とは別の位置に露出の重点が置かれ
る場合が生じるということである。

【００６８】図６は、ＡＦセンサ列を５領域に分割し、
主要被写体がそれそれ中央、左から２領域目、左から２
領域目と４領域目にある場合を示している。

【００６９】前記したように、第２、第３の例では測光
の重点が中央にあるのは望ましくないことが分かる。

【００７０】そこで、この第２の実施の形態では、測距
の結果、主要被写体があると判断した領域のセンサ出力
を用いて輝度を算出することにより、測距と測光のター
ゲットが一致し、上述した不都合を解消することができ
るようにしている。

【００７１】次に、測距の結果、主要被写体があると判
断した領域のセンサ出力を用いて輝度を算出する具体例
について説明する。

【００７２】前述したように、ｊ番目からＮ個のセンサ
出力による測光値は、となる。

【００７３】更に、ｊ番目からＮ個とｈ番目からＮ個の
センサ出力の合計では、となる。

【００７４】同様に、ｊ番目からＮ個とｈ番目からＮ個
とｌ番目からＮ個のセンサ出力の合計では、と表せる。

【００７５】従って、主要被写体があると判断した領域
に応じて、これらの（１），（２），（３）式による測
光値をＢＶｃとして使い分けて用いるようにすれば、主
要被写体が中央にある場合の測光値と、主要被写体が中
央とは異なる位置にある場合の測光値を求めることがで
きる。

【００７６】つまり、主要被写体が中央にあると判断す
れば（１）式を用いて、ｊを中央付近に設定して測光値
を求める。

【００７７】また、主要被写体が周辺にあると判断すれ
ば（２）式を用いて、ｊを選択した領域付近に設定して
測光値を求めるようにすればよい。

【００７８】更に、主要被写体が２箇所にあると判断し
た場合には、（３）式を用いて、ｊ，ｈを選択した領域
付近に設定して測光値を求めるようにすればよい。

【００７９】このようにして、主要被写体が周辺にある
場合にも、また主要被写体が複数箇所にある場合にも、
主要被写体が中央にある場合と同様に適切な測光領域を
選択して測光値を求めることができる。

【００８０】以上、説明したように本発明のカメラによ
れば、被写体の距離や位置によらず、常に最適な領域を
測光することができる。

【００８１】なお、上述したような実施の形態で示した
本発明には、以下に付記として示すような発明が含まれ
ている。

【００８２】（付記１）複数の画素列からなる自動焦点
用センサの所定の画素領域を用いて測光を行うカメラに
おいて、被写体状態を検出する被写体状態検出手段を具
備し、上記被写体状態検出手段からの出力に応じて上記
測光に使用する画素領域を切り換えることを特徴とする
カメラ。

【００８３】（付記２）上記（付記１）において、上記
被写体状態検出手段は、上記被写体状態として、被写体
の距離を検出することを特徴とするカメラ。

【００８４】（付記３）上記（付記２）において、上記
被写体状態検出手段は、上記被写体状態として、被写体
の位置を検出することを特徴とするカメラ。

【００８５】（付記４）撮影レンズを合焦位置へ変位さ
せるため、被写体距離に応じた被写体像信号を出力する
複数画素からなる合焦用センサと、上記合焦用センサの
出力に基づいて、被写体距離を算出する被写体距離出力
手段と、上記合焦用センサの画素を用いて、被写体の輝
度値を測定する測光手段と、上記測光手段の測光領域を
ファインダ視野内に表示するために固設された測光領域
表示マークと、上記被写体距離出力手段により出力され
た被写体距離情報に応じて、上記合焦用センサの複数画
素の使用領域を切り換えて、上記測光領域表示マークの
示す領域と上記測光手段の上記使用領域とが常に一致す
るようにする制御手段と、を具備することを特徴とする
カメラ。

【００８６】（付記５）上記（付記４）において、上記
測光手段により上記測光領域表示マークで示す領域であ
るファインダ視野内の被写体の一部のスポット領域を測
光する第１測光手段と、上記合焦用センサとは別に測光
用センサが設けられ、該測光用センサによりファインダ
視野内の被写体の上記スポット領域よりも広い領域の輝
度を測定する第２測光手段と、を具備することを特徴と
するカメラ。

【００８７】（付記６）上記（付記４）において、上記
合焦用センサは、複数の画素が並設されたものであるこ
とを特徴とするカメラ。

【００８８】（付記７）上記（付記４）において、上記
合焦用センサは、一対の複数の画素列から構成されてい
ることを特徴とするカメラ。

【００８９】（付記８）上記（付記４）において、上記
測光手段は、上記合焦用センサの使用画素数を変更する
ことを特徴とするカメラ。

【００９０】（付記９）上記（付記４）において、上記
測光手段は、撮影される被写体像の光強度分布に対応し
た被写体輝度信号を発生する第１の受光手段と、上記第
１の受光手段の光路と異なる光路を通って上記被写体像
が投影され、上記被写体像の光強度分布に対応した被写
体輝度信号を発生する第２の受光手段と、を有している
ことを特徴とするカメラ。

【００９１】（付記１０）被写体状態に応じた被写体像
信号を出力する複数の画素からなる受光手段と、上記受
光手段の出力に基づいて、主要被写体が対応する上記受
光手段の画素領域を決定する主要被写体領域決定手段
と、上記主要被写体領域決定手段により決定した画素領
域の出力に基づいて、上記主要被写体の輝度値を測定す
る測光手段と、を具備することを特徴とするカメラ。

【００９２】

【発明の効果】従って、以上説明したように、本発明に
よれば、被写体の距離や位置によらず、常に視差のない
最適な領域を測光することが可能なカメラを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態によるカメ
ラの概略的な構成を示すブロック図である。

【図２】図２は、カメラのテイキングレンズの光軸とＡ
Ｆセンサ光学系の光軸及び被写体の関係を表す図であ
る。

【図３】図３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図２の関係
をより分かり易く表したもので、近距離（ａ）、中距離
（ｂ）、遠距離（ｃ）におけるＡＦセンサ視野と撮影画
角の関係を示した図である。

【図４】図４は、ＡＦセンサの積分時間と出力電圧の関
係を示した図である。

【図５】図５は、ＡＦセンサの積分終了時点での各画素
領域出力電圧の関係を示した図である。

【図６】図６は、本発明の第２の実施の形態によるカメ
ラの背景を説明するために、ＡＦセンサ列を５領域に分
割し、主要被写体がそれそれ中央、左から２領域目、左
から２領域目と４領域目にある場合を示している。

【符号の説明】

１１…制御回路、１２…ＡＦユニット、１３…測光ユニット、１４…ＥＥＰＲＯＭ、１５…第１レリーズ（Ｒ１）スイッチ、１６…第２レリーズ（Ｒ２）スイッチ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の画素からなる自動焦点用センサを
用いて測光を行うカメラにおいて、被写体距離を検出する被写体距離検出手段を具備し、上記被写体距離検出手段からの出力に応じて測光に使用
する前記自動焦点用センサの画素領域を切り換えること
を特徴とするカメラ。
【請求項２】撮影レンズを合焦位置へ変位させるた
め、被写体距離に応じた被写体像信号を出力する複数の
画素からなる合焦用センサと、上記合焦用センサからの出力に基づいて、被写体距離を
算出する被写体距離出力手段と、上記合焦用センサの所定の画素領域を使用して、被写体
の輝度値を測定する測光手段と、を具備し、上記測光手段は、上記被写体距離出力手段により算出さ
れた被写体距離情報に応じて、複数画素からなる上記合
焦用センサの使用画素領域を切り換えることを特徴とす
るカメラ。
【請求項３】被写体状態に応じた被写体像信号を出力
する複数の画素からなる受光手段と、主要被写体が対応する上記受光手段の画素領域を決定す
る主要被写体領域決定手段と、上記主要被写体領域決定手段により決定された画素領域
の出力に基づいて、上記主要被写体の輝度値を測定する
測光手段と、を具備することを特徴とするカメラ。