JPH0748865B2 - 電子的撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ストロボ発光制御方式、更に詳しくは、電子
カメラや通常の銀塩フィルムカメラ等の撮影装置におい
て、外光光源の状態に合わせて適正なストロボ光量を与
えるストロボ発光制御方式に関する。

〔従来の技術〕

一般に、ストロボ撮影は、低輝度の被写体に対して適正
な光量を与えるために、あるいは、逆光の被写体に対し
て露出補正をかけるために行なわれており、外光の色温
度を補正するためには行なわれていない。

一方、ビデオカメラ等においては、外光の色温度が変化
すると画像の色バランスが変化するので、外光の色温度
変化に応じて自動的に適正な色バランスを調整するよう
にしたオートホワイトバランス装置が種々提案されてい
る。ところが、このようなオートホワイトバランス装置
は、センサを必要とするなど、一般に回路構成が複雑で
あるので、簡易型の機種においては、ホワイトバランス
調整に関して、日中の比較的明るい太陽光の下で最適な
撮影ができるように、あらかじめカメラ内部で、いわゆ
る「デーライト」状態の調整値に固定したものがある。
そして、このような「デーライト」固定の簡便な構成の
ものは、撮影装置も安価になるので、単にビデオカメラ
だけでなく、近年開発された電子カメラ等にも積極的に
採用されていくものと思われる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記のような「デーライト」状態のホワイトバ
ランス調整値にプリセット固定した簡易型の撮影装置を
用いて撮影をした場合、自然光の下では問題ないが、室
内の撮影等で白熱電灯や蛍光灯等の人工光源が用いられ
ると、これらの人工光源の光の色温度は自然光の色温度
とは異なるので色バランスが崩れてしまい、良好な撮影
画像が得られないという問題がある。ところで、白熱灯
や蛍光灯等の人工光源は50ヘルツあるいは60ヘルツの商
用周波数で交流発光しており、その発光する光には上記
周波数成分のリップルが含まれている。一方、ストロボ
の発する光は自然光に極めて近い色温度の光である。

本発明は、このような点に着目してなされたもので、ホ
ワイトバランス調整値を「デーライト」に固定した簡易
型の撮影装置に適用できて、人工光源の下でも適正な色
バランスで撮影できるように発光制御するストロボ発光
制御方式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および作用〕

本発明の第１の電子的撮像装置は、撮影に際して当該光
源光がその中に人工光源による光を含んだものであるこ
とを弁別するための弁別手段と、この弁別手段が光源光
が当該光源光がその中に人工光源による光を含んだもの
であることを弁別したときには当該ストロボからの投射
光を用いて撮影を行なうことによりホワイトバランスの
適正化を図るようにするためのストロボ制御手段とを備
えてなる。

また、本発明の第２の電子的撮像装置は、ホワイトバラ
ンス設定状態が特定の一の設定状態に固定された電子的
撮像装置において、補助的照明手段を用いずとも撮影に
必要とされる照度が確保される条件下で上記一の設定状
態によっては適切な色バランスでの撮影ができないとき
にはストロボを発光せしめてホワイトバランスの適正化
を図るようにすべくストロボの制御を行なうためのスト
ロボ制御手段を備えてなる。

〔実施例〕

本発明では、ある程度外光がある状態でストロボを発光
しようとするので、基本的には日中シンクロを行なうこ
とになる。ただし注意が必要なのは、日中シンクロとい
っても従来のそれとは露出の考え方が異なる点である。

すなわち、従来の日中シンクロは例えば逆光等の特殊な
撮影条件の場合に、測光系が「適正露光」と判断して
も、主要被写体の輝度レベルが全体の平均輝度レベルよ
りも著しく低くなって、いわゆる黒つぶれ状態になって
しまうのを防ぐ目的で、主要被写体の輝度を補うために
ストロボ光を与えるものである。従って、測光系は外光
のみで適正露光になるべく露出を制御すればよく、通常
の撮影時と同じである。

一方、本発明の日中シンクロは輝度を補うためでなく、
色補正のために行なうものであるため、露出については
あくまでも外光とストロボ光の合成光（光の和）に対し
て適正露光となるように制御する必要がある。

以上を前提として、本発明のストロボ発光制御方式によ
る日中シンクロの考え方を説明すると、一般的なアペッ
クス演算式より、露出値Evは、 E_v＝A_v＋T_v ………（１） で定義される。ここで絞り値Av、シャッター値Tvについ
ては、レンズのＦナンバー、シャッターの有効露出時間
Ｔから、 A_v＝log₂F² ………（２） である。

また、アペックス方式で表わされる被写体輝度Bvとフィ
ルム感度Svについては、輝度Bvは基準輝度B0に対する現
在の輝度Ｂの対数値、感度SvはISO100を基準としたISO
感度のＳの対数値であり、 S_v＝log₂0.32S ………（５） で定義されている。

そして、上記（１）式を満足させる被写体輝度Bvとフィ
ルム感度Svに関するアペックス演算式については、次の
（６）式で与えられる。

S_v＋B_v＝A_v＋T_v ………（６） ところで、この（６）式はストロボ光を考慮しない外光
のみの場合の適正露光の条件式である。

そこで、次に、ストロボ光のみによる適正露光の条件式
を考えてみる。

ストロボのガイドナンバーをGn、被写体距離をｄ（単
位;m）とし、次のようなアペックス値を定義する。

G_v＝log₂G_n ² ………（７） D_v＝log₂d² ………（８） ここで、上記ガイドナンバーGnはフィルム感度がISO100
のときに、 G_n＝Ｆ×ｄ ………（９） の式が成立すれば適正露光となるものである。したがっ
て、上記（７）〜（９）式および前記（２）式から、 G_v＝A_v＋D_v ………（10） なる式が導かれる。この（10）式はSv＝５（ISO100）の
ときに成立つ式であるので、一般式としては、フィルム
感度も考慮して、 S_v−５＋G_v＝A_v＋D_v ………（11） が成立する。つまり、この（11）式はストロボ光のみに
よる適正露光の条件式である。

ここで、以下の式の変形を容易にするために、次のB
v′,Sv′を定義する。

これらはそれぞれBv,Svの基準量をずらしただけのもの
であって、定義から、 B_v′＝B_v＋５ S_v′＝S_v−５ S_v′＋B_v′＝S_v＋B_V 等が成立つことは明らかである。

さて、これらを用いて、上記（６）式と（11）式とをそ
れぞれ変形すると次式のようになる。

A_v−S_v′＝B_v′−T_v ………（12） A_v−S_v′＝G_v−D_v ………（13） （12）式の右辺は外光の寄与するものであり、（13）式
の右辺はストロボ光の寄与するものである。したがっ
て、この（12）式は上記（２），（３），（４′），
（５′）式より、 となり、また、（13）式は上記（２），（５′），
（７），（８）式より、 となるので、結局、外光とストロボ光との双方の光を加
味した場合の適正露光の条件式としては、 となる。

すなわち、この（16）式の意味するところは、左辺は外
光およびストロボ光に共通の絞りとフィルム感度に関す
る量であり、右辺の第１項は外光による撮影に関し、第
２項はストロボ光による撮影に関する量である。したが
って、この（16）式が満たされるとき、日中シンクロ撮
影が適正露光で行なわれることになる。

ここで、上記（16）式を再びアペックス値を用いて書き
改めると、 となる。この（17）式を、更に、外光に対するストロボ
光の割合ｋを用いて書きなおすと、 A_v−S_v′＝B_v′−T_v＋log₂（１＋ｋ） ………（18） または、 となる。但し、（18），（19）式において、 とする。この（20）式から明らかなように、ｋの値を大
きくするほど、日中シンクロ撮影において、ストロボ光
による影響を大きくすることができる。

すなわち、本発明では、外光がある場合でも、外光に人
工光源が含まれている場合には、外光をある程度抑制し
てまでも、自然光に近いストロボ光の割合いを増大させ
て色バランスの良好な撮影を行なおうとするものであ
る。

そこで、次に、例えば、上記ストロボ光と外光との比率
が3:1となるように、つまり、撮影光の75％をストロボ
光が寄与するように設定することを仮定すると、この場
合は、ｋ＝３であるので、上記（18），（19）式の第３
項は、それぞれ、 log₂（１＋ｋ）＝２ ………（21） になる。したがって、上記（18），（19）式に（21），
（22）式の値を代入することによって次の式が得られ
る。

A_v−S_v′＝B_v′−T_v＋２ ………（23） A_v−S_v′＝G_v−D_v＋0.415 ………（24） 次に、通常のカメラとストロボを用いて、本発明のスト
ロボ発光制御方式による日中シンクロ撮影を行なうに当
たり、外光による被写体輝度がどの程度のときにストロ
ボ光によって色バランスを良好にする撮影を行なうこと
ができるかについて考えてみる。

そこで、カメラに関する仮定として、レンズのＦナンバ
ーがF2〜16で、シャッタースピードが1/30〜1/1000のレ
ンズシャッターを有するカメラを例にとる。そして、こ
のとき、ｋ≧3,d≦５（ｍ）,Gn≦20（ISO100・ｍ）とす
ると、上記（23）式より、 となるので、カメラのシャッタースピードの条件から、
Tv max＝10を上記（25）式に代入すると、Bv′ max＝1
2.4となる。すなわち、ｋ≧３の撮影を行なうには、B
v′≦12.4、すなわち、Bv≦7.4でなくてはならない。言
いかえれば、Bv＝7.4より明るい輝度のとき、ストロボ
をフル発光してもｋ＜３になってしまうことがおこりう
る。ところで、Bv＝7.4という被写体輝度は、被写体の
反射率を100〜50％とすれば、照度に換算して200〜4000
ルクスであり、一般的な室内照明はこれよりもかなり暗
い事実を考えれば、この程度の被写体輝度のときをスト
ロボ光によるホワイトバランス調整の限界として充分で
ある。

次に、本発明のストロボ発光制御方式のプログラム特性
について説明する。

例えば第3,4図に示すプログラム特性線図で、実線で示
す特性線L1,L2は通常の外光のみによる撮影時に行なわ
れる露出制御の特性線であり、破線で示す特性線LS1,LS
2は本発明方式による撮影時に行なわれる露出制御の特
性線である。ｋ＝３とすることにより、上記（23）式は
得られることを説明したが、この（23）式は次のように
書き直すことができる。

A_v＋T_v＝B_v′＋S_v′＋２ ＝B_v＋S_v＋２ ………（26） したがって、この（26）式を上記（６）式と比較して明
らかなように、本発明方式によってｋ＝３のストロボ発
光制御を行なうということは、外光を２段分低く抑える
ことを意味する。つまり、ストロボ発光の場合は、第３
図に示すように、通常の特性線L1を2Evシフトさせた特
性線LS1によって露出値（Ev）が決定される。例えば、B
v＝5,Sv＝５（ISO100）の場合、通常の撮影ではEv＝10
となるが、ストロボを用いたｋ＝３の撮影ではEv＝12と
なる。そこで、このEv＝12が得られるような絞り値Avと
シャッター値Tvとを第４図から求めると、特性線LS2か
らAv＝4,Tv＝８となることがわかる。ところで、第３図
において特性線LS1がBv＋Sv＝12を上限としているの
は、前に述べたように、ｋ≧３に設定したときBv＝7.4
（ISO100のとき）が、ストロボ光によってホワイトバラ
ンスが適正に調整できる限界だからである。また、第４
図において、特性線LS2が絞り線Av≦４となっているの
は、同じく前に述べたように、ガイドナンバーGn≦20、
被写体距離ｄ≦５とした場合、Ｆ＝４が限界だからであ
る。

次に上記の点を考慮した本発明のストロボ発光制御方式
の一実施例を、第１図および第２図を用いて説明する。
この第1,2図に示すストロボ制御方式はホワイトバラン
スが「デーライト」の固定の電子カメラシステムに適用
したものである。

第１図において、フォトセンサからなる光電変換手段１
は外光の光量、すなわち、輝度Bvを検出して電気信号に
変換する。この光量変換手段１の出力はローパスフィル
ター（以下、LPFとする）２およびバンドパスフィルタ
ー（以下、BPFとする）４に導かれる。LPF2は光電変換
手段１の出力に含まれる脈流分をカットして輝度Bvに応
じた信号のみを露出値設定手段３に送る。BPF4は光電変
換手段１によって検出された外光光量に含まれている白
熱灯や蛍光灯等の人工光源の商用周波数のリップルを検
出する。すなわち、このBPF4では、定常光がカットさ
れ、50〜60ヘルツの周波数成分の信号が検出される。検
出されたリップルは検波器５に導かれると、同検波器５
によりリップル成分のピーク値あるいは平均値が検出さ
れる。この直流値に変換されたリップル成分はレベル
（ゲイン）調整器６に入力され、同調整器６でレベル調
整される。そして、このレベル調整されたリップル成分
は比較手段７に導かれると、同比較手段７にはLPF2の出
力も導かれているので、LPF2の出力レベルと比較され
る。LPF2の出力レベルよりレベル調整器６の出力レベル
が大きい場合に、比較手段７はハイレベル（“H"）の信
号を出力する。この“H"信号はストロボオン信号として
オアゲート８に入力されるとともに、露出値設定手段３
に導かれる。露出値設定手段３の出力は図示しない絞り
制御回路およびシャッター制御回路へ送られる。

露出値設定手段３に比較手段７から“H"信号が導かれて
いない場合は、外光には人工光源の光が含まれていない
か、若しくは含まれていても、自然光に対する比率が少
ないことになるので、この場合には露出値設定手段３
は、LPF2の出力（輝度Bv）により、前記通常のプログラ
ム特性線L1,L2（第3,4参照）に従い、露出値（Ev）が求
められ、絞り値Av、シャッター値Tvが決定される。また
比較手段７から“H"信号が露出値設定手段３に導かれて
いる場合は、外光に人工光源が多く含まれていることに
なるので、このときには、露出値決定手段３は、LPF2の
出力を基に、Ev値をシフトした前記プログラム特性線LS
1,L2（第3,4参照）に従い、露出値（Ev）が求められ、
かつ絞り値Av、シャッター値Tvが決定される。

また、LPF2の出力は比較手段10に送られ、同比較手段10
で基準信号発生手段９から発せられる基準信号と比較さ
れる。LPF2の出力レベル、すなわち、輝度信号レベルが
基準信号のレベルより低いとき比較手段10から“H"信号
が出力される。この“H"信号は同じくストロボオン信号
としてオアゲート８に入力される。したがって、この電
子カメラを用いた撮影時において、外光光量が基準光量
よりも少ない場合に、この低照度をストロボ光で補うた
め、あるいは、外光光量が充分にあってもリップル分が
大きく、人工光と判断される場合に、ホワイトバランス
を調整するため、オアゲート８よりストロボオン信号が
発せられる。

ストロボオン信号が発せられると、同信号は、第２図に
示すように、アンドゲート11の一方の入力端が導かれ
る。ここで、図示しないレリーズスイッチがオンするこ
とにより、シャッターがトリガされてシャッタートリガ
信号が印加されると、同トリガ信号はシャッター開始指
令信号としてシャッター制御回路に送られる。そして、
シャッターが全開になりシャッター制御回路からシャッ
ター全開信号がアンドゲート11の他方の入力端に導かれ
ると、アンドゲート11は“H"信号をストロボ制御手段12
に送出するので、このとき、ストロボ制御手段12は図示
しないストロボへ発光開始指令信号を送る。これによ
り、ストロボが発光を開始すると、このストロボの発光
した光はフォトセンサからなる光電変換手段13により受
光される。この光電変換手段13の出力は積分手段14に入
力されて積分される。積分手段14はシャッタートリガ信
号が印加されたときに発せられるリセット手段15からの
リセット信号によりリセットされるので、シャッターが
開き始めると同時に積分動作が開始される。すなわち、
積分手段14はシャッターが全開するまでは光電変換手段
13で受光した外光光量を積分し、シャッターの全開後は
ストロボ光と外光の混合光の光量を引きづつき積分す
る。なお、光電変換手段13は前記第１図に示した光電変
換手段１と兼用するようにし、その出力側の電気回路を
切換えるようにしてもよい。積分手段14の出力は比較手
段16で基準信号発生手段17からの基準信号と比較され
る。したがって、積分手段14の出力レベルが基準信号の
レベルを越えると、この時点で比較手段16より“H"信号
が発せられる。この“H"信号はシャッター制御回路へシ
ャッター閉指令信号として送られるとともに、ストロボ
へ発光停止指令信号として送られる。このようにして、
ストロボ発光による撮影が行なわれることにより、ｋ≧
３、すなわち、撮影光量の75％以上をストロボ光に寄与
させ、ホワイトバランスの良好な撮影を行なうことがで
きる。

なお、上記実施例では、ホワイトバランスが「デーライ
ト」固定の電子カメラに適用した場合を説明したが、本
発明方式は、銀塩フィルムを使用した通常のカメラにも
適用可能であり、デーライトフィルム使用時に色の適正
な撮影画が得られる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば、極めて簡単な構
成により、人工光源の光が存在する下でも色バランスの
良好な撮影を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第1,2図は、本発明方式の一実施例を示すブロック図、 第3,4図は、本発明による露出補正を説明するための各
プログラム特性線図である。 ４……BPF（検出手段） ７……比較手段（制御手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮影に際して当該光源光がその中に人工光
   源による光を含んだものであることを弁別するための弁
   別手段と、この弁別手段が光源光が当該光源光がその中
   に人工光源による光を含んだものであることを弁別した
   ときには当該ストロボからの投射光を用いて撮影を行な
   うことによりホワイトバランスの適正化を図るようにす
   るためのストロボ制御手段と、を備えてなることを特徴
   とする電子的撮像装置。
2. 【請求項２】ホワイトバランス設定状態が特定の一の設
   定状態に固定された電子的撮像装置において、 補助的照明手段を用いずとも撮影に必要とされる照度が
   確保される条件下で上記一の設定状態によっては適切な
   色バランスでの撮影ができないときにはストロボを発光
   せしめてホワイトバランスの適正化を図るようにすべく
   ストロボの制御を行なうためのストロボ制御手段を備え
   てなることを特徴とする電子的撮像装置。