JP2002350230A - 測光方法および測光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高輝度時における測光精度の低下を抑制可能
な測光方法および測光装置を提供する。 【解決手段】 プリ測光時に高高輝度と判定されると、
制御手段４は積分電圧検出手段３が所定の周期で検出す
る積分手段２内の積分コンデンサの積分電圧と比較する
所定の電圧を、プリ測光にて測定した入射光量が所定値
よりも大きい場合にプリ測光で測定した入射光量が所定
値以下のときよりも低く設定する。制御手段４は、積分
電圧検出手段３が検出した積分電圧が所定の電圧値を越
えた際に積分電圧検出手段３が検出している積分電圧と
その間の積分時間を用いて入射光量に応じた測光値を求
める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測光方法および測
光装置に関し、詳しくは光センサーが出力する光電流を
積分する積分コンデンサを利用して測光値を求める測光
方法および測光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光センサー等の受光素子が出力す
る光電流を積分する積分コンデンサを利用して測光値を
得る測光装置としては、例えば特開平４？３２４３２８
号公報に開示されたものがある。この開示技術は、光電
流を充電する積分コンデンサの積分電圧が基準電圧に到
達する毎にパルスを発生し、一定時間内に発生されるパ
ルス数に基づいて測光値を得るか、あるいはこの基準電
圧に達するまでの時間の長さにより測光値を得るもので
ある。一般に、被写体輝度（測光値）は積分電圧と積分
時間が分かれば求められ、上記の場合、積分電圧が基準
電圧にパルス数を乗じた値もしくは基準電圧となり、積
分時間が上記一定時間もしくは上記基準電圧に達するま
での時間となる。さらに、同公報には、積分コンデンサ
の充電電圧が基準電圧に到達するか否かを基準電圧に対
応するスレッショルド電圧を有するインバータで検出す
る技術が開示されている。

【０００３】また、特開平１１−１５３４８７号公報に
は、積分コンデンサの積分電圧をＡ／Ｄ変換回路にてＡ
／Ｄ変換し、この値と予め記憶された所定の電圧とをＣ
ＰＵ上で比較する技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前者の場合、積分電圧
と比較する基準電圧をインバータのスレッショルド電圧
に対応させて設定しているので、この基準電圧を変えた
い場合、回路構成を変更しなければならない。この問題
を解決するために、後者に開示されたように積分コンデ
ンサの積分電圧をＡ／Ｄ変換回路にてＡ／Ｄ変換し、こ
の値と予め記憶された所定の電圧とをＣＰＵ上で比較す
る方法が考えられる。この場合、記憶する所定の電圧を
変更すれば基準電圧が変更され、前者のように回路構成
を変更しなくて済む。

【０００５】しかしながら、後者のＡ／Ｄ変換技術を単
純に前者に採用した場合、測光値を求める際に用いる積
分電圧および高輝度時に以下のような問題が発生する。
これらの問題は、Ａ／Ｄ変換が所定の時間間隔をもって
行われることとＡ／Ｄ変換回路の飽和領域に起因する。
以下、これらの問題を具体的に説明する。

【０００６】最初に、測光値を求める際に用いる積分電
圧の問題を説明する。Ａ／Ｄ変換技術を採用した場合、
あるタイミングでＡ／Ｄ変換された積分電圧が基準電圧
にぎりぎり届かない場合、次にタイミングでの積分電圧
は基準電圧を越えた値となり、基準電圧と異なる値とな
る。前者（特開平４？３２４３２８号公報）では測光値
を求める際に用いる積分電圧を基準電圧としているた
め、この基準電圧とＡ／Ｄ変換された積分電圧との差に
より測光精度が低下してしまう。つまり、この場合、基
準電圧を積分電圧そのものもしくは積分電圧の１単位と
できなくなり、この問題を回避するには測光値を求める
際に用いる積分電圧を実際の積分値とする方式が考えら
れる。しかしながら、この場合も高輝度時において問題
が発生する。

【０００７】次に、高輝度時の問題を説明する。高輝度
時は積分コンデンサに流入する光電流が大きく、従って
短時間に積分コンデンサの電圧値が上昇する。このた
め、あるタイミングでＡ／Ｄ変換された積分電圧が基準
電圧にぎりぎり届かない場合、次のタイミングでの積分
コンデンサの積分電圧は基準電圧をかなり越えた値とな
る。この基準電圧をかなり越えた値がＡ／Ｄ変換回路の
飽和領域に達してしまうと、基準電圧をかなり越えた値
は正確にＡ／Ｄ変換されず、Ａ／Ｄ変換回路から出力さ
れる値は飽和領域の値（出力上限値）となってしまう。
したがって、実際の積分電圧とＡ／Ｄ変換された積分電
圧との間に誤差が生じてしまい、この誤差により測光精
度が低下してしまう。

【０００８】本発明の目的は、高輝度時の測光精度の低
下を抑制可能な測光方法および測光装置を提供すること
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、入射光量
を測定するステップと、前記入射光量が所定値よりも大
きい場合に前記入射光量が前記所定値以下の場合よりも
所定の電圧値を低く設定するステップと、入射光量に応
じた光電流を発生するステップと、前記光電流を積分す
るステップと、前記光電流の積分電圧を間欠的に検出す
るステップと、検出した前記積分電圧が前記所定の電圧
値を越えるまでの前記光電流の積分時間を求めるステッ
プと、検出した前記積分電圧が前記所定の電圧値を越え
た際に検出している前記積分電圧と当該積分時間を用い
て前記入射光量に応じた測光値を求めるステップとを含
む測光方法である。このようなステップを含む方法によ
れば、間欠的に検出される積分コンデンサの積分電圧と
比較する所定の電圧値を、測定した入射光量が所定値よ
りも大きい場合に測定した入射光量が所定値以下のとき
よりも低く設定するので、高輝度時に発生する可能性が
ある測光精度の低下を抑制可能となる。

【００１０】第２の発明は、入射光量を測定する測光部
と、前記測光部が測定した入射光量が所定値よりも大き
い場合に前記測光部で測定した入射光量が前記所定値以
下の場合よりも所定の電圧値を低く設定する電圧設定部
と、入射光量に応じた光電流を出力する光センサーと、
前記光センサーからの光電流を積分する積分コンデンサ
と、前記積分コンデンサの積分電圧を間欠的に検出する
電圧検出部と、前記電圧検出部が検出した前記積分電圧
が前記所定の電圧値を越えるまでの前記光電流の積分時
間を計測する積分時間計測部と、前記電圧検出部が検出
した前記積分コンデンサの積分電圧が前記所定の電圧値
を越えた際に前記電圧検出部が検出している前記積分コ
ンデンサの積分電圧および前記積分時間計測部が計測し
ている積分時間を用いて前記入射光量に応じた測光値を
求める制御部とを含む測光装置である。かかる構成によ
れば、間欠的に検出される積分コンデンサの積分電圧と
比較する所定の電圧値を、測定した入射光量が所定値よ
りも大きい場合に測定した入射光量が所定値以下のとき
よりも低く設定するので、高輝度時に発生する可能性が
ある測光精度の低下を抑制可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明
による測光装置の原理を示すものである。本発明の測光
装置は例えば写真機等の露光計に用いられ、被写体から
一定時間内に入射する光量を測光することにより被写体
の輝度（測光値）を測定するものである。

【００１２】被写体からの入射光Ｌは、ホトダイオード
ＰＤなどの光センサーにより入射光Ｌの光量に比例した
光電流Ｉに変換され、この光電流Ｉは積分コンデンサに
蓄積（積分）され、積分電圧Ｖを積分コンデンサの両端
子間に発生する。被写体の輝度は入射光Ｌの光量、すな
わち、光電流Ｉに比例し、被写体輝度＝αＩ（式１）の
関係を有する。ここで、αは比例定数である。

【００１３】積分時間ｔの間に積分コンデンサに蓄積さ
れる電荷はＩｔで、積分コンデンサの容量をＣとする
と、積分コンデンサに充電される積分電圧Ｖは、ＣＶ＝
Ｉｔの関係を有する。従って、被写体輝度は、被写体輝
度＝αＣＶ／ｔ（式２）の関係を有し、積分電圧Ｖと積
分時間ｔが分かれば被写体輝度が求められる。

【００１４】また、比例定数αと積分コンデンサの容量
Ｃは回路等により予め決定される値である。従って、比
例定数αと積分コンデンサの容量Ｃと積分時間ｔを知る
ことができれば、β＝αＣ／ｔとすることができる。こ
れから被写体輝度は、被写体輝度＝βＶ（式３）の関係
式に基づいて積分電圧Ｖから求めることができる。

【００１５】図１のグラフは、横軸に積分コンデンサの
積分時間ｔを示し、縦軸に積分電圧Ｖを示す。光電流Ｉ
が積分コンデンサＣに積分開始電圧Ｖｓから積分開始さ
れる。積分電圧Ｖｉと積分開始電圧Ｖｓとの差Ｖｉ？Ｖ
ｓが所定のしきい値電圧Ｖｔを越える度にリセットし、
再び積分を繰返す。リセットする度に、Ｖｉ？Ｖｓの電
圧値差を加算して記憶する。なお、リセットごとにＶｉ
とＶｓはそれぞれ異なり得る。そして、所定時間Ｔを経
過したら積分を停止する。この積分停止時の積分コンデ
ンサＣの積分電圧Ｖｆとする。所定時間Ｔの経過時のＶ
ｆ？Ｖｓの電圧値差を検出して加算して記憶する。すな
わち、リセットごとにそれぞれ加算される電圧値差Ｖｉ
？Ｖｓに、最後の電圧値差Ｖｆ？Ｖｓを加算して、これ
を積分の合計電圧値ＶＴとする。

【００１６】所定時間Ｔから、リセット動作に伴なう積
分コンデンサの不積分時間を除いた残りの時間を実積分
時間ｔとする。このようにして求められた実積分時間ｔ
と合計電圧値ＶＴを使用して上式（２）に基づいて被写
体輝度を正確に求めることができる。

【００１７】図２は、上述した本発明の原理を実現した
本発明の一実施形態による測光装置の概略構成のブロッ
ク図を示す。１はホトダイオード等の光センサーであ
り、入射光Ｌを受けてその光量に比例する光電流Ｉを発
生する。この光センサー１から出力された光電流Ｉは積
分コンデンサを含む積分手段２に送られる。この積分手
段２は所定時間Ｔの間、光電流Ｉを積分する。積分電圧
Ｖは、積分電圧検出手段３により検出される。積分電圧
検出手段３は積分コンデンサのリセット時を除いて一定
の周期で積分電圧ＶをＡ／Ｄ変換して、その結果をＣＰ
Ｕ１０に送る。ＣＰＵ１０は演算制御回路、ＲＡＭ、フ
ラッシュメモリ等を備えるものであり、機能的には制御
手段（制御部、電圧設定部）４、リセット制御手段５、
記憶手段６、積分時間を計測するためのＡ／Ｄサイクル
カウンタ９及びリセットカウンタ手段７を有する。

【００１８】制御手段４は、積分手段２の積分電圧が所
定値Ｖｔを越えた場合にリセット制御手段５により積分
手段２をリセットする。さらに制御手段４は積分開始電
圧Ｖｓ、しきい値Ｖｔを越えてリセットする時の積分電
圧Ｖｉ、そして所定時間Ｔの経過時の積分電圧Ｖｆを記
憶手段６に記憶する。また、制御手段４は積分時間計測
部としてのＡ／Ｄサイクルカウンタ９により一定周期で
入力する積分電圧検出手段からの出力の数をカウントし
て積分のための所定時間Ｔからリセットに伴なう積分手
段２の不積分時間を除いた時間を実積分時間ｔを計測す
る。また、制御手段４はリセットカウンタ手段７により
積分手段２のリセット数Ｎをカウントする。制御手段４
は記憶手段６に加算記憶される積分合計電圧値ＶＴとＡ
／Ｄサイクルカウンタ９によりカウントされた実積分時
間ｔに基づいて、被写体輝度（測光量）を求める測光手
段を構成する。制御手段４はさらに、求めた測光値及び
測光値を求める際に使用する積分コンデンサの容量Ｃや
比例定数αなどのパラメータを記憶手段６に記憶する。
制御手段４はまた昇圧回路８を制御して写真機に必要な
昇圧電圧を作る。

【００１９】図３は、図２の光センサー１、積分手段
２、及び積分電圧検出手段３（測光回路３０）を詳細に
示す。光センサー１は、例えばアモルファス・シリコン
のホトダイオード１１、１２を２つ備え、これらのカソ
ード端子が積分手段２の４７ｐＦと４７００ｐＦの容量
をそれぞれ持つ２つの積分コンデンサ２１、２２の一端
にそれぞれ接続されている。なお、積分コンデンサ２
１、２２の容量は上記に限らず、容量が異なるものであ
れば適宜変更可能である。また、ホトダイオード１１、
１２のカソード端子は共通の端子３１を経由して積分用
オペアンプ３２のマイナス端子に接続されている。ホト
ダイオード１１、１２のアノードはそれぞれ端子３３、
３４を経由して選択スイッチｓ１、ｓ２にそれぞれ接続
されていて、ホトダイオード１１又は１２のいずれかを
選択することができるようになっている。２つのアモル
ファス・シリコンの光センサー１１、１２は２分割測光
用の素子であり、シングル測光用の場合はスイッチｓ
１、ｓ２のいずれかのみを接続して一つのみを使用す
る。

【００２０】積分コンデンサ２１、２２の他端は、それ
ぞれ端子３５、３６を経て選択スイッチｓ３、ｓ４にそ
れぞれ接続されている。選択スイッチｓ３、ｓ４の切換
により積分コンデンサ２１、２２のいずれかを選択して
積分用オペアンプ３２の出力端に接続するようになって
いる。積分用オペアンプ３２の出力端、マイナス端子、
プラス端子を接続するように直列に配されたスイッチｓ
５、ｓ６はリセット・スイッチであり、両スイッチｓ
５、ｓ６をオンとすることで積分コンデンサ２１または
２２内に蓄積された電荷を放電する。スイッチｓ７、ｓ
８は基準電圧切り換えスイッチである。スイッチｓ７
は、端子３７及びスイッチｓ１０を介して測光用電源Ｂ
の電圧（例えば５Ｖ）を分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧
して、この電圧を基準電圧として積分用オペアンプ３２
のプラス端子に入力し、さらにスイッチｓ１、ｓ２を介
してホトダイオード１１、１２のアノードにも入力す
る。ｎチャンネル・トランジスタＴｒはスイッチｓ７と
連動していて、スイッチｓ７がオンとなる時、ｎチャン
ネルトランジスタＴｒもオンとなり、これにより分圧抵
抗Ｒ１、Ｒ２に流れる電流を調整して基準電圧を一定に
する。スイッチｓ７をオンとして使用する場合は基準電
圧が分圧電圧（例えば１．５Ｖに）に固定される。しか
し、スイッチｓ７をオフしてスイッチｓ８をオンとして
使用する場合は、Ｄ／Ａコンバータ３８により１．０Ｖ
乃至４．０Ｖまで任意の電圧間隔で段階的に出力でき、
基準電圧を可変にすることができる。

【００２１】スイッチｓ９は積分用オペアンプ３２から
バッフア用オペアンプ３９を介して出力される積分電圧
Ｖを、Ａ／Ｄコンバータ４１へ入力するためのスイッチ
である。

【００２２】スイッチｓ１ないしｓ１０はそれぞれ、Ｃ
ＰＵ１０に含まれる制御手段４及びリセット制御手段５
等により制御されて、積分コンデンサ２１、２２の選択
とそのリセット、基準電圧の選択、ホトダイオード１
１、１２の選択、測光回路３０への電源投入及び積分電
圧ＶのＡ／Ｄ変換器４１への出力の制御を行う。

【００２３】測光回路３０は点線部分を集積回路内に内
蔵して製作できる。積分用オペアンプ３２のプラス側入
力端子には基準電圧とスイッチｓ１又はスイッチｓ２を
介してホトダイオード１１又は１２のアノード側が接続
されており、積分用オペアンプ３２のマイナス側入力端
子には端子３１を介してホトダイオード１１及び１２の
カソード側が接続されており、積分用オペアンプ３２の
出力端子にはスイッチｓ３又はスイッチｓ４を介して、
積分コンデンサ２１又は２２が接続される。積分用オペ
アンプ３２の出力端子はバッフア用オペアンプ３９のプ
ラス端子に接続されている。端子３７は、スイッチｓ１
０を介して両オペアンプ３２、３９に電力を供給する電
源端子となっていて、スイッチ１０がオンでなければ両
オペアンプ３２、３９は動作しない。さらに両オペアン
プ３２、３９にはイネーブル入力が有り、このイネーブ
ル入力により両オペアンプ３２、３９の不必要な消費電
力を抑制できる。

【００２４】図４は、測光回路３０から出力される積分
電圧ＶをＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ変換器４１、Ａ／
Ｄ変換出力が入力される制御手段４やリセット制御手段
５や記憶手段６やリセットカウンタ７を含んだＣＰＵ１
０、同期回路４２、及び昇圧クロック生成回路４３を含
んだ制御回路４０と、昇圧回路８とを示す。

【００２５】Ａ／Ｄ変換器４１にはスイッチｓ９を介し
て積分電圧Ｖが入力される。ＣＰＵ１０は同期回路４２
にＡ／Ｄスタート信号を出力する。同期回路４２はＡ／
Ｄ動作開始信号をＡ／Ｄ変換器４１に送り、昇圧クロッ
ク生成回路４３に停止信号を送る。昇圧クロック生成回
路４３は、昇圧回路８を制御する昇圧クロック信号を発
生する。

【００２６】図５のスイッチタイミングチャートと図６
のフローチャートを参照して、本実施の形態の測光回路
の作用を説明する。電源スイッチｓ１０をオンにし（ス
テップ６ａ）、電源電圧が安定するまで約１５ｍ秒間待
つ（ステップ６ｂ）。その間に制御手段４は必要なパラ
メータをフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ（図示し
ない）から読み出して記憶手段６に記憶する（ステップ
６ｃ）。電源電圧が安定したならばスイッチｓ７をオン
にして（ステップ６ｄ）、オペアンプ３２に１．５Ｖの
基準電圧を入力し、この基準電圧が安定するまで約１ｍ
秒間待つ（ステップ６ｅ）。そして、Ａ／Ｄ変換器４１
の初期設定を行う（ステップ６ｆ）。

【００２７】本実施形態においては、Ａ／Ｄ変換を行う
際、ＣＰＵ１０内の制御手段４からスイッチｓ９のオン
信号と同期して図７に示されるようなＡ／Ｄスタート信
号５２が同期回路４２に送られる。同期回路４２は停止
信号を昇圧クロック生成回路４３に送って昇圧クロック
５１を停止する。これは、昇圧回路８が写真機の構成
上、３Ｖの電源を必要な５Ｖに昇圧するため、この際に
電源にリップルを生じて、Ａ／Ｄ変換器４１のＡ／Ｄ変
換作用にばらつきを発生するおそれがあり、この不都合
を回避するために、Ａ／Ｄ変換動作時には同期回路４２
からの停止信号により昇圧クロック生成回路４３の昇圧
クロック５１を停止して、昇圧回路８を一時的に停止し
て、Ａ／Ｄ変換の精度を向上するようにしたものであ
る。

【００２８】図７に示すように、ＣＰＵ１０から同期回
路４２へＡ／Ｄ変換スタート信号５２が入力されると、
同じく同期回路４２に入力されている昇圧クロック５１
の立下りから８μ秒後に同期回路４２からＡ／Ｄ変換器
４１へＡ／Ｄ動作開始信号を出力する。これと同時に昇
圧クロック停止信号を昇圧クロック生成回路４３へ出力
し、昇圧クロック５１を停止する。Ａ／Ｄ変換に要する
時間は８μ秒であり、また昇圧クロックの周期は８μ秒
である。このため、検出した昇圧クロック５１の立下り
からから８μ秒後にＡ／Ｄ変換を動作し、且つ、昇圧ク
ロック５１を停止する。その８μ秒後にＡ／Ｄ変換は終
了するので、Ａ／Ｄ変換終了後に昇圧クロック停止信号
の出力を止め、昇圧クロック５１の出力を再開する。

【００２９】次に、図８のフローチャートと図５のスイ
ッチタイミングチャートを参照して、本測光前のプリ測
光動作（図６のステップ６ｇ）について説明する。スイ
ッチｓ１をオンにして、アモルファス・シリコン光セン
サー１１のアノード側をオペアンプ３２のプラス側入力
端子に接続する（ステップ９ａ）。そして１０μ秒後に
スイッチｓ３をオンにして積分コンデンサ２１（容量Ｃ
＝４７ｐＦ）をオペアンプ３２の出力端に接続し（ステ
ップ９ｂ）、スイッチｓ５、ｓ６をオンにして積分コン
デンサ２１をリセット状態にする（ステップ９ｃ）。

【００３０】低輝度時にはアモルファス・シリコン光セ
ンサー１１の出力電流は微少で安定するまでリセット状
態を維持することが好ましい。本実施形態では、１ｍ秒
の安定時間を設けている（ステップ９ｄ）。

【００３１】次に、リセット状態時のオペアンプ３２の
出力電圧をＡ／Ｄ変換器４１によりＡ／Ｄ変換して、こ
の電圧値をＶｓとしてＣＰＵ１０内の記憶手段６内に記
憶する（ステップ９ｅ）。次に、スイッチｓ５、ｓ６を
オフして、リセットを解除して積分を開始する（ステッ
プ９ｆ）。ＣＰＵ１０はタイマー（図示しない）により
２００μ秒の間、積分コンデンサ２１で積分を実行し、
２００μ秒後に積分コンデンサ２１の積分電圧のＡ／Ｄ
変換を行ない、電圧値Ｖｉとして記憶手段６に記憶する
（ステップ９ｇ、９ｈ、９ｉ）。

【００３２】プリ測光により得られた電圧値の差Ｖｉ？
Ｖｓの大きさを所定の値ＶＨと比較して（ステップ９
ｊ）、差Ｖｉ？ＶｓがＶＨよりも大きければ高輝度（ス
テップ９ｋ）、差Ｖｉ？Ｖｓが別の所定の値ＶＬよりも
小さければ（ステップ９ｌ）、低輝度（ステップ９
ｍ）、いずれにも該当しなければ中輝度（ステップ９
ｎ）の３段階に分類する。なお、低輝度をさらに細かく
分類したい場合は例えばプリ測光の時間を２００μ秒と
して、さらに差Ｖｉ？Ｖｓの低い値を分類して低低輝度
の４段階に分類しても良い。

【００３３】プリ測光で入射光Ｌを低輝度、中輝度、高
輝度の３段階に判定することができたら、以降、低輝度
及び中輝度の場合は容量４７ｐＦの積分コンデンサ２１
を使用し、高輝度の場合は容量４７００ｐＦの積分コン
デンサ２２を使用する。このように、輝度レベルに応じ
て積分コンデンサの容量を切り換えることにより測光の
分解能を上げることができる。

【００３４】低輝度と判定された場合には、図９のフロ
ーチャートを参照して説明するように、さらに測定を行
う。すなわち、図９に示すように、プリ測光と同じよう
にスイッチｓ３をオンにして積分コンデンサ２１を選択
した状態で、スイッチｓ５、ｓ６をオンにしてリセット
状態にし（ステップ１０ａ）、１００μ秒の安定時間を
待つ（ステップ１０ｂ）。オペアンプ３２が出力する電
圧のＡ／Ｄ変換を行なって（ステップ１０ｃ）、リセッ
ト時の出力電圧をＶｓとして記憶する（ステップ１０
ｄ）。次に、スイッチｓ５、ｓ６をオフしてリセットを
解除して積分を開始し（ステップ１０ｅ）、タイマー
（図示しない）を１．６ｍ秒に設定する（ステップ１０
ｆ）。１．６ｍ秒が経過した時の積分コンデンサ２１の
積分電圧の値をＡ／Ｄ変換してＶｉとする（ステップ１
０ｇ、１０ｈ）。

【００３５】電圧値の差Ｖｉ？Ｖｓの大きさから、本測
光における積分のための所定時間Ｔを設定する。すなわ
ち、Ｖｉ？Ｖｓの大きさが所定の値ＶＬ１よりも小さけ
れば、より長い所定時間（Ｔ＝４ｘ９．２ｍ秒）を本測
光時に使用するように設定する（ステップ１０ｉ、１０
ｊ）。Ｖｉ？Ｖｓが所定の値ＶＬ２よりも小さければ、
所定時間Ｔを所定値の９．２ｍ秒の２倍の１８．４ｍ秒
に設定する（ステップ１０ｋ、１０ｌ）。ここで、ＶＬ
２の値はＶＬ１よりも大きい値である。いずれにも該当
しなければ積分のための所定時間Ｔを所定値の９．２ｍ
秒に設定する（ステップ１０ｍ）。

【００３６】そして、本測光時のリセット時間Ｔｒを所
定の値（５０μ秒）から低輝度用の時間（１００μ秒）
に変更設定する（ステップ１０ｎ）。つまり、低輝度時
には、リセット時間Ｔｒを所定の値よりも長くする。こ
れは、低輝度時は積分電圧の上昇率が少ないため残量電
圧（電荷）等のノイズの影響を受けやすくなるので、こ
れを回避するため十分に残量電圧（電荷）をリセットす
るためのものである。

【００３７】高輝度と判定された場合には、図１０のフ
ローチャートを参照して説明するようにさらに測定を行
う。スイッチｓ３をオフにしてスイッチｓ４をオンに
し、４７ｐＦ容量の積分コンデンサ２１から４７００ｐ
Ｆの積分コンデンサ２２に変更する（ステップ１１
ａ）。スイッチｓ５、ｓ６をオンにしてリセット状態に
する（ステップ１１ｂ）。アモルファス・シリコン光セ
ンサー１１の出力の安定時間は低輝度時よりは短時間、
例えば、数１０μ秒で良い。１０μ秒の安定時間経過後
にオペアンプ３２の出力電圧をＡ／Ｄ変換してリセット
時の出力電圧Ｖｓを記憶する（ステップ１１ｃ、１１
ｄ、１１ｅ）。次にタイマー（図示しない）を１００μ
秒に設定してスイッチｓ５、ｓ６をオフし、積分コンデ
ンサ２２による積分を開始する（ステップ１１ｆ、１１
ｇ）。１００μ秒経過時に積分コンデンサ２２の積分出
力電圧をＡ／Ｄ変換してＶｉとして記憶する（ステップ
１１ｈ、１１ｉ）。電圧値の差Ｖｉ？Ｖｓを計算して、
この差が所定の値Ｖｈよりも大きい場合は輝度が非常に
高い、すなわち、高高輝度と判定し、本測光の際に積分
コンデンサ２２の積分をリセットするためのしきい値電
圧Ｖｔを、所定の値（本実施の形態では３．５Ｖ）の半
分の値（１．７５Ｖ）に設定する（ステップ１１ｊ、１
１ｋ）。差Ｖｉ？ＶｓがＶｈよりも大きくなければ、し
きい値は所定の値のままである。そして、本測光の際に
使用する積分のための所定時間Ｔを高輝度用の時間
（９．２ｍ秒）に設定し（ステップ１１ｌ）、リセット
時間Ｔｒを高輝度用の時間（１０μ秒）に設定する（ス
テップ１１ｍ）。

【００３８】リセットをするしきい値ＶＴの値を高高輝
度の場合に半分の値にする理由は、積分コンデンサ２２
に流入する光電流Ｉが大きく、従って短時間に積分コン
デンサ２２の電圧値が上昇する。このため、図１１Ａに
示すように、積分コンデンサ２２の積分電圧出力をＡ／
Ｄ変換する周期を２０μ秒にして、Ａ／Ｄ変換して積分
コンデンサ２２の積分電圧Ｖｉと開始電圧Ｖｓの差Ｖｉ
？Ｖｓを求めてしきい値Ｖｔ（通常値は３．５Ｖ）を越
えていることを判定するとしても、この２０μ秒間に相
当の積分電圧Ｖｉの上昇が予想される。このため積分電
圧Ｖｉがオペアンプ３２の出力の上限値（本実施形態の
場合では４Ｖ）を越えてしまい、オペアンプ３２の出力
範囲外（飽和領域）に出てしまう。このため、正確な積
分電圧Ｖｉの測定はできなくなる。従って、図１１Ｂに
示すように、積分コンデンサ２２の積分をリセットする
しきい値Ｖｔを通常値よりも低めに、例えば、Ｖｔの半
分の値Ｖｔ／２に設定しておき、しきい値電圧Ｖｔ／２
から積分電圧Ｖｉが超過してもオペアンプ３２の出力上
限（４Ｖ）よりも低い電圧値に収まるようにする。

【００３９】または、積分時間中に一定時間の周期（本
実施形態では２０μ秒）ごと積分電圧出力をＡ／Ｄ変換
する代わりに、図１１Ｃに示すように、短い積分時間
（１ないし２μ秒）を設定して積分電圧をＡ／Ｄ変換し
て、積分電圧値Ｖｉを求めて毎回リセットするようにし
ても良い。

【００４０】図１２は本測光の動作（図６のステップ６
ｈ）を示すフローチャートである。図１３Ａ乃至図１３
Ｄは横軸に積分時間ｔを取り縦軸に積分電圧Ｖを取り、
それぞれ低低輝度、低輝度、中輝度、高輝度の本測光時
の関係を示すグラフである。なお、図１３Ａは低低輝度
時において積分のための所定時間Ｔを９．２ｍ秒の２倍
の１８．４ｍ秒としてしきい値電圧を３．５Ｖとした例
を示す。低低輝度時には光センサー１からの光電流Ｉが
小さくて所定時間Ｔではしきい値Ｖｔには到達せず、分
解能を上げるために所定時間Ｔを所定値９．２ｍ秒の２
倍としている。さらに低輝度の場合は９．２ｍ秒の４倍
を所定時間Ｔとして選択することもできる。図１３Ｂは
低輝度時において積分のための所定時間Ｔを所定の９．
２ｍ秒としてしきい値電圧を３．５Ｖとした例を示す。
図１３Ｃは中輝度時において積分のための所定時間Ｔを
所定値の９．２ｍ秒としてしきい値電圧を３．５Ｖとし
た例を示す。この場合は光センサー１からの光電流Ｉも
大きくて、しきい値Ｖｔに到達する時間も早くなる。図
１３Ｄは高輝度時において積分のための所定時間Ｔを所
定値の９．２ｍ秒としてしきい値電圧を３．５Ｖとした
例を示す。光センサー１からの光電流Ｉが大きくなり、
しきい値Ｖｔに到達する時間がさらに短くなりＣＰＵ１
０の処理速度が追いつかなくなるので、容量４７００ｐ
Ｆの積分コンデンサ２２を選択してしきい値Ｖｔに到達
する時間を長くする必要がある。さらに高高輝度の場合
は上記したように、しきい値Ｖｔを半分の値にする。図
１３Ｅは、周期２０μ秒のＡ／Ｄ変換サイクルとリセッ
ト時間Ｔｒ（＝５０μ秒）を示すために中輝度時の本測
光の例の図１３Ｃの一部を拡大して示したグラフであ
る。

【００４１】以下、本測光の作用を図１２のフローチャ
ートに図１３と図５を共に参照して説明する。本実施形
態では本測光はプリ測光において中輝度と判定された場
合で説明する。しかし、低輝度、高輝度と判定された場
合も低輝度又は高輝度用に設定される積分のための所定
時間Ｔ、リセット時間Ｔｒ、しきい値電圧Ｖｔ等のパラ
メータを除いて同じである。プレ測光で中輝度と判定さ
れた場合は直ちに本測光を行う。本測光の開始時にリセ
ットカウンタ７のカウントの内容Ｎがゼロにリセットさ
れ、ＣＰＵ１０内のＡ／Ｄサイクルカウンタ９の内容ｎ
もゼロにリセットされ、記憶手段６内の合計積分電圧値
ＶＴの値もゼロにリセットされる（ステップ１３ａ）。
スイッチｓ５、ｓ６がオンにされて１００μ秒の安定化
時間の経過を待つ（ステップ１３ｂ、１３ｃ）。本測光
時の積分のための所定時間Ｔは交流の光源の影響を考え
て、５０Ｈｚと６０Ｈｚの半周期の平均値の９．２ｍ秒
に選択されている（ステップ１３ｄ）。上述したように
低低輝度の場合はその２倍ないしはその４倍の時間を積
分のための所定時間Ｔとする。本実施形態では、所定時
間Ｔの９．２ｍ秒の値が積分時間タイマー（図示しな
い）に入力されてカウントを開始する。リセットスイッ
チｓ５、ｓ６がオンにされたまま、リセット時間Ｔｒの
経過を待つ（ステップ１３ｅ、１３ｆ）。中輝度の場合
のリセット時間Ｔｒは、５０μ秒であり、低輝度、高輝
度の場合は変更した値（それぞれ１００μ秒、１０μ
秒）に設定される。リセット時にオペアンプ３２の出力
電圧をＡ／Ｄ変換して、その電圧値を積分開始電圧Ｖｓ
として記憶する（ステップ１３ｇ、１３ｈ）。本実施形
態では、基準電圧値がほぼ１．５Ｖであるため、Ｖｓも
ほぼ１．５Ｖである。リセット時間Ｔｒ経過後にスイッ
チｓ５、ｓ６がオフにされ、オペアンプ３２が出力する
積分コンデンサ２１又は２２の積分電圧値ＶのＡ／Ｄ変
換が２０μ秒周期で行なわれる（ステップ１３ｉ、１３
ｊ）。このＡ／Ｄ変換により得られた積分電圧値をＶｉ
として記憶する（ステップ１３ｋ）。そして、Ａ／Ｄサ
イクルカウンタ９の内容ｎに１を加える（ステップ１３
ｌ）。なお、前述の通りＡ／Ｄサイクルカウンタ９の内
容ｎは本測光開始時にゼロにリセットされている。

【００４２】次に、電圧値の差Ｖｉ？Ｖｓが、Ｖｉ？Ｖ
ｓ≧Ｖｔになったかを判定する（ステップ１３ｍ）。前
述の通りＶｔは３．５Ｖに設定されている。もしＶｉ？
Ｖｓ≧Ｖｔの関係に達していなければ、所定時間Ｔが経
過しているかを判断して経過前ではループが戻って次の
２０μ秒サイクルの積分電圧値ＶｉのＡ／Ｄ変換を繰り
返す（ステップ１３ｎ）。Ｖｉ？Ｖｓ≧Ｖｔの関係に達
していれば、電圧値差Ｖｉ？Ｖｓの値をＶＴに加算して
記憶する（ステップ１３ｏ）。なお、前述の通りこのＶ
Ｔの初期値は本測光開始時にゼロにリセットされてい
る。リセットカウンタ手段７のリセット数Ｎに１を加え
る（ステップ１３ｐ）。そして、ループが戻って上述し
た動作を行う。つまり、スイッチｓ５、ｓ６をオンにし
て、リセット時間Ｔｒの間、積分コンデンサ２１の電荷
を放電するリセット動作が行なわれる。リセット時間Ｔ
ｒの経過時に開始電圧ＶｓがＡ／Ｄ変換されて記憶され
る。リセット時間Ｔｒが経過した後にスイッチｓ５、ｓ
６がオフされ、積分コンデンサ２１又は２２が再度光セ
ンサーからの光電流Ｉを積分し、積分電圧ＶｉのＡ／Ｄ
変換が２０μ秒周期で同様に繰り返される。そして、電
圧値の差Ｖｉ？ＶｓがＶｔを越えているかの判定が繰返
される。

【００４３】積分時間タイマーが、積分のための所定時
間（９．２ｍ秒）のカウントを終了すれば、積分を停止
し、Ａ／Ｄ変換を数回繰り返しその平均値をＶｆとし、
その時の電圧値Ｖｆと積分開始時の電圧値Ｖｓとの差、
Ｖｆ？Ｖｓの値、をＶＴに加算して記憶して測光を終了
する（ステップ１３ｎ、１３ｑ、１３ｒ）。

【００４４】９．２ｍ秒の積分時間が終了した時点にお
いて、合計積分電圧値ＶＴはリセットごとに加算された
積分電圧値の差Ｖｉ？Ｖｓの合計値と最後の積分による
積分電圧値差Ｖｆ？Ｖｓとの和となる。実積分時間ｔ
は、Ａ／Ｄ変換のサイクル数を示すＡ／Ｄサイクルカウ
ンタ９の値ｎに一定の周期２０μ秒を乗算した時間、ｔ
＝ｎｘ２０μ秒から計算される。代替的には、実積分時
間ｔは、所定時間Ｔ（＝９．２ｍ秒）からリセットに要
した時間を引いた時間に等しい。なお、実積分時間ｔ
を、ｔ＝Ｔ？（Ｎ＋１）・Ｔｒ、から求めてもよい。

【００４５】このように実積分時間ｔは、積分のための
所定時間Ｔ（＝９．２ｍ秒）とは異なり、スイッチｓ
５、ｓ６がオフ（切断）されて積分コンデンサ２１又は
２２に光電流Ｉが実際に積分された時間である。

【００４６】このようにして得られた合計積分電圧値Ｖ
Ｔと実積分時間ｔを用いて式（２）に基づいて、輝度
（測光値）を測定する。積分コンデンサ２１の容量Ｃは
４７ｐＦであり（高輝度時の場合、積分コンデンサ２２
が選択されその容量Ｃは４７００ｐＦ）、αは測光回路
により予め決められた値である。従って、被写体輝度を
本測光により得られた実積分時間ｔと合計積分電圧値Ｖ
Ｔの値を使用して上記の式（２）に基づいて計算でき、
正確に測光できる。

【００４７】図６のフローチャートに戻ってさらに説明
を続ける。以上のようにして、被写体輝度の測光が完了
して測光値１が得られると（ステップ６ｉ）、測光回路
のスイッチｓ１ないしｓ１０が全てオフとされて（ステ
ップ６ｊ）、測光シーケンスが終了する。

【００４８】もし、２分割測光が行なわれる場合は（ス
テップ６ｋ）、図６のフローチャートと図５のスイッチ
タイミングチャートに示されるように続いてアモルファ
ス・シリコン光センサー１２を用いて２回目の測光が行
われる。スイッチｓ１がオフされ、スイッチｓ２がオン
され（ステップ６ｌ）、そして上記の本測光ルーチンが
繰返される（ステップ６ｍ）。すなわち、１０ｍ秒の光
センサー１２の安定化時間の後、前回の測光と同じ動作
を行い、上記した方法で測光値２を計算して求める（ス
テップ６ｎ）。そして終了後に、スイッチｓ１ないしｓ
６がオンされ、スイッチｓ７ないしｓ１０がオフされる
（ステップ６ｊ）。

【００４９】以上説明した本実施形態においては、積分
開始時とＡ／Ｄサイクル時に検出される電圧値の差Ｖｉ
？Ｖｓを求めて、この差がしきい値Ｖｔを越えた時に積
分コンデンサ２１（又は２２）のリセットを行なってい
る。これに代えて、積分開始時の電圧Ｖｓを固定電圧と
して、Ａ／Ｄサイクル時に検出される積分電圧Ｖｉが所
定の電圧Ｖｔに達したらリセット動作を行い、リセット
動作中に電圧差の計算を行うようにして処理時間を短縮
するようにしてもよい。また、リセット時間Ｔｒは選択
された積分コンデンサ２１又は２２の容量に応じて変え
て積分に要する時間を増やして、これにより精度を上げ
るようにしても良い。

【００５０】

【発明の効果】本発明の測光装置及び測光方法によれ
ば、間欠的に検出される積分コンデンサの積分電圧と比
較する所定の電圧値を、測定した入射光量が所定値より
も大きい場合に測定した入射光量が所定値以下のときよ
りも低く設定するので、高輝度時に発生するおそれのあ
る測光精度の低下を抑制可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の測光装置の原理を説明する図。

【図２】本発明の一実施形態による測光装置のブロック
図。

【図３】図２のブロック図の一部分を詳細に示した回路
図。

【図４】図２のブロック図の他の部分を詳細に示したブ
ロック図。

【図５】本発明の一実施形態による測光装置の動作を示
すスイッチタイミングチャート。

【図６】本発明の一実施形態による測光装置の動作を示
すフローチャート。

【図７】本発明の一実施形態による測光装置のＡ／Ｄ変
換器の動作を示すタイミングチャート。

【図８】本発明の一実施形態による測光装置のプリ測光
動作を示すフローチャート。

【図９】本発明の一実施形態による測光装置のプリ測光
動作により低輝度判定とされた場合の動作を示すフロー
チャート。

【図１０】本発明の一実施形態による測光装置のプリ測
光動作により高輝度判定とされた場合の動作を示すフロ
ーチャート。

【図１１Ａ】本発明の一実施形態による測光装置のプリ
測光動作により高輝度判定の場合のしきい値の設定変化
を説明するための図。

【図１１Ｂ】本発明の一実施形態による測光装置のプリ
測光動作により高輝度判定の場合のしきい値の設定変化
を説明するための図。

【図１１Ｃ】本発明の別の実施形態による測光装置のプ
リ測光動作により高輝度判定された場合の積分電圧の測
定を説明するための図。

【図１２】本発明の一実施形態による測光装置の本測光
動作を示すフローチャート。

【図１３】本発明の一実施形態による測光装置の本測光
動作を示す縦軸に積分電圧、横軸に時間ｔを示すグラ
フ。

【符号の説明】

１ 光センサー ２ 積分手段 ３ 電圧検出部 ４ 制御部、電圧設定部 １〜４ 測光部 ９ 積分時間計測部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 和之 千葉県習志野市茜浜一丁目１番１号 セイ コープレシジョン株式会社内 (72)発明者 奥山 裕文 千葉県習志野市茜浜一丁目１番１号 セイ コープレシジョン株式会社内 Ｆターム(参考） 2G065 AA06 BC15 2H002 DB00 DB21 EB01 HA04 ZA01 ZA03 5J022 AA01 BA01 CB01 CD02 CE05 CF01 CF03 CF10 CG01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光量を測定するステップと、前記入
   射光量が所定値よりも大きい場合に前記入射光量が前記
   所定値以下の場合よりも所定の電圧値を低く設定するス
   テップと、入射光量に応じた光電流を発生するステップ
   と、前記光電流を積分するステップと、前記光電流の積
   分電圧を間欠的に検出するステップと、検出した前記積
   分電圧が前記所定の電圧値を越えるまでの前記光電流の
   積分時間を求めるステップと、検出した前記積分電圧が
   前記所定の電圧値を越えた際に検出している前記積分電
   圧と当該積分時間を用いて前記入射光量に応じた測光値
   を求めるステップとを含むことを特徴とする測光方法。
2. 【請求項２】 入射光量を測定する測光部と、前記測光
   部が測定した入射光量が所定値よりも大きい場合に前記
   測光部で測定した入射光量が前記所定値以下の場合より
   も所定の電圧値を低く設定する電圧設定部と、入射光量
   に応じた光電流を出力する光センサーと、前記光センサ
   ーからの光電流を積分する積分コンデンサと、前記積分
   コンデンサの積分電圧を間欠的に検出する電圧検出部
   と、前記電圧検出部が検出した前記積分電圧が前記所定
   の電圧値を越えるまでの前記光電流の積分時間を計測す
   る積分時間計測部と、前記電圧検出部が検出した前記積
   分コンデンサの積分電圧が前記所定の電圧値を越えた際
   に前記電圧検出部が検出している前記積分コンデンサの
   積分電圧および前記積分時間計測部が計測している積分
   時間を用いて前記入射光量に応じた測光値を求める制御
   部とを含むことを特徴とする測光装置。