JP2000231136A - 電子的撮像装置のシャッタ調整方法 - Google Patents

電子的撮像装置のシャッタ調整方法

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JP2000231136A
JP2000231136A JP11032652A JP3265299A JP2000231136A JP 2000231136 A JP2000231136 A JP 2000231136A JP 11032652 A JP11032652 A JP 11032652A JP 3265299 A JP3265299 A JP 3265299A JP 2000231136 A JP2000231136 A JP 2000231136A
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Junichi Ito
順一 伊藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の銀塩カメラのシャッタ検査に用いた特別
なシャッタ試験器は、デジタルカメラには用いることが
できず、一方シャッタ近傍に検査用のフォトセンサを配
置するとコストアップ及びボディーサイズアップ等の問
題が発生した。 【解決手段】本発明は、電子的撮像装置において、シャ
ッタ(先幕、後幕)の走行中に所定タイミングの発光信
号をカメラに入光させて、撮像素子8により検出された
画像データから撮像素子上のシャッタ幕の位置を算出
し、これを補正パラメータとして、シャッタ調整を行う
方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像素子により電
子的撮像を行う撮像装置において、シャッタの動作状態
を検出して調整する電子的撮像装置のシャッタ調整方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的にカメラは、被写体像を撮影レン
ズ系で結像させてフィルムに露光させる際に、その露光
時間を機械的なシャッタで制限している。このうち、代
表的なものとして、時間差を持ち走行する先幕と後幕と
の2枚のシャッタ幕からなるフォーカルプレーンシャッ
タがある。このシャッタは、露光前はチャージされた先
幕がフィルム面を覆って遮光している。この状態から、
レリーズボタンが押し込まれると、まず先幕が走行し
て、フィルム面上から退避して露光が開始される。
【0003】そして所定時間経過後、後幕が走行を開始
して、フィルム面を覆う。それぞれの幕の走行は、機械
的に付勢されたバネ力にて行われ、走行の開始は、係止
されていた先幕、後幕を解除することで行われている。
【0004】これらの先幕、後幕の走行は、以前では純
機械的に制御されていたが、カメラの電気的駆動化に伴
い、電気的な制御が多く用いられるようになってきた。
【0005】先幕、後幕の走行自体はバネ力が用いられ
ているが、走行を開始させるシャッタ幕係止部位が電磁
石に変更されている。また、電磁石の通電制御タイミン
グを正確にして露光時間を制御しようとしても、実際の
露光時間は、各幕の機械的走行であった。しかし、電磁
石や走行用のバネ等のばらつきがあるため、製造時の製
品検査として、シャッタ動作を検査して調整を行ってい
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述したフォーカルプ
レーンシャッタが正常動作しているか検査を行なうため
には、特別なシャッタ試験器を用いなければならなかっ
た。
【0007】しかしこのシャッタ試験器は、銀塩カメラ
に対して考慮されたものであり、デジタルカメラに対し
ては、シャッタ試験器のセンサ部を取りつける位置に撮
像素子があるため、そのまま銀塩カメラのものを流用し
て同じ方法でシャッタ試験を実施することはできなかっ
た。
【0008】また、このシャッタ試験器を使用せずにシ
ャッタの動作を検査可能なものとしては、例えば、特開
平6−208157号公報に記載されるような銀塩フィ
ルムを使用するカメラがある。このカメラは、フォーカ
ルプレーンシャッタのブレードの動作を検出するための
フォトセンサ(LED+PTR)をシャッタ近傍に配置
して、先幕、後幕の走行のタイミング、走行速度、露光
時間の測定を行えるカメラである。
【0009】この公報に記載されるカメラは、銀塩フィ
ルムの替わりに撮像素子を搭載するカメラであっても適
用できるが、カメラ個々にフォトセンサ(LED+PT
R)をシャッタ近傍に配置する必要がある。
【0010】このようにシャッタ近傍にフォトセンサ等
を配置することは、コストアップやセンサ配置にともな
うボディーサイズアップなどの問題が発生するため望ま
しくない。
【0011】そこで本発明は、撮像素子による撮影が可
能なカメラにおいて特別な測定器を用いることなく、シ
ャッタのタイミング調整が可能な電子的撮像装置のシャ
ッタ調整方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、撮像素子と、この撮像素子の露光時間を制
御する機械式シャッタとを備えた電子的撮像装置のシャ
ッタ調整方法であって、所定輝度の光を照射しつつ、上
記シャッタを作動させて上記撮像素子の露光を行い、シ
ャッタ動作終了後に、上記撮像素子の出力を読み出し、
その撮像素子の出力信号と基準値とを比較して、シャッ
タ駆動パラメータを決定する電子的撮像装置のシャッタ
調整方法を提供する。
【0013】以上のような構成の電子的撮像装置(デジ
タルカメラ)のシャッタ調整方法は、撮影レンズの前方
に所定輝度の光を照射する手段を設け、シャッタ(先
幕、後幕)の走行中に所定タイミングの光信号をカメラ
に入光させて、撮像素子から出力された画像データから
撮像素子上のシャッタ幕の位置を算出し、これを補正パ
ラメータとしてシャッタ調整が行われる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。
【0015】図1は、本発明の第1の実施形態に係る電
子撮像カメラのブロック構成を示す図である。
【0016】この電子撮像カメラにおいて、図示されな
い被写体像からの撮影光束が、撮影レンズ1及び光量を
調節する絞り30を介して、図示する矢印方向に回動可
能なクイックリターンミラー32に導かれる。
【0017】このクイックリターンミラー32の中央部
は、ハーフミラーとなっており、該クイックリターンミ
ラー32のダウン時には一部の光束が透過する。そし
て、この透過した光束は、クイックリターンミラー32
に付随されたサブミラー33で反射され、焦点検出回路
35に導かれる。
【0018】一方、クイックリターンミラー32で反射
された撮影光束は、上方のペンタプリズム34、接眼レ
ンズ341を介して撮影者の目に至る。
【0019】また、クイックリターンミラー32のアッ
プ時に、上記撮影レンズ1からの光束は、機械シャッタ
であるフォーカルプレーンシャッタ37、フィルタ7を
介して、CCD等に代表される撮像素子8に入光する。
上記フィルタ7は、2つの機能を有しているおり、その
1つは赤外線をカットし可視光線のみを撮像素子へ導く
機能であり、もう1つは光学ローパスフィルタとしての
機能である。
【0020】フォーカルプレーンシャッタ37は、先幕
及び後幕を備えて構成され、撮影レンズ1で収束された
光束をフィルム面への透過、遮断を制御する遮光部位で
あり、本実施形態では、先幕及び後幕は、図面の紙面方
向の上から下方向に走行するものとする。勿論これに限
定されるものではない。尚、クイックリターンミラー3
2のアップ時には、サブミラー33は折り畳まれる。
【0021】CPU23は、システムコントローラであ
り、電子撮像カメラ全体の制御を行う。レンズ駆動部3
は、CPU23の指令に基づき、撮影レンズ1を光軸方
向へ移動させる。絞り駆動部31は、CPU23の指令
に基づき、所定の絞り値へ絞り30を駆動する。
【0022】焦点検出回路35は、被写体の結像位置と
撮像素子の撮像面の位置のズレ量を検出する。CPU2
3は、このズレ量に基づいてレンズ駆動部3を制御す
る。ミラー駆動機構/シャッタ係止機構36は、クイッ
クリターンミラー32のアップ/ダウン駆動を行なうと
ともに、チャージ状態にあるフォーカルプレーンシャッ
タ37の先幕と後幕が走行しないように係止する。この
係止動作は、クイックリターンミラー32がダウン状態
にある時のみ有効である。
【0023】クイックリターンミラー32がアップ状態
にある時の係止動作は、先幕係止用電磁石38と後幕係
止用電磁石39によって行なわれる。CPU23は、2
つの電磁石への通電を制御することで、それぞれ走行を
開始でき、所望の秒時で撮像素子8への露光できる。
【0024】上記フォーカルプレーンシャッタ37の先
幕、後幕は、駆動源がバネにより構成されており、シャ
ッタ走行後が次の動作のためにバネチャージが必要であ
る。シャッタチャージ機構40は、そのバネチャージの
ために設けられている。
【0025】不揮発性メモリ18は、EEPROMに代
表される記憶素子であって、フォーカルプレーンシャッ
タ37を制御する時に必要な調整パラメータが記憶され
ている。
【0026】上記システムコントローラ23には、画像
データコントローラ9が接続されている。この画像デー
タコントローラ9は、DSP(デジタル信号プロセッ
サ)により構成される画像補正部であり、撮像素子8の
制御、該撮像素子8から入力された画像データの補正や
加工等をシステムコントローラ23の指令に基いて実行
するものである。
【0027】また、上記画像データコントローラ9に
は、撮像素子8を駆動する時に必要なパルス信号を出力
するタイミングパルス発生回路13と、撮像素子8と共
にタイミングパルス発生回路13で発生されたタイミン
グパルスを受けて、撮像素子8から出力される被写体像
に対応したアナログ信号をデジタル信号に変換するため
のA/Dコンバータ14と、得られた画像データ(デジ
タルデータ)を一時的に記憶しておくDRAM12と、
D/Aコンバータ15及び画像圧縮回路10とが接続さ
れている。上記DRAM12は、加工や所定のフォーマ
ットへのデータ変換が行われる前の画像データを一時的
に記憶する。
【0028】また、上記D/Aコンバータ15には、エ
ンコーダ16を介して画像表示回路17が接続される。
更に、画像圧縮回路10には、着脱自在な画像データ記
憶メディア11が接続される。
【0029】上記画像表示回路17は、撮像素子8で撮
像された画像データを表示するための回路であり、一般
には、カラーの液晶表示素子により構成される。画像デ
ータコントローラ9は、DRAM12上の画像データ
を、D/Aコンバータ15によりアナログ信号に変換し
て、エンコーダ回路16へ出力する。すると、エンコー
ダ回路16では、画像表示回路17を駆動する時に必要
な画像信号(例えば、NTSC信号)に、D/Aコンバ
ータ15の出力が変換される。
【0030】上記画像圧縮回路10は、DRAM12に
記憶された画像データの圧縮や変換(例えば、JPE
G)を行うための回路である。変換された画像データ
は、画像データ記録メディア11へ格納される。この記
憶メディアとしては、ハードディスク、フラッシュメモ
リ、フロッピーディスク等が使用される。
【0031】測光回路6は、被写体の輝度を測定するた
めの回路である。CPU23は、測光回路6の出力に基
づいて、シャッタ37の秒時と絞り30の設定値を決定
する。ストロボ回路29は、Xe管291を発光させる
ために必要な昇圧回路及び昇圧回路のエネルギーを蓄え
るコンデンサなどを含んだ回路である。CPU23の制
御信号により昇圧回路で昇圧動作を行なった後、トリガ
信号がXe管291に印加されて、発光させる。
【0032】パーソナルコンピュータ(PC)に代表さ
れる外部制御装置22がカメラシステムに接続される
と、通信インターフェイス回路21を通じて、CPU2
3と画像データコントローラ9は外部制御装置22と通
信可能になる。
【0033】また表示回路20は、カメラ動作モードの
情報や露出情報(シャッタ秒時、絞り値)の表示を行な
う。操作SW19は、ユーザが所望の動作をカメラに実
行させるべく操作される多数のスイッチである。タイミ
ング出力端子28は、シャッタの動作を測定する時に必
要な光源のON/OFFを制御するための制御信号を出
力するための端子である。
【0034】次に図2及び図3に示すフローチャートを
参照して、本実施形態のカメラシステムのCPU23が
実行するメインルーチンについて説明する。
【0035】操作SW19の1つであるパワーSWをO
Nすると、システムへ電源が供給され、CPU23が動
作を開始し、まず、初期設定が行なわれる(ステップS
1)。この初期設定は、メモリ、I/Oポート、CPU
に接続された回路の初期化や、DSPの起動動作などを
含んでいる。
【0036】次に、通信インターフェイス回路21を通
じて、外部制御装置(PC)22からの通信要求がない
か判定する(ステップS2)。この判定で通信要求があ
れば(YES)、サブルーチン“テストモード”が実行
される(ステップS3)。このテストモードには、カメ
ラの製造工程において必要な調整動作や、ユーザがカメ
ラ内部に記憶された画像データを読み出すための動作な
どが含まれている。
【0037】しかし、上記判定で通信要求がなければ
(NO)、測光回路6により得られた被写体の輝度情報
を入力する(ステップS4)。この輝度情報に基づい
て、撮像素子(CCD)8の積分時間を示すシャッタ秒
時、絞りの設定値を決定する。
【0038】そして、操作SW19の1つであるストロ
ボSWの状態を検出する(ステップS5)。ストロボS
WがONならば(YES)、ストロボ回路29へ昇圧回
路の動作を指令する(ステップS6)。しかしストロボ
SWがOFFならば(NO)、昇圧動作は必要ない。
【0039】次に、カメラの動作状態を示すデータ、シ
ャッタ秒時、絞りの設定値などが表示回路20へ出力さ
れる(ステップS7)。また操作SW19の1つである
レリーズSWの状態を検出する(ステップS8)。
【0040】ここでレリーズSWがOFFしている時
は、パワーSWがON状態か否かを検出する(ステップ
S9)。パワーSWがOFFならば、システムは動作を
止めなければならない。従って、システムダウンのため
の処理を実行した後(ステップS10)、CPU23は
動作を停止する。しかしパワーSWがONならば、カメ
ラ動作を継続するものとしてステップ4へ戻る。
【0041】一方、レリーズSWがONしている時は、
焦点検出回路35の出力に基づいて撮影レンズ1の位置
を設定し、被写体像を撮像素子8上へ結像させた後(ス
テップS11)、上記被写体の輝度情報に基づく絞り値
に絞り30を設定する(ステップS12)。
【0042】その後、先幕係止用電磁石38と後幕係止
用電磁石39へ通電を開始する(ステップS13)。こ
の通電動作により、シャッタ係止機構による係止がミラ
ーアップ動作後、解除されてもシャッタ幕は走行しな
い。またクイックリターンミラーをアップ状態へ駆動す
る(ステップS14)。
【0043】シャッタを制御する時に必要なパラメータ
を不揮発性メモリ(EEPROM)18から読み出し
(ステップS15)、画像データコントローラ9に対し
ては撮像素子8の積分動作を指示する(ステップS1
6)。
【0044】そして、先幕係止用電磁石38への通電を
停止する(ステップS17)。この通電停止により先幕
は走行を開始する。この先幕走行開始と共に、タイマカ
ウンタのカウント動作を開始する(ステップS18)。
【0045】次にストロボSWのON/OFF状態を検
出する(ステップS19)。ストロボSWがONなら
ば、ストロボ回路29へ発光信号を出力する必要がある
ため、タイマカウンタがTfxに達するまで待機する(ス
テップS20)。待機した後、発光信号をストロボ回路
29へ出力する(ステップS21)。ここで、Tfxは、
不揮発性メモリ18に記憶されているパラメータの1つ
である。Tfxは、先幕係止を解除した後、先幕が撮像素
子前方を横切るために必要な時間を示している。
【0046】上記ステップS19においてストロボSW
がOFFならば、タイマカウンタの値が”Tss+Toff
”になるまで待機する(ステップS22)。ここで、
Tssは上記ステップS4において決定されたシャッタ秒
時、Toff は、不揮発性メモリ18に記憶されているパ
ラメータの1つである。Toff は、符号をもつパラメー
タであって、このパラメータを変更することでシャッタ
秒時が変化する。
【0047】そして、タイマカウンタがTss+Toff に
達すると、後幕係止用電磁石39への通電を止め、後幕
の走行を開始させる(ステップS23)。
【0048】そして、タイマカウンタがTsxに達するま
で待機させる(ステップS24)。
【0049】ここでTsxは、不揮発性メモリ18に記憶
されているパラメータの1つであり、先幕係止解除後、
後幕が撮像素子を横切るために必要な時間を示してい
る。
【0050】上記ステップS24において、タイマカウ
ンタがTsxになると(YES)へ移行し、画像データコ
ントローラ9に対してCCDからなる撮像素子8の積分
動作の停止を指示する(ステップS25)。
【0051】次に、画像データコントローラ9に対して
画像データの取り込みを指示する(ステップS26)。
この指示を受けた画像データコントローラ9は、撮像素
子8から画像データを取り込み、所定のフォーマットへ
変換後、画像データ記録メディア11へ格納する。
【0052】この格納後に、先幕及び後幕を走行させる
ためのバネのチャージ動作を行なう(ステップS2
7)。この時、先幕及び後幕は、シャッタ係止機構によ
り係止される。クイックリターンミラー32をダウン位
置へ駆動する。その後、絞り30を開放位置へ駆動する
(ステップS29)。
【0053】次に、上記ステップS3のサブルーチン
“テストモード”について、図4及び図5に示すフロー
チャートを参照して説明する。
【0054】このサブルーチンを実行する場合には、図
7に示すようなベンチ41にテストするカメラを取りつ
ける。このベンチ41上には輝度箱42と外部制御装置
(パーソナルコンピュータ)22が存在し、それぞれは
カメラとケーブル43,44で接続されている。ケーブ
ル44は、カメラのタイミング出力端子28に接続され
ている。輝度箱42は、タイミング出力端子28に出力
される点灯信号に基づいて、光を発生させてカメラの撮
影レンズ1へ投光する。
【0055】その点灯時間は、シャッタ幕(先幕、後
幕)の動きを正確に測定するために非常に短かい。従っ
て、通常のランプでは反応が遅く実施できないため、例
えば、発光ダイオードのように反応が速い光源が必要と
なる。または、点灯状態の光源とカメラとの間にPLZ
T等に代表される電気的に透過と遮光が高速に制御でき
る物性シャッタを配置して、投光時間を制御してもよ
い。
【0056】一方、ケーブル43は、外部制御装置22
から通信インターフェイス回路21へ接続されており、
外部制御装置22の指令に基づき、カメラを動作させ
る。
【0057】テストモードについて説明する。
【0058】まず、外部制御装置22から動作モードを
示すデータを入力し(ステップS31)、その動作モー
ドがシャッタ調整モードであるか判定する(ステップS
32)。この判定で、シャッタ調整モードでなければ
(NO)、シャッタ調整以外のテストモードと判定され
(ステップS33)、このルーチンから外れる。
【0059】また、シャッタ調整モードであれば(YE
S)、外部制御装置22から、シャッタ調整モードでシ
ャッタを制御する時必要な調整パラメータ(ts,t1,t
2,t3,t4,ton)を入力する(ステップS34)。
【0060】さらに、図8に示すタイムチャートを参照
しながら説明を続ける。
【0061】図8に示すタイミング*0では、先幕係止
用電磁石38及び後幕係止用電磁石39へそれぞれ通電
を開始する(ステップS35)。次に、クイックリター
ンミラー32をUP状態へ駆動して(ステップS3
6)、画像データコントローラ9に対して、撮像素子8
の積分スタートを指示する(ステップS37)。
【0062】その後、図8に示すタイミング*1では、
先幕係止用電磁石38への通電を停止して、先幕の係止
を解除し、先幕の走行を開始させる(ステップS3
8)。この走行開始と共に、タイマカウンタのカウント
動作を開始する(ステップS39)。
【0063】そして、タイマカウンタの値がTsになる
まで待機する(ステップS40)。このTsは、外部制
御装置22から送られて来るパラメータである。一般に
は、もっとも短かいシャッタ秒時が設定される。
【0064】そしてタイマカウンタの値がTsになる
と、後幕係止用電磁石39への通電を止め、係止を解除
して後幕の走行を開始させる(ステップS)する。図8
に示すタイミング*2に対応する。
【0065】次に、タイマカウンタがt1 になるまで待
機する(ステップS42)。そしてタイマカウンタがt
1 になると、所定時間(ton)の間、タイミング出力端
子28へ発光信号を出力する(ステップS43)。図8
に示すタイミング*3に対応する。
【0066】この信号を受けた輝度箱42は、所定時間
tonの間、カメラへ光を投光する。この時、先幕と後幕
により形成されているスリットを通して、撮像素子8の
特定の画素のみに光があたり、その部位の画素の蓄積電
荷が大きくなる。図8に示す@3に対応する。ここでt
1 とtonは、外部制御部22から送信されるパラメータ
である。
【0067】同様に、タイマカウンタがt2 になるまで
待機する(ステップS44)。そしてタイマカウンタが
t2 になると、所定時間(ton)の間、タイミング出力
端子28へ発光信号を出力する(ステップS45)。こ
れらのステップS44、S45の動作によって、図8に
示すタイミング*4の信号が出力される。そして撮像素
子8には、その時のスリットの位置を示した痕跡(図8
に示す@4)が残る。
【0068】さらに、タイマカウンタがt3 の時に発光
信号を出力して(ステップS46,S47)、撮像素子
8には、図8に示す@5の痕跡が残り、タイマカウンタ
がt4 の時に発光信号を出力して(ステップS48,S
49)、撮像素子8には、図8に示す@6の痕跡が残さ
れる。
【0069】外部制御装置22は、撮像素子8に残され
た痕跡と時間t1 、 t2 、 t3 、 t4 によって、シャッ
タの特性を検出することができる。
【0070】そして、後幕の走行が終了するまで十分に
待機した後(ステップS50)、画像データコントロー
ラ9に対して、撮像素子8の積分動作を止めるように指
令する(ステップS51)。画像データコントローラ9
に対して、撮像素子8から画像データを読み出し、外部
制御装置22へ転送するように指令する(ステップS5
2)。この指令を受けて画像データコントローラ9は、
通信インターフェイス回路21を通して、撮像素子8の
画像データを外部制御装置22へ送信する。
【0071】そして、次の動作のために、シャッタのチ
ャージ動作(ステップS53)とクイックリターンミラ
ーをDown位置への駆動(ステップS54)とを行な
う。その後、外部制御装置22からデータが送信されて
くるまで待機して(ステップS55)、外部制御装置2
2からのデータ送信後、測定動作を再度実行するのか終
了するのかを判定する(ステップS56)。
【0072】この判定で、外部制御装置22からの指令
が再測定ならば、ステップS34に戻り、同様の処理を
繰り返し行い、再度シャッタが駆動される。しかし外部
制御装置22からの指令が終了であれば、補正パラメー
タ(すでに図2、図3において説明したTfx、Toff 、
tsx)を外部制御装置22から受信する(ステップS5
7)。そして、このパラメータは、不揮発性メモリ18
へ記憶される(ステップS58)。そしてメインルーチ
ンへリターンする。
【0073】次に図6に示すフローチャートを参照し
て、カメラ側にシャッタ調整動作を実行させる時の外部
制御装置(PC)の動作について説明する。
【0074】まず、CPU23へ対して、シャッタ調整
動作を指令するための動作モードデータを出力し(ステ
ップS61)、次いで、すでに説明した調整パラメータ
ts、t1 、t2 、 t3 、t4 、tonをCPU23へ出
力する(ステップS62)。
【0075】カメラ側の撮像素子(CCD)8の積分動
作が終了するまで待機する(ステップS63)。撮像素
子8の積分が終了すると、画像データコントローラ9が
撮像素子8から画像データを取り込み、外部制御装置2
2へ転送している(図5に示したステップS52)。そ
して外部制御装置22は、このデータを入力する(ステ
ップS64)。
【0076】次に、例えば、図9に示した領域1の画素
データのみを画像データから取り込む(ステップS6
5)。
【0077】この画素データの列の方向(矢印)とシャ
ッタ幕の走行方向は一致している。この列のデータをプ
ロットしたものを図10に示す。この図において、記述
されているようにデータ上には、@3,@4,@5,@
6に示されるシャッタ幕の位置を示した痕跡が存在す
る。
【0078】そして、画像データ即ち痕跡の位置から先
幕及び後幕の位置を測定する(ステップS66)。図1
0に示すNf1は、先幕走行開始後、t1 時点における先
幕の撮像素子8上の位置を示す。Nf2はt2 時点、Nf3
はt3 時点、Nf4はt4 時点の先幕の位置をそれぞれ示
している。
【0079】Ns1は、先幕走行開始後、t1 時点におけ
る後幕の撮像素子8上の位置を示している。Ns2はt2
時点、Ns3はt3 時点、Ns4はt4 時点における後幕の
位置をそれぞれ示している。
【0080】検出されたシャッタ幕の位置に基づいて、
以下に記載するようにシャッタ幕の速行スピードと、先
幕と後幕により形成されるスリットの幅が求められる
(ステップS67)。
【0081】図8に示す#1の領域における先幕の平均
走行スピードVf1は、次式で求まる。ここで、Pは撮像
素子を構成する画素のピッチである。
【0082】
【数1】
【0083】同様に、図8に示す#2、#3における先
幕の平均走行スピードVf2、Vf3は、
【数2】
【0084】となる。また、上記#1、#2、#3にお
ける後幕の平均走行スピードVs1、Vs2、Vs3は、
【数3】
【0085】となる。先幕走行後、t1 時点におけるス
リット幅W1 は、次式で求まる。
【0086】W1 =(Ns1−Nf2)・P 同様に、t2 、t3 、t4 時点におけるスリット幅W2
、W3 、W4 は、 W2 =(Ns2−Nf2)・P W3 =(Ns3−Nf3)・P W4 =(Ns4−Nf4)・P となる。
【0087】算出されたシャッタ幕の速度、スリット幅
からシャッタの良不の判定(ステップS68)や、再度
測定を行なうか判定する(ステップS69)。通常、1
回の測定動作では、正しいデータを得ることは出来ない
場合が多く、複数回の測定が必要であると判定して再度
測定を行う場合(YES)、調整パラメータ(ts 、t
1 〜t4 、ton)の設定を行なう(ステップS70)。
そして、CPU23に対して、再度シャッタを駆動する
よう指令を出し(ステップS71)、上記ステップS6
2に戻る。
【0088】また、これ以上には再度測定を行なわない
場合(NO)、検出結果からシャッタが異常か否かを判
定する(ステップS72)。この判定で、シャッタが異
常であった場合(YES)、外部制御装置22のモニタ
へ警告表示を行ない(ステップS73)、終了する。
【0089】このシャッタ異常は、先幕及び後幕の速
度、スリット幅が規格値に入るか否かによって検出でき
る。シャッタが正常ならば(NO)、補正パラメータ
(Toff、Tfx、Tsx)が算出される(ステップS7
4)。
【0090】ここで、先幕の走行開始から後幕の走行開
始までの時間(ts )に対しての補正パラメータ(Tof
f )を求めるためには、実際のシャッタ秒時を求める必
要がある。シャッタ秒時は、以下の式で求めることがで
きる。
【0091】 シャッタ秒時=スリット幅/スリットの移動速度 図8に示す#1の領域におけるスリットの平均移動速度
は、1/2(Vf1+Vs1)である。この領域におけるス
リット幅の平均は、1/2(W1 +W2 )である。従っ
て、#1の領域におけるシャッタ秒時(ts1)は以下の
式で求まる。
【0092】
【数4】
【0093】同様に考えると、#2の領域におけるシャ
ッタ秒時(ts2)は、
【数5】
【0094】#3の領域におけるシャッタ秒時(ts3)
は、
【数6】
【0095】これらの3個の秒時の平均値をもって、シ
ャッタの実際の秒時(tse)とするならば、tse=1/
3(ts1+ts2+ts3)である。このtseとts の差が
補正パラメータToff である。従って、Toff =tse−
ts となる。
【0096】シャッタの実際の秒時をより正確にするた
めには、図8に示したタイミング*3〜*6に示されて
いる、シャッタ幕測定ポイントを増加させる必要があ
る。
【0097】先幕走行開始から先幕が撮像素子8を横切
るために必要な時間(Tfx)は、以下のようにして求め
ることができる。
【0098】図11は、横軸を先幕走行開始を基準とし
た時間軸とし、縦軸を撮像素子8上のシャッタ幕の位置
として、各測定時刻における先幕の位置をプロットした
グラフである。
【0099】これらのうち、4つのポイントを直線回帰
することで走行ラインを示す関係式を求めることが出来
る。この関係式と撮像素子の縁を示すラインとの交点を
求めることでTfxの値が判明する。先幕走行開始を基点
として、後幕が撮像素子の縁にいたる時間(Tsx)も同
様の方法で求めることができることは明らかである。
【0100】次に、CPU23に対して測定動作の終了
を指示する(ステップS75)。そしてステップS74
で求めたToff 、Tfx、TsxをCPU23へ出力し(ス
テップS76)、CPU23は、これらのパラメータを
不揮発性メモリ18へ記憶する。
【0101】次に、測定されたシャッタの特性を示すデ
ータや、算出した補正パラメータなどを外部制御装置の
CRTモニタ上へ表示して(ステップS77)、一連の
ルーチンを終了する。
【0102】本実施形態では、撮像素子8からの画像デ
ータをカメラ外部に接続された外部制御装置(PC)2
2へ送り、外部制御装置上で調整パラメータの算出を行
なった。勿論、カメラ側でこのような算出動作を行なう
ようにしてもよい。
【0103】例えば、ユーザが操作できない位置に特別
なスイッチを設け、このスイッチが操作されると測定動
作がなされるようにすればよい。
【0104】またシャッタ幕の痕跡を撮像素子上へ残す
ための光源を外部へ設けているが、代用としてストロボ
の光を利用してもよい。ただし、ストロボの光を撮影レ
ンズへ導くためのライトガイドが必要である。
【0105】次に図12は、本発明の第2の実施形態に
係る電子撮像カメラのブロック構成を示す図である。本
実施形態においては、前述した第1の実施形態とは異な
る特徴部分のみについて説明し、以外は第1の実施形態
と同様であるものとする。
【0106】この第2の実施形態は、第1の実施形態で
説明したフォーカルプレーンシャッタの替わりにレンズ
シャッタを用いた例である。
【0107】このレンズシャッタ2は、シャッタ駆動部
4によって制御される。通常、レンズシャッタを使用す
る構成へ変更した場合、TTL方式の焦点検出方法は利
用できない。そこで、アクティブ方式の測距回路5を使
用する。またファインダ24の形式も一眼レフで使用さ
れる形式が使用できない。
【0108】図13(a)、(b)には、レンズシャッ
タ2とシャッタ駆動部4の構成例を示し、動作について
説明する。
【0109】この図に示すように、図示しないシャッタ
地板に露光用の開口50が設けられている。一対のセク
タ51、52がシャッタ地板に植立されたピン53、5
4に嵌入して保持されている。そして、セクタ51,5
2に開口50を遮閉する閉位置(図13(a)参照)と
露呈する開位置(図13(b)参照)とに回動自在とす
る。
【0110】また、セクタレバー55が前記シャッタ地
板に回動自在に軸支されており、その一方の腕部の先端
に植立されたピン55bがセクタ51、52のカム穴に
摺動可能に嵌合している。他方の腕部先端に植立された
ピン55aがソレノイド58のプランジャ59の端面に
当接している。
【0111】上記セクタレバー55には、セクタ51,
52を開口50の開放方向に付勢するための開口バネ5
6がシャッタ地板との間に懸架されている。このプラン
ジャ59が、吸引若しくは、解放動作を行なうことによ
り、セクタレバー55が回動し、セクタ51、52が開
閉することになる。
【0112】ソレノイド58の駆動回路は、D/Aコン
バータ60、バッファ61、トランジスタQ1により構
成される。CPU23は、D/Aコンバータ60の設定
値を変化させることでソレノイドの駆動電圧を任意に変
更出来る。D/Aコンバータ60の出力は、バッファ回
路61によりインピーダンス変換されて、ソレノイド5
8へ供給される。ソレノイド58への電圧印加時間は、
トランジスタQのON時間によって制御される。
【0113】図14(a)、(b)は、前述したトラン
ジスタQの制御信号とシャッタを通過した光の照度の関
係を示す図である。
【0114】図14(a)はシャッタの秒時が長く、開
口10が完全に露出するまでセクタ11,12が開いた
時の様子を示し、同図(b)はシャッタの秒時が短く、
セクタが完全に開ききる前に閉じた時の様子を示してい
る。
【0115】図14(a)において、te は、台形状波
形の1/2の高さの長さであり、実際のシャッタ秒時と
みることができる。シャッタを構成する部材の動きは、
電気的制御信号に対して遅れている。そのためts とt
e は一致しない。従って、必要なシャッタ秒時とte が
一致するようにts を決定する必要がある。
【0116】次に図15に示すフローチャートを参照し
て、本実施形態におけるCPUの動作について説明す
る。
【0117】まず、CPU23は動作を開始すると、テ
ストモードを実行するか否か判定する(ステップS8
1)。この判定は、外部制御装置22からの通信がある
か否かで判定できる。
【0118】この判定で通信がない場合、即ちテストモ
ードでない時は(NO)、レリーズSWのON/OFF
状態を検出する(ステップS82)。レリーズSWがO
Nすると、測距回路5からの被写体距離情報に基づい
て、撮影レンズ1の位置を制御する(ステップS8
3)。
【0119】次に、測光回路5からの被写体輝度情報に
基づいて、シャッタ秒時(Tss)が決定され(ステップ
S84)、不揮発性メモリ18から補正パラメータ
(K)が読み出される(ステップS85)。
【0120】表1は、この不揮発性メモリ18に記憶さ
れている補正パラメータの一例を示している。
【0121】
【表1】
【0122】ここで、例えば現在の被写体輝度(Bv)
が”10”ならば、補正パラメータ(K)は”1.3”
となる。
【0123】そしてCPU23は、画像データコントロ
ーラ9に対して、撮像素子8の積分動作を開始するよう
指示を出し(ステップS86)、トランジスタQ1をO
Nしてソレノイドへ通電を開始する(ステップS8
7)。ついで、タイマカウンタのカウントを開始する
(ステップS88)。
【0124】次に、タイマカウンタのカウント値がK・
Tssに達するまで待機する(ステップS89)。ここで
Tssは、被写体の輝度情報と撮像素子(CCD)8の感
度を考慮して決定される。但し、シャッタは理想的な動
作をするものとして考えている。
【0125】従って、補正パラメータ(K)とシャッタ
秒時(Tss)を掛けて実際のソレノイドの駆動時間とす
る必要がある。タイマカウント値がK・Tssに達する
と、 トランジスタQ1をOFFして、ソレノイド58へ
の通電を停止する(ステップS90)。
【0126】そして、セクタ51、52が閉じて遮光さ
れるまで待機する(ステップS91)。この時、CPU
23は画像データコントローラ9に対して、撮像素子8
の積分を終了するよう指示し(ステップS92)、さら
に、画像データコントローラ9に対して画像データの取
り込みを指示する(ステップS93)。この指示によ
り、画像データコントローラ9は、撮像素子8から画像
データを取り込み、所定のフォーマットへ変換後、画像
データ記録メディア11へ格納して、一連の処理を終了
する。
【0127】一方、上記ステップS81の判定におい
て、外部制御装置22が接続され、通信があれば、テス
トモードが実行される。このテストモードの実行に先だ
って、カメラシステムは、図17に示されるように、輝
度箱61に設置される。この輝度箱61は、ケーブル6
3によって外部制御装置22と接続されており、外部制
御装置22からの指示に従い、任意に輝度を設定するこ
とができる。カメラシステムは、外部制御装置22とケ
ーブル62により接続され、データのやり取りを行なっ
ている。
【0128】テストモードが実行される場合、外部制御
装置22からソレノイド58の通電時間(Ts )を入力
する(ステップS94)。
【0129】以降のステップS95〜S101の動作
は、前述したステップS86〜S92の動作と基本的に
同じであり、ソレノイドの通電時間が異なっている。
【0130】まず、CPU23は、画像データコントロ
ーラ9に対して、撮像素子8の積分動作及びソレノイド
へ通電を開始した後、タイマカウンタのカウントを開始
する(ステップS95〜S97)。
【0131】次に、タイマカウンタのカウント値がTs
に達するまで待機する(ステップS98)。タイマカウ
ント値がTs に達すると、 ソレノイド58への通電を停
止する(ステップS99)。そして、セクタ51、52
が閉じて遮光されるまで待機する(ステップS10
0)。この時、CPU23は画像データコントローラ9
に対して、撮像素子8の積分を終了するよう指示する
(ステップS101)。
【0132】そして、画像データコントローラ9に対し
て、画像データの転送を指示する。画像データコントロ
ーラ9は撮像素子8から画像データを取り込み、通信イ
ンターフェイス回路21を通して外部制御装置22へ出
力し(ステップS102)、外部制御装置22から次の
指示がくるまで待機する(ステップS103)。この
時、外部制御装置22から補正パラメータを入力する
(ステップS104)。
【0133】次に、上記表1に示したように輝度(B
v)値に対応させて補正パラメータを不揮発性メモリ1
8へ記憶する(ステップS105)。
【0134】ここで輝度値は、現在輝度箱に設定されて
いる輝度値である。この値は補正パラメータとともに外
部制御装置22からCPU23へ出力される。再度測定
動作が必要かどうかが判定される(ステップS10
6)。この判定で外部制御装置22が、再度、測定動作
を行うように指示している時は(YES)、上記ステッ
プS94に戻り、同様の処理を繰り返し実施する。しか
し、外部制御装置22が再度、測定動作を行うように指
示しなければ(NO)、テストモードを終了させる。
【0135】図16に示すフローチャートを参照して、
本実施形態のカメラシステムにテストモードを実行させ
る際の上記外部制御装置の動作について説明する。
【0136】まず、輝度箱61を所定の輝度へ設定する
ための制御信号を出力する(ステップS111)。
【0137】そして、設定した輝度に対応するシャッタ
秒時(Ts )をソレノイド58の通電時間としてCPU
23へ出力する。このシャッタ秒時は、レンズシャッタ
2が理想的に動作するものと仮定した時、輝度箱61の
輝度と撮像素子8の感度から決定される時間である。
【0138】さらに、カメラシステム側の撮像素子8の
積分動作が終了するまで待機する(ステップS11
3)。撮像素子8の積分が終了すると、画像データコン
トローラ9が撮像素子8から画像データを取り込み、外
部制御装置22へ転送する。(前述した図15における
ステップS102の処理)。
【0139】そして、画像データを入力すると(ステッ
プS114)、その画像データから図9に示した領域2
の画像データのみを取り込む(ステップS115)。こ
の領域2は、撮影レンズの周辺減光を考慮して決定す
る。撮影がズームレンズの時は、焦点距離に応じて最適
な領域になるように変化させてもよい。
【0140】次に、補正パラメータ(K)の値が算出さ
れる(ステップS116)。このKは以下の式で求め
る。
【0141】K=目標の画素の出力レベル/領域2の画
素の出力レベルの平均値 ここで、求められた補正パラメータは、CPU23へ出
力される。
【0142】そして、必要な輝度すべてにおける補正パ
ラメータの決定が終了したか判定する(ステップS11
8)。上記表1に示した補正パラメータを決定するため
には、Bv15〜0の範囲で輝度箱61の輝度を変化さ
せて、撮像素子8からの画像データを取り込む必要があ
る。
【0143】この判定で、補正パラメータの決定が終了
しておらず(NO)、さらに測定動作が必要ならば、C
PU23へ再度測定動作を行なうよう指示し(ステップ
S119)、上記ステップS111に戻る。一方、すべ
ての輝度で補正パラメータが決定されたならば(YE
S)、外部制御装置22の動作は終了する。
【0144】本実施形態では、撮像素子8からの画像デ
ータを一旦、外部制御装置22に送り、外部制御装置2
2上で画像データに基づいて、補正パラメータを算出し
た。しかし、この算出動作をカメラシステム側の画像デ
ータコントローラ9で実行してもよい。輝度箱61の制
御信号は、CPU23から出力すればよい。
【0145】そして、ユーザが操作できないような特殊
なスイッチを設け、このスイッチが操作された時にテス
トモードが実行されるようにすればよい。
【0146】また上記図13(a)、(b)に示したレ
ンズシャッタ2は、ソレノイド58によってプランジャ
59を駆動し、そしてセクタ51、52の開閉を行なっ
た。しかし、これ以外のアクチュエータであってもセク
タの駆動は可能である。
【0147】例えば、ムービングマグネットモータを利
用するもの、パルスモータを利用するもの、圧電素子を
利用するものに対しても、本実施形態に示した技術は有
効である。
【0148】以上説明したように、本発明の電子的撮像
装置のシャッタ調整方法は、特別なシャッタ試験器を用
いずに、簡易な光源(輝度箱)を用いて実施できる。
【0149】また、従来のようにシャッタ近傍に配置し
たフォトセンサは必要なく、コストアップを防止し、且
つセンサ配置にともなうボディーサイズアップを無くす
ことができる。
【0150】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、撮
像素子による撮影が可能なカメラにおいて特別な測定器
を用いることなく、シャッタのタイミング調整が可能な
電子的撮像装置のシャッタ調整方法を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る電子撮像カメラ
のブロック構成を示す図である。
【図2】第1の実施形態のカメラシステムのメインルー
チンについて説明するフローチャートの前半部分であ
る。
【図3】第1の実施形態のカメラシステムのメインルー
チンについて説明するフローチャートの後半部分であ
る。
【図4】メインルーチンにおける“テストモード”につ
いて説明するためのフローチャートの前半部分である。
【図5】メインルーチンにおける“テストモード”につ
いて説明するためのフローチャートの後半部分である。
【図6】シャッタ調整動作を実行させる時の外部制御装
置の動作について説明するためのフローチャートであ
る。
【図7】第1の実施形態におけるテストモードを実行す
るための構成例を示す図である。
【図8】シャッタ幕の走行における発光タイミングとシ
ャッタ幕位置との関係を示す図である。
【図9】第1の実施形態において、撮像素子の画素配置
と検出する領域を示す図である。
【図10】画素出力とシャッタ幕の撮像素子上位置との
関係を示す図である。
【図11】先幕走行時間と撮像素子上のシャッタ幕の位
置との関係を示す図である。
【図12】本発明の第2の実施形態に係る電子撮像カメ
ラのブロック構成を示す図である。
【図13】第2の実施形態に係るレンズシャッタとシャ
ッタ駆動部の構成例を示す図である。
【図14】シャッタ駆動部のトランジスタの制御信号と
シャッタを通過した光の照度の関係を示す図である。
【図15】第2の実施形態のカメラシステムのメインル
ーチンについて説明するフローチャートである。
【図16】第2の実施形態のメインルーチンにおける
“テストモード”について説明するためのフローチャー
トの後半部分である。
【図17】第2の実施形態におけるテストモードを実行
するための構成例を示す図である。
【符号の説明】
1…撮影レンズ 2…レンズシャッタ 3…レンズ駆動部 4…シャッタ駆動部 5…測距回路 6…測光回路 7…フィルタ 8…撮像素子(CCD) 9…画像データコントローラ(DSP) 10…画像圧縮回路 11…画像データ記憶メディア 12…DRAM 13…タイミングパルス発生回路 14…A/Dコンバータ 15…D/Aコンバータ 16…エンコーダ 17…画像表示回路 18…不揮発性メモリ(EEPROM) 19…操作スイッチ 20…表示回路 21…インターフェイス回路 22…外部制御装置(PC) 23…システムコントローラ(CPU) 24…ファインダ 28…タイミング出力端子 29…ストロボ回路 291…Xe管 30…絞り 31…絞り駆動部 32…クイックリターンミラー 33…サブミラー 34…ペンタプリズム 341…接眼レンズ 35…焦点検出回路 36…ミラー駆動機構/シャッタ係止機構 37…フォーカルプレーンシャッタ 38…先幕係止用電磁石 39…後幕係止用電磁石 40…シャッタチャージ機構

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像素子と、この撮像素子の露光時間を
    制御する機械式シャッタとを備えた電子的撮像装置のシ
    ャッタ調整方法であって、 所定輝度の光を照射しつつ、上記シャッタを作動させて
    上記撮像素子の露光を行い、シャッタ動作終了後に、上
    記撮像素子の出力を読み出し、その撮像素子の出力信号
    と基準値とを比較して、シャッタ駆動パラメータを決定
    することを特徴とする電子的撮像装置のシャッタ調整方
    法。
  2. 【請求項2】 被写体像を画像データに変換する撮像素
    子と、先幕と後幕とを有し、上記撮像素子の露光量を制
    御するフォーカルプレーンシャッタとを備えた電子的撮
    像装置のシャッタ調整方法であって、 上記フォーカルプレーンシャッタの駆動中に、所定タイ
    ミングにて複数回投光を行い、上記撮像素子の露光を行
    い、上記撮像素子から読み出した画像データに基づい
    て、 上記先幕、後幕の動作態様を測定し、この動作測定結果
    に基いて、上記シャッタ調整用パラメータを決定するこ
    とを特徴とする電子的撮像装置のシャッタ調整方法。
  3. 【請求項3】 被写体像を画像データに変換する撮像素
    子と、電気的アクチュエータによって駆動されるセクタ
    を有し、上記撮像素子の露光量を制御するレンズシャッ
    タとを備えた電子的撮像装置のシャッタ調整方法であっ
    て、 所定輝度値の光を与えつつ所定露光時間に亘って上記電
    気的アクチュエータを駆動させて上記撮像素子を露光
    し、上記撮像素子から読み出された画像データの出力レ
    ベルと、所定レベルとを比較して、上記アクチュエータ
    の駆動時間を補正するための補正パラメータを決定する
    ことを特徴とする電子的撮像装置のシャッタ調整方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010217277A (ja) * 2009-03-13 2010-09-30 Olympus Imaging Corp カメラおよびシャッタ秒時誤差導出方法
JP2013162379A (ja) * 2012-02-07 2013-08-19 Seiko Epson Corp 画像生成装置および露光開始タイミングの調整方法
JP2013162380A (ja) * 2012-02-07 2013-08-19 Seiko Epson Corp 画像生成装置および露光開始タイミングの調整方法

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JP2013162379A (ja) * 2012-02-07 2013-08-19 Seiko Epson Corp 画像生成装置および露光開始タイミングの調整方法
JP2013162380A (ja) * 2012-02-07 2013-08-19 Seiko Epson Corp 画像生成装置および露光開始タイミングの調整方法

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