JP3318437B2 - 電子スチルカメラの撮像素子遮蔽装置 - Google Patents
電子スチルカメラの撮像素子遮蔽装置Info
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Description
素子遮蔽装置に関し、電荷転送中の画質劣化を、簡単な
構造で確実に防ぐように工夫したものである。
では、レンズ2で形成された光学像は、固体撮像素子
(CCD等)3に入射され、固体撮像素子3は光学像を
光電変換して電荷信号を生成する。この電荷信号は時系
列的に読み出され、更に信号処理回路で信号処理されて
映像信号となりメモリーカード4に記録される。
定)は、一般的には、固体撮像素子3を電子シャッタ動
作することにより行う。この電子シャッタ動作とは、固
体撮像素子3での電荷信号の蓄積時間を調整することで
ある。更に詳述すると例えばCCDでは、光電変換部
(フォトダイオード)と、光電変換部から電荷を読み出
すゲートと、読み出された電荷を転送する電荷転送路を
有しており、前記光電変換部に光を入射した時点から、
電荷を読み出す時点までの間隔を調整することにより、
電子シャッタ動作を行うことができるのである。
ルムを使用する光学カメラに搭載するメカニカルシャッ
タ機構と同様なメカニカルシャッタ機構を備えたものも
あるが、上述した電子シャッタ動作をするタイプが主流
である。
を達成するため、多画素のCCDを搭載し、この多画素
CCDをフレーム駆動しドミノ方式(後述)で読み出し
ている。この場合、電荷がCCDの電荷転送路を転送し
ている際に、光がCCDに入射するとこのとき生じた電
荷のまわり込みによりスミアや白キズ等の画質劣化が生
じることが知られており、特に転送時間が1V(1垂直
同期期間)を越えたあたりから顕著になってくる。一般
に多画素になればなるほど転送時間は長くなり、多画素
化が進む将来ではこの現象はさらに大きな問題となって
くる。なお電荷が電荷転送路の中で静止(ホールド)し
ているときに、光がCCDに入射した場合には、電荷転
送時に光入射した場合に比べ画質劣化は少ない。
作をした後に遮蔽板を閉じてレンズからCCDに入射す
る光を遮蔽していた。かかる遮蔽態様としては従来では
次の2つがある。 電子シャッタ動作をして電荷を光電変換部から電荷
転送路に読み出したら、電荷を電荷転送路の中で一旦ホ
ールドする。このホールド中に遮蔽板を閉じ、遮蔽が完
了してから電荷の転送を開始する。 電子シャッタ動作をして、光電変換部から転送路に
読み出された電荷が転送を開始する前までに、遮蔽板を
完全に閉じてしまう。つまり遮蔽板を短時間(例えば
0.6m秒)で高速に閉じる。
技術では、遮蔽が完了するまで全ての電荷をホールドし
ているため、暗電流により画質劣化が発生する。また上
記の従来技術では、遮蔽板を高速で閉じなければなら
ないので、複雑で高価な遮蔽機構が必要になる。
質を保持しつつしかも簡単な遮蔽機構により十分な遮蔽
効果が得られる電子スチルカメラの撮像素子遮蔽装置を
提供することを目的とする。
明の構成は、レンズ系で形成した光学像を固体撮像素子
に入射し、固体撮像素子を電子シャッタ動作させ、しか
も前記固体撮像素子では生成した電荷をドミノ読出方式
により電荷転送する電子スチルカメラにおいて、前記固
体撮像素子の前面近傍に配置され、固体撮像素子の水平
電荷転送路側から光路中に侵入していく遮蔽板と、電子
シャッタ動作後に前記遮蔽板を光路中に侵入させる駆動
機構とを備えたことを特徴とする。
レンズ系で形成した光学像を固体撮像素子に入射し、固
体撮像素子を電子シャッタ動作させ、しかも前記固体撮
像素子では生成した電荷をドミノ読出方式により電荷転
送する電子スチルカメラにおいて、前記レンズ系に配置
され、固体撮像素子の水平電荷転送路と反対側から光路
中に侵入していく遮蔽板と、電子シャッタ動作後に前記
遮蔽板を光路中に侵入させる駆動機構とを備えたことを
特徴とする。
る固体撮像素子に入射する光を、電子シャッタ動作後
に、遮蔽板の侵入により、固体撮像素子の水平電荷転送
路側から遮断していく。したがって電荷転送路に読み出
されてホールドされた電荷のほとんどは、転送開始前に
遮蔽板で遮蔽され、転送中に光入射されることはない。
電荷が転送中に光入射されると画質劣化するが、ホール
ド中に光入射されても画質劣化せず、光入射を遮断して
転送すれば画質劣化は生じない。
説明する。
に搭載するCCDの構成及びドミノ読出方式について説
明する。図1に示すように本実施例で用いるCCD10
は、光学変換をするn行m列に配列したフォトダイオー
ドP1 ,P2 ,P3 …Pn (同一の行のものには同一の
添数字を付している)と、各フォトダイオードP1 …P
n に接続されて電荷信号を読み出すトリガゲートTG…
TGと、m列の垂直電荷転送路TV1…TVmと、1本の水
平電荷転送路TH と、シフトレジスタSRと、出力アン
プAを、主要構成としている。
より電荷転送する状態を図2を参照して説明する。図2
では1列から8列までの垂直電荷転送路TV1〜TV8と水
平電荷転送路TH を示し、また各行のフォトダイオード
P1 …P8 で生成されて電荷転送路に読み出された電荷
には、各行の数字を丸で囲んで示している。例えば1行
目の各フォトダイオードP1 …P1 から読み出された電
荷は…で示している。
イオードP1 で生成された電荷が水平転送されるとき
には、2行目のフォトダイオードP2 で生成された電荷
が垂直転送されるが、電荷以降のものは垂直電荷転
送路TV の中でホールドされたままとなっている。
されるときには、電荷が垂直転送されるが電荷以
降はホールドされ、図2(c)に示すように電荷が水
平転送されるときには電荷が垂直転送され電荷
以降はホールドされる。
転送をする場合には、各行の電荷はその行よりも所定行
だけ前の電荷が転送されるまでは、垂直電荷転送路TV
の中でホールドされている。
スチルカメラの光学系を示し、図4は図3のiv−iv矢視
図を示している。両図に示すようにレンズ系11で形成
されアイリス12で絞られた光学像は、光学フィルタ1
3を介してCCD10に入射される。CCD10に入射
される光学像は、レンズ系11の作用により、被写体の
天地を逆にした状態となっている。CCD10は、図1
に示す構成となっており、図2に示すドミノ読出方式に
より電荷転送をする。
侵入・脱離可能で侵入時には光路を遮断する遮蔽板14
が備えられている。この遮蔽板14は、ガイドピン15
がガイド溝16をガイドしつつ上下方向に移動可能であ
り、モータ17の回転力がピニオン18及びラック19
を介して伝わることにより上下方向に移動する。この遮
蔽板14は、電子シャッタ動作が行なわれる前では、図
3,図4に示すように下方に位置して光路外に脱離して
いる。
蔽板14の動作関係を説明する。電子シャッタ動作が行
なわれると(図5(a))、CCD10のフォトダイオ
ードPで電荷が形成され、設定した電子シャッタ時間が
経過するとトリガゲートGが開き、生成された電荷が垂
直電荷転送路TV へ読み出される(図5(b))。そし
て各電荷はドミノ方式により、一行目の電荷から順に水
平電荷転送路に転送される。全ての電荷が水平電荷転送
路に転送されるには図5(c)に示すように8V期間
(1V期間とは1垂直走査期間であり16m秒である)
かかる。
時点から作動し、この時点から遮蔽板14が光路に侵入
していく。この場合、遮蔽板14は下方から上方に進ん
でいき、水平電荷転送路TH 側からつまりCCD10の
一行目から順に、CCD10への光入射を遮断してい
く。そして4V期間でCCD10の全面を光遮断する
(図5(d))。図6は遮断板14による遮光状態と、
時間との関係を示す。
荷は、遮蔽板14で光遮蔽される前に水平電荷転送路T
H に向けて転送されていくが、入射光にさらされる時間
がきわめて短いので、入射光による電荷のまわり込みや
暗電流による悪影響をほとんど受けることはない。
は、ドミノ方式で読み出され一旦ホールドされるため、
転送される前に遮蔽板14で遮蔽される。よって電荷転
送時には光入射はされない。この結果、入射光による電
荷のまわり込みや暗電流による悪影響を受けず、画質が
向上する。
りした時間で閉めればよいので、遮蔽機構は簡単な構成
ですむ。
施例ではレンズ系11のうちアイリス12から離れたレ
ンズ前部に遮蔽板14を備えており、図5に示すタイミ
ングでモータ17を作動させて遮蔽板14を光路に侵入
させていく。この場合、遮蔽板14は上方から下方に向
い進んでいくが、CCD10の面上では、光は下方から
順に遮断されていく。よって第1実施例と同様な効果が
得られる。また第2実施例では、レンズ交換式にした場
合、交換レンズの中に遮蔽板14等を組み込むようにし
てもよい。
施例では駆動源として、カルバノメータと同様な原理で
回動(一定角度だけ回転)するモータ17aを用いてい
る。このモータ17aの回動力を、アーム20及びアー
ム連動ピン21を介して遮蔽板14に伝え、遮蔽板14
を上下動させる。他の部分の構成・動作は第1実施例と
同様である。
22は3枚の羽根22a,22b,22cを扇子状にピ
ン23で回動自在に支持して構成しており、各羽根22
a,22b,22cにはカム溝24を形成している。ア
ーム25はピン26で回動自在に支持しており、アーム
先端に備えたカムフォロワー27がカム溝24に入り込
んでいる。よってアーム25を回動させカムフォロワー
27をカム溝24中で移動させていくと羽根22a,2
2b,22cが開いていき、この遮蔽板22によりCC
D10への光入射を遮断することができる。
に本発明によれば、ドミノ読出方式で電荷転送をする固
体撮像素子への光入射を、水平電荷転送路側から遮蔽す
るようにしたので、ほとんどの電荷は転送中に光入射さ
れず、また水平電荷転送路に近い行の電荷が転送中に受
ける光入射量は少ないので、スミアや暗電流による画質
劣化はほとんどなく画質が向上する。
していっているので、遮蔽完了までの時間が長くても
(例えば4V期間)画質劣化が生じない。このため遮蔽
板を閉めるスピードが遅くてもよく、遮蔽板を駆動する
機構を簡単にすることができる。
構成図。
図。
Claims (2)
- 【請求項1】 レンズ系で形成した光学像を固体撮像素
子に入射し、固体撮像素子を電子シャッタ動作させ、し
かも前記固体撮像素子では生成した電荷をドミノ読出方
式により電荷転送する電子スチルカメラにおいて、 前記固体撮像素子の前面近傍に配置され、固体撮像素子
の水平電荷転送路側から光路中に侵入していく遮蔽板
と、 電子シャッタ動作後に前記遮蔽板を光路中に侵入させる
駆動機構とを備えたことを特徴とする電子スチルカメラ
の撮像素子遮蔽装置。 - 【請求項2】 レンズ系で形成した光学像を固体撮像素
子に入射し、固体撮像素子を電子シャッタ動作させ、し
かも前記固体撮像素子では生成した電荷をドミノ読出方
式により電荷転送する電子スチルカメラにおいて、 前記レンズ系に配置され、固体撮像素子の水平電荷転送
路と反対側から光路中に侵入していく遮蔽板と、 電子シャッタ動作後に前記遮蔽板を光路中に侵入させる
駆動機構とを備えたことを特徴とする電子スチルカメラ
の撮像素子遮蔽装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11257094A JP3318437B2 (ja) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | 電子スチルカメラの撮像素子遮蔽装置 |
US08/437,672 US5663760A (en) | 1994-05-26 | 1995-05-09 | Image pickup device shielding apparatus for electronic still camera |
Applications Claiming Priority (1)
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JP11257094A JP3318437B2 (ja) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | 電子スチルカメラの撮像素子遮蔽装置 |
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JPH07322113A JPH07322113A (ja) | 1995-12-08 |
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ID=14590023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP11257094A Expired - Fee Related JP3318437B2 (ja) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | 電子スチルカメラの撮像素子遮蔽装置 |
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- 1994-05-26 JP JP11257094A patent/JP3318437B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-05-09 US US08/437,672 patent/US5663760A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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