JP2007328104A - レンズ交換可能な電子カメラの測光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 個々のカメラで各種レンズ、各種ピント板を装着した際に、その測光精度にバラツキが発生する。
【解決手段】 カメラに装着されたレンズの種類、状態に対して、測光補正値を決定、記憶するための測光キャリブレーション手段を有し、このキャリブレーション手段にて得られた測光補正値を用いて測光を行う。
【選択図】 図５

Description

本発明は電子カメラ等の被写界輝度を検出する測光装置の制御方法に関するものである。

従来より被写界輝度を検出し、得られた輝度情報から被写界を撮影するための最適な露出値を演算する測光装置がカメラに内蔵されている。

カメラが被写界輝度を正確に検出するためには、カメラに装着された各種レンズの光学的情報、つまり開放Fno.あるいは実効Fno.、射出瞳位置等の情報をカメラがレンズから入手し、そのレンズ情報に対応してカメラに予め用意されている測光補正値を用いて被写界輝度の検出を行っている。また、被写界の撮影で最適な露出を得るために、分割測光センサを用いて被写界を複数の領域に分割して各々の領域の輝度を検出し、被写界の撮影シーンに応じて最適な露出値を演算することも広く行われており、この場合、前記測光補正値は前記測光センサの分割状態に応じて複数用意されることになる。

一方、撮影レンズの被写界に対する焦点調節状態をファインダを通して視認するための焦点検出板、いわゆるピント板が一眼レフカメラには装着されている。ピント板はその使用目的によって拡散性の異なるものが用意され、明るい被写界像を得るためには拡散性の低いピント板が、焦点調節状態を確認し易くするためには拡散性の高いピント板が用いられる。

前記測光センサは、前記ピント板に撮影レンズによって結像された被写界像の輝度検出を行っているために、ピント板の結像面（マット面）の拡散特性によって測光センサに入射する光量は影響を受けることとなる。そのために、これら配光特性の異なったピント板がカメラに装着された場合、装着された各種ピント板の拡散特性に合わせて、カメラが自動的、あるいは撮影者の操作によって、予めカメラに複数記憶、用意された前記測光補正値のなかから最適なものが選択され、測光センサの出力を補正するカメラシステムが提案、製品化されている。

また、電子カメラは撮影画像を電気信号としてメモリに保持できるため、撮影画像の露出レベルを演算し、画像処理して適正信号レベルに画像をつくることが可能である。

特開２０００−０６９３５６号公報においては、上記撮影画像の露出レベルを演算し、撮影された画像信号のレベルを被写体輝度レベルに対する誤差として補正する提案がなされている。

さらに特開平１１−１９６２９２号公報においても、上記撮影画像の露出レベルを基準輝度、あるいは主要画像部輝度に対して適性な画像になるように画像信号を処理する提案もなされてはいるが、いずれの提案も撮影された画像の信号を処理して、適正露出レベルの画像を得ようとするもので、撮影時の画処理にかかる時間、またもとの撮影画像を処理することに伴う画質の劣化等の問題は存在していた。
特開２０００−０６９３５６号公報 特開平１１−１９６２９２号公報

レンズ交換式の一眼レフシステムにおいて、上記測光補正値は必須のものであり、カメラの撮影者がどの種類の撮影レンズを使用しても、また実際には撮影者が使用しないレンズをも含めて数十本にもおよぶ交換レンズ測光精度を保証する必要がある。さらにズームレンズに対してはワイド、テレ、その中間の状態をも含めて最適な測光補正値を設定し、カメラに標準状態として記憶しておく必要がある。

理想を言うならば、前記全ての交換レンズとその状態（ワイド、テレ等）に対して、かつ異なる配光特性を有するピント板各種に対して、さらにはカメラ内部の光学部品の位置ズレ、特性のバラツキ等含めたカメラ一台ごとの個体バラツキに対応するためにも、カメラ一台ごとに最適な測光補正値を各々設定するべきである。

しかしながら現実的には、カメラ発売後に後から発売されたレンズに対する測光補正値をカメラが持つことは基本的に不可能であり、カメラが交換レンズシステムに用意された全レンズのデータを記憶するためのデータ容量も大量に必要とし、さらには一台一台最適な測光補正値を決定する調整を行うことは時間がかかりすぎてこれまた不可能である。

この問題に対しては、同一機種複数台のカメラの平均的な測光補正値を実験にて求め、全てのカメラに書き込み記憶を行うのが現実的な手法となる。

しかしながら上記手法で測光補正値を書き込み記憶されたカメラにはあくまでも平均的な測光補正値が入力されているために当然ながら個々のカメラで各種レンズ、各種ピント板を装着した際に、その測光精度にバラツキが発生する。

本提案はこの交換レンズ、交換ピント板を含めた電子カメラシステムで発生する個々のカメラの測光精度バラツキを解消し、常に最適な測光精度のもとに適正な露光レベルの撮影画像を画処理することなしで得ることのできる電子カメラの測光装置を提供することを目的とする。

そこで本発明は、被写界を撮像して画像情報に変換する撮像手段と、被写界を複数の領域に分けて各領域の輝度を検出する測光手段を有し、該測光手段によって得られた被写界輝度情報に基づき撮像を行う電子カメラにおいて、該カメラに装着されたレンズの種類、状態に対して、測光補正値を決定、記憶するための測光キャリブレーション手段を有し、撮影時に該測光キャリブレーション手段によって決定された前記測光補正値を用いて測光演算を行うことを特徴とするレンズ交換可能な電子カメラの測光装置を提供することによって上記問題の解決を図るものである。

本発明によれば、交換レンズ、交換ピント板を含めた電子カメラシステムで発生する個々のカメラの測光精度バラツキを解消し、常に最適な露出制御が可能となる。

また最適な測光精度のもとに適正露出レベルの画像を得ることができるため、撮影時の画処理にかかる時間、またもとの撮影画像を処理することに伴う画質の劣化等の問題も発生しない。

以下、本発明実施の形態を図１から図７に基づいて詳細に説明する。

なお、図１から図７において同一の要素部品には同じ番号がふってある。

図１は、本発明の第１の実施例によるデジタルカメラの概略構成を示す図である。

同図において、１０１はＣＰＵ（中央演算処理装置）であり、本デジタルカメラの動作はこのＣＰＵ１０１により制御される。

１０５は撮影レンズであり、撮影被写界光を撮像素子であるＣＣＤ１０６上に結像させている。また撮影レンズ１０５を通って来た撮影被写界光は、その一部が半透過主ミラー１２６、全反射サブミラー１２２によって、１２３、１２４、１１９からなる公知の位相差方式焦点検出ユニットに導かれ、撮影レンズ１０５で結像された被写界光のピントがＣＣＤ１０６の受光面に対してどの方向に、どれ位ずれているか、いわゆるデフォーカス量として検出することができる。ここで１２３はフィールドレンズ、１２４は２次結像レンズ、１１９は焦点検出用のＣＣＤラインセンサである。上記算出されたデフォーカス量に対して、撮影レンズ本体のレンズ駆動敏感度（レンズ固有の制御の細かさ）を考慮し、ＣＰＵ１０１は図１の撮影レンズ駆動制御部１２５に撮影レンズの駆動させるための駆動量パルスを送り、撮影レンズ駆動制御部１２５は送られてきたパルスに応じてパルスモータを駆動させ、撮影レンズ１０５を合焦位置に駆動させることで自動焦点調節を行う。

１２８は撮影レンズ１０５のＣＣＤ１０６結像面と等価の結像面に置かれた焦点検出板（以降ピント板と称す）であり、被写界像は前記半透過ミラー１２６で反射され、ピント板１２８に１次結像する。撮影者はこの被写界像をペンタプリズム１２７、接眼レンズ１２１を通じて見ることができる、いわゆるＴＴＬ方式の光学ファインダ構成となっている。なお、ピント板１２８はそのマット部の拡散性が異なる複数種類のタイプのピント板が用意されており、カメラに装着されているピント板のタイプを、ピント板検出部１３１にて検出可能としている。

また１３０はシリコンフォトダイオードからなる測光センサであり、測光レンズ１２９によってピント板１２８に結像した被写界像を測光センサ１３０のチップ上に２次結像させることで被写界の輝度分布を検出している。

図３は、測光センサ１３０と焦点検出用ＣＣＤ１１９の検出範囲を、カメラで実際に撮影が行われる撮影画面領域（有効画素範囲）に見かけ上合成して表現したものである。図３からわかるとおり、測光センサ１３０は、Ｓ０からＳ４までの５個の測光領域に分割されており、各々の領域に対応した被写界輝度の検出を可能としている。一方焦点検出用ＣＣＤ１１９は撮影画面の中央の焦点検出マークの領域の焦点検出が可能なように配置がなされており、該焦点検出領域は測光領域Ｓ０の中央になるように配置されている。

ここで図１に戻って、撮影者がレリーズボタン（不図示）を押すと、主ミラー１２６は撮影レンズ１０５の光路外に退避する。一方、撮影レンズ１０５によって集光された被写界光はフォーカルプレーンシャッタ１３３にてその光量制御がなされ、ＣＣＤ１０６によって被写界像として光電変換処理表示された後、撮影済み画像として後述のデータ格納手段によって記録メディアに記録されるとともに、表示部１１３に表示がなされる。

ここで１１３はＴＦＴカラー液晶からなる外部表示部である。

図２は、本発明の第１の実施例によるデジタルカメラの概略構成を示す電気ブロック図である。

同図において、１０１は前述のＣＰＵ（中央演算処理装置）であり、その内部には不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ１０１ａが構成されている。またＣＰＵ１０１には、制御プログラムを記憶しているＲＯＭ（リードオンリーメモリ）１０２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１０３、データ格納手段１０４、画像処理部１０８、ＬＣＤ制御部１１１、レリーズＳＷ１１４、電源を供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータ１１７がそれぞれ接続され、画像処理部１０８にはＣＣＤ制御部１０７、さらにＣＣＤ１０６が接続されている。ＣＣＤ１０６は有効画素数約５００万画素（２５６０×１９２０）を有している。

そして、ＬＣＤ制御部１１１には表示駆動部１１２、さらに表示部１１３が接続されており、表示部１１３はＣＣＤ１０６で撮像された画像を縦横各々１／４に間引き処理された６４０×４８０の画像を表示することのできる約３０万画素構成のＴＦＴカラー液晶である。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７には電池１１６から電源が供給されている。

ＣＰＵ１０１はＲＯＭ１０２内の制御プログラムに基づいて各種制御を行う。これらの制御の中には、画像処理部１０８から出力された撮影画像信号を読み込み、ＲＡＭ１０３へ転送を行う処理、同様にＲＡＭ１０３よりＬＣＤ制御部１１１へデータを転送する処理、また、画像データをＪＰＥＧ圧縮しファイル形式でデータ格納手段１０４へ格納する処理を行う。

さらにＣＰＵ１０１は、ＣＣＤ１０６、ＣＣＤ制御部１０７、画像処理部１０８、ＬＣＤ制御部１１１などに対してデータ取り込み画素数やデジタル画像処理の変更指示を行う。

１１９は前述の焦点検出用の一対のラインＣＣＤセンサであり、焦点検出制御部１２０はこれらラインセンサ１１９から得た電圧をＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵに送る。またＣＰＵ１０１の指示のもとに、焦点検出制御部１２０はラインセンサ１１９の蓄積時間とＡＧＣ（オートゲインコントロール）の制御も行う。

また、レリーズＳＷ１１４の操作に伴う撮影動作の指示、さらに、各素子への電源の供給をコントロールするための制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ１１７に対して出力する処理等も、ＣＰＵ１０１の制御の基に行われている。

ＲＡＭ１０３は画像展開エリア１０３ａ、ワークエリア１０３ｂ、ＶＲＡＭ１０３ｃ、一時退避エリア１０３ｄを備えている。画像展開エリア１０３ａは、画像処理部１０８より送られてきた撮影画像（ＹＵＶデジタル信号）やデータ格納手段１０４から読み出されたＪＰＥＧ圧縮画像データを一時的に格納するためのテンポラリバッファとして、また、画像圧縮処理、解凍処理のための画像専用ワークエリアとして使用される。

ワークエリア１０３ｂは各種プログラムのためのワークエリアである。ＶＲＡＭ１０３ｃは表示部１１３へ表示する表示データを格納するＶＲＡＭとして使用される。また、一時退避エリア１０３ｄは各種データを一時退避させるためのエリアである。

データ格納手段１０４は、ＣＰＵ１０１によりＪＰＥＧ圧縮された撮影画像データ、あるいはアプリケーションより参照される各種付属データ等をファイル形式で格納しておくためのフラッシュメモリである。

撮影レンズ１０５は被写界像を光学的にＣＣＤ１０６へ投影するために複数枚のレンズで構成されており、ＣＣＤ（光電変換素子）１０６はレンズ群１０５によって投影された撮影画像をアナログ電気信号に変換するための素子である。

このＣＣＤ１０６は、ＣＰＵ１０１よりの解像度変換指示に従って、水平方向および垂直方向の間引き画素データの出力が可能である。ＣＣＤ制御部１０７は、ＣＣＤ１０６に転送クロック信号やシャッター信号を供給するためのタイミングジェネレータ、ＣＣＤ出力信号のノイズ除去、ゲイン処理を行うための回路、さらに、アナログ信号を１０ビットデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換回路、また同様に、ＣＰＵ１０１よりの解像度変換指示に従って、画素間引き処理を行うための回路等を含んでいる。

また、画像処理部１０８は、ＣＣＤ制御部１０７より出力された１０ビットデジタル信号をガンマ変換、色空間変換、また、ホワイトバランス、ＡＥ、フラッシュ補正等の画像処理を行い、ＹＵＶ（４：２：２）フォーマットの８ビットデジタル信号出力を行うものである。これら、レンズ群１０５、ＣＣＤ１０６、ＣＣＤ制御部１０７、画像処理部１０８から撮像手段が構成されている。

ＬＣＤ制御部１１１は、画像処理部１０８から転送されたＹＵＶデジタル画像データ、あるいはデータ格納手段１０４なかの画像ファイルに対してＪＰＥＧの解凍を行ったＹＵＶデジタル画像データを受け取り、ＲＧＢデジタル信号へ変換したあと表示駆動部１１２へ出力する処理を行う。表示駆動部１１２は表示部１１３を駆動するための制御を行う。これらＬＣＤコントロール部１１１、表示駆動部１１２、表示部１１３から表示手段が構成されている。

レリーズＳＷ１１４は、撮影動作の開始を指示するためのシャッターである。このレリーズＳＷ１１４は不図示のレリーズボタンの押下圧によって２段階のスイッチポジションが有り、１段目のポジション（ＳＷ１ ＯＮ）の検出で、ホワイトバランス、測光等のカメラ設定のロック動作が行われ、２段目のポジション（ＳＷ２ ＯＮ）の検出で、被写界画像信号の取り込み動作が行われる。

測光制御部１３２は、ＣＰＵ１０１の指示に従って、測光センサ１３０を駆動制御し、被写界輝度信号を取り込み、ＣＰＵ１０１にデータを送る。これら測光センサ１３０と、測光制御部１３２、さらに前述の測光レンズ１２９とから測光手段が構成されている。

基本的な測光手段の動作としては、測光センサ１３０の分割された測光領域Ｓ０からＳ４において各々発生した輝度信号はＣＰＵ１０１にてＡ／Ｄ変換が行われ各々８ビットのデジタル信号となり、これに撮影レンズの明るさを示すＦｎｏ．（実効Ｆｎｏ．）の値の補正、さらにセンサ出力信号のバラツキが補正（レベル・ゲインの調整）され、これに加えて後述の測光補正が行われて最終的に被写界輝度信号値として情報を得ることができるというものである。そもそも測光補正が必要な理由は、図１の測光センサ１３０の配置が光軸上（この場合ファインダ光軸）ではなく、ピント板１２８をななめからにらむ位置に置かれていることで、カメラに装着される複数の撮影レンズの光学特性の差、例えば実効Ｆｎｏ．、射出瞳位置、周辺光量落ちがレンズ個々で異なっているために上記測光センサ１３０に到達する光量に差が発生し、それが測光誤差となるからである。

また、ピント板１２８はその外形部における突起の有無で、ピント板のマット部が拡散性の強いタイプのものか、弱いタイプのものかの区別がされており、ピント板１２８がカメラに装着されると、ピント板検出部１３１は、前記ピント板１２８の突起の有無を検出してピント板１２８の種類を検出する。

電池１１６はリチャーチャブルの２次電池あるいは乾電池である。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７は、電池１１６からの電源供給を受け、昇圧、レギュレーションを行うことにより複数の電源を作り出し、ＣＰＵ１０１を初めとする各素子に必要な電圧の電源を供給している。このＤＣ／ＤＣコンバータ１１７はＣＰＵ１０１からの制御信号１１８により、各々の電圧供給の開始、停止を制御できるようになっている。

次に本発明であるところの測光装置を適用した電子カメラの撮影動作について、図４と図５のフローチャート、そして図６の説明図と図７の表を用いて説明を行う。

まず最初に図４のフローチャートに示した電子カメラの撮影動作を説明する。

最初に、カメラを不作動状態から電源スイッチ（不図示）をＯＮにすると、カメラの電源がＯＮされると（ステップＳ４００）、まずカメラが測光ＣＡＬモードに設定されているか否かの判定を行う（ステップＳ４０１）。

該測光ＣＡＬモードは、測光キャリブレーション手段を実行するモードであり、詳細は後述するが、モードダイヤル（不図示）を回転させて所定の位置に合わせることで簡単に実行することができる。

一方、カメラの前記モードダイヤルの回転位置が測光ＣＡＬモードに設定されていない場合、例えば絞り優先撮影モードやシャッタ速度優先撮影モード等の撮影モードに設定されている時は、通常の撮影処理を行う（ステップＳ４１５）。

測光ＣＡＬモードに設定されていたら、レリーズボタン（不図示）が押し込まれ、スイッチＳＷ１がオンされるまで待機する（ステップＳ４０２）。

スイッチＳＷ１がＯＮされたことをＣＰＵ１０１が検出すると、カメラのＣＰＵ１０１はカメラに装着されたレンズとの間で通信を行い、そのレンズ状態におけるレンズのＩＤナンバ、実効Ｆｎｏ．といったレンズ情報をカメラに取り込む（ステップＳ４０３）。

ピント板検出部１３１にて、カメラに装着されているピント板１２８の種類が判別される（ステップＳ４０４）。

次に、現在のカメラの状態に適合した測光ＣＡＬ補正値がカメラに記憶されているか否かの判定が行われる（ステップＳ４０５）。

前記測光ＣＡＬ補正値が存在すればその値を呼び出して（ステップＳ４０６）、ステップ４０８へ進む。

一方、ステップＳ４０５にて測光ＣＡＬ補正値が存在しないときには、ステップＳ４０３とステップＳ４０４で得られた撮影レンズ情報とピント板情報に基づいて、予めカメラに記憶されている撮影レンズ用の通常の測光補正値を取り込んで（ステップＳ４０７）、ステップＳ４０８に進む。

なおステップＳ４０３からステップＳ４０７の説明中に出てきた撮影レンズ情報、ピント板情報、測光ＣＡＬ補正値、通常測光補正値については後述の測光ＣＡＬモードの説明の中で詳細を述べる。

つづいて焦点検出用ＣＣＤ１１９、および焦点検出制御部１２０は前記焦点検出領域での焦点検出動作を実行する（ステップＳ４０８）。焦点検出がなされると周知のごとく、その出力として、デフォーカス量とその方向が得られ、撮影レンズのレンズ繰り出し量が決定される。

次に、レンズ駆動を行う前の状態で焦点検出ＣＣＤ１１９の信号に従ってＣＰＵ１０１は撮影レンズ駆動制御部１２５に信号を送って所定量撮影レンズを駆動させる。次にＣＰＵ１０１は測光センサ１３０、および測光制御部に信号を送り、測光領域Ｓ０からＳ４の受光信号を取り込む。さらにＣＰＵ１０１は得られた受光信号値に対して、ステップＳ４０３、ステップＳ４０４で得られた撮影レンズ情報、ピント板情報に基づいて通常測光補正値、またステップＳ４０７にて測光ＣＡＬ補正値が存在する場合にはその値を加味し、図３で説明した測光センサ領域Ｓ０からＳ４の被写界輝度値を算出する（ステップＳ４０９）。

次にステップＳ４０９で決定された被写界輝度値から露出決定のための演算を行う（ステップＳ４１０）。この露出値決定のための演算についての詳細説明は後述する。

ここで合焦した状態のファインダ被写界の状態を撮影者が見て、焦点検出状態が正しくない、あるいは撮影を中止すると判断してレリーズボタンから手を離し、スイッチＳＷ１がＯＦＦされるとステップＳ４０２に戻りＳＷ１ＯＮ待ちとなる（ステップＳ４１１）。

一方、撮影者が引き続きスイッチＳＷ１をＯＮし続けられ（ステップＳ４１１）、さらにレリーズボタンを押し込んでスイッチＳＷ２がＯＮされたならば（ステップＳ４１２）、カメラは撮影動作を開始し、主ミラー１２６は撮影レンズ１０５の光路外に退避し、撮影レンズ１０５によって集光された被写界光はフォーカルプレーンシャッタ１３３で光量制御がなされ、ＣＣＤ１０６に対し露光がなされる（ステップＳ４１３）。

つづいて、被写界像はＣＣＤ１０６によって光電変換がなされ、一連の画像処理を経て撮影済み画像としてデータ格納手段によって記録メディアに記録される。また画像処理部１０８にてＹＵＶ（４：２：２）フォーマットの８ビットデジタル信号として出力されたＣＣＤ１０６の有効画素数２５６０×１９２０の画像信号は、１０４のＴＦＴ表示部１１３に表示するためにＣＣＤ１０６の有効画素数２５６０×１９２０を１／４に間引き処理した６４０×４８０画素の８ビットデジタルＲＧＢ画像信号へとＶＲＡＭ１０３ｃ上で変換された後、ＴＦＴ表示部１１３にて撮影画像として表示がなされる（ステップＳ４１４）。

以上で撮影動作は終了し、ステップＳ４０２のＳＷ１のＯＮ待ちとなる。

次に図５のフローチャートを用いて測光キャリブレーション手段となる測光ＣＡＬモードの動作についての説明を行う。

前述のごとく、カメラのモードダイヤル（不図示）を回転させて所定の位置に合わせることで測光ＣＡＬモードに設定することができる。カメラがこの測光ＣＡＬモードに設定されている場合は、以下の測光ＣＡＬモードの動作を行う（ステップＳ５００）。

まず最初にＣＰＵ１０１はカメラのモードが測光ＣＡＬモードに設定されていることを確認したら、カメラに装着されている撮影レンズの焦点距離を無限遠に移動させる（ステップＳ５０１）。これはレンズの位置を一番精度の明快な位置にすることで、後述の測定誤差を最小にするためである。

またこの時点で撮影レンズの前面、あるいは光路中に被写界の輝度分布を一様な光とするための拡散手段を装着する。拡散手段には、乳白色状、あるいはスリガラス状のフィルタが最適であり、これらを撮影レンズの前面、あるいは光路の途中に装着することで、擬似的に被写界を均一な一様光とし、被写界均一光に対応するカメラの測光センサ１３０の分割領域Ｓ０からＳ４の輝度信号を検出することで測光補正値の誤差を算出し、測光ＣＡＬ補正値を算出することができる。また拡散手段を装着しない場合には、均一な拡散特性を持った反射板、光源に対して撮影レンズを向けることでも測光ＣＡＬ補正値を求めることが可能である。

続いて、カメラのＣＰＵ１０１はレリーズボタンが押し込まれてスイッチＳＷ１がＯＮしているか否かの判定を行い、ＳＷ１がＯＦＦ時はＯＮされるまで待機する（ステップＳ５０２）。

ＳＷ１がＯＮされたことをＣＰＵ１０１が検出すると、カメラに装着されたレンズとの間で通信を行い、そのレンズ状態におけるレンズの実効Ｆｎｏ．、レンズ固有の識別Ｎｏ．であるレンズＩＤナンバといったレンズ情報をカメラに取り込む（ステップＳ５０３）。

またピント板検出部１３１にて、カメラに装着されているピント板１２８の種類が判別される（ステップＳ５０４）。

続いて、現在のカメラの状態に適合した測光ＣＡＬ補正値がカメラに記憶されているか否かの判定が行われる（ステップＳ５０５）。

ステップＳ５０５にて測光ＣＡＬ補正値が存在しないときには、ステップＳ５０３、ステップＳ５０４で得られた撮影レンズ情報とピント板情報に基づいて、予めカメラに記憶されている撮影レンズ用の通常の測光補正値を取り込む（ステップＳ５０７）。

一方、前記測光ＣＡＬ補正値が存在すればその値を呼び出して（ステップＳ５０６）、ステップ５０７へ進む。測光ＣＡＬ補正値が如何なるものかについては後述する
ここではまず図７の表を用いて通常の測光補正値について説明を行う。

ステップＳ５０３で行われた撮影レンズ情報の取り込みでは、カメラに装着された撮影レンズのレンズＩＤ、実効Ｆｎｏ．、最小絞りＦｎｏ．等のレンズ情報をカメラがレンズから得ることができる。レンズＩＤは、カメラに装着可能な交換レンズの種類、例えば２８ｍｍ／Ｆ２．８というレンズに対して、レンズ自身に記憶されている識別番号で、８ビット、１バイトで表現され、カメラにレンズを装着するとレンズからカメラにレンズＩＤが送信され、どんなレンズが装着されているのかをカメラは認識可能となる。

実効Ｆｎｏ．（Avoe）は、レンズの状態つまりズーム位置（レンズの焦点距離位置）、かつ距離環位置（レンズの焦点調節位置）に応じて変化するレンズのＦｎｏ．を意味する。

またステップＳ５０４において得られるピント板情報とは、ピント板ＩＤのことである。ピント板ＩＤは、ピント板の種類に応じてつけられている固有の識別番号であり、データと対応付けて記憶される。ピント板１２８は前述したようにそのマット部の拡散性の違いに応じて複数種類のタイプのピント板が用意されており、本実施例ではマット部の拡散性が強く、撮影レンズのピント状態確認が容易となるタイプのピント板のＩＤを００とし、逆にマット部の拡散性が弱く、ファインダの明るさが明るいタイプのピント板のＩＤを０１（不図示）としている。カメラに装着されたピント板のタイプは、前述したようにピント板検出部１３１にてピント板の形状（例えば突起の有無）を検出して判別を行っている。

通常の測光補正値は予めカメラのＥＥＰＲＯＭ１０１ａに記憶されているデータベースの中から、カメラに装着されている撮影レンズの情報である実効Ｆｎｏ．と、カメラに装着されているピント板のピント板ＩＤ情報に基づいて決定される。前記データベースの値はカメラが生産される以前に、装着可能な各種レンズをカメラに装着した状態で測光値を実測し、その測定値から正しい被写界輝度を算出できるように各種レンズの平均的な補正値を撮影レンズの実効Ｆｎｏ．毎、ピント板の種類毎に整理したものである。

図７の表から分かるように、現在カメラに装着されているピント板ＩＤ（ＦＳ−ＩＤ）と、撮影レンズの実効Ｆｎｏ．から現在の通常測光補正値を選択することができる（ステップＳ５０６）。

例えば、ピント板が撮影レンズのピント確認に最適である拡散性の良いタイプ：００が装着され、撮影レンズにはレンズＩＤ：４６、焦点距離：２８−１０５ｍｍ、実効Ｆｎｏ．はワイド端２８ｍｍ時Ｆ２．８、テレ端時Ｆ４．０のものが装着され、かつワイド端に設定されている場合の通常測光補正値は、測光センサ領域Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に対してそれぞれ−６、−２、−２、−４、−４カウントとなり（Ｓ１２補正値はＳ１とＳ２に対して共通、Ｓ３４補正値はＳ３、Ｓ４に対して共通）、これらの測光補正値が各々の輝度信号値に加算されることとなる。なお上記測光補正値は１／８ Ｆ（段）単位の１０進数で表記してある。

ここで再び図５に戻って、ステップＳ５０６にて測光補正値の取り込み設定がなされたら、測光センサ１３０のＳ０からＳ４までの輝度信号値を取り込み、上記測光補正値を加算することで被写界輝度信号値を算出する（ステップＳ５０８）。

次に、実際に測光センサ１３０の出力値（輝度信号値）から測光ＣＡＬ補正値を求める手順を実際の値を使ってフローチャートに従って説明する。

図６はステップ５０８で得られた測光センサ１３０の分割領域Ｓ０からＳ４から出力された輝度信号値を示したものである。

つまり、Ｓ０：１４２、Ｓ１：１３５、Ｓ２：１３７、Ｓ３：１４０、Ｓ４：１４２（カウント）の値が得られている。なお輝度信号値は本来１６進数である００からＦＦの１バイトで示されるが、ここでは分かりやすくするために１０進数に置き換えて説明を行うことにする。１０進数で表現すると、センサの信号出力は０から２５５（カウント）で表現され、アペックス表示で言うならば、被写界輝度はＢＶ＝０が８８、ＢＶ７＝１４４というように表現できる。ここでは１カウント＝１／８Ｆ（段）である。

次に、ステップＳ５０８で得られた信号出力であるＳ０：１４２、Ｓ１：１３５、Ｓ２：１３７、Ｓ３：１４０、Ｓ４：１４２（カウント）から次式にてカメラのＴＶ値（シャッタ秒時）とＡＶ値（絞り値）を決定するための露出値：Ｂｅが算出される（ステップＳ５０９）。

Ｂｅ＝（Ｓ０＋（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４）／４）／２
＝（１４２＋（１３５＋１３７＋１４０＋１４２）／４）／２
＝１４０
従って露出値：ＢｅはＢＶ＝６．５となり、ＩＳＯ１００の場合、露出制御値：ＥＶ＝１１．５となる。

つまりカメラの撮影モードがＴＶ（シャッタ秒時）優先モードで、ＴＶ＝１／６０に設定されていた場合、ＡＶ（絞り）値はＦ６．７で制御されることになる。これでカメラの露出値が算出されたことになる。

ここで測光ＣＡＬモードを中止すると判断してレリーズボタンから手を離し、スイッチＳＷ１がＯＦＦされるとステップＳ５０２に戻りＳＷ１のＯＮ待ちとなる（ステップＳ５１０）。

一方、撮影者が引き続きスイッチＳＷ１をＯＮし続けられる（ステップＳ５１０）、さらにレリーズボタンを押し込んでスイッチＳＷ２がＯＮされたならば（ステップＳ５１１）、カメラは撮影動作を開始し、主ミラー１２６は撮影レンズ１０５の光路外に退避し、撮影レンズ１０５によって集光された被写界光はフォーカルプレーンシャッタ１３３で光量制御がなされ、ＣＣＤ１０６に対し露光がなされる（ステップＳ５１２）。

つづいて被写界像はＣＣＤ１０６によって光電変換がなされ、画像処理部１０８にてＹＵＶ（４：２：２）フォーマットの８ビットデジタル信号として出力されたＣＣＤ１０６の有効画素数２５６０×１９２０の画像信号となり、さらに１／４に間引き処理された６４０×４８０画素の８ビットデジタルＲＧＢ画像信号へとＶＲＡＭ１０３ｃ上で変換された（ステップＳ５１３）後、Ｒ，Ｇ，Ｂ各々に対して全画素の信号値の平均化が行われ、得られたＲ，Ｇ，Ｂの平均値はさらに加算、平均化がなされる。これによって画像信号全体の平均輝度が、完全ダークレベルの０カウントから完全飽和レベルの２５５カウントまでの間で数値化できるようになる。つまり撮影された画像の露出レベルの評価が可能となる（ステップＳ５１４）。

実際の撮影においては被写界像のどこが適正露出かを判定するのは容易ではないが、本測光ＣＡＬモ−ドの撮影では被写界は上記拡散手段により均一輝度となっており、撮影レンズの周辺光量落ちの影響を避ける意味で中央の５０×５０画素（１／４に間引き処理後の画素）についての平均輝度を撮影画像の露出レベル値としている。

例えば撮影された画像の撮影画像の露出レベル値：Ｈｅ＝１００カウントが上記演算により算出されたとし、画像の最適露光レベル値をHｏ、最適露光値近傍の１段あたりの輝度信号値変化量をＤとすると、最適な露光に対して撮影された画像の露出差段数、つまり測光レベル補正値をＶｃとすると、Ｖｃは以下の式にて求められる。

Ｖｃ＝（Hｏ−Ｈｅ）／Ｄ
最適露光レベル値：Hｏ＝１２０カウント、および最適露光レベル値近傍の１段あたりの輝度信号値変化量を４０カウントとすると、求める測光レベル補正値：Ｖｃ＝＋０．５ （段）が算出される。つまりこのカメラと現在装着されている撮影レンズ（２８−１０５ｍｍワイド端）にて最適な露光量を得るためには露光制御として＋０．５Ｆ必要であることになる。逆に言えば現在の通常測光補正による測光値の補正だけでは０．５Ｆ露出アンダーな写真が常に撮影されることを意味している。

一方、ステップＳ５０８および図６で説明した例によると、測光センサ１３０の分割領域Ｓ０からＳ４までの輝度信号値は、Ｓ０：１４２、Ｓ１：１３５、Ｓ２：１３７、Ｓ３：１４０、Ｓ４：１４２（カウント）である。

本来、測光ＣＡＬモ−ドの撮影において、被写界は上記拡散手段により均一輝度となっており、上記通常測光補正値が現在カメラに装着されている撮影レンズ（２８−１０５ｍｍワイド端）に対し最適となっていれば、各センサ領域の出力は一定値になるはずである。しかしながら、あくまでも通常測光補正値は予め決められている複数の各種レンズの平均値であり、装着されたレンズによっては各センサ領域の輝度信号値の誤差が少なからず発生することになる。このように各センサ領域での輝度信号誤差が大きくなると、分割された被写界を部分的な領域で不正確測定していることになり、逆光検知等の測光演算に悪影響を及ぼすことが懸念される。

そこでこれら各センサの輝度信号値の誤差を補正する量を求めることにする。上記ステップＳ５０９にて求めたカメラのＴＶ値（シャッタ秒時）とＡＶ値（絞り値）を決定するための露出値：Ｂｅ＝１４０を用いて、各センサ輝度信号値Ｓ０からＳ４までを正規化すると、各センサ毎に輝度信号を補正すべき量は、Ｓ０：−２、Ｓ１：＋５、Ｓ２：＋３、Ｓ３：０、Ｓ４：−２（カウント）となる。

これらの補正によって、均一輝度を測光したときの各センサの出力は一様なレベルの出力を行うことができるようになる。しかしながら、この補正だけでは各センサの出力を正規化して揃えただけであり、依然として最適露光レベルとの差はそのまま残っている。そこで上記補正の後に前記した測光レベル補正値：Ｖｃを各センサの個別の補正値に一律加算することで、各センサは被写界の正確な輝度信号値を出力することができるようになる。

つまり、測光レベル補正値：Ｖｃ＝＋０．５Ｆを各センサ輝度信号の一律に−４カウントの補正を加算すると、各センサの測光補正量Ｓ０：−６、Ｓ１：＋１、Ｓ２：−１、Ｓ３：−４、Ｓ４：−６（カウント）が求まる。さらに補正の簡略化のために左右対称となる（光学的には差異がないため）Ｓ１センサとＳ２センサ、Ｓ３センサとＳ４センサの平均補正量をそれぞれＳ１２、Ｓ２４とすると、測光ＣＡＬ補正値Ｓ０：−６、Ｓ１２：０、Ｓ３４：−５を得ることができる（ステップＳ５１５）。

次に算出された測光ＣＡＬ補正値はカメラのＥＥＰＲＯＭ１０１ａに記憶される（ステップＳ５１６）。ここで記憶できる測光ＣＡＬ補正値の数（ここで言う行数）は５０までであり、その数を超えると、表示部１１３に警告表示が行われ、撮影レンズの種類と状態、ピント板の組み合わせの一覧表示の中から撮影者が使用頻度の少ない組み合わせを消去することで新しい測光ＣＡＬ補正情報を更新することになる。ＦＳ-ＩＤは前述したピント板の種類を示し、Ｌｅｎｓ-ＩＤはレンズ固有の識別番号、Ａｖｏｅはレンズの実効Ｆｎｏ．であることは前述の通りである。

図５のステップＳ５０５の測光ＣＡＬ補正値有り無し判定は、上記図７のテーブルを検索して該当するレンズＩＤ、実効Ｆｎｏ．、ピント板ＩＤ、測光ＣＡＬ補正値のセットの存在を確認することに他ならない。

ここで既に補正値有りの場合（ステップＳ５０５）、ステップＳ５０６にて該当する測光ＣＡＬ補正値を取り込み、ステップＳ５０７にて取り込まれた測光補正値と合わせてステップＳ５０８の測光演算が行われ、以下上記説明と同様の動作が行われ、ステップＳ５１５にて新しい測光ＣＡＬ補正値が算出されるが、ここで得られた補正値は当初ステップＳ５０６で取り込まれた測光ＣＡＬ補正値との差分であるため、該補正値に新しく算出された補正値を加算して、ステップＳ５１６にて新測光ＣＡＬ値として前回値を置き換え記録がなされる。

電子カメラの概略図である。 電子カメラの概略ブロック図である。 電子カメラの撮影画面図で、画面内での測光領域、焦点検出領域を示す図である。 電子カメラの撮影動作フローチャート図である。 測光ＣＡＬ補正値算出動作フローチャート図である。 測光センサの分割領域から得られた輝度信号値を示す図である。 通常測光補正値テーブルの内容を示す図である。

符号の説明

１０１ ＣＰＵ
１０５ 撮影レンズ
１０６ 撮像用ＣＣＤ
１１３ 表示部
１１９ 焦点検出用ＣＣＤ
１２６ 主ミラー
１２８ ピント板
１２９ 測光レンズ
１３０ 測光センサ
１３１ ピント板検出部
１３２ 測光制御部

Claims (6)

1. 被写界を撮像して画像情報に変換する撮像手段と、被写界を複数の領域に分けて各領域の輝度を検出する測光手段を有し、該測光手段によって得られた被写界輝度情報に基づき撮像を行う電子カメラにおいて、該カメラに装着されたレンズの種類、状態に対して、測光補正値を決定、記憶するための測光キャリブレーション手段を有し、撮影時に該測光キャリブレーション手段によって決定された前記測光補正値を用いて測光演算を行うことを特徴とするレンズ交換可能な電子カメラの測光装置。
2. 上記測光キャリブレーション手段から得られる測光補正値は、カメラに装着された撮影レンズの種類、状態に対応して、上記測光キャリブレーション手段実行時に記憶がなされ、上記測光手段実行時に読出しが行われることを特徴とする請求項１記載のレンズ交換可能な電子カメラの測光装置。
3. 上記測光キャリブレーション手段から得られる測光補正値は、カメラに装着された撮影レンズの実効Ｆｎｏ．とレンズ識別ＩＤに対応して、上記測光キャリブレーション手段実行時に記憶がなされ、上記測光手段実行時に読出しが行われることを特徴とする請求項１記載のレンズ交換可能な電子カメラの測光装置。
4. 上記測光キャリブレーション手段から得られる測光補正値は、ピント板のマット部の拡散特性に対応して、上記測光キャリブレーション手段実行時に記憶がなされ、上記測光手段実行時に読出しが行われることを特徴とする請求項１、２，３記載のレンズ交換可能な電子カメラの測光装置。
5. 上記測光キャリブレーション手段実行時には、カメラに装着された撮影レンズの前面、あるいはその光路中に撮影被写界光を拡散させるための拡散手段を装着、挿入することを特徴とする請求項１、２、３、４記載のレンズ交換可能な電子カメラの測光装置。
6. 上記測光キャリブレーション手段は、上記測光手段から得られる複数の輝度信号出力と、上記撮像手段から得られる画像情報信号に基づき、前記測光手段の複数の輝度信号出力の各々の出力を補正する測光補正値を演算することを特徴とする請求項１、２、３、４、５記載のレンズ交換可能な電子カメラの測光装置。

Images