JP3624471B2

JP3624471B2 - Photometric device

Info

Publication number: JP3624471B2
Application number: JP17593395A
Authority: JP
Inventors: 宏之岩崎
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-07-12
Filing date: 1995-07-12
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2015-07-12
Also published as: JPH0926610A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は被写体輝度を測定する測光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被写体輝度を測定する測光装置が知られている。
図１４により従来の測光装置の構成を説明する。測光回路３１は複数の測光領域を備えており、すべての測光領域の測光出力はいったん記憶回路３２へ記憶される。測光モード設定部３３は、マルチパターン測光や中央部重点測光などの複数の測光モードを有し、撮影者により選択された測光モードを領域選択部３４へ出力する。領域選択部３４は、測光回路３１の複数の測光領域の中から選択測光モードに応じた測光領域を選択し、それらの測光領域情報を演算部３５へ出力する。演算部３５は、領域選択部３４からの測光領域情報にしたがって露出演算に必要な測光領域のデータだけを記憶回路３２から読み出し、露出演算を行なう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の測光装置では、測光回路のすべての測光領域の測光出力をいったん記憶回路に記憶し、それらの一部を露出演算に用いる場合には必要な領域の測光データだけを記憶回路から読み出して演算し、残りの測光領域の測光データは使用されることなく次回の測光時に廃棄されている。
【０００４】
ところで、被写界をきめ細かく測光してより最適な露出値を得るために、ＣＣＤ（チャージカップルドデバイス）などの測光素子を用いて被写界をさらに多くの測光領域に分割し、測光モードや主要被写体の位置に応じた測光領域を選択して露出演算に用いることが考えられる。
ＣＣＤなどの多くの測光領域を有する測光素子では、各測光領域の測光データが予め定められた順序で出力されるので、出力される順番に記憶回路に格納すれば記憶回路のアドレスと測光領域との対応関係が明確になり、処理がしやすくなる。
しかし、測光素子の測光領域数が多くなると記憶回路に格納する測光データ数も多くなるので、大容量の記録回路を用意する必要があり、装置がコストアップするという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、多数の測光領域の測光データを記憶するメモリの容量を低減することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、被写界を複数の測光領域に分割して測光し、各測光領域ごとに測光データを所定の順序で出力する電荷蓄積型測光手段と、複数の測光モードの中から任意の測光モードを設定するモード設定手段と、前記モード設定手段により設定された測光モードに応じて測光データを記憶すべき測光領域を選択する領域選択手段と、前記電荷蓄積型測光手段から出力される測光データの出力順序に基づいて前記領域選択手段により選択された測光領域の測光データを選別し、記憶手段に記憶する制御手段とを備える測光装置であって、
前記複数の測光モードには被写界の一部を測光する部分測光モードが含まれ、前記領域選択手段は、前記モード設定手段により前記部分測光モードが選択された時は、前記測光データを記憶すべき測光領域として、露出演算に用いる測光領域を選択するとともに、露出演算に用いる測光領域を含む広い範囲の測光領域を前記電荷蓄積型測光手段の電荷蓄積時間の演算に用いる測光領域として選択し、前記制御手段は、前記電荷蓄積型測光手段から出力される測光データの出力順序に基づいて、前記領域選択手段により選択された露出演算に用いる測光領域と電荷蓄積時間の演算に用いる測光領域の測光データを選別して前記記憶手段に記憶し、前記記憶手段に記憶されている測光データに基づいて露出演算と電荷蓄積時間の演算を行なう演算手段を備える。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は一実施形態の構成を示す機能ブロック図である。
測光回路１０は被写界を複数の領域に分割して測光し、それぞれの測光データを順次出力する。測光回路１０から出力された測光データは領域判定部１２により必要な領域のデータであるか否かが判定され、必要な領域の測光データはＡ／Ｄ変換部１３により数値化されてメモリ１４に記憶される。一方、不要な領域の測光データは廃棄される。必要な測光領域か否かは、測光モード設定部１１により設定された測光モードにより決定されるが、この測光モードの設定に関しては後述する。
メモリ１４に記憶された測光データは、蓄積時間設定部１５、有効性判定部１７および露出演算部２２へ出力される。蓄積時間設定部１５はメモリ１４に記憶されている測光データと前回の蓄積時間とに基づいて次回の蓄積時間を設定し、蓄積制御部１６は設定された蓄積時間だけ測光回路１０により測光を行う。なお、次回の蓄積時間の算出方法については後述する。
【０００８】
有効性判定部１７は、メモリ１４に記憶されている測光データが適正レベル内にあるか否かを判定し、判定結果を演算実行可否判定部２０へ出力する。この有効性の判定方法については後述する。
演算実行可否判定部２０では、有効性判定部１７の判定結果と、有効性判定部１７により測光データが不適正と判定された回数をカウントする第１カウンタ１８のカウント値と、電源投入後からの測光回数をカウントする第２カウンタ１９のカウント値とに基づいて、今回の測光データを用いて露出演算を行うべきかどうかを判定する。この判定の方法については後述する。
露出演算部２２では、演算実行可否判定部２０からの出力が演算実行可であった場合には、メモリ１４に格納されている測光データと、レンズデータ２１内に収められている撮影レンズの焦点距離、開放絞り値、射出瞳位置、ケラレ情報などのレンズデータとに基づいて、被写界の適正露出値の演算を行う。
【０００９】
露出制御部２３は、不図示のカメラのレリーズボタンが押されると、露出演算部２２により求められた適正露出値に基づいてミラー２、絞り２４、シャッター２５を制御し、フィルムの露光を行なう。
ここで、領域判定部１２、Ａ／Ｄ変換部１３、メモリ１４、蓄積時間設定部１５、蓄積制御部１６、有効性判定部１７、第１カウンタ１８、第２カウンタ１９、演算実行可否判定部２０および露出演算部２２は、すべて制御回路であるマイクロコンピュータ（以下、マイコンと略す）１００によって実現される。マイコン１００の制御プログラムについては後に詳しく説明する。
【００１０】
図２は一実施形態の測光光学系の構成を示す。
撮影レンズ１を通過した光束は、クイックリターンミラー２、拡散スクリーン３、コンデンサレンズ４、ペンタプリズム５、接眼レンズ６を通って撮影者の目に達する。一方、拡散スクリーン３によって拡散された光束の一部は、コンデンサレンズ４、ペンタプリズム５、測光用プリズム７、測光用レンズ８を通って測光素子９に導かれる。
【００１１】
図３は測光素子９の分割測光領域を示す。
測光素子９は、例えばＣＣＤなどの電荷蓄積型光電変換素子により構成されており、上下方向に１２分割、左右方向に２０分割された合計２４０個の測光領域を有しており、被写界のほぼ全面を分割して測光できる。なお、この実施形態では測光素子９の右下の測光領域から左上の測光領域まで（１，１）から（２０，１２）のアドレスを付して区別する。
測光モード設定部１１で設定された測光モードに応じて使用する測光領域が選択される。具体的には、ＡＭＰ（オートマティックマルチパターン測光）モードが選択されている場合には、２４０領域すべての測光データを適正露出演算に用いる。また、ＣＷ（センターウエイテッド測光）モードが選択されている場合には、図３に示すように被写界の中央付近の５２個の測光領域の測光データを適正露出演算に用いる。さらに、ＳＰ（スポット測光）モードが選択されている場合には、被写界の中央部付近の４個の測光領域のみを適正露出演算に用いる。
なお、ＳＰモードではスポット測光領域の位置を変更することができ、図に示すように、ＳＰＣ，ＳＰＬ，ＳＰＲ，ＳＰＴ，ＳＰＢの５個の測光領域の中から任意の領域を選択することができる。これらのＳＰモードの測光領域にはそれぞれ４個の測光領域が含まれている。
【００１２】
図４は測光素子９の構造を示す。
撮像画素２６は上下方向に１２画素、左右方向に２０画素にそれぞれ分割された光電変換部から構成され、これらの各画素は図３に示す各測光領域に対応している。また、撮像画素２６に隣接して補正用画素２７が設置される。この補正用画素２７は、上下方向に３画素、左右方向に２０画素にそれぞれ分割された光電変換部から構成され、これらの光電変換部はすべて遮光される。補正用画素２７の各列の出力Ｖｏｐｂ，Ｖｏ１，Ｖｏ２は、暗電流補正、アンプゲイン補正などに用いられる。なお、暗電流補正およびアンプゲイン補正については本発明に直接関係しないので説明を省略する。
撮像画素２６と補正用画素２７の電荷蓄積が終了すると、それらの画素の電荷信号は各画素に隣接して配置される不図示のＨレジスタによって１列ずつＶレジスタ２８へ転送され、さらにＶレジスタ２８によって１画素ずつ出力回路２９へ転送される。出力回路２９は各画素の電荷信号を電圧に変換し、１倍（ゲインＬ）または４倍（ゲインＨ）のシグナルアンプで増幅して順次出力する。
【００１３】
図５はＳＰモードにおける蓄積時間算出に用いる測光領域を示す。
上述したように、ＳＰモードでは適正露出演算に用いる測光領域は中央付近の４領域だけである。ここで、分割測光領域の測光データは適正露出演算の他に、次回測光時の蓄積時間の演算にも用いられる。次回の蓄積時間の算出方法については後述するが、前回の測光データと、前回の蓄積時間と、次回測光時の測光データの目標値とに基づいて算出する。つまり、前回の測光時と次回の測光時とで被写界輝度がほぼ同程度であると仮定すると、前回の測光データと前回の蓄積時間との比は、次回の測光データと次回の蓄積時間との比に一致することを利用して算出する。通常は測光領域内の測光データが最大の画素つまり一番明るい領域に注目し、その領域の測光データが目標値になるように次回の蓄積時間を決定する。ＳＰモードでは、適正露出演算に用いる４領域を中心とする６４領域の中の最高輝度の領域が目標値となるように、次回の蓄積時間を算出する。
ＳＰＣが選択されている場合には、（Ａ）に示すように（７，３）〜（１４，１０）の測光領域の測光データを蓄積時間算出に用いる。以下同様に、ＳＰＬが選択されている場合には（Ｂ）に示すように（１１，３）〜（１８，１０）の測光領域の測光データを、ＳＰＲが選択されている場合には（Ｃ）に示すように（３，３）〜（１０，１０）の測光領域の測光データを、ＳＰＴが選択されている場合には（Ｄ）に示すように（７，５）〜（１４，１２）の測光領域の測光データを、ＳＰＢが選択されている場合には（Ｅ）に示すように（７，１）〜（１４，８）の測光領域の測光データをそれぞれ蓄積時間算出に用いる。
【００１４】
ここで、次回の蓄積時間の算出に、適正露出演算に用いる４領域を中心とする６４個の測光領域を用いる理由は以下の通りである。
ＳＰモードの適正露出に用いる４領域の近傍に太陽などの４領域と比較して極めて輝度の高い被写体が存在した場合には、その高輝度被写体による光電子が周りの画素に漏れ出す、いわゆるブルーミング現象によって適正露出算出用の４領域の測光データが影響を受け測光誤差の原因となる。このような場合には、その高輝度被写体が飽和しないような蓄積時間で蓄積を制御すれば、ブルーミング現象を回避することができる。適正露出演算に用いる４領域を中心とするブルーミング現象の影響を受ける範囲は、高輝度被写体の輝度や測光光学系などにより変化するが、本実施形態では縦横それぞれ８領域の計６４領域をその範囲とする。ＳＰモードが選択されている場合には、適正露出演算に用いる４領域を中心とした６４領域の測光データがメモリ１４内に記憶されていれば十分であるから、領域判定部１２は測光モード設定部１１により設定されたスポット位置周辺の６４領域に該当するか否かを判定すればよい。
一方、ＣＷモードが選択されている場合には、ブルーミング現象の影響を回避するために２４０領域のすべての測光データを蓄積時間算出に用いる。また、ＡＭＰモードの場合には、もともと適正露出演算に２４０領域全部を用いるので、蓄積時間算出にも２４０領域全部を用いる。なお、ＡＭＰモードおよびＣＷモードが選択されている場合には、蓄積時間算出に２４０領域全部を用いるので領域判別する必要がなく、すべての測光データをメモリ１４へ記憶すればよい。
【００１５】
図６は、マイクロコンピュータ１００の測光制御プログラムを示すフローチャートである。このフローチャートにより、一実施形態の動作を説明する。
カメラの不図示のレリーズボタンが半押しされると、カメラの電源が投入され、この制御プログラムの実行が開始される。まず、ステップ１０１において、ＣＣＤなどの測光素子９の準備ができているか、すなわち電源投入後の最初の測光であるか否かを判別する。最初の測光であればステップ１０２へ進み、測光素子９の初期化を行い、蓄積時間ｉｎｔを１ｍＳに設定する。また同時に、カウンタ変数ＬＰおよびＦＮを０にリセットする。ここで、ＬＰは電源投入後の測光回数をカウントする変数であり、ＦＮは測光データが不適正であると判定された回数をカウントする変数である。
ステップ１０３では図１３に示す蓄積記憶ルーチンを実行し、設定された蓄積時間ｉｎｔによって測光を行い２４０領域それぞれの測光データを読み出す。ここで、測光モード設定部１１で設定された測光モードに対して必要な測光領域の測光データであるか否かを判定し、必要な領域の測光データだけをＡ／Ｄ変換してメモリ１４に記憶する。測光素子９からの各測光領域の測光データの出力順序は図４に示すように一定であるから、測光データの出力順序と測光領域の関係は１対１に定まっている。したがって、測光データが出力される順番により必要なデータと不要なデータとを判定する。なお、測光素子９における電荷の蓄積と測光データの読み出し方法については後述する。
ステップ１０４で、カウンタ変数ＬＰが３であるか否か、すなわち電源投入後に３回の測光を行なったか否かを判定し、３回に満たなければステップ１０５へ進んでＬＰをインクリメントする。
【００１６】
ステップ１０６で、図７に示す有効性判定ルーチンを実行し、最新の測光データが適正レベル内に収まっているかを判定する。この実施形態では、対象とする測光領域の最高輝度が飽和レベルとノイズレベルとの間にあるか否かにより測光データの有効性を判定し、適正レベル内に収まっていればその測光データを有効とし、不適正レベルであればその測光データを無効とする。続くステップ１０７において図９に示す蓄積時間算出ルーチンを実行し、最新の測光データとその時の蓄積時間と次回測光時の測光データの目標値とに基づいて、次回測光時の蓄積時間を算出する。
次にステップ１０８で、有効性判定結果を示すＯＫフラグにより有効の判定結果が出されたかどうかを判別し、有効であった場合はステップ１１１へ進み、そうでなかった場合はステップ１０９へ進む。最新の測光データが有効でなかった場合は、ステップ１０９でカウンタ変数ＦＮをインクリメントし、続くステップ１１０でＦＮ＝５であるか否かを判別する。ＦＮ＝５、すなわち５回連続で測光データが無効と判定された場合にはステップ１１１へ進み、そうでなければステップ１１２へ進む。つまり、５回連続で測光データが無効と判別された場合には、５回目の測光が終了した時点で測光データが無効であっても有効であった場合と同様にステップ１１１へ進み、カウンタ変数ＦＮをクリヤした後、ステップ１１３で露出演算を行う。５回の測光の内、１回でもデータが有効であると判定されれば、必ずステップ１１１を通るのでＦＮは０にクリアされる。したがって、ＦＮ＝５となるのは５回連続してデータが無効と判定された場合である。これは、何らかの影響により測光エラーが連続すると、その後の露出演算ができなくなるので、長時間にわたって適正露出値が更新されない状態が続くことになり、最新の被写界状態の適正露出が得られなくなるのを防止するためと、長期間適正露出値が更新されないことにより撮影者にカメラが故障したと思われるのを防止するためである。
【００１７】
ステップ１１０で５回連続して測光データが無効と判定されなかった場合は、ステップ１１２でＬＰ＝２で且つＦＮ＝２であるか否かを判別する。電源投入後に２回測光し、２回とも測光結果が無効と判定された場合は、ステップ１１３へ進み、そうでなければステップ１０３へ戻る。電源投入直後にはまだ適正露出値が求められていないので、適正露出値が求められるまでの間は撮影者がレリーズスイッチを全押ししても撮影ができない状態にある。したがって、例えば電源投入直後にいきなりレリーズボタンを全押しする、いわゆる一気押しがなされた場合には、撮影が不可能になるかまたは撮影されてもタイムラグを生じることになり、撮影者に不快感を与えることになる。そこで、電源投入後の２回の測光で２回とも無効と判定された場合には、速写性を重視して再度測光のやり直しは行わず、ステップ１１３へ進んで露出演算を行う。
【００１８】
ここで、電源投入後の２回目の測光で上記判定を行う理由は次の通りである。１回目の測光では前回のデータがないので所定の蓄積時間で測光を行っており、著しく不適正レベルの測光データが得られる可能性がある。２回目の測光では１回目のデータを基にして蓄積時間を調節するので適正な測光レベルで測光できる可能性が高くなり、測光精度が上がる。また、測光サイクルと、速写性の度合いのバランスも考慮する必要がある。電源投入直後の一気押しでは、速写性に必要な時間として約１００ｍＳ以内にふたたびレリーズ可能となる必要がある。
詳細な説明は省略するが、この実施形態では被写界が最も暗い状態で蓄積時間が長い場合においても、１００ｍＳ以内に２回の測光が可能である。もし、１００ｍＳ以内に２回以上の測光が可能であれば、２回目ではなくそれ以上の回数でステップ１１２の判定を行ってもよい。
また、測光サイクルは、蓄積時間によっても左右されるので、測光回数ではなく、電源投入後からの経過時間を計測し、ステップ１１２を通過する時点での経過時間が所定値を越えたらステップ１１２の判定を行うようにしてもよい。
ここで、データが無効と判定されたにも係わらず適正露出演算を行うと、不正確な適正露出値が算出される可能性があるが、この場合は適正露出値の精度よりも速写性を重視するのでやむを得ない。また、後に説明するように、速写性重視の場合には特別なアルゴリズムで適正露出値を算出し、適正露出値の精度悪化をカバーする処理を行う。
【００１９】
ステップ１１３では図１２に示す露出演算ルーチンを実行し、最新の測光データを用いて適正露出値を算出する。測光モードに対応する適正露出値の演算方法については後に更に説明を加える。次にステップ１１４において、レリーズスイッチが全押しされているかどうかを判定し、全押しされていればステップ１１５へ進み、算出された適正露出値に基づいて絞り２４とシャッター２５を制御してフィルムの露光を行う。ステップ１１６では、電源の半押しタイマーがタイムアップしたか否かを判定し、タイムアップしたらプログラムを終了し、そうでなければステップ１０１へ戻って上記処理を繰り返す。
【００２０】
図７は測光データの有効性判定ルーチンを示すフローチャートである。
ステップ２０１において、フラグＴＸおよびＴＮを０にクリアする。ＴＸは蓄積時間が最長時間に達した場合にセット（１）され、ＴＮは最短時間に達した場合にセット（１）されるフラグである。次にステップ２０２と２０３で、設定された測光モードがＡＭＰモードであるか、あるいはＣＷモードであるか、そのどちらでもないＳＰモードであるかを判別する。ＡＭＰモードの場合にはステップ２０４で有効性判定レベルＶｏｋに６４０ｍＶを設定し、ＣＷモードの場合にはステップ２０５でＶｏｋに１６０ｍＶを設定し、ＳＰモードの場合にはステップ２０６でＶｏｋに８０ｍＶを設定する。
ここで、測光モードによって有効性判定レベルＶｏｋが異なる理由は次の通りである。
それぞれの測光モードでは使用する測光領域の数が異なる上に、一般に被写界内には複数の異なる輝度を持った被写体が存在するため、使用する測光領域数が多いほど測光データ間の輝度差が大きくなる。輝度差が大きいと、低輝度側の測光データが小さくなってＳ／Ｎ比が悪化し、測光精度が低下する。したがって、測光領域数が多いほど測光ダイナミックレンジをできるだけ広く取るために、大きな測光データを得る必要がある。
【００２１】
次にステップ２０７で、Ｖｏｍａｘ，Ｖｏｐｂ，Ｖｏｍｉｎを求める。Ｖｏｍａｘは、各測光モードで適正露出演算に用いる測光領域の中の最大の測光データである。適正露出演算に用いる測光領域は、図３に示すように、ＡＭＰモードの場合は２４０領域すべてであり、ＣＷモードの場合は５２領域であり、ＳＰモードの場合はスポット位置の４領域である。Ｖｏｐｂは、Ｖｏｍａｘが存在する測光領域と同列にあるＶｏｐｂ出力である。例えば、図４に示す撮像画素２６の一番左の列にＶｏｍａｘが存在した場合、Ｖｏｐｂは補正用画素２７の一番左の列のＶｏｐｂの出力となる。Ｖｏｍｉｎは、各測光モードで適正露出演算に用いる測光領域の中の最小の測光データである。
次に、ステップ２０８で次式が成立するかどうかを判定する。
【数１】
Ｖｏｍａｘ＋Ｖｏｐｂ＜Ｖｏｖ
ここで、Ｖｏｖは測光素子９の飽和出力電圧値であり、図４の出力回路２９のゲインＨおよびＬごとにカメラ内の不図示の不揮発性メモリに記憶されている。このＶｏｖの標準的な値は３．４Ｖ程度である。
測光素子９による測光データには、被写界輝度に依存する信号成分と被写界輝度に依存しない暗電流成分とが含まれている。ところが、測光素子９の出力は暗電流成分が取り除かれた信号成分のみであるから、測光素子９の測光データが飽和しているか否かを判定する場合には、改めて信号成分Ｖｏｍａｘに暗電流成分Ｖｏｐｂを加算して飽和出力電圧値Ｖｏｖと比較しなければならない。
【００２２】
測光素子９による測光データが飽和出力電圧値Ｖｏｖを越えていない時は、ステップ２０９へ進んでオーバーフローフラグＯＶをクリヤ（０）する。続くステップ２１１で、露出演算に用いる測光領域の中で最小の測光データＶｏｍｉｎが測光素子９のノイズ電圧レベルＶｕｎよりも大きいか否かを判定する。
【数２】
Ｖｏｍｉｎ＞Ｖｕｎ
ここで、Ｖｕｎは測光素子９のノイズ電圧レベルであり、ゲインＨおよびＬごとにカメラ内の不図示の不揮発性メモリに記憶されている。このノイズ電圧レベルＶｕｎの標準的な値は４０ｍＶ程度である。
最小測光データＶｏｍｉｎがノイズ電圧レベルＶｕｎよりも大きい時は、図８のデータＡに示すように、最大測光データＶｏｍａｘと最小測光データＶｏｍｉｎが測光ダイナミックレンジＶｕｎ〜Ｖｏｖ内に収まっているので、ステップ２１２へ進んでアンダーフローフラグＵＮをクリヤ（０）し、測光データの有効性を示すフラグＯＫをセット（１）して処理を終了する。
【００２３】
一方、最小測光データＶｏｍｉｎがノイズ電圧レベルＶｕｎ以下の時は、図８のデータＢに示すように、オーバーフローはしていないがアンダーフローしている場合であるから、ステップ２１４へ進んでアンダーフローフラグＵＮをセットする。続くステップ２１５において、最大測光データＶｏｍａｘが測光モードに応じた有効判定レベルよりも大きいか否かを判定する。
【数３】
Ｖｏｍａｘ＞Ｖｏｋ
ここで、Ｖｏｋは設定された測光モードに応じて上記ステップ２０４または２０５または２０６で設定された有効判定レベルである。
最大測光データＶｏｍａｘが有効判定レベルＶｏｋよりも大きい時は、アンダーフローではあるが適正露出演算に必要なダイナミックレンジが確保されているとみなし、ステップ２１６でＯＫフラグをセットして処理を終了する。
一方、最大測光データＶｏｍａｘが有効判定レベルＶｏｋ以下の時は、ステップ２１７で、その回の蓄積時間ｉｎｔがｉｎｔ＿ｍａｘか、すなわち設定可能な最長蓄積時間であったかどうかを判定する。最長蓄積時間であった場合には、これ以上測光出力レベルを上げることは不可能であるから、ステップ２１８で最長蓄積時間フラグＴＸをセットし、続くステップ２１９でＯＫフラグをセットする。なお、フラグＴＸは、測光ダイナミックレンジは確保されていないがこれ以上のレベル調整が不可能であることを示しているので、適正露出演算時にこのフラグＴＸを参照して特別な処理を行うこともできるが、それについては本発明に直接関係しないので説明を省略する。
また、蓄積時間ｉｎｔが最長蓄積時間ｉｎｔ＿ｍａｘでなかった時は、ステップ２２０へ進んでＯＫフラグをクリヤして処理を終了する。
【００２４】
測光素子９による測光データが飽和出力電圧値Ｖｏｖを越えた時は、ステップ２０８からステップ２１０へ進み、オーバーフローフラグＯＶをセットする。続くステップ２２１で、上記数式２により、露出演算に用いる測光領域の中で最小の測光データＶｏｍｉｎが測光素子９のノイズ電圧レベルＶｕｎよりも大きいか否かを判定する。ＶｏｍｉｎがＶｕｎよりも大きい時は、図８のデータＣに示すように、オーバーフローしているがアンダーフローしていない場合であるから、ステップ２２２へ進んでアンダーフローフラグＵＮをクリヤする。一方、ＶｏｍｉｎがＶｕｎ以下の時は、図８のデータＤに示すように、オーバーフローもアンダーフローもしている場合であるから、ステップ２２３へ進んでアンダーフローフラグＵＮをセットする。
ステップ２２４において、その回の蓄積時間ｉｎｔがｉｎｔ＿ｍｉｎか、すなわち設定可能な最短蓄積時間であったかどうかを判定する。最短蓄積時間であった場合はこれ以上測光出力レベルを下げることが不可能であるから、ステップ２２５へ進んで最短蓄積時間フラグＴＮをセットし、続くステップ２２６でＯＫフラグをセットする。なお、フラグＴＮは、測光ダイナミックレンジは確保されていないがこれ以上のレベル調整が不可能であることを示しているので、適正露出演算時にこのフラグを参照して特別な処理を行うこともできるが、それについては本発明に直接関係しないので説明を省略する。
一方、その回の蓄積時間ｉｎｔが最短蓄積時間ｉｎｔ＿ｍｉｎでなかった時は、ステップ２２７へ進んでＯＫフラグをクリヤし、処理を終了する。
【００２５】
図９は蓄積時間ｉｎｔの算出ルーチンを示すフローチャートである。
この蓄積時間算出ルーチンは図６のステップ１０７で実行される。なお、この蓄積時間算出ルーチンが実行されるまでには、電源立ち上げ後少なくとも１回は測光が行われているので、直前の測光データがマイコン１００内のメモリ１４に残っている。まず、ステップ３０１と３０２で測光モードを判別する。測光モードにＡＭＰモードが設定されている時はステップ３０３へ進み、蓄積時間の演算に用いる測光領域数ｐｘに２４０を設定し、測光目標レベルＶａｇｃに２．５６Ｖを設定する。ＣＷモードが設定されている時はステップ３０４へ進み、測光領域数ｐｘにＡＭＰモードと同様の２４０を設定し、測光目標レベルＶａｇｃに１．２８Ｖを設定する。ＳＰモードが設定されている時はステップ３０５へ進み、測光領域数ｐｘに６４を設定し、測光目標レベルＶａｇｃに０．６４Ｖを設定する。
このように、ＡＭＰモードとＣＷモードでは蓄積時間の演算に全測光領域を用い、図５に示すようにＳＰモードでは蓄積時間の演算に設定されたスポット位置周辺の６４領域を用いる。蓄積時間演算に用いる測光領域数が、ＣＷモードやＳＰモードにおいて適正露出演算に用いる測光領域数よりも大きいのは、図５によりすでに説明した通りである。測光目標レベルＶａｇｃは次回の測光時に測光領域の内の最大の測光データが取るべき目標レベルを示しており、設定された測光モードによって異なる値が設定される。
【００２６】
ここで、測光モードに応じて測光目標レベルＶａｇｃが異なるのは次の理由による。ＡＭＰモードの場合には、適正露出演算時に２４０個すべての測光領域の輝度を算出する必要がある。適正露出値の演算方法については本出願人が特開平６−９５２００号公報で詳細に開示しているので説明を省略するが、写界内には輝度の異なる複数の被写体が存在することが多いので、できるだけ測光ダイナミックレンジが広くなるような測光の仕方が望ましい。したがって、最大輝度の測光領域ができるだけ飽和レベルに近くなるように蓄積時間を設定すれば、暗い被写体の出力が大きくなってノイズレベルに対してＳ／Ｎ比のよい出力を得ることができる。
ＣＷモードやＳＰモードの場合には、適正露出演算領域内の測光データを全て加算し、その加算値に応じた輝度に基づいて適正露出値を求める。つまり、適正露出演算に用いる複数の測光領域があたかも１領域の測光セルであるかのような出力を算出する。その場合、高輝度領域の測光出力が加算値に与える影響が極めて大きく、低輝度領域のＳ／Ｎ比はそれほど必要としない。したがって、目標測光レベルＶａｇｃは低くてもよいことになる。
また、ＳＰモードの場合には、ＣＷモードに比べて測光領域が小さいので、測光領域内の輝度差も小さいことが予想される。輝度差が小さければ低輝度部の出力も高輝度部の出力に近づくので低輝度部のＳ／Ｎ比もよくなり、低輝度部で輝度差の大きい場合と同じＳ／Ｎ比を得るための目標測光レベルＶａｇｃは小さくてもよいことになる。
【００２７】
次にステップ３０６では、次式により測光素子９により測光された最大の測光信号成分Ｖｏｍａｘ’と暗電流Ｖｏｐｂの和が飽和出力電圧値Ｖｏｖを越えていないかを判定する。
【数４】
Ｖｏｍａｘ’＋Ｖｏｐｂ＜Ｖｏｖ
ここで、最大測光データＶｏｍａｘ’は蓄積時間演算に用いる測光領域の内の最大値であり、有効性判定時に用いる測光領域の内の測光データの最大値Ｖｏｍａｘとは必ずしも一致しない。なお、この最大測光データの求め方は検索対象の測光領域数が異なるだけで有効性判定時の最大値の求め方と同様である。
最大測光データＶｏｍａｘ’が飽和出力電圧Ｖｏｖよりも低い時はステップ３０７へ進み、メモリに格納されている測光データが電源立ち上げ後の初回測光時のデータであるか否かを判定する。初回測光時のデータであればステップ３０８へ進み、最大測光データＶｏｍａｘ’が４０ｍＶ未満か否かを判定する。最大測光データＶｏｍａｘ’が４０ｍＶより小さい場合は、被写界がかなり暗いと予想される。また、電源投入直後にレリーズボタンが全押しされた場合を想定して、できるだけ早くに適正露出値を出力する必要があるので、この場合にはステップ３０９にあるように測光素子９にゲインＨを設定するとともに、次回の蓄積時間に４０ｍＳを設定する。この４０ｍＳという数値は、カメラの測光装置に要求される測光下限から、１回目の測光で検出不可能であった明るさまでをできるだけカバーできるような蓄積時間として、使用する測光系に合わせて決定されたものである。したがって、この数値はカメラに要求される速写性と、測光装置に要求される低輝度限界と、測光系の明るさから最適値を決定すればよい。
【００２８】
ステップ３０８でＶｏｍａｘ’が４０ｍＶ以上と判定された時は、次回の蓄積時間を計算によって最適化可能であるからステップ３１０へ進む。ステップ３１０では最大測光データＶｏｍａｘ’が０Ｖであるか否かを判定し、そうであればステップ３１１で次回の蓄積時間を前回の４倍とする。一方、最大測光データＶｏｍａｘ’が０Ｖの時はステップ３１２へ進み、次式により次回の蓄積時間の候補値ｉｎｔ’を求める。
【数５】
ｉｎｔ’＝ｉｎｔ・Ｖａｇｃ／（Ｖｏｍａｘ＋Ｖｏｐｂ）
ここで、ｉｎｔは前回の蓄積時間、Ｖａｇｃは（Ｖｏｍａｘ＋Ｖｏｐｂ）の目標値であり、測光モードに応じてステップ３０３またはステップ３０４またはステップ３０５において設定された値である。
数式５は、仮に前回と次回の測光時の被写界の明るさが等しいとすると、ｉｎｔ’の蓄積時間で次回の測光を行えば、次回の測光時に求められる（Ｖｏｍａｘ＋Ｖｏｐｂ）が目標測光レベルＶａｇｃに等しくなることを表わしている。
【００２９】
次に、ステップ３１３では次式により次回の蓄積時間を決定する。
【数６】
ｉｎｔ＝Ｋ・ｉｎｔ’＋（１−Ｋ）・ｉｎｔ
ここで、ｉｎｔ’はステップ３１２で求めた蓄積時間の候補値、ｉｎｔは前回の蓄積時間、Ｋはフリッカー光源などの下で測光した場合に蓄積時間が急激に変化しないための安定係数であり、前回の蓄積時間値に応じて図１０に示すような値をとる。例えば、前回の蓄積時間が１０ｍＳ以下の場合にはＫ＝０．２５であるから、次回の蓄積時間はｉｎｔが３に対してｉｎｔ’が１の割合での加重平均される。また、前回の蓄積時間が２０ｍＳ以上の場合にはフリッカーの影響はほとんどないのでＫ＝１となり、上記数式５により算出された蓄積時間の候補値ｉｎｔ’のみによって新たな蓄積時間が決定される。前回の蓄積時間が１０ｍＳから２０ｍＳまでの間にある場合には次式によりＫの値を求める。
【数７】
Ｋ＝０．０７５・ｉｎｔ−０．５
ここで、ｉｎｔは前回の蓄積時間値である。
蓄積時間ｉｎｔをフリッカーによって受ける影響の度合いによってあまり変化させないようにした方がよい理由は、本発明に直接関係しないので説明は省略する。なお、Ｋの値は図１０に示す値に限定されず、カメラの測光系や対象とする光源の特性によって最適化することが望ましい。
【００３０】
測光素子９により検出された最大測光信号成分Ｖｏｍａｘ’と暗電流成分Ｖｏｐｂの和が飽和出力電圧値Ｖｏｖを越えている時は、ステップ３０６からステップ３１４に進み、使用する測光領域の内のオーバーフローした領域数をカウントして変数ｏｖｆに設定する。ｏｖｆの最小値は１（飽和領域が１つだけ）、最大値はｐｘ（使用する全領域がオーバーフロー）である。
ステップ３１５ではオーバーフロー領域数ｏｖｆがｐｘ／１６未満か否かを判別し、そうであればステップ３１６で次回の蓄積時間ｉｎｔを前回の蓄積時間の２分の１に設定する。また、ステップ３１７ではオーバーフロー領域数ｏｖｆがｐｘ／８未満か否かを判別し、そうであればステップ３１８で次回の蓄積時間ｉｎｔを前回の蓄積時間の４分の１に設定する。さらに、ステップ３１９ではオーバーフロー領域数ｏｖｆがｐｘ／４未満か否かを判別し、そうであればステップ３２０で次回の蓄積時間ｉｎｔを前回の蓄積時間の８分の１に設定する。ステップ３２１ではオーバーフロー領域数ｏｖｆがｐｘ／２未満か否かを判別し、そうであればステップ３２２で次回の蓄積時間ｉｎｔを前回の蓄積時間の１６分の１に設定する。オーバーフロー領域数ｏｖｆがｐｘ／２以上ある時は、ステップ３２３で前回の測光が電源投入後の１回目の測光であったか否かを判別し、そうであれば図６で説明したように次回の測光結果が有効無効に拘わらず適正露出演算に用いられるので、オーバーフローしないようにステップ３２４で次回の蓄積時間に短めの２０μＳを設定する。
測光データがオーバーフローしていた場合の処理では、ステップ３１５からステップ３２２までに見られるように、オーバーフローした測光領域の数が多ければ多い程被写界が明るいとみなして次回の蓄積時間を前回よりも短くするようにしている。
【００３１】
図１１は、次回測光時の測光素子９内の出力回路２９のゲイン調整を行うルーチンである。
図６のステップ１０７で、図９に示す次回の蓄積時間の演算ルーチンに続いてこのルーチンが実行される。ステップ４０１では、出力回路２９のゲイン設定がゲインＬであるか否かを判定する。ゲインがＬであればステップ４０２へ進み、次回の蓄積時間ｉｎｔがｉｎｔ＿Ｌ＿ｍａｘよりも大きいか否かを判定する。ここで、ｉｎｔ＿Ｌ＿ｍａｘはゲイン切り換えのためのしきい値であり、４０ｍＳ程度の数値を代入すればよい。次回の蓄積時間ｉｎｔがｉｎｔ＿Ｌ＿ｍａｘよりも大きい時はステップ４０３へ進み、次回の測光時はゲインＨに切り換え、蓄積時間ｉｎｔを図９の蓄積時間演算ルーチンで求めた値の４分の１とする。
一方、現在ゲインＨが設定されている時はステップ４０１からステップ４０４へ進み、次回の蓄積時間ｉｎｔがｉｎｔ＿Ｈ＿ｍｉｎより小さいか否かを判定する。ｉｎｔ＜ｉｎｔ＿Ｈ＿ｍｉｎであればステップ４０５へ進み、次回の測光時のゲインをＬに切り換え、蓄積時間ｉｎｔを図９の蓄積時間演算ルーチンで求めた値の４倍とする。ここで、ｉｎｔ＿Ｈ＿ｍｉｎは５ｍＳ程度の数値を代入すればよい。また、ｉｎｔ＿Ｌ＿ｍａｘとｉｎｔ＿Ｈ＿ｍｉｎの比は、ゲインＨ／Ｌの比である４倍以上の値が望ましい。これによって、ゲイン切り換えにヒステリシス特性を有することになるので、測光データに多少の揺らぎがあっても頻繁にゲイン切り換えが行われて測光データが不安定になるようなことがない。
次にステップ４０６では、次回の蓄積時間が予め定めた最小蓄積時間ｉｎｔ＿ｍｉｎよりも短いか否かを判別し、短い場合はステップ４０７により蓄積時間をｉｎｔ＿ｍｉｎにクリップする。同様に、ステップ４０８では次回の蓄積時間が予め定めた最大蓄積時間ｉｎｔ＿ｍａｘよりも大きいか否かを判別し、大きい場合はステップ４０９で蓄積時間をｉｎｔ＿ｍａｘにクリップする。この実施形態ではｉｎｔ＿ｍｉｎを１０μＳとし、ｉｎｔ＿ｍａｘを１００ｍＳとするが、これらの値は使用する測光光学系および測光範囲などによって最適化するのがよい。
【００３２】
図１２は露出演算ルーチンを示すフローチャートである。
図６のステップ１１３でこの露出演算ルーチンが実行される。ステップ５０１において、設定された測光モードがＳＰモードであるかどうかを判定する。ＳＰモードであればステップ５０２へ進み、設定されたスポット位置の４つの測光領域の測光データを加算して輝度値を算出し、その輝度値に基づいて適正露出値を算出する。
ステップ５０３ではＣＷモードであるか否かを判定し、ＣＷモードであればステップ５０４へ進む。テップ５０４ではＣＷモードの露出演算を行なう。ＣＷモードの露出演算方法は、図３で示した５２領域の測光データを全て加算して輝度値を算出し、その輝度値に基づいて適正露出値を算出する。この方法では、上述したように測光領域内の高輝度被写体の影響が支配的になるので、ＡＭＰモードに比べて測光データの精度が低くても比較的安定した適正露出値を得ることができる。
一方、ＳＰモードでもＣＷモードでもない時はＡＭＰモードであると判断してステップ５０５へ進み、ＯＫフラグがセット（１）されているか、すなわち図６ステップ１０６の有効性判定で測光データが有効であると判定されたかどうかを判別する。ここで、ＯＫフラグがクリヤ（０）されている場合、つまりＡＭＰモードで且つ測光データの有効性が否定された場合には、測光データの精度が低いことが予想されるのでステップ５０４へ進んでＣＷモードの露出演算に切り換える。また、ＡＭＰモードで有効性判定がなされた場合には、ステップ５０６で上述した公知の手法により適正露出演算を行い処理を終了する。
【００３３】
図１３は、図６のステップ１０３で実行される、測光素子９の電荷蓄積、データ読み出しおよび記憶ルーチンを示すフローチャートである。なおこの実施形態では、図３に示す測光素子９の測光領域のアドレスを変数（ｉ，ｊ）で表し、（ｉ１，ｊ１）から（ｉ２，ｊ２）までの測光領域（ｉ１≦ｉ≦ｉ２，ｊ１≦ｊ≦ｊ２）の測光データをＡ／Ｄ変換してメモリ１４に記憶する。
測光モードとしてＳＰＣモードが選択された場合はステップ６０１から６０２へ進み、アドレス変数にｉ１＝７，ｊ１＝３，ｉ２＝１４，ｊ２＝１０を代入し、測光データをメモリ１４に記憶する測光領域として図５（Ａ）に太枠で示す領域を設定する。
ＳＰＬモードが選択された場合にはステップ６０３から６０４へ進み、アドレス変数にｉ１＝１１，ｊ１＝３，ｉ２＝１８，ｊ２＝１０を代入し、測光データをメモリ１４に記憶する測光領域として図５（Ｂ）に太枠で示す領域を設定する。
ＳＰＲモードが選択された場合にはステップ６０５から６０６へ進み、アドレス変数にｉ１＝３，ｊ１＝３，ｉ２＝１０，ｊ２＝１０を代入し、測光データをメモリ１４に記憶する測光領域として図５（Ｃ）に太枠で示す領域を設定する。ＳＰＴモードが選択された場合にはステップ６０７から６０８へ進み、アドレス変数にｉ１＝７，ｊ１＝５，ｉ２＝１４，ｊ２＝１２を代入し、測光データをメモリ１４に記憶する測光領域として図５（Ｄ）の太枠で示す領域を設定する。ＳＰＢモードが選択された場合にはステップ６０９から６１０へ進み、アドレス変数にｉ１＝７，ｊ１＝１，ｉ２＝１４，ｊ２＝８を代入し、測光データをメモリ１４に記憶する測光領域として図５（Ｅ）の太枠で示す領域を設定する。
一方、上記以外のＡＭＰモードまたはＣＷモードが選択された場合には、ステップ６１１へ進み、アドレス変数ｉ１＝１，ｊ１＝１，ｉ２＝２０，ｊ２＝１２を代入し、測光データをメモリ１４に記憶する測光領域として図３に示す全測光領域を設定する。
次にステップ６１２において、図９に示すサブルーチンで算出された蓄積時間だけ測光を行なう。蓄積が終了したらステップ６１３へ進んでアドレス変数ｉ，ｊを（１，１）に初期化し、続くステップ６１４でｉ１≦ｉ≦ｉ２且つｊ１≦ｊ≦ｊ２、すなわち測光データをＡ／Ｄ変換してメモリ１４に記憶すべき測光領域か否かを判別する。測光回路１０からは図４で説明したように各測光領域に対応する各画素の測光データが所定の順序で出力されるから、測光データの出力順序により測光データを記憶すべき測光領域か否かを判別することができる。測光データを記憶すべき測光領域であればステップ６１５へ進み、測光データをＡ／Ｄ変換部１３でＡ／Ｄ変換してメモリ１４へ記憶する。一方、測光データを記憶すべき測光領域でなければその領域のデータを破棄してステップ６１６へ進む。ステップ６１６ではｊ＝１２かどうかを判別し、ｊ＝１２であればステップ６１７へ進み、ｊ＝１を代入し、ｉをインクリメントする。また、ｊ＝１２でなければステップ６１８へ進み、ｊをインクリメントする。ステップ６１９でｉ≦２０であるか否かを判別し、ｉ≦２０であればステップ６１４へ戻って上記処理を繰り返し、ｉ＞２０であればすべての測光データの読み出しが終了したので処理を終える。
【００３４】
このように、測光モードに応じて複数の測光領域の中から測光データを記憶すべき測光領域を選択し、選択領域の測光データのみをメモリ１４に記憶するようにしたので、被写界をきめ細かく測光してより最適な露出値を得るために、多数の測光領域を有する測光回路１０を用いても、測光モードに応じた露出演算などに用いる必要な測光領域の測光データだけがメモリ１４に記憶され、メモリ１４の記憶容量が少なくてすみ、コストを削減することができる。
また、ＣＣＤなどの電荷蓄積型測光回路１０の測光データの出力順序に基づいて測光モードに応じた選択領域の測光データを選別し、メモリ１４に記憶するようにしたので、簡単な選別方法で選択領域の測光データだけをメモリ１４に記憶することができる。
さらに、露出演算に用いる測光領域の測光データと電荷蓄積時間の演算に用いる測光領域の測光データとをメモリ１４に記憶し、前者の測光領域の測光データに基づいて露出演算を行なうとともに、後者の測光領域の測光データに基づいて電荷蓄積時間を演算するようにしたので、被写界をきめ細かく測光してより最適な露出値を得るために、多数の測光領域を有する電荷蓄積型の測光回路１０を用いても、露出演算と電荷蓄積時間演算に用いる測光領域の測光データだけがメモリ１４に記憶されるので、メモリ１４の記憶容量が少なくてすみ、コストを削減することができる。
さらにまた、被写界の一部を測光する、例えばスポット測光モードや中央部重点測光モードなどの部分測光モードが設定された時は、露出演算に用いる測光領域を含む広い範囲の測光領域を電荷蓄積時間演算に用いる測光領域として選択し、選択された測光領域の測光データをメモリ１４に記憶して露出演算と蓄積時間演算に用いるようにしたので、露出演算に用いる測光領域の周辺に高輝度被写体が存在する場合でもブルーミング現象を回避することができる。
なお、上述した実施形態では測光回路に電荷蓄積型光電変換素子を用いた例を示したが、光電変換素子は電荷蓄積型に限定されず、ＳＰＤ受光素子などを用いてもよい。
また、部分測光モードは上述した実施形態のスポット測光モードや中央部重点測光モードに限定されない。
【００３５】
以上の一実施形態の構成において、測光回路１０が測光手段を、測光モード設定部１１がモード設定手段を、領域判定部１２が領域選択手段および制御手段を、メモリ１４が記憶手段を、露出演算部２２および蓄積時間設定部１５が演算手段をそれぞれ構成する。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、被写界をきめ細かく測光してより最適な露出値を得るために、多数の測光領域を有する測光手段を用いても、測光モードに応じた露出演算などに用いる必要な測光領域の測光データだけが記憶手段に記憶され、記憶手段の記憶容量が少なくてすみ、コストを削減することができる上に、簡単な選別方法で選択領域の測光データだけを記憶手段に記憶することができる。さらに、露出演算に用いる測光領域の周辺に高輝度被写体が存在する場合でもブルーミング現象を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の構成を示す機能ブロック図。
【図２】一実施形態の測光光学系の構成を示す図。
【図３】一実施形態の測光素子の分割測光領域を示す図。
【図４】一実施形態の測光素子の構造を示す図。
【図５】スポット測光モードにおける蓄積時間演算に用いる測光領域を示す図。
【図６】一実施形態の測光制御プログラムを示すフローチャート。
【図７】測光データの有効性判定ルーチンを示すフローチャート。
【図８】測光データと測光ダイナミックレンジとの関係を説明する図。
【図９】次回の蓄積時間の演算ルーチンを示すフローチャート。
【図１０】前回の蓄積時間と安定係数Ｋとの関係を示す図。
【図１１】測光素子のゲイン調整ルーチンを示すフローチャート。
【図１２】露出演算ルーチンを示すフローチャート。
【図１３】電荷蓄積、Ａ／Ｄ変換および記憶動作を示すフローチャート。
【図１４】従来の測光装置の構成を示す図。
【符号の説明】
１撮影レンズ
２クイックリターンミラー
３拡散スクリーン
４コンデンサレンズ
５ペンタプリズム
６接眼レンズ
７測光用プリズム
８測光用レンズ
９測光素子
１０測光回路
１１測光モード設定部
１２領域判定部
１３Ａ／Ｄ変換部
１４メモリ
１５蓄積時間設定部
１６蓄積制御部
１７有効性判定部
１８第１カウンタ
１９第２カウンタ
２０演算実行可否判定部
２１レンズデータ
２２露出演算部
２３露出制御部
２４絞り
２５シャッター
２６撮像画素
２７補正用画素
２８Ｖレジスタ
２９出力回路
３１測光回路
３２Ａ／Ｄ変換器
３３記憶回路
３４判定部
３５露出演算部
３６焦点検出素子
１００マイクロプロセッサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a photometric device for measuring subject luminance.
[0002]
[Prior art]
A photometric device for measuring subject brightness is known.
The configuration of a conventional photometric device will be described with reference to FIG. The photometry circuit 31 includes a plurality of photometry areas, and the photometry outputs of all the photometry areas are temporarily stored in the storage circuit 32. The metering mode setting unit 33 has a plurality of metering modes such as multi-pattern metering and center-weighted metering, and outputs the metering mode selected by the photographer to the region selection unit 34. The area selection unit 34 selects a photometry area corresponding to the selected photometry mode from the plurality of photometry areas of the photometry circuit 31, and outputs the photometry area information to the calculation unit 35. The calculation unit 35 reads out only the data of the photometry area necessary for the exposure calculation from the storage circuit 32 according to the photometry area information from the area selection unit 34, and performs the exposure calculation.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional photometric device, the photometric outputs of all photometric areas of the photometric circuit are temporarily stored in the storage circuit, and when using a part of them for exposure calculation, only the photometric data in the necessary area is read out from the storage circuit. However, the photometric data of the remaining photometric area is not used and discarded at the next photometric measurement.
[0004]
By the way, in order to obtain a more optimal exposure value by finely measuring the object field, the object field is divided into more photometric areas using a photometric element such as a CCD (charge coupled device), It is conceivable to select a photometric area corresponding to the position of the main subject and use it in the exposure calculation.
In a photometric element having many photometric areas such as a CCD, the photometric data of each photometric area is output in a predetermined order. Therefore, if it is stored in the storage circuit in the output order, the address of the storage circuit and the photometric area The correspondence relationship becomes clear and easy to process.
However, when the number of photometric areas of the photometric element increases, the number of photometric data stored in the storage circuit also increases. Therefore, it is necessary to prepare a large-capacity recording circuit, which increases the cost of the apparatus.
[0005]
An object of the present invention is to reduce the capacity of a memory for storing photometric data of a large number of photometric areas.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a charge storage type photometric unit that divides an object scene into a plurality of photometric areas and performs photometry, and outputs photometric data in a predetermined order for each photometric area; A mode setting means for setting an arbitrary photometry mode among a plurality of photometry modes, an area selection means for selecting a photometry area in which photometry data should be stored in accordance with the photometry mode set by the mode setting means, Control means for selecting the photometric data of the photometric area selected by the area selecting means based on the output order of the photometric data outputted from the charge storage type photometric means and storing it in the storage meansA photometric device,
The plurality of metering modes include a partial metering mode for metering a part of the object scene, and the area selecting unit stores the metering data when the partial metering mode is selected by the mode setting unit. Select a photometry area to be used for exposure calculation as a photometry area to be used, and select a wide photometry area including a photometry area to be used for exposure calculation as a photometry area to be used for calculation of the charge accumulation time of the charge storage type photometry means. The control means is configured to select a photometry area used for the exposure calculation selected by the area selection means and a photometry area used for calculating the charge accumulation time based on the output order of the photometry data output from the charge storage type photometry means. Calculation that selects and stores photometric data in the storage means, and calculates exposure calculation and charge accumulation time based on the photometric data stored in the storage means Equipped with a stage.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of an embodiment.
The photometry circuit 10 divides the object scene into a plurality of areas and performs photometry, and sequentially outputs each photometric data. The photometric data output from the photometric circuit 10 is determined by the area determination unit 12 to determine whether it is necessary area data. The photometric data of the necessary area is digitized by the A / D converter 13 and stored in the memory 14. Remembered. On the other hand, photometric data in unnecessary areas is discarded. Whether or not it is a necessary metering area is determined by the metering mode set by the metering mode setting unit 11, and the setting of the metering mode will be described later.
The photometric data stored in the memory 14 is output to the accumulation time setting unit 15, the validity determination unit 17, and the exposure calculation unit 22. The accumulation time setting unit 15 sets the next accumulation time based on the photometric data stored in the memory 14 and the previous accumulation time, and the accumulation control unit 16 performs photometry with the photometry circuit 10 for the set accumulation time. . A method for calculating the next accumulation time will be described later.
[0008]
The validity determination unit 17 determines whether or not the photometric data stored in the memory 14 is within an appropriate level, and outputs the determination result to the calculation execution possibility determination unit 20. A method for determining the effectiveness will be described later.
In the calculation execution feasibility determination unit 20, the determination result of the validity determination unit 17, the count value of the first counter 18 that counts the number of times that the photometry data is determined to be inappropriate by the validity determination unit 17, and after the power is turned on. Based on the count value of the second counter 19 that counts the number of times of photometry, it is determined whether exposure calculation should be performed using the current photometry data. This determination method will be described later.
In the exposure calculation unit 22, when the output from the calculation execution possibility determination unit 20 can be calculated, the photometry data stored in the memory 14 and the focus of the photographing lens stored in the lens data 21 are displayed. Based on the lens data such as the distance, the maximum aperture value, the exit pupil position, and the vignetting information, the appropriate exposure value of the object scene is calculated.
[0009]
When a release button of a camera (not shown) is pressed, the exposure control unit 23 controls the mirror 2, the aperture 24, and the shutter 25 based on the appropriate exposure value obtained by the exposure calculation unit 22, and performs film exposure.
Here, the area determination unit 12, the A / D conversion unit 13, the memory 14, the accumulation time setting unit 15, the accumulation control unit 16, the validity determination unit 17, the first counter 18, the second counter 19, and the calculation execution availability determination unit. 20 and the exposure calculation unit 22 are all realized by a microcomputer (hereinafter abbreviated as a microcomputer) 100 which is a control circuit. The control program for the microcomputer 100 will be described in detail later.
[0010]
FIG. 2 shows the configuration of a photometric optical system according to an embodiment.
The light beam that has passed through the photographing lens 1 passes through the quick return mirror 2, the diffusing screen 3, the condenser lens 4, the pentaprism 5, and the eyepiece lens 6 and reaches the eyes of the photographer. On the other hand, part of the light beam diffused by the diffusing screen 3 is guided to the photometric element 9 through the condenser lens 4, the pentaprism 5, the photometric prism 7, and the photometric lens 8.
[0011]
FIG. 3 shows a divided photometry area of the photometry element 9.
The photometric element 9 is composed of a charge storage photoelectric conversion element such as a CCD, for example, and has a total of 240 photometric areas divided into 12 in the vertical direction and 20 in the horizontal direction. Metering is possible with almost the entire surface divided. In this embodiment, the photometric elements 9 are distinguished from each other by assigning addresses (1, 1) to (20, 12) from the lower right photometric area to the upper left photometric area.
The photometry area to be used is selected according to the photometry mode set by the photometry mode setting unit 11. Specifically, when the AMP (automatic multi-pattern photometry) mode is selected, photometric data of all 240 areas are used for proper exposure calculation. When the CW (center weighted metering) mode is selected, the metering data of 52 metering areas near the center of the object field are used for proper exposure calculation as shown in FIG. Further, when the SP (spot metering) mode is selected, only four metering regions near the center of the object scene are used for proper exposure calculation.
In the SP mode, the position of the spot photometry area can be changed, and an arbitrary area can be selected from the five photometry areas SPC, SPL, SPR, SPT, and SPB as shown in the figure. . Each of these SP mode photometry areas includes four photometry areas.
[0012]
FIG. 4 shows the structure of the photometric element 9.
The imaging pixel 26 includes a photoelectric conversion unit that is divided into 12 pixels in the vertical direction and 20 pixels in the horizontal direction, and these pixels correspond to the photometric areas shown in FIG. Further, a correction pixel 27 is provided adjacent to the imaging pixel 26. The correction pixel 27 is composed of a photoelectric conversion unit that is divided into 3 pixels in the vertical direction and 20 pixels in the horizontal direction, and these photoelectric conversion units are all shielded from light. The outputs Vopb, Vo1, and Vo2 of each column of the correction pixels 27 are used for dark current correction, amplifier gain correction, and the like. The dark current correction and the amplifier gain correction are not directly related to the present invention, and thus description thereof is omitted.
When the charge accumulation of the imaging pixel 26 and the correction pixel 27 is completed, the charge signals of these pixels are transferred to the V register 28 one column at a time by an H register (not shown) arranged adjacent to each pixel, and further the V register 28 is transferred to the output circuit 29 pixel by pixel. The output circuit 29 converts the charge signal of each pixel into a voltage, amplifies it by a signal amplifier of 1 (gain L) or 4 (gain H), and sequentially outputs it.
[0013]
FIG. 5 shows a photometric area used for calculating the accumulation time in the SP mode.
As described above, in the SP mode, only four photometric areas near the center are used for proper exposure calculation. Here, the photometric data of the divided photometric area is used for calculating the accumulation time at the next photometry in addition to the proper exposure calculation. Although the calculation method of the next accumulation time will be described later, it is calculated based on the previous photometry data, the previous accumulation time, and the target value of the photometry data at the next photometry. In other words, assuming that the field brightness is approximately the same between the previous metering and the next metering, the ratio between the previous metering data and the previous accumulating time is as follows: It is calculated using the fact that it matches the ratio. Normally, attention is paid to the pixel with the largest photometric data in the photometric area, that is, the brightest area, and the next accumulation time is determined so that the photometric data in that area becomes the target value. In the SP mode, the next accumulation time is calculated so that the highest brightness area among the 64 areas centering on the 4 areas used for the proper exposure calculation becomes the target value.
When SPC is selected, as shown in (A), photometric data in the photometric areas (7, 3) to (14, 10) are used for calculating the accumulation time. Similarly, when SPL is selected, as shown in (B), the photometric data in the photometric areas (11, 3) to (18, 10) is displayed. When SPR is selected, (C ), The photometry data in the photometry area of (3, 3) to (10, 10), when SPT is selected, (7, 5) to (14, 12) as shown in (D). When the SPB is selected, the photometric data in the photometric areas (7, 1) to (14, 8) are used for calculating the accumulation time, respectively, as shown in (E).
[0014]
Here, the reason for using the 64 photometry areas centering on the 4 areas used for the proper exposure calculation for the next accumulation time calculation is as follows.
The so-called blooming phenomenon in which when a subject with extremely high brightness exists in the vicinity of the four regions used for proper exposure in the SP mode as compared with the four regions such as the sun, photoelectrons from the high-brightness subject leak to surrounding pixels. As a result, the photometric data of the four areas for calculating the appropriate exposure are affected, causing a photometric error. In such a case, the blooming phenomenon can be avoided by controlling the accumulation in such an accumulation time that the high-brightness subject does not saturate. The range affected by the blooming phenomenon centered on the four regions used for the proper exposure calculation varies depending on the brightness of the high-luminance subject, the photometric optical system, and the like. And When the SP mode is selected, it is sufficient if 64 areas of photometry data centered on the 4 areas used for proper exposure calculation are stored in the memory 14, so the area determination unit 12 sets the photometry mode. What is necessary is just to determine whether it corresponds to 64 area | regions around the spot position set by the part 11. FIG.
On the other hand, when the CW mode is selected, in order to avoid the influence of the blooming phenomenon, all the photometric data in the 240 region are used for the accumulation time calculation. In the case of the AMP mode, all 240 areas are originally used for proper exposure calculation, and therefore all 240 areas are also used for accumulation time calculation. When the AMP mode and the CW mode are selected, the entire 240 areas are used for calculating the accumulation time, so that it is not necessary to determine the area, and all the photometric data may be stored in the memory 14.
[0015]
FIG. 6 is a flowchart showing a photometry control program of the microcomputer 100. The operation of the embodiment will be described with reference to this flowchart.
When a release button (not shown) of the camera is pressed halfway, the camera is turned on and execution of this control program is started. First, in step 101, it is determined whether or not the photometry element 9 such as a CCD is ready, that is, whether or not it is the first photometry after the power is turned on. If it is the first photometry, the process proceeds to step 102, the photometry element 9 is initialized, and the accumulation time int is set to 1 mS. At the same time, the counter variables LP and FN are reset to zero. Here, LP is a variable that counts the number of photometry after power-on, and FN is a variable that counts the number of times that photometric data is determined to be inappropriate.
In step 103, an accumulation storage routine shown in FIG. 13 is executed, and photometry is performed according to the set accumulation time int to read photometric data in each of 240 areas. Here, it is determined whether or not the metering data in the metering area necessary for the metering mode set by the metering mode setting unit 11 is obtained, and only the metering data in the necessary area is A / D converted into the memory 14. Remember. Since the output order of the photometry data in each photometry area from the photometry element 9 is constant as shown in FIG. 4, the relationship between the output order of the photometry data and the photometry area is set to 1: 1. Therefore, necessary data and unnecessary data are determined according to the order in which the photometric data is output. The charge accumulation in the photometric element 9 and the method for reading out the photometric data will be described later.
In step 104, it is determined whether or not the counter variable LP is 3, that is, whether or not the photometry has been performed three times after the power is turned on. If not, the process proceeds to step 105 and LP is incremented.
[0016]
In step 106, the validity determination routine shown in FIG. 7 is executed to determine whether the latest photometric data is within an appropriate level. In this embodiment, the validity of the photometric data is determined based on whether or not the maximum luminance of the target photometric area is between the saturation level and the noise level. If the photometric data is within the appropriate level, the photometric data is validated. If the level is inappropriate, the photometric data is invalidated. In the subsequent step 107, the accumulation time calculation routine shown in FIG. 9 is executed, and the accumulation time at the next photometry is calculated based on the latest photometry data, the accumulation time at that time, and the target value of the photometry data at the next metering.
Next, in step 108, it is determined whether or not a valid determination result is output based on an OK flag indicating the validity determination result. If it is valid, the process proceeds to step 111. If not, the process proceeds to step 109. If the latest photometric data is not valid, the counter variable FN is incremented at step 109, and it is determined at step 110 whether FN = 5. If FN = 5, that is, if the photometry data is determined to be invalid for five consecutive times, the process proceeds to step 111, and if not, the process proceeds to step 112. That is, if it is determined that the photometry data is invalid five times in succession, the process proceeds to step 111 in the same way as when the photometry data is invalid when the fifth photometry is completed, and the counter variable After clearing FN, exposure calculation is performed in step 113. If it is determined that the data is valid at least once out of 5 times of metering, FN is cleared to 0 because the process always passes through step 111. Therefore, FN = 5 is obtained when it is determined that the data is invalid five times in succession. This is because if the metering error continues due to some influence, the subsequent exposure calculation cannot be performed, so that the state where the appropriate exposure value is not updated continues for a long time, and the latest appropriate exposure in the field state cannot be obtained. This is to prevent the photographer from thinking that the camera has failed because the proper exposure value is not updated for a long time.
[0017]
If it is not determined in step 110 that the photometry data is invalid five times in succession, it is determined in step 112 whether LP = 2 and FN = 2. Metering is performed twice after the power is turned on, and if it is determined that the metering result is invalid in both times, the process proceeds to step 113; otherwise, the process returns to step 103. Immediately after the power is turned on, an appropriate exposure value has not yet been obtained. Therefore, until the appropriate exposure value is obtained, photographing cannot be performed even if the photographer fully presses the release switch. Therefore, for example, if the release button is fully pressed immediately after the power is turned on, that is, if the release button is pressed all at once, shooting may become impossible or a time lag will occur even if shooting is performed, which may cause discomfort to the photographer. Will give. Therefore, if it is determined that the photometry is invalid twice in the two photometry after the power is turned on, the quick photometry is emphasized and the photometry is not performed again, and the process proceeds to step 113 to perform the exposure calculation.
[0018]
Here, the reason why the determination is performed in the second photometry after the power is turned on is as follows. Since there is no previous data in the first photometry, the photometry is performed in a predetermined accumulation time, and there is a possibility that photometric data at a significantly inappropriate level can be obtained. In the second metering, since the accumulation time is adjusted based on the first data, the possibility of metering at an appropriate metering level increases, and the metering accuracy increases. In addition, it is necessary to consider the balance between the photometric cycle and the degree of rapid shooting. When the power is turned on immediately after the power is turned on, it is necessary to be able to release again within about 100 mS as the time required for rapid shooting.
Although detailed description is omitted, in this embodiment, even when the field is the darkest and the accumulation time is long, the photometry can be performed twice within 100 mS. If the photometry can be performed twice or more within 100 mS, the determination in step 112 may be performed not by the second time but by more times.
In addition, since the photometry cycle is also affected by the accumulation time, the elapsed time after the power is turned on is measured, not the number of times of photometry, and if the elapsed time at the time of passing through step 112 exceeds a predetermined value, step 112 You may make it perform determination.
Here, if the appropriate exposure calculation is performed even though the data is determined to be invalid, an inaccurate appropriate exposure value may be calculated. Because it emphasizes, it is unavoidable. Further, as will be described later, when importance is attached to the rapid shooting property, a proper exposure value is calculated by a special algorithm, and processing for covering a deterioration in accuracy of the proper exposure value is performed.
[0019]
In step 113, an exposure calculation routine shown in FIG. 12 is executed to calculate an appropriate exposure value using the latest photometric data. The calculation method of the appropriate exposure value corresponding to the photometry mode will be further described later. Next, in step 114, it is determined whether or not the release switch is fully pressed. If the release switch is fully pressed, the process proceeds to step 115, and the diaphragm 24 and the shutter 25 are controlled based on the calculated appropriate exposure value to control the film. Perform exposure. In step 116, it is determined whether or not the half-press timer of the power source has timed up. When the time has expired, the program is terminated, and if not, the process returns to step 101 to repeat the above processing.
[0020]
FIG. 7 is a flowchart showing a photometric data validity determination routine.
In step 201, flags TX and TN are cleared to zero. TX is a flag that is set (1) when the accumulation time reaches the longest time, and TN is a flag that is set (1) when the shortest time is reached. Next, in steps 202 and 203, it is determined whether the set photometry mode is the AMP mode, the CW mode, or the SP mode that is neither of them. In the case of the AMP mode, the validity judgment level Vok is set to 640 mV in the step 204, in the case of the CW mode, the Vok is set to 160 mV in the step 205, and in the SP mode, the Vok is set to 80 mV in the step 206. To do.
Here, the reason why the validity determination level Vok differs depending on the photometry mode is as follows.
In each metering mode, the number of metering areas to be used is different, and in general, there are multiple subjects with different brightness in the object field. Becomes larger. When the luminance difference is large, the photometric data on the low luminance side becomes small, the S / N ratio deteriorates, and the photometric accuracy is lowered. Therefore, it is necessary to obtain large photometric data in order to obtain a photometric dynamic range as wide as possible as the number of photometric areas increases.
[0021]
Next, at step 207, Vomax, Vopb, and Vomin are obtained. Vomax is the maximum photometric data in the photometric area used for proper exposure calculation in each photometric mode. As shown in FIG. 3, the photometry areas used for the proper exposure calculation are all 240 areas in the AMP mode, 52 areas in the CW mode, and 4 areas of the spot position in the SP mode. Vopb is a Vopb output that is in the same column as the photometric area where Vomax exists. For example, when Vomax is present in the leftmost column of the imaging pixels 26 illustrated in FIG. 4, Vopb is the output of Vopb in the leftmost column of the correction pixels 27. Vomin is the minimum photometric data in the photometric area used for proper exposure calculation in each photometric mode.
Next, in step 208, it is determined whether or not the following equation is established.
[Expression 1]
Vomax + Vopb <Vov
Here, Vov is a saturation output voltage value of the photometric element 9, and is stored in a nonvolatile memory (not shown) in the camera for each of the gains H and L of the output circuit 29 in FIG. The standard value of this Vov is about 3.4V.
Photometric data obtained by the photometric element 9 includes a signal component that depends on the field luminance and a dark current component that does not depend on the field luminance. However, since the output of the photometric element 9 is only the signal component from which the dark current component is removed, when it is determined whether the photometric data of the photometric element 9 is saturated, the dark current component is added to the signal component Vomax again. Vopb must be added and compared with the saturated output voltage value Vov.
[0022]
When the photometric data by the photometric element 9 does not exceed the saturation output voltage value Vov, the routine proceeds to step 209 and the overflow flag OV is cleared (0). In subsequent step 211, it is determined whether or not the minimum photometric data Vomin in the photometric area used for the exposure calculation is larger than the noise voltage level Vun of the photometric element 9.
[Expression 2]
Vomin> Vun
Here, Vun is the noise voltage level of the photometric element 9, and is stored for each gain H and L in a nonvolatile memory (not shown) in the camera. The standard value of the noise voltage level Vun is about 40 mV.
When the minimum photometry data Vomin is larger than the noise voltage level Vun, as shown in data A of FIG. 8, the maximum photometry data Vomax and the minimum photometry data Vomin are within the photometry dynamic range Vun to Vov. , The underflow flag UN is cleared (0), the flag OK indicating the validity of the photometric data is set (1), and the process is terminated.
[0023]
On the other hand, when the minimum photometric data Vomin is equal to or lower than the noise voltage level Vun, as shown in the data B of FIG. 8, there is no overflow but underflow. Set UN. In the following step 215, it is determined whether or not the maximum photometry data Vomax is larger than an effective determination level corresponding to the photometry mode.
[Equation 3]
Vomax> Vok
Here, Vok is the validity determination level set in step 204 or 205 or 206 according to the set photometry mode.
When the maximum photometric data Vomax is larger than the valid determination level Vok, it is considered that a dynamic range necessary for proper exposure calculation is secured although it is underflow, and an OK flag is set in step 216 and the process is terminated.
On the other hand, when the maximum photometric data Vomax is equal to or lower than the validity determination level Vok, it is determined in step 217 whether the accumulated time int is int_max, that is, whether it is the longest possible accumulation time. If it is the longest accumulation time, it is impossible to increase the photometric output level any further. Therefore, the longest accumulation time flag TX is set at step 218, and the OK flag is set at step 219. Note that the flag TX indicates that the photometric dynamic range is not secured, but no further level adjustment is possible. Therefore, special processing may be performed with reference to the flag TX during the proper exposure calculation. However, since it is not directly related to the present invention, the description thereof is omitted.
If the accumulation time int is not the longest accumulation time int_max, the process proceeds to step 220, the OK flag is cleared, and the process is terminated.
[0024]
When the photometric data by the photometric element 9 exceeds the saturation output voltage value Vov, the routine proceeds from step 208 to step 210, where the overflow flag OV is set. In the following step 221, it is determined whether or not the minimum photometric data Vomin in the photometric area used for the exposure calculation is larger than the noise voltage level Vun of the photometric element 9 by the above formula 2. When Vomin is larger than Vun, as indicated by data C in FIG. 8, since it is an overflow but not underflow, the routine proceeds to step 222 and the underflow flag UN is cleared. On the other hand, when Vomin is less than or equal to Vun, as indicated by data D in FIG. 8, since both overflow and underflow have occurred, the routine proceeds to step 223, where the underflow flag UN is set.
In step 224, it is determined whether or not the current accumulation time int is int_min, that is, the shortest accumulation time that can be set. If it is the shortest accumulation time, it is impossible to lower the photometric output level any more, so the routine proceeds to step 225, where the shortest accumulation time flag TN is set, and in step 226, the OK flag is set. Note that the flag TN indicates that the photometric dynamic range is not secured, but no further level adjustment is possible, so that special processing can be performed with reference to this flag when calculating the appropriate exposure. However, since it is not directly related to the present invention, description thereof is omitted.
On the other hand, if the current accumulation time int is not the shortest accumulation time int_min, the process proceeds to step 227 to clear the OK flag, and the process ends.
[0025]
FIG. 9 is a flowchart showing a routine for calculating the accumulation time int.
This accumulation time calculation routine is executed in step 107 of FIG. By the way, the photometry is performed at least once after the power is turned on until the accumulation time calculation routine is executed, so that the photometry data immediately before remains in the memory 14 in the microcomputer 100. First, in steps 301 and 302, the photometry mode is determined. When the AMP mode is set as the photometry mode, the process proceeds to step 303, where 240 is set as the photometry area number px used for calculation of the accumulation time, and 2.56V is set as the photometry target level Vagc. When the CW mode is set, the process proceeds to step 304, where 240 is set as the photometry area number px, which is the same as in the AMP mode, and 1.28 V is set as the photometry target level Vagc. When the SP mode is set, the process proceeds to step 305, in which the photometry area number px is set to 64, and the photometry target level Vagc is set to 0.64V.
Thus, in the AMP mode and the CW mode, the entire photometry area is used for the calculation of the accumulation time, and in the SP mode, 64 areas around the spot position set for the calculation of the accumulation time are used as shown in FIG. The number of photometric areas used for accumulation time calculation is larger than the number of photometric areas used for proper exposure calculation in the CW mode and SP mode, as already described with reference to FIG. The photometry target level Vagc indicates the target level that should be taken by the maximum photometry data in the photometry area at the next photometry, and a different value is set depending on the set photometry mode.
[0026]
Here, the photometry target level Vagc differs depending on the photometry mode for the following reason. In the AMP mode, it is necessary to calculate the luminance of all 240 photometric areas at the time of calculating the proper exposure. The method of calculating the appropriate exposure value is disclosed in detail in Japanese Patent Laid-Open No. 6-95200 by the applicant, and will not be described. However, there are often a plurality of subjects having different luminances in the scene. Therefore, it is desirable to use a photometry method in which the photometry dynamic range is as wide as possible. Therefore, if the accumulation time is set so that the photometry area with the maximum luminance is as close to the saturation level as possible, the output of the dark subject becomes large and an output with a good S / N ratio with respect to the noise level can be obtained.
In the case of the CW mode or the SP mode, all the photometric data in the appropriate exposure calculation area are added, and the appropriate exposure value is obtained based on the luminance corresponding to the added value. That is, an output is calculated as if a plurality of photometry areas used for proper exposure calculation are one area of photometry cells. In that case, the influence of the photometric output in the high luminance region on the added value is extremely large, and the S / N ratio in the low luminance region is not so necessary. Therefore, the target photometric level Vagc may be low.
In the SP mode, since the photometric area is smaller than that in the CW mode, it is expected that the luminance difference in the photometric area is also small. If the luminance difference is small, the output of the low luminance part is close to the output of the high luminance part, so the S / N ratio of the low luminance part is also improved, and the same S / N ratio as that when the luminance difference is large in the low luminance part is obtained. The target metering level Vagc may be small.
[0027]
Next, at step 306, it is determined whether the sum of the maximum photometric signal component Vomax 'measured by the photometric element 9 and the dark current Vopb does not exceed the saturation output voltage value Vov according to the following equation.
[Expression 4]
Vomax '+ Vopb <Vov
Here, the maximum photometric data Vomax 'is the maximum value in the photometric area used for the accumulation time calculation, and does not necessarily match the maximum value Vomax of the photometric data in the photometric area used for the validity determination. Note that the method for obtaining the maximum photometric data is the same as the method for obtaining the maximum value at the time of validity determination, except that the number of photometric areas to be searched is different.
When the maximum photometric data Vomax 'is lower than the saturation output voltage Vov, the routine proceeds to step 307, where it is determined whether or not the photometric data stored in the memory is data at the first photometry after the power is turned on. If it is data at the time of the first photometry, the process proceeds to step 308, and it is determined whether or not the maximum photometry data Vomax 'is less than 40 mV. When the maximum photometric data Vomax 'is smaller than 40 mV, the field is expected to be very dark. Also, assuming that the release button is fully pressed immediately after the power is turned on, it is necessary to output the appropriate exposure value as soon as possible. In this case, the gain H is applied to the photometric element 9 as in step 309. In addition to setting, 40 mS is set for the next accumulation time. This numerical value of 40 mS is determined according to the photometric system to be used as an accumulation time that can cover as much as possible from the photometric lower limit required for the photometric device of the camera to the brightness that could not be detected by the first photometry. It is a thing. Therefore, an optimum value for this numerical value may be determined from the quickness required for the camera, the low luminance limit required for the photometric device, and the brightness of the photometric system.
[0028]
When it is determined in step 308 that Vomax ′ is 40 mV or more, the next storage time can be optimized by calculation, and the process proceeds to step 310. In step 310, it is determined whether or not the maximum photometric data Vomax 'is 0 V. If so, in step 311, the next accumulation time is set to four times the previous time. On the other hand, when the maximum photometric data Vomax ′ is 0 V, the process proceeds to step 312 to obtain a candidate value int ′ for the next accumulation time by the following equation.
[Equation 5]
int ′ = int · Vagc / (Vomax + Vopb)
Here, int is the previous accumulation time, Vagc is the target value of (Vomax + Vopb), and is the value set in step 303, step 304 or step 305 depending on the photometric mode.
Assuming that the brightness of the object field at the previous and next metering is equal, Equation 5 shows that (Vomax + Vopb) obtained at the next metering is the target metering level Vagc if the next metering is performed with the accumulation time of int ′. Is equal to
[0029]
Next, in step 313, the next accumulation time is determined by the following equation.
[Formula 6]
int = K.int '+ (1-K) .int
Here, int ′ is a candidate value of the accumulation time obtained in step 312, int is the previous accumulation time, K is a stability coefficient for preventing the accumulation time from changing rapidly when photometry is performed under a flicker light source or the like, The value shown in FIG. 10 is taken according to the previous accumulation time value. For example, since K = 0.25 when the previous accumulation time is 10 ms or less, the next accumulation time is a weighted average at a ratio of int 'to 1 for int = 3. When the previous accumulation time is 20 mS or more, there is almost no influence of flicker, so K = 1, and the new accumulation time is determined only by the accumulation time candidate value int ′ calculated by the above equation 5. When the previous accumulation time is between 10 mS and 20 mS, the value of K is obtained by the following equation.
[Expression 7]
K = 0.075 · int-0.5
Here, int is the previous accumulation time value.
The reason why it is better not to change the accumulation time int so much depending on the degree of influence by flicker is not directly related to the present invention, and will not be described. Note that the value of K is not limited to the value shown in FIG. 10, and is preferably optimized according to the characteristics of the photometric system of the camera and the target light source.
[0030]
When the sum of the maximum photometric signal component Vomax ′ and the dark current component Vopb detected by the photometric element 9 exceeds the saturation output voltage value Vov, the process proceeds from step 306 to step 314, where an overflow in the photometric area to be used has occurred. The number of areas is counted and set in the variable ovf. The minimum value of ovf is 1 (only one saturation region), and the maximum value is px (all regions used overflow).
In step 315, it is determined whether or not the overflow area number ovf is less than px / 16. If so, in step 316, the next accumulation time int is set to one half of the previous accumulation time. In step 317, it is determined whether or not the overflow area number ovf is less than px / 8. If so, in step 318, the next accumulation time int is set to ¼ of the previous accumulation time. Further, in step 319, it is determined whether or not the overflow area number ovf is less than px / 4. If so, in step 320, the next accumulation time int is set to 1/8 of the previous accumulation time. In step 321, it is determined whether or not the overflow area number ovf is less than px / 2. If so, in step 322, the next accumulation time int is set to 1/16 of the previous accumulation time. When the overflow area number ovf is greater than or equal to px / 2, it is determined in step 323 whether or not the previous photometry is the first photometry after the power is turned on. If so, the next photometry is performed as described in FIG. Since the result is used for proper exposure calculation regardless of validity / invalidity, a short 20 μS is set for the next accumulation time in step 324 so as not to overflow.
In the case where the photometric data has overflowed, as can be seen from step 315 to step 322, the larger the number of overflowed photometric areas, the brighter the field is considered and the next accumulation time is set from the previous time. Also try to keep it short.
[0031]
FIG. 11 is a routine for adjusting the gain of the output circuit 29 in the photometry element 9 at the next photometry.
In step 107 of FIG. 6, this routine is executed following the next accumulation time calculation routine shown in FIG. In step 401, it is determined whether or not the gain setting of the output circuit 29 is the gain L. If the gain is L, the process proceeds to step 402, and it is determined whether or not the next accumulation time int is longer than int_L_max. Here, int_L_max is a threshold value for gain switching, and a numerical value of about 40 mS may be substituted. When the next accumulation time int is larger than int_L_max, the process proceeds to step 403. At the next photometry, the gain is switched to gain H, and the accumulation time int is set to one-fourth of the value obtained by the accumulation time calculation routine of FIG.
On the other hand, when the gain H is currently set, the process proceeds from step 401 to step 404, and it is determined whether or not the next accumulation time int is smaller than int_H_min. If int <int_H_min, the process proceeds to step 405, the gain at the next photometry is switched to L, and the accumulation time int is set to four times the value obtained by the accumulation time calculation routine of FIG. Here, a value of about 5 mS may be substituted for int_H_min. Further, the ratio between int_L_max and int_H_min is preferably a value of 4 times or more, which is the ratio of gain H / L. Accordingly, since the gain switching has a hysteresis characteristic, even if there is a slight fluctuation in the photometric data, the gain switching is frequently performed and the photometric data does not become unstable.
Next, in step 406, it is determined whether or not the next accumulation time is shorter than a predetermined minimum accumulation time int_min. If the next accumulation time is shorter, the accumulation time is clipped to int_min in step 407. Similarly, in step 408, it is determined whether or not the next storage time is longer than a predetermined maximum storage time int_max. If so, the storage time is clipped to int_max in step 409. In this embodiment, int_min is set to 10 μS and int_max is set to 100 mS. These values should be optimized according to the photometric optical system to be used, the photometric range, and the like.
[0032]
FIG. 12 is a flowchart showing an exposure calculation routine.
In step 113 in FIG. 6, this exposure calculation routine is executed. In step 501, it is determined whether or not the set photometry mode is the SP mode. If the SP mode is selected, the process proceeds to step 502, where the photometric data of the four photometric areas at the set spot positions are added to calculate the luminance value, and the appropriate exposure value is calculated based on the luminance value.
In step 503, it is determined whether or not the CW mode is set. If the CW mode is set, the process proceeds to step 504. In step 504, exposure calculation in the CW mode is performed. In the CW mode exposure calculation method, all 52 photometric data shown in FIG. 3 are added to calculate a luminance value, and an appropriate exposure value is calculated based on the luminance value. In this method, as described above, the influence of the high-luminance subject in the photometry area becomes dominant, so that a relatively stable appropriate exposure value can be obtained even if the accuracy of photometry data is lower than in the AMP mode.
On the other hand, when neither the SP mode nor the CW mode is selected, it is determined that the mode is the AMP mode and the process proceeds to step 505, where the OK flag is set (1), that is, the photometric data is valid in the validity determination in step 106 in FIG. It is determined whether or not there is a determination. Here, when the OK flag is cleared (0), that is, in the AMP mode and the validity of the photometric data is denied, it is predicted that the accuracy of the photometric data is low, and the process proceeds to step 504. Switch to exposure calculation in CW mode. If the validity determination is made in the AMP mode, the appropriate exposure calculation is performed by the known method described above in step 506 and the process is terminated.
[0033]
FIG. 13 is a flowchart showing a charge accumulation, data read and storage routine of the photometric element 9 executed in step 103 of FIG. In this embodiment, the address of the photometric area of the photometric element 9 shown in FIG. 3 is represented by a variable (i, j), and the photometric area (i1 ≦ i ≦ i2, i1 to j2) to (i2, j2). Photometric data j1 ≦ j ≦ j2) is A / D converted and stored in the memory 14.
If the SPC mode is selected as the metering mode, the process proceeds from step 601 to step 602, i1 = 7, j1 = 3, i2 = 14, j2 = 10 is substituted for the address variable, and the metering area in which the metering data is stored in the memory 14 As shown in FIG. 5A, a region indicated by a thick frame is set.
If the SPL mode is selected, the process proceeds from step 603 to step 604, i1 = 11, j1 = 3, i2 = 18, j2 = 10 are substituted into the address variable, and the photometric data is stored in the memory 14 as a photometric area. A region indicated by a thick frame is set in 5 (B).
If the SPR mode is selected, the process proceeds from step 605 to step 606, i1 = 3, j1 = 3, i2 = 10, j2 = 10 are substituted into the address variable, and the photometric data is stored in the memory 14 as a photometric area. A region indicated by a thick frame is set in 5 (C). When the SPT mode is selected, the process proceeds from step 607 to step 608, i1 = 7, j1 = 5, i2 = 14, j2 = 12 is substituted into the address variable, and the photometric data is stored in the memory 14 as a photometric area. A region indicated by a bold frame 5 (D) is set. If the SPB mode is selected, the process proceeds from step 609 to step 610, i1 = 7, j1 = 1, i2 = 14, j2 = 8 is substituted into the address variable, and the photometric data is stored in the memory 14 as a photometric area. A region indicated by a thick frame 5 (E) is set.
On the other hand, if an AMP mode or CW mode other than the above is selected, the process proceeds to step 611 where address variables i1 = 1, j1 = 1, i2 = 20, j2 = 12 are substituted, and the photometric data is stored in the memory 14. All photometry areas shown in FIG. 3 are set as photometry areas to be stored.
Next, in step 612, photometry is performed for the accumulation time calculated in the subroutine shown in FIG. When the accumulation is completed, the routine proceeds to step 613, where the address variables i, j are initialized to (1, 1). In the subsequent step 614, i1≤i≤i2 and j1≤j≤j2, that is, the photometric data is A / D converted. It is determined whether or not the photometric area is to be stored in the memory 14. As described with reference to FIG. 4, since the photometric data of each pixel corresponding to each photometric area is output in a predetermined order from the photometric circuit 10, it is determined whether the photometric data should be stored according to the output order of the photometric data. Can be determined. If it is a photometric area in which photometric data is to be stored, the process proceeds to step 615, and the photometric data is A / D converted by the A / D converter 13 and stored in the memory 14. On the other hand, if the photometric data is not to be stored, the data in that region is discarded and the process proceeds to step 616. In step 616, it is determined whether j = 12, and if j = 12, the process proceeds to step 617, j = 1 is substituted, and i is incremented. If j = 12, the process proceeds to step 618 and j is incremented. In step 619, it is determined whether or not i ≦ 20. If i ≦ 20, the process returns to step 614 and the above processing is repeated. If i> 20, reading of all the photometric data is completed, and the processing ends. .
[0034]
As described above, the photometry area in which the photometry data is to be stored is selected from a plurality of photometry areas according to the photometry mode, and only the photometry data of the selected area is stored in the memory 14, so that the object field is meticulously defined. In order to obtain a more optimal exposure value by metering, even if the photometry circuit 10 having a large number of photometry areas is used, only the photometry data of the necessary photometry area used for the exposure calculation according to the photometry mode is stored in the memory 14. As a result, the storage capacity of the memory 14 can be reduced, and the cost can be reduced.
In addition, since the photometric data of the selected area corresponding to the photometric mode is selected based on the output order of the photometric data of the charge storage type photometric circuit 10 such as a CCD and stored in the memory 14, it can be selected by a simple selection method. Only the photometric data of the area can be stored in the memory 14.
Further, the photometry data of the photometry area used for the exposure calculation and the photometry data of the photometry area used for the calculation of the charge accumulation time are stored in the memory 14, and the exposure calculation is performed based on the photometry data of the former photometry area. Since the charge accumulation time is calculated based on the photometric data in the photometric area, the charge accumulation type photometric circuit 10 having a large number of photometric areas in order to obtain a more optimal exposure value by finely measuring the object scene. Even if is used, only the photometry data of the photometry area used for the exposure calculation and the charge accumulation time calculation is stored in the memory 14, so that the memory capacity of the memory 14 can be reduced and the cost can be reduced.
Furthermore, when a partial metering mode such as spot metering mode or center-weighted metering mode is set to meter a part of the object scene, a wide range of metering areas including the metering area used for exposure calculation are charged. Since it is selected as a photometric area used for the accumulation time calculation, and the photometry data of the selected photometry area is stored in the memory 14 and used for the exposure calculation and the accumulation time calculation, there is a high brightness around the photometry area used for the exposure calculation. Even in the presence of a subject, the blooming phenomenon can be avoided.
In the above-described embodiment, an example in which a charge storage type photoelectric conversion element is used in the photometry circuit is shown. However, the photoelectric conversion element is not limited to the charge storage type, and an SPD light receiving element or the like may be used.
Further, the partial photometry mode is not limited to the spot photometry mode and the center-weighted photometry mode of the above-described embodiment.
[0035]
In the configuration of the above embodiment, the photometric circuit 10 is a photometric unit, the photometric mode setting unit 11 is a mode setting unit, the region determination unit 12 is a region selection unit and a control unit, the memory 14 is a storage unit, and an exposure calculation is performed. The unit 22 and the accumulation time setting unit 15 respectively constitute calculation means.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention of claim 1, in order to obtain a more optimal exposure value by finely measuring the object field, even if a photometric means having a large number of photometric areas is used, it corresponds to the photometric mode. Only the metering data of the necessary metering area used for exposure calculation etc. is stored in the memory means, the memory capacity of the memory means can be reduced, the cost can be reduced, and the metering data of the selected area with a simple sorting method Only can be stored in the storage means.further,The blooming phenomenon can be avoided even when a high-luminance subject exists around the photometric area used for the exposure calculation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of an embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a photometric optical system according to an embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a divided photometry area of a photometry element according to an embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a structure of a photometric element according to one embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a photometry area used for accumulation time calculation in the spot photometry mode.
FIG. 6 is a flowchart showing a photometry control program according to an embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing a photometric data validity determination routine;
FIG. 8 is a diagram for explaining a relationship between photometric data and a photometric dynamic range.
FIG. 9 is a flowchart showing a calculation routine for the next accumulation time.
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a previous accumulation time and a stability coefficient K.
FIG. 11 is a flowchart showing a gain adjustment routine of the photometric element.
FIG. 12 is a flowchart showing an exposure calculation routine.
FIG. 13 is a flowchart showing charge accumulation, A / D conversion, and storage operations.
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a conventional photometric device.
[Explanation of symbols]
1 Photo lens
2 Quick return mirror
3 Diffusion screen
4 condenser lens
5 Penta prism
6 Eyepiece
7 Photometric prism
8 Photometric lens
9 Photometric element
10 Photometric circuit
11 Metering mode setting section
12 Area determination unit
13 A / D converter
14 memory
15 Accumulation time setting section
16 Accumulation control unit
17 Effectiveness judgment part
18 First counter
19 Second counter
20 Calculation execution feasibility determination unit
21 Lens data
22 Exposure calculator
23 Exposure control unit
24 Aperture
25 Shutter
26 Imaging pixels
27 Correction pixels
28 V register
29 Output circuit
31 Metering circuit
32 A / D converter
33 Memory circuit
34 judgment part
35 Exposure calculator
36 Focus detection element
100 microprocessor

Claims

Charge storage type photometry means for dividing the object scene into a plurality of photometry areas and measuring the light and outputting the photometry data for each photometry area in a predetermined order;
Mode setting means for setting an arbitrary metering mode from a plurality of metering modes;
An area selecting means for selecting a photometric area in which photometric data should be stored in accordance with the photometric mode set by the mode setting means;
The screened photometric data of the photometric area selected by the area selecting means based on the output order of the photometric data outputted from the charge storage photometric means, a photometric device and a control means for storing in the storage means ,
The plurality of metering modes include a partial metering mode for metering a part of the object scene,
The area selecting means, when the partial photometry mode is selected by the mode setting means, selects a photometry area used for exposure calculation as a photometry area where the photometry data is to be stored, and a photometry area used for exposure calculation A wide range of photometry area including the photometry area used for calculating the charge accumulation time of the charge storage type photometry means,
The control means is based on the output order of the photometric data output from the charge accumulation type photometry means, and the photometry area used for the exposure calculation selected by the area selection means and the photometry area used for the calculation of the charge accumulation time Select and store data in the storage means,
A photometric device comprising arithmetic means for performing an exposure calculation and a charge accumulation time calculation based on photometric data stored in the storage means .