JP2579159B2 - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JP2579159B2
JP2579159B2 JP62071598A JP7159887A JP2579159B2 JP 2579159 B2 JP2579159 B2 JP 2579159B2 JP 62071598 A JP62071598 A JP 62071598A JP 7159887 A JP7159887 A JP 7159887A JP 2579159 B2 JP2579159 B2 JP 2579159B2
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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
フィ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。
〔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、被写体の明るさ
を検出する測光手段と、該測光手段の出力に応じて撮像
時間を演算する演算手段と、前記光学系の焦点距離が所
定値よりも大きいことを検出する焦点距離検出手段と、
前記焦点距離検出手段によって前記光学系の焦点距離が
所定値よりも大きいことが検出され、前記撮像時間が所
定の時間より長い場合であって、かつ前記撮像手段がフ
レームモードである場合に、前記撮像手段をフィールド
モードに変更すると共に撮像時間をより短くし、前記焦
点距離検出手段によって前記光学系の焦点距離が前記所
定値よりも大きいことが検出され、前記撮像時間が前記
所定の時間より長い場合であって、かつ前記撮像手段が
フィールドモードである場合には、前記撮像手段より得
られた電気信号を増幅する増幅手段の増幅率を上げると
共に撮像時間をより短くする制御手段と、を有する撮像
装置を提供することにより、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,シャッタスピード等が、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、撮影時間を決定要素であ
るシャッタスピードTVや絞り値AV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。
(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、フィールド/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、13Vは垂直CCDシフトレジスタ群、13H J
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13Vを通して水平帰線期間
内に水平CCDシフトレジスタ13H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13H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で示される横方向の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13Vへ転送され、水平帰線期間内
に水平シフトレジスタ13H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13Vへ転送加算され、水平帰線期間内に水
平シフトレジスタ13H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AVおよびシャッタスピード
TV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TVが、
手振れ限界スピードTVO以上か否かを判断する。もし、T
V≧TVO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TV<TVoであれば、さらにステッ
プS6において、ステップS1で設定されたCCDユリアセン
サの撮像モードが、フィールドであるかフレームである
かを調べて、すでにフィールド撮像モードであれば、撮
影モードの変換による感度アップは期待し得ないので、
ステップS7,S8,S9の処理をスキップして、ステップS11
へ移る。
前記ステップS6において、撮像モードがフレームモー
ドであった場合、ステップS7において、制御回路10によ
り、ラインdを通してCCDイメージセンサ5の撮像モー
ドを、フィールドモードへ強制的に切換え、映像信号の
感度を2倍とすると共に、ステップS8において、設定TV
値を1段レベルアップする。
この状態で、シャッタスピードTV値が、手振れ限界速
度TVo以上となったか否かを、ステップS9で再度判定
し、もしもTV≧TVOであれば、初期の撮像モードの設定
条件がフレームであったのに対して、手触れ防止のた
め、強制的に撮像モードをフィールドモードに切換えこ
ととなるが、このことを、ステップS10において、制御
回路10により、ラインf駆動して、表示器11で外部に告
知し、ステップS16のレリーズ待ちに移る。
これに反し、もしも前記ステップS9において、依然TV
<TVOであった場合、もしくは、すでにステップS6にお
いてフィールド撮像モードであることが判定されている
場合には、さらにステップ11において、制御回路10によ
り、ラインeを通して信号処理回路6で、映像信号系の
ゲインを大きくして感度を2倍にすると共に、ステップ
S12においてシャッタスピードTVを1段レベルアップす
る。
つぎに、ステップS13において、再度TV≧TVOとなった
か否かを判定し、もしもTV≧TVOであれば、感度アップ
により、その分画質劣化は伴うもののの手振れなしで撮
影し得るわけであり、このことを、ステップSA14におい
て、制御回路10により、ラインfを駆動して、表示器11
により外部へ報知し、ステップS16レリーズ待ちに移
る。ここでまだTV<TVOであれば、手振れが起きる可能
性があるので、ステップS15で手振れ警告を表示器11に
より報知してステップS16へ移る。
そののち、ステップS16において、不図示のレリーズ
ボタンが押されたことが検知されると、制御回路10が、
絞り値AV,シャッタスピードTVの値に応じて、絞り2お
よびシャッタ4を駆動し、ステップS17においてCCDライ
ンセンサ5が露光され、然るのち、ステップS18におい
て、適切なタイミングで記録部7により、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、望遠撮影時等における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
し後者を優先するような構成も、もちろん可能である。
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
=2Tvの関係で表わされる値TVを用い、また、絞り値と
して、Fナンバースピードに対して、F2=2Avの関係で
表わされる値AV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、フィールド
/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,被写体輝度等に応じて、前記両撮像モ
ードの切換えをを含む感度変化ならびに撮影シャッタ時
間等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

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【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、 被写体の明るさを検出する測光手段と、 該測光手段の出力に応じて撮像時間を演算する演算手段
    と、 前記光学系の焦点距離が所定値よりも大きいことを検出
    する焦点距離検出手段と、 前記焦点距離検出手段によって前記光学系の焦点距離が
    所定値よりも大きいことが検出され、前記撮像時間が所
    定の時間より長い場合であって、かつ前記撮像手段がフ
    レームモードである場合に、前記撮像手段をフィールド
    モードに変更すると共に撮像時間をより短くし、 前記焦点距離検出手段によって前記光学系の焦点距離が
    前記所定値よりも大きいことが検出され、前記撮像時間
    が前記所定の時間より長い場合であって、かつ前記撮像
    手段がフィールドモードである場合には、前記撮像手段
    より得られた電気信号を増幅する増幅手段の増幅率を上
    げると共に撮像時間をより短くする制御手段と、 を有する撮像装置。
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