JPH09210778A - 測光・調光兼用回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、調光および測光の受光センサを共用
して低価格化を謀る。 【解決手段】本発明は、調光と測光用の受光センサおよ
び周辺回路を共用し、入射光量が適正となった時点で発
光を停止する調光回路と、既知照度を入射させて所定光
量に達するまでの時間と被写体光の所定光量が入射する
までの時間とを比較して測光値を得る測光回路で構成さ
れる測光・調光兼用回路である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、調光回路および測
光回路を兼用する映像機器の測光・調光兼用回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の例としては、ストロボの
光量調節用と被写体光量の測光用に各々別のセンサを使
用しているものが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の技術
においては、調光用／測光用のいずれの受光センサも適
正露光を得るために配置されたものであり、双方とも取
り扱う物理量が光量であるにも関わらず、各々に配置し
ており、コストや容積が嵩み、配置や調整に手間と時間
と熟考を要していた。また、過去にも調光と測光のセン
サを共用するものは試みられていたが、暗闇からＬＶ１
８程度までの広範囲な光量レンジをカバーするために
は、周辺回路の定数切換や対数圧縮回路などを必要と
し、またレンジ判定回路や制御回路、温度補償回路等を
必要とするなどの理由で、却って、調整や制御の複雑
化、回路の大型化等も招き、低コスト化、省スペース
化、調整簡易化の効果が薄く実用に向いていない等の問
題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術のこ
れらの問題点を解決することを目的とし、被写体光量を
測定する測光センサとストロボ光量を調整する調光セン
サを同一センサにより兼用した露光量調整用の測光・調
光兼用回路において、測光は、前記センサの光電流出力
を蓄積し、それが規定値に達するまでの時間を計測し、
それと予め既知照度が入射した時に、前記規定値に達す
るまでの時間を計測しておき、既知照度と到達時間の関
係をメモリに記憶させておき、それらと前記規定値に達
するまでの時間とを比較することにより測光値を求める
ことにより行い、一方調光は、撮像部の露光時間と同期
して前記センサの光電流を蓄積開始させ、所定時間内に
前記撮像部の所定露光時間内に前記蓄積量が適正光量に
相当する規定値に達しない時にはストロボを発光させ、
それにより前記蓄積量が適正光量に相当する規定値に達
した時点で発光を停止、若しくは撮像部の遮光または露
光禁止、または電荷蓄積を終了させ、所定露光時間内に
適正露光となる規定値に達した時はストロボの発光を禁
止させることにより行う測光・調光兼用回路を提供す
る。

【０００５】さらに本発明は、次のような変形、応用が
可能である。前記適正光量を与える規定値を測光時と調
光時で同一の値を採ることにより、調整の項目削減と簡
易化をさせることも出来る。前記適正光量を与える規定
値を調光動作の遅延時間分の入射光量相当分だけオフセ
ットを与えておき、露光過多を防止する。また、測光時
に使用する、入射照度と規定値到達時間のサンプルデー
タを間欠的に取って、データ数を減らして記憶してお
き、中間的な測光値に関しては簡単な比例計算により求
めてもよい。なお、前記測光センサ出力の電流電圧変換
アンプとして、入力バイアス電流が［ｆＡ］程度のもの
を使用することにより、レンジ切り替えや対数圧縮など
の手段を使わずに暗室〜ＬＶ１８程度の明るさまで線形
出力を得るようにする。前記測光センサがエリア非分割
のセンサを採用した時は、撮像エリアに対し、センサエ
リアを、例えば、水平画角の約１／２、垂直画角の約２
／３の大きさというように設定することによって、所望
被写体の測光および調光の精度を良好にする。前記セン
サ前面には視感度補正フィルタを配置し、ストロボ光も
しくは外部光源の紫外線、赤外線による誤動作を防止す
る。前記センサ前面に特殊な穴形状、例えば略逆Ｙ字
形、凸型、繭型、ダイヤモンド型、三角形などの穴の開
いた遮光マスクをかけてセンサエリアを規定することに
より、所望被写体の測光、調光の精度を向上する。前記
センサの被写体側にレンズを設け、センサ出力の増大と
センサ面積の縮小化、光路長の縮小、および光電流蓄積
用コンデンサの大容量化に伴う回路の線形性向上と温度
特性の安定化を施す。前記規定値において、その値を各
ユニット毎に設定値を変えることにより、センサ感度の
ばらつき、フィルタ・レンズ等の光学部材の透過率のば
らつき、センサ出力蓄積用コンデンサの容量ばらつき、
電流電圧変換アンプのばらつき、アナログスイッチの漏
れ電流のばらつき等の種種のばらつきを吸収する。前記
入射照度と規定値到達まで時間の関係に関して、その線
形性が崩れる回路素子を選択したときには、その補正デ
ータも併せて記憶しておき、必要に応じて換算し直す測
光・調光兼用回路。前記センサにおいて、感光部の形状
を略逆Ｙ字型、凸型、繭型、ダイヤモンド型、三角形な
どの形状に加工したセンサを使用した調光兼用測光セン
サ。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明の実施例
を説明する。図１は本発明の一実施例を示すブロック回
路図であり、図２はそのうちの測光・調光兼用回路の一
例を示す。図２において、１は受光センサであり、入射
照度に比例した電流を出力する光電変換素子で、例えば
シリコンフォトダイオード（以下ＳＰＤ）等を使用す
る。２は受光センサ１の出力を積分蓄積するコンデン
サ、３は電流電圧変換を行うオペアンプ、４はコンデン
サ２に蓄積される電荷の充放電を制御するスイッチ、５
はコンデンサ２の蓄積電荷が規定量に達したかどうかを
判断するコンパレータで、オペアンプ３の出力と基準電
圧９とを比較する。なお、基準電圧９は、調光時基準電
圧と測光時基準電圧とを各々個別に設定してもよいし、
同一設定でもよい。また、経時基準電圧を変化させても
よい。例えば、調光時には、発光停止もしくは露光停止
をさせるまでに若干の遅延が有り、その分露光過多を起
こすので、その分だけ基準電圧にオフセットを与えてお
いたり、露光過多量の割合は発光後時間経過と共に減少
するので、基準電圧のオフセット分を時間変化させるな
どといった設定を行う。６は受光センサ１の分光感度特
性と撮像媒体ないし視感度との分光感度特性を整合させ
るための視感度補正用光学フィルタである。調光時およ
び測光時において紫外線、赤外線の影響も排除する。通
常は、ガラス、樹脂、ゼラチン等でできた平板ないしフ
ィルム状のフィルタで構成するが、センサ１の前方にコ
ーティングして構成してもよい。

【０００７】なお、受光センサ１の感光レンジを確保し
て回路の安定化や光路長の短縮等のために、光学フィル
タ６の前方にレンズを挿入してもよい。また、センサ面
積が大きいなどの理由で感度が良い場合には光学フィル
タ６にＮＤ（ニュートラルデンシティ）フィルタを併せ
てもよい。さらに、受光センサ前面に特殊形状の穴の空
いたマスク、例えば、逆Ｙ字形や繭形、ダイヤモンド型
等のものを設け、主要被写体の明るさを精度良く測光し
調光できるようにしても良いし、非マスクエリアと同形
状の受光センサを使用してもよい。

【０００８】次に、このような構成における動作に付い
て説明する。被写体光がカメラに入射しているとき、光
学フィルタ６で視感度補正された光が受光センサ１に照
射され、光の照度に応じた光電流が出力される。スイッ
チ４が閉じた状態から開いた状態に移行すると、受光セ
ンサ１からの光電流がコンデンサ２に蓄積され始め、測
光および調光が開始される。スイッチ４の開閉は充放電
制御端子８によって制御される。測光回路として使用す
るときの動作に付いて説明すると、スイッチ４が閉じ、
十分にコンデンサ２の電荷が放電された後、スイッチ４
の開放と同時に時間計測が開始される。ところで、スイ
ッチ４が開放されることにより、受光センサ１の光電流
がコンデンサ２に流れ込んで充電されていくので、それ
に応じてオペアンプ３の出力は低下していく。それをコ
ンパレータ５で随時比較する。そして所定電圧まで低下
した時点でコンパレータ５の出力が反転する。そして、
この反転するまでの時間を計測する。次に、予め既知照
度を入射させ、その時の前記所定電圧に達するまでの所
要時間の測定をし、メモリに記憶させておき、それとの
比較を行う事により、測光値を求める。

【０００９】なお、比較の際は、入射照度と所定電圧に
達するまでの時間の関係はほぼ線形であることから、唯
一の照度と所要時間のサンプルデータから、任意の照度
を所要時間から比例計算にて換算して求めて測光値とし
てもよいし、複数のサンプルデータをＬＶ±０．２〜
０．５程度の間隔で記憶しておき、その中間の照度に対
しては比例換算して測光値を求めても良い。また、電流
電圧変換アンプの入力バイアス電流が大き過ぎるとか、
高電流蓄積コンデンサ容量が小さ過ぎるなどの理由で、
入射照度と所要時間の関係の線形性が崩れるときは、そ
の補正データも含めて記憶しておき、この時点で補正し
てもよい。

【００１０】一方、調光回路として使用するときの動作
について説明すると、スイッチ４が閉鎖し十分にコンデ
ンサ２の電荷が放電された後、撮像部の露光開始に同期
してスイッチ４を開放させ、外部入射光による光電流を
コンデンサ２に蓄積を開始する。すると、それに従い、
オペアンプ３の出力は低下していく。端子９には予め実
験で適正光量が与えられたときに到達するオペアンプ３
の出力値と同じ値を基準電圧として与えておく。そし
て、もし外部入射光が十分にあり、適正光量に達する時
は、端子９の基準電圧よりもオペアンプ３の出力は低下
するから、その時点でコンパレータ５の出力が反転し、
ストロボの発光禁止、または撮像部の露光停止もしくは
ＣＣＤ等の電子撮像デバイスの電荷の蓄積を終了ないし
電荷の転送を行う。もし、外部入射光が十分でなくオペ
アンプ３の出力が基準電圧に達しないときには、ストロ
ボが発光し、ストロボ光の被写体反射光による光電流が
外部入射光と重畳して流れ込み蓄積され、オペアンプ３
の出力が急激に低下する。そして、オペアンプ３の出力
が基準電圧より低下した時点で、コンパレータ５の出力
を反転させ、それが発光停止もしくは撮像部の露光停止
もしくは電荷蓄積終了ないし電荷転送信号となって調光
動作を行う。

【００１１】次に図２と共に図１について説明する。図
において、１０１は測光・調光兼用回路である。１０２
は時間計測を行うカウンタ回路で、測光開始つまりスイ
ッチ４が開放され、コンデンサ２が光電流の蓄積を開始
してからオペアンプ３の出力が基準電圧に達し、コンパ
レータ５の出力が反転するまでの時間を計測する。１０
３は測光データ格納部で、既知照度が入射したときに、
オペアンプ３の出力が基準電圧に達するまでの時間デー
タが記憶されている。１０４はカウンタ回路１０２の出
力の時間と測光データ格納部１０３のデータを比較し
て、入射光の測光値を求める比較器である。比較器１０
４の出力（測光値）はストロボ用メインコンデンサの充
電開始のタイミングを判断したり、露出制御をするため
の情報となる。１０５はストロボ回路であり、比較器１
０４の出力が適正光量が得られない値を示すとき、スト
ロボ用のメインコンデンサの充電を開始させ、充電が完
了すると発光準備完了信号が出力される。

【００１２】発光準備完了信号が出力されたら、撮像部
の露光時間内に発光する様にタイミングを見計らってス
トロボを発光させる。そして適正光量に達した時点で測
光・調光兼用回路１０１からストロボ発光停止信号が出
力され、それを受けて発光が停止する。 １０６はタイ
ミングジェネレータで、測光・調光兼用回路１０１のコ
ンデンサ２の放電を確認後、測光開始とカウント開始の
タイミングを取り、撮像部１１２の露光時間に合わせ
て、調光開始タイミングを取り、撮像部１１２の露光時
間内にストロボが発光する様にタイミングを取り、カウ
ンタ回路１０２の時間計測クロックを出力する。１０７
は露出制御回路で、比較器１０４の出力により、絞り値
とシャッタスピードを仮に選定判断をする。１０８は被
写体であり、ストロボ光の反射光とストロボ光以外の光
の反射光がカメラに入射する。１０９はレンズ、１１０
は絞り、１１１はシャッタである。ただし、１０９〜１
１１はその順序、数、組み合わせは任意である。

【００１３】１１２は撮像部である。撮像材は化学感光
材でも電子感光材でもよい。例えば前者としては銀塩フ
ィルム等が有り、後者の場合、ＣＣＤなどの固体撮像素
子が有る。また、後者の場合には本発明の構成で得られ
る測光値をあくまで予備測光値、もしくは概略測光値と
して扱い、撮像部１１２の出力を露出制御回路１０７で
帰還することで詳細正確に測光するようにしてもよい。
なお後者の場合、撮像部１１２にシャッタ機能を持たせ
てもよいし、測光・調光兼用回路１０１からの発光停止
信号でストロボ発光を停止させずに、機械シャッタを閉
鎖させてもよいし、撮像部１１２の電荷蓄積を終了させ
るようにしてもよい。

【００１４】ストロボの発光用のメインコンデンサの充
電開始タイミングは、本発明では特に規定せず、充電開
始は、例えば測光結果に基づいて、ストロボ光の補助無
しで適正光量が得られないと判断される臨界測光値以下
のときにのみ充電がなされるようにしてもよいし、測光
誤差を考慮し多少の余裕を持って前記臨界測光以上の測
光値でも充電を開始してもよい。また、撮影準備と同時
に充電を開始してもよい。１１３は被写体である。スト
ロボ光以外の外部光源とストロボ光が被写体１１３で反
射してカメラに入射する。１１４は定電圧を供給するレ
ギュレータで、測光・調光兼用回路１０１に調光および
測光開始前の初期電圧を与え、調光時には既知適正光量
を入射したときのオペアンプ３の出力値と同じ基準電圧
を与え、測光時には測光データ格納部１０３の測光デー
タを収集するときと同じ所定電圧を与える。

【００１５】初期電圧は端子７より測光・調光兼用回路
１０１に与え、調光時基準電圧と測光時所定電圧は端子
９より与える。したがって、調光時と測光時とで基本的
に同一値にする事ができ、切換の必要はない。ただし、
調光動作の遅延分の露光過多の低減防止や精度確保、レ
ンジ確保などの制約がある場合は、各々別々に設定して
もよい。そのときは調光時と測光時にはタイミング制御
部１０６でタイミングをとってレベル切換を行えばよ
い。

【００１６】なお、本発明の構成では、測光精度は時間
精度の問題であるからタイミング制御部１０６の基準ク
ロック周波数は高い方がよいことになる。しかし、被写
体照度が高いほどコンパレータ５の出力反転に要する時
間は短くなるから、所望被写体照度レンジの最大値が入
射したときに要する時間に対して基準クロック周波数が
十分に高くなっていればよい。また、被写体照度が低い
ほどコンパレータ５の出力反転の所要時間は増加し、入
射照度とカウント値（所要時間）からの測光値換算誤差
は低下するので、低照度時つまりコンパレータ５の反転
間での所要時間が長いときは、カウントクロック周波数
を下げてもよい。

【００１７】さらに、測光データ格納部１０３の測光デ
ータの記憶容量には限界があるから、特定照度下もしく
は離散的な照度状態でのデータが記憶されることにな
り、スイッチ４の開放からコンパレータ５の出力反転に
要する時間が、前記メモリのデータの中間値となること
がある。しかし、そのようなとき、比較部１０４は前記
メモリデータと比較して近い方を選択採用してもよい
し、常に大きい方とか小さい方を選択採用するようにし
てもよいし、中間値に相当する測光値を入射照度と所要
時間の関係がほぼ線形であることを利用して比例換算し
ても良いし、線形が崩れる場合は、その補正データも含
めて換算して測光値を求めてもよい。また、測光・調光
兼用回路１０１の出力値の精度確保のため、コンパレー
タ５の入力端子にノイズ除去フィルタを挿入してもよ
い。さらに、図２ではオペアンプ３の電流電圧変換アン
プを利得１にしバッファとして使用しているが、ゲイン
を持たせてもよい。また必要に応じて、利得低下にはコ
ンデンサ２の光電流蓄積コンデンサ容量の増大により行
う。

【００１８】

【発明の効果】調光用と測光用の受光センサを共用し、
周辺回路も共用し、調光時と測光時の素子、回路や基準
電圧の切換、その判断回路、温度補償回路等が不要で簡
略操作で、かつ十分な性能確保と部品点数の削減で、従
来比１／３〜１／５の低コスト化と省スペース化と軽量
化、機器デザインの自由度増大などに貢献出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のブロック回路構成図。

【図２】本発明の実施例における測光・調光兼用回路の
一例を示す図

【符号の説明】

１ 受光素子 ２ コンデンサ ３ オペアンプ ４ スイッチ ５ コンパレータ ６ 光学フィルタ ７ 端子（初期電圧） ８ 端子（スイッチ開閉制御） ９ 端子（基準電圧） １０ 端子（出力） １０１ 測光・調光兼用回路部 １０２ カウンタ部 １０３ 測光データ格納部 １０４ 比較器 １０５ ストロボ回路部 １０６ タイミング制御部 １０７ 露出制御部 １０８ 被写体 １０９ レンズ １１０ 絞り １１１ シャッタ １１２ 撮像部 １１３ 被写体 １１４ レギュレータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体光量を測定する測光センサとストロ
   ボ光量を調整する調光センサを同一センサにより兼用し
   た露光量調整用の調光兼用測光回路において、測光は、
   前記センサの光電流出力を蓄積し、それが規定値に達す
   るまでの時間を計測し、それと予め既知照度が入射した
   時に、前記規定値に達するまでの時間を計測しておき、
   既知照度と到達時間の関係をメモリに記憶させておき、
   それらと前記規定値に達するまでの時間とを比較するこ
   とにより測光値を求めることにより行い、一方調光は、
   撮像部の露光時間と同期して前記センサの光電流を蓄積
   開始させ、所定時間内に前記撮像部の所定露光時間内に
   前記蓄積量が適正光量に相当する規定値に達しない時に
   はストロボを発光させ、それにより前記蓄積量が適正光
   量に相当する規定値に達した時点で発光を停止、若しく
   は撮像部の遮光または露光禁止、または電荷蓄積を終了
   させ、所定露光時間内に適正露光となる規定値に達した
   時はストロボの発光を禁止させることにより行うことを
   特徴とする測光・調光兼用回路。