JPH0490519A - 調光装置および反射率測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は調光装置および反射率測定装置、詳しくは、被
写体の反射率を考慮して露出を決定する調光装置および
反射光に基づいて反射率を測定する反射率測定装置に関
する。

［従来の技術］ 従来、カメラの調光装置については、より適切な露光制
御を実行せしめるため多くの提案がなされている。例え
ば、゛特開昭５８−２２３１２５号公報に開示の閃光撮
影装置は、使用する撮影レンズの種類を検知して、望遠
側レンズの場合は距離調光方式にて露光量を制御し、広
角側レンズの場合は上記距Ｍ調先からＴＴＬ調光へ切換
えるようにしたものである。そして、使用レンズの特性
に最適な調光方式にて自動的に閃光露光制御を実行し得
るものである。

また、特開昭６２　５８２３２号公報に開示のフラッシ
ュ発光量制御装置は、被写体に合わせてフォーカスロッ
クしたときの距離情報に対して、レリーズ時における画
面中央の被写体の距離情報に対応してフラッシュ装置の
発光量を制御することにより、主被写体に対して過不足
なく露出できるようにしたものである。

更に、特開昭６０−２９２６号公報に開示のオートスト
ロボ装置は相反則不軌の影響を是正して、近距離の被写
体であっても適正露光を与えることができるようにした
オートストロボ装置を提供するものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上述の特開昭５８−２２３１２５号公報、特
開昭６２−５８２３２号公報あるいは特開昭６０−２９
２６号公報に開示の各調光装置は、測距式調光、例えば
、フラッシュマチック方式か、あるいは、測光式調光、
例えば、ダイレクト調光方式のいずれかを採用したもの
である。しかしながら、測距式調光方式のものでは、被
写体距離に基づいてその距離の逆自乗則を適用して露出
制御を行い、その被写体の反射率は全て標準反射率を、
例えば、１８〜２０％程度に想定して調光する。

従って、反射率の低い被写体は暗過ぎ、反射率の高い被
写体は明る過ぎて、撮像部のダイナミックレンジ内に収
まらない場合が生しる。また、測距情報を用いるので、
その被写体の空間周波数特性によっては、測距データの
測定誤差か生じて上記の露出制御にも不具合が生じるこ
ともある。

また、測光式調光方式のものは、ストロボあるいは照明
光の被写体からの反射光を測光し、その光量が目標とす
る標準入射光量ＨＭ　（第６．８図参照）になるように
露出制御するものである。従って、被写体の反射率の低
いものでも高いものでも一様に同程度の濃度で撮像され
てしまい、被写体の真実の明るさを表現することができ
ない。

次に、第６．７．８図によって更に詳しく説明すると、
第６図は撮像システムにおける、ある被写体を撮影する
場合のカメラへの入射光量（対数表示）とその光量に基
づく出力値（対数表示）の関係を示したものである。こ
こで、上記出力値とは、例えば、電子撮像系であれば、
撮像素子の撮像電気信号の大きさであり、また、銀塩カ
メラ系であれば、撮影される像の濃度を示す。そして、
入射光量ＨＨと町は、上記撮像素子等のダイナミックレ
ンジの上限と下限を示し、その範囲外の被写体に対して
は出力値に変化が見られない。入射光量ＨＭは中間濃度
値ＰＭを出力することのできる標準入射光量である。な
お、理想的な露出制御がなされた場合、上記入射光量と
被写体反射率との対応関係は、光量Ｈｔ、　、ＨＭ　、
ＨＨに対して反射率３〜４％、１８〜２０％　９０〜〜
９３％程度が対応する。

第６図において、レンジＲは通常の適正露Ｏｒ 比制御での撮影における被写体からの反射光量、即ち、
カメラ側への入射光量のレンジを示したものである。ま
た、レンジＲｓｔはストロボ撮影における被写体からの
カメラ側への入射光量のレンジを示している。このよう
に通常撮影では、ダイナミックレンジ内に入るよう設定
することができるか、ストロボ撮影においては、そのレ
ンジが増大する。

この理由は、例えば、ストロボ等の点光源の場合、第７
図に示されるように、カメラ本体３１に支持される閃光
発光管３４からの光は被写体３５の表面で反射してカメ
ラ本体に支持される撮影レンズ３２を介して撮像素子３
３上に結像するか、上記被写体３５上での反射は正反射
に近い反射となり、所謂、乱反射（拡散反射）によるラ
ンバートの法則は成立せず、局部的に強い反射光か撮像
側に入射する。一方、ストロボ光の陰になる部分は、当
然１、反射光がない状態になる。従って、第６図のレン
ジＲｓｔに示されるように、そのレンジ幅は上下共限度
を超えたものとなる。そして、入射光量ＨＨを超えた部
分では撮像に「とび」が生し、また入射光量ＨＬより低
い部分では「つぶれ」の状態になる。

上記従来の測距あるいは測光式の調光方式における、上
記の各高低反射率を有する被写体に対する入射光量レン
ジＲ（直線で示す範囲）、および、上記高低の反射率の
測光ポイント部に対する入射光ｊｔｓ（Ｏ印で示す）と
上記ダイナミックレンジの関係について、第８図によっ
て説明する。但し、測距式調光に対する光量レンジおよ
びポイントでの光量にはサフィックスａて示し、測光式
調光に対するものはサフィックスｂで示す。また、被写
体の反射率はサフィックス１〜５で区別し、サフィック
ス１側は反射率が低い方、５側は反射率が高い方である
とする。第８図に示されるように、測距式の場合、前述
の通りその被写体特有の反射率は参照せず、全て標準反
射率と見做して露出制御を行うので、反射率の最も低い
被写体の測光ポイントの入射光量Ｓａ□において、下限
の入射光置所より低く、「つぶれ」の撮像が行われる。

方、反射率が最も高い被写体においては測光ポイントの
光量Ｓ　が入射光量ＨＨより上に位置するため、「とび
」の状態となってしまう。

また、測光式のものにおいては、被写体から反射光量が
標準入射光Ｈｋ　ＨＨになった状態で露出を打ち切るか
、あるいは、発光を停止せしめる。従って、反射率の低
い測光ポイントの光ｊｉｌＳｂｔから反射率の高い測光
ポイントの光””ｂ５まで、全て、中間濃度ＰＭ、即ち
、灰色に撮影されることになって、被写体が黒色気味な
のか白色気味なのかの区別かつかなくなってしまう。

そこで、近年、上記不具合を解決するため、即ち、黒い
ものは黒く、白いものは白く撮影するため、シャドウコ
ントロールあるいはｌ＼イライトコントロールによる露
出制御が提案されている。この制御は、被写体の反射率
によって照明光量を調節し、前記入射光量ＨＭを変動せ
しめるものであった。しかし、この方式は、撮影者が被
写体の反射程度を観察あるいは測定し、手動で上記の光
量の設定か行われるものであるから、その判断が難しく
、操作も面倒であった。

また、被写体の反射率を測定しようとする場合、従来に
おいては、被写体側にも測光装置を配して被写体への照
射光を測光し、更に、被写体からの反射光を測定する必
要があり、被写体から離れた位置から非接触で測定する
ことができなかった。

本発明の目的は、上述の不具合を解決するため、被写体
の測距と同時に被写体からの光量をも測定するようにし
て、画像に破綻が少なく、反射率の低いものは暗く、高
いものは明るく表現し、その反射率の影響も反映するよ
うに撮影照明のコントロールを自動的に行う調光装置を
提供するにある。

更に、本発明の他の目的は、上述の不具合を解決するた
め被写体の測距と照射光の反射光の測光とを測定装置側
から行い、反射率を演算するようにして、被写体の反射
率を離れた位置から、また、非接触状態で測定できる反
射率測定装置を提供するにある。

［課題を解決するための手段および作用］本発明の調整
装置は、 被写体までの距離を測定する測距手段と、被写体照明手
段と、該被写体照明手段が被写体に対し照射する光量を
認識する照射光量認識手段と、被写体からの光を測光す
る測光手段とを有し、前記測距手段による測距情報と前
記照射光量認識手段による照射光量情報と前記測光手段
による測光情報とに基づいて所要露光量を算出する露光
量算出手段の算出結果により被写体撮影時の露出を制御
することを特徴とする。

また、本発明の反射率測定装置は、被写体の反射率とは
無関係に該被写体までの距離を測定する測距手段と、被
写体照明手段と該被写体照明手段が被写体に対して照射
する光量を認忠する照射光量認識手段と、被写体からの
光を測光する測光手段とを有し、前記測距手段による測
距情報と前記照射光量認識手段による照射光量情報と前
記７１１ｊ光手段による測光情報とに基づいて被写体の
反射率を算出することを特徴とする。

［実　施　例コ 以下図示の実施例によって本発明を説明する。

第１図は、本発明の第１実施例を示す調光装置を内蔵す
る撮像システムのブロック構成図を示すす。本撮像シス
テムは、全システムのコントロールを行い、照射光量認
識手段および露光量算出手段をも内蔵し、マイクロコン
ピュータで構成されるシステムコントローラ１と、測距
手段である測距センサ２と、被写体照明手段であるスト
ロボ装置３と、測光手段と、コンパレータ８と、Ａ／Ｄ
変換回路９と、Ｄ／Ａ変換回路１０と絞り装置１２とシ
ャッタ装置１１で構成されている。なお、上記測光手段
は、撮像システムへ入射する光量を検出する装置であっ
て、フォトダイオードのＰＤ４によって入射光を取り込
み、その光電流は、積分コンデンサ５にチャージされ、
積分用オペアンプである積分アンプ７によって、光量に
対応する積分値が出力される。スイッチ６は積分開始時
にシステムコントローラ１の指示によりオンからオフに
切換えられるコンデンサ５用のリセットスイッチである
。そして、この測光手段は、Ｔ　Ｔ　Ｌ　ｍｊ光でも非
ＴＴＬ測光装置でもよく、また、電子撮像素子を用いる
撮像システムのイメージヤ測光を適用することも可能で
ある。なお、本システムの撮像部は銀塩フィルム式のも
の、電子撮像素子式のもの等いずれてもよい。

このように構成された本撮像システムのストロボ撮影に
おける露出制御は、まず、最終発光量よりも充分少ない
と思われる光量を発光して、反射率を求める。そして、
ストロボの発光量を、Ｍ１距式調先に基づく目標発光光
量と測光式調光に基づく目標発光光量とによるそれぞれ
の撮像システムへの入射光の測光積分対応値の相乗平均
値を最終積分目標値Ｉ　として算出し、その目標値Ｉ６
を満足する光量をストロボ装置３から発光せしめるよう
にして露出制御を行うものである。従って、本撮像シス
テムにおいては、測距式の欠点であった「とび」　「つ
ぶれ」発生か少なくなると同時に、測光式の不具合点で
あった被写体の反射率の影響が反映されないことに対し
ても改善がなされることになる。

次に、上記露出制御について、更に詳しく説明すると、
まず、測距データＬを用いた測距式調光に基づく目標発
光光量（ガイドナンバ表示でＧＮｏとする）の１／２を
求め、これを発光中断光量として１次のストロボ発光を
行って一時発光を中断する。なお、この発光のスタート
・ストップ指示はシステムコントローラ１からスタート
信号、また、ストップ信号（１）ラインによってストロ
ボ装置に伝達される。なお、この光量のコントロールは
発光と同時にタイマをスタートさせ、その計時によって
所定量の発光を行うことも可能である。また、上記発光
中断光量をガイドナンバ上で表示するとその値ＧＮｓは
、 である。ここでＦは絞り値、Ｌは測距値、ＩＳＯはフィ
ルム感度を示す値である。

そして、その発光と同時にシャツタ開とする。

その発光期間中、上記被写体からの反射光のＰＤ４への
入射光は積分され、積分値Ｉ８としてＡ／Ｄ変換回路９
を介してシステムコントローラ１に取込まれる。

そして、被写体の反射率比ＲＲは、次式で演算される。

即ち、 ＲＲ−２・１８７１Ｍ　・・・・・・・・・（２）とな
る。ここで、反射率比ＲＲは前記標準反射率の１８〜２
０％の標準被写体との比較値として表示される値である
。また、ＩＮは上記目標発光光量（ガイドナンバ表示Ｇ
Ｎｏ）が上記標準被写体にて反射されたシステムへの入
射光ｊｉＨＭ　（第２゜８図参照）の標準積分対応値を
示すものである。

また、（２）式で値Ｉｓを２倍しているのは上記１次の
発光が１／２されているので、もとの対応値に戻すため
である。

そして、総発光光量対応の最終積分目標値Ｉ。

は、上記目標発光光量対応積分値ＩＭと積分値Ｉ８の２
倍の値との相乗平均の値とし、ｒ、−４７可Ｔ］　・・
・・・・・・・（３）によって演算される。続いて、２
次発光を再スタートシ、総発光量の積分値が上記目標値
Ｉ６に到達するまでストロボ発光を行う。システムコン
トローラ１から上記目標値ＩＥがＤ／Ａ変換回路１０を
介してコンパレータ８に入力され、そのコンパレータ８
において積分アンプ７の出力である測光積分値と比較さ
れ、上記の目標値到達が検出される。そして、その出力
信号はストップ信号（２）としてストロボ装置３に人力
されストロボの発光を停止する。そして、シャッタを閉
としストロボ撮影を終了する。

次に、上記露出制御によって、各反射率を有する被写体
に対してコントロールされた入射光ＩレンジＲ（直線の
範囲）と測光ポイント部の入射光量Ｓ　（Ｏ印）につい
て第２図によって説明する。

但し、第８図と同様に、被写体反射率はサフィックス１
〜５で区別し、サフィックス１側は低反射率、５側は高
反射率の被写体に対応している。

そして、第２図に示されるように、測光ポイントの入射
光量８１〜Ｓ５は、各被写体の最終積分目標値ＩＥに対
応する値であって、（３）式に示されるように二つの値
２・■８とＩＮの相乗平均値を該当させたものであるか
ら、第８図に示される従来の測距式調光の場合と、測光
式調光の場合の測光ポイント入射光量の対数表示の線図
上の中間位置（中点）の値をとることになる。そして、
全てダイナミックレンジ内の入射光量範囲町〜ＨＨ内に
収まる。従って、本撮像ンステムによれば、前述のよう
に「とび」、「つぶれ」がなくなる。更に、同図に示さ
れるように反射率の低いものは暗く、高いものは明るく
撮影されることになる。また、目標値■。を、測距式に
よるデータと測光式によるデータとから求めている二と
から、いずれかの測定値に不具合があっても極端に掛は
離れた目標値で露光が実行される危険性が少ない。

なお、上記発光中断光量、反射率比、最終積分目標値等
はシステムコントローラ１内のメモリに各位をテーブル
の形式で記憶しておき、必要に応じて読み出されるもの
とする。また、上記ストロボ装置３において、その発光
光量を検出するサブセンサを設け、所定の光量、例えば
、前記１次の発光量等の検出を行うようにしてもよい。

次に、本実施例のシステムにおけるストロボ撮影の処理
動作のフローを、第３図のフローチャートによって説明
する。

ステップ５１０１において測距手段２を介して測距デー
タＬをシステムコントローラ１に取込む。

次いで、そのデータに基づいて発光中断光量をガイドナ
ンバ値ＧＮｓで算出する（（１）式参照、ステップ５１
０２）。そして、シャッタ装置１１を開とすると同時に
、スイッチ６をオフとし、測光手段の積分処理を開始さ
せる。また、撮影リミット時間検出用のタイマ計時をス
タートし、ストロボ装置３より上記ガイドナンバＧＮｓ
の発光が開始される（ステップ５１０３）。上記発光中
断光量、即ち、ガイドナンバＧＮｓの発光が終了した時
点で発光を中断し、サンプルホールドする（ステップＳ
　１０４）。

そして、ステップ５１０５において、上記ガイドナンバ
ＧＮｓに基づいた発光による被写体反射光をＰＤ４を介
して取込み、積分した積分値をＩｓとしてシステムコン
トローラ１に取込む。ステップ５１０６，１０７におい
て、被写体の反射率比ＲＲを上記積分値■８と、前記標
準積分値Ｉ、とから演算し、続いて、コンパレータ８に
おける比較値となる最終積分目標値ＩＥを算出する。

そして、ステップ５１０８で発光を再スタートする。

ステップ５１０９において、前記タイマの計時時間を調
べて、データの不良等の異常により長時間が経過してい
ないかのチエツクを行う。上記異常の場合とは、例えば
、測距データが■近くとなって、目標とする発光光量か
極大になり、いつまで発光しても目標値に到達しないよ
うな場合などがある。そして、所定のリミット時間を超
えている場合はステップ５１１１にジャンプし、直ちに
シャツタ閉とし本ルーチンを終了する。しかし、リミッ
ト時間内であればステップ５１１０においてシャツタ閉
になったかどうかのチエツクを行い、シャツタ閉の状態
、即ち、発光光量が目標値に到達して上記コンパレータ
８からの出力がオンになるまでステップ５１０９に処理
は戻され、露光および発光を継続する。そして上記出力
のオンになった時点でシャッタを閉とし、本ルーチンを
終了する。

上記実施例の撮像システムにおいては、最終積分目標値
ＩＥを積分値■８とＩＮの相乗平均により求めたが、そ
の値は相加平均によって求めることも可能である。この
場合、積分目標値を示す前述の（３）式は次のように改
められる。

Ｉ　−（２・Ｉ８＋ＩＭ）／２　　・・・・・・（３°
）あるいは、式（３）　、　　（３’）の各項に任意の
重み付けを与えてもよい。

また、本実施例において、発光中断光量に対するガイド
ナンバＧＮｓを、測距データＬから求められる目標ガイ
ドナンバＧＮｏの１／２の値としたが、この割合は１／
にとすることもできる。但し、ｋは１以上の値とする。

この場合、発光中断光量のガイドナンバＧＮｓを示す（
１）式１反射率比ＲＲを示す（２）式および積分目標値
Ｉ。を示す（３）式は、それぞれ次のように改められる
。

ＲＲ−に−ｒ８／ＩＭ　　　　・＝−＝（５）１．１ｌ
−７可Ｔり　　・・・・・・・・・（６）また、本実施
例はストロボ撮影に適用した場合のシステムであるが、
本発明の調光装置はストロボ以外の照明装置を用いた撮
影にも勿論適用することも可能である。

次に、本発明の第２実施例を示す反射率測定装置につい
て説明する。

この反射率測定装置の構成は、第１図に示される前記第
１実施例の撮像システムの構成と略同様とする。但し、
フィルム部あるいは撮像素子等の撮像部は内蔵しないも
のとする。そして、その測定処理動作を第４図のフロー
チャートによって説明する。

まず、ステップ５２０１において一１距手段２を介して
測距データＬをシステムコントローラ１に取込む。次い
で、そのデータに基づいて発光光量をガイドナンバ値Ｇ
Ｎｓで算出する（前記（１）式参照、ステップ５２０２
）。そして、スイッチ６をオフとし測光手段の積分処理
を開始させる。同時にストロボ装置３より上記ガイドナ
ンバＧＮｓの発光が開始される（ステップ５２０Ｂ）。

上記発光光量、即ち、ガイドナンバＧＮｓの発光力終了
した時点で発光を終了し、サンプルホールドする（ステ
ップ５２０４）。なお、この発光終了に関しては、タイ
マによる時間制御により発光光量のコントロールを行っ
てもよい。

そして、ステップ５２０５において、上記ガイドナンバ
ＧＮｓに基づいた発光による被写体反射光をＰＤ４を介
して取込み、積分した積分値を■ｓとしてシステムコン
トローラ１に取込む。ステップ５２０６において、被写
体の反射率比ＲＲを上記積分値■８と、前記標準積分値
ＩＭとから演算する（前記（２）式参照）。そして、本
ルーチンを終了する。

、第５図は、本測定装置の外観の斜視図を示すものであ
る。この図において、内部に測光素子を内蔵する結像レ
ンズ部２１で被写体像を取込み、ＴＴＬファインダの接
眼部２３でその像を観察しながら測定を行うものとする
。また、上方にストロボ発光部２２か設けられ、被写体
に向けて測定用の光を照射するものとする。そして、側
面には反射率測定値の表示部２４か配設されている。更
に、下方には電池収納室を兼用するグリップ部２７゜ス
トラップ２８等か配されている。メインスイッチ２５は
電源用スイッチで、スイッチ２６はＭ］定開始指示スイ
ッチである。なお、上記表示部２４に表示される反射率
は前記フローチャートのステップ５２０６で求められた
反射率比ＲＲの値に基づいて、標準反射率との対比によ
り算出された被写体の反射率の値とする。

以上述べたように本実施例の反射率測定装置は、従来の
測定装置のように被写体側に測光装置を配する等の作業
は不要となり、離れた場所から、また、非接触状態で反
射率を測定することを可能とするものである。

なお、第１実施例の場合と同様に、前述のフローチャー
トのステップ５２０２において発光光量を求める場合、
標準目標光量の１／２の値を代入するようにしたか、こ
の値は任意値ｋを用いて１／にとすることもできる。こ
の場合、ステップ５２０６の反射率比を求める式の積分
値Ｉ８の倍率２も値ｋに置き換える必要かある。この値
には被写体までの距離等によって選択してもよい。

また、ストロボ光以外の外光によるバイアス光の影響を
除去するため装置内部に外光キャンセル回路等を設け、
測定精度向上を計ることも可能である。これは前記第１
実施例の調光装置に対しても同様に適用できる。

Ｅ発明の効果コ 以上述べたように本発明の調光装置は、測距と同時に被
写体からの光量をも測定し、双方のデータに基づいて露
出制御を行うようにしたので、本発明によれば、撮影画
像に「とび」　「つぶれ」等の破綻か極めて少なく、ま
た、反射率の低いものは暗く、高いものは明るく撮影す
ることか自動的に行え、コスト的にも有利であるなど顕
著な効果を有する調光装置を提供することができる。

また、本発明の反射率測定装置は、同様に、被写体の測
距と同時に被写体からの反射光量をも測定し、双方のデ
ータに基づいて反射率を求めるようにしたので、本発明
によれば、被写体から離れた場所から非接触状態で反射
率を測定することができるなど顕著な効果を有する反射
率測定装置を提供する二とかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示す調光装置を内蔵し
た撮像システムのブロック構成図、第２図は、上記第１
図の調光装置による入射光量と撮像出力特性線図並びに
各被写体に対する測光ポイントの入射光量を示す図、 第３図は、上記第１図の撮像システムにおける露出制御
処理のフローチャート、 第４図は、本発明の第２実施例を示す反射率測定装置の
測定処理のフローチャート、 第５図は、上記第４図の反射率測定装置の斜視図、 第６図は、従来の撮像装置における入射光量と撮像出力
特性と撮影による入射光量レンジを示す図、 第７図は、従来の撮像装置におけるストロボ光の反射状
態を示す図、 第８図は、従来の撮像装置における入射光量と撮像出力
特性、および、測距式調光と測光式調光における入射光
量レンジと測光ポイントの光量を示す図である。 １・・・・・・・・システムコントローラ（照射光量認
識手段、露出量算出手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体までの距離を測定する測距手段と、被写体
   照明手段と、 該被写体照明手段が被写体に対し照射する光量を認識す
   る照射光量認識手段と、 被写体からの光を測光する測光手段とを有し、前記測距
   手段による測距情報と前記照射光量認識手段による照射
   光量情報と前記測光手段による測光情報とに基づいて所
   要露光量を算出する露光量算出手段の算出結果により被
   写体撮影時の露出を制御することを特徴とする調光装置
   。
2. （２）被写体の反射率とは無関係に該被写体までの距離
   を測定する測距手段と、 被写体照明手段と該被写体照明手段が被写体に対して照
   射する光量を認識する照射光量認識手段と、 被写体からの光を測光する測光手段とを有し、前記測距
   手段による測距情報と前記照射光量認識手段による照射
   光量情報と前記測光手段による測光情報とに基づいて被
   写体の反射率を算出することを特徴とする反射率測定装
   置。