JPH01200878A - ビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、ｌ垂直期間における設定可能な任意の時点か
ら垂直ブランキング期間の電荷読み出し時点までの期間
を受光部の実効電荷蓄積時間となし、上記実効電荷蓄積
時間を可変自在にした電子シャンク機能を有する固体撮
像素子を用いたビデオカメラに関する。

Ｂ１発明の概要 本発明は、電子シャッタ機能を有する固体撮像素子を用
いたビデオカメラにおいて、上記固体撮像素子の実効電
荷蓄積時間の開始時点に同期してストロボ発光を開始さ
せ、被写体による反射光量に関連する信号を検出して、
その検出出力に基づいてストロボ発光を停止させるスト
ロボ制御機能を付加することによって、所謂昼光ストロ
ボによる撮影を可能にし、順光・逆光によらず美しい映
像を得ることことができるようにしたものである。

Ｃ１従来の技術 −Ｃに、ビデオカメラでは、テレビジョン標阜方式に適
合した撮像出力を得るために、その方式におけるフィー
ルド周期あるいはフレーム周期で撮像動作を行い、例え
ば、Ｎ　Ｔ　Ｓ　Ｃ（ＮａｔｉｏｎａｌＴｅｌｅｖｉｓ
ｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｃｏｍｍ１ｔｔｅｅ）方式の場
合には、原理的に、そのフィールド周期（１／６０秒）
あるいはフレーム周期（１／３０秒）を露出時間とする
撮像動作を繰り返し行っている。

また、従来のビデオカメラでは、光学部に機械的な絞り
機構が光量調整用に設けられており、損保部のイメージ
ヤにて１最像出力として得られたビデオ信号を積分する
ことにより、光量値を示す信号を形成し、この信号を上
記絞り機構の制御手段に帰還することによって、絞りを
自動的に制御する自動露光側？７Ｕ（ＡＥ：Ａｕｔｏｍ
ａｔｉｃ　Ｅｘｐｒｏｓｉｏｎ）を行うようにしていた
。

なお、上記Ａ　Ｅ　ＩＩＩ　Ｊ’ｌＪ機能を有するビデ
オカメラでは、野外撮影現場などで逆光撮影状態から順
光撮影状態へのパンニングや逆光撮影時に、上記ＡＥ制
御機能により絞り機構が追随して、人物等の被写体が黒
つぶれになったり、逆に背景が白つぶれになってしまい
、不自然な撮像出力となってしまうので、白熱灯を用い
た照明装置や反射板等を利用して被写体を照明すること
により、背景１人物ともに適正な露光状態となるように
していた。

さらに、従来より、イメージヤとして電荷結合素子（Ｃ
ＣＤ：ｃｈａｒｇｅ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｄｅｖｉｃｅ）
等の電荷転送素子にて形成した固体撮像素子を用いた固
体撮像装置では、固体撮像素子の電荷蓄積時間を可変す
るようにした電子シャッタ機能により、動きの速い被写
体に対する解像度を向上するようにしている。上記電子
シャンク機能は、例えば、本件出願人が先に出願してい
る特願昭６１−２５２３７５号や特願昭６１−３０７４
７４号に係る固体撮像装置のように、各光電変換部にて
得られる蓄積電荷を掃き捨て制御可能な所謂縦型オーバ
ーフロードレイン構造を採用した固体撮像素子をイメー
ジヤとして用いて、１垂直（１フイールド）Ｍ間内で電
荷掃き捨て終了タイミングを制御して、実効電荷蓄積期
間を変化させることによって実現されている。

Ｄ３発明が解決しようとする課題 ところで、上記ＡＥ制御機能を有する従来のビデオカメ
ラでは、野外↑最沈現場などで逆光撮影状態から順光撮
影状態へのパンニングや逆光撮影時に、上記ＡＥ制御機
能により絞り機構が追随して、人物等の被写体が黒つぶ
れになったり、逆に背景が白つぶれになってしまい、不
自然な撮像出力となってしまうとういう問題点があった
。

特に、一般家庭用のビデオカメラでは、光学フィルムカ
メラに用いられるネガフィルムに比べてラティチュード
も狭く、また、Ｔ特性もあまり良くないので、上記不自
然さが目立つ欠点がある。

従来、逆光撮影時等には、背景１人物ともに適正な露光
状態となるように、白熱灯を用いた照明装置や反射板等
を利用して被写体を照明するようにしているが、白熱灯
を用いた照明装置では電源消費が大きく、また反射板等
を野外撮影現場に携帯するのは極めて不便であった。

そこで、本発明は、上述の如きＡＥ制御機能を有する従
来のビデオカメラにおける諸々の問題点に鑑み、固体撮
像素子の電子シャッタ機能に連動するストロボ制御機能
を付加することによって、逆光ｊ最沈状態から順光撮影
状態へのパンニングや逆光撮影時にも自然で美しい映像
を得ることができるようにした新規な構成のビデオカメ
ラを提供することを目的としている。

Ｅ１課題を解決するための手段 本発明は、上述の目的を達成するために、１垂直期間に
おける設定可能な任意の時点から垂直ブランキング期間
の電荷読み出し時点までの期間を受光部の実効電荷蓄積
時間となし、上記実効電荷蓄積時間の可変自在な電子シ
ャッタ機能を有する固体撮像素子を用いたビデオカメラ
において、上記固体撮像素子の実効電荷蓄積時間の開始
時点に同期してストロボ発光を開始させ、被写体による
反射光量に関連する信号を検出して、その検出出力に基
づいてストロボ発光を停止させるストロボ制御手段を設
けたことを特徴としている。

Ｆ８作用 本発明に係るビデオカメラでは、ストロボ制ｉｎ手段に
より、固体撮像素子の実効電荷蓄積時間の開始時点に同
期してストロボ発光を開始させ、被写体による反射光量
に関連する信号を検出して、その検出出力に基づいてス
トロボ発光を停止させるストロボ発光制御が行われる。

Ｇ、実施例 以下、本発明の一実施例について、図面に従い詳細に説
明する。

第１図のブロック図に示す実施例のビデオカメラは、撮
像レンズ（１）、アイリス（絞り）機構（２）およびハ
ーフミラ−（３）が配設された撮像光学系（４）を備え
、上記撮像光学系（４）に入射される撮像光が上記ハー
フミラ−（３）を介して光センサ（５）とＣＣＤイメー
ジセンサ（２０）に導かれるようになっている。

上記ＣＣＤイメージセンサ（２０）は、その構成を第２
図の平面図に模式的に示しであるように、インターライ
ン転送方式の電荷転送を行うもので、撮像画素に対応し
てマトリクス状に配された複数の受光部（２１）と、上
記各受光部（２１）の−例に沿って垂直方向に設けられ
た垂直シフトレジスタ（２２）群と、上記受光部（２１
）と垂直シフトレジスタ（２２）が との間に配設された読み出しゲート１（２３）と、上記
垂直シフトレジスタ（２２）群の終端側に設けられた水
平シフトレジスタ（２４）と、上記水平シフトレジスタ
（２４）の終端部分に設けられた電荷検出部（２５）に
て構成されている。

この実施例において、上記ＣＣＤイメージセンサ（２０
）は、Ｎ型シリコン基板上に上記受光部（２１Ｌ各垂直
シフトレジスタ（２２）群や水平シフトレジスタ（２４
）等が形成されており、所謂縮型オーバーフロードレイ
ン構造を採用して、第３図のタイムチャートに示すよう
に、上記Ｎ型シリコン基板に印加する電圧（Ｖｓｓ）を
ハイレベル（■８）に切り換えることにより電荷の掃き
捨て動作を行い、上記電荷の掃き捨て動作期間（ＴＣＬ
）を制御２１することによって、上記受光部（２１）の
実効電荷蓄積期間（ＴＥりを可変自在にした所謂電子シ
ャッタ機能を実現している。

上記ＣＣＤイメージセンサ（２０）に１最像光を導く上
記撮像光学系（４）は、アイリス駆動回路（８）により
駆動側？Ｉｉされるアイリスモータ（７）にて上記アイ
リス（絞り）機構（２）が開閉されるようになっている
。

また、上記光センサ（５）は、上記↑最像光学系（４）
を介して導かれる撮像光について中央重点測光をＴＴＬ
で行うもので、撮像光を光電変換して電気信号として検
出するフォトダイオード等にて構成される。上記光セン
サ（５）による検出出力は、へＥ測光回路（９）を介し
て上記撮像光の光量に応じたＡＥ測光出力としてＡＥ演
算回路（１０）に供給されるようになっている。

なお、撮像光の中央重点測光を行う上記光センサ（５）
による検出出力に代えて、上記ＣＣＤイメージセンサ（
２０）による↑最像出力を用いるようにしても良い。

上記ＡＥｆＪ算回路（１０）は、上記撮像光の光量に応
じたＡＥ測光出力に基づいて、上記ＣＣＤイメージセン
サ（２０）を適正露光状態とするアイリスおよびシャッ
タースピードを演算して、アイリス絞り制御信号を上記
アイリス駆動回路（８）に供給するとともに、シャッタ
ースピード制御信号を上記ＣＣＤイメージセンサ（２０
）の駆動回路（１１）および同期回路（１２）に供給す
るようになっている。

上記同期回路（１２）は、水平同期信号（＋１０）や垂
直同期信号（ＶＤ）を上記ＣＣＤ駆動回路（１１）に供
給するとともに、上記ＡＥ演算回路（１０）による演算
出力に基づいてストロボ発光タイミング（ｔ、）とスト
ロボ停止タイミング（む、）を与えるための各タイミン
グ信号（３３，、）　、　（Ｓ　ｓ□、）をストロボ発
光装置（３０）のストロボ制御回路（２９）に供給して
いる。

上記ＣＣＤ駆動回路（１１）は、上記同期回路（１２）
にて与えられる同期信号（ＶＤ）　、　（＋１０）に基
づいて、１垂直期間（１ｖ）毎の垂直ブランキング期間
（ＴＩＬＫ）中の電荷読み出し期間（７１０）に上記Ｃ
ＣＤイメージセンサ（２０）の読み出しゲート５（２３
）を開いて、上記実効電荷蓄積期間（ＴＥＸ）中に受光
部（２１）に蓄積された撮像電荷を上記各垂直シフトレ
ジスタ（，２２）群に読み出す読み出し制御信号（Ｓ　
ＲＯＧ）や、上記垂直シフトレジスフ（２２）群に移さ
れた各画素の撮像電荷をｉｌ！毎に１ライン分ずつ水平
シフトレジスタ（２４）に転送して、上記水平シフトレ
ジスタ（２４）に設けた電荷検出部（２５）を介して描
像出力信号（Ｓ　ｏｕｔ）として順次に読み出すための
各転送りロック（φ、）、（φ１１）を上記ＣＣＤイメ
ージセンサ（２０）に供給している。

さらに、上記ＣＣＤ駆動回路（１１）は、上記ＡＥ演算
回路（１０）にて与えられるシャンク−スピード制御信
号に応して、上記ＣＣＤイメージセンサ（２０）のＮ型
シリコン基板に印加する電圧（Ｖｓｓ）を７１イレヘル
（ｖｏ）からローレヘル（ＶＬ）に切り換えるタイミン
グすなわち電荷掃き捨て終了タイミングを変えて、上記
ＣＣＤイメージセンサ（２０）の受光部（２１）の実効
電荷蓄積期間（ＴＥ、）を変化させ、所謂電子シャッタ
制御を行う。

ここで、上記ＡＥ演算回路（１０）は、ストロボ撮影モ
ードが設定された場合に、その演算出力を上記同期回路
（１２）に供給し、上記シャッタースピード制御信号に
よって可変制御される上記ＣＣＤイメージセンサ（２０
）の電荷掃き捨て終了タイミングすなわち受光部（２１
）の実効電荷蓄積期間（Ｔｔｘ）の開始時点に一敗した
ストロボ発光タイミング（む、）を与える上記タイミン
グ信号（Ｓｓａｔ）を上記同期回路（１２）から上記ス
トロボ制御回路（２９）に供給させ、上記ストロボ発光
装置（３０）にて上記実効電荷蓄積期間（Ｔｔｘ）の開
始時点に同期してストロボ発光を開始させる。そして、
上記ＡＥ演算回路（ｌＯ）は、上記ストロボ発光装置（
３０）によるストロボ光の被写体による反射光の光量が
所定光量になるタイミング（【、）で、上記ストロボ発
光装置　（３０）によるストロボ発光を停止させるタイ
ミング信号（Ｓ３Ｔ、）を上記同期回路（１２）から上
記ストロボ制御回路（２９）に供給させる。

そして、上記ストロボ制御回路（２９）は、上記同期回
路（１２）から１垂直期間（ｍ毎に供給される各タイミ
ング信号（Ｓ　５ＲＴ）　、　（Ｓ　、ｔＰ）にて、ス
トロボ発光タイミング（ｔ、）とストロボ停止タイミン
グ（ｔ９）との間のストロボ発光期間（ＴＮ？）だけ上
記ストロボ発光装置（３０）を繰り返しストロボ発光さ
仕る。

なお、ストロボを用いない通常撮影モードでは、昼間の
明るい場面での撮像動作の場合、上記ＡＥ演算回路（ｌ
Ｏ）によるＡＥ制御によって、上記撮像光学系（４）の
アイリス機構（２）は絞り込まれ、上記ＣＣＤイメージ
センサ（２０）の電子シャンクは長時間側に制御された
状態となっている。上記ＣＣＤイメージセンサ（２０）
の電子シャッタを短時間側にして、絞りを開放すること
でＥＶ値を合わせることにより、被写界深度が異なるだ
けで同じ露光状態が得られるので、上記ストロボ過影モ
ードでは、この状態で上記ストロボ発光装！　（３０）
を同調発光させることによって、逆光撮影状態から順光
撮影状態へのパンニングや逆光撮影時にも自然で美しい
映像を得ることができる。

この実施例のビデオカメラのように、ＣＣＤイメージセ
ンサ（２０）の電子シャッタ機能にストロボ発光装置（
３０）を連動させることによって、逆光撮影状態から順
光撮影状態へのパンニングや逆光撮影時にも自然で美し
い映像を得ることことができ、しかも、ストロボ発光と
することによって、白熱灯を用いた照明装置等と比較し
て消費電力を小さくすることができる。

なお、上記ストロボ撮影モードでは、上記ストロボ発光
装置（３０）のストロボ光の色温度を優先するようにホ
ワイトバランスをとることによって、夕日等の背景に自
然の色をつけることができる。

Ｈ０発明の効果 本発明に係るビデオカメラでは、ストロボ制御手段によ
り、固体損保素子の実効電荷蓄積時間の開始時点に同期
してストロボ発光を開始させ、被写体による反射光量に
関連する信号を検出して、その検出出力に基づいてスト
ロボ発光を停止させるストロボ発光制御が行われるので
、逆光撮影状態から順光撮影状態へのパンニングや逆光
撮影時にも自然で美しい映像を得ることことができる。

また、本発明に係るビデオカメラは、ストロボ制御手段
によるストロボ発光側３１が行われるので、白熱灯を用
いた照明装置等と比較して消費電力が小さく、野外↑最
沈現場等での携帯に都合が良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るビデオカメラの構成を示すブロッ
ク図であり、第２図は上記ビデオカメラのイメージヤと
して用いたＣＣＤイメージセンサの構成を示す模式的な
平面図であり、第３図は上記ビデオカメラの撮像動作の
説明に供するタイ台チャートである。 ５・・　・光センサ １０・・・ＡＥ演算回路 １１・・・ＣＯＤ駆動回路 ２０・・・ＣＣＤイメージセンサ ２１・・・受光部 ２９・・・ストロボ制御回路 ３０・・・ストロボ発光装置 ヒ゛予“オｎＸｊめ構爪゛ 第１図 工　」 〉〉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １垂直期間における設定可能な任意の時点から垂直ブラ
   ンキング期間の電荷読み出し時点までの期間を受光部の
   実効電荷蓄積時間となし、上記実効電荷蓄積時間の可変
   自在な電子シャッタ機能を有する固体撮像素子を用いた
   ビデオカメラにおいて、 上記固体撮像素子の実効電荷蓄積時間の開始時点に同期
   してストロボ発光を開始させ、被写体による反射光量に
   関連する信号を検出して、その検出出力に基づいてスト
   ロボ発光を停止させるストロボ制御手段を設けたことを
   特徴とするビデオカメラ。