JP2001339635A - 撮像装置及び該撮像装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測光データが得られてから本露光を開始する
までの期間、及びシャッタが完全に閉じてから画像デー
タが読み出されるまでの期間を短縮化し、特に閃光を伴
う撮影の場合は予備発光と本発光との間の発光間隔を短
縮し、これにより品質の良好な画質を有する画像データ
を迅速に得ることのできるようにした。 【解決手段】 撮像装置の駆動モードを切換える際に正
規の垂直短縮期間Ｖよりも短い第１の短縮垂直転送期間
Ｖ３を生成し、さらにシャッタが閉じ始めてから所定期
間Ｆ後に正規の垂直短縮期間Ｖよりも短い第２の短縮垂
直転送期間Ｖ２を生成する。また、閃光を伴う場合は発
光を伴う露光時間の終了を意味する読出信号ＳＧの略直
前に予備発光を行い、本露光の開始時点直後に本発光を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静止画像や動画像
を撮像する撮像装置と、該撮像装置の制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、撮像素子を利用して静止画像
や動画像を撮像する電子カメラ等の撮像装置では、被写
界画像を撮像素子に結像させ、撮像素子から得られる画
像データ（被写界輝度データ）を積分し、斯かる積分デ
ータに基づいて露出制御や調光制御等を行うＴＴＬ（ス
ルー・ザ・レンズ）方式の露光技術が利用されている。
該ＴＴＬ方式で露光制御を行う場合、閃光を伴う撮影の
場合は、まず外光のみの画像データを積分測光して第１
の積分データを取得した後、予備発光を行い、外光とス
トロボ光とが混在した状態での画像データを積分測光し
て第２の積分データを取得し、第１の積分データと第２
の積分データとに基づいて本露光時の発光時間（発光
量）を決定している。

【０００３】図４はＴＴＬ方式で露光制御を行う場合の
従来の制御手順を示すタイムチャートである。

【０００４】この種の撮像装置では、図４（ｉ）に示す
ように、撮影用の電源オン時には撮像素子を駆動させる
ためのクロックＣＬＫが常時出力しており、該クロック
ＣＬＫに基づいて図４（ii）に示すような水平同期信号
ＨＤ、図４（iii）に示すような垂直同期信号ＶＤ、図
４（vi）に示すような撮像素子に蓄積された電荷を読み
出す信号ＳＧ及び、図４（vii）撮像素子に蓄積された
不要な電荷を除去する不要電荷除去信号ＳＵＢを発生さ
せている。

【０００５】また、該撮像装置は、撮影準備駆動モード
や撮影駆動モードに代表される複数の撮像駆動モードを
有し、夫々の撮像駆動モードに最適な前記タイミング信
号群を形成し、駆動モードの切換は、垂直同期期間を分
解能として行うのが一般的である。

【０００６】撮像素子における露光とは、ＳＵＢ信号出
力停止から次の垂直転送期間のＳＧ信号出力までに電荷
を蓄積することを意味し、図４（ｉ）中の垂直転送期間
ＡからＢにかけて行われる露光について言えば、図４
（vi）（vii）中のｉタイミングからｈ´タイミングま
でが該当する。勿論、画像データを量子化する際に得ら
れる画像データがダイナミックレンジに対して適切であ
るようにＳＵＢ信号の出力数を調節しているのは言うま
でもない（公知の電子シャッタ機能）。また、露光され
た画像データはＳＧ信号の出力に応じて順次読み出さ
れ、読み出された画像データを量子化した後、画像デー
タの輝度成分を信号処理部において積分して被写界輝度
を測光演算する。

【０００７】すなわち、撮像装置が撮影準備駆動モード
に設定され、時間ｔ１で垂直同期信号ＶＤがアクティブ
になると、該垂直同期信号ＶＤの立下りエッジをトリガ
として時間ｔ２で撮像素子の読出信号ＳＧが生成される
と共に（図４（vi））、次の露光のために不要電荷除去
信号ＳＵＢを所定数出力させて撮像素子に蓄積される露
光時間を制御する（図４（vii））。さらに並行して、
ＳＧ信号以後撮像素子から順次読み出される画像データ
の輝度成分を信号処理部で積分し、外光のみによる第１
の積分データを取得する（図４（viii）中、ａで示
す）。

【０００８】そして、閃光を伴う場合は、図４（x）に
示すように、時間ｔ４で閃光開始及び停止信号ＳＴＳＰ
を発生させて予備発光を行う。すなわち、今回の露光期
間（図４（ix）中、ｂで示す）内に予備発光を行う。

【０００９】そして、次の垂直転送期間Ｃで読み出され
る予備発光を含む被写界輝度データを積分し、外光と閃
光が混在した第２の積分データを取得する（図４（vii
i）中、ｃで示す）。この後第１及び、第２の積分デー
タに基づいて主被写体の反射率を演算して、本露光時の
発光時間（発光量）を求める。

【００１０】次いで、撮像素子を撮影駆動モードに切換
えるべく、ＶＤ信号のアクティブタイミングや、ＳＧ信
号の発生タイミング、垂直同期期間が変動したことによ
るＳＵＢ信号の出力数を設定変更する。しかしながら先
にも述べたように、ＳＧ信号やＳＵＢ信号はＶＤのアク
ティブタイミング即ちＶＤ信号の立下りを基準にして出
力タイミングや出力数が更新されるため、第２の積分デ
ータを取得してから、測光演算や発光時間演算等が完了
した時にＶＤ信号のアクティブタイミングが過ぎてしま
うと、垂直転送期間の変更は出来ても、ＳＧ信号やＳＵ
Ｂ信号の変更は更新されない。したがって、図に示すよ
うに、次にＶＤがアクティブになるまで無駄に時間（図
４（v）中の垂直転送期間Ｄ）を浪費する可能性が高か
った。

【００１１】更に、ＳＧ信号やＳＵＧ信号の設定変更が
更新される次の垂直転送期間ＥでＳＵＢ信号出力が停止
と共に電荷の蓄積即ち、本露光を開始する。そして、本
露光開始後の時間ｔ７で閃光開始及び停止信号ＳＴＳＰ
を発生させ、前記発光時間の間に本発光を行い、露光完
了となるｔ８タイミングで本露光を終了すべく、シャッ
タを閉じて被写体の撮像素子への供給を遮断する。

【００１２】このように不要電荷除去信号ＳＵＢの出力
停止タイミング（時間ｔ６）からシャッタの駆動開始タ
イミング（時間ｔ８）までが本露光の露光時間ｅとな
り、該露光時間ｅ内で本発光を行っている。但し一般的
に、シャッタには制御タイミングから実際の遮蔽開始動
作に至るまでに機械的な遅延時間があり、上記シャッタ
の駆動開始タイミング（時間ｔ８）は、シャッタ固有の
遅延時間を考慮して決定している。

【００１３】そして、シャッタが完全に閉じる時間経過
後（時間ｔ９）、最初に現れる垂直同期信号ＶＤのアク
ティブタイミング以降の垂直転送期間Ｆ内の時間ｔ１１
で読出信号ＳＧを発生させて第１フィールドから画像デ
ータデータを読み出し、信号処理を施した後メモリ部へ
転送を行い、引き続き、次の垂直転送期間（不図示）で
第２フィールドの画像データを読み出し、第１フィール
ドと同様にしてメモリ部へ転送を行っている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＴＴＬ方式
で調光制御を行う場合は、予備発光と本発光との発光間
隔は、予備発光の閃光によって瞼を閉じてしまうまでの
時間よりも短いことが重要であり、特に、暗中における
人物撮影時には必須条件と考えられている。しかしなが
ら、撮像素子を用いた撮像装置では、原理的に撮像素子
に露光させた被写界画像をリアルタイムに積分すること
ができない。つまり、露光の完了が撮像素子に蓄積され
た電荷の読み出しであるため、露光したフィールドの画
像データを積分できるのは、読み出した後に相当する次
のフィールドに他ならない。このように、単一露光フィ
ールドと該露光フィールドで得られた画像データの積分
とを並列処理できないため、発光間隔（図４中、ｄで示
す）を短くするのが容易でないという問題点があった。

【００１５】すなわち、図４に示すように、予備発光を
伴う垂直転送期間Ｂと垂直転送期間Ｃに跨った露光フィ
ールドと、本発光を行う垂直転送期間Ｅの間には、２つ
の垂直転送期間が存在してしまう。一つ目は、予備発光
が行われた画像データを積分するために必要な垂直転送
期間であり、省くことはできない。二つ目は、先に述べ
た通り、撮像素子の駆動方式を変更するためのトリガと
なる垂直同期信号ＶＤのアクティブ期間の発生間隔を正
規の垂直転送レートで行っているために、 ＳＧ信号や
ＳＵＢ信号の出力タイミングや出力数が更新されるまで
無駄に消費する垂直転送期間である。この時間は、撮像
素子に蓄積された画像データを垂直方向に転送するレー
トに比例して長短し、レリーズタイムラグ等に影響を及
ぼす要因の一つである。

【００１６】また、予備発光や本発光の閃光開始、更に
は停止信号ＳＴＳＰの発生タイミングに応じて発光間隔
ｄが変動する。例えば、図４（x）の実線で示すよう
に、予備発光の発光タイミングを露光期間ｂの開始直後
に設定し且つ、本発光の発光タイミングを露光期間ｅの
開始直後に設定した場合、予備発行の露光期間ｂの長さ
に応じて本発光までの発光間隔ｄが変動し、また、本露
光を開始するための不要電荷除去信号ＳＵＢの出力停止
タイミング（時間ｔ６）を本露光の露光時間ｅに応じて
変動させた場合は、発光間隔ｄは被写界輝度によって変
動する。

【００１７】さらに、予備発光、及び本発光の発光タイ
ミングを図４（x）の破線に示すように、露光期間ｂ、
ｅの終了直前に行った場合は、予備発酵の露光機関ｂの
影響は受けないが、本露光の露光期間ｅによって発光間
隔ｄ、及びシャッタを完全に閉じてから次の垂直同期信
号ＶＤが発生する時間ｔ１０までの時間ｆが変動する。
斯かる期間ｆが長くなると、読出信号ＳＧの発生も遅延
するため、画像データの読み出し開始が遅くなるという
問題があった。しかも、シャッタの遮蔽制御開始時間ｔ
８からシャッタが実際に遮蔽状態になるまでの時間ｔ９
は、シャッタ個別に変動する。

【００１８】斯かる期間ｆが長く、そして安定しない撮
像装置においては、シャッタによって撮像素子への被写
界像の供給を遮断してから、実際に露光された画像デー
タが読み出されるまでの期間ｇは露光期間ｅに応じて変
動し、該期間ｇが長くなると、撮像素子が実装されてい
る基盤への蓄積された電化の流出度合いが変動し、一定
した品質の画像データが得られなく虞なるがある。特
に、複数の垂直転送期間に跨って露光を行うような長秒
時露光で、シャッタが遮光状態になる時間ｔ９がＳＧ信
号の出力タイミングｔ１１直後である場合が最も電荷の
流出が激しい。

【００１９】さらに、撮像素子の色フィルタ配列によっ
ては第１フィールドと第２フィールドにおける色による
感度若しくは、飽和レベルが異なり、いずれのフィール
ドから先行して読み出すかを任意に設定するのは困難で
ある。

【００２０】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであって、測光データが得られてから本露光を開始
するまでの期間及び、シャッタが完全に閉じてから画像
データが読み出されるまでの期間を短縮化し、さらに閃
光を伴う撮影の場合は予備発光と本発光との発光間隔を
短縮し、これにより品質の良好な画像データを迅速にえ
ることのできる撮像装置と該撮像装置の制御方法を提供
することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る撮像装置は、被写体像を形成する光学系
と、前記光学系からの光学情報を電気信号に変換して蓄
積する撮像手段と、撮影準備モードと撮影モードとを含
む複数の撮像駆動モードに前記撮像手段を設定する駆動
モード設定手段と、前記撮像手段の駆動に必要なタイミ
ング信号を生成するタイミング発生手段と、撮像された
画像に基づいて被写界輝度を導出する測光手段と、前記
測光手段の測光結果に基づいて前記撮像手段における複
数の駆動条件に適応する露出条件を制御する露出制御手
段とを具備した撮像装置において、前記タイミング発生
手段は、前記撮像手段の複数の駆動方式における正規の
垂直転送レートで駆動する垂直転送期間と、前記正規の
垂直転送期間よりも短い垂直転送期間を生成可能に構成
され、前記撮像手段の駆動方式を切換える際に、前記正
規の垂直転送レートとは非同期に、前記短縮転送期間を
生成することを特徴とし、前記駆動モードが前記撮影準
備モードから前記撮影モードに切換える際に、前記正規
の垂直転送期間よりも短い第１の短縮転送期間を生成し
て、前記撮像手段の駆動制御を行うことを特徴としてい
る。

【００２２】また、本発明に係る撮像装置は、前記光学
系と前記撮像手段の間に形成されて前記光学系から前記
撮像手段への入射光を機械的に遮断する遮蔽手段を有
し、該遮蔽手段の閉口制御開始から所定時間経過後に、
前記タイミング発生手段により生成される前記正規の垂
直転送期間よりも短い第２の短縮転送期間を生成し、前
記遮蔽手段の閉口から本露光画像の読み出しまでの時間
を短縮することを特徴としている。

【００２３】さらに、本発明に係る撮像装置は、被写界
に閃光を照射する閃光発光タイミング信号を形成する閃
光タイミング手段と、閃光を伴う本露光前には予備測光
及び予備発光を行って本露光時の閃光発光時間を決定す
る調光制御手段とを有し、前記閃光タイミング手段は、
前記予備発光を伴う露光期間の終了位置を基準に前記予
備発光を行い、本露光時の露光期間の開始位置を基準に
前記本露光発光を行うことを特徴としている。

【００２４】また、本発明に係る撮像装置の制御方法
は、被写体像を形成する光学ステップと、前記光学ステ
ップからの光学情報を電気信号に変換する撮像ステップ
と、撮影準備モードと撮影モードを含む複数の撮像駆動
モードに前記撮像ステップを設定する駆動モード設定ス
テップと、前記撮像手段の駆動に必要なタイミング信号
を生成するタイミング生成ステップと、撮像された画像
に基づいて被写界輝度を導出する測光ステップと、前記
測光ステップにおける測光結果に基づいて前記撮像ステ
ップにおける複数の駆動条件に適応する露出条件を制御
する露出制御ステップとを含む撮像装置の制御方法であ
って、前記タイミング生成ステップは、前記撮像ステッ
プの複数の駆動方式における正規の垂直転送レートで駆
動する垂直転送期間を生成するステップと、前記正規の
垂直転送期間よりも短い垂直転送期間を生成するステッ
プとを形成可能に構成され、前記撮像ステップの駆動方
式を切換える際に、前記正規の垂直転送レートとは非同
期に、前記短い短縮転送期間を生成するステップを包含
することを特徴とし、前記駆動モードを前記撮影準備モ
ードから前記撮影モードに切換える際には、前記正規の
垂直転送期間よりも短い第１の短縮転送期間を生成し
て、前記撮像手段の駆動制御を行うステップを含むこと
を特徴としている。

【００２５】さらに、被写界画像データの入力を遮断す
る遮蔽手段を設け、該遮蔽手段による遮蔽動作開始から
所定時間経過後に、前記タイミング生成ステップにより
生成される前記正規の垂直転送期間よりも短い第２の短
縮転送期間を生成し、前記遮蔽動作開始から本露光画像
の読み出しまでの時間を短縮するステップを含むことを
特徴としている。

【００２６】さらに、被写界に閃光を照射する閃光発光
タイミング信号を形成する閃光タイミング形成ステップ
と、閃光を伴う本露光前には予備測光及び予備発光を行
って、本露光時の閃光発光時間を決定する調光制御ステ
ップとを含み、前記閃光タイミング形成ステップは、前
記予備発光を伴う露光期間の終了位置を基準に前記予備
発光を行うステップと、本露光時の露光期間の開始位置
を基準に前記本露光発光を行うステップとを包含してい
ることを特徴としている。

【００２７】尚、本発明のその他の特徴は下記の発明の
実施の形態の記載により明らかとなろう。

【００２８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳説する。

【００２９】図１は、本発明に係る撮像装置の一実施の
形態を示すブロック構成図であって、該撮像装置は、被
写体としての光学像を電気信号に変換し、量子化された
画像データを供給する撮像ブロック１と、該撮像ブロッ
ク１から出力される画像データに所定の信号処理を施す
信号処理ブロック２と、装置本体に内蔵若しくは接続さ
れた閃光装置３とから構成されている。

【００３０】撮像ブロック１は、被写界像が透過するレ
ンズ群４と、該レンズ群４を透過した被写界像（光学
像）が結像し該光学像を電気信号に変換する撮像素子５
と、光学像を前記撮像素子５上に合焦させるための合焦
系レンズ６と、絞り７と、被写界像の撮像素子５への入
射を遮断するシャッタ８と、撮像素子５により電気信号
に変換されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変
換するＡ/Ｄ変換器９と、前記撮像素子５を駆動させる
ための各種タイミング信号を発生するタイミング発生部
１０と、絞り７の切換やシャッタ８の開閉制御を指令す
る露光制御部１１と、装置本体に内蔵若しくは、接続さ
れる閃光装置の発光制御を行う閃光制御部１２とを有し
ている。

【００３１】タイミング発生部１０は、撮像素子を駆動
する基準クロック（例えば、１８ＭＨｚ）単位で計数す
る複数の同期カウンタを有し、該同期カウンタの計数値
基づいて水平同期信号ＨＤ及び、垂直同期信号ＶＤを発
生させ、さらにカウンタ値適宜変更することにより垂直
同期信号ＶＤのアクティブ期間の発生間隔、すなわち垂
直転送期間の変更を可能としている。

【００３２】また、垂直同期信号ＶＤのアクティブタイ
ミング（立下りエッジ）によってリセットされ、該垂直
同期信号ＶＤのアクティブタイミングから基準クロック
ＣＬＫ単位で計数するカウンタを内蔵し、撮像駆動モー
ド（撮像素子に依存）に応じて、撮像素子５に蓄積され
た電荷を読み出す読出信号ＳＧ及び、不要電荷除去信号
ＳＵＢ等を発生させ、撮像素子５を駆動させるための各
種信号の発生タイミング等を制御する。

【００３３】閃光制御部１２及び露光制御部１１には、
例えば１０ＭＨｚを基準クロックとして計数する閃光パ
ルス生成用カウンタ及び、シャッタパルス生成用カウン
タが内蔵されており、閃光制御部１２及び露光制御部１
１は１μsec単位でパルスを形成する。上記両カウンタ
は計数を停止し且つカウント値をゼロにリセットする設
定と、カウント動作開始から信号を反転させるカウント
値の設定と、反転された信号を元の状態に戻すカウント
値の設定が出来るように構成される。信号処理ブロック
２のシステム制御部１５は、上記パルスの生成に必要な
設定を行ない、予備発光、本発光、及び本露光時のシャ
ッタ遮蔽制御の開始タイミング、更にはパルス幅を調節
する。

【００３４】また、信号処理ブロック２は、撮像ブロッ
クから出力された画像データに対し所定の信号処理を行
う信号処理部１３と、該信号処理部で信号処理された画
像データ等を記憶するメモリ部１４と、信号処理部１３
及び、撮像ブロックに接続されて装置全体を制御するシ
ステム制御部１５とを有している。

【００３５】尚、信号処理部１３は、撮像ブロック１か
ら出力された画像データに対し、所定領域で積分する積
分回路を備える他、画像データのデータ変換や有効領域
の切り出し等の信号処理された画像データをメモリ部１
４の所定のアドレスに転送するメモリ制御回路を備えて
いる。

【００３６】また、閃光装置３は、閃光制御部１２から
出力される閃光開始及び停止信号ＳＴＳＰがＨｉの期間
に発光するように構成されている。

【００３７】図２は本撮像装置の制御手順を示すフロー
チャートである。

【００３８】まず、ステップＳ１で撮像電源を投入し、
続くステップＳ２では撮像素子５を撮影準備駆動モード
に設定する。次いで、ステップＳ３で被写界画像データ
を複数に分割し、分割された領域の大きさ、即ち積分領
域を信号処理部１３に設定する。次いで、ステップＳ４
で露光制御部１１の制御下、シャッタ８を開状態として
絞り７を調整し露出制御を行う。そして続くステップＳ
５では積分測光を行い、撮像素子５から連続的に得られ
る被写界画像データを積分し、第１の積分データを取得
する。

【００３９】次に、ステップＳ６ではステップＳ５で得
られた第１の積分データに基づいて測光演算し、ステッ
プＳ７で適正露出が得られたか否かを判断する。そし
て、適正露出が得られなかった場合はステップＳ４にも
どって適正な露出が得られるまで上記処理を繰り返す。
そして、適正な露出が得られると、ステップＳ７の答え
は肯定（Ｙｅｓ）となってステップＳ８に進み、閃光を
伴う撮影か否かを判断し、閃光を伴わない撮影の場合は
ステップＳ１２に進む一方、閃光を伴う撮影の場合には
ステップＳ９で予備発光を行い、続くステップＳ１０で
は予備発光で得られた被写界輝度データを積分測光して
第２の積分データを取得し、次いでステップＳ１１では
ステップＳ５で得られた外光のみの第１の積分データと
ステップＳ１０で得られた外光及び閃光が混在した第２
の積分データとに基づいて調光演算を行い、本露光時の
発光時間及び露光時間（発光量）を算出する。

【００４０】そして、ステップＳ１２では撮像素子５を
撮影駆動モードに切換え、タイミング発生部１０のカウ
ンタ値及び、カウンタ動作を制御して垂直同期信号ＶＤ
の発生間隔を短縮させ、正規の垂直転送期間（図３中、
Ｖ０、Ｖ１若しくは、Ｖに示す）よりも発生間隔の短い
第１の短縮垂直転送期間Ｖ３を生成し、続くステップＳ
１３では閃光に伴う撮影か否かを判断し、閃光を伴わな
い撮影の場合はステップＳ１５に進む一方、閃光を伴う
撮影の場合はステップＳ１４で本発光を行う。

【００４１】そして、続くステップＳ１５では露光時間
に応じてシャッタ８を閉じ始め、その後、前記正規の垂
直転送期間よりも短い第２の短縮垂直転送期間Ｖ２を生
成し、ステップＳ１６で画像データを読み出してメモリ
部１４に転送し、処理を終了する。上記画像データの読
み出しは、上記第２の短縮垂直転送期間以後の第１の垂
直転送期間に、第１フィールド、又は第２フィールドか
ら読み出され、第１の垂直転送期間直後の第２の垂直転
送期間に、第１の垂直転送期間で読み出したフィールド
でない第２フィールド或いは、第１フィールドを読み出
し、夫々を所定のメモリのアドレスに転送を行う。

【００４２】図３は閃光を伴う撮影の場合の各制御タイ
ミングを示すタイムチャートである。

【００４３】上述したようにタイミング発生部１０は、
撮像電源オン時は基準クロック単位（例えば１８ＭＨ
ｚ）でクロック信号ＣＬＫを常時出力すると共に（図３
（ｉ））、複数のカウンタを有し、斯かるカウンタの動
作及び、各タイミング信号の挙動を決定するカウント値
を制御してカウント値を計数することにより、水平同期
信号ＨＤ及び、垂直同期信号ＶＤが発生する（図３（i
i）、（iii））。

【００４４】例えば水平同期信号は、アクティブ期間を
前記基準クロックの５０ＣＬＫ、非アクティブ期間を１
８００ＣＬＫとし、Ｈカウンタが１８００ＣＬＫを計数
した時点でカウンタをゼロにリセットするように構成す
る。勿論、上記それぞれの計数値は信号処理ブロック２
のシステム制御部１５によってプログラムできるように
構成され、設計する撮像装置（撮像素子に依存）に応じ
て変更可能とする。また垂直同期信号は、上記水平同期
信号を基準として、アクティブ期間を７Ｈ、非アクティ
ブ期間を撮像駆動モードに応じて、３００Ｈ、６００Ｈ
（撮像素子に依存）とし、Ｖカウンタが前記設定値を計
数した時点でゼロにリセットするように構成し（図３中
（ii）、（iii）参照）、プログラマブルであるのは同
様である。そして、撮像素子５が撮影準備駆動モードに
設定され、時間Ｔ１で垂直同期信号ＶＤが発生すると
（図３（iii）、（v））、該垂直同期信号のアクティブ
期間（立下りエッジ）をトリガとして時間Ｔ２で読出信
号ＳＧが発生し（図３（vi））、さらに不要電荷除去信
号ＳＵＢの出力を開始して、露光時間に応じて撮像素子
５に蓄積されている不要な電荷を除去する（図３（vi
i））。

【００４５】先に述べた通り、読出信号ＳＧ、及び不要
電荷除去信号ＳＵＢの生成は、垂直同期信号ＶＤのアク
ティブタイミング（立下りエッジ）によってリセットさ
れ且つ、該垂直同期信号ＶＤのアクティブタイミングか
ら基準クロックＣＬＫ単位で計数するカウンタを用いて
行われ、撮像駆動モードに応じて、撮像素子５を駆動さ
せるための各種信号の発生タイミング等を制御する。勿
論、上記夫々の信号を発生させるタイミングを決定する
カウンタの計数値は、信号処理ブロック２のシステム制
御部１５によってプログラムできるように構成されるの
は言うまでもない。

【００４６】そして、時間Ｔ２以前の垂直転送期間に露
光された画像データをＴ２タイミングで発生する読出信
号ＳＧで逐次読み出すと共に、信号処理部１３に設定さ
れた積分領域（図３（viii）中、符号Ａで示す）内の画
像データの輝度成分を積分し、第１の積分データを取得
する。そしてその後、時間Ｔ４で閃光装置３を駆動させ
て予備発光を行う。

【００４７】この予備発行の発光タイミングは、閃光制
御部１２に内蔵された上記閃光パルス生成用カウンタの
動作設定により制御される。具体的には、まず時間Ｔ１
以前に閃光制御部１２の閃光パルス生成用カウンタはゼ
ロにリセットされた状態で停止させておく。次に、予備
発光の露光期間Ｂが終了し、読出信号ＳＧが出力される
時間Ｔ５までの間に、予め発光時間が決定している予備
発光が完了するように、閃光パルス生成用カウンタのカ
ウント値を逆算し、カウント動作開始から信号を反転さ
せるカウント値の設定と、反転された信号を元の状態に
戻すカウント値の設定を行う。そして、時間Ｔ１でカウ
ント動作を開始させ、上記閃光パルス生成用カウンタが
設定された夫々のカウント値に到達した時点で、閃光開
始及び停止信号ＳＴＳＰのパルスが生成され予備発光が
時間Ｔ４で行われる。尚、上記発光タイミングの逆算
は、垂直同期信号ＶＤのアクティブタイミング（時間Ｔ
１）からのカウント値として求められる。また、予備発
光完了後（時間Ｔ５以降）、上記閃光パルス生成用のカ
ウンタを停止し、カウントの計数値をゼロにリセットす
る。

【００４８】そして、時間Ｔ５以前の垂直転送期間に露
光された閃光を伴う画像データをＴ５タイミングで発生
する読出信号ＳＧで逐次読み出すと共に、信号処理部１
３に設定された積分領域（図３（viii）中、符号Ｃで示
す）内の画像データの輝度成分を積分し、第２の積分デ
ータを取得する。次いで、外光のみの前記第１の積分デ
ータと、外光と閃光の混在した第２の積分データに基づ
いた測光演算を行って、主被写体の反射率を演算し、本
露光時の発光時間と露光時間（発光量）を算出する。続
いて、求められた発光時間と、露光時間に基づいて、前
記閃光パルス生成用カウンタと、前記シャッタパルス生
成用カウンタの設定を、垂直同期信号のアクティブタイ
ミング（立下りエッジ）からのカウンタ計数値で行う。
ここでは、予め撮像素子５に依存した撮影駆動モードに
おける垂直転送期間の時間と、読み出しフィールドの属
性（第１フィールド若しくは、第２フィールド）、読出
信号ＳＧの出力タイミング及び、不要電荷除去信号ＳＵ
Ｂの出力本数に基づいて、カウンタ値を求める。尚、本
露光時の不要電荷除去信号ＳＵＢの出力本数は、予備発
光から本発光までの時間を最小にするため、最小本数に
固定する。最小本数は撮像素子５に依存して変化する
が、必要最小限であることに変わりはない。また、前記
閃光パルス生成用カウンタにおける発光開始タイミング
を決定するカウント計数値は、上記本露光時の不要電荷
除去信号ＳＵＢの出力が停止した以降の近傍で発光開始
及び停止信号ＳＴＳＰが反転し、更に先に求められた本
発光時間経過後に反転した信号ＳＴＳＰが元に戻るよう
に求められることを付け加えておく。また、シャッタパ
ルス生成用カウンタに纏わる設定も同様にして、先に求
められた露光時間に応じてシャッタ遮蔽制御パルスＳＨ
ＣＬＳが生成されるように設定が行われる。

【００４９】一方、上記演算、及び露光制御部１１、更
には閃光制御部１２の設定が完了した時点で、垂直同期
信号ＶＤとは非同期に撮像素子５を撮影駆動モードに切
換えるために、正規の垂直転送期間よりも短い第１の短
縮垂直転送期間Ｖ３を生成する。すなわち、本露光制御
完了時点が撮影準備駆動モードにおける垂直同期期間の
いずれのタイミングであっても、タイミング発生部１０
に内蔵されている前記Ｖカウンタ及び、Ｈカウンタを一
旦停止させ、現在のカウント値を切換え後の撮影駆動モ
ードにおける垂直転送期間の終点位置に相当するタイミ
ング信号発生カウント値近傍の所定のカウント値（例え
は、５５０Ｈカウント）に変更し、非アクティブ期間を
６００Ｈ（撮像素子５に依存する）に設定変更する。そ
して、該Ｈカウンタ及び、Ｖカウンタの計数を再開する
と、前記変更された所定カウント値（例えば、５５０Ｈ
カウント）から計数を始め、６００Ｈ計数後に垂直同期
信号ＶＤがアクティブになり、垂直期間が５０の水平転
送期間を持つ第１の短縮垂直転送期間Ｖ３が生成され
る。また、各カウンタの計数再開から垂直同期信号がア
クティブになる時間Ｔ７のタイミングまでの間に先に説
明したカウント値を設定し、撮影駆動モードにおける読
出信号ＳＧ及び、不要電荷除去信号ＳＵＢの出力タイミ
ング等を決定する。そして、第１の短縮垂直転送期間が
終了し、垂直同期信号がアクティブになると（時間Ｔ
７）、カウンタがゼロにリセットされ、設定されたカウ
ント値に到達した時点（時間Ｔ８）で夫々のパルスが出
力され、本露光が開始される。

【００５０】さらに時間Ｔ７で、先に設定しておいた前
記閃光パルス生成用カウンタと、前記シャッタパルス生
成用カウンタを起動させ、該本露光を開始した直後の時
間Ｔ９で所定の発光時間、本発光を行う。

【００５１】尚、閃光パルス生成用カウンタは、シャッ
タ遮蔽制御信号ＳＨＣＬＳが反転状態から戻る時間Ｔ１
２以降でシャッタパルス生成用カウンタト共に計数動作
を停止している。

【００５２】このようにして正規の垂直転送期間よりも
短い第１の短縮垂直転送期間Ｖ３を生成し、次いで不要
電荷除去信号ＳＵＢを必要最小限で出力させて本露光開
始時期を決定し、その後、直ちに本発光を行うことによ
り、予備発光から本発光までの発光間隔Ｄは露光時間
Ｂ、Ｅの影響を受けることなく、短く安定したものとな
る。

【００５３】そしてその後、調光制御にて先に決定した
露出時間経過後（時間Ｔ１０）、シャッタパルス生成用
カウンタによってシャッタ遮蔽制御信号ＳＨＣＬＳが反
転し、シャッタ８が実際に遮蔽し始めてから完全に遮蔽
するまでに必要な時間（例えは、１０ｍsec）が経過し
た後（時間Ｔ１２）にシャッタ遮蔽制御信号ＳＨＣＬＳ
が反転状態から元の状態に戻る。一方、シャッタ遮蔽制
御信号ＳＨＣＬＳが反転し、シャッタ８が閉じ始めてか
ら所定時間Ｆが経過した時点で、垂直転送期間とは非同
期に垂直同期信号ＶＤをアクティブにすると共に、第１
の短縮垂直転送期間生成と同様にしてカウンタ動作を制
御し、正規の垂直転送期間より短い第２の短縮転送期間
Ｖ２を生成する。

【００５４】尚、シャッタ遮蔽制御信号ＳＨＣＬＳを反
転状態にしている時間は、シャッタの走査時間等によっ
て異なる（本件では１０ｍsecで遮蔽走査が完了するこ
ととする）。したがって、上記所定時間Ｆは、シャッタ
の持つ上記機械的な制御時間に基づいて調節が必要とな
る。目的はシャッタ８の遮蔽制御開始から撮影画像の読
み出しに至るまでの時間を安定させることにあるので、
所定時間Ｆと、第２の短縮垂直転送期間の時間と、垂直
同期信号ＶＤがアクティブになってから読出信号ＳＧが
出力されるまでの時間との総和が、シャッタの遮蔽走査
時間より若干長くなるように所定時間Ｆを決定すればよ
いことになる。

【００５５】次いで、第２の短縮垂直転送期間Ｖ２にお
いて、第１のフィールド又は第２のフィールドのいずれ
のフィールドから画像データの読み出しを行うか及び、
転送するメモリ部１４のメモリ領域を決定し、決定され
たフィールド順序にしたがい、次回の垂直転送期間から
順次垂直転送期間単位で画像データの読み出し及び、メ
モリ部１４への転送を行う。

【００５６】尚、不要電荷除去信号ＳＵＢは時間Ｔ８に
て最終出力を行った以降、撮影した画像の読み出しが完
了するまでの間出力されないように制御される。

【００５７】このように第２の短縮転送期間Ｖ２を生成
することによって、本露光時の露光時間（図３のＥ）が
図示した時間よりも極端に短い、又は長い場合であって
も、正規の垂直転送期間にとらわれることなく、シャッ
タ遮蔽制御信号ＳＨＣＬＳが反転するタイミング以降が
安定して行うことが可能となる。また、シャッタ８によ
って遮蔽が完了してから画像データの読み出し及び、メ
モリ転送が開始されるまでの時間Ｇは、露光期間Ｅ、即
ちシャッタ８が閉じ始める時間Ｔ１０の影響を受けるこ
となく安定した短い時間となる。

【００５８】また、本実施の形態では、閃光を伴わない
撮影の場合も本露光が開始されるまでの時間が露光時間
の影響を受けることなく短縮されており、レリーズタイ
ムラグも改善している。

【００５９】尚、本発明は上記実施の形態に限定される
ものではない。上記実施の形態では閃光制御部１２及び
露光制御部１１には夫々閃光パルス生成用のカウンタ及
びシャッタパルス生成用のカウンタが設けられている
が、これら両カウンタを兼用するような単一のカウンタ
を設けて閃光タイミング及び、シャッタ８の遮蔽タイミ
ングを制御するようにしてもよい。勿論、夫々の信号の
挙動を決定するカウント値の設定レジスタ等は独立して
設ける。

【００６０】また、上記第１及び、第２の短縮垂直転送
期間Ｖ３、Ｖ２は、上記タイミング発生部１０の有する
基準クロックや、基準クロックで生成された水平転送期
間単位で任意に（垂直転送レートとは非同期で）調節可
能なことは言うまでもない。

【００６１】また、シャッタ８はシャッタ遮蔽制御信号
ＳＨＣＬＳが反転してから実際（機械的）に遮蔽動作に
移行するまでに機械的な遅延時間を有し、この遅延時間
は絞りの開口径によって変化するのが一般的である。こ
の遅延時間による露光時間の変動をシャッタの遮蔽制御
タイミングを調節して補正を行う公知のシャッタ８制御
と同様に、図３の時間Ｔ１０のタイミングを調節して
も、前記所定期間Ｆの時間にフィードバックを掛けるこ
とによって、画像データの読み出しに至るまでの時間を
最適化することは可能である。

【００６２】尚、本発明は、上記タイミング発生部１
０、露出制御部１１、及び閃光制御部１２とシステム制
御部１５とのインターフェース（Ｉ/Ｏレジスタ、シリ
アル通信等）によって変化するものではない。

【００６３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、測
光データがえられてから本露光を開始するまでの期間、
及びシャッタが完全に閉じてから画像データが読み出さ
れるまでの期間を短縮することができる。また、撮像素
子の電荷が基板に流出する時間も安定してを短くなり、
安定した品質の良好な画像データを容易に且つ迅速に得
ることができる。

【００６４】また、閃光を伴わない撮影の場合も、撮影
モード時の露光が開始されるまでの時間が短縮されるの
で、レリーズタイムラグを一律短くすることが可能とな
る。また、第２の短縮垂直転送期間を生成することによ
って、実際に露光した画像データを第１または第２のど
ちらのフィールドから読み出すか及び、転送するメモリ
領域を容易に変更できる。さらに、撮影した画像データ
をメモリに転送した直後に第３の短縮垂直期間を生成
し、連写時等の次の撮影露光期間を迅速に生成するする
ことも可能であり、連写速度を向上する効果を持たせら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る撮像装置の一実施の形態を示すブ
ロック構成図である。

【図２】本発明に係る撮像装置の制御方法の制御手順を
示すフローチャートである。

【図３】本発明に係る撮像装置の制御タイミングを示す
タイミングチャートである。

【図４】従来の撮像装置の制御タイミングを示すタイミ
ングチャートである。

【符号の説明】

３ 閃光装置（予備発光手段、本発光手段） ５ 撮像素子 ８ 遮断手段（シャッタ） １０ タイミング発生部 １２ 閃光制御部（発光タイミング制御手段） １５ システム制御部（駆動モード設定手段、測光手
段、発光条件設定手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｑ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体像を形成する光学系と、前記光学
   系からの光学情報を電気信号に変換する撮像手段と、撮
   影準備モードと撮影モードとを含む複数の撮像駆動モー
   ドに前記撮像手段を設定する駆動モード設定手段と、前
   記撮像手段の駆動に必要なタイミング信号を生成するタ
   イミング発生手段と、撮像された画像に基づいて被写界
   輝度を導出する測光手段と、前記測光手段の測光結果に
   基づいて前記撮像手段における複数の駆動条件に適応す
   る露出条件を制御する露出制御手段とを具備した撮像装
   置であって、 前記タイミング発生手段は、前記撮像手段の複数の駆動
   方式における正規の垂直転送レートで駆動する垂直転送
   期間と、前記正規の垂直転送期間よりも短い短縮転送期
   間を生成可能に構成され、前記撮像手段の駆動方式を切
   換える際に、前記正規の垂直転送レートとは非同期に、
   前記短縮転送期間を生成することを特徴とする撮像装
   置。
2. 【請求項２】 前記撮像駆動モードが前記撮影準備モー
   ドから前記撮影モードに切換わる際に、前記正規の垂直
   転送期間よりも短い第１の短縮転送期間を生成して、前
   記撮像手段の駆動制御を行うことを特徴とする請求項１
   記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 前記光学系と前記撮像手段の間に形成さ
   れて前記光学系から前記撮像手段への入射光を機械的に
   遮断する遮蔽手段を有し、該遮蔽手段の閉口制御開始か
   ら所定時間経過後に、前記タイミング発生手段により生
   成される前記正規の垂直転送期間よりも短い第２の短縮
   転送期間を生成し、前記遮蔽手段の閉口から本露光画像
   の読み出しまでの時間を短縮することを特徴とする請求
   項１又は請求項２記載の撮像装置。
4. 【請求項４】 前記タイミング発生手段は、前記撮像手
   段に蓄積された電荷を基準クロック単位及び／又は水平
   期間単位で除去する不要電荷除去手段を持ち、該撮像装
   置は、被写界輝度に依らず前記撮影駆動モードにおける
   前記不要電荷除去手段の出力を最小限に固定することを
   特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の撮
   像装置。
5. 【請求項５】 前記遮蔽手段の遮蔽制御から実際の遮蔽
   動作に至るまでの機械的な遅延時間に応じて、前記タイ
   ミング発生装置による前記第２の短縮転送期間の発生タ
   イミングを調節することを特徴とする請求項１乃至４の
   いずれかに記載の撮像装置。
6. 【請求項６】 被写界に閃光を照射する閃光発光タイミ
   ング信号を形成する閃光タイミング手段と、閃光を伴う
   本露光前に予備測光及び予備発光を行って本露光時の閃
   光発光時間を決定する調光制御手段とを有し、 前記閃光タイミング手段は、前記予備発光を伴う露光期
   間の終了位置を基準に前記予備発光を行い、本露光時の
   露光期間の開始位置を基準に前記本露光発光を行うこと
   を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の撮像装
   置。
7. 【請求項７】 前記タイミング発生手段は、前記撮像手
   段に蓄積された電荷を読み出すための電荷読出信号を出
   力する電荷読み出し手段を備え、前記電荷読み出し手段
   の略出力タイミング以前で発光が完了するように予備発
   光を行い、本露光時の露光開始に相当する前記不要電荷
   除去手段の略出力停止以降に前記本露光発光を開始する
   ことを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
8. 【請求項８】 被写体像を形成する光学ステップと、前
   記光学ステップからの光学情報を電気信号に変換する撮
   像ステップと、撮影準備モードと撮影モードとを含む複
   数の撮像駆動モードに前記撮像ステップを設定する駆動
   モード設定ステップと、前記撮像手段の駆動に必要なタ
   イミング信号を生成するタイミング生成ステップと、撮
   像された画像に基づいて被写界輝度を導出する測光ステ
   ップと、前記測光ステップにおける測光結果に基づいて
   前記撮像ステップにおける複数の駆動条件に適応する露
   出条件を制御する露出制御ステップとを含む撮像装置の
   制御方法であって、 前記タイミング生成ステップは、前記撮像ステップの複
   数の駆動方式における正規の垂直転送レートで駆動する
   垂直転送期間を生成するステップと、前記正規の垂直転
   送期間よりも短い短縮転送期間を生成するステップとを
   形成可能に構成され、前記撮像ステップの駆動方式を切
   換える際に、前記正規の垂直転送レートとは非同期に、
   前記短い短縮転送期間を生成するステップを包含してい
   ることを特徴とする撮像装置の制御方法。
9. 【請求項９】 前記撮像駆動モードを前記撮影準備モー
   ドから前記撮影モードに切換える際には、前記正規の垂
   直転送期間よりも短い第１の短縮転送期間を生成して、
   前記撮像手段の駆動制御を行うステップを含むことを特
   徴とする請求項８記載の撮像装置の制御方法。
10. 【請求項１０】 被写界画像データの入力を遮断する遮
    蔽手段を設け、該遮蔽手段による遮蔽制御開始から所定
    時間経過後に、前記タイミング生成ステップにより生成
    される前記正規の垂直転送期間よりも短い第２の短縮転
    送期間を生成し、前記遮蔽制御開始から本露光画像の読
    み出しまでの時間を短縮するステップを含むことを特徴
    とする請求項８又は請求項９記載の撮像装置の制御方
    法。
11. 【請求項１１】 前記タイミング生成ステップは、前記
    撮像ステップで蓄積された電荷を基準クロック単位及び
    ／又は水平期間単位で除去する複数の不要電荷除去パル
    スを生成するステップを含み、被写界輝度に依らず前記
    撮影駆動モードにおける前記不要電荷除去パルスの出力
    数を最小限に固定するステップを含むことを特徴とする
    請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の撮像装置の
    制御方法。
12. 【請求項１２】 前記遮蔽制御開始から実際の遮蔽動作
    に至るまでの機械的な遅延時間に応じて、前記タイミン
    グ生成ステップによる前記第２の短縮転送期間の発生タ
    イミングを調節するステップを含むことを特徴とする請
    求項８乃至１１のいずれかに記載の撮像装置の制御方
    法。
13. 【請求項１３】 被写界に閃光を照射する閃光発光タイ
    ミング信号を形成する閃光タイミング形成ステップと、
    閃光を伴う本露光前には予備測光及び予備発光を行って
    本露光時の閃光発光時間を決定する調光制御ステップと
    を含み、 前記閃光タイミング形成ステップは、前記予備発光を伴
    う露光期間の終了位置を基準に前記予備発光を行うステ
    ップと、本露光時の露光期間の開始位置を基準に前記本
    露光発光を行うステップとを包含していることを特徴と
    する請求項８乃至１２のいずれかに記載の撮像装置の制
    御方法。
14. 【請求項１４】 前記タイミング形成ステップは、撮像
    ステップで蓄積された電荷を読み出すための電荷読み出
    しパルスを出力する電荷読み出しステップを含み、前記
    電荷読み出しパルスの略出力タイミング以前で発光が完
    了するように予備発光を行うステップと、本露光時の露
    光開始に相当する前記不要電荷除去パルスの略出力停止
    以降に前記本露光発光を開始するステップとを含むこと
    を特徴とする請求項１３に記載の撮像装置の制御方法。