JPH0862661A - カメラの測光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、カメラの撮影レンズから入射した
光を測光する測光装置に関し、入射光の偏光方向によら
ず、正確な測光を行うことのできるカメラの測光装置を
提供することを目的とする。 【構成】 カメラの撮影レンズ３１ａと撮像面４９との
間に配置され、撮影レンズからの入射光を反射光と透過
光とに分離する第１のハーフミラー３２と、その第１の
ハーフミラーによる反射光が入射する位置に配置され、
入射光を反射光と透過光とに分離する第２のハーフミラ
ー３７と、第２のハーフミラーによる透過光を受光する
位置に配置され、測光を行う測光手段４０とを備えて構
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラの撮影レンズを
透過した光を測光する測光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カメラの測光装置として、撮影レ
ンズを透過した光を測光するＴＴＬ（Through The Len
s）方式の測光装置が知られている。

【０００３】図３は、この種の測光装置を適用した電子
スチルカメラを示す図である。図において、カメラ本体
１には撮影レンズ１ａが取り付けられ、撮影レンズ１ａ
の光軸上には、ガラス基材の表面に誘電体膜を形成した
ハーフミラー２が配置される。このハーフミラー２の背
面にはサブミラー３が配置され、サブミラー３の反射光
を受光する位置には、被写体までの合焦距離を測定する
測距部４が配置される。

【０００４】また、ハーフミラー２の反射光が結像する
位置には焦点板５が配置され、焦点板５の背面側には、
光軸に沿ってフィールドレンズ６，ペンタプリズム７が
配置される。このペンタプリズム７による反射光の光軸
に沿って、リレーレンズ８，接眼レンズ９が配置され
る。

【０００５】さらに、ペンタプリズム７の反射光の一部
を受光する位置には、集光レンズ１０を介して測光素子
１１が配置される。一方、ハーフミラー２の背面側に
は、撮影レンズ１ａの結像面１５の近傍にシャッター１
４が配置され、さらに結像面１５の光学像を縮小するフ
ィールドレンズ１６，リレーレンズ１７が配置される。
このリレーレンズ１７による結像面には、モワレを防ぐ
オプティカルローパスフィルタ１８を介して、撮像素子
１９が配置される。

【０００６】このような構成の電子スチルカメラでは、
撮影レンズ１ａからの入射光束が、ハーフミラー２によ
って透過光束と反射光束とに分離される。透過光束はサ
ブミラー３に反射され、測距部４に入射する。一方の反
射光束は、焦点板５およびフィールドレンズ６を介し
て、ペンタプリズム７に入射する。このペンタプリズム
７の内部で光束は反射され、リレーレンズ８および接眼
レンズ９を介して、撮影者に観察される。

【０００７】また、ペンタプリズム７で反射された光束
の一部は、集光レンズ１０によって集光され、測光素子
１１に受光される。この状態で、図示しないレリーズ釦
が半押しになると、測光素子１１は、ペンタプリズム７
からの反射光束の一部を測光し、被写体の輝度値を求め
る。

【０００８】このように求めた被写体の輝度値に基づい
て、撮影者の手動操作あるいは図示しないマイクロコン
ピュータなどによって、絞り値およびシャッタ開口時間
が設定される。

【０００９】ここで、レリーズ釦が全押しになると、ハ
ーフミラー２およびサブミラー３が撥ね上げられ、シャ
ッタ１４が開口する。撮影レンズ１ａからの入射光束
は、シャッタ１４の開口部を透過して、結像面１５に空
中像を結像する。この空中像は、フィールドレンズ１６
およびリレーレンズ１７を介して縮小され、撮像素子１
９の受光面に再び結像する。

【００１０】この光学像は、オプティカルローパスフィ
ルタ１８によって空間周波数の高域成分が取り除かれた
後に、撮像素子１９によって画像信号に光電変換され、
図示しないメモリカードその他の記録媒体に記録され
る。

【００１１】このように、ＴＴＬ方式の測光装置では、
撮影レンズ１ａからの入射光束を直接測光するので、外
光式の測光装置に比べて、撮影レンズ１ａの交換や光学
フィルタの装着などに伴う撮像面の明かるさの変化を正
確に測定することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
測光装置では、入射光に偏光成分を多く含む場合、以下
に述べるような問題点があった。

【００１３】すなわち一般に、図４に示すように、入射
光は、入射面（光の入射方向および反射方向に平行な
面）に対して垂直に振動する直線偏光（以下、「Ｓ偏
光」という）と、入射面に対して平行に振動する直線偏
光（以下、「Ｐ偏光」という）とに分解される。

【００１４】そして、ハーフミラー２などの反射面で
は、図５に示すようにＳ偏光の反射率が高く、Ｐ偏光の
反射率が低くなる。一方、窓ガラスや壁面その他の垂直
面による反射光は、垂直な振動面を有する偏光を多く含
み、このような偏光の大部分は、Ｐ偏光としてハーフミ
ラー２を透過するので、測光素子１１に受光されない。

【００１５】したがって、測光素子１１による測光値
は、撮影レンズ１ａから入射する光量に比べて低くな
り、カメラ側はこの測光値に応じて露出量を増加させる
ために、露出過多の画像を撮影してしまうという問題点
があった。

【００１６】また、水面などの水平面による反射光は、
水平な振動面を有する偏光を多く含み、このような偏光
の大部分は、Ｓ偏光としてハーフミラー２に反射されて
測光素子１１に受光される。

【００１７】そのため、測光素子１１による測光値は、
自然光を受光する場合に比べて高くなり、カメラ側はこ
の測光値に応じて露出量を減らすために、露出不足の画
像を撮影してしまうという問題点があった。

【００１８】また、カメラを縦位置で使用する場合と、
横位置で使用する場合とでは、カメラ内部のハーフミラ
ー２の傾きが異なり、偏光に対する反射率が変化するた
め、直線偏光を多く含む被写体については、カメラの縦
位置，横位置の違いにより、測光値が異なるという問題
点があった。

【００１９】さらに、被写体の色を明瞭に写したり、水
面などの反射光を除去するために直線偏光フィルタをカ
メラに装着する撮影手法があるが、このような場合、偏
光フィルタを透過する光の偏光方向によって、ハーフミ
ラー２の反射率が異なるために正確な測光を行うことが
できず、そのため、直線偏光フィルタをカメラに装着す
ることができないという問題点があった。

【００２０】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、Ｐ偏光およびＳ偏光の割合によら
ず、正確な測光を行うことのできるカメラの測光装置を
提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】以下、本発明を図１，図
２の実施例に対応づけて説明する。請求項１に記載の発
明は、カメラの撮影レンズ（３１ａ）と撮像面（４９）
との間に配置され、撮影レンズからの入射光を反射光と
透過光とに分離する第１のハーフミラー（３２）と、そ
の第１のハーフミラーによる反射光が入射する位置に配
置され、入射光を反射光と透過光とに分離する第２のハ
ーフミラー（３７，５７）と、第２のハーフミラーによ
る透過光を受光する位置に配置され、測光を行う測光手
段（４０，６０）とを備えたことを特徴とする。

【００２２】請求項２に記載の発明は、請求項１の測光
装置において、第２のハーフミラーの面の一部分に全反
射ミラーを形成することを特徴とする。請求項３に記載
の発明は、カメラの撮影レンズと撮像面との間に配置さ
れ、撮影レンズからの入射光を反射光と透過光とに分離
する第１のハーフミラーと、その第１のハーフミラーに
よる透過光が入射する位置に配置され、入射光を反射光
と透過光とに分離する第２のハーフミラーと、第２のハ
ーフミラーによる反射光を受光する位置に配置され、測
光を行う測光手段とを備えたことを特徴とする。

【００２３】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれか１項に記載の測光装置において、第１のハー
フミラーにおけるＳ偏光の分離率とＰ偏光の分離率との
比と、前記第２のハーフミラーにおけるＰ偏光の分離率
とＳ偏光の分離率との比が等しいことを特徴とする。

【００２４】

【作用】請求項１の測光装置では、第１のハーフミラー
による反射光を、第２のハーフミラーに透過させた後
に、測光する。

【００２５】一般に、ハーフミラーの反射特性は、Ｓ偏
光の反射率が高く、Ｐ偏光の反射率が低い。逆に、ハー
フミラーの透過特性は、Ｓ偏光の透過率が低く、Ｐ偏光
の透過率が高い。

【００２６】そこで、撮影レンズからの入射光を、第１
のハーフミラーおよび第２のハーフミラーにより、反射
と透過とを１回ずつ行うことにより、相互のハーフミラ
ーによるＳ偏光とＰ偏光とに対する分離率の違いが相殺
され、測光手段におけるＳ偏光の受光率とＰ偏光の受光
率との差を小さくすることができる。

【００２７】このようにして、測光手段の受光量の変化
が小さくなるので、従来より正確な測光を行うことがで
きる。請求項２の測光装置では、第２のハーフミラーの
面の一部を全反射ミラーにすることにより、第２のハー
フミラーの反射光束を利用する装置に対して、受光量を
増加することができる。

【００２８】例えば、第２のハーフミラーの反射光束を
ファインダで利用した場合には、受光量を増加してファ
インダの光学像を明るくすることができる。請求項３の
測光装置では、第１のハーフミラーによる透過光を、第
２のハーフミラーで反射させた後に、その光を測光して
いる。

【００２９】一般に、ハーフミラーの反射特性は、Ｓ偏
光の反射率が高く、Ｐ偏光の反射率が低い。逆に、ハー
フミラーの透過特性は、Ｓ偏光の透過率が低く、Ｐ偏光
の透過率が高い。

【００３０】そこで、撮影レンズからの入射光を、第１
のハーフミラーおよび第２のハーフミラーにより、反射
と透過とを１回ずつ行うことにより、相互のハーフミラ
ーによるＳ偏光とＰ偏光とに対する分離率の違いが相殺
され、測光手段におけるＳ偏光の受光率とＰ偏光の受光
率との差を小さくすることができる。

【００３１】このようにして、測光手段の受光量の変化
が小さくなるので、従来より正確な測光を行うことがで
きる。請求項４の測光装置では、第１のハーフミラーに
おけるＳ偏光の分離率（測光手段が反射光を利用する場
合は反射率，透過光を利用する場合は透過率に相当す
る）とＰ偏光の分離率との比と、第２のハーフミラーに
おけるＰ偏光の分離率とＳ偏光の分離率との比とを等し
くする。

【００３２】このような特性の第１のハーフミラーと第
２のハーフミラーとを選択することにより、測光手段に
おけるＳ偏光の受光率（第１および第２のハーフミラー
におけるＳ偏光の分離率の積）は、Ｐ偏光の受光率に等
しくなる。

【００３３】したがって、偏光方向による受光量の違い
が、第１のハーフミラーおよび第２のハーフミラーによ
って打ち消されるので、測光手段は、正確な測光を行う
ことができる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、請求項１，２，４に対応する第１の実施
例を示す図である。

【００３５】図において、カメラ本体３１には撮影レン
ズ３１ａが取り付けられ、撮影レンズ３１ａの光軸上に
は、ガラス基材の表面に誘電体膜を形成したハーフミラ
ー３２が配置される。このハーフミラー３２の背面には
サブミラー３３が配置され、サブミラー３３による反射
光を受光する位置には、被写体までの合焦距離を測定す
る測距部３４が配置される。

【００３６】また、ハーフミラー３２による反射光が結
像する位置には焦点板３５が配置され、焦点板３５の背
面側には光軸に沿ってフィールドレンズ３６，ハーフミ
ラー３７が配置される。このハーフミラー３７は、ハー
フミラー３２と平行に配置される。

【００３７】なお、ハーフミラー３７は、ガラスその他
の透明基材の表面に、酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）その他の
誘電体膜をコーティングして形成される。このハーフミ
ラー３７の背面側には、ミラー３８，集光レンズ３９お
よび測光素子４０が配置される。

【００３８】また、ハーフミラー３７による反射光の光
軸に沿って、リレーレンズ４１，接眼レンズ４２および
ファインダ表示部４３が配置される。一方、ハーフミラ
ー３２の背面側では、撮影レンズ３１ａの結像面４５の
近傍にシャッター４４が配置され、さらに結像面４５の
光学像を縮小するフィールドレンズ４６，リレーレンズ
４７が配置される。

【００３９】このリレーレンズ４７による結像面には、
モワレを防ぐオプティカルローパスフィルタ４８を介し
て、撮像素子４９が配置される。このような構成の電子
スチルカメラでは、撮影レンズ３１ａからの入射光束
は、ハーフミラー３２によって透過光束と反射光束とに
分離されて、透過光束はサブミラー３３に反射されて測
距部３４に入射する。

【００４０】一方の反射光束は、焦点板３５およびフィ
ールドレンズ３６を介して、ハーフミラー３７に入射す
る。このハーフミラー３７で反射された像は、天地・左
右が逆になっているので、リレーレンズ３８によって空
中像を結像させ、撮影者は、この空中像を接眼レンズ３
９を介して観察する。

【００４１】また、この空中像の近傍にはファインダ表
示部４７が配置され、カメラの情報を表示する。さら
に、ハーフミラー３７の透過光束は、ミラー３８に反射
された後に、集光レンズ３９によって集光され、測光素
子４０に受光される。

【００４２】この状態で、レリーズ釦が半押しになる
と、測光素子４０は、被写体の輝度値を測定する。この
ように求めた被写体の輝度値に基づいて、撮影者の手動
操作もしくは図示しないマイクロコンピュータなどによ
って、絞り値およびシャッタ開口時間が設定される。

【００４３】ここで、レリーズ釦が全押しになると、ハ
ーフミラー３２およびサブミラー３３が撥ね上げられ、
シャッタ４４が開口する。撮影レンズ３１ａからの入射
光束は、シャッタ４４の開口部を透過して、結像面４５
に空中像を結像する。この空中像は、フィールドレンズ
４６およびリレーレンズ４７を介して縮小され、撮像素
子４９によって画像信号に変換され、図示しないメモリ
カードその他の記録媒体に記録される。

【００４４】このようなハーフミラー３２，３７とし
て、図５に示した反射と透過の比が、５：５のハーフミ
ラーを使用すると、撮影レンズ３１ａから入射したＳ偏
光の６５％がハーフミラー３２によって反射され、その
内の３５％がハーフミラー３７を透過するので、測光素
子４０には、Ｓ偏光の２３％が受光される。

【００４５】また、撮影レンズ３１ａから入射したＰ偏
光の３５％がハーフミラー３２によって反射され、その
内の６５％がハーフミラー３７を透過するので、測光素
子４０には、Ｐ偏光の２３％が受光される。

【００４６】このように測光素子４０に受光されるＳ偏
光とＰ偏光との割合は等しくなるので、被写体からの光
に含まれる偏光方向によらず、撮像面の明るさに対して
一定の割合で測光値を得ることができる。したがって、
正確な測光値が得られ、露出過多や露出不足を防いで、
適正な露出による撮影を行うことができる。

【００４７】なお、ハーフミラー３７に反射される光量
は、Ｓ偏光の４２％およびＰ偏光の１２％となる。自然
光のように等量にＳ偏光とＰ偏光とを含む光の場合、撮
影レンズ３１ａからの入射光の２７％がハーフミラー３
７に反射され、ファインダに光学像を結像する。

【００４８】さらに、ファインダを明るくする場合に
は、ハーフミラー３２には、図５に示した反射と透過と
の比率が７：３のものを使用し、ハーフミラー３７には
６：４のものを使用する。

【００４９】このような選択により、撮影レンズ３１ａ
から入射したＳ偏光の８５％が、ハーフミラー３２に反
射され、その内の３１％が、ハーフミラー３７を透過す
るので、測光素子４０にはＳ偏光の２６％が受光され
る。

【００５０】また、撮影レンズ３１ａから入射したＰ偏
光の５５％が、ハーフミラー３２に反射され、その内の
４９％が、ハーフミラー３７を透過するので、測光素子
４０にはＰ偏光の２７％が受光される。

【００５１】このように、測光素子４０が受光するＳ偏
光の割合とＰ偏光の割合とを、許容範囲内で等しくする
ことができるので、撮影レンズ３１ａから入射する光の
偏光方向によらず、撮像面の明るさに対して一定の割合
を示す測光値を測定することができる。

【００５２】また、このようなハーフミラーの組合せで
は、撮影レンズ３１ａから入射したＳ偏光の５９％，お
よびＰ偏光の２８％をファインダ側で利用することがで
きるので、Ｓ偏光とＰ偏光の成分を等量含む自然光の場
合、ファインダ側では、合わせて４３．５％の光量によ
る光学像を結像し、明るいファインダ像を撮影者に提供
することができる。

【００５３】さらに、測光素子４０は、ハーフミラー３
７の透過光の一部を受光すればよいので、ハーフミラー
３７の面の一部分に全反射ミラーを形成しても良く、こ
のような構成により、ファインダ側に反射される光量が
増加して、より明るいファインダ像を得ることができ
る。

【００５４】次に、本発明の第２の実施例を説明する。
図２は、請求項１，２，４に対応する第２の実施例を示
す図である。この実施例では、ハーフミラー３２による
反射方向に、ハーフミラー３２に対して垂直なハーフミ
ラー５７が配置され、ハーフミラー５７の背面側には、
ミラー５８，集光レンズ５９および測光素子６０が配置
される。

【００５５】また、ハーフミラー５７による反射光の光
軸に沿って、リレーレンズ６１およびミラー６１ａが配
置される。ミラー６１ａの反射面は、ハーフミラー５７
に対して平行に配置される。

【００５６】そして、ミラー６１ａの反射光の光軸上に
は接眼レンズ６２およびファインダ表示部６３が配置さ
れる。なお、図２に示す構成要素において、図１の構成
要素と同じものには、同一の番号を付与して詳細な説明
を省略する。

【００５７】このような構成の電子スチルカメラでは、
撮影レンズ３１ａからの入射光がハーフミラー３２に反
射した後に、ハーフミラー５７を透過して測光素子６０
に受光される。

【００５８】したがって、第２の実施例においても、第
１の実施例と同じ特性のハーフミラーの組合せを選択す
ることにより、第１の実施例と同一の効果を得ることが
できる。

【００５９】なお、上述した実施例では、ハーフミラー
３２で反射した後に、ハーフミラー３７，５７を透過し
た光を、測光素子４０，６０が受光しているが、それに
限定されず、請求項３に記載したように、第１のハーフ
ミラーによる透過光を、第２のハーフミラーによって反
射した後に、測光を行うこともできる。

【００６０】例えば、図１または図２のサブミラー３３
の位置にハーフミラーを配置して、測距部３４の位置に
集光レンズおよび測光素子を配置しても良い。このよう
な構成により、撮影レンズ３１ａからの入射光は、ハー
フミラー３２を透過した後に、背面のハーフミラーに反
射して、測光素子に受光されるので、光の偏光方向によ
る受光率の違いを減少して、第１の実施例と同様の効果
を得ることができる。

【００６１】さらに、このような構成では、測光素子と
測距部３４とを併設することもできるので、構造を単純
化することができ、カメラの小型化および低コスト化を
図ることができる。

【００６２】また、上述した実施例では、本発明の測光
装置を電子スチルカメラに適用した例について述べた
が、ＴＴＬ方式の測光を行うカメラであれば良く、例え
ば、一眼レフカメラやビデオカメラなどに本発明の測光
装置を適用することもできる。

【００６３】さらに、上述した実施例では、図５に示し
た特性のハーフミラーを使用しているが、それに限定さ
れるものではなく、ハーフミラーの特性は、表面をコー
ティングする誘電体膜の膜厚によって変更できるので、
図５に示した特性以外のハーフミラーを作成して、使用
しても良い。

【００６４】また、上述した実施例では、ハーフミラー
の偏光特性を打ち消す２通りの組み合わせを示したが、
この組み合わせに限定されるものではない。このように
ハーフミラーの偏光特性を打ち消すには、一方のハーフ
ミラーにおけるＳ偏光の分離率とＰ偏光の分離率との比
が、他方のハーフミラーにおけるＰ偏光の分離率とＳ偏
光の分離率との比とが許容範囲内で等しくなるように、
ハーフミラーの特性を組み合わせれば良い。

【００６５】

【発明の効果】請求項１の測光装置では、ハーフミラー
による反射と透過とを交互に行うことにより、測光手段
に対するＳ偏光の受光率とＰ偏光の受光率との差を小さ
くすることができる。

【００６６】したがって、撮影レンズに入射する光の偏
光方向による測光値の変化が小さくなり、従来より正確
な測光を行うことができる。請求項２の測光装置では、
第２のハーフミラーの面の一部を全反射ミラーとするこ
とにより、第２のハーフミラーの反射光束を増加させる
ことができる。したがって、この反射光束をファインダ
に利用すると、ファインダの光学像を明るくすることが
できる。

【００６７】請求項３の測光装置では、ハーフミラーに
よる透過と反射とを交互に行うことにより、測光手段に
対するＳ偏光の受光率とＰ偏光の受光率との差を小さく
することができる。

【００６８】したがって、撮影レンズに入射する光の偏
光方向による測光値の変化が小さくなり、従来より正確
な測光を行うことができる。請求項４の測光装置では、
第１のハーフミラーによる偏光特性を、第２のハーフミ
ラーによって打ち消すことができるので、撮影レンズに
入射する光の偏光方向によらず、正確な測光を行うこと
ができる。

【００６９】以上のように、本発明を適用したカメラで
は、撮影レンズからの入射光の偏光方向によらず、従来
より正確な測光値を測定することができるので、露出過
多や露出不足を防止して、適正な露出による撮影を行う
ことができる。

【００７０】また、カメラの構え方による露出量の変化
が抑えられ、適正な露出量によって撮影を行うことがで
きる。さらに、直線偏光フィルタを透過した入射光に対
しても、正確な測光を行うことができるので、カメラに
直線偏光フィルタを装着することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例を示す図である。

【図２】第２の実施例を示す図である。

【図３】従来例を示す図である。

【図４】ハーフミラーの光学的性質を説明する図であ
る。

【図５】誘電体膜ハーフミラーの特性表である。

【符号の説明】

３１ カメラ本体 ３１ａ 撮影レンズ ３２，３７ ハーフミラー ３５ 焦点板 ３６ フィールドレンズ ３８ ミラー ３９ 集光レンズ ４０ 測光素子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カメラの撮影レンズと撮像面との間に配
   置され、前記撮影レンズからの入射光を反射光と透過光
   とに分離する第１のハーフミラーと、 前記第１のハーフミラーによる反射光が入射する位置に
   配置され、入射光を反射光と透過光とに分離する第２の
   ハーフミラーと、 前記第２のハーフミラーからの透過光を受光する位置に
   配置され、測光を行う測光手段と、 を備えたことを特徴とするカメラの測光装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の測光装置において、 前記第２のハーフミラーの面の一部分に全反射ミラーを
   形成したことを特徴とするカメラの測光装置。
3. 【請求項３】 カメラの撮影レンズと撮像面との間に配
   置され、前記撮影レンズからの入射光を反射光と透過光
   とに分離する第１のハーフミラーと、 前記第１のハーフミラーによる透過光が入射する位置に
   配置され、入射光を反射光と透過光とに分離する第２の
   ハーフミラーと、 前記第２のハーフミラーからの反射光を受光する位置に
   配置され、測光を行う測光手段と、 を備えたことを特徴とするカメラの測光装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   測光装置において、 前記第１のハーフミラーにおけるＳ偏光の分離率とＰ偏
   光の分離率との比と、前記第２のハーフミラーにおける
   Ｐ偏光の分離率とＳ偏光の分離率との比が等しいことを
   特徴とするカメラの測光装置。