JPH01282976A - ストロボ露光制御方式 - Google Patents

ストロボ露光制御方式

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JPH01282976A
JPH01282976A JP63112199A JP11219988A JPH01282976A JP H01282976 A JPH01282976 A JP H01282976A JP 63112199 A JP63112199 A JP 63112199A JP 11219988 A JP11219988 A JP 11219988A JP H01282976 A JPH01282976 A JP H01282976A
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JP
Japan
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exposure
strobe
signal
photometry
control
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JP63112199A
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English (en)
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Makoto Sato
誠 佐藤
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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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 本発明はストロボ露光制御方式、さらに詳しくは、撮像
素子をシャッタとして機能させるようにした電子スチル
カメラ等の撮像装置において、ストロボ光を用いて適正
光量を得るストロボ露光制御方式に関する。
[従来の技術] 電子スチルカメラ等の撮像装置において、CCD等の撮
像素子をシャッタとして機能させる露光制御方式は一般
に用いられている。この方式は、インターライントラン
スファー型、フレームトランスファー型の撮像素子のよ
うに垂直方向のアナログシフトレジスタを持つ撮像素子
において、マトリクス状に画素が配置されている光電変
換部に露光開始時点で読み出しパルスが与えられると、
この時点で垂直シフトレジスタに与えられる転送パルス
は通常の転送速度の周波数から高速転送の周波数に移行
し、光電変換部に蓄積されている不要電荷が高速で排出
され、この高速転送によって上記不要電荷が排出されて
いる時間内に光電変換部に次の信号電荷が有効電荷とし
て蓄積される。
そして、次の読み出しパルスが露光終了時点で与えられ
ると、上記有効電荷が一斉に垂直シフトレジスタに移転
された後、通常速度の転送パルスによって順次に垂直シ
フトレジスタから水平シフトレジスタに転送され、上記
露光時間に相当する画像出力が水平シフトレジスタより
出力される。ここで、初めの読み出しパルスと次の読み
出しパルスの与えるタイミングを制御することにより露
光時間つまりシャッタ時間を制御することができる。
この方式がメカニカルシャッタを用いる方式に較べて優
れている点は、■機械的な遅れがないため精度の高い露
光制御ができること、■露光開始時および露光終了時に
は、フォーカルブレーンシャッタの場合は撮像画面の両
端位置で、ロータリーレンズシャッタの場合は撮像画面
の中央と外周に近い位置で時間差を生ずるが、素子シャ
ッタの場合は全画素が同時に露光開始および露光終了す
るため全撮像画面が均一な露光量になること等である。
そして、このような素子シャッタを適用した撮像装置に
おいて、ストロボを用いて撮影を行う場合、一般には、
メカニカルシャッタの場合と同様に、ストロボ発光開始
は露光開始に同期して行われる。
[発明が解決しようとする課題] ところで、従来より、露光中の全時間区間に亘って実時
間で総露光量を測定し、この総露光量(入射光量の時間
積分値)が所定量に達した時点で露光を終了すべく制御
する、いわゆるダイレクト測光が知られているが、スト
ロボとこのダイレクト測光とを組み合わせた場合、特に
、主要被写体が近いと、適正露光に達するまでの露出時
間が非常に短くなるが、不要電荷が垂直シフトレジスタ
より全て排出されてしまうのに約数百μs〜1msの時
間を要しているので、不要電荷排出期間中に適正露光に
達する場合がある。不要電荷が排出されるのに要する時
間よりも露出時間が短い場合は、不要電荷が排出されな
いうちに有効な信号電荷が垂直シフトレジスタに移転さ
れることになるので有効な信号電荷と不要電荷とが混ざ
り合い、このため輝度むらを生じ、鮮明な画像が得られ
ない。
また、通常は、適正光量に達したときストロボを発光停
止させるようにしているが、適正光量の時点で発光停止
させたとしてもストロボ光の余剰発光によって露光過度
となる問題があった。特に主要被写体が近い場合には余
剰発光量の割合が大きく、著しく露光過度となってしま
う。
本発明の目的は、このような問題点に鑑み、ストロボの
発光制御を行わなくとも、特にストロボを用いた近距離
撮影の際にも露光過度になることなく適正な露光量の制
御を行うことのできるストロボ露光制御方式を提供する
にある。
[課題を解決するための手段および作用]本発明のスト
ロボ露光制御方式は、撮像素子の光電変換部に露光開始
時点から経時的に蓄積されてきた信号電荷を露光終了時
点で一斉に電荷転送部に移転することにより撮像素子を
シャッタとして機能させ、ストロボを用いたときの露光
量の制御を、ストロボの発光時間の制御によらず、上記
撮像素子の光電変換部に蓄積された信号電荷を一斉に電
荷転送部に移転するタイミングによって制御するように
した。
[実 施 例] 第2図は本発明のストロボ露光制御方式が適用された電
子スチルカメラの基本システムを示すブロック図である
測光用光電変換素子を含んでなる測光用IC100、ゲ
ートアレイ200.測光用マイクロコンピュータ300
1 システムコントロール用マイクロコンピュータ40
0が、相互に信号の授受をなすようバスその他の信号ラ
インにより接続されている。また、ゲートアレイ200
には絞りを制御するためのレンズ内回路500.CCD
撮像素子を含むCOD駆動回路600およびストロボ7
00が接続されている。
ゲートアレイ200は、ITIJ光用IC100および
71P7光用マイクロコンピユータ300との信号の授
受に基づいて所定の信号処理動作を行う測光ブロック2
10と、この測光ブロック210および測光用マイクロ
コンピュータ300との信号の授受に基づいてレンズ自
回路500.CCD駆動回路600およびストロボ70
0に対し制御用信号の授受を行う露出制御ブロック22
0の各ブロック(回路)を含んで回路が形成されている
。本システムでは、レンズ内に絞りおよびその駆動手段
を有するが、上記レンズ内回路500もマイクロコンピ
ュータを含んで構成され得る。測光用マイクロコンピュ
ータ300には、操作者の操作により露出補正その他の
機能設定を外部から行うためのスイッチ回路310が接
続されている。同様に、システムコントロール用マイク
ロコンピュータ400には、絞り優先、シャッタ優先な
どの撮影モードの選択や撮影のトリガをかけるためのス
イッチ回路410が接続されている。
上記電子スチルカメラのシステムの動作の概要は次の通
りである。
システムコントロール用マイクロコンピュータ400か
らの指令により本システムがプリ1TFI光動作を行う
場合から説明する。まず、測光用IC100にて入射光
量に対応した光電変換出力を得るが、これは絞りが全開
にされたいわゆる開放測光の状態で行われる。この光電
変換出力に対応した計数がゲートアレイ200中の測光
ブロック210内のカウンタにおいてなされ、測光用マ
イクロコンピュータ300はこのカウンタの計数値に基
づいて入射光量の値を算出する。また測光値に対応した
シャッタスピードや絞り値等もこの測光用マイクロコン
ピュータ300において算出される。これらの値はシス
テムコントロール用マイクロコンピュータ400に転送
される。システムコントロール用マイクロコンピュータ
400はこの転送を受けたデータに基づきその時の入射
光量に対応したシャッタスピードまたは絞り値などに関
する所定の表示動作を行うための信号を発生する。また
測光用マイクロコンピュータ300において、ゲートア
レイ200のカウンタの計数出力をモニタし、カウンタ
がオーバーフローする虞れのある場合には計数条件を繰
り返し変更し、再設定するようにしている。
次に露出制御動作につき説明する。スイッチ回路410
のトリガボタンが押されると、システムコントロール用
マイクロコンピュータ400は測光用マイクロコンピュ
ータ300に対し、システムの動作を上述のブリ測光動
作から露出制御動作に切換える指令を与える。本システ
ムの露出制御動作は、上述のブリ測光におけると同一の
測光用IC100からの光電変換出力に基づき、いわゆ
るダイレクト測光方式によりなされる。露出制御動作が
始まると、測光用IC100内で光電変換信号の蓄積動
作が開始されると同時に、CCD駆動回路600に対し
て信号の積分動作を行うよう指令を出す。測光用IC1
00内における光電変換信号の積分値のレベル(より厳
密には、光電変換に対応する電流の時間積分値に応じた
コンデンサの電圧)が測光用マイクロコンピュータ30
0により測光用IC100に対して設定されているレベ
ルに達すると、このIC100は積分終了パルスをゲー
トアレイ200のΔp1光ブロブロック210える。測
光ブロック210は、この積分終了パルスの発生回数を
積算計数するとともに、各パルスの直後に測光用IC1
00をリセットする。
測光ブロック210における積算計数値がシステムコン
トロール用マイクロコンピュータ400から測光用マイ
クロコンピュータ300を介して設定された値(プリセ
ット値)に達すると、測光ブロック210は、露出制御
ブロック220を介してCCD駆動回路600に制御信
号を与える。CCD駆動回路600はこの制御信号に基
づき露光時間の規制、すなわち素子シャッタを閉成させ
、CCD撮像素子の信号電荷の蓄積動作を停止させる等
、露光を終了させるための動作を行う。ここで、測光用
マイクロコンピュータ300より11111光用IC1
00に対して設定される積分値のレベルおよびマイクロ
コンピュータ300よりゲートアレイ200の測光ブロ
ック210に対して設定される積算計数値は、露出補正
など必要に応じて適切な値をとるべく変更され得る。
上記プリセット値は1以上の任意の値を設定することが
でき、例えば、プリセット値を2に設定すると、積分終
了パルスを2回計数した時点で露光を終了させることに
なる。また、ストロボを使用する撮影モードでは、後述
するストロボ発光制御動作のほかに、積分終了パルスに
同期してストロボ700を発光開始1発光停止させるよ
うにすることかできる。
次に上記電子スチルカメラのシステムのさらに詳細な構
成および機能について第1図によって説明する。第1図
において、上記第2図中の各部分と対応する部分は同一
の符号により示されている。
測光用IC100では、フォトダイオード101の両端
はオペアンプ102の両入力端子間に接続され、オペア
ンプ102の反転入力端子および出力端子は比較器10
3の一方の入力端子に接続され、同比較器103の他方
の入力端子には基学レベル信号Erが与えられる。この
基準レベル信号Erは測光用マイクロコンピュータ30
0に設けられたD/A変換器301の出力である。また
、フォトダイオード101のカソードとアースとの間に
は積分コンデンサ104が接続されている。
積分コンデンサ104とフォトダイオード101との接
続点はスイッチング用のFET105のドレン・ソース
を介して基準電圧Elを発生する電池106の正極側に
接続され、同電池106の負極側は接地されている。
ゲートアレイ200は、第2図で述べたように、711
1J光ブロツク210と露出制御ブロック220の各回
路を有している。この測光ブロック210は、測光用I
C100の比較器103の出力である積分終了パルスI
Eを受けて上記FET105のゲートにパルス状のリセ
ット信号RTを与えるための充放電制御回路211.測
光用マイクロコンピュータ300と共通に発振回路70
0からのクロックパルスCLを受けて同パルスを測光用
マイクロコンピュータ300からの分周命令DVに応じ
た分周比で分周し計数パルスCPとする分周器212、
iDJ光用マイクロコンピュータ300からの測光/露
出制御切換信号MCに応動して上記分周器212からの
計数パルスCPおよび上記測光用IC100の比較器1
03の積分終了パルス■Eの双方または一方を選択的に
出力する切換回路213、この切換回路213の出力パ
ルスSCを計数する8ビットカウンタ214.この8ビ
ツトカウンタ214の出力をラッチして測光用マイクロ
コンピュータ300に与えるラッチ回路215をそれぞ
れ含んで構成されている。8ビツトカウンタ214には
、切換回路213を介して積分終了パルスIEを受け、
n1光終了信号EDとして露出制御ブロック220およ
び測光用マイクロコンピュータ300に与える機能が付
加されている。
また、nj光用マイクロコンピュータ300から8ビツ
トカウンタ214へのプリセット値が積分終了パルスI
Eにより減算計数されて8ビツトカウンタ214のカウ
ント数が0になったときにも測光終了信号EDが出力さ
れる。上記充放電制御回路211および露出制御ブロッ
ク220には測光用マイクロコンピュータ300からの
測光開始命令MSが与えられるようになっている。
CCD撮像素子を含むCCD駆動回路600には露出制
御ブロック220から素子シャッタ制御信号SHTが与
えられ、CCD駆動回路600から露出制御ブロック2
20に対し露光終了禁止信号DSTが与えるようになっ
ている。また、露出制御ブロック220からストロボ7
00には、上記露光終了禁止信号DSTの立下りで立上
るストロボ制御信号STが与えるようになっている。
次に上記第1図に示した構成の本システムの動作につい
て説明する。なお、本システムのブリ測光動作について
は本発明に直接関係ないので、以下、ストロボを用いた
ダイレクト測光方式による露出制御動作につき第3図に
示すタイムチャートを参照して説明する。
まず、トリがボタンが押されたことを検知してシステム
コントロール用マイクロコンピュータ400が本システ
ムを露出制御モードに切換えると、aIlj光用マイク
ロコンピュータ300はこれを受けて、測光/露出制御
切換信号MCにより切換回路213を切換える。すなわ
ち、分周器212の計数パルスCPに代わって、比較器
103からの積分終了パルスIEを8ビツトカウンタ2
14に被計数パルスとして供給する状態にする。さらに
露出制御動作をノーマルな状態で行うか、あるいは露出
補正を何段行うか、ストロボ使用状態等に応じた値を測
光用マイクロコンピュータ300よりプリセット値PS
として8ビットカウンタ214にプリセットするととも
に、D/A変換器301より比較器103に与えられる
基準レベル信号Erのレベルを設定する。
今、プリセット値PSが“1”に設定され、基準レベル
信号E rのレベルも適宜に設定されているものとする
。そして、マイクロコンピュータ300から測光開始指
令MSが充放電制御回路211および露出制御ブロック
220に与えられると、充放電制御回路211はリセッ
ト信号RTをローレベルにしてこれを測光用IC100
f7)FET105のゲートに与えると同時に、露出制
御ブロック220は上記リセット信号RTの立下り時点
10でハイレベルの素子シャッタ制御信号SHTをCC
D駆動回路600に送出してCCD撮像素子への露光を
開始する。つまり、ダイレクト測光動作がスタートする
素子シャッタ制御信号SHTが立上ると、CCD撮像素
子の光電変換部にこれまで蓄積されていた不要電荷が一
斉に垂直シフトレジスタに移転されるので、この後に有
効な信号電荷が被写体の明るさに応じて蓄積開始される
。そして、このとき、CCD撮像素子の垂直シフトレジ
スタに移された不要電荷は高速転送によってCCD撮像
素子の外へ排出されるが、少くともこの不要電荷を排出
している期間中は、CCD駆動回路600からハイレベ
ルの露光終了禁止信号DSTが露出制御ブロック220
に送られる。すなわち、この露光終了禁止信号DSTの
ハイレベルの露光終了禁止期間τは不要電荷排出動作期
間もしくは同期間を仁かに超える期間とされている。
上記リセット信号RTがハイレベルの間、FET105
が導通し、この間に積分コンデンサ104が電池106
からの電流により基準電圧Eiまで充電されているが、
リセット信号RTがローレベルに転じると、直ちにFE
T105によるスイッチが断たれて積分動作が開始され
、積分コンデンサ104に蓄積された電荷は、CCD撮
像素子に対する露光強度と同じ条件で露光されるフォト
ダイオード101への入射光量に対応した電流値をもっ
て同フォトダイオード101を通じて放電される。積分
コンデンサ104の正極側電圧は、充電完了の当初は基
準電圧Elに等しかったものが、このときの放電電流に
対応した変化率で下降し始め、これに伴いオペアンプ1
02の出力電圧Ecも低下する。
ところで、上記時点t。から露光終了禁止期間τを経過
して上記露光終了禁止信号DSTがローレベルになると
、この時点で露出制御ブロック220からハイレベルの
ストロボ制御信号STがストロボ700に送られてスト
ロボ700は発光を開始する。すなわち、少くとも不要
電荷排出動作期間ではストロボ700の発光開始が禁止
されているが、露光終了禁止信号DSTがローレベルに
なった時点でストロボ700の発光開始が許可される。
ストロボ700が発光開始すると、フォトダイオード1
01には被写体で反射したストロボ光に応じた光電流が
流れるので、上記オペアンプ102の出力電圧Ecはス
トロボ発光開始時点から大なる変化率で下降する。そし
て、上記電圧Ecが比較器103に対して設定されてい
る基準レベル信号Erのレベルに等しくなると、同時点
t1で比較器103はローレベルの積分終了パルスIE
を出力する。この比較器103からのローレベルの積分
終了パルスIEは充放電制御回路211に入力されると
、積分終了パルスIHの立下り時点tiで充放電制御回
路211は直ちにハイレベルのリセット信号RTを出力
するので、再びFET105が導通して積分コンデンサ
104は基準電圧Elまで充電される。また、この積分
終了パルスIEは切換回路213を通じて8ビツトカウ
ンタ214に入力されるので、8ビツトカウンタ214
は露出制御ブロック220に積分終了パルスIEの立下
りに同期して測光終了信号EDを送出する。
この測光終了信号EDが送出される時点(すなわち、積
分終了パルスIEが立下る時点11)で、露出制御ブロ
ック220はこれまでハイレベルでCCD駆動回路60
0に送出していた素子シャッタ制御信号SHTおよびス
トロボ700に送出していたストロボ制御信号STを直
ちにローレベルにする。素子シャッタ制御信号SHTが
ローレベルになることによりCCD撮像素子は光電変換
部に蓄積された有効な信号電荷が電荷転送部に移転され
る。つまり、素子シャッタ機能を停止させて露光動作を
終了する。
ところで、素子シャッタ制御信号SHTをローレベルに
すれば、同時点で直ちにCCD撮像素子の露光機能は停
止してしまうので、このとき敢えてストロボ制御信号S
Tをローレベルにする必要はない。ストロボ700が、
例えば直列制御式のものである場合には、ストロボ制御
信号STがローレベルになると直ちに発光制御がなされ
て余剰エネルギーは次回の発光のために保存されること
になるが、ストロボ光はストロボ制御信号STがローレ
ベルになっても、この時点t1では光量がゼロにならず
、特に主要被写体が近い場合はこの余剰光量により露光
過度になる確率が多い。しかし、このストロボ露光制御
方式では、ストロボ制御信号STをローレベルにする時
点t1で素子シャッタ制御信号SHTをローレベルにし
て素子シャッタを閉じているので、上記時点t1以降の
ストロボ光は全く露光量に影響を及ぼさない。従って、
上記時点t1でもストロボを発光させたままとし、特に
この実施例のように発光停止制御を行わなくとも、上記
素子シャッタ制御信号SHTをローレベルにして素子シ
ャッタを閉じるだけで露光終了になるので、露光過度に
なることはなく、ストロボの発光停止のための制御手段
を不要としてストロボ700の構成を簡単にすることが
できる。
なお、この実施例では、露光終了禁止信号DSTがロー
レベルになった時点でストロボ700の発光開始を行っ
ているが、これはストロボ光による露光時間が非常に短
い場合でも、露光終了時点t1が確実に露光終了禁止期
間τを経過したあとの時点に至るようにするためである
。従って、露光終了時点t1が露光終了禁止期間τを経
過したあとの時点に至るものであるならば、露光終了禁
止信号DSTがハイレベルにある期間中にストロボ制御
信号STが立上るようにしてもよい。この場合は、本シ
ステムにおけるブリ測光値と、ストロボ700の発光能
力(ガイドナンバー)と、距離環位置やAF動作による
距離情報(図示せず)とに基づいて測光用マイクロコン
ピュータ300により演算がなされ、同マイクロコンピ
ュータ300から露出制御命令ECとして露出制御ブロ
ック220に入力されて上記ストロボ700の発光制御
が行われることになる。ストロボ発光停止時点(露光終
了時点)が不要電荷排出動作期間を終了する時点より確
実に遅れるように、強制的にストロボ発光開始時点を遅
らせているため、有効な信号電荷は不要電荷と混じり合
うことがなくなり、画像はノイズで汚れたりすることな
く鮮明なものとなる。
また、このストロボ露光制御方式で、被写体が非常に明
るくて、第4図に示すように、露光終了禁止期間τを経
過しないうちに適正光量に達し、積分終了パルスIEが
立下って測光終了信号EDが送出された場合には、露出
制御ブロック220は、ストロボ700を発光させるこ
となく、時点t1および露光終了禁止期間τを経過して
露光終了W正信号DSTがハイレベルからローレベルに
なった時点で、素子シャッタ制御信号SHTをローレベ
ルにして、CCD撮像素子の素子シャッタ機能を停止さ
せ露出動作を終了する。
ここで、上記積分コンデンサ104の正極電圧の変化は
、同コンデンサ104の電荷がフォトダイオード101
を通して放電されることによるものであるが、この変化
率は放電の電流値、すなわち電流値が比例関係を有する
フォトダイオード101への入射光量に比例したものと
なる。放電電流の時間積分値が、同区間内での積分コン
デンサ101における放電電荷量に等しい。すなわち、
積分コンデンサ101の容量をC1同コンデンサの電圧
が電池106の電圧Eiから基準レベルE「まで低下す
るとき、その放電電流をisc’電圧がElからE「に
なるまでの時間をtとすると、C ’Se−〒 (El −Er )−・・・・・(2)上
記(2)式における放電電流i が入射光量C に対応するものであるが、積分コンデンサー01の容f
f1Cは一定であるため、上記時間tを測定することに
よって入射光量を割り出すことができる。
入射光量が変動すると、放電における上記時間tの値は
異なることになる。また入射光量が一定であってもEr
の値を変化させれば、tの値が変化することになる。
また、上記実施例では、露出制御ブロック220に入力
される露光終了禁止信号DSTをCCD駆動回路600
より送出するようにしているが、第1図に破線で示すよ
うに、a′III光用マイクロコンピュータ300より
送出するようにしてもよい。この場合、露光終了禁止信
号DSTとCCD駆動回路600のタイミング信号との
同期をとることがやや難しくなるが、プログラム処理に
より露光終了禁止信号DSTの露光終了禁止期間τを簡
単に可変できるので、CCD撮像素子およびCCD駆動
回路600が異なる各電子スチルカメラにおいても、撮
像デバイスに対応した露光終了禁止信号DSTを作るこ
とができる。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、ストロボの発光時
間の制御を行わなくともストロボを用いたときの露光量
の制御を確実に行うことができるため、ストロボ発光時
間の制御手段を不要とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、第2図のシステムにおける要部を詳細に示し
たブロック図、 第2図は、本発明のストロボ露光制御方式を適用した電
子スチルカメラのシステムの一実施例の概略を示すブロ
ック図、 第3図および第4図は、ストロボを用いたダイレクト測
光時において、ストロボ発光が行われる場合およびスト
ロボ発光が行われない場合のそれぞれにおいて、上記第
1図中の各部の動作を示すタイムチャートである。 600・・・・・・CCD駆動回路(撮像素子)700
・・・・・・ストロボ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)撮像素子に対する露光開始時点から同素子の光電
    変換部に経時的に蓄積されてきた信号電荷を露光終了時
    点で一斉に電荷転送部に移転することにより上記撮像素
    子をシャッタとして機能させ、ストロボを用いたときの
    露光量の制御を、当該ストロボの発光時間の制御によら
    ず、上記撮像素子の光電変換部に蓄積された信号電荷を
    一斉に電荷転送部に移転するタイミングによって制御す
    るようにしたことを特徴とするストロボ露光制御方式。
JP63112199A 1988-05-09 1988-05-09 ストロボ露光制御方式 Pending JPH01282976A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5229856A (en) * 1990-10-23 1993-07-20 Ricoh Company, Ltd. Method for the control of stroboscopic light used in electronic still cameras

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5229856A (en) * 1990-10-23 1993-07-20 Ricoh Company, Ltd. Method for the control of stroboscopic light used in electronic still cameras

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