JPH0876186A

JPH0876186A - 分割測光素子及びこれを用いた露出制御装置

Info

Publication number: JPH0876186A
Application number: JP6208892A
Authority: JP
Inventors: Fumio Ishihara; 史生石原
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1994-09-01
Filing date: 1994-09-01
Publication date: 1996-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】２分割測光方式を用いながらも、主要被写体
の輝度値を高い確率で正確に検出することができる分割
測光素子と、この分割測光素子を用いて主要被写体に適
正露出を与えることができるようにした露出制御装置を
提供する。【構成】分割測光素子３２は、１．９ｍｍ×２．５ｍ
ｍのシリコンフォトダイオードからなり、中央部測光素
子３２ａと周辺部測光素子３２ｂとから構成されてい
る。中央部測光素子３２ａは、上底が０．２ｍｍ、下底
が０．５ｍｍ、高さが０．４ｍｍの台形状に形成され、
上底部が被写体画面３５の下辺から１．１ｍｍの高さに
位置するように配置される。周辺部測光素子３２ｂの上
方部は、被写体画面３５の上辺よりも０．３ｍｍ短く形
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被写体画面を中央部と
周辺部とに分割して被写体輝度を検出する測光素子と、
この測光素子により検出された被写体輝度に基づいて露
出制御を行う露出制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カメラに用いられる露出制御装置には、
その測光方式によって多種多様のものがあるが、最近で
はマルチパターン測光方式を採用した露出制御装置が増
えている。このマルチパターン測光方式は、被写体画面
を複数の測光エリアに分割して被写体輝度を測定するも
ので、この方式を用いた露出制御装置では、各測光エリ
ア間の輝度差や輝度分布パターンに基づいて主要被写体
の位置を推測するとともに、主要被写体が位置している
測光エリアの輝度値に基づいて主要被写体が適正露光量
となるように露出制御を行うようにしている。

【０００３】マルチパターン測光における被写体画面の
分割数や、分割された個々の測光エリアのパターンは様
々である。一般にマルチパターン測光方式では、測光エ
リアの分割数を増やし、各部分からの輝度値を適宜に考
慮して露光量を算出する方が良好な露出制御を行う上で
有利であるが、測光部の構造が複雑化してコストアップ
の原因になる。そこで、人物等の主要被写体が被写体画
面の中央部に位置する確率が極めて高いことから、被写
体画面の中央部分を測光する中央部測光素子と、被写体
画面の周辺部を測光する周辺部測光素子とを用いた２分
割測光方式を採用したカメラが種々知られている。この
２分割測光方式を採用すると、露出制御で最も問題とな
りやすい逆光シーンの判別を行うことが可能となり、順
光，逆光いずれのシーンでもほぼ満足できる撮影結果を
得ることができる。また、コスト負担もそれほど大きく
ないから、普及型のカメラに用いて好適である。

【０００４】一方、室内撮影や夜間撮影だけでなく、例
えば昼光下の逆光シーンであっても撮影可能となるよう
に、ストロボ装置を内蔵するカメラが知られている。ス
トロボ装置は、ストロボ放電管の発光により投光された
ストロボ光を被写体に向けて照射し、被写体輝度の不足
分を補うようにするものである。このようなストロボ装
置を内蔵するカメラにおいては、上述の露出制御装置と
ストロボ装置とを連携させて露光量が制御されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし２分割測光方式
では、特に逆光シーンでの露出制御に際しては、中央部
測光素子から得られた輝度値が大きな影響力をもつた
め、中央部測光素子の形状や大きさを適切なものにして
おく必要がある。例えば、中央部測光素子を小さくし過
ぎた場合には、これが主要被写体から外れやすくなって
主要被写体以外の部分を測光してしまい、逆に中央部測
光素子を大きくし過ぎた場合には、背景の一部など、主
要被写体以外からの光をも測光する結果となり、いずれ
にせよ適正露出が得にくくなる。

【０００６】また逆光シーンでの露出制御に際しては、
周辺部測光素子の輝度値に基づいて露出値が決定され、
主要被写体部分の不足光量分をストロボ光によって補う
ようにするのが一般的である。ところが、被写体画面内
に天空部を多く取り入れた強逆光シーンにおいては、こ
の強い光の影響によって測光値は不当に高輝度と認識さ
れてしまい、全体にアンダー露出になりやすいばかり
か、高輝度開放絞りが小絞りとなることによる制約か
ら、ストロボをフル発光させても主要被写体の不足光量
を補うことができず、結果として主要被写体の露光量を
適正量にまで補いきれなくなることがある。また順光シ
ーンの場合は、天空部の強い光の影響をうけることはな
いが、反射率の高い色、例えば白色の服を着用した人物
を主要被写体とした時には、中央部測光素子の輝度値は
実際値よりも大きな値に検出され、結果としてアンダー
露出になるという問題がある。

【０００７】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、２分割測光方式を用いながらも、主要被写体の輝度
値を高い確率で正確に検出することができる分割測光素
子と、この分割測光素子を用いて主要被写体に適正露出
を与えることができるようにした露出制御装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の分割測光素子は、被写体画面の中央部を測
光する中央部測光素子の形状を台形状にするとともに、
周辺部を測光する中央部測光素子の上方部に不感帯域を
形成したものである。また中央部測光素子の大きさは、
上底及び下底を被写体画面の横幅の８％長及び２０％
長、高さを被写体画面の長さの２０％長とするのがよ
く、上底部が被写体画面の下辺から５０〜６０％の高さ
に位置するように中央部測光素子を配置するのがよい。
さらに、周辺部測光素子の不感帯域は、被写体画面の長
さの上方部１５％長の領域とするのがよい。

【０００９】また、本発明の露出制御装置は、被写体画
面の中央部を測光する台形状の中央部測光素子と、被写
体画面の周辺部を測光するとともに上方部に不感帯域が
形成された周辺部測光素子とを設け、中央部測光素子か
ら得られた輝度値Ａが周辺部測光素子から得られた輝度
値Ｂよりも所定レベル以下であるときには逆光シーンで
あると判定し、予めメモリに書き込まれた補正係数βを
読み出し、Ｍ＝ｌｏｇ₂｛β２^A＋（１−β）２^B｝で求められる露光量Ｍで露出制御を行うようにするもの
である。また補正係数βは、順光シーンにおいては、０
≦β≦０．２の範囲内、逆光シーンにおいては、０．６
５≦β≦０．７５の範囲内の値にするのがよい。

【００１０】

【実施例】図５は、本発明の露出制御装置を備えたカメ
ラの一例を示すものである。カメラ１０には前面に撮影
レンズ１１、ストロボ発光部１２、被写体距離計測用の
投光窓１３及び受光窓１４、被写体輝度検出用の測光窓
１５、ファインダー対物窓１６が、上面にメインスイッ
チ１７、シャッターボタン１８が、さらに背面にファイ
ンダー接眼窓１９がそれぞれ設けられている。メインス
イッチ１７をオンにすると、各回路ユニットに電源が供
給されて撮影待機状態となる。以後、ファインダー接眼
窓１９から被写体を覗いてシャッターボタン１８を半押
しすると、自動的にピント合わせ及び測光が行われ、引
続きシャッターボタン１８を押し込むと撮影が行われ
る。

【００１１】図２は、本発明の露出制御装置の構成を示
すものである。露出制御装置２０は、測光部２１，露光
量算出部２２，露出制御部２３，ストロボ駆動制御部２
４，Ｅ²ＰＲＯＭ２５，及びコントローラ２６から構成
されている。測光部２１は、レンズ３１と分割測光素子
３２とからなり、図３に示すように、主要被写体３３を
含む被写体画面３５内を中央測光エリア３５ａと周辺測
光エリア３５ｂとの２つのエリアに分割して各エリア内
の輝度値を測定する。分割測光素子３２は、１．９ｍｍ
×２．５ｍｍのシリコンフォトダイオードからなり、図
１に示すように、中央測光エリア３５ａ内の輝度値を検
出する中央部測光素子３２ａと、周辺測光エリア３５ｂ
内の輝度値を検出する周辺部測光素子３２ｂとから構成
されている。

【００１２】中央部測光素子３２ａは、台形状に形成さ
れ、分割測光素子３２の中央部に配置されている。この
中央部測光素子３２ａの形状は、人物を主要被写体とし
た約３０００画面の被写体像を実際に取得した結果に基
づいて決定されたものであり、各被写体画面内において
主要被写体部分、特に顔から胸にかけた部分が位置する
確率の最も高かった領域の形状である。この中央部測光
素子３２ａは、上底が被写体画面の横幅の８％長、下底
が同２０％長、高さが被写体画面の長さの２０％長の大
きさとするのが好ましく、上底部が被写体画面の下辺か
ら５０〜６０％高に位置するように配置するのが好まし
い。なお本実施例においては、上底を０．２ｍｍ、下底
を０．５ｍｍ、高さを０．４ｍｍとし、上底部が被写体
画面３５の下辺部から１．１ｍｍの高さに位置するよう
に配置した。

【００１３】周辺部測光素子３２ｂは、中央部測光素子
３２ａの両側面部及び上面部を囲むように形成され、中
央部測光素子３２ａと接することがないように、境界部
を分離して形成されている。また周辺部測光素子３２ｂ
の上方部は、被写体画面の上方部１５％長程度の領域の
光を受光しないように形成するのが好ましく、本実施例
においては、被写体画面３５よりも０．３ｍｍ短くなる
ように形成した。

【００１４】コントローラ２６は、測光部２１の測光値
に応じて中央測光エリア３５ａ及び周辺測光エリア３５
ｂの各輝度値を求めるとともに、得られた輝度値に基づ
いて撮影シーンが順光あるいは逆光のいずれであるかを
判別する。

【００１５】露光量算出部２２は、各測光エリア３５
ａ，３５ｂ内の輝度値に基づいて、露出値設定用の露光
量を算出する。露出値設定用の露光量Ｍは、式Ｍ＝ｌｏｇ₂｛β２^A＋（１−β）２^B｝により算出される。なお、式中Ａは中央測光エリア３５
ａ内の輝度値、Ｂは周辺測光エリア３５ｂ内の輝度値、
βは補正係数を表す。また補正係数βは、順光あるいは
逆光の撮影シーンごとに予め設定されており、各値がＥ
²ＰＲＯＭ２５に書き込まれている。

【００１６】露出値設定用の露光量Ｍは被写体画面３５
内の重み付け露光量であり、補正係数βは中央測光エリ
ア３５ａ内の輝度値の“重要度”を表している。露出値
は、順光シーンにおいては被写体画面全体の平均露光
量、逆光シーンにおいては高輝度の背景部の露光量に応
じて設定されるのが一般的である。順光シーンにおいて
は、主要被写体部分と背景部分との輝度差があまりない
ので、露出値を設定するための露光量Ｍは、被写体画面
３５全体に占める割合の大きな背景部分の輝度値、すな
わち周辺測光エリア３５ｂ内の輝度値に重点が置かれた
値にするのがよい。したがって、補正係数βは小さな値
に設定されればよく、０≦β≦０．２の範囲内の値とす
るのが好ましい。また逆光シーンにおいては、露光量Ｍ
は背景部分の強い光の影響を抑え、全体に低輝度適性に
なるほうが望ましいので、主要被写体部分の輝度値、す
なわち中央測光エリア３５ａ内の輝度値に重点が置かれ
た値にするのがよい。したがって、補正係数βは大きな
値に設定されればよく、０．６５≦β≦０．７５の範囲
内の値とするのが好ましい。なお、本実施例において
は、順光シーンにおける補正係数βの値を「０．１８７
５」に、また逆光シーンにおける補正係数βの値を
「０．６８７５」に設定した。

【００１７】露出制御部２３は、露光量算出部２２で算
出された露光量Ｍに基づいて、撮影レンズ１１の背後に
設けられたプログラムシャッター３６の開放量と開放時
間とを調節し、写真フイルム３７への露光量が適正量と
なるように露出制御を行う。また、ストロボ駆動制御部
２４は、露出制御部２３で設定された露出値に応じてて
主要被写体３３部分の露光量が適正量となるようにスト
ロボ装置３９の発光タイミング及び発光量を調節する。

【００１８】以上のように構成された露出制御装置の作
用について説明する。カメラ１０のメインスイッチ１７
をオンにすると、各回路ユニットに電源が供給されて撮
影待機状態となる。そして、ファインダー接眼窓１９か
ら被写体を覗いてシャッターボタン１８を半押しする
と、露出制御装置２０が作動を開始し、主要被写体３３
が適正露光量となるように、露出制御が行われる。

【００１９】露出制御は、図４に示すフローに従って行
われる。まず、測光部２１が被写体画面３５を中央測光
エリア３５ａと周辺測光エリア３５ｂとに分割して測光
し、各測光エリア３５ａ，３５ｂ内の測光値をコントロ
ーラ２６に送出する。この際、中央部測光素子３２ａが
台形状に形成され、被写体画面３５内に位置決めされた
主要被写体３３の顔から胸にかけた部分と一致するよう
に配置されているので、背景部の輝度値に影響されるこ
となく、主要被写体３３部分の輝度値をほぼ正確に測定
することができる。また、周辺部測光素子３２ｂの上方
部が被写体画面３５よりも１５％長短く形成されている
ので、天空部の強い光の入光を抑え、背景部の適正な輝
度値が検出される。

【００２０】コントローラ２６は、入力した測光値に基
づいて各測光エリア３５ａ，３５ｂ内の輝度値Ａ，Ｂを
求めるとともに、得られた輝度値Ａ，Ｂに基づいて撮影
シーンが順光あるいは逆光のいずれであるかを判別す
る。撮影シーンの判別は、中央部の輝度値Ａに規定値δ
を加算した値と周辺部の輝度値Ｂとの比較により行われ
る。コントローラ２６は、輝度値Ａに規定値δを加算し
た値よりも輝度値Ｂの方が小さい時には順光シーン、輝
度値Ｂの方が大きい時には逆光シーンであると判別す
る。なお、規定値δは逆光判断レベル値であり、３．０
以下の値で任意に設定されている。

【００２１】次に、コントローラ２６は露光量算出部２
２を作動させ、露出値設定用の露光量Ｍを算出する。露
光量算出部２２では、まずＥ²ＰＲＯＭ２５から撮影シ
ーンに応じた補正係数βの値が読み出される。そして、
中央測光エリア３５ａ内及び周辺測光エリア３５ｂ内の
各輝度値Ａ，Ｂと補正係数βとが、式Ｍ＝ｌｏｇ₂｛β２^A＋（１−β）２^B｝に代入されて露光量Ｍが算出される。

【００２２】撮影シーンが順光シーンである場合には、
補正係数βが「０．１８７５」と小さな値に設定され、
中央測光エリア３５ａ内の輝度値Ａの影響力が抑えられ
ているので、主要被写体３３部分の反射率に影響される
ことのない適切な露光量Ｍを得ることができる。他方、
逆光シーンである場合には、補正係数βが「０．６８７
５」と大きな値に設定され、周辺測光エリア３５ｂ内の
輝度値Ｂの影響力が抑えられているので、露光量Ｍが天
空部の強い光の影響によって不当に大きくなることがな
い。

【００２３】露光量Ｍが算出されると、露出制御部２３
では露光量Ｍに応じてプログラムシャッター３６の開放
量と開放時間とが決定される。またストロボ駆動制御部
２４では、露出制御部２３で決定された露出値に基づい
て、主要被写体３３部分の露光量が適正量となるように
ストロボ装置３９の発光タイミング及び発光量が設定さ
れる。この際、順光シーン及び逆光シーンのいずれの場
合においても、被写体画面３５内の強い光に影響される
ことなく露光量Ｍが適正な値に算出されるので、露光量
が不当に少なくなることが防止され、ストロボ装置３９
の発光量も限界値を越えることがない。

【００２４】撮影者が半押し状態のシャッターボタン１
８を押し込むと、露出制御部２３はプログラムシャッタ
ー３６を設定された開放量と開放時間とで駆動させて露
出制御を行う。同時に、ストロボ駆動制御部２４は、設
定された発光タイミングでストロボ装置３９を発光させ
るとともに、その発光量を調節する。プログラムシャッ
ター３６及びストロボ装置３９が正常に作動されると、
写真フイルム３７には適正量の被写体光が露光され、良
好な潜像が形成される。

【００２５】次に、順光シーンにおいて、反射率の高い
白色の服を着用した人物を主要被写体とした被写体像を
本発明の分割測光素子を用いて測定した結果と、反射光
式の露出計を用いて測定した結果とを比較してみた。露
出計による主要被写体部の測光値が「１５」であったの
に対し、本発明の分割測光素子は、中央部測光素子の測
光値が１４〜１５程度の値となった。この結果のよう
に、両測定値がほぼ一致していることから、本発明の分
割測光素子、特に中央部測光素子は、主要被写体部分の
輝度値を適切に測定していることが確認できた。

【００２６】次に示した表１は、順光シーンでの中央測
光エリア及び周辺測光エリア内の各輝度値Ａ，Ｂを一定
値に固定し、補正係数βの値を変化させて露光量Ｍを算
出した結果をまとめたものである。なお、中央測光エリ
ア内の輝度値Ａを「１５」、周辺測光エリア内の輝度値
Ｂを「１２」として露光量Ｍの算出を行った。

【表１】

【００２７】順光シーンにおいては、露光量Ｍは、周辺
測光エリア内の輝度値Ｂに近い値となることが望まし
い。表１の結果をみてみると、補正係数βの値が０．２
以下であるときに、露光量Ｍは輝度値Ｂに対し「−１１
／４Ev」程度の値となっていることがわかる。この値
は、フイルムのラチチュードを考えると適正値の許容範
囲内であると考えられる。したがって、順光シーンにお
いては、補正係数βの値は０．２以下に設定すればよい
ことになる。

【００２８】ここで、反射率の高い白色の服を着用した
人物を主要被写体とした約２００画面の被写体像を、本
発明の分割測光素子を用いて測光し、各被写体画面ごと
に補正係数βの値を変えて実写を行ってみた。この結
果、補正係数βの値が大きくなるほどアンダーＮＧとな
る写真が多くなるが、補正係数βの値が０．２以下であ
るときには、ほとんどの写真が適正写真となり、表１の
結果を裏付けることが確認できた。

【００２９】次に示した表２は、逆光シーンでの中央測
光エリア及び周辺測光エリア内の各輝度値Ａ，Ｂを一定
値に固定し、補正係数βの値を変化させて露光量Ｍを算
出した結果をまとめたものである。なお、中央測光エリ
ア内の輝度値Ａを「１１」、周辺測光エリア内の輝度値
Ｂを「１４」として露光量Ｍの算出を行った。

【表２】

【００３０】逆光シーンにおいては、露光量Ｍは、中央
測光エリア内の輝度値Ａと近似した値となることが望ま
しい。表２の結果をみてみると、補正係数βの値が０．
６以上であるときに、露光量Ｍは輝度値Ａに対し「＋２
Ev」程度の値となっていることがわかる。この値は、フ
イルムのラチチュードを考えると、適正値の許容範囲内
であると考えられる。したがって、逆光シーンにおいて
は、補正係数βの値は０．６以上に設定すればよいこと
になる。また、強逆光シーンや窓際逆光シーンでは、補
正係数βの値を０．９程度まで大きくしたほうがよい。

【００３１】また、擬似逆光シーンである白バック、主
要被写体黒服シーンでは、補正係数βの値が大きいと背
景の白バックがトンでしまい、黒服自体もオーバーな描
写となってしまう。このシーンに対する解決策は、補正
係数βの値を小さくすることであるが、他の逆光シーン
の良画率との関係もあるので、あまり小さくはできな
い。約１０００シーンの逆光シーン及び擬似逆光シーン
に対し、補正係数βの値を変えて実写を行ってみた。こ
の結果、補正係数βの値が小さくなるほどアンダーＮＧ
となる写真が多くなるが、補正係数βの値が０．６５以
上であるときには、ほとんどの写真が適正写真となっ
た。また、補正係数βの値が０．７５以下であれば、擬
似逆光シーンにおいて特に問題となる写真は存在しなか
った。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明の分割測光素子に
よれば、中央部測光素子を被写体画面内における主要被
写体部分上、しかも顔から胸にかけた部分と高い確率で
重なるような形状としたので、主要被写体部分の輝度値
をほぼ正確に測定することができる。また周辺部測光素
子は被写体画面の上方部の光を受光しないようにしてあ
るので、その測光値は天空部の強い光の影響を受けて不
当に大きな値となることがなくなる。

【００３３】また、本発明の露出制御装置によれば、撮
影シーンに応じて中央測光エリア及び周辺測光エリアの
各輝度値の重要度を変えて露出値設定用の露光量を演算
するので、被写体画面内の強い光の影響によって露光量
が大きな値になることを防止し、適正な露出値を設定す
ることができる。しかも、用いる測光エリアの形状や大
きさが変わっても、メモリ内に記録しておく補正係数の
値を変更するだけで対応でき、演算式やプログラムを変
更することなく、そのまま流用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分割測光素子の構成を示す説明図であ
る。

【図２】露出制御装置の構成を示す説明図である。

【図３】中央測光エリアと周辺測光エリアとの配置を示
す説明図である。

【図４】露出制御シーケンスを示すフローチャートであ
る。

【図５】本発明の露出制御装置を備えるカメラの外観斜
視図である。

【符号の説明】

２０露出制御装置２１測光部２２露光量算出部２３露出制御部２５Ｅ²ＰＲＯＭ３２分割測光素子３２ａ中央部測光素子３２ｂ周辺部測光素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体画面の中央部と周辺部とを各々個
別に測光する中央部測光素子と周辺部測光素子とからな
り、前記中央部測光素子が台形状に形成されているとと
もに、前記周辺部測光素子の上方部には不感帯域が形成
されていることを特徴とする分割測光素子。
【請求項２】前記中央部測光素子は、上底及び下底が
前記被写体画面の横幅の８％長及び２０％長、高さが被
写体画面の長さの２０％長であることを特徴とする請求
項１記載の分割測光素子。
【請求項３】前記中央部測光素子は、その上底部が被
写体画面の下辺から５０〜６０％の高さに位置するよう
に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項
２記載の分割測光素子。
【請求項４】前記周辺部測光素子の不感帯域は、前記
被写体画面の長さの上方部１５％長の領域であることを
特徴とする請求項１ないし請求項３記載の分割測光素
子。
【請求項５】被写体画面の中央部を測光する台形状の
中央部測光素子と、被写体画面の周辺部を測光するとと
もに上方部に不感帯域が形成された周辺部測光素子とを
備え、中央部測光素子から得られた輝度値Ａが周辺部測
光素子から得られた輝度値Ｂよりも所定レベル以下であ
るときには逆光シーンであると判定し、予めメモリに書
き込まれた補正係数βを読み出し、Ｍ＝ｌｏｇ₂｛β２^A＋（１−β）２^B｝で求められる露光量Ｍで露出制御を行うことを特徴とす
る露出制御装置。
【請求項６】前記補正係数βは、順光シーンにおいて
は、０≦β≦０．２の範囲内、逆光シーンにおいては、
０．６５≦β≦０．７５の範囲内の値であることを特徴
とする請求項５記載の露出制御装置。