JP2981369B2 - スチル／ムービ・ビデオ・カメラおよびその制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は，被写体を連続的に撮影するこ
とにより得られる映像信号から，スチル再生とムービ再
生を行うスチル／ムービ・ビデオ・カメラおよびその制
御方法に関する。

【０００２】

【背景技術】一般に，ビデオ・カメラでは１／60秒のシ
ャッタ・スピードで撮影が行われる。このため，このム
ービ映像信号から被写体の動きのなかの１駒をスチル再
生しようとする場合，画像の流れた惚けた再生しか行う
ことができない。

【０００３】動きのある被写体についてスチル再生時に
鮮明な画像を得るためには，高速のシャッタ・スピード
で撮影を行わなければならないが，そうするとムービ再
生時に画像の各駒の連続感が失われ，再生された画像に
おける被写体の動きが非常に不自然なものとなり，二つ
の要求は両立しない。

【０００４】スチル再生とムービ再生を可能とするため
のもう一つの問題点は再生画像に生じるフリッカの対策
である。スチル再生のために高速シャッタ速度にして撮
影すると，通常のシャッタ速度での撮影に比べ固体電子
撮像素子から得られる映像信号のレベルは低くなる。し
たがって高速シャッタ速度と通常のシャッタ速度とを混
在して撮影すると再生画像にフリッカが生じる。

【０００５】

【発明の開示】この発明は，被写体の動きによる惚けの
ない鮮明な再生静止画像を得ることができ，かつ連続感
のある自然な動きのムービ再生をフリッカを生じること
なく行なうことができるようにすることを目的とする。

【０００６】この発明のスチル／ムービ・ビデオ・カメ
ラは，多数の光電変換素子を含み，露光時間が制御可能
な固体電子撮像素子，上記光電変換素子を１フィールド
期間内において第１の高速シャッタ速度で一回露光し，
１フィールド期間内に上記光電変換素子に蓄積された信
号電荷から第１の映像信号を出力するように上記固体電
子撮像素子を制御する第１の撮影制御手段，上記光電変
換素子を１フィールド期間内において第２の高速シャッ
タ速度で間欠的に複数回露光し，１フィールド期間内に
上記光電変換素子に蓄積された信号電荷から第２の映像
信号を出力するように上記固体電子撮像素子を制御する
第２の撮影制御手段，連続する複数フィールドの撮影の
うちに１フィールド分定期的に上記第１の撮影制御手段
の制御の下での撮影を行い，そのほかは上記第２の撮影
制御手段の制御の下で撮影を行うように上記第１の撮影
制御手段および上記第２の撮影制御手段を制御する制御
手段，ならびに上記固体電子撮像素子から出力される第
１の映像信号および第２の映像信号を記録媒体に記録す
る記録手段を備えていることを特徴とする。

【０００７】またこの発明は，多数の光電変換素子を含
み，露光時間が制御可能な固体電子撮像素子を用い，連
続する複数フィールドの撮影のうちに定期的に上記光電
変換素子を１フィールド期間内において第１の高速シャ
ッタ速度で一回露光し，そのほかは１フィールド期間内
において第２の高速シャッタ速度で上記光電変換素子を
間欠的に複数回露光し，上記第１の高速シャッタ速度に
よって上記光電変換素子を露光することにより１フィー
ルド期間内に上記光電変換素子に蓄積される信号電荷か
ら第１の映像信号を生成し，上記第２の高速シャッタ速
度によって上記光電変換素子を，上記間欠的に複数回露
光することにより１フィールド期間内に上記光電変換素
子に蓄積される信号電荷から第２の映像信号を生成し，
生成された上記第１の映像信号および上記第２の映像信
号を記録媒体に記録することを特徴とする。

【０００８】高速シャッタ速度とは１／60秒の通常のシ
ャッタ速度よりも高速の１／125 秒，１／250 秒などの
シャッタ速度のことをいう。

【０００９】この発明によると連続する複数フィールド
の撮影のうち１フィールド分定期的に１フィールド期間
内において第１の高速シャッタ速度によって１回露光が
行なわれ，そのほかは１フィールド期間内において第２
の高速シャッタ速度で間欠的に複数回露光が行なわれ
る。第１の高速シャッタ速度での露光により１フィール
ド期間内において光電変換素子に蓄積された信号電荷か
ら第１の映像信号が生成され，第２の高速シャッタ速度
での間欠的な複数回の露光により１フィールド期間内に
おいて光電変換素子に蓄積された信号電荷から第２の映
像信号が生成されて記録媒体に記録される。

【００１０】したがって第１の高速シャッタ・スピード
の撮影により得られた映像信号を用いて静止画を再生
（プリント画を作成するまたは表示装置の画面上に表示
する）することにより鮮明な画像が得られる。また第１
の高速シャッタ・スピードによる撮影は複数回の連続す
るうちの１回のみ行なわれるため，ムービ再生した場合
であっても違和感が生じることなく，自然な感じとな
る。

【００１１】第１の高速シャッタ速度によって１フィー
ルド期間内に１回露光が行なわれるフィールド以外のフ
ィールドは第２の高速シャッタ速度によって１フィール
ド期間内に間欠的に複数回の露光が行なわれる。第１の
高速シャッタ速度と第２の高速シャッタ速度の１フィー
ルド期間内の合計時間とを等しくすることにより第１の
映像信号のレベルと第２の映像信号のレベルとがほぼ等
しくなり，再生画像におけるフリッカの発生を防止でき
る。

【００１２】上記において第１の高速シャッタ・スピー
ドの露光により得られる上記第１の映像信号のレベル
が，上記第２の映像信号のレベルとほぼ等しくなるよう
に上記第１の映像信号および上記第２の映像信号を増幅
することが好ましい。

【００１３】このように増幅することにより第１の高速
シャッタ速度の露光により得られる第１の映像信号のレ
ベルと第２の映像信号のレベルとが常にほぼ等しくな
り，再生画像におけるフリッカの発生を防止することが
できる。この場合であっても信号電荷を混合して第１の
映像信号のレベルを高くしているので第１の映像信号に
対する増幅率は比較的小さく済みノイズ成分も小さくで
きる。

【００１４】上記固体電子撮像素子から出力される上記
第１の映像信号および上記第２の映像信号を増幅し，増
幅された上記第１の映像信号および上記第２の映像信号
によって表わされる映像が露光不足のときに，上記第１
の高速シャッタ速度での露光および上記第２の高速シャ
ッタ速度での露光を中止して通常のシャッタ速度での露
光を行なうようにすることが好ましい。

【００１５】間欠的な露光が中止されるので露光量が増
え露光不足が防止でき，露光アンダーとなることを防止
できる。

【００１６】上記第１の映像信号または上記第２の映像
信号に，照明光に起因するフリッカが含まれていること
を検出する処理を行ない，フリッカ検出に応答して上記
第１の高速シャッタ速度での露光および上記第２の高速
シャッタ速度での露光を中止して所定のシャッタ速度で
の露光を行なうようにすることが好ましい。

【００１７】所定のシャッタ速度は１／60秒の通常のシ
ャッタ速度でもよいが，商用周波数に関するシャッタ速
度，たとえば１／100 秒が好ましい。これにより，再生
画像において照明光に起因するフリッカの発生を防止で
きるようになる。

【００１８】上記間欠的な露光時間の合計時間設定を可
能とし，通常のシャッタ速度よりも短い時間が設定され
たことに応答して，上記第１の高速シャッタ速度での露
光および上記第２の高速シャッタ速度での露光を中止し
て上記設定手段により設定された時間での露光を行なう
ように制御するとよい。

【００１９】間欠的な露光時間の合計時間設定が可能と
なることにより，間欠的な露光時間の合計時間と高速シ
ャッタ速度の露光時間とを等しくできるが，ある一定時
間よりも短い露光時間に設定されると露光不足となるお
それがある。上記のように高速シャッタ速度での露光お
よび間欠的な露光を中止することにより露光不足を防止
できる。

【００２０】

【実施例】図１は，この発明の実施例を示すもので，ス
チル／ムービ・ビデオ・カメラの電気的構成を示すブロ
ック図である。

【００２１】図１に示すスチル／ムービ・ビデオ・カメ
ラは，スチル／ムービ撮影の設定により連続する複数フ
ィールドの撮影のうちに１フィールド分定期的にスチル
再生に適した映像信号を得るために第１の高速シャッタ
速度での露光が１回行なわれ，そのほかは１フィールド
期間内において第２の高速シャッタ速度で間欠的に複数
回露光（多重露光という）が行なわれる。

【００２２】ＣＰＵ30は第１の高速シャッタ速度と第２
の高速シャッタ速度を決定する。

【００２３】スチル再生に適した映像信号を得るための
第１の高速シャッタ速度をマニアル操作でカメラの使用
者が設定する場合には，カメラの使用者が設定したシャ
ッタ速度が第１の高速シャッタ速度として採用される。

【００２４】自動露光制御（ＡＥ）機能を備えたカメラ
においては，被写体輝度に基づいてシャッタ速度が決定
される。絞りを各フィールドごとに変えることはきわめ
て困難であるから，絞りの開口値は固定されよう。この
絞りの開口値は一般にムービ・モードに適した値に設定
されよう。すなわち，１フィールド期間内における第２
の高速シャッタ速度の合計時間と被写体輝度とを考慮し
て絞り開口値が決定される（シャッタ速度優先）。一
方，スチル再生のための第１の高速シャッタ速度は絞り
開口値と被写体輝度とを考慮して決定されよう（絞り優
先）。ＣＰＵ30における処理を簡略化するために，被写
体輝度値をパラメータとして，第１の高速シャッタ速度
および絞り開口値の関係をテーブルにしてあらかじめ設
定しておいてもよい。

【００２５】ＣＰＵ30は，このように決定した第１の高
速シャッタ速度と第２の高速シャッタ速度を表わす指令
信号をタイミング発生回路31に与える。タイミング発生
回路31はズーム・レンズ２を制御するためのパルス信
号，アイリス３の開閉を制御するためのパルス信号，Ｃ
ＣＤ５を駆動するためのパルス信号，ＣＤＳ（相関二重
サンプリング回路）６におけるサンプリング・パルスＳ
Ｐ，自動利得調整回路（以下ＡＧＣという）７のゲイン
を切替えるための制御信号，クランプのためのクランプ
・パルスＳＰおよびブランキングのためのブランキング
・パルスＢＬＫを発生する。

【００２６】ズーム・レンズ２を制御するためのパルス
信号はドライバ24に与えられ，ドライバ24に与えられる
パルス信号に応じてズーム・モータ22が駆動される。ズ
ーム・モータ22によってズーム・レンズ２のズーム位置
が決定される。

【００２７】アイリス３の開閉を制御するためのパルス
信号もドライバ24に与えられ，ドライバ24に与えられる
パルス信号に応じてアイリス・モータ23が駆動される。
アイリス・モータ23によってアイリス３の開閉位置が決
定される。

【００２８】スチル／ムービ・ビデオ・カメラには撮像
素子としてのＣＣＤ５が含まれている。この実施例では
フレーム・インターライン転送方式のＣＣＤ（ＦＩＴ−
ＣＣＤ）が用いられている。

【００２９】ＣＣＤ５を駆動するためのパルス信号には
ＣＣＤ５に蓄積された不要電荷を基板から掃出すための
基板リセット信号ＳＵＢＲＳＴ，ＣＣＤ５のフォトダイ
オードに蓄積された信号電荷をＣＣＤ５のイメージ部の
垂直転送路にシフトするためのフィールド・シフト・パ
ルスＦＳ，ＣＣＤ５の垂直転送路の信号電荷をストレー
ジ部に転送するための第１の垂直転送パルスφＶ₁₁〜φ
Ｖ₁₄，ストレージ部に与えられる第２の垂直転送パルス
φＶ₂₁〜φＶ₂₄，水平転送路を駆動するための水平転送
パルスφＨ₁ およびφＨ₂ 等が含まれる。

【００３０】基板リセット信号ＳＵＢＲＳＴはＳＵＢド
ライバ51を介してＣＣＤ５に与えられ，第１の垂直転送
パルスφＶ₁₁〜φＶ₁₄，フィールド・シフト・パルスＦ
Ｓは第１のＶ₁ ドライバ52を介してＣＣＤ５に与えら
れ，第２の垂直転送パルスφＶ₂₁〜φＶ₂₄は第２のＶ₂
ドライバ53を介してＣＣＤ５に与えられ，水平転送パル
スφＨ₁ およびφＨ₂ はＨドライバ54を介してＣＣＤ５
に与えられる。

【００３１】サンプリング・パルスＳＰはＣＤＳ６に与
えられ，相関二重サンプリングが行なわれる。ＡＧＣは
入力する映像信号を，与えられるゲイン制御信号に応じ
たゲインで増幅して出力するものである。

【００３２】クランプ・パルスＣＬおよびブランキング
・パルスＢＬＫはアナログ信号処理回路10に与えられ
る。

【００３３】撮像光学系には，ズーム・レンズ２，アイ
リス３，ＯＬＰＦ（オプチカル・ロウ・パス・フィル
タ）４およびＣＣＤ５が含まれている。

【００３４】この実施例では予備測光のために測光セン
サ28が，予備測距のために測距センサ29がそれぞれ設け
られており，これらのセンサ28および29による測光デー
タおよび測距データはＣＰＵ30に与えられる。ＣＰＵ30
は測光センサ28から得られる測光データに基づいて，絞
り値およびシャッタ速度の少なくとも一方を制御するこ
とにより，ＣＣＤ５への露光量がほぼ妥当な範囲内に入
るようにする。ＣＰＵ30はまた，測距センサ29からの測
距データに基づいてドライバ24を介してズームレンズ２
のズーム量を決定する。

【００３５】このような予備測光に基づく概略的な露光
量調整および予備測距に基づく概略的な合焦制御ののち
に，予備撮影が行われる。この予備撮影によってＣＣＤ
５から得られる映像信号を利用して測光値の算出と精密
な露光制御，および精度の高い合焦制御が行われること
になる。これらの高精度の露光制御および合焦制御につ
いては後に詳述する。

【００３６】スチル／ムービ・ビデオ・カメラにはカメ
ラの各種制御を設定するためのスイッチ群35が含まれて
いる。

【００３７】スイッチ群35には，スチル／ムービ・ビデ
オ・カメラの電源をオンにするための電源スイッチ36，
スチル／ムービ撮影の設定を行なうスチル／ムービ撮影
設定スイッチ37，第１のＡＧＣ７における増幅率を設定
するためのゲイン設定スイッチ38および第２の高速シャ
ッタ速度の１フィールド期間内における合計時間をマニ
アル設定するためのシャッタ速度設定スイッチ39が含ま
れている。

【００３８】スチル／ムービ撮影設定スイッチ37の設定
により，スチル／ムービ撮影動作となる。

【００３９】ゲイン設定スイッチ38の設定により第１の
ＡＧＣ７におけるゲインが設定される。またシャッタ速
度設定スイッチ39の設定により第２の高速シャッタ速度
の１フィールド期間内における合計時間が１／125 秒ま
たは１／250 秒に設定される。

【００４０】スイッチ群35における各種スイッチの設定
を表わす信号はディスプレイＣＰＵ33を介してＣＰＵ30
に与えられ，設定に応じた各種制御動作が行なわれる。

【００４１】スチル／ムービ・ビデオ・カメラにはディ
スプレイＣＰＵ33によって制御される液晶表示装置34が
含まれている。スイッチ群35に含まれる各種スイッチ36
〜39における設定状況が液晶表示装置34に表示される。

【００４２】スチル／ムービ撮影設定スイッチ37により
スチル／ムービ撮影が設定されているときには20フィー
ルドに１回第１の高速シャッタ速度での露光が１フィー
ルド期間内に１回行なわれ，そのほかは第２の高速シャ
ッタ速度で１フィールド期間内において間欠的に複数回
露光が行なわれる。

【００４３】高速シャッタ速度での撮影では通常のシャ
ッタ速度での撮影に比べ，露光量が少なくなり再生画像
にフリッカが生じるおそれがあるが，図１に示すスチル
／ムービ・ビデオ・カメラでは第１の高速シャッタ速度
以外においては１フィールド期間内において第２の高速
シャッタ速度によって間欠的に複数回露光が行なわれる
ので，第１の高速シャッタ速度によって撮影されたとき
と，それ以外で撮影されたときと露光量が等しくなりフ
リッカの発生が防止できる。

【００４４】ＣＣＤ５から出力される映像信号はＣＤＳ
６を介してＡＧＣ７に与えられる。ＡＧＣ７において，
タイミング発生回路31からＡＧＣ７に与えられるゲイン
制御信号に応じて入力映像信号が増幅される。増幅され
た映像信号はアナログ信号処理回路10に与えられる。

【００４５】アナログ信号処理回路10にはゲイン・コン
トロール回路，ガンマ補正回路，クランプおよびリサン
プリング回路，ブランキング回路などが含まれており，
タイミング発生回路31から与えられる制御信号に応じて
色バランス調整，ガンマ補正クランプおよびリサンプリ
ングが行なわれブランキング信号が加えられる。

【００４６】アナログ信号処理回路10において，映像信
号がビデオ・テープ（図示略）に記録可能な形態に処理
され磁気ヘッド11に与えられ，ビデオ・テープに記録さ
れる。

【００４７】本撮影に先だち上述したように精密な測光
処理（露光制御）および合焦制御が行われる。測光処理
は予備撮影によってＣＣＤ５から得られる映像信号の低
周波成分を利用して行なわれ，合焦制御は上記映像信号
の高周波成分を利用して行われる。

【００４８】測光処理のために，ＣＣＤ５の撮影領域内
に設けられた測光領域（後述する）内の画像を表わす映
像信号の低周波成分を取出すために，Ｙ_L 合成回路17，
ゲート回路18，積分回路19および増幅回路20が設けられ
ている。増幅回路20の出力信号はＡ／Ｄ変換器42を介し
てＣＰＵ30に与えられる。

【００４９】一方，合焦制御のために，ＣＣＤ５の撮影
領域内に設けられた測距領域（後述する）内の画像を表
わす映像信号の高周波成分を取出すために，ゲート回路
12，バンド・パス・フィルタ（以下，ＢＰＦという）1
3，検波回路14，積分回路15および増幅回路16が設けら
れている。増幅回路16の出力信号はＡ／Ｄ変換器41を介
してＣＰＵ30に与えられる。

【００５０】測光処理，それに基づく露光制御（絞りや
シャッタの制御），および合焦制御（ズーム・レンズ２
の位置決め）の後に本撮影が行なわれる。本撮影により
ＣＣＤ５から得られる映像信号が上述した回路６，７，
10を経て磁気ヘッド11に与えられ，ビデオ・テープに記
録されることになる。

【００５１】本撮影に先だつ測光処理（およびそれに基
づく露光制御）ならびに合焦制御のうち，まず測光処理
について説明する。

【００５２】測光処理は上述のようにＹ_L 合成回路17，
ゲート回路18，積分回路19および増幅回路20を用いて行
われる。Ｙ_L 合成回路17にはＡＧＣ７の出力信号が与え
られている。

【００５３】ＣＰＵ30はゲート回路18を制御するウイン
ドウ信号ＷＩＮＤ１および積分回路19をリセットするリ
セット信号ＨＬＲＳＴ１を出力する。これらの信号ＷＩ
ＮＤおよびＨＬＲＳＴのタイミングについては後述す
る。

【００５４】ＡＧＣ７から出力される信号はＹ_L 合成回
路17で加算され，相対的に低周波の輝度信号Ｙ_L （以下
単に輝度信号Ｙ_L という）が生成される。この輝度信号
Ｙ_Lは，所要の水平走査期間においてウインドウ信号Ｗ
ＩＮＤ１が与えられている期間ゲート回路18を通過す
る。積分回路19はリセット信号ＨＬＲＳＴ１が与えられ
たときにリセットされ，その後ゲート回路18から入力す
る輝度信号Ｙ_L を積分する。積分回路19の積分信号は増
幅回路20で増幅されたのち，積分回路19がリセットされ
る直前にＡ／Ｄ変換器42に入力しこのＡ／Ｄ変換器42に
よって測光用ディジタル積分データに変換され，ＣＰＵ
30に取込まれる。

【００５５】この実施例の測光処理においては，視野内
の平均的な明るさを測定するアベレージ測光（以下，Ａ
Ｖ測光という）と，視野内の主要被写体の明るさを測定
するスポット測光（以下，ＳＰ測光という）とが可能で
ある。ＳＰ測光は，視野内の主要被写体と背景の明るさ
が異なり，それに応じた適切な露光条件を設定する必要
のある場合に有用である。

【００５６】また，この実施例では積分回路19による積
分とＡ／Ｄ変換器42によるＡ／Ｄ変換動作および加算処
理とが，水平走査期間ごとに交互に行われる。

【００５７】図２はＣＣＤ５の撮影領域50内に設定され
たＡＶ測光領域およびＳＰ測光領域を示すものである。

【００５８】ＡＶ測光領域は基本的に撮影領域50のほぼ
全域にわたって設定される。この実施例ではＡＶ測光領
域は，横方向が水平同期信号ＨＤの立下り（水平走査期
間の開始の時点）から16μｓの経過後，40μｓの期間に
設定され，縦方向が第35番目の水平走査ラインから第24
6 番目の水平走査ラインまでの間に設定される。

【００５９】ＳＰ測光領域は，撮影領域50内の任意位置
に小さな領域として設定される。この実施例ではＳＰ測
光領域は撮影領域50の中央部に設定され，横方向が水平
同期信号ＨＤの立下りから28.5μｓの経過後の15μｓの
期間に，縦方向が第87番目の水平走査ラインから第194
番目の水平走査ラインまでの間に設定されている。

【００６０】ＣＰＵ30に付随するメモリには測光用エリ
アと測距用エリアとが設けられている。測光用エリアに
はＡＶ測光領域データ・エリアとＳＰ測光領域データ・
エリアとがある。

【００６１】ＡＶ測光が行なわれるときにはＡＶ測光領
域における１水平走査ライン置きの積分が行なわれる。
Ａ／Ｄ変換，積分回路のリセット積分，データの加算処
理のために上記の積分は１水平走査ライン置きに行なわ
れる。

【００６２】図３に示されるように，ＡＶ測光において
は第34番目の水平走査ラインから第246 番目の水平走査
ラインまでの間において，ゲート回路18に，水平同期信
号ＨＤの立下りから16μｓ後にパルス幅40μｓのウイン
ドウ信号ＷＩＮＤ１が与えられる。そして，積分回路19
による輝度信号Ｙ_L の積分と，この積分動作が行なわれ
た水平走査期間の次の水平走査期間における積分信号の
Ａ／Ｄ変換，積分回路19のリセットおよびメモリのＡＶ
測光領域データ・エリアへの積分データの加算とが，水
平走査期間毎に交互に繰返して行なわれる。

【００６３】ＳＰ測光が行なわれるときには，第87番目
の水平走査ラインから第194 番目の水平走査ラインまで
の間において，ゲート回路18に，水平同期信号ＨＤの立
下りから28.5μｓ後に立上るパルス幅15μｓのウインド
ウ信号ＷＩＮＤ１が与えられる。

【００６４】ＳＰ測光においてもパルス幅15μｓのウイ
ンドウ信号ＷＩＮＤ１が積分回路19に与えられ輝度信号
Ｙ_L の積分が行なわれたときには，積分動作が行なわれ
た水平走査期間の次の水平走査期間において積分信号の
Ａ／Ｄ変換，積分回路19のリセット，メモリのＳＰ測光
領域データ・エリアへの積分データの加算が行なわれ
る。

【００６５】ＡＶ測光が行なわれるときＣＰＵ30は，パ
ルス幅40μｓのウインドウ信号ＷＩＮＤ１に基づいて得
られる１水平走査ラインについての積分データを後述す
る手順によって１フィールド期間にわたってＡＶ測光領
域データ・エリアにおいて加算して，ＡＶ測光値を算定
する。

【００６６】ＳＰ測光が行なわれるとき，ＣＰＵ30は，
パルス幅15μｓのウインドウ信号ＷＩＮＤ１に基づいて
得られる１水平走査ラインについての積分データを後述
する手順によって１フィールド期間にわたってＳＰ測光
領域データ・エリアにおいて加算して，ＳＰ測光値を算
定する。

【００６７】次に合焦制御について説明する。

【００６８】再び図１を参照して，ＡＧＣ７の出力信号
はゲート回路12に入力する。ゲート回路12はＣＰＵ30か
ら与えられるウインドウ信号ＷＩＮＤ２によって制御さ
れる。ＡＧＣ７の出力信号は所要の水平走査期間におい
てウインドウ信号ＷＩＮＤ２が与えられている期間，ゲ
ート回路12を通過してＢＰＦ13に入力する。

【００６９】ＢＰＦ13は，その入力信号から合焦制御に
必要な高周波成分を取出すものであり，ＢＰＦ13の出力
信号は検波回路14に入力する。このＢＰＦ13から出力さ
れる高周波信号成分は検波回路14によって検波され，積
分回路15において積分され，さらに増幅回路16によって
増幅された後，Ａ／Ｄ変換器41に入力し，そのＡ／Ｄ変
換器41で合焦制御用ディジタル・データに変換されて，
ＣＰＵ30に取込まれる。

【００７０】Ａ／Ｄ変換器41から与えられたディジタル
・データは，撮影領域内に設定された後述する合焦検出
領域の水平走査期間にわたる積分により得られる積分デ
ータであり，ＣＰＵ30はこの積分データを合焦検出領域
の垂直走査期間にわたって加算して，合焦検出用データ
を算定し，このデータに基づいて合焦制御を行う。詳細
については後述する。

【００７１】一般に焦点が合っていず画像がぼけている
場合には撮影によりＣＣＤ５から得られる映像信号に含
まれる高周波成分は少ない。焦点が合ってくると映像信
号の高周波成分が多くなり，正しく合焦した位置で映像
信号に含まれる高周波成分は最大となる。この実施例で
はこのような事実に基づいて合焦制御を行っており，Ｂ
ＰＦ13には映像信号の高周波成分を取出すために約1.5
〜2.5 ＭＨｚの通過帯域が設定されている。

【００７２】図４は，ＣＣＤ５の撮影領域50内に設定さ
れた合焦検出領域を示すものである。この合焦検出領域
は，主要被写体が存在する確率の高い撮影領域50の中央
部に設定される。この実施例では，水平方向については
図２に示されるＳＰ測光領域よりも小さな領域として設
定されている。もちろん，合焦検出領域を撮影領域50内
の任意の場所に任意の広さに設定可能であるのはいうま
でもない。

【００７３】図５に示されるように，第87番目の水平同
期信号ＨＤの立下りから31μｓ経過した後に10μｓパル
ス幅のウインドウ信号ＷＩＮＤ２がゲート回路12に与え
られ，前述したように，このウインドウ信号ＷＩＮＤ２
が与えられている間，ゲート回路12はＡＧＣ７の出力信
号を通過させる。ＢＰＦ13で取出された高周波成分信号
は検波回路14を経て積分回路15に与えられ，積分され
る。積分回路15の積分出力信号は増幅回路16を経て，次
の水平走査期間においてＡ／Ｄ変換器41によりディジタ
ル・データに変換されてＣＰＵ30に与えられる。積分回
路15はＡ／Ｄ変換処理ののちリセット信号ＨＬＲＳＴ２
によりリセットされる。ＣＰＵ30は，このディジタル・
データをメモリの測距用エリアの先のデータ（第１番目
の場合にはクリアされているので零である）に加算して
記憶する。測距用エリアは第86番目の水平同期信号ＨＤ
に同期してまたはフィールドの開始にあたってクリアさ
れている。

【００７４】以上のようにして，合焦検出領域内におけ
る１本の水平走査ラインにそうＢＰＦ13による高周波成
分信号の検出，この高周波成分信号の検波および積分
と，積分信号のＡ／Ｄ変換および水平走査期間における
積分データの加算とが水平走査期間毎に交互に繰返して
行われる。そして，この繰返しは，第194 番目の水平走
査期間まで，すなわち合焦検出領域内の全域にわたって
行われる。

【００７５】したがって，合焦検出領域内における走査
が終了した時点においてはメモリの合焦検出用エリアに
は，ＢＰＦ13を通過した高周波信号の合焦検出領域全域
にわたる積分値を表わす合焦検出用加算データがストア
されていることになる。

【００７６】上述したように測距センサ29を用いた予備
測距において被写体までのおおよその距離が測定されて
いる。この予備測距データに基づいてズーム・レンズ２
は合焦位置と考えられる少し手前の位置（初期位置とい
う）まで繰出される。

【００７７】ＣＣＤ５から出力される映像信号の高周波
成分の合焦検出領域にわたる積分動作は，ズーム・レン
ズ２を10μｍずつ前方に繰出しながら，少なくとも６回
（すなわち６フレーム期間にわたって各フレーム期間の
Ｂフィールド期間において）行われる。上記の初期位置
（ズーム・レンズ２の繰出し量＝０μｍ）においてまず
第１の合焦検出用加算データが得られる。次のフレーム
期間において，初期位置からズーム・レンズ２を10μｍ
繰出した位置（ズーム・レンズ繰出し量＝10μｍ）にお
いて第２の合焦検出用加算データが得られる。同様にし
てズーム・レンズ２を10μｍずつ繰出しながら第３〜第
６の合焦検出用加算データが得られる。このようにして
得られた６位置の加算データは図６に示すようにメモリ
の所定エリアに記憶される。

【００７８】図７は図６に示す６位置における合焦検出
用加算データをグラフに表わしたものである。ズーム・
レンズ２の初期位置は真の合焦位置の少し手前である。
この位置からズーム・レンズ２が10μｍずつ繰出され，
合焦検出用加算データが得られる。映像信号に含まれる
高周波信号の積分値は真の合焦位置で最大となる。ズー
ム・レンズ２の単位繰出し量は10μｍで非常に微小距離
であるから，合焦検出用加算データが最大値を示す位置
を真の合焦位置とみなしても誤差はきわめて小さい。し
たがって，合焦検出用加算データが最大値を示す位置に
ズーム・レンズ２が位置決めされることにより高精度の
合焦が達成できる。

【００７９】再び図１を参照して，スチル／ムービ・ビ
デオ・カメラにはフリッカ検出回路21が含まれている。
フリッカ検出回路21にはＡＧＣ７の出力信号が与えられ
ている。フリッカ検出回路21において，映像信号に蛍光
灯などに起因するフリッカが含まれていることが検出さ
れ，検出信号はＡ／Ｄ変換器43によってディジタル・デ
ータに変換されＣＰＵ30に取込まれる。

【００８０】被写体が，蛍光灯光などフリッカを生じる
照明下にあるとフリッカに応じて被写体輝度が変動する
ため一画面ごとの明るさが異なる。すなわち連続する２
つの駒の画像を表わす２フィールド（または２フレー
ム）の映像信号の平均的レベルは異なる。

【００８１】したがって連続する２つの駒の画像を表わ
す映像信号のレベルを比較することにより再生画像がフ
リッカをもつ照明光の影響を受けているかどうかをフリ
ッカ検出回路21において判定することができる。

【００８２】またスチル／ムービ・ビデオ・カメラには
バッテリィ32が含まれており，上述した各部に電源が供
給される。

【００８３】図１に示すスチル／ムービ・ビデオ・カメ
ラはＡＧＣ７によって映像信号の増幅が行なわれ，適正
な明るさの画像が得られるように制御される。しかし，
ＡＧＣ７にもゲインの上限がある。したがって図１に示
すスチル／ムービ・ビデオ・カメラにおいて，スチル／
ムービ撮影が行なわれているときにＡＧＣ７における増
幅の上限となった場合には，露光不足を防止するためス
チル／ムービ撮影が中止されて１／60秒のシャッタ速度
によって通常のムービ撮影が行なわれる。

【００８４】またフリッカ検出回路21においてフリッカ
が検出された場合には，複数フィールドの撮影に１回高
速シャッタ速度によって撮影し，そのほかは多重露光に
よって撮影して露光量を一定にしても照明灯などによる
フリッカの影響は免れない。このためフリッカ検出回路
21においてフリッカが検出されたときには商用周波数に
関連するシャッタ速度，たとえば１／100 秒のシャッタ
速度によってムービ撮影が行なわれフリッカの影響が排
除される。

【００８５】さらに速度設定スイッチ39により設定され
る露光時間が，たとえば１／250 秒以上に設定されたと
きもスチル／ムービ撮影は中止され通常のムービ撮影動
作が行なわれる。これにより，露光不足が生じることも
ない。

【００８６】図８(A) はＦＩＴ−ＣＣＤの模式図であ
り，図８(B) は遮光されている様子を示している。

【００８７】ＦＩＴ−ＣＣＤ５はイメージ部57とストレ
ージ部58と水平転送路59とを含んでいる。

【００８８】イメージ部57は縦，横に配列された多数の
フォトダイオード（光電変換素子）55ａ，55ｂと垂直転
送路56とを含んでいる。奇数列のフォトダイオード55ａ
がＡフィールドを構成し，偶数列のフォトダイオード55
ｂがＢフィールドを構成する。垂直転送路56は各行のフ
ォトダイオード55ａおよび55ｂの隣りに配置されてい
る。垂直転送路56およびストレージ部58はアルミニウム
膜等により遮光されている（図８(B) に示すように遮光
部分の周囲にハッチングが施されている）。

【００８９】図９は上記のＦＩＴ−ＣＣＤ５を用いたス
チル／ムービ撮影の動作を示している。図10は垂直転送
路56で行なわれる画素混合の様子を表わしている。

【００９０】図９を参照して，スチル／ムービ撮影が行
なわれるときは複数フィールドの撮影に１回１フィール
ド期間内において第１の高速シャッタ速度，たとえば１
／125 秒での露光が行なわれそのほかのフィールドは１
フィールド期間内において第２の高速シャッタ速度で間
欠的に複数回露光が行なわれる。露光時間の制御はＣＣ
Ｄ５に与えられるフィールド・シフト・パルスＦＳと基
板リセット信号ＳＵＢＲＳＴとによって行なわれる。Ｃ
ＣＤ５に基板リセット信号ＳＵＢＲＳＴが与えられるこ
とにより露光が開始され，ＣＣＤ５にフィールド・シフ
ト・パルスＦＳが与えられることにより露光が終了す
る。

【００９１】多重露光が行なわれるときには１Ｖ（１Ｖ
は１垂直走査期間）内において複数のフィールド・シフ
ト・パルスＦＳが与えられ，かつそれらフィールド・シ
フト・パルスＦＳが与えられる間の時点において基板リ
セット信号ＳＵＢＲＳＴがＣＣＤ５に与えられる。

【００９２】第１の高速シャッタ速度で１フィールド期
間内に１回露光が行なわれるときには第１の高速シャッ
タ速度の時間に応じて基板リセット信号ＳＵＢＲＳＴが
与えられ，１Ｖの期間のほぼ終りの時点でフィールド・
シフト・パルスＦＳが与えられる。第１の高速シャッタ
速度が１／125 秒のときは１Ｖ期間のほぼ中間の時点で
基板リセット信号ＳＵＢＲＳＴが与えられる。

【００９３】多重露光が行なわれる場合，まず基板リセ
ット信号ＳＵＢＲＳＴがＣＣＤ５に与えられＣＣＤ５に
蓄積されている不要電荷が掃出されることにより，露光
が開始される。その後にフィールド・シフト・パルスＦ
Ｓが与えられるまでの間にフォトダイオード55ａおよび
55ｂに蓄積されている信号電荷がイメージ部57の垂直転
送路56にシフトされ露光が一旦終了（この期間が第２の
高速シャッタ速度となる）する。その後再び基板リセッ
ト信号ＳＵＢＲＳＴが与えられ不要電荷が掃出され，フ
ィールド・シフト・パルスＦＳが与えられるまでの間露
光が行なわれ，フォトダイオード55ａおよび55ｂに蓄積
された信号電荷が垂直転送路56にシフトされる。

【００９４】１フィールド期間内においてこのような間
欠的な露光が繰返されて，フォトダイオード55ａおよび
55ｂに蓄積された信号電荷が垂直転送路56にシフトさ
れ，垂直転送路56に生じる電位井戸に順次蓄積される。
この様子が図10の最上段に示されている。

【００９５】垂直転送路56にシフトされた信号電荷は，
上下方向に隣接するフォトダイオード55ａおよび55ｂに
蓄積された信号電荷同士が混合（画素混合）される。１
Ｖ期間の終了時において垂直転送路56に第１の垂直転送
パルスφＶ₁₁〜φＶ₁₄が，ストレージ部に第２の垂直転
送パルスφＶ₂₁〜φＶ₂₄がそれぞれ与えられ，信号電荷
はストレージ部58に転送される。

【００９６】ストレージ部58に転送された信号電荷はさ
らに第２の垂直転送パルスφＶ₂₁〜φＶ₂₄が与えられる
ことにより１画素に対応するフォトダイオード55ａおよ
び55ｂに蓄積された信号電荷ずつ順次水平転送路59にシ
フトされる。水平転送路59にシフトされた信号電荷は，
水平転送路59に水平転送パルスφＨ₁ およびφＨ₂ が与
えられることにより第２の映像信号としてＣＣＤ５から
出力される。

【００９７】第１の高速シャッタ速度に応じた露光が行
なわれるときには，高速シャッタ速度の時間に対応した
時間，たとえば時間ＴにＣＣＤ５に基板リセット信号Ｓ
ＵＢＲＳＴが与えられる。基板リセット信号ＳＵＢＲＳ
ＴがＣＣＤ５に与えられることにより不要電荷が掃出さ
れ露光が開始される。１Ｖの終了の時点においてフィー
ルド・シフト・パルスＦＳがＣＣＤ５に与えられ露光が
終了する。

【００９８】基板リセット信号ＳＵＢＲＳＴがＣＣＤ５
に与えられて，フィールド・シフト・パルスＦＳがＣＣ
Ｄ５に与えられるまでの期間が露光期間であり，フィー
ルド・シフト・パルスＦＳが与えられることによりその
露光期間の間にフォトダイオード55ａおよび55ｂに蓄積
さされた信号電荷が垂直転送路56にシフトされる。

【００９９】垂直転送路56にシフトされた信号電荷がス
トレージ部58に転送され，水平転送路59を経てＣＣＤ５
から出力されるのは多重露光の場合と同様である。第１
の高速シャッタ速度での露光によりＣＣＤ５から出力さ
れる映像信号が第１の映像信号となる。

【０１００】ＡＧＣ７のゲインの上限を越えても映像信
号のレベルが低いとき，フリッカ検出回路21によってフ
リッカが検出されたとき，速度設定スイッチ39によって
１フィールド期間内における第２の高速シャッタ速度の
合計時間が，１／250 秒以上の時間が設定されたときに
は，スチル／ムービ・ビデオ・カメラは通常のムービ動
作となる。

【０１０１】通常のムービ動作においては図11に示すよ
うに１Ｖ期間の始まりの時点で基板リセット信号ＳＵＢ
ＲＳＴがＣＣＤ５に与えられ，１Ｖ期間の終了の時点で
フィールド・シフト・パルスＦＳがＣＣＤ５に与えられ
る。基板リセット信号ＳＵＢＲＳＴが与えられ，フィー
ルド・シフト・パルスＦＳが与えられるまでの期間が露
光期間であり，この期間中にフォトダイオード55ａおよ
び55ｂに蓄積された信号電荷が垂直転送路56，ストレー
ジ部58および水平転送路59を介して出力されることにな
る。

【０１０２】上述の実施例においては第１の高速シャッ
タ速度を１／125 秒，第２の高速シャッタ速度のデュー
ティ比を１／２として第１の映像信号のレベルと第２の
映像信号のレベルとをほぼ同じレベルとし，フリッカの
発生を防止しているが，第１の高速シャッタ速度が，た
とえば１／250 秒の場合第２の高速シャッタ速度のデュ
ーティ比が１／２では第１の映像信号のレベルと第２の
映像信号のレベルとが同じレベルとならず，フリッカが
発生することがある。この場合は，多重露光の各露光時
間のデューティ比を１／４にするか，第１の映像信号に
対するＡＧＣ７のゲインを第２の映像信号に対するＡＧ
Ｃ７のゲインに対して６ｄＢ上昇させる。これにより第
１の映像信号のレベルと第２の映像信号のレベルとがほ
ぼ同じレベルとなりフリッカの発生が防止できるように
なる。

【０１０３】このようにして記録された映像信号を再生
するときには，高速シャッタ速度により得られた映像信
号をスチル再生に用いることによりぶれのない高精度の
再生画像が得られる。また第１の高速シャッタ速度での
撮影は複数フィールドの撮影に１回なのでムービ再生を
した場合であっても動きのなめらかでフリッカのないム
ービ再生画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スチル／ムービ・ビデオ・カメラの電気的構成
を示すブロック図である。

【図２】撮影領域内に設定された測光領域を示す図であ
る。

【図３】測光処理を示すタイム・チャートである。

【図４】撮影領域内に設定された測距領域を示す図であ
る。

【図５】測距処理を示すタイム・チャートである。

【図６】合焦検出用加算データの記憶エリアを示す図で
ある。

【図７】合焦検出用加算データを示すグラフである。

【図８】(A) はＣＣＤの模式図，(B) はＣＣＤの遮光部
分を示している。

【図９】スチル／ムービ撮影において，ＣＣＤに蓄積さ
れる信号電荷の読出しを表わすタイム・チャートであ
る。

【図１０】垂直転送路における信号電荷の転送の様子を
表わしている。

【図１１】通常のムービ撮影において，ＣＣＤに蓄積さ
れる信号電荷の読出しを表わすタイム・チャートであ
る。

【符号の説明】

５ ＣＣＤ 11 磁気ヘッド 30 ＣＰＵ 31 タイミング発生回路 51 ＳＵＢドライバ 52 Ｖ₁ ドライバ 53 Ｖ₂ ドライバ 54 Ｈドライバ

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の光電変換素子を含み，露光時間が
   制御可能な固体電子撮像素子， 上記光電変換素子を１フィールド期間内において第１の
   高速シャッタ速度で一回露光し，１フィールド期間内に
   上記光電変換素子に蓄積された信号電荷から第１の映像
   信号を出力するように上記固体電子撮像素子を制御する
   第１の撮影制御手段， 上記光電変換素子を１フィールド期間内において第２の
   高速シャッタ速度で間欠的に複数回露光し，１フィール
   ド期間内に上記光電変換素子に蓄積された信号電荷から
   第２の映像信号を出力するように上記固体電子撮像素子
   を制御する第２の撮影制御手段， 連続する複数フィールドの撮影のうちに１フィールド分
   定期的に上記第１の撮影制御手段の制御の下での撮影を
   行い，そのほかは上記第２の撮影制御手段の制御の下で
   撮影を行うように上記第１の撮影制御手段および上記第
   ２の撮影制御手段を制御する制御手段，ならびに上記固
   体電子撮像素子から出力される第１の映像信号および第
   ２の映像信号を記録媒体に記録する記録手段， を備えたスチル／ムービ・ビデオ・カメラ。
2. 【請求項２】 上記第１の高速シャッタ速度による露光
   時間と，１フィールド期間内における第２の高速シャッ
   タ速度による露光時間の合計時間とが等しいものであ
   る，請求項１に記載のスチル／ムービ・ビデオ・カメ
   ラ。
3. 【請求項３】 上記第１の高速シャッタ速度の露光によ
   り得られる上記第１の映像信号のレベルが，上記第２の
   高速シャッタ速度の露光により得られる上記第２の映像
   信号のレベルとほぼ等しくなるように上記固体電子撮像
   素子から出力される上記第１の映像信号および上記第２
   の映像信号をそれぞれ増幅する第１の増幅手段， をさらに備えた請求項１に記載のスチル／ムービ・ビデ
   オ・カメラ。
4. 【請求項４】 上記固体電子撮像素子から出力される上
   記第１の映像信号および上記第２の映像信号を増幅する
   第２の増幅手段を備え， 上記制御手段が， 上記第２の増幅手段によって増幅された上記第１の映像
   信号および上記第２の映像信号によって表わされる映像
   が露光不足のときに，上記第１の高速シャッタ速度での
   露光および上記第２の高速シャッタ速度での露光を中止
   して通常のシャッタ速度での露光を行なうものである， 請求項１に記載のスチル／ムービ・ビデオ・カメラ。
5. 【請求項５】 上記第１の映像信号または上記第２の映
   像信号に，照明光に起因するフリッカが含まれているこ
   とを検出するフリッカ検出手段を備え， 上記制御手段が，上記フリッカ検出手段によるフリッカ
   検出に応答して上記第１の高速シャッタ速度での露光お
   よび上記第２の高速シャッタ速度での露光を中止して所
   定のシャッタ速度での露光を行なうものである， 請求項１に記載のスチル／ムービ・ビデオ・カメラ。
6. 【請求項６】 上記所定のシャッタ速度が商用周波数に
   関するものである，請求項５に記載のスチル／ムービ・
   ビデオ・カメラ。
7. 【請求項７】 上記間欠的な複数回の露光時間の１フィ
   ールド期間内における合計時間を設定する設定手段を備
   え， 上記設定手段により所定のシャッタ速度よりも短い時間
   が設定されたことに応答して，上記制御手段が，上記第
   １の高速シャッタ速度での露光および上記第２の高速シ
   ャッタ速度での露光を中止して上記設定手段により設定
   された時間での露光を行なうように制御するものであ
   る， 請求項１に記載のスチル／ムービ・ビデオ・カメラ。
8. 【請求項８】 多数の光電変換素子を含み，露光時間が
   制御可能な固体電子撮像素子を用い， 連続する複数フィールドの撮影のうちに定期的に上記光
   電変換素子を１フィールド期間内において第１の高速シ
   ャッタ速度で一回露光し，そのほかは１フィールド期間
   内において第２の高速シャッタ速度で上記光電変換素子
   を間欠的に複数回露光し， 上記第１の高速シャッタ速度によって上記光電変換素子
   を露光することにより１フィールド期間内に上記光電変
   換素子に蓄積される信号電荷から第１の映像信号を生成
   し， 上記第２の高速シャッタ速度によって上記光電変換素子
   を，上記間欠的に複数回露光することにより１フィール
   ド期間内に上記光電変換素子に蓄積される信号電荷から
   第２の映像信号を生成し， 生成された上記第１の映像信号および上記第２の映像信
   号を記録媒体に記録する， スチル／ムービ・ビデオ・カメラの制御方法。
9. 【請求項９】 上記第１の高速シャッタ速度による露光
   時間と，１フィールド期間内における第２の高速シャッ
   タ速度による露光時間の合計時間とが等しいものであ
   る，請求項８に記載のスチル／ムービ・ビデオ・カメラ
   の制御方法。
10. 【請求項１０】 高速シャッタ速度の露光により得られ
    る上記第１の映像信号のレベルが，上記第２の高速シャ
    ッタ速度の露光により得られる上記第２の映像信号のレ
    ベルとほぼ等しくなるように上記固体電子撮像素子から
    出力される上記第１の映像信号および上記第２の映像信
    号を増幅する， 請求項８に記載のスチル／ムービ・ビデオ・カメラの制
    御方法。
11. 【請求項１１】 上記固体電子撮像素子から出力される
    上記第１の映像信号および上記第２の映像信号を増幅
    し， 増幅された上記第１の映像信号および上記第２の映像信
    号によって表わされる映像が露光不足のときに，上記第
    １の高速シャッタ速度での露光および上記第２の高速シ
    ャッタ速度での露光を中止して通常のシャッタ速度での
    露光を行なうものである， 請求項８に記載のスチル／ムービ・ビデオ・カメラの制
    御方法。
12. 【請求項１２】 上記第１の映像信号または上記第２の
    映像信号に，照明光に起因するフリッカが含まれている
    ことを検出する処理を行ない， フリッカ検出に応答して上記第１の高速シャッタ速度で
    の露光および上記第２の高速シャッタ速度での露光を中
    止して所定のシャッタ速度での露光を行なうものであ
    る， 請求項８に記載のスチル／ムービ・ビデオ・カメラの制
    御方法。
13. 【請求項１３】 上記所定のシャッタ速度が商用周波数
    に関するものである，請求項12に記載のスチル／ムービ
    ・ビデオ・カメラの制御方法。
14. 【請求項１４】 上記間欠的な露光時間の合計時間設定
    が可能であり， 所定のシャッタ速度よりも短い時間が設定されたことに
    応答して，上記第１の高速シャッタ速度での露光および
    上記第２の高速シャッタ速度での露光を中止して上記設
    定手段により設定された時間での露光を行なうように制
    御する， 請求項８に記載のスチル／ムービ・ビデオ・カメラの制
    御方法。