JPS61129982A - 光学的検出装置 - 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】 （技術分野） 本発明は電子的撮像装置に関し、特に露光日情報を得る
測光手段の改良に関する。

（従来技術〕 第２１図は従来例である。図中ＩＡ、ＩＢはレンズ系で
あり、このレンズ系１Ａ、１Ｂの瞳位置には光学ファイ
ンダ用のプリズム２が配置されており、図示しないファ
インダ光学系により被写体（不図示）を目視できるもの
となっている。プリズム２の後方には絞り機構３が設け
てあり、手動で絞り量を制御し得るものとなっている。

なおこの例では簡便のため絞り優先露光方式であるとす
る。レンズ１Ｂの後方には測光用のハーフミラ−４が設
けてあり、光軸近傍の光束を測光素子５に導く。シャッ
タ６はフォーカルプレーン型先幕。

後幕方式のメカニカルシャッタであり、このシャッタ６
を介してインターライン型ＣＯＤからなるｍ機素子７に
被写体の光像が入射結像するものとなっている。なお上
記シャッタ６としては他の方式のシャッタでもよい、撮
像素子７は、ＣＣＤ駆動回路８からの駆動パルスＤＰす
なわち垂直・水平転送パルスφＶ１．φＶ２．φＨ１，
φＨ２およびセンサーゲート信号ＳＧなどにより駆動さ
れる。信号ＳＧは、撮像素子７の各画素から垂直シフト
レジスタへ蓄積された光電荷を転送するパルスである。

ＣＣＤ駆動回路８には、同期信号発生回路９から７〜１
４ＭＨ２のりＯツクＣＫ、水平同期信号Ｈ８，垂直同期
信号ｖＳなどが供給される。

測光回路１０は、測光素子５からの出力を前記信号ＳＧ
およびＶＳに基いて一定時間積分して測光情報を得、シ
ャッタ時間パルスＳＰをシャッタ制御回路１１に出力す
る。

前記測光回路１０における積分動作は、信号■Ｓあるい
はｖＳに同期した所定のタイミングで出力されるパルス
の前縁でリセットとなり、後縁で積分開始となる。積分
値が急激に立上る場合には前記パルスＳＰの幅すなわち
シャッタ時間ＴＳは短くなる。このシャッタ時間ＴＳは
第２２図に示すようにＳＧの立上り、すなわち電荷転送
終了時点に同期して出力される。ＴＳの時間は、そのま
ま露光時間となる。

シャッタ制御回路１１は、第２２図に示すようにＳＰを
受けると、ＴＳの立上り−で先幕をスタートさせる。先
幕の移動は公知の手段１例えばソレノイド方式あるいは
チャージしたスプリングを解放する方式等の手段を用い
ればよい。ＴＳの立上り時点ｔ１で先幕をスタートさせ
ると、先幕は徐々に速度を上げ、Ｔ１時間（ここでは約
３ｍｓとする）経過後の時点ｔ２で銀像素子７の画素の
一端部を露光開始状態とする。時点ｔ２より１２時間（
ここでは約３ｍｓとする）経過すると、先幕は撮像素子
７の一端部から他端部へ横切り、全開状態となる。この
時点をｔ３とする。シャツタ幕の近傍には、光学式のセ
ンサ（不図示）があり、このセンサが時点ｔ３でシャッ
タ全開パルスＡＯをシャッタ制御回路１１へ出力する。

そうするとシャッタ制御回路１１は、時点ｔ３において
ストロボ制御回路１２にストロボ発光指令信号ＢＯを出
力する。かくしてストロボ発光管１３の発光が開始され
る。ストロボ発光管１３の発光強度は、第２３図の如き
ものとなる。すなわち発光継続時間ＴＩは３〜５ｍＳと
なる（第２２図のｔ３〜ｔ６）。次に第２２図に示すよ
うにＴＳの立下り時点ｔ４にて後幕がスタートし、１３
時間（約３ｍ５）経過後の時点ｔ５においてＲ象素子７
の＃ｉ素の一部が遮光されはじめ、１４時間（約３ｍ５
）経過後の時点ｔ６でシャッタ６は全開状態となる。

かくしてシャッタ開放期間は時点ｔ２〜ｔ６の期間とな
り、全画素の露光が完了することになる。

つまり各画素における実質露光時間はＴＳ（ｔｌ−ｔ４
）によって規制される。

上記従来例においては次のような問題点がある。

すなわち、ストロボの発光特性は第２３図の如き時間特
性を示し、ＡＢ間が有効光量の大部分を占めている。し
たがって銀塩カメラのように光量に対してラチチュード
の広いフィルムを使用する場合には、Ｂ時点までシャッ
タ６が全開であれば充分であった。すなわちストロボ同
調可能なシャッタ速度を、より高速シャッタ側にもって
いくには、ストロボが完全に消光していないＢ時点でシ
ャツタ閉動作が開始されるようにしてもよかった。ただ
し実際には、上記のようにすると画面内には第２３図Ｂ
−Ｃ間の光量が到達する部分と到達しない部分とができ
、シェーディング（露光むら）が発生ずる。しかしなが
ら、ラチチュードの広いガンマ特性の立っていないフィ
ルムでは、このシェーディングはほとんど問題とならな
かった。

しかるに電子カメラのように固体Ｉｌｌ素子を用いる場
合には、ラチチュードが狭いため、上記シェーディング
の発生は画質上問題となり、シャツタ閉動作の開始点を
できるだけ０点側にもっていく必要がある。そのため、
ストロボ同調可能なシャッタ速度を高速化できないとい
う欠点があった。

また第２３図Ｂ〜Ｃ間においては、ストロボ光の色温度
が低くなり、赤っぽい光が発生している。

フィルムの場合は、色温度に対するラチチュードが広い
ため、上記の点もあまり問題とならないが、電子カメラ
においては色温度で５０’Ｏ’に以上異なるとホワイト
バランスを最適設定できないという問題点が生じる。

第２２図、第２３図の斜線を施した部分の光量は、航述
したようにシェーディングの発生原因となるが、このシ
ェーディングをなくすためには、ＴＳの時間幅をストロ
ボ発光管１３の全発光時間Ｔ〆にＴ２を加えた時間以上
にする必要がある。

したがって例えばストロボ発光管１３の全発光時間Ｔ、
７を５ｍｓ、Ｔ２を３ｍｓとするとＴＳは８ｍｓ　（１
／１２５ｓｅｃ）となり、これ以上のシｖツタ速度での
同調は不可能となる。

〔目的〕

本発明は上記の下情に基いてなされたものであり、その
目的はシェーディングによる弊害がなく、高速ストロボ
同調が可能なものであって、特に露光情報を適確に得る
ことができ、良好な画質の撮像を行なえる小型かつ安価
な測光手段を備えた電子的＠像装置を提供することにあ
る。

〔概要〕

本発明は上記目的を達成するために次の如く構成したこ
とを特徴としている。すなわち、＠像光学系と、この撮
像光学系によって形成される光量を電気信号に変換する
固体撮像部と、この固体撮像部と前記ｍｌ像光学系との
間に置かれた露光量調節装置と、この露光量調節装置に
供給する露光情報を検出する測光素子とを備え、前記測
光素子は、前記固体撮像部からの反射光を受光する如く
配置され上記固体撮像部の′＠象開始信号に同期して前
記反射光の光電変換を行なう如く構成されていることを
特徴としている。

なお、本発明の実施態様としては次の如く構成すること
が望ましい。

（ａ）測光素子は、電子カメラのティキングレンズを経
由して固体撮像素子面に入射し、上記ｗｉ像素子面にて
反射される反射光を受光するものであること。

（１））測光素子は、固体１１１（ｉ素子を取付けてい
るプリント基板上に保持部材を介して一体的に取付けら
れたものであること。

（Ｃ）測光素子は、シャッタの欠損部方向から固体撮像
素子面に対向して配置されたものであること。

（ｄ　＞　３１１光素子は、リニアアンプまたは積分ア
ンプを一体化した集積回路で構成されていること。

（ｅ）測光素子は、鉄等の磁性材にて形成されたシール
ドケースに収容されたものであること。

〔実施例〕

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
である。この第１図に示す実施例が前述した第２１図に
示すものと異なる点は、測光系の構成と、シャッタ動作
検出系の構成とである。

第２図（ａ）（ｂ）は第１図の測光系１４の具体的構成
例を示す図である。同図（ａ）（ｂ）に示す如く、この
測光系１４は、ハーフミラ−面精を有する測光プリズム
１４ａと、この測光プリズム１４ａの入射面に貼着した
赤外カットフィルタ１４ｂと、測光プリズム１４ａの反
射面に取付けた測光素子５とからなっている。上記測光
プリズム１４ａのハーフミラ−面精は４５°でもよいが
、本実施例ではプリズム１４ａの厚みを少なくするため
にその角度を若干変えている。測光プリズム１４ａは主
光線の光路中に介在し、主光線の反射光を直接取出すも
のとなっているので、プリズムグ。

１４ａのハーフミラ−而Ｍでの反射率は１〜２％で十分
である。このため、＠像素子７の感度低下を招くおそれ
はない。また測光素子５が測光プリズム１４ａと一体化
されているので、取付けが容易である。ざらに測光プリ
ズム１４ａは、ハーフミラ−に比べて収差等の影響がな
い。

なお、本実施例では測光プリズム１４ａに赤外カットフ
ィルタ１４ｂを貼着しているが、赤外反射膜をプリズム
１４ａの入射面にスパッタなどにより直接形成するよう
にしてもよい。また図示はしてないが、ｍｅ索子７の分
光特性を視感度に合せるために、測光プリズム１４ａの
出射面に干渉薄膜を蒸着するようにしてもよい。さらに
測光プリズム１４ａの反射面に測光用視感度調整干渉膜
を蒸着するようにしてもよい。

なお、第２図（ａ）においてファインダー用プリズム２
はレンズ１の瞳位置に配設されているので、絞り機構３
によって光量を制限されずにすむ。

したがって非常に明るい画面をモニタできる。また連写
性能を制限するクイックリターンミラ一式のものより速
写性能にすぐれている。ざらにクイックリターン式のも
のに比べると、レンズバック部分に余裕ができるので、
前述した測光系１４の設置が可能になる。

また第２図（ａ）において、１５はシャッタの前面に設
けた水晶フィルタである。この水晶フィルタ１５は第２
図（ｂ）に示す如く、測光素子５と共に測光プリズム１
４ａに一体的に取付けるようにしてもよい。

シャッタ動作検出系は次の如く構成されている。

第１図に示すＰＳｌは、第３図の時点ｔ３にてシャッタ
全開信号ＡＯをつくるセンサであり、ＰＳ２は第３図の
時点で５にて後幕が遮光動作を開始するタイミングでシ
ャッタ全開終了信号ＡＥをつくるセンサである。そして
上記シャッタ全開終了信号ＡＥがシャッタ制御回路１１
に入力すると、この回路１１からストロボ制御回路１２
に上記信号ＡＥに同期したストロボＯＦＦ指令信号ＢＥ
が出力されるものとなっている。かくして、シャッタ６
の後幕がたとえ画面の一部でも遮光をはじめると、その
時点ｔ５においてセンサＰＳ２から信号ＡＥが出力され
、この信号ＡＥがシャッタ制御回路１１に入力すると、
この回路１１からストロボ制御回路１２に対しストロボ
ＯＦＦ指令信号ＢＥが与えられる。その結果、上記時点
ｔ５にてストロボ発光管１３が強制的に○ＦＦにされる
。

なお、この実施例ではストロボ発光モード時においてシ
ャッタ速度は約１／１７０ｓ　（６ｍｓ）に固定されて
いる。したがって第３図中、Ｔ１（ｔ１〜ｔ２）が３ｍ
ｓであれば、ｔ３〜ｔ５のストロボ発光許容時間は約３
ｍｓとなる。かくしてシャッタ速度の短縮化がはかれる
。

なお第３図のタイムチャートにおいてＳＧがｒＨＪとな
り、＠機素子７が光電荷蓄積開始時間になっても、シャ
ッタ６の機械的応答時間遅れに゛よって撮像素子７に入
射光が全く到達しない時間Ｔ１が存在しているが、この
時間Ｔ１は無駄な時間といえる。そこで時点ｔ２がＳＧ
の立上り時点ｔ１に同期するように、信号ＳＰを１サイ
クル前のＳＧによって作動するタイマー出力にて形成し
、Ｔ１時だけ早めることによって、先幕レリースの開始
をＳＧに同期させるようにしてもよい。

第４図は本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図
である。この第４図に示す実施例が第１図に示す実施例
と異なる点は、測光系の構成である。すなわちこの実施
例は、測光プリズム１４８などを用いずに固体撮像素子
７の表面部からの反射光を測光素子５に直接的に入射さ
せるようにしている。

第５図（ａ）〜（Ｃ）はその−例を示す固体撮像部の断
面図である。第５図（ａ）は１ｌｖｊ１素子７のパッケ
ージ１６のＷ１７にハーフミラ−１８を設け、このハー
フミラ−１８により＠機素子７の表面からの散乱光ＰＸ
をパッケージ内方へ反射させ、＠象素子７の基板１９上
に＠機素子７とは離間して設けた測光素子５に入射させ
るようにした例を示している。なお、上記蓋１７はガラ
スなどの透光性部材にて形成されているが、この蓋１７
の外側面には測光素子５に不要な光が入射しないように
遮光性塗料２０が塗布しである。

第５図（ｂ）は測光素子５を１ｌｉｉ像素子７の基板上
に設けずに、パッケージ１６の内底面に独立に配置し、
かつハーフミラ−１８の代りに通常のミラー２１を用い
た例を示している。

第５図（ａ）（ｂ）に示すように構成した測光系によれ
ば、Ｉｉ像素子７と測光素子５とを近接した位置関係で
単一のパッケージ１６内に収容できるので、極めて小型
に形成できる利点がある。また撮像素子７と測光素子５
とをたとえば（ａ＞の如く同一基板１９上に設けるよう
にした場合には、製造時において光学的、電気的な特性
が似かよったものが得られることになり、測光して得ら
れた充電変換情報と実際の撮像素子７の光電変換特性が
極めてよく対応したものとなる利点がある。

第５図（Ｃ）はパッケージ１６の１１７の中にハーフミ
ラ−２２を設け、入射光の一部をパッケージ外方へ反射
させ、パッケージ外に設置した測光素子５に入射させる
ようにした例を示している。

第５図（Ｃ）に示す如く構成した測光系によれば、ハー
フミラ−２１の反射率を画質に影響を与　′えない範囲
の所定の反射率に設定することにより、レンズ系からの
入射光の一部を直接的に取出すことができる。したがっ
て、第５図（ａ）（ｂ）に示すもののように、暗像素子
７の表面からの散乱光を受光するようにしたものに比べ
、測光信号のＳ　、−′Ｎが向上する。この点、特開昭
５８−１５６２７４号公報に示すものと同様の効果が得
られるが、上記以外に次のような効果も奏する。すなわ
ち、ハーフミラ−２２が固体撮像素子７に極めて接近し
たものとなるので、実際の被写体像の明るさに近い測光
情報が得られる。またハーフミラ−２０が蓋１７と兼用
されているので、上記公報のものに比べ、安価にしかも
コンパクトに形成できる利点がある。さらに上記公報の
ようなハーフミラ−では収差補正のために極めて板厚の
大きなハーフミラ−にするか、厚みの大きなブロックの
中にハーフミラ−を設ける必要があるが、このようにす
ると、製作上の困難性およびコスト高を招く。

この点本実施例によれば、比較的厚みの小さな平行平面
板の中にハーフミラ−を形成できるので、球面収差等の
補正を容易に行なえる。

なお、第５図（ａ、　）〜（Ｃ）では、ハーフミラ−や
ミラーを用いて測光用の光束を得る例を示したが、上記
以外にも例えば画質に影響を与えない範囲で１ｉ１７の
表面の一部を砂目にし、その砂目からの散乱光を測光用
光束として用いるようにしてもよい。

第６図は本発明の第３の実施例の構成を示すブロック図
である。この実施例が前記第２の実施例と異なる点は、
自動調光ストロボ装置２３を用いた点と、シャッタ動作
検出系の検出センサを単一化した点と、シャッタとして
ロータリ一式シャッタを用いた点とである。なお本例で
は暗像素子７からの反射光をシャッタ６を通して測光素
子５に入射させるようにしている。以下、順次その相違
点について説明する。

測光素子５からの測光情報は自動調光ストロボ装置２３
の測光ストロボ制御回路２４に入力する。

測光ストロボ制御回路２４には、シャッタ制御回路１１
からストロボＯＮ指令信号ＢＯおよびストロボ発光停止
信号ＢＥも入力する。かくして測光ストロボ制御回路２
４からは、ストロボ発光管を含むストロボ回路２５に対
しストロボ発光信号Ｃ○およびストロボ停止信号ＣＯが
与えられる。

第７図は自動調光ストロボ装置２３の具体的回路構成を
示す回路図である。入力端子３０にストロボＯＮ指令信
号ＢＯが入力すると、この信号Ｂ○がストロボ発光信号
ＣＯとしてストロボ回路２５のサイリスタ３１．３２の
ゲートに点弧信号として与えられるので、上記サイリス
タ３１．３２はターンオンする。そうすると、ストロボ
発光管１３としての放電管３３の両端にＤＣ−ＤＣコン
バータ３４．ダイオード３５．主コンデンサ３６からな
る直流電源から高電圧が印加されると共に、トリガ電極
にトランス３７を介してトリガパルスが印加されるため
、放電管３３は発光を開始する。

一方、前記信号ＢＯによって測光ストロボ制御回路２４
のフリップフロップ回路４１がセット状態となり、その
セット出力信号がｒＨＪとなる。

このため、インバータ４２を介してその反転信号「Ｌ」
が積分スイッチ４３をオフとなす。したがって測光積分
用の演算増幅器（以下オペアンプと略称する）４４が測
光素子５の出力の積分を開始　・する。上記オペアンプ
４４の積分出力が所定レベルに達すると、比較用オペア
ンプ４５の出力が「Ｈ」レベルとなる。なお、比較用オ
ペアンプ４５の（−）＠子には定電流源４６および絞り
情報に基いて可変調整される可変抵抗器４７からなる基
準電位設定回路から所定の基準電位が与えられている。

上記オペアンプ４５の出力信号がｒＨＪになると、この
信号はオア回路４８を介してストロボ回路２５に与えら
れ、トランジスタ３８．３９をオンとなす。このため、
転流用サイリスタ４０がターンオンし、サイリスタ３２
をターンオフする。したがってこの時点で放電管３３は
発光を停止する。このとき、シャッタ全開終了信号ＡＥ
に同期したストロボ発光停止信号ＢＥが端子５０を経て
オア回路４８の入力となる。このため上記信号ＢＥによ
っても発光管３３の発光は停止されることになる。なお
、オア回路４８の出力は単安定マルチバイブレータ４９
を作動させる。このため上記単安定マルチバイブレータ
４９の出力によりフリップフロッグ回路４１はリセット
される。

したがって、積分スイッチ４３は比較用オペアンプ４５
の出力が送出された時点直後にオンとなり、積分用オペ
アンプ４４の積分を停止する。

第８図は上記動作のもようを概略に示した波形図である
。すなわち、時点ｔ３にてトリガ入力があると、放電管
３３の点灯によるストロボ発光が開始され、積分用オペ
アンプ４４の出力が時点ｔ５にて基準電位ＶＣに達する
と、比較用オペアンプ４５の出力がｒＨＪとなり、これ
により放電管３３の発光が停止すると共に、単安定マル
チバイブレータ４つが出力を送出する。そうすると、積
分用オペアンプ４４の積分動作が停止し比較用オペアン
プ４５の出力も断たれる。

かくして、ストロボ発光による反射光が弱い場合でも、
いつまでも発光が継続されることはなく、シャッタ全開
終了信号ＡＥに応じてストロボ発光は停止する。したが
ってシェーディングの弊害が除去される。

第９図はシャッタ動作検出系の構成を示す分解斜視図で
ある。第９図に示すように本実施例では、センサとして
ＬＥＤからなる発光体５１とフォトトランジスタ５２と
で単一の光学センサＰＳＯを構成している。

第９図において５３はシャッタ画枠、５４は先幕、５５
は後幕である。なお、これらは実際にはほとんど相互間
に間隔がない状態に重なり合っている。レリーズ前にお
いては図示のような位置関係を有しているため、発光体
５１から発した光は小窓５６を通してフォトトランジス
タ５２に到遼している。

発光体５１とフォトトランジスタ５２とは第１０図に示
すように接続されている。したがって上記の如く光がフ
ォトトランジスタ５２に到達すると、フォトトランジス
タ５２はオンとなり、出力端子５７にはｒＬＪレベルの
信号が現われる。先幕５４が第９図中、矢印の如く走行
し、１１点がＰＳＯの光路にさしかかると、フォトトラ
ンジスタ５２は遮光されてオフとなり、出力端子５７に
はｒＨＪレベル信号が現われる。ざらに先幕５４が走行
して８２点がＰＳＯの光路にさしかかると、フォトトラ
ンジスタ５２は再びオフとなり、出力端子５７にはｒＬ
Ｊレベル信号が現われる。この立下りで、単安定マルチ
バイブレータ（不図示）を作動させると、第１１図に示
すようなシャッタ全開信号ＡＯが得られる。次に後ＩＷ
５５が第９図中矢印で示す如く走行を開始し、Ｐ３がＰ
ＳＯの光路にざしかかると、フォトトランジスタ５２は
一瞬遮光されるが、引続いて後幕５５の開口部が光路に
介入することになるため、第１１図に示すようにＰＳＯ
出力は幅の狭いパルスとなる。このパルスの立上りで単
安定マルチバイブレータ（不図示）を作動させることに
より、第１１図に示す如く、シャッタ全開終了信号ＡＥ
が得られる。かくして単一のセンサＰＳＯによりシャッ
タ動作検出系を構成できる。

第１２図、第１３図は測光系の構成を示す斜視図および
側面図である。この第１２図に示すものは、フォーカル
ブレーン型スリット露光シャッタを用いた場合の例であ
り、特にシャッタとしては２枚の開口部付円板６１．６
２をサーボモータ６３により位相サーボをかけ、露光時
間制御を行なえるようにしたロータリシャッタを使用し
た例を示している。なお上記シャッタとしては第９図に
示したようなスライド式シャッタであっても測光系は同
様に構成できる。

第１２図、第１３図において６４はロータリーシャッタ
の円板６１．６２と平行に配設された取付は用プリント
基板であり、この基板６４上にはダイレクト測光素子６
５が撮像素子７に隣接して取付けである。

ダイレクト測光素子６５は、図示の如く軟鉄等の磁性材
で形成したケース６６内に収容されており、かつ撮像素
子７に対してθ−４５°の角度に取付けである。そして
上記測光素子６５は先端に取付けであるレンズにより撮
像素子７のほぼ中央部からの反射光を受光するものとな
っている。

かくして、ダイレクト測光素子６５はシャッタ円板６１
．６２に設けである開口部の欠損部側から斜めに撮像素
子７をにらむような状態に配置されていることから、シ
ャッタ円板６１．６２の厚みＷによって視野を妨げられ
る・おそれがない。その結果、撮像素子７と測光素子６
５との距離を比較的短く設定可能であり、受光効率がよ
いものとなる。また、測光索子６５のケース６６が撮像
素子７と共通の基板６４に取付けであると共に、モータ
６３も第１３図から明らかなように同一基板６４に固定
されているので、全体をコンパクトに形成でき、取付は
スペースが僅かでよい。そして測光素子６５のケース６
６は磁性材で形成されているので、モータ６３と比較的
近接に配設されているものでありながら、モータ６３が
発する磁束は上記ケース６６により磁気シールドされ、
撮像素子７からの微弱な反射光（反射率１〜２％）をＳ
／Ｎよく受光できる。

なお、第１３図に示すように、従来＠像索子７に近接配
置されていた赤外カットフィルタ１４ｂ。

水晶フィルタ１５は、シャッタ円板６１．６２の前方位
置に配置されている。このため、赤外カットフィルタ１
４ｂや水晶フィルタ１５がダイレクト測光光路内に入り
込むおそれがなく、測光素子６５の受光角度が制限され
るおそれがない上、反射光の分光特性の変化も起こらな
い。その結果ダイレクト測光における感度および精度を
向上できるばかりでなく、ダイレクト測光素子６５の設
置によりレンズバックＢＤが長くなるおそれもない。

したがって、テーキングレンズ系６７を小型化できる利
点がある。

ところで上述した第３の実施例においては、撮像素子７
に入射する背景光の影響に対する対処手段がないため、
露光誤差が生じるおそれがある。

第１４図はこの点を説明するための波形図である。第１
４図の時点ｔ２にてシャッタが開きはじめたとき、画面
のたとえば左端部の画素から露光が開始されるものとす
る。そして、時点ｔ３にてシャッタが全開すると、シャ
ッタ全開信号ＡＯが出力され、これに同期してストロボ
ＯＮ指令信号ＢＯが出力される。このため、時点ｔ３に
てストロボ発光が開始される。同時に測光信号の積分が
開始される。この積分出力が比較用オペアンプ４５の基
準レベルＳＬに達すると、上記オペアンプ４５の出力が
ｒｌ−ＩＪレベルになりストロボ発光は停止される。

ここで問題となるのは、撮像素子７にはストロボ光以外
の背景光も入射してくることである。すなわち、背景光
がある場合には、その分だけ露光誤差すなわち最終的な
目標となる露光量とのずれが生じてくることになる。こ
の点について以下説明する。

先幕、後暮方式つまりスライド式のシャッタであるか、
回転式のシャッタであるかを問わず、スリット露光式の
メカニカルシャッタを用いる場合、シャッタ速度は有限
である。このため、画面左端の画素は第１４図の時点ｔ
２〜ｔ５の期間において背景光を蓄積することになる。

また画面右端の画素は時点ｔ３〜ｔ６の期間において背
景光を蓄積することになる。たとえば画面右端の画素に
例をとれば、第１４図中、破線にで示すような背景光に
よる露光を受けることになる。このため、上記背景光に
加えてストロボ光による露光が重畳されると、実際の露
光総量はＶＲＥに対応するレベルとなる。しかるに前記
実施例の露光制卸によれば、Ｖｃに相当する露光総量が
目標値であるとして露光制御が行なわれるため、（ＶＲ
Ｅ　−ＶＣ）なる分だけ過露光となってしまう。このよ
うな露光誤差が生じると、銀塩フィルムの場合にはフィ
ルムのラチチュードが広いためそれほど問題とならない
が、固体撮像素子の場合にはラチチュードが狭いため致
命的な画質低下をきたすことになる。

第１５図はこのような背景光による過露光の問題点を改
善した本発明の第４の実施例の構成を示すブロック図で
ある。なお第７図と同一部分には同一符号を付して詳細
な説明は省略する。第１５図において７１はＳ／８回路
、７２は増幅器、７３は加算回路である。なお、測光サ
イクルは６０Ｈｚとし、積分用オペアンプ４４は、第１
６図に示す如＜ＳＧ倍信号立上り時点ｔ１で積分リセッ
トパルスによりリセットされるものとする。このｒＬＪ
レベルのリセットパルスは、平均測光の場合には図中破
線で示す如くシャッタ開妨作の開始時点ｔ２まで送出さ
れ、中央重点測光の場合には画面中央部が露光開始され
る時点ｔ１０まで送出される。なお、比像素子７自体に
シャッタ機能をもたせた素子シャッタを用いる場合には
、全画素が一斉に露光開始となるので、撮像素子７の蓄
積開始時点がリセット解除時点となる。

第１６図において時点ｔ７０から積分出力は立上る。そ
してシャッタ全開時点ｔ３でＳ／ｌ−１回路７１にＳ／
Ｈセットパルスが与えられると、その時点で加算回路７
３の出力は第１６図中破線で示す如くステップアップす
る。すなわち、時点ｔ３にてＳ／Ｈ回路７１がセット状
態となり、その時点における積分出力すをホールドする
。そしてこのホールドされた出力すは増幅器７２にて所
定係数を乗じられ、加算回路７３に供給される。したが
って加算回路７３において、積分用オペアンプ４４の積
分出力に上記増幅器７２の出力が加算され、第１６図の
ような出力にステップアップされる。

上記加算回路７３出力がステップアップすると、比較用
オペアンプ４５からｒＨＪレベル信号が送出されるため
、上記時点ｔ３にてストロボ発光が開始される。そうす
ると、このストロボ発光に基く測光出力の積分も開始さ
れる。そして時点で１）において加算回路７３の出力が
比較用オペアンプ４５の基準電位に達すると、この時点
ｔ１しにて上記オペアンプ４５の出力がｒＨＪレベルと
なり、ストロボ発光を停止させる。

なお、増幅器７２のゲインすなわち係数は、第１６図の
斜線部ＭとＮとの比すなわちＮ／Ｍに近い値が設定され
る。

かくしてこの第４の実施例によれば、時点ｔ１Ｙ以後、
背景光による積分により、積分出力が破線２のように増
大しても、総露光量は適正なものに抑制されることにな
り、過露光を回避することができる。

第４の実施例によれば、上述した如く背景光による過露
光現象は回避できるが、測光素子５には暗電流が流れて
いるため、この暗電流による露光誤差までは回避できな
い。

第１７図は暗電流による露光誤差を説明するための波形
図である。シャツタ開動作所要時ｒｔＪＴＸに３ｍＳ、
シャッタ全開時間ＴＹに３ｍｓ、シャツタ閉動作所要時
間ＴＺに３ｍｓを要するものとし、第１２図９第１３図
に示したダイレクト測光素子６５の視野が撮像素子７の
長尺方向の長さの約１／３程度であるとすると、第１７
図に示すような測光素子出力が得られる。このときスト
ロボ光による寄与分は、図中右下がりの斜線部分（イ）
となる。なお前記第３の実施例においては背景光を無視
したものであったために、測光情報として用いられた出
力は図中左下がりの斜線を施した部分（ロ）と前記の部
分（イ）とを加えただけのものであった。ところが、実
際には（ハ）　（ニ）（ホ）なる背景光による光が入射
している。そこで測光素子６５の積分波形をみると、全
体ではＶＴなる電圧に相当する露光を受けているのに対
し、Ｍ３の実施例ではＶｃなる電圧に相当する露光量し
かないものと判断していたことになる。したがって正し
い露光量を検出するためには、（イ）（ロ）以外に（ハ
）（ニ）（ホ）の部分も測光情報に加えるべきである。

この点に関しては前記した第４の実施例において一応解
決ははかられた。

ところで、第１７図に示すように、フォトダイオードか
らなるダイレクト測光素子６５の出力にはＶＡなる暗電
流による出力が含まれている。この出力ＶＡは、フォト
ダイオードの暗電流が温度によって大きく変化するのに
伴って大きく変動する。この変動を含む暗電流成分は、
積分されることによって第１６図中破線Ｇに示す如く漸
次大きな値となり、これが露光誤差となって現われる。

一般にフォトダイオードの暗電流キャンセル手段として
は、フォトダイオードの遮光時における出力をＳ／ｌ−
１（、、このホールド値により相殺することが行なわれ
る。しかるに、小面積の測光素子６５として用いられる
フォトダイオードの暗ＩＩは元来微弱であるから、上記
手段により直接Ｓ／″Ｈを行なっても、ホールド誤差が
大きく影響する。

このホールド誤差を少なくするためには、文献［アナロ
グＩＣ応用ハンドブック」　（日本電子工業新興協会・
編、１９７６年、株式会社・工業調査会発行、Ｐ２Ｏ３
図４．１３）に記載されているように、Ｓ／８回路にお
けるスイッチ回路（アナログスイッチ）のＦＥＴ　（Ｑ
３）、コンデンサ（Ｃ）、バッファアンプ（Ａ２）等と
して特にリークの少ない高精度のものを適用する必要が
ある。しかるにこのような手段を講じると極めて高価格
なものになる。しかもこのような手段を講じても誤差を
完全になくすことはできない。

なお、Ｓ／８回路およびその動作における誤差補正等に
ついては、上記文献以外にも、例えば「アナログ回路の
トラブル対策」　（蒲生良治著、１９７７年、ＣＱ出版
株式会社発行）などにも記載されている。

第１８図は上述したダイレクト測光方式における問題点
を改善した本発明のＭ５の実Ｍ例の構成を示すブロック
図である。なお第１５図と同一部分には同一符号を付し
、詳しい説明は省略する。

第１８図において７４は暗電流成分のＳ／８回路、７５
は同じく暗電流成分の反転増幅器である。

撮像素子７からの反射光は反射率１〜２％であり、フィ
ルムからの反射光に比べて極めて微弱である。

そこで本実施例では測光素子６５の出力を積分用オペア
ンプ４４で積分した出力についてＳ／ｌ−Ｉしている。

これによってＳ／Ｈが向上する。なおフォトダイオード
からなる測光素子に積分アンプを一体化したＩＣセンサ
を用いれば、Ｓ／Ｎはざらに向上する。

第１８図においてダイレクト測光素子６５は、第１９図
に示すようにＳＧ倍信号同期して１７′６Ｑｓｅｃ毎に
リセットされる。第１８図に示すように積分用オペアン
プ４４の出力は二経路に分けられ、その一つは加算回路
７３に直接入力する。他の一つは前記第４の実施例で示
したように背景光成分用のＳ／Ｈ回路７１．同増幅器７
２を経由して加算回路７３に入力する。そして残りの一
つは、暗電流成分用のＳ／Ｈ回路回路７皮０ を経由して加算回路７３へ入力する。

第１９図に示すようにダイレクト測光素子くフォトダイ
オード）６５に外部光が入射する直前の時点ｔ１０にて
Ｓ／ｌ−１回路７４にＳ　、／　Ｈセットパルスが与え
られると、この時点ｔ１０において、そのときの積分出
力ｄがホールドされる。なお上記ＳＧの立上り時点ｔ１
から時点ｔｌｏまでの期間ＴＩＯはたとえば４ｍｓに設
定しである。Ｓ／Ｈ回路７４の出力は反転増幅器７５に
より所定係数での反転増幅が行なわれて破線で示す如く
Ｄとなり、加算回路７３へ入力する。

ストロボ発光直前の時点ｔ３においてＳ／Ｈセットパル
スがＳ／Ｈ回路７１に与えられると、前記第４の実施例
と同様にＳ／Ｈ回路７１によりそのときの積分出力値す
がホールドされ、このホールドされた出力が増幅器７２
により増幅されてＢとなり、加算回路７３へ入力する。

その結果、加算回路７３からは破線矢印で示すような積
分出力が得られる。この実施例においては、全露光完了
時点ｔ６までの総露光日が、オペアンプ４４における積
分換算で最適露光レベルＶｃ１．：達していることが望
まれる。しかしながら、時点ｔ６に至る前にストロボ発
光を停辻しなくてはならず、かつこの発光停止と同時に
オペアンプ４４における積分出力はリセットされてしま
うため、時点ｔ６以前にオペアンプ４４の出力がＶｃと
なるようにしなければならない。すなわちストロボ発光
停止のタイミングは暗電流成分と背景光成分とを事前に
予測して設定する必要がある。

第１９図に示すように、時点ｔ１０にてＳ／Ｈセットパ
ルスをＳ／Ｈ回路７４に与えて暗電流成分をホールドし
、これを反転増幅器７５で約（−Ｔ１１／Ｔｌ○）倍し
加算回路７３に加えると、加算回路出力はＤだけ低下し
、時点ｔ６までの暗電流補正が行なわれることになる。

この例ではＴ１０−４ｍ５，Ｔ１　１−１　１ｍＳであ
る。したがって増幅器７５のゲインは約（−１１／４）
となる。

一方、時点ｔ３にてＳ／ＨセットパルスをＳ／Ｈ回路７
１に与えて背景光成分をホールドし、これを増幅器７２
にて［（（ハ）＋（二）＋（ホ））／（ハ）］・ｋ倍し
、加算回路７３に加えると、加算回路出力は８だけ上昇
し、時点で６までの背景光補正が行なわれることになる
。上記には暗電流がゼロのとき“１″となる係数であり
、通常にく１である。この例ではに＝０．８とし、（ハ
）→く二）＋（ホ）＝３、（ハ）＝１とする。したがっ
てこの例での係数は２．４倍である。

なお、ｋの値は暗電流成分が大きいと背興光成分が誤差
として介入してしまうため、想定温度下における暗電流
の大きさに基いて決定する必要がある。すなわち時点ｔ
３にて補正すべき増幅請出力をできるだ＋′ｔｈ第１９
図のＢ（時点ｔｌ”２〜ｔ６間の背景光レベル）に近付
けるようにする必要がある。

ストロボ使用時のシャッタ速度を固定しておけば前記（
ハ）と（ホ）については既知となる。

（ニ）については自動調光ストロボの場合には変化する
直であるため、事前に設定しておく必要がある。この例
ではシャッタ全開時間（ｔ３〜ｔ５）のほぼ中間時点か
ら時点ｔ５までを（ニ）としている。つまりストロボ発
光許容時間の１／２を（ニ）としている、、勿論この値
は、ストロボのガイドナンバーの大きさ、使用レンズの
焦点距離等の各ファクターを考慮して設計的に変更して
もよい。

上記の如く本実施例によれば、従来のものに比べ格段に
精度のよい測光制御が可能となる。

なお、前記暗電流による影響は、測光素子すなわちフォ
トダイオードのアノード側に暗電流をキャンセルするよ
うにトランジスタを設けることによって相当改善される
。暗電流が数ＤＡ以下に抑制されていれば、Ｓ／）（回
路７４は省略できる可能性もある。この場合には前記係
数にもほぼ１″となり、背景光の補正精度はさらに向上
するが、本実施例の作用効果が否定されるものではない
。

第２０図は本発明の第５の実施例である第１８図の測光
ストロボ制御回路２４における主要部をディジタル化し
た場合を示す変形例である。

第２０図中、８１．８２，８３．はアナログ・ディジタ
ル変換器であり、８４はマイクロコンピュータである。

マイクロコンピュータ８４には、背景光成分出力および
暗電流成分出力に所定の係数を乗じるための乗算手段８
５．８６と、Ａ／Ｄ変換器８１によりディジタル化した
積分出力と上’＋　　　　　　　　　　　　　　？７る
比較手段８旨とが備えられている。端子斧づは第１８図
の比較用オペアンプ４５の出力端部分に相当し、ストロ
ボ発光停止信号を送出するものとなっている。この第２
０図のような回路によっても前記第５の実施例と同様の
作用効果を秦し得る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、撮像光学系と、この撮像光学系によっ
て形成される光像を電気信号に変換する固体石像部と、
この固体撮像部と前記撮像光学系との間に置かれた露光
量調節装置と、この露光量調節装置に供給する露光情報
を検出する測光素子とを備え、航記測光素子は、前記固
体阻象部からの反射光を受光する如く配置され、上記固
体撮像部の撮像開始信号に同期して前記反射光の光電変
換を行なう如く構成されているので、シェーディングに
よる弊害がなく、高速ストロボ同調が可能なものであっ
て、特に露光情報を適確に得ることができ、良好な画質
の撮像を行なえる小型かつ安価な測光手段を備えた電子
的撮像装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１の実施例を示す図で、第
１図は構成を示すブロック図、第２図（ａ）（ｂ）は測
光系の具体例を示す側面図、第３図は動作説明用の波形
図である。　　　゛第４図および第５図（ａ）（ｂ）（
ｃ）は本発明の第２の実施例を示す図で、第４図は構成
を示すブロック図、第５図（ａ＞　　（ｂ）（ｃ）はｉ
ｌｌ光系の具体例を示す断面図である。 第６図〜第１３図は本発明の第３の実施例を示す図で、
第６図は構成を示すブロック図、第７図は自助調光スト
ロボ装置の具体的回路図、第８図は動作説明用波形図、
第９図は単一シャッタ動作検出系の構成を示す分解斜、
視図、第１０図は第９図の光学センサの電気的構成図、
第１１図は第９図の動作説明用波形図、第１２図および
第１３図は測光系の構成を示す斜視図および側面図であ
る。 ＠１４図〜第１６図は本発明の第４の実施例を示す図で
、第１４図はこの実施例の解決課題を説明するための波
形図、第１５図は構成を示す１０ツク図、第１６図は動
作説明用波形図である。 第１７図〜第２０図は本発明の第５の実施例を示す図で
、第１７図はこの実施例の解決課題を説明するための波
形図、第１８図は構成を示すブロック図、第１９図は動
作説明用波形図、第２０図は第１８図の一部変形例を示
すブロック図である。 第２１図〜第２３図は従来例を示す図で、第２１図は構
成を示すブロック図、第２２図は動作説明用波形図、第
２３図はストロボ強度特性図である。 １Ａ、１Ｂ・・・レンズ系、２・・・ファインダ用プリ
ズム、３・・・絞り礪構、４・・・測光用ハーフミラ−
１５・・・測光素子、６・・・シャッタ、７・・・固体
Ｖ＆像素子、１４・・〜測光系、１６・・・パッケージ
、１７・・・蓋、１８．２２・・・ハーフミラ−１２０
・・・遮光塗料、２１・・・ミラー、２３・・・自ｖＪ
調光ストロボ装置、３１゜３２．４０・・・サイリスタ
、３３・・・放電管（ストロボ発光’り、４３・・・積
分スイッチ、４４・・・積分用オペアンプ、４５・・・
比較用オペアンプ、５１・・−発光体（ＬＥＤ）、５２
・・・フォトトランジスタ、５４・・・先幕、５５・・
・後幕、６１．６２・・・開口部付き同根、６５・・・
ダイレクト測光素子、７’ｌ、７４・・・Ｓ／Ｈ回路、
７２・・・増幅器、７５・・・反転増幅器、８１．８２
．８３・・・アナログ・ディジタル変換器、８４・・・
マイクロコンピュータ、ＰＳｌ、ＰＳ２゜ＰＳｏ・・・
シャッタ動作検出用の光学センサ。 出願人代理人　弁理士　坪井　淳 第８図 第９図 第１０図 第１１図 ＄　１２図 第１３図 Ｗ″ 第１４囚 τＺ　　ＩＪ　　ｔ４　　１）　　ｔ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮像光学系と、この撮像光学系によって形成される光像
   を電気信号に変換する固体撮像部と、この固体撮像部と
   前記撮像光学系との間に置かれた露光量調節装置と、こ
   の露光量調節装置に供給する露光情報を検出する測光素
   子とを具備し、前記測光素子は、前記固体撮像部からの
   反射光を受光する如く配置され上記固体撮像部の撮像開
   始信号に同期して前記反射光の光電変換を行なう如く構
   成されていることを特徴とする電子的撮像装置。