JP2017219654A - Interchangeable lens, camera main body, and camera system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、交換レンズ及びカメラ本体及びカメラシステムに関し、特に撮影系(撮影光学系)を透過した被写体像に基づく光束(以下「被写体光」と称す。) をカメラ本体内に備えた測光用の受光素子で検出し、前記受光素子から得られる出力信号を利用して被写体の輝度情報を簡易な構成で精度よく検出するようにしたものである。 The present invention relates to an interchangeable lens, a camera body, and a camera system, and in particular, for photometry, which includes a light beam (hereinafter referred to as “subject light”) based on a subject image transmitted through a photographing system (photographing optical system). The luminance information of the subject is detected with a simple configuration with high accuracy by using a light receiving element and using an output signal obtained from the light receiving element.
従来、カメラの測光装置としては様々なものが提案されている。例えば交換可能な交換レンズを使用する一眼レフカメラにおいては、被写体の輝度情報を得るために撮影系を透過した光束そのものを使用するTTL測光方式が一般的に用いられている。 Conventionally, various devices have been proposed as camera photometry devices. For example, in a single-lens reflex camera using an interchangeable interchangeable lens, a TTL photometry method that uses a light beam itself that has passed through a photographing system is generally used in order to obtain luminance information of a subject.
即ち、一眼レフカメラにおけるTTL測光方式における測光では、まず予定焦点面上に結像するべく撮影系を透過した被写体光を、予定焦点面と光学的に等価な位置に配置した測光用の受光素子面上に結像させる。そしてこの受光素子から得られる出力信号を利用して被写体の輝度情報を算出するようにして、ここで算出された被写体の輝度情報をカメラの露光量の決定に使用する構成とするのが一般的であった。 That is, in photometry in the TTL photometry method in a single-lens reflex camera, first, a light receiving element for photometry in which subject light that has passed through a photographing system to form an image on a planned focal plane is arranged at a position optically equivalent to the planned focal plane. Form an image on the surface. In general, the luminance information of the subject is calculated using the output signal obtained from the light receiving element, and the luminance information of the subject calculated here is used to determine the exposure amount of the camera. Met.
図12は従来の一般的な一眼レフカメラの要部概略図である。同図において211は交換レンズ、212はカメラ本体である。同図に示されるように一眼レフカメラにおいては、撮影光学系201を透過した被写体光は、クイックリターンミラー202によって上方へ反射される。反射された被写体光が、撮像素子が配置される予定焦点面203と等価な位置に焦点面を持った焦点板204上に結像される構成となっている。 FIG. 12 is a schematic diagram of a main part of a conventional general single-lens reflex camera. In this figure, 211 is an interchangeable lens, and 212 is a camera body. As shown in the figure, in the single-lens reflex camera, the subject light transmitted through the photographing optical system 201 is reflected upward by the quick return mirror 202. The reflected subject light is imaged on a focusing screen 204 having a focal plane at a position equivalent to the planned focal plane 203 on which the image sensor is arranged.
同図における焦点板204は、その一方の面が予定焦点面203と光学的に等価となるように配置された拡散面となっており、前記焦点板204を透過した光束を用いてこの面上における被写体像の結像状態を観察可能としている。また焦点板204のもう一方の面は集光作用を持つ面(集光面)となっており、撮影光学系201の射出瞳から射出した光束を概ね観察者の瞳に集光させる作用をもっている。 The focusing screen 204 in the figure is a diffusing surface arranged so that one surface thereof is optically equivalent to the planned focusing surface 203, and the light beam transmitted through the focusing screen 204 is used on this surface. The imaging state of the subject image at can be observed. Further, the other surface of the focusing screen 204 is a surface having a light condensing function (light condensing surface), and has a function of condensing the light beam emitted from the exit pupil of the photographing optical system 201 to the observer's pupil. .
そして焦点板204の焦点面に形成された被写体像は、ペンタプリズム205と接眼レンズ206によって構成されるファインダー光学系によって、正立正像にされた上で拡大されて観察者の瞳位置207から観察されるように構成されている。 The subject image formed on the focal plane of the focusing screen 204 is magnified by a finder optical system composed of a pentaprism 205 and an eyepiece lens 206, and is enlarged and observed from the pupil position 207 of the observer. It is configured to be.
また同図においてペンタプリズム205の射出面の後方には、ファインダー光学系の光軸上に配置された接眼レンズ206と測光光学系(測光手段)が配置されている。測光手段は機械的及び光学的な干渉を避けるためにファインダー光軸から離れた位置に測光用の測光レンズ208と受光素子209によって構成される測光光学系(測光手段)が配置されている。 In the same figure, an eyepiece lens 206 and a photometric optical system (photometric means) arranged on the optical axis of the finder optical system are arranged behind the exit surface of the pentaprism 205. In order to avoid mechanical and optical interference, the photometric means is provided with a photometric optical system (photometric means) composed of a photometric lens 208 for photometry and a light receiving element 209 at a position away from the finder optical axis.
同図においては焦点板204の焦点面上に形成され、前記焦点板204を透過する被写体光の一部を測光レンズ208によって受光素子209面上に再結像させ、該受光素子209から得られる出力信号を用いて被写体の輝度分布の測光を行う構成としている。 In the drawing, a part of the subject light formed on the focal plane of the focusing screen 204 and transmitted through the focusing screen 204 is re-imaged on the surface of the light receiving element 209 by the photometric lens 208 and obtained from the light receiving element 209. The output signal is used to measure the luminance distribution of the subject.
上述した如く焦点板204には、撮影系201の射出瞳から射出した光束を概ね観察者の瞳位置207に集光させる作用を持った集光面と、被写体像の結像状態を観察可能とする拡散面とが形成されている。そのため、測光レンズ208に入射する被写体光は、拡散面の特性や撮影系201の射出瞳の位置や径によって大きく変化することになる。 As described above, on the focusing screen 204, it is possible to observe the light-condensing surface having a function of condensing the light beam emitted from the exit pupil of the photographing system 201 to the pupil position 207 of the observer and the imaging state of the subject image. A diffusion surface is formed. Therefore, the subject light incident on the photometric lens 208 varies greatly depending on the characteristics of the diffusion surface and the position and diameter of the exit pupil of the imaging system 201.
以上説明したような一般的な一眼レフカメラの測光装置では、上記のような光学配置となっているため、被写体の輝度情報を算出するために、測光用の受光素子209の出力に対して撮影系201の特性に応じた様々な補正を加えることが必要となっていた。特に被写界を複数の領域に分割して領域毎の輝度情報を出力する分割測光装置では、正確な輝度情報の出力には、この補正技術が肝要である。 Since the general single-lens reflex camera photometric device as described above has the optical arrangement as described above, in order to calculate the luminance information of the subject, an image is taken with respect to the output of the light receiving element 209 for photometry. It was necessary to add various corrections according to the characteristics of the system 201. In particular, in a divided photometry device that divides an object scene into a plurality of regions and outputs luminance information for each region, this correction technique is essential for accurate luminance information output.
最も一般的な一眼レフカメラの従来例として、内蔵測光装置はファインダー観察状態に被写体輝度の測光を行うことを想定したカメラで、被写界の中央部付近の輝度情報を平均的に測光するものを挙げることができる。このような従来例の一眼レフカメラにおいて、撮影系の焦点距離、開放F値、射出瞳の位置の情報に基づいて測光用の受光素子の出力(以下、「測光出力」とも称す。)を補正するという技術は以前より一般的に実施されていた。 As a conventional example of the most common single-lens reflex camera, the built-in photometry device is a camera that is supposed to measure subject brightness in the viewfinder observation state, and measures the brightness information around the center of the object field on average Can be mentioned. In such a conventional single-lens reflex camera, the output of the light-receiving element for photometry (hereinafter also referred to as “photometric output”) is corrected based on information on the focal length, open F value, and exit pupil position of the imaging system. The technique of doing was more commonly implemented than before.
しかし、焦点距離、開放F値、射出瞳の位置の情報の他、撮影系には交換レンズごとに固有の射出瞳の形状がある。そのため精度よく測光出力の補正を行うためには、この射出瞳形状についても考慮する必要があり、それを考慮する方法が種々提案されている(特許文献1、2参照)。 However, in addition to information on the focal length, open F value, and exit pupil position, the imaging system has a unique exit pupil shape for each interchangeable lens. Therefore, in order to correct the photometric output with high accuracy, it is necessary to consider the shape of the exit pupil, and various methods for taking this into account have been proposed (see Patent Documents 1 and 2).
特許文献1には、撮影系内に交換レンズの焦点距離、開放F値、射出瞳距離、そして撮影系から予定結像面の各像高へ入射する光束の入射角の分布に関する情報を保持し、それらの情報を適切に組み合わせて測光出力を補正するカメラシステムが開示されている。 Patent Document 1 holds information about the focal length of an interchangeable lens, the open F value, the exit pupil distance, and the distribution of the incident angle of a light beam incident on each image height on the planned imaging plane from the imaging system. A camera system that corrects the photometric output by appropriately combining the information is disclosed.
特許文献2には、交換レンズの焦点距離、開放F値、射出瞳距離に加え、交換レンズに対応して設定される3個の開口の情報を保持し、その開口の情報から射出瞳形状を演算により生成するTTL測光装置が開示されている。 In Patent Document 2, in addition to the focal length, open F value, and exit pupil distance of the interchangeable lens, information on three apertures set corresponding to the interchangeable lens is held, and the exit pupil shape is determined from the aperture information. A TTL photometric device generated by calculation is disclosed.
しかしながら、上述の特許文献1に開示された従来技術では、カメラシステムが全像高における射出瞳形状の情報を保持することに等しく、カメラシステムが保持すべきデータ容量が膨大になってしまう。 However, in the prior art disclosed in Patent Document 1 described above, the camera system holds information about the exit pupil shape at the entire image height, and the data capacity to be held by the camera system becomes enormous.
また、上述の特許文献2に開示された従来技術では、全像高で同じ開口の情報を用いて射出瞳形状を演算することになるが、交換レンズの光束を制限する開口位置が像高ごとに異なる様な交換レンズを考えた場合、正確に射出瞳形状を演算できない。また、像高ごとの正確な開口情報を正確に保持すると、交換レンズが持つデータ容量が増加する。 In the prior art disclosed in Patent Document 2 described above, the exit pupil shape is calculated using the same aperture information at the entire image height. However, the aperture position that restricts the luminous flux of the interchangeable lens is different for each image height. If different interchangeable lenses are considered, the exit pupil shape cannot be calculated accurately. Further, if accurate aperture information for each image height is accurately maintained, the data capacity of the interchangeable lens increases.
そこで、本発明は、測光出力を補正するために最小限の情報を用いて、簡易な構成で精度の良い補正が可能なカメラシステムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a camera system capable of performing accurate correction with a simple configuration using minimum information for correcting photometric output.
上記の目的を達成するために、本発明に係るカメラシステムは、
撮影系を有する交換レンズがカメラ本体に着脱可能なカメラシステムにおいて、少なくとも撮影レンズの周辺光量、開放F値、射出瞳距離に関する情報を記憶する記憶手段と、前記情報を用いて撮影レンズの光束形状を算出する演算手段を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a camera system according to the present invention includes:
In a camera system in which an interchangeable lens having a photographing system can be attached to and detached from the camera body, storage means for storing at least information relating to the peripheral light amount of the photographing lens, the open F value, and the exit pupil distance, and the luminous flux shape of the photographing lens using the information It has the calculating means which calculates.
本発明によれば、カメラシステムが測光出力を補正するために最小限の情報を用いて、簡易な構成を持ち、かつ精度よく被写体光の輝度情報を演算可能となる。演算した輝度情報を元に適切な露出を設定することで良好なる画像を出力することができる交換レンズ及びカメラ本体及びカメラシステムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to calculate the luminance information of subject light with high accuracy using a minimum amount of information for the camera system to correct the photometric output. It is possible to provide an interchangeable lens, a camera body, and a camera system that can output a good image by setting an appropriate exposure based on the calculated luminance information.
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の実施例1のカメラシステム(撮像装置)の要部概略図である。本実施例のカメラシステムはレンズ交換式のデジタルカメラに有効である。 FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of a camera system (image pickup apparatus) according to a first embodiment of the present invention. The camera system of this embodiment is effective for an interchangeable lens digital camera.
同図において、2はカメラ本体、1はカメラ本体2に装着交換可能な交換レンズ(撮影レンズ本体)である。11は交換レンズ1を構成する撮影系(撮影光学系)であり、被写体像を撮像素子13面上に光学的に結像させている。12はクイックリターンミラー(QRミラー)、13は撮影系11の予定焦点面に配置された撮像素子であり、例えばCCD等より成っている。14は焦点板、15は像反転手段としてのペンタプリズム、16は接眼レンズ、17は観察者の瞳位置、18は測光レンズ、19は測光用の受光素子(受光手段)である。 In the figure, reference numeral 2 denotes a camera body, and 1 denotes an interchangeable lens (photographing lens body) that can be attached to and exchanged with the camera body 2. Reference numeral 11 denotes an imaging system (imaging optical system) that constitutes the interchangeable lens 1 and optically forms a subject image on the surface of the imaging element 13. Reference numeral 12 denotes a quick return mirror (QR mirror), and reference numeral 13 denotes an image pickup device arranged on a planned focal plane of the photographing system 11, which is composed of, for example, a CCD. Reference numeral 14 denotes a focusing screen, 15 denotes a pentaprism as an image inverting means, 16 denotes an eyepiece, 17 denotes an observer's pupil position, 18 denotes a photometric lens, and 19 denotes a photometric light receiving element (light receiving means).
3はレンズマイコンであり、交換レンズ1の各機能を駆動制御している。またレンズマイコン3は撮影系11の周辺光量に関する情報を記憶するレンズ情報記憶手段(例えばROM等)を有している。4はカメラマイコンであり、カメラ本体2の各部材の駆動を制御している。またカメラマイコン4は受光手段19からの信号に対して、レンズマイコン3内のレンズ情報手段からの情報を用いることによって被写体の輝度分布と被写体像の照度分布のずれを補正する補正手段を有している。 Reference numeral 3 denotes a lens microcomputer, which drives and controls each function of the interchangeable lens 1. The lens microcomputer 3 has lens information storage means (for example, ROM) that stores information related to the amount of light in the periphery of the photographing system 11. Reference numeral 4 denotes a camera microcomputer that controls driving of each member of the camera body 2. The camera microcomputer 4 has correction means for correcting the deviation between the luminance distribution of the subject and the illuminance distribution of the subject image by using information from the lens information means in the lens microcomputer 3 with respect to the signal from the light receiving means 19. ing.
本実施例ではレンズ情報手段からの各情報を利用することによって、補正手段が測光用の受光素子19の出力信号を適切に補正し、被写体の輝度情報を精度良く得られるようにしている。同図に示される一眼レフカメラにおいては、撮影系11を透過した被写体光は、クイックリターンミラー12が撮影光路内から退避した状態において予定焦点面上に撮像面を配置した撮像素子13面上に結像される構成となっている。 In this embodiment, by using each information from the lens information means, the correction means appropriately corrects the output signal of the light-receiving element 19 for photometry so that the luminance information of the subject can be obtained with high accuracy. In the single-lens reflex camera shown in the figure, the subject light transmitted through the photographing system 11 is on the surface of the image sensor 13 in which the image pickup surface is disposed on the planned focal plane in a state where the quick return mirror 12 is retracted from the photographing optical path. An image is formed.
一方、クイックリターンミラー12が同図に示されるように撮影光路中に配置される状態では、被写体光は予定焦点面と光学的に等価となるように配置された焦点板14上に結像される構成となっている。 On the other hand, in the state where the quick return mirror 12 is arranged in the photographing optical path as shown in the figure, the subject light is imaged on the focusing screen 14 arranged so as to be optically equivalent to the planned focal plane. It is the composition which becomes.
焦点板14は、同図に示されるように略平板状に構成され、その一方の面は撮影系11の予定焦点面と光学的に等価となるように配置された拡散面となっており、焦点板14を透過した光束を用いてこの面上における被写体像の結像状態を観察可能としている。また焦点板14のもう一方の面は集光作用を持つ面(集光面)となっており、撮影系11の射出瞳から射出した光束を概ね観察者の瞳位置17に集光させる作用をもっている。 The focusing screen 14 is formed in a substantially flat plate shape as shown in the figure, and one surface thereof is a diffusing surface disposed so as to be optically equivalent to the planned focal plane of the imaging system 11, Using the light beam that has passed through the focusing screen 14, the imaging state of the subject image on this surface can be observed. Further, the other surface of the focusing screen 14 is a surface having a light condensing function (light condensing surface), and has a function of condensing the light beam emitted from the exit pupil of the photographing system 11 at the pupil position 17 of the observer. Yes.
そして焦点板14の焦点面に形成された被写体像は、ペンタプリズム15と接眼レンズ16によって構成されるファインダー光学系によって、正立正像にされた上で拡大されて観察者の瞳位置17から観察されるように構成されている。また同図においてペンタプリズム15の射出面の後方には、ファインダー光学系の光軸上に配置された接眼レンズ16と測光光学系(測光手段)が配置されている。測光手段は機械的及び光学的な干渉を避けるためにファインダー光軸から離れた位置に測光用の測光レンズ18と受光素子19によって構成される測光光学系(測光手段)が配置されている。 The subject image formed on the focal plane of the focusing screen 14 is magnified by a finder optical system composed of a pentaprism 15 and an eyepiece 16 and then enlarged and observed from the pupil position 17 of the observer. It is configured to be. Further, in the drawing, an eyepiece 16 and a photometric optical system (photometric means) arranged on the optical axis of the finder optical system are arranged behind the exit surface of the pentaprism 15. In order to avoid mechanical and optical interference, the photometric means is provided with a photometric optical system (photometric means) composed of a photometric lens 18 for photometry and a light receiving element 19 at a position away from the finder optical axis.
同図においては焦点板14の焦点面上に形成され、前記焦点板14を透過する被写体光の一部を測光レンズ18によって受光素子19面上に再結像させ、前記受光素子19から得られる出力信号を用いて被写体の輝度分布の測光を行う構成としている。 In the drawing, a part of the subject light formed on the focal plane of the focusing screen 14 and transmitted through the focusing screen 14 is re-imaged on the light receiving element 19 surface by the photometric lens 18 and obtained from the light receiving element 19. The output signal is used to measure the luminance distribution of the subject.
上述の様に焦点板14には、撮影系11の射出瞳から射出した光束を概ね観察者の瞳位置17に集光させる作用を持った集光面と、被写体像の結像状態を観察可能とする拡散面とが形成されている。そのため、測光レンズ18に入射する被写体光は、撮影系11の射出瞳の位置や形状によって大きく変化する。 As described above, on the focusing screen 14, it is possible to observe the focusing state having a function of condensing the light beam emitted from the exit pupil of the photographing system 11 at the pupil position 17 of the observer and the imaging state of the subject image. And a diffusion surface. Therefore, the subject light incident on the photometric lens 18 varies greatly depending on the position and shape of the exit pupil of the imaging system 11.
[実施例1]
以下、図2を参照して、撮影レンズ出射後の光束形状(射出瞳形状)を算出する方法について説明する。
[Example 1]
Hereinafter, with reference to FIG. 2, a method for calculating the light beam shape (exit pupil shape) after exiting the photographing lens will be described.
図2は撮影レンズ入射前の光束形状と、出射後の光束形状の関係を示した概略図である。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between the light beam shape before incidence of the photographing lens and the light beam shape after emission.
21は撮影レンズ入射前の撮像面の中心位置に結像する光束形状(以下、中心光束形状とする)、22は撮影レンズ入射前の撮像面の周辺位置に結像する光束形状(以下、周辺光束形状とする)である。また、23は撮影レンズ出射後の中心光束形状、24は撮影レンズ出射後の周辺光束形状を示す。図2のように、中心光束の形状は円形となるが、周辺光束形状は通常円形ではなく、かつ撮影レンズ入射前の光束形状と出射後の光束形状は異なるものになる。 Reference numeral 21 denotes a light beam shape (hereinafter referred to as a central light beam shape) that forms an image at the center position of the imaging surface before incidence of the photographing lens, and reference numeral 22 denotes a light beam shape that forms an image at the peripheral position of the imaging surface before incidence of the photographing lens (hereinafter referred to as peripheral). The light beam shape). Reference numeral 23 denotes a central light beam shape after exiting the photographing lens, and 24 denotes a peripheral light flux shape after exiting the photographing lens. As shown in FIG. 2, the shape of the central light beam is circular, but the peripheral light beam shape is not usually circular, and the light beam shape before incidence of the photographing lens and the light beam shape after emission are different.
今撮影レンズの透過率のことを考えないとすれば、光線逆進の原理から撮影レンズ入射前と出射後の光量は一定であり、即ち周辺光量の関係は変化しない。ここで周辺光量Eは開口効率V、歪曲による影響率D、中心光束を0度としたときの周辺光束の撮影レンズ入射角度をωとすると、次のように表すことが出来る。 If we do not consider the transmittance of the taking lens now, the light quantity before and after the taking lens is constant from the principle of light beam reversal, that is, the relationship between the peripheral light quantities does not change. Here, the peripheral light amount E can be expressed as follows, assuming that the aperture efficiency V, the influence rate D due to distortion, and the incident angle of the peripheral lens when the central light beam is 0 degree are ω.
図2のような光路を想定した場合、撮影レンズ入射前と出射後で周辺光量は一定となることから、以下の等式が成り立つ。V1、D1、ω1はそれぞれ図2の左側から撮影レンズを通過したときの開口効率、歪曲による影響率、入射角度であり、V2、ω2は右側から撮影レンズを通過させた(光線を逆追跡した)ときの値を表す。 When the optical path as shown in FIG. 2 is assumed, the peripheral light quantity is constant before and after the photographing lens is incident, and therefore the following equation holds. V 1 , D 1 , and ω 1 are the aperture efficiency when passing through the taking lens from the left side of FIG. 2, the influence rate due to distortion, and the incident angle, respectively, and V 2 and ω 2 are passed through the taking lens from the right side ( It represents the value when the ray was traced back.
開口効率とは、撮影レンズ入射前にある基準面で光束を観察したときの、中心光束と周辺光束との面積比のことであり、従ってここでのV1は撮影レンズ入射前の周辺光束と中心光束との面積比、V2は撮影レンズ出射後の周辺光束と中心光束の面積比を表す。また歪曲による影響率は撮影レンズ入射前後の比を表した値であり、式(2)を考える上ではD2を考慮する必要はない。 The aperture efficiency is an area ratio between the central light beam and the peripheral light beam when the light beam is observed on a reference plane before the photographing lens is incident. Therefore, V 1 here is the peripheral light beam before the photographing lens is incident. area ratio of the center light beam, V 2 represents the area ratio of the peripheral light and central light beams after shooting lens exit. The fraction affected by the distortion is a value representing the ratio of longitudinal photographing lens incidence, it is not necessary to consider the D 2 are in considering equation (2).
ω2は予定結像面から射出瞳までの距離によって決まる値であるため、結局式(2)より、ある像高における周辺光量値と射出瞳距離が既知ならば撮影レンズ出射後の中心光束と周辺光束の面積比に相当するV2が求められる。中心光束については撮影レンズの開放F値によってのみで光束形状を求めることが出来るため、ここで求めた撮影レンズ出射後の周辺光束の面積比によって、撮影レンズ出射後の任意の面において周辺部を通過する光束の面積を求められる。ただしこの場合、光束の位置を求めるためにある像高における射出瞳距離は、光束の重心位置を示した値である必要がある。 Since ω 2 is a value determined by the distance from the planned imaging plane to the exit pupil, if the peripheral light amount value at a certain image height and the exit pupil distance are known from the formula (2), V 2 corresponding to the area ratio of the peripheral luminous flux is obtained. For the central light beam, the shape of the light beam can be obtained only by the open F value of the photographic lens. Therefore, the peripheral portion on any surface after exiting the photographic lens is determined by the area ratio of the peripheral light flux after exiting the photographic lens obtained here. The area of the light beam passing through can be obtained. However, in this case, the exit pupil distance at a certain image height for obtaining the position of the light beam needs to be a value indicating the position of the center of gravity of the light beam.
また撮影形の中心光束と周辺光束の形状は通常、撮影レンズ固有の口径食により異なる。図3は撮影レンズ通過後の任意の面で光束を観察したときの形状を示した概念図であり、(A)が中心光束31、(B)が周辺光束32を示す。撮影レンズ通過後の周辺光束形状は、このように楕円形に近い形状となる。 In addition, the shapes of the central light beam and the peripheral light beam of the photographing type usually differ depending on the vignetting characteristic of the photographing lens. FIG. 3 is a conceptual diagram showing the shape of a light beam observed on an arbitrary surface after passing through the taking lens. (A) shows the central light beam 31 and (B) shows the peripheral light beam 32. The peripheral luminous flux shape after passing through the photographing lens is thus a shape close to an ellipse.
これまでの検討で光束の重心を通る光線の位置、光束の面積、光束の略形状が既知であるので、撮影レンズ通過後の周辺光束は例えば図4のように楕円形状として類推することができる。(A)、(B)は図3と対応した光束であり、光束の周回する実線が楕円形状として形状を類推した場合の形状と位置を表す。このとき、中心光束の直径を2Rとすると、短径を2V2Rとすれば、面積比と光束の略形状を反映した周辺光束を算出することが可能である。このように考慮することで、面積比から実際の光束形状に近い形で光束形状、即ち撮影レンズの射出瞳形状を類推して算出することが出来る。 Since the position of the light beam passing through the center of gravity of the light beam, the area of the light beam, and the approximate shape of the light beam are already known in the examination so far, the peripheral light beam after passing through the photographing lens can be inferred as an elliptical shape as shown in FIG. . (A), (B) is a light beam corresponding to FIG. 3, and represents the shape and position in the case where the solid line around the light beam is assumed to be an elliptical shape. At this time, if the diameter of the central light beam is 2R and the short diameter is 2V 2 R, it is possible to calculate the peripheral light beam reflecting the area ratio and the approximate shape of the light beam. By considering in this way, the light beam shape, that is, the exit pupil shape of the photographing lens can be calculated by analogy from the area ratio in a form close to the actual light beam shape.
ここで、算出した射出瞳形状を測光出力補正に利用する方法について説明する。 Here, a method of using the calculated exit pupil shape for photometric output correction will be described.
図5は本実施例における測光光学系の要部断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part of the photometric optical system in the present embodiment.
同図に示されるように、撮影レンズ11を通過した光束は焦点板14に結像し、拡散を受けてからペンタプリズム15を通過する。その拡散光を観察者の瞳位置17と測光レンズ18から観察するが、測光レンズは観察者へ向かう光束を遮らないよう、光軸からθr傾いた位置に配置されている。このとき、θtは焦点板から見た測光レンズの角度範囲である。測光センサーに結像する光束は測光レンズに入射しなければならず、測光レンズに入射する光束を知るためには測光レンズ面51における拡散を受けない直接光の振る舞いを知っておく必要がある。 As shown in the figure, the light beam that has passed through the photographing lens 11 forms an image on the focusing screen 14, and after diffusion, passes through the pentaprism 15. The diffused light is observed from the pupil position 17 and the photometric lens 18 of the observer. The photometric lens is arranged at a position inclined by θ r from the optical axis so as not to block the light beam traveling toward the observer. At this time, θ t is the angle range of the photometric lens as viewed from the focusing screen. The light beam that forms an image on the photometric sensor must be incident on the photometric lens, and in order to know the light beam that enters the photometric lens, it is necessary to know the behavior of direct light that is not diffused on the photometric lens surface 51.
測光出力補正のためには、撮像面と測光センサーの光量比の関係が分かっていなければならない。撮影レンズの情報が既知であるならば、撮像面上の分布は既知であるため、その時点の測光センサー面51上の光量分布を求めることで光量比の対応関係が求められる。 In order to correct the photometric output, the relationship between the light quantity ratio of the imaging surface and the photometric sensor must be known. If the information of the photographing lens is known, the distribution on the imaging surface is known, and the correspondence relationship between the light quantity ratios can be obtained by obtaining the light quantity distribution on the photometric sensor surface 51 at that time.
本実施例における測光補正の処理手順を図6に示す。 FIG. 6 shows a photometric correction processing procedure in this embodiment.
図6において、ステップs1では、カメラ本体が撮影レンズの開放F値と各像高における射出瞳の距離情報とを取得する。この測光出力補正において、射出瞳形状を直接は用いない。式(2)によって撮影レンズの射出瞳形状求めたが、撮影レンズ通過後にさらに別の光学系を通過した場合は、その光学系を通過した後の位置、角度ω2を用いて光束形状を計算する必要がある。そのため、測光出力補正に用いることを考えるならば、ここでは測光レンズ面51で観察したときの直接光の光束の位置、入射角度が必要である。 In FIG. 6, in step s1, the camera body acquires the open F value of the photographing lens and the distance information of the exit pupil at each image height. In this photometric output correction, the exit pupil shape is not used directly. Although the exit pupil shape of the photographic lens is obtained by Equation (2), if it passes through another optical system after passing through the photographic lens, the light beam shape is calculated using the position after passing through the optical system and the angle ω 2. There is a need to. Therefore, in consideration of use for photometric output correction, the position and incident angle of the direct light beam when observed with the photometric lens surface 51 are required here.
そこでステップs2では、まずレンズの射出瞳の距離情報を用いることで焦点板への光束の入射角度を得る。その情報を元に、焦点板の集光面の焦点距離と、ペンタプリズムなどファインダーの光路情報を元に光束の追跡を行うことで、測光レンズ面51における、光束通過位置と入射角度の情報を算出する。ここで得られた入射角度を式(2)のω2に適用することで、測光レンズ面51で観察したときの撮影レンズ中心光束と周辺光束の面積比が得られる。 Therefore, in step s2, first, the incident angle of the light beam on the focusing screen is obtained by using the distance information of the exit pupil of the lens. Based on this information, by tracking the light flux based on the focal length of the focusing surface of the focusing screen and the optical path information of the finder such as a pentaprism, information on the light flux passage position and the incident angle on the photometric lens surface 51 is obtained. calculate. By applying the incident angle obtained here to ω 2 in Expression (2), the area ratio of the center lens beam to the peripheral beam when observed on the photometric lens surface 51 is obtained.
ステップs3では、測光レンズ面51で観察したときの撮影レンズ中心光束の形状と、式(2)を用いて中心光束と周辺光束形状の形状を類推し、計算する。中心光束はF値と、ファインダー光路の情報のみから求められるため、その中心光束形状とステップs2で求めた周辺光束の面積比から、測光レンズ面51で観察したときの周辺光束形状を図4(B)のような略形状で類推する。 In step s3, the shape of the central light beam of the photographing lens when observed on the photometric lens surface 51 and the shapes of the central light beam and the peripheral light beam shape are estimated using Equation (2) and calculated. Since the central luminous flux is obtained only from the F value and the information of the finder optical path, the peripheral luminous flux shape when observed on the photometric lens surface 51 from the central luminous flux shape and the area ratio of the peripheral luminous flux obtained in step s2 is shown in FIG. The analogy is as follows: B).
ステップs1からs3において、焦点板で拡散を受けない直接光の計算を行なったが、ステップs4においては、ステップs3で得られた測光レンズ面51で観察したときの光束形状から、焦点板の拡散面により拡散を受けた場合の拡散光を求める。拡散光は図7のように考える。 In steps s1 to s3, direct light that is not diffused by the focusing screen is calculated. In step s4, the diffusion of the focusing screen is determined based on the light beam shape observed with the photometric lens surface 51 obtained in step s3. Find the diffused light when it is diffused by the surface. The diffused light is considered as shown in FIG.
図7は焦点板に入射する直接光71と、焦点板から出射される拡散光束72の関係の概略図である。(A)、(B)、(C)はそれぞれ直接光の範囲の違う場合の拡散光を示しており、拡散光は直接光の光束幅に依存して求められる。この拡散光はs3によって得られた光束形状からシステム内で計算を行うことで算出可能である。 FIG. 7 is a schematic view of the relationship between the direct light 71 incident on the focusing screen and the diffused light beam 72 emitted from the focusing screen. (A), (B), and (C) show diffused light when the range of direct light is different, and the diffused light is obtained depending on the beam width of the direct light. This diffused light can be calculated by calculating in the system from the light beam shape obtained by s3.
しかし、直接光と拡散光の関係は一定の関数で表現が可能なため、光束形状の幅に応じて、予め複数の光束幅に対応した拡散光の関数をカメラ本体が保持しておくことで計算を簡素化できる。 However, since the relationship between direct light and diffused light can be expressed by a fixed function, the camera body holds functions of diffused light corresponding to multiple light beam widths in advance according to the width of the light beam shape. Calculation can be simplified.
次にステップs5において、測光レンズに入射する光量を求める。 Next, in step s5, the amount of light incident on the photometric lens is obtained.
図8は拡散光束72と測光レンズ18を示しており、θrとθtは図5と同様の値を示している。 FIG. 8 shows the diffused light beam 72 and the photometric lens 18, and θ r and θ t have the same values as in FIG.
測光センサーで受光する光量は測光レンズを通過した光量に等しいものであるので、測光レンズに重なる範囲内の拡散光の関数の積分値を算出することで測光センサー上での光量が求められる。今拡散光の関数をPF(θ)とすると、測光レンズ面における入射光量は Since the amount of light received by the photometric sensor is equal to the amount of light that has passed through the photometric lens, the amount of light on the photometric sensor can be obtained by calculating the integral value of the function of the diffused light within the range overlapping the photometric lens. Assuming that the function of diffused light is P F (θ), the amount of incident light on the photometric lens surface is
として計算することが出来る。このθ1とθ2はそれぞれ図5の縦方向、奥行き方向の角度を示す変数となっている。 Can be calculated as These θ 1 and θ 2 are variables indicating angles in the vertical direction and depth direction of FIG.
以上のステップs1からステップs5において、ある条件の撮影系における測光センサー上の光量分布を求めることが出来た。これにより撮像面と測光センサー上の光量比が求まるので、ステップs6における測光出力補正値の算出を行うことが可能となる。 In the above steps s1 to s5, the light quantity distribution on the photometric sensor in the photographing system under a certain condition can be obtained. As a result, the light quantity ratio between the imaging surface and the photometric sensor can be obtained, and the photometric output correction value can be calculated in step s6.
[実施例2]
上記実施例では算出した撮影レンズ光束を用いて測光出力の補正を行った。しかし本発明の用途はこれに限らず、撮影レンズ光束の形状を必要とする系に組み込んで利用してもよい。例えばカメラの自動焦点検出装置において、焦点検出素子への光束の到達範囲を知ることで、ケラレ補正を行なうことも出来る。
[Example 2]
In the above embodiment, the photometric output is corrected using the calculated photographing lens beam. However, the application of the present invention is not limited to this, and it may be used by being incorporated in a system that requires the shape of the photographing lens beam. For example, in an automatic focus detection device of a camera, vignetting correction can be performed by knowing the reach of the light beam to the focus detection element.
図9は本実施例におけるカメラシステムの要部概略図である。 FIG. 9 is a schematic diagram of a main part of the camera system in the present embodiment.
一般的な一眼レフカメラにおいては、焦点検出のために位相差焦点検出器が組み込まれており、その焦点検出ユニット91はサブミラー92で反射された光束をカメラ本体下部で受光する場合が多い。図10は位相差焦点検出器91の概略図である。サブミラーで反射された撮影レンズ光束の一時結像面101、フィールドレンズ102、絞り面103を通過して、二次結像レンズ104によって焦点検出素子105に結像させている。 In a general single-lens reflex camera, a phase difference focus detector is incorporated for focus detection, and the focus detection unit 91 often receives the light beam reflected by the sub mirror 92 at the lower part of the camera body. FIG. 10 is a schematic diagram of the phase difference focus detector 91. The photographing lens light beam reflected by the sub mirror passes through the temporary imaging surface 101, the field lens 102, and the diaphragm surface 103 and is focused on the focus detection element 105 by the secondary imaging lens 104.
このような位相差焦点検出器において、絞り面103へ入射する光束を求めることで二次結像レンズ内に入る光量を効率よく算出できる。図11が位相差検出器の絞り面でみた光束形状であり、この計算においても式(2)の適用が可能である。この場合のω2は焦点検出素子への入射角度となるが、これは実施例1の場合と同様に射出瞳の距離情報と焦点検出ユニットの光路情報によって算出できる。これらの計算によって焦点検出素子上での撮影レンズ光束形状が求められるため、位相差焦点検出装置において、絞り面へ入射する撮影レンズ光束、即ち焦点検出素子上に到達する光量を算出することが可能となる。 In such a phase difference focus detector, the amount of light entering the secondary imaging lens can be efficiently calculated by obtaining the light beam incident on the diaphragm surface 103. FIG. 11 shows a light beam shape as seen on the diaphragm surface of the phase difference detector, and the expression (2) can also be applied to this calculation. In this case, ω2 is an incident angle to the focus detection element, which can be calculated from the distance information of the exit pupil and the optical path information of the focus detection unit as in the case of the first embodiment. Since the photographic lens beam shape on the focus detection element is obtained by these calculations, the phase difference focus detection device can calculate the photographic lens beam incident on the diaphragm surface, that is, the amount of light reaching the focus detection element. It becomes.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
1 交換レンズ、2 カメラ本体、3 レンズマイコン、4 カメラマイコン、
11 撮影系、12 QRミラー、13 撮像素子、14 焦点板、
15 ペンタプリズム、16 接眼レンズ、17 観察者の瞳位置、18 測光レンズ、
19 測光用の受光素子、31 撮影レンズの中心光束、32 撮影レンズの周辺光束
1 interchangeable lens, 2 camera body, 3 lens microcomputer, 4 camera microcomputer,
11 imaging system, 12 QR mirror, 13 image sensor, 14 focusing screen,
15 pentaprism, 16 eyepiece, 17 observer's pupil position, 18 photometric lens,
19 Light-receiving element for photometry, 31 Center beam of the taking lens, 32 Peripheral beam of the taking lens
Claims (7)
少なくとも撮影レンズの周辺光量、開放F値、射出瞳距離に関する情報を記憶する記憶手段と、
前記情報を用いて撮影レンズの光束形状を算出する演算手段を有することを特徴とするカメラシステム。 In a camera system in which an interchangeable lens having a photographing system can be attached to and detached from the camera body,
Storage means for storing information on at least the peripheral light amount of the photographing lens, the open F value, and the exit pupil distance;
A camera system comprising a calculation means for calculating a light flux shape of the photographing lens using the information.
被写体の輝度分布と前記受光手段で得られる信号に基づく被写体像の照度分布とのずれを補正する補正手段とを有することを特徴とする請求項1に記載のカメラシステム。 A light receiving means for receiving a light beam that has passed through the photographing system;
The camera system according to claim 1, further comprising a correction unit that corrects a deviation between a luminance distribution of the subject and an illuminance distribution of the subject image based on a signal obtained by the light receiving unit.
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