JP4692586B2 - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば可変速撮影を行うことができる撮像装置に適用して好適な撮像装置及び撮像方法に関する。

ＦＴ（Frame-Transfer Charge Coupled Devices）方式のＣＣＤ（Charge Coupled Devices）イメージセンサを採用した撮像装置においては、信号電荷の読み出し中にイメージエリア（受光部）を遮光することが行われている。また、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを用いた撮像装置では、信号電荷の蓄積の同時性を得る目的で、電荷の読み出し時にイメージエリアを遮光することが行われている。

イメージエリアを遮光する手法としては、ロータリシャッタを用いる手法が知られており、ロータリシャッタの回転は、撮像素子の駆動タイミングに同期して制御されるのが一般的である。

図５に、ＦＴ−ＣＣＤにおけるロータリシャッタの動作と、撮像素子の駆動タイミングとの関係を示してある。ＦＴ−ＣＣＤは、イメージャ部（撮像領域）とストレージ部（蓄積領域）と水平転送レジスタと電荷検出部とで構成され、図５には、イメージャ部とストレージ部での動作と、ロータリシャッタによるメカシャッタの動作との対応を示してある。

図５の最上段には、イメージャ部からストレージ部への電荷の転送を指示する垂直リセット信号の出力タイミングを示してあり、その下の段には、ロータリシャッタによるメカシャッタの開閉動作を示してある。以降の段には、イメージャ部における動作とストレージ部における動作を示してある。なお、図５では電子シャッタを可変速制御する撮像装置での動作を例に挙げている。

まず、イメージャ部に対して、蓄積しているすべての電荷の掃き捨てを指示する全画素掃き捨て信号が入力されると、その時点でイメージャ部に蓄積されていたすべての電荷が掃き捨てられる。そして、垂直リセット信号が入力されるまでの間、イメージャ部に電荷が蓄積される。この時間がすなわち露光時間となる。そして、垂直リセット信号が入力されると、イメージャ部から電荷が読み出されてストレージ部に高速に転送される。

これと同時に、垂直リセット信号が入力されると、ロータリシャッタの遮光部が撮像素子の前面に配置されるようにメカシャッタの回転位相が制御される。これによって、イメージャ部からストレージ部に電荷が転送される期間はイメージエリアが遮光されるようになる。

例えば特許文献１には、固体撮像素子の撮像面への光の入射期間および遮光期間を制御するシャッタ装置について記載されている。
特開２００６−３０８８４１号公報

ところで、近年では、可変速撮影（Variable speed ramping）と称される撮影手法で撮影が行われることが増えている。可変速撮影とは、テレビジョン放送用の映像であれば毎秒３０コマ、映画用の映像であれば毎秒２４コマ、のように毎秒一定のコマ数で撮るのではなく、滑らかにフレームレート（Frame Per Second；以下ＦＰＳと称する）を変化させながら撮影するやり方である。

例えば、歩く人物を可変速撮影で撮影し、再生時には一定のコマ数で再生すると、遠くを歩いているときはゆっくり歩いていた人物が、目の前で急にすばやく通り過ぎたりする等の、メリハリの利いた映像表現が可能になる。ＦＰＳの変更は、ユーザがジョグダイヤル等のＵＩ（User Interface）を操作してリアルタイムで行えるようにしてあったり、予めＦＰＳの変化曲線をプログラムしておき、それを実行する手法等も採られている。

ロータリシャッタの開閉間隔は、図５に示されるように、垂直リセット信号の入力間隔に応じて円板の回転速度が変わることによって変化するものであり、垂直リセット信号の入力間隔は、ユーザ等により指定されたＦＰＳに応じて変化する。つまり、可変速撮影を行う場合には、ロータリシャッタの開閉間隔は時間軸方向で大きく変化することになる。

可変速撮影が行われているときにも、イメージャ部からストレージ部への電荷転送中には遮光を保つ必要があるため、メカシャッタの回転位相は厳密に制御されることが要求される。ところが、ロータリシャッタの円板の回転イナーシャ等を考慮すると、そのサーボ制御系の設計は非常に困難なものとなる。従って、高トルク、高性能のモータを大電流で制御する必要があった。

ところが、このような制御の実現は難しいことが多いため、おのずとＦＰＳの変化率に限界が生じてしまうことになる。つまり、従来の撮像装置では、ユーザの希望する表現能力を十分に満たすことは難しいという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、メカシャッタの遮光タイミングとイメージャからの電荷の読み出しタイミングとを、正確に合わせることを目的とする。

本発明は、レンズを通して入射される被写体の像光を撮像素子が光電変換して映像信号を生成し、撮像素子から読み出された１画面分の映像信号をフレームメモリに蓄積し、映像信号から分離されたフレーム同期信号の位相を調整して、位相が調整されたフレーム同期信号を出力し、撮像素子からの映像信号の読み出しタイミングを制御する場合に、フレームの始まりを示すフレーム開始信号を受信すると、撮像素子から１画面分の映像信号を読み出すための同期信号を撮像素子に供給し、タイミング制御部から供給されるフレーム同期信号に同期してフレームメモリからの映像信号の読み出しを行う。また撮像素子への入射光を遮光する遮光部と、撮像素子への入射光を透過する透過部とを有する円板状のシャッタと、シャッタの回転位置を検出し、ユーザにより指定されたフレームレートに基づいてシャッタの回転数を制御するとともに、シャッタ位置検出部で検出されたシャッタの回転位置情報に基づいて、撮像素子の前面に遮光部が配置されていると判断した場合に、円板状のシャッタの位置情報に基づいて生成されるフレーム開始信号を生成して撮像素子制御部に出力し、シャッタの遮光部が撮像素子の前面に位置するときに、撮像素子からの映像信号の読み出しを撮像素子制御部に開始させるものである。

このようにしたことで、撮像素子からの映像信号の読み出しが、シャッタの遮光部が撮像素子の前面に位置するときに行われるようになる。

本発明によると、撮像素子からの映像信号の読み出しが、シャッタの遮光部が撮像素子の前面に位置するときに行われるため、メカシャッタの遮光タイミングとイメージャからの電荷の読み出しタイミングとが正確に一致するようになる。

以下、本発明の一実施の形態を、図１〜図４を参照して説明する。
［撮像装置の全体構成例］
図１は、本実施の形態による撮像装置の構成例を示した図である。本実施の形態の撮像装置は、カメラコントロールユニット１０（以下、ＣＣＵ１０と称する）と接続してあり、撮像装置とＣＣＵ１０との間では、例えばＨＤ−ＳＤＩ（High Definition-Serial Digital Interface）の規格に基づいて映像信号や制御信号がやりとりされる。

そして、撮像装置のフレーム同期周波数は、ＣＣＵ１０から送信される同期信号によって決められる。そしてこのフレーム同期周波数は、撮像装置だけでなく、撮像装置に接続された記録再生装置や表示装置（いずれも図示略）においても統一的に使用される。

また、撮像素子２での撮影間隔を規定するＦＰＳの情報も、ＣＣＵ１０から送信される。 フレーム同期周波数をＰ＿Ｆとすると、フレーム同期周波数Ｐ＿ＦとＦＰＳは、下記に示す関係で使用される。
Ｐ＿Ｆ≧ＦＰＳ
例えば、２４０Ｐ（240frames/s progressive）で駆動可能な撮像装置であれば、フレーム同期周波数は２４０Ｐに設定されるが、この場合、ＦＰＳの値は、ユーザによって１〜２４０Ｐまでの範囲内の任意の値に設定される。フレーム同期周波数Ｐ＿Ｆと映像信号との位相関係は、Ｐ＿Ｆ＝ＦＰＳである場合のみ一定の位相関係に固定することもできるが、それ以外の場合はロックすることができない。つまり一般に不定と考えてよく、ＦＰＳの値は、フレーム同期周波数Ｐ＿Ｆに縛られることなく、Ｐ＿Ｆを超えない範囲内で自由に設定することができる。

図１に示す撮像装置は、レンズ１と、レンズ１を通して入射した被写体の像光を光電変換して映像信号を生成する撮像素子２と、撮像素子２のイメージエリアを所定の間隔で開口又は遮光するロータリシャッタ３とを備える。また、ロータリシャッタ３を回転駆動させるシャッタ駆動モータ４と、シャッタ駆動モータ４を制御するシャッタ制御部５と、ロータリシャッタ３の回転位置（回転位相）を検出してシャッタ制御部５に出力するシャッタ位置検出部６を備える。

撮像装置はさらに、撮像素子２の動作を制御する撮像素子制御部７と、信号処理部８と、送受信部９と、シリアルＩ／Ｏ（Input/Output）エンコーダ１１と、位相比較部１２と、電圧制御発振部１３と、タイミング制御部１４を備える。

［撮像装置の構成例の詳細］
撮像素子２は、例えばＣＭＯＳセンサで構成される。ロータリシャッタ３は、光を透過する開口部を２箇所有する円板であり、シャッタ駆動モータ４の制御に基づいて回転する。図２に、ロータリシャッタ３の構成例を示してある。ロータリシャッタ３は、図中に斜線で示した２箇所遮光部Ｃｌのと、それ以外の部分である開口部Ｏｐとで構成され、ロータリシャッタ３が一回転する間に、遮光と開口とが２回繰り返されるよう構成してある。なお、本実施の形態ではロータリシャッタ３に２箇所の遮光部Ｃｌを設けた例を挙げたが、この構成に限定されるものではなく、１箇所等に設けるようにしてもよい。

このように構成されたロータリシャッタ３の開口部Ｏｐが撮像素子２のイメージエリアの前面に配置されたときには、レンズ１から入射した被写体光がイメージエリアに取り込まれて、受光信号が蓄積される。一方、撮像素子２のイメージエリアの前面に遮光部Ｃｌが配置されたときには、イメージエリアには受光信号が蓄積されない。

ロータリシャッタ３の円板の円周部には、円周上の位置を示す白と黒のマーキングＭａ（第１の印）が、例えば１周に３０個等、所定の等間隔で配置されている。シャッタ位置検出部６は、これらのマーキングを読み取ることによりロータリシャッタ３の回転位置（位相）を検出する。具体的には、図示せぬセンサで黒のマーキングを読み取ったタイミングでパルス信号Ｐａ（第１のパルス信号）を立ち上げ、白のマーキングを読み取るとパルス信号を立ち下げる。

ロータリシャッタ３の円周上に設けられた黒のマーキングのうち、１周に１箇所だけ他とは形状を変えてあり、シャッタ位置検出部６は、このマーキングＭｂ（第２の印）を読み取ったタイミングで、パルス幅の異なるパルス信号Ｐｂ（第２のパルス信号）を生成してシャッタ制御部５に供給する。なお、本実施の形態では、他とは形状を異ならせたマーキングＭｂ（第２の印）を１周で１箇所設けるようにしたが、これに限定されるものではなく、１周に２箇所等に設けるようにしてもよい。

シャッタ制御部５は、シャッタ位置検出部６から入力されるパルス信号Ｐａの出力回数をカウントするカウンタ（図示略）を備えている。このカウンタの値は、パルス信号Ｐｂが入力されるタイミングでリセットされる。これにより、シャッタ制御部５は、カウンタによるカウント値Ｃｒによって、映像信号のフレームの開始地点や、ロータリシャッタ３が撮像素子２を実際に遮光しているか否かといった、ロータリシャッタ３の物理的な配置位置情報を把握することができる。

本実施の形態では、ロータリシャッタ３の遮光部Ｃｌが撮像素子２を遮光する位置に来たときに、シャッタ制御部５がフレームの読み出し開始を指示するフレーム開始信号を生成して、撮像素子制御部７に出力する。具体的には、カウント値Ｃｒが所定のカウント値Ｃｔになったときに、フレーム開始信号としてのＨｉのパルスを出力し、それ以外の場合にはＬｏパルスを出力するようにする。ここでいう所定のカウント値Ｃｔは、撮像素子２のロータリシャッタ３に対する配置位置や、ロータリシャッタ３に設けられた黒と白のマーキングの配置間隔等に応じて、ロータリシャッタ３が撮像素子２を確実に遮光した後すぐのタイミングでフレーム開始信号が出るように適宜設定するようにする。

なお、本実施の形態では、シャッタ制御部５内に設けたカウンタによるカウント値Ｃｒに基づいて、フレーム開始信号を生成するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、ロータリシャッタ３に設ける、マーキングＭｂの配置位置と数を調整することにより、このマーキングの読み取り時に出力されるパルス信号Ｐｂを読み取ったタイミングで、シャッタ制御部５がフレーム開始信号を出力するように構成してもよい。この場合、本実施の形態のように円板に２箇所ずつ開口部Ｏｐと遮光部Ｃｌがあるときは、マーキングＭｂは１周に２箇所設ける必要がある。また、開口部Ｏｐと遮光部Ｃｌとを１周に１箇所ずつ設ける場合には、マーキングＭｂも１周に１箇所設ける必要がある。かつ、その配置位置は、ロータリシャッタ３の遮光部Ｃｌが撮像素子２の前面に確実に配置されてすぐのタイミングで、マーキングＭｂが読み取られるような位置にする必要がある。

またシャッタ制御部５は、ＣＣＵ１０から伝送されたＦＰＳ情報に基づいてロータリシャッタ３の回転数を制御する。シャッタ制御部５には、ＦＰＳ情報とともに、シャッタ位置検出部６から出力されたシャッタ位置情報も入力される。そしてこれらの情報に基づいて、ＦＰＳ情報により定まるロータリシャッタ３の目標回転位置（位相）と、シャッタ位置検出部６で検出された実際の回転位置（位相）との誤差を吸収する方向に修正したモータ制御信号を生成して、シャッタ駆動モータ４に供給する。つまり、シャッタ位置検出部６とシャッタ制御部５とシャッタ駆動モータ４とで、フィードバックループが形成されている。

撮像素子制御部７は、撮像素子２の図示せぬ水平・垂直走査回路を駆動して、信号電荷の読み出しの制御を行う。シャッタ制御部５からフレーム開始信号を受信すると、撮像素子２に対して、１画面（フレーム）分の映像信号の読み出しを指示する同期信号を出力する。撮像素子２で読み出された１画面分の映像信号は、信号処理部８に出力される。１画面分の映像信号の読み出しを指示する同期信号は、シャッタ制御部５からフレーム開始信号が入力されない間は、出力されない。

つまり、撮像素子２からの映像信号の読み出しは、シャッタ位置検出部６からフレーム開始信号が入力されるときにのみ実行されるようになる。そして、シャッタ位置検出部６からフレーム開始信号が出力されたときには、前述したシャッタ制御部５の制御によってロータリシャッタ３の遮光部Ｃｌが撮像素子２の前面に配置されているはずである。これにより、撮像素子２からの映像信号の読み出しは、必ず遮光中に行われるようになる。

信号処理部８は、撮像素子２から読み出された映像信号に対して、映像信号の黒レベルを一定の基準値に固定するためのクランプ処理や、輪郭を強調する輪郭強調処理、表示デバイスのガンマ特性に合わせてガンマ値を調整するガンマ補正等の信号処理を施す。図１においては、これらの処理を行うモジュールの図示を省略してある。

信号処理部８は、これらの処理を行うモジュールの他に、撮像素子２から出力された映像信号から同期信号を分離する同期信号分離部８１と、１画面分の映像信号を蓄積するフレームメモリ８２と、ＣＣＵ１０から伝送されたリターン映像に重畳されている同期信号を分離する同期信号分離部８３とを有する。

同期信号分離部８１は、入力された映像信号に重畳されているＳＡＶ（Start Of Active Video）やＥＡＶ（End Of Active Video）等の同期コードを分離して同期信号を生成し、映像信号及び同期信号をフレームメモリ８２に供給する。フレームメモリ８２は、例えばアシンクロナスＦＩＦＯ（First In First Out）メモリ等で構成され、同期信号分離部８１から供給される同期信号によってフレーム同期をとりながら、映像信号の書き込みを行う。

一方、フレームメモリ８２からの映像信号の読み出しは、ＣＣＵ１０から供給されるフレーム同期信号に同期して行われる。映像信号読み出し時の処理の詳細については後述する。

送受信部９は、信号処理部８のフレームメモリ８２から出力される映像信号をＨＤ−ＳＤＩ信号等の周波数多重化信号に変換してＣＣＵ１０に伝送するとともに、ＣＣＵ１０から伝送された周波数多重化信号をエンコードする処理を行う。エンコードして得た戻り映像の信号は同期信号分離部８３に出力し、ＦＰＳ情報等が記載されたシリアルデータはシリアルＩ／Ｏエンコーダ１１に出力する。シリアルＩ／Ｏエンコーダ１１は、入力されたシリアルデータをその情報を必要とするモジュールに書き込む。シリアルデータとしてＦＰＳ情報が伝送された場合には、ＦＰＳ情報をシャッタ制御部５に供給する。

同期信号分離部８３は、映像信号に重畳されたＳＡＶやＥＡＶ等の同期コードを分離して水平同期信号Ｈとフレーム同期信号Ｆを抽出し、抽出した水平同期信号Ｈはタイミング制御部１４と位相比較部１２に、フレーム同期信号Ｆはタイミング制御部１４に出力する。タイミング制御部１４は、同期信号分離部８３から供給された水平同期信号Ｈと同じ周期の自走水平同期信号ＰＨを生成して位相比較部１２に出力する。

位相比較部１２は、同期信号分離部８３から入力された水平同期信号Ｈと、タイミング制御部１４から入力された自走水平同期信号ＰＨとの位相差を検出して、検出した位相差に応じた電圧を生成して電圧制御発振部１３に供給する。電圧制御発振部１３は、供給された電圧に応じて発振周波数を変化させることにより、同期信号分離部８３から入力された水平同期信号Ｈと自走水平同期信号ＰＨとの位相差がなくなるように調整する。そして、水平同期信号Ｈに位相がロックした発振周波数を有するシステムクロックＣＫを、タイミング制御部１４やフレームメモリ８２、シャッタ制御部５に出力する。

タイミング制御部１４には、同期信号分離部８３で分離されたフレーム同期信号Ｆも入力される。つまりタイミング制御部１４は、ＣＣＵ１０から伝送された水平同期信号Ｈに同期しているとともに、フレーム同期信号Ｆにも同期して動作する。そして、位相を調整した水平同期信号ＰＬＨとフレーム同期信号ＰＬＦを、フレームメモリ８２やシャッタ制御部５に供給する。

［撮像装置の動作例］
次に、撮像装置の動作例を、フレームメモリ８２への映像信号の書き込みと読み出しのタイミングの例を示した図３と図４のタイミングチャートを参照して説明する。図３及び図４の最上段には、フレーム同期信号ＰＬＦの出力タイミングを示してあり、その下の段にはロータリシャッタ３の回転位相を「遮光」「開口」のように示してある。そのさらに下の２段には、フレームメモリ８２に映像信号が書き込まれるタイミングと、フレームメモリ８２から映像信号が読み出されるタイミングとを示してある。そして再下段に、有効フレームフラグの値を示してある。

有効フレームフラグとは、フレームメモリ８２により読み出された映像信号が有効画であるか無効画であるかを示すフラグであり、有効画である場合には１となり無効画である場合には０となる。フレーム同期信号ＰＬＦの周波数（フレーム同期周波数）よりもＦＰＳの方が小さい場合には、ＦＰＳに基づいてフレームメモリ８２に映像信号が書き込まれる回数が、フレームメモリ８２から映像信号が読み出される回数に比べて少なくなる。この場合、読み出しのタイミングによっては、フレームメモリ８２に蓄積されている画が、前回読み出した画と同じ画であるということも発生する。このような時には、前回読み出した画と同じ画を読み出したり、黒い画像を出力することを行う。この場合の前回と同じ画やコピー画像や黒い画像のことを無効画と呼び、それ以外の画のことを有効画と呼んでいる。

無効画を出力する際に、有効フレームフラグを０に設定し、図示せぬ記録媒体等に映像信号を記録する際に有効フレームフラグが０であるフレームの画は削除することで、ＦＰＳに基づいて撮影されたコマのみが記録媒体に記録されるようになる。有効フレームフラグの値は、例えばＨＤ−ＳＤＩ信号のアンシラリデータ（Ancillary Data）の１ビットに重畳されて、ＣＣＵ１０に送信される。

図３は、フレーム同期周波数とＦＰＳとが同一である場合のフレームメモリ８２への映像信号の書き込みと読み出しのタイミングの例を示し、図４はフレーム同期周波数よりもＦＰＳの方が小さい場合の例を示す。

まず、フレーム同期周波数とＦＰＳとが同一である図３の例から説明する。本実施の形態では、フレームメモリ８２への映像信号の書き込みは、ロータリシャッタ３が撮像素子２を遮光している間に行われ、フレームメモリ８２からの映像信号の読み出しは、カメラシステム全体に供給されるフレーム同期信号ＰＬＦに同期して行われる。このため、フレーム同期信号ＰＬＦの周波数とＦＰＳとが同一である場合には、フレームメモリ８２に書き込まれる映像信号による画と、フレームメモリ８２から読み出される映像信号による画は、１対１で対応するようになる。従って、有効フレームフラグには常に１が設定される。

一方、図４に示したように、フレーム同期周波数よりＦＰＳの方が小さい場合には、フレームメモリ８２から映像信号が読み出される回数に比べて、ＦＰＳに基づいてフレームメモリ８２に映像信号が書き込まれる回数が少なくなる。図４に示した例では、フレームメモリ８２からの読み出しが４回行われているうち、２回目の読み出し時、すなわち図中に“Ａ”と示したフレーム同期信号ＰＬＦが入力された時点では、フレームメモリ８２には１回目と同じ映像である「映像１」がまだ入っている。そしてこの時点では、次の「映像２」の書き込みはまだ始まっていない。このような条件が満たされたときにフレームメモリ８２からは「映像１」がもう一度出力され、有効フレームフラグの値は０に設定される。そして、有効フレームフラグの値が１であるフレームの映像のみを記録することで、可変速撮影が実現される。

［実施の形態の効果］
上述した実施の形態によれば、ロータリシャッタ３の位置情報に基づいて生成されるフレーム開始信号をトリガとして、撮像素子２からの映像信号の読み出しが行われ、かつ、フレーム開始信号出力時には撮像素子２が遮光されるように、ロータリシャッタ３の回転位相が制御される。これにより、ロータリシャッタ３の回転にジッタが生じている場合にも、撮像素子２からの映像信号の読み出しは必ず遮光中に行われるようになる。

また、上述した実施の形態によれば、ＦＰＳの値が撮影中に変更され、ロータリシャッタ３の回転速度が急激に変化した場合にも、撮像素子２からの映像信号の読み出しは必ず遮光中に行われるようになる。これにより、ＦＰＳを急峻に変化させることができるようになるため、メリハリの利いた映像表現を行えるようになる。

また、上述した実施の形態によれば、ロータリシャッタ３の回転を、撮像素子２の駆動タイミングに同期させていないため、撮像素子２の読み出しタイミングに合わせてロータリシャッタ３の回転位相や速度を精密に制御する必要が無くなる。これにより、設計が難しくかつ高価であるサーボ機構や、高トルク・高精度なモータを必要が無くなるため、撮像装置の製造コストを低減することができるようになる。

また、上述した実施の形態によれば、フレームメモリ８２からの映像信号の読み出しは、カメラシステム全体に供給されるフレーム同期信号ＰＬＦに同期して行われる。このため、ロータリシャッタ３の回転ジッタ等により、映像の出力に時間軸方向での揺らぎが発生している場合にも、その揺らぎは、フレームメモリ８２からの映像信号の読み出し時に吸収されるようになる。

なお、ここまで説明した実施の形態では、ＣＣＵ１０からＦＰＳ情報が伝送される例を挙げたが、撮像装置に設けられた操作入力部等を通してＦＰＳの値の入力を受け付ける構成に適用してもよい。

本発明の一実施の形態によるシステムの構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態によるロータリシャッタの構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態によるフレーム同期周波数とフレームレートとが同一である場合のフレームメモリへの映像信号の書き込みと読み出しのタイミングの例を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施の形態による、フレーム同期周波数よりフレームレートが小さい場合のフレームメモリへの映像信号の書き込みと読み出しのタイミングの例を示すタイミングチャートである。 従来のＦＴ−ＣＣＤにおける電荷の転送の例を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１…レンズ、２…撮像素子、３…ロータリシャッタ、４…シャッタ駆動モータ、５…シャッタ制御部、６…シャッタ位置検出部、７…撮像素子制御部、８…信号処理部、９…送受信部、１０…カメラコントロールユニット、１１…シリアルＩ／Ｏエンコーダ、１２… 位相比較部、１３…電圧制御発振部、１４…タイミング制御部、８１…同期信号分離部、８２…フレームメモリ、８３…同期信号分離部、Ｃｌ…遮光部、Ｏｐ…開口部

Claims (4)

1. レンズを通して入射される被写体の像光を光電変換して映像信号を生成する撮像素子と、
   前記撮像素子から読み出された１画面分の映像信号を蓄積するフレームメモリと、
   前記映像信号から分離されたフレーム同期信号の位相を調整して、位相が調整された前記フレーム同期信号を出力するタイミング制御部と、
   前記撮像素子からの前記映像信号の読み出しタイミングを制御する場合に、フレームの始まりを示すフレーム開始信号を受信すると、前記撮像素子から１画面分の映像信号を読み出すための同期信号を前記撮像素子に供給し、前記タイミング制御部から供給されるフレーム同期信号に同期して前記フレームメモリからの映像信号の読み出しを行う撮像素子制御部と、
   前記撮像素子への入射光を遮光する遮光部と、前記撮像素子への入射光を透過する透過部とを有し、モータにより回転駆動される円板状のシャッタと、
   前記シャッタの回転位置を検出するシャッタ位置検出部と、
   ユーザにより指定されたフレームレートに基づいて前記シャッタの回転数を制御するとともに、前記シャッタ位置検出部で検出された前記シャッタの回転位置情報に基づいて、前記撮像素子の前面に前記遮光部が配置されていると判断した場合に、前記円板状のシャッタの位置情報に基づいて生成されるフレーム開始信号を生成して前記撮像素子制御部に出力し、前記シャッタの遮光部が前記撮像素子の前面に位置するときに、前記撮像素子からの映像信号の読み出しを前記撮像素子制御部に開始させるシャッタ制御部とを備える
   撮像装置。
2. 前記円板状のシャッタは、その円周部に所定の間隔をおいて配置された第１の印と、前記第１の印の配置間隔よりも広い間隔で配置された第２の印とを有し、
   前記シャッタ位置検出部は、前記第１の印を読み取ったタイミングで第１のパルス信号を生成し、前記第２の印を読み取ったタイミングで第２のパルス信号を生成し、
   前記シャッタ制御部は、前記第１のパルス信号の出力数をカウントするカウンタを備えるとともに、前記カウンタのカウント値は、前記第２のパルス信号を受信したときにリセットされ、当該シャッタ制御部は、前記カウント値が所定の値となった場合に前記フレーム開始信号を生成する
   請求項１記載の撮像装置。
3. 前記円板状のシャッタの円周部には、連続して配置された前記開口部と前記遮光部の１まとまりに対して１箇所、印が設けられており、前記印は、前記印が前記シャッタ位置検出部によって読み取られる際に、前記遮光部が前記撮像素子を遮光する位置に設けられ、
   前記シャッタ位置検出部は、前記印を読み取ったタイミングでパルス信号を生成し、
   前記シャッタ制御部は、前記パルスを受信した場合に前記フレーム開始信号を生成する
   請求項１記載の撮像装置。
4. レンズを通して入射される被写体の像光を撮像素子が光電変換して映像信号を生成するステップと、
   前記撮像素子から読み出された１画面分の映像信号をフレームメモリに蓄積するステップと、
   前記映像信号から分離されたフレーム同期信号の位相を調整して、位相が調整された前記フレーム同期信号を出力するステップと、
   前記撮像素子からの前記映像信号の読み出しタイミングを制御する場合に、フレームの始まりを示すフレーム開始信号を受信すると、前記撮像素子から１画面分の映像信号を読み出すための同期信号を前記撮像素子に供給し、前記タイミング制御部から供給されるフレーム同期信号に同期して前記フレームメモリからの映像信号の読み出しを行うステップと、
   前記撮像素子への入射光を遮光する遮光部と、前記撮像素子への入射光を透過する透過部とを有する円板状のシャッタとの回転位置を検出するステップと、
   ユーザにより指定されたフレームレートに基づいて前記シャッタの回転数を制御するとともに、前記シャッタ位置検出部で検出された前記シャッタの回転位置情報に基づいて、前記撮像素子の前面に前記遮光部が配置されていると判断した場合に、前記円板状のシャッタの位置情報に基づいて生成されるフレーム開始信号を生成して前記撮像素子制御部に出力し、前記シャッタの遮光部が前記撮像素子の前面に位置するときに、前記撮像素子からの映像信号の読み出しを開始するステップとを有する
   撮像方法。

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