JP2959059B2 - 測光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、カメラに用いられる被写体の輝度情報を得
る測光装置に関し、特に焦点検出に用いられるイメージ
センサーの出力から輝度情報を得るようにした測光装置
に関する。

［従来の技術］ カメラにおける測光装置には、撮影画面の全体につい
て測光する平均測光、画面の中央部付近を重点的に測光
する中央重点測光、画面の中央部の非常に狭い領域を測
光するスポット測光などがある。

一方、近年のカメラでは撮影画面の中央部の光束を複
数のフォトセンサ画素から成るイメージセンサーアレイ
で電気信号に変換し、この電気信号に基づいて焦点検出
に行ない、オートフォーカスを実現しているが、このイ
メージセンサーアレイの電気信号を同時に輝度情報とし
て用いることによりスポット測光を行なうものが知られ
ている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、焦点検出に用いられているイメージセ
ンサーアレイは、例えばCCDイメージセンサー等の電荷
蓄積型であるため以下のような問題点が生じる。

一般に測光装置においてはフォトダイオードが発生す
る電荷を電流値として入力しているので、ある時点にお
ける輝度情報を瞬時に得ることができる。従って、被写
体を照らしている光源が蛍光灯のように輝度が周期的に
変化する場合の輝度情報の変動を抑えるため、数回の輝
度情報を平均して用いるように構成しても無駄な時間を
食うことはない。

しかしながら、焦点検出に用いるCCDイメージセンサ
ーのような電荷蓄積型の場合は、センサー出力信号を得
るためには電荷を蓄えるだけの時間、即ち蓄積時間と、
複数のフォトセンサーの出力をシフトレジスターによっ
て時系列的に出力するための転送時間が必要であり、蛍
光灯等の周期性をもつ光による輝度情報の変動を抑える
ために数回の輝度情報を平均しようとすると、非常に時
間がかかってしまう問題があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、複数回の輝度情報の平均値に相当する輝度情報
を蓄積型イメージセンサによる一回の蓄積で得られた信
号から直ちに得られるようにした測光装置を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ まず本発明は、測光用の光電変換素子と焦点検出用の
蓄積型イメージセンサを有するカメラを対象とする。

このようなカメラの測光装置として本発明にあって
は、光電変換素子の出力信号を入力して輝度情報を算出
する第１測光演算手段と； 前記光電変換素子の複数回分の出力信号に基づいて周
期的光源による変動を除去した平均輝度情報を算出する
第２測光演算手段と； 前記イメージセンサが一回の蓄積を終了する毎に得ら
れた信号を入力して輝度情報を算出する第３測光演算手
段と； 前記第１及び第２測光演算手段で算出された輝度情報
に基づいて、前記第３測光演算手段で算出した輝度情報
を、前記イメージセンサで複数回の蓄積を行なって得ら
れた輝度情報の平均値に相当する輝度情報に補正する補
正手段と；を設けたものである。

ここで前記補正手段による補正演算は、前記イメージ
センサの一回の蓄積時間が前記第１測光演算手段の輝度
情報算出周期より短い場合は、前記第３測光演算手段で
算出した輝度情報に、前記第２測光演算手段で算出され
た平均測光情報と前記イメージセンサの一回の蓄積終了
とほぼ同時刻に前記第１測光演算手段で算出された輝度
情報との差を加算する補正を施す。

また前記イメージセンサの一回の蓄積時間が前記第１
測光演算手段の輝度情報算出周期より長い場合には、前
記第３測光演算手段で算出された輝度情報に、前記第２
測光演算手段で算出された平均輝度情報と前記イメージ
センサの一回の蓄積の間に前記第１測光演算手段で算出
された複数の輝度情報の平均値との差を加算する補正を
施す。

［作用］ このような構成を備えた本発明の測光装置によれば、
中央重点測光等を行なう従来の測光用光電変換素子の信
号から一定周期毎に輝度情報を算出し、この算出された
輝度情報の複数の平均をとることにより周期的に輝度の
変化する光源によって照明された複写体の平均輝度情報
を求める。

一方、焦点検出用の蓄積型イメージセンサの一回の蓄
積による信号から輝度情報を算出し、このイメージセン
サに基づく輝度情報を測光用光電変換素子に基づく輝度
情報及び平均輝度情報を使用して補正することで、イメ
ージセンサーで複数回の蓄積を行なった求めた輝度情報
から算出される平均輝度を直ちに推定することができ
る。

［実施例］ 第１図に本発明の測光装置を備えたカメラの全体構成
図である。

対１図において、Ｌは対物レンズ、HMはハーフミラ
ー、SMはサブミラー、FSはフォーカッシングスクリー
ン、PPはペンタプリズム、IPは接眼レンズ、AEは光電変
換素子を備えた測光モジュール、AFは蓄積型イメージセ
ンサ（CCDイメージセンサー）を備えた焦点検出モジュ
ール、MPはマイクロプロセッサーである。

対物レンズＬを通った光束の内、ハーフミラーHMで反
射した一部の光束はフォーカッシングスクリーンFS上に
結像し、撮影者はこの結像した像をペンタプリズムPPに
よって正立像として接眼レンズIPを通して観察できる。
そして測光モジュールAEがフォーカッシングスクリーン
FS上の像の受光信号をマイクロプロセッサーMPへ出力し
て輝度情報を算出させる。

一方、ハーフミラーHMを透過した光束の内の対物レン
ズＬの光軸付近の光束はサブミラーSMによって焦点検出
モジュールAFへ導かれる。焦点検出モジュールAFは後述
するイメージセンサーアレイを含み、焦点検出モジュー
ルAFに入射する光束を電気信号に変換してマイクロプロ
セッサーMPに入力する。マイクロプロセッサーMPはイメ
ージセンサーアレイの信号によって対物レンズＬの焦点
調節状態（デフォーカス量）の検出、撮影画面中央部の
非常に狭い領域における輝度情報の算出を行なう。

次に第２図を用いて焦点検出モジュールAFに使用され
るイメージセンサーチップ３の構成を説明する。

第２図に示すようにイメージセンサーチップ３は横方
向に配置される複数のセンサー画素から成る一対のイメ
ージセンサーアレイa,bと、これらに直交するもう一対
のイメージセンサーアレイc,dを有する。従って、水平
線のように水平方向にしかコントラストを持たない被写
体でもイメージセンサーc,dによって焦点検出ができ
る。

イメージセンサーアレイa,b,c,dに平行して第1,第2,
第３のシフトレジスター111,112,113が形成されてお
り、イメージセンサーアレイの信号を出力端子OUT0,OUT
1,OUT2から出力する。イメージセンサーアレイc,dとシ
フトレジスター112,113との間にはメモリー部116,119が
設けられ、これらはイメージセンサーアレイc,dからの
各フォトセンサーに対応した電荷信号を個々に一時保存
し、所定時間後に次段のシフトレジスター112,113に移
送する。シフトゲート14はイメージセンサーアレイa,b
の各フォトセンサーに蓄えられた電荷信号をシフトレジ
スター111へ転送し、シフトゲート115,118はイメージセ
ンサーアレイc,dの各イメージセンサーアレイに蓄えら
れた電荷信号をメモリー部116,119に転送する。メモリ
ー部116,119とシフトレジスター112,113の間に設けられ
たトランスファーゲート117,110は、メモリー部の各メ
モリー素子に蓄えられた電荷信号をシフトレジスター11
2,113に転送するために設けられたものである。入力端
子CLRは全てのイメージセンサーアレイa,b,c,dに接続さ
れ、デジタル信号の“L"が入力されている期間のみフォ
トセンサーに入射した光に応じた電荷を各フォトセンサ
ーに蓄積される。また、入力端子CLK1は全てのシフトレ
ジスターに接続され、転送パルスにしたがって各イメー
ジセンサーアレイa,b,c,dからの出力電荷をシフトレジ
スター111,112,113ごとに順次転送するために使用され
る。

次に第３図を用いて焦点検出モジュールAFに使用され
る焦点検出光学系について説明する。

焦点検出光学系は第３図に示すように対物レンズＬの
光軸上に視野マスク20、フィールドレンズ30、絞り40、
再結像レンズ50、イメージセンサーチップ３が順次配置
されている。視野マスク20は十字形の開口部を有してお
り、対物レンズＬの予定焦点面近傍に配置されて対物レ
ンズＬによって結像した被写体の中空像を規制するもの
である。絞り40は41,42,43,44の４つの開口部を有し、
これらの開口部はフィールドレンズ30によって対物レン
ズ上に11,12,13,14として投影される。再結像レンズ50
は第３図（ｂ）に示すように絞り40の開口部41,42,43,4
4に対応する51,52,53,54の４つのレンズからなり、視野
マスク20の像をイメージセンサーチップ３に結像する。
従って、対物レンズＬの11の領域から入射した光束は視
野マスク20、フィールドレンズ30、絞り40の開口部41、
再結像レンズのレンズ51を通りイメージセンサーアレイ
ａ上に結像する。同様に対物レンズＬの12,13,14の領域
より入射した光束はそれぞれイメージセンサーアレイb,
c,d上に結像する。そしてイメージセンサーアレイa,bに
結像した被写体像は対物レンズＬが前ピンの時は互いに
遠ざかり、後ピンの時は互いに近づき、合焦時にはある
所定の間隔に並ぶ。よってイメージセンサーアレイa,b
の信号を演算処理することにより対物レンズＬの水平方
向の焦点調節状態を検出することができる。

同様にイメージセンサーアレイc,dに結像した被写体
像は対物レンズＬが前ピンの時は互いに遠ざかり、後ピ
ンの時は互いに近づき、合焦時にはある所定の間隔に並
ぶ。よってイメージセンサーアレイc,dの信号を演算処
理することにより対物レンズＬの垂直方向の焦点調節状
態を検出することができる。

第４図を用いて測光モジュールAEについて説明する。

測光モジュールAEは第４図（ａ）に示すようレンズEL
と回路Ｃからなっている。レンズELの役目はファインダ
ースクリーンFS上の像のどの範囲から輝度情報を得るか
を定めるものである。回路Ｃは例えば第４図（ｂ）に示
すようにフォトダイオードFD、ダイオードＤ、演算増幅
器OPから成っている。この構成は対数圧縮の機能を果た
し、フォトダイオードFDで発生した電流Ｉはダイオード
Ｄと演算増幅器OPによって出力端子OUTEにLog（Ｉ）に
比例する電圧Ｖとして出力される。このように電流を対
数圧縮するのは、写真撮影する被写体の輝度は非常にダ
イナミックレンジが広いと言うことと、露出の算出方法
として一般的であるAPEX方式では被写体輝度として被写
体輝度を対数処理した値Bvで表すのですでに対数圧縮し
た形でデータが入力されればそれだけ演算が簡略化でき
るためである。

以上で説明した焦点検出モジュールAF、測光モジュー
ルAEとマイクロプロセッサーMPの接続について第５図を
用いて説明する。

第５図において、３は第２図によって説明したイメー
ジセンサーチップ、２は第３図によって説明した焦点検
出光学系２、４と５はイメージセンサーチップ３とマイ
クロプロセッサーMPの間の信号の制御を行なう第１制御
部と第２制御部である。

イメージセンサーチップ３は入力端子としてTR,TR1,T
R2,CLR,CLK1、出力端子としてOUT0,OUT1,OUT2を持つ。
出力端子OUT0,OUT1,OUT2は第２制御部５へ接続され、CL
R端子、CLK1端子はマイクロプロセッサーMPに接続され
入力端子TR,TR2,TR1は第１制御部４に接続される。第１
制御部４からTR,TR1,TR2へ出力する信号は第２制御部５
へも出力される。マイクロプロセッサーMPの出力端子TR
Pは第１制御部４へ接続され、入力端子IN1は第２制御部
５へ接続され、入力端子IN2は第１測定モジュールAEよ
り輝度信号として前述の電圧Ｖを入力する。

第１制御部４は、マイクロプロセッサーMPのTRR端子
より入力された信号に従って端子TR,TR1,TR2にデジタル
信号のトリガパルスを発生する。端子TRに入力されたト
リガパルスは、シフトゲート114,115,118に同時に作用
し、イメージセンサーアレイa,b,c,eに蓄えられた電荷
信号を移送させる。端子TR1,TR2とに入力されたトリガ
パルスは、トランスファーゲート117,110にそれぞれ異
なった時刻に作用し、メモリー部116,119に蓄えられた
電荷をそれぞれ移送させる。

次に第６図のタイミングチャートを併用しながらイメ
ージセンサーチップ３について動作の説明する。

イメージセンサーアレイa,b,c,dは入力端子CLRへのデ
ジタル信号が“L"になる時刻t1において同時に蓄積を開
始する。時刻t2に第１制御部４から端子TRを介してシフ
トゲート114にパルスが加わると、イメージセンサーア
レイa,bの電荷信号はシフトレジスター111に送られ、転
送パルスにしたがって転送され、出力部OUT0より時系列
的信号出力として図示PHのごとく出力される。この同じ
時刻t2に、イメージセンサーアレイc,dの電荷信号もそ
れぞれシフトゲート115,118を介してメモリー部116,119
にそれぞれ移送される。ちなみに前述の蓄積時間はt2−
t1である。

第１制御部４は、シフトレジスター111によるイメー
ジセンサーアレイa,bの電荷転送終了の時刻t3で、端子T
R1にパルスを印加し、メモリー部116に蓄えられていた
イメージセンサーアレイｃの電荷信号をシフトレジスタ
ー112に転送させ、順次出力OUT1よりPV1のごとく時系列
的信号出力として出力する。

更に、第１制御部４はイメージセンサーアレイｃに関
する転送完了を待って時刻t4で端子TR2にパルスを印加
し、メモリー部119に蓄えられていたイメージセンサー
アレイｄの電荷信号をシフトレジスター113に転送し、
順次出力部OUT2よりPV2のごとく時系列的信号出力とし
て出力する。

このような構成のイメージセンサーアレイチップを使
用することにより、各イメージセンサーアレイa,b,c,d
から並列に出力される電荷信号は、出力端子OUT0,OUT1,
PUT2より時間的に重複することなく、時系列的な信号と
して出力される。

次に第７図を用いて第２制御部５の構成を説明する。

第２制御部５はイメージセンサーアレイチップ３のOU
T0,OUT1,OUT2の計３つの出力ラインをマイクロプロセッ
サーMPの入力端子IN1へ１つにまとめて出力する働きを
する。イメージセンサーアレイチップ３の出力端子OUT
0,OUT1,OUT2は第７図（ｂ）のスイッチS1,S2,S3に接続
され、スイッチS1,S2,S3は制御端子J1,J2,J3に入力する
信号によって開閉される。そのぞれのスッイチS1,S2,S3
の出力端は１つにまとめられ、アンプＧに入力される。
第７図（ａ）に示す回路は第１制御部４からイメージセ
ンサーアレイチップ３のTR,TR1,TR2端子に出力する信号
によってスイッチS1,S2,S3の制御端子J1,J2,J3への信号
を制御する制御回路である。この制御回路はNORゲートN
1,N2,N3,N4とANDゲートA1,A2から成っている。

次に動作について説明する。

イメージセンサーアレイa,b,c,dの蓄積を終了させる
べく第１制御部４からTR端子へパルスが入力されると、
このパルスは制御回路へも入力され、このパルスによっ
て制御端子J1のみがデジタル信号の“H"になり、スイッ
チS1のみが“開”となり、OUT0端子から出力されるイメ
ージセンサーアレイa,bの信号のみがアンプＧを通じて
マイクロプロセッサーMPの端子IN1へ送られる。イメー
ジセンサーアレイa,bの信号の転送が終了し第１制御部
４からTR1へパルスが出力されると、このパルスは制御
回路へも入力され、このパルスによって制御端子J2のみ
がデジタル信号の“H"になり、スイッチS2のみが“開”
となり、OUT1端子から出力されるイメージセンサーアレ
イｃの信号のみが可変ゲインアンプＧを通じてマイクロ
プロセッサーMPの端子IN1へ送られる。イメージセンサ
ーアレイｃの信号の転送が終了し第１制御部４からTR2
へパルスが出力されると、このパルスは制御回路へも入
力され、このパルスによって制御端子J3のみがデジタル
信号の“H"になり、スイッチS3のみが“開”となり、OU
T2端子から出力されるイメージセンサーアレイｄの信号
のみがアンプＧを通じてマイクロプロセッサーMPの端子
IN1へ送られる。

マイクロプロセッサーMPはイメージセンサーチップ３
に対しては蓄積を開始させる信号のCLR端子への入力と
トランスファゲート111,112,113に対するクロックCLK1
の入力を行ない、第１制御部４に対してはイメージセン
サーチップ３の蓄積を終了させる信号をTRR端子へ入力
し、第２制御部５から送られるイメージセンサーアレイ
のデータをIN1端子より入力しこれをマイクロプロセッ
サーMPに内蔵されたA/D変換器によりA/D変換し、A/D変
換されたデータをマイクロプロセッサーMP内部のメモリ
ーへ格納する。ここでA/D変換器はマイクロプロセッサ
ー６に内蔵されいなく外付けされていても良いのである
が、スペースの限られているカメラに於いては好ましく
ない。そしてメモリーに格納されたデータ列により焦点
検出演算を行なうが、焦点検出演算方法は本出願人によ
る特開昭60−37513、特開昭61−245123等に於いて公知
であるので、ここでの説明は省略する。

マイクロプロセッサーMPは測光モジュールAEの出力端
子OUTEよりファインダースクリーンFSに結像した像の受
光信号として電圧Ｖを入力端子IN2より受け取りってA/D
変換し、メモリー内に記憶する。そしてA/D変換した電
圧ＶからAPEX方式で複写体輝度を表す値Bv値を演算す
る。ここで測光モジュールAEでの蛍光灯などの周期的に
輝度が変化する光源への対策について第８図を用いて説
明する。

周期的に輝度の変化する光源として第８図（ａ）に示
すように正弦波の絶対値をとったような波形の光源を考
える。すると測光モジュールAEの出力する電圧Ｖは、光
源の波形を対数圧縮した第８図（ｂ）のように時間的に
変化することになる。

マイクロプロセッサーMPは一定周期tp毎に測光モジュ
ールAFからの出力電圧を入力し、第８図（ｃ）のように
数回分の入力信号加算して平均をとって、平均値からBv
値を算出し、これを第２測光手段による輝度情報とす
る。加算する回数は８回〜12回程度でよく、光源の周波
数は交流電源の周波数に異存するので、これによって検
出周期tpは定まる。

次に焦点検出モジュールAFのイメージセンサーチップ
３のデータを用いて輝度情報を得る方法を説明する。

CCD等の蓄積型のイメージセンサーの出力は被写体の
輝度と蓄積時間によって決まり、例えば第９図に示すよ
うに、被写体の輝度が同じ時に蓄積時間を２倍にすれば
出力は２倍となり、蓄積時間が同じで被写体輝度が２倍
になれば出力も２倍となる。従ってイメージセンサーの
出力をそのまま被写体の輝度情報とするわけには行か
ず、例えば下の式のように蓄積時間で規格化してやる。

OUT/IT ここでOUTはイメージセンサーの出力、ITは蓄積時間
である。そして規格化した値に対数処理等を施しAPEX方
式の被写体輝度Bv値が演算される。

尚、一列のイメージセンサーアレイのそれぞれの画素
の出力は例えば第11図に示すように異なっている。従っ
てイメージセンサー出力OUTとしては、全画素あるいは
一部の画素の出力の平均、最も大きい出力を示すもの、
最も小さい出力を示すもの等を用いればよい。本発明で
用いているイメージセンサーチップ６のように縦方向と
横方向にそれぞれイメージセンサーアレイを具備してい
るときには両方向の中央部の画素の出力を用いてイメー
ジセンサー出力OUTを設定するようにすると、スポット
測光の領域は第10図（ａ）に示すように十字形となり、
第10図（ｂ）に示すように一方のイメージセンサーアレ
イを用いてスポット測光の領域が細長い形となるのに比
べて縦位置撮影時と横位置撮影時による測光値の差がな
くなるといった利点がある。

続いて焦点検出モジュールAFのイメージセンサーの出
力を用いたスポット測光に於いて蛍光灯などの周期的に
輝度が変化する光源への対策について第12図，第13図を
用いて説明する。

第12図において、（１）はマイクロプロセッサーMPが
測光モジュールAEから信号を一定周期tp毎に入力するタ
イミング、（２）は焦点検出モジュールAFのイメージセ
ンサーアレイに蓄積を行わすCLR端子の入力信号のタイ
ミングを表している。

被写体の輝度が高くイメージセンサーアレイの蓄積時
間ITが短時間で、 IT＜tp であるときを第12図（ａ）に示す。まずイメージセンサ
ーアレイの蓄積を時刻TAにて測光モジュールから信号を
入力するのと同時に開始し（実際には第１測光モジュー
ルから信号を入力した直後から蓄積を開始するようにな
るが、第１測光モジュールから信号を入力するのにほと
んど時間がかからないので同時と言える）、IT時間後に
蓄積を終了する。この蓄積によって得られたイメージセ
ンサーアレイの出力から規格化した値（OUT/IT）を算出
し、更にBv値の演算により輝度値Ezを求める。一方、時
刻TAに於て測光モジュールAEから入力したデータより演
算されたBv値が第13図に示すHaであり、Haの算出に用い
たデータを含む過去８回のデータの平均より算出された
Bv値が図中の点線で示すHmであったとする。

測光モジュールAEの測光範囲と焦点検出モジュールAF
の測光範囲は異なるが、照明している光源は同一である
と考えられ、測光モジールAEからのデータにより算出さ
れたBv値Haと焦点検出モジュールAFのデータから算出さ
れたBv値Ezはほぼ同時刻に於ける被写体輝度であると考
えられるので、もしイメージセンサーアレイの蓄積を複
数回行なったとして得られたデータの平均によって求め
られるBv値EmとEzの差分（Em−Ez）は、測光モジュール
AEのデータに基づくBv値であるHmとHaの差分（Hm−Ha）
にほぼ等しいことが予想される。

従って、次の式で計算されるEmを焦点検出モジュール
AFによる周期性光源の影響を受けない測光値とする。

Em＝Ez＋Hm−Ha ・・・（１） このように本発明にあっては、イメージセンサーアレ
イの蓄積は一回しか行なわないため、複数回の蓄積を行
なう場合よりもはるかに迅速な測光が可能となる。

続いて被写体の輝度が低くなりイメージセンサーアレ
イの蓄積時間ITも長くなり、 tp＜IT＜３×tp であるときを第12図（ｂ）に示す。

まずイメージセンサーアレイの蓄積を時間TBに於て測
光モジュールAEから信号を入力するのと同時に開始し、
IT時間後に蓄積を終了する。この蓄積によって得られた
イメージセンサーアレイの出力から規格化された値（OU
T/IT）を算出し、更にBv値としてEzを算出する。

一方、ITの間に時刻TB,TC,TDに於て測光モジュールAE
から入力したデータより演算されたBv値がそれぞれ第13
図に示すHb,Hc,Hdであり、Hb,Hc,Hdを算出するためのデ
ータを含む過去８回のデータの平均より演算されたBv値
としてHm（点線）が求められる。

イメージセンサーアレイからのデータにより算出され
たBv値としてのEzは、時刻TBからTEの間の時間の被写体
輝度の平均と言えるので、もしイメージセンサーアレイ
の蓄積を複数回行なったとして得られたデータの平均に
よって求められるBv値EmとEzの差分（Em−Ez）は、Hmと
Hb,Hc,Hdの平均値との差分 ｛Hm−（Hb＋Hc＋Hd）÷３｝ にほぼ等しいことが予想される。従って次の式で計算さ
れるEmを周期性光源による影響を受けない焦点検出モジ
ュールAFによるBv値とする。

Em＝Ez＋Hm−（Hb＋Hc＋Hd）÷３ ・・・（３） 更に、被写体の輝度が低くなって蓄積時間が長くなっ
た場合も上述と同様にしてBv値Emを求めるようにすれば
よいが、イメージセンサーアレイは蓄積時間の間だけの
被写体の輝度の平均を出力するわけであるので、ある程
度以上蓄積時間が長い場合は、この時に算出されるBv値
Ezをそのまま焦点検出モジュールAFによる測光値として
しまって良いことになる。

以上で説明した実施例では第１測光モジュールAEはフ
ォオーカッシングスクリーンFS上の像の輝度情報を出力
するために接眼レンズ近傍に位置していたが、これに限
ることはない。以下に第１測光モジュールの別の形態の
例を挙げる。

第３図に示す焦点検出モジュールの光学系を支持する
方法の一例を第14図に示す。

第15図において、HPはプラスチック等からなるホルダ
ー、３はイメージセンサーアレイ、50は再結像レンズ、
40は絞り、30はフィールドレンズ、20は視野マスクであ
り、M1はミラー、IFは赤外光カットフィルターである。

赤外光カットフィルターIFは焦点検出に悪影響を及ぼ
す赤外光成分がイメージセンサーアレイ３に入射するの
を防ぎ、ミラーM1は光学系全体がカメラ内にコンパクト
に収まるように光束を曲げる役割を果たす。

このように組み立てられた焦点検出モジュールAFの近
傍に第１測光モジュールAEを付加した実施例を第15図〜
第17図に示す。

まず第15図の実施例は第１測光モジュールのレンズEL
とフォトダイオードFDを焦点検出モジュールのホルダー
HPの底に置いたものであり、絞り40、再結像レンズ50で
の反射光束を受光する。

また第16図の実施例では赤外光カットフィルターIFを
傾けて配置し、赤外光カットフィルタIFによる反射光束
をレンズELとフォトダイオードFDで受光するようにして
いる。

第17図の実施例は第14図のミラーM1の代わりにハーフ
ミラーHM2を配置し、ハーフミラーHM2を透過した光をレ
ンズELとフォトダイオードFDで受光するようにしてい
る。

これら第15図〜第17図の実施例における反射光、透過
光の光量は少ないので、被写体の輝度が低い場合には第
１測光モジュールの出力の信頼性は低い。しかし被写体
の輝度が低い場合にはイメージセンサーアレイの蓄積時
間が長くなるので、光源が蛍光灯のように輝度がAC的に
変化するものであったとしても、イメージセンサーアレ
イの出力に補正を加えることなしに被写体輝度が検出で
きるので問題はない。また被写体輝度が高く前記反射光
の光量が多いときには、第１測光モジュールの出力の信
頼性は十分となり、前述の場合と同じようにイメージセ
ンサーアレイの出力に対して第１測光モジュールの出力
に基づく補正を加えてやれば光源の輝度がAC的に変化す
るような場合でも測光可能となる。

このように第１測光モジュールをフォーカッシングス
クリーン上の像の輝度情報を得るものとせずに焦点検出
モジュールの近傍に位置させると、ファインダー交換式
のカメラにおいて測光手段を有さないファインダーを装
着した場合でも、焦点検出モジュールのイメージセンサ
ーアレイと第１測光手段によって被写体の輝度情報が得
られるという利点が得られる。

以上の説明では本発明を電荷蓄積型イメージセンサを
焦点検出に用いると同時に被写体の輝度情報を得る場合
についての例をあげたが、勿論これに限ることはなく、
蓄積型のイメージセンサを輝度がAC的に変化する光源の
影響無しに用いようとするときのほとんどの場合に於て
有効である。例えばカメラに於て撮影画面を複数の領域
に分割してそれぞれの領域に於てその領域の輝度を検出
し、これによって得られる撮影画面の輝度分布から写真
フィルムへの最適な露光量に関する露出情報を得るいわ
ゆるマルチパターン測光への応用も考えられる。次にこ
の場合の実施例について説明する。

マルチパターン測光は例えばUSP4,476,383号等により
開示されており、例えば第18図に示すように撮影画面に
対応する測光センサをP0,P1,P2,P3,P4の５つのフォトセ
ンサから構成しそれぞれの出力に基づいて撮影画面の輝
度分布を検出している。この場合の分割数は５である
が、分割数をもっと増やしてやればそれだけ撮影画面の
輝度分布を細かく検出することができるのでより正確な
露出情報を得ることができる。しかしながら分割数を増
やそうとすると一つ一つのフォトセンサの面積が小さく
なる。面積が小さくなるとそれだけ単位輝度当りの出力
電流は少なくなるので低輝度時においては正確な露出情
報が得られなくなってしまうという問題が生じる。従っ
てフォトセンサで発生する電荷を蓄積する蓄積型の２次
元イメージセンサ、例えば２次元CCDイメージセンサ、
を使用しなければならなくなる。すると前述の焦点検出
用CCDイメージセンサの出力を用いてスポット測光を行
う場合と同様に被写体が輝度がAC的に変化する光源によ
って照明されている場合に問題が生じる。

第19図に本実施例の一眼レフレックスカメラに適応し
た場合の構成を示す。Ｌは対物レンズ、HMはハーフミラ
ー、SMはサブミラー、FSはフォーカッシングスクリー
ン、PPはペンタプリズム、IPは接眼レンズ、AEは第１測
光部、MAEは後述する２次元CCDイメージセンサを含むマ
ルチパターン測光部、MP′マイクロプロセッサである。
対物レンズＬを通った光束の内ハーフミラーHMで反射し
た物はフォーカッシングスクリーンFS上に結像し、撮影
者はこの結像した像をペンタプリズムPPによって正立像
として接眼レンズIPを通して観察できる。そしてフォー
カッシングスクリーンFS上の像を細分化したそれぞれの
領域の輝度情報をマルチパターン測光部MAEはマイクロ
プロセッサMP′へ出力する。一方ハーフミラーHMを透過
した光束の内の対物レンズＬの光軸付近の物はサブミラ
ーSMによって第１測光部AEへ導かれる。第１測光部AEと
しては第４図に示すものとするか、あるいは第15図、第
16図、第17図に示すように焦点検出モジュールに付加さ
れたものでもよい。また設置される場所も第19図に示す
ようにボディの底部に限る必要はない。

マルチパターン測光部MAEに於て用いられる２次元CCD
イメージセンサは第20図に示すように（S11〜Sxy）の計
（ｘ×ｙ）個のセンサ画素からなっており、それぞれの
画素で発生し蓄積された電荷を転送する図示しない転送
部を有している。そしてある蓄積時間中に各画素で発生
した電荷信号は転送部により時系列的に出力される。

マイクロプロセッサMP′は第１測光部AE及びマルチ測
光部MAEより信号を入力し、輝度情報を算出し、写真フ
ィルムへの適正な露光量に関する露出情報を算出する。

続いてマルチ測光部MAEの２次元CCDイメージセンサの
出力を用いた測光に於て蛍光灯などのAC的に輝度が変化
する光源への対策について前述の実施例で用いた第12
図、第13図を用いて説明する。

第12図に於ける（１）、（２）は本実施例ではマイク
ロプロセッサMP′が第１測光部AEから信号を入力するタ
イミング、（２）はマルチ測光部MAEの２次元CCDイメー
ジセンサの蓄積時間とタイミングに対応する。第12図
（ａ）のように被写体の輝度が高く蓄積時間ITが短時間
で、IT＜tp、であるときには、まず２次元CCDイメージ
センサの蓄積を時刻TAに於て第１測光部AEから信号を入
力するのとほぼ同時に開始し、IT時間後に蓄積を終了す
る。この蓄積によって２次元CCDイメージセンサより得
られた（S11〜Sxy）の出力（OUT11〜OUTxy）から（OUT1
1/IT〜OUTxy/IT）を算出し、さらにこれから演算された
Bv値が（Ez11〜Ezxy）となったとする。一方TAに於て第
１測光部AEから入力したデータより演算されたBv値が第
13図に示すHaに対応してあり、このデータを含む８回デ
ータの平均より演算されたBv値が図中の点線で示すHmに
対応する。第１測光部AEの測光範囲とマルチ測光部MAE
の測光範囲は異なるが照明している光源は同一であると
考えられ、Haと（Ez11〜Ezxy）はほぼ同時刻に於ける被
写体輝度であると考えられるので、もしイメージセンサ
アレイの蓄積を複数回行ったとして得られたデータの平
均によって求められるBv値（Em11〜Emxy）と（Ez11〜Ez
xy）の差分は前記HmとHaの差分にほぼ等しいことが予想
される。従って次の式で計算されるEmmnをマルチ測光部
の２次元CCDイメージセンサの各画素が対応する撮影画
面の領域の測光値とする。

Emmn＝Ezmn＋Hm−Ha （ｍ＝1..x,n＝1..y） このように２次元CCDイメージセンサの蓄積は一回し
か行わないため、複数回の蓄積を行う場合よりもはるか
に迅速な測光が可能となる。

つづいて上述の場合よりも被写体の輝度が低くなり２
次元CCDイメージセンサの蓄積時間ITも長くなり、tp＜I
T＜３×tp、であるときを第12図（ｂ）に示す。まず２
次元CCDイメージセンサの蓄積を時刻TBに於て第１測光
部AEから信号を入力するのと同時に開始し、IT時間後に
蓄積を終了する。この蓄積によって得られた２次元CCD
イメージセンサより得られた（S11〜Sxy）の出力（OUT1
1〜OUTxy）から（OUT11/IT〜OUTxy/IT）を算出し、さら
にこれから演算されたBv値が（Ez11〜Ezxy）となったと
する。一方ITの間に時刻TB、TC、TDに於て第１測光部AE
から入力したデータより演算されたBv値がそれぞれ第13
図に示すHb、Hc、Hdであり、これらのデータを含む８回
のデータ平均より演算されたBv値Hmが求められる。前記
（Ez11〜Ezxy）は時刻TBから時刻TEの間の時間の被写体
輝度の平均と言えるので、もし２次元CCDイメージセン
サの蓄積を複数回行ったとして得られたデータの平均に
よって求められるBv値（Em11〜Emxy）と（Ez11〜Ezxy）
の差分は前記HmとHb、Hc、Hdの平均値との差分にほぼ等
しいことが予想される。従って次の式で計算されるEmmn
をマルチ測光部の２次元CCDイメージセンサの各画素が
対応する撮影画面の領域の測光値とする。

Emmn＝Ezmn＋Hm−（Hb＋Hc＋Hd）÷３ （ｍ＝1..x,n＝1..y） さらに被写体の輝度が低くなって蓄積時間が長くなっ
た場合も上述と同様にしてEmmnを求めるようにすればよ
いが、２次元CCDイメージセンサは蓄積時間の間の被写
体の輝度の平均を出力するわけであるので、ある程度以
上蓄積時間が長い場合は、この時に算出されるBv値Ezmn
をそのままマルチ測光部の２次元CCDイメージセンサの
各画素が対応する撮影画面の領域の測光値としてしまっ
て良いことになる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、焦点検出に用い
る蓄積型のイメージセンサーの出力を被写体の輝度情報
として用いる測光装置において、被写体が蛍光灯などの
輝度が周期的に変化する光源に照明された場合でも迅速
に測光情報を得るこどができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の測光装置を備えたカメラの全体図； 第２図はイメージセンサーチップの説明図； 第３図は焦点検出光学系の説明図； 第４図は測光モジュールAEの説明図； 第５図は焦点検出モジュールAFと第１測光モジュールAE
とマイクロプロセッサーの接続を示す説明図； 第６図はイメージセンサーチップの動作のタイミングを
示す説明図； 第７図は第２制御部の説明図； 第８図は光源の輝度が周期的に変化した場合の測光信号
を示した信号波系図； 第９図はイメージセンサーアレイの蓄積時間と被写体輝
度と出力の関係を示す説明図； 第10図は撮影画面に於てイメージセンサーアレイが測光
する範囲を示す説明図； 第11図はイメージセンサーアレイの出力を示す説明図； 第12図は測光モジュールAEからの出力及び焦点検出モジ
ュールAFからの出力のタイミング図； 第13図は測光モジュールAEの出力から演算された輝度値
Bvの出力タイミング図； 第14図は焦点検出光学系を支持する一例を示した説明
図； 第15図〜第17図は第１測光装置を焦点検出モジュールの
近傍に位置させた場合の実施例構成図； 第18図はマルチパターン測光の説明図； 第19図は本発明を適用した一眼レフレックスカメラの構
成図； 第20図は第19図のマルチパターン測光部MAEに用いられ
る２次元CCDイメージセンサの画素配置図である。 主要部分の符号の説明 AF:焦点検出モジュール AE:測光モジュール MP:マイクロプロセッサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−275921（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−81624（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−275921（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−20841（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−42027（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−76629（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01J 1/00 - 1/46 G03B 7/00 - 7/28

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非蓄積型の光電変換素子と蓄積型イメージ
   センサを有するカメラに於いて、 前記光電変換素子の出力信号を入力して輝度情報を算出
   する第１測光演算手段と； 前記光電変換素子の複数回分の出力信号に基づいて周期
   的光源による変動を除去した平均輝度情報を算出する第
   ２測光演算手段と； 前記イメージセンサが一回の蓄積を終了する毎に得られ
   た信号を入力して輝度情報を算出する第３測光演算手段
   と； 前記第１及び第２測光演算手段で算出された輝度情報に
   基づいて、前記第３測光演算手段で算出した輝度情報
   を、前記イメージセンサで複数回の蓄積を行なって得ら
   れた輝度情報の平均値に相当する輝度情報に補正する補
   正手段と； を備えたことを特徴とする測光装置。
2. 【請求項２】測光用の光電変換素子と焦点検出用の蓄積
   型イメージセンサを有するカメラに於いて、 前記光電変換素子の出力信号を入力して輝度情報を算出
   する第１測光演算手段と； 前記光電変換素子の複数回分の出力信号に基づいて周期
   的光源による変動を除去した平均輝度情報を算出する第
   ２測光演算手段と； 前記イメージセンサが一回の蓄積を終了する毎に得られ
   た信号を入力して輝度情報を算出する第３測光演算手段
   と； 前記第１及び第２測光演算手段で算出された輝度情報に
   基づいて、前記第３測光演算手段で算出した輝度情報
   を、前記イメージセンサで複数回の蓄積を行なって得ら
   れた輝度情報の平均値に相当する輝度情報に補正する補
   正手段と； を備えたことを特徴とする測光装置。
3. 【請求項３】前記第１測光演算手段は前記光電変換素子
   の出力信号を所定周期毎に入力して前記輝度情報を算出
   し、前記補正手段は、前記イメージセンサの一回の蓄積
   時間が前記第１測光演算手段の輝度情報算出周期より短
   い場合は、前記第３測光演算手段で算出した輝度情報
   に、前記第２測光演算手段で算出された平均輝度情報と
   前記イメージセンサの一回の蓄積終了とほぼ同時刻に前
   記第１測光演算手段で算出された輝度情報との差を加算
   する補正を施すことを特徴とする請求項１記載の測光装
   置。
4. 【請求項４】前記第１測光演算手段は前記光電変換素子
   の出力信号を所定周期毎に入力して前記輝度情報を算出
   し、前記補正手段は、前記イメージセンサの一回の蓄積
   時間が前記第１測光演算手段の輝度情報算出周期より長
   い場合は、前記第３測光演算手段で算出された輝度情報
   に、前記第２測光演算手段で算出された平均輝度情報と
   前記イメージセンサの一回の蓄積の間に前記第１測光演
   算手段で複数回算出された輝度情報の平均値との差を加
   算する補正を施すことを特徴とする請求項１記載の測光
   装置。