JP2000321133A - 測光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測光装置に組み込まれる光導電セルの変換効
率に合わせた測光レンジの最適化を図る。 【解決手段】 測光装置は光導電セル１と電流源２と制
御回路４を備えている。光導電セル１はバイアス電流Ｉ
１，Ｉ２，Ｉ３の供給を受けて動作し、入力された光量
を固有の効率で変換して対応する電気信号を出力する。
電流源２は複数のレベルのバイアス電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ
３を切り換えて供給可能である。制御回路４は電気信号
の出力範囲を分割して設定された複数のレンジから測光
に適したレンジを選択し且つバイアス電流Ｉ１，Ｉ２，
Ｉ３を切り換えてそのレベルを選択されたレンジに対応
させる。更に制御回路４は、光導電セル１に固有の変換
効率に応じて測光レンジの幅を最適に設定することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカメラの自動露出制
御等に用いられる被写体輝度測定用の測光装置に関す
る。より詳しくは、測光装置に組み込まれる光導電セル
の測光電流ゲイン切り替え技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の測光装置は基本的に、光導電セル
等からなる光電変換素子と、電流源と、制御回路とから
構成されている。光導電セルは、バイアス電流の供給を
受けて動作し、入力された光量を所定の効率で変換して
対応する電気信号を出力する。ここで変換効率は光導電
セルの入出力特性を表すカーブの傾きで表される。電流
源は、複数のレベルのバイアス電流を切り替えて供給可
能である。ＣＰＵ等からなる制御回路は電気信号の出力
範囲を分割して設定された複数のレンジから測光に適し
たレンジを選択し且つ該バイアス電流を切り替えてその
レベルを該選択されたレンジに対応させる。測光装置は
受光量に応じて変化する光導電セルの抵抗値を電圧の変
化として取り出すもので、測定レンジを拡大するため
に、光導電セルに与えるバイアス電流（定電流）を数種
類切り替えるようにしている。このバイアス電流の切り
替えを本明細書では測光電流ゲインの切り替えと呼んで
いる。かかる構成を有する従来の測光装置では、各設定
バイアス電流毎に、絶対値レベルシフトや傾き調整等に
より出荷段階で較正を行ない、出力を基準データに合わ
せ込むようにしている。実際の使用に当たっては、まず
予備測光（プリ測光）を行ない、被写体輝度に対応する
レンジを特定し、これに対応するバイアス電流に切り替
える。このようにして測光電流ゲインの切り替えを行な
った上で本測光を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、較正後
のデータのみで測光電流ゲインを設定していた。しかし
この切り替え方法では個々の光導電セルが有する入出力
特性カーブの傾きの大小に係わらず、出力データのみに
基づいて一律的なレンジ切り替え及びバイアス電流切り
替えを行なっている。ここで、較正前のデータに注目す
ると、傾き小の光導電セルでは効率が低くて分解能の得
られない領域を測定レンジに含めて使っている可能性が
ある。逆に、傾き大の光導電セルでは入力に対して出力
が速やかに飽和する傾向があり、飽和直前の測定に適さ
ない領域を測定レンジ内で使っている可能性がある。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】上述した従来の技術の課題
を解決するために以下の手段を講じた。即ち、本発明に
係る測光装置は基本的な構成として、光電変換素子と、
電流源と、制御回路とを備えている。前記光電変換素子
は、バイアス電流の供給を受けて動作し、入力された光
量を固有の効率（入出力特性カーブの傾きに対応）で変
換して対応する電気信号を出力する。前記電流源は、複
数のレベルのバイアス電流を切り替えて該光電変換素子
に供給可能である。前記制御回路は、該電気信号の出力
範囲を分割して設定された複数のレンジから測光に適し
たレンジを選択し且つ該バイアス電流を切り替えてその
レベルを該選択されたレンジに対応させる。これによ
り、測光電流ゲイン切り替えを可能にしている。本発明
の特徴事項として、前記制御回路は、該光電変換素子に
固有の変換効率（入出力特性カーブの傾きに対応）に応
じて該複数のレンジの各幅を適応的に設定する。好まし
くは、前記制御回路は、予備測光で得られた出力に基づ
いてレンジの選択及びバイアス電流レベルの切り替えを
行ない、該選択されたレンジ及び切り替えられたバイア
ス電流のレベルで本測光を行なう。好ましくは、前記光
電変換素子はＣｄＳ（硫化カドミウム）を用いた光導電
セルからなる。

【０００５】本発明では、個々の光導電セルの変換効率
或いは感度を窺い知ることのできる入出力特性カーブの
傾きを測光電流ゲイン切り替えの判断基準に組み込むよ
うにしている。この傾きは予め出力の較正用データとし
て与えられている。この傾きに応じて測光レンジの幅を
調整することにより、例えば傾きが小の光導電セルを用
いた場合に、分解能が極端に小さな領域を測定レンジか
ら除外することが可能である。更には、バイアス電流を
大中小に切り替えて、ゲイン大、ゲイン中、ゲイン小の
各レンジを設けた場合、分解能が期待できない傾き小の
光導電セルについては、ゲイン大のレンジの幅を通常に
比べて大きくとることにより、分解能がより多くとれる
領域を使用することが可能になる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１の（Ａ）は本発明に係る
測光装置の全体的な構成を示すブロック図である。この
測光装置は例えばカメラに組み込まれて自動露光制御に
必要な被写体輝度測定に用いられる。図示するように、
本測光装置は、ＣｄＳ（硫化カドミウム）からなる光導
電セル１と、電流源２と、ＣＰＵ等からなる制御回路４
とを備えている。光導電セル１は電流源２からスイッチ
ＳＷを介してバイアス電流の供給を受けて動作し、入力
された光量を固有の効率で変換して、対応する電気信号
を出力するために組み込まれている。実際には、光導電
セル１の出力はアナログ／デジタルコンバータ（Ａ／
Ｄ）３及び制御回路４を介して出力される。光導電セル
１は受光量に応じて変化する抵抗値を、電圧Ｖの変化と
して取り出すものである。電流源２は複数のレベルのバ
イアス電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を切り替えて供給可能であ
り、Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３に夫々対応した定電流源とスイッ
チＳＷとからなる。測光装置の測定レンジを拡大するた
めに、光導電セル１に与えるバイアス電流（定電流）を
数種類に切り替える。制御回路４は、電気信号の出力範
囲を分割してあらかじめ設定された複数のレンジから測
光に適したレンジを選択し且つバイアス電流Ｉ１，Ｉ
２，Ｉ３を切り替えて、そのレベルを選択されたレンジ
に対応させる。３種類のバイアス電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３
を用いた場合には、これらに対応してゲイン大のレン
ジ、ゲイン中のレンジ、ゲイン小のレンジが夫々設定さ
れる。本発明の特徴事項として、制御回路４は光導電セ
ル１に固有の変換効率に応じて複数のレンジの各幅を設
定する。尚、本実施形態では、光導電セル１を用いてい
るが、これに代えて他の種類の光電変換素子を用いるこ
とも可能である。

【０００７】（Ｂ）は、個々の光導電セルに固有の変換
効率を模式的に図式化したものである。入出力特性カー
ブＭは通常の傾きを有し、変換効率が通常の光導電セル
を表している。入出力特性カーブＳは傾きが小さく、変
換効率の低い光導電セルを表している。入出力特性カー
ブＬは逆に傾きが大きく、変換効率の高い光導電セルを
表している。本発明では、入出力特性カーブの傾きに応
じて測光レンジの幅を適応的に設定している。例えば、
傾きが中程度の入出力特性カーブＭを有する光導電セル
に設定されたあるレンジに対し、傾き小の入出力特性カ
ーブＳに設定された対応するレンジは左方向にシフトし
ている。これにより、傾きが小の光導電セルを用いたと
きに分解能が低い領域を測光レンジから除外することが
できる。一方、傾き大の光導電セルについても、測光レ
ンジを適切に設定することで、入出力特性の飽和領域を
測光レンジから除外することが可能である。入出力特性
カーブの傾きは出力の較正用データとして例えばＲＯＭ
に格納されている。

【０００８】図１の（Ａ）に示した制御回路は予備測光
で得られた出力に基づいてレンジの選択及びバイアス電
流レベルの切り替え（測光電流ゲイン切り替え）を行な
い、選択されたレンジ及び切り替えられたバイアス電流
のレベルで本測光を行なう。図２は、特に予備測光にお
ける制御回路の制御フローを示すフローチャートであ
る。（Ａ）に示すように、例えばカメラのレリーズスイ
ッチ投入に応じてスタートしたあと、ステップＳ１でま
ず初期設定を行なう。この初期設定の中には（Ｂ）に示
すように基準値ＰＡ，ＰＢ，ＰＣの設定が含まれる。
（Ｂ）は光導電セルの入出力特性を示すカーブである。
この初期設定では光導電セルに固有の傾きに応じて、基
準値ＰＡ，ＰＢ，ＰＣを決め、最適な測光レンジを設定
するようにしている。図では、ＰＡ以上の範囲がゲイン
小のレンジで、ＰＡからＰＣまでの範囲がゲイン中のレ
ンジで、ＰＣ以下の範囲がゲイン大のレンジである。次
にステップＳ２で予備測光を行ない、被写体輝度に応じ
た出力値を得る。ここでは、仮にバイアス電流のレベル
を中間に設定してゲイン中のレンジで予備測光を行なっ
ている。ステップＳ３では予備測光で得られた出力値を
基準値ＰＢと比較する。出力値がＰＢより大きい場合に
は、ステップＳ４に進み、更に基準値ＰＡと比較する。
出力値が基準値ＰＡより大きい場合には、ステップＳ５
に進み、ゲイン小のレンジに切り替えて以下本測光を行
なう。逆にステップＳ４で出力値が基準値ＰＡより小さ
いと判断された場合には、ステップＳ７に進みゲイン中
のレンジを維持したまま本測光に進む。これに対し、ス
テップＳ３で出力値が基準値ＰＢより小さいと判断され
たときには、ステップＳ６に進み基準値ＰＣと比較す
る。出力値が基準値ＰＣより大きいと判断されたときに
は、ステップＳ７に進みゲイン中のレンジを維持したま
ま本測光に進む。逆にステップＳ６で出力値が基準値Ｐ
Ｃより小さいと判断されたときには、ステップＳ８に進
みゲイン大のレンジに切り替えて本測光を行なう。以上
のようにして、測光装置は予備測光で得られた出力に基
づいてまずレンジの選択を行ない、選択されたレンジで
本測光を行なう二段式測光を採用している。

【０００９】図３は測光電流ゲイン切り替えの具体例を
示すグラフである。これは、通常時のゲイン切り替え
と、傾き小時のゲイン切り替えを対比して示している。
グラフ中、実線は傾きが中程度の入出力特性カーブを示
し、破線は傾きが大の入出力特性カーブを示し、一点鎖
線は傾きが小の入出力特性カーブを表している。また、
ゲイン大、ゲイン中、ゲイン小の各レンジ毎に、入出力
特性カーブを表している。バイアス電流を高くしてゲイ
ン大としたときには、傾きの大中小に係わらず各入出力
特性カーブは立った形状となっている。逆にバイアス電
流を下げてゲイン小としたときには、各入出力特性カー
ブは傾きの大中小に係わらず寝た形になっている。尚、
グラフの縦軸はＡ／Ｄコンバータからのデジタル出力値
を示し、横軸は輝度（ＬＶ）を表している。通常時ゲイ
ン切り替えでは、ゲイン大のレンジが輝度値で１３乃至
１５の範囲となるように設定している。またゲイン中の
レンジは輝度値で９．５乃至１２の範囲である。更にゲ
イン小のレンジは輝度値で７乃至９．５の範囲となって
いる。これに対し、傾き小時のゲイン切り替えは、ゲイ
ン大のレンジが１２乃至１５の幅に設定され、ゲイン中
のレンジが８．５乃至１２の幅に設定され、ゲイン小の
レンジが７乃至８．５の幅に設定されている。これから
明らかなように、傾き小時では通常時に比較しゲイン大
のレンジを拡大することで、分解能がより多くとれる領
域を本測光に使用できるようにしている。尚、この実施
例では傾き大時のゲイン切り替えは、通常時ゲイン切り
替えと同じにしているが、本発明はこれに限られるもの
ではなく、傾き大時のゲイン切り替えを通常時ゲイン切
り替えとは異なるようにしてもよい。

【００１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光導電セルに固有の変換効率に応じて測光レンジの幅を
最適化している。これにより、従来の測光電流ゲイン切
り替え方式を踏襲しながら、変換効率が低く分解能が小
さい光導電セルを用いた場合の測光精度悪化を防止する
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる測光装置の構成並びに原理を示
す模式図である。

【図２】本発明にかかる測光装置の動作説明に供するフ
ローチャート及び線図である。

【図３】本発明にかかる測光装置におけるレンジ設定の
具体例を示すグラフである。

【符号の説明】

１・・・光導電セル、２・・・電流源、３・・・アナロ
グ／デジタルコンバータ、４・・・制御回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バイアス電流の供給を受けて動作し、入
   力された光量を固有の効率で変換して対応する電気信号
   を出力するための光電変換素子と、複数のレベルのバイ
   アス電流を切り替えて供給可能な電流源と、該電気信号
   の出力範囲を分割して設定された複数のレンジから測光
   に適したレンジを選択し且つ該バイアス電流を切り替え
   てそのレベルを該選択されたレンジに対応させる制御回
   路とを備えた測光装置において、 前記制御回路は該光電変換素子に固有の変換効率に応じ
   て該複数のレンジの各幅を設定することを特徴とする測
   光装置。
2. 【請求項２】 前記制御回路は、予備測光で得られた出
   力に基づいてレンジの選択及びバイアス電流レベルの切
   り替えを行ない、該選択されたレンジ及び切り替えられ
   たバイアス電流のレベルで本測光を行なうことを特徴と
   する請求項１記載の測光装置。
3. 【請求項３】 前記光電変換素子はＣｄＳを用いた光導
   電セルからなることを特徴とする請求項１記載の測光装
   置。