JP2663862B2

JP2663862B2 - カメラの測光装置

Info

Publication number: JP2663862B2
Application number: JP6094610A
Authority: JP
Inventors: 忠雄 ▲高▼木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-05-09
Filing date: 1994-05-09
Publication date: 1997-10-15
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: JPH0756206A

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【産業上の利用分野】本発明は、カメラの測光装置に関
するものである。【０００２】【従来の技術】従来、交換レンズ鏡筒は、そのカメラボ
ディとの係合部に機械的信号部を設けたり、もしくは交
換レンズ鏡筒にＲＯＭ等の記憶手段を設ける等して、交
換レンズ鏡筒の情報例えば、開放絞り値（Ｆ₀）や焦点
距離（ｆ_mm）等をカメラボディに伝達するように構成さ
れていた。【０００３】カメラボディは、これらの交換レンズ鏡筒
の情報を受取り、開放絞り値（Ｆ₀）を主体とし、場合
により焦点距離（ｆ_mm）も考慮して露出補正量（Ｚ）を
算出していた。尚、ここで、露出補正量（Ｚ）とは、撮
影もしくは測光の対象となる被写界の明るさに対して、
交換レンズ鏡筒の撮影レンズを通過した光束を測光する
測光手段の出力と、撮影レンズの結像面（銀塩式カメラ
においてはフィルム面）の明るさとが有する各誤差を補
正すべき量であり、各交換レンズ鏡筒が固有の値として
有している。【０００４】【発明の解決しようとする問題点】ところが近年、ファ
インダースクリーンの指向性の尖鋭化（拡散性を低下さ
せて明るく見せる）や、ズームレンズを中心としたレン
ズの多種化に伴い、露出補正量（Ｚ）の絶対値の増大化
や、開放絞り値（Ｆ₀）や焦点距離（ｆ_mm）に対する露
出補正量（Ｚ）の相関性の著しい低下が生じてきた。す
なわち、開放絞り値（Ｆ₀）や焦点距離（ｆ_mm）を用い
た従来の方法では、露出補正量（Ｚ）を決定できなくな
ってきた。【０００５】そこで、本発明は、従来の開放絞り値（Ｆ
₀）を主体とした露出補正量（Ｚ）の決定方法に代わる
べく、新しい方法を提供することを目的とする。【０００６】【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、射出瞳距離の情報を含む撮影レンズのレンズ情
報を入力する入力手段と、前記撮影レンズを通過した光
束を測光して露出値を演算する露出演算手段と、入力さ
れた前記レンズ情報に基づき所定の演算式から露出補正
量を算出して、前記露出演算手段の出力を補正する露出
補正手段とを備え、前記露出補正手段は、複数種類の前
記演算式を有し、前記射出瞳距離の逆数が大きくなるに
したがって、前記露出演算手段の出力を増加させるよう
な前記演算式を選び、前記露出補正量を算出するように
構成した。【０００７】【作用】本発明の原理を図４〜図７を用いて説明する。
図４〜図７は、撮影レンズ１〜３を通過した光束は、フ
ァインダースクリーン４に結像し、このファインダース
クリーン４上の光像は、ペンタプリズム５及び接眼レン
ズ６を介して観察でき、またこの光像は、ペンタプリズ
ム５及び集光レンズ７により受光素子８に導かれる。こ
の撮影レンズ１〜３は、便宜上射出瞳の位置においてあ
る。また、ペンタプリズム５は、第一反射面５ａと第二
反射面５ｂとで展開して描いてある。【０００８】図４の撮影レンズ１は、射出瞳距離ＰＯ₁
（射出瞳とファインダースクリーンの間隔）であり、開
口角がθ₁である。この撮影レンズ１を通過する光束の
うち、ファインダースクリーン４上で光軸からδだけ離
れた点Ｙに到達する光束に着目してみる。この点Ｙは、
被写界の地面側の部分からの光束が到達している。ファ
インダースクリーン４の拡散性が著しく低いものとして
考えると、点Ｙを通過した光束は、直線ｌ₁と直線ｌ₂
との間の扇形部分をカバーすることになる。集光レンズ
７と受光素子８とかなる測光手段が測光する光束は、斜
線部分であり、この斜線部分が前記扇形部分に含まれて
いる為に測光手段にて適当な光量が得られる。【０００９】図５の撮影レンズ２は、射出瞳距離が図５
と等しくＰＯ₁であり、開口角がθ ₂（＜θ₁）で図５
より小さく成っている。従って、点Ｙを通過する光束
は、直線ｌ₃と直線ｌ₄との間の扇形部分の範囲とな
り、測光に用いられるべき斜線部分の光束範囲と全く重
複しなくなる。このことは点Ｙを通過した光束は、測光
手段に全く到達しないことを意味する。実際は、ファイ
ンダースクリーン４が拡散性を有している為に、点Ｙを
通過した光束も一部は測光手段に到達するが、その光量
は図４に比べて開口角が小さくなった分以上に少なくな
る。【００１０】以上のことから、点Ｙ（被写界の地面側の
光束）の光束を主に測光する測光装置（７，８）は、撮
影レンズの射出瞳距離（ＰＯ₁）が同じ場合には、開口
角すなわち、開放絞り値を変化させると、受光素子の出
力は開放絞り値（Ｆ₀）の変化分を補正しても無視でき
ない誤差を有し、更にその誤差は所定の開放絞り値を境
に大きく変化する傾向があることが分かる。【００１１】次に図６の撮影レンズ１は、開口角θ₁で
あり、射出瞳距離ＰＯ₁である。撮影レンズ１の中心を
通過した光線が、ファインダースクリーン４の点Ｙに到
達し、点Ｙで拡散した場合を示している。この拡散分布
は図中の楕円上になり、そのうち成分Ｔ₁が測光に使わ
れる。図７の撮影レンズ３は、開口角θ₁で図６と同じ
であり、射出瞳距離ＰＯ₂（＜ＰＯ₁）で図６より短く
成っている。この時、撮影レンズ３の中心を通過して点
Ｙに到達する光束は、測光手段から著しく離れる方向に
ある為に、点Ｙにおける拡散光のうち測光手段に向かう
成分Ｔ₂は図６の拡散光成分Ｔ₁に比べて著しく小さく
成っていることがわかる。そして、その差はファインダ
ースクリーン４の拡散性が低くなるほど顕著に現れてく
る。【００１２】以上のことから、点Ｙ（被写界の地面側の
光束）の光束を主に測光する測光装置（７，８）は、撮
影レンズの開放絞り値（Ｆ₀）が同じ場合、射出瞳距離
（ＰＯ）を変化させると、受光素子８の出力は誤差を生
じ、一般に射出瞳距離（ＰＯ）が短い程、受光素子８の
受光量が低下する傾向にあることが分かる。従って、図
４及び図５で得られた結論と、図６及び図７で得られた
結論とを総合すると、測光出力は、開放絞り値（Ｆ₀）
と射出瞳距離（ＰＯ）との両方により影響を受けること
が分かる。本件発明の測光装置は、測光出力が受ける射
出瞳距離の影響を低減するよう構成したものである。【００１３】尚、測光光学系としては、ファインダース
クリーンを通過した光束を接眼レンズの上方から測光す
る場合の例を示したが、測光系の配置はこれに限られる
ものではなく、例えばカメラボディのメインミラーの後
方に拡散性を有するサブミラーを配置することにより、
カメラボディ底部で測光するようなボディ測光タイプの
ものであっても良い。【００１４】【実施例】 −第１実施例− 図１及び図２は、第１実施例であり、本発明を説明する
のに必要な基本的なカメラシステムを示している。図１
は露出補正量を表す説明図を示し、図２はカメラのシス
テムを表す説明図を示す。【００１５】先ず、図２を用いて本発明を適用したカメ
ラシステムを説明する。撮影レンズ１０を通過した光束
は、メインミラー１５で反射され、ファインダースクリ
ーン１６に到達する。そして、この光束の一部は、ペン
タプリズム１７を通過して接眼レンズ１８に到達し、ま
た他の一部はペンタプリズム１７を通過して集光レンズ
１９に到り受光素子２０に導かれる。受光素子２０の測
光出力は、露出演算回路２１に入力され、露出演算回路
２１が露出値を算出する。本発明の露出演算手段は、実
施例では集光レンズ１９、受光素子２０、露出演算回路
２１から構成されている。この露出演算回路２１の出力
は、露出補正手段２２に入力され、ここで開放絞り値
（Ｆ₀）と射出瞳距離（ＰＯ）とによって補正される。
この補正方法については、図１を用いて後述する。この
開放絞り値（Ｆ₀）と射出瞳距離（ＰＯ）のデータは、
機械的信号もしくはＲＯＭデータの電気的信号として個
々の交換レンズ鏡筒に持たせ、それをカメラボディが読
み取るが一般的である。補正された露出値は、露出制御
回路２３に入力され、絞り１３やシャッタ２４の制御に
使用される。【００１６】次に、露出補正手段２２の露出補正量の算
出方法を図１を用いて説明する。図１は、横軸に射出瞳
距離（ＰＯ）を、また縦軸に露出補正量（Ｚ）をとって
いる。縦軸の露出補正量（Ｚ）は、上側を負（−）、下
側を正（＋）にしている。この負（−）側は、受光素子
２０が所定の光量を得られない為にこのまま撮影すると
写真が露出オーバーになってしまう方向であることを表
しており、また逆に正（＋）側は、写真が露出アンダー
になってしまう方向であることを表している。すなわ
ち、射出瞳距離（ＰＯ）が短くなると図７に示されるよ
うに、フィルム面に入射する光束のうち受光素子８に入
射する成分Ｔ₂（光量）が段々少なくなることがわか
り、そのまま撮影すると写真が露出オーバーとなること
が分かる。また、逆に、射出瞳距離（ＰＯ）が長くなる
と図６に示されるように、フィルム面に入射する光束の
うち受光素子８に入射する成分Ｔ₁（光量）が段々多く
なることがわかり、そのまま撮影すると写真が露出アン
ダーとなることが分かる。従って、実際の演算において
は、露出演算回路２１で得られた値から露出補正量
（Ｚ）を減算して補正が成される。【００１７】露出補正量（Ｚ）の演算に際しては、まず
撮影レンズの開放絞り値（Ｆ₀）で類別する。例えば、
実施例では開放絞り値（Ｆ₀）をＦ₀＝2.8 を境に、暗
い撮影レンズ（Ｆ₀＞2.8 ）と、明るい撮影レンズ（Ｆ
₀≦2.8 ）とに類別している。尚、撮影レンズを類別す
るに当たり、必ずしも上述したＦ₀＝2.8 を境に類別す
る必要はなく、他の値でも良いことは言うまでもない。【００１８】撮影レンズＡ〜Ｆは、明るい撮影レンズ
（Ｆ₀≦2.8 ）を示し、また撮影レンズＧ（G₁,G₂)〜Ｍ
は、暗い撮影レンズ（Ｆ₀＞2.8 ）を示し、これら撮影
レンズは、以下に示す式により近似的に露出補正量が決
められる。以下の〜の式は、実験的に求めた露出補
正の為の近似式である。暗い撮影レンズ（Ｆ₀＞2.8 ）の露出補正量は、Ｚ＝0.17×ＰＯ−1.65 の式で決まる。明るい撮影レンズ（Ｆ₀≦2.8 ）の露出補正量は、Ｚ＝0.32×ＰＯ−2.33 の式で決まる。及びの式は、夫々射出瞳距離（ＰＯ）が第一及
び第二所定範囲で成り立ち（この範囲は実験的に求めら
れる）、射出瞳距離（ＰＯ）が小さく線形性の得られな
い範囲の露出補正量の下限値は、Ｚ＝−0.7 また射出瞳距離（ＰＯ）が大きく線形性の得られない範
囲の露出補正量の上限値は、Ｚ＝＋0.7 の式で決まる。【００１９】この線形性の得られない射出瞳距離の範囲
は、図６及び図７から分かるように、例えば、射出瞳距
離（ＰＯ₁）がある距離以上に遠ざかる、あるいは射出
瞳距離（ＰＯ₂）がある距離以下に近ずくと、ファイン
ダースクリーン４上の点Ｙから受光素子８に向かう光束
成分が大きく変化しないので、受光素子８に入射する光
量に大きな変化が生じない。従って、射出瞳距離がある
程度以上大きく成ったり、あるいは小さくなると、露出
補正量（Ｚ）が一定でも充分であることが分かる。図
１中の○印は、実験的に求めた撮影レンズＡ〜Ｍの露出
補正量の実測値を表しており、また、２個の○印が一点
鎖線で結ばれていものはズームレンズのテレ側とワイド
側との値である。従って、○印から縦軸に平行に補正直
線に下された点線の長さは、補正した後の補正しきれな
い量を表していることになり、かなり良い精度で補正さ
れることが分かる。 −第２実施例− 図３は、本発明を説明する為の第２実施例であり、図１
の第１実施例と異なるところは、横軸に射出瞳距離の逆
数（１／ＰＯ）を取っているところである。射出瞳距離
（ＰＯ）は、自動焦点装置の収差補正等において、一般
的に逆数の形に使われる為、データの共通化を考えると
逆数の方が都合の良い場合がある。撮影レンズの射出瞳
距離（ＰＯ）は50mm〜150mm 程度の範囲に分散している
ものが多く、３倍程度の範囲である為、逆数の形にして
も線形性が得られる。更に、線形性の得にくい射出瞳距
離（ＰＯ）の大きいあるいは小さい範囲では、第１実施
例と同様に上限値や下限値を用いており、広い範囲にわ
たって射出瞳距離の逆数（１／ＰＯ）を用いた露出補正
方法が可能である。【００２０】第１実施例と同様に露出補正量（Ｚ）の演
算に際しては、まず撮影レンズの開放絞り値（Ｆ₀）で
類別する。開放絞り値（Ｆ₀）をＦ₀＝2.8 を境に、暗
い撮影レンズ（Ｆ₀＞2.8 ）と、明るい撮影レンズ（Ｆ
₀≦2.8 ）とに類別している。尚、撮影レンズを類別す
るに当たり、必ずしも上述したＦ₀＝2.8 を境に類別す
る必要はなく、他の値でも良いことは言うまでもない。【００２１】撮影レンズＡ〜Ｆは、明るい撮影レンズ
（Ｆ₀≦2.8 ）を示し、また撮影レンズＧ（G₁,G₂)〜Ｍ
は、暗い撮影レンズ（Ｆ₀＞2.8 ）を示し、これら撮影
レンズは、以下に示す式により近似的に露出補正量が決
められる。以下の〜の式は、実験的に求めた露出補
正の為の近似式である。暗い撮影レンズ（Ｆ₀＞2.8 ）の露出補正量は、Ｚ＝−165 ×(1/PO)＋1.70 の式で決まる。明るい撮影レンズ（Ｆ₀≦2.8 ）の露出補正量は、Ｚ＝−140 ×(1/PO)＋1.89 の式で決まる。及びの式は、夫々射出瞳距離（1/PO）が第一及
び第二所定範囲で成り立ち（この範囲は実験的に求めら
れる）、射出瞳距離（1/PO）が小さく線形性の得られな
い範囲の露出補正量の下限値は、Ｚ＝＋0.7 また射出瞳距離（1/PO）が大きく線形性の得られない範
囲の露出補正量の上限値は、Ｚ＝−0.7 の式で決まる。【００２２】図２中の○印は、実験的に求めた撮影レン
ズＡ〜Ｍの露出補正量の実測値を表しており、また、２
個の○印が一点鎖線で結ばれていものはズームレンズの
テレ側とワイド側との値である。従って、○印から縦軸
に平行に補正直線に下された点線の長さは、補正した後
の補正しきれない量を表していることになり、かなり良
い精度で補正されることが分かる。【００２３】尚、第１及び第２実施例中に具体的に示し
た実測値は、測光光学系によって変わるものであり、こ
の数値に限定されるものではない。また、開放絞り値
（Ｆ₀）による類別は、上述したＦ₀＝2.8 を境にして
２系列（と或いはとの近似式）に限るものでは
なく、例えば、３系列以上の近似式により露出補正が成
されても良い。このように、類別を多くすればするほ
ど、その近似式により求まる露出補正量は、より適正な
値として求まることは言うまでもない。また、第１実施
例において、射出瞳距離（ＰＯ）のデータが撮影レンズ
の逆数（１／ＰＯ）の形で収められている場合には、除
算を行って（ＰＯ）に直して使用すれば差支えないこと
は言うまでもない。【００２４】【発明の効果】以上のように本発明によれば、射出瞳距
離の逆数に応じて露出補正用の演算式を選択して露出補
正量を算出するようにしたので、精度良く露出補正量を
求めることができる。更に、露出補正をデータテーブル
としてメモリに持つこと無しに、多様な撮影レンズのレ
ンズ情報に対応できるように複数の演算式を備えている
ので、レンズ情報をきめ細かく分類して露出補正量を求
める場合に、より適正な値を求めることができ、データ
テーブル方式に比べて有利になる。また、本発明の実施
例によれば、露出補正のための近似式が線形性の得られ
なくなる範囲に関しては、露出補正量（Ｚ）に上限値や
下限値を設けることにより補正するようにしたので、高
い精度で露出補正が可能となった。

【図面の簡単な説明】【図１】図１は、第１実施例であり、露出補正量を表す
説明図を示す。【図２】図２はカメラのシステムを表す説明図を示す。【図３】図３は第２実施例であり、露出補正量を表す説
明図を示す。【図４】図４は、本発明の原理を説明する為の光路図を
示す。【図５】図５は、本発明の原理を説明する為の光路図を
示す。【図６】図６は、本発明の原理を説明する為の光路図を
示す。【図７】図７は、本発明の原理を説明する為の光路図を
示す。【主要部分の符号の説明】４，１６…ファインダースクリーン５，１７…ペンタプリズム、７，１９…集光レンズ、８，２０…受光素子２１…露出演算回路、２２…露出補正手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】１．射出瞳距離の情報を含む撮影レンズのレンズ情報を
入力する入力手段と、前記撮影レンズを通過した光束を
測光して露出値を演算する露出演算手段と、入力された
前記レンズ情報に基づき所定の演算式から露出補正量を
算出して、前記露出演算手段の出力を補正する露出補正
手段とを備え、前記露出補正手段は、複数種類の前記演算式を有し、前
記射出瞳距離の逆数が大きくなるにしたがって、前記露
出演算手段の出力を増加させるような前記演算式を選
び、前記露出補正量を算出することを特徴とするカメ
ラ。２．前記露出補正手段は、前記露出補正量の上限または
下限の少くとも一方が設けられていることを特徴とする
請求項１記載のカメラ。