JP3934006B2

JP3934006B2 - 撮像装置

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Publication number: JP3934006B2
Application number: JP2002232495A
Authority: JP
Inventors: 和弘吉田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2022-08-09
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタルカメラなどの撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の基礎となる従来のディジタルカメラでは、図５に示すように、被写体光像が受光面に結像され、光電変換により被写体の撮像信号を出力するＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）からなる撮像素子３が設けられ、撮像素子３の前段には、被写体光像を撮像素子３の受光面に結像するレンズ１が配設され、レンズ１と撮像素子３間には、被写体光像の撮像素子３への入射と入射遮断の制御をするメカニカルシャッタ２が配設されている。
撮像素子３の出力端子には、撮像素子３から入力される撮像信号に対して、各画素に対応するデータを抽出し、雑音抑制化の信号処理をして保持するサンプルホールド回路５が接続され、サンプルホールド回路５の出力端子には、サンプルホールド回路５の出力信号を、例えばＮＴＳＣ信号のサブキャリア周波数の整数倍でＡＤ変換を行なうＡＤ変換回路６が接続されている。
【０００３】
また、ＡＤ変換回路６の出力端子には、ＡＤ変換回路６から供給されるディジタル撮像信号に対して、画素補間、ガンマ補正、階調補正などの画像処理を行い、画像表示信号変換、画像保存信号変換を行なう画像データコントローラ１０が接続され、画像データコントローラ１０には、画像データの制御時に各種のデータが書込まれ、また読み出されるＤＲＡＭ１２と、撮像動作時にモニタリング画像や撮像画像が表示される画像表示器１３とが接続されている。
さらに、画像データコントローラ１０には、画像データをＪＰＥＧ（ＪｏｉｎｔＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ）規格やＴＩＦＦ（ＴａｇｇｅｄＩｍａｇｅＦｉｌｅＦｏｒｍａｔ）の規格に基づき圧縮・伸長処理する画像圧縮回路１４が接続され、画像圧縮回路１４には、撮像画像データが格納されるメモリカードなどの画像記録メディア１５が接続されている。
【０００４】
一方、ディジタルカメラ２５には、全体の動作を制御するシステムコントローラ１１が設けられ、このシステムコントローラ１１には、制御プログラムが格納されるＥＥＰ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ）ＲＯＭ１６と、前述の画像データコントローラ１０とが接続され、さらに、オペレータが各種の指令信号を入力する操作スイッチ１７が接続されている。
同様に、システムコントローラ１１には、撮像素子３、サンプルホールド回路５、ＡＤ変換回路６及び画像データコントローラ１０にそれぞれタイミング信号を供給するタイミング発生器８と、メカニカルシャッタ２に駆動信号を供給するシャッタ駆動回路７とが接続されている。
【０００５】
図５の撮像素子３は、図６に示すようなインタライン構成となっていて、フォトダイオード２３が８行４列のマトリクス状に配列され、画素を構成する個々のフォトダイオードには、ベイヤ（Ｂａｙｅｒ）配列に従って、Ｒ、Ｇ、Ｂの一色のカラーフィルタがそれぞれ取り付けられている。
このように垂直方向に配列される各列の８個のフォトダイオードに対向して、対応する列のフォトダイオードから電荷を受け取り、垂直方向に順次移送する垂直レジスタ２０がそれぞれ配設されており、各列の垂直レジスタ２０からの電荷を、水平方向に順次移送する水平レジスタ２１が配設され、水平レジスタ２１の移送方向の端部には、水平レジスタ２１の出力信号を増幅する出力アンプ２２が接続されている。
【０００６】
このような構成の従来のディジタルカメラ２５では、図７（ａ）に示す垂直同期信号ＶＤによって、１枚の画像を取得する単位時間が設定され、被写体の測光データに基づいて、システムコントローラ１１によって、図７（ｂ）に示すサブパルスＳＵＢの出力期間が設定制御される。モニタリング中は、システムコントローラ１１の指令によって作動するシャッタ駆動回路７によりメカニカルシャッタ２は解放状態にされ、サブパルスＳＵＢの停止期間にタイミング発生器８から供給される制御信号によって、撮像素子３の電子シャツタ動作が行なわれ、電子シャッタ動作が行なわれる撮像素子３のフォトダイオード２３への露光時間が、図７（ｄ）に示すように、サブパルスＳＵＢの計数値により制御され、この露光時間の間フォトダイオード２３への電荷の蓄積が行なわれる。
このようにして、フォトダイオード２３に蓄積された電荷は、図示せぬ垂直転送電極への所定正電圧の印加によって、垂直レジスタ２０に読み出され、１水平ラインずつ垂直方向に移送されて水平レジスタ２１に転送され、次いで、水平レジスタ２１を水平方向に移送されて、図７（ｃ）に示すように出力アンプ２２から出力される。
【０００７】
そして、この種のディジタルカメラ２５においては、モニタリング中に、図７（ａ）に示すように、レリーズスイッチによって、画像記録のトリガＴｒが発生すると、システムコントローラ１１の制御によって、トリガＴｒが発生した次の垂直同期信号に対応する単位時間において、サブパルスＳＵＢの出力期間後に、同図（ｆ）に示すように、同図（ｅ）に示すメカニカルシャッタの閉鎖時点に対して応答時間ｔｍだけ前の時点で、シャツタ駆動回路７からシャツタパルスが出力され、メカニカルシャッタ２が閉じて本露光が終了する。
ところで、撮像素子３がインタライン型ＣＣＤの場合、フォトダイオード２３から垂直レジスタ２０への電荷の読み出しは、複数フィールドに分けて行なわれるが、垂直レジスタ２０に電荷の移送を行なう前に、垂直レジスタ２０内の暗電流成分やスミア成分などによる不要電荷の高速掃き出しが行なわれる。
【０００８】
この場合、図７（ｃ）に示すように、奇数フィールドと偶数フィールドの２回に分けて読み出しが行なわれるが、それぞれ垂直レジスタ２０に電荷を移送する前に高速掃き出しを行なう高速掃き出し期間Ｔｐが存在する。そして、偶数フィールドの電荷移送が終了した次の単位時間に、図７（ｆ）に示すようにシャッタパルスを出力されて、メカニカルシャッタ２を開きモニタリングが開始される。
【０００９】
以上に説明したようにして、撮像素子３から出力される撮像信号は、サンプリングホールド回路５で、相関２重サンプリングによる雑音抑制が行なわれ、各画素ごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号がサンプリングホールドされ、ＡＤ変換回路６において、例えばＮＴＳＣ信号のサブキャリア周波数の整数倍でＡＤ変換が行なわれて、画像データコントローラ１０に入力される。
画像データコントローラ１０に入力されるＲ、Ｇ、Ｂ信号は、先ず、ＤＲＡＭ１２に格納され、次いで画像データコントローラ１０の指令によって、ＤＲＡＭ１２のから読み出されたＲ、Ｇ、Ｂ信号に対して、ホワイトバランス、ガンマ処理などの信号処理が施された後に、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとが作成され、得られた輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、ＣｂはＤＲＡＭ１２に格納される。
【００１０】
そして、被写体の撮像画像を画像表示器１３に表示する場合には、画像データコントローラ１０の制御によって、ＤＲＡＭ１２から読み出された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとに基づいて、画像表示器１３に被写体の撮像画像が表示される。
また、被写体の撮像画像データを、メモリカードなどの画像記録メディア１５に記録する場合には、画像データコントローラ１０の制御によって、ＤＲＡＭ１２から読み出された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとに、画像圧縮回路１４によって所定のフォーマットによる圧縮処理が行なわれた後に、画像メディア１５への記録が行なわれる。
さらに、画像メディア１５に記録された撮像画像データの再生時には、画像データコントローラ１０の制御によって、画像メディア１５から読み出された撮像画像データが、画像圧縮回路１４で伸長処理された後に、画像表示器１３に被写体の撮像画像として表示される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上に説明したディジタルカメラの撮像信号の読み出し前に行なわれる垂直レジスタ２０内の暗電流成分やスミア成分などの不要電荷の高速掃き出しでは、垂直レジスタ２０内での電荷の順次移送が、通常の電荷読み出し時よりも高速度で行なわれるので、高速掃き出し期間の消費電流が増加する。
また、メカニカルシャッタ２の開閉動作時には、シャッタ動作保持のためのシャッタパルスを所定期間出力する必要があり、この時にもディジタルカメラの消費電流は増加する。
このために、図７（ｇ）に示すように、撮像信号の読み出し前に行なわれる垂直レジスタ２０内の暗電流成分やスミア成分などの不要電荷の高速掃き出し時には、掃き出し消費電流Ｉｓにシャッタパルス消費電流Ｉｓが重畳されるために、ディジタルカメラに最大消費電流Ｉｍａｘが流れる期間が存在することになる。
一方で、近年のディジタルカメラでは、携帯性に優れ小型軽量化された構成のものが重視要求され、これに伴って、消費電力も低消費電力化され使用に際してバッテリー寿命が長いものが要求されている。
【００１２】
本発明は、前述したようなこの種のディジタルカメラなどの撮像装置の動作の現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、撮像動作時の消費電流が低減され、装置の小型軽量化が可能な撮像装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、入射される被写体光像を光電変換し撮像信号として出力する撮像素子と、該撮像素子の垂直転送路の不要電荷を除去する高速掃き出し機能を備えた撮像素子駆動手段と、前記被写体光像の前記撮像素子への入射と入射遮断を制御するメカニカルシャッタ手段と、予め設定した所定の撮像雰囲気条件下では、前記高速掃き出し機能の掃き出し期間と、前記メカニカルシャッタ手段の閉じパルスの出力期間とが重なり合わないように、前記撮像素子と前記メカニカルシャッタとを駆動制御することにより、駆動電流を低減制御する駆動制御手段とを有することを特徴とするものである。
【００１４】
このような手段によると、メカニカルシャッタ手段によって、被写体光像の撮像素子への入射と入射遮断が制御され、撮像素子に入射される被写体光像が、撮像素子によって光電変換され、撮像素子からは被写体光像に対応する撮像信号が出力されて撮像動作が行なわれるが、この撮像動作の過程において、撮像素子駆動手段の高速掃き出し機能によって、撮像素子の垂直転送路の不要電荷が除去される。
この場合、予め設定した所定の撮像雰囲気条件下では、駆動制御手段によって、高速掃き出し機能の掃き出し期間と、メカニカルシャッタ手段の閉じパルスの出力期間とが重なり合わないように、撮像素子とメカニカルシャッタが駆動制御され、駆動電流が低減するので、撮像動作時の最大消費電流が減少し、撮像装置が低消費電力化され電池電源動作時の動作寿命が延長される。
【００１５】
同様に前記目的を達成するために、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に対して、所定の撮像雰囲気条件下にあるか否かの判定を行なう判定手段がさらに設けられていることを特徴とするものである。
【００１６】
このような手段によると、判定手段によって、所定の撮像雰囲気条件にあることが適確に検出判定された状態で、駆動制御手段により撮像素子とメカニカルシャッタとの駆動制御を高精度で行なうことにより、請求項１記載の発明の作用が実行される。
【００１７】
同様に前記目的を達成するために、請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、判定手段は、撮像雰囲気温度が予め設定した所定基準温度以下であると、所定の撮像雰囲気条件下にあると判定することを特徴とするものである。
【００１８】
このような手段によると、撮像雰囲気温度が予め設定した所定基準温度以下であると、判定手段が、所定の撮像雰囲気条件下にあると判定することにより、撮像雰囲気温度に対応する電源の供給電流の変化に適確に対応して、請求項２記載の発明での作用が実行される。
【００１９】
同様に前記目的を達成するために、請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、判定手段は、電源電圧が予め設定した所定基準電圧以下であると、所定の撮像雰囲気条件下にあると判定することを特徴とするものである。
【００２０】
このような手段によると、電源電圧が予め設定した所定基準電圧以下であると、判定手段が、所定の撮像雰囲気条件下にあると判定することにより、電源電圧に対応する電源の供給電流の変化に適確に対応して請求項２記載の発明での作用が実行される。
【００２１】
同様に前記目的を達成するために、請求項５記載の発明は、請求項２記載の発明において、判定手段は、消費電流が予め設定した所定基準電流以上であると、所定の撮像雰囲気条件下にあると判定することを特徴とするものである。
【００２２】
このような手段によると、消費電流が予め設定した所定基準電流以上であると、判定手段が、所定の撮像雰囲気条件下にあると判定することにより、消費電流の変化に適確に対応して、請求項２記載の発明での作用を実現が実行される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態を、図１及び図２を参照して説明する。
図１は本実施の形態の撮像動作を示すタイミングチャートで、図２は本実施の形態の撮像雰囲気判定モードの選択動作を示すフローチャートである。
【００２４】
本実施の形態では、図５に示す従来のディジタルカメラ２５に対して、システムコントローラ１１に、シャッタパルスの出力区間を垂直走査信号ＶＤで規定される単位時間だけ前にずらす位相変更制御手段と、この位相変更制御手段を作動させるか否かを撮像雰囲気条件に基づいて判定する判定手段とが新に設けられ、操作スイッチ１７には、撮像雰囲気条件を雰囲気温度とする温度判定モード、撮像雰囲気条件を電源電圧とする電源電圧判定モード、撮像雰囲気条件を消費電流とする消費電流判定モードの選択スイッチが新に設けられている。
本実施の形態のその他の部分の構成は、すでに図５を参照して説明した従来のディジタルカメラ２５と同一なので、重複する説明は行なわない。
【００２５】
本実施の形態の撮像動作を図１及び図２を参照して説明する。
図１は本実施の形態の撮像動作を示すタイミングチャート、図２は本実施の形態の撮像雰囲気判定モードの選択動作を示すフローチャートである。
なお、以下の説明においては、撮像装置としてディジタルカメラを使用する場合を説明し、必要に応じて図５を流用して説明することにする。
【００２６】
本実施の形態の撮像動作に際しては、オペレータは、図２のフローチャートのステップＳ１で、流用する図５の操作スイッチ１７を操作することにより、温度判定モード、電源電圧判定モード、消費電流判定モードの何れかを選択する。
次いで、ステップＳ２に進んで、流用する図５のシステムコントローラ１１によって、操作スイッチ１７からの選択入力に基づいて、選択されたモードが温度判定モードであるか否かの判定が行なわれ、温度判定モードが選択されたと判定されると、ステップＳ３に進んで、撮像雰囲気の温度Ｔａが予め設定された基準温度Ｔｓｏ以下であるか否かの判定が行なわれる。
【００２７】
一般にディジタルカメラの電源電池は、環境温度の影響を受け易く、特にアルカリ電池では、低温時に電池の内部抵抗値が高くなり、装置への供給電流が少なくなる傾向にあり、低温時に急激に消費電流が増加すると装置が動作不能状態になることがある。
本実施の形態では、予め温度判定モードでの判定基準となる基準温度ＴｓｏのデータがＥＥＰＲＯＭ１６に格納されており、図２のフローチャートのステップＳ３では、ディジタルカメラ内に設けた測温センサにより、所定時間毎に或いはレリーズスイッチが押され、記録トリガーＴｒが出力された時に検出される撮像雰囲気の温度Ｔａが、Ｔａ≦Ｔｓｏを満足するか否かが判定される。
そして、ステップＳ３で撮像雰囲気の温度Ｔａと基準温度Ｔｓｏとの間に、Ｔａ≦Ｔａを満足しないＴａ＞Ｔｓｏの条件があると判定されると、ステップＳ９に進んで、図７ですでに説明したように、高速掃き出し期間とメカニカルシャッタ閉じパルスの出力期間とが重なったシーケンスで撮像動作が行なわれる。
【００２８】
一方、ステップＳ３で、撮像雰囲気の温度Ｔａが、Ｔａ≦Ｔｓｏを満足すると判定されると、ステップＳ４に進んで、図１（ｆ）に示すように、シャッタパルスの出力区間を、垂直走査信号ＶＤで規定される単位時間だけ前にずらす位相変更が行なわれる。この場合には、高速掃き出し期間とメカニカルシャッタ閉じパルスの出力期間とが重なることはなく、高速掃き出し期間の掃き出し消費電流Ｉｃにシャッタパルス消費電流Ｉｓは重畳されず、掃き出し消費電流Ｉｃはそのままで、従来のディジタルカメラ２５の場合のように、掃き出し消費電流Ｉｃに、図１に点線で示すように、重畳増加分△Ｉｃが重畳されることはなく、最大消費電流Ｉｍａｘが流れることが完全に阻止される。
【００２９】
また、図２のフローチャートのステップＳ２で、選択されたモードが温度判定モードでないと判定されると、ステップＳ５に進んで、電源電圧判定モードが選択されたか否かが判定され、電源電圧判定モードが選択されたと判定されると、ステップＳ６に進んで、電源電圧Ｖａが、予め設定された基準電圧Ｖｓｏ以下であるか否かの判定が行なわれる。
【００３０】
一般にディジタルカメラの電源として使用される電池の電圧は使用時間と共に低下して行き、一方で装置の消費電力は一定なので、電源電圧が低下すると消費電流が増加することになるが、電池が供給できる電流には限度があり、低電圧状態で、急激に消費電流が増加すると、瞬時に装置が動作不能状態になることがある。
本実施の形態では、予め電源電圧判定モードでの判定基準となる基準電圧ＶｓｏのデータがＥＥＰＲＯＭ１６に格納されており、図２のフローチャートのステップＳ６では、ディジタルカメラ内に設けた電圧検知回路により、所定時間毎に或いは、各動作のシーケンスで定めたポイントで、ディジタルカメラの電源電圧Ｖａが検出取得される。ただし、シーケンス毎に取得する場合には、電源電圧Ｖａが装置のシーケンスにより変動することを配慮して、基準電圧Ｖｓｏはシーケンスにそれぞれ対応して複数の電圧値を設定する必要がある。
【００３１】
この場合は、ステップＳ６において、電圧検知回路で検出した電源電圧Ｖａとと基準電圧Ｖｓｏとが比較され、Ｖａ≦Ｖｓｏを満足しないＶａ＞Ｖｓｏの条件があると判定されると、ステップＳ９に進んで、図７ですでに説明したように、高速掃き出し期間とメカニカルシャッタ閉じパルスの出力期間とが重なったシーケンスで撮像動作が行なわれる。
【００３２】
一方、ステップＳ６で、電源電圧Ｖａが、Ｖａ≦Ｖｓｏを満足すると判定されると、ステップＳ４に進んで、図１（ｆ）に示すように、シャッタパルスの出力区間を、垂直走査信号ＶＤで規定される単位時間だけ前にずらす位相変更が行なわれる。この場合には、高速掃き出し期間とメカニカルシャッタ閉じパルスの出力期間とが重なることはなく、高速掃き出し期間の掃き出し消費電流Ｉｃにシャッタパルス消費電流Ｉｓは重畳されず、掃き出し消費電流Ｉｃはそのままで、従来のディジタルカメラ２５の場合のように、掃き出し消費電流Ｉｃに、図１に点線で示すように、重畳増加分△Ｉｃが重畳されることはなく、最大消費電流Ｉｍａｘが流れることが完全に阻止される。
【００３３】
また、ステップＳ５で、電源電圧判定モードが選択されないと判定されると、ステップＳ７に進んで、消費電流判定モードが選択されたか否かが判定され、消費電流判定モードが選択されていないと処理を終了し、消費電流判定モードが選択されたと判定されると、ステップＳ８に進んで、消費電流Ｉａが、予め設定された基準電流Ｉｓｏ以下であるか否かの判定が行なわれる。
【００３４】
この種のディジタルカメラにおいて、消費電流が増加すると電池への負担が増加することになり、電池の電流供給の限界を越えた状態では、装置への供給電流が不足して装置が動作不能状態になることがある。
本実施の形態では、予め、消費判定モードでの判定基準となる基準電流ＩｓｏのデータがＥＥＰＲＯＭ１６に格納されており、図２のフローチャートのステップＳ８では、ディジタルカメラ内に設けた消費電流検知回路により、所定時間毎に或いは、各動作のシーケンスで定めたポイントで消費電流Ｉａが検出取得される。
ただし、シーケンス毎に消費電流Ｉａを取得する場合には、消費電流Ｉａは装置のシーケンスにより変動するので、基準電流Ｉｓｏは、シーケンスにそれぞれ対応して複数電流値を設定する必要がある。
【００３５】
この場合は、ステップＳ８において、消費電流検知回路で検出した消費電流Ｉａと基準電流Ｉｓｏとが比較され、Ｉａ＜Ｉｓｏと判定されると、ステップＳ９に進んで、図７ですでに説明したように、高速掃き出し期間とメカニカルシャッタ閉じパルスの出力期間とが重なったシーケンスで撮像動作が行なわれる。
【００３６】
一方、ステップＳ８で、消費電流Ｉａが、Ｉａ≧Ｉｓｏを満足すると判定されると、ステップＳ４に進んで、図１（ｆ）に示すように、シャッタパルスの出力区間を、垂直走査信号ＶＤで規定される単位時間だけ前にずらす位相変更が行なわれる。この場合には、高速掃き出し期間とメカニカルシャッタ閉じパルスの出力期間とが重なることはなく、高速掃き出し期間の掃き出し消費電流Ｉｃにシャツタパルス消費電流Ｉｓは重畳されず、掃き出し消費電流Ｉｃはそのままで、従来のディジタルカメラ２５の場合のように、掃き出し消費電流Ｉｃに、図１に点線で示すように、重畳増加分△Ｉｃが重畳されることはなく、最大消費電流Ｉｍａｘが流れることが完全に阻止される。
【００３７】
本実施の形態のその他の動作は、すでに説明した従来のディジタルカメラの動作と同一なので、重複する説明は行なわない。
【００３８】
以上に説明したように、本実施の形態によると、オペレータの温度判定モード、電源電圧判定モード、消費電流判定モードの何れかの選択により、温度判定モードでは、撮像雰囲気の温度をＴａとし、判定の基準温度をＴｓｏとして、Ｔａ≦Ｔｓｏが、電源電圧判定モードでは、装置の電源電圧をＶａとし、判定の基準電圧をＶｓｏとして、Ｖａ≦Ｖｓｏが、消費電流判定モードでは、消費電流をＩａとし、判定の基準電圧をＩｓｏとして、Ｉａ≧Ｉｓｏが満足することが判定されると、移送変更制御手段により、図１（ｆ）に示すように、シャッタパルスの出力区間を、垂直走査信号ＶＤで規定される単位時間だけ前にずらす位相変更が行なわれる。
この位相変更によって、高速掃き出し期間とメカニカルシャッタ閉じパルスの出力期間とが重なることはなくなり、高速掃き出し期間の掃き出し消費電流Ｉｃにシャッタパルス消費電流Ｉｓは重畳されず、掃き出し消費電流Ｉｃはそのままで、従来のディジタルカメラの場合のように、掃き出し消費電流Ｉｃに、図１に点線で示すように、重畳増加分△Ｉｃが重畳されることはなく、最大消費電流Ｉｍａｘが流れることが完全に阻止されると共に、低消費電力化により装置を小型軽量化することが可能になる。
【００３９】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態を、図３を参照して説明する。
図３は本実施の形態の撮像動作を示すタイミングチャートである。
【００４０】
本実施の形態では、図５に示す従来のディジタルカメラ２５に対して、システムコントローラ１１に、シャッタパルスの出力区間を高速掃き出し期間の直前に移行する位相変更制御手段と、この位相変更制御手段を作動させるか否かを撮像雰囲気条件に基づいて判定する判定手段とが新に設けられ、操作スイッチ１７には、撮像雰囲気条件を雰囲気温度とする温度判定モード、撮像雰囲気条件を電源電圧とする電源電圧判定モード、撮像雰囲気条件を消費電流とする消費電流判定モードの選択スイッチが新に設けられている。
本実施の形態のその他の部分の構成は、すでに説明した第１の実施の形態と同一なので、重複する説明は行なわない。
【００４１】
本実施の形態では、流用する図５のシステムコントローラ１１の制御によって、シャッタ駆動回路７からは、図３（ｆ）に示すように、シャッタパルスが、同図（ｃ）に示す高速掃き出し期間Ｔｐの直前で立ち下がるように出力され、高速掃き出し動作の開始直前に、メカニカルシャッタ２の閉じ動作が終了する。
このために、高速掃き出し期間とメカニカルシャッタ閉じパルスの出力期間とが重なることはなく、高速掃き出し期間の掃き出し消費電流Ｉｃにシャッタパルス消費電流Ｉｓは重畳されず、掃き出し消費電流Ｉｃはそのままで、従来のディジタルカメラ２５の場合のように、掃き出し消費電流Ｉｃに、図３に点線で示すように、重畳増加分△Ｉｃが重畳されることはなく、最大消費電流Ｉｍａｘが流れることが完全に阻止される。
【００４２】
本実施の形態における撮像雰囲気判定モードの選択とそれに伴う判定手段による判定動作は、すでに図２を参照して説明した第１の実施の形態での動作と同一であり、本実施の形態のその他の動作は、すでに説明した従来のディジタルカメラの動作と同一なので、何れについても重複する説明は行なわない。
【００４３】
以上に説明したように、本実施の形態によると、オペレータの温度判定モード、電源電圧判定モード、消費電流判定モードの何れかの選択により、温度判定モードでは、撮像雰囲気の温度をＴａとし、判定の基準温度をＴｓとして、Ｔａ≦Ｔｓが、電源電圧判定モードでは、装置の電源電圧をＶａとし、判定の基準電圧をＶｓｏとして、Ｖａ≦Ｖｓｏが、消費電流判定モードでは、消費電流をＩａとし、判定の基準電圧をＩｓｏとして、Ｉａ≧Ｉｓｏが、それぞれ満足すると判定されると、移送変更制御手段により、図３（ｆ）に示すように、シャッタパルスが、同図（ｃ）に示す高速掃き出し期間Ｔｓの直前で立ち下がるように出力される。
このために、高速掃き出し動作の開始直前に、メカニカルシャッタ２の閉じ動作が終了し、高速掃き出し期間とメカニカルシャッタ閉じパルスの出力期間とが重なることはなくなり、高速掃き出し期間の掃き出し消費電流Ｉｃにシャッタパルス消費電流Ｉｓは重畳されず、掃き出し消費電流Ｉｃはそのままで、従来のディジタルカメラ２５の場合のように、掃き出し消費電流Ｉｃに、図３に点線で示すように、重畳増加分△Ｉｃが重畳されることがなく、最大消費電流Ｉｍａｘが流れることが完全に阻止されると共に、低消費電力化により装置を小型軽量化することが可能になる。
【００４４】
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態を、図４を参照して説明する。
図４は本実施の形態の撮像動作を示すタイミングチャートである。
【００４５】
本実施の形態では、図５に示す従来のディジタルカメラ２５に対して、システムコントローラ１１に、シャッタパルスの出力区間を高速掃き出し期間の直前に移行する位相変更制御手段と、露光期間を調整する露光期間調整手段と、位相変更制御手段を作動させるか否かを撮像雰囲気条件に基づいて判定する判定手段とが新に設けられ、操作スイッチ１７には、撮像雰囲気条件を雰囲気温度とする温度判定モード、撮像雰囲気条件を電源電圧とする電源電圧判定モード、撮像雰囲気条件を消費電流とする消費電流判定モードの選択スイッチが新に設けられている。
本実施の形態のその他の部分の構成は、すでに説明した第１の実施の形態と同一なので、重複する説明は行なわない。
【００４６】
本実施の形態では、流用する図５のシステムコントローラ１１の制御によって、シャッタ駆動回路７からは、図４（ｆ）に示すように、シャッタパルスが、同図（ｃ）に示す高速掃き出し期間Ｔｐの直前で立ち下がるように出力され、高速掃き出し動作の開始直前に、メカニカルシャッタ２の閉じ動作が終了する。
また、本実施の形態では、システムコントローラ１１の制御によって、垂直同期信号ＶＤの２個に対応する２単位時間の範囲で、露光時間を任意に調整することが可能で、高速掃き出し期間Ｔｐの二区間前の垂直走査信号ＶＤからサブパルスＳＵＢを出力することにより、この露光時間の調整が行なわれる。
この場合、例えば明るい場所での撮像時には、短期間の露光でよいので、露光期間を垂直同期信号ＶＤの１個に対応する１単位時間に設定し、暗い場所での撮像時には、長期間の露光が必要なので、垂直同期信号ＶＤの２個に対応する２単位時間に設定される。
【００４７】
本実施の形態における撮像雰囲気判定モードの選択とそれに伴う判定手段による判定動作との動作は、すでに図２を参照して説明した第１の実施の形態での動作と同一であり、本実施の形態のその他の動作は、すでに説明した従来のディジタルカメラの動作と同一なので、何れについても重複する説明は行なわない。
【００４８】
以上に説明したように、本実施の形態によると、オペレータの温度判定モード、電源電圧判定モード、消費電流判定モードの何れかの選択により、温度判定モードでは、撮像雰囲気の温度をＴａとし、判定の基準温度をＴｓとして、Ｔａ≦Ｔｓが、電源電圧判定モードでは、装置の電源電圧をＶａとし、判定の基準電圧をＶｓｏとして、Ｖａ≦Ｖｓｏが、消費電流判定モードでは、消費電流をＩａとし、判定の基準電圧をＩｓｏとして、Ｉａ≧Ｉｓｏが満足することが判定されると、移送変更制御手段により、図４（ｆ）に示すように、シャッタパルスが、同図（ｃ）に示す高速掃き出し期間Ｔｐの直前で立ち下がるように出力され、高速掃き出し動作の開始直前に、メカニカルシャッタ２の閉じ動作が終了する。
このために、高速掃き出し期間とメカニカルシャッタ閉じパルスの出力期間とが重なることはなく、高速掃き出し期間の掃き出し消費電流Ｉｃにシャッタパルス消費電流Ｉｓは重畳されず、掃き出し消費電流Ｉｃはそのままで、従来のディジタルカメラ２５の場合のように、掃き出し消費電流Ｉｃに、図４に点線で示すように、重畳増加分△Ｉｃが重畳されることはなく、最大消費電流Ｉｍａｘが流れることが完全に阻止されると共に、低消費電力化により装置を小型軽量化することが可能になる。
さらに、本実施の形態によると、垂直同期信号ＶＤの２個に対応する２単位時間内で、露光期間を撮像雰囲気の明度に対応して調整することにより、高画質の撮像画像を取得することが可能になる。
【００４９】
なお、本発明は、以上に説明した各実施の形態に限定されるものではなく、例えば、第１の実施の形態に対して、フォトダイオードにより露光された電荷が保持される無効フィールド期間での駆動周波数を高めて、無効フィールド期間を実質的に短縮する無効フィールド期間短縮手段を設ける構成とすることも可能である。このような構成とすることにより、メカニカルシャッタが閉じてから、高速掃き出し期間までの垂直同期信号ＶＤにより設定される１枚の画像を取得する単位時間が全て無効フィールド期間となることを避け、フォトダイオードでの電荷保持時間を短縮して、電荷保持による暗電流に起因するノイズによる画質低下を防止することが可能になる。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、メカニカルシャッタ手段によって、被写体光像の撮像素子への入射と入射遮断が制御され、撮像素子に入射される被写体光像が、撮像素子によって光電変換され、撮像素子からは被写体光像に対応する撮像信号が出力されて撮像動作が行なわれるが、この撮像動作の過程において、撮像素子駆動手段の高速掃き出し機能によって、撮像素子の垂直転送路の不要電荷が除去される。
この場合、予め設定した所定の撮像雰囲気条件下では、駆動制御手段によって、高速掃き出し機能の掃き出し期間と、メカニキャルシャッタ手段の閉じパルスの出力期間とが重なり合わないように、撮像素子とメカニカルシャッタが駆動制御され、駆動電流が低減するので、撮像動作時の最大消費電流が減少し、撮像装置の低消費電力化と電池電源動作時の動作寿命の延長とが可能になる。
【００５１】
請求項２記載の発明によると、判定手段によって、所定の撮像雰囲気条件にあることが適確に検出判定された状態で、駆動制御手段により撮像素子とメカニカルシャッタとの駆動制御が高精度で行なわれるので、請求項１記載の発明で得られる効果をより適確に実現することが可能になる。
【００５２】
請求項３記載の発明によると、撮像雰囲気温度が予め設定した所定基準温度以下であると、判定手段が、所定の撮像雰囲気条件下にあると判定することにより、撮像雰囲気温度に対応する電源の供給電流の変化に適確に対応して請求項２記載の発明で得られる効果を実現することが可能になる。
【００５３】
請求項４記載の発明によると、電源電圧が予め設定した所定基準電圧以下であると、判定手段が、所定の撮像雰囲気条件下にあると判定することにより、電源電圧に対応する電源の供給電流の変化に適確に対応して請求項２記載の発明で得られる効果を実現することが可能になる。
【００５４】
請求項５記載の発明によると、消費電流が予め設定した所定基準電流以上であると、判定手段が、所定の撮像雰囲気条件下にあると判定することにより、消費電流の変化に適確に対応して、請求項２記載の発明で得られる効果を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の撮像動作を示すタイミングチャートである。
【図２】同実施の形態の撮像雰囲気判定モードの選択動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態の撮像動作を示すタイミングチャートである。
【図４】同実施の形態の他の撮像動作を示すタイミングチャートである。
【図５】ディジタルカメラの基本構成を示すブロック図である。
【図６】図５の撮像素子の構成を示す説明図である。
【図７】ディジタルカメラの従来の撮像動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１光学レンズ
２メカニカルシャッタ
３撮像素子
１０画像データコントローラ
１１システムコントローラ
１３画像表示器
１７操作スイッチ
２０垂直レジスタ
２１水平レジスタ

Claims

入射される被写体光像を光電変換し撮像信号として出力する撮像素子と、
該撮像素子の垂直転送路の不要電荷を除去する高速掃き出し機能を備えた撮像素子駆動手段と、
前記被写体光像の前記撮像素子への入射と入射遮断を制御するメカニカルシャッタ手段と、
予め設定した所定の撮像雰囲気条件下では、前記高速掃き出し機能の掃き出し期間と、前記メカニカルシャッタ手段の閉じパルスの出力期間とが重なり合わないように、前記撮像素子と前記メカニカルシャッタを駆動することにより、駆動電流を低減制御する駆動制御手段と
を有することを特徴とする撮像装置。
請求項１記載の撮像装置に対して、所定の撮像雰囲気条件下にあるか否かの判定を行なう判定手段がさらに設けられていることを特徴とする撮像装置。
請求項２記載の撮像装置において、判定手段は、撮像雰囲気温度が予め設定した所定基準温度以下であると、所定の撮像雰囲気条件下にあると判定することを特徴とする撮像装置。
請求項２記載の撮像装置において、判定手段は、電源電圧が予め設定した所定基準電圧以下であると、所定の撮像雰囲気条件下にあると判定することを特徴とする撮像装置。
請求項２記載の撮像装置において、判定手段は、消費電流が予め設定した所定基準電流以上であると、所定の撮像雰囲気条件下にあると判定することを特徴とする撮像装置。