JPH0275285A - カメラにおけるシャッタ速度決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の要約 絞り開口が大きいとき（たとえばＦ値が２．８以下）の
ように開放付近ではレンズの周辺光量低下の影響を受け
やすくなるため、設定Ｆ値に対して実効Ｆ値が大きくな
る。そしてこの度合いがズーム倍率に応じて変化する現
象がある。そこで。

ズーム倍率に応じて補正することにより、適正な露光量
か得られるようにする。

発明の背景 この発明は、絞りおよびズーム・レンズを含む撮像光学
系と、この撮像光学系からビーム・スプリッタにより分
離されかつ被写体輝度を測定する測光素子を含む測光光
学系とを備えたカメラにおいて、シャッタ速度（シャッ
タによる有効露光時間）を決定する方法に関する。

カメラの撮像レンズでは周辺光量低下の影響により、絞
りの開口面積と透過光量の比例関係が成立しない。この
傾向は小絞りのときには無視できる程度だが、開放絞り
に近づくにつれて顕著となる。またズーム・レンズを使
用する場合にもこの傾向は現われており、このときには
ズーム・レンズの位置によって周辺光量低下の影響が変
化する。たとえば第６図は横軸に絞りで設定したＦ値を
とり、縦軸にそのときの実効Ａ　値と絞りＦ値■ に対応するＡ　値との差をとったものである。こ■ の図で実線で示すグラフかズーム・レンズにおけるＴｅ
１ｅ端のときを、破線で示すグラフがＷｉｄｅ端のとき
をそれぞれ示している。このようにＦ値が２．８のとき
に補正の必要性か生じているが、ズーム・レンズの位置
によりその補正値が異なる。

とくにこれらの影響はＣＣＤなとの固体撮像素子を用い
た電子スチル・カメラにおいて無視し得ないものとなっ
ている。

発明の概要 この発明は、絞り開放またはこれに近い絞り値において
、ズーム倍率に依存する誤差を補正して、適正な露光量
が得られるようにシャッタ速度を決定する方法を提供す
るものである。

この発明によるシャッタ速度の決定方法は、絞りおよび
ズーム・レンズを含む撮像光学系と、この撮像光学系か
らビーム・スプリッタにより分けられかつ被写体の輝度
を測定する測光素子を含む測光光学系とを備えたカメラ
において、上記ｆｌｌ！Ｉ光素子の測定輝度をズーム倍
率に応じて補正し、この補正された輝度値を用いて露光
量を算出し、この算出された露光量からシャッタ速度と
絞り値を求め、この絞り値が周辺光量の低下による影響
を補正すべきである場合に、絞り値をズーム倍率に応じ
て実効絞り値に補正し、この実効絞り値と算出した露光
量とに基づいて最終的なシャッタ速度を決定することを
特徴とする。

この発明によると、上記、Ａ１１ｊ光素子の測定輝度が
ズーム倍率に応じて補正されることにより測光光学系に
おいて生じる誤差が補正され、開放付近の絞り値で露光
を行なう場合、絞り値がズーム倍率に応じて補正される
ことにより撮像光学系において生じる誤差か補正され、
このようにして補正された輝度、絞り値を用いてシャッ
タ速度が決定されるので、いかなる絞り値、いかなるズ
ーム倍率においても常に適正な露光量か得られ、適正な
撮影か可能となる。

実施例の説明 以下この発明を電子スチル・カメラ（スチル・ビデオ・
カメラ）に適用した実施例について説明する。

第２図は電子スチル・カメラの撮影動作に関係する部分
のみを取出して示すものである。撮影制御装置３０は、
ＣＰＵ（たとえばマイクロプロセッサ）、そのプログラ
ムおよび必要なデータを記憶するメモリ（ＲＡＭ、ＲＯ
Ｍ等）、ならびに必要なインターフェイス回路から構成
され、フォーカシング、絞り、シャッタ速度、ズーム等
の撮影に関する制御を行なう。この撮影制御装置３０の
ＣＰＵはサブＣＰＵであり、電子スチル・カメラの全体
的な動作を統括するメインＣＰＵ　（図示路）と交信し
、メインＣＰＵからの指令に応じて動作する。

撮像光学系は、ズーム・レンズ系３１．被写体像を結像
させるための撮像レンズ系３２．絞り３３．赤外線遮断
フィルタ３５およびシャッタ３６から構成されている。

測光光学系は測光素子５１および入射光の一部を測光素
子５１に入射させるために偏向するビーム・スプリッタ
３４を含んでいる。測光素子５１から出力される被写体
の輝度を表わす信号は対数増幅器５２を経て撮影制御装
置３０に入力する。撮影制御装置３０によって、後述す
るように測光素子５１によって検出された被写体輝度に
基づいて絞り値およびシャッタ速度を算出する処理、決
定された絞り値に基づく絞り３３の制御、同じく決定さ
れたシャッタ速度に基づくシャッタ３６の開閉制御が行
なわれる。

絞り３３の開閉はドライバ４７によって駆動される絞り
モータ４８によって行なわれる。絞り３３の開。

閉の限界位置を検出するためのスイッチ４９も設けられ
ている。シャッタ３Ｂの先幕、後幕のラッチ解除はソレ
ノイド５６．５７によって、シャッタの巻」二げはドラ
イバ５３によって駆動されるシャッタ・モータ５４によ
ってそれぞれ実行される。モータ５４の回転角度はロー
タリイ・エンコーダ５５て検出され、装置３０にフィー
ドバックされる。

さらに、ズームの程度を入力するためのテレ。

ワイド・スイッチ３８．３９からの信号に応答して制御
装置３０によってドライバ４１を介してズーム・モータ
４２が駆動され、ズーム・レンズ３１か動かされて所定
のズーム倍率が設定される。モータ４２の回転角は、ロ
ータリイ・エンコーダ４３によって検出され、装置３０
にフィードバックされる。ズーム・レンズ３１の位置（
ズーム倍率）は位置検出装置４４によって検出される。

この実施例では位置検出装置４４は６個の位置センサを
含み、これによってズーム・レンズ３１の位置が６点に
おいてディスクリートに検出される。６個の位置センサ
による検出位置をＰ　　（Ｔｅｌｅ）、　　Ｐ　　、　
　Ｐ　　、　　Ｐ４゜Ｐ５．Ｐ６（１１１１ｄｅ）とす
る。これらの検出位置は制御装置３０に入力する。

カラー・センサ６１の色検出信号はホワイト・ノくラン
ス処理回路６２において所定の処理が加えられたのち装
置３０に入力する。このホワイト・）＜ランス・データ
は信号処理回路（図示略）においてＲ，Ｇ、Ｂ信号の増
幅利得制御のために用いられる。

被写体までの距離を測定するために、赤外光発光ダイオ
ード６３とのその反射光を受光する受光素子６４が設け
られ、受光素子６４の出力信号に基づいてフォーカシン
グ処理回路６５て被写体までの距離を表わすデータが得
られる。このデータを用いて装置３０の制御の下にドラ
イバ４５を介してオート・フォーカス・モータ４６が駆
動され、フォーカシング制御が行なわれる。

撮像光学系の焦点面には、たとえばＣＣＤなとの２次元
撮像セル・アレイからなる３原色用の固体電子撮像デイ
バイス３７が配置されている。

シャッタ３６が開かれたときに撮像デイバイス３７に蓄
積された画像データは、信号処理回路から与えられる垂
直、水平同期信号に同期してシリアルなスチル・ビデオ
信号（Ｒ，Ｇ、Ｂ）として読出され、信号処理回路に入
力する。このスチル・ビデオ信号は信号処理回路におい
て、ＦＭ変調を含む−７＝ 所定の処理が加えられたのち、よく知られているように
ビデオ・ディスクに磁気記録される。

絞り値Ａ　（もしくはＦ値）または露出の時間■ 値Ｔ　（もしくはシャッタ速度Ｔ）は、よく知ら■ れているように２次式にしたがって決定される。

Ｅｖ　−Ｂ　　＋　Ｓｖ ■ −Ａ＋ＴＶ　　　　　・・・（１） ■ ここでＥ　は露光量、Ｂ　は被写体の輝度値。

ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　■Ｓ　はフィルム
またはＣＣＤ　（撮像デイバイス■ ３７）の感度を表わす。

上述したように設定絞り値Ａ　が小さいときに■ は周辺光量低下の影響によって測光素子による測定輝度
Ｂ　に誤差が生じる。また、ズーム倍率を■ 変えたときには測定輝度Ｂ　に誤差か生じるとと■ もに絞り値Ａ　と実効絞り値との間に誤差が生じ■ る。この発明ではズーム倍率の変化に基づく」二記の誤
差を次のようにして補正する。

この実施例では開放Ｆ値が２．８のレンズを用い、絞り
Ｆ値が２．８の場合についてのみ補正を行なうものとす
る。というのは、この実施例においでは絞り値か２．８
，４．・・・のようにディスクリートに設定されており
、かつ絞りＦ値が２，８よりも大きい場合、たとえばＦ
＝４においては用いられるレンズの周辺光量の影響があ
まり問題とならないためである。もちろん、Ｆ＝２．８
以外の場合にも同じように補正処理を行なってもよい。

この補正処理手順が第１図に示されている。この処理は
制御装置３０のＣＰＵによって行なわれる。まず絞り開
放の状態で測光素子５１による測定輝度Ｂ　か読込まれ
る（ステップ１１）。次にスＯ チップ１２以下の補正処理に進む。

補正処理では」二連の位置検出装置４４からの検出信号
に基づいてそのときのズーム倍率が検出される（ステッ
プ１２）。ズーム倍率は上述したズーム・レンズ３１の
位置Ｐ　−Ｐ６によって表わされす る。第３図に示すように、ズーム倍率に応じて輝度値の
補正値があらかじめ測定され、制御装置３０のメモリに
テーブルとして格納されている。このＢ　値補正テーブ
ルはたとえば次のようにして設■ 定される。標準光源を用い、まず位置Ｐ　１（Ｔｅｌｅ
）においでＢ　　＝３に対応する所定の出力電圧とな■ るように対数増幅器５２のレベルを調節し、ズーム・レ
ンズ３１を次に位置Ｐ、、Ｐ　　に変えな２　　”６ がら測光素子５１の出力値に基づいて測定輝度に加算す
べき（または減算すべき）補正値ΔＢｖ２’・・、ΔＢ
ｖ６か求められる。対数増幅器５２は、標準光源を用い
て所定の輝度変化に対して所定の出力電圧の変化を生じ
るようにあらかじめゲイン調整されている。

したがってステップ１３では、絞り開放における測定輝
度Ｂｖｏに、そのときの検出した位置Ｐｎ（ｎ＝１〜６
）に対応するＢ　補正値ΔＢ　を第Ｖ　　　　　　　　
　　　　　　　ｖｎ３図のテーブルから読出して加算す
ることにより補正された輝度Ｂ　が得られる。続いてこ
の輝■ 度Ｂ　と既知の感度Ｓ　を用いて上式によって露Ｖ　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｖ光量Ｅ　が算
出される。（Ｅ　　＝Ｂ　　＋Ｓ　　、スｖ　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｖ　　　
　　　　　ｖ　　　　　　　　ｖテップ１４）。

次に算出されたＥ　値とプログラム線図により■ Ｔ　値およびＡ　値が仮に決定される（ステップｖ　　
　　　　　　　　　　　　　Ｖ １５）。このＴ　値およびＡ　値の求め方は次の通ｖ　
　　　　　　　　　　　　　　ｖ りである。第５図において破線は単写モードにおける設
定された線図を、実線は連写モードにおける設定された
線図をそれぞれ示している。

すなわち、このプログラム線図と算出された露光値Ｅ　
との交点（たとえばＥ　　−Ｉｌｌの場合には■■ ＡＶ＝３．ＴＶ＝５）に対応する時間値Ｔ、が求められ
るのである。

次に、ステップ１６に進んで、Ａ　値が４以上で■ あれば補正を必要としないので、仮に決定したＡＶ値お
よびＴＶ値で、そのまま露光が行なわれる。一方、Ａ、
値が３となった場合には、ズーム位置に応じたＡ　補正
値によって補正を行なうこ■ とになる（ステップ１７）。

このときのＡ　補正値をΔＡ　とすると、真の■　　　
　　　　　　　　　　　　　ｖｎＡＶ値は＋　Ａ　ｖ−
３千ΔＡｖｎとなる。ここで。

ΔＡＶｎの求め方は次の通りである。すなわち、第４図
に示すように絞りＡ　値についてもズーム・■ レンズ３１の位置（ズーム倍率）に対応してその補正値
ΔＡ　　、・・・、ΔＡｖ６があらかじめ設定され。

上記メモリにＡ　補正テーブルとして格納されて■ いる。そこでステップＪ７では、そのときの検出された
位置Ｐ　に応じて補正値ΔＡ　が読出されｎ　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｖｎる。し
たがって、先に仮に決定したＴ　をＴ　とｖ　　　　　
　　ｖＯ すると、上記した第（１）式より。

Ｅ　　＝Ａ　　＋Ｔ ｖ　　　　　　　ｖ　　　　　　　ｖ Ｔ　　　　＝Ｅ　　　　−Ａ ｖ　　　　　　　ｖ　　　　　　　ｖ −Ｅ　−（３＋ΔＡ　） Ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　ｖｎ＝Ｅ　−３−
ΔＡｖｎ ■ よって、ステップ１７に示すようにＴ　　＝Ｔ　　−Ｖ
　　　　　　ｖＯ ΔＡ　となる。

ｖｎ こうして求められたＴ　値により露光を行なえ■ ばＦ値のずれを補正した適正な露光を実現することがで
きる。

上記実施例ではズーム倍率をディスクリートな位置Ｐ　
で表わしているが、エンコーダ４３等の出力に基づいて
連続的なズーム倍率を得るようにしでもよい。また本発
明は絞りもディスクリートな絞りを用いたものに限られ
ず、連続的な絞りを用いた場合にも適用可能である。Ｂ
　補正値、ＡＶ■ 補正値もテーブルに限らずＦ値とズーム倍率を変数とす
る近似式等を用いて表わしてもよいのはいうまでもない
。第５図のプログラム線図もまた演算式で表わすことが
可能なのはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による補正をともなうシャッタ速度決
定処理の一例を示すフロー・チャートである。 第２図は電子メチル・カメラの撮影動作を行なう部分を
示すブロック図である。 第３図はＢ　補正値テーブルの一例を、第４図■ はＡ　補正値テーブルの一例を、第５図はプログ■ ラム線図の一例をそれぞれ示している。 第６図はズーム・レンズ位置により周辺光量低下の影響
が変化する様子を示すグラフである。 ３０・・・撮影制御装置。 ３１・・・ズーム争レンズ。 ３４・・・ビーム・スプリッタ。 ４４・・・位置検出装置。 ５１・・・測光素子。 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 絞りおよびズーム・レンズを含む撮像光学系と、この撮
   像光学系からビーム・スプリッタにより分けられかつ被
   写体の輝度を測定する測光素子を含む測光光学系とを備
   えたカメラにおいて、上記測光素子の測定輝度をズーム
   倍率に応じて補正し、 この補正された輝度値を用いて露光量を算出し、 この算出された露光量からシャッタ速度と絞り値を求め
   、 この絞り値が周辺光量の低下による影響を補正すべきで
   ある場合に、絞り値をズーム倍率に応じて実効絞り値に
   補正し、 この実効絞り値と算出した露光量とに基づいて最終的な
   シャッタ速度を決定する、 カメラにおけるシャッタ速度決定方法。