JP4497693B2 - 測光処理回路、カメラ及びストロボ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光をモニタする測光回路に関するものである。特に、閃光撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の閃光撮影装置にもうけられる測光回路としては種々のものが提案されている。近年閃光撮影装置としては、一眼レフタイプのカメラにて、フォーカルプレーンシャッタ構成ゆえに閃光撮影装置に対応して，同調秒時という概念が必要であった。これは、シャッタが全開状態にて閃光発光を行うものである。ところが、近年、フラットパターン発光技術により、シャッタの全開秒時よりも高速側の秒時にて閃光撮影が行えるようになってきている。このときには、測光回路としては２つの機能を持つ必要があった。ひとつはフラット発光制御のための測光であり、もう一つは フラット発光中の光量が実際、どの程度出力されたかいなかを監視するための、積分型測光である。
【０００３】
フラットパターン発光を利用した露出制御システムとしては次のような方法が提案されている。まず、カメラの露出動作のシーケンスが開始し、一眼レフタイプのカメラにて、ミラーアップ動作開始前に所定の波高値レベルのフラットパターンのプリ発光を被写体に対して行い、そのプリ発光の反射光をカメラ内に設けられた、測光回路にて被写体からの受光量をモニタすることにより、実際の撮影露光に対して必要なメイン光量をプリ発光時の絞り値とメイン発光時の絞り値、フイルムのＩＳＯ感度により、算出してメイン発光時に必要な最適光量を算出する。この算出後、ミラーアップし、シャッタ駆動が行われる。このとき、先ほどの算出されたメイン発光に最適な波高値レベルにて、メインのフラットパターン発光制御が行われる。この制御中に、シャッタの先幕、後幕の走行制御が行われる。
【０００４】
このとき、プリ発光時には、実際に閃光発光から出力される光量自身は制御上のばらつきが生じるので、プリ発光時の光量を閃光管から直接モニタして、メイン発光量を算出するときに補正をかけることが行われる。
【０００５】
図３は上記の露出制御システムを示す回路図である。図において１は電源であるところの電池、２は電源スイッチ、３はＤＣＤＣコンバータで電池電圧を昇圧し、ストロボとしてのメインコンデンサ４に充電をする。
【０００６】
４はメインコンデンサであり、閃光発光用のエネルギーを蓄積する。５は電圧検出回路であり、メインコンデンサの充電電圧を検出するための充電電圧検出回路、６はトリガー回路であり、７の放電管を励起するための回路である。
【０００７】
７は放電管であり一般的にはキセノンガスを利用した閃光撮影用の放電管である。８はスイッチング素子としてのＩＧＢＴであり、閃光発光量を制御するために放電管７を流れる電流を制御するための半導体スイッチである。９は放電管７より発せられる光量を被写体を介することなく直接モニタするための感光素子であり、ＳＰＤである。
このＳＰＤに対しては光は放電管７から発光される、被写体等の依存のない直接光をモニタしている（図１においてDIRECTと記載している）
１０は９のＳＰＤ電流を電圧に変換するための抵抗である。１１はコンパレータであり、非反転入力端子が 抵抗１０へ、反転入力端子がマイコン（コンピューター）１４の端子ＤＡ２に接続されている。１２はコンパレータであり、非反転入力端子が 抵抗１０へ、反転入力端子がマイコン１４の端子ＤＡ１に接続されている。１３は制御回路であり、各コンパレータ１１、１２からの入力を受けて処理を行いＩＧＢＴ８を制御するものである。また、この制御回路は マイコン１４からの ＥＮＡ入力にても制御される。この制御回路は別途 タイミングチャートを用いて制御内容を示す。
マイコン１４は制御回路１３に対する制御を行うとともに、コンパレ−タの非反転端子へのレベル決定用のＤＡコンバータを内蔵してＤＡ１、ＤＡ２の端子より、ＤＡ出力を行い、フラット発光の波高値を決定する。
【０００８】
１５は放電管７より発せられる光量をモニタするための感光素子であり、ＳＰＤであり、
このＳＰＤに対しては光は放電管７よりの被写体等の依存のない直接光をモニタしている。１６は対数圧縮用のダイオードであり、ＳＰＤ１５に流れる光電流を対数圧縮する。１７は演算増幅器（オペアンプ）であり、帰還経路に先のダイオード１６が接続されるとともに、非反転入力端子は所定電圧であるＶＲＥＦに接続されている。
１８は伸張用トランジスタであり、オペアンプ１７の出力が ベースに接続されて、対数圧縮した電圧が入力される。１９はコンデンサ２０の電荷を放電するためのリセット用半導体スイッチである。この半導体スイッチの制御端子は、マイコンのＩＮＴ端子に接続されている。
【０００９】
２０は積分用コンデンサであり、このコンデンサに対して対数圧縮積分が行われる。これはＳＰＤ１５の流れる電流が、１６のダイオード、１７のオペアンプを通して対数圧縮され、トランジスタ１８にて伸張される過程にて、トランジスタのエミッタに接続されたコンデンサに対数圧縮積分が行われる。この対数圧縮積分とは、通常のリニア型の積分とは違い、コンデンサへの充電電圧が、ＳＰＤ光電流のリニア積分値の対数圧縮値が積分されるものである。
【００１０】
２１は増幅器であり、２０の対数圧縮用コンデンサの電圧をマイコンのＡＤ入力が取り扱いしやすい用にレンジ合わせこみをするために、増幅するものである。
２２はカメラ側の制御回路であり、フラット発光のプリ発光を指示したり、メイン発光を指示したり、閃光発光のプリ発光の被写体からの反射光をモニタしたりの機能を有している。また、このカメラ制御回路は、１４のマイコンと連携して先の制御情報を伝達する。
【００１１】
２３はフラット発光時に放電管の電流を還流させるためのコイル、２４は上記２３を作動させるために設けられるダイオードである。
【００１２】
この図3に示した回路の動作説明を図４も用いながら説明する。
図４は閃光撮影装置におけるフラット発光のプリ発光するときのタイミングチャートを示している。
【００１３】
図３にて、電源スイッチ２が閉じられるとマイコン１４はＤＣＯＮ端子にて、３のＤＣＤＣコンバータへ発振許可状態にし、ＤＣＤＣコンバータは昇圧動作を開始する。この昇圧動作により、４のメインコンデンサは充電され、その充電電圧が５の電圧検出回路にて検出され、マイコン１４のＡＤ２端子へ入力される。マイコン１４は、このメインコンデンサの充電電圧が所定値に到達時、ＤＣＯＮ端子から、３のＤＣＤＣコンバータに対し、充電動作禁止の信号を送る。このメインコンデンサの充電完了後、カメラ制御回路２２より、フラットパターンのプリ発光開始指令が、マイコン１４へ伝達される。マイコン１４はこのプリ発光開始指令を受け取ると、フラットパターンのプリ発光を行うために最適な波高値制御レベル指示としてマイコンのＤＡ端子である、ＤＡ１、ＤＡ２端子より、アナログ値を出力する。また、制御回路１３へＥＮＡ信号を出力し、制御回路１３を動作状態とする。図４にみられるように、このＥＮＡ端子が“Ｈ”レベルとなることにより、制御回路１３は、ＩＧＢＴゲートへの出力端子を“Ｈ”とし、ＩＧＢＴ８をオンさせる。このＩＧＢＴのオンにより、６のＴＲＩＧ回路はトリガー動作を開始し、放電管７へトリガ電圧を印加する。このトリガ電圧の印加により、放電管７は発光開始を行う。この発光が、被写体に照射されるとともに、放電管からの直接の光が、感光素子である９，１５に照射され、おのおのの光電流がながれることになる。９の感光素子に流れた光電流は抵抗１０にて電圧変換され、コンパレータ１１、１２へ入力される。抵抗１０に発生する電圧が上昇、つまりは光電流が上昇し、コンパレータ１１の非反転入力端子のＤＡ２の電圧をこえるとコンパレータ１１のＡ出力端子は“Ｈ”となり、制御回路１３へ出力される。このＡ出力により、制御回路１３はＩＧＢＴゲート駆動を“Ｌ”としてＩＧＢＴをオフにする。このＩＧＢＴのオフにより、それまで流れていた放電管電流はダイオード２４を通して還流される。この還流時の放電管にながれる電流は徐徐に下がるので光電流は徐々に低下する。光電流が低下し、コンパレータ１２の非反転入力端子に印加されているＤＡ１の電圧よりも低下すると、コンパレータ１２はＢ出力として“Ｈ”出力を制御回路１３へ出力する。制御回路１３は、図４にみられるように、再度ＩＧＢＴのゲート端子を“Ｈ”駆動をかけ、ＩＧＢＴをオンさせ、放電管の電流を上昇させ、発光量、つまりは光電流も上昇させる。以降、この動作を繰り返して、擬似的なフラット発光のプリ発光をＥＮＡ端子が“Ｈ”の間繰り返す。
【００１４】
このフラットプリ発光が行われているときには、ＩＮＴ端子が“Ｌ”出力され、１９の半導体ＳＷがオンからオフになる。これにより、積分コンデンサ２０はリセット状態から、光電流の積分状態入る。これは、図４のＶＣのグラフで図示される。フラットのプリ発光が行われている間、積分動作が継続される。このときの積分としては、伸張用トランジスタとコンデンサ２０の作用により、対数圧縮形態の積分動作が行われている。このコンデンサ２０の積分値は増幅器２１により、マイコン１４がＡＤするのに最適な増幅がおこわれて、マイコンのＡＤ端子に入力される。マイコンはこの積分値を入手して正確なプリ発光量を算出し、メイン発光に際し、メイン発光時の絞り値、フイルムのＩＳＯ感度により、メイン発光量を算出して、フォーカルプレーンシャッタ駆動時に、算出された光量に応じて、フラット発光制御を行うものである、補正を加えて、メイン発光時に露光量が適正になるようにする。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の例においては、フラット発光制御用の感光素子と、積分用の感光素子が２つ必要であった。また、この感光素子へ放電管からの直接光をモニタするためにガイドするための部材、例えば光ファイバ等も２ヶ必要であったので部品点数も増大し、コストアップであるという欠点を有していた。また、光ガイドするための構造としてはスペースをとり小型化しにくいという欠点も有していた。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し目的を達成するために、本発明の測光処理回路は、受光素子と、前記受光素子の信号を対数圧縮する圧縮回路と、前記圧縮回路からの出力を処理する第１の回路と、前記圧縮回路の出力を伸張する伸張用トランジスタと、前記伸張用トランジスタに接続されたカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路を構成するトランジスタからの電流を処理する第２の回路と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
上述の課題を解決し目的を達成するために、本発明のカメラは、閃光管と、前記閃光管からの発光を直接的に受光する受光素子と、前記受光素子の信号を対数圧縮する圧縮回路と、前記圧縮回路からの出力レベルに応じて前記閃光管の発光動作を制御し、フラット発光を行わせる第１の回路と、前記圧縮回路の出力を伸張する伸張用トランジスタと、前記伸張用トランジスタに接続されたカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路を構成するトランジスタからの出力を積分し、フラット発光における前記閃光管からの発光量を検知する第２の回路と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
上述の課題を解決し目的を達成するために、本発明のストロボは、閃光管と、前記閃光管からの発光を直接的に受光する受光素子と、前記受光素子の信号を対数圧縮する圧縮回路と、前記圧縮回路からの出力レベルに応じて前記閃光管の発光動作を制御し、フラット発光を行わせる第１の回路と、前記圧縮回路の出力を伸張する伸張用トランジスタと、前記伸張用トランジスタに接続されたカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路を構成するトランジスタからの出力を積分し、フラット発光における前記閃光管からの発光量を検知する第２の回路と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の実施の形態である測光回路の回路図を示す。
図１中、図3で示したものと、同じ素子に関しては同一番号であり、その説明は省略する。
図１中、図3と異なる構成部に関して説明する。
３０，３１，３２はｎｐｎ型のトランジスタであり、カレントミラーを構成している。
３３，３４はｐｎｐ型のトランジスタであり、カレントミラーを構成している。３５は抵抗である。
【００２２】
該図１の構成において、感光素子９に流れた光電流は、カレントミラー３０、３１、３２にて光電流と同一電流がトランジスタ３１、３２のコレクタより流れる。３１のトランジスタのコレクタはダイオード１６とオペアンプ１７の反転入力端子に接続されている。トランジスタ３１のコレクタ電流はオペアンプ１７の作用により、ほぼ、同一の電流値が対数圧縮用ダイオード１６にながれ、オペアンプ１７の出力はダイオードにより、対数圧縮された電圧が出力され、トランジスタ１８のベースに入力される。以降のトランジスタ１８、コンデンサ２０により対数圧縮積分動作に関しては図３と同じである。
【００２３】
トランジスタ３２のコレクタに流れる電流は カレントミラー３３，３４にて抵抗３５に流れることになる。この抵抗３５に発生する電圧が、コンパレータ１１，１２の非反転端子に入力される。以降コンパレータ１１，１２、制御回路１３にて行われるフラット発光の制御に関しては図３と同じである。
【００２４】
このような回路構成をとることにより、一つの感光素子に流れる光電流をカレントミラー構成の回路にて、複数の電流に分配し、その一つはフラット発光制御用の光電流とし、もう一つは積分用の光電流に変換し、積分動作を同時に行うことが可能となる。
【００２５】
尚、動作のタイミング等は図４と同様であり、その説明は省略する。
【００２６】
図２は本発明の他の実施の形態である測光回路の回路図を示す。
図２中、図3に示した構成部と同じ素子に関しては同一番号であり、その説明は省略する。
図２中、図3は異なる構成部に関して説明する。
３６はｎｐｎ型のトランジスタである。３３，３４はｐｎｐ型のトランジスタであり、カレントミラーを構成している。３５は抵抗である。
図2に示した感光素子１５に流れた光電流は、図３と同じく、ダイオード１６、オペアンプ１７にて構成される対数圧縮回路に入力される。オペアンプ１７の出力はトランジスタ１８のベースに接続されるとともに、トランジスタ３６のベースにも接続されている。
【００２７】
オペアンプ１７にて光電流が対数圧縮出力されると、トランジスタ３６は、そのエミッタがアンプ１７の非反転入力端子電圧ＶＲＥＦと同一電圧に設定されているので、圧縮された電圧が再度このトランジスタ３６にて伸張が行われ、感光素子１５に流れる電流値と同一値がトランジスタ３６のコレクタに流れる。また、このコレクタ電流は３３，３４のカレントミラーにて同一電流値が 抵抗３５に流れる。
【００２８】
この抵抗３５に発生する電圧が、コンパレータ１１，１２の非反転端子に入力される。以降コンパレータ１１，１２、制御回路１３にて行われるフラット発光の制御に関しては図３と同じである。
【００２９】
また、アンプ１７の対数圧縮された出力は、トランジスタ１８のベースに入力され、以降のトランジスタ１８、コンデンサ２０により対数圧縮積分動作に関しては図３と同じである。
【００３０】
このような回路構成をとることにより、一つの感光素子に流れる光電流を対数圧縮回路にて変換後、電圧の形態にて複数の回路に分配することも可能である。電圧の一つは伸張回路を経由して、再度光電流に変換されリニア処理が行われ、もう一つは 積分回路に入力されることになる。
【００３１】
また、該図2での動作のタイミング等は図４と同様であるので説明は省略する。また、上記、図１、図２においては 分配先を２つとしているがこれに限らず３つ以上とかも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明したように、一つの感光素子の出力を複数に分配することにより、同時に複数の処理が可能となり、部品点数の削減、コストダウン、小型化が可能になるという効果を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である測光処理回路を示す回路図である。
【図２】本発明の第２の実施形態である測光処理回路を示す回路図である。
【図３】従来の測光処理回路を示す回路図である。
【図４】図３の回路動作を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 電源
７ 放電管
９、１５ 感光素子
３０，３１，３２，３３，３４ トランジスタ（カレントミラー）
１６ ダイオード
１７ オペアンプ
１８ トランジスタ
２０ コンデンサ
１１，１２ コンパレーター

Claims (3)

1. 受光素子と、
   前記受光素子の信号を対数圧縮する圧縮回路と、
   前記圧縮回路からの出力を処理する第１の回路と、
   前記圧縮回路の出力を伸張する伸張用トランジスタと、
   前記伸張用トランジスタに接続されたカレントミラー回路と、
   前記カレントミラー回路を構成するトランジスタからの電流を処理する第２の回路と、
   を備えることを特徴とする測光処理回路。
2. 閃光管と、
   前記閃光管からの発光を直接的に受光する受光素子と、
   前記受光素子の信号を対数圧縮する圧縮回路と、
   前記圧縮回路からの出力レベルに応じて前記閃光管の発光動作を制御し、フラット発光を行わせる第１の回路と、
   前記圧縮回路の出力を伸張する伸張用トランジスタと、
   前記伸張用トランジスタに接続されたカレントミラー回路と、
   前記カレントミラー回路を構成するトランジスタからの出力を積分し、フラット発光における前記閃光管からの発光量を検知する第２の回路と、
   を備えることを特徴とするカメラ。
3. 閃光管と、
   前記閃光管からの発光を直接的に受光する受光素子と、
   前記受光素子の信号を対数圧縮する圧縮回路と、
   前記圧縮回路からの出力レベルに応じて前記閃光管の発光動作を制御し、フラット発光を行わせる第１の回路と、
   前記圧縮回路の出力を伸張する伸張用トランジスタと、
   前記伸張用トランジスタに接続されたカレントミラー回路と、
   前記カレントミラー回路を構成するトランジスタからの出力を積分し、フラット発光における前記閃光管からの発光量を検知する第２の回路と、
   を備えることを特徴とするストロボ。

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