JPH01232888A - スチルビデオカメラ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はスチルビデオカメラに関し、更に詳しくは、ス
トロボ発光時に正確な露光の調整を行うことができるス
チルビデオカメラに関する。

（発明の背景） ＣＯＤ等の固体撮像素子がスチルビデオカメラの受光素
子として用いられている。この種のスチルビデオカメラ
は、画像情報を電気信号に変換し、更に、磁気ディスク
等の情報記録媒体に記憶させている。従って、銀塩フィ
ルムカメラと異なり、現像が不要であり、しかも、画像
情報を遠隔地に電送することができる等のメリットがあ
る。

この種のスチルビデオカメラを用いて、ストロボを発光
させて被写体をＩ＃ｌ徴する場合、露光量を高精度にコ
ントロールする必要がある。その理由はＣＯＤの場合、
少しでも露光量が最適量より増えると画像の明部が白く
とび、逆に少しでも露光（至）が最適量より減ると画像
の暗部が黒くつぶれてしまうからである。従来の銀塩フ
ィルムの場合、多少露出が最適値よりずれても現像時又
は焼き付は時に補正することができる。従って、従来の
スチルカメラの場合、 ガイドナンバー距離×絞り の式に基づいて、先ずオートフォーカス（自動焦点調整
）により被写体までの距離を求め、その後上式から絞り
を求めることで、露光制御を比較的簡単に行うことがで
きた（フラッシュマチック制御という）。しか、も、距
離の段数もｏｏ（無限遠）〜１１１までを８段程度に設
定すればよかった。

これに対し、受光素子としてＣＯＤを用いたスチルビデ
オカメラの場合は、前述したようにフラッシュマチック
制御ではＣＯＤのラチチュードが狭いため最適露光制御
は不可能である。そこで、電子スチルビデオカメラの場
合には露光を高精度にコントロールする必要がある。例
えば、調光ストロボを用いてストロボの発光量をコント
ロールすることが行われる。

第５図は、従来の電子スチルビデオカメラの露光制御シ
ステムの構成例を示す構成図である。トリガ（発光スタ
ート信号）が発光制御部１に入ると、発光制御部１はス
トロボ２を発光させる。ストロボ２の発光により、被写
体３は照射され、該被写体２の反射光は受光レンズ４を
介して受光素子５に入射する。積分回路６はストロボ発
光と同時に受光素子５の光電変換出力を積分する。積分
回路６の出力が、ＣＯＤの感度と選択された絞りから決
定される調光レベルに達すると、コンパレータ７は発光
制御部１にストップ信号を印加する。

これにより、該発光制御部１はストロボ２の発光動作を
停止させる。

第６図は、このときのストロボ発光量の変換特性を示す
特性図である。図において、縦軸はストロボ発光量、横
軸は時間ｔである。時刻１１においてトリガが印加され
、図に示すようにストロボ発光量が急激に増加する。そ
して、時刻ｔｓにおいて積分回路６の積分値が調光レベ
ルに達すると、ストロボ２の発光は停止する。この間の
斜線領域が実際の発光量となる。図の破線はフル発光時
のストロボの発光曲線である。フル発光時の発光量がゼ
ロになる時刻をｔ２とすると、ｔ２がｔｓよりも遅けれ
ばよく、カメラによって一定時間（例えば１／６０秒）
に設定されている。そして、ｔ１〜ｔ２が積分回路６の
最大積分時間となる。

又、光センサ部、転送部、光センサ部の蓄積電荷を転送
部に移動させるためのゲート部を有する固体撮像素子に
おいて、ゲート部を導通状態とする時期を可変にして、
適正露光量となった時点でゲート部にゲートパルスを与
えて導通状態として光センサ部の蓄積電荷を読出すこと
により露光調整を行う方法もある。

（発明が解決しようとする課題） ストロボとしては、例えばキセノン管が用いられており
、第６図に示すように、ストロボ２の発光を途中で停止
させるような制御を行わせようとすると、発光制御部１
の回路構成が極めて複雑なものとなり、発光停止信号の
出力から実際に発光停止するまでの時間のずれが生じる
。そのため、ストロボの発光途中でストロボ発光を精度
よくオフすることは困難であり、特に発光の立ち上がり
部で、ストロボ発光を精度よくオフすることは極めて困
難であった。その結果、自動調光ストロボを使用した場
合でも、特に近距離で絞りを解放にしたストロボ撮影に
おいては、できあがった画像が白く飛んでしまっている
ことがよくあった。又、複雑な回路構成のため、システ
ムが大きくなり、装置がコスト高になるという問題点も
あった。

又、光センサ部、ゲート部、転送部を有する固体撮像素
子においてゲート部に与えるパルスのタイミングを変え
ることで露光調整を行う方法では、適正露光量となった
時点でゲート部を導通状態にするためのパルスを与えて
いる。

第７図は、この種の固体ＩＩＩ像素子でストロボ発光時
の露光制御の様子を示す波形図である。この図において
、（ａ）はストロボの発光強度特性、＜ｂ＞は適性露光
時に与えられる正極性のストップ信号、（Ｃ）はシャッ
ター開閉時に与えられるゲート信号を示している。時刻
ｔｏでゲート信号により露光が開始する。そして、ｔＬ
でストロボが発光を開始し、ｔ２で適性露光になったこ
とを示すストップ信号が発生する。このストップ信号を
基準に、ゲート信号が発生する。このｔ２のゲ−トパル
スにより、光センサ部に生じた電荷は転送部に移され、
露光は終了する。これ以後もストロボはｔｓまで発光を
続けるが、露光には影響しない。

しかしながら、ゲートパルスはある一定のパルス幅をも
っているため、実際の露光はこのゲートパルスの立ち下
がり（パルスは正極性）まで続いてしまう。また、この
パルスの期間で光センサ部の蓄８！Ｉ電荷を移動させる
ため、パルス幅をあまり狭くすることはできない。従っ
て、Ａの発光量で十分なのに、実際はＡ＋８の発光ｍで
照射された被写体を撮影することとなり、露出オーバー
になる。特にストロボ発光の立ち上がりの急峻な部分で
は正確な露光調整ができず露出がオーバーになり易いと
いう問題点もあった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであって、
その目的は、ストロボ発光時に正確な露光量で撮影をす
ることができるスチルビデオカメラを提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段） 前記した課題を解決する本発明は、電子シャッター機能
を有する固体撮像素子と、この固体撮像素子に入射する
外部からの入射光の光量を絞る絞り手段と、固体撮像素
子に露光を開始させる露光開始手段と、予め定められた
シャッタ速度に基づき所定時間経過後にストロボ発光を
指示するストロボ発光指示手段と、適正露光になった時
点で固体撮像素子に生じた電荷を読出すことにより露光
を終了させる露光終了手段と、被写体までの距離を求め
る測距手段と、この測距手段で求められた距離のデータ
に基づいて、ストロボ発光量が少なくとも５０％を越え
た時点で適正露光になるように前記絞り手段の絞り値を
制御する絞り制御手段とを具備したことを特徴とするも
のである。

（作用） 絞り制御手段は、ストロボ発光量が少なくとも５０％を
越えた時点で適正露光になるように絞り手段の絞り値を
被写体までの距離のデータにより制御する。固体撮像素
子の光センサ部の露光を開始してから所定時間経過後に
ストロボを発光させる。露光量が所定値（適性露光量）
に達した時点で固体Ｗｉ像素子に発生した電荷を読み出
す事により、露光を終了させる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例の構成の一例を示すブロック
図である。第４図と同一のものは同一の符号を付して示
す。図において、２は被写体を照らすストロボ、３は被
写体、６はストロボ光の発光量を積分して測定する積分
回路、７は積分回路６の出力と調光レベルとを比較して
積分値が調光レベルに達したらストップ信号を出力する
コンパレータ、１０はＣＰＩＪからのトリガ信号を受け
てストロボ２を発光させる発光回路、１１は被写体を撮
影するための撮影レンズ、１２はレンズ１１を通過した
光の量を絞るための絞り機構、１３は電子シャッター機
能を有する固体撮像素子、１４はコンパレータ７からの
ストップ信号を受けて固体１ｉｉｌ像素子１３の露光量
制御を行う固体撮像素子制御回路、１５は通常測光用受
光レンズ、１６は通常測光用受光素子、１７は通常測光
用受光素子１６からの出力により被写体周囲の明るさを
測定する測光回路、１８は測光回路１７からの出力によ
って、絞りやシャッター速度を決定したり、各種回路に
制御信号を与えるＣＰＵ１１９はストロボ光用受光レン
ズ、２０はストロボ光用受光素子、２１は被写体までの
距離を計る測距回路である。

また、第２図は固体撮像素子１３の構成を示す構成図で
ある。この図において、１３ａは受光すると電荷を蓄え
る固体撮像素子の光センサ部、１３ｂは光センサ部で生
じた電荷を模述する垂直転送部に移動させるために固体
撮像素子制御回路から与えられるパルスで導通／非導通
と切換わるゲート、１３ｃはゲート１３ｂを通過した光
センサ部１３　’ａの蓄積電荷を垂直方向に転送する垂
直転送部、１３ｄは垂直転送部１３Ｇから転送された電
荷を記憶するための記憶部、１３ｅは記憶部１３ｄから
の電荷を水平方向に転送して出力する水平転送部である
。尚、この図では光センサ部。

ゲート、！Ｉ！直転退転送部列しか示していないが、実
際は複数列設けられているものとする。

先ず、測距回路２１は被写体３までの距離を求める。こ
の距離データに基づいて、ＣＰＵ１８は絞りデータを求
める。ここでは、ストロボ発光の後半で適性露光量にな
るように、絞りデータを演算する。この演算は以下の通
りである。

絞す−ストロボのガイドナンバー÷距離例えば、固体ｉ
機素子１３（７）１８０ｒｉ４度が１００、ストロボの
ガイドナンバー〇Ｎｏ、が１０とすると、距離と絞りの
関係は以下のようになる。

０．５ｍ−０，９ｍではＦｌｌ ０．９ｍ〜１．８ｍではＦ５．６ １．８ｍ〜３．６ｍではＦ２．８ この様にすると、ストロボ発光量の５０％〜１００％で
、適性露光量になる。この様にして求められた絞りのデ
ータにもとづいて、絞りｉ＊ｉ２が制御される。

尚、発光直後に発光強度のピークがあるようなストロボ
を使用する場合は、ストロボ発光強度のピークを過ぎた
時点で適正露光量になるよう絞りを調節してもよい。

第７図と同様にして、第３図に示す波形図を参照しなが
ら説明する。第３図に示す曲線ｆがストロボをフル発光
さけた時のストロボ発光曲線である。本発明では、予め
設定されているストロボモード時のシャツタ秒時（例え
ば１／６ｏ秒で図のｔ　Ｏ−ｔ　ｓに相当）に基づいて
、シャッターが閉じる時刻ｔｓよりストロボの最長発光
時間１．〜ｔｓ（通常５０μｓ〜５００μｓ）だけ短い
時刻１、にストロボを発光さぜる（発光量はコントロー
ルせず、フル発光でよい）。今、時刻ｔｏにおいて固体
撮像素子制御回路１４より固体ｍ機素子１３に信号を与
えて、光センサ部１３ａ（第２図参照）の電荷を垂直転
送部に転送終了し、画像情報を受光できる状Ｂ（つまり
シャッタが開いた状態である）になり光センサ部１３ａ
は露光を開始し、電荷のチャージが開始される。

次に所定時間経過後、時刻ｔ１においてＣＰＵ１８から
トリガが入ると、発光回路１０はストロボ２を発光させ
る。ストロボ発光により被写体３が照射される。被写体
３からの反射光はストロボ用受光レンズ１９を介してス
トロボ光用受光素子２０に入射すると共に、撮影レンズ
１１及び絞り機構１２を介して固体Ｉｉｌ像素子１３に
入射する。

この間、ストロボ発光量は第３図に示すように急激に増
加する。又、時刻ｔ１において、ＣＰＵ１８からのスト
ロボ発光信号と同時に、積分開始信号が積分回路６に入
る。

積分回路６は、ストロボ光用受光素子２０の出力を積分
し、その出力は時間と共に増加する。そして、その出力
が予め定められた基準の調光レベルに達した時刻ｔ２で
コンパレータ７が動作し、ストップ信号を出力する。絞
りが前述のように設定されているので、ストロボ発光量
が５０％を越えた時点で、基準の調光レベルに達する。

ストップ信号はコンパレータ７からＣＰＵ１８を通して
出力してもよい。

固体ｍｓ＋素子制御回路１４は、このストップ信号を受
けると固体Ｉｌ像素子１３内のゲート１３ｂ（第２図参
照）にゲート信号を印加し、光センサ部１３ａにチャー
ジされていた電荷を垂直転送部１３ｃに転送する。垂直
転送部１３Ｃの電荷は速やかに記憶部１３ｄに移される
。これにより、最適な露光状態における被写体３の画像
情報が記憶部１３ｄに記憶される。この時、固体撮像素
子１３の積分時間は１　、−１　、となり最初の設定（
ｊｏ〜ｔｓ）より（ｊｓ−ｔｓ）だけ短くなるが、この
贋は非常に短く、（ｔ　ｓ　−ｔ　ｏ　：ｏｔｓ−ｔｓ
）であるため問題にならないし、もともとストロボモー
ド時のシャツタ秒時（例えば１／６０秒ｔｏ＝ｔｓ）も
、意味のある数字ではないため全く問題にならない。ま
た、適性露光時ｔ２より若干遅くまで露光が続行する（
ｊｓまで）が、この部分に於けるストロボ発光量はｔ　
、　−ｔ　３の発光量に比べ極めて小さく、問題にはな
らない。

一方、ストロボ２は時刻ｔ３経過後も発光を続け、時刻
ｔｓが経過した後消光する。ここで、ストロボ２が発光
している時間Ｔ（ｊｌからｔｓまで）は、実際の積分回
路６の積分時間である。また、ストロボ発光特性曲線ｔ
のうち、斜線の部分（ｊｔ〜ｔ３）は固体撮像素子２２
に積分されて画像となった分の露光量、それ以後は画像
形成には寄与しなかった分の露光量である。

第４図は、発光特性の異なるストロボを使用した場合を
示す波形図である。この図に示す曲線「がストロボをフ
ル発光させた時のストロボ発光曲線である。第３図に示
した発光特性とは異なり、発光のピークが発光期間の後
半にある。この場合でも、ストロボ発光量の５０％を越
えた時点で、適正露光になるように絞りが調整されてい
る。このため、ストロボ発光強度の変化の小さいタイミ
ング（第４図ｔｉ）で、露光が終了する。

また、適正露光時ｔ２より若干遅くまで露光が続行する
（ｊ３まで）が、この部分におけるストロボ発光量はｔ
１〜ｔ３の発光量に比べ極めて小さく、問題にはならな
い。

一方、ストロボ２は時刻ｔ３経過後も発光を続け、時刻
ｔｓが経過した後消光する。ストロボ発光特性曲線ｆの
うち、斜線の部分（ｊｌ〜ｔ３）は固体撮像素子２２に
積分されて画像となった分の露光量、それ以後は画像形
成には寄与しなかった分の露光量である。

このように、制御の困難なストロボ発光を途中で停止す
る方法を取らないで、ＣＯＤのもつ電子シャッタ機能を
利用して最適露光量に達した時点のチャージ電荷量を記
憶部に記憶する方法をとり、ストロボ発光強度の変化の
小さいタイミングで最適露光量に達するようにした。こ
の結果、簡単な構成でストロボ発光時に露光量を高精度
にコントロールすることができる。

以上のように、本発明では、ストロボ発光量が少なくと
も５０％を越えた時点で適性露光量になるように、絞り
を調整しているので、露光終了時のタイミングが多少ず
れることがあっても、先山の誤差は極めて小さい。また
、ストロボ発光の立ち上がり時には色温度の高い成分が
多く発光されており、この成分のみで撮影を行うと青味
がかった画像が得られることがある。本発明では、スト
ロボ発光量の後半の光（色温度の低い成分の光）も利用
するため、バランスの良いニュートラルな色調になる。

尚、上記実施例ではＦＩＴ−ＣＯＤを用いた場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、インタ
ーラインＣＯＤを使用しても同様の効果を得ることがで
きる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明によれば、ストロボ発
光量が少なくとも５０％を越えた時点で適性露光量にな
るように絞りを調整し、適性露光量に達した時点で固体
撮像素子の露光を終了させることにより、ストロボ発光
時に正確な露光量で撮影することができるようなスチル
ビデオカメラを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
固体撮像素子の要部を示すブロック図、第３図は本発明
の動作を示す波形図、第４図は本発明の他の実施例の動
作を示す波形図、第５図は従来装置の構成例を示す構成
図、第６図は従来装置のストロボ発光特性図、第７図は
従来装置のストロボ発光時の波形図である。 ２・・・ストロボ　　　　３・・・被写体６・・・積分
回路　　　　７・・・コンパレータ１０・・・発光回路
　　　１１・・・撮影レンズ１２・・・絞り機構　　　
１３・・・固体撮像素子１４・・・固体撮像素子制御回
路 １５・・・通常測光用受光レンズ １６・・・通常測光用受光素子 １７・・・測光回路　　　１８・・・ＣＰＵ１９・・・
ストロボ光用受光レンズ ２０・・・ストロボ充用受光素子 ２１・・・測距回路 特許出願人　　　コ　　ニ　　カ　　株　　式　　会　
　礼式　　理　　人　　　　　弁理士　　　井　　島　
　藤　　治外１名 第２図 １３０体協鱈子 第３区 ｔｏｌｌ　　　　　　　τ２１３　τ５第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電子シャッター機能を有する固体撮像素子と、この固
   体撮像素子に入射する外部からの入射光の光量を絞る絞
   り手段と、固体撮像素子に露光を開始させる露光開始手
   段と、予め定められたシャッタ速度に基づき所定時間経
   過後にストロボ発光を指示するストロボ発光指示手段と
   、適正露光になつた時点で固体撮像素子に生じた電荷を
   読出すことにより露光を終了させる露光終了手段と、被
   写体までの距離を求める測距手段と、この測距手段で求
   められた距離のデータに基づいて、ストロボ発光量が少
   なくとも５０％を越えた時点で適正露光になるように前
   記絞り手段の絞り値を制御する絞り制御手段とを具備し
   たことを特徴とするスチルビデオカメラ。