JPH095821A - 測光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被写界の輝度変化に追従し、電源投入直後に
も適正露出値が算出可能な測光装置を提供する。 【構成】 繰り返し被写界を測光する測光手段１０と、
測光手段１０の測光値が適正レベルか不適正レベルかを
判定するレベル判定手段１７と、レベル判定手段１７に
よる判定結果に基づいて測光手段１０の測光値による露
出演算を行うか否かを決定する演算実行決定手段２０と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被写体の輝度を測定する
測光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】被写体の輝度を測定する測光装置が知ら
れている。この種の測光装置では、ＳＰＤ（シリコンフ
ォトダイオード）受光素子により被写体の輝度を測定
し、シグナルアンプにより増幅して輝度信号を出力す
る。シグナルアンプは高（Ｈ）、低（Ｌ）２種類の増幅
ゲインが用意されており、通常は低い方のゲインＬが選
択されている。ゲインＬで増幅された輝度信号は基準レ
ベルと比較され、基準レベル以上であれば適正レベルで
あるとして露出演算に用いられ、適正露出値が算出され
る。一方、輝度信号が基準レベルよりも低い場合は、不
適正レベルであるとしてシグナルアンプの増幅ゲインが
Ｈに切り換えられ、ゲインＨで増幅された輝度信号がふ
たたび基準レベルと比較される。そして、ゲインＨで増
幅された輝度信号が基準レベル以上であれば適正レベル
であるとして露出演算が行なわれるが、まだ基準レベル
よりも低い場合は露出演算は行なわれない。

【０００３】しかしながら、上述した従来の測光装置で
は、シグナルアンプによりゲインＨで増幅された輝度信
号が適正レベルになるまで露出演算が行なわれないの
で、被写界が暗い場合には長時間適正露出値が算出され
ず、被写界の輝度変化に応答できないという問題があ
る。また、従来の測光装置では、電源投入直後には輝度
信号が適正レベルになるまでは適正露出値が算出され
ず、すぐに撮影を行なうことができないのでシャッター
チャンスを逃してしまうという問題がある。

【０００４】本発明の目的は、被写界の輝度変化に追従
し、電源投入直後にも適正露出値が算出可能な測光装置
を提供することにある。

【０００５】

【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、繰り返し被写界を測光する測光
手段と、前記測光手段の測光値が適正レベルか不適正レ
ベルかを判定するレベル判定手段と、前記レベル判定手
段による判定結果に基づいて前記測光手段の測光値によ
る露出演算を行うか否かを決定する演算実行決定手段と
を備える。請求項２の測光装置は、前記演算実行決定手
段によって、前記レベル判定手段により所定の回数連続
して不適正レベルと判定された時は前記測光手段の測光
値が不適正レベルであっても露出演算の実行を決定する
ようにしたものである。請求項３の測光装置は、前記演
算実行決定手段によって、電源投入後に前記測光手段に
より所定回数の測光が行なわれ、前記レベル判定手段に
より電源投入後の測光値がすべて不適正レベルと判定さ
れた時は、前記測光手段の測光値が不適正レベルであっ
ても露出演算の実行を決定するようにしたものである。
請求項４の測光装置は、前記レベル判定部の判定結果に
応じた露出演算を行なう露出演算手段を備える。請求項
５の測光装置の前記測光手段は電荷蓄積型の測光素子を
有し、前記測光素子の電荷蓄積時間を制御して測光値の
出力レベルを調節するようにしたものである。

【０００６】

【作用】請求項１の測光装置では、測光値が適正レベル
か不適正レベルかの判定結果に基づいて測光値による露
出演算を行なうか否かを決定する。請求項２の測光装置
では、測光値が所定回数連続して不適正レベルと判定さ
れた時は、測光値が不適正レベルであっても露出演算の
実行を決定する。請求項３の測光装置では、電源投入後
に所定回数の測光が行なわれ、電源投入後の測光値がす
べて不適正レベルと判定された時は、測光値が不適正レ
ベルであっても露出演算の実行を決定する。請求項４の
測光装置では、測光値の適正レベルか不適正レベルかの
判定結果に応じた露出演算を行なう。請求項５の測光装
置では、電荷蓄積型測光素子の電荷蓄積時間を制御して
測光値の出力レベルを調節する。

【０００７】

【実施例】図１は一実施例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１
５、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１
９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）１０
０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は一実施例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。また、
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領域すべての測光値を適正
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値を適
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、Ｓ
Ｐ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，ＳＰ
Ｔ，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２
０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２
７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
領域内の測光値が最大の画素つまり一番明るい領域に注
目し、その領域の測光値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。な
お、図５において（Ａ）はＳＰＣが選択されている場合
の蓄積時間算出に用いる測光領域を示す。以下同様に、
（Ｂ）はＳＰＬ、（Ｃ）はＳＰＲ、（Ｄ）はＳＰＴ、
（Ｅ）はＳＰＢがそれぞれ選択されている場合の蓄積時
間算出に用いる測光領域を示す。

【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、本実施例
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
すべての測光値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、実施例の動作を説明する。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、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、Ｆ
Ｎ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、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１
１により設定された測光モードにより必要な測光領域の
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。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において図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。この実施例では、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で、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Ｆ
Ｎ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Ｌ
Ｐ＝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、この実施例では
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１
１４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８０ｍ
Ｖ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
側の測光値が小さくなって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
測光値を得る必要がある。

【００２１】次にステップ２０７で、Ｖｏｍａｘ，Ｖｏ
ｐｂ，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、Ｖ
ｏｍａｘ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２
７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Ｖｏ
ｖ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Ｖｕ
ｎ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Ｖｏ
ｍａｘ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Ｖｏ
ｍａｘが有効判定レベルＶｏｋ以下の時は、ステップ２
１７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Ｔ
Ｘ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ｉｎ
ｔ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６
４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値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Ｖｏｍａ
ｘ’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Ｖｏｍ
ａｘ’が飽和出力電圧Ｖｏｖよりも低い時はステップ３
０７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Ｖｏ
ｍａｘ’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（Ｖｏｍ
ａｘ＋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３
０５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、ｉ
ｎｔ’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１
０に示すような値をとる。例えば、前回の蓄積時間が１
０ｍＳ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ｉ
ｎｔ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３１
６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２０μ
Ｓ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４
０１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＿ｍ
ａｘはゲイン切り換えのためのしきい値であり、４０ｍ
Ｓ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＿ｍａ
ｘ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
が行われて測光値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＿ｍ
ｉｎ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４０
９で蓄積時間をｉｎｔ＿ｍａｘにクリップする。この実
施例ではｉｎｔ＿ｍｉｎを１０μＳとし、ｉｎｔ＿ｍａ
ｘ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
測光値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１
０６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】なお、上述した実施例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。

【００３４】以上の実施例の構成において、測光回路１
０が測光手段を、有効性判定部１７がレベル判定手段
を、演算実行可否判定部２０が演算実行決定手段を、露
出演算部２２が露出演算手段をそれぞれ構成する。

【００３５】

【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、測光値が適正レベルか不適正レベルかの判定結果
に基づいて測光値による露出演算を行なうか否かを決定
するようにしたので、被写界の輝度変化に速やかに追従
できる上に、電源投入直後にも速やかに露出値が算出で
き、シャッターチャンスを逃すことなく正確な露出値で
撮影を行なうことができる。請求項２の発明によれば、
測光値が所定回数連続して不適正レベルと判定された時
は、測光値が不適正レベルであっても露出演算の実行を
決定するようにしたので、被写界が暗い時でも長時間露
出値が更新されないというようなことがなく、被写界の
輝度変化に速やかに追従でき、シャッターチャンスを逃
すことなく正確な露出値で撮影を行なうことができる。
請求項３の発明によれば、電源投入後に所定回数の測光
が行なわれ、電源投入後の測光値がすべて不適正レベル
と判定された時は、測光値が不適正レベルであっても露
出演算の実行を決定するようにしたので、電源投入直後
にも速やかに露出値が算出でき、シャッターチャンスを
逃すことなく撮影できる。請求項４の発明によれば、測
光値の適正レベルか不適正レベルかの判定結果に応じた
露出演算を行なうようにしたので、測光値に応じた演算
式により最適な露出値を算出することができる。請求項
５の発明によれば、電荷蓄積型の測光素子を用い、その
測光素子の電荷蓄積時間を制御して測光値の出力レベル
を調節するようにしたので、被写界の輝度変化の範囲が
大きい場合でも出力レベルを適切に調節できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の構成を示す機能ブロック図。

【図２】一実施例の測光光学系の構成を示す図。

【図３】一実施例の測光素子の分割測光領域を示す図。

【図４】一実施例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】一実施例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。

【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 １３ Ａ／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 ２８ Ｖレジスタ ２９ 出力回路 ３１ 測光回路 ３２ Ａ／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

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繰り返し被写界を測光する測光手段と、 前記測光手段の測光値が適正レベルか不適正レベルかを
   判定するレベル判定手段と、 前記レベル判定手段による判定結果に基づいて前記測光
   手段の測光値による露出演算を行うか否かを決定する演
   算実行決定手段とを備えることを特徴とする測光装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の測光装置おいて、 前記演算実行決定手段は、前記レベル判定手段により所
   定の回数連続して不適正レベルと判定された時は前記測
   光手段の測光値が不適正レベルであっても露出演算の実
   行を決定することを特徴とする測光装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の測光装
   置において、 前記演算実行決定手段は、電源投入後に前記測光手段に
   より所定回数の測光が行なわれ、前記レベル判定手段に
   より電源投入後の測光値がすべて不適正レベルと判定さ
   れた時は、前記測光手段の測光値が不適正レベルであっ
   ても露出演算の実行を決定することを特徴とする測光装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの項に記載の測
   光装置において、 前記レベル判定部の判定結果に応じた露出演算を行なう
   露出演算手段を備えることを特徴とする測光装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかの項に記載の測
   光装置において、 前記測光手段は電荷蓄積型の測光素子を有し、前記測光
   素子の電荷蓄積時間を制御して測光値の出力レベルを調
   節することを特徴とする測光装置。