JP3798448B2 - 電子カメラを用いた撮影システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子カメラを用いた撮影システムに関し、とくにたとえば移動する被写体の撮影に好適な電子カメラを用いた撮影システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の銀塩カメラは、高速度の機械・光学シャッタを有し、このシャッタを高速に開閉することで高速に移動する被写体の撮影を可能にしている。また、従来の電子カメラは、その全体がたとえばNTSC方式のレート、つまり16.6ms周期の垂直同期信号で制御されている。そのため、このカメラのシャッタレリーズボタンが押圧された場合に、その押圧によるシャッタレリーズ信号のタイミングですぐにこのカメラの固体撮像素子、たとえば電荷結合デバイス(CCD) を露光することができず、このシャッタレリーズ信号を内部の垂直同期信号で同期を取り直し、この取り直したタイミングでCCD の露光を行なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の銀塩カメラにおける機械・光学シャッタでは、シャッタレリーズボタンが押圧されてからそのシャッタが全開するまで、ある程度の時間がかかる。したがって、シャッタレリーズボタンが押圧された時点の被写体の状態を正確に撮影することができず、その遅延時間が問題であった。
【０００４】
また従来の電子カメラのCCD がインタライン転送CCD(IL-CCD) である場合、そのCCD の垂直転送部(VCCD)を介して不要電荷を掃き出す場合には前の有効な信号電荷がそこに残っていないことが必要になる。前の信号が残っていない条件は、IL-CCDでは垂直同期信号に同期したブランキング信号の垂直ブランキング期間だけなので、この期間に掃出し用のフィールドパルスが入っていればよい。すなわちシャッタ時間は垂直ブランキング期間内に限定される。垂直ブランキング期間は、普通７％なので16.6×0.07=1.16ms となり、掃出しに要する時間が少々必要なので、この時間を引くと1ms (1/1000 秒) 以下の高速シャッタだけが可能である。このような垂直ブランキング期間内でCCD の露光の行なわれるIL-CCDを搭載した従来の電子カメラの撮像シーケンスの概念を図11に示す。図11を参照するとわかるように、シャッタレリーズボタンが押圧された時点からCCD の露光まで最大で約16.6msかかる。したがってこれも、シャッタレリーズボタンが押圧された時点の被写体の状態を正確に撮影することができず、その遅延時間が問題であった。
【０００５】
これ以上に遅いシャッタ時間を必要とする場合には他に蓄積部をもつ、フレームインタライン転送CCD(FIT-CCD)の使用が必要になる。FIT-CCD では感光部の垂直CCD には信号電荷が留まっている時間は短時間であり、ほとんどが空きの状態である。したがってFIT-CCD では、たとえば1/125、1/250 秒という任意の電子シャッタ時間の設定が可能である。このようなFIT-CCD を搭載した従来の電子カメラの撮像シーケンスの概念図を図12に示す。図12を参照するとわかるように、これもまた、シャッタレリーズボタンが押圧された時点からCCD の露光まで最大で約33.2msかかる。この場合も、シャッタレリーズボタンが押圧された時点の被写体の状態を正確に撮影することができず、その遅延時間が問題であった。またいずれの電子カメラも、撮影時以外のスタンバイ状態において、その装置全体またはそのCCD を少なくとも通常の標準速度で駆動しているために、消費電力が多いという問題もあった。
【０００６】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、撮影の開始を示す外部刺激信号を受けた時に、遅延なく特に移動する被写体を撮影しその被写体の静止画像の映像信号を得ることができ、またスタンバイ時には消費電力を少なくできる電子カメラを用いた撮影システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、被写体の撮影を行なって、撮影による被写体の映像信号を蓄積する電子カメラを用いた撮影システムにおいて、このシステムは、電子シャッタを開放状態にして露光し、この露光による露光時間に基づく撮影による被写体に応じた電荷を蓄積するセルアレイと、セルアレイから転送されてくる電荷を蓄積する第１の垂直CCD レジスタと、第１の垂直CCD レジスタから転送されてくる電荷を蓄積する水平CCD レジスタと、第１の垂直CCD レジスタに蓄積されている電荷を掃き出すドレイン部とを含む撮像手段と、同期信号を生成するとともに、第１の駆動信号、低速垂直駆動信号、標準垂直駆動信号および標準水平駆動信号を生成して撮像手段に出力する第１の信号発生手段と、第２、第３の駆動信号、第１の高速垂直駆動信号および高速水平駆動信号を生成して撮像手段に出力する第２の信号発生手段と、外部刺激信号を入力する入力端子を有し、外部刺激信号に応動して第１および第２の信号発生手段を制御し、同期信号を受けこの信号を所定個数計数する度に第１の信号発生手段を制御する制御手段とを有し、この制御手段は、外部刺激信号を受けた時に、まず第２の信号発生手段を制御して、撮像手段に第２の駆動信号を供給させて電子シャッタを開放状態にし露光を開始して被写体の撮影を行なわせるとともに、セルアレイに蓄積されている不要電荷を第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて第１の垂直CCD レジスタに第１の高速垂直駆動信号を供給させて不要電荷を水平CCD レジスタに転送させ、続いて水平CCD レジスタに高速水平駆動信号を供給させて不要電荷を掃き出させ、続いて第３の駆動信号を供給させて電子シャッタを閉状態にして露光を終了させるとともに、セルアレイに蓄積された被写体の撮影による信号電荷を第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて次に第１の信号発生手段を制御して、第１の垂直CCD レジスタに標準垂直駆動信号を供給させて信号電荷を水平CCD レジスタに転送させ、続いて水平CCD レジスタに標準水平駆動信号を供給させて信号電荷を出力させ、また同期信号を所定個数計数する度に、第１の信号発生手段に制御して撮像手段に第１の駆動信号を供給させてセルアレイに蓄積されている不要電荷を第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて第１の垂直CCD レジスタに低速垂直駆動信号を供給させて不要電荷をドレイン部に掃き出させることを特徴とする。
【０００８】
また、このシステムは、電子シャッタを開放状態にして露光し、この露光による露光時間に基づく撮影による被写体に応じた電荷を蓄積するセルアレイと、セルアレイから転送されてくる電荷を蓄積する第１の垂直CCD レジスタと、第１の垂直CCD レジスタから転送されてくる電荷を蓄積する第２の垂直CCD レジスタと、第２の垂直CCD レジスタから転送されてくる電荷を蓄積する水平CCD レジスタと、少なくとも第１の垂直CCD レジスタに蓄積されている電荷を掃き出すドレイン部とを含む撮像手段と、同期信号を生成するとともに、第１の駆動信号、低速垂直駆動信号、標準垂直駆動信号、標準水平駆動信号および第１の高速垂直駆動信号を生成して撮像手段に出力する第１の信号発生手段と、第２、第３の駆動信号、第２、第３の高速垂直駆動信号および高速水平駆動信号を生成して撮像手段に出力する第２の信号発生手段と、外部刺激信号を入力する入力端子を有し、外部刺激信号に応動して第１および第２の信号発生手段を制御し、同期信号を受けこの信号を所定個数計数する度に第１の信号発生手段を制御する制御手段とを有し、この制御手段は、外部刺激信号を受けた時に、まず第２の信号発生手段を制御して、撮像手段に第２の駆動信号を供給させて電子シャッタを開放状態にし露光を開始して被写体の撮影を行なわせるとともに、セルアレイに蓄積されている不要電荷を第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて第１の垂直CCD レジスタに第２の高速垂直駆動信号を供給させて不要電荷を第２の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて第２の垂直CCD レジスタに第３の高速垂直駆動信号を供給させて不要電荷を水平CCD レジスタに転送させ、続いて水平CCD レジスタに高速水平駆動信号を供給させて不要電荷を掃き出させ、続いて第３の駆動信号を供給させて電子シャッタを閉状態にして露光を終了させるとともに、セルアレイに蓄積された被写体の撮影による信号電荷を第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて次に第１の信号発生手段を制御して、第１の垂直CCD レジスタに第１の高速垂直駆動信号を供給させて信号電荷を第２の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて第２の垂直CCD レジスタに標準垂直駆動信号を供給させて信号電荷を水平CCD レジスタに転送させ、続いて水平CCD レジスタに標準水平駆動信号を供給させて信号電荷を出力させ、また同期信号を所定個数計数する度に、第１の信号発生手段を制御して撮像手段に第１の駆動信号を供給させてセルアレイに蓄積されている不要電荷を第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて第１の垂直CCD レジスタに低速垂直駆動信号を供給させて不要電荷をドレイン部に掃き出させることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による電子カメラを用いた撮影システムの実施例を詳細に説明する。
【００１０】
図２を参照すると、本実施例の撮影システム１は、製造ラインに乗せられて矢印９の方向に移動する製品（被写体）Ｘ等が所定の位置Ｙにある時を検出する位置センサ３と、この位置センサ３からの位置検出信号128 に応動して製品の撮影を行ない、この撮影に基づく映像信号、たとえばNTSC方式の映像信号を出力する電子カメラ５と、この映像信号を受けてその映像を表示するモニタ装置７とから構成されている。この撮影システム１は、電子カメラ５が位置センサ３から送られてくる位置検出信号128 を受け遅延なく製品（被写体）Ｘの撮影を行ない、この撮影による１画面の映像信号の映像をモニタ装置５に表示するものである。
【００１１】
詳細には、電子カメラ５と位置センサ３は、制御線128 で接続されている。制御線128 は位置センサ３の位置検出信号出力端子IOUTと電子カメラ５の位置検出信号入力端子IIN を接続し、位置センサ３からの位置検出信号128 を電子カメラ５に供給する。また電子カメラ５とモニタ装置７は、信号線110 で接続され、電子カメラ５の映像出力端子VOUTからの映像信号をモニタ装置７のビデオ入力端子VIN に供給する。電子カメラ５の詳細を図１の機能ブロック図に示す。
【００１２】
図１を参照すると、この電子カメラ５は、固体撮像素子10、信号処理部12、アナログ・ディジタル(A/D) 変換器14、フレームメモリ16、ディジタル・アナログ(D/A) 変換器18、駆動信号発生回路20、同期信号発生器22、シャッタ信号発生器24、メモリコントローラ26、システムコントローラ28、シャッタレリーズボタン回路30および再生ボタン回路32から構成されている。
【００１３】
固体撮像素子10は本実施例では、IL-CCDおよびFIT-CCD 撮像チップが有利に適用される。図３に、IL-CCD撮像チップの構成を概略的に示す平面図を、また図４に、FIT-CCD 撮像チップの平面図を示す。図５に、図３、４に示した撮像チップの画素部の断面図を示す。図６に、図３、４に示した撮像チップの垂直CCD レジスタ(VCCD)に蓄積されている電荷を標準と同じ方向に転送するタイミングを、また図７に、標準と逆の方向に転送するタイミングを示す。
【００１４】
まず、図３を参照すると、IL-CCD撮像チップは撮像部、読出しレジスタ部および出力部から構成されている。撮像部の光が入射する撮像領域には、多数のホトダイオード(PD)が行列状に配列され、このホトダイオード(PD)の各列に接近して４相駆動埋込み垂直CCD レジスタ(VCCD)が形成されている。ホトダイオード(PD)と垂直CCD レジスタ(VCCD)の間には、トランスファゲート(TG)（図５参照）が設けられている。ホトダイオード(PD)に蓄積された電荷をトランスファゲート(TG)を介してVCCDに転送するときには、VCCDの所定のゲート電極に高いレベルの電圧（フィールドシフト信号）を印加する。読出しレジスタ部は、２相駆動埋込み水平CCD レジスタ(HCCD)からなり、これは上記複数個のVCCDの一端と接続されている。VCCDに転送されてきた電荷をHCCDに転送するときには、VCCDの所定のゲート電極に、たとえば図６に示すような順方向の４相の駆動信号φV1〜φV4を印加する。出力部は、浮遊拡散層増幅器(FDA:floating diffusion amplifier)などからなり、このFDA の入力端は、HCCDの出力端と接続されている。HCCDに転送されてきた電荷をFDA に転送するときには、HCCDの所定のゲート電極に２相の駆動信号φH1A、φH2を印加する。出力部は、HCCDから送られてきた電荷をその出力から出力する。さらに撮像部の上部には、信号電荷以外の電荷を掃き出すドレイン部が設けられており、たとえば図７に示すような逆方向の４相の駆動信号φV1〜φV4をVCCDに印加しVCCDに残存している不要電荷をそのドレイン部から掃き出す。
【００１５】
次に、図４を参照すると、FIT-CCD 撮像チップは基本的には、IL-CCD撮像チップが有する撮像部、読出しレジスタ部、出力部およびドレイン部の他に、蓄積部を有する構成になっている。この蓄積部は、撮像部のVCCDと同じ段数の４相駆動埋込み垂直CCD レジスタ(VCCD)からなり、その入力端は撮像部の複数個のVCCDの一端と接続され、その出力端はHCCDの入力端と接続されている。撮像部のVCCDに転送されてきた電荷を蓄積部のVCCDに転送するときには、撮像部のVCCDの所定のゲート電極に、高速の駆動信号φV1〜φV4を印加する。蓄積部のVCCDに転送されてきた電荷をHCCDに転送するときには、蓄積部のVCCDの所定のゲート電極に、４相の駆動信号φS1〜φS4を印加する。蓄積部のVCCDからHCCDに送られてきた電荷は、IL-CCDと同様に、HCCDの電極に２相の駆動信号φH1A、φH2が印加され出力部に転送され出力される。
【００１６】
続いて図５を参照すると、IL-CCDおよびFIT-CCD の画素部は、ホトダイオード(PD)と、 撮像部のVCCDと、ホトダイオード(PD)から撮像部のVCCDへの電荷の転送および撮像部のVCCDからHCCDへの電荷の転送または撮像部のVCCDから蓄積部のVCCDへの電荷の転送を兼ねた読出し用のトランスファゲートゲート(TG)とから構成されている。また、ブルーミング抑制とスミア低減のために、受光部の深さ方向にnpn 接合からなる縦型オーバフロードレインを形成するとともに、低照度残像をなくすために、ホトダイオード(PD)のｎ層をｐ層で覆ってpnp 構造を形成し、素子全体としてはpnpn構造になっている。
【００１７】
図１に戻って、固体撮像素子10には、上述したCCD 撮像デバイスが用られ、そのデバイスの撮像面（図示せず）には撮像光学系（図示せず）が配設され、撮像光学系の光軸が製造ライン上の所定の位置、本実施例では被写体Ｙの位置に向くように配向され、これに合焦するようにセットされる。固体撮像素子10の駆動入力112、113、114 が駆動信号発生回路20の駆動出力と接続され、その映像信号出力102 が信号処理部12と接続されている。なお、この出力102 は、上述のFDA の出力と接続されている。詳細には、駆動入力112 からは撮像部のVCCDを駆動する垂直駆動信号φV1〜φV4が、駆動入力113 からは蓄積部のVCCDを駆動する垂直駆動信号φS1〜φS4がそれぞれ入力され、また、駆動入力114 からは読出しレジスタ部のHCCDを駆動する水平駆動信号φH1A、φH2が入力される。この固体撮像素子10は、システムコントローラ28から制御線130 を通して送られてくる制御信号により、その駆動入力112、113、114 または112、114 から撮影に関する所定の駆動信号を入力し、その電子シャッタを開閉してそのホトダイオード(PD)に被写体画像に応じた電荷を蓄積し、その蓄積したRGB の電荷に応じたたとえば１フィールドのカラ−映像信号をその出力102 に出力する。
【００１８】
信号処理部12はその入力102 から入力する固体撮像素子10のフイルタ配列に基づくR、G およびB のカラー映像信号を、サンプルホールドして色分離し、色成分信号R、G、B とする色成分信号作成機能および色成分信号R、G、B を輝度信号Ｙおよび色差信号R-Y、B-Y とするマトリックス機能を有する。信号処理部12はまた、たとえば白バランスの調整およびγ補正等の必要な映像信号処理をこれに施す機能を有する。このような処理を行なうための水平および垂直同期信号などを含む制御信号は、同期信号発生器22から制御線116 を介して供給される。信号処理部12からの出力104 はA/D 変換器14に入力される。
【００１９】
A/D 変換器14は、その入力118 から入力するサンプリング信号によりその入力104 から入力するアナログ形式の映像信号をサンプリングし、それをたとえば８ビットの対応するディジタルデータに変換し、その出力106 から出力する信号変換回路である。このAD変換に必要なサンプリング信号などは同期信号発生器22から制御線118 を介して供給される。A/D 変換器14からの出力106 はフレームメモリ16に入力される。
【００２０】
フレームメモリ16は、たとえば１フィールドの映像信号データを一時蓄積する記憶回路であり、これはたとえばRAM などで構成されており、A/D 変換器14からのディジタル化した映像信号データ106 をこれに書き込む。また、蓄積した映像信号データをモニタ装置７へ可視像として表示する速度で読み出して出力108 に出する。このときのデータの書込みおよび読出し用のアドレスやクロックなどを含む制御信号は、メモリコントローラ26から制御線120 を介して受ける。このフレームメモリ16からの出力108 はD/A 変換器18に入力される。
【００２１】
D/A 変換器18は、入力108 からの映像信号データＹ、R-Y、B-Yを対応するアナログ値にて表される映像信号に変換し、さらに、これら変換した映像信号を本実施例では、NTSC方式の映像信号に変換し出力110 に出力する信号変換回路である。このDA変換に必要なサンプリング信号などを含む制御信号は、同期信号発生器22から制御線124 を介して供給される。D/A 変換器18からの出力110 は、モニタ装置７に送られて可視表示される。
【００２２】
図８を参照すると駆動信号発生回路20は、VCCD駆動用の標準駆動回路20a 、低速駆動回路20b 、高速駆動回路20c 、高速駆動回路20h 、フィールドシフト回路20d およびびフィールドシフト回路20e と、HCCD駆動用の標準駆動回路20f および高速駆動回路20g とから構成されている。
【００２３】
標準駆動回路20a は、IL-CCDの撮像部のVCCDを駆動する標準駆動回路20a-1 とFIT-CCD の蓄積部のVCCDを駆動する標準駆動回路20a-2 からなる。標準駆動回路20a-1 は、その制御入力130 からの制御信号に基づいて、ホトダイオード(PD)からトランスファゲート(TG)を介して撮像部のVCCDに転送されてきた電荷を水平走査周期でHCCDに転送するための駆動信号φV1〜φV4を生成する回路であり、この生成した信号をその駆動出力112 から出力する。この例では、上記４つの駆動信号φV1〜φV4が１巡する時間は、水平帰線期間内にあって水平帰線期間よりも短い時間、つまり図6(A)に示す時間t600（標準駆動速度）である。この駆動信号φV1〜φV4は、同期信号発生器22から信号入力132 に入力した各種信号から作られる。また標準駆動回路20a-2 は、その入力130 からの制御信号に基づいて、ホトダイオード(PD)からトランスファゲート(TG)および撮像部のVCCDを介して蓄積部のVCCDに転送されてきた電荷を水平走査周期でHCCDに転送する駆動信号φS1〜φS4を生成する回路であり、この生成した信号をその駆動出力113 から出力する。この場合、４つの駆動信号φS1〜φS4が１巡する時間は、上記時間t600と同じでよい。またこの駆動信号φS1〜φS4も、信号入力132 から入力した各種信号から作られる。これらの信号は撮影を行なっているときに用いられる。
【００２４】
低速駆動回路20b は、ILおよびFIT-CCD の撮像部のVCCDを駆動する低速駆動回路20b-1 とFIT-CCD の蓄積部のVCCDを駆動する低速駆動回路20b-2 からなる。この低速駆動回路20b-1 は、その入力130 からの制御信号に基づいて、ホトダイオード(PD)からトランスファゲート(TG)を介して撮像部のVCCDに移されてきた不要電荷ならびに撮像部のVCCDに残存している残存電荷（スミア電荷）などをドレイン部に掃き出すための上記標準駆動速度より遅い低速の駆動信号φV1〜φV4を生成する回路であり、この生成した信号をその駆動出力112 から出力する。この低速駆動回路20b-1 は、VCCDのそれぞれのゲート電極に、この例では、-10 ボルト(-10 V) のφV1〜φV4信号を印加する回路を有しており、上記駆動信号φV1〜φV4によって不要電荷がドレイン部に掃き出した後に、この-10Vの信号をその駆動出力112 から出力する。この駆動信号φV1〜φV4は、同期信号発生器22から信号入力132 に入力した各種信号から作られる。また、低速駆動回路20b-2 は、その入力130 からの制御信号に基づいて、蓄積部のVCCDに残存している暗電流などの残存電荷をドレイン部に掃き出すための標準駆動速度より遅い低速の駆動信号φS1〜φS4を生成する回路であり、この生成した信号をその駆動出力113 から出力する。この低速駆動回路20b-2 の場合も低速駆動回路20b-1 と同様に、上記駆動信号φS1〜φS4によって不要電荷などをドレイン部に掃き出した後に、-10Vの信号をその駆動出力113 から出力する。またこの駆動信号φS1〜φS4も、信号入力132 から入力した各種信号から作られる。これらの信号は撮影の行なわれていないとき、すなわちスタンバイのときに用いられる。
【００２５】
高速駆動回路20c は、ILおよびFIT-CCD の撮像部のVCCDを駆動する高速駆動回路20c-1 とFIT-CCD の蓄積部のVCCDを駆動する高速駆動回路20c-2 からなる。高速駆動回路20c-1 は、その入力130 からの制御信号に基づいて、ホトダイオード(PD)からトランスファゲート(TG)を介して撮像部のVCCDに移されてきた不要電荷ならびに撮像部のVCCDに残存している残存電荷（スミア電荷）などをIL-CCDのHCCDまたはFIT-CCD の蓄積部のVCCDに転送掃き出すための標準駆動速度より速い高速の駆動信号φV1〜φV4を生成する回路であり、この生成した信号φV1〜φV4を駆動出力112 から出力する。この駆動信号φV1〜φV4は、シャッタ信号発生器24から信号入力138 に入力した各種信号から作られる。また、高速駆動回路22c-2 は、その入力130 からの制御信号に基づいて、FIT-CCD の撮像部のVCCDから高速で送られてきた不要電荷をそのHCCDに掃き出すための標準駆動速度より速い高速の駆動信号φS1〜φS4を生成する回路であり、この生成した信号をその駆動出力113 から出力する。この駆動信号φS1〜φS4はシャッタ信号発生器24から信号入力138 を介して入力される各種信号から作られる。これらの信号は撮影を行なっているときに用いられる。
【００２６】
フィールドシフト回路20d は、その入力130 からの制御信号に基づいて、この例ではスタンバイ時に５フィールド周期でフィールドシフト信号を生成する回路であり、この生成したフィールドシフト信号φV1、 φV3を駆動出力112 から出力する。またフィールドシフト回路20d は、フィールドシフト信号φV1、 φV3を送出している期間、この例では駆動信号φV2、 φV4を受ける撮像部のVCCDのゲート電極に対し-10Vを印加する回路を有し、この-10Vも同時にその駆動出力112 から出力する。この駆動信号φV1〜φV4は同期信号発生器22から信号入力132 を介して入力される各種信号から作られる。上記信号はスタンバイ時に、ホトダイオード(PD)から撮像部のVCCDに不要電荷を転送する際に用いる。
【００２７】
フィールドシフト回路20e は、その入力130 からの制御信号に基づいて、この例では、撮影時にホトダイオード(PD)に蓄積された不要電荷をトランスファゲート(TG)を介して撮像部のVCCDに転送するためのフィールドシフト信号φV1、 φV3と、露光時間（シャッタ時間またはシャッタ速度）が経過した後にホトダイオード(PD)に蓄積された信号電荷をトランスファゲート(TG)を介して撮像部のVCCDに転送するためのフィールドシフト信号とを生成する回路であり、この生成したフィールドシフト信号φV1、 φV3を駆動出力112 から出力する。このフィールドシフト回路20d は、この例では、フィールドシフト信号φV1、 φV3を出力している期間に、駆動信号φV2、 φV4を受ける撮像部のVCCDのゲート電極に-10Vを印加する回路を有し、この-10Vをその駆動出力112 から出力する。この駆動信号φV1〜φV4はシャッタ信号発生器24から信号入力138 を介して入力する各種信号から作られる。なお、上記露光時間は固体撮像素子10の電子シャッタが開かれている時間である。この例の電子カメラ５では、1/1000、1/500、1/250、1/125、1/60 秒の露光時間が設定可能になっている。
【００２８】
標準駆動回路22f は、その入力130 からの制御信号に基づいて、ホトダイオード(PD)からトランスファゲート(TG)および撮像部のVCCDを介してHCCDに転送されてきた信号電荷、またはホトダイオード(PD)からトランスファゲート(TG)、撮像部のVCCDおよび蓄積部のVCCDを介してHCCDに転送されてきた信号電荷を水平帰線期間を除く水平期間内で出力部に転送するための駆動信号φH1A、φH2を生成する回路であり、この生成した信号をその駆動出力114 から出力する。この場合、上記２つの駆動信号φH1A、φH2が１巡する１サイクルの時間は水平帰線期間を除く水平期間内であって、水平方向に形成されている複数のホトダイオード(PD)に蓄積された信号電荷の全てが出力部される時間である。駆動信号φH1A、φH2は同期信号発生器22から信号入力132 を介して入力される各種信号から作られる。またこれらの信号は撮影を行なっているときに用いられる。
【００２９】
高速駆動回路22g は、その入力130 からの制御信号に基づいて、ホトダイオード(PD)からトランスファゲート(TG)および撮像部のVCCDを介してHCCDに転送されてきた不要電荷、またはホトダイオード(PD)からトランスファゲート(TG)、撮像部のVCCDおよび蓄積部のVCCDを介してHCCDに転送されてきた不要電荷を標準駆動速度φH1A、φH2より速い駆動信号φH1A、φH2を生成する回路であり、生成した信号をその駆動出力114 から出力する。この駆動信号φH1A、φH2は、シャッタ信号発生器24から信号入力138 を介して入力する各種信号から作られる。またこれらの信号は撮影を行なっているときに用いられる。
【００３０】
高速駆動回路20h は、その入力130 からの制御信号に基づいて、ホトダイオード(PD)からトランスファゲート(TG)を介して撮像部のVCCDに移されてきた撮影による信号電荷をFIT-CCD の蓄積部のVCCDに転送するための標準駆動速度より速い高速の駆動信号φV1〜φV4を生成する回路であり、この生成した信号φV1〜φV4を駆動出力112 から出力する。この駆動信号φV1〜φV4は、同期信号発生器22から信号入力132 に入力した各種信号から作られる。
【００３１】
図１に戻って、同期信号発生器22は安定な周波数で自走する基準発振器22b およびラインカウンタ22b などを有し、コントローラ28からの制御信号134 に応動して、駆動信号発生回路20に必要な各種信号を出力132 に、信号処理部12の処理に必要な水平および垂直同期信号などを出力116 に、A/D 変換器14およびD/A 変換器18に必要なサンプリング信号を出力118 および124 に、フレームメモリ16のデータの書込みおよび読出しに必要なサンプリング信号や水平同期信号や垂直同期信号などを出力126 に出力する。この実施例ではとくに、この同期信号発生器22は、ドレイン部に不要電荷を掃き出す際の駆動信号を作るに必要な様々な信号を駆動信号発生回路20に送るとともに、露光時間が経過後、VCCDに転送されてきた信号電荷を、標準速度で読み出す際の駆動信号を作るに必要な様々な信号も駆動信号発生回路20に送る。
【００３２】
シャッタ信号発生器24は安定な周波数で自走する基準発振器24a などを有し、コントローラ28からの制御信号140 に応動して、駆動信号発生回路20に必要な各種信号を出力138 に出力する。この実施例ではとくに、このシャッタ信号発生器24は、露光開始時に電子シャッタを開くフィールドシフト信号および露光終了時に電子シャッタを閉じるフィールドシフト信号を作るに必要な様々な信号、ならびに露光開始時にホトダイオード(PD)に蓄積されている不要電荷を高速に掃き出す駆動信号を作るに必要な様々な信号を駆動信号発生回路20に送る。
【００３３】
以上の説明からもわかるように、同期信号発生器22とシャッタ信号発生器24は独自に基準発振器を有している。したがって、信号発生器22が出力する信号と信号発生器24が出力する信号は非同期の関係にある。また、このように非同期の関係にあるから、この実施例では、信号発生器22の垂直同期信号と同期を取らずにすぐに撮影を開始することができる。なお、この垂直同期信号に同期を取らないのであれば、シャッタ信号発生器24は基準発振器として同期信号発生器22の基準発振器22b の信号を用いてよい。
【００３４】
メモリコントローラ26は、その入力126 から各種同期信号を受けて、フレームメモリ16へのデータの書込みおよび同フレームメモリ16からのデータの読出し制御に必要な様々なタイミング信号、たとえば書込み読出しアドレス、書込みイネーブル、チップセレクトおよびクロックなどをその出力120 に出力する制御回路である。メモリコントローラ26は、メモリ16への書込みおよび読出しを行なうときのライン数をカウントするアドレスカウンタ回路26a を有する。このアドレスカウンタ回路26a は、固体撮像素子10から映像信号を読み出す場合と同じライン数を数える263 進カウンタでよい。書込みまたは読出し制御は、コントローラ28から制御線144 を介して送られてくる制御信号に基づいて行なわれる。
【００３５】
図１に示すように、電子カメラ５は、シャッタレリーズボタン回路30および再生ボタン回路32を有する。シャッタレリーズボタン回路30は、図示しないシャッタレリーズボタンを押圧すると、撮影開始信号をその出力146 に出力する回路である。これは、カメラ単体で撮影を行なう場合に用いられる。シャッタレリーズボタンが押圧されると、被写体の撮影が行なわれ、その被写体の１画面の映像信号データがフレームメモリ16に蓄積される。また、再生ボタン回路32は、図示しない再生ボタンを押圧すると、再生開始信号をその出力148 に出力する回路である。再生ボタンを押圧すると、フレームメモリ16に蓄積されている１画面の映像信号データが読み出され、その映像信号の映像がモニタ装置７に表示される。
【００３６】
システムコントローラ28は、位置センサ３からの位置検出信号128 、またはレリーズボタン回路30からの撮影開始信号146 に応動して、本装置の撮影動作を制御する制御機能を含む。位置検出信号128 または撮影開始信号146 を受けた場合に、コントローラ28はとくに、撮影に必要な様々な制御信号をその制御出力130、134、140、144 に出力する。これにより、露光開始または終了時にはフィールドシフト回路20e からフィールドシフト信号112 を出力させ、不要電荷掃き出し時には高速駆動回路20c から高速の駆動信号112 または112、113 を、また高速駆動回路20g から高速の駆動信号114 を出力され、撮影による信号電荷の通常読み出し時には標準駆動回路20a から駆動信号112 または113 を、また高速駆動回路20h から高速の駆動信号112 を、また標準駆動回路20f から駆動信号114 を出力させる。なお、位置検出信号128 または撮影開始信号146 を受けた時に、コントローラ28は、フィールドシフト回路20e から露光開始のフィールドシフト信号112 を出力させる。またなお、このコントローラ28は、シャッタ信号発生器24から制御線140 を介して送られてくる高速のクロック信号を受け、これにより自動あるいは手動で設定されている露光時間が経過したかを検出する機能を有し、露光時間の経過を検出した時に、フィールドシフト回路20e から露光終了のフィールドシフト信号112 を出力させる。これに続いてさらに、コントローラ28は、撮影による１フィールドの映像信号データをフレームメモリ16に書き込ませるために、同期信号発生器22およびメモリコントローラ26から制御信号を出力させる。
【００３７】
上記撮影以外の期間では、このコントローラ28はとくに、同期信号発生器22から制御線136 を介して送られてくる垂直同期信号が５フィールド経過したかを検出し、５フィールド経過した場合に、固体撮像素子10のドレイン部に不要な電荷を掃き出させ、ピニング状態あるいはスタンバイ状態にさせるための制御信号をその制御出力130、134 に出力させる機能を含む。不要電荷を掃き出す時にはフィールドシフト回路20d からフィールドシフト信号112 を、低速駆動回路20b から低速の駆動信号112 または112、113 を出力させる。
【００３８】
コントローラ28はまた、再生開始信号148 に応動して、本装置の再生動作を制御する制御機能を含む。再生開始信号148 を受けた場合に、コントローラ28はとくに、再生に必要な様々な制御信号をその制御出力134、144 から出力する。これにより、蓄積されている１フィールドの映像信号データをフレームメモリ16から読み出させ、この読み出した映像信号データをモニタ装置７で再生させるために同期信号発生器22およびメモリコントローラ26から制御信号を出力させる。
【００３９】
なお、このように撮影のないときは、このコントローラ28は、５フィールド間隔で固体撮像素子10のみを低速駆動しているのでカメラ５の消費電力を少なくすることができる。
【００４０】
次に、図10のフローチャートにより、図２のシステムの動作、とくに図１に示す電子カメラ５の動作を説明する。
【００４１】
撮影システム１の各装置の電源がステップA1でオンにされると、ステップA2に進み、電子カメラ５ではコントローラ28によりシステムのスタンバイ( 図9(g)の900)が行なわれる。
【００４２】
続いて、ステップA3に進み、コントローラ28は固体撮像素子10のピニング動作を行なう。ピニング動作においては、まず、コントローラ28は、駆動信号発生回路20および同期信号発生器22を制御して、駆動信号発生回路20のフィールドシフト回路20d から撮像部のVCCDに図9(c)、(e)の左側に示す901、902 のタイミングでフィールドシフト信号φV1、 φV3を送る。これにより、ホトダイオード(PD)に蓄積されていた不要電荷は撮像部のVCCDに送られる。引き続きコントローラ28は、低速駆動回路20b を制御して、ILおよびFIT-CCD の撮像部のVCCDとFIT-CCD の蓄積部のVCCDに図9(c)〜(f) の左側に示す903 〜906 のタイミングで低速駆動信号φV1〜φV4を送る。これによりホトダイオード(PD)から撮像部のVCCDに送られてきた不要電荷、撮像部および蓄積部のVCCDに残存していた残存電荷はドレイン部に掃き出される。ドレイン部に掃き出したらすぐにコントローラ28は、VCCDをスタンバイ状態に保つため、低速駆動回路20b を制御して、低速駆動信号φV1〜φV4を-10Vに固定する。
【００４３】
ステップA3に続いて、ステップA4が行なわれる。すなわち、位置センサ３からの位置検出信号128 がオンされているか否かがコントローラ28によって判定される。位置検出信号128 がオン（図9(b)の907)していないときは、NOの矢印にしたがってステップA5に進み、フィールドシフト信号の901、902 の時点から５フィールドが経過しているか否かが同期信号発生器22からの情報によりコントローラ28によって判定される。５フィールド経過していないと判定した場合は、NOの矢印にしたがってステップA4を繰り返す。また５フィールド経過したと判定した場合は、YES の矢印にしたがってステップA3に戻る。なお、本実施例では、間隔を５フィールドとしたが固体撮像素子10の特性によっては、５フィールドとしなくてよい。
【００４４】
位置検出信号128 がオン（図9(b)の908)していれば、YES の矢印にしたがってステップA6に進み、本撮影を行なう。本撮影においては、まずコントローラ28はこのシステムをオン( 図9(g)の909)とするとともに、駆動信号発生回路20およびシャッタ信号発生器24を制御して、駆動信号発生回路20のフィールドシフト回路20e から撮像部のVCCDに図9(c)、(e)の中ほどに示す910、911 のタイミングでフィールドシフト信号φV1、 φV3を送る。これによりホトダイオード(PD)に蓄積されていた不要電荷が撮像部のVCCDに送られるとともに、このホトダイオード(PD)に新たに被写体による画像電荷の蓄積が開始される。引き続き、コントローラ28は高速駆動回路20c を制御し、ILおよびFIT-CCD の撮像部のVCCDとFIT-CCD の蓄積部のVCCDに図9(c)〜(f) の中ほどに示す912 〜915 のタイミングで高速駆動信号φV1〜φV4と、同図に示されないφS1〜φS4を送る。これによりホトダイオード(PD)から撮像部のVCCDに送られてきた不要電荷、撮像部および蓄積部のVCCDに残存していた残存電荷がHCCDに高速に転送される。
【００４５】
続いてコントローラ28は、高速駆動回路20g を制御して、HCCDに図9(i)の中ほどに示す916 のタイミングで高速駆動信号φH1A 〜φH2を送る。これによりHCCDに行単位に送られてきた不要電荷は、出力部に高速に転送され掃き出される。この掃き出し時間は、たとえばこの電子カメラ５が1/1000秒(1msec) より長いシャッタ時間を備えているものであるから、1msec 以下であればよい。掃き出したらすぐにコントローラ28は、VCCDのゲート電極を低レベルの電圧に固定するために高速駆動回路20g を制御して、高速駆動信号φV1〜φV4、 φS1〜φS4を-10Vにする。なお、コントローラ28によるシステムのオフは、後述するステップA10 の動作の完了時点でよい。また、システムがオンのときは、コントローラ28は、ステップA3およびA5による５フィールド間隔の不要電荷の掃き出しを行なわないように各部を制御する。また５フィールド間隔の不要電荷の掃き出しのタイミングと撮影タイミングが重なった場合には、コントローラ28は５フィールド間隔の不要電荷の掃き出しの動作を停止し、ただちに撮影動作を行なうように制御する。
【００４６】
続いて、ステップA7に進み、露光が完了したか否かを判定する。露光が完了していないときはNOの矢印にしたがってステップA6を繰り返す。露光が完了した時は、YES の矢印にしたがってステップA8に進み、ホトダイオード(PD)に蓄積された被写体の画像電荷の読み出しを行なう。読み出す際に、コントローラ28は、駆動信号発生回路20およびシャッタ信号発生器24を制御して、駆動信号発生回路20のフィールドシフト回路20e から撮像部のVCCDに図9(c)、(e)の中ほどに示す917、918 のタイミングでフィールドシフト信号φV1、 φV3を送る。以上の説明からわかるように、撮影開始時のフィールドシフト信号910、911 から露光完了により読み出す時のフィールドシフト信号917、918 までの時間が露光時間（電子シャッタ時間）であり、これが電子カメラ５によって設定されるシャッタ時間である。
【００４７】
ステップA8に続いて、ステップA9が行なわれる。すなわち、コントローラ28は固体撮像素子10から通常読み出しを行なう。通常読み出しにおいては、まずコントローラ28は、駆動信号発生回路20および同期信号発生器22を制御し、駆動信号発生回路20の標準駆動回路20a から撮像部のVCCDに図9(c)〜(e) の中ほど右側に示す919 〜922 のタイミングで標準駆動信号φV1〜φV4（IL-CCDの場合）を、また標準駆動信号φS1〜φS4（FIT-CCD の場合）を送る。これによりホトダイオード(PD)に蓄積された画像電荷がHCCDに送られる。続いてコントローラ28は、標準駆動回路20f を制御し、HCCDに図9(i)の中ほど右側に示す923 のタイミングで標準駆動信号φH1A 〜φH2を送る。これによりHCCDに行単位に送られてきた撮影による画像電荷は、出力部に標準の速度で転送され出力される。
【００４８】
ステップA9と並行してステップA10 では、このようにして得られた画像信号の記録を行なう。コントローラ28の制御の下に、固体撮像素子10から読み出されたRGB の画像信号は信号処理部部12により画像信号データＹ、R-Y、B-Yに変換されてフレームメモリ16に蓄積される。なお、コントローラ28は、通常読み出し開始でオンとなり、蓄積終了でオフとなる制御信号（図9(h)を参照）を制御対象の各部に出力する。なお、この画像信号の記録は、アナログ信号で磁気的に行なってもよく、ディジタル信号の電気的記憶で行なってもよい。矢印にしたがってステップA11 に進む。
【００４９】
ステップA11 では、再生ボタンがオンされたかどうかが判定される。再生ボタンがオンされていないときは、NOの矢印にしたがってステップA11 を繰り返す。再生ボタンがオンしていれば、YES の矢印にしたがってステップA12 に進み、再生動作を開始する。この再生動作について説明すると、フレームメモリ16に記憶された信号はメモリコントローラ24からの読み出し制御信号によって読み出されD/A 変換器18に入力される。D/A 変換器18に入力された信号は、アナログのNTSC方式の映像信号に変換され、その出力110 がモニタ装置20に出力される。これによりモニタ装置20には、撮影された被写体Ｙを表わす映像信号の映像が映出される。
【００５０】
このように、本実施例では、コントローラ28が位置検出信号128 またはシャッタレリーズ信号146 を受信していないとき、つまり撮影が行なわれていないときは、コントローラ28は固体撮像素子10を５フィールド間隔で低速駆動させ、そのホトダイオード(PD)に蓄積されている不要な電荷およびそのVCCDに残存している残存電荷を掃き出させている。このような駆動は、カメラ５の消費電力を少なくさせることができる。また、位置検出信号128 またはシャッタレリーズ信号146 を受信したとき、つまり撮影が行なわれたときは、コントローラ28はその受信に応動して同期信号発生器22の垂直同期信号に同期させずにすぐに垂直同期信号より高速のクロック信号に基づいて固体撮像素子10の電子シャッタを開かせ、不要電荷を掃き出させるとともに、被写体の画像電荷の蓄積を開始させる。続いてコントローラ28は、上記高速のクロック信号に基づいてシャッタ時間を計数し、その時間に基づいて固体撮像素子10の電子シャッタを閉じて固体撮像素子10の撮像部のVCCDに画像電荷を転送させる。さらにコントローラ28は撮像部のVCCDに転送されてきた画像電荷を同期信号発生器22の垂直同期信号に同期させて読み出し、その読み出した画像電荷に基づく１フィールドの映像信号データをフレームメモリ16に蓄積させる。再生ボタンが押圧されるコントローラ28はすぐに、同期信号発生器22の垂直同期信号に同期させてフレームメモリ16に蓄積した１フィールドの映像信号データを読み出させ、そのデータの映像をモニタ装置７に表示させる。このように構成すれば、位置検出信号128 またはシャッタレリーズ信号146 を受信した時に遅延なしに被写体の撮影を行なわせることができる。また、撮影の行なわれていないときは、固体撮像素子10を逆相に低速駆動するだけなので消費電力を少なくさせることができる。
【００５１】
なお、固体撮像素子10およびモニタ装置７としては、NTSC方式に限定されることはなく、たとえばPAL、SECAM およびハイビジョンなどの他の方式でもよい。位置センサ３は、光、音および圧力などのセンサを用いたものでよく、被写体の位置が検出されるものであればよい。本実施例では、電子カメラ５とモニタ装置７と位置センサ３とを別々にした構成の撮影システムとしたが、電子カメラ５とモニタ装置７とを一つにした構成でも、位置センサ３と電子カメラ５とを一つにした構成でも、それら３つを一つに構成したものでもよい。このシステムをたとえば防犯用の監視システムなどに適用してもよい。
【００５２】
【発明の効果】
本発明による電子カメラを用いた撮影システムよれば、制御手段は、同期信号を所定個数計数する度に、第１の信号発生手段を制御して撮像手段に第１の駆動信号を供給させてそのセルアレイに蓄積されている不要電荷を第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いてその第１の垂直CCD レジスタに低速垂直駆動信号を供給させて不要電荷をドレイン部に掃き出させてピニング状態にさせることができる。つまりこのシステムをスタンバイ状態にさせ、撮影のできる状態にさせることができる。
【００５３】
制御手段はまた、この状態において、撮影開始の外部刺激信号を受けると、すぐに第２の信号発生手段を制御して、撮像手段に第２の駆動信号を供給させて電子シャッタを開放状態にし露光を開始して被写体の撮影を行なわせるとともに、セルアレイに蓄積されている不要電荷を第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて第１の垂直CCD レジスタに第１あるいは第２の高速垂直駆動信号を供給させて不要電荷を水平CCD レジスタあるいは第２の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて第２の垂直CCD レジスタに第３の高速垂直駆動信号を供給させて不要電荷を水平CCD レジスタに転送させ、続いて水平CCD レジスタに高速水平駆動信号を供給させて不要電荷を掃き出させ、続いて第３の駆動信号を供給させて電子シャッタを閉状態にして露光を終了させるとともに、セルアレイに蓄積された被写体の撮影による信号電荷を第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて次に第１の信号発生手段を制御して、第１の垂直CCD レジスタに標準垂直駆動信号あるいは第１の高速垂直駆動信号を供給させて信号電荷を水平CCD レジスタあるいは第２の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて第２の垂直CCD レジスタに標準垂直駆動信号を供給させて信号電荷を水平CCD レジスタに転送させ、続いて水平CCD レジスタに標準水平駆動信号を供給させて信号電荷を出力させることができる。
【００５４】
以上からわかるように、このシステムの制御手段は、同期信号を所定個数計数する度に第１の信号発生手段を制御して撮影のできるスタンバイ状態にさせ、この状態で撮影開始の外部刺激信号を受けると第２の信号発生手段を制御して不要電荷を掃き出させるとともに、遅延なく効果的に被写体の撮影を行なわせることができる。また、この撮影によりセルアレイから転送されてきた被写体に応じた映像信号を第１の信号発生手段の同期信号に同期させて効果的に読み出すことができる。また、この制御手段は、同期信号が所定個数計数する度に撮像手段のみを第１の駆動信号と低速垂直駆動信号で駆動する構成になっているから、スタンバイ時の消費電力を効果的に少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２に示す実施例の撮像システムの電子カメラの具体的構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明による電子カメラを用いた撮像システムの一実施例の接続関係を示すブロック図である。
【図３】図１に示す実施例のIL-CCD撮像チップによる固体撮像素子の具体的構成を示す平面図である。
【図４】図１に示す実施例のFIT-CCD 撮像チップによる固体撮像素子の具体的構成を示す平面図である。
【図５】図３および４に示す実施例のIL-CCDおよびFIT-CCD 撮像チップの画素部の断面図である。
【図６】図３および４に示す実施例のIL-CCDおよびFIT-CCD 撮像チップの順方向転送における各部に現われる信号波形の例を示すタイムチャートである。
【図７】図３および４に示す実施例のIL-CCDおよびFIT-CCD 撮像チップの逆方向転送における各部に現われる信号波形の例を示すタイムチャートである。
【図８】図１に示す実施例の電子カメラの駆動信号発生回路の具体的構成を示す機能ブロック図である。
【図９】図２に示す実施例の撮像システムの各部に現れる信号波形の例を示すタイムチャートである。
【図１０】図２に示す実施例の撮像システムの動作を示すフローチャートである。
【図１１】 IL-CCDを搭載した従来の電子カメラの撮像シーケンスの概念図である。
【図１２】 FIT-CCD を搭載した従来の電子カメラの撮像シーケンスの概念図である。
【符号の説明】
3 位置センサ
5 電子カメラ
7 モニタ装置
10 固体撮像素子
12 信号処理部
14 A/D 変換器
16 フレームメモリ
18 D/A 変換器
20 駆動信号発生回路
22 同期信号発生器
24 シャッタ信号発生器
26 メモリコントローラ
28 システムコントローラ
30 シャッタレリーズボタン回路
30 再生ボタン回路
【発明の属する技術分野】
本発明は電子カメラを用いた撮影システムに関し、とくにたとえば移動する被写体の撮影に好適な電子カメラを用いた撮影システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の銀塩カメラは、高速度の機械・光学シャッタを有し、このシャッタを高速に開閉することで高速に移動する被写体の撮影を可能にしている。また、従来の電子カメラは、その全体がたとえばNTSC方式のレート、つまり16.6ms周期の垂直同期信号で制御されている。そのため、このカメラのシャッタレリーズボタンが押圧された場合に、その押圧によるシャッタレリーズ信号のタイミングですぐにこのカメラの固体撮像素子、たとえば電荷結合デバイス(CCD) を露光することができず、このシャッタレリーズ信号を内部の垂直同期信号で同期を取り直し、この取り直したタイミングでCCD の露光を行なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の銀塩カメラにおける機械・光学シャッタでは、シャッタレリーズボタンが押圧されてからそのシャッタが全開するまで、ある程度の時間がかかる。したがって、シャッタレリーズボタンが押圧された時点の被写体の状態を正確に撮影することができず、その遅延時間が問題であった。
【０００４】
また従来の電子カメラのCCD がインタライン転送CCD(IL-CCD) である場合、そのCCD の垂直転送部(VCCD)を介して不要電荷を掃き出す場合には前の有効な信号電荷がそこに残っていないことが必要になる。前の信号が残っていない条件は、IL-CCDでは垂直同期信号に同期したブランキング信号の垂直ブランキング期間だけなので、この期間に掃出し用のフィールドパルスが入っていればよい。すなわちシャッタ時間は垂直ブランキング期間内に限定される。垂直ブランキング期間は、普通７％なので16.6×0.07=1.16ms となり、掃出しに要する時間が少々必要なので、この時間を引くと1ms (1/1000 秒) 以下の高速シャッタだけが可能である。このような垂直ブランキング期間内でCCD の露光の行なわれるIL-CCDを搭載した従来の電子カメラの撮像シーケンスの概念を図11に示す。図11を参照するとわかるように、シャッタレリーズボタンが押圧された時点からCCD の露光まで最大で約16.6msかかる。したがってこれも、シャッタレリーズボタンが押圧された時点の被写体の状態を正確に撮影することができず、その遅延時間が問題であった。
【０００５】
これ以上に遅いシャッタ時間を必要とする場合には他に蓄積部をもつ、フレームインタライン転送CCD(FIT-CCD)の使用が必要になる。FIT-CCD では感光部の垂直CCD には信号電荷が留まっている時間は短時間であり、ほとんどが空きの状態である。したがってFIT-CCD では、たとえば1/125、1/250 秒という任意の電子シャッタ時間の設定が可能である。このようなFIT-CCD を搭載した従来の電子カメラの撮像シーケンスの概念図を図12に示す。図12を参照するとわかるように、これもまた、シャッタレリーズボタンが押圧された時点からCCD の露光まで最大で約33.2msかかる。この場合も、シャッタレリーズボタンが押圧された時点の被写体の状態を正確に撮影することができず、その遅延時間が問題であった。またいずれの電子カメラも、撮影時以外のスタンバイ状態において、その装置全体またはそのCCD を少なくとも通常の標準速度で駆動しているために、消費電力が多いという問題もあった。
【０００６】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、撮影の開始を示す外部刺激信号を受けた時に、遅延なく特に移動する被写体を撮影しその被写体の静止画像の映像信号を得ることができ、またスタンバイ時には消費電力を少なくできる電子カメラを用いた撮影システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、被写体の撮影を行なって、撮影による被写体の映像信号を蓄積する電子カメラを用いた撮影システムにおいて、このシステムは、電子シャッタを開放状態にして露光し、この露光による露光時間に基づく撮影による被写体に応じた電荷を蓄積するセルアレイと、セルアレイから転送されてくる電荷を蓄積する第１の垂直CCD レジスタと、第１の垂直CCD レジスタから転送されてくる電荷を蓄積する水平CCD レジスタと、第１の垂直CCD レジスタに蓄積されている電荷を掃き出すドレイン部とを含む撮像手段と、同期信号を生成するとともに、第１の駆動信号、低速垂直駆動信号、標準垂直駆動信号および標準水平駆動信号を生成して撮像手段に出力する第１の信号発生手段と、第２、第３の駆動信号、第１の高速垂直駆動信号および高速水平駆動信号を生成して撮像手段に出力する第２の信号発生手段と、外部刺激信号を入力する入力端子を有し、外部刺激信号に応動して第１および第２の信号発生手段を制御し、同期信号を受けこの信号を所定個数計数する度に第１の信号発生手段を制御する制御手段とを有し、この制御手段は、外部刺激信号を受けた時に、まず第２の信号発生手段を制御して、撮像手段に第２の駆動信号を供給させて電子シャッタを開放状態にし露光を開始して被写体の撮影を行なわせるとともに、セルアレイに蓄積されている不要電荷を第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて第１の垂直CCD レジスタに第１の高速垂直駆動信号を供給させて不要電荷を水平CCD レジスタに転送させ、続いて水平CCD レジスタに高速水平駆動信号を供給させて不要電荷を掃き出させ、続いて第３の駆動信号を供給させて電子シャッタを閉状態にして露光を終了させるとともに、セルアレイに蓄積された被写体の撮影による信号電荷を第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて次に第１の信号発生手段を制御して、第１の垂直CCD レジスタに標準垂直駆動信号を供給させて信号電荷を水平CCD レジスタに転送させ、続いて水平CCD レジスタに標準水平駆動信号を供給させて信号電荷を出力させ、また同期信号を所定個数計数する度に、第１の信号発生手段に制御して撮像手段に第１の駆動信号を供給させてセルアレイに蓄積されている不要電荷を第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて第１の垂直CCD レジスタに低速垂直駆動信号を供給させて不要電荷をドレイン部に掃き出させることを特徴とする。
【０００８】
また、このシステムは、電子シャッタを開放状態にして露光し、この露光による露光時間に基づく撮影による被写体に応じた電荷を蓄積するセルアレイと、セルアレイから転送されてくる電荷を蓄積する第１の垂直CCD レジスタと、第１の垂直CCD レジスタから転送されてくる電荷を蓄積する第２の垂直CCD レジスタと、第２の垂直CCD レジスタから転送されてくる電荷を蓄積する水平CCD レジスタと、少なくとも第１の垂直CCD レジスタに蓄積されている電荷を掃き出すドレイン部とを含む撮像手段と、同期信号を生成するとともに、第１の駆動信号、低速垂直駆動信号、標準垂直駆動信号、標準水平駆動信号および第１の高速垂直駆動信号を生成して撮像手段に出力する第１の信号発生手段と、第２、第３の駆動信号、第２、第３の高速垂直駆動信号および高速水平駆動信号を生成して撮像手段に出力する第２の信号発生手段と、外部刺激信号を入力する入力端子を有し、外部刺激信号に応動して第１および第２の信号発生手段を制御し、同期信号を受けこの信号を所定個数計数する度に第１の信号発生手段を制御する制御手段とを有し、この制御手段は、外部刺激信号を受けた時に、まず第２の信号発生手段を制御して、撮像手段に第２の駆動信号を供給させて電子シャッタを開放状態にし露光を開始して被写体の撮影を行なわせるとともに、セルアレイに蓄積されている不要電荷を第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて第１の垂直CCD レジスタに第２の高速垂直駆動信号を供給させて不要電荷を第２の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて第２の垂直CCD レジスタに第３の高速垂直駆動信号を供給させて不要電荷を水平CCD レジスタに転送させ、続いて水平CCD レジスタに高速水平駆動信号を供給させて不要電荷を掃き出させ、続いて第３の駆動信号を供給させて電子シャッタを閉状態にして露光を終了させるとともに、セルアレイに蓄積された被写体の撮影による信号電荷を第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて次に第１の信号発生手段を制御して、第１の垂直CCD レジスタに第１の高速垂直駆動信号を供給させて信号電荷を第２の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて第２の垂直CCD レジスタに標準垂直駆動信号を供給させて信号電荷を水平CCD レジスタに転送させ、続いて水平CCD レジスタに標準水平駆動信号を供給させて信号電荷を出力させ、また同期信号を所定個数計数する度に、第１の信号発生手段を制御して撮像手段に第１の駆動信号を供給させてセルアレイに蓄積されている不要電荷を第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて第１の垂直CCD レジスタに低速垂直駆動信号を供給させて不要電荷をドレイン部に掃き出させることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による電子カメラを用いた撮影システムの実施例を詳細に説明する。
【００１０】
図２を参照すると、本実施例の撮影システム１は、製造ラインに乗せられて矢印９の方向に移動する製品（被写体）Ｘ等が所定の位置Ｙにある時を検出する位置センサ３と、この位置センサ３からの位置検出信号128 に応動して製品の撮影を行ない、この撮影に基づく映像信号、たとえばNTSC方式の映像信号を出力する電子カメラ５と、この映像信号を受けてその映像を表示するモニタ装置７とから構成されている。この撮影システム１は、電子カメラ５が位置センサ３から送られてくる位置検出信号128 を受け遅延なく製品（被写体）Ｘの撮影を行ない、この撮影による１画面の映像信号の映像をモニタ装置５に表示するものである。
【００１１】
詳細には、電子カメラ５と位置センサ３は、制御線128 で接続されている。制御線128 は位置センサ３の位置検出信号出力端子IOUTと電子カメラ５の位置検出信号入力端子IIN を接続し、位置センサ３からの位置検出信号128 を電子カメラ５に供給する。また電子カメラ５とモニタ装置７は、信号線110 で接続され、電子カメラ５の映像出力端子VOUTからの映像信号をモニタ装置７のビデオ入力端子VIN に供給する。電子カメラ５の詳細を図１の機能ブロック図に示す。
【００１２】
図１を参照すると、この電子カメラ５は、固体撮像素子10、信号処理部12、アナログ・ディジタル(A/D) 変換器14、フレームメモリ16、ディジタル・アナログ(D/A) 変換器18、駆動信号発生回路20、同期信号発生器22、シャッタ信号発生器24、メモリコントローラ26、システムコントローラ28、シャッタレリーズボタン回路30および再生ボタン回路32から構成されている。
【００１３】
固体撮像素子10は本実施例では、IL-CCDおよびFIT-CCD 撮像チップが有利に適用される。図３に、IL-CCD撮像チップの構成を概略的に示す平面図を、また図４に、FIT-CCD 撮像チップの平面図を示す。図５に、図３、４に示した撮像チップの画素部の断面図を示す。図６に、図３、４に示した撮像チップの垂直CCD レジスタ(VCCD)に蓄積されている電荷を標準と同じ方向に転送するタイミングを、また図７に、標準と逆の方向に転送するタイミングを示す。
【００１４】
まず、図３を参照すると、IL-CCD撮像チップは撮像部、読出しレジスタ部および出力部から構成されている。撮像部の光が入射する撮像領域には、多数のホトダイオード(PD)が行列状に配列され、このホトダイオード(PD)の各列に接近して４相駆動埋込み垂直CCD レジスタ(VCCD)が形成されている。ホトダイオード(PD)と垂直CCD レジスタ(VCCD)の間には、トランスファゲート(TG)（図５参照）が設けられている。ホトダイオード(PD)に蓄積された電荷をトランスファゲート(TG)を介してVCCDに転送するときには、VCCDの所定のゲート電極に高いレベルの電圧（フィールドシフト信号）を印加する。読出しレジスタ部は、２相駆動埋込み水平CCD レジスタ(HCCD)からなり、これは上記複数個のVCCDの一端と接続されている。VCCDに転送されてきた電荷をHCCDに転送するときには、VCCDの所定のゲート電極に、たとえば図６に示すような順方向の４相の駆動信号φV1〜φV4を印加する。出力部は、浮遊拡散層増幅器(FDA:floating diffusion amplifier)などからなり、このFDA の入力端は、HCCDの出力端と接続されている。HCCDに転送されてきた電荷をFDA に転送するときには、HCCDの所定のゲート電極に２相の駆動信号φH1A、φH2を印加する。出力部は、HCCDから送られてきた電荷をその出力から出力する。さらに撮像部の上部には、信号電荷以外の電荷を掃き出すドレイン部が設けられており、たとえば図７に示すような逆方向の４相の駆動信号φV1〜φV4をVCCDに印加しVCCDに残存している不要電荷をそのドレイン部から掃き出す。
【００１５】
次に、図４を参照すると、FIT-CCD 撮像チップは基本的には、IL-CCD撮像チップが有する撮像部、読出しレジスタ部、出力部およびドレイン部の他に、蓄積部を有する構成になっている。この蓄積部は、撮像部のVCCDと同じ段数の４相駆動埋込み垂直CCD レジスタ(VCCD)からなり、その入力端は撮像部の複数個のVCCDの一端と接続され、その出力端はHCCDの入力端と接続されている。撮像部のVCCDに転送されてきた電荷を蓄積部のVCCDに転送するときには、撮像部のVCCDの所定のゲート電極に、高速の駆動信号φV1〜φV4を印加する。蓄積部のVCCDに転送されてきた電荷をHCCDに転送するときには、蓄積部のVCCDの所定のゲート電極に、４相の駆動信号φS1〜φS4を印加する。蓄積部のVCCDからHCCDに送られてきた電荷は、IL-CCDと同様に、HCCDの電極に２相の駆動信号φH1A、φH2が印加され出力部に転送され出力される。
【００１６】
続いて図５を参照すると、IL-CCDおよびFIT-CCD の画素部は、ホトダイオード(PD)と、 撮像部のVCCDと、ホトダイオード(PD)から撮像部のVCCDへの電荷の転送および撮像部のVCCDからHCCDへの電荷の転送または撮像部のVCCDから蓄積部のVCCDへの電荷の転送を兼ねた読出し用のトランスファゲートゲート(TG)とから構成されている。また、ブルーミング抑制とスミア低減のために、受光部の深さ方向にnpn 接合からなる縦型オーバフロードレインを形成するとともに、低照度残像をなくすために、ホトダイオード(PD)のｎ層をｐ層で覆ってpnp 構造を形成し、素子全体としてはpnpn構造になっている。
【００１７】
図１に戻って、固体撮像素子10には、上述したCCD 撮像デバイスが用られ、そのデバイスの撮像面（図示せず）には撮像光学系（図示せず）が配設され、撮像光学系の光軸が製造ライン上の所定の位置、本実施例では被写体Ｙの位置に向くように配向され、これに合焦するようにセットされる。固体撮像素子10の駆動入力112、113、114 が駆動信号発生回路20の駆動出力と接続され、その映像信号出力102 が信号処理部12と接続されている。なお、この出力102 は、上述のFDA の出力と接続されている。詳細には、駆動入力112 からは撮像部のVCCDを駆動する垂直駆動信号φV1〜φV4が、駆動入力113 からは蓄積部のVCCDを駆動する垂直駆動信号φS1〜φS4がそれぞれ入力され、また、駆動入力114 からは読出しレジスタ部のHCCDを駆動する水平駆動信号φH1A、φH2が入力される。この固体撮像素子10は、システムコントローラ28から制御線130 を通して送られてくる制御信号により、その駆動入力112、113、114 または112、114 から撮影に関する所定の駆動信号を入力し、その電子シャッタを開閉してそのホトダイオード(PD)に被写体画像に応じた電荷を蓄積し、その蓄積したRGB の電荷に応じたたとえば１フィールドのカラ−映像信号をその出力102 に出力する。
【００１８】
信号処理部12はその入力102 から入力する固体撮像素子10のフイルタ配列に基づくR、G およびB のカラー映像信号を、サンプルホールドして色分離し、色成分信号R、G、B とする色成分信号作成機能および色成分信号R、G、B を輝度信号Ｙおよび色差信号R-Y、B-Y とするマトリックス機能を有する。信号処理部12はまた、たとえば白バランスの調整およびγ補正等の必要な映像信号処理をこれに施す機能を有する。このような処理を行なうための水平および垂直同期信号などを含む制御信号は、同期信号発生器22から制御線116 を介して供給される。信号処理部12からの出力104 はA/D 変換器14に入力される。
【００１９】
A/D 変換器14は、その入力118 から入力するサンプリング信号によりその入力104 から入力するアナログ形式の映像信号をサンプリングし、それをたとえば８ビットの対応するディジタルデータに変換し、その出力106 から出力する信号変換回路である。このAD変換に必要なサンプリング信号などは同期信号発生器22から制御線118 を介して供給される。A/D 変換器14からの出力106 はフレームメモリ16に入力される。
【００２０】
フレームメモリ16は、たとえば１フィールドの映像信号データを一時蓄積する記憶回路であり、これはたとえばRAM などで構成されており、A/D 変換器14からのディジタル化した映像信号データ106 をこれに書き込む。また、蓄積した映像信号データをモニタ装置７へ可視像として表示する速度で読み出して出力108 に出する。このときのデータの書込みおよび読出し用のアドレスやクロックなどを含む制御信号は、メモリコントローラ26から制御線120 を介して受ける。このフレームメモリ16からの出力108 はD/A 変換器18に入力される。
【００２１】
D/A 変換器18は、入力108 からの映像信号データＹ、R-Y、B-Yを対応するアナログ値にて表される映像信号に変換し、さらに、これら変換した映像信号を本実施例では、NTSC方式の映像信号に変換し出力110 に出力する信号変換回路である。このDA変換に必要なサンプリング信号などを含む制御信号は、同期信号発生器22から制御線124 を介して供給される。D/A 変換器18からの出力110 は、モニタ装置７に送られて可視表示される。
【００２２】
図８を参照すると駆動信号発生回路20は、VCCD駆動用の標準駆動回路20a 、低速駆動回路20b 、高速駆動回路20c 、高速駆動回路20h 、フィールドシフト回路20d およびびフィールドシフト回路20e と、HCCD駆動用の標準駆動回路20f および高速駆動回路20g とから構成されている。
【００２３】
標準駆動回路20a は、IL-CCDの撮像部のVCCDを駆動する標準駆動回路20a-1 とFIT-CCD の蓄積部のVCCDを駆動する標準駆動回路20a-2 からなる。標準駆動回路20a-1 は、その制御入力130 からの制御信号に基づいて、ホトダイオード(PD)からトランスファゲート(TG)を介して撮像部のVCCDに転送されてきた電荷を水平走査周期でHCCDに転送するための駆動信号φV1〜φV4を生成する回路であり、この生成した信号をその駆動出力112 から出力する。この例では、上記４つの駆動信号φV1〜φV4が１巡する時間は、水平帰線期間内にあって水平帰線期間よりも短い時間、つまり図6(A)に示す時間t600（標準駆動速度）である。この駆動信号φV1〜φV4は、同期信号発生器22から信号入力132 に入力した各種信号から作られる。また標準駆動回路20a-2 は、その入力130 からの制御信号に基づいて、ホトダイオード(PD)からトランスファゲート(TG)および撮像部のVCCDを介して蓄積部のVCCDに転送されてきた電荷を水平走査周期でHCCDに転送する駆動信号φS1〜φS4を生成する回路であり、この生成した信号をその駆動出力113 から出力する。この場合、４つの駆動信号φS1〜φS4が１巡する時間は、上記時間t600と同じでよい。またこの駆動信号φS1〜φS4も、信号入力132 から入力した各種信号から作られる。これらの信号は撮影を行なっているときに用いられる。
【００２４】
低速駆動回路20b は、ILおよびFIT-CCD の撮像部のVCCDを駆動する低速駆動回路20b-1 とFIT-CCD の蓄積部のVCCDを駆動する低速駆動回路20b-2 からなる。この低速駆動回路20b-1 は、その入力130 からの制御信号に基づいて、ホトダイオード(PD)からトランスファゲート(TG)を介して撮像部のVCCDに移されてきた不要電荷ならびに撮像部のVCCDに残存している残存電荷（スミア電荷）などをドレイン部に掃き出すための上記標準駆動速度より遅い低速の駆動信号φV1〜φV4を生成する回路であり、この生成した信号をその駆動出力112 から出力する。この低速駆動回路20b-1 は、VCCDのそれぞれのゲート電極に、この例では、-10 ボルト(-10 V) のφV1〜φV4信号を印加する回路を有しており、上記駆動信号φV1〜φV4によって不要電荷がドレイン部に掃き出した後に、この-10Vの信号をその駆動出力112 から出力する。この駆動信号φV1〜φV4は、同期信号発生器22から信号入力132 に入力した各種信号から作られる。また、低速駆動回路20b-2 は、その入力130 からの制御信号に基づいて、蓄積部のVCCDに残存している暗電流などの残存電荷をドレイン部に掃き出すための標準駆動速度より遅い低速の駆動信号φS1〜φS4を生成する回路であり、この生成した信号をその駆動出力113 から出力する。この低速駆動回路20b-2 の場合も低速駆動回路20b-1 と同様に、上記駆動信号φS1〜φS4によって不要電荷などをドレイン部に掃き出した後に、-10Vの信号をその駆動出力113 から出力する。またこの駆動信号φS1〜φS4も、信号入力132 から入力した各種信号から作られる。これらの信号は撮影の行なわれていないとき、すなわちスタンバイのときに用いられる。
【００２５】
高速駆動回路20c は、ILおよびFIT-CCD の撮像部のVCCDを駆動する高速駆動回路20c-1 とFIT-CCD の蓄積部のVCCDを駆動する高速駆動回路20c-2 からなる。高速駆動回路20c-1 は、その入力130 からの制御信号に基づいて、ホトダイオード(PD)からトランスファゲート(TG)を介して撮像部のVCCDに移されてきた不要電荷ならびに撮像部のVCCDに残存している残存電荷（スミア電荷）などをIL-CCDのHCCDまたはFIT-CCD の蓄積部のVCCDに転送掃き出すための標準駆動速度より速い高速の駆動信号φV1〜φV4を生成する回路であり、この生成した信号φV1〜φV4を駆動出力112 から出力する。この駆動信号φV1〜φV4は、シャッタ信号発生器24から信号入力138 に入力した各種信号から作られる。また、高速駆動回路22c-2 は、その入力130 からの制御信号に基づいて、FIT-CCD の撮像部のVCCDから高速で送られてきた不要電荷をそのHCCDに掃き出すための標準駆動速度より速い高速の駆動信号φS1〜φS4を生成する回路であり、この生成した信号をその駆動出力113 から出力する。この駆動信号φS1〜φS4はシャッタ信号発生器24から信号入力138 を介して入力される各種信号から作られる。これらの信号は撮影を行なっているときに用いられる。
【００２６】
フィールドシフト回路20d は、その入力130 からの制御信号に基づいて、この例ではスタンバイ時に５フィールド周期でフィールドシフト信号を生成する回路であり、この生成したフィールドシフト信号φV1、 φV3を駆動出力112 から出力する。またフィールドシフト回路20d は、フィールドシフト信号φV1、 φV3を送出している期間、この例では駆動信号φV2、 φV4を受ける撮像部のVCCDのゲート電極に対し-10Vを印加する回路を有し、この-10Vも同時にその駆動出力112 から出力する。この駆動信号φV1〜φV4は同期信号発生器22から信号入力132 を介して入力される各種信号から作られる。上記信号はスタンバイ時に、ホトダイオード(PD)から撮像部のVCCDに不要電荷を転送する際に用いる。
【００２７】
フィールドシフト回路20e は、その入力130 からの制御信号に基づいて、この例では、撮影時にホトダイオード(PD)に蓄積された不要電荷をトランスファゲート(TG)を介して撮像部のVCCDに転送するためのフィールドシフト信号φV1、 φV3と、露光時間（シャッタ時間またはシャッタ速度）が経過した後にホトダイオード(PD)に蓄積された信号電荷をトランスファゲート(TG)を介して撮像部のVCCDに転送するためのフィールドシフト信号とを生成する回路であり、この生成したフィールドシフト信号φV1、 φV3を駆動出力112 から出力する。このフィールドシフト回路20d は、この例では、フィールドシフト信号φV1、 φV3を出力している期間に、駆動信号φV2、 φV4を受ける撮像部のVCCDのゲート電極に-10Vを印加する回路を有し、この-10Vをその駆動出力112 から出力する。この駆動信号φV1〜φV4はシャッタ信号発生器24から信号入力138 を介して入力する各種信号から作られる。なお、上記露光時間は固体撮像素子10の電子シャッタが開かれている時間である。この例の電子カメラ５では、1/1000、1/500、1/250、1/125、1/60 秒の露光時間が設定可能になっている。
【００２８】
標準駆動回路22f は、その入力130 からの制御信号に基づいて、ホトダイオード(PD)からトランスファゲート(TG)および撮像部のVCCDを介してHCCDに転送されてきた信号電荷、またはホトダイオード(PD)からトランスファゲート(TG)、撮像部のVCCDおよび蓄積部のVCCDを介してHCCDに転送されてきた信号電荷を水平帰線期間を除く水平期間内で出力部に転送するための駆動信号φH1A、φH2を生成する回路であり、この生成した信号をその駆動出力114 から出力する。この場合、上記２つの駆動信号φH1A、φH2が１巡する１サイクルの時間は水平帰線期間を除く水平期間内であって、水平方向に形成されている複数のホトダイオード(PD)に蓄積された信号電荷の全てが出力部される時間である。駆動信号φH1A、φH2は同期信号発生器22から信号入力132 を介して入力される各種信号から作られる。またこれらの信号は撮影を行なっているときに用いられる。
【００２９】
高速駆動回路22g は、その入力130 からの制御信号に基づいて、ホトダイオード(PD)からトランスファゲート(TG)および撮像部のVCCDを介してHCCDに転送されてきた不要電荷、またはホトダイオード(PD)からトランスファゲート(TG)、撮像部のVCCDおよび蓄積部のVCCDを介してHCCDに転送されてきた不要電荷を標準駆動速度φH1A、φH2より速い駆動信号φH1A、φH2を生成する回路であり、生成した信号をその駆動出力114 から出力する。この駆動信号φH1A、φH2は、シャッタ信号発生器24から信号入力138 を介して入力する各種信号から作られる。またこれらの信号は撮影を行なっているときに用いられる。
【００３０】
高速駆動回路20h は、その入力130 からの制御信号に基づいて、ホトダイオード(PD)からトランスファゲート(TG)を介して撮像部のVCCDに移されてきた撮影による信号電荷をFIT-CCD の蓄積部のVCCDに転送するための標準駆動速度より速い高速の駆動信号φV1〜φV4を生成する回路であり、この生成した信号φV1〜φV4を駆動出力112 から出力する。この駆動信号φV1〜φV4は、同期信号発生器22から信号入力132 に入力した各種信号から作られる。
【００３１】
図１に戻って、同期信号発生器22は安定な周波数で自走する基準発振器22b およびラインカウンタ22b などを有し、コントローラ28からの制御信号134 に応動して、駆動信号発生回路20に必要な各種信号を出力132 に、信号処理部12の処理に必要な水平および垂直同期信号などを出力116 に、A/D 変換器14およびD/A 変換器18に必要なサンプリング信号を出力118 および124 に、フレームメモリ16のデータの書込みおよび読出しに必要なサンプリング信号や水平同期信号や垂直同期信号などを出力126 に出力する。この実施例ではとくに、この同期信号発生器22は、ドレイン部に不要電荷を掃き出す際の駆動信号を作るに必要な様々な信号を駆動信号発生回路20に送るとともに、露光時間が経過後、VCCDに転送されてきた信号電荷を、標準速度で読み出す際の駆動信号を作るに必要な様々な信号も駆動信号発生回路20に送る。
【００３２】
シャッタ信号発生器24は安定な周波数で自走する基準発振器24a などを有し、コントローラ28からの制御信号140 に応動して、駆動信号発生回路20に必要な各種信号を出力138 に出力する。この実施例ではとくに、このシャッタ信号発生器24は、露光開始時に電子シャッタを開くフィールドシフト信号および露光終了時に電子シャッタを閉じるフィールドシフト信号を作るに必要な様々な信号、ならびに露光開始時にホトダイオード(PD)に蓄積されている不要電荷を高速に掃き出す駆動信号を作るに必要な様々な信号を駆動信号発生回路20に送る。
【００３３】
以上の説明からもわかるように、同期信号発生器22とシャッタ信号発生器24は独自に基準発振器を有している。したがって、信号発生器22が出力する信号と信号発生器24が出力する信号は非同期の関係にある。また、このように非同期の関係にあるから、この実施例では、信号発生器22の垂直同期信号と同期を取らずにすぐに撮影を開始することができる。なお、この垂直同期信号に同期を取らないのであれば、シャッタ信号発生器24は基準発振器として同期信号発生器22の基準発振器22b の信号を用いてよい。
【００３４】
メモリコントローラ26は、その入力126 から各種同期信号を受けて、フレームメモリ16へのデータの書込みおよび同フレームメモリ16からのデータの読出し制御に必要な様々なタイミング信号、たとえば書込み読出しアドレス、書込みイネーブル、チップセレクトおよびクロックなどをその出力120 に出力する制御回路である。メモリコントローラ26は、メモリ16への書込みおよび読出しを行なうときのライン数をカウントするアドレスカウンタ回路26a を有する。このアドレスカウンタ回路26a は、固体撮像素子10から映像信号を読み出す場合と同じライン数を数える263 進カウンタでよい。書込みまたは読出し制御は、コントローラ28から制御線144 を介して送られてくる制御信号に基づいて行なわれる。
【００３５】
図１に示すように、電子カメラ５は、シャッタレリーズボタン回路30および再生ボタン回路32を有する。シャッタレリーズボタン回路30は、図示しないシャッタレリーズボタンを押圧すると、撮影開始信号をその出力146 に出力する回路である。これは、カメラ単体で撮影を行なう場合に用いられる。シャッタレリーズボタンが押圧されると、被写体の撮影が行なわれ、その被写体の１画面の映像信号データがフレームメモリ16に蓄積される。また、再生ボタン回路32は、図示しない再生ボタンを押圧すると、再生開始信号をその出力148 に出力する回路である。再生ボタンを押圧すると、フレームメモリ16に蓄積されている１画面の映像信号データが読み出され、その映像信号の映像がモニタ装置７に表示される。
【００３６】
システムコントローラ28は、位置センサ３からの位置検出信号128 、またはレリーズボタン回路30からの撮影開始信号146 に応動して、本装置の撮影動作を制御する制御機能を含む。位置検出信号128 または撮影開始信号146 を受けた場合に、コントローラ28はとくに、撮影に必要な様々な制御信号をその制御出力130、134、140、144 に出力する。これにより、露光開始または終了時にはフィールドシフト回路20e からフィールドシフト信号112 を出力させ、不要電荷掃き出し時には高速駆動回路20c から高速の駆動信号112 または112、113 を、また高速駆動回路20g から高速の駆動信号114 を出力され、撮影による信号電荷の通常読み出し時には標準駆動回路20a から駆動信号112 または113 を、また高速駆動回路20h から高速の駆動信号112 を、また標準駆動回路20f から駆動信号114 を出力させる。なお、位置検出信号128 または撮影開始信号146 を受けた時に、コントローラ28は、フィールドシフト回路20e から露光開始のフィールドシフト信号112 を出力させる。またなお、このコントローラ28は、シャッタ信号発生器24から制御線140 を介して送られてくる高速のクロック信号を受け、これにより自動あるいは手動で設定されている露光時間が経過したかを検出する機能を有し、露光時間の経過を検出した時に、フィールドシフト回路20e から露光終了のフィールドシフト信号112 を出力させる。これに続いてさらに、コントローラ28は、撮影による１フィールドの映像信号データをフレームメモリ16に書き込ませるために、同期信号発生器22およびメモリコントローラ26から制御信号を出力させる。
【００３７】
上記撮影以外の期間では、このコントローラ28はとくに、同期信号発生器22から制御線136 を介して送られてくる垂直同期信号が５フィールド経過したかを検出し、５フィールド経過した場合に、固体撮像素子10のドレイン部に不要な電荷を掃き出させ、ピニング状態あるいはスタンバイ状態にさせるための制御信号をその制御出力130、134 に出力させる機能を含む。不要電荷を掃き出す時にはフィールドシフト回路20d からフィールドシフト信号112 を、低速駆動回路20b から低速の駆動信号112 または112、113 を出力させる。
【００３８】
コントローラ28はまた、再生開始信号148 に応動して、本装置の再生動作を制御する制御機能を含む。再生開始信号148 を受けた場合に、コントローラ28はとくに、再生に必要な様々な制御信号をその制御出力134、144 から出力する。これにより、蓄積されている１フィールドの映像信号データをフレームメモリ16から読み出させ、この読み出した映像信号データをモニタ装置７で再生させるために同期信号発生器22およびメモリコントローラ26から制御信号を出力させる。
【００３９】
なお、このように撮影のないときは、このコントローラ28は、５フィールド間隔で固体撮像素子10のみを低速駆動しているのでカメラ５の消費電力を少なくすることができる。
【００４０】
次に、図10のフローチャートにより、図２のシステムの動作、とくに図１に示す電子カメラ５の動作を説明する。
【００４１】
撮影システム１の各装置の電源がステップA1でオンにされると、ステップA2に進み、電子カメラ５ではコントローラ28によりシステムのスタンバイ( 図9(g)の900)が行なわれる。
【００４２】
続いて、ステップA3に進み、コントローラ28は固体撮像素子10のピニング動作を行なう。ピニング動作においては、まず、コントローラ28は、駆動信号発生回路20および同期信号発生器22を制御して、駆動信号発生回路20のフィールドシフト回路20d から撮像部のVCCDに図9(c)、(e)の左側に示す901、902 のタイミングでフィールドシフト信号φV1、 φV3を送る。これにより、ホトダイオード(PD)に蓄積されていた不要電荷は撮像部のVCCDに送られる。引き続きコントローラ28は、低速駆動回路20b を制御して、ILおよびFIT-CCD の撮像部のVCCDとFIT-CCD の蓄積部のVCCDに図9(c)〜(f) の左側に示す903 〜906 のタイミングで低速駆動信号φV1〜φV4を送る。これによりホトダイオード(PD)から撮像部のVCCDに送られてきた不要電荷、撮像部および蓄積部のVCCDに残存していた残存電荷はドレイン部に掃き出される。ドレイン部に掃き出したらすぐにコントローラ28は、VCCDをスタンバイ状態に保つため、低速駆動回路20b を制御して、低速駆動信号φV1〜φV4を-10Vに固定する。
【００４３】
ステップA3に続いて、ステップA4が行なわれる。すなわち、位置センサ３からの位置検出信号128 がオンされているか否かがコントローラ28によって判定される。位置検出信号128 がオン（図9(b)の907)していないときは、NOの矢印にしたがってステップA5に進み、フィールドシフト信号の901、902 の時点から５フィールドが経過しているか否かが同期信号発生器22からの情報によりコントローラ28によって判定される。５フィールド経過していないと判定した場合は、NOの矢印にしたがってステップA4を繰り返す。また５フィールド経過したと判定した場合は、YES の矢印にしたがってステップA3に戻る。なお、本実施例では、間隔を５フィールドとしたが固体撮像素子10の特性によっては、５フィールドとしなくてよい。
【００４４】
位置検出信号128 がオン（図9(b)の908)していれば、YES の矢印にしたがってステップA6に進み、本撮影を行なう。本撮影においては、まずコントローラ28はこのシステムをオン( 図9(g)の909)とするとともに、駆動信号発生回路20およびシャッタ信号発生器24を制御して、駆動信号発生回路20のフィールドシフト回路20e から撮像部のVCCDに図9(c)、(e)の中ほどに示す910、911 のタイミングでフィールドシフト信号φV1、 φV3を送る。これによりホトダイオード(PD)に蓄積されていた不要電荷が撮像部のVCCDに送られるとともに、このホトダイオード(PD)に新たに被写体による画像電荷の蓄積が開始される。引き続き、コントローラ28は高速駆動回路20c を制御し、ILおよびFIT-CCD の撮像部のVCCDとFIT-CCD の蓄積部のVCCDに図9(c)〜(f) の中ほどに示す912 〜915 のタイミングで高速駆動信号φV1〜φV4と、同図に示されないφS1〜φS4を送る。これによりホトダイオード(PD)から撮像部のVCCDに送られてきた不要電荷、撮像部および蓄積部のVCCDに残存していた残存電荷がHCCDに高速に転送される。
【００４５】
続いてコントローラ28は、高速駆動回路20g を制御して、HCCDに図9(i)の中ほどに示す916 のタイミングで高速駆動信号φH1A 〜φH2を送る。これによりHCCDに行単位に送られてきた不要電荷は、出力部に高速に転送され掃き出される。この掃き出し時間は、たとえばこの電子カメラ５が1/1000秒(1msec) より長いシャッタ時間を備えているものであるから、1msec 以下であればよい。掃き出したらすぐにコントローラ28は、VCCDのゲート電極を低レベルの電圧に固定するために高速駆動回路20g を制御して、高速駆動信号φV1〜φV4、 φS1〜φS4を-10Vにする。なお、コントローラ28によるシステムのオフは、後述するステップA10 の動作の完了時点でよい。また、システムがオンのときは、コントローラ28は、ステップA3およびA5による５フィールド間隔の不要電荷の掃き出しを行なわないように各部を制御する。また５フィールド間隔の不要電荷の掃き出しのタイミングと撮影タイミングが重なった場合には、コントローラ28は５フィールド間隔の不要電荷の掃き出しの動作を停止し、ただちに撮影動作を行なうように制御する。
【００４６】
続いて、ステップA7に進み、露光が完了したか否かを判定する。露光が完了していないときはNOの矢印にしたがってステップA6を繰り返す。露光が完了した時は、YES の矢印にしたがってステップA8に進み、ホトダイオード(PD)に蓄積された被写体の画像電荷の読み出しを行なう。読み出す際に、コントローラ28は、駆動信号発生回路20およびシャッタ信号発生器24を制御して、駆動信号発生回路20のフィールドシフト回路20e から撮像部のVCCDに図9(c)、(e)の中ほどに示す917、918 のタイミングでフィールドシフト信号φV1、 φV3を送る。以上の説明からわかるように、撮影開始時のフィールドシフト信号910、911 から露光完了により読み出す時のフィールドシフト信号917、918 までの時間が露光時間（電子シャッタ時間）であり、これが電子カメラ５によって設定されるシャッタ時間である。
【００４７】
ステップA8に続いて、ステップA9が行なわれる。すなわち、コントローラ28は固体撮像素子10から通常読み出しを行なう。通常読み出しにおいては、まずコントローラ28は、駆動信号発生回路20および同期信号発生器22を制御し、駆動信号発生回路20の標準駆動回路20a から撮像部のVCCDに図9(c)〜(e) の中ほど右側に示す919 〜922 のタイミングで標準駆動信号φV1〜φV4（IL-CCDの場合）を、また標準駆動信号φS1〜φS4（FIT-CCD の場合）を送る。これによりホトダイオード(PD)に蓄積された画像電荷がHCCDに送られる。続いてコントローラ28は、標準駆動回路20f を制御し、HCCDに図9(i)の中ほど右側に示す923 のタイミングで標準駆動信号φH1A 〜φH2を送る。これによりHCCDに行単位に送られてきた撮影による画像電荷は、出力部に標準の速度で転送され出力される。
【００４８】
ステップA9と並行してステップA10 では、このようにして得られた画像信号の記録を行なう。コントローラ28の制御の下に、固体撮像素子10から読み出されたRGB の画像信号は信号処理部部12により画像信号データＹ、R-Y、B-Yに変換されてフレームメモリ16に蓄積される。なお、コントローラ28は、通常読み出し開始でオンとなり、蓄積終了でオフとなる制御信号（図9(h)を参照）を制御対象の各部に出力する。なお、この画像信号の記録は、アナログ信号で磁気的に行なってもよく、ディジタル信号の電気的記憶で行なってもよい。矢印にしたがってステップA11 に進む。
【００４９】
ステップA11 では、再生ボタンがオンされたかどうかが判定される。再生ボタンがオンされていないときは、NOの矢印にしたがってステップA11 を繰り返す。再生ボタンがオンしていれば、YES の矢印にしたがってステップA12 に進み、再生動作を開始する。この再生動作について説明すると、フレームメモリ16に記憶された信号はメモリコントローラ24からの読み出し制御信号によって読み出されD/A 変換器18に入力される。D/A 変換器18に入力された信号は、アナログのNTSC方式の映像信号に変換され、その出力110 がモニタ装置20に出力される。これによりモニタ装置20には、撮影された被写体Ｙを表わす映像信号の映像が映出される。
【００５０】
このように、本実施例では、コントローラ28が位置検出信号128 またはシャッタレリーズ信号146 を受信していないとき、つまり撮影が行なわれていないときは、コントローラ28は固体撮像素子10を５フィールド間隔で低速駆動させ、そのホトダイオード(PD)に蓄積されている不要な電荷およびそのVCCDに残存している残存電荷を掃き出させている。このような駆動は、カメラ５の消費電力を少なくさせることができる。また、位置検出信号128 またはシャッタレリーズ信号146 を受信したとき、つまり撮影が行なわれたときは、コントローラ28はその受信に応動して同期信号発生器22の垂直同期信号に同期させずにすぐに垂直同期信号より高速のクロック信号に基づいて固体撮像素子10の電子シャッタを開かせ、不要電荷を掃き出させるとともに、被写体の画像電荷の蓄積を開始させる。続いてコントローラ28は、上記高速のクロック信号に基づいてシャッタ時間を計数し、その時間に基づいて固体撮像素子10の電子シャッタを閉じて固体撮像素子10の撮像部のVCCDに画像電荷を転送させる。さらにコントローラ28は撮像部のVCCDに転送されてきた画像電荷を同期信号発生器22の垂直同期信号に同期させて読み出し、その読み出した画像電荷に基づく１フィールドの映像信号データをフレームメモリ16に蓄積させる。再生ボタンが押圧されるコントローラ28はすぐに、同期信号発生器22の垂直同期信号に同期させてフレームメモリ16に蓄積した１フィールドの映像信号データを読み出させ、そのデータの映像をモニタ装置７に表示させる。このように構成すれば、位置検出信号128 またはシャッタレリーズ信号146 を受信した時に遅延なしに被写体の撮影を行なわせることができる。また、撮影の行なわれていないときは、固体撮像素子10を逆相に低速駆動するだけなので消費電力を少なくさせることができる。
【００５１】
なお、固体撮像素子10およびモニタ装置７としては、NTSC方式に限定されることはなく、たとえばPAL、SECAM およびハイビジョンなどの他の方式でもよい。位置センサ３は、光、音および圧力などのセンサを用いたものでよく、被写体の位置が検出されるものであればよい。本実施例では、電子カメラ５とモニタ装置７と位置センサ３とを別々にした構成の撮影システムとしたが、電子カメラ５とモニタ装置７とを一つにした構成でも、位置センサ３と電子カメラ５とを一つにした構成でも、それら３つを一つに構成したものでもよい。このシステムをたとえば防犯用の監視システムなどに適用してもよい。
【００５２】
【発明の効果】
本発明による電子カメラを用いた撮影システムよれば、制御手段は、同期信号を所定個数計数する度に、第１の信号発生手段を制御して撮像手段に第１の駆動信号を供給させてそのセルアレイに蓄積されている不要電荷を第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いてその第１の垂直CCD レジスタに低速垂直駆動信号を供給させて不要電荷をドレイン部に掃き出させてピニング状態にさせることができる。つまりこのシステムをスタンバイ状態にさせ、撮影のできる状態にさせることができる。
【００５３】
制御手段はまた、この状態において、撮影開始の外部刺激信号を受けると、すぐに第２の信号発生手段を制御して、撮像手段に第２の駆動信号を供給させて電子シャッタを開放状態にし露光を開始して被写体の撮影を行なわせるとともに、セルアレイに蓄積されている不要電荷を第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて第１の垂直CCD レジスタに第１あるいは第２の高速垂直駆動信号を供給させて不要電荷を水平CCD レジスタあるいは第２の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて第２の垂直CCD レジスタに第３の高速垂直駆動信号を供給させて不要電荷を水平CCD レジスタに転送させ、続いて水平CCD レジスタに高速水平駆動信号を供給させて不要電荷を掃き出させ、続いて第３の駆動信号を供給させて電子シャッタを閉状態にして露光を終了させるとともに、セルアレイに蓄積された被写体の撮影による信号電荷を第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて次に第１の信号発生手段を制御して、第１の垂直CCD レジスタに標準垂直駆動信号あるいは第１の高速垂直駆動信号を供給させて信号電荷を水平CCD レジスタあるいは第２の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて第２の垂直CCD レジスタに標準垂直駆動信号を供給させて信号電荷を水平CCD レジスタに転送させ、続いて水平CCD レジスタに標準水平駆動信号を供給させて信号電荷を出力させることができる。
【００５４】
以上からわかるように、このシステムの制御手段は、同期信号を所定個数計数する度に第１の信号発生手段を制御して撮影のできるスタンバイ状態にさせ、この状態で撮影開始の外部刺激信号を受けると第２の信号発生手段を制御して不要電荷を掃き出させるとともに、遅延なく効果的に被写体の撮影を行なわせることができる。また、この撮影によりセルアレイから転送されてきた被写体に応じた映像信号を第１の信号発生手段の同期信号に同期させて効果的に読み出すことができる。また、この制御手段は、同期信号が所定個数計数する度に撮像手段のみを第１の駆動信号と低速垂直駆動信号で駆動する構成になっているから、スタンバイ時の消費電力を効果的に少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２に示す実施例の撮像システムの電子カメラの具体的構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明による電子カメラを用いた撮像システムの一実施例の接続関係を示すブロック図である。
【図３】図１に示す実施例のIL-CCD撮像チップによる固体撮像素子の具体的構成を示す平面図である。
【図４】図１に示す実施例のFIT-CCD 撮像チップによる固体撮像素子の具体的構成を示す平面図である。
【図５】図３および４に示す実施例のIL-CCDおよびFIT-CCD 撮像チップの画素部の断面図である。
【図６】図３および４に示す実施例のIL-CCDおよびFIT-CCD 撮像チップの順方向転送における各部に現われる信号波形の例を示すタイムチャートである。
【図７】図３および４に示す実施例のIL-CCDおよびFIT-CCD 撮像チップの逆方向転送における各部に現われる信号波形の例を示すタイムチャートである。
【図８】図１に示す実施例の電子カメラの駆動信号発生回路の具体的構成を示す機能ブロック図である。
【図９】図２に示す実施例の撮像システムの各部に現れる信号波形の例を示すタイムチャートである。
【図１０】図２に示す実施例の撮像システムの動作を示すフローチャートである。
【図１１】 IL-CCDを搭載した従来の電子カメラの撮像シーケンスの概念図である。
【図１２】 FIT-CCD を搭載した従来の電子カメラの撮像シーケンスの概念図である。
【符号の説明】
3 位置センサ
5 電子カメラ
7 モニタ装置
10 固体撮像素子
12 信号処理部
14 A/D 変換器
16 フレームメモリ
18 D/A 変換器
20 駆動信号発生回路
22 同期信号発生器
24 シャッタ信号発生器
26 メモリコントローラ
28 システムコントローラ
30 シャッタレリーズボタン回路
30 再生ボタン回路
Claims (7)
- 被写体の撮影を行なって、該撮影による被写体の映像信号を蓄積する電子カメラを用いた撮影システムにおいて、該システムは、
電子シャッタを開放状態にして露光し、該露光による露光時間に基づく前記撮影による被写体に応じた電荷を蓄積するセルアレイと、該セルアレイから転送されてくる電荷を蓄積する第１の垂直CCD レジスタと、該第１の垂直CCD レジスタから転送されてくる電荷を蓄積する水平CCD レジスタと、該第１の垂直CCD レジスタに蓄積されている電荷を掃き出すドレイン部とを含む撮像手段と、
水平および垂直同期信号を含む同期信号を生成するとともに、第１の駆動信号、低速垂直駆動信号、標準垂直駆動信号および標準水平駆動信号を生成して前記撮像手段に出力する第１の信号発生手段と、
第２、第３の駆動信号、第１の高速垂直駆動信号および高速水平駆動信号を生成して前記撮像手段に出力する第２の信号発生手段と、
外部刺激信号を受け、該外部刺激信号に応動して前記第１および第２の信号発生手段を制御し、前記同期信号に応動して前記第１の信号発生手段を制御する制御手段とを有し、
該制御手段は、前記外部刺激信号を受けた時に、まず前記第２の信号発生手段を制御して、前記撮像手段に前記第２の駆動信号を供給させて電子シャッタを開放状態にし露光を開始して前記被写体の撮影を行なわせるとともに、前記セルアレイに蓄積されている不要電荷を前記第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて該第１の垂直CCD レジスタに前記第１の高速垂直駆動信号を供給させて該不要電荷を水平CCD レジスタに転送させ、続いて該水平CCD レジスタに前記高速水平駆動信号を供給させて該不要電荷を掃き出させ、続いて前記第３の駆動信号を供給させて電子シャッタを閉状態にして露光を終了させるとともに、該セルアレイに蓄積された該被写体の撮影による信号電荷を前記第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて次に前記第１の信号発生手段を制御して、該第１の垂直CCD レジスタに前記標準垂直駆動信号を供給させて該信号電荷を水平CCD レジスタに転送させ、続いて該水平CCD レジスタに前記標準水平駆動信号を供給させて該信号電荷を出力させ、また前記垂直同期信号を所定個数計数する度に、前記第１の信号発生手段より前記撮像手段に前記第１の駆動信号を供給させて前記セルアレイに蓄積されている不要電荷を前記第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて該第１の垂直CCD レジスタに前記低速垂直駆動信号を供給させて該不要電荷を前記ドレイン部に掃き出させ、前記所定個数は２以上の自然数であることを特徴とする電子カメラを用いた撮影システム。 - 被写体の撮影を行なって、該撮影による被写体の映像信号を蓄積する電子カメラを用いた撮影システムにおいて、該システムは、
電子シャッタを開放状態にして露光し、該露光による露光時間に基づく前記撮影による被写体に応じた電荷を蓄積するセルアレイと、該セルアレイから転送されてくる電荷を蓄積する第１の垂直CCD レジスタと、該第１の垂直CCD レジスタから転送されてくる電荷を蓄積する第２の垂直CCD レジスタと、該第２の垂直CCD レジスタから転送されてくる電荷を蓄積する水平CCD レジスタと、少なくとも前記第１の垂直CCD レジスタに蓄積されている電荷を掃き出すドレイン部とを含む撮像手段と、
水平および垂直同期信号を含む同期信号を生成するとともに、第１の駆動信号、低速垂直駆動信号、標準垂直駆動信号、標準水平駆動信号および第１の高速垂直駆動信号を生成して前記撮像手段に出力する第１の信号発生手段と、
第２、第３の駆動信号、第２、第３の高速垂直駆動信号および高速水平駆動信号を生成して前記撮像手段に出力する第２の信号発生手段と、
外部刺激信号を受け、該外部刺激信号に応動して前記第１および第２の信号発生手段を制御し、前記同期信号に応動して前記第１の信号発生手段を制御する制御手段とを有し、
該制御手段は、前記外部刺激信号を受けた時に、まず前記第２の信号発生手段を制御して、前記撮像手段に前記第２の駆動信号を供給させて電子シャッタを開放状態にし露光を開始して前記被写体の撮影を行なわせるとともに、前記セルアレイに蓄積されている不要電荷を前記第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて該第１の垂直CCD レジスタに前記第２の高速垂直駆動信号を供給させて該不要電荷を前記第２の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて該第２の垂直CCD レジスタに前記第３の高速垂直駆動信号を供給させて該不要電荷を水平CCD レジスタに転送させ、続いて該水平CCD レジスタに前記高速水平駆動信号を供給させて該不要電荷を掃き出させ、続いて前記第３の駆動信号を供給させて電子シャッタを閉状態にして露光を終了させるとともに、該セルアレイに蓄積された該被写体の撮影による信号電荷を前記第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて次に前記第１の信号発生手段を制御して、該第１の垂直CCD レジスタに前記第１の高速垂直駆動信号を供給させて該信号電荷を第２の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて該第２の垂直CCD レジスタに前記標準垂直駆動信号を供給させて該信号電荷を水平CCD レジスタに転送させ、続いて該水平CCD レジスタに前記標準水平駆動信号を供給させて該信号電荷を出力させ、また前記垂直同期信号を所定個数計数する度に、前記第１の信号発生手段より前記撮像手段に前記第１の駆動信号を供給させて前記セルアレイに蓄積されている不要電荷を前記第１の垂直CCD レジスタに転送させ、続いて該第１の垂直CCD レジスタに前記低速垂直駆動信号を供給させて該不要電荷を前記ドレイン部に掃き出させ、前記所定個数は２以上の自然数であることを特徴とする電子カメラを用いた撮影システム。 - 請求項１または２に記載の電子カメラを用いた撮影システムにおいて、該システムはさらに、
移動する前記被写体が所定の位置に来た時を検出し、該検出による位置検出信号を前記外部刺激信号として前記制御手段の入力端子へ出力する位置検出手段を含むことを特徴とする電子カメラを用いた撮影システム。 - 請求項１または２に記載の電子カメラを用いた撮影システムにおいて、該システムはさらに、
手動レリーズシャッタボタンを有し、該ボタンの押圧による撮影開始信号を前記外部刺激信号として前記制御手段の入力端子へ出力するレリーズシャッタボタン回路手段を含むことを特徴とする電子カメラを用いた撮影システム。 - 請求項１に記載の電子カメラを用いた撮影システムにおいて前記撮像手段は、インタライン転送形電荷結合素子であることを特徴とする電子カメラを用いた撮影システム。
- 請求項２に記載の電子カメラを用いた撮影システムにおいて前記撮像手段は、フレームインタライン転送形電荷結合素子であることを特徴とする電子カメラを用いた撮影システム。
- 請求項１または２に記載の電子カメラを用いた撮影システムにおいて、前記所定個数は５であることを特徴とする電子カメラを用いた撮影システム。
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