JPH0799342B2 - 輝度計のピント調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レンズ式輝度計において、対物レンズと測定
範囲限定部との位置関係を調整するピント調整装置に関
するものである。

従来の技術 近年、輝度計の測定光学系のピント調整装置は、測定範
囲に対応した発光部をもつ輝度面を輝度計で結像させて
実施している。

以下、従来の輝度計測定光学系のピント調整装置（対物
レンズと測定範囲限定部の位置関係調整方法）につい
て、測定範囲限定部としてアパーチャミラー（測定範囲
に対応した開口部をもつミラー）を用いた輝度計を例に
説明する。

第８図は従来のピント調整装置の構成を示すものであ
り、４は輝度面、２は輝度計である。輝度計２は、測定
角θ_１なる測定角をもち対物レンズ2aと、アパーチャミ
ラー2b,受光素子2e,ミラー2c,ファインダ2dおよび増幅
器2fから構成されている。また、輝度面４は発光部4bと
非発光部4aとから構成され、増幅器2fは演算増幅器の電
流−電圧変換増幅回路を用いた例を示している。

以上のように構成されたピント調整装置についてその動
作を説明する。

輝度計の光軸を輝度面４の発光部4bの中心点に一致さ
せ、輝度計２で発光部4bをアパーチャミラー2b上に結像
させる。輝度面４の発光部4bは、輝度計２内のアパーチ
ャミラー2bの開口部分、すなわち、輝度計２の距離l₁に
おける測定範囲と同一形状で相似形となっている。この
ため、光軸が一致しておれば、アパーチャミラー2bの開
口部と輝度面４の発光部4bがファインダ上で重なる。

次に、アパーチャミラー2bの開口部を通過した光は受光
素子2eへ入射する。受光素子2eでは、入射光を光電変換
し、入射光量に対応した電気信号を出力し増幅器2fで増
幅される。この状態で、輝度測定光学系のピント状態が
合っておれば、すなわち、対物レンズ2aとアパーチャミ
ラー2bとの位置関係が合っておれば、アパーチャミラー
2b上の像面照度分布は第９図E₃に示すように、発光部4b
からの光がすべてアパーチャミラー2bの開口部（直径
a₅）に入射し光電変換される。もし、ピントが合ってい
なければ、アパーチャミラー2b上の像面照度分布は第９
図E₄に示すように、アパーチャミラー2bの開口部の端部
で発光部4bからの光の一部が遮光され、アパーチャミラ
ー2b開口部を通過する光量は、ピントが合っている場合
にくらべ小さくなる（なぜなら、アパーチャミラー2b上
に到達する発光部4bからの光量は同一であるため）。こ
のような状態を確認するため、従来は対物レンズ2aを第
８図Ｘで示す方向に移動させ、アパーチャミラー2b上で
のピント状態を強制的に変化して光電出力が最大となる
ように調整していた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような調整方法では、アパーチャ
ミラーの一つの開口部（測定範囲）に対し、これと相似
形の発光部をもった輝度面を用意し、発光部とアパーチ
ャミラーの開口部との相似関係で定まる距離ｌに輝度計
を固定してピント調整を実施する必要があり、測定範囲
に応じて輝度面の発光部面積や形状を変化させる必要が
あるため、ピント調整に時間がかかるという問題点を有
していた。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するもので、輝度計の測定光
学系のピント調整を効率よく実施するピント調整装置を
提供することを目的とする。

本発明は、中心部から周辺部に向って少なくとも一方向
の輝度分布が単調に変化する輝度面と、この輝度面に対
向させた輝度系の光電出力をもとに、輝度計の対物レン
ズと測定範囲限定部（アパーチャミラー）の位置関係を
変化させる移動手段とを備えた輝度計のピント調整装置
で、輝度計の光電出力の大きさをもとに測定光学系の正
確なピント調整ができるものである。

作用 輝度面が対物レンズでアパーチャミラー上に結像され
る。そこで、アパーチャミラーの開口部、すなわち、測
定範囲に相当する部分の光がアパーチャミラーを通過
し、受光素子で電気信号に変換される。この電気信号レ
ベルは、アパーチャミラー上の輝度面の像のピントの合
致状態によって変化する。一方、輝度面は一定の勾配を
もつため、輝度計の測定範囲の大きさや、輝度計と輝度
面の距離に関係なく、電気信号の変化に応じて輝度計の
対物レンズとアパーチャミラーとの位置関係を制御し
て、ピント調整を容易に実施することができる。

実施例 第１図は本発明の輝度計のピント調整装置の第１の実施
例の構成を示すものである。

第１図において、１は輝度面、２は輝度計、３は移動手
段である。輝度計２は円形測定範囲（測定角θ_１）を有
し、本発明の説明に必要な部分のみを示しており、対物
レンズ2aと、アパーチャミラー2b,ミラー2c,ファインダ
2d,受光素子2eおよび増幅器2fから構成する。移動手段
３は、移動量制御部3aと駆動手段3bとから構成してい
る。第１図で輝度面１は、第２図にL₀で示すように中心
点O₁から周辺に向って直線的に輝度値が低下する特性
（P₁₂,P₁₁,P₃₁）を有する実施例を示している。輝度計
２の光軸は、輝度面１の中心点O₁に対応するように配置
し、距離l₂で対向させる。駆動手段3bは対物レンズ2aを
第１図で示すＸ方向（光軸方向）に移動させる例を示し
ている。

以上のように構成された本実施例のピント調整装置につ
いて以下その動作を説明する。

輝度面１の像は輝度計２の対物レンズ2aによってアパー
チャミラー2b上に結像される。ここで、輝度面の中心点
O₁はアパーチャミラー2bの中心点O₂に対応し、第１図で
示す輝度面１内の破線はアパーチャミラー2bに輝度面１
の像がボケずに正確に結像された場合の測定範囲を示し
ている。さらに、ファインダ2dからは、アパーチャミラ
ー2bを見ることができ、アパーチャミラー2bの中央部の
開口部で測定範囲を確認することができる。また、受光
素子2eで光電変換された出力は、増幅器2fで増幅され
る。増幅器2fとしては演算増幅器の電流−電圧変換増幅
回路の例を示している。

次に、輝度計２のアパーチャミラー2bにおけるピント状
態による光電出力の変化を第３図をもとに説明する。

第３図は対物レンズ2aによるアパーチャミラー2b上での
輝度面１の照面照度分布を示したものである。第３図
で、輝度計２の測定光学系のピントが、アパーチャミラ
ー2b面で合っていると、q₁₁,q₂₁,q₃₁で示す照度分布を
示す。アパーチャミラー2b面でのピントがずれるにした
がって、この形状はくずれ、第３図r₁₁,r₂₁,r₃₁で示す
ように、中心点O₂部分の最大照度値が低下する。

次に、像がボケた時にr₁₁,r₂₁,r₃₁なる形状を示す理由
を第４図，第５図を用いて説明する。

第４図は直形の小さい円形の均一な輝度面を輝度計で結
像させた時の像面照度分布を示す図である。第４図で、
L₂はピントが合っている状態であり、直径a₂に対して一
様は照度値を持つ。次にピントがボケると、L₃に示すよ
うに直径がa₃（＞a₂）となり、中心部の照度値が低下す
る。ピントが合っている時の入射光量をS₃、ボケている
時の入射光量をS₄とすると、S₃＝S₄が成立するが、ボケ
ている時は直径a₂以外の部分にS₄₁,S₄₂なる光量がもれ
る。すなわち、ピントがずれることによって光の広がり
が大きくなる。

第５図は輝度面を結像させた時、アパーチャミラー2b上
での照度分布が傾斜をもつときの状態を示したものであ
る。第５図でＹ軸上にa₄で示すのは、アパーチャミラー
の測定範囲を示す直径である。第５図で測定範囲内と測
定範囲外との境界部分ではピントが合っている時、すな
わち、像がボケていない時は、第４図に示すように、隣
接部分との光量のやりとりがない。すなわち、ボケによ
りn₁領域からn₂領域への光量の移動をb₁とし、逆にn₂領
域からn₁領域への光量の移動をb₂とすると、ピントが合
っている時はb₁＝b₂＝０となる。次にアパーチャミラー
面で輝度面の像がボケている時、平坦な照度分布E₁をと
る場合、測定範囲外n₁,n₃部分と測定範囲内n₂部分とで
輝度面の輝度変化がないため、像面照度分布は第４図L₃
の形状で高さの等しいものが連続して重なった状態とな
る。したがって、測定範囲部分n₂と測定範囲外n₁,n₃と
のボケによる光量の移動は同一量となり、アパーチャミ
ラーの直径a₄を通過する光量は変化しない。

一方、第５図でE₂に示すように照度分布が傾斜をもつ場
合、n₁領域とn₂領域で照度値が異なるためn₁領域からの
光量の移動量b₁がn₂領域からの光量の移動量b₂よりも小
さくなる。

以上、第４図，第５図からわかるように、第２図でL₀に
示す輝度面１の輝度分布を、ボケた状態でアパーチャミ
ラー2b上に結像させた時の像面照度分布は、第３図にr
₁₁,r₂₁,r₃₁で示す形状となる。この結果、アパーチャミ
ラー2bの開口部（第３図でa₁₁で示す部分）を通過する
光量はS₂₁となる。一方、ピントが合っている時の通過
光量はS₁₁であるので、第３図から明らかなようにS₁₁＞
S₂₁が成立する。第３図のS₁₁,S₂₁は輝度計２の光電出力
に対応するので、移動量制御部3aで光電出力が最小値、
すなわち移動量制御部3aの入力が最小値となるように駆
動手段を制御し、対物レンズ2aの位置をＸ方向に移動さ
せると、輝度面１の発光部の大きさや、輝度面１と輝度
計２との距離l₂を輝度計の測定範囲に合わせて変化させ
なくても、対物レンズ2aとアパーチャミラー2bのピント
が合った状態での位置関係が求まる。

以上のように本実施例によれば、中心から周辺に向って
輝度が直線的に低下する輝度面と、この輝度面を輝度計
で結像させ、輝度計の光電出力が最小となるように対物
レンズとアパーチャミラーの位置関係を求めれば、輝度
計の測定光学系のピント合わせが容易にできる。

次に、第２の実施例における輝度計のピント調整装置に
ついて説明する。第２の実施例が第１の実施例と異なる
のは輝度面１の輝度分布が第６図に示すように、中心点
O₁から周辺に向って、輝度値が直線的に増加する。

この輝度面１を輝度計２でアパーチャミラー2b上に結像
させると、アパーチャミラー2b上の像面照度分布は、ピ
ントが合っている時は第７図q₁₂,q₂₂,q₃₂に示すように
輝度面１の輝度分布と同一形状となる。一方、アパーチ
ャミラー2b上のピントが合っていない時、すなわち、対
物レンズ2aとアパーチャミラー2bの位置関係が合ってい
ない時は、第５図の説明図から明らかなように第７図r
₁₂,r₂₂,r₃₂に示す像面照度分布となる。このような照度
分布となった時、アパーチャミラー2bの開口部（直径a
₁₂）を通過し、受光素子2eに到達する光量は、ピントが
合っている時にくらべ、ピントが合っていない時の方が
高くなる。これは、第７図に示すように、ピントが合っ
ている時受光素子2eへの入射光量はq₁₂,q₂₂,q₃₂と直径a
₁₂で囲まれる面積S₁₂となり、また、ピントが合ってい
ない時はr₁₂,r₂₂,r₃₂と直径a₁₂で囲まれる面積S₂₂とな
り、S₁₂＜S₂₂となるためである。したがって、輝度計２
の光電出力が最大となるように対物レンズ2aとアパーチ
ャミラー2bの位置関係を調整するように、移動手段３内
移動量制御部3aを動作させれば、第１の実施例と同一の
効果が得られる。

なお、第1,第２の実施例で、輝度面の輝度分布が、中心
から周辺に向って直線的に低下あるいは増加する例を示
したが、単調に低下あるいは増加するもの（例えば２次
曲線の一部）でも同一の効果をもたせることができる。
また、上記発明の効果は輝度計の測定範囲の境界部分で
成立すればよい。したがって、輝度面の輝度分布はあら
ゆる周辺方向に同一に変化する必要はなく、特定の方向
のみ変化していれば、同一の効果がある。実施例では説
明の都合上、輝度面の中心点O₁とアパーチャミラーの中
心点O₂が対応する構成としたが、測定範囲内に輝度面の
中心点O₁が存在すればよい。また、実施例ではピント調
整手段として、対物レンズを移動させたが、測定範囲限
定部（アパーチャミラー）を移動させてもよい。なお、
アパーチャミラーと同一の機能を有する測定範囲限定部
であれば上記と同一の方法でピント調整が可能である。

発明の効果 本発明は、中心から周辺に向って少なくとも一方向の輝
度分布が単調に変化する輝度面と、この輝度面に対向さ
せ、輝度面の中心点（最大輝度点あるいは最小輝度点）
を輝度計の測定範囲内となるように配置する輝度計の光
電出力をもとに、対物レンズと測定範囲限定部との位置
関係を変化させる移動手段を設けることにより、輝度計
の測定範囲の大きさや輝度計と輝度面との距離を輝度計
の測定範囲の大きさで決まる値に固定しなくても、輝度
計の測定光学系の正確なピント調整が実施でき、その実
用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における輝度計のピント調整装
置の構成図、第２図は本発明の実施例における輝度面の
輝度分布図、第３図は第１の実施例におけるピント状態
による像面照度の分布図、第４図，第５図は本発明の原
理を説明する図、第６図は第２の実施例における輝度面
の輝度分布図、第７図は第２の実施例におけるピント状
態による像面照度の分布図、第８図は従来の輝度計のピ
ント調整装置を示す図、第９図は従来の輝度計のピント
調整方法の原理を示す図である。 1,4……輝度面、２……輝度計、３……移動手段、2a…
…対物レンズ、2b……アパーチャミラー、2c……ミラ
ー、2d……ファインダ、2e……受光素子、3a……移動量
制御部、3b……駆動手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 利恵 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−87818（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−175732（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−175731（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中心部から周辺部に向って少なくとも一方
   向の輝度分布が単調に変化する輝度面と、この輝度面と
   対向する調整すべき輝度計と、この輝度計の光電出力を
   もとに輝度計の対物レンズと測定角限定部との位置関係
   を変化させる移動手段とから構成した輝度計のピント調
   整装置。
2. 【請求項２】輝度面の輝度値が中心から周辺に向うにし
   たがって低下し、移動手段が輝度計の光電出力を最大と
   するように制御してなる特許請求の範囲第１項記載の輝
   度計のピント調整装置。
3. 【請求項３】輝度面の輝度値が中心から周辺に向うにし
   たがって増大し、移動手段が輝度計の光電出力を最小と
   するように制御してなる特許請求の範囲第１項記載の輝
   度計のピント調整装置。