JP2008026763A

JP2008026763A - ストロボ用調光装置

Info

Publication number: JP2008026763A
Application number: JP2006201577A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Hoshikawa; 久典星川; Yusuke Kanamaru; 雄介金丸
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2026-07-25
Also published as: JP5045013B2

Abstract

【課題】本発明は、小型の各種撮影機器への搭載に適し、しかもストロボ光の微小発光時の調光精度を改善するストロボ用調光装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係るストロボ用調光装置１は、ストロボ反射光の強さに応じた光電流を生成する半導体受光素子２と、同一の半導体受光素子２による光電流に基づいて、それぞれ異なる電圧上昇速度で電圧積分するよう構成される複数の電圧積分手段３，４と、発光開始からの時刻を計測する計時手段５と、該計時手段５に予め設定される所定時間Ｔ経過前で且つ前記電圧上昇速度の速い電圧積分手段３による積分値が適正露光量に対応して予め決められた所定レベルに達した場合にはその時点、そうでない場合には、前記所定時間Ｔ経過後で且つ前記電圧上昇速度の遅い電圧積分手段４による積分値が前記所定レベルに達した時点で発光停止信号を出力する信号発生手段６とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ストロボ発光量を調節するストロボ用調光装置に関するものである。

自動調光式のストロボ装置、いわゆるオートストロボ装置に用いられるストロボ用調光装置が知られている。ストロボ用調光装置は、ストロボ発光中に被写体で反射されたストロボ反射光の光量積分を行い、この積分量が基準レベルに達したときにストロボ発光を停止させている。ストロボ反射光を受光する調光センサとしては、入射する光の光強度に応じた光電流を流すフォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子が用いられ、受光素子からの光電流でコンデンサを充電することにより光量積分を行っている。

ところで、撮影距離が近距離のときや、撮影感度が高いとき、アベイラブル光が比較的に強いとき等には、被写体からのストロボ反射光が強くなるため短時間で適正な露光量に達してしまう。そのため、発光初期ではストロボ光の発光立ち上がりが急峻である等といったストロボ装置の特性と、ストロボ反射光が強いことに起因して、発光停止の僅かな遅延が大きな露光オーバーを招く。このため、特許文献１に記載されたものでは、受光面積が異なる複数の半導体受光素子を設けるとともに、適正露光量に対応して予め決められた前記基準レベルを複数設定し、これをストロボ反射光の強弱に応じて切り替えることにより、上記問題を解決している。
特開２００４−３０９７９３号公報

しかしながら、上記特許文献１に係るストロボ用調光装置では、複数の半導体受光素子が必要となるため、ストロボ用調光装置の小型化をする上で不利であり、近年増えつつあるデジタルスチルカメラやカメラ付き携帯電話機等の小型の各種撮影機器に搭載することが困難であるという問題がある。また、このストロボ用調光装置では、前記基準レベルを切り替えるために、何らかの手段によってストロボ反射光の強弱を判断する必要がある。しかも、各半導体受光素子は、それぞれ別の位置で受光するため、必ずしも同一条件で受光することが保証されず、その結果、調光精度を高く維持することが困難であるという問題もある。

本発明は、上記問題点を考慮してなされたもので、小型の各種撮影機器への搭載に適し、しかもストロボ光の微小発光時の調光精度を改善することができるストロボ用調光装置を提供することを目的とする。

本発明に係る閃光放電管保持部材は、被写体からのストロボ反射光を受光して光量積分を行い、この積分値が所定レベルに達したときにストロボ発光を停止させるための発光停止信号を出力するストロボ用調光装置において、ストロボ反射光の強さに応じた光電流を生成する半導体受光素子と、同一の半導体受光素子による光電流に基づいて、それぞれ異なる電圧上昇速度で電圧積分するよう構成される複数の電圧積分手段と、発光開始からの時刻を計測する計時手段と、該計時手段に予め設定される所定時間経過前で且つ前記電圧上昇速度の速い電圧積分手段による積分値が適正露光量に対応して予め決められた所定レベルに達した場合にはその時点、そうでない場合には、前記所定時間経過後で且つ前記電圧上昇速度の遅い電圧積分手段による積分値が前記所定レベルに達した時点で発光停止信号を出力する信号発生手段とを備えることを特徴とする。

上記構成からなるストロボ用調光装置によれば、所定時間経過前では電圧上昇速度の速い電圧積分手段による積分値を基に発光が停止されるため、被写体からのストロボ反射光が強い場合に好適に対応できる一方、所定時間経過前に積分値が所定レベルに達しなかった場合には、電圧上昇速度の遅い電圧積分手段による積分値が前記所定レベルに達するまで発光を行うため、被写体からのストロボ反射光が弱い場合にも好適に対応できる。そして半導体受光素子は一つで済むため、小型化にも有利で、小型の各種撮影機器への搭載に適する。

また、上記ストロボ用調光装置においては、前記複数の電圧積分手段は、容量の等しい複数のコンデンサを備えて構成されるとともに、各コンデンサは、前記光電流に基づいて電流値の等しい電流を生成する電流源によって充電され、前記コンデンサと電流源との間には、抵抗値が互いに異なる抵抗素子が配置される構成が好ましい。

このようにすれば、抵抗素子の抵抗値により前記各電圧積分手段の電圧上昇速度を変更することができる。具体的には、抵抗値が大きいと電圧上昇速度が速くなり、抵抗値が小さいと電圧上昇速度が遅くなる。光電流に基づいて電流値の等しい電流を生成する電流源としては、例えばカレントミラー回路が該当する。

以上のように、本発明のストロボ用調光装置によれば、小型の各種撮影機器への搭載に適し、しかもストロボが微小発光する際にも高い調光精度を得ることができる。

本発明の一実施形態に係るストロボ用調光装置の構成を図１に示す。該ストロボ用調光装置１は、ストロボ装置（図示しない）に組み込まれており、メインコンデンサや閃光放電管等を備えるストロボ発光部（図示しない）に接続されている。

ストロボ用調光装置１は、ストロボ反射光の強さに応じた光電流を生成する半導体受光素子２と、同一の半導体受光素子２による光電流に基づいて、それぞれ異なる電圧上昇速度で電圧積分するよう構成される複数の電圧積分手段３，４と、発光開始からの時刻を計測する計時手段５と、該計時手段５に予め設定される所定時間Ｔ経過前で且つ前記電圧上昇速度の速い電圧積分手段（第１電圧積分手段）３による積分値が適正露光量に対応して予め決められた所定レベルに達した場合にはその時点、そうでない場合には、前記所定時間Ｔ経過後で且つ前記電圧上昇速度の遅い電圧積分手段（第２電圧積分手段）４による積分値が前記所定レベルに達した時点で発光停止信号を出力する信号発生手段６とを備える。

そして、前記複数の電圧積分手段３，４は、容量の等しい複数のコンデンサ７，８を備えて構成されるとともに、各コンデンサ７，８は、前記光電流に基づいて電流値の等しい電流を生成する電流源９によって充電され、前記コンデンサ７，８と電流源との間には、抵抗値が互いに異なる抵抗素子１０，１１が配置される。

具体的には、ストロボ用調光装置１には、前記半導体受光素子２としてのフォトトランジスタが一つ設けられるとともに、前記二つのコンデンサ７，８及び二つの抵抗素子１０，１１が設けられ、さらに、前記電流源９としてのカレントミラー回路、コンパレータ１２，１３、基準電圧発生回路１４、前記計時手段５としてのタイマ回路、二つのＡＮＤ回路１５，１６、ＮＯＴ回路１７、及びＯＲ回路１８を備える。

前記基準電圧発生回路１４は、各コンパレータ１２，１３に基準電圧Ｖｒｅｆを入力する。該基準電圧Ｖｒｅｆは、ストロボ発光を行った際に適正な露光量となるときの第１積分電圧Ｖ１若しくは第２積分電圧Ｖ２と同じ値に決められる。また、前記タイマ回路５は、発光信号が入力されると「Ｈレベル」の信号を出力し、発光信号の入力から予め設定される所定時間Ｔが経過すると、「Ｌレベル」の信号を出力する。前記所定時間Ｔは、適正露光量に対応して予め設定され、具体的には、５μｓｅｃに設定される。

そして、前記第１コンデンサ７と、第１抵抗素子１０と、第１コンパレータ１２と、第１ＡＮＤ回路１５とは、第１センサ系を構成する。同様に、前記第２コンデンサ８と、第２抵抗素子１１と、第２コンパレータ１３と、第２ＡＮＤ回路１６とは、第２センサ系を構成する。

前記カレントミラー回路９は、前記フォトトランジスタ２がストロボ反射光を受光することで生成する光電流と等しい電流値の電流を流す。第１センサ系から具体的に説明すると、前記カレントミラー回路９を構成するトランジスタのコレクタ端子には、前記第１抵抗素子１０が接続されており、この第１抵抗素子１０の下流側に接続された第１コンデンサ７の充電電圧が第１積分電圧Ｖ１として取り出される。即ち、フォトトランジスタ２による光電流に対応して生成された電流で第１コンデンサ７を充電することによって光量積分が行われ、その積分値が第１積分電圧Ｖ１として出力される。

第１積分電圧Ｖ１は、第１コンパレータ１２の一方の端子に入力される。第１コンパレータ１２の他方の入力端子には基準電圧発生回路１４からの基準電圧Ｖｒｅｆが入力されており、第１積分電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｒｅｆに達した瞬間に第１コンパレータ１２の出力信号が反転してその信号レベルが「Ｈレベル」となる。

第１コンパレータ１２の出力信号は、前記第１ＡＮＤ回路１５の一方の端子に入力される。第１ＡＮＤ回路１５の他方の端子には、前記タイマ回路５からの信号が入力されており、第１ＡＮＤ回路１５は、各入力信号のＡＮＤ演算の結果を出力する。従って、両端子からの信号が「Ｈレベル」となる場合にその出力信号が「Ｈレベル」となる。

第２センサ系は、第１センサ系と同様にフォトトランジスタ２による光電流に対応して生成された電流で第２コンデンサ８を充電することによりストロボ反射光の光量積分を行い、第２コンデンサ８の充電電圧を積分値に応じた第２積分電圧Ｖ２として出力する。

第２積分電圧Ｖ２は、第２コンパレータ１３の一方の端子に入力され、この第２コンパレータ１３の他方の入力端子には基準電圧発生回路１４からの基準電圧Ｖｒｅｆが入力されており、第２積分電圧Ｖ２が基準電圧Ｖｒｅｆを超えた瞬間に第２コンパレータ１３の出力信号が反転してその信号レベルが「Ｈレベル」となる。

第２コンパレータ１３の出力信号は、前記第２ＡＮＤ回路１６の一方の端子に入力される。第２ＡＮＤ回路１６の他方の端子には、前記タイマ回路５からの信号が入力されており、第２ＡＮＤ回路１６は、各入力信号のＡＮＤ演算の結果を出力する。従って、両端子からの信号が「Ｈレベル」となる場合にその出力信号が「Ｈレベル」となる。

前記各コンパレータ１２，１３、ＡＮＤ回路１５，１６、ＮＯＴ回路１７、及びＯＲ回路１８は、前記発光停止信号を出力するための信号発生手段６を構成しており、各ＡＮＤ回路１５，１６の出力信号が入力され、各入力信号のＯＲ演算の結果を出力する。従って、前記所定時間Ｔ経過前で且つ第１積分電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｒｅｆに達した時点、若しくは、前記所定時間Ｔ経過後で且つ第２積分電圧Ｖ２が基準電圧Ｖｒｅｆに達した時点のいずれかでＯＲ回路１８の出力信号が「Ｈレベル」となり、これが発光停止信号として前記ストロボ発光部に送られる。

次に上記構成からなるストロボ用調光装置１の動作について説明する。露光動作に同期した発光信号がタイマ回路５に入力されると、これに応答して前記ストロボ発光部によるストロボ発光が開始される。ストロボ発光部からのストロボ光は被写体に向けて照射されて、被写体で反射したストロボ反射光の一部は感光材料、例えば写真フイルムや撮像素子等に入射して露光を与え、また一部のストロボ反射光はフォトトランジスタ２に入射する。

フォトトランジスタ２にストロボ反射光が入射すると、その入射したストロボ反射光の光強度に応じた光電流が流れるとともに、該光電流と同等の電流がカレントミラー回路９によって生成され、それぞれ第１コンデンサ７及び第２コンデンサ８が充電される。これにより第１コンデンサ７の充電電圧（即ち第１積分電圧Ｖ１）及び第２コンデンサ８の充電電圧（即ち第２積分電圧Ｖ２）が上昇する。ここで、前記第１抵抗素子１０は第２抵抗素子１１よりも抵抗値が大きく構成されるため、前記第１コンデンサ７の充電電圧（第１積分電圧Ｖ１）は、第２コンデンサ８の充電電圧（第２積分電圧Ｖ２）よりも速い速度で電圧上昇する。

まず、撮影距離が近距離のときや、撮影感度が高いとき、アベイラブル光が比較的に強いとき等のように、ストロボ反射光が強い場合には、図２に実線で示すように、前記第１積分電圧Ｖ１及び第２積分電圧Ｖ２は、ストロボ反射光が弱い場合に比べて速い速度で電圧上昇する。すると、発光信号の入力から時間ｔ１経過後に第１積分電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｒｅｆに達し、第１コンパレータ１２の出力信号が「Ｈレベル」に反転する。そして、この「Ｈレベル」の出力信号が第１ＡＮＤ回路１５の一方の端子に入力される。この際、前記時間ｔ１がタイマ回路５に設定された所定時間Ｔ（５μｓｅｃ後）よりも短いため、第１ＡＮＤ回路１５の他方の端子には、前記タイマ回路５から「Ｈレベル」の信号が入力されているので、第１ＡＮＤ回路１５の出力信号も「Ｈレベル」となり、これが発光停止信号としてＯＲ回路１８から出力されてストロボ発光が停止される。

一方、ストロボ反射光が弱い場合には、図２に破線で示すように、前記第１積分電圧Ｖ１及び第２積分電圧Ｖ２は、ストロボ反射光が強い場合に比べて遅い速度で電圧上昇する。この場合、前記タイマ回路５に設定された時間Ｔでは、第１積分電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｒｅｆに達しない。従って、第１コンパレータ１２の出力信号は「Ｌレベル」のままであり、この「Ｌレベル」の出力信号が第１ＡＮＤ回路１５の一方の端子に入力される結果、第１ＡＮＤ回路１５の出力信号も「Ｌレベル」であり、発光信号の入力から所定時間Ｔまでの間に発光停止信号は出力されない。

そして、所定時間Ｔが経過すると、前記タイマ回路５から「Ｈレベル」の信号が「Ｌレベル」に反転する。すると、この「Ｌレベル」の信号がＮＯＴ回路１７により「Ｈレベル」の信号に反転され、前記第２ＡＮＤ回路１６には「Ｈレベル」の信号が入力されることとなる。なお、所定時間Ｔでは、第２積分電圧Ｖ２が基準電圧Ｖｒｅｆに達していないため、第２コンパレータ１３の出力信号は「Ｌレベル」のままであり、第２ＡＮＤ回路１６の出力信号も「Ｌレベル」である。

その後、時間ｔ２経過後に第２積分電圧Ｖ２が基準電圧Ｖｒｅｆに達し、第２コンパレータ１３の出力信号が「Ｈレベル」に反転する。この際、第１ＡＮＤ回路１５の他方の端子には、前記タイマ回路５から「Ｈレベル」の信号が入力されているので、第２ＡＮＤ回路１６の出力信号も「Ｈレベル」となり、これが発光停止信号としてＯＲ回路１８から出力されてストロボ発光が停止される。

以上のように、本実施形態に係るストロボ用調光装置１によれば、ストロボが微小発光する際にも高い調光精度を得ることができる。しかも、所定時間Ｔ経過前では電圧上昇速度の速い第１コンデンサ７による積分値を基に発光が停止されるため、被写体からのストロボ反射光が強い場合に好適に対応できる一方、所定時間Ｔ経過前に積分値が所定レベルに達しなかった場合には、第２コンデンサ８による積分値が前記所定レベルに達するまで発光を行うため、被写体からのストロボ反射光が弱い場合にも好適に対応できる。

そして、上記ストロボ用調光装置１によれば、第１コンデンサ７及び第２コンデンサ８のいずれで積分値の比較を行うかは、所定時間Ｔ経過後に自動適に切り替えられることとなるため、ストロボ反射光の強弱に応じて設定を切り替える等の手間が不要となる。しかも、前記第１コンデンサ７及び第２コンデンサ８は、同一のフォトトランジスタ２からの光電流に基づいて充電されるため、第１コンデンサ７及び第２コンデンサ８のいずれであっても、同条件下でのストロボ反射光に基づいて電圧積分することで、調光精度を高く維持することができる。また、フォトトランジスタ２が一つで済むため、小型化にも有利で、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話機などの小型の各種撮影機器への搭載に適する。

ところで、上記ストロボ用調光装置１を用いて、撮影距離に対する好適な露光量と実際の露光量との光量差ΔＥＶの関係について検証を行った。まず、単一の電圧上昇速度で電圧積分する従来のストロボ用調光装置の場合、図３に破線で示すように、近距離では被写体からのストロボ反射光が強いために短時間で適正な露光量を大幅に超過してしまう。これに対し、本実施形態に係るストロボ用調光装置１は、図３に実線で示すように、近距離（撮影距離０．４〜０．５ｍ程度）では、第１コンデンサ７の第１積分電圧Ｖ１に基づいて発光を停止し、一方、それ以上の撮影距離では、第２コンデンサ８の第２積分電圧Ｖ２に基づいて発光を停止する。このため、特に近距離において、好適な露光量と実際の露光量との光量差ΔＥＶを小さくすることができていることが確認された。

なお、本発明に係るストロボ用調光装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、各調光センサとしてフォトトランジスタを用いているが、例えばフォトダイオード等の他の半導体受光素子を用いてもよい。また、積分手段としてはコンデンサに限らずに、光電流の大きさを周期的にサンプリングした各結果に基づいて積分量を演算で求めるものでもよい。

本発明に係るストロボ用調光装置は、小型化に有利でありながらストロボが微小発光する際にも高い調光精度を得ることができ、従って、デジタルスチルカメラやカメラ付き携帯電話機などの小型の各種撮影機器への搭載に特に有用である。

本発明の一実施形態に係る自動調光式のストロボ装置の構成を示すブロック図ストロボ反射光の光強度が強い場合及び弱い場合の各積分電圧の変化と発光停止信号の発生タイミングを示すグラフ撮影距離に対する好適な露光量と実際の露光量との光量差ΔＥＶの関係を示すグラフ

符号の説明

１ストロボ用調光装置
２半導体受光素子（フォトトランジスタ）
３第１電圧積分手段
４第２電圧積分手段
５計時手段（タイマ回路）
６信号発生手段
７第１コンデンサ
８第２コンデンサ
９電流源（カレントミラー回路）
１０第１抵抗素子
１１第２抵抗素子
１２第１コンパレータ
１３第２コンパレータ
１４基準電圧発生回路
１５第１ＡＮＤ回路
１６第２ＡＮＤ回路
１７ＮＯＴ回路
１８ＯＲ回路
Ｖ１第１積分電圧
Ｖ２第２積分電圧
Ｖｒｅｆ基準電圧
ΔＥＶ光量差

Claims

被写体からのストロボ反射光を受光して光量積分を行い、この積分値が所定レベルに達したときにストロボ発光を停止させるための発光停止信号を出力するストロボ用調光装置において、
ストロボ反射光の強さに応じた光電流を生成する半導体受光素子と、同一の半導体受光素子による光電流に基づいて、それぞれ異なる電圧上昇速度で電圧積分するよう構成される複数の電圧積分手段と、発光開始からの時刻を計測する計時手段と、該計時手段に予め設定される所定時間経過前で且つ前記電圧上昇速度の速い電圧積分手段による積分値が適正露光量に対応して予め決められた所定レベルに達した場合にはその時点、そうでない場合には、前記所定時間経過後で且つ前記電圧上昇速度の遅い電圧積分手段による積分値が前記所定レベルに達した時点で発光停止信号を出力する信号発生手段とを備えることを特徴とするストロボ用調光装置。
前記複数の電圧積分手段は、容量の等しい複数のコンデンサを備えて構成されるとともに、各コンデンサは、前記光電流に基づいて電流値の等しい電流を生成する電流源によって充電され、前記コンデンサと電流源との間には、抵抗値が互いに異なる抵抗素子が配置されることを特徴とする請求項１記載のストロボ用調光装置。