JPS6027374Y2 - カメラにおける露光量自動調定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はカメラにおける電気シャッタ装置および自動較
値調定機構等からなる露光量自動調定装置に関し、特に
被写界測光部を構成する光感応素子がフォトダイオード
等の光応答速度の速いものである場合に有効な装置に関
する。

カメラにおける被写界光受光素子として、硫化カドミウ
ム光導電体に替わりフォトダイオードか、速い応答速度
、明るさの広い変化の範囲における応動性および少ない
経年変化等において有利なところから、多用されるよう
になって来た。

然るに、この受光素子は応答速度が速い故に、蛍光灯の
様にその明るさがたえず変化している光源下に照明され
ている被写体に対する測光に際して、光源の明るさの変
化に逐次随動した測光情報をもたらす結果、撮影直前の
測光結果に基き露光秒時値を決定する方式の電気シャッ
タ装置或いはメータクランプ方式の自動較値調定装置お
よびその他の通過光量制御装置更にはムービカメラ等に
おける自動絞装置では、測光時、殊に測光終了時点にお
ける被写界の明るさとシャッタ開口時の明るさとが異な
る場合が多く、その結果、自動制御における露出誤差が
生じること）なる。

そして、この受光素子が感応する受光々束の明るさのこ
の種変化は、例えば光感応素子がプリセット絞機構付き
一眼レフレックスカメラのファインダ光学系中等に配置
され、撮影直前の測光時点として前記絞機構の絞り込み
動作後に行なわれるような場合における絞羽根の絞り込
み位置での振動々作中に測光が終了する際などに発生し
、その結果、このような場合には自然光により照明され
ている被写界の撮影にあっても露出誤差の要因となる。

まずこの問題を従来の露光自動調定装置の例をあげてさ
らに詳細に説明する。

第１図は光感応素子としてフォトダイオードを用いた従
来の電気シャッタ回路の一例を示す回路図である。

図においてＰｄは測光部を構成する光感応素子としての
フォトダイオードで、増幅器Ａ１の入力端に接続しであ
る。

該増幅器Ａ１の出力端は一眼レフレックスカメラにおけ
るミラーアップ動作等に連動してその上昇直前に開放さ
れる記憶スイッチＳｗ□を介して、高入力インピーダン
スの中継回路としての増幅器Ａ２の入力端に接続しであ
る。

そして前記スイッチＳＷ１と増幅器Ａ２との間に、前記
スイッチＳＷ１の閉成下に充電さる測光情報記憶用のコ
ンデンサＣＭを配置しである。

また、前記増幅器Ａ２の出力端には時定用コンデンサＣ
およびこれに並列に接続したシャッタ開口同期スイッチ
ＳＷ２を介して前記フォトダイオードＰｄの一極に向う
フィードバック回路を接続してあり、一方、シャッタの
閉成を起動する電磁石Ｍｇへの供電を制御するトリガー
回路ＴＲの入力端を接続しである。

そして、この第１図示回路の作動の概略はすでによく知
られている通り、先ず測光時においてはスイッチＳｗよ
およびＳＷ２が閉じており、Ｐｄ−Ａ１−Ａ１−３ｗ１
−Ａ２−３ Ｐｄからなるループでもって、閉回路を構
成して、増幅器Ａ□の両入力の電位差を零■に保つよう
にフォトダイオードＰｄの光電流又は光電流に比例した
電流を増幅器んの出力からフォトダイオードＰｄ、増幅
器Ａ□にフィードバック電流として流している。

この状態から、今レリーズスイッチを押し下げると、ミ
ラーがはね上がる直前に記憶用スイッチＳＷ１が開放し
、記憶用コンデンサＣＭに被写体の明るさ等の撮影情報
を記憶する。

この記憶電圧は増幅器んの入力電圧であり、該増幅器Ａ
２は出力電流、すなわち時定用コンデンサＣへの充電電
流に対応する。

次にシャッタが開くと同時に同期スイッチＳＷ２が開放
となり、増幅器Ａ２の出力電流は時定用コンデンサＣを
充電する。

該コンデンサＣの充電電圧が所定値に達するとトリガ回
路ＴＲが働いてマグネットＭｇへの通電が断たれシャッ
タが閉じる。

上記の構成においてフォトダイオードＰｄは光応答が速
いゆえに光電流比は被写体の明るさと対応し、記憶型Ｉ
Ｅｖ１は被写体の明るさに対応する。

而して、この回路は光源が自然光の場合は非常にすぐれ
たシャッタ回路を提供するものである。

しかし例えば光源が蛍光灯のごとく、電源周波数によっ
て正、負の半サイクルごとに放電している場合等に問題
が生じる。

第２図はそのような光源で照射される被写体の明るさの
変化を横軸に時間ωｔを採り縦軸に明るさを採って示し
たグラフである。

図から明らかなように被写体の明るさが変化している。

そして記憶コンデンサＣＭの電圧■□も第２図示の明る
さの変化に応じて変化しており、記憶スイッチＳＷ１が
第２図中のピーク点ａで離れるか、あるいはボトム点す
で離れるかにより、記憶値が異なる。

すなわち、明るさが点ａの値である瞬間に記憶スイッチ
Ｓｗ□が開放となれば、最も明るいときを被写体の明る
さとして記憶するこになり、点すの瞬間に記憶スイッチ
が開放となれば最も暗いときを被写体の明るさとして記
憶することになる。

一方シャツタが開いた時フィルムは第２図示の波形の明
るさで感光されることになりシャッタタイムが周期的に
変化する明るさのｌ／２サイクル（例えば電源周波数が
５ＱＨｚならばｌＱｍｓｅｃ）以上であるならば第２図
示の波形のほぼ平均的な明るさで感光すると考えうる。

よって点ａで記憶するとすれば露出不足となり、点すで
記憶するとすれば露出過剰となる。

このように蛍光灯のごとく、電源周波数に応じて放電を
繰り返す光源下においては、記憶時の明るさと、フィル
ム感光時の明るさとが異なり、その結果適正な露出が得
られない。

上記の欠点を改良するためには蛍光灯のごとく脈動のあ
る光源下では記憶を明るさの平均としであるいは少なく
とも平滑された状態で記憶する必要がある。

そのため本件考案者は、実願昭５０−００６７４１号と
して第３図に示すような回路を提案している。

第３図に示す回路では、記憶コンデンサＣＭと直列に抵
抗素子Ｒを挿入し、該コンデンサＣＭにかかる電ＩＥＶ
２に位相遅れを生じさせて記憶値を平均化している。

即ち、増幅器Ａ１の出力インピーダンスが低いゆえにイ
ンピーダンス素子Ｒに比較的高抵抗を用いてもフィード
バック回路の動作には影響を与えず、Ａ２−３Ｗ２−Ｐ
ｄ−Ａ工のフィードバックループには光電流に等しいか
あるいは比例する電流が流れる。

第４図は蛍光灯下における従来の記憶電圧と本件考案者
が先に提案した第３図に係る装置の記憶電圧の関係を示
す。

前記第３図に示す回路に基づいて説明すれば、フォトダ
イオードＰｄは第４図の点線のごとく脈動して明るさを
受け、同様な光電流フィードバックループを通して流す
。

脈動したフィードバック電流を流すために増幅器への入
力電圧Ｖ１も第４図の点線のごとく脈動している。

増幅器Ａ１の両入力は同じように脈動しているので、該
増幅器Ａ□の両入力の電位差は零■に保たれ回路系は正
常に動作する。

一方、増幅器への入力に表われた脈動電圧Ｖ□は抵抗素
子Ｒと記憶用コンデンサＣＭで平滑され、記憶用コンデ
ンサＣＭの両端には第４図示の実線で示したＶ２が表わ
れる。

記憶スイッチＳｗ□が点ａのピーク点で開放となっても
記憶値は平均的な明るさａ′であり、点すのボトム点で
開放となっても記憶値は平均的な明るさｂ′となる。

また増幅器Ａ２の入力インピーダンスは非常に高いゆえ
にスイッチＳｗ□が開放となって記憶した後、抵抗素子
Ｒは記憶レベルに無関係となる。

このようにして、第４図に示すａ点またはｂ点において
記憶を行なっても不都合はないが、記憶コンデンサの容
量をＣＭ、抵抗値をＲとすれば時定数ＲＣＭをもつこと
になり、当初はコンデンサの端子電圧が定常的な値いよ
りも低くなる。

例えば？ｒ／２の時点におけるＶ２は？ｒ＋２の時点に
おける電圧よりも低い。

従って初期の時点で記憶すれば露出過度となる傾向にな
る。

本考案の目的は、前記応答の遅れに関する問題を解決す
ることができるカメラにおける露光量自動調定装置を提
供することにある。

前記目的を遠戚するために、本考案によるカメラにおけ
る露光量自動調定装置は、被写界光を受光するフォトダ
イオードからなる光感応素子と、前記光感応素子が入力
端子に接続されている第１の増幅器と、前記第１の増幅
器の出力端子に入力端子が接続されている第２の増幅器
と、前記第２の増幅器の出力を前記第１の増幅器の入力
に帰還する帰還回路と、前記第１の増幅器の出力により
充電される記憶コンデンサを持つカメラにおける露光量
自動調定装置において、前記コンデンサを、抵抗とこの
抵抗に対して並列に接続されたダイオードの並列回路か
らなる非直線回路を介して充電されるように接続し、前
記コンデンサと前記第１の増幅器の出力間に比較的大き
い電圧が発生したときは、前記コンデンサがダイオード
の順方向の低い抵抗を介して接続されることにより比較
的速く追従し、電圧が小さいときはダイオードの順方向
の高い抵抗と前記抵抗の並列回路を介して接続されるよ
うに構成されている。

前記構成によれば、ダイオードと抵抗の並列回路の脅威
抵抗がコンデンサの端子電圧と、第１の増幅器の出力電
圧の差によって非直線的に変化し、照明光源の急激な変
化に対して迅速な応答を示すとともに平滑作用も行わせ
ることができ、本考案の目的を完全に達成することがで
きる。

以下第５図および第６図を参照してさらに詳しく説明す
る。

本考案による露光実動調定装置の実施例を示す回路図で
ある。

この実施例では増幅器Ｎの入力端子とコンデンサＣＭの
間に抵抗ＲとダイオードＤ□、Ｄ２の並列回路（第５図
参照）を接続しである。

このダイオードＤ□とＤ２は互いに逆の極性に接続され
ている。

第７図は本考案による回路の動作と、先に第３図に示し
た回路との動作の比較をするためのグラフである。

第７図において１１は第３図に示した回路および本考案
による第６図に示して回路の■１、すなわち増幅器んの
入力端子電圧、１３は第６図に示した回路のコンデンサ
ＣＭの端子電圧、１゜は第３図に示した回路のコンデン
サＣＭの端子電圧を示す。

なお比較を容易にするために各回路のＣＭ、：Ｒの大き
さを等しくしである。

第７図から明らかなように１３は１゜に比較して急速に
１□に接近しかつ平滑されている。

次に第８図、第９図を参照してさらに説明する。

第８図は第７図に示して波形を拡大して示した図である
。

第９図は一般的なダイオードの整流特性を示す図である
。

第９図から明らかなようにダイオードのスレショールド
レベルＶｓヲ越よるトタイオードの抵抗はきわめて低く
零に近い値を示すが、それ以下ではきわめて大きな抵抗
値を示す。

この実施例では、Ｖｓ以下の電圧において示す抵抗値は
抵抗Ｒの抵抗値よりも相当大きいものとして説明する。

第８図において電圧Ｖ１はホトダイオードＰｄが入射光
束に忠実に応答するためにリップル電圧■ｐ−ｐを有し
ている。

第６図に示した回路において、Ｖ□−ｖ２〉ＶＳが成立
するとき（第８図においてＯ〜φ□の間）はダイオード
Ｄ２が導通しコンデンサＣＭはＶｌに向って急速に充電
される。

すなわち電源を入れた瞬間記憶コンデンサＣＭはダイオ
ードを介して充電される。

Ｖ□−Ｖ２〈ＶＳｌ さらに詳しくいえばＩＶｌ−Ｖ２
１〈ＶＳの領域（第３図においてφ４以上）ではダイオ
ードＤ１．Ｄ２ともに導通し得ないから、コンデンサＣ
Ｍは抵抗Ｒを介して充電または放電されることになり、
Ｖ２は大きな時定数で変化する。

すなわちＶｐ−ｐのリップルは平滑される。以上光源の
変動の場合について説明したが、機械的に入射光が変動
する場合についても有効である。

露出制御方法には、開放測光式と絞り測光式とがあり、
該絞り込み機構を利用した絞り込み瞬間測光を自然光下
で行なうと、第１０図に示したＴ１からＴ２の間にスイ
ッチＳＷ１．ＳＷ２が閉成していれば、入力電圧Ｖ１、
記憶電圧Ｖ２は第１１図示のごとくなり、すばやく基準
値に近づく。

従来の回路では、光源の脈動等によって大巾な露出誤差
を生じていたが、本考案装置によれば光感応素子に入射
する光束の脈動があっても明るさを測光情報レベルとし
てシャッタータイム等を決定することが出来て、適正な
る露出を得ることができる。

尚、本考案装置は露光量自動調定装置を対象に開発され
たが、シャッタ等の自動的な制御に替オ）り電気計器等
を用いて測光値を指示する露出計装置においても適用し
得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図はフォトダイオードを用いた従来周知の電気シャ
ッタ回路の一例を示す回路図、第２図は蛍光灯の放電特
性図、第３図は平均的な明るさを得るための回路図、第
４図は上記第３図の回路における記憶電圧の説明図、第
５図は本考案装置の要部の構成例を示す回路図、第６図
は本考案によるカメラにおける自動露光量調定装置の実
施例を示す回路図、第７図は本考案に係る回路の動作と
、第３図に示した回路の動作を比較するためのグラフ、
第８図は第７図に示したグラフを拡大しダイオードの特
性と対応させて示したグラフ、第９図はダイオードの特
性を示すグラフ、第１０図はプリセット絞機構における
絞り込み動作の過渡状態を示す説明図、第１１図は第１
０図示過渡状態下における本考案装置の要部動作特性を
示す説明図である。 Ｐｄ・・・・・・フォトダイオード、Ａ１．Ａ２・・・
・・・増幅器、ＴＲ・・・・・・トリガー回路、ＣＭ記
憶コンデンサ、Ｒ・・・・・・インピーダンス素子、Ｓ
ｗｌ・・・・・・記憶スイッチ、ＳＷ２・・・・・・同
期スイッチ、Ｍｇ・・・・・・電磁石、Ｃ・・・・・・
時定コンデンサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被写界光を受光するフォトダイオードからなる光感応素
   子と、前記光感応素子が入力端子に接続されている第１
   の増幅器と、前記第１の増幅器の出力端子に入力端子が
   接続されている第２の増幅器と、前記第２の増幅器の出
   力を前記第１の増幅器の入力に帰還する帰還回路と、前
   記第１の増幅器の出力により充電される記憶コンデンサ
   を持つカメラにおける露光量自動調定装置において、前
   記コンデンサを抵抗とこの抵抗に対して並列に接続され
   たダイオードの並列回路からなる非直線回路を介して充
   電されるように接続し、前記コンデンサと前記第１の増
   幅器の出力間に比較的大きい電圧が発生したときは、前
   記コンデンサがダイオードの順方向の低い抵抗を介して
   接続されることにより比較的速く追従し、電圧が小さい
   ときはダイオードの順方向の高い抵抗と前記抵抗の並列
   回路を介して接続されるように構成したことを特徴とす
   るカメラにおける露光自動調定装置。