JP2927970B2 - Imaging device - Google Patents

Imaging device

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JP2927970B2
JP2927970B2 JP2400610A JP40061090A JP2927970B2 JP 2927970 B2 JP2927970 B2 JP 2927970B2 JP 2400610 A JP2400610 A JP 2400610A JP 40061090 A JP40061090 A JP 40061090A JP 2927970 B2 JP2927970 B2 JP 2927970B2
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章 菅
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、被写体の静止ビデオ画
像を得る撮像装置に関し、特にその露出条件検出に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an imaging apparatus for obtaining a still video image of a subject, and more particularly to detection of an exposure condition.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は電子スチルカメラのブロック図で
ある。図5において、1はレンズユニット、2はレンズ
駆動モータであり、3は絞り、4は絞り駆動回路であ
る。5は被写体の光学画像を電気信号に変換する固体撮
像素子であり、システム制御回路9の指示により、垂直
方向に任意の行を指定して蓄積電荷をリセットしたり読
み出すことができるものである。6は固体撮像素子5の
出力をA/D(アナログ−ディジタル)変換するA/D
変換回路である。7はA/D変換回路6の出力を記憶す
るフィールドメモリである。8は、ぼけ量をあらわすE
S値(後述)を算出するESフィルタである。9はシス
テム全体を制御するシステム制御回路である。10はメ
モリ7の出力にたいしてγ変換,帯域制限等の処理を行
う撮像信号処理回路である。11は撮像信号処理回路1
0の出力をD/A(ディジタル−アナログ)変換するD
/A変換回路である。12はD/A変換回路11の出力
をFM変調するFM変調回路である。13はFM変調回
路12の出力を電流増幅するREC(記録)アンプであ
る。14は磁気ヘッド、15は記録媒体である磁気シー
ト、16は磁気シート15を回転させるモータ、17は
モータ16の回転を安定させるためのモータサーボ回路
である。20はレリーズボタンに応動するレリーズスイ
ッチであり、このスイッチの投入とともに一連の撮影動
作が開始される。21はA/D変換回路6の信号の平均
値を検出する平均値検出回路である。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram of an electronic still camera. In FIG. 5, 1 is a lens unit, 2 is a lens drive motor, 3 is an aperture, and 4 is an aperture drive circuit. Reference numeral 5 denotes a solid-state imaging device for converting an optical image of a subject into an electric signal, which can reset or read out accumulated charges by designating an arbitrary row in the vertical direction according to an instruction from the system control circuit 9. Reference numeral 6 denotes an A / D for performing an A / D (analog-digital) conversion of the output of the solid-state imaging device 5.
It is a conversion circuit. Reference numeral 7 denotes a field memory for storing the output of the A / D conversion circuit 6. 8 represents the blur amount E
This is an ES filter that calculates an S value (described later). 9 is a system control circuit for controlling the entire system. Reference numeral 10 denotes an imaging signal processing circuit that performs processing such as γ conversion and band limitation on the output of the memory 7. 11 is an imaging signal processing circuit 1
D for converting D / A (digital-analog) from the output of 0
/ A conversion circuit. Reference numeral 12 denotes an FM modulation circuit that performs FM modulation on the output of the D / A conversion circuit 11. Reference numeral 13 denotes a REC (recording) amplifier for current-amplifying the output of the FM modulation circuit 12. 14 is a magnetic head, 15 is a magnetic sheet as a recording medium, 16 is a motor for rotating the magnetic sheet 15, and 17 is a motor servo circuit for stabilizing the rotation of the motor 16. Reference numeral 20 denotes a release switch responsive to a release button, and when this switch is turned on, a series of photographing operations is started. Reference numeral 21 denotes an average value detection circuit that detects the average value of the signal of the A / D conversion circuit 6.

【0003】図7は、垂直方向に任意の行を指定して読
み出すことのできる固体撮像素子5の構成例であり、F
GA(フローティング・ゲート・アレイ)と呼ばれる構
造を示している。FGAセンサについての詳細な説明は
文献(IEEE TRANSACTION OF ELECTRON DEVICE VOL.35.N
O.5 MAY 1988 p646-652) に記述されているのでここで
は簡単な説明にとどめる。
FIG. 7 shows an example of the configuration of a solid-state imaging device 5 which can designate and read an arbitrary row in the vertical direction.
1 shows a structure called a GA (floating gate array). For a detailed description of the FGA sensor, refer to the literature (IEEE TRANSACTION OF ELECTRON DEVICE VOL.35.N
O.5 MAY 1988 pp. 646-652), so only a brief explanation is given here.

【0004】図7において、101は受光部である。受
光部101は、JFET(接合型電解効果トランジス
タ)と、そのゲートと水平アドレス線との結合容量CO
によって構成されている。102は、受光部101を構
成するJFETのソースの負荷であり、受光部101の
JFETとともにソースフォロアを構成している。10
3は、水平アドレスラインであり、容量COによつて受
光部101を構成する1ライン分のJFETのゲートと
共通に容量結合されている。104は、垂直走査デコー
ダであり、ライン選択データによって選択されたライン
の水平アドレス線にはリセットパルスφVHを、選択さ
れないラインの水平アドレス線にはオフパルスφVLを
与える。リセットパスルφVHがローの時は受光部10
1のJFETがオンになりゲート電圧がソースに現れ
る。リセットパスルφVHがハイのときは受光部の結合
容量COが所定の電荷量に充電され、受光部101の電
位は所定電位にリセットされる。オフパルスφVLがハ
イの時は、受光部101のJFETがオンになりゲート
電圧がソースに現れる。オフパルスφVLがローの時
は、受光部101のJFETがオフになりゲート電位は
ソースに現れない。
In FIG. 7, reference numeral 101 denotes a light receiving section. The light receiving unit 101 includes a JFET (junction field effect transistor) and a coupling capacitance CO between a gate and a horizontal address line.
It is constituted by. Reference numeral 102 denotes a source load of the JFET constituting the light receiving unit 101, and constitutes a source follower together with the JFET of the light receiving unit 101. 10
Reference numeral 3 denotes a horizontal address line, which is capacitively coupled in common with a gate of one line of JFETs constituting the light receiving unit 101 by a capacitor CO. Reference numeral 104 denotes a vertical scanning decoder, which applies a reset pulse φVH to a horizontal address line of a line selected by the line selection data, and applies an off pulse φVL to a horizontal address line of a non-selected line. When the reset pulse φVH is low, the light receiving unit 10
One JFET turns on and the gate voltage appears at the source. When the reset pulse φVH is high, the coupling capacitance CO of the light receiving unit is charged to a predetermined charge amount, and the potential of the light receiving unit 101 is reset to a predetermined potential. When the off pulse φVL is high, the JFET of the light receiving unit 101 is turned on, and a gate voltage appears at the source. When the off pulse φVL is low, the JFET of the light receiving unit 101 is turned off, and the gate potential does not appear at the source.

【0005】105は垂直信号線であり、同一列の各受
光部のJFETのソースに共通接続されており、垂直走
査デコーダによって選択されたラインの受光部のJFE
Tのゲート電位が現れる。106は垂直信号線105の
本数分のクランプ回路で構成されているクランプ回路で
あり、垂直信号線105のそれぞれの電位をクランプパ
ルスφcがハイの時の基準電位VRに固定する。107
はサンプルホールド回路兼ラインメモリであり、垂直信
号線105の本数分のホールドキャパシタとスイッチに
よって構成されている。φshがハイのときのそれぞれ
の垂直信号線の電位レベルをサンプルしローになる瞬間
の電位をホールドする。垂直信号線より切り放されたホ
ールドキャパシタは水平ラインメモリとなる。108は
水平信号線の電位を出力する出力アンプである。109
は水平信号線である。110はサンプルホールド回路兼
ラインメモリ107の信号を水平信号線と接続するスイ
ッチで、水平シフトレシズタ111によって走査され
る。
[0005] Reference numeral 105 denotes a vertical signal line, which is commonly connected to the source of the JFET of each light receiving unit in the same column, and has a JFE of the light receiving unit of the line selected by the vertical scanning decoder.
The gate potential of T appears. Reference numeral 106 denotes a clamp circuit composed of clamp circuits for the number of the vertical signal lines 105, and fixes the respective potentials of the vertical signal lines 105 to the reference potential VR when the clamp pulse φc is high. 107
Is a sample / hold circuit and line memory, which is composed of hold capacitors and switches for the number of vertical signal lines 105. The potential level of each vertical signal line when φsh is high is sampled and the potential at the moment when it goes low is held. The hold capacitor separated from the vertical signal line becomes a horizontal line memory. An output amplifier 108 outputs the potential of the horizontal signal line. 109
Is a horizontal signal line. Reference numeral 110 denotes a switch for connecting a signal of the sample / hold circuit and line memory 107 to a horizontal signal line, which is scanned by a horizontal shift register 111.

【0006】図8はFGAセンサ5の駆動タイミングチ
ャートである。水平ブランキング期間の開始直後にライ
ンアドレスデータが設定される。次にオフパルスφVL
をローにすることによって、選択されたライン以外のラ
インの受光部のJFETはオフし、選択されたラインの
信号だけが垂直信号線105に現れる。この際現れた信
号はクランプパルスφcによって基準電位VRにクラン
プされた後、サンプルホールドパルスφshによってそ
のレベルがサンプルホールドされる。次にクランプパル
スφcがローになり、次にリセットパルスφVHがハイ
になり選択されたラインの受光部の電荷が全てリセット
され、垂直信号線105の出力が変化する。リセットパ
ルスφHがローになったた後、サンプルホールドパルス
φshによって垂直信号線105に現れた電位をサンプ
ルホールドすることによって、受光部リセット前とリセ
ット後の電位の変化をサンプルホールド回路兼ラインメ
モリ107に記憶する。次にオフパルスφVLが中間電
位になる。次に電荷蓄積時間を制御するためにリセット
すべきラインのアドレスがラインアドレスデータとして
設定され、リセットパルスφVHがハイとなることによ
って指定ラインの受光部の電荷がリセットされる。この
動作が終了するとクランプパルスが再びハイになり垂直
信号線105の電位がクランプされる。次にラインメモ
リ107のシフトレジスタによる走査が開始され、Hブ
ランキング期間が終了する。垂直走査はラインアドレス
データを与えることによってランダムに行うことが可能
である。電荷蓄積時間は、リセットするラインのアドレ
スを読み出しに先だって数H前に与えることによって設
定することができ、フォーカルプレーンの電子シャッタ
動作となる。
FIG. 8 is a driving timing chart of the FGA sensor 5. Line address data is set immediately after the start of the horizontal blanking period. Next, the off pulse φVL
Is set to low, the JFETs of the light receiving units other than the selected line are turned off, and only the signal of the selected line appears on the vertical signal line 105. The signal that appears at this time is clamped to the reference potential VR by the clamp pulse φc, and then its level is sampled and held by the sample and hold pulse φsh. Next, the clamp pulse φc goes low, and then the reset pulse φVH goes high, resetting all the charges in the light receiving section of the selected line, and changing the output of the vertical signal line 105. After the reset pulse φH goes low, the potential appearing on the vertical signal line 105 is sampled and held by the sample / hold pulse φsh, so that the change in potential before and after resetting the light receiving unit can be sampled and held by the line memory 107. To memorize. Next, the off pulse φVL becomes the intermediate potential. Next, the address of the line to be reset to control the charge accumulation time is set as line address data, and the reset pulse φVH goes high to reset the charge of the light receiving portion of the designated line. When this operation is completed, the clamp pulse goes high again, and the potential of the vertical signal line 105 is clamped. Next, scanning by the shift register of the line memory 107 is started, and the H blanking period ends. Vertical scanning can be performed at random by giving line address data. The charge accumulation time can be set by giving the address of the line to be reset several Hs prior to reading, and the electronic shutter operation of the focal plane is performed.

【0007】図9は受光部の出力変化を示す図であり、
時刻t1にリセットパルスφHによって出力はリセット
される。光が照射されていれば時間経過にともなって出
力が上昇する。t2にて再びリセットされる直前の電位
がサンプルホールド回路兼ラインメモリ107にサンプ
ルホールドされる。t3にてリセットされた直後の電位
をサンプルホールドすることによって、サンプルホール
ド回路兼ラインメモリ107に読出し信号値を得る。
FIG. 9 is a diagram showing a change in output of the light receiving section.
At time t1, the output is reset by the reset pulse φH. If light is applied, the output will increase with time. At t2, the potential immediately before being reset again is sampled and held in the sample / hold circuit / line memory 107. By sampling and holding the potential immediately after the reset at t3, a read signal value is obtained in the sample / hold circuit / line memory 107.

【0008】図10は電子スチルカメラの動作シーケン
スを示す図である。時刻T0にレリーズスイッチが投入
されると一連の撮影シーケンスが開始される。時刻T0
からT1の間にある絞り値にて電荷蓄積時間を変えなが
らM回の走査すなわち測光走査を行い、固体撮像素子5
の出力の平均値より最適絞り値Avおよび最適シャッタ
スピードTvを算出する。T1からT2の間に、絞りを
解放に設定し、T2からT3の間に、レンズをN段ステ
ップもしくは連続的に無限遠から至近までのピント位置
までレンズユニット1をレンズ駆動モータ2によって移
動させるとともに、N回の走査すなわちAF(オートフ
ォーカス)走査を行いN回の走査における固体撮像素子
5の出力からぼけ量を算出することによって最もぼけ量
の少ない位置すなわち最適ピント位置を算出する。T3
からT4の間に絞り値Avに設定すると同時にレンズユ
ニット1を最適ピント位置に設定する。T4から1水平
期間に1ラインの電荷をリセットするリセット走査を行
い、次にT5から読出し走査を行うとともに磁気シート
15に処理信号を記録する。図10(c)は測光走査の
部分を拡大して更に詳細に説明する図である。絞りを解
放にして電荷蓄積時間を変えながらK回の走査を行い、
同時に平均値検出回路21にて固定撮像素子5の出力の
走査毎の平均値を検出する。電荷蓄積時間は最初の走査
では最大値(例えば1/30秒)にし、走査毎に前回走
査の1/2の時間に変化させて行く。平均値検出回路2
1の出力である平均値がある値の範囲内に入っていれば
その値からシステム制御回路9にて適正露出量を得るシ
ャッタスピードと絞り値であるTvとAvを計算するこ
とができる。平均値が大きすぎた場合は固体撮像素子5
のエリアの大部分が飽和していたと考えられる。また平
均値が小さずぎた場合はS/Nが悪すぎて適正露出量を
得る際の計算の誤差が大きくなりすぎるため画像の平均
値が適正な範囲に入るまで電荷蓄積時間を変えながら走
査する。最小電荷蓄積時間にしても最適露出量が得られ
なかった場合は、絞りを1段絞って再び電荷蓄積時間を
変えながら複数回の走査を行う。この動作を最適露出量
が得られるまで繰り返す。
FIG. 10 is a diagram showing an operation sequence of the electronic still camera. When the release switch is turned on at time T0, a series of photographing sequences is started. Time T0
The scanning is performed M times, that is, the photometric scanning is performed while changing the charge accumulation time with the aperture value that is between T1 and T1.
The optimal aperture value Av and the optimal shutter speed Tv are calculated from the average value of the outputs of. Between T1 and T2, the aperture is set to open, and between T2 and T3, the lens unit 1 is moved by the lens drive motor 2 to the focus position from N infinity to the infinity to the close range. , N times, that is, AF (auto focus) scanning, and the amount of blur is calculated from the output of the solid-state imaging device 5 in the N times of scanning, thereby calculating the position with the least amount of blur, that is, the optimum focus position. T3
The lens unit 1 is set to the optimum focus position at the same time as the aperture value Av is set between T4 and T4. A reset scan for resetting one line of charge is performed in one horizontal period from T4, and then a read scan is performed from T5 and a processing signal is recorded on the magnetic sheet 15. FIG. 10C is a diagram illustrating the photometric scanning portion in an enlarged manner for further detailed description. Performing K scans while changing the charge storage time by opening the aperture,
At the same time, the average value detection circuit 21 detects the average value of the output of the fixed imaging element 5 for each scan. The charge accumulation time is set to the maximum value (for example, 1/30 second) in the first scan, and is changed to half the time of the previous scan for each scan. Average value detection circuit 2
If the average value, which is the output of 1, is within a certain value range, the system control circuit 9 can calculate the shutter speed for obtaining the proper exposure amount and the aperture values Tv and Av from that value. If the average value is too large, the solid-state imaging device 5
It is considered that most of the area was saturated. If the average value is small, the S / N is too bad and the calculation error in obtaining the proper exposure amount becomes too large. Therefore, scanning is performed while changing the charge accumulation time until the average value of the image falls within an appropriate range. . If the optimum exposure amount cannot be obtained even with the minimum charge accumulation time, a plurality of scans are performed while stopping the aperture by one step and changing the charge accumulation time again. This operation is repeated until the optimum exposure amount is obtained.

【0009】図12は設定可能な絞りの段数の例であ
る。電子スチルカメラでは、一般的に固体撮像素子の露
出のラチチュードが銀塩フィルムよりも小さいために露
出量に高い精度が要求される。そこで丸穴をあけた、精
度は高いが段数の少ない絞りと、固体撮像素子の電荷蓄
積時間可変機能によるいわゆる電子シャッタ機能を組合
わせることが多い。そこで、図12のように絞り値とし
てはF2(解放),F5.6,F16の3種類程度の場
合が多い。図13はシャッタスピードの設定の例を示す
図である。シャッタスピードは1水平走査期間(以下
“H”と記す)きざみで設定でき、秒で示したシャッタ
スピードとH単位で示した電荷蓄積時間の対応は図13
のようになる。固体撮像素子の電荷蓄積時間可変機能を
用いた電子的なシャッタであまり電荷蓄積時間を短くす
ると一般的にスミアと呼ばれる偽信号が多くなるため、
撮影時の電光蓄積時間は最小でも8H程度とする。ただ
し、測光走査時はスミアがあっても問題ないので1Hま
で電荷蓄積時間をちじめることができる。
FIG. 12 shows an example of the number of aperture stages that can be set. In an electronic still camera, since the exposure latitude of a solid-state imaging device is generally smaller than that of a silver halide film, high accuracy is required for the amount of exposure. Therefore, an aperture having a round hole and high precision but a small number of steps is often combined with a so-called electronic shutter function by a charge accumulation time variable function of the solid-state imaging device. Therefore, as shown in FIG. 12, there are many cases where the aperture value is about three types of F2 (release), F5.6, and F16. FIG. 13 is a diagram showing an example of setting the shutter speed. The shutter speed can be set in increments of one horizontal scanning period (hereinafter referred to as "H"), and the correspondence between the shutter speed in seconds and the charge accumulation time in H units is shown in FIG.
become that way. If the charge storage time is too short with an electronic shutter using the charge storage time variable function of the solid-state imaging device, false signals generally called smears increase,
The lightning accumulation time at the time of photographing is at least about 8H. However, at the time of photometric scanning, there is no problem even if smear is present, so that the charge accumulation time can be reduced to 1H.

【0010】図14は測光走査の際のシャッタスピード
と絞りの組合せの例である。カメラの仕様が最長露出時
間1/30秒、最短露出時間1/2000秒、解放F
2、最小絞りF16であるとすると、まずF2で電荷蓄
積時間を512Hから1H迄可変させ、次にF5.6で
電荷蓄積時間を4Hから2Hまで可変すれば全ての露出
量の範囲をチェックできることになる。したがって図1
0(c)で説明した測光走査を図14に示したように順
次設定して走査すれば良い。
FIG. 14 shows an example of a combination of a shutter speed and an aperture during photometric scanning. Camera specifications are the longest exposure time 1/30 seconds, the shortest exposure time 1/2000 seconds, release F
2. Assuming that the minimum aperture is F16, first, the charge accumulation time can be varied from 512H to 1H at F2, and then the entire exposure range can be checked by varying the charge accumulation time from 4H to 2H at F5.6. become. Therefore, FIG.
The photometric scanning described with reference to FIG. 0 (c) may be sequentially set and scanned as shown in FIG.

【0011】図15はぼけ量を検出するための手法の1
つであるES法の説明をする図である。ES法に関して
は米国特許第4804831号明細書に開示されている
ので簡単な説明にとどめる。同図において、(a)は映
像信号(振幅)であり合焦時はエッジが立ち、非合焦時
はエッジが寝る。(b)は映像信号を微分波形の絶対値
Dである。(c),(d)はそれぞれ微分波形Dの遅延
信号DL1,DL2であり、(e)は積分波形Iであ
り、映像信号のエッチ部のコントラストをあらわす。
(f)のごとくDをIで割算することによってエッジの
鋭さを示すES値をあらわす。図6はESフィルタ8の
構成例である。図6において、201は微分回路、20
2は絶対値回路、203は遅延回路、204は積分回
路、205は割算回路である。206はピークホールド
回路である。画像情報の中で最もES値の高かった値を
その被写体のES値と判断する。
FIG. 15 shows one of the methods for detecting the amount of blur.
FIG. 2 is a diagram for explaining one ES method. The ES method is disclosed in U.S. Pat. No. 4,804,831 and will be described only briefly. In the figure, (a) is a video signal (amplitude), and an edge stands when in focus, and the edge falls when out of focus. (B) is the absolute value D of the differential waveform of the video signal. (C) and (d) are the delayed signals DL1 and DL2 of the differential waveform D, respectively, and (e) is the integrated waveform I, which represents the contrast of the etch portion of the video signal.
By dividing D by I as shown in (f), the ES value indicating the sharpness of the edge is represented. FIG. 6 is a configuration example of the ES filter 8. 6, reference numeral 201 denotes a differentiating circuit;
2 is an absolute value circuit, 203 is a delay circuit, 204 is an integration circuit, and 205 is a division circuit. 206 is a peak hold circuit. The value having the highest ES value in the image information is determined as the ES value of the subject.

【0012】図16は合焦位置を求めるためにAF走査
を行う際のレンズ位置とES値の変化を示した図であ
る。この例ではレンズ送りは最小位置から最大位置まで
連続的に送り、その間、1垂直走査(以下“V”と記
す)期間毎に画像情報を固体撮像素子5に蓄積し、その
信号を走査しその画像情報からES値を求めて最もES
値が大きかった位置を合焦位置とする。
FIG. 16 is a diagram showing changes in the lens position and the ES value when performing AF scanning to find the in-focus position. In this example, the lens feed is continuously performed from the minimum position to the maximum position, during which the image information is accumulated in the solid-state imaging device 5 every one vertical scanning (hereinafter referred to as “V”) period, the signal is scanned, and Finding ES value from image information
The position where the value is large is set as the focus position.

【0013】図11は固体撮像素子5の測光走査時の駆
動の従来例を示すタイミング図である。図11のように
Vブランキング期間終了後全画素の読み出し走査を行
い、同時に全画素のリセット走査も行う。これらの走査
アドレスの垂直方向の指定は第8図に示したように、水
平ブランキング期間毎に行うリセット走査のラインアド
レスが指定されてから読み出し、走査アドレスが指定さ
れるまでの時間差(水平走査期間単位で設定できる)が
露光電荷の蓄積時間となる。読み出し開始位置のアドレ
スYがV期間の終了直後、例えば時刻t3に設定される
とすると、リセット走査開始位置のアドレスYをt1に
設定することによって蓄積時間は最大(1V期間)にな
り、t3に設定することによって電荷蓄積時間は最小
(0)になる。
FIG. 11 is a timing chart showing a conventional example of driving of the solid-state imaging device 5 during photometric scanning. As shown in FIG. 11, after the V blanking period ends, read scanning of all pixels is performed, and reset scanning of all pixels is also performed at the same time. As shown in FIG. 8, these scanning addresses are designated in the vertical direction after the line address of the reset scanning performed for each horizontal blanking period is designated and read out, and the time difference between the scanning address designation (horizontal scanning). (Which can be set in a period unit) is the exposure charge accumulation time. Assuming that the address Y of the reading start position is set immediately after the end of the V period, for example, at time t3, the accumulation time becomes the maximum (1V period) by setting the address Y of the reset scanning start position to t1, and the storage period becomes t3. By setting, the charge accumulation time becomes minimum (0).

【0014】しかしながら、前記従来例では最適露出量
を決定するまでに最大12回のエリア走査が必要であり
(図1参照)、測光走査だけで200ms以上の時間
を要してしまい、絞りの切り替え時間を無視してもAF
走査とあわせて400ms以上かかることになりレリー
ズタイムラグが問題になる。
[0014] However, in the conventional example requires a maximum of 12 times the area scanned before determining the optimum exposure amount (see FIG. 1 4), only the photometric scanning it takes more time 200 ms, the throttle AF even if switching time is ignored
It takes 400 ms or more together with scanning, and the release time lag is a problem.

【0015】本発明は、この問題に鑑みてなされたもの
で、測光走査の時間が短く、レリーズタイムラグが小さ
くてすむ撮像装置を提供することを目的とするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and has as its object to provide an imaging apparatus which requires a short photometric scanning time and a small release time lag.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、撮像装置を次の(1)のとおりに構成
する。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, an imaging device is configured as described in the following (1 ) .

【0017】(1)意の走査ラインを指定しリセット
及び読み出しのできる撮像素子と、該撮像素子の走査ラ
インの全部又は1部を複数測光ブロックに区分すると
ともに、それぞれの前記測光ブロック内の走査ラインを
複数に区分し、それぞれの前記測光ブロック内の区分さ
れたそれぞれが異なる電荷蓄積時間になるようにリセッ
ト及び読み出しをする駆動手段と、全測光ブロックから
読み出された異なる電荷蓄積時間の信号を比較すること
によって露出条件を検出する露出検出手段と、を有する
撮像装置。
[0017] (1) classification result and the image pickup element scanning line of arbitrary that can specify reset and read, all or part of the scan line of the image sensor into a plurality of light metering blocks
Both partitions the respective scan lines in said metering block into a plurality of drive means, each of which is divided for each of the measuring light block the reset and read so that a different charge storage time, all the metering block From
Imaging device having, an exposure detection unit which detects the exposure condition by comparing the read different charge accumulation time of the signal.

【0018】[0018]

【作用】前記(1)の構成によれば、1回のエリア走査
で、多数の電荷蓄積時間の情報を得られ、測光走査が短
時間ですむ。
According to the configuration of the action] (1), in one area scan, obtained the information of a number of charge accumulation time, the photometric scanning is short no.

【0019】[0019]

【実施例】以下本発明を実施例で詳しく説明する。The present invention will be described below in detail with reference to examples.

【0020】図1,図2は本発明の第1実施例である
“電子スチルカメラ”の動作を説明する図である。本実
施例は固体撮像素子の駆動の仕方,露出条件の決定の仕
方の点を除いて図5と同様に構成されている。図1は本
実施例における固体撮像素子の測光走査時における測光
領域を示す図である。この例では固体撮像素子5の垂直
方向の走査ラインを480ラインとし、それらを垂直方
向に10ラインずつ48ブロックに均等に分割し、それ
らのうち1ブロックおきに選んだ24ブロックを測光ブ
ロックとして測光情報の検出に使用する。
FIGS. 1 and 2 are views for explaining the operation of an "electronic still camera" according to a first embodiment of the present invention. This embodiment is configured in the same manner as FIG. 5 except for the method of driving the solid-state imaging device and the method of determining the exposure condition. FIG. 1 is a diagram showing a photometric area during photometric scanning of the solid-state imaging device in the present embodiment. In this example, the vertical scanning lines of the solid-state imaging device 5 are 480 lines, which are equally divided into 48 blocks of 10 lines in the vertical direction, and 24 blocks selected every other block are photometric blocks. Used to detect information.

【0021】図2は1測光ブロックに属する10走査ラ
インの電荷蓄積時間を示す図である。このように10走
査ラインを10通りの電荷蓄積時間に設定する。異なっ
た電荷蓄積時間はリセットしてから読み出すまでに要す
る時間をアドレスを与えるタイミングで自由に変えるこ
どができるため可能となった。これらの10走査ライン
は近接しているため画像の相関性が強い。したがって同
一の画像を何回も電荷蓄積時間を変えて露出したのと同
じ測光情報が同時に得られる。図3,図4は本実施例に
おける固体撮像素子5の測光走査タイミングを示す図で
ある。図3は絞りを解放(F2)にして行われる測光走
査である。図中でINT(512H)resetとは電荷蓄積時間51
2Hのグループの24ラインのリセットのアドレスを与
えるタイミングを示している。
FIG. 2 is a diagram showing the charge accumulation time of 10 scan lines belonging to one photometry block. In this way, ten scan lines are set for ten different charge accumulation times. The different charge accumulation time is made possible because the time required from reset to reading can be freely changed at the timing of giving an address. Since these 10 scanning lines are close to each other, the correlation of the image is strong. Therefore, the same photometric information as when the same image is exposed many times by changing the charge accumulation time can be obtained at the same time. 3 and 4 are diagrams showing photometric scanning timings of the solid-state imaging device 5 in the present embodiment. FIG. 3 shows a photometric scan performed with the aperture released (F2). In the figure, INT (512H) reset is the charge accumulation time 51
The timing at which the reset address of 24 lines in the 2H group is given is shown.

【0022】INT(512H)read とは電荷蓄積時間512H
のグループの24ラインの読出しのアドレスを与えるタ
イミングを示している。各電荷蓄積時間のグループに属
する24ラインのデータは平均値検出回路21で同一の
電荷蓄積時間グループ毎に平均値をとり、システム制御
回路9に測光情報として送られる。このようにして、図
3で示すように2V期間の中で10段階にシャッタスピ
ードを変化させた測光情報が得られる。図3の測光情報
で最適露出量が検出できなかった場合は、更に絞りをF
5.6に設定して図4に示す測光走査を行う。図4の測
光走査を行えば図14に示した全ての組合せの測光情報
が得られることになる。絞り解放で最適露出条件で求め
られない場合はかなり明るい場合に限られ、ほとんどの
場合絞り解放の条件のみで測光走査が終了する。
INT (512H) read is a charge accumulation time of 512H
The timing at which a read address of 24 lines of the group is given. The data of 24 lines belonging to each charge storage time group take an average value for each charge storage time group in the average value detection circuit 21 and are sent to the system control circuit 9 as photometric information. In this manner, as shown in FIG. 3, photometric information in which the shutter speed is changed in ten steps in the 2V period is obtained. If the optimal exposure amount could not be detected from the photometric information in FIG.
At 5.6, the photometric scanning shown in FIG. 4 is performed. If the photometric scanning of FIG. 4 is performed, photometric information of all combinations shown in FIG. 14 can be obtained. The case where the aperture is not obtained under the optimum exposure condition when the aperture is released is limited to a considerably bright case. In most cases, the photometric scanning is completed only with the aperture release condition.

【0023】そして、測光走査に引き続いて行われるA
F走査は、測光走査時に最終的に設定された絞りの状態
のまま行われる。AF走査の際は、出来る限り解放に近
い状態に絞りを設定した方が合焦位置を求め易い。それ
は解放に近い方が被写界深度が浅いため、レンズの位置
によるES値の差が大きくなるためである。測光走査終
了時には、電荷蓄積時間をある値にすれば固体撮像素子
5の出力がある範囲に入ることが保証され、その最適な
電荷蓄積時間はすでに解っている。しかも絞りが解放に
近い状態になっているのでAF走査に好適な状態になっ
ている。そこで絞りは変更せず測光走査より求めた最適
電荷蓄積時間でAF走査を行う。このようにして、絞り
を変更しない分だけトータルのレリーズタイムラグを小
さくできる。
Then, A which is performed following the photometric scanning
The F-scan is performed in the state of the aperture finally set during the photometric scanning. At the time of AF scanning, it is easier to obtain the in-focus position by setting the aperture as close as possible to the open state. This is because the difference in the ES value depending on the position of the lens increases because the depth of field is shallower when the lens is closer to the release. At the end of the photometric scanning, if the charge storage time is set to a certain value, it is guaranteed that the output of the solid-state imaging device 5 falls within a certain range, and the optimal charge storage time is already known. In addition, since the aperture is in a state close to the open state, the state is suitable for AF scanning. Therefore, AF scanning is performed with the optimal charge accumulation time obtained by photometric scanning without changing the aperture. In this way, the total release time lag can be reduced by the amount that the aperture is not changed.

【0024】図17はさらに最適露出量を得るための時
間を短縮する手法を示す図である。この手法による例を
本実施例の第2実施例として説明する。本実施例では電
荷蓄積時間の最も短い情報から読み出すため、図17の
時刻t3の時点で絞り解放状態において最も電荷蓄積時
間を短くしたグループの画像の平均情報が得られてい
る。もしその画像がある値以上であればさらに1段絞ら
なければならないことは確実となるため、電荷蓄積時間
2H以上の情報は必要ない。そこで1H蓄積時間のグル
ープの画像の平均値がある値を越えていれば直ちに絞り
を1段絞る動作を開始する。絞りの変更動作終了後直ち
に、111からの蓄積時間2Hのグループの走査と4H
のクループの走査を行う。絞りの変更動作の間読み出さ
れるデータは無視するか、もしくは走査を行わない。こ
のようにして、被写体の輝度が非常に大きいとき、第1
実施例よりも測光走査の時間を短くできる。
FIG. 17 is a diagram showing a technique for further reducing the time for obtaining the optimum exposure amount. An example according to this method will be described as a second embodiment of the present embodiment. In this embodiment, since the information is read from the information having the shortest charge accumulation time, the average information of the image of the group having the shortest charge accumulation time in the aperture open state at the time t3 in FIG. 17 is obtained. If the image is equal to or more than a certain value, it is certain that it is necessary to further reduce the number of steps by one, so that information of the charge accumulation time 2H or more is not necessary. Therefore, if the average value of the images of the group of the 1H accumulation time exceeds a certain value, the operation of immediately stopping down the aperture by one step is started. Immediately after the end of the aperture changing operation, scanning of the group with the accumulation time 2H from 111 and 4H
Scan of the group. Data read during the aperture changing operation is ignored or no scanning is performed. In this way, when the brightness of the subject is very large, the first
The time of photometric scanning can be shorter than in the embodiment.

【0025】なお、以上の各実施例は、図1に示すよう
に、撮像素子の走査エリアの半分を測光領域とするもの
であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、エ
リアの全部を測光領域としてもよく、或はエリアの中央
部を測光領域としてもよい(中央重点測光)。又、合焦
条件の検出には、ES法に限らず、TTL(throu
gh the lens)による適宜の手法が利用で
き、レンズの駆動のかわりに、固体撮像素子を圧電素子
等により前後に駆動してもよい。又、本発明は、ビデオ
信号の記録手段を問わないものであり、記録手段を別途
有し、これにビデオ信号を送出するものであってもよ
い。
In each of the above embodiments, as shown in FIG. 1, half of the scanning area of the image sensor is used as the photometry area. However, the present invention is not limited to this. The entire area may be a photometric area, or the center of the area may be a photometric area (center-weighted photometry). Further, the detection of the focusing condition is not limited to the ES method, and the TTL (thru
gh the lenses), and the solid-state imaging device may be driven back and forth by a piezoelectric element or the like instead of driving the lens. In addition, the present invention is not limited to the recording means of the video signal, and may have a separate recording means and transmit the video signal to the recording means.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
固体撮像素子の一方向(例えば垂直方向)に1回の走査
で複数種の電荷蓄積時間における画像の平均値を得るこ
とができ、測光に要する時間を大幅に短縮することを可
能にし、レリーズタイムラグを大幅に短縮することが可
能になる。
As described above, according to the present invention,
An average value of images in a plurality of types of charge accumulation times can be obtained by one scan in one direction (for example, a vertical direction) of a solid-state imaging device, and the time required for photometry can be significantly reduced, and a release time lag can be achieved. that it is possible to ing to significantly reduce.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1実施例における測光領域を示す
FIG. 1 is a diagram showing a photometry area according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1の各測光ブロックにおける各走査ライン
の電荷蓄積時間を示す図
FIG. 2 is a diagram showing a charge accumulation time of each scanning line in each photometry block of FIG. 1;

【図3】 第1実施例における固体撮像素子の測光走査
のタイミングを示す図
FIG. 3 is a diagram showing the timing of photometric scanning of the solid-state image sensor in the first embodiment.

【図4】 第1実施例における固体撮像素子の測光走査
のタイミングを示す図
FIG. 4 is a diagram showing the timing of photometric scanning of the solid-state imaging device in the first embodiment.

【図5】 電子ステルカメラのブロック図FIG. 5 is a block diagram of an electronic stell camera.

【図6】 ESフィルタ8のブロック図FIG. 6 is a block diagram of an ES filter 8;

【図7】 FGAセンサの駆動回路を示す図FIG. 7 is a diagram showing a drive circuit of an FGA sensor.

【図8】 FGAセンサの駆動タイミングを示す図FIG. 8 is a diagram showing drive timing of an FGA sensor.

【図9】 FGAセンサの受光部の出力変化を示す図FIG. 9 is a diagram showing an output change of a light receiving unit of the FGA sensor.

【図10】 電子スチルカメラの動作シーケンス図FIG. 10 is an operation sequence diagram of the electronic still camera.

【図11】 従来例の測光走査タイミングを示す図FIG. 11 is a diagram showing a photometric scanning timing of a conventional example.

【図12】 電子スチルカメラで設定可能な絞りの段数
の例を示す図
FIG. 12 is a diagram showing an example of the number of stops of the aperture that can be set in the electronic still camera.

【図13】 シャッタスピードの設定例を示す図FIG. 13 is a diagram showing a setting example of a shutter speed.

【図14】 測光走査の際のシャッタスピードと絞りの
組合せを示す図
FIG. 14 is a diagram showing a combination of a shutter speed and an aperture during photometric scanning.

【図15】 ES法の説明図FIG. 15 is an explanatory diagram of the ES method.

【図16】 AF走査の説明図FIG. 16 is an explanatory diagram of AF scanning.

【図17】 第2実施例の測光走査のタイミングを示す
FIG. 17 is a diagram showing the timing of photometric scanning in the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 固体撮像素子 9 システム制御回路 5 Solid-state image sensor 9 System control circuit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 意の走査ラインを指定しリセット及び
読み出しのできる撮像素子と、 該撮像素子の走査ラインの全部又は1部を複数測光ブ
ロックに区分するとともに、それぞれの前記測光ブロッ
ク内の走査ラインを複数に区分し、それぞれの前記測光
ブロック内の区分されたそれぞれが異なる電荷蓄積時間
になるようにリセット及び読み出しをする駆動手段と、
全測光ブロックから読み出された異なる電荷蓄積時間の
信号を比較することによって露出条件を検出する露出検
出手段と を有する ことを特徴とする撮像装置。
An imaging element as claimed in claim 1] which can specify the scan lines of arbitrary reset and read, as well as partitioning the whole or part of the scan line of the image sensor into a plurality of light metering blocks, each of said metering block
The scanning line in the block is divided into a plurality of
Driving means for resetting and reading so that each of the divided sections in the block has a different charge accumulation time,
Different charge accumulation times read from all photometric blocks
Imaging apparatus characterized by having, an exposure detection unit which detects the exposure condition by comparing the signal.
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