JP3150961B2 - カメラの自動露出制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、被写界の複数領域における輝度値と撮影距
離とに基づいて露出値を決定することが可能なカメラの
自動露出制御装置に関する。

B.従来の技術 この種の自動露出制御装置の従来例として、本出願人
による特開平１−154133号公報に開示されたものがあ
る。これは、被写界を複数の領域に分割して測光し、そ
の測光結果から各領域に対する輝度を求める。そして、
これらの輝度の最大値（最大輝度）、最大輝度差
（最大輝度と最小輝度との差）および周知の検出部材
で検出される撮影距離（撮影距離関連情報）の３つのパ
ラメタに基づいて露出値を決定するものである。このよ
うに露出値決定に撮影距離を加味するのは以下の理由に
よる。

すなち写真撮影時において、例えば撮影距離が5m以下
の場合には一般に人物撮影が多く、この場合には低輝度
を重視して露出を決定する必要がある。一方、撮影距離
が5m以上の場合には風景撮影が多く、この場合には画面
全体に渡ってバランスのとれた露出が必要となる。そこ
で、上記自動露出制御装置では、露出値決定に撮影距離
を加味することによって、いかなる被写体であっても適
正露出で撮影が行なえるようにしている。

C.発明が解決しようとする課題 しかしながら、例えば装着された撮影レンズが旧型レ
ンズで撮影距離検出機能を有していなかった場合には上
記撮影距離の検出は不可能である。また撮影距離検出機
能を有していても、その検出方式によってはMF（マニュ
アルフォーカシング）モード時に上記撮影距離が検出で
きないことがある。この場合には、カメラ本体側に撮影
距離情報が伝達されないため、カメラ本体が撮影距離を
0m、すなわちマクロ撮影と判断して露出値を決定してし
まい、不所望な写真が撮影されるおそれがある。あるい
は撮影距離情報が入力されないために露出値が演算でき
ず、レリーズロックにより撮影が禁止されてしまうこと
もあり得る。すなわち上述の露出制御装置を持つカメラ
本体では使用できるレンズが制限され、カメラ本体を購
入しても現在所有しているレンズが使用できなかった
り、あるいは露出が著しく不適正な写真が撮影されると
いった不都合がある。

本発明の技術的課題は、撮影距離が検出不可能な場合
でも適正露出で撮影が行われる可能性を高めることにあ
る。

D.課題を解決するための手段 クレーム対応図である第１図により説明すると、本発
明は、被写界を複数の領域に分割し、各領域に対する輝
度値をそれぞれ出力する分割測光手段101と、撮影距離
に関連する情報を検出する距離情報検出手段102と、分
割測光手段101からの輝度値および距離情報検出手段102
にて検出された撮影距離関連情報に基づいて露出値を演
算する露出値演算手段103と、露出値演算手段103によっ
て演算された露出値に基づいて撮影を行なう撮影手段10
4とを備えたカメラの自動露出制御装置に適用される。
そして、距離情報検出手段102による撮影距離関連情報
の検出が可能か否かを判定する判定手段105を備え、露
出値演算手段103を次のように構成することにより上記
問題点を解決する。

すなわち露出値演算手段103は、判定手段105により撮
影距離関連情報の検出が不可能と判定された場合には、
撮影距離関連情報を加味せず分割測光手段101からの輝
度値に基づいて露出値を演算する。

E.作用 撮影距離関連情報の検出が不可能な場合には、撮影距
離関連情報を加味せず分割測光手段101からの輝度値に
基づいて露出値が演算される。これにより、撮影距離が
検出不能なレンズを用いた場合、あるいはフォーカシン
グモードがMFモードの場合でも確実に撮影が行なえ、か
つ適正露出となる可能性が高くなる。

F.実施例 第２図〜第８図により本発明の一実施例を説明する。

第２図は本発明に係るカメラの自動露出制御装置の全
体構成を示すブロック図である。本実施例のカメラは、
第３図に示すように、被写界30を５つの測光領域30a〜3
0eに分割して測光を行なう方式（分割測光方式）を採用
しており、測光素子１（第２図）は、その５つの測光領
域30a〜30eに対応した５つの分割測光素子1a〜1eから成
る。各測光素子1a〜1eは、それぞれの測光領域30a〜30e
における被写体光を受光し、その受光量に応じた電気信
号を測光回路２に出力する。測光回路２は、各分割測光
素子1a〜1eの出力をそれぞれ対数圧縮して輝度値B1〜B5
を求め、これをCPU3に入力する。ここで、B1は中央部の
測光領域30aの輝度値であり、B2〜B5は、周辺の測光領
域30b〜30eの輝度値である。

10は交換可能な撮影レンズであり、合焦光学系（以
下、単にレンズと呼ぶ）11と、レンズ11の位置から撮影
距離ｘを検出する距離検出部材12と、レンズROM13とを
有し、レンズROM13は、撮影レンズ10の焦点距離ｆを格
納する焦点距離格納部13aと、自動焦点対応識別データ
（オートフォーカス可能か否かを示す情報であり、以
下、AF識別データと呼ぶ）を格納する識別データ格納部
13bとを有する。距離検出部材12は、レンズ11が無限遠
位置（最も繰込んだ位置）にあるときを零とした場合の
レンズ11の相対位置を、後述するAFモータ５の回転量か
ら検出するものであり、このレンズ位置は撮影距離ｘに
依存している。

ここで、上記撮影レンズ10はオートフォーカス可能で
あり、撮影レンズ10がカメラ本体に装着されると、上記
撮影距離x,焦点距離ｆおよびAF可能な旨を示すAF識別デ
ータがCPU3に入力可能となる。このように撮影レンズ10
はAF可能であり、かつレンズROM13および距離検出部材1
2を有しているが、本実施例のカメラは、AF不能な撮影
レンズやレンズROM13を持たない旧型の撮影レンズも装
着可能とされている。

20は、予定焦点面21の後方に配置された一対の再結像
レンズ22a,22bと、一対の光電変換素子アレイ23a,23bと
を有するAFセンサであり、撮影レンズ10のレンズ11を透
過した被写体光がレンズ22a,22bを介して光電変換素子
アレイ23a,23bにそれぞれ受光される。アレイ23a,23bの
出力は焦点検出回路４に入力され、焦点検出回路４は、
入力された信号に基づいて撮影レンズ10を合焦位置に駆
動するためのデフォーカス量およびデフォーカス方向を
演算し、その演算結果をCPU3に入力する。CPU3は、上記
デフォーカス量およびデフォーカス方向に応じてAFモー
タ５を駆動し、これによりレンズ11が所定方向に所定量
だけ駆動されて被写体に合焦する。

またCPU3には、露出制御回路６が接続され、この露出
制御回路６は、表示回路７を介して絞り値やシャッタ速
度を不図示の表示装置に表示せしめるとともに、絞り８
やシャッタ９を駆動して撮影を行なう。

次に、第４図〜第６図のフローチャートに基づいてCP
U3による露出値決定制御の手順を説明する。

ステップ＃101で不図示のレリーズ釦が半押し操作さ
れると第４図のプログラムが起動され、ステップ＃102
で測光動作を行なう。すなわち、測光回路２を作動させ
て分割測光素子1a〜1eの出力から上記輝度値B1〜B5を演
算せしめる。次いでステップ＃103では、設定されてい
る測光モードを判定する。本実施例では、この測光モー
ドとして、被写界の中央部分の輝度値B1を重視して露出
を決定する中央重点（CW）測光モードと、上記５つの測
光領域の輝度値B1〜B5に基づいて露出を決定する分割
（AMP）測光モードとが設定可能とされ、その切換えは
不図示の測光モード切換スイッチの操作により行なわれ
る。中央重点測光モードが選択されている場合にはステ
ップ＃115に進み、分割測光素子1aで得られた輝度値B1
に基づいて露出値Bansを演算し、その後、レリーズ釦が
レリーズ操作されると、その露出値Bansに基づいて撮影
を行なう。詳しく言えば、露出値Bansから絞り値とシャ
ッタ速度を演算し、その演算結果に基づき露出制御回路
６を介して絞り８やシャッタ９を駆動する。その後、ス
テップ＃116で処理は終了する。

一方、ステップ＃103で分割（AMP）測光モードが設定
されていると判定された場合には、ステップ＃104に進
み、第１のレンズ識別、すなわち装着されている撮影レ
ンズ10がレンズROM13を有しているか否かを識別する。
レンズROM13を有しているということは、焦点距離ｆとA
F識別データとが検出可能ということであり、この場合
にはステップ＃105に進む。ステップ＃105では、レンズ
ROM13に格納されたAF識別データを読み込んで第２のレ
ンズ識別、すなわち装填された撮影レンズ10がAF可能か
否かを識別する。AF可能な撮影レンズ10であればステッ
プ＃106に進み、この撮影レンズ10のフォーカシングモ
ードがAFモード（オートフォーカスモード）かMFモード
（マニュアルフォーカスモード）かを判定し、AFモード
であればステップ＃107に進む。ここで、このステップ
＃106の判定は、例えば不図示のAF/MF切換スイッチの状
態から判断する。

ステップ＃107では、レンズROM13から焦点距離ｆを読
み込み、焦点距離ｆが35mm以上210mm以下か否かを判定
し、これがが肯定されるとステップ＃108に進む。

一方、レンズROM13のない撮影レンズの場合、レンズR
OM13はあってもAF不能な撮影レンズの場合、あるいはAF
可能であってもMFモードに切換わっている場合にはステ
ップ＃113の2Dアルゴリズムに進む。また焦点距離ｆが3
5mm未満、あるいは210mmを超える場合にもステップ＃11
3に進む。ステップ＃113の処理については後で詳述す
る。

ステップ＃108では、撮影レンズ10のレンズ11を無限
遠位置まで駆動する、いわゆる無限遠リセットを行う。
すなわち本実施例における距離検出部材12は、上述した
ように無限遠位置を零としたときのレンズ11の相対位置
をモータ5bの回転量から検出し、これにより撮影距離ｘ
を検出するものであるから、後述するフォーカシングを
行う前にこの無限遠リセットを行う必要がある。ここ
で、上述したAF不能な撮影レンズ装着時またはMFモード
設定時には上記無限遠リセットが行えないから、撮影距
離の検出は不可能ということになる。

その後、不図示のルーチンでフォーカシングが行われ
る。すなわち焦点検出回路４は、上述したAFセンサ20の
光電変換素子アレイ23a,23bの出力に基づいて撮影レン
ズ10を合焦位置に駆動するためのデフォーカス量および
デフォーカス方向を演算し、その演算結果をCPU3に入力
する。CPU3は、デフォーカス量およびデフォーカス方向
に応じてAFモータ５を駆動し、レンズ11を合焦位置に駆
動する。

ステップ＃109では、距離検出部材12の出力を読み込
んでフォーカシング後の撮影レンズの位置、すなわち撮
影距離ｘを検知し、次いでステップ＃110の3Dアルゴリ
ズムに進む。この処理については後で詳述する。

3Dアルゴリズムの後は、ステップ＃111でフラグFLGが
１か否かを判定し、１であればステップ＃112に進む。
ステップ＃112では、3Dアルゴリズムの結果得られた露
出値Bansに基づいて絞り値やシャッタ速度を演算し、上
述したと同様にレリーズ釦のレリーズ操作に伴い、演算
された絞り値とシャッタ速度に基づいて撮影を行なう。
一方、フラグFLGが１でなければステップ＃113の2Dアル
ゴリズムに進み、その後、ステップ＃114において、2D
アルゴリズムの結果得られた露出値に基づいて絞り値や
シャッタ速度を演算し、その結果に基づいて撮影を行な
う。

次に、第５図に基づいてステップ＃112の3Dアルゴリ
ズムについて説明する。

まず始めに、この処理で使用する変数の内容を以下に
示す。

ｘ ：撮影距離 ｆ ：焦点距離 B1 ：中央領域30aの輝度 B2〜B5 ：周辺領域306a〜360eの輝度 Bmax ：上記５領域の輝度の最大値（最大輝度） Bmin ：上記５領域の輝度の最小値（最小輝度） BM ：上記５領域の輝度の平均値（平均輝度） Δ ：最大輝度差（Bmax−Bmin） Bans ：露出値 この3Dアルゴリズムは、撮影距離ｘ、最大輝度Bmaxお
よび最大輝度差Δの３つのパラメタに基づいて露出値を
演算するものであり、まずステップ＃202で撮影距離ｘ
が5m以上か否か（ｘ≧５か否か）を判定する。ｘ＜５で
あればステップ＃203に進み、以降、最大輝度Bmaxと最
小輝度差Δに基づいて露出値を求める。その制御結果は
第７図（ａ）に示す如くなる。すなわちBmax＞９かつΔ
≧４の場合（ステップ＃203および＃204が共に肯定され
た場合）には、ステップ＃205で露出値Bansを中央領域
の輝度B1とし、また７＜Bmax≦９かつ２≦Δ＜４のとき
（ステップ＃206および＃207が共に肯定された場合）に
は、ステップ＃208で露出値Bansを平均輝度BMに設定す
る。ステップ＃205,＃208の後は、ステップ＃215でフラ
グFLGを１とし、ステップ＃217で第４図の処理にリター
ンする。その他の場合は露出値を設定せずにステップ＃
216に進み、フラグFLGを零として第４図の処理にリター
ンする。

一方、ステップ＃202でｘ≧５が判定された場合に
は、ステップ＃209に進み、最大輝度Bmax,最大輝度差Δ
および焦点距離ｆに基づいて露出値Bansを求める。その
結果は第７図（ｂ）に示す如くなる。すなわちBmax＞10
かつΔ≧３の場合（ステップ＃209および＃210が共に肯
定された場合）には、ステップ＃211で露出値Bansを低
輝度に重み付けした値（B1＋Bmin）/2とし、また８＜Bm
ax≦10かつｆ≦100（mm）のとき（ステップ＃212および
＃213が共に肯定された場合）には、ステップ＃214で露
出値Bansを中央領域の輝度B1に設定する。ステップ＃21
0,＃213の後は、ステップ＃215でフラグFLGを１として
第４図の処理にリターンする。その他の場合は輝度値を
設定せずにステップ＃216に進み、フラグFLGを零として
第４図の処理にリターンする。

以上の3Dアルゴリズムによれば、撮影距離ｘをも加味
して露出値が演算されるので、上述したように例えば人
物撮影、風景撮影時に、その撮影シーンに適した露出値
Bansが決定される。なお、この3Dアルゴリズムは一例を
示したものであって、上記輝度値B1〜B5および撮影距離
ｘに基づいて露出値Bansを演算するものであれば、その
内容は第５図のものに限定されない。

次に、第６図によりステップ＃113の2Dアルゴリズム
について説明する。

この処理は、撮影距離ｘを加味せず最大輝度Bmaxと最
大輝度差Δとに基づいて露出値Bansを決定するものであ
り、その結果は第８図に示すようになる。すなわち、 （１）Bmax≦５の場合（ステップ＃302が否定された場
合）： Δ＞４（ステップ＃303肯定）のとき、Bans＝BM
（ステップ＃304） ２＜Δ≦４（ステップ＃305肯定）のとき、Bans＝B
LM（ステップ＃306） Δ≦２（ステップ＃305否定）のとき、Bans＝B1
（ステップ＃307） （２）５＜Bmax≦８の場合（ステップ＃308が否定され
た場合）： Δ＞４（ステップ＃309肯定）のとき、Bans＝BM
（ステップ＃301） ２＜Δ≦４（ステップ＃311肯定）のとき、Bans＝B
M（ステップ＃312） Δ≦２（ステップ＃311否定）のとき、Bans＝B1
（ステップ＃313） （３）８＜Bmax≦10の場合（ステップ＃314が否定され
た場合）： Δ＞４（ステップ＃315肯定）のとき、Bans＝Bmin
（ステップ＃316） ２＜Δ≦４（ステップ＃317肯定）のとき、Bans＝B
LM（ステップ＃318） ここで、BLMは、最低輝度Bminと平均輝度BMの平均
値、すなわち、 である。

Δ≦２（ステップ＃317否定）のとき、Bans＝B1
（ステップ＃319） （４）10＜Bmaxの場合（ステップ＃314が否定された場
合）： Δ＞４（ステップ＃320肯定）のとき、Bans＝Bmin
（ステップ＃321） ２＜Δ≦４（ステップ＃322肯定）のとき、Bans＝B
min（ステップ＃323） Δ≦２（ステップ＃322否定）のとき、Bans＝B1
（ステップ＃324） 以上の2Dアルゴリズムは、3Dアルゴリズムのように露
出値決定に当たって撮影距離ｘは加味されないが、分割
測光結果に基づいているので、かなりの確率で適正露出
を得ることができる。なおその内容は、撮影距離を加味
せず輝度値B1〜B5に基づいて露出値Bansを決定するもの
であれば第６図のものに限定されない。

以上説明した第４図〜第６図の処理手順によれば、AF
不能な撮影レンズが装着された場合やフォーカシングモ
ードがMFモードの場合（いずれも撮影距離の検出ができ
ない）には、2Dアルゴリズムが実行され、分割測光結果
から得られる輝度値に基づいて露出値が決定され、この
露出値に基づいて撮影が行われる。したがって、撮影距
離の検出が不可能の場合であっても確実に撮影が行わ
れ、しかも分割測光結果により露出値が決定されるので
適正露出が得られる可能性が高く、旧型の撮影レンズを
も安心して使用することができる。一方、撮影距離の検
出が可能な場合には3Dアルゴリズムが実行され、従来と
同様に撮影距離をも加味して露出値が決定されるので、
適正露出が得られる可能性がより一層高くなる。

また以上では、レンズROM13を有していない場合にも2
Dアルゴリズムに進むようになっている。すなわち本実
施例の3Dアルゴリズムでは、露出値Bans決定の判断に焦
点距離ｆを用いているが（ステップ＃213）、上記レン
ズROM13がないということは、焦点距離ｆが検知不能と
いうことであり、したがってこの場合も2Dアルゴリズム
で露出値Bansを決定する。

さらに本実施例では、3Dアルゴリズムにおいて最大輝
度Bmaxと最大輝度差Δとの組合せが所定の条件を満足し
ない場合には、撮影距離ｘの検出が可能であっても露出
値Bansを決定せず、2Dアルゴリズムに進んで露出値Bans
を決定するようにしたので、適正露出が得られる可能性
を更に高めることができる。

さらにまた、撮影レンズの焦点距離ｆが35mm以下の場
合は、被写界深度が深いため撮影距離ｘで撮影シーン
（人物撮影，風景撮影など）を分類して露出値Bansを決
定する必要がなく、この場合には2Dアルゴリズムで露出
値Bansが決定される。また焦点距離ｆが210mm以上の場
合には、撮影距離ｘによって撮影シーンを判別すること
が難しいので、この場合も2Dアルゴリズムで露出値Bans
が決定される。

以上の実施例の構成において、分割測光素子1a〜1eお
よび測光回路２が分割測光手段101を、距離検出部材12
が距離情報検出手段102を、CPU3が露出値演算手段103お
よび判定手段105を、露出制御回路６が撮影手段104をそ
れぞれ構成する。

なお被写界の分割の仕方は第３図に限定されない。ま
た距離検出部材12も上述のものに限定されず、例えば撮
影レンズに設けたエンコーダブラシとエンコーダパター
ンにより周知の方法で撮影距離を検出する距離エンコー
ダを用いてもよい。この距離エンコーダは、MFのみ可能
な撮影レンズやMFモード時にも撮影距離の検出が可能な
ので、撮影距離が検出可能か否かの判断は、例えば上記
距離エンコーダを有しているか否かによるものとなる。
また距離エンコーダを有している場合には上記無限遠リ
セットは不要である。

さらにまた、撮影距離に代えて焦点検出回路12にて検
出されたデフォーカス量およびデフォーカス方向を用い
ても同様な作用効果を得ることができる。したがって本
明細書でいう撮影距離関連情報は、上記デフォーカス量
およびデフォーカス方向をも含むものである。

G.発明の効果 本発明によれば、撮影距離関連情報の検出が可能な場
合には、分割測光結果（輝度値）に撮影距離を加味して
露出値を演算し、撮影距離関連情報の検出が不可能な場
合には、撮影距離関連情報を加味せず上記分割測光結果
に基づいて露出値を演算するようにしたので、撮影距離
が検出可能な場合には確実に適正露出で撮影が行なえ、
また撮影距離の検出が不可能な場合でも、確実に撮影が
行なえるとともに、適正露出が得られる可能性を高める
ことができる。したがって使用レンズに制限を受けるこ
とがなく、旧型レンズでも安心して使用できるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図である。 第２図〜第８図は本発明の一実施例を示し、第２図は本
発明に係るカメラの自動露出制御装置の全体構成を示す
ブロック図、第３図は被写界中の分割測光領域を示す
図、第４図〜第６図は露出値決定の手順を示すフローチ
ャート、第７図（ａ），（ｂ）は3Dアルゴリズムにより
決定される露出値を示す線図、第８図は2Dアルゴリズム
により決定される露出値を示す線図である。 1:測光素子、1a〜1e:分割測光素子 2:測光回路、3:CPU 4:焦点検出回路、5:AFモータ 6:露出制御回路、10:撮影レンズ 11:合焦光学系（レンズ） 12:距離検出部材、13:レンズROM 20:AFセンサ、30:被写界 30a〜30e:測光領域 101:分割測光手段 102:距離情報検出手段 103:露出値演算手段、104:撮影手段 105:判定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−154133（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−105221（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写界を複数の領域に分割し、各領域に対
   する輝度値をそれぞれ出力する分割測光手段と、 撮影距離に関連する情報を検出する距離情報検出手段
   と、 前記分割測光手段からの輝度値および前記距離情報検出
   手段にて検出された撮影距離関連情報に基づいて露出値
   を演算する露出値演算手段と、 該露出値演算手段によって演算された露出値に基づいて
   撮影を行なう撮影手段とを備えたカメラの自動露出制御
   装置において、 前記距離情報検出手段による撮影距離関連情報の検出が
   可能か否かを判定する判定手段を備え、 前記露出値演算手段は、前記判定手段により撮影距離関
   連情報の検出が不可能と判定された場合には、前記撮影
   距離関連情報を加味せず分割測光手段からの輝度値に基
   づいて露出値を演算することを特徴とするカメラの自動
   露出制御装置。
2. 【請求項２】前記露出値演算手段は、前記撮影距離関連
   情報の検出が可能であっても、前記分割測光手段からの
   輝度値が所定の条件を満足しない場合には、前記撮影距
   離関連情報を加味せず分割測光手段からの輝度値に基づ
   いて露出値を演算することを特徴とする請求項１に記載
   のカメラの自動露出制御装置。