JPS6157615B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は超音波自動焦点システムを備えたフラ
ツシユカメラに関し、特に前記超音波システムの
測距量を利用してストロボ装置の自動調光を行う
ものである。 従来、自動調光電圧閃光装置（以下オートスト
ロボと称する）は、カメラシヤツタの開口を検知
して閃光放電管を閃光せしめ、該閃光を被写体に
照射し、該照射による反射光をストロボ装置の受
光センサにて受光して光電流に変換し、該電流の
積分量が所定値に達すると、前記閃光放電管の閃
光を停止せしめるという光電式オートストロボで
あつた。 係る光電式オートストロボを超音波自動焦点シ
ステムを備えたカメラにそのまま適用しても、格
別の支障はない。しかし、ストロボ装置の光量は
周知の如くガイドナンバ（G.N）で定義されてお
り、即ち G.N＝被写体距離（ｍ）×カメラの絞り値
（Ｆ）で表わされており、従つて、予め被写体距
離が知られておれば、その距離に応じて調光を行
い得るわけで、殊更に受光センサを備えた光電式
調光に限定される必要はない。 本発明は上記如くの点を考慮してなしたもので
超音波式自動焦点カメラとストロボ装置とを合併
し、かつ超音波信号によつて得られた測距量即ち
被写体距離を利用することによつて容易に調光が
行えて該カメラの超音波装置の利用率が向上し、
受光センサが省略できるという経済上の利益が生
じたフラツシユカメラを提供するものである。さ
らに係る装置を採用することによつて以下の如く
の新たな利点が生ずるものである。 即ち、光電式調光にて背景が暗黒な主被写体に
対し閃光撮影を行うと、平均測光であるために主
被写体よりの反射光のみしか積分されないので露
光オーバとなつてしまうが、超音波式調光では被
写体距離に対応した光量のみが発せられるのでそ
のようなことはない。 また、逆光下にある主被写体に対しての光電式
調光では主被写体よりの反射光とは無関係に太陽
光が積分されてしまつて露光アンダーとなるが、
超音波式調光ではやはり被写体距離に対応した光
のみが発せられるので、そのような問題は生じな
い。前述のような超音波式の自動焦点カメラの測
距量を利用する調光方式の利点が明らかにされた
ので、つぎに本発明の理論づけをする。 第１図は、電子閃光装置よりの閃光波形をモデ
ル化したものである。簡略のために閃光時間＝
1000μsec、G.N＝10、カメラのＦ値＝２とする
と、調光範囲は、 Ｇ．Ｎ／Ｆ＝１０／２＝５ｍ となる。 一方、被写体距離に対応した必要光量は距離の
二乗倍で比例するので、第１図において全光量を Ｋ∫^{１０００（}〓^ｓｅｃ） _０Qdt＝10ユニツト とすると、１，２，３，４および５ｍの被写体を
考えると必要光量はそれぞれ0.4，1.6，3.6，6.4
および10ユニツトとなる。この時のガイドナンバ
ーは、それぞれ２，４，６，８および10となるこ
とはいうまでもなく、また、上記の如くの光量が
得られるまでの閃光時間は、上記式から逆算する
と、それぞれ、200，400，600，800および1000μ
secとなり閃光時間と被写体距離は１対１の対応
があると結論づけられる。 この関係を表１に示す。

【表】 故に被写体距離が１ｍの時は200μsec後に、被
写体距離が２ｍの時は400μsec後というように第
１図下部の如き一定周期のパルス信号を閃光後発
生せしめて、該パルス数が超音波測距システムと
の関連で予め設けられた基準パルス数に達する
と、閃光を停止する如くにすれば調光が行えるこ
とになる。 上述の如き周期での調光特性が第２図である。
同図より１ｍ付近での特性を観察すると、１ｍで
F2，１ｍを僅かに超えるF4を２段の増大、即
ち、１ｍを僅かに超えた時にはF4で適正な露光
量となる光が発生していることになり、以下距離
が増すほど設定Ｆ値に漸近しているが、このまま
では近距離ほど露光オーバとなり写真にならな
い。この原因はパルスとパルスとの間では調光作
用を行ない得ないからで、被写体距離が１ｍを超
えると２ｍ相当の光が放射される所以である。 したがつて調光精度を向上させるためにはパル
ス周期を短縮即ち周波数（以下調光周波数）を増
せばよいことがわかる。 第３図は、５cmの精度で５ｍまで、すなわち５
cm毎に調光を行なつた場合の調光特性を示したも
ので、その調光に必要なパルス数は ５００cm／５cm＝100パルス となることはいうまでもなく調光周波数は １００パルス／０．００１ｓｅｃ＝100KHzである。 同図より調光許容限度とされる半絞りオーバと
なる距離は25cmであるが、この距離は通常超音波
自動焦点システムが測距可能とされる限界なので
妥当といえる。勿論、調光周波数を増せば更に調
光精度が好転することはいうまでもない。 尚、同一Ｆ値でG.Nの大なる他の閃光装置を使
用した場合であつても、光量の増加率が第１図の
ものと同じであれば調光範囲が広がるだけで調光
周波数は変える必要がないが、逆に同じG.Nで増
加率が大、かつ閃光時間の短いものほど、調光範
囲は不変であるが、調光周波数を増大させる必要
がある。 以上は閃光波形が第１図の如きモデルについて
調光の根拠を説明したが、実際の閃光波形は第４
図の如くになる。 その波形を第５図の如き三角波で近似して、上
述の手段を適用すると、三角波の頂点に至るまで
は調光特性を適正なものとできるが、頂点を越え
ると閃光放電管からの光は減少し始めるので、そ
れ以降をも同一周期で調光していたのでは露光ア
ンダーとなつてしまう。なぜなら上述の理論は、
第１図に示した閃光波形の如くの時間と共に一定
割合で光量が増大するものという仮定に根拠をお
いていたからである。この対策としては、頂点を
越えると時間の関数として調光周波数を減じてゆ
けば良いと考えられる。 以下、第５図にもとづいて本発明で用いる実際
上の方策を述べる。第５図においても第１図〜第
３図と同様の条件、即ちG.N＝10、Ｆ＝２、調光
範囲５ｍ、調光精度５cm、閃光時間1000μsecと
する。同図より被写体距離に対応する光量が得ら
れるまでの時間を計算し、その結果を表２に示
す。

【表】

【表】 同表より三角波の頂点である250μsecもしくは
2.5ｍまでの光量は、時間もしくは距離の二乗に
応じて増大しており、この部分は第１図に基づく
説明と同様であつて、 ２５０cm／５cm÷250μsec＝200KHz の一定調光周波数で調光が行える。2.5ｍを越え
ると、所定光量に達するまでの時間が長くなつて
おり、もはや一定周期の調光周波数では調光が行
えず、閃光時間と被写体距離の１対１の関係がく
ずれる。 そこで、2.5ｍ以降は光量の減少に対応づけて
調光周波数を減じてゆけばよいことになる。2.5
ｍから３ｍへの調光に必要なパルス数は ５０cm／５cm＝100パルス 閃光時間は 307.2μsec−250μsec＝57.2μsec であるので、その間の平均周波数は １０／５７．２μｓｅｃ＝175KHz 以下同様に３ｍ以降の関係は、表２の最右項お
よび第６図に示す。実際には2.5ｍと３ｍの間に
おいて2.55，2.60，……2.95ｍの調光を行わなく
てはならないので、その間に連続的に周波数を減
少させるものである。 上述の如き理論にもとづいた本発明の具体的な
実施例のフラツシユカメラが第７図であり、その
構成は回路にエネルギーを供給する電源Ａ、シヤ
ツタボタンと連動したスイツチ部Ｂ、エネルギー
の供給を制御する電源制御回路Ｃ、リセツトを含
む始動回路Ｄ、超音波を発する超音波回路Ｅ、超
音波を受信する受信回路Ｆ、被写体距離に対応し
たパルスを供給する測距発振部Ｇ、前記パルス数
を記憶し調光発振部よりのパルスにて記憶を消去
するカウンタＨ、前記カウンタの記憶を処理する
測距情報処理回路Ｉ、該回路よりの信号にて制御
されるレンズを含むレンズ駆動制御回路Ｊ、該回
路よりの信号で制御されるシヤツタを含むシヤツ
タ制御回路Ｋおよび閃光波形に対応したパルスを
発生する可変周波数変換器すなわちＶ―Ｆコンバ
ータを含む電子閃光装置Ｌより成る。 前記電子閃光装置Ｌは、主放電コンデンサにエ
ネルギーを供給する充電回路Ｍ、主放電コンデン
サＮ、前記主放電コンデンサのエネルギーを消費
して閃光発光する閃光放電管Ｏ、前記シヤツタ制
御回路Ｋよりの信号にて前記閃光放電管Ｏの閃光
を開始せしめるトリガー回路Ｐ、前記閃光放電管
Ｏへの通電もしくはそれの閃光を検知して電圧発
生回路への電源を供給する電源回路Ｑ、閃光波形
に対応した電圧を発生する電圧発生回路Ｒ、前記
回路Ｒよりの電圧に対応した周波数のパルスを発
生する調光発振部Ｓ、前記カウンタＨよりの信号
にて動作し主放電コンデンサのエネルギーをバイ
パスする調光部Ｔよりなる。 その動作を説明すると、まず図示しないシヤツ
タボタンの押し込みによりスイツチ部Ｂの自己復
帰習性を有した接片１は、端子２から端子３に切
替わり、電源Ａよりの電流は抵抗４を通じて電源
制御回路Ｃのトランジスタ５のベースに供給され
結果としてトランジスタ６が導通し、電源Ａより
のエネルギーは端子７を通じて必要な箇所に供給
される。 該動作と同時に始動回路ＤのRE端子よりカウ
ンタＨの他のREと記した端子にリセツト信号が
供給され、この供給は抵抗８、コンデンサ９の時
定数に応じた時間後にトランジスタ１０が導通す
るまで継続する。トランジスタ１０が導通する
と、超音波回路Ｅのインバータ１１の出力は低
（以下Ｌ）レベルの電圧から高（以下Ｈ）レベル
の電圧となり、ワンシヨツトマルチバイブレータ
１２（例えば市販に供されているRCA社の
CD4098）のトリガー信号として供給され、該バ
イブレータは抵抗１３、コンデンサ１４で決定さ
れる時間長のＨレベルのパルスを発生する。該パ
ルスの発生している間発振器１５が発振し、Ｄフ
リツプフロツプ（以下D.F.F）１６（例えばRCA
社のCD4013）のクロツク端子Ｃに入力され、ト
ランスジユーサ１７は1/2に分周された周波数の
超音波を被写体１８に向けて発する。前記バイブ
レータのＨレベルのパルスは、測距発振部Ｇの
D.F.F１９のクロツク端子Ｃにも入力され、D.F.
F１９のＱ出力はＨレベルとなり、測距発振器２
０は発振を開始し、そのパルスはインバータ２１
を通じてカウンタＨ（例えばCD40192）のUP端
子に供給される。前記パルスは、該カウンタＨに
て計数され距離情報として記憶される。 なお、パルスの発振周波数は音速、レンズ焦点
および調光精度との関連で決定づけられるもの
で、第３図の如き５cmの精度を与えるものとし、
音速を340ｍ／ｓとすると、周波数は、 ＝１÷（５cm／３４０ｍ／ｓ）＝6.8KHz で与えられ、10パルスのカウントで50cm、100パ
ルスのカウントで５ｍの距離情報が得られること
になる。 前記超音波が発せられ、被写体１８で反射され
た反射波が、受信回路Ｆのトランスジユーサ２２
で受信されると、フイルタ２３、増幅器２４を介
してD.F.F２５のクロツクとして入力され、Ｑ出
力にＨレベルの信号が発生する。また受信回路Ｆ
は図示の構成のみに限定されるものではない。前
記Ｈレベルの信号は、測距発振部ＧのOR回路２
６を通じ、D.F.F１９をリセツトする。 誤動作によつてD.F.F１９は発振を停止せられ
て、超音波の発振直後から受信までの間に発生し
たパルス数が、カウンタＨに記憶されることにな
る。このカウンタＨの記憶量はBCD若しくはバ
イナリーとしてカウンタＨの出力端Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄより出力され、測距情報処理回路Ｉで処理され
る。前記超音波の受信に関連したD.F.F２５より
の出力は、前記回路Ｉに働きかけ該回路Ｉは、レ
ンズ駆動回路Ｊを動作せしめ、レンズ合焦をせし
めその後、シヤツタ制御回路Ｋを動作させシヤツ
タを開閉させる。測距情報処理回路Ｉ、レンズ駆
動回路Ｊ、シヤツタ制御回路Ｋに関する具体例は
本発明の目的から離れるので詳述はしない。 前記シヤツタが開口した時点で、電子閃光装置
Ｌのトリガー回路Ｐに信号が送られると、予め充
電回路Ｍにて充電されていた主放電コンデンサＮ
のエネルギーは、インダクタ２７を介して閃光放
電管にて消費され閃光を開始する。同時に該閃光
の開始を検知し、電源を供給する電源回路Ｑが作
動し、電圧発生回路Ｒに電源を供給する。この回
路に電源が供給されると、トランジスタ２９が導
通し、回路Ｒの抵抗２８にはトランジスタ２９を
介して前記電源回路Ｑより供給される電圧にほぼ
等しい電圧が供給される。この電圧はトランジス
タ２９が遮断するまで抵抗２８に印加される。そ
して、抵抗３０を介してコンデンサ３１が充電さ
れ、所定の時間経過後トランジスタ２９が遮断さ
れる。すなわち、抵抗３０、コンデンサ３１によ
つて決定される時間後にトランジスタ２９が遮断
するまで一定の電圧が抵抗２８に継続して供給さ
れる。トランジスタ２９が遮断されると、今度は
コンデンサ３２の充電が始まり、抵抗２８の両端
の電圧は次第に低下する。抵抗２８の過度電圧波
形は第８図の如くになる。すなわち、トランジス
タ２９の遮断時間t₁を発光波形のピーク時期と一
致させておくと、t₁までは抵抗２８の電圧は一定
の電圧となり、t₁以後は発光波形の減少と類似し
て下降することになる。 こうして得られた抵抗２８の電圧は調光発振部
ＳのＶ―Ｆコンバータ３３（例えばSignetics社
製の566）の基準入力端子に加えられる。この入
力に応じてＶ―Ｆコンバータ３３はt₁までは一定
周波数の発振を行い、t₁以後は時間とともに周波
数の低減していく発振を行う。すなわち３３は一
定周波分と時間低減周波成分とを有する発振をな
し、その発振パルスはインバータ３４を通じて調
光パルスとしてカウンタＨのDown端子に入力さ
れ、前記の如く予め記憶されていた距離情報を順
次消去していく。こうして、３３からは第６図の
如き発振を行うことになる。 そして、カウンタの内容が零になるとBorrow
端子より出力がなされ、該出力は調光部Ｔのパル
ス発生回路３５例えばワンシヨツトマルチバイブ
レータ等にパルスを発生せしめ、該パルスはサイ
リスタ３６のゲートに与えられる。サイリスタ３
６はオンとなり主放電コンデンサの余分のエネル
ギーをバイパスし、被写体距離に対応した調光が
得られることになる。 以上の説明は超音波による測距量を調光に応用
した一実施例であるが、本発明方式の調光方式を
シリースにした場合であつても、また超音波の送
受のトランスジユーサを一つにした場合でも超音
波発振器、測距発振器および調光発振部を一つに
することも容易に実現が可能である。 以上述べたように、本発明は測距部の出力信号
によりレンズの制御を行なうと同時に自動調光電
子閃光装置の調光動作をも制御するフラツシユカ
メラを提供するものであり、従来の受光センサを
使用する光電式の自動調光電子閃光装置を有する
フラツシユカメラに比して、受光センサを省略で
きると共に被写体の状態に影響されないかつ正確
な優れた調光特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子閃光装置の閃光波形をモデル化し
た図、第２図、第３図は電子閃光装置において
夫々１ｍ毎、５cm毎に調光を行なつた場合の調光
特性を示す図、第４図は電子閃光装置の実際の閃
光波形図、第５図は第４図に示した閃光波形の近
似値波形図、第６図は本発明による調光周波数の
一例の特性図、第７図は本発明によるフラツシユ
カメラの一実施例の電気回路図、第８図は抵抗２
８の過渡電圧波形図である。 Ａ…電源、Ｂ…スイツチ部、Ｃ…電源制御回
路、Ｄ…始動回路、Ｅ…超音波回路、Ｆ…受信回
路、Ｇ…測距発振部、Ｈ…カウンタ、Ｉ…測距情
報処理回路、Ｊ…レンズ駆動制御回路、Ｋ…シヤ
ツタ制御回路、Ｌ…電子閃光装置、Ｍ…充電回
路、Ｎ…主放電コンデンサ、Ｏ…閃光放電管、Ｐ
…トリガー回路、Ｑ…電源回路、Ｒ…電圧発生回
路、Ｓ…調光発振部、Ｔ…調光部、２０…測距発
振器、３３…Ｖ―Ｆコンバータ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電源供給回路と前記電源供給回路よりのエネ
   ルギーにて超音波を発生し、前記超音波にて被写
   体迄の距離を測定し、この測距量に対応して撮影
   レンズが自動的に合焦せられる自動焦点システム
   と、閃光放電管からの発光を自動的に制御できる
   調光回路を有した自動調光電子閃光装置とを備え
   たフラツシユカメラに於いて、前記自動焦点シス
   テムによつて得られる被写体までの距離に対応し
   た時間信号である前記測距量によつて決定される
   期間定周波数のパルス発振動作を行ない前記距離
   をデジタル化する発振器と、前記電子閃光装置の
   発光と同期して動作し、発光の光度がピークに達
   する時刻迄は所定の値を有する電圧を発生し、ピ
   ーク以降は時間と共に低減する値を有し前記発光
   による時間光度特性に対応した電圧を発生する電
   圧発生回路および前記電圧発生回路の発生する電
   圧のレベルによつて発振周波数の変化するパルス
   信号を出力するＶ―Ｆコンバータとからなり、前
   記発光の特性をデジタル化する手段と、前記発振
   器よりのパルス信号を計数して記憶し、前記Ｖ―
   Ｆコンバータよりのパルス信号にて前記記憶を消
   去していくカウンターとから構成され、前記カウ
   ンターの出力を前記調光回路に出力することによ
   り前記閃光放電管の発光動作を制御する調光制御
   装置を備えたことを特徴とするフラツシユカメ
   ラ。