JPH0814672B2

JPH0814672B2 - カメラの露出制御回路

Info

Publication number: JPH0814672B2
Application number: JP12876587A
Authority: JP
Inventors: 幸夫中島; 右二今井
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1987-05-26
Filing date: 1987-05-26
Publication date: 1996-02-14
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPS63293533A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はカメラの露出制御回路、詳しくはシャッタ幕
面，フィルム面からの反射光を測光してシャッタの制御
を行う露出制御回路に関する。

〔従来の技術〕

従来より撮影レンズを通過した被写体光のシャッタ幕
面，フィルム面からの反射光を測光して、シャッタの閉
成時期を制御するいわゆるダイレクト測光型のカメラが
種々製品化されている。そしてこのようなダイレクト測
光型のカメラにおいては、光電流積分回路内の演算増幅
器の有するオフセット電圧により、フィルム感度が高く
て判定電圧が低くなってしまう場合には正確な露出制御
が困難になるという不具合を有していた。更に光電流積
分回路における積分開始スイッチをバイポーラトランジ
スタで構成した場合には、そのコレクタ・エミッタ間に
飽和電圧が残留してしまい正確な露出制御の妨げとなる
という欠点もあった。

これを解決するものとして、特開昭57−93327号公報
にて第６図に示すような光電流積分回路が提案されてい
る。これを簡単に説明すると、フォトダイオードPDのカ
ソード，アノード端子は帰還ループを有する第１の演算
増幅器OP₁の反転，非反転入力端子に各々接続されてい
る。そして上記フォトダイオードPDのアノード端子には
アースとの間に積分用コンデンサC₀が設けられている。
また上記演算増幅器OP₁の出力端子は、非反転入力端子
に基準電圧Vrefが入力される第２の演算増幅器OP₂の反
転入力端子に入力されている。この第２の演算増幅器OP
₂の出力端子はスイッチング素子としてのPNPトランジス
タTrのエミッタ及び抵抗を介してベースに接続されてい
る。このトランジスタTrのベースはトリガスイッチSwを
介して接地され、またコレクタは上記第１の演算増幅器
OP₁の非反転入力端子に接続されている。そして第１の
演算増幅器OP₁の出力は比較器CMPにより積分量判定電圧
Vc比較されシャッタ閉成信号を出力する。このような構
成によりフォトダイオードPDからの光電流はスイッチSw
のオフ後、コンデンサC₀に積分され、被写体光に応じた
出力が演算増幅器OP₁から出力されることになる。そし
てこのような回路によれば、上述した第１の演算増幅器
OP₁のオフセット電圧による誤差、及びPNPトランジスタ
Trのコレクタ・エミッタ間の飽和電圧による誤差を第２
の演算増幅器OP₂により補償することができる。

しかしながら、この回路においても未だ下記のような
欠点があった。すなわち第２の演算増幅器OP₂にも第１
の演算増幅器OP₁に較べて、少ないものやはりオフセッ
ト電圧Vos₁があり、また比較器CMPにもオフセット電圧V
os₂がある。これらにより演算増幅器OP₁の出力電圧Vout
及び比較器における積分量判定電圧Vcは上記オフセット
電圧分シフトしてしまう。更にスイッチング素子である
トランジスタTrのベース・コレクタ間には接合容量C_jが
存在し、この容量C_jに蓄積された電荷がトリガスイッチ
Swをオフした時に積分コンデンサC₀に流れ込んでしま
う。ここでトランジスタTrのベース・エミッタ間電圧Vb
eを0.5（ｖ），積分コンデンサC₀の容量を50（PF），上
記接合容量C_jを0.5（PF）とすると、この接合容量から
流れ込む電荷による積分コンデンサC₀の誤差電圧Vovは
５（mv）となり、第７図に示すように演算増幅器OP₁の
出力電圧Voutの初期電圧がVrefからVovだけシフトして
しまうことになる。つまり演算増幅器OP₁の出力電圧Vou
t′は上記誤差のない場合の電圧Voutに対して演算増幅
器OP₂のオフセット電圧Vos₁と上記接合容量C_jによる誤
差電圧Vovだけシフトし、また積分量判定基準レベルもV
cからオフセット電圧Vos₂分だけシフトしてしまう。こ
のためフィルム感度に合った積分量、つまり基準電圧Vr
efに対する判定基準電圧Vcを決めても、この回路により
定まる露出時間t₁は、真の露出時間t₀に対して異なって
しまい適正な露出時間を得ることができない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上述した従来技術の欠点に鑑み成されたもの
であり、上述した積分開始スイッチとしてのトランジス
タの飽和電圧による誤差と、演算増幅器及び比較器に存
在するオフセット電圧による誤差及び積分開始用のトラ
ンジスタの接合容量による誤差を補償し、正確な露光量
の得られるカメラの露出制御回路を提供するものであ
る。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

本発明の露出制御回路では上記問題点を解決するため
に、被写体からの光を受光して、光電流に変換する受光
素子と、この受光素子から出力される光電流を積分する
ためのコンデンサを含む電流積分回路と、オン状態で上
記コンデンサを放電し、積分開始信号に応答してオフさ
れるスイッチング素子と、上記電流積分回路の出力電圧
を、第１の判定電圧および第２の判定電圧と比較するた
めの判定手段と、上記積分開始信号が出力されてから、
上記電流積分回路の出力電圧が上記第１の判定電圧に達
したことを上記判定手段が検出するまでの間、上記コン
デンサに電流を注入するための電流注入手段と、上記電
流積分回路の出力電圧が上記第１の判定電圧に達したこ
とを上記判定手段が検出するのに応答して露出を開始
し、上記第２の判定電圧に達したことを上記判定手段が
検出するのに応答して露出を終了する露出手段とを備え
ている。

このような構成の本発明では、積分開始信号により電
流積分回路はコンデンサに光電流および電流注入手段か
らの電流を積分し始め、その積分電圧を判定手段の第１
の電圧と比較する。この判定手段によって積分電圧が第
１の判定電圧に達すると上記電流積分回路は上記光電流
のみを積分すると共に、露出手段は露出を開始する。上
記電流積分手段の出力電圧が第２の判定電圧に達する
と、露出手段は露出を終了する。したがって、露出動作
は上記積分回路の出力電圧が第１の判定電圧に達してか
ら第２の判定電圧に達するまでの間、行われる。

〔実施例〕

以下、本発明の第１の実施例を第１図，第２図を参照
して説明をする。

第１図に示すように、撮影レンズを通過した被写体光
のシャッタ幕面あるいはフィルム面からの反射光を受光
するフォトダイオード１は、帰還ループを有する演算増
幅器２の反転，非反転入力端子に接続されている。この
演算増幅器２の非反転入力端子にはアースとの間にコン
デンサ３が介挿されている。そしてこのコンデンサ３に
は並列に、積分開始信号に先立ってオンし積分開始信号
によりオフするスイッチ４が接続され、積分開始信号前
にはコンデンサ３の電荷を放電している。更に、このコ
ンデンサ３には後述するスイッチ５を介して電流源６が
接続されている。一方上記演算増幅器２の出力端子は比
較器７の非反転入力端子に接続されている。この比較器
７の反転入力端子は抵抗８を介して電圧Vr₁を発生する
電圧源９に接続され、また後述するスイッチ10を介して
電流源11に接続されている。すなわち、この比較器７の
反転入力端子に生ずる判定電圧Vcは、スイッチ10がオフ
の時は第１の判定電圧としてのVr₁であり、オンの時に
は電流源11による電流をi,抵抗８の値をＲとすると第２
の判定電圧としてのVr₂＝Vr₁＋iRとなる。また電流源11
は設定されるフィルム感度に応じてその電流値ｉを変化
させるものである。そして比較器７の出力は制御回路12
に入力される。この制御回路12は比較器７の出力が反転
するのを検出して、上記スイッチ５とスイッチ10を制御
する。ここでスイッチ５は上記制御回路12が演算増幅器
２の出力電圧が第１の判定電圧としての電圧源９の電圧
Vr₁に達したことによる反転信号を受けた時に制御回路1
2によりオフとされ、その後露光終了時にオンとされ
る。逆にスイッチ10は上記反転信号を受けた時にオンと
され、その後露光終了時にオフとされる。そして制御回
路12はこの反転信号を受けた時に同時に先幕保持信号MF
をＨレベルからＬレベルとし、次に演算増幅器２の出力
電圧が第２の判定電圧としてのVr₂に達したことによる
反転信号を受けた時に、後幕保持信号MSをＨレベルから
Ｌレベルへとする。この制御回路12の後段には図示しな
い露出手段があり、これら信号MF,MSにより先幕，後幕
の電磁石を制御しシャッタを開閉するように構成されて
いる。

次にこのように構成された本実施例の動作を説明す
る。

シャッタ釦等からの積分開始信号を受けるとスイッチ
４がオンからオフになる。この時スイッチ５はオンして
いるのでコンデンサ３にはフォトダイオード１からの光
電流と電流源６からの電流により充電され始める。この
充電電圧は演算増幅器２の出力電圧Voutとして比較器７
に入力される。ここでこの比較器７の判定電圧Vcはスイ
ッチ10がオフしているので、Vc＝Vr₁であり、上記出力
電圧Voutが第１の判定電圧Vr₁に達した時に比較器７は
その出力VsをＬレベルからＨレベルへとする。制御回路
12はこのVsのＬレベルからＨレベルへの立上りエッジを
検出して露出手段への先幕保持信号MFをＨレベルからＬ
レベルへとし、先幕を走行させるとともに、スイッチ５
をオフ，スイッチ10をオンさせる。このスイッチ５のオ
フによりコンデンサ３にはフォトダイオード１からの光
電流のみが充電されることになる。そしてスイッチ10の
オンにより判定電圧Vcは第１の判定電圧Vr₁からそれよ
りも高い第２の判定電圧Vr₂となる。そしてこの判定電
圧Vcが上昇することにより比較器７の出力VsはＬレベル
へすぐに反転する。この状態においては演算増幅器２の
出力Voutはフォトダイオード１からの光電流の積分によ
る電圧上昇のみであり、この出力電圧Voutが第２の判定
電圧Vr₂となった時に比較器７はその出力Vsを再びＬレ
ベルからＨレベルへ反転する。この出力Vsの立上りエッ
ジを受けて制御回路12は露出手段への後幕保持信号MSを
ＨレベルからＬレベルへとし、後幕を走行させることに
より露光を終了させる。

以上述べたような本実施例によれば、第２図に示すよ
うに露出時間ｔは演算増幅器２の出力電圧Vo₁が第１の
判定電圧Vr₁から第２の判定電圧Vr₂になる迄の時間で決
定されることになるので、積分を開始させるスイッチ１
のオフ時の容量結合による積分開始点のズレや演算増幅
器２に内存するオフセット電圧等の影響で演算増幅器２
の出力電圧VoutがVosだけシフトしたとしても露出時間
ｔはそれらの影響を受けない。更に比較器７がもつオフ
セット電圧は第１の判定電圧Vr₁,第２の判定電圧Vr₂と
の比較時の両方に作用するので、露出時間ｔに関しては
両者が相殺されることになり影響を受けない。

次に第２の実施例について第３図，第４図を参照して
説明をする。この第２の実施例は、上記第１の実施例が
スイッチ５のオンからオフへの動作時にノイズを発生す
るおそれがあるので、これを解決する更に有効な実施例
である。尚、上記第１の実施例と同様な部分には同一符
号を付し詳しい説明は省略する。

フォトダイオード１のアノード端子には積分用の小容
量のコンデンサ31と大容量のコンデンサ32とが直列に接
続されている。この小容量のコンデンサ31と上記フォト
ダイオード１のアノードの接続点にはNPNトランジスタ4
1のエミッターコレクタ及びNPNトランジスタ42のコレク
ターエミッタを介して接地されている。上記トランジス
タ41のベースは抵抗101を介して同トランジスタ41のコ
レクタに接続されており、このコレクタは上述したよう
にトランジスタ42のコレクタに接続されるとともに抵抗
102を介して演算増幅器２の反転入力端子に接続されて
いる。そしてこれらトランジスタ41,42のベースは各々
電流源として動作するPNPトランジスタ111,112のコレク
タに接続されている。このトランジスタ111,112のエミ
ッタは電源Vccに接続されており、ベースはそれぞれエ
ミッタを同じく電源Vccに接続したPNPトランジスタ110,
113,114のベースに接続されていてカレントミラー回路
を形成している。そしてそのトランジスタ110は電流源1
03を介して積分開始スイッチとしてのNPNトランジスタ4
3のコレクタ・エミッタを介して接地されている。この
トランジスタ43のベースには図示しないマイコンからの
積分開始信号MEが入力されている。一方、演算増幅器２
の出力端子は比較器７の非反転入力端子に接続され、こ
の比較器７の反転入力端子に接続される判定電圧Vcと比
較される。この反転入力端子は抵抗104を介して基準電
圧Vrefに接続されるとともに、フィルム感度値に応じて
電流値を変える電流源11を介してエミッタを電源Vccに
つないだ後述するPNPトランジスタ115のコレクタに接続
される。すなわちこのトランジスタ115がオフしている
時には比較器７の反転入力端子の電圧Vcは第１の判定電
圧としての基準電圧Vrefに等しく、トランジスタ115が
オンしている時には第２の判定電圧としてのVref＋iR
（ｉは電流源11からの電流,Rは抵抗104の抵抗値）にな
る。そしてこの比較器７の出力はセット・リセットFF11
6のセット端子に入力される。このFF116のリセット端子
は上述したカレントミラー回路を形成しているトランジ
スタ114に接続されており、積分開始信号MEのＨレベル
信号でリセットされる。また、その出力端子は後段に
設けられる周知の露出手段に接続され、先幕保持信号MF
を伝える。更にこの端子は上述した判定電圧を切換え
るスイッチ４であるトランジスタ115のベースに接続さ
れている。一方Ｑ端子はNANDゲート117に遅延回路118を
介して接続される。このNANDゲート117には更に上記比
較器７の出力が入力されており、この出力は後幕保持信
号MSとして上記先幕保持信号MFと同様に露出手段に入力
される。また、上記出力端子Ｑは電流注入手段としての
電流源６に接続されるPNPトランジスタ51のベースに接
続されている。このPNPトランジスタ51のコレクタは前
述した積分用コンデンサ31と32の接続部に接続され、上
記電流源６からの電流を大容量のコンデンサ32に充電す
るようになっている。またこのコンデンサ32の両端には
放電用のトランジスタ44が接続されていて、このトラン
ジスタ44のベースは前述のカレントミラー回路を形成す
るトランジスタ113のコレクタに接続されている。

以上のように構成された本実施例の動作を第４図を参
照して説明する。

初期状態にあっては、マイコンからの積分開始信号ME
がＨレベルであるのでトランジスタ43はオンしていて、
トランジスタ111,112,113,114には電流源103で決まる電
流が各々流れる。これによりトランジスタ41,42はオン
状態であり、フォトダイオード１とコンデンサ31の接続
点の電位はアースレベルにおとされている。更にトラン
ジスタ44も同時にオン状態であるのでコンデンサ31,32
は放電状態に保たれる。そしてこの時FF116はリセット
状態にあり先幕，後幕保持信号MF,MSはＨレベルであ
る。この状態でレリース釦等の動作によりマイコンから
の積分開始信号MEがＬレベルに立下がると上記トランジ
スタ43はオフし、これによりトランジスタ41,42,44がオ
フする。このトランジスタ41,42のオフによりフォトダ
イオード１からの光電流はコンデンサ31,32に充電され
る。更にこの時トランジスタ51はオン、トランジスタ44
はオフとなるので電流源６からの定電流Idがコンデンサ
32に流れ込む。ここで光電流をIp,コンデンサ31の容量
をC₁,コンデンサ32の容量をC₂とすると、となるべくIdを定めれば、同一時間でコンデンサ31に発
生する電圧よりコンデンサ32に発生する電圧の方がずっ
と大きい。また、この時、トランジスタ41は逆トランジ
スタとして動作し、更にトランジスタ41のコレクタは抵
抗102を介してベースは抵抗101,102を介して演算増幅器
２の出力端子に接続されているので、コンデンサ31の充
電電荷の同トランジスタ41を介してのリーク電流を防ぐ
ことができる。こうしてコンデンサ31,32が上記電流Ip,
Idにより充電されると演算増幅器２の非反転入力端子の
電圧が上昇し、この演算増幅器２の出力電圧Voutもほぼ
同じ電位で上昇する。この時FF116の出力はＨレベル
なのでトランジスタ115はオフしており、比較器７の判
定電圧Vcは第１の判定電圧である基準電圧Vrefに保持さ
れている。そして演算増幅器２の出力電圧Voutが第１の
判定電圧であるVrefに達すると比較器７は出力Vsを反転
し、FF116をセットする。このFF116のセットにより露出
回路への先幕保持信号MFはＬレベルへとされ、シャッタ
先幕を走行させる。そして同時に上記トランジスタ115
はオンし、比較器７の判定電圧VcはVref＋iRと上昇す
る。これにより比較器７は即座に出力Vsを再びＬレベル
へとする。そのためNANDゲート117へ入力するVsはパル
ス状となり、FF116の出力Ｑが遅延回路118を介して遅れ
てＨレベルとなった時にはすでにＬレベルになってお
り、同NANDゲート117の出力はＨレベルを保持する。ま
たこれと同時にトランジスタ51がオフになるので電流注
入手段としての電流源６からコンデンサ32へは電流Idが
流れ込まないようになり、この後はコンデンサ31,32へ
の充電は光電流Ipのみによることとなり、露出時間を決
定するための光電流の積分が始まる。（但しC₁＜＜C₂な
のでこの上昇カーブはほとんどとなる。）なお、ここでこのトランジスタ51のスイッチング時に
トランジスタ51のベース・コレクタ間の接合容量C_j2の
影響でコンデンサ32にノイズを与えるがこの接合容量C
_j2はコンデンサ32の容量C₂に対しC₂＞＞C_j2なのでその
影響は無視できるものとなる。そしてこの光電流Ipによ
る演算増幅器２の出力電圧Voutが、第２の判定電圧とし
てのVref＋iRに達すると再び比較器７は出力VsをＨレベ
ルとする。この時NANDゲート117に入力される遅延回路1
18の出力の電圧N₂もＨレベルであるので上記比較器７の
Ｈレベル信号に同期してNANDゲート117は露出回路への
後幕保持信号MSをＬレベルへとし、シャッタ後幕を走行
させる。

次にこの実施例における積分開始時オフするトランジ
スタ41の結合容量C_j1による演算増幅器２の出力電圧Vou
tに及ぼす変動Vov及び比較器７の有するオフセット電圧
による影響，演算増幅器２の有するオフセット電圧の影
響を第５図（Ａ），（Ｂ）に基づいて説明する。

まず演算増幅器のオフセット電圧をVos₁とすると第５
図（Ａ）に示すように演算増幅器の出力はオフセットが
ない場合の出力Voutに対しオフセットがある場合にはそ
の電圧Vos₁分シフトしたVout′となる。このため出力電
圧Voutが第１の判定電圧Vc₁（＝Vref）に達する時期はV
outとVout′で異なるが、第２の判定電圧Vc₂（＝Vref＋
iR）に達する時期も同様にずれるので、実質的な露光時
間Tiは等しくなる。また第５図（Ｂ）に示すように比較
器７のオフセット電圧がVos₂ある場合にはこのオフセッ
トがない場合の判定電圧Vcに対し判定電圧がVos₂だけシ
フトしたVc′となってしまう。しかしこのシフトにより
第１の判定電圧も第２の判定電圧も同様にシフトするの
で実質的な判定のための電圧レベルは変化せず、露光時
間Tiも影響を受けることはない。更に第５図（Ａ），
（Ｂ）に示すように積分開始時に積分開始用のトランジ
スタ41の接合容量C_j1からの誤差分Vo_vも上述した第５図
（Ａ）で述べた理由により同様に露光時間に影響を与え
ない。

尚、上述した２つの実施例では電流注入手段として電
流源及びスイッチ手段を設けたが、本発明はこれに限ら
ず受光素子としてのフォトダイオードに対して直接光電
流を発生させるように同フォトダイオードを照射する発
光素子と、この発光素子に対し駆動電流を与えるスイッ
チング手段とを設けてもよい。

〔効果〕

本発明によれば、前記従来技術の有していた欠点を解
消し、回路に存在するオフセット電圧やトランジスタの
接合容量による影響を受けない極めて正確な露光時間の
得られる露出制御回路とできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す回路図，第２図は
同実施例の動作を示すタイムチャート図，第３図は本発
明の第２の実施例を示す回路図，第４図は同実施例の動
作を示すタイムチャート図，第５図（Ａ），（Ｂ）は同
実施例の演算増幅器の出力電圧を示す図，第６図は従来
の光電流積分回路図，第７図は同従来例の演算増幅器の
出力電圧を示す図である。１……フォトダイオード２……演算増幅器（電流積分回路）３……コンデンサ（電流積分回路）４……スイッチ５……スイッチ（電流注入手段）６……電流源（電流注入手段）７……比較器（判定手段） 10……スイッチ（判定電圧切換手段） 11……電流源（判定電圧切換手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体からの光を受光して、光電流に変換
する受光素子と、この受光素子から出力される光電流を積分するためのコ
ンデンサを含む電流積分回路と、オン状態で上記コンデンサを放電し、積分開始信号に応
答してオフされるスイッチング素子と、上記電流積分回路の出力電圧を、第１の判定電圧および
第２の判定電圧と比較するための判定手段と、上記積分開始信号が出力されてから、上記電流積分回路
の出力電圧が上記第１の判定電圧に達したことを上記判
定手段が検出するまでの間、上記コンデンサに電流を注
入するための電流注入手段と、上記電流積分回路の出力電圧が上記第１の判定電圧に達
したことを上記判定手段が検出するのに応答して露出を
開始し、上記第２の判定電圧に達したことを上記判定手
段が検出するのに応答して露出を終了する露出手段と、を具備したことを特徴とするカメラの露出制御回路。
【請求項２】上記判定手段は、一入力端子に上記電流積
分回路の出力が入力され、他入力端子に上記第１、第２
の判定電圧が判定電圧切換手段により選択的に入力され
る単一の比較器からなることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のカメラの露出制御回路。
【請求項３】上記コンデンサは小容量の第１コンデンサ
と大容量の第２コンデンサを直列に接続したものからな
り、上記電流注入手段は上記第２のコンデンサに電流を
注入するものであり、かつその注入、停止を制御するス
イッチング手段を備えていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のカメラの露出制御回路。