JP5343255B2 - Imaging element power supply system and imaging apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、撮像素子に蓄積された不要な電荷を撮像前に排出するための高速吐出しを適切に実行させるための電力を供給する撮像素子電力供給システムに関する。 The present invention relates to an image sensor power supply system that supplies power for appropriately performing high-speed ejection for discharging unnecessary charges accumulated in an image sensor before imaging.
被写体の光学像に応じた画像信号を生成する撮像素子としてCCD撮像素子が知られている。CCD撮像素子には、漏れた光により垂直CCD自身が生成する電荷や、転送容量を超える信号電荷の転送時に漏れ出た電荷や、読出し時以外において画素から漏れ出る電荷などが蓄積されることがある。このような電荷ノイズとなり、正確な画像を表示するためには除去する必要がある。 A CCD image sensor is known as an image sensor that generates an image signal corresponding to an optical image of a subject. The CCD image pickup device accumulates charges generated by the vertical CCD itself due to leaked light, charges leaked when transferring signal charges exceeding the transfer capacity, charges leaked from pixels other than during reading, and the like. is there. Such charge noise is generated and needs to be removed in order to display an accurate image.
不要な電荷の除去は、信号電荷の転送直前に出来るだけ短期間で実行されることが望ましい。そこで、信号電荷の転送前に、垂直CCDおよび水平CCDを高速で駆動させる高速掃出し動作により、短期間で不要な電荷が撮像素子から排出される。 It is desirable to remove unnecessary charges in the shortest possible time immediately before the transfer of signal charges. Therefore, unnecessary charges are discharged from the imaging element in a short period of time by a high-speed sweeping operation that drives the vertical CCD and the horizontal CCD at high speed before transferring the signal charge.
不要な電荷の除去にかかる時間を短縮するためには、垂直CCDおよび水平CCDを駆動する信号の周波数を上げて転送速度を増加させる必要がある。一方で、信号電荷転送前には、撮像装置の他の部位を駆動するために多くの電力が必要である。 In order to shorten the time required for removing unnecessary charges, it is necessary to increase the transfer speed by increasing the frequency of signals for driving the vertical CCD and the horizontal CCD. On the other hand, a large amount of electric power is required to drive other parts of the imaging device before signal charge transfer.
撮像装置をバッテリによって駆動する場合には、高速掃出しのための電力と他の部位の駆動のための電力がバッテリの容量を超えると撮像装置全体の駆動停止することになる。 When the imaging apparatus is driven by a battery, the driving of the entire imaging apparatus is stopped when the power for high-speed sweeping and the power for driving other parts exceed the capacity of the battery.
撮像装置全体の駆動停止を防止するために、高速掃出しの掃出し周波数を制御することが提案されている(特許文献1参照)。しかし、掃出し周波数を低下させた場合には、電荷除去に時間がかかり、特に連写撮影時には単位時間当たりの撮影枚数を増加させることが出来なかった。また、画素数が多い撮像素子を用いる場合に、特に不利であった。 In order to prevent the drive of the entire imaging apparatus from being stopped, it has been proposed to control the sweep frequency of high-speed sweep (see Patent Document 1). However, when the sweeping frequency is lowered, it takes time to remove charges, and the number of shots per unit time cannot be increased particularly during continuous shooting. Further, it is particularly disadvantageous when using an image sensor with a large number of pixels.
したがって、本発明では撮像装置全体の駆動停止を防止しながら、撮像素子の高速掃出しの周波数を十分に確保することを可能にする撮像素子電力供給システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an image sensor power supply system that can sufficiently secure a high-speed sweeping frequency of the image sensor while preventing the drive of the entire image pickup apparatus from being stopped.
本発明の撮像素子電力供給システムは、高速掃出し動作によりノイズとなる電荷を除去可能な撮像素子と、撮像素子が設けられる撮像装置の構成部位を駆動する電力を供給するバッテリに電気的に接続可能なバッテリコネクタと、バッテリコネクタを介してバッテリから供給される電力により充電されるキャパシタと、バッテリコネクタを介してバッテリから供給される電力およびキャパシタに充電された電力を用いて構成部位および撮像素子を駆動するための電力を生成する電源回路と、高速掃出し動作を実行させる高速掃出し信号を生成するタイミングジェネレータと、電源回路により調整された電力を用いて撮像素子を駆動し高速掃出し信号を受信するときに撮像素子に高速掃出し動作を実行させる撮像素子駆動回路と、キャパシタと撮像素子駆動回路との間に設けられ高速掃出し信号を受信時にのみキャパシタに充電された電力を電源回路に供給させるスイッチとを備えることを特徴としている。 The image sensor power supply system of the present invention can be electrically connected to an image sensor that can remove electric charges that become noise by a high-speed sweeping operation, and a battery that supplies power for driving the components of the image pickup apparatus provided with the image sensor. A battery connector, a capacitor charged by power supplied from the battery via the battery connector, a power supplied from the battery via the battery connector, and a power charged in the capacitor, A power supply circuit that generates power for driving, a timing generator that generates a high-speed sweep signal for executing a high-speed sweep operation, and a high-speed sweep signal that drives the image sensor using the power adjusted by the power supply circuit An image sensor driving circuit for causing the image sensor to perform a high-speed sweep operation, a capacitor, It is characterized in that it comprises a switch for supplying the power charged to the rapid discharge signal provided to the capacitor only during reception between the image element driving circuit to the power supply circuit.
さらに、バッテリコネクタとキャパシタとの間に設けられ、電源回路に用いられている状態でバッテリに残存する電力を用いてキャパシタを充電するための定電流を流す定電流回路を備えることが好ましい。 Furthermore, it is preferable to include a constant current circuit that is provided between the battery connector and the capacitor and that flows a constant current for charging the capacitor using the electric power remaining in the battery in a state where it is used in the power supply circuit.
また、バッテリの電力のキャパシタへの供給時期を制御する充電制御部を備え、構成部位は撮像素子により撮像する光学像を撮像素子またはビューファインダーに切替えるミラーを駆動するミラー駆動機構であって、充電制御部はミラー駆動機構がミラーを駆動する期間の中で駆動開始後の第1の期間および駆動終了前の第2の期間にはキャパシタへの電力の供給を停止し第1、第2の期間を除く期間にキャパシタに電力を供給することが好ましい。 The charging control unit controls the supply timing of the battery power to the capacitor, and the component part is a mirror driving mechanism that drives a mirror that switches an optical image picked up by the image pickup device to the image pickup device or the viewfinder, and is charged The control unit stops supplying power to the capacitor during the first period after the start of driving and the second period before the end of driving during the period in which the mirror driving mechanism drives the mirror, and the first and second periods It is preferable to supply power to the capacitor during a period excluding.
本発明の撮像装置は、被写体を撮影する撮像装置であって、高速掃出し動作によりノイズとなる電荷を除去可能な撮像素子と、撮像装置の構成部位を駆動する電力を供給するバッテリに電気的に接続可能なバッテリコネクタと、バッテリコネクタを介してバッテリから供給される電力を用いて構成部位および撮像素子を駆動するための電力を調整する電源回路と、バッテリコネクタを介してバッテリから供給される電力により充電されるキャパシタと、高速掃出し動作を実行させる高速掃出し信号を生成するタイミングジェネレータと、電源回路により調整された電力およびキャパシタから供給される電力を用いて撮像素子を駆動し高速掃出し信号を受信するときに撮像素子に高速掃出し動作を実行させる撮像素子駆動回路と、キャパシタと撮像素子駆動回路との間に設けられ高速掃出し信号を受信時にのみキャパシタに充電された電力を撮像素子駆動回路に供給させるスイッチとを備えることを特徴としている。 An imaging apparatus according to the present invention is an imaging apparatus that captures a subject, and is electrically connected to an imaging element that can remove electric charges that cause noise by a high-speed sweeping operation, and a battery that supplies electric power for driving the components of the imaging apparatus. A connectable battery connector, a power supply circuit that adjusts power for driving the components and the image sensor using power supplied from the battery via the battery connector, and power supplied from the battery via the battery connector Capacitor charged by, timing generator for generating high-speed sweep signal for executing high-speed sweep operation, power adjusted by power supply circuit and power supplied from capacitor to drive image sensor and receive high-speed sweep signal An image sensor drive circuit that causes the image sensor to perform a high-speed sweeping operation, and a capacitor It is characterized in that it comprises a switch for supplying the power charged to the rapid discharge signal provided to the capacitor only during reception between the image element drive circuit to the image pickup device drive circuit.
本発明によれば、高速掃出しの実行時にキャパシタに充電された電力を用いるので、撮像装置全体の駆動停止を防止しながら、高速掃出しの周波数を十分に大きくすることが可能となる。 According to the present invention, since the electric power charged in the capacitor is used when the high-speed sweep is performed, it is possible to sufficiently increase the frequency of the high-speed sweep while preventing the entire imaging apparatus from being stopped.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態を適用した撮像素子電力供給システムを有する一眼レフカメラの内部構成を概略的に示すブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an internal configuration of a single-lens reflex camera having an image sensor power supply system to which the first embodiment of the present invention is applied.
一眼レフカメラ10は、撮影光学系11、撮像素子40、タイミングジェネレータ(TG)12、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)13、CPU14、撮像素子駆動回路15、電源回路16、バッテリコネクタ17、およびキャパシタ回路30などによって構成される。
The single-
撮影光学系11はフォーカスレンズ(図示せず)や変倍レンズ(図示せず)を含む複数のレンズによって形成される。撮影光学系11の光軸に垂直となるように、かつ光軸上に撮像素子40が配置される。撮影光学系11により、被写体の光学像が撮像素子40の受光面に結像する。なお、フォーカスレンズや変倍レンズは、CPU14の制御に基づいてレンズ駆動機構(図示せず)により光軸に沿って変位させられる。
The photographing
撮影光学系11と撮像素子40との間に、ミラー18、シャッタ19が配置される。撮影待機時にミラー18は図1に示す撮影待機位置に維持され、被写体の光学像をペンタプリズム20に向けて反射し、ビューファインダー(図示せず)に導く。撮像実行時にミラー18が上方に移動して撮影光学系11の光路から退避し、撮影光学系11からの光束がシャッタ19に到達する。シャッタ19を開閉することにより、撮像素子40への被写体像の露光と遮光とが切替えられる。
A
ミラー18はミラー駆動機構21に設けられる。ミラー駆動機構21によるミラー18の駆動はCPU14によって制御される。シャッタ18はシャッタ駆動機構(図示せず)に設けられる。シャッタ駆動機構によるシャッタ19の開閉はCPU14によって制御され、被写体像が撮像素子40条に露光されている時間が制御される。
The
撮像素子40は撮像素子駆動回路15によって駆動され、光学像に応じた画像信号が生成される。撮像素子駆動回路15は、TG12から送信される信号に基づいて、撮像素子40を制御する。
The
生成した画像信号はAFE22を介してDSP13に送信される。AFE22において、画像信号にCDS処理、AGC処理、およびA/D変換処理が施される。DSP13において、画像信号に所定の信号処理が施される。所定の信号処理が施された画像信号はメモリ23に格納される。または、LCD24に送信され、撮像した画像がLCD24に表示される。
The generated image signal is transmitted to the DSP 13 via the AFE 22. In the
DSP13はCPU14に接続される。DSP13はCPU14から受信する信号に基づいて、画像信号に対する信号処理、および画像信号の格納などの処理を実行する。また、DSP13はTG12に接続される。TG12から受信する信号に基づいて、DSP13は前述の処理の動作の時期を制御する。
The DSP 13 is connected to the
前述のように、CPU14によりレンズ駆動機構、ミラー駆動機構21、シャッタ駆動機構、およびDSP13は制御される。さらに、CPU14は、TG12を含む一眼レフカメラ10の各部位の動作を制御する。
As described above, the
フォーカスレンズ、変倍レンズ、ミラー18、シャッタ19、撮像素子40などを含む一眼レフカメラ10の各部位の駆動のための電力は、電源回路16により供給される。電源回路16では、バッテリコネクタ17に電気的に接続されるバッテリ25に蓄積された電力を用いて、各部位に供給する電力が生成される。
The
バッテリコネクタ17はキャパシタ回路30にも接続される。後述するように、キャパシタ回路30には電力が充電され、撮像素子40の高速掃出し実行時に充電された電力が電源回路16に供給される。
The
図2に示すように、キャパシタ回路30は、充電回路31、キャパシタ32、および出力スイッチ33によって構成される。充電回路31、キャパシタ32、および出力スイッチ33は直列に接続される。
As shown in FIG. 2, the
充電回路31はバッテリコネクタ17に接続される。充電回路31では、バッテリコネクタ17に接続されるバッテリ25に蓄積された電力を用いて、キャパシタ32を充電するための定電流を生成する。
The
なお、充電回路31において定電流を生成するための必要電圧が定まっている。バッテリ25の電力が電源回路16に用いられた状態においてバッテリ25の電圧が必要電圧未満である間は、充電回路31では定電流を生成出来ず、キャパシタ32への充電が停止される。したがって、バッテリ25の電圧が必要電圧以上である場合には、キャパシタ32に定電流が流され、充電される。
Note that a necessary voltage for generating a constant current in the charging
出力スイッチ33は電源回路16に接続される。出力スイッチ33には、後述するようにTG12から高速掃出し信号が送信される。高速掃出し信号の受信時に、出力スイッチ33はONに切替えられ、キャパシタ32に蓄積された電力が電源回路16に供給される。
The
次に、撮像素子40の構成とともに撮像実行時の撮像素子30の動作について、更に詳細に説明する。撮像素子40はCCD撮像素子であり、図3に示すように、画素41、垂直CCD42、水平CCD43、および出力アンプ44などによって構成される。
Next, the configuration of the
複数の画素41が撮像素子40の受光面に2次元状に配置される。画素41の並ぶ各列に垂直CCD42が配置される。各画素41は隣接する垂直CCD42に接続される。垂直CCD42の下方には、画素の並ぶ行方向に延びる水平CCD43が設けられる。全垂直CCD42は、水平CCD43に接続される。水平CCD43の一端に出力アンプ44が接続される。
A plurality of
各画素41において、受光量に応じた信号電荷が生成され、蓄積される。画素41が配置される基板(図示せず)には、電子シャッタ端子45subが接続される。電子シャッタ端子45subに電子シャッタパルスが入力されることにより、全画素41に蓄積された電荷が掃出され、リセットされる。
In each
また、画素41と垂直CCD32の間には、センサゲート(図示せず)が配置される。センサゲートにはセンサゲート(SG)端子45sgが接続される。SG端子45sgにSGパルスΦSGが入力されることにより、画素41に蓄積された信号電荷が垂直CCD42に読出される。
A sensor gate (not shown) is disposed between the
図4に示すように、垂直CCD32には第1〜第4の電極46a〜46dが列方向に沿って、順番に繰返すように配置される。第1〜第4の電極46a〜46dに位相をずらした垂直転送パルスΦVを入力することにより、垂直CCD42に蓄積される電荷が水平CCD43に転送される。なお、第1〜第4の電極46a〜46dは、それぞれ第1〜第4の垂直転送端子45v1〜45v4(図3参照)に接続される。
As shown in FIG. 4, the first to
なお、垂直CCD42における電荷の転送速度は、垂直転送パルスΦVの周波数に応じて変化する。周波数が高くなるほど転送速度は速くなり、周波数が低くなるほど転送速度は遅くなる。垂直転送パルスΦVの周波数を高くして電荷転送速度を早くすると、電源回路16に要求される供給電力量も大きくなる。
The charge transfer speed in the
垂直CCD42と同様に、水平CCD43には第5、第6の電極(図示せず)が行方向に沿って、順番に繰返すように配置される。第5、第6の電極に位相をずらした水平転送パルスを入力することにより、水平CCD43に転送される電荷が出力アンプ44に転送される。なお、第5、第6の電極は、それぞれ第1、第2の水平転送端子45h1、45h2に接続される。
Similar to the
なお、電子シャッタパルス、センサゲートパルスΦSG、垂直転送パルスΦV、および水平転送パルスは撮像素子駆動回路15により生成され、各端子に入力される。
Note that the electronic shutter pulse, sensor gate pulse ΦSG, vertical transfer pulse ΦV, and horizontal transfer pulse are generated by the image
出力アンプ44はキャパシタを有しており、転送された信号電荷を信号電圧に変換して出力する。
The
次に、図5を用いてレリーズボタンを全押ししたときに開始されるレリーズ制御について、撮像素子40における動作を中心にして説明する。図5は、レリーズ制御を説明するためのタイミングチャートである。 Next, the release control that is started when the release button is fully pressed will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a timing chart for explaining the release control.
レリーズボタンの全押しが検知されるときに、CPU14によりシーケンス制御であるレリーズ制御が開始される。レリーズボタンの全押しの検知後のタイミングt1において、ミラー18の上方への回転が開始される。
When the release button is fully pressed, the
次のタイミングt2において、第1〜第4の垂直転送端子45v1〜45v4に第1の周波数の垂直転送パルスΦVの入力が開始される。なお、第1の周波数は、信号電荷を転送するのに用いられる周波数である。垂直転送パルスΦVの入力により、垂直CCD42に蓄積された電荷が掃出される。
At the next timing t2, the input of the vertical transfer pulse ΦV having the first frequency to the first to fourth vertical transfer terminals 45v1 to 45v4 is started. The first frequency is a frequency used for transferring signal charges. The charges accumulated in the
また、タイミングt2において、第1、第2の水平転送端子45h1、45h2への水平転送パルスの入力、および電子シャッタ端子45subへの電子シャッタパルスの入力も開始される。水平転送パルスおよび電子シャッタパルスの入力により、水平CCD43、および画素41に蓄積された電荷が掃出される。
At timing t2, input of horizontal transfer pulses to the first and second horizontal transfer terminals 45h1 and 45h2 and input of electronic shutter pulses to the electronic shutter terminal 45sub are also started. The charges accumulated in the
タイミングt3において、ミラー18の上方への回転が停止される。また、タイミングt3において、シャッタ19が開かれ、撮像素子40への光学像の露光が開始される。なお、電子シャッタパルスの入力はタイミングt3以前に停止され、画素41への信号電荷の蓄積が可能となっている。
At timing t3, the upward rotation of the
設定された露光時間の経過後のタイミングt4において、シャッタ19が完全に閉じられ、撮像素子40への光学像の露光が完了する。また、タイミングt4において、ミラー18の下方への回転が開始される。
At timing t4 after the set exposure time has elapsed, the
撮像素子40はインターレーススキャンを実行するように駆動される。すなわち、タイミングt3〜タイミングt4の間の露光により蓄積された信号電荷は2回に分けて読みだされる。最初に奇数行の画素41の信号電荷が転送され、次に偶数行の画素41の信号電荷が転送される。奇数行の画素41の信号電荷と偶数行の画素41の信号電荷に基づいて、1フレームの画像信号が生成される。奇数行および偶数行の画素41の信号電荷の転送前に、垂直CCD42の高速掃出しが実行される。
The
タイミングt4において、TG12から高速掃出しの実行命令に相当する高速掃出し信号が撮像素子駆動回路15および出力スイッチ33に送信される。
At timing t4, a high-speed sweep signal corresponding to a high-speed sweep execution command is transmitted from the
撮像素子駆動回路15における高速掃出し信号の受信により、垂直転送パルスΦVの周波数が、第1の周波数から第2の周波数に切替えられる。なお、第2の周波数は第1の周波数より高い周波数に定められる。周波数を第2の周波数に切替えることにより、垂直CCD42に蓄積された不要電荷が高速で掃出される。また、出力スイッチ33における高速掃出し信号の受信により、キャパシタ32に蓄積された電力が電源回路16に供給される。
The frequency of the vertical transfer pulse ΦV is switched from the first frequency to the second frequency by receiving the high-speed sweep signal in the image
タイミングt4から第2の周波数の垂直転送パルスにより垂直CCD42に残存する電荷を十分に掃出すのにかかる期間の経過後のタイミングt5において、TG12からの高速掃出し信号の送信は停止され、キャパシタ32からの電力の供給は停止される。
The transmission of the high-speed sweep signal from the
高速掃出しの完了後のタイミングt6において、センサゲートパルスΦSGがセンサゲート端子35sgに入力される。センサゲートパルスΦSGが入力されることにより、タイミングt3〜タイミングt4の間に奇数行の画素31において生成され、蓄積された信号電荷が垂直CCD42に読出される。
At timing t6 after completion of the high-speed sweep, the sensor gate pulse ΦSG is input to the sensor gate terminal 35sg. By inputting the sensor gate pulse ΦSG, the signal charges generated and accumulated in the
信号電荷の垂直CCD42への読出し後のタイミングt7において、垂直転送パルスΦVの周波数は第1の周波数に再び戻される。周波数を第1の周波数に戻すことにより、転送不良を生じること無く、信号電荷が水平CCD43に転送される。また、水平CCD43に転送された信号電荷は水平転送パルスにより出力アンプ44まで転送される。
At timing t7 after the signal charge is read out to the
タイミングt7から、第1の周波数の垂直転送パルスΦVによって奇数行の画素41の信号電荷すべてが転送されるのにかかる期間の経過後であるタイミングt8以降は、タイミングt4〜タイミングt8の間に実行された動作と同様に、垂直CCD42の高速掃き出し、偶数行の画素41から垂直CCD42への信号電荷の読出し、および信号電荷の出力アンプ34への転送が実行される。
After timing t8 after the elapse of a period of time required for transferring all the signal charges of the
次に、レリーズ動作実行時の電源回路16における消費電力およびキャパシタ32の充電と放電について説明する。なお、図5における電源回路消費電力の欄には、充電可能電力とバッテリ供給可能電力が示されている。電源回路16の消費電力が充電可能電力未満であるときに、充電回路31はキャパシタ32を充電するための定電流を生成可能である。また、電源回路16は、バッテリ供給可能電力以下までは、バッテリ25に蓄積された電力のみにより出力電源を生成することが可能である。
Next, the power consumption in the
レリーズ動作実行前(タイミングt1前)には、消費電力が充電可能電力未満なので、キャパシタ32は充電される(キャパシタ制御欄参照)。タイミングt1以降の所定の期間p1において、ミラー18を上方に回転させる初期動作のため、モータ(図示せず)が起動して大きな電力が消費され、消費電力が充電可能電力を超える。それゆえ、キャパシタ32への充電が停止される。
Before the release operation is executed (before timing t1), the power consumption is less than the chargeable power, so the
所定の期間p1経過後、再び消費電力は充電可能電力未満になるので、キャパシタ32が充電される。ミラー18の回転停止のタイミングt3より以前の所定の期間p2には、ミラー18の回転停止に大きな電力が消費され、消費電力が充電可能電力を超える。それゆえ、キャパシタ32への充電が停止される。
Since the power consumption again becomes less than the chargeable power after the lapse of the predetermined period p1, the
タイミングt3〜タイミングt4の間には、再び消費電力は充電可能電力未満になるので、キャパシタ32が充電される。タイミングt4以降の所定の期間p3では、ミラー18を下方に回転させる初期動作のため、モータが起動して大きな電力が消費される。さらに、所定の期間p3の一部において高速掃出しを実行するための電力が消費される。なお、高速掃出し中には、バッテリ供給可能電力を超える電力はキャパシタ32から供給される(タイミングt4〜タイミングt5参照)。
Between timing t3 and timing t4, the power consumption again becomes less than the chargeable power, so that the
所定の期間p3の経過後、再び消費電力は充電可能電力未満になるので、キャパシタ32が充電される。ミラー18の回転停止のタイミングt9より以前の所定の期間p4には、ミラー18の回転停止に大きな電力が消費され、消費電力が充電可能電力を超える。それゆえ、キャパシタ32への充電が停止される。また、所定の期間p4の一部において高速掃出しを実行するための電力が消費される。高速掃出し中には、バッテリ供給可能電力を超える電力はキャパシタ32から供給される。
After the elapse of the predetermined period p3, the power consumption again becomes less than the chargeable power, so that the
ミラー18を閉じ終えるタイミングt9以降は、再び消費電力は充電可能電力未満になるので、キャパシタ32の充電が開始される。
After the timing t9 when the
以上のような第1の実施形態の撮像素子電力供給システムによれば、高速掃出しの実行中は、バッテリ25の電力だけでなくキャパシタ32に充電された電力を用いることが可能である。それゆえ、一眼レフカメラ10全体の駆動停止を防ぎながら、高速掃出しの周波数を十分に大きくすることが可能である。それゆえ、特に連写時に1フレームの画像信号の生成時間を短縮できるので、単位時間あたりの撮影枚数を増加させることが可能である。
According to the image sensor power supply system of the first embodiment as described above, it is possible to use not only the power of the
また、第1の実施形態では、キャパシタ32に充電された電力は短時間の高速掃出し時にのみ供給されるので、単に電源回路16と並列にキャパシタを設ける構成に比べて、キャパシタ32に求められる容量が小さい。
Further, in the first embodiment, since the power charged in the
また、第1の実施形態では、キャパシタ32から電力を供給するタイミングを、TG12から送信される高速掃出し信号に基づいて定めている。TG12からの高速掃出し信号は従来のTGでも撮像素子の駆動のために生成されていたので、既存のTG12から高速掃出し信号を出力スイッチ33に出力させればよく、製造が容易である。
In the first embodiment, the timing for supplying power from the
また、第1の実施形態では、充電回路31は必要電圧以上の電圧が供給されるときに定電流を生成する定電流回路なので、外部から制御することなく充電可能な時期に自動的に充電される。
In the first embodiment, the charging
次に、本発明の第2の実施形態を適用した撮像素子電力供給システムについて説明する。第2の実施形態の撮像素子電力供給システムは、キャパシタへの充電の制御が第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、第1の実施形態と同じ機能を有する部位には、同じ符号を付す。 Next, an image sensor power supply system to which a second embodiment of the present invention is applied will be described. The image sensor power supply system of the second embodiment is different from the first embodiment in the control of charging the capacitor. Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part which has the same function as 1st Embodiment.
図6に示すように、第2の実施形態の一眼レフカメラ100における、CPU140およびキャパシタ回路300以外の部位の構成および機能は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と異なり、CPU140はキャパシタ回路300に接続される。
As shown in FIG. 6, in the single-
図7に示すように、キャパシタ回路300は、入力スイッチ34、キャパシタ32、および出力スイッチ33によって構成される。入力スイッチ34、キャパシタ32、および出力スイッチ33は直列に接続される。
As shown in FIG. 7, the
入力スイッチ34はバッテリコネクタ17に接続される。入力スイッチ34は、CPU140から充電許可信号を受信するときにONとなり、キャパシタ32に電力が供給される。したがって、入力スイッチ34がONである間にキャパシタ32は充電される。
The
キャパシタ32および出力スイッチ33の構成および機能は、第1の実施形態と同じである。
The configurations and functions of the
CPU140から、キャパシタ32の充電可能時に充電許可信号が送信される。CPU140に設けられるEEPROM(図示せず)には、各部位の動作を実行するために必要な電力がデータとして格納されている。CPU140は、格納されたデータに基づいて充電許可信号を送信する。
A charge permission signal is transmitted from the
CPU140では、所定の周期で一眼レフカメラ100全体で用いる電力が、EEPROMに格納されたデータから算出される。全体で用いる電力、すなわち電源回路16における消費電力が閾値未満であるときに、CPU140から充電許可信号が送信される。なお、閾値は、キャパシタ32に安定的な充電を可能にしながら電源回路16により消費可能な電力の最大値に定められる。
In the
例えば、レリーズ制御時において、ミラー18の上方への回転開始時からの所定の期間p1(第1の期間)、ミラー18の回転停止以前の所定の期間p2(第2の期間)、ミラー18の下方への回転開始時からの所定の期間p3、およびミラー18の回転停止以前の所定の期間p4には、消費電力が閾値を超える。したがって、これらの期間には、CPU140から充電許可信号が送信されず、これらの期間以外において、CPU140から充電許可信号が送信される。
For example, during release control, a predetermined period p1 (first period) from the start of upward rotation of the
次にCPU140によって実行される充電許可判別処理を図8のフローチャートを用いて説明する。なお、充電許可判別処理は、例えば10ミリ秒間隔で実行される割り込み処理である。
Next, the charge permission determination process executed by the
ステップS100では、現在実行中の動作を検出する。動作の検出後、ステップS101に進む。ステップS101では、実行中の全動作に必要な消費電力を算出する。消費電力の算出後、ステップS102に進む。 In step S100, an operation currently being executed is detected. After detecting the operation, the process proceeds to step S101. In step S101, power consumption necessary for all operations being executed is calculated. After calculating the power consumption, the process proceeds to step S102.
ステップS102では、全体の消費電力が閾値未満であるか否かを判別する。消費電力が閾値未満である場合には、ステップS103に進む。ステップS103では、充電許可信号を入力スイッチ34に送信し、キャパシタ32を充電する。充電許可信号の送信後、充電許可判別処理を終了する。また、消費電力が閾値以上である場合には、ステップS104に進み、充電禁止信号を入力スイッチ34に送信して、キャパシタ32の充電を禁止する。充電禁止信号の送信後、充電許可判別処理を終了する。
In step S102, it is determined whether or not the overall power consumption is less than a threshold value. If the power consumption is less than the threshold, the process proceeds to step S103. In step S103, a charge permission signal is transmitted to the
以上のような第2の実施形態の撮像素子電力供給システムによっても、高速掃出しの実行中は、バッテリ25の電力だけでなくキャパシタ32に充電された電力を用いることが可能である。
Even with the imaging element power supply system of the second embodiment as described above, it is possible to use not only the power of the
また、第2の実施形態では、キャパシタ32への充電をCPU140によって制御するので、第1の実施形態に比べて様々な状態に対して適切な時期にキャパシタ32の充電が可能になる。
In the second embodiment, since charging of the
なお、第1、第2の実施形態において、ミラー18の回転時にキャパシタ32から電力が供給される構成であるが、ミラー18の回転時期に限定されるわけでない。一眼レフカメラ10、100の他の部位の動作を実行中であって、バッテリ25の電力では十分に高い周波数の高速掃出しを実行出来ない場合に、キャパシタ32に充電された電力を用いてもよい。また、キャパシタ32の容量や充電のタイミングは、使用する撮像素子の使用に応じて適宜設定可能である。したがって、画素数の多い撮像素子にも適用可能であり、撮像装置の設計の自由度が向上する。
In the first and second embodiments, power is supplied from the
また、第2の実施形態において、充電許可判別処理を割込み処理でおこなわせたが、例えば、ミラーの駆動動作前後やストロボ(図示せず)の充電制御などの消費電力が大きい処理動作のタイミングの前後で、キャパシタ32への充電を禁止、または許可する構成であってもよい。
In the second embodiment, the charge permission determination process is performed by an interrupt process. For example, the timing of a process operation that consumes a large amount of power, such as before and after a mirror drive operation, or charge control of a strobe (not shown). The configuration may be such that charging to the
また、第1、第2の実施形態では、撮像素子40はインターレーススキャンの2回読出しにより、信号電荷が出力アンプ44まで転送される構成であるが、読出し回数は2回に限られず3回以上に分けて読出されてもよい。さらには、プログレッシブスキャンにより1回で読み出される構成であってもよい。
In the first and second embodiments, the
また、第1、第2の実施形態において、撮像素子40はCCD撮像素子であるが、不要な電荷の高速掃出しが可能な他の種類の撮像素子に対しても適用可能である。
In the first and second embodiments, the
10、100 一眼レフカメラ
12 タイミングジェネレータ(TG)
14、140 CPU
15 撮像素子駆動回路
16 電源回路
17 バッテリコネクタ
18 ミラー
21 ミラー駆動機構
25 バッテリ
30、300 キャパシタ回路
31 充電回路
32 キャパシタ
33 出力スイッチ
40 撮像素子
42 垂直CCD
45v1〜45v4 第1〜第4の垂直転送端子
46a〜46d 第1〜第4の電極
10, 100 single-
14,140 CPU
DESCRIPTION OF
45v1 to 45v4 first to fourth
Claims (4)
前記撮像素子が設けられる撮像装置の構成部位を駆動する電力を供給するバッテリに、電気的に接続可能なバッテリコネクタと、
前記バッテリコネクタを介して前記バッテリから供給される電力により充電されるキャパシタと、
前記バッテリコネクタを介して前記バッテリから供給される電力および前記キャパシタに充電された電力を用いて、前記構成部位および前記撮像素子を駆動するための電力を生成する電源回路と、
前記高速掃出し動作を実行させる高速掃出し信号を生成するタイミングジェネレータと、
前記電源回路により調整された電力を用いて前記撮像素子を駆動し、前記高速掃出し信号を受信するときに前記撮像素子に前記高速掃出し動作を実行させる撮像素子駆動回路と、
前記キャパシタと前記撮像素子駆動回路との間に設けられ、前記高速掃出し信号を受信時にのみ前記キャパシタに充電された電力を前記電源回路に供給させるスイッチとを備える
ことを特徴とする撮像素子電力供給システム。 An image sensor that can remove the charge that becomes noise by high-speed sweeping operation;
A battery connector that can be electrically connected to a battery that supplies electric power for driving a component part of the imaging apparatus provided with the imaging element;
A capacitor that is charged by power supplied from the battery via the battery connector;
A power supply circuit that generates power for driving the components and the image sensor using power supplied from the battery via the battery connector and power charged in the capacitor;
A timing generator for generating a high-speed sweep signal for executing the high-speed sweep operation;
An image sensor driving circuit that drives the image sensor using electric power adjusted by the power supply circuit and causes the image sensor to execute the high-speed sweep operation when receiving the high-speed sweep signal;
An image sensor power supply comprising: a switch provided between the capacitor and the image sensor drive circuit, wherein the power source circuit is supplied with power charged in the capacitor only when the high-speed sweep signal is received. system.
前記構成部位は、前記撮像素子により撮像する光学像を前記撮像素子またはビューファインダーに切替えるミラーを駆動するミラー駆動機構であって、
前記充電制御部は、前記ミラー駆動機構が前記ミラーを駆動する期間の中で駆動開始後の第1の期間および駆動終了前の第2の期間には前記キャパシタへの電力の供給を停止し、前記第1、第2の期間を除く期間に前記キャパシタに電力を供給する
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像素子電力供給システム。 A charge control unit for controlling a supply timing of the battery power to the capacitor;
The component part is a mirror driving mechanism that drives a mirror that switches an optical image picked up by the image pickup device to the image pickup device or the viewfinder,
The charge control unit stops supplying power to the capacitor in a first period after the start of driving and a second period before the end of driving in the period in which the mirror driving mechanism drives the mirror, The image sensor power supply system according to claim 1, wherein power is supplied to the capacitor during a period excluding the first and second periods.
高速掃出し動作により、ノイズとなる電荷を除去可能な撮像素子と、
前記撮像装置の構成部位を駆動する電力を供給するバッテリに、電気的に接続可能なバッテリコネクタと、
前記バッテリコネクタを介して前記バッテリから供給される電力を用いて、前記構成部位および前記撮像素子を駆動するための電力を調整する電源回路と、
前記バッテリコネクタを介して前記バッテリから供給される電力により充電されるキャパシタと、
前記高速掃出し動作を実行させる高速掃出し信号を生成するタイミングジェネレータと、
前記電源回路により調整された電力および前記キャパシタから供給される電力を用いて前記撮像素子を駆動し、前記高速掃出し信号を受信するときに前記撮像素子に前記高速掃出し動作を実行させる撮像素子駆動回路と、
前記キャパシタと前記撮像素子駆動回路との間に設けられ、前記高速掃出し信号を受信時にのみ前記撮像素子駆動回路に前記キャパシタに充電された電力を供給させるスイッチとを備える
ことを特徴とする撮影機器。 An imaging device for photographing a subject,
An image sensor that can remove the charge that becomes noise by high-speed sweeping operation;
A battery connector that can be electrically connected to a battery that supplies power for driving the components of the imaging device;
A power supply circuit that adjusts the power for driving the components and the imaging device using the power supplied from the battery via the battery connector;
A capacitor that is charged by power supplied from the battery via the battery connector;
A timing generator for generating a high-speed sweep signal for executing the high-speed sweep operation;
An image sensor driving circuit that drives the image sensor using the power adjusted by the power supply circuit and the power supplied from the capacitor, and causes the image sensor to execute the high speed sweep operation when receiving the high speed sweep signal. When,
An imaging device comprising: a switch provided between the capacitor and the image sensor driving circuit, wherein the switch supplies power charged to the capacitor to the image sensor driving circuit only when the high-speed sweep signal is received. .
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