JPH0317636A - カメラ - 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、被写体の輝度分布状態、被写体距離、使用レ
ンズの焦点距゜離などの情報により露出条件の決定やス
トロボの制御を行なうカメラに関する。

［従来の技術］ 従来、たとえばカメラにおいて、被写体の輝度分布状態
を複数のａ光素子によってａｐｌ光し、露出値を決定す
る方法としては、いわゆる評価測光の演算式によるもの
が数多く提案されている。たとえば、実公昭６０−１１
４７５号公報、特公昭８３−７３３０号公報、特公昭８
３−７３１１号公報、特公昭８２−３９３８６号公報、
特開昭８３−３８１１９号公報、特開昭Ｅｉ３−１３４
９２２号公報、特開昭８３−１３４９２４号公報などを
参照。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、これら従来の技術は、被写体の輝度分布状態
から、逆光状態であるかどうか、また、全体の明るさか
ら、平均ＡｐＪ光に重点を置くか、スポット／ＩＪｌ先
に重点を置くかを決定するに際して、確定値を閾値とし
て数式により分類や場合分けを行なっている。この閾値
や分類は、実際の撮影の経験や知識を、値や数式に置き
換えたものであるが、実際の経験や知識をデジタル的な
値（クリスプＩｉａ）で表現することは、非常に困難で
ある。

また、被写体の輝度分布状態、被写体距離、撮影レンズ
の焦点距離など、多くの条件から場合分けを行なわせる
ときは、数式表現では大変複雑となり、分類数が膨大に
なってしまう。

さらに、クリスブ値を閾値としているため、この値を僅
かでも越えると露出値が大きく変ることになり、実際の
撮影においては不自然となる。このため、従来は変化が
徐々に行なわれるようにするために、別途補開演算を行
なって補なっている場合もあり、複雑な演算となってい
る。

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、
その目的とするところは、撮影者の経験や知識に基づく
露出値の決定やストロボの制御を少ないルールのみで演
算ができ、演算式の簡略化、メモリの大幅な削減、演算
時陽の短縮が可能となるカメラを提供することにある。

［課題を解決するための手段および作用］本発明のカメ
ラは、実際の撮影場面において経験から積み重ねられた
写真術を、撮影者の言葉による表現でルール化する。こ
のルールをファジィ理論によるメンバシップ関数によっ
て表現し、ルールの使用場面における寄与度を確率的に
表現する。このファジィ理論によるルールによって、被
写体の輝度分布状態、被写体距離、撮影レンズの焦点距
離などの情報から最適な撮影方法を推論させて、露出条
件を決定するものである。

ここで、ファジィルールによる表現とファジィ演算にお
ける推論の一般的な方法を簡単に説明する。

ルール■：もしＸがＡ１でＹがＢ１のとき、ＺをＣ１に
する。

ルール■：もしＸがＡ２でＹがＢ２のとき、ＺをＣ２に
する。

上記ルールに基゛づいて、いまＸがＡｏ，ＹがＢｏのと
きのＺを推論するとする。ルール■およびルール■は、
それぞれ第２図に示すようにメンバシップ関数で表わす
。それぞれのメンバシツプ関数は、横軸をｘ，ｙ，ｚと
し、縦軸はルールに記述された内容に最も適合する場合
をｒｌ．ＯＪとして確率を示す。

いま、ＡＯ＊　　ＢＯが第２図に示す値であるとすると
、ルール■におけるＡ．の適合度は第２図（ａ）からｒ
ｏ．６Ｊとなり、Ｂ．の適合度は第２図（ｂ）からｒＯ
．５Ｊとなる。ルール■において、ＸとＹの条件はアン
ド（Ａ　Ｎ　Ｄ）条件なので、最小値をとってＢｏのｒ
ｏ．５Ｊを採用すると、ルール■からＺの推論値は、第
２図（Ｃ）の斜線部ｈｌの面積で示すことができる。ま
た、同様にルール■から２の推論値は、第２図（ｆ）の
斜線部ｈ２の面積で示すことができる。これらの演算を
ファジィ膚算と呼ぶ。

ルール■、ルール■から最終的なＺとしての推論値を求
めるには、第２図（ｃ）と第２図（ｆ）とを合戊し、ｈ
，，ｈ２の面積から、その重心値Ｚｏを求める（第２図
ｇ）。この確定値Ｚｏが求める答となる。この重心法に
より、ファジィ演算から確定値を求めることをディファ
ジィフ７イヤ演算と呼ぶ。また、ディファジィファイヤ
演算を含めて、メンバシップ関数から確定値を得ること
をファジィ演算と呼ぶこともある。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、ファジィ推論を行なうことにより、シャッタ
・絞り制御およびストロボ制御を行なうカメラの回路ブ
ロック図である。すなわち、１はｉ１ＦＩ光回路（測光
手段）で、被写体の輝度分布を測光する測光素子（光電
変換素子）を有し、この測光素子により複数に分割され
て少なくとも被写体の中央部と周辺部の測光が行なえる
ようになっている．，２はＡＦ（オートフォーカス）回
路（測距手段）で、被写体までの距離を測定し、被写体
までの距離信号を発生する。３は焦点距離検出回路（焦
点距ｉ１ｆｔｍ出手段）で、ズームリングの動作に連動
して撮影レンズの焦点距離を検出し、撮影レンズの焦点
距離信号を発生する。

これら各回路１．，２．３の出力は、それぞれファジィ
演算回路４に入力される。ファジィ演算回路４は、あら
かじめ記述されているルールにしたがってファジィ演算
を行なう。あらかじめ記述されているルールは、それぞ
れ実際の撮影場而において、写真撮影方法として、わか
りやすく、言語で定義されている。このファジィ演算に
よって、各ルールに対する適応度が演算され、撮影場面
の推論が確心度という値で算出される。各ルールからの
ファジィ演算値は、ディファジィファイヤ演算回路うで
合成され、重心法によって推論結果が確定値として算出
される。

このファジィ演算回路４とディファジィファイヤ演算回
路５を合せて、全体でファジィコンピュータ６が構戊さ
れる。ファジィコンピュータ６においては、人力値がフ
ァジィ理論に基づいて記述されたルールによって推論さ
れ、推論値が確定値として算出されるものと定義できる
。

ファジィコンピュータ６による推論結果は、露出演算回
路（露出決定手段）７、ストロボ発光回路（ストロボ発
光制御手段）８、ストロボ光照射角度制御回路（ストロ
ボ光照射角度制御手段）９にそれぞれ人力される。露出
演算回路７は、さらに測光回路１からの被写体輝度情報
と、ＤＸ接点１０によって読取られたフイルム感度情報
が人力され、ファジィコンピュータ６からの推論結果に
より、中央重点度などの露出条件を算出し、シャッタ・
絞り機構１１を制御する。

ストロボ発光回路８は、ファジィコンピュータ６からの
発光信号と、露出演算回路７からの発光量信号により、
ストロボ１２を発光させる。

ストロボ光照射角度制御回路９は、ファジィコンピュー
タ６からの光照ａｔ角度情報によりストロボ１２の光照
射角度を設定制御する。

次に、ルールの具体的な実施例について説明する。まず
、露出条件の決定について説明すると、被写体の中心部
（スポットｍ光）と周辺部（平均Ｍ１光）を測光するＡ
ｕＪ光素子を用いて、彼写体の輝度分布状態と全体の明
るさにより被写体状況を推論し、中央重点度を決定する
。

たとえば、スポット測光による被写体の明るさをＳＰ１
平均測光による被写体の明るさをＡＶｅ，露出値を決定
する被写体の明るさをＢＶとし、ＢＶ−ｋ−ｓＰ−　（
１−ｋ）　　◆ＡＶｅで算出する。

また、ＳＰとＡＶｅとの差をΔＶとし、ΔＶ−ＡＶｅ−
ＳＰとする。そして、ｋをファジィ推論により決定し、
スポット測光と平均測光の重点度を変化させる。

ルール■：全体（平均測光値）が暗いときは、コントラ
ストの高い被写体の場面が 少ないので、平均測光値（ｋ　−　０）で露出する。

ルール■：全体が明るくて、平均測光値よりもスポット
測光値の方が暗いときは、 逆光状態なので、スポット１１光値 （ｋ−１．０）で露出する。

ルール■：全体が明るくて、平均測光値とスポット測光
値との差が小さいときは、 平均測光値とスポット測光値の平均 値（ｋ−０．５）で露出する。

ルール■：全体が明るくて、スポット測光値が極端に暗
いときは、通常の逆光時と は異なり、反射率の低い黒い被写体 の場合・が多いので、シャドー重視 とするため、平均測光値に近い値 （ｋ−０．３）で露出する。

以上の各ルールは、それぞれ実際の撮影場面での経験に
よる撮影方法を言葉で表現したものである。これらをフ
ァジィルールで記述すると、以下のようになる。

ルール■：もしＡＶｅが暗いとき、ｋは「０」にする。

ルール■：もしＡＶｅが明るくて、ΔＶが正で中位いの
とき、ｋは１．０にする。

ルール■：もしＡＶｅが明るくて、ΔＶが小さいとき、
ｋは０．５にする。

ルール■：もしＡＶｅが明るくて、ΔＶが正で非常に大
きいとき、ｋは０．３にする。

これらのルールをメンバシップ関数で表現すると、第３
図のようになる。ルール■で、ＡＶｅが暗いという概念
が、横軸を平均測光値のＢＶｅ値で表わし、縦軸が合致
度で表わされる。この場合、ＢＶ３までは、暗いという
概念が１．０で１００％一致しており、Ｂｖ６では０．
５になって、暗いという概念の合致度が５０％であるこ
とを示している。ＢＶ９では、暗いという概念に対して
は合致度が「０」で、暗いという概念はないことを示し
ている。

このようにして、ルール■〜ルール■までがメンバシッ
プ関数で示される。このメンバシップ関数に基づいて、
第２図におけるようにファジィ演算を行なうことにより
、係数ｋの値が求ま、ることになる。

たとえば、ＡＶｅが７　（ＢＹ）、ｓｐが５　（ＢＹ）
ノ弱い逆光状態の被写体について計算してみる。

Ａ　Ｖｅ　−　７　（ＢＹ）、Ｓ　Ｐ　−　５（ＢＹ）
　　　ΔＶ　−　＋２（ＢＹ）とて第３図に記入し、求
めると、ルール■からｋ−０になる確率は０．３４、ル
ール■からｋ−１．０になる確率は０，６８、ルール■
からｋ−０．５になる確率は０．３３、ルール■からｋ
−０．３になる確率は０である。これらを合成すると、
第４図に示すようになり、重心を求めるとｋ　−　０．
６２となり、ＢＶ−０．Ｇ３　●Ｓ　Ｐ　＋　０．３７
Ａ　Ｖ　ｅとして撮影すればよイコとになる。

このようにして、各ＡＶｅと各ＳＰとの組合せの推論に
基づく係数ｋの値を示すと第５図のようになる。第５図
において、斜線で示す部分がｋ−０．８７で、最も中央
重点測光になっていることがわかる。これらの推論は、
全て４７のルールから求められたものであり、この推論
結果を更に改良や変更してゆきたいときは、ルールの変
更、または、メンバシップ関数の変更を行なえばよい。

上述したようにファジィルールで記述し、ファジィ演算
で推論を行なうことにより、数個のルールであらゆる場
面に応じた推論を行なうことができる。しかも、その推
論結果に満足がいかないときには、ルールの変更やメン
バシップ関数の変更という、撮影者にとって非常にわか
りやすい形で行なうことができる。従来のように数式で
表現している場合は、単に数値の変更や数式の補正で行
なうが、これらの変更が撮影場面に照らしあわせて、ど
のような変更になるのかわかりにくい。このように、フ
ァジィ理論に基づくルールで記述し、推論させることは
、一般のカメラ使用者にとって、カメラが非常にわかり
やすい自動制御を行なわせることができ、大きな利点で
ある。

次に、被写体距離情報によって中央重点度を推論により
求め、前述の第５図の結果を改良したものについて述べ
る。一般的に、被写体が遠くにあればあるほど、人物が
逆光状態になっている想定は当らなくなるので、この経
験により下記ルールを加える。

ルール■：披写体距Ｍｌが大のとき、ｋ−０とする。

この場合のメンバシップ関数は第６図に示すようにする
。このルール■による推論結果を第５図に加えると、第
５図に対して更に距離情報をパラメータにした推論が行
なえたことになる。このように、ファジィ推論を用いる
ことによって、複雑な推論を簡単に扱うことが可能とな
る。

次に、ストロボ自動発光条件の決定、すなわち被写体が
逆光状態、または、全体が暗いことを判断してストロボ
１２を自動発光させるルールについて説明する。スポッ
ト測光による被写体の明るさをＳＰ１平均測光による被
写体の明るさをＡＶｅとし、ｓｐとＡＶｅとの差をΔＶ
とし、ΔＶ−ＡＶｅ−ＳＰとする。

暗いときにストロボ１２を発光するために、ルール■：
もしＡ　Ｖ　ｅが暗いとき、ストロボ１２をオン（発光
許可）にする。

逆光状態でストロボ１２を発光するために、ルール■：
もしＡＶｅが中位の明るさで、ΔＶが正で大きいとき、
ストロボ １２をオンにする。

普通の明るさでＳＰが明るいときはストロボ１２を発光
させないために、 ルール■：もしＡＶｅが中位の明るさで、ΔＶが負で大
きいとき、ストロボ １２をオフ（発光禁止）にする。

非常に明るい状態における僅かな逆光（前記実施例で設
定した第５図の斜線部の領域に当る範囲）は、スポット
重点としてストロボ１２を発光させない。

ルール■：もしＡＶｅが明るくて、ΔＶが小さいとき、
ストロボ１２をオフに する。

これらのルールをメンバシップ関数で表現すると、ｍ７
図に示すようになる。前記実施例と同様に、これらのル
ールからの推論結果を表にすると第８図に示すようにな
り、前記実施例の露出値の決定とを組合せることにより
、複雑な露出値の組合せが可能となっている。

次に、ストロボ光照射角度の決定について説明する。従
来のズームレンズ付カメラにおいて、ストロボの照射角
度は、使用する撮影レンズの焦点距離によって一儀的に
決められている。たとえば、望遠にしたときはストロボ
光照射角度を小さくし、広角にしたときは大きくする。

しかしながら、実際の撮影においては、被写体距離や、
被写体の逆光状態を考慮してストロボ光照射角度を決定
した方がよい写真となる。たとえば人物撮影において逆
光状態では、撮影画面の中央部を重点的に照射してやれ
ばよいので、光照射角度は小さくてよい。また、望遠レ
ンズ使用時においても、被写体が近いときは光量的にも
余裕があるので、光照射角度を大きくして、できるだけ
均一な光線状態にしてやる方がよい。これらの経験をフ
ァジィルールで記述し、推論によってストロボ光照射角
度を決定する。

ここに、スポット測光による被写体の明るさをＳＰ１平
均測光による被写体の明るさをＡＶｃとし、ＳＰとＡＶ
ｅとの差をΔＶとし、ΔＶ−ＡＶｅ−ＳＰとする。また
、被写体距離をＤ、撮影レンズの焦点距離をｆとし、黒
点距離は３５ｍｍ〜１　０　５　ａｍとする。そして、
決定されたストロボ光照射角度をθとし、撮影レンズの
焦点距離に相当した画面の対角線に対する画角とする。

ルール■：焦点距離ｆが大のとき、 θは小さくする。

ルール■：焦点距Ｍｆが小のとき、 θは大きくする。

ルール■：逆光（ΔＶが大）のとき、 θは小さくする。

ルール■：被写体が近い（ｇが小の） とき、θは大きくする。

これらのルールをメンバシップ関数で表わすと、第９図
に示すようになる。たとえば、ｆ＝５０＋＋ｍ，ΔＶ　
＝　２　（Ｂｌ）．　ＩＩ　−　３　ｍのとき、推論結
果は第９図および第１０図からθは４８″となり、ｆ−
４４關相当に対応した光照射角がよいことがわかる。

以上説明したように、第１図のブロック図において、フ
ァジィコンピュータ６に各種のルールを記述しておき、
測光情報、被写体距離情報、レンズ焦点距離情報を入力
してやることにより、被写体の状況を推論させることが
できる。前記実施例で説明したように、露出条件の決定
、ストロボ発光条件の決定、ストロボ光照射角度の決定
が、わずか１３個のルールで記述できる。しかも、これ
ら１３個のルールは、一般の撮影者にとっても簡単に理
解のできるルールばかりである。

また、従来の数式による推論や演算を利用したカメラに
おいては、カメラがどのような推論や演算を行なって、
露出値の決定やストロボのオン，オフを決定していたか
、一般の撮影者には理解できなかったが、前述のように
ファジィ理論に基づくルールの記述でより簡単に表わす
ことができる。

しかも、ルールから推論結果を確定値として求めること
も、ファジィ演算によって簡単に行なうことができる。

なお、ファジィコンピュータに関しては、メンバシップ
関数の定義やファジィ演算をソフトで処理するデジタル
コンピュータ方式や、メンバシップ関数の定義をアナロ
グ電圧値で処理し、最大値、最小値をアナログ回路で電
圧値として求めるアナログ回路方式や、第５図や第８図
のようにファジィ演算された結果をテーブル表としてＲ
ＯＭに記憶させておき、人力値に応じて、このテーブル
表から値を求めてくるＲＯＭ記憶方式などが既に提案さ
れている。本発明は、これらどの方式においても実施で
きるものである。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、経験則をファジィ
ルールに置き換え、ファジィ理論を行なうことにより、
露出値の算出（スポット測光値、平均測光値の重み付け
決定）を行なったり、ストロボの発光許可／発光禁止、
ストロボの光照射角度を決定することにより、撮影者の
経験や知識に基づく露出値の決定やストロボの制御を少
ないルールのみで演算ができ、演算式の簡略化、メモリ
の大幅な削減、演算時間の短縮が可能となるなど、種々
の効果が期待できるカメラを提供できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を説明するためのもので、第１図は
ファジィ推論によりシャッタ・絞り制御およびストロボ
制御を行なうカメラの回路ブロック図、第２図は本発明
を説明するファジィルールをメンバシップ関数で示す図
、第３図は露出条件の決定に用いるファジィルールをメ
ンバシップ関数で示す図、第４図は第３図のファジィル
ールによる推論結果の合成状態を示す図、第５図はＡＶ
ｅとＳＰとの組合せの推論に基づく係数ｋの値を具体的
に示す図、第６図は第５図の結果を改良する際に追加す
るファジィルールをメンバシップ関数で示す図、第７図
はストロボ自動発光条件の決定に用いるファジィルール
をメンバシップ関数で示す図、第８図は第７図のファジ
ィルールによる推論結果の一例を示す図、第９図はスト
ロボ光照射角度の決定に用いるファジィルールをメンバ
シップ関数で示す図、第１０図は第９図のファジィルー
ルによる推論結果の合或状態を示す図である。 １・・・測光回路（測光手段）　２・・・ＡＦ回路（７
１ＰＩ距手段）、３・・・焦点距離検出回路（焦点距離
検出手段）　６・・・ファジィコンピュータ、７・・・
露出演算回路（露出決定手段）　８・・・ストロボ発光
回路（ストロボ発光制御手段）　９・・・ストロボ光照
射角度制御回路（ストロボ光照射角度制御手段）　１０
・・・ＤＸ接点、１１・・・シャッタ・絞り機構、１２
・・・ストロボ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体の輝度分布に応じて複数の光電変換出力を
   発生する測光手段と、 前記輝度分布に応じて露出決定するための複数のファジ
   ィルールをメンバシップ関数で設定し、これらのメンバ
   シップ関数からファジィ推論を行なうファジィコンピュ
   ータと、 このファジィコンピュータの推論結果に応じて前記測光
   手段の複数の光電変換出力に重み係数を加えて露出値を
   決定する露出決定手段と を具備したことを特徴とするカメラ。
2. （２）被写体の輝度分布に応じた光電変換出力を発生す
   る測光手段と、 前記輝度分布に応じてストロボの発光許可または禁止を
   決定するための複数のファジィルールをメンバシップ関
   数で設定し、これらのメンバシップ関数からファジィ推
   論を行なうファジィコンピュータと、 このファジィコンピュータの推論結果に基づいて前記ス
   トロボの制御を行なう制御手段とを具備したことを特徴
   とするカメラ。
3. （３）被写体の輝度分布に応じて複数の光電変換出力を
   発生する測光手段と、 被写体の距離を測定する測距手段と、 前記輝度分布および前記被写体の距離に応じて露出決定
   するための複数のファジィルールをメンバシップ関数で
   設定し、これらのメンバシップ関数からファジィ推論を
   行なうファジィコンピュータと、 このファジィコンピュータの推論結果に応じて前記測光
   手段の複数の光電変換出力に重み係数を加えて露出値を
   決定する露出決定手段と を具備したことを特徴とするカメラ。
4. （４）被写体の輝度分布に応じた光電変換出力を発生す
   る測光手段と、 撮影レンズの焦点距離を検出する検出手段と、前記測光
   手段および前記検出手段の各出力に応じてストロボの光
   照射角度を決定するための複数のファジィルールをメン
   バシップ関数で設定し、これらのメンバシップ関数から
   ファジィ推論を行なうファジィコンピュータと、 このファジィコンピュータの推論結果に基づいて前記ス
   トロボの光照射角度を制御する制御手段と を具備したことを特徴とするカメラ。