JPS62273419A - 測光装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は測光装置に関し、特に、例えば静止画記録装置
またはカメラ用の絞り値、露出秒時等を決定するための
被写体輝度の測定に適用することができる測光装置に関
するものである。

さらに本発明は、特に輝度（光量）情報に含まれる雑音
を除去することができる測光、装置に関するものである
。

さらにまた本発明は単なる輝度計にも応用可能な■り光
装置に関するものである。

［従来の技術］ （従来例１） この種の測光装置においては、被測定光を電気信号に変
換した後、ＣＲ、ＬＣ等によるローパスフィルタ（Ｌｏ
ｗ　ｐａｓｓ　ｆｉｌｔｅｒ）により輝度情報信号の高
周波成分をノイズ（ＮＯＩＳＥ）とみなして除去する。

（従来例２） また、被測定光を標本化した後に、過去に標本化したデ
ータ（ｄａｔａ）との平均値を採用する。

（ｎ；１＝Ｎ−１） （但し　ｎ＜Ｎ−１のときはＳｕｍｍａ口ｏｎの初項の
ｍがφとなるように項数Ｎをかえる） （従来例３） 被測定光を標本化した後、過去に平均化したデータとの
平均値を採用する。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来例１においては、コスト的に不利な
ＬをさけてＣＲを用いることが多いが、例えば１００ま
たは＋２ＯＬのノイズを除去するようなフィルタを構成
しようとする場合、大ぎな時定数が必要になり、そのた
め高抵抗値の抵抗（信頼性小）または大容量のコンデン
サ（コスト高、形状大）あるいはその両方を用いなけれ
ばならない。

また、このこと（高抵抗、大容量）は回路のｉＪ、積比
も困難にする。

ざらに同一の機構で高速に変化する輝度情報（例えばス
トロボ光）を読み取りたい時には、時定数を切り換える
ために専用のスイッチ（機械的なものまたは半導体によ
るアナログスイッチ）を設けなければならない。

また、従来例２においては、１００または＋２０）１２
のノイズを除去するために、Ｎ回標本化するに要する時
間に対して、１００またはｌ　２０　Ｉｆ　ｚの周期（
１０ｍ５ｅｃ／８．：１ｍ５ｅｃ）が無視できる稈長時
間にわたって被測定光を標本化しなければならない。

さらに従来例３においては、測光の初期を除けば、１０
０　またはｌ　２０　Ｉｔ　ｚのノイズに対して平均化
の時間を考慮する必要はないが、パルス性のノイズ等に
より、１回でも極端な高い値が標本化され平均化されて
しまうと、その後平均化されたデータがもとの（パルス
性データのない）レヘルに戻るのに長時間がかかるとい
う問題かあった。

そこで本発明は、ノイズを効率的に除去することができ
、従来例１のような大時定数を得るための高抵抗、大容
量コンデンサが不要で、かつ高速応答の必要な時の切換
手段か簡単であり、また従来例２のように１回の平均化
されたデータを得るための測光時間が長くなることもな
く、さらに従来例３のように単発のパルス性ノイズの影
響を受けにくい測光装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ そのために本発明は、被測定光を受光する充電変換手段
と、変換手段が受光する被測定光における互いに異なっ
た少なくとも２つの光量変化の周期の中間の値に対応す
る時間間隔で変換手段からの信号を標本化する標本化手
段と、標本化手段からの整数個の標本値を平均化する平
均化手段とを具える。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例を示す。１は被測定光を光電変
換するための受光素子、２は受光素子１の出力信号を対
数圧縮するためのログアンプ、３はログアンプ２の出力
信号から高周波成分を除去するローパスフィルタ（以降
ＬＰＦと記す）、４はＬＰＦ３の出力信号をｃｐｕｓの
制御信号６により、アナログデジタル変換してＣＰＵ５
へ入力するアナログデジタル変換器（以降へ〇Ｃと記す
）である。ＣＩ’Ｕ５は、八〇Ｃ４の動作の制御をし、
八〇Ｃ４からの出力デジタル信号とその他のスイッチ（
図示せず）やインタフェース等（図示せず）からの信号
を用いて、輝度値の表示（表示器図示せず）をし、輝度
値およびその他の入力を用いて適正露光のための絞り値
や露出秒時価等の演算をし、演算した絞り値。

露°出秒時値の表示（表示器図示せず）をし、演算した
絞り値、露出秒時値による露出シーケンスの制御（アク
チュエータ、インタフェース図示せず）を行う６ 次に上記実施例の動作について説明する。

受光素子！により被測定光を電気信号に変換した後、ダ
イナミックレンジの圧縮のためのログアンプ２で対数圧
縮する（対数圧縮を施された時の波形の例が第２図ａ）
。さらに、ＬＰＦ３によって、この信号の高周波成分を
除去してＡＤＣ４に入力する（この時の波形が第２図ｂ
）。なお、ＬＰＦ３の時定数はＡＤＣ４が１回のＡＤ変
換をするのに必要な時間の間、信号を保持するようにＡ
ＤＣ４のＡＤ変換時間より大である必要がある（　ＬＰ
Ｆ３の時定数が、輝度値平均化時間より小でよいことは
明白である）。

なお、第２図ａ、ｂ、ｃ、ｄに示す信号の波形は商用交
流電源で点灯された蛍光灯下における被写体からの反射
光によるものである。従って、その周期は一般に１００
１１ｚまたはｌ　２０　ｔｌ　ｚである。

第２図Ｃにおいては、５０　Ｉｆ　ｚの商用電源によっ
て点灯されている蛍光灯光の輝度変化を示す信号を１．
１２５ｍ５ｅｃ（４，５ｍ５ｅｃ／４）毎に標本化した
場合の例を示し、第２図ｄにおいては、８０　ｔｌ　ｚ
の商用電源によって点灯されている蛍光灯光の輝度変化
を示す信号を同じ＜　１．１２５ｍ５ｅｃ毎に標本化し
た場合の例を示したものである（グラフの下のＳａｍｐ
ｌｅにおいて示す数字は蛍光灯光の輝度変化を示す信号
を標本化した値、さらにその下のａＶｅＰΦｇｅにおい
て示す数字は標本化した値を８ケ毎に平均化した（小数
部切捨て）である）。

理論上、輝度変化の周期に等しい時間の間輝度信号を積
分し、平均化すれば、一定の周期をもつ蛍光灯のような
光源の輝度変化は完全にキャンセルできる・。しかし、
前にも述べた如く蛍光灯の電源周波数は一般的に５０Ｈ
ｚと６０Ｈｚの２種類が存在する。従って、この２　！
ｍ類の周期をもつ蛍光灯光源の輝度変化を共に完全にキ
ャンセルするためには、平均化のための積分時間を光源
の輝度変化の周波数に応じて変更しなければならないが
、第２図ｃ、ｄに示すように、５０　ＩＩ　ｚの電源お
よび６０Ｈｚの電源によって点灯される蛍光灯の輝度変
化の周期、すなわち１０ｍ５ｅｃおよび８．：１ｍ５ｅ
ｃの中間の周期毎に、すなわち９ＩＩ！ＳｅＣ＠に蛍光
灯光の輝度変化を示す信号を平均化することにより、実
質的には双方の電源による蛍光灯光の輝度変化をどちら
もほとんどキャンセルすることができる。

この例では、ｌ０ｍ５ｅｃと８．３ｍ５ｅｃの中間の９
ｍ５ｅ’ｃ毎に蛍光灯光の輝度変化を示す信号を平均化
しているが、輝度変化の周期性からこの半分の５　ｍ５
ｅｃと４．１７ｍ５ｅｃとの中間の約４．５ｍ５ｅｃで
あっても、同様の効果が得られることはあきらかであり
、ざらに約４．５ｍ５ｅｃ（実際には５　ｍ５ｅｃと４
．１７ｍ５ｅｃの間の値であれば可）の整数倍の時間毎
に蛍光灯光の輝度変化を示す信号を平均化することによ
りざらに大きな効果が得られる。

ついで本実施例における（：ＰＬ１５の動作例を第３図
、第４図、第５図および第６図に基づいて説明する。な
お、 （１１八〇Ｃ４の動作そのもの（標本化および量子化）
は公知であるのでサブルーチンとしてこれを略記する。

（２１八〇（：４の動作および平均化のための演算以外
（例　演算結果の表示、外部スイッチの読み込み等）は
゛その他の処理”、あるいは°何らかの処理”等として
示し、詳細説明は省略する。

（第３図に示すフローチャートの解読）この例はＬＰＦ
３からの信号の平均化の間隔はシステムで可能な限りの
スピードで行う。

このフローで必要なｃｐｕｓの内部でのハードウェアは
、 ・タイマ（標本化間隔（周期）設定用）、・平均化デー
タ作成のためのメモリ（ＲＡＭ）、・平均化データ作成
のためのバッファメモリ（ＲＡＭ）、 ・標本化回数カウント用レジスタまたはメモリ である。平均化のための標本化処理中（このフローチャ
ートにおいてはＬｏｏｐＡおよびＬｏｏｐＢ　）にレリ
ーズ要求があった時に最新の平均化データ（このフロー
チャートにおいては平均化データ）を利用してただちに
記録の処理をすることがなければ、ここで言う平均化デ
ータのメモリと平均化データ作成のためのバッファメモ
リは共用可能である。

ついでフローについて説明する。

パワーオンクリア後、まずステップ５１でシステムを初
期化し、Ｌ　Ｐ　Ｆ　３　ｈ）らの信号と、標本化、量
子化し、平均化する処理フローに至る。ついでステップ
Ｓ２で標本化回数カウンタをリセットし、ステップＳ３
で平均化データ作成のためのバッファメモリをクリアし
、ステップＳ４で標本化間隔設定用タイマをリセットス
タートし、ステップＳ５でＬ　Ｐ　Ｆ　３　ｈ）らの（
３号をＡＤ変換する。

ついでステップＳ６において、平均化データバッファに
八り変換の結果を加算し、ステップｓ７で標本化回数カ
ウンタを１インクリメントし、ステップＳ８で標本化回
数カウンタが規定値（例えば８）に達したかを判断する
。達していればステップｓ９で平均化データメモリに（
平均化データバッファの内容（積算値）／標本化回数）
の演算結果を格納し、ステップ５１０でその演算結果の
表示等の処理をしてから、平均化開始の処理フローの前
に戻る（　ＬｏｏｐＣ）。

ステップＳ８で標本化回数カウンタが設定値に達してい
なければステップ５１１にすすみ、そこでタイマフラグ
（このタイマフラグは、標本化間隔設定用タイマにより
一定時間間隔でセットされる）がセットされているかを
判断する。

セットされていなければ（０）、ステップ５１２で他の
処理を行い、ステップＳｌｌに戻る（　ＬｏｏｐＡ）　
、ステップ５１１でタイマフラグがセットされていれば
（１）、ステップｓ１３でタイマフラグをリセットして
からステップｓ５に戻る（　ＬｏｏｐＢ　）。

なお、ＬｏｏｐＡでは、標本化のタイミングかどうかを
、標本化間隔設定用タイマにより一定時間間隔でセット
されるタイマフラグによって判断し、これによって、Ａ
Ｄ変換の処理をしないですむ時間に他の処理を実行して
いる。従って標本化間隔を（はぼ）一定にするためには
、標本化間隔に比較して充分短い間隔でタイマフラグを
見なければならず、ここで言う他の処理としては標本化
間隔に比較して充分短い処理時間のものが該当する。

また、ＬｏｏｐＣのサイクルタイムは、このＬｏｏｐの
中に含まれる表示等の処理のため、一定しないことがあ
る。

（第４図、第５図および第６図のフローチャートの解読
） これらは第３図のＬｏｏｐＡ内でのその他の処理の実行
時間の制限およびＬｏｏｐ［：に含まれる処理によって
ＬｏｏｐＣのサイクルタイムが一定しない点を改善する
ためのフローである。また、基本的には、タイマによる
割込みを用いて正確に一定間隔で標本化および測光を行
うようにしている点以外は第３図と同じフローである。

ただし、第３図に比較して、平均化処理の完了検出のた
めのレジスタが必要な点が異なる（フロー中では平均化
完了フラグとして表現しているが、標本化回数カウンタ
を規定値と比較することでも検出可能）。

まず、第４図に示すように、パワーオンクリア後、ステ
ップ５４１でシステムを初期化し、ステップ５４２で測
光間隔（すなわち、平均化処理終了までの一連の処理を
単位とする間隔）設定用タイマをリセットスタートさせ
る。ここでｉｆ！ＩＩ光間隔設定間隔設定用タイマ光間
隔を一定にするために一定時間間隔で割込要求を出力す
るものである。

ついでステップ５４３で測光間隔設定用タイマの割込を
許可し、該割込処理終了後、ステップ５４４で何らかの
処理を行う。

第５図は測光間隔設定用タイマの割込処理フローを示す
。

まず、ステップ５５１で平均化完了フラグをクリアし、
ステップ５５２で標本化回数カウンタをクリアし、ステ
ップ５５３で平均化データバッフ７メモリをクリアし、
ステップ５５４で標本化開始間隔設定用タイマ（一定時
間間隔で割込要求を出力するタイマ）をリセットスター
トさせる。

ついでステップＳ’５５で標本化開始間隔設定用タイマ
の割込を許可し、該割込処理終了後、ステップ５５６で
何らかの処理をし、ステップ５５７で平均化完了フラグ
がセットされているかを判断する。

セットされていなければ（Ｏ）、ステップ５５６に戻り
、セットされていれば（１）、ステップ５５８で標本化
開始間隔設定用タイマの割込を禁止し、割込処理から復
帰する。

第６図は標本化開始間隔設定用タイマの割込処理フロー
を示す。

まず、ステップ５６１でＬＰＦ３からの信号をＡＤ変変
換、ステップＳ６２で平均化データバッファにへｎ変湊
の結果を加算し、ステップ５Ｂ３で標本化回数カウンタ
を１インクリメントし、ステップ５６４で標本化回数カ
ウンタが規定値かを判断する。規定値であれば、ステッ
プ５８５て平均化データメモリに、（平均化データバッ
ファの内容（積算値）／標本化回数）の演算結果を格納
し、ステップ５６６で平均化完了フラグをセットし、割
込処理から復帰する。また、ステップ５６４で規定値で
なければ割込処理から復帰する。

なお、第２図ｃ、ｄではＩ　ＯＯＩｔ　ｚおよびｌ　２
０　ＩＩ　ｚの信号の位相と標本化のタイミングが一致
した所から２周期のみ示したが、その続きを図を使わず
に計算してみる。

標本化周期は同様に１．１２５ｍ５ｅｃとなる。

ＡＶ（０）５０Ｈ！　＝　６　　（０，３，６，８，９
，９，８，６１ＡＶ（１）ｓｏＨｔ　　＝　５　　（３
，０，３，６，８，９，９，８）ＡＶ（２）ｓｏｎｇ　
　＝　５　　（５，２，０，４，７，９，９，９）ＡＶ
（３）Ｓｏｓｔ　　＝　５　　（８，５，２，１，４，
７，９，９）八ν（４）５゜Ｈ，＝＝５　　　（９，７
，Ｓ、１．１，４．７．９）ＡＶ（５）ｓｏｏｔ　　＝
　５　　（１０，９，７，４，１，１，５，７）ＡＶ（
６）ＳＯＨ−＝　５　　（９，９，９，７，４，１，２
，５）ＡＶ（７）ＳＯＨ−＝　６　　（８，９，９，９
，７，４，０，２）八Ｖ（８）ｓｏｎ、　　＝　　６　
　　（５，８，９，９，８，６，３，０）ＡＶ（９）Ｓ
ＱＨ−＝　６　　（：ｌ、８，８，９，９，８，６．３
）（ＡＶ（１０）５０Ｍ−＝　６　　（０，３，６，８
，９，９，８，６））この計算からも、ｐｅａｋ　ｔｏ
　ｐｅａｋで１ｏｕｎｉｔあったリップルが１．１２５
ｍ５ｅｃ毎の標本化による８ケの標本値の平均値でｌ／
ｌＯに抑圧されたことがわかる。

この数値は、現在の低電圧で利用可能な八〇Ｃにおいて
充分対応可能な速さであり、実用的な値といえる。さら
に高速にすることはもちろん可能である。ちなみに、標
本化周期０．５ｍ５ｅｃ　、標本数３２ケで平均化した
５０Ｈｚの信号の珪度ソップルの最初の数項を示すと、
５．５．６，５．６．５　となり、リップル値だけみる
と本実施例と差のないことがわかる。このことからもこ
の実施例のリップル除去効率のよいことがわかる。

（他の実施例） （１）へ〇変換器は逐次比較型でも二重積分型でもよい
。その他一般にアナログデジタル変換器であれば何でも
よい（但し入力端にラッチ回路は不要）。

＋２）　ＡＤ（：のコントローラは上記実施例ではＣＰ
Ｏを利用しているが、ハードロジックでもよい。

（：Ｉ）　ＡＤＣのコントローラとしてのＣＰＵは上記
実施例では他の処理（表示、演算０秒時制御等）にも利
用しているが専用でももちろんよい。

（４）　ＡＤＣのコントローラとしてのＣＰＵが上記実
施例のように他の処理と兼用である時には、標本化と標
本化の間に他の処理（例えば電池電圧の測定９判定、モ
ートの人力等）を実行することは、ＣＰＵの処理速度向
上につながる。

（５）上記実施例は原理的に５５　、５　ＩＩ　ｚおよ
びその高調波のみのノツチフィルタに相当する。このフ
ィルタをスイッチにより０Ｎ１０ＦＦできるようにする
ことはもちろんであるが、この０Ｎ１０ＦＦを他の操作
（例　電子静止画記録装着や、ビデオカメラのような色
温度補正のための回路をもっているものにおいては、色
温度の切換スイッチ）と連動させることもできる。

また、人の操作による連動ではなく、蛍光灯であること
を（色温度や光の波長のスペクトルの検出または輝度値
の変化そのものの測定によって）検出し、（５）項で述
べたスイッチを自動的に０Ｎ１０ＦＦすることもできる
。

以上のように、　。

（１）簡単な回路によって、処理信号中から、実際上、
大きな輝度リップルの存在する＋１０）１ｚ近傍のノイ
ズを除去できるため、コストのかかるハードウェアの負
担が少なくかつ実用的な測光装置が構成できる。

（２）メカニカルスイッチや半導体アナログスイッチを
使用しないから、これらのスイッチを使用した場合のよ
うにノイズ、スイッチ部の抵抗分、電気的に非線形要素
等による問題が発生しない。

（３）標本化数が高々８ケでも効果があるので、より効
果を犬にする場合でもせいぜい５０回程度の標本化でよ
く、標本化数分食てを加えて標本化数で除するだけなの
で、メモリの数も処理ステップ数も少なくてすむ。

（４）平均化のための標本化数を２”（ｍ：正整数）と
することにより、一般のＣＰｕを用いて演算（平均化）
するときには平均化の処理が容易である。

（５）平均化のための標本化数を１３．１６．３２回と
し、平均化のための標本化の総時間をほぼ９．１８ｍ５
ｅｃとすることによって現在標準的に入手できるＡＤＣ
およびＣＰＵの速度に特別の要求をしなくてすみ、かつ
平均化のために時間がかかつすぎることがない。

（６）標本化の前の信号系のＬＰＦの時定数が小さくて
すむので、そのＩＣ化も容易である。

なお、本発明によれば下記装置を提供することができる
。

１、被測定光を光電変換し、該光電変換によって得られ
た信号から、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のデータを総時
間はぼ；、５ｍ５ｅｃまたはその整数倍にして標本化し
、得られたデータを平均化することを特徴とする測光装
置。

２　前記（ｃｓ号を標本化した後、量子化してから平均
化することを特徴とする１項の測光装置。

３　前記信号を標本化する前に、標本化するために要す
る時間より犬で、かつ平均化するための（Ｎ個のデータ
を標本化する）時間より小なる時定数を持ったローパス
フィルタを通すことを特徴とする１、２項の測光装置。

４．４−１　１項の平均化のための標本の数Ｎを２”（
ｍ　正整数）とすることを特徴とする１、２゜３項の測
光装置。

４−２４−１項のｍを：ｌ、４．５とすることを特徴と
する１、２．３項の測光装置（すなわち、１項の平均化
のための標本の数Ｎを８．１８．３２とする）。

４−３１項の平均化のための標本の数Ｎを８以上５０以
下の範囲とすることを特徴とする１、２．３項の測光装
置。

５　１項の平均化のためにＮ個の標本化をする総時間（
標本化間隔（時間）　ｘ　（Ｎ−１））をほぼ９ｍ５ｅ
ｃ　、　１８ｍ５ｅｃとすることを特徴とする１、２．
３項の測光装置。

６６−１静止画記録装置内に（または接続して）設けら
れ、平均化のためのＮ回の標本化を実行中にレリーズ（
記録）要求信号があった時に、最新の平均化されたデー
タを測光値として、撮影（記録）等に利用することを特
徴とする１〜５項の測光装置。

６−２静止画記録装置内に（または接続して）設けられ
、平均化のためのＮ回の標本化を実行中にレリーズ（記
録）要求信号があった時にＮ回までの標本化を中断し、
レリーズ要求信号があった時点までのデータの平均値を
測光値として、撮影（記録）等に利用することを特徴と
する１〜５項の測光装置。

６−３静止画記録装置内に（または接続して）設けられ
、平均化のためのＮ回の標本化を実行中にレリーズ（記
録）要求信号があった時にレリーズ（記録）要求信号を
Ｎ回の標本化を終了するまで保留し、Ｎ回の標本化およ
び平均化を実行した後にその結果を測光値として撮影（
記録）等に利用することを特徴とする１〜５項の測光装
置。

６−１１静止画記録装置内に（または接続して）設けら
れ、平均化のためのＮ回の標本化を実行中にレリーズ（
記録）要求信号があった時に、標本化が（１）　　Ｌ回
（ＬＡＮであって、しは一定の正整数）以上終了してい
た時には、し回までのデータの平均値を、また（２）Ｌ
回まで終了していなかった時には、それ以前の最新の平
均化されたデータを、各々測光値としてｌｌ′ｉｉ影（
記録）等に利用することを特徴とする１〜５項の測光装
着。

６−５静止画記録装置内に（または接続して）設けられ
、平均化のためのＮ回の標本化を実行中にレリーズ（記
録）要求信号があった時に標本化が（１）Ｌ回（しくＮ
であって、しは一定の正整数）以上終了していた時には
、レリーズ（記り］）要求信号があった時点までのデー
タの平均値を、また（２）Ｌ回まで終了していなかった
時には、それ以前の最新の平均化されたデータを各々測
光値として撮影（記録）等に利用することを特徴とする
１〜５項の測光装置。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、ノイズに）最影さ
れることなく正確な１ｌｌｌｌ定僅の得られる測光装置
を提供することがでとる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例のブロック図、”４１２図ａ、
ｂ、ｃ、ｄは第１図の各部における信号の波形を示す図
、 第３図、第４図、第５図および第６図は本発明一実施例
における動作フローチャートである。 ３・・・ローパスフィルタ、 ４　・・・へ〇変）！！！　器、 ５・・・ａｔ”ｕ　。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被測定光を受光する光電変換手段と、 該変換手段が受光する被測定光における互いに異なった
   少なくとも２つの光量変化の周期の中間の値に対応する
   時間間隔で前記変換手段からの信号を標本化する標本化
   手段と、 該標本化手段からの整数個の標本値を平均化する平均化
   手段とを具えたことを特徴とする測光装置。 ２）前記標本化手段における標本化時間間隔は、前記少
   なくとも２つの光量変化の周期の中間の１／２または当
   該１／２の整数倍であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の測光装 置。 ３）前記平均化手段は、前記標本化手段によって得られ
   た標本値信号を平均化する前に量子化する手段を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の測光装置
   。