(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光を電気信号に変換するセンサ手段と、
上記センサ手段からの信号を積分する積分回路を有する第１の読み出し手段と、
上記第１の読み出し手段と並列に設けられた、上記センサ手段からの信号を対数圧縮した後、上記第１の読み出し手段を介さずに読み出す第２の読み出し手段と、
測光時間が制限されるような撮影の場合は、上記第１の読み出し手段により信号を読み出し、測光時間が制限されないような撮影の場合は、上記第２の読み出し手段により信号を読み出すように制御する制御手段と、
測光時間が制限されている場合に、上記センサ手段に印加されるバイアス電圧を変更するバイアス変更手段と、
上記バイアス変更手段によって電圧が変更された際は、電圧変更前の測光出力と同じになるように測光出力を補正する補正手段とを備えることを特徴とする測光センサ装置。
【請求項２】
上記センサ手段を複数備えると共に該センサ手段それぞれに対して上記第１の読み出し手段と上記第２の読み出し手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の測光センサ装置。
【請求項３】
センサ手段によって入力光を電気信号に変換するセンサ工程と、
上記センサ工程からの信号を積分して読み出す第１の読み出し工程と、
上記センサ工程からの信号を対数圧縮した後、上記第１の読み出し工程を介さずに読み出す第２の読み出し工程と、
測光時間が制限されるような撮影の場合は、上記第１の読み出し工程により信号を読み出し、測光時間が制限されないような撮影の場合は、上記第２の読み出し工程により信号を読み出すように制御する制御工程と、
測光時間が制限されている場合に、上記センサ手段に印加されるバイアス電圧を変更するバイアス変更工程と、
上記バイアス変更工程によって電圧が変更された際は、電圧変更前の測光出力と同じになるように測光出力を補正する補正工程とを備えることを特徴とする測光センサ装置の制御方法。
【請求項４】
請求項３に記載の測光センサ装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ等で用いられる測光センサ装置、測光センサ装置の制御方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関し、特にストロボ発光時の測光を行う場合に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は従来の測光センサ装置を示す構成図である。
図１１において、フォトダイオードからなるセンサセル（以下、単にセンサと言う）１のカソード側は所定の電圧ＶＲＥＦ１でバイアスされ、アノード側はオペアンプ３の反転端子に接続されている。このオペアンプ３とダイオード接続されたトランジスタからなる対数圧縮用のダイオード２とにより対数圧縮回路１０１を構成している。この測光センサ装置のセンサ部は、図１２に示すように６個のセンサＳ０〜Ｓ５に分割されているものとする。
【０００３】
これらの各センサの出力はデコーダ１２に加えられ、各制御信号ＡＥＩＮＴ、ＣＳＡＥ０〜ＣＳＡＥ３、ＲＥＳ等の制御信号により切り換えられ、その１つの出力がオペアンプ１３に加えられる。このオペアンプ１３とダイオード１４とスイッチ１５と電流源１６とにより、暗電流補償回路１０２が構成されている。この暗電流補償回路１０２の出力は、オペアンプ１７と抵抗１８〜２１とで構成され、反転増幅を行う増幅器１０３に入力される。
【０００４】
センサ１に流れる光電流をＩｐ、対数圧縮ダイオード２の逆方向飽和電流をＩｓとすると、センサ１の出力Ｖは、
Ｖ＝ｋＴ／ｑ｛ｌｎ（Ｉｐ／Ｉｓ）｝…（１）
但し、ｋはボルツマン定数、ｑは電子の電荷、Ｔは絶対温度である。
【０００５】
上記出力Ｖはデコーダ１２で選択され、暗電流補償回路１０２から増幅器１０３で反転増幅されて測光出力ＡＥＡＤが得られる。抵抗１８〜２１の抵抗値をＲ１〜Ｒ４とすると、
ＡＥＡＤ＝−（Ｒ２／Ｒ１）＊（Ｖ−ＶＲＥＦ１）＋（Ｒ２／Ｒ３）＊ＶＲＥＦ１…（２）
となる。
【０００６】
図１３は、カメラの撮影前にストロボの予備発光を行い、そのときの測光値により本発光時の発光量を決定する調光方法における、予備発光の波形と測光出力のＡ／Ｄ変換タイミングとを示す。
予備発光では、続いて本発光を行う必要性からエネルギーを多く消費すると本発光時の発光量が少なくなるので、発光時間は短い方が望ましい。ストロボ光を長時間一定量で発光させることは困難であるため、８００μｓｅｃ程度の時間に抑えられている。
【０００７】
また、測光出力はＡ／Ｄ変換した後、ＣＰＵに取り込むが、精度を上げるためには測光回数を多くする必要がある。このため従来は各センサＳ０〜Ｓ５で順次測光を行い、各測光出力をＡ／Ｄ変換するが、その際、Ａ／Ｄ変換１回を１０μｓｅｃとして各センサで８回、８０μｓｅｃずつ行うようにしていた。このためパフォーマンスの高いＣＰＵ又はＡ／Ｄ変換器を用いていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、撮影前に予備発光を行い、その測光値と予備発光直前の測光値とに基づいて本発光時の発光量を演算するシステムを構成しようとする場合には、予備発光に続いて本発光を行うために予備発光の発光時間は制限され、現状のＡ／Ｄ変換器の性能を考慮すると、上述したようにセンサ１個当たり１０μｓｅｃ程度かかってしまう。このため例えば蛍光灯のフリッカ等による誤差を減らすためには、センサ１個当たり８回程度はＡ／Ｄ変換を行わなければならないので、８０μｓｅｃかかってしまう。
【０００９】
また、センサの切り換え時間や、カメラが発光指示を出してから実際に発光するまでの時間等も考慮しなければならない。センサの分割数を増やせばよいが、上記の方式では、図１２のようにセンサ数は６個が限界であった。
【００１０】
本発明は、上記の問題を解決するために成されたもので、センサの分割数を増やしても、測光時間を同じにできるようにすることを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の測光センサ装置は、入力光を電気信号に変換するセンサ手段と、上記センサ手段からの信号を積分する積分回路を有する第１の読み出し手段と、上記第１の読み出し手段と並列に設けられた、上記センサ手段からの信号を対数圧縮した後、上記第１の読み出し手段を介さずに読み出す第２の読み出し手段と、測光時間が制限されるような撮影の場合は、上記第１の読み出し手段により信号を読み出し、測光時間が制限されないような撮影の場合は、上記第２の読み出し手段により信号を読み出すように制御する制御手段と、測光時間が制限されている場合に、上記センサ手段に印加されるバイアス電圧を変更するバイアス変更手段と、上記バイアス変更手段によって電圧が変更された際は、電圧変更前の測光出力と同じになるように測光出力を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の測光センサ装置の制御方法は、センサ手段によって入力光を電気信号に変換するセンサ工程と、上記センサ工程からの信号を積分して読み出す第１の読み出し工程と、上記センサ工程からの信号を対数圧縮した後、上記第１の読み出し工程を介さずに読み出す第２の読み出し工程と、測光時間が制限されるような撮影の場合は、上記第１の読み出し工程により信号を読み出し、測光時間が制限されないような撮影の場合は、上記第２の読み出し工程により信号を読み出すように制御する制御工程と、測光時間が制限されている場合に、上記センサ手段に印加されるバイアス電圧を変更するバイアス変更工程と、上記バイアス変更工程によって電圧が変更された際は、電圧変更前の測光出力と同じになるように測光出力を補正する補正工程とを備えることを特徴とする。
本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記測光センサ装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態を示す構成図であり、図１１と対応する部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
図１において、１００は本発明による測光センサ装置であり、図１１と異なる点は、主として、センサ１にバイアス変更回路１０４を設けた点と、センサ出力Ｖの積分回路１０５とを設けた点である。また、暗電流補償回路１０２は、積分回路１０５の積分時には制御信号ＩＮＴＯＮにより機能を停止し、バッファとして動作するようになされている。
【００１４】
また、本実施の形態では、図２に示すようにセンサ部が１５個のセンサＳ０〜Ｓ１４に分割されたものを用いている。図２の外枠がカメラのファインダ視野に相当している。
【００１５】
上記バイアス変更回路１０４は、スイッチ４、６とインバータ５で構成されている。バイアス電圧ＶＲＥＦ１、ＶＲＥＦ２は、積分モード開始制御信号ＩＮＴＯＮでスイッチ４、６が切り換えられることにより変更される。
上記積分回路１０５は、対数圧縮用ダイオード７、トランジスタで構成されたスイッチ８、１０、積分コンデンサ９及びノイズ対策用のバッファアンプ１１で構成されている。制御信号ＩＮＴで積分を開始し、制御信号ＣＲＳでコンデンサ９がリセットされる。
デコーダ１２は、上記制御信号ＩＮＴＯＮで制御されると共に、制御信号ＣＳＡＥ０〜ＣＳＡＥ３により１つのセンサを選択する。
【００１６】
図３はデコーダ１２がセンサＳ０〜Ｓ１４の１つを選択するための上記制御信号ＣＳＡＥ０〜ＣＳＡＥ３のデコード例を示す。
【００１７】
図４は測光センサ装置１００とＣＰＵ１０６との接続を示すもので、ＣＰＵ１０６から測光センサ装置１００に対して各制御信号ＣＳＡＥ０〜ＣＳＡＥ３、ＩＮＴＯＮ、ＩＮＴが送られると共に、測光センサ装置１００からＣＰＵ１０６のＡ／Ｄ変換ポートに測光出力ＡＥＡＤが送られる。図３に示すように、上記ＣＳＡＥ０〜ＣＳＡＥ３が全部アクティブになったとき、上記制御信号ＣＲＳが得られる。
【００１８】
次に動作について説明する。
通常の測光モードでは、対数圧縮回路１０１の出力Ｖは、前記（１）式に示すものとなり、測光出力ＡＥＡＤは前記（２）式に示すものとなる。
次に積分測光モードでは、まずバイアス変更回路１０１のスイッチ４、６を制御信号ＩＮＴＯＮにより、切り換えてバイアス電圧をＶＲＥＦ２に変更する。次に制御信号ＣＲＳでスイッチ１０をオンして、コンデンサ９をＶＲＥＦ２にリセットする。次にスイッチ１０をオフしてから、制御信号ＩＮＴでスイッチ８をオンにすると、対数圧縮出力Ｖによりコンデンサ９の電位が一旦下がった後、ダイオード７による対数圧縮積分が行われ、コンデンサの電位が上がっていく。
【００１９】
所定時間後にスイッチ８をオフして積分を終了させると、コンデンサ９の電位は一定となる。このコンデンサ９の電位は、スイッチ８又は１０をオンしない限り一定に保持されるので、ストロボの発光が終了してからゆっくりとこの電位を読み出すことができる。従って、パフォーマンスの低いＣＰＵでも処理が可能となる。
【００２０】
図５は上記積分測光モード時の出力電圧を示すもので、リセット状態では０Ｖとなる。積分が開始されるとコンデンサ９が充電され、積分が終了すると出力電圧は一定となる。
積分測光モードでの測光が終了すると、スイッチ４、６が切り換えられて、バイアス電圧は再びＶＲＥＦ１となる。
【００２１】
このときの出力電圧Ｖ２は、積分時間をｔ、積分値をＱとすると、
【００２２】
【数１】
0004072256.tif 000002
【００２３】
で表される。またこのときのコンデンサ９の電圧は、コンデンサ９の容量をＣとすれば、
Ｖ２＝ＶＲＥＦ１−（ｋＴ／ｑ）ｌｎ（ｑＱ／ｋＴＣ＋ｅｘｐ｛ｑ（ＶＲＥＦ１−ＶＲＥＦ２）／ｋＴ｝）──（４）
で表される。増幅器１０３は従来と同じ構成なので、最終出力ＡＥＡＤは、
ＡＥＡＤ＝−（Ｒ２／Ｒ１）＊（Ｖ２−ＶＲＥＦ１）＋（Ｒ２／Ｒ３）＊ＶＲＥＦ１＝−（Ｒ２／Ｒ１）＊（ｋＴ／ｑ）ｌｎ（ｑＱ／ｋＴＣ＋ｅｘｐ｛ｑ（ＶＲＥＦ１−ＶＲＥＦ２）／ｋＴ｝）＋（Ｒ２／Ｒ３）＊ＶＲＥＦ１───（５）
となる。
【００２４】
図６はセンサの輝度に対する出力電圧を示すグラフである。
積分測光モードでセンサ１のバイアス電圧を変更するのは、低輝度のリニアリティを得るためである。このようにセンサバイアスを変更することにより、同一輝度で所定の時間積分する際に、通常測光モードとの差を埋めるようにしてカメラの露出計の調整値を半減することができる。
また両モードでは、同一輝度であってもセンサバイアスを変更しているので、出力電圧が異なってしまう。このためＣＰＵ１０６のメモリに測光出力を補正するための補正データを各モード毎に格納している。
【００２５】
次に第２の実施の形態を図７について説明する。
図６について上述したように、第１の実施の形態では、測光モードに応じてセンサバイアスを変えるので、ＣＰＵ１０６のメモリに格納されたモード毎の補正データを用いて測光出力を補正しているが、このために測光演算が複雑になるという問題が生じる。
【００２６】
本実施の形態は上記の問題を解決するためのもので、図７に示すように、増幅器１０３に補正回路１０７を設けたものである。
この補正回路１０７は、抵抗値Ｒ５の抵抗２３と制御信号ＩＮＴＯＮで制御され、電圧ＶＲＥＦ２に接続されたスイッチ２２とで構成されている。
【００２７】
上記構成において、積分測光モード時に最終出力ＡＥＡＤの前で増幅器１０３の入力に電流を注入することにより、出力を通常測光モード時と同じになるようにしている。
即ち、積分測光時、増幅器１０３の入力にＶＲＥＦ２のバイアスをかけた抵抗２３を接続することにより、最終出力ＡＥＡＤを、
ＡＥＡＤ＝−（Ｒ２／Ｒ１）＊（Ｖ２−ＶＲＥＦ１）＋（Ｒ２／Ｒ３）＊ＶＲＥＦ１＋（Ｒ２／Ｒ５）＊（ＶＲＥＦ１−ＶＲＥＦ２）──（６）
と、通常測光時と同じにすることができる。
【００２８】
次に第３の実施の形態を図８について説明する。
上記第２の実施の形態は積分時間が一定であれば有効であるが、積分時間が変更された場合には、出力を同じに揃えることはできない。この対策が本実施の形態であり、図８のような補正回路１０８を設けたものである。
【００２９】
この補正回路１０８は、図示のように抵抗２３、２５、２７、２９と電圧ＶＲＥＦ２に接続されたスイッチ２２、２４、２６、２８とからなり、各スイッチを積分時間に応じて制御信号ＩＮＴ１〜ＩＮＴ４により制御することにより、出力を１６通りに補正できるようにしている。
【００３０】
図９はＣＰＵ１０６と測光センサ装置１００との接続を示すもので、ＣＰＵ１０６から上記制御信号ＩＮＴ１〜ＩＮＴ４が測光センサ装置１００に送られるようになされている。
上記構成によれば、図１０に示すように、積分時間が変更されても測光出力を一定に揃えることができる。
【００３１】
次に本発明による記憶媒体について説明する。
図１、図７、図８の構成は、ハード的に構成してもよく、また、ＣＰＵやメモリ等からなるコンピュータシステムに構成してもよい。コンピュ−タシステムに構成する場合、上記メモリは本発明による記憶媒体を構成する。この記憶媒体には、各実施の形態について前述した動作を制御するための処理手順を実行するためのプログラムが記憶される。
【００３２】
また、この記憶媒体としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク、磁気媒体等を用いてよく、これらをＣＤ−ＲＯＭ、フロッピィディスク、磁気媒体、磁気カード、不揮発性メモリカード等に構成して用いてよい。
【００３３】
従って、この記憶媒体を図１、図７、図８に示したシステム以外の他のシステムあるいは装置で用い、そのシステムあるいはコンピュータがこの記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し、実行することによっても、前述した各実施の形態と同等の機能を実現できると共に、同等の効果を得ることができ、本発明の目的を達成することができる。
【００３４】
また、コンピュータ上で稼働しているＯＳ等が処理の一部又は全部を行う場合、あるいは、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された拡張機能ボードやコンピュータに接続された拡張機能ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づいて、上記拡張機能ボードや拡張機能ユニットに備わるＣＰＵ等が処理の一部又は全部を行う場合にも、各実施の形態と同等の機能を実現できると共に、同等の効果を得ることができ、本発明の目的を達成することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、センサ出力を積分するようにしたので、測光時間が制限されている場合に用いることにより、センサの分割数を増やしても、測光時間を同じにすることができる。これによって、撮影前に予備発光を行い、その測光値と予備発光直前の測光値とに基づいて本発光時の発光量を演算するシステムを実現することができる。
【００３６】
また、積分測光モードと通常測光モードとで同一輝度に対して同一測光出力が得られるようにしたことにより、補正値を共通化することができ、さらに、積分時間を変更しても同一輝度に対して測光出力を同一になるようにしたことにより、補正値を共通化することができ、演算を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す構成図である。
【図２】センサ部の分割面を示す構成図である。
【図３】制御信号のデコード例を示す構成図である。
【図４】ＣＰＵと測光センサ装置との接続を示すブロック図である。
【図５】積分時間と出力電圧との関係を示す特性図である。
【図６】通常測光モード時と積分測光モード時の輝度と出力電圧との関係を示す特性図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態を示す構成図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態を示す構成図である。
【図９】第３の実施の形態によるＣＰＵと測光センサ装置との接続を示すブロック図である。
【図１０】第３の実施の形態により出力電圧が補正されることを示す特性図である。
【図１１】従来の測光センサ装置の構成図である。
【図１２】従来のセンサの分割面を示す構成図である。
【図１３】従来の測光センサ装置の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１  センサセル
１１  バッファ
１２  デコーダ
１００  測光センサ装置
１０４  バイアス変更回路
１０５  積分回路
１０６  ＣＰＵ
１０７、１０８  補正回路
【図１】
0004072256.tif 000003
【図２】
0004072256.tif 000004
【図３】
0004072256.tif 000005
【図４】
0004072256.tif 000006
【図５】
0004072256.tif 000007
【図６】
0004072256.tif 000008
【図７】
0004072256.tif 000009
【図８】
0004072256.tif 000010
【図９】
0004072256.tif 000011
【図１０】
0004072256.tif 000012
【図１１】
0004072256.tif 000013
【図１２】
0004072256.tif 000014
【図１３】
0004072256.tif 000015