JP2527956B2

JP2527956B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP2527956B2
Application number: JP62071596A
Authority: JP
Inventors: 誠伊勢; 正沖野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-03-27
Filing date: 1987-03-27
Publication date: 1996-08-28
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: JPS63240186A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、撮像装置、特に、フィールド／フレームモ
ード切換撮像機能を有する撮像装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

例えば、ズームレンズや交換レンズ等を用いて望遠撮
影機能を有する撮像装置において、レンズの焦点距離を
長くした場合、周知のように撮影時間における“手振
れ”を生じ易い。特に、撮像時間が比較的長い場合に
は、この傾向は一層増大する。

したがって、これらの手振れを防止するため、従来の
フイルムカメラ等においては、高感度フイルムを用いて
シャッタ速度を高速にすることにより、露光時間を短く
することによって、この問題を解決していた。

しかしながら、CCD（電荷結合デバイス）やMOS（金属
酸化膜半導体）等による固体イメージセンサや撮像管等
を使用する電子式撮像装置においては、手振れを防止す
るために、十分高速にシャッタを切れる程に元来の感度
は高くない。また、特に望遠撮影の場合でなくても、例
えば屋内撮影時など、低輝度の被写体に対しては、上記
低感度の故に、極めて露出不足を生じ易い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、このような光量不足の場合、フイルムカメラ
の場合と同様に、ストロボ撮影に切換えたり、あるい
は、撮像後、後段の信号処理過程において、映像信号の
SN比のその分だけの劣化と引換えにしても、信号のゲイ
ンを上げて露出不足を補う等の対策を必要とした。

本発明は、以上のような固定イメージセンサや撮像管
等における従来技術を背景として、フィールド／フレー
ム両方式で撮像可能な撮像装置における、広い輝度範囲
の被写体の露出不足を極力防止すると共に、手振れ現象
を生ずることなく撮影し得る撮像手段の提供を目的とし
ている。

なお、ここで、フィールド／フレーム撮像方式とは、
フィールドモードでは２行分の電荷を加算して読み出し
フィールド信号を形成するモードであり、フレームモー
ドは、各行の電荷を別々に読み出し２フィールド（フレ
ーム）の信号を形成するモードである。詳細は後述す
る。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、本発明においては、被写体像を結像する光
学系と、該光学系により結像された被写体像をフィール
ド撮像モードまたはフレーム撮像モードの一方の撮像モ
ードで電気信号に変換する撮像手段と、シャッタスピー
ドを予め設定する設定手段と、該設定手段により予め設
定されたシャッタスピードが所定の第１の時間よりも長
く、閃光照明手段による照明が行われない場合であっ
て、かつ撮像モードがフレーム撮像モードの場合に、前
記撮像手段における撮像モードを前記フレーム撮像モー
ドから前記フィールド撮像モードに切り換えると共に前
記シャッタスピードを前記第１の時間より短くする制御
手段と、を有することにより手ぶれによる画質の低下を
防ぐように構成することにより、前記目的を達成しよう
とするものである。

〔作用〕

以上のような構成により、その時の撮影条件に応じ
て、感度等が、装置の機能限度内において最適に自動制
御されるため、手振れによる画像劣化発生の可能性を減
少することができる。

〔実施例〕

以下に、本発明を実施例に基づいて説明する。第１図
は、本発明に係る撮像装置の一実施例の構成ブロック図
である。

（構成）０は、被写体像を結像するための光学系で、１は結像
レンズ、２は絞り、３は、被写体からの入射光を、CCD
イメージセンサ５を含む撮像系と測定回路９を含む測定
系とに分けるためのビームスプリッタ、４はシャッタ、
６は映像信号処理回路、７は、記録媒体への映像情報の
記録部、８は、結像レンズ１の焦点調整部で、本実施例
の撮像装置においては、説明を簡明化するため、光学系
０は、最も単純な構成例として、広角および望遠の２つ
のみの焦点距離を有するズームレンズ１を限定使用する
ものとし、焦点調整部８の切換え部材（不図示）によ
り、広角時にはオフ、望遠時にはオンする信号を、ライ
ンｇを通じて、制御回路10に出力するよう構成してある
ものとする。しかしながら、この場合、焦点距離の倍率
が連続可変なズームレンズを使用したとしても、その焦
点距離により、広角側か望遠側のいずれにあるかの情報
を、ラインｇを通じて出力できる機能を有していればよ
い。

制御回路10は、例えば、ラインｂを通じて測定回路９
から、被写体輝度を検出して、撮影時間の決定要素であ
るシャッタスピードT_Vや絞り値A_Vを演算する。また、こ
の演算結果に応じて、各ラインa,cを通じて、それぞれ
絞り２およびシャッタ４を制御すると共に、各ラインd,
e,fを通じて、フィールド／フレーム撮像モードの切換
え、映像信号系のゲインの切換え等を行う。記録部７に
おいては、信号処理の結果、メモリや磁気媒体等へ記録
し、表示器11において、制御結果等を表示する。

なお、制御回路10は、撮像記録装置として必要な各種
タイミングの制御やレリーズ、その他のスイッチの切換
え状態の検出等も行うように構成してある。

一方、12は補助光の一例としてのストロボ光発光部で
あり、ラインｈを通じて準備完了の一例としての充電完
了／未完の状態を示す制御信号を、制御回路10へ出力す
ると共に、ラインｉを介して、制御回路10よりストロボ
光発光部12に対するストロボ発光動作制御を行う。

（動作）つぎに、以上の構成における動作を、第２図に示す動
作シーケンスフローチャートに基づいて説明する。

撮像装置の電源投入後、ステップS1において、不図示
のフィールド／フレーム撮像モード設定用の外部切換え
スイッチの状態検出を行い、それに応じて制御回路10に
より、ラインｄを通じてCCDイメージセンサ５の撮像モ
ードを、フイールド／フレームのいずれかに設定する。

ここにおいて、装置全体動作の説明に先立ち、CCDイ
メージセンサ５のフィールド／フレーム各モード対応動
作について簡単に説明する。第３図に、本実施例に使用
し得るCCDイメージセンサ５の基本構成図の一例を示
す。

図において、13_Vは垂直CCDシフトレジスタ群、13_HJは
水平CCDシフトレジスタであり、各センサ部15の単位セ
ルは、点線枠の内部に示すように、光ダイオードから成
る光電変換部と、転送ゲートにより構成されている。

各々のセンサ部15へ蓄積された映像信号電荷は、外部
より転送ゲートに与えるパルスの有無に応じて選択的に
各々の垂直CCDシフトレジスタ13_Vを通して水平帰線期間
内に水平CCDシフトレジスタ13_Hへ取込まれる。そして、
水平走査期間に、水平シフトレジスタ13_Hを通して、バ
ッファ14より順次外部へ出力される。

ここにおいて、フィールド／フレーム両撮像モードに
おける転送プロセスの相違について説明する。

（１）まず、フレーム撮像モード時、第１フィールド期
間においては、第３図の最上行A1で示される横方向１行
分の信号電荷がまず、転送ゲートによって選択され、各
垂直シフトレジスタ13_Vへ転送され、水平帰線期間内に
水平シフトレジスタ13_Hへ転送される。以降、水平走査
期間毎に１行おきにA2,A3という順序に行選択されて読
出されて行く。

つぎに、第２フィールド期間では、今度はB1で示され
る横１行分のデータが選択され、以降、水平走査期間毎
に１行おきにB2,B3という順序に行選択されて読出され
る。

（２）これに対して、フィールド撮像モード時には、第
１フィールド期間では、まず、第３図最上部A1と第２行
B1の両方の行の信号電荷が、転送ゲートにより各垂直シ
フトレジスタ13_Vへ転送加算され、水平帰線期間内に水
平シフトレジスタ13_Hへ転送される。以降、水平走査期
間毎にA2＋B2,A3＋B3という順序に、２行ずつまとめて
読出される。

つぎに、第２フィールド期間では、選択する２行の組
合わせを変え、B1＋A2,B2＋A3という順序に、第１フィ
ールド同様に読出される。

したがって、以上のようなフィールド／フレーム各モ
ードの転送プロセスの相違により、フレーム撮像モード
に対して、フィールド撮像モードにおいては、１転送サ
イクル当りのレジスタ内の転送電荷量が２倍となるわけ
であり、これによって、フレーム撮像時に比較して、フ
ィールド撮像時には、感度も２倍に向上する。

ついで、第２図のフローチャートに戻り、動作説明を
継続する。

ステップS2において、測定回路９（第１図）が作動
し、ラインｂを通して制御回路10に被写体輝度が入力さ
れる。すると、ステップS3において、制御回路10が、被
写体輝度を基に最適な絞り値A_Vおよびシャッタスピード
T_Vを算出する。ついで、ステップS4において、制御回路
10が、ラインｇを通じて結像レンズ１の焦点距離より、
広角側か望遠側かの判別を行い、広角側であれば（ｇラ
インオフ）ステップS20に飛んでレリーズを持つ。

この場合、フィールド／フレーム撮像モードは、ステ
ップS1において予め設定された時のままの状態であり、
映像信号系のゲインアップによる感度補正もなされない
ので、画像情報のSN比の劣化は伴わない。

ステップS4において、もし望遠側であると判断した場
合には、ステップS5において、シャッタスピードT_Vが、
手振れ限界スピードT_VO以上か否かを判断する。もし、T
_V≧T_VOであれば、そのままでステップS20に飛び、レリ
ーズを待つ。

これに反し、もしもT_V＜T_VOであれば、さらにステッ
プS6において、ストロボ発光部12より、ラインｈを介し
てストロボ充電完了状態を制御回路10により検知し、同
上充電完了（略して充完）状態であった場合には、ステ
ップS7において、ストロボ撮影モードであることを記憶
し、ステップS8で、ストロボ発光量に合わせて制御回路
10において、適切な絞り値A_V、シャッタスピードT_V値を
再設定する。その後、露光不足のため自動的にストロボ
撮影モードに切換った旨を、ステップS9において制御回
路10より、ラインｆと通じて表示器11へ表示し、ステッ
プS20においてレリーズを待つ。

また、ストロボ充完状態でなかった場合には、ストロ
ボ発光部12は使用不可なため、ステップS10において、
ステップS1で設定したCCD撮像モードがフィールドであ
るか否かを調べ、すでにフィールドモードであった場合
には、撮像モードの切換えによる感度増加は期待し得な
いため、ステップS15の信号系ゲインアップへ処理を移
行する。

上記と逆に、フレーム撮像モードであった場合には、
ステップS11において、CCDの撮像モードをフィールドへ
切換えて、ステップS15で感度を２倍にアップすると共
に、ステップS16において、シャッタスピードT_V値をイ
ンクリメントして、シャッタスピードを１段かせぐ（速
くする）。しかるのち、ステップS13において再度T_V≧T
_VOか否かを判定し、手振れ限度T_VO以上であった場合に
は、ステップS14において、露光不足のため、自動的にC
CDの撮像モードがフィールドに切換った旨を、制御回路
10よりラインｆを通じて、表示器11へ表示し、ステップ
S20においてレリーズを待つ。

ステップS10において、すでにフィールド撮像モード
であると判定された場合、もしくは、ステップS13にお
いて依然T_V＜T_VOであると判定された場合には、制御回
路10より、ラインｅを通じて、信号処理回路６のゲイン
を増し、感度を２倍にアップすると共に、ステップS16
で、シャッタスピードT_V値をインクリメントしてシャッ
タスピードを一段かせぐ。その後、ステップS17におい
て、再度T_V≧T_VOか否かを判定し、yesの場合には、露出
不足のため自動的に信号系のゲインアップによる感度増
加を行った旨を、制御回路10より、ラインｆを通じて表
示器11へ表示し（ステップS18）、ステップS20でレリー
ズを待つ。

ステップS17において、依然T_V＜T_VOである場合（N
o）、もはや感度アップの手段はないので、ステップS19
において、手振れを生ずる怖のある旨を制御回路10よ
り、ラインｆを通じて表示器11で警告し、その後、ステ
ップS20においてレリーズを待機する。

ステップS20のレリーズ待ちにおいては、不図示のレ
リーズボタンが押されたことが検出されると、制御回路
10が、既に設定された絞り値A_Vおよびシャッタスピード
T_V値に応じて、絞り２およびシャッタ４、ならびに、ス
トロボ撮影モードの場合には、それに加えてストロボ発
光部12を駆動し、ステップS21において、撮像CCDイメー
ジセンサ５が露光され、しかるのち、ステップS22にお
いて、適切なタイミングで記録部７により、例えば磁気
記録媒体等に被写体の映像情報が記録される。

以上により、第１図に示した本実施例の一連の動作が
終了する。

（他の実施例）なお、前記実施例においては、説明を簡単にするた
め、映像情報信号系のゲイン調整による感度増加が２倍
である場合のみについて説明したが、連続可変の感度向
上手段を設けてもよい。

また、処理手順に関しても、手振れ防止に際して、フ
ィールド／フレームのCCD撮像モード切換えによる感度
アップを、前記信号処理系のゲイン調整による感度アッ
プに優先して行ったが、前者に対して後者を優先するよ
うな構成も、もちろん可能である。

さらに、ストロボ撮影に関しても、自動採択の構成と
しているが、手動採択の構成をこれに付加することも可
能である。

また、結像レンズとしては、撮像装置に対して組込ん
だズームレンズ、交換単焦点レンズ、交換ズームレンズ
等、いずれも可能であり、特に交換レンズの場合、レン
ズ側に、焦点距離に対応するマークを施し、撮像装置側
にこれを検出する検出部材を設ければよい。

さらにまた、前記実施例においては、シャッタスピー
ドとして、シャッタ４による露出時間Ｔに対して、1/T
＝2^Tvの関係で表わされる値T_Vを用い、また、絞り値と
して、Ｆナンバスピードに対して、F²＝2^Avの関係で表
わされる値A_Vを用いているが、これにのみ限定されな
い。

また、被写体輝度を検出するのに、本実施例において
は、例えばSPC（設定点制御）等を含む測定回路９を別
設しているが、撮像素子CCD5の出力のうち、特に輝度成
分を平滑化し、これによって被写体輝度を検出するよう
にしてもよい。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明によれば、フイールド
／フレーム両撮像モードを有する撮像装置において、光
学系の焦点距離または補助光の発光準備完了信号に応じ
て、前記両撮像モードの切換えを制御するよう構成した
ため、手振れ等による画像劣化の発生頻度を減少させる
ことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る撮像装置の一実施例の構成ブロ
ック図、第２図は、その動作シーケンスフローチャー
ト、第３図は、CCDイメージセンサの基本構成図の一例
である。０……光学系１……結像レンズ４……シャッタ５……CCDイメージセンサ６……信号処理回路８……焦点調整部９……測定回路 10……制御回路 12……ストロボ発光部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体像を結像する光学系と、該光学系により結像された被写体像をフィールド撮像モ
ードまたはフレーム撮像モードの一方の撮像モードで電
気信号に変換する撮像手段と、シャッタスピードを予め設定する設定手段と、該設定手段により予め設定されたシャッタスピードが所
定の第１の時間よりも長く、閃光照明手段による照明が
行われない場合であって、かつ撮像モードがフレーム撮
像モードの場合に、前記撮像手段における撮像モードを
前記フレーム撮像モードから前記フィールド撮像モード
に切り換えると共に前記シャッタスピードを前記第１の
時間より短くする制御手段と、を有することにより手ぶれによる画質の低下を防ぐよう
にしたことを特徴とする撮像装置。