JP4608806B2 - 電子閃光装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ撮影に同期して閃光発光を行う電子閃光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子閃光装置のＴＴＬ調光制御方式としては、銀塩カメラの発光開始信号に従って発光を開始し、銀塩カメラの発光停止信号に従って発光を停止するものがよく知られている。
この場合、銀塩カメラは、フィルム面の反射光を測光することでフィルムの露光状態をモニタし、発光停止のタイミングを適正に決定していた。
【０００３】
ところで、電子カメラには、フィルムの代わりに、撮像素子が搭載される。この撮像素子の撮像面には、光学的ローパスフィルタ、オンチップマイクロレンズおよびカラーフィルタアレイなどの光学素子が設置される。これら光学素子の複雑な光学特性により、撮像素子は、フィルム面に比べて、反射光の性質や指向性に癖が現れやすい。そのため、電子カメラでは、撮像面の反射光に基づいて、撮像素子の露光状態を正確にモニタすることが難しい。
【０００４】
近年、この問題点の解決策として、予備発光を利用するＴＴＬ調光制御方式が注目されている。以下、この予備発光を利用する方式について説明する。
まず、電子カメラのシャッタ幕が閉じた状態で、電子閃光装置は、微小発光量の予備発光を１〜数回繰り返し行う。この予備発光による被写体からの反射光を、電子閃光装置側と電子カメラ側で同時に測光する。
【０００５】
このとき、電子カメラは、反射特性の安定したシャッタ幕の反射光を測光することで、被写界の状況（高反射率の被写体の有無など）を正確に評価し、本発光時の目標発光量を決定する。電子カメラは、この目標発光量を、予備発光量に対する比率データなどの形式で、電子閃光装置に伝達する。
一方、電子閃光装置は、独自の測光回路を搭載する。電子閃光装置は、この測光回路による予備発光の測光結果に、電子カメラ側から伝達される比率データを乗じて、この測光回路の測光値に換算した目標発光量を得る。
【０００６】
次に、電子閃光装置は、シャッタ幕を開いた状態で、本発光を開始する。電子閃光装置は、この本発光を測光回路で測光し、目標発光量に達した時点で発光を停止する。
このように予備発光を利用することにより、不安定な撮像面の反射光を測光することなく、ＴＴＬ調光制御を実行することが可能になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子閃光装置の測光回路には、ホトダイオード等の光電変換素子が使用される。図５は、このホトダイオードの分光感度を示す図である。図５に示されるように、ホトダイオードの分光感度は、人間の比視感度とは一致せず、近赤外域の感度が特に大きい。
【０００８】
そのため、ホトダイオードによる測光値は、近赤外域の発光量の影響を受けやすく、『撮像素子やフィルムが露光する可視域の光量』との間に定常的な測光誤差が発生する。
そこで、従来の測光回路では、測光値に一定の補正係数を乗じることで比視感度補正を行い、定常的な測光誤差の影響を除去していた。
しかしながら、従来の電子閃光装置では、この一定の補正係数を乗じた後も、測光値に変動的な測光誤差が残存していた。
そこで、本発明では、この変動的な測光誤差を低減することにより、電子閃光装置の調光精度を改善することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明は下記のように構成される。
【００１０】
《請求項１》
請求項１の電子閃光装置は、閃光発光を行う閃光発光部と、閃光発光部の発光量を測光する測光部と、閃光発光部の発光スペクトルが発光期間中に時々刻々変化することにより、測光部の分光感度とずれて生じる測光誤差を、補正データとして記憶する補正データ記憶部と、目標発光量に応じて、閃光発光部が目標発光量を発光する際の測光誤差を補正データから予測し、予測された測光誤差に従って発光停止の閾値を補正する補正演算部と、閃光発光部の発光を開始させて測光部の測光値を監視し、測光値が閾値に達した時点で閃光発光部の発光を停止させる調光制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
《請求項２》
請求項２の電子閃光装置は、請求項１に記載の電子閃光装置において、カメラ側の露光動作に先行するタイミングで、閃光発光部を予備発光させる予備発光制御部と、カメラ側から予備発光時の被写界測光結果に基づく発光量指示を受け取り、発光量指示と予備発光時の測光部の測光値とに基づいて、目標発光量を算出する目標発光量算出部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
《請求項３》
請求項３の電子閃光装置は、請求項１または請求項２に記載の電子閃光装置において、測光部は、閃光発光部の発光を電荷に光電変換する光電変換部と、光電変換部により光電変換された電荷を蓄積するキャパシタと、キャパシタから電荷を一定量ずつ放電して、キャパシタの電圧を略一定に保つ電荷放電部と、電荷放電部の放電回数を計数するカウンタ部とを備え、調光制御部は、カウンタ部の計数値が閾値に達した時点で、閃光発光部の発光を停止させることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、請求項１〜３に対応する電子閃光装置の実施形態を説明する。
【００１４】
［実施形態の構成説明］
図１は、本実施形態における電子閃光装置１１の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、電子閃光装置１１は、下記の構成要件から概略構成される。
▲１▼閃光発光を行う発光管Ｘｅ、
▲２▼発光管Ｘｅの光量を測光する測光回路１２、
▲３▼測光回路出力と閾値とを比較するデジタルコンパレータ１３、
▲４▼コンパレータ出力を波形整形するワンショットタイマ１４、
▲５▼発光管Ｘｅの発光制御を行う発光制御回路１５、
▲６▼電子閃光装置１１をシステム制御するマイクロプロセッサ１６、
▲７▼補正データを記憶するメモリ１６ａ、
▲８▼カメラ側と信号のやり取りを行うための脚部接点１７。
【００１５】
これらの内、測光回路１２は、図１に示す点線範囲内の回路から構成される。
以下、この測光回路１２の回路構成について説明する。
まず、測光回路１２には、ホトダイオードＰＤが設けられる。このホトダイオードＰＤのカソードは電源ラインＶｃｃに接続される。一方、ホトダイオードＰＤのアノードは、ラッチ防止用の抵抗Ｒｐｄの一方の端子、キャパシタＣｐｄの一方の端子、コンパレータＣＭＰの正側入力端子、および定電流源ＣＳ１にそれぞれ接続される。
【００１６】
この抵抗Ｒｐｄの他方の端子は、電源ラインＶｃｃに接続される。また、キャパシタＣｐｄの他方の端子は、接地ラインＧＮＤに接続される。
このようなコンパレータＣＭＰの負側入力端子には、定電圧回路を介して電圧Ｖｔｈが供給される。また、コンパレータＣＭＰの出力は、ＤタイプのフリップフロップＦＦ１の入力端子Ｄに与えられる。
【００１７】
このフリップフロップＦＦ１の出力Ｑは、ナンド回路Ｎ１の一方の入力端子に与えられる。また、フリップフロップＦＦ１のクロック端子には、サンプルクロックＣＫが与えられる。さらに、ナンド回路Ｎ１の他方の入力端子には、このサンプルクロックＣＫの反転信号が与えられる。
このようなナンド回路Ｎ１の出力ＣＴＬは、定電流源ＣＳ１の制御入力およびカウンタ１８のクロック端子に与えられる。また、カウンタ１８のリセット端子ＣＬＲには、マイクロプロセッサ１６を介して発光開始信号が与えられる。
【００１８】
［発明との対応関係］
次に、本実施形態と発明との対応関係について説明する。なお、ここでの対応関係は、参考のために一解釈を例示するものであり、本発明を徒らに限定するものではない。
請求項記載の閃光発光部は、発光管Ｘｅに対応する。
請求項記載の測光部は、測光回路１２に対応する。
請求項記載の補正データ記憶部は、メモリ１６ａに対応する。
請求項記載の補正演算部は、マイクロプロセッサ１６による『デジタルコンパレータ１３に設定する閾値を補正する機能』に対応する。
請求項記載の調光制御部は、発光制御回路１５に対応する。
請求項記載の予備発光制御部は、マイクロプロセッサ１６による『予備発光を制御する機能』に対応する。
請求項記載の目標発光量算出部は、マイクロプロセッサ１６による『目標発光量を算出する機能』に対応する。
請求項記載の光電変換部は、ホトダイオードＰＤに対応する。
請求項記載のキャパシタは、キャパシタＣｐｄに対応する。
請求項記載の電荷放電部は、コンパレータＣＭＰ、フリップフロップＦＦ１、ナンド回路Ｎ１、および定電流源ＣＳ１に対応する。
請求項記載のカウンタ部は、カウンタ１８に対応する。
【００１９】
［補正データの作成手順］
本実施形態では、メモリ１６ａ内に、閾値補正用の補正データが予め記録される。以下、この補正データの作成手順について説明する。
図２は、デジタルコンパレータ１３に設定する閾値を変更しながら、電子閃光装置１１の発光実験を行い、その結果をプロットしたグラフである。
この図２において、横軸にはパルス率が示される。このパルス率は、カウンタ１８で計数された各発光実験のパルス数を、フル発光時のパルス数で正規化した値である。一方、図２の縦軸には、発光量率が示される。この発光量率は、比視感度補正された露光量計を用いた各発光実験の測定値を、フル発光時の測定値で正規化した値である。
【００２０】
図２に示されるパルス数と発光量率との間の非直線性（すなわち測光誤差）は、発光管Ｘｅの発光スペクトルが発光期間中に時々刻々変化して、ホトダイオードＰＤの分光感度と変動的にずれていることを示している。
図３は、このような測光誤差の変動を、発光量率に対するパルス数の補正率としてプロットしたグラフである。
メモリ１６ａには、図３に示す測光誤差が、補正データとして装置製造時に記録されている。
【００２１】
［本実施形態の動作説明］
図４は、本実施形態におけるマイクロプロセッサ１６の動作を示す流れ図である。以下、図４に示すステップ番号に沿って、電子閃光装置１１の発光動作を説明する。
【００２２】
ステップＳ１： まず、カメラ（不図示）側では、撮影開始にあたって、絞りを所定値まで絞り、クイックリターンミラーを跳ね上げる。
このタイミングにおいて、マイクロプロセッサ１６は、予備発光用の閾値をデジタルコンパレータ１３に設定して、発光開始信号を出力する。このような動作により、発光管Ｘｅは予備発光を開始する。
【００２３】
ステップＳ２： ホトダイオードＰＤは、この予備発光を電荷に光電変換する。この電荷は、光電流としてキャパシタＣｐｄに蓄積されることにより、キャパシタＣｐｄの両端電圧を上昇させる。このキャパシタＣｐｄの両端電圧が、コンパレータＣＭＰの負側端子の電圧Ｖｔｈを上回ると、コンパレータＣＭＰの出力が反転する。この反転変化は、フリップフロップＦＦ１およびナンド回路Ｎ１を介して、サンプルクロックＣＫに同期した単発性のパルス信号に整形される。このパルス信号は、定電流源ＣＳ１を一定期間だけオンさせ、キャパシタＣｐｄから一定量の電荷を放電させる。
このような適時の放電動作により、キャパシタＣｐｄの両端電圧は、コンパレータＣＭＰの負側入力電圧Ｖｔｈと略一定に保たれる。
一方、カウンタ１８は、発光開始信号によって計数値がゼロにリセットされた後、ナンド回路Ｎ１から出力されるパルス信号を計数する。このパルス数は、ホトダイオードＰＤの受光量をデジタル化した値（デジタル測光値）に該当する。
デジタルコンパレータ１３は、このデジタル測光値が予備発光用の閾値に到達した時点で、出力を反転させる。この反転変化がトリガとなって、ワンショットタイマ１４からは単発性の発光停止信号が出力される。発光制御回路１５は、この発光停止信号に従って、発光管Ｘｅへの電流供給を遮断する。
マイクロプロセッサ１６は、カウンタ１８のデジタル測光値を、図３に示す補正率に従って補正することにより、比視感度補正された予備発光量を求める。（なお、ホトダイオードＰＤが発光管Ｘｅの光をダイレクトに測光する位置に設けられ、予備発光用の閾値が毎回一定でかつ発光管Ｘｅの発光特性が安定している場合には、比視感度補正された予備発光量はほぼ毎回一定となる。この場合には、比視感度補正された予備発光量については、装置製造時などに予め調整設定しておくことが好ましい。）
【００２４】
ステップＳ３： 以上のような予備発光の期間中、カメラは、シャッタ面からの反射光をマルチ測光する。カメラは、このマルチ測光結果に基づいて、被写界の反射光の分布などを評価し、電子閃光装置１１の適正な目標発光量を決定する。カメラは、この目標発光量を予備発光時の測光値で割って比率データに換算する。カメラは、この比率データを、脚部接点１７を介して電子閃光装置１１に伝達する。
【００２５】
ステップＳ４： マイクロプロセッサ１６は、この比率データに、電子閃光装置１１側の予備発光量を乗じることにより、パルス数換算の目標発光量を得る。
【００２６】
ステップＳ５： マイクロプロセッサ１６は、この目標発光量をフル発光量で割って発光量率を算出する。マイクロプロセッサ１６は、この発光量率に従ってメモリ１６ａ内の補正データ（図３）を参照することにより、この発光量率に対応した補正率を得る。マイクロプロセッサ１６は、この補正率を目標発光量に乗ずることにより、発光スペクトルの時間変化に伴う測光回路１２の測光誤差を予測する。
【００２７】
ステップＳ６： マイクロプロセッサ１６は、目標発光量に対して、予測された測光誤差の分を補正し、発光停止の閾値（パルス数）とする。
【００２８】
ステップＳ７： マイクロプロセッサ１６は、この発光停止の閾値をデジタルコンパレータ１３に設定する。
【００２９】
ステップＳ８： マイクロプロセッサ１６は、カメラからの発光開始信号を、発光制御回路１５およびカウンタ１８に与え、本発光を開始する。
【００３０】
ステップＳ９： カウンタ１８のデジタル測光値が、発光停止の閾値に到達した時点で、デジタルコンパレータ１３の出力が反転する。この反転変化は、ワンショットタイマ１４を介して、単発性の発光停止信号に整形され、発光制御回路１５に与えられる。発光制御回路１５は、この発光停止信号に従って発光管Ｘｅに対する電流供給を遮断し、本発光を停止させる。
以上の動作により、予備発光および本発光からなる一連の発光シーケンスが完了する。
【００３１】
［本実施形態の効果など］
以上説明したように、本実施形態では、発光スペクトルの時間変化に伴う測光誤差の発生量を予測し、この測光誤差に従って発光停止の閾値を補正する。その結果、測光誤差の発生を本発光開始前にキャンセルして、電子閃光装置１１の調光精度を一段と高めることが可能になる。
【００３２】
［実施形態の補足事項］
なお、上述した実施形態では、発光スペクトルの時間変化に伴う測光誤差のみを補正する場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発光管Ｘｅを電流遮断した後の残発光量（いわゆるオーバーラン光量）等も併せて補正することが好ましい。この場合、複数の誤差要因が同時に軽減できるので、調光精度を更に高めることが可能になる。
【００３３】
また、上述した実施形態では、予備発光および本発光を単発発光で実施する場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、予備発光と本発光のどちらか一方または両方を、フラット発光（チョッパ発光の連続）で実施してもよい。この場合は、マイクロプロセッサ１６は、発光停止の閾値を、１回毎のチョッパ発光に換算して、デジタルコンパレータ１３に設定すればよい。
【００３４】
なお、上述した実施形態では、予備発光を実施する場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、外部調光式の電子閃光装置に本発明を適用してもよい。この場合、発光スペクトルの時間変化に起因する『外部調光式の変動的な測光誤差』を補正することが可能になる。その結果、外部調光式の調光精度を一段と高めることが可能になる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明では、閃光発光部の発光スペクトルが発光期間中に時々刻々変化することによって、測光部の分光感度とずれて生じる測光誤差を、補正データとして記憶する。補正演算部は、目標発光量に従ってこの測光誤差を予測し、この測光誤差に従って発光停止の閾値を補正する。
したがって、発光スペクトルの時間変化に伴う変動的な測光誤差が適切に補正され、電子閃光装置の調光精度を一段と高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における電子閃光装置１１の構成を示すブロック図である。
【図２】電子閃光装置１１の発光実験結果を示すグラフである。
【図３】発光量率に応じて変動する補正率を示すグラフである。
【図４】マイクロプロセッサ１６の動作を説明する流れ図である。
【図５】ホトダイオードの分光感度と標準比視感度との定常的なズレを示す図である。
【符号の説明】
１１ 電子閃光装置
１２ 測光回路
１３ デジタルコンパレータ
１４ ワンショットタイマ
１５ 発光制御回路
１６ マイクロプロセッサ
１６ａ メモリ
１７ 脚部接点
１８ カウンタ
Ｘｅ 発光管
ＰＤ ホトダイオード
Ｃｐｄ キャパシタ
ＣＳ１ 定電流源
Ｎ１ ナンド回路
ＦＦ１ フリップフロップ
ＣＭＰ コンパレータ

Claims (3)

1. 閃光発光を行う閃光発光部と、
   前記閃光発光部の発光量を測光する測光部と、
   前記閃光発光部の発光スペクトルが発光期間中に時々刻々変化することにより、前記測光部の分光感度とずれて生じる測光誤差を、補正データとして記憶する補正データ記憶部と、
   目標発光量に応じて、前記閃光発光部が前記目標発光量を発光する際の測光誤差を前記補正データから予測し、予測された前記測光誤差に従って発光停止の閾値を補正する補正演算部と、
   前記閃光発光部の発光を開始させて前記測光部の測光値を監視し、前記測光値が前記閾値に達した時点で前記閃光発光部の発光を停止させる調光制御部と
   を備えたことを特徴とする電子閃光装置。
2. 請求項１に記載の電子閃光装置において、
   カメラ側の露光動作に先行するタイミングで、前記閃光発光部を予備発光させる予備発光制御部と、
   前記カメラ側から前記予備発光時の被写界測光結果に基づく発光量指示を受け取り、前記発光量指示と前記予備発光時の前記測光部の測光値とに基づいて、前記目標発光量を算出する目標発光量算出部と
   を備えたことを特徴とする電子閃光装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電子閃光装置において、
   前記測光部は、
   前記閃光発光部の発光を電荷に光電変換する光電変換部と、
   前記光電変換部により光電変換された前記電荷を蓄積するキャパシタと、
   前記キャパシタから前記電荷を一定量ずつ放電して、前記キャパシタの電圧を略一定に保つ電荷放電部と、
   前記電荷放電部の放電回数を計数するカウンタ部とを備え、
   前記調光制御部は、
   前記カウンタ部の計数値が前記閾値に達した時点で、前記閃光発光部の発光を停止させる
   ことを特徴とする電子閃光装置。

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