JP2947577B2 - 電子スチルカメラ - Google Patents

電子スチルカメラ

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JP2947577B2 JP1325197A JP32519789A JP2947577B2 JP 2947577 B2 JP2947577 B2 JP 2947577B2 JP 1325197 A JP1325197 A JP 1325197A JP 32519789 A JP32519789 A JP 32519789A JP 2947577 B2 JP2947577 B2 JP 2947577B2
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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、固体撮像素子を用いて静止画像の撮像記録
を行う電子スチルカメラに関するものである。
従来の技術 従来の電子スチルカメラはシャッターおよび絞りを用
い、撮像素子の露光量を制御して静止画像の撮像記録を
行っている。以下図面を参照しながら従来の電子スチル
カメラの一例について説明する。第4図は従来の電子ス
チルカメラの構成を示すブロック図、第5図は一般的な
インターライントランスファ型CCD固体撮像素子の模式
図、第6図は各部のタイミングを示すタイミング図であ
る。
第4図において、1はレンズ、30は絞りとシャッター
を兼用したプログラムレンズシャッター、3はレンズ1
を通して受光するCCD固体撮像素子、31はシャッター駆
動回路、6は撮像素子駆動回路、8は信号処理回路、9
は記録回路、10は磁気ヘッド、11はビデオフロッピーデ
ィスク、12はビデオフロッピーディスクを駆動するモー
タ、13はモータ駆動回路、4は各駆動回路を制御するシ
ステムコントロール回路である。
第5図において、101は第1フィールドの各絵素に対
応してマトリクス状に配設された各受光部、102は第2
フィールドの各絵素に対応してマトリクス状に配設され
た各受光部であり、光電変換手段と電荷蓄積を含んでい
る。103は上記各受光部101,102の垂直列に沿って設けら
れた各垂直転送レジスタ部、104は垂直転送レジスタ部
の一端に設けられた水平転送レジスタ部、105,106は上
記各受光部101,102と垂直転送レジスタ部103との間に設
けられた移送ゲートであり、電荷転送手段を構成してい
る。
以下、第6図のタイミングチャートを参照しながら従
来の電子スチルカメラの動作について説明する。撮像素
子3は垂直同期信号(第6図(a))に同期した移送ゲ
ートパルス(第6図(c))により各移送ゲート105,10
6が開かれ、各受光素子101,102の信号電荷が垂直転送レ
ジスタ部103に移される。垂直転送レジスタ部103に移さ
れた信号電荷は水平同期信号に同期した垂直転送クロッ
クによって水平転送レジスタ部104に一水平走査期間1H
毎に一水平ライン分ずつ垂直転送され、上記水平転送レ
ジスタ部104を介して順次に読みだされる(第6図
(d))。
システムコントロール回路4に接続されたレリーズス
イッチ14が押されると、垂直同期信号(第6図(a))
に同期して、システムコントロール回路4よりシャッタ
ー駆動信号(第6図(b))がシャッター駆動回路31に
送られる。通常、シャッター30は全閉状態となってお
り、シャッター駆動信号に(第6図(b))より開き始
める。シャッター30はガバナによって減速され、一定速
度で解放するようになっており、あらかじめ設定された
シャッター閉じ部材(図示せず)によって、急速に閉じ
られる。シャッター動作終了後、最初の垂直同期信号
(第6図(a))に同期して、シャッター30の解放中に
固体撮像素子3に蓄積された信号電荷は、信号処理回路
8で処理された後、記録回路9で増幅されて、記録ゲー
ト信号(第6図(e))によりヘッド10を介して、ビデ
オフロッピーディスク11に記録される。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、第6図(b)に
示すように、シャッター羽根開放動作の途中で急速にシ
ャッター羽根を閉じようとするため、シャッター羽根の
慣性や摩擦の影響により、シャッターの精度の工場が望
めず、また経時変化も大きいため、精度のよい露出制御
を行うことができなかった。
また、シャッターを用いず固体撮像素子の電子シャッ
ター機能を用いることにより精度の良い露出制御を行う
方式が提案されているが、この方式では、電荷転送中に
も固体撮像素子に光が照射されつづけるのでスミアが発
生するという問題がある。また、機械式シャッター機構
と電子シャッターを組み合わせて上記の問題を改善する
ことが実開昭64−15475号公報などにおいて提案されて
いるが、機械式シャッターが必要になるためコストアッ
プになると云う問題があった。
本発明は、上記問題を解決するもので、上記のような
シャッター機構をなくし、固定の絞り孔のみの簡単な機
構系と、固体撮像素子の電子シャッター機能を用いて高
精度の露出制御を行うとともに、電荷転送時には前記絞
り孔の間で孔を遮断する構成として、スミアの発生を防
ぐことのできる電子スチルカメラを提供することを目的
とするものである。
課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の電子スチルカ
メラは、光電変換手段、電荷蓄積手段、電荷転送手段を
持った固体撮像素子と、絞り孔を有し前記固体撮像素子
に光を入射するレンズと、回動可能な絞り羽根に大きさ
の異なる複数の絞り孔を設けそれぞれの絞り孔の隙間
を、前記レンズに固定された絞り孔の大きさよりも大き
く設定し、前記レンズと前記固体撮像素子の間に配設さ
れた絞りと、絞りの絞り羽根を動かして前記複数の絞り
孔の一つを選択する絞り駆動手段と、前記複数の絞り孔
の各間に絞り羽根を停止させて光を遮断する遮光手段
と、垂直同期信号に同期して前記電荷蓄積手段の電荷を
前記電荷転送手段に転送する手段と、垂直同期信号の所
定の露光時間前に前記電荷蓄積手段に蓄積された電荷を
前記電荷転送手段に移し、不用電荷を掃き出す手段と、
次の垂直同期信号に同期して、前記電荷蓄積手段に前記
露光期間中に蓄積された電荷を前記電荷転送手段に移
し、信号の読みだしを行う手段とを備え、前記露光時間
中に蓄積された電荷を前記電荷転送手段に移した後、前
記信号の読みだしが終わるまでの間に、駆動して前記絞
り羽根を前記絞り孔の間の遮光位置まで動かし、光を遮
断するように構成したものである。
作用 上記した構成によって、複数の絞り孔が開けられた絞
り羽根の一つの絞りを選択し、所定の露光時間前に固体
撮像素子の電荷蓄積手段に蓄積した不要電荷を電荷転送
手段に移して、不要電荷の掃き出しを行い、掃き出し終
了後、露光時間中に固体撮像素子の電荷蓄積手段に蓄積
された電荷を電荷転送手段に転送し、この転送の直後に
前記絞り羽根を絞り孔の開いていない位置まで駆動して
光を遮断し、信号の読みだしを行う。これにより、固定
の絞り孔と電子シャッターにより露出が決定され、機械
式シャッターの動作が露光時間に影響を与えないため、
露出制御の精度が向上するとともに、光学機構の構成を
簡単にすることが可能となる。また、電荷を電荷転送手
段に移した直後に前記絞り羽根によって光を遮断するた
め、電荷転送中の不要な光の照射を防ぐことが可能とな
り、スミアの発生も防止することができる。
実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。
第1図は本発明の一実施例の電子スチルカメラの構成
を示すブロック図、第2図は同電子スチルカメラにおけ
る絞り羽根の構成を示す図、第3図は同電子スチルカメ
ラの各部のタイミングを示すタイミング図である。第1
図において、第4図と同一の構成要素に付いては同一の
番号を付しその詳細な説明は省略する。
第1図において、2は複数の丸孔の固定絞り孔を有す
る絞りであり、絞り駆動回路により駆動されて回転す
る。5は固体撮像素子3に電子シャッター動作を行わせ
るための電子シャッターパルス発生回路であり、撮像素
子駆動回路6を制御する。これらの絞り駆動回路5、電
子シャッターパルス発生回路7は撮像素子駆動回路6、
モータ駆動回路13と同様にシステムコントロール回路4
により制御される。
第2図において、ソレノイド15は駆動用爪16を付勢ば
ね17に抗して駆動し、ラチェット18を1歯ずつ送るため
のものである。このラチェット18には、ラチェット18を
中心とする扇形の絞り羽根19が固定され、その周部にそ
れぞれ大きさの異なる丸孔よりなる絞り孔21,22,23が設
けられ、それぞれの間の間隔はレンズ1に固定された絞
り孔20より大きく構成されている。上記ソレノイド15は
絞り駆動回路5により駆動される。
以下、第1図、第2図、第3図を用いてその動作を説
明する。CCD固体撮像素子3は撮影時以外は、垂直同期
信号(第3図(a))に同期した移送ゲートパルス(第
3図(d))により各移送ゲート105,106が開かれ、各
受光部101,102の信号電荷が垂直転送レジスタ部103に移
され、垂直転送レジスタ部に移された信号電荷は、水平
同期信号に同期した垂直転送クロックによって水平転送
レジスタ部104に一水平走査期間1H毎に一水平ライン分
ずつ水平転送され、水平転送レジスタ部104を介して、
順次読みだされている(第3図(e))。
次に、レリーズスイッチ14が押されると、システムコ
ントロール回路4より、絞り駆動指令信号が絞り駆動回
路5に送られ、絞り駆動パルス(第3図(b))が絞り
2の絞り駆動ソレノイド15に送られる。絞り2は第2図
に示すような構成であるので、ソレノイド15に絞り駆動
パルス(第3図(b))が送られるたびに駆動用ツメ16
が付勢バネ17に逆らって駆動され、ラチェット18が1歯
ずつ反時計方向に送られる。ラチェット18が回転すると
それにともなって絞り羽根19も回転し、絞り羽根に開け
られた絞り孔21,22または23がレンズ1に固定された絞
り孔20の位置まで移動して絞りが設定される。たとえ
ば、第3図(b)に示すように3個の絞り駆動パルスが
送られると、ラチェット18の3歯分だけ回転し、絞り孔
22がレンズ1に固定された絞り孔20に対応した位置で止
まる。なお、第2図の状態は絞り羽根19が後述のように
さらにラチェット18の1歯分進み、絞り孔22と次の絞り
孔23の間に止まり、レンズ1に固定された絞り孔20をふ
さぎ、光を遮断した状態を示している。そして、垂直同
期信号(第3図(a))に同期した移送ゲートパルス
(第3図(d))よりあらかじめ設定された所定の露光
時間t1前に、電子シャッター駆動信号(第3図(c))
が電子シャッターパルス発生回路7より撮像素子駆動回
路6に送られる。そして、移送ゲートパルス(第3図
(d))が撮像駆動回路6から撮像素子3に送られ、t1
以前に蓄えられた不要電荷は垂直転送レジスタ部103に
移され、t1時間内に高速に不要電荷の掃き出し処理を行
う(第3図(e))。所定の露光時間t1の間に受光部に
蓄積された電荷は、次の垂直同期信号(第3図(a))
に同期した移送ゲートパルス(第3図(d))によっ
て、垂直転送レジスタ部103に移されると、システムコ
ントロール回路4より絞り閉じ指令信号が絞り駆動回路
5に送られ、絞り駆動パルス(第3図(b))により絞
りチャージソレノイド15が駆動され、ラチェット18が1
歯分回転し、この絞り孔(第2図では22)と次の絞り孔
(第2図では23)の間にレンズ1の絞り孔20が来るよう
に(第2図の状態)絞り羽根19が回転し光が遮光され
る。垂直転送レジスタ部103に移された電荷は、水平同
期信号に同期した通常の垂直転送クロックによって垂直
転送され、信号の読みだしが始まる。読みだされた信号
(第3図(e)の斜線部分)は信号処理回路8、記録回
路9で処理され、記録ゲート信号(第3図(f))によ
り、ヘッド10を介してビデオフロッピーディスク11に記
録される。そして、記録終了後絞りチャージモータ(絞
り駆動回路5に含まれる)により絞り羽根19が時計方向
に逆回転され、絞り羽根19は初期の停止位置に戻され
る。
なお、本実施例では、絞りが閉じる途中で光路を横切
ることになるが、露光時間中に蓄積された電荷は垂直転
送レジスタ部に送られた後であるので何ら問題はない。
また、本実施例では露光時間中に蓄積された電荷を垂直
転送レジスタ部に移した後で絞りの駆動を始めるように
したが、絞りの駆動開始かた実際に絞りが動き出すまで
に遅れがある場合には、その遅れ分だけ垂直転送レジス
タ部に転送する前に絞りの駆動を開始するようにしてや
ればよい。
このように、本実施例によれば、絞り2は丸孔の複数
の固定絞り孔を有する扇形板からなり、シャッター時間
も撮像素子の電子シャッター機能によって決定されるの
で、精度の良い露出制御が可能となるとともに、この扇
形板を構成する絞り羽根を用いて露光後の光の遮光を行
うようにしているため、光学部の構成が非常に簡単にな
る。しかも、絞り羽根の各絞り孔の間に光を遮光する部
分を設けているため、瞬時に絞りを閉じて遮光すること
ができる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、機械式シャッターの動
作によって露出制御を行うのではなく、丸孔の絞りと電
子シャッターによって露出の制御を行うので、シャッタ
ー機構の精度の影響を受けず、精度の良い露出制御が行
えることとなる。また、電荷を電荷転送手段に移した直
後に絞り羽根によって光を遮断できるので、スミアの発
生を、防ぐことが可能となる。しかも、絞り羽根の各絞
り孔の間に光を遮断する部分を設けているため瞬時に絞
りを閉じて光を遮光することができる。そして、光を遮
断するのに絞り羽根を共用しているため別のシャッター
機構が不要であり、光学部の構成が非常に簡単なものと
なるといった優れた効果を得ることができる。
また、回動可能な絞り羽根に大きさの異なる複数の絞
り孔を設け、さらにそれぞれの絞り孔の隙間を、レンズ
に固定された絞り孔の大きさよりも大きく設定したこと
により、絞り孔のいずれかに絞り孔を一致させた後、絞
り羽根19を少し回動させるだけで、瞬時に絞りを閉じて
遮光が可能になり、その他の絞り孔を通過して遮光する
ものに比べてスミアの発生をより低減できるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の電子スチルカメラのブロッ
ク図、第2図は同電子スチルカメラの絞りの構成を示す
図、第3図は同電子スチルカメラのタイミングチャー
ト、第4図は従来の電子スチルカメラのブロック図、第
5図はCCD固体撮像素子の模式図、第6図は従来の電子
スチルカメラのタイミングチャートである。 1……レンズ、2……絞り、3……CCD固体撮像素子、
4……システムコントロール回路、5……絞り駆動回
路、6……撮像素子駆動回路、7……電子シャッターパ
ルス発生回路。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 5/335 H04N 5/235

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光電変換手段、電荷蓄積手段、電荷転送手
    段を持った固体撮像素子(3)と、 絞り孔(20)を有し前記固体撮像素子(3)に光を入射
    するレンズ(1)と、 回動可能な絞り羽根(19)に大きさの異なる複数の絞り
    孔(21〜23)を設けそれぞれの絞り孔(21〜23)の隙間
    を、前記レンズ(1)に固定された絞り孔(20)の大き
    さよりも大きく設定し、前記レンズ(1)と前記固体撮
    像素子(3)の間に配設された絞り(2)と、 絞り(2)の絞り羽根(19)を動かして前記複数の絞り
    孔(21,22,23)の一つを選択する絞り駆動手段(5)
    と、 前記複数の絞り孔の各間に絞り羽根を停止させて光を遮
    断する遮光手段と、 垂直同期信号に同期して前記電荷蓄積手段の電荷を前記
    電荷転送手段に転送する手段と、 垂直同期信号の所定の露光時間前に前記電荷蓄積手段に
    蓄積された電荷を前記電荷転送手段に移し、不用電荷を
    掃き出す手段と、 次の垂直同期信号に同期して、前記電荷蓄積手段に前記
    露光期間中に蓄積された電荷を前記電荷転送手段に移
    し、信号の読みだしを行う手段とを備え、 前記露光時間中に蓄積された電荷を前記電荷転送手段に
    移した後、前記信号の読みだしが終わるまでの間に、駆
    動して前記絞り羽根を前記絞り孔の間の遮光位置まで動
    かし、光を遮断するように構成した電子スチルカメラ。
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