JP3242549B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に係り、特に、
被写体の画像をＣＣＤなどの撮像素子により撮像する撮
像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像の記録を行なう際、ビデオカメラ等
により動画を記録する他にスチルカメラにより静止画も
記録したいという要求がある。この場合、ユーザからＶ
ＴＲとスチルカメラとを別々に携行するのはわずらわし
いとの声が上がっている。上記の要求を満たすためにス
チルカメラとビデオカメラとを一体化したスチルカメラ
一体型ビデオカメラが考えられている。スチルカメラ一
体型ビデオカメラでは各々のカメラを使用し同時に同じ
被写体をストロボ撮影する場合、ビデオカメラに使用さ
れている撮像素子の感度に比べ、スチルカメラに使用さ
れている銀塩フィルムの感度が低いため、撮像素子がス
ミア、ブルーミングを起こすという問題が有った。

【０００３】図４に従来の一例のブロック構成図を示
す。ビデオカメラ部５１のレンズ部５２からの入射光は
ＣＣＤ５３により電気信号に変換され、ＣＤＳ回路５４
で検波された後、ＡＤ変換器５５でディジタル信号に変
換される。さらにこの信号はＤＳＰ５６で信号処理され
た後、必要に応じてフィールドメモリ５７に記憶され、
ＤＡ変換器５８でアナログ信号に変換される。この時一
般にＤＳＰ５６で輝度信号と色信号に分離されそれぞれ
Ｙフィルター５９，Ｃフィルター６０を通してＶＴＲ６
１に入力される。またＣＣＤ５３，ＣＤＳ５４，ＡＤＣ
５５，ＤＳＰ５６，フィールドメモリ５７，ＤＡＣ５８
などにはタイミング発生部６２よりタイミング信号、ク
ロックが供給される。また、レンズ部５２は、カメラプ
ロセスコントローラ６３により、絞りコントローラ（Ａ
Ｅコントローラ）６４により絞り６５が制御され、露光
が制御される。

【０００４】さらに、スチルカメラ部７４ではシャッタ
ボタン７３が操作されるとスチルカメラ部７４のレンズ
部６６からの入射光は絞り６７，シャッター６８を経
て、銀塩フィルム６９を感光させる。このとき被写体が
暗い場合には、ストロボ７０がストロボ電源７１により
供給されるシステムコントローラ７２に調節された電荷
量に応じてストロボオンスイッチ７３を通して供給され
発光する。

【０００５】このような装置でビデオカメラとスチルカ
メラとで同時に同じ被写体をストロボ撮影する場合、ビ
デオカメラに使用されている自動露出制御（ＡＥ以後Ａ
Ｅと表現する）は被写体が移動しており、あまり、反応
をよくすると画像がちらついてしまうため、反応を遅く
設定していたため、ストロボ発光時の露光データを基に
した適切なＡＥができなかった。これまでビデオカメラ
の被写体が、逆光の時だけストロボを発光する方式（特
開平４−２５５１８１号）シャッタースピードを切り替
え、ＣＣＤの蓄積時間内にストロボの発光が終了するよ
う制御する方式（特開平４−３２６８７４号）などが提
案されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、ビデオカメ
ラの絞りによりＡＥでは前を障害物が横切るなど被写体
の急激な変化には追随しない方がよいため、時定数を長
くとっており、ストロボ撮影を行う場合、ストロボ発光
期間は概略２ｍＳＥＣ程度と高速であるため、実際にス
トロボ光により露光された被写体の明るさを測光しＡＥ
を実行することは困難であり、ビデオカメラによるスト
ロボ撮影は効果的に行なえない等の問題点があった。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、ストロボ撮影時の露光制御が確実かつ容易に行なえ
る撮像装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、被
写体の画像に応じて蓄積された電荷を排出パルスに応じ
て排出し、読み出しパルスに応じて該電荷を読み出す撮
像素子を有する撮像装置において、前記被写体に光を照
射するストロボを前記排出パルスに同期したタイミング
で発光させるストロボ発光制御手段と、前記ストロボ発
光制御手段で制御されるストロボの発光期間内での前記
撮像素子に電荷を蓄積する蓄積期間を、前記排出パルス
を計数することにより設定する蓄積期間設定手段と、前
記撮像装置への前記排出パルスの供給を前記蓄積期間設
定手段で設定された前記蓄積期間内において禁止するゲ
ート手段とを有し、前記読み出しパルスは、前記ストロ
ボの発光期間と時間的に重複せず、かつ、前記ストロボ
発光期間の直後に設定することにより、前記蓄積期間の
終了と前記ストロボ発光期間の終了とを一致させたこと
を特徴とするものである。

【０００９】請求項２は、前記被写体の静止画像を記録
する静止画像記録手段を有し、前記ストロボを該静止画
記録手段と共用することを特徴とする。請求項３は、前
記被写体までの距離を計測する測距手段を有し、前記蓄
積期間設定手段は前記測距手段により計測された前記被
写体までの距離に応じて前記蓄積期間を設定することを
特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の請求項１によれば、読み出しパルス
を、ストロボの発光期間と時間的に重複せず、かつ、ス
トロボ発光期間の直後に設定することにより、蓄積期間
の終了とストロボ発光期間の終了とを一致させることが
できるため、蓄積期間をストロボ発光期間内で調整し、
露光を制御できる。

【００１１】請求項２によれば、撮像素子を用いた撮像
の他に静止画像を撮像する静止画撮像手段を設けること
により静止画像と撮像素子を用いた動画の撮像が可能と
なり、静止画撮像手段と撮像素子とでストロボを共用す
ることにより静止画撮像手段によりストロボを用いて静
止画を撮像する際に、撮像素子の露出も最適制御するこ
とができるため、撮像素子を用いて撮像された画像に対
してもストロボによる効果的な撮像が可能となる。

【００１２】請求項３によれば、測距手段を設け、被写
体までの距離に応じて排出パルスの計数制御を行ないス
トロボ発光中の撮像素子の電荷蓄積期間を制御すること
により被写体までの距離に応じた最適な露光による撮像
が行なえる。

【００１３】

【実施例】図１に本発明の一実施例のブロック構成図を
示す。本実施例では被写体の動画像を電気信号に変換し
た後、磁気テープに記録するビデオカメラと被写体の静
止画像をフィルムに記録するスチルカメラとを一体的に
構成したスチルカメラ一体型ビデオカメラに本発明を適
用した例を説明する。

【００１４】本実施例のスチルカメラ一体型ビデオカメ
ラ１は被写体の動画像を電気信号に変換した後、磁気テ
ープに記録するビデオカメラ部３，被写体の静止画像を
フィルム４に記録するスチルカメラ部５，被写体の明る
さ及び被写体までの距離を計測する測距部６，ビデオカ
メラ部３及びスチルカメラ部５の動作を制御する制御部
７より構成される。

【００１５】ビデオカメラ部３では被写体からの像はレ
ンズ部８に入射して集光され、絞り部９を介してＣＣＤ
（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）１０
に入射される。ＣＣＤ１０に入射された光はＣＣＤ１０
で入射光に応じた電気信号に変換されて相関２重サンプ
リング回路１１（ＣＤＳ：Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏ
ｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）に供給する。

【００１６】ＣＣＤ１０で変換された被写体の画像に応
じた電気信号はＣＤＳ回路１１で検波増幅等の処理が行
われアナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ：Ａｎａｌｏ
ｇＤｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１２に供給さ
れる。ＡＤＣ１２ではアナログ信号処理回路１１で処理
された信号をディジタル信号に変換し、ディジタル信号
処理回路（ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐ
ｒｏｃｅｓｓｏｒ）１３に供給する。

【００１７】ＤＳＰ１３に供給されたディジタル信号は
ＤＳＰ１３で予め設定されたディジタル演算処理が実施
され、輝度信号と色信号に分離され、撮像画像が静止画
の場合フィールドメモリ１４に保持される。このとき、
動画の場合にはフィールドメモリ１４はバイパスされ
る。フィールドメモリ１４に保持又はバイパスされたデ
ィジタル信号はディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ：
Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）
１５に供給される。ＤＡＣ１５ではＤＳＰ１３又はフィ
ールドメモリ１４から供給されるディジタル信号をアナ
ログ信号に変換し、輝度信号と色信号とを得る。

【００１８】ＤＡＣ１５で得られた輝度信号はＹフィル
タ１６に供給され、ＤＡＣ１５で得られた色信号はＣフ
ィルタ１７に供給される。Ｙフィルタ１６ではＤＡＣ１
５から供給された輝度信号より不要成分を除去して記録
／再生部１８に供給する。また、Ｃフィルタ１７ではＤ
ＡＣ１５から供給された色信号より不要成分を除去して
輝度信号とは別々に記録／再生部１８に供給する。

【００１９】記録／再生部１８ではＹフィルタ１６から
供給された輝度信号とＣフィルタ１７から供給された色
信号とを重畳すると共にマイクロフォン１９及び音声処
理部２０により得られた周囲の音声に応じた音声信号を
重畳し、磁気テープ２に記録する。記録／再生部１８に
はビデオカメラプロセスコントローラ２３から動作指示
信号が供給され、ビデオカメラプロセスコントローラ２
３からの動作指示信号に応じて磁気テープ２の走行、回
転ドラムヘッドの駆動等の制御が行なわれる。

【００２０】また、ＣＣＤ１０にはタイミング発生部２
２よりゲート回路２１を介してＣＣＤ１０の画像に入射
光に応じて蓄積された電荷を排出する排出パルスが供給
され、ＣＣＤ１０，ＣＤＳ１１，ＡＤＣ１２，ＤＳＰ１
３，フィールドメモリ１４，ＤＡＣ１５には直接タイミ
ング発生部２２より各種タイミングパルスが供給され
る。なお、排出パルスはノイズの影響を受けないように
水平ブランキング期間に出力される。ＣＣＤ１０，ＡＤ
Ｃ１２，ＤＳＰ１３，フィールドメモリ１４，ＤＡＣ１
５はタイミング発生部２２より供給されるタイミングパ
ルスに応じて動作し、互いに同期して動作する。

【００２１】タイミング発生部２２はビデオカメラプロ
セスコントローラ２３と接続されており、ビデオカメラ
プロセスコントローラ２３からの動作指示信号に応じて
タイミングパルスを発生し、ＣＣＤ１０，ＡＤＣ１２，
ＤＳＰ１３，フィールドメモリ１４，ＤＡＣ１５に供給
する。ビデオカメラプロセスコントローラ２３にはビデ
オカメラＡＥコントローラ２４が接続されており、ビデ
オカメラＡＥコントローラ２４は、ビデオカメラプロセ
スコントローラ２３からの指示に応じて動作し、ＣＣＤ
１０で受光した光量に基づいて絞り９を駆動して露出制
御を行なう。このとき、ビデオカメラＡＥコントローラ
２４は被写体の明るさの急激な変化に追随しないように
時定数を長くとっており、ストロボ等による急激な光量
の変化では絞り９は調整されない構成とされている。

【００２２】また、ビデオカメラプロセスコントローラ
２３にはシステム制御部７から動作指示信号が被写体ま
での距離を示す情報等が供給され、システム制御部７か
ら供給される動作指示信号に応じてビデオカメラ部３の
記録／再生、露出制御動作等の各種動作に制御される。
スチルカメラ部５では被写体からの像はレンズ部２６に
入射して集光され、フィルム４上で像が結像する構成と
されている。レンズ部２６とフィルム４との間には絞り
２７及びシャッタ２８が設けられ、フィルム４に供給さ
れる光の露出制御が行なわれる。絞り２７及びシャッタ
２８はシステム制御部７に接続され、システム制御部７
から供給される動作指示信号に応じて絞り量及びシャッ
タスピードがコントロールされ、いわゆる露光制御が行
なわれる。

【００２３】また、スチルカメラ部５では被写体の明る
さが十分にないとフィルム４が感光しにくく、被写体の
映りが良くなくなるため、被写体に光を照射するストロ
ボ２９が設けられている。ストロボ２９はシャッタ２８
の動作に同期してオンするスイッチ３０を介してストロ
ボ駆動部３１と接続されており、ストロボ駆動部３１か
ら供給される駆動信号により発光する。

【００２４】ストロボ駆動部３１はシステム制御部７と
接続され、システム制御部７からの動作指示に応じてス
トロボ２９を発光させる駆動信号を発生する。システム
制御部７はビデオカメラ部３の動作を制御するビデオカ
メラ操作部３２，スチルカメラ部５のシャッタ２８を動
作させるシャッタボタン３３，ビデオカメラ操作部３
２，シャッタボタン３３の操作に応じてビデオカメラ部
３及びスチルカメラ部５に動作指示信号を供給するシス
テムコントローラ３４より構成される。

【００２５】ビデオカメラ操作部３２には記録ボタン、
再生ボタン、早送り、巻戻しボタン等が設けられてお
り、例えば、記録ボタンが操作されるとシステムコント
ローラ３４はビデオカメラ部３を制御するビデオカメラ
プロセスコントローラ２３に記録動作を指示する動作指
示信号を供給する。また、シャッタボタン３３を操作す
るとシステムコントローラ３４はシャッタ２８を絞り２
７の絞り量に対応したシャッタ２８のシャッタ開放時間
（シャッタスピード）だけ開放状態とする。このとき、
測定部６による被写体の明るさの測光結果、被写体から
の光が十分でないと判断されるとストロボ駆動部３１に
動作指示し、ストロボ２９が発光可能な状態とすると共
にシャッタボタン３３の操作時にスイッチ３０及びゲー
ト回路２１に対してストロボトリガオンパルスを供給す
る。

【００２６】スイッチ３０はシステムコントローラ３４
からストロボトリガオンパルスが供給されると、オンし
てストロボ駆動部３１で発生される駆動信号をストロボ
２９に供給する。ストロボ２９はストロボ駆動部３１か
らの駆動信号に応じて発光し、被写体に光を照射する。
また、ゲート回路２１は排出パルスカウンタ３５から供
給される制御信号に応じてタイミング発生部２２からＣ
ＣＤ１０に供給される排出パルスの供給を禁止し、スト
ロボ２９の発光中のカメラ信号のＣＤＳ１１への供給を
被写体までの距離に応じた時間だけ禁止する。

【００２７】排出パルスカウンタ３５にはタイミング発
生部２２から排出パルスが供給されており、排出パルス
をカウントし、カウント値をゲート回路２１に供給す
る。ゲート回路２１にはタイミング発生部３５からカウ
ント値が供給されると共にビデオカメラプロセスコント
ローラ２３より内蔵されたテーブルにより測定部６の測
距結果に応じて設定された露光時間（電荷蓄積期間）に
応じたカウント値が供給されており、ゲート回路２１は
排出パルスカウンタ３５からのカウント値と、ビデオカ
メラプロセスコントローラ２３からの露光時間に応じた
カウント値とを比較し、排出パルスカウンタ３５からの
カウント値がビデオカメラプロセスコントローラ２３か
らの露光時間に応じたカウント値以上となったときに、
タイミング発生部２２から供給される排出パルスをゲー
トして、ＣＣＤ１０への供給を禁止する。

【００２８】また、測距回路６は、赤外線を照射し被写
体までの距離を測定し、レンズ９、レンズ２６を駆動し
てＡＦ（オートフォーカス）を行う。ストロボ発光期間
は２ｍＳ程度であり、その終了時をＣＣＤ１０の電荷排
出パルスと同期させ、排出パルスのほぼ直前に位置させ
ている。このように、ストロボ発光期間を排出パルスに
同期させることにより排出パルスを計数することにより
ストロボ発光期間を把握でき、ストロボの発光期間内で
のＣＣＤ１０による撮影に寄与する電荷蓄積期間を制御
することが可能となる。

【００２９】図２に本発明の一実施例の動作波形図を示
す。図２で（Ａ）は垂直同期信号であり、一般にＣＣＤ
撮像素子からの蓄積電荷読み出しパルスは、垂直同期信
号のブランキング期間の前後に位置しているが、本発明
例では、垂直同期信号のブランキング期間の直後にある
ものとする。このＣＣＤ撮像素子からの蓄積電荷読み出
しパルスを図２（Ｃ）に示す。即ち図２ではタイミング
ｔ０，ｔ３，…でＣＣＤに蓄積された電荷：即ちカメラ
信号が出力される。つまり通常の撮影ではｔ０〜ｔ３の
間にＣＣＤに蓄積された全電荷が１／６０秒ごとに逐次
出力される。

【００３０】図２−（Ｂ）はハイレベル期間がストロボ
の発光期間を示している。また、図２−（Ｄ）はＣＣＤ
１０に蓄積された電荷をＣＣＤの基板に排出させる排出
パルスである。いま、ｔ０においてＣＣＤ１０の電荷は
出力された後、新たな電荷の蓄積が始まるが、図２
（Ｄ）の排出パルスにより蓄積−排出を繰り返す。ｔ２
の時点では電荷は０とされ、ｔ２以降は排出パルスがな
いため電荷の排出が行なわれず電荷は蓄積され、結局ｔ
２〜ｔ３まで蓄積がなされる。

【００３１】このとき、必要な露光時間（ｔ２〜ｔ３）
は次のようにして求められる。今、測距部６から供給さ
れる測距データにより、ビデオカメラプロセスコントロ
ーラ２３に設けられたテーブルが参照され、設定され
る。図３にテーブル特性図を示す。被写体からの反射光
は被写体との距離が離れるにつれて距離の２乗で減少す
るため、図３に示すように電荷蓄積期間を距離の２乗に
応じた割合で増加させることにより一定の露光が得られ
る。例えば、ストロボ発光期間２ｍＳの内０．6ｍＳ分
有効にするような場合、カメラプロセスコントローラ２
３からの指令により排出され、カウンタ３５が２５３パ
ルスだけ計数し、この間は排出パルスをゲート回路２１
を通して出力する。その後はゲート回路２１を働かせ、
排出パルスのＣＣＤ１０への供給を禁止させ、９パルス
＝９水平期間は排出パルスをＣＣＤ１０に供給しない。
このため、ＣＣＤ１０にはこの９Ｈ分だけ電荷が蓄積さ
れる。即ち、２ｍＳは約３１Ｈに相当するから、０．６
ｍＳはその３／１０のほぼ９Ｈとなる。

【００３２】このように、被写体までの距離により、Ｃ
ＣＤ１０への入射時間が制御され、入力光量が制御され
る。従ってストロボ撮影の場合は、あらかじめ距離に応
じた蓄積期間（ｔ２〜ｔ３）を設定する図３に示すよう
なテーブルをカメラプロセスコントローラ２３に設けて
おき、このテーブルを参照することにより蓄積期間の設
定が可能となる。ストロボ撮影時は測距データによるこ
のテーブルデータを元にｔ２〜ｔ３を決定すればよい。
このとき絞り９によるＡＥ制御はできないため、絞り９
の絞り量は一定値に固定しておくこととする。

【００３３】以上本実施例に示すようにＣＣＤ蓄積電荷
読み出しパルスを、ストロボ発光時にＣＣＤ１０による
被写体の明るさに応じて電荷蓄積期間を設定でき、スト
ロボ発光期間にビデオカメラのＣＣＤ蓄積電荷読出パル
スとストロボ発光が時間的に重複することなく撮像が可
能となり、ストロボ発光時に電荷を蓄積でき、ストロボ
発光時でも安定した露光制御が可能となると共に、スト
ロボ発光時の完全な画像が得られるため、ＣＣ１０によ
りストロボを用いた効果的な画像が得られる。

【００３４】

【発明の効果】上述の如く、本発明の請求項１によれ
ば、読み出しパルスを、ストロボの発光期間と時間的に
重複せず、かつ、ストロボ発光期間の直後に設定するこ
とにより蓄積期間の終了とストロボ発光期間の終了とを
一致させることができるため、蓄積期間をストロボ発光
期間内で調整し、露光を制御できる。

【００３５】請求項２によれば、撮像素子を用いた撮像
の他に静止画像を撮像する静止画撮像手段を設けること
により、静止画像と撮像素子を用いた動画の撮像が可能
となり、静止画撮像手段と撮像素子とでストロボを共用
することにより静止画撮像手段によりストロボを用いて
静止画を撮像する際に、撮像素子の露出も最適制御する
ことができるため、撮像素子を用いて撮像された画像に
対してもストロボによる効果的な撮像が可能となる等の
特長を有する。

【００３６】請求項３によれば、測距手段を設け、被写
体までの距離に応じて排出パルスの計数制御を行ない、
ストロボ発光中の撮像素子の電荷蓄積期間を制御するこ
とにより被写体までの距離に応じた最適な露光による撮
像が行なえる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック構成図である。

【図２】本発明の一実施例の動作波形図である。

【図３】本発明の一実施例の要部の動作波形図である。

【図４】従来の一例のブロック構成図である。

【符号の説明】

１ スチルカメラ一体型ビデオカメラ ２ 磁気テープ ３ ビデオカメラ部 ４ フィルム ５ スチルカメラ部 ６ 測距部 ７ 制御部 ２１ ゲート回路 ２９ ストロボ ３４ システムコントローラ ３５ 排出パルスカウンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 漆谷 正義 大阪府大阪市中央区常盤町２−４−２ 一久ビル新館３Ｆ 三星電子株式会社 大阪研究分所内 (56)参考文献 特開 平３−16473（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−297449（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−326874（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/235 H04N 5/335

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体の画像に応じて蓄積された電荷を
   排出パルスに応じて排出し、読み出しパルスに応じて該
   電荷を読み出す撮像素子を有する撮像装置において、 前記被写体に光を照射するストロボを前記排出パルスに
   同期したタイミングで発光させるストロボ発光制御手段
   と、前 記ストロボ発光制御手段で制御されるストロボの発光
   期間内での前記撮像素子に電荷を蓄積する蓄積期間を、
   前記排出パルスを計数することにより設定する蓄積期間
   設定手段と、前記撮像装置への前記排出パルスの供給を前記蓄積期間
   設定手段で設定された前記蓄積期間内において 禁止する
   ゲート手段とを有し、 前記読み出しパルスは、前記ストロボの発光期間と時間
   的に重複せず、かつ、前記ストロボ発光期間の直後に設
   定することにより、前記蓄積期間の終了と前記ストロボ
   発光期間の終了とを一致させた ことを特徴とする撮像装
   置。
2. 【請求項２】 前記被写体の静止画像を記録する静止画
   像記録手段を有し、 前記ストロボを該静止画像記録手段と共用することを特
   徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 前記被写体までの距離を計測する測距手
   段を有し、 前記蓄積期間設定手段は、前記測距手段により計測され
   た前記被写体までの距離に応じて前記蓄積期間を設定す
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。