JP3898468B2 - Ccdカメラ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子シャッタを使用し、かつ外部トリガー信号を使用して撮影するCCDカメラに関し、CCDの駆動回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
固体撮像素子にCCD(Charge Coupled Device)を用いたCCDカメラにおいて、レンズ等の光学部品の他に、CCDの電荷蓄積時間を変更することにより、絞り(アイリス)を変化させた時と同等の映像信号が得られるような電子シャッタが知られている。
【0003】
また、CCDカメラには、ランダムシャッタモードと呼ばれているものがあり、通常は、撮影動作をしないが、外部よりのトリガー信号により、瞬時に静止画像として取り出すことが知られている。
【0004】
ランダムシャッタ撮影時は、瞬時に1フィールドまたは1フレーム静止画像を撮影するために、映像信号の輝度レベルの平均値で制御するオートアイリス機構を使用することができない。そこで、本出願人は、特願2000−378388号で上記課題を解決するため、連続撮影露光時間設定手段とランダムシャッター露光時間設定手段とを有するCCDカメラ装置を提案し、上記課題の解決を図った。
【0005】
図4により詳しく説明する。図4は、上記提案のブロック図を示す。
CCD撮像素子401は、光学系を通って入射した光を受けて、CCD駆動回路403により駆動制御されながら、光電変換を行い、電気信号に変換する。
映像信号処理回路402は、CCD撮像素子401の出力を映像信号に変換する処理を行う回路である。同期信号発生回路411からの同期信号に基づいて出力する。
CCD駆動回路403は、電子シャッタ回路404、PD(フォトダイオード)電荷転送回路405、CCD電荷転送回路406および同期信号発生回路411からの同期信号に基づいて、CCD撮像素子401に対する駆動信号を生成して制御するものである。
電子シャッタ回路404は、連続撮影露光パルス回路407およびランダムシャッタ露光パルス回路408からの出力信号により、CCDのPDをリセットする信号をCCD駆動回路403に対して出力する。
PD電荷転送回路405は、ランダムシャツタ露光パルス回路408からの出力に基づいてCCDのPDの電荷を転送する信号を発生する回路である。
CCD電荷転送回路406は、CCD電荷掃捨用高速転送回路409の出力信号に基づいてCCD駆動回路403に対して制御信号を生成して出力する。
連続撮影露光パルス回路407は、連続撮影すなわち通常撮影時のシャッタ時間を設定するための露光パルス発生回路である。
ランダムシャッタ露光パルス回路408は、ランダムシャツタ使用時のシャッタ時間を設定するための露光パルス発生回路である。
CCD電荷掃捨用高速転送回路409は、ランダムシャッタトリガー信号により、CCD電荷転送回路406に対して、高速に電荷を掃き捨てさせるための制御信号を発生する。
シャッタモード切替制御回路410は、連続撮影シャッターとランダムシャッターのモードを切り換える制御回路である。CCD電荷掃捨用高速転送回路409および同期信号発生回路411に対して出力する。
同期信号発生回路411は、シャッターモード切替制御回路の出力により、同期信号を発生し、映像信号処理回路402およびCCD駆動回路403に対して同期信号を出力する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記提案では、連続撮影露光時間とランダムシャッター露光時間を別々に設定できるように構成したため、ランダムシャッター使用時(外部からのトリガパルス信号による)にオートアイリス機構を使用することができるようになり、1回のランダムシャッター撮影において最適露出によるクリアな映像信号が得られるようになった。しかし、トリガパルス信号を連続して入力する場合、トリガパルス信号による映像信号によりオートアイリス機構が動作するためランダムシャッター使用時に得られる映像信号がオートアイリス機構を原因とする変動を生じるという課題が発生した。
【0007】
本発明は、上述のような課題を解決するためランダムシャッター使用時にオートアイリス機構を停止させ、かつ、連続するトリガパルス信号入力にも対応が可能なCCDカメラ装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、連続撮影露光時間設定手段と、ランダムシャッター露光時間設定手段とを有し、通常撮影時は前記連続撮影露光設定手段の露光時間により撮像し、
外部よりのトリガパルス信号の入力により、前記ランダムシャッタ露光時間設定手段の時間により撮像するCCDカメラ装置において、
前記外部よりのトリガパルス信号を入力したとき、前記トリガパルス信号の入力の直前の映像信号の算出値により、光学系の制御値を前記トリガパルス信号入力後の1フムームまたは1フィールド期間、保持する手段を有することを特徴とする。
【0009】
さらに、映像信号の算出値は映像信号の数フレーム(数フィールド)から数10フレーム(数10フィールド)の平均値とすることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1に本発明の実施の形態のブロック図を示す。
CCD撮像素子1は、光学系を通って入射した光を受けて、CCD駆動回路3により駆動制御されながら、光電変換を行い、電気信号に変換する。
映像信号処理回路2は、CCD撮像素子1の出力を映像信号に変換する処理を行う回路である。同期信号発生回路11からの同期信号に基づいて出力する。
CCD駆動回路3は、電子シャッタ回路4、PD(フォトダイオード)電荷転送回路5、CCD電荷転送回路6および同期信号発生回路11からの同期信号に基づいて、CCD撮像素子1に対する駆動信号を生成して制御するものである。
電子シャッタ回路4は、連続撮影露光パルス回路7およびランダムシャッタ露光パルス回路8からの出力信号により、CCDのPDをリセットする信号をCCD駆動回路3に対して出力する。
PD電荷転送回路5は、ランダムシャツタ露光パルス回路8からの出力に基づいてCCDのPDの電荷を転送する信号を発生する回路である。
CCD電荷転送回路6は、CCD電荷掃捨用高速転送回路9の出力信号に基づいてCCD駆動回路3に対して制御信号を生成して出力する。
連続撮影露光パルス回路7は、連続撮影すなわち通常撮影時のシャッタ時間を設定するための露光パルス発生回路である。
ランダムシャッタ露光パルス回路8は、ランダムシャツタ使用時のシャッタ時間を設定するための露光パルス発生回路である。
CCD電荷掃捨用高速転送回路9は、ランダムシャッタトリガー信号により、CCD電荷転送回路6に対して、高速に電荷を掃き捨てさせるための制御信号を発生する。
シャッタモード切替制御回路10は、連続撮影シャッターとランダムシャッターのモードを切り換える制御回路である。CCD電荷掃捨用高速転送回路9および同期信号発生回路11に対して出力する。
同期信号発生回路11は、シャッターモード切替制御回路の出力により、同期信号を発生し、映像信号処理回路2およびCCD駆動回路3に対して同期信号を出力する。
ホールド信号発生回路12は、同期信号発生回路11よりの出力により光学系(アイリス)の制御値を保持する信号をホールド回路14に対して出力する。
整流回路13は、映像信号処理回路2の出力映像信号より整流作用を行い、光学系(アイリス)制御用のDC値を出力する。
ホールド回路14は、ホールド信号発生回路12からの制御信号により整流回路13の出力のDC値を保持する。さらに、ホールド信号発生回路12から保持制御信号が出力されない場合は、入力をスルー出力する。
オートアイリス回路15は、ホールド回路14の出力より使用する光学系(アイリス)の制御値に変換して出力する。
【0011】
図2は、ランダムシャッター使用時の動作のフローチャートである。
ステップS1は、ランダムシャッタートリガー信号を入力する。
ステップS2は、カメラ撮影モードを連続撮影からランダムシャッタモードに切り換える。
ステップS3は、CCD撮像素子に対して現在出力中の電荷信号を掃き捨てるように制御する。
ステップS4は、ランダムシャッター用パルスを発生する。
ステップS5は、CCDのPDの電荷をリセットする。
ステップS6は、CCDのPDに対して電荷を蓄積するように指示する。
ステップS7は、ステップS6で蓄積した電荷をCCD転送路に転送するように制御する。
ステップS8は、CCD出力を映像信号に変換して出力する。
ステップS9は、撮影モードを連続シャツターモードに切り換える。
ステップS10は、連続撮影モードに復帰する。
【0012】
図3は、図1のタイミングチャートである。
▲1▼は、切り換えモード信号である。連続撮影モードの途中よりランダムシャッタモードが始まり、ランダムシャッタモード終了後、連続撮影モードとなる。
▲2▼は、ランダムシャツタートリガー信号である。パルスの立ち下がりでランダムシャッタモードとなる。1フレーム撮影後、連続撮影モードとなる。
▲3▼は、出力映像信号である。ランダムシャツタトリガー信号が入力されるとその時点での映像信号は途切れたものとなり、ランダムシャツタ時の映像信号を1フレーム出力した後、連続撮影モード時の映像信号となる。再び、ランダムシャッタートリガ信号が入力されると映像信号は途切れたものとなり、ランダムシャツタ時の映像信号を1フレーム出力した後、連続撮影モード時の映像信号となる。
▲4▼は、オートアイリス用映像積分波形(整流回路出力)である。ランダムシャッタートリガ信号入力後は、直前のDC値で1フレームまたは1フィールドホールドされる。連続撮影モードに戻ると、映像積分波形で制御する。再び、ランダムシャッタートリガ信号が入力されると、直前のDC値で1フレームまたは1フィールドホールドされ、連続撮影モードに戻ると、映像積分波形で制御する。
▲5▼は、CCDの垂直転送パルスである。連続撮影モード時は、1フレーム間パルスを出力し、ランダムシャッタモードになると途中で垂直転送パルスを休止して、CCDに対して電荷を掃き捨てさせ、ランダムシャッタ時に1フレーム間連続して垂直転送パルスを送り、連続撮影モードに復帰してからは再び1フレーム毎に連続して垂直転送パルスを送る。
▲6▼は、電子シャツターパルスでCCDのPDリセットパルスで1フレームに1回リセットする。
▲7▼は、PDの電荷転送パルスであり、垂直ブランキングに1回送る。
▲8▼は、CCDの露光時間をあらわしたものである。連続撮影時の露光時間はT1で、ランダムシャッタ時の露光時間はT2である。
【0013】
【発明の効果】
オートアイリス機構を使用し、連続撮影時の蓄積時間とランダムシャッタモード使用時の蓄積時間を別々に設定し、複数の連続する外部トリガー信号によるランダムシャッタモード時の映像信号を、外部トリガー信号入力の直前の映像信号によりオートアイリス機構の制御値を固定したため、連続する外部トリガー信号による映像信号が変動しない最適露出によるクリアな映像信号が得られる。
【0014】
また、連続撮影時の映像信号とランダムシャッタ使用時の映像信号とを顕著に区別することができる。
【0015】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のブロック図である。
【図2】ランダムシャッタモード時のフローチャートである。
【図3】ブロック図のタイムチャートである。
【図4】従来例のブロック図である。
【符号の説明】
1 CCD撮像素子
2 映像信号処理回路
3 CCD駆動回路
4 電子シャッタ回路
5 PD電荷転送回路
6 CCD電荷転送回路
7 連続撮影露光パルス回路
8 ランダムシャッタ露光パルス回路
9 CCD電荷掃捨用高速転送回路
10 シャッタモード切替制御回路
11 同期信号発生回路
12 ホールド信号発生回路
13 整流回路
14 ホールド回路
15 オートアイリス回路
Claims (2)
- 連続撮影露光時間設定手段と、
ランダムシャッター露光時間設定手段とを有し、
通常撮影時は前記連続撮影露光設定手段の露光時間により撮像し、
外部よりのトリガパルス信号の入力により、前記ランダムシャッタ露光時間設定手段の時間により撮像するCCDカメラ装置において、
前記外部よりのトリガパルス信号を入力したとき、前記トリガパルス信号の入力の直前の複数フィールドまたは複数フレームの映像信号の算出値により、光学系の制御値を前記トリガパルス信号入力後の1フレームまたは1フィールド期間、保持する手段を有することを特徴とするCCDカメラ装置 - 請求項1のCCDカメラ装置において、前記映像信号の算出値は前記映像信号の複数フィールドまたは複数フレームの平均値とすることを特徴とするCCDカメラ装置
Priority Applications (1)
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