JP2709948B2 - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JP2709948B2 JP2709948B2 JP63300840A JP30084088A JP2709948B2 JP 2709948 B2 JP2709948 B2 JP 2709948B2 JP 63300840 A JP63300840 A JP 63300840A JP 30084088 A JP30084088 A JP 30084088A JP 2709948 B2 JP2709948 B2 JP 2709948B2
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- Japan
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- shutter
- clock
- frequency
- blooming
- pulse
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被写体の静止画を記録する撮像装置に関す
るものである。
るものである。
近年、被写体の静止画を記録する撮像装置が電子スチ
ルカメラとして、あるいは工業用検査カメラとして等の
用途に使用されている。このようなカメラでは、幅広い
光量に対応すべく、また幅広い露光秒時間に対応すべく
メカニカルシャッタが利用される。また、カメラの小型
・軽量化の要求から撮像デバイスとしては固体撮像デバ
イスが使用される。
ルカメラとして、あるいは工業用検査カメラとして等の
用途に使用されている。このようなカメラでは、幅広い
光量に対応すべく、また幅広い露光秒時間に対応すべく
メカニカルシャッタが利用される。また、カメラの小型
・軽量化の要求から撮像デバイスとしては固体撮像デバ
イスが使用される。
このような撮像装置として、シャッタに半開式シャッ
タを使用し、固体撮像デバイスに、フレームトランスフ
ァ型CCD（Charge Coupled Device）にしてブルーミング
防御のために電子・正孔再結合による過剰電荷の除去を
行うアンチブルーミングゲートを有するイメージセンサ
を使用した撮像装置が知られている。
タを使用し、固体撮像デバイスに、フレームトランスフ
ァ型CCD（Charge Coupled Device）にしてブルーミング
防御のために電子・正孔再結合による過剰電荷の除去を
行うアンチブルーミングゲートを有するイメージセンサ
を使用した撮像装置が知られている。
第４図は半開式シャッタの動きを説明する図である。
ここでは開放絞り値がF2であるレンズシャッタの場合を
示す。被写体の光量に応じて、たとえば半開式シャッタ
はシャッタボタンをおされた後にクローズ状態からF22
→F16→F11→F8→F5.6とアナログ的に絞りが開いて必要
な光量を得られる絞り値まで開いた後に絞りを閉じる。
ここでは開放絞り値がF2であるレンズシャッタの場合を
示す。被写体の光量に応じて、たとえば半開式シャッタ
はシャッタボタンをおされた後にクローズ状態からF22
→F16→F11→F8→F5.6とアナログ的に絞りが開いて必要
な光量を得られる絞り値まで開いた後に絞りを閉じる。
被写体の輝度のAPEX値をBV、絞り値のAPEX値をAV、有
効露出時間のAPEX値をTV、イメージセンサの感度を銀塩
フィルムの感度に換算した場合のAPEX値をSVとすると、
これらの関係は、 SV＋BV＝TV＋AV となるように設定される。
効露出時間のAPEX値をTV、イメージセンサの感度を銀塩
フィルムの感度に換算した場合のAPEX値をSVとすると、
これらの関係は、 SV＋BV＝TV＋AV となるように設定される。
第４図の横軸Ｔは絞りの開き始めからの時間を示し、
再び絞りを閉じきるまでの時間が全露光時間となる。
再び絞りを閉じきるまでの時間が全露光時間となる。
次に電子・正孔再結合による過剰電荷の除去のための
アンチブルーミング・ゲートについて説明する。
アンチブルーミング・ゲートについて説明する。
第５図は、アンチブルーミングゲートを有する撮像素
子CCDを説明する図で（ａ）はCCDの構造図である。この
CCDは仮想位相CCDで、仮想ゲート領域中の仮想バリアと
仮想ウエルの中間にアンチブルーミングゲート17が設け
られる。なお、15は転送ゲート電極、16はＮ型不純物
層、18はP+層である。第５図（ｂ）は（ａ）に対応する
部分の電荷蓄積モード中のポテンシャル分布図である。
このとき、アンチブルーミングゲートには任意の周波数
のクロックが加えられる。
子CCDを説明する図で（ａ）はCCDの構造図である。この
CCDは仮想位相CCDで、仮想ゲート領域中の仮想バリアと
仮想ウエルの中間にアンチブルーミングゲート17が設け
られる。なお、15は転送ゲート電極、16はＮ型不純物
層、18はP+層である。第５図（ｂ）は（ａ）に対応する
部分の電荷蓄積モード中のポテンシャル分布図である。
このとき、アンチブルーミングゲートには任意の周波数
のクロックが加えられる。
第６図はアンチブルーミングゲート下の深さ方向のポ
テンシャル分布を示すものであり、アンチブルーミング
ゲートに加えられる電圧レベルがHighのときのものであ
る。この状態の時に信号電荷すなわち電荷蓄積モードの
ときに光電変換によって発生した電荷が、表面ポテンシ
ャルとチャネル・ポテンシャル最大値とより決まる容量
以上になると、それ以上の電荷は界面にあふれ、表面準
位にトラップされる。ここでアンチブルーミングゲート
のレベルを表面がピンニング状態となるようなLowレベ
ルとしてやるとチャネルストップ領域と仮想ゲート領域
のP+層を供給源として表面に正孔が充満し、表面準位に
トラップされた電子は正孔と再結合する。この動作を電
荷蓄積中に繰り返すことで過剰電荷により生じるブルー
ミング現象を防御することができる。従来、電荷蓄積中
のアンチブルーミングゲートに加えられるパルスの周波
数は一定とされ、その周波数は露光時間に応じて、たと
えば短秒時露光となるほど高い周波数を加えることがな
されていた。
テンシャル分布を示すものであり、アンチブルーミング
ゲートに加えられる電圧レベルがHighのときのものであ
る。この状態の時に信号電荷すなわち電荷蓄積モードの
ときに光電変換によって発生した電荷が、表面ポテンシ
ャルとチャネル・ポテンシャル最大値とより決まる容量
以上になると、それ以上の電荷は界面にあふれ、表面準
位にトラップされる。ここでアンチブルーミングゲート
のレベルを表面がピンニング状態となるようなLowレベ
ルとしてやるとチャネルストップ領域と仮想ゲート領域
のP+層を供給源として表面に正孔が充満し、表面準位に
トラップされた電子は正孔と再結合する。この動作を電
荷蓄積中に繰り返すことで過剰電荷により生じるブルー
ミング現象を防御することができる。従来、電荷蓄積中
のアンチブルーミングゲートに加えられるパルスの周波
数は一定とされ、その周波数は露光時間に応じて、たと
えば短秒時露光となるほど高い周波数を加えることがな
されていた。
第８図は、上述のようなアンチブルーミングゲートを
有する固体撮像素子と半開式シャッタを用いた従来の電
子スチルカメラの動作を示しタイムチャートである。
有する固体撮像素子と半開式シャッタを用いた従来の電
子スチルカメラの動作を示しタイムチャートである。
図において、φSSは半開式シャッタの開閉命令のパル
スで、第１のパルスはシャッタを開ける命令である。こ
の命令により、固体撮像素子のアンチブルーミングゲー
トには、周波数f2のクロックφABが加えられる。この周
波数は被写体の輝度を測光した結果決まるシャッタの露
光時間によって異なるが、一回の蓄積動作中は一定の周
波数のクロックが加えられる。又、φSSの第１のパルス
で半開式シャッタは動作を始め、メカニカル構造によっ
て決まる時間Td後に開口し始める。φ22の第２のパルス
は被写体の輝度を測光した結果決まるシャッタの露光時
間に応じて第１のパルスの所要時間後に出される。半開
式シャッタφ22の第２のパネルに応答して開口のための
動作を開始し、メカニカル構造によって決まる遅れ時間
後に閉口を完了する。固体撮像素子のアンチブルーミン
グゲートに加えられているクロックは、メカニカル構造
によって決まる遅れ時間とそのばらつきを含めた時間後
に停止する。この後に固体撮像素子に蓄積された電荷は
読み出される。
スで、第１のパルスはシャッタを開ける命令である。こ
の命令により、固体撮像素子のアンチブルーミングゲー
トには、周波数f2のクロックφABが加えられる。この周
波数は被写体の輝度を測光した結果決まるシャッタの露
光時間によって異なるが、一回の蓄積動作中は一定の周
波数のクロックが加えられる。又、φSSの第１のパルス
で半開式シャッタは動作を始め、メカニカル構造によっ
て決まる時間Td後に開口し始める。φ22の第２のパルス
は被写体の輝度を測光した結果決まるシャッタの露光時
間に応じて第１のパルスの所要時間後に出される。半開
式シャッタφ22の第２のパネルに応答して開口のための
動作を開始し、メカニカル構造によって決まる遅れ時間
後に閉口を完了する。固体撮像素子のアンチブルーミン
グゲートに加えられているクロックは、メカニカル構造
によって決まる遅れ時間とそのばらつきを含めた時間後
に停止する。この後に固体撮像素子に蓄積された電荷は
読み出される。
しかしながら、上述の第８図の従来例では、ブルーミ
ング防御のためのアンチブルーミングゲートにパルスを
加えることにより発生する暗電流があり、このためにカ
メラの性能上望ましからぬ影響を与える。以下にそれを
詳述する。過剰電荷を除去するためのアンチブルーミン
グゲートの動作は先に説明したが、その動作の一過程と
して、表面ピンニングの後に正孔がその供給源であるP+
層のチャネルストップ領域と仮想ゲート領域にもどる過
程がある。アンチブルーミングゲート17のバイアスが、
ゲート下の表面ポテンシャルがピンニングとなるレベル
から正のバイアスに変わった直後、正孔の多くはゲート
下に残る。そして、その後ゲートバイアスはHighである
ので、アンチブルーミングゲート領域のエッヂと仮想ゲ
ート領域のエッジあるいはチャネルストップ領域のエッ
ヂの中間が大きなフリンジングフィールドとなる。アン
チブルーミングゲート領域に残っている正孔は、このフ
ィールドによってP+であるチャネルストップ領域と仮想
ゲート領域とにもどるが、フリングングフィールが大き
いために正孔は熱い正孔となり、衝突電離を起こす。こ
れによって生じた電子は偽信号として集められる。この
ようなメカニズムによって発生する暗電流を以下ホット
ホール性暗電流と呼ぶ。
ング防御のためのアンチブルーミングゲートにパルスを
加えることにより発生する暗電流があり、このためにカ
メラの性能上望ましからぬ影響を与える。以下にそれを
詳述する。過剰電荷を除去するためのアンチブルーミン
グゲートの動作は先に説明したが、その動作の一過程と
して、表面ピンニングの後に正孔がその供給源であるP+
層のチャネルストップ領域と仮想ゲート領域にもどる過
程がある。アンチブルーミングゲート17のバイアスが、
ゲート下の表面ポテンシャルがピンニングとなるレベル
から正のバイアスに変わった直後、正孔の多くはゲート
下に残る。そして、その後ゲートバイアスはHighである
ので、アンチブルーミングゲート領域のエッヂと仮想ゲ
ート領域のエッジあるいはチャネルストップ領域のエッ
ヂの中間が大きなフリンジングフィールドとなる。アン
チブルーミングゲート領域に残っている正孔は、このフ
ィールドによってP+であるチャネルストップ領域と仮想
ゲート領域とにもどるが、フリングングフィールが大き
いために正孔は熱い正孔となり、衝突電離を起こす。こ
れによって生じた電子は偽信号として集められる。この
ようなメカニズムによって発生する暗電流を以下ホット
ホール性暗電流と呼ぶ。
このようなアンチブルーミングゲートのもつ固体撮像
素子にあっては、アンチブルーミングゲートに加えられ
るクロック一周期における過剰電荷の除去量と偽信号の
発生量はクロックの周波数が一定であれば一定となる。
素子にあっては、アンチブルーミングゲートに加えられ
るクロック一周期における過剰電荷の除去量と偽信号の
発生量はクロックの周波数が一定であれば一定となる。
このような固体撮像素子と上述のようなメカニカルシ
ャッタとによって構成される撮像装置においては、アン
チブルーミングゲートにパルスを加える時間は以下の要
因によって決まる。
ャッタとによって構成される撮像装置においては、アン
チブルーミングゲートにパルスを加える時間は以下の要
因によって決まる。
ここで全露光時間は上述のような半開式シャッタでは
最大で有効露光時間の４倍にもなる。またメカニカルシ
ャッタの電気信号に対する動作の遅れ時間は、シャッタ
を動作させるモータ，マグネット，メカニカルの構成等
によって決まるので数十ミリセカンドとなる。また、入
射光量については瞬時の入射光量は理想シャッタの瞬時
の入射光量を越える時間があり、最大で２倍に達する。
最大で有効露光時間の４倍にもなる。またメカニカルシ
ャッタの電気信号に対する動作の遅れ時間は、シャッタ
を動作させるモータ，マグネット，メカニカルの構成等
によって決まるので数十ミリセカンドとなる。また、入
射光量については瞬時の入射光量は理想シャッタの瞬時
の入射光量を越える時間があり、最大で２倍に達する。
このためにアンチブルーミングゲートに加えるパルス
の周波数は理想シャッタあるいはフォーカルプレーンシ
ャッタの２倍の周波数を必要とする。
の周波数は理想シャッタあるいはフォーカルプレーンシ
ャッタの２倍の周波数を必要とする。
また、全露光時間は、理想シャッタの４倍近くとなる
うえに、全露光時間にメカニカルシャッタの電気信号に
対する動作の遅れ時間を一定量として加えた時間アンチ
ブルーミングゲートにパルスを加えねばならない。特に
アンチブルーミングゲートにパルスを加える時間は短秒
時露光になるほど全露光時間に対する比は増加し、有効
露光時間1/1000secぐらいになると、その比は数十倍と
なる。かつ、このような短秒時露光では瞬時の入射光量
はきわめて高くなるのでアンチブルーミングゲートに加
えるパルスの周波数は高くしなければならず、そのため
の全体として加えるアンチブルーミングゲートのパルス
数は多くなり、暗電流も増加する。
うえに、全露光時間にメカニカルシャッタの電気信号に
対する動作の遅れ時間を一定量として加えた時間アンチ
ブルーミングゲートにパルスを加えねばならない。特に
アンチブルーミングゲートにパルスを加える時間は短秒
時露光になるほど全露光時間に対する比は増加し、有効
露光時間1/1000secぐらいになると、その比は数十倍と
なる。かつ、このような短秒時露光では瞬時の入射光量
はきわめて高くなるのでアンチブルーミングゲートに加
えるパルスの周波数は高くしなければならず、そのため
の全体として加えるアンチブルーミングゲートのパルス
数は多くなり、暗電流も増加する。
したがって、アンチブルーミング能力を良くしようと
すれば、暗電流が増加し、暗電流を少なくしようとすれ
ば、アンチブルーミング能力は減じる。ことに短秒時露
光においては、アンチブルーミング能力も暗電流も適当
なレベルを得られないことになる。
すれば、暗電流が増加し、暗電流を少なくしようとすれ
ば、アンチブルーミング能力は減じる。ことに短秒時露
光においては、アンチブルーミング能力も暗電流も適当
なレベルを得られないことになる。
本発明は、このような事情のもとでなされたもので、
高いアンチブルーミング能力でかつ低暗電流である撮像
装置を提供することを目的とするものである。
高いアンチブルーミング能力でかつ低暗電流である撮像
装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、上記目的を達成するため、シャッタの羽根
の動き出しを検知してから、アンチブルーミングのため
のクロックの印加を開始し、変化するシャッタ開口径に
応じて該クロックの周波数を変更するもので、詳しくは
撮像装置をつぎの（１）のとおりに構成するものであ
る。
の動き出しを検知してから、アンチブルーミングのため
のクロックの印加を開始し、変化するシャッタ開口径に
応じて該クロックの周波数を変更するもので、詳しくは
撮像装置をつぎの（１）のとおりに構成するものであ
る。
（１）つぎのa,b,c,dの構成要素を備えていることを特
徴とする撮像装置。
徴とする撮像装置。
a.過剰電荷を除去するための過剰電荷除去手段を有する
固体撮像素子 b.絞りの開口前の、絞りを形成する羽根の動き出しに応
じた電気信号を発生する第１の信号発生手段と、該羽根
の動きにしたがい変化する絞りの開口径に応じた電気信
号を発生する第２の信号発生手段とを有する絞り兼用の
半開式シャッタ。
固体撮像素子 b.絞りの開口前の、絞りを形成する羽根の動き出しに応
じた電気信号を発生する第１の信号発生手段と、該羽根
の動きにしたがい変化する絞りの開口径に応じた電気信
号を発生する第２の信号発生手段とを有する絞り兼用の
半開式シャッタ。
c.上記第１の信号発生手段の出力に応じて上記過剰電荷
除去手段にクロックの印加を開始するクロック印加手
段。
除去手段にクロックの印加を開始するクロック印加手
段。
d.上記第２の信号発生手段の出力に応じて上記過剰電荷
除去手段に印加するクロックの周波数を変更するクロッ
ク周波数変更手段。
除去手段に印加するクロックの周波数を変更するクロッ
ク周波数変更手段。
上記（１）の構成により、アンチブルーミングのため
のクロックの印加時間が減少し、更に光量に応じた最適
のアンチブルーミングのクロック周波数を選択できる。
のクロックの印加時間が減少し、更に光量に応じた最適
のアンチブルーミングのクロック周波数を選択できる。
以下、本発明を実施例で説明する。
第１図は本発明の一実施例である電子スチルビデオカ
メラの構成を示すブロック図である。
メラの構成を示すブロック図である。
図において、１はレンズ、２は絞り開口前の、絞りを
形成する羽根の動き出しに応じた電気信号を発生する手
段と、変化する絞りの開口径に応じた電気信号を発生す
る手段とを有する絞り兼用の半開式シャッタユニット、
３は過剰電荷を電子・正孔再結合により除去するアンチ
ブルーミングゲートを有する固体撮像素子、４は適正露
出を決定するための測光回路、５はホワイトバランスを
決定するための測色回路、６は固体撮像素子３のゲート
パルスを発生するドライブ回路、７は本装置全体の動作
タイミングパルスを発生したり、制御信号を発生したり
するシステムコントロール回路、８は固体撮像素子３の
出力信号から色差信号（Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙ）と輝度信
号＋同期信号（Ｙ＋Sync）とを作り出す撮像信号処理回
路、９は撮像信号処理回路８よりの信号をFM変調する変
調回路、10は変調回路９よりの信号を増幅する記録アン
プ、11は記録アンプ10よりの信号を電磁変更するための
磁気ヘッド、12は磁気ヘッド11よりの磁気信号を記録す
るための磁気シート、13は磁気シート12を回転させるた
めのモータ、14はモータ13の回転を制御するためのサー
ボ回路である。
形成する羽根の動き出しに応じた電気信号を発生する手
段と、変化する絞りの開口径に応じた電気信号を発生す
る手段とを有する絞り兼用の半開式シャッタユニット、
３は過剰電荷を電子・正孔再結合により除去するアンチ
ブルーミングゲートを有する固体撮像素子、４は適正露
出を決定するための測光回路、５はホワイトバランスを
決定するための測色回路、６は固体撮像素子３のゲート
パルスを発生するドライブ回路、７は本装置全体の動作
タイミングパルスを発生したり、制御信号を発生したり
するシステムコントロール回路、８は固体撮像素子３の
出力信号から色差信号（Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙ）と輝度信
号＋同期信号（Ｙ＋Sync）とを作り出す撮像信号処理回
路、９は撮像信号処理回路８よりの信号をFM変調する変
調回路、10は変調回路９よりの信号を増幅する記録アン
プ、11は記録アンプ10よりの信号を電磁変更するための
磁気ヘッド、12は磁気ヘッド11よりの磁気信号を記録す
るための磁気シート、13は磁気シート12を回転させるた
めのモータ、14はモータ13の回転を制御するためのサー
ボ回路である。
第２図は本実施例に使用される絞り兼用の半開式シャ
ッタの動作を示すものである。（ａ）は横軸がシャッタ
（絞り）羽根の動作開始からの時間を、縦軸が絞り値を
示すものである。表中の線は本シャッタの最長秒時での
動作を表わすが、たとえば被写体の輝度によっては、仮
にF5.6が適正露出であるならばF5.6に達した後点線に示
すように急峻に閉じる。第２図（ｂ）は（ａ）の横軸に
対応するもので縦線は該シャッタ動作に応じて発生する
電気信号のパルスφＦである。
ッタの動作を示すものである。（ａ）は横軸がシャッタ
（絞り）羽根の動作開始からの時間を、縦軸が絞り値を
示すものである。表中の線は本シャッタの最長秒時での
動作を表わすが、たとえば被写体の輝度によっては、仮
にF5.6が適正露出であるならばF5.6に達した後点線に示
すように急峻に閉じる。第２図（ｂ）は（ａ）の横軸に
対応するもので縦線は該シャッタ動作に応じて発生する
電気信号のパルスφＦである。
ここで、第７図により本シャッタの機構，動作と電気
信号のパルスφＦ発生のメカニズムの説明をする。21は
本シャッタを駆動する正逆動作を行うモータ、22,23は
モータ21の回転を減速するギヤ列、24はモータ21の正転
により図中右方向に移動し、図示しない固定部に設けた
ストッパにより動作範囲を規制されたラックギヤ、28は
該ラックギヤ24に設けた軸受部24aにその軸が嵌挿さ
れ、軸受部24aを軸とし、図中の上下方向に回転可能に
保持され、バネ29により図中下方に付勢されたクラッ
チ、30は該クラッチ28の先端部28aに当接する突起30aを
有し、軸受部30dを軸として回転可能に保持された制御
板、31は制御板30に一体的に構成された複数の光線を透
過するスリット部を有するパルス板、32は制御板30を右
回転方向に図示しないストッパに当接するまで付勢する
ためのシャッタバネ、33は制御板30の回動する時、パル
ス板31のスリット部を検出しパルスとして出力するフォ
トインタラプタ、34と35は光量を調整する開口部34b,35
bをそれぞれ有し制御板30から突出した軸30b,30cが嵌挿
される溝34a,35aを有する絞り羽根、36は絞り羽根34,35
に設けられた長溝と制御板30の軸受部30dを貫通する
軸、38は回転軸40を中心として回動可能に保持され、コ
イル39に通電された時、コイル39に吸着されることによ
り図中上方に回動しクラッチ28を押し上げるためのアー
マチュアである。
信号のパルスφＦ発生のメカニズムの説明をする。21は
本シャッタを駆動する正逆動作を行うモータ、22,23は
モータ21の回転を減速するギヤ列、24はモータ21の正転
により図中右方向に移動し、図示しない固定部に設けた
ストッパにより動作範囲を規制されたラックギヤ、28は
該ラックギヤ24に設けた軸受部24aにその軸が嵌挿さ
れ、軸受部24aを軸とし、図中の上下方向に回転可能に
保持され、バネ29により図中下方に付勢されたクラッ
チ、30は該クラッチ28の先端部28aに当接する突起30aを
有し、軸受部30dを軸として回転可能に保持された制御
板、31は制御板30に一体的に構成された複数の光線を透
過するスリット部を有するパルス板、32は制御板30を右
回転方向に図示しないストッパに当接するまで付勢する
ためのシャッタバネ、33は制御板30の回動する時、パル
ス板31のスリット部を検出しパルスとして出力するフォ
トインタラプタ、34と35は光量を調整する開口部34b,35
bをそれぞれ有し制御板30から突出した軸30b,30cが嵌挿
される溝34a,35aを有する絞り羽根、36は絞り羽根34,35
に設けられた長溝と制御板30の軸受部30dを貫通する
軸、38は回転軸40を中心として回動可能に保持され、コ
イル39に通電された時、コイル39に吸着されることによ
り図中上方に回動しクラッチ28を押し上げるためのアー
マチュアである。
上記構成において、シャッタ動作を行うべくモータ21
に正転方向に通電されると、ラックギヤ24はギヤ列22,2
3を介して固定軸25,26にガイドされ、図中右方向に移動
する。この時クラッチ28もラックギヤ24と一体的に移動
しながら、先端部28aが制御板30の突起30aを押し出す。
このため制御板30は軸36を中心として左回転させられ
る。制御板30から突出した軸30b,30cにより、軸36,37に
ガイドされ絞り羽根34は左方向へ、絞り羽根35は右方向
へ移動させられる。この時開口部34bと35bは、初め互い
に開口部を塞ぎ合ったクローズの状態から開口部のとが
った部分から接近し、開口部34b,35bが重ね合わされた
形状に対応して開口部を透過する光量が制御される。こ
の時の絞り羽根34,35の移動量すなわち制御板30の回転
量に応じて任意の絞り値が決定されることになる。よっ
て、シャッタの動作開始からの時間と絞り値の関係は、
パルス板31に設けられたスリットがフォトインタラプタ
33の検出部を通過する時に発生するパルスにより検出で
き、第２図（ａ），（ｂ）に示す関係として表現され
る。
に正転方向に通電されると、ラックギヤ24はギヤ列22,2
3を介して固定軸25,26にガイドされ、図中右方向に移動
する。この時クラッチ28もラックギヤ24と一体的に移動
しながら、先端部28aが制御板30の突起30aを押し出す。
このため制御板30は軸36を中心として左回転させられ
る。制御板30から突出した軸30b,30cにより、軸36,37に
ガイドされ絞り羽根34は左方向へ、絞り羽根35は右方向
へ移動させられる。この時開口部34bと35bは、初め互い
に開口部を塞ぎ合ったクローズの状態から開口部のとが
った部分から接近し、開口部34b,35bが重ね合わされた
形状に対応して開口部を透過する光量が制御される。こ
の時の絞り羽根34,35の移動量すなわち制御板30の回転
量に応じて任意の絞り値が決定されることになる。よっ
て、シャッタの動作開始からの時間と絞り値の関係は、
パルス板31に設けられたスリットがフォトインタラプタ
33の検出部を通過する時に発生するパルスにより検出で
き、第２図（ａ），（ｂ）に示す関係として表現され
る。
ここで先述べたような、仮に適正露出と判断されるF
5.6に対応したパルス数を検知した時にコイル39に一定
期間通電してよるとアーマチュア38が吸引され、クラッ
チ28が図中上方に跳ね上げられるため、制御板30はシャ
ッタバネ32により右回転方向に急速に回動され絞り羽根
34,35はクローズの状態にもどされ、シャッタ動作が完
了する。その後モータ21を一定期間逆回転させることに
より、ラックギヤ24,クラッチ28を初期状態にもどすこ
とによって一連のシャッタ動作が終了する。
5.6に対応したパルス数を検知した時にコイル39に一定
期間通電してよるとアーマチュア38が吸引され、クラッ
チ28が図中上方に跳ね上げられるため、制御板30はシャ
ッタバネ32により右回転方向に急速に回動され絞り羽根
34,35はクローズの状態にもどされ、シャッタ動作が完
了する。その後モータ21を一定期間逆回転させることに
より、ラックギヤ24,クラッチ28を初期状態にもどすこ
とによって一連のシャッタ動作が終了する。
第３図は本実施例の動作を示すタイムチャートであ
る。
る。
以下に第１図，第２図，第３図及び第７図によって本
実施例の動作を説明する。
実施例の動作を説明する。
測光回路４によって被写体の輝度の情報はシステムコ
ントロール７に伝達される。システムコントロール７で
はこの情報をもとに半開式シャッタ２の最大開口値を判
断する。ここではF5.6であったとして以下の説明を進め
る。
ントロール７に伝達される。システムコントロール７で
はこの情報をもとに半開式シャッタ２の最大開口値を判
断する。ここではF5.6であったとして以下の説明を進め
る。
第３図φSSは半開式シャッタ２の動作命令にして、第
１のパルスはシャッタを開けの命令、第２のパルスはシ
ャッタを閉じろの命令である。φSSの第１のパルスで半
開式シャッタ２のメカニカルは動作を開始し、モータ，
マグネット，メカニカル構造等による遅れ時間Td後にシ
ャッタ羽根34,35は動き出す。シャッタ羽根34,35は動き
出すとパルス板31が回転し、ホトインタラプタ33により
第２図（ｂ）に示すパルスφＦを発生し、システムコン
トローラ７に伝達される。シャッタ開口直前を示すφＦ
の２発目のパルスを得るとシステムコントローラ７は固
体撮像素子３のアンチブルーミングゲートに加えるクロ
ックパルスφABの動作を命令する。なお、システムコン
トロール７のこの機能を請求項ではクロック印加手段と
表現している。この時のクロックφABの周波数は従来例
のF5.6の時のφAB周波数f2の1/4の周波数f4であればよ
い。
１のパルスはシャッタを開けの命令、第２のパルスはシ
ャッタを閉じろの命令である。φSSの第１のパルスで半
開式シャッタ２のメカニカルは動作を開始し、モータ，
マグネット，メカニカル構造等による遅れ時間Td後にシ
ャッタ羽根34,35は動き出す。シャッタ羽根34,35は動き
出すとパルス板31が回転し、ホトインタラプタ33により
第２図（ｂ）に示すパルスφＦを発生し、システムコン
トローラ７に伝達される。シャッタ開口直前を示すφＦ
の２発目のパルスを得るとシステムコントローラ７は固
体撮像素子３のアンチブルーミングゲートに加えるクロ
ックパルスφABの動作を命令する。なお、システムコン
トロール７のこの機能を請求項ではクロック印加手段と
表現している。この時のクロックφABの周波数は従来例
のF5.6の時のφAB周波数f2の1/4の周波数f4であればよ
い。
半開式シャッタ２は更に開口を続ける。最大開口より
３段低い開口F16まで達し、φF11発目のパルスを受ける
とシステムコントロール７は、クロックφABの周波数を
ここまでの周波数f4の２倍の周波数f3に切り換える命令
を出す。さらに半開式シャッタ２が最大開口より２段低
い開口F11まで開くと、すなわちφF15発目のパルスを得
るとシステムコントロール７は、クロックφABの周波数
はさらにf3の２倍のf2とする。そして、最大開口F5.6よ
り１段低いF8では従来例のF5.6の時のクロックφAB周波
数の２倍の周波数f1となる。最大開口より１段低い開口
まで半開式シャッタ２が開いた所でシステムコントロー
ル７は半開式シャッタ２に開口の指示であるφSS2発目
のパルスを出す。半開式シャッタ２はその命令から１段
開いた後、急激に開口する。クロックφABの周波数は、
半開式シャッタ２の開口が最大口径により１段以上閉じ
た接点でf2以下の周波数に切り換えられる。そして、半
開式シャッタ２が完全に閉じたしばらく後に、クロック
φABは停止する。なお、システムコントロール７におけ
るこのクロック周波数変更機能を請求項ではクロック周
波数変更手段と表現している。
３段低い開口F16まで達し、φF11発目のパルスを受ける
とシステムコントロール７は、クロックφABの周波数を
ここまでの周波数f4の２倍の周波数f3に切り換える命令
を出す。さらに半開式シャッタ２が最大開口より２段低
い開口F11まで開くと、すなわちφF15発目のパルスを得
るとシステムコントロール７は、クロックφABの周波数
はさらにf3の２倍のf2とする。そして、最大開口F5.6よ
り１段低いF8では従来例のF5.6の時のクロックφAB周波
数の２倍の周波数f1となる。最大開口より１段低い開口
まで半開式シャッタ２が開いた所でシステムコントロー
ル７は半開式シャッタ２に開口の指示であるφSS2発目
のパルスを出す。半開式シャッタ２はその命令から１段
開いた後、急激に開口する。クロックφABの周波数は、
半開式シャッタ２の開口が最大口径により１段以上閉じ
た接点でf2以下の周波数に切り換えられる。そして、半
開式シャッタ２が完全に閉じたしばらく後に、クロック
φABは停止する。なお、システムコントロール７におけ
るこのクロック周波数変更機能を請求項ではクロック周
波数変更手段と表現している。
さてこのように、最大開口からその一段下までの間を
従来のクロック周波数の２倍とし、最大開口の一段下か
ら二段下を従来と同じクロック周波数、以下開口径が小
さくなるに従いさらに低いクロック周波数とすることで
アンチブルーミング能力としては従来例の場合の２倍近
い能力が得られる。なぜならアンチブルーミングゲート
を使った過剰電荷の除去は微少時間の除去量で定議でき
るので微少時間での入射光量の小さい所では除去量は小
さくてもよく微少時間での入射光量が大である所で除去
量を大きくしてやればよいからである。そして、微少時
間の除去量はクロック周波数を変えることで変えられ
る。
従来のクロック周波数の２倍とし、最大開口の一段下か
ら二段下を従来と同じクロック周波数、以下開口径が小
さくなるに従いさらに低いクロック周波数とすることで
アンチブルーミング能力としては従来例の場合の２倍近
い能力が得られる。なぜならアンチブルーミングゲート
を使った過剰電荷の除去は微少時間の除去量で定議でき
るので微少時間での入射光量の小さい所では除去量は小
さくてもよく微少時間での入射光量が大である所で除去
量を大きくしてやればよいからである。そして、微少時
間の除去量はクロック周波数を変えることで変えられ
る。
さらに、アンチブルーミングゲート・クロックをシャ
ッタ開口直前から加えられることと、蓄積中の開口径の
小さいときのアンチブルーミングゲート・クロック周波
数を小さくしたことで、このパルス数に比例するホット
ホール性暗電流も低くなる。このようにしてアンチブル
ーミング能力が高く、かつ暗電流も低い撮像装置が実現
できた。
ッタ開口直前から加えられることと、蓄積中の開口径の
小さいときのアンチブルーミングゲート・クロック周波
数を小さくしたことで、このパルス数に比例するホット
ホール性暗電流も低くなる。このようにしてアンチブル
ーミング能力が高く、かつ暗電流も低い撮像装置が実現
できた。
又、アンチブルーミング能力の従来例と同じで暗電流
を大幅に低減するのであればアンチブルーミングゲート
のクロック周波数は上記説明の周波数を各1/2としてや
ればよい。
を大幅に低減するのであればアンチブルーミングゲート
のクロック周波数は上記説明の周波数を各1/2としてや
ればよい。
上記説明は最大開口径F5.6であるが最大開口径がF8で
あるなら最大開口径からその一段下の開口径までのアン
チブルーミングゲートのクロック周波数をF5.6の場合の
２倍の値とし、他もそれに準じた周波数とすればよい。
あるなら最大開口径からその一段下の開口径までのアン
チブルーミングゲートのクロック周波数をF5.6の場合の
２倍の値とし、他もそれに準じた周波数とすればよい。
なお、本実施例では、絞り兼用の半開式シャッタ２
に、パルス板31,ホトインタラプタ33を備え、絞り羽根
の動き出しに応じた電気信号と絞り羽根の動きにしたが
い変化する絞り開口径に応じた電気信号とを発生する手
段（機構）としているが、絞り羽根の動き出しに応じた
電気信号を発生する手段と、絞り開口径に応じた電気信
号を発生する手段とを別個に設けてもよいことはもちろ
んである。
に、パルス板31,ホトインタラプタ33を備え、絞り羽根
の動き出しに応じた電気信号と絞り羽根の動きにしたが
い変化する絞り開口径に応じた電気信号とを発生する手
段（機構）としているが、絞り羽根の動き出しに応じた
電気信号を発生する手段と、絞り開口径に応じた電気信
号を発生する手段とを別個に設けてもよいことはもちろ
んである。
以上説明したように、本発明によれば、過剰電荷を除
去するための過剰電荷除去手段に印加するクロックを、
絞り兼用半開式シャッタの絞りを形成する羽根の動き出
しを検出して開口直前から印加しているので、クロック
のパルス数が少くてすみホットホール性暗電流を低くで
き、更に、上記羽根の動きにしたがって変化する絞り開
口径に応じて上記クロック周波数を最適値に選定できる
ので、アンチブルーミング能力を高め、かつホットホー
ル性暗電流を低下させることができて、良画像を得るこ
とができる。
去するための過剰電荷除去手段に印加するクロックを、
絞り兼用半開式シャッタの絞りを形成する羽根の動き出
しを検出して開口直前から印加しているので、クロック
のパルス数が少くてすみホットホール性暗電流を低くで
き、更に、上記羽根の動きにしたがって変化する絞り開
口径に応じて上記クロック周波数を最適値に選定できる
ので、アンチブルーミング能力を高め、かつホットホー
ル性暗電流を低下させることができて、良画像を得るこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は、同
実施例で用いる半開式シャッタの動作を示す図、第３図
は同実施例の動作を示すタイミングチャート、第４図は
半開式シャッタの動きを示す図、第５図はアンチブルー
ミングゲートを有する撮像素子を説明する図、第６図は
アンチブルーミングゲート下の深さ方向のポテンシャル
図、第７図は上記実施例で用いる半開式シャッタの機構
図、第８図は従来例の動作を示すタイムチャートであ
る。 ２……絞り兼用の半開式シャッタ ３……アンチブルーミングゲートを有する固体撮像素子 ７……システムコントロール 17……アンチブルーミングゲート 34,35……絞り羽根
実施例で用いる半開式シャッタの動作を示す図、第３図
は同実施例の動作を示すタイミングチャート、第４図は
半開式シャッタの動きを示す図、第５図はアンチブルー
ミングゲートを有する撮像素子を説明する図、第６図は
アンチブルーミングゲート下の深さ方向のポテンシャル
図、第７図は上記実施例で用いる半開式シャッタの機構
図、第８図は従来例の動作を示すタイムチャートであ
る。 ２……絞り兼用の半開式シャッタ ３……アンチブルーミングゲートを有する固体撮像素子 ７……システムコントロール 17……アンチブルーミングゲート 34,35……絞り羽根
フロントページの続き (72)発明者 高山 勉 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭62−185475（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】つぎのa,b,c,dの構成要素を備えているこ
とを特徴とする撮像装置。 a.過剰電荷除去するための過剰電荷除去手段を有する固
体撮像素子。 b.絞りの開口前の、絞りを形成する羽根の動き出しに応
じた電気信号を発生する第１の信号発生手段と、該羽根
の動きにしたがい変化する絞りの開口径に応じた電気信
号を発生する第２の信号発生手段とを有する絞り兼用の
半開式シャッタ。 c.上記第１の信号発生手段の出力に応じて上記過剰電荷
除去手段にクロックの印加を開始するクロック印加手
段。 d.上記第２の信号発生手段の出力に応じて上記過剰電荷
除去手段に印加するクロックの周波数を変更するクロッ
ク周波数変更手段。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63300840A JP2709948B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 撮像装置 |
| US07/441,718 US5168364A (en) | 1988-11-30 | 1989-11-27 | Image sensing apparatus |
| US07/943,764 US5331154A (en) | 1988-11-30 | 1992-09-11 | Rotary encoder for detecting a rotating position of a motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63300840A JP2709948B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02149074A JPH02149074A (ja) | 1990-06-07 |
| JP2709948B2 true JP2709948B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=17889748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63300840A Expired - Fee Related JP2709948B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2709948B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8320191B2 (en) | 2007-08-30 | 2012-11-27 | Infineon Technologies Ag | Memory cell arrangement, method for controlling a memory cell, memory array and electronic device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62185475A (ja) * | 1986-02-12 | 1987-08-13 | Fuji Photo Film Co Ltd | 電子スチルカメラ |
-
1988
- 1988-11-30 JP JP63300840A patent/JP2709948B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02149074A (ja) | 1990-06-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |