JPS61246713A - カメラ用受光センサ−及び露光制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、測距と輝度測定に兼用して用いられるカメラ
用受光センサー及びこれを用いた露光制御方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

現在のコンパクトカメラの殆どは、光学式のオートフォ
ーカス装置と自動露光制御装置とを内蔵しており、自動
的に被写体距離を検出して撮影しンズを位置決めし、ま
た被写体輝度を測光して露光を自動的に制御するように
なっている。この被写体距離測定には外光の影響を除く
ために、近赤外光を用いているために、受光センサーと
しては近赤外光に感度を持ったものが用いられ、そして
輝度測定用受光センサーとしては主として可視光に感度
を持ったものが用いられる。従って、測距用と被写体輝
度測定用とは、異なった波長域の光を光電変換するため
に、従来のカメラでは２個の受光センサーが用いられて
いる。

また、逆光シーン等において主要被写体例えば人物を適
正露光にするには、この主要被写体をスポット測光又は
重点測光し、得られた被写体輝度に応じて露光を制御す
るのがよいが、従来の輝度測光部は、主要被写体がどこ
に存在しているかを検出することができないために、画
面の中心をスポット測光するように設定しである。しか
し、構図によっては主要被写体が画面の中心に存在して
いないことがあるから、このような撮影シーンでは、主
要被写体を適正露光にすることができなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、共通の受光センサーを用いて測距と輝度測光
とを行うことにより、カメラの構造を簡単にし、かつコ
ストを安くすることができるカメラ用受光センサー及び
露光制御方法を提供することを目的とするものである。

本発明のもう１つの目的は、主要被写体を判別し、この
主要被写体の輝度をスポット又は重点測光して露光制御
を行うことにより、この主要被写体の露光を適正にする
ことかできるようにした露光制御方法を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明の受光センサーは
、ピクセルを複数個配置し、全ピクセルのうち所定数の
ピクセルの受光面に可視光をカットするフィルタが設け
られている。このフィルタを有するものが測距用ピクセ
ルを構成し、フィルタがないものが輝度測定用ピクセル
を構成し、それにより１個の受光センサーで測距と輝度
測定とを行うことができる。受光センサーとしては、Ｃ
ＯＤエリヤセンサー、ＭＯ３型エリヤセンサー等を用い
るのが望ましい。

測距時には、投光部からスリット状光束を被写体に向け
て投光し、この被写体で反射した光を受光センサーで受
光し、その受光位置から被写体距離を検出し、そしてこ
の反射光が入射した位置と均等な位置又はこの近辺にあ
るピクセルを用いてスポット測光あるいは重点測光を行
なって被写体輝度を求めるようにしたものである。

以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。

〔実施例〕

第２図において、カメラボディ１は、その前面のほぼ中
央部に撮影レンズ２が固定されており、また上部にファ
インダ３とストロボ発光部４とが配置され、そしてカメ
ラボディ１の上にレリーズボタン５が設けられている。

このレリーズボタン５を半押しすると、撮影レンズ２が
被写体距離に応じてセットされ、更に半押しすると被写
体輝度を測光してからシャッタが作動する。前記撮影レ
ンズ２の上方に投光部６が配置され、また下方に所定の
基線長りを保って受光部７が配置されている。前記投光
部６は、基線長しに対して垂直方向に幅の広いスリット
状光束を被写体に向けて投光する。受光部７は、受光面
が基線長りに対して垂直方向に広がっており、被写体で
反射された光を受光する。

第３図は本発明の測距原理を示すものである。

光源としては、近赤外光を投光する発光ダイオード１０
が用いられ、その前面にスリット板１１と、シリンドリ
カルレンズ１２とが配置されており、これらによって投
光部６が構成される。受光部７は、可視域から赤外域ま
でに感度を有する受光センサー１３と、レンズ１４とか
ら構成されており、異なった位置にある被写体１５．１
６で反射された反射光が受光センサー１３上に結像され
る。この受光センサー１３は、複数のピクセルがマトリ
ックス状に配置されており、またその受光面に可視光を
カットするフィルタ１８が市松模様に取り付けられてい
る。この実施例ではフィルタ１８が市松模様に取り付け
られているが、これに限定されるものではなく、例えば
エリヤセンサーを二分するように、その半分にフィルタ
１３を設けてもよい。更に、ピクセルの配置もマトリッ
クスに限られるものではなく、例えばライン状、放射状
、あるいはリング状をしたピクセルを同心円状等に配置
してもよい。

前記フィルタ１８が取り付けられているピクセルは、測
距（ＡＦ）用ピクセルとして用いられ、フィルタ１８が
ないピクセルは輝度測定用（ＡＥ）用ピクセルとして用
いられる。

レリーズボタン５を押下すると、シャッタが作動する前
に、発光ダイオード１０が所定時間発光し、これから放
出された近赤外光がスリット板１１及びシリンドリカル
レンズ１２を経ることにより、スリット状光束とされる
。このスリット状光束１７は、第４図（Ａ）に示すよう
に、撮影画面２０の横方向に細長く延びている。また、
スリット状光束１７は、撮影画面２０の画角の約１／３
程度の長さになっており、このスリット状光束１７で照
明される範囲内にある被写体が測距可能となる。したが
って、従来の被写体距離測定装置のように、画面の中心
部だけを測距するものでないから、ファインダ内にター
ゲットを設ける必要がなく、また構図を自由に決定する
ことができる。

被写体１５．１６で反射された光は、その距離に応じて
異なったＡＦ用ゼクセルに入射する。すなわち、第４図
（Ｂ）に示すように、近距離にある被写体１５で反射さ
れた光は、符号１５ａで示すように、近距離側から数え
て第２行目のＡＦ用ピクセルに結像されて光電変換され
る。そして、遠距離にある被写体１６で反射された光は
、符号１６ａで示すように、第４行目のＡＦ用ピクセル
に結像される。異なった行に２個以上の反射光が入射さ
れた場合には、近距離側の行にあるＡＦ用ピクセルが優
先されるようになっている。

この優先されたＡＦ用ピクセルの位置に応じて撮影レン
ズ２が位置決めされる。すなわち、この場合には、無限
位置を含めて６段あるレンズセット位置のうち近距離側
から２段目に撮影レンズ２がセットされる。このレンズ
セット後に、受光センサー１３で外光（可視光）を測光
し、多数のピクセルのうち主要被写体を検出したＡＦ用
ピクセルに近接した位置にあるＡＥ用ピクセル（以下、
これを近接ＡＥピクセルという）の出力を取り出すこと
により、スポット測光を行い、得られた被写体輝度を用
いて露光量を算出する。なお、このスポット測光は、受
光センサー１３の出力の平均値を算出して、この平均値
に応じて係数を選択し、この係数で近接ＡＥピクセルの
出力に重み付けすることにより、被写体輝度を算出する
こともできる。あるいは近接ＡＥピクセルの出力の重み
を太き（した重点測光を行なうこともできるものである
。

前記露光量の算出後に、シャッタが作動してフィルムを
露光する。このフィルム露光時には、前記露光量に応じ
てシャッタ速度又は絞り値を制御して主要被写体が適正
露光になるようにする。なお、露光をプログラム制御す
る場合には、前記露光量に応じてシャッタ速度と絞り値
の両方を制御するものである。

第５図及び第６図は投光部６と受光部７とをカメラボデ
ィ１に対して斜めに配置した実施例を示すものである。

このように配置すると、カメラ姿勢が横位置の他に、縦
位置であっても測距することができる。

第７図は本発明の電気的構成を示すものであり、第３図
に示すものと同じものには同じ符号が付しである。前記
レリーズボタン５が押下されると、Ｌフリーズスイッチ
２２がＯＮＬ、マイクロコンピュータ２３に測距スター
ト信号を送る。このマイクロコンピュータ２３は、クロ
ックパルス発生器２４からのクロックパルスでシーケン
ス制御を実行する。また、このクロックパルスは、ドラ
イバ２５に送られ、このドライバ２５によって受光セン
サー１３が駆動される。受光センサー１３としては、可
視から赤外域の感度を持ったＣＯＤ、　ＭｏＳ型の蓄積
型イメージエリヤセンサーが用いられており、第８図に
示すようにｉ行ｊ列のピクセルｐＨ〜Ｐｎｎを持ってい
る。ここで、ｔ＝ｌとなる第１行目が近距離位置にある
被写体からの反射光を受光するものであり、ｉｗｎとな
る第ｎ行目のピクセルは遠距離位置にある被写体からの
反射光を受光する。また、受光センサー１３には、可視
光をカットするフィルタ１８が市松模様状に設けられて
ＡＦ用ピクセルを構成し、近赤外光だけを測光する。こ
の実施例では、１個のピクセルが１画素を構成している
が、例えば２個のピクセルで１画素を構成する場合には
、この１画素毎にフィル°り１８を交互に設ける。この
フィルタ１８は、第９図に示すように、ピクセルの受光
面に蒸着されている。なお、フィルタ１８が設けられて
いないピクセル例えばＰＩ３は、可視光と近赤外光の両
方を測光することができるが、測距時には使用されない
ため、使用的に見ればＡＥ用ピクセルを構成している。

前記受光センサー１３は、ドライバ２５からの読出し用
クロックパルスにより、第１行月から第ｎ行目まで列毎
に順番に読み出されるものであり、各行内ではｊ＝１と
なる第１列からｊ＝ｎとなる第ｎ列まで順番に読み出さ
れる。受光センサー１３の各ピクセルから読み出された
信号は、アンプ３０で信号Ｖｉｊに増幅されてから、Ａ
／Ｄ変換器３１でデジタル信号に変換されて、マイクロ
コンピュータ２３のＲＡＭに取り込まれる。なお、測距
時の各ピクセルのデジタル信号をＦｉｊとし、輝度測光
時の各ピクセルのデジタル信号をＥｉｊとする。このマ
イクロコンピュータ２３は、ドライバ３２を介して、近
赤外光を放出する発光ダイオード１０を駆動し、またド
ライバ３４を介してモータ３５の回転方向と、回転量を
制御して撮影レンズ２をピントが合った位置へ移動する
。

前記マイクロコンピュータ２３は、主要被写体を検出し
たピクセルの出力から被写体輝度を求め、この被写体輝
度を用いて露光量を算出する。この露光量は、露光量制
御回路３６に送られ、周知のシャッタ駆動機構３７を制
御する。このシャッタ駆動機構３７は、撮影レンズ２と
フィルム３８との間に配置したシャッタ３９を駆動する
。

第１図はマイクロコンピュータの機能を示すものである
。外光中に含まれている近赤外光の影響を除くために、
基準信号Ｓが比較部４２に送られる。この基準信号Ｓは
、撮影シーンに関係な（一定であってもよいが、外光中
に含まれている近赤外光を測定し、その量に応じて決定
するのが望ましい。ＲＡＭに記憶されたＡＦ用ピクセル
の信号Ｆｉｊは、行毎にかつ同じ行では列の順番で順次
読み出されて比較部４２に送られ、前記基準信号Ｓと比
較される。この比較部４２は、基準信号よりもＡＦ用ピ
クセルの信号Ｆｉｊの方が大きい時に、「１」の信号を
出力する。この出力信号が「１」の場合には、被写体で
反射された近赤外光が入射されているものと判定する。

前記比較部４２から「１」の信号が出力されると、入射
位置検出部４３は、ＲＡＭのアクセス番地から被写体か
らの反射光を受光したＡＦ用ピクセルを識別する。この
識別されたＡＦ用ピクセルの行を示す信号が撮影レンズ
セット位置決定部４４に送られ、レンズのセット位置を
調節する。

前記ピクセルは、ＡＦ用とＡＥ用とに区別されているた
めに、主要被写体を検出したＡＦ用ピクセルでは、外光
を測定することができない。そこで、このＡＦ用ピクセ
ルに近接した位置にある１個のＡＥ用ピクセル（近接ピ
クセル）を主要被写体を検出したピクセルと仮定する。

重み付け部４５は、近接ピクセルと、そうでないピクセ
ルとでは、異なった重み付け係数を用いてＡＥ用ピクセ
ルの信号Ｅｉｊを積算し、これを加算部４６で加算して
重点測光を行い、被写体輝度を算出する。

ここで、近接ピクセルでないものに対しては、重み付け
係数を「０」にすれば、スポット測光となる。加算部４
６で加算された被写体輝度は、露光量演算部４７に送ら
れ、フィルム感度とともに演算されて露光量が算出され
る。

第１０図は第７図に示す装置の作動を示すフローチャー
トである。レリーズボタン５の押下でレリーズスイッチ
２２がＯＮすると、マイクロコンピュータ２３は、リセ
ット信号をドライバ２５に送って受光センサー１３の各
ピクセルｐＨ〜Ｐｎｎに蓄積された電荷を高速で読み出
してこれをリセットする。このリセット後に、マイクロ
コンピュータ２３は、ドライバ３２を駆動して発光ダイ
オード１０を所定時間だけ点灯させ、スリット状光束を
被写体に向けて投光する。被写体で反射された光は、撮
影距離に対応したピクセルに結像される。

前記受光センサー１３の各ピクセルｐＨ〜Ｐｎｎは、ド
ライバ２５によって順次読み出され、アンプ２６で増幅
されてから、Ａ／Ｄ変換器３１でデジタル信号Ｆｉｊに
変換してから、各ピクセル毎に番地付けしたメモリに記
憶される。

前記マイクロコンピュータ２３は、フィルタ１８が設け
られているＡＦ用ピクセルだけを選択し、その信号Ｆｉ
ｊを順次読み出す。すなわち、最初に第１行第１列のＡ
Ｆ用ピクセルｐＨの信号Ｆｉｌを読み出し、基準信号Ｓ
よりも大きいかどうかを判定する。そして、小さいと判
定された時には、１つおいたＡＦ用ピクセルＰ１３の信
号Ｆｉｌを読み出し、基準信号Ｓよりも大きいかどうか
を判定する。以下、同様にして奇数である第１行目では
奇数列のピクセルの信号を読み出して基準信号と比較す
る。

第１行に属する各ＡＦ用ピクセルの判定が終了すると、
偶数行である第２列目の判定が開始される。この第２列
目では、偶数列がＡＦ用ピクセルになっているため、こ
の偶数列のピクセルの信号が順次読み出されて比較され
る。

前述した信号Ｆｉｊと基準信号Ｓとの比較中に、信号Ｆ
ｉｊの方が大きいことが検出された場合には、１〜ｎ段
あるレンズセット位置のうち１段目に撮影レンズ２を位
置決めする。例えば、４行目に属しているＡＦ用ピクセ
ル例えばＰ２Ｏの信号が基準信号Ｓよりも大きい場合に
は、近距離位置から４段目に撮影レンズ２を位置決めす
る。なお、１行からｎ行のＡＦ用ピクセルの信号Ｆｉｊ
が基準信号Ｓよりも小さい場合には、無限位置に撮影レ
ンズ２を位置決めする。

この実施例では、レンズセットの後に、スポット測光を
行い被写体輝度を検出する。すなわち、受光センサー１
３をリセットして、所定時間だけ外光を測定してから読
み出し、Ａ／Ｄ変換器でデジタル信号Ｅｉｊに変換して
から、マイクロコンピュータ２３に取り込む。前記主要
被写体を検知したＡＰ用ピクセルＰｉｊが分かっている
から、これに近接した位置にある近接ＡＥ用ピクセルを
決定する。この近接ＡＥ用ピクセルは、ＡＦ用ピクセル
が属する第１行よりも１段だけ遠距離側にある行の同列
のピクセルである。例えば、主要被写体を検知したＡＦ
用ピクセルがＰ２Ｏであるとすれば、ＡＥ用ピクセルＰ
５６の出力を取り出して被写体輝度情報として用いる。

しかし、主要被写体を検出したＡＦ用ピクセルがｎ行の
場合には、（ｎ＋１）行がないので、この場合には（ｎ
−１）行のＡＥ用ピクセルを用いる。また、レンズセッ
ト位置が無限位置の場合には、主要被写体を検出したＡ
Ｆ用ピクセルが存在していない時であるから、この時に
は画面の中央部に位置しているＡＥ用ピクセルの出力を
取り出す。こうして、決定した近接ＡＥ用ピクセルの出
力Ｅｉｊを用いて露光量を演算する。

第１１図はＡＥ用ピクセルの出力の平均値に応じて近接
ＡＥ用ピクセルの出力を重み付けし、この重み付けされ
た値を輝度情報として用いた実施例を示すものである。

平均値算出部５０は、ＡＥ用ピクセルの信号Ｅｉｊから
平均値を算出し、得られ平均値に応じて重み付け部５２
の重み付け係数を設定し、近接ＡＥ用ピクセルの出力取
り出し部５１で取り出された信号を重み付けする。

〔発明の効果〕

上記構成を有する本発明は、複数のピクセルを配置した
受光センサーに、全ピクセルのうち所定数のピクセルの
受光面に可視光をカットするフィルタを設けたから、１
個の受光センサーで測距と輝度測定の両方を行うことが
できる。したがって、構造が簡単になり、・スペース的
に有利であるとともに、コストを安くするとかできる。

また、主要被写体を判別し、その輝度を測定して露光を
制御するから、主要被写体を適正露光にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するマイクロコンピュータの機能
ブロック図である。 第２図は本発明を実施するカメラの正面図である。 第３図は本発明の測距原理を示す説明図である。 第４図はスリット状光束の投光範囲と、受光センサーの
受光範囲を示す説明図である。 第５図及び第６図は投光°部と受光部の別の配置例をそ
れぞれ示すカメラの正面図である。 第７図は本発明を実施する装置の一例を示すブロック図
である。 第８図は可視光カッドフィルタを市松模様状に設けた受
光センサーの一例を示す説明図である。 第９図は第８図の受光センサーの側面図である。 第１０図は第７図の装置の作動状態を示すフローチャー
トである。 第１１図は露光量の算出方法の別の実施例を示す機能ブ
ロック図である。 ｌ・・・カメラボディ ２・・・撮影レンズ ６・・・投光部 ７・・・受光部 １０・・発光ダイオード １１・・スリット板 １３・・受光センサー １５．１６・・被写体 １７・・スリット状光束 １８・・可視光カットフィルタ ２０・・撮影画面 ｐＨ〜Ｐｎｎ・・ピクセル。 第１図 第４図 （Ａ） （Ｂ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）可視域から赤外域までに感度を有するピクセルを
   複数個配置し、全ピクセルのうち所定数のピクセルの受
   光面にのみ可視域の光をカットするフィルタを設けたこ
   とを特徴とするカメラ用受光センサー。
2. （２）可視域から赤外域までに感度を有するピクセルを
   複数個配置し、全ピクセルのうち所定数のピクセルの受
   光面にのみ可視域の光をカットするフィルタを設けた受
   光センサーと、スリット状の光束を被写体に向けて投光
   する投光部とを用い、前記投光部からスリット状光束を
   被写体に向けて投光し、この被写体からの反射光を前記
   受光センサーで受光し、この受光位置に応じて撮影レン
   ズのセット位置を決定し、前記反射光が入射した位置又
   はその近辺にある少なくとも１個のピクセルを用いて外
   光を測定し、得られた被写体輝度に応じて露光を制御す
   ることを特徴とする露光制御方法。
3. （３）前記受光センサーは、可視光をカットするフィル
   タが各ピクセルの上に交互に取り付けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の露光制御方法。
4. （４）前記反射光が入射した位置又はその近辺にある少
   なくとも１個のピクセルの出力を他のピクセルよりも大
   きな重み付け係数で重み付けして加算することにより被
   写体輝度を算出し、得られた被写体輝度に応じて露光を
   制御することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   露光制御方法。