JPH02151186A - 電子スチルカメラ - 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） 本発明は固体撮像素子駆動装置に関し、更に詳しくは、
ストロボ発光時に適切な露光の調整を行うことができる
固体撮像素子駆動装置に関する。

（発明の背景） ＣＣＤ等の固体撮像素子が電子スチルカメラの受光素子
として用いられている。この種の電子スチルカメラは、
光学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
を遠隔地に転送することかできる等のメリットがある。

この種の電子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撮像する場合、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ＣＣＤ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か白く
とび、逆に少しでも露光量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、多少露出が最適量よりずれても現像時又は焼
き付は時に補正することかできる。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１週
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■（無限遠）〜１．ｍまでを８段程度に設定
すればよかった。

受光素子としてＣＣＤを用いた電子スチルカメラの場合
は、前述したようにフラッシュマチック制御ではＣＣＤ
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かある。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、従来の電子スチルカメラの露光制御システム
の構成例を示す図である。ストロボコントロール信号（
発光スタート信号）が発光制御部１に入ると、該発光制
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、ＣＣＤ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の発光動作を停止ト
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
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１．においてストロボコントロール
信号が印加され、図に示すようにストロボ発光量か急激
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
時の発光量かゼロになる時刻を【２とすると、ｔｓがｔ
２よりら前ならばよい。

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６？ｊ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しのとなり、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、復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信
号電荷を読出している。

このため、適正露光時の制御は確実である。しかしなが
ら、被写体が遠くにあるために適正露光量に達しない場
合がある。この様な場合のために、システムコントロー
ル用のマイクロコンピュータかストップ信号を出す必要
がある。このため、マイクロコンピュータに専用のポー
トを設けて制御を行わせることが要求され、構造、制御
か腹雑になる。

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、簡単な構成で、ストロボ発光時に正確な露
光の調整をすることができると共に、適正露光量に達し
ないときでも露光終了を確実に行えるような露光制御機
能をＨする固体撮像素子駆動装置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、受光することにより
電画を発生する光センサ部と、この先センサ部で発生し
た電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、この垂直転
送部からの電荷を水平方向に転送して外部に出力する水
平転送部と、前記光センサ部と前記垂直転送部との間に
配置され、導通状態若しくは非導通状態のいずれかの状
態に切換えられるゲート部とを備えた固体撮像素子を駆
動じてストロボ撮影を行わせる固体撮像素子駆動装置で
あって、前記光センサ部に蓄えられた電荷を前記垂直転
送部に転送してから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、スト
ロボ発光途中で適ＩＩ：、露光になった時点で前記ゲー
ト部を導通状態にさせて前記光センサ部に発生した信号
電荷を前記垂直転送部に転送して露光を終了させる第１
の露光終了手段とストロボ発光終了後に前記ゲート部を
導通状、聾にさせて前記光センサ部に発生した信号電荷
を前記垂直転送部に転送して露光を終了させる第２の露
光終了手段とを有することを特徴とするものである。

（作用） 本発明の固体撮像素子駆動装置において、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、露光量が所定値に達した時点で第１
の露光終了手段がゲート部を導通状態とし、露光を終了
させる。また、ストロボ発光でも適正露光に達しないと
きは、第２の露光終了手段がストロボ発光終了後にゲー
ト部を導通状態とし、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図は本発明の実施例のｆＭ成の一例を示すブロック
図である。図において、２はストロボコントロール信号
により発光するストロボ、１０は固体撮像素子、１１は
受光すると信号電荷を蓄える固体撮像素子の光センサ部
、１２は光センサ部で生じた電荷を後述する垂直転送部
に移動させるために外部から与えられるパルスで導通／
非導通と切換わるゲート部、１３はゲート部１２を通過
した光センサ部１１に蓄積した信号電荷を垂直方向に転
送する垂直転送部、１４は垂直転送部１３から転送され
た電荷を水平方向に転送し出力信号として出力する水平
転送部、１５は光センサ部１１が露光を開始する際にそ
れまでに蓄積された不要な電荷を掃き出すための掃き出
しドレインである。

１６は固体撮像素子１０の垂直、水平転送部１３゜１４
及びゲート部１２のそれぞれに駆動用の信号を与える撮
像素子駆動回路、１７は露光量をｆｌＴＩ＋定しこの測
光値を後述するシステムコントロール回路１８及び撮像
素子駆動回路１６に与える測光回路、１８は各部を制御
するためのシステムコントロール回路、１９は固体撮像
素子１０の出力信号を１Ｊ号処理して記録部へ与える信
号処理回路、２０は信号処理回路１９から！ｊえられる
信号をディスク等の媒体に記録する記録部である。

第２図は本発明のＨＥ略動作を示すフローチャートであ
る。本発明では、光センサ部、ゲート部及び転送部を備
えた固体撮像素子を駆動する固体撮像素子駆動装置にお
いて、光センサ部で露光を開始しくステップ■）、所定
時間経過後にスｉ・ロボを発光させ（ステップ■）、露
光量が所定の値になるかを監視しくステップ■）、また
ストロボ発光後一定時間経過したかを監視しくステップ
■）、露光量が所定の値になった時点若しくはストロボ
発光後一定時間経過した時点で、ゲート部を導通にして
光センザ部の蓄積電荷の移動させて露光を終了する（ス
テップ■）ことを特徴としている。

第３図は本発明の駆動装置により固体撮像素子１０を駆
動する際の駆動信号の詳細を示すタイミングチャートで
ある。このタイミノ２゛チヤートにおいて、トリガパル
スＴＲＩＧＩ、ＴＲｌＧ２゜ストロボコントロール信号
及びφＶは撮像素子駆動回路１６で作成される。このう
ち、トリガパルスＴＲＩＧＩは通常光による露光時間を
設定するだめのパルス、トリがパルスＴＲｌＧ２はスト
ロボ光による露光が適ｉＥになった時にシステムコント
ロール回路１８から与えられる露光コントロール号を波
形整形したパルスである。撮像素子駆動回路１６はφＶ
の転送パルスを作成し、これら転送パルスを垂直転送部
１３及びゲート部１２に印加して、光センサ部１１から
ゲート１２を介して垂直転送部１３への転送と、垂直転
送部１３から掃き出しドレイン１５又は水平転送部１４
への転送を行う。転送パルスφＶのＨレベルまで振幅の
ある第１ＳＧパルスと第２８Ｇパルスがゲート部］２を
導通状態にするためのセンサゲートパルスである。

このタイミングチャートを用いて、固体撮像素子駆動装
置の動作を説明する。転送パルスφＶの第１ＳＧパルス
によりゲート部１２は導通状態となり、それまで光セン
サ部１１に蓄積された不要電ｆ１：ｊは垂直転送部１３
に移される。この電荷はφＶの高速転送パルスにより第
２８Ｇパルスが印加されるまでに掃き出しトレイン１５
に掃き出される。ゲート部１２が非導通状態になった時
、即ち、第１ＳＧパルスの立ちドがりから光センサ部１
１は受光により信号電荷を発生し、蓄積し続けている。

ＴＲＩＧＩの立ち上がり後ストロボ発光トリがが発生（
第３図（ハ）■）し、ストロボが発光し始める。このス
トロボ発光途中に適正露光量に達すると、ＴＲｌＧ２に
露光終了パルスが発生する（第３図（ロ）■）。これに
より、φＶに第２８Ｇパルスが発生する（第３図（ホ）
■）。また、ストロボ発光途中に適正露光にならない（
ＴＲｌＧ２なし）のときは、■から所定時間（３００〜
５００マイクロ秒）後に第２５Ｇパルスが発生する（第
３図（ホ）■）。

以上のように、第２３Ｇパルスが発生すると、ゲート部
１２は導通状態になり、光センサ部１１に蓄積された電
荷は垂直転送部１３に移される。

そして、φＶパルスにより垂直転送部のパルスは水平転
送部に移され、外部に出力される。

第４図は撮像素子駆動回路のＳＧパルスを発生する部分
のブロック図である。

図において、２１は略露光時間に相当するトリガパルス
１の立ち下がりを検出する立ち下がり検出回路、２２は
立ち下がり検出回路２１で検出された立ち下がりの後に
第１ＳＧパルスを発生する第１ＳＧパルス発生回路、２
３はをトリガパルス１の立ち上がりを検出する立ち上が
り検出回路、２４は上記立ち上かり検出回路２３で検出
されたトリガパルス１の立ち上がり後一定時間遅延させ
るデイレ−回路、２５は露光量が適正になった時にシス
テムコントロール回路１８から与えられる露光コントロ
ール信号を波形整形したトリガパルス２の立ちドかりを
検出する立ち下がり検出回路、２６は上記立ち下がり検
出回路２５で検出された立ち下がり並びにデイレ−回路
２４の出力により第２３Ｇパルスを発生させる第２９Ｇ
パルス発生回路、２７は上記第１．３Ｇパルス発生回路
２２第２３Ｇパルス発生回路２６からの指示に基づいて
第１．３Ｇパルス及び第２３Ｇパルスを発生するφＳＧ
デコーダ、２８は上記立ち上がり検出回路２３で検出さ
れたトリガパルス１の立ち上がりと同時にストロボ発光
後終了後ストロボコントロール信号を発生するストロボ
コントロール信号発生回路である。

このような回路により、第１ＳＧパルス及び、ストロボ
発光途中の適正露光時もしくはストロボ発光後一定時間
後の第２３Ｇパルスを発生することができる。従って、
適正露光量にならないときも露光が終了するため、本発
明によるストロボ発光時の露光調整は、従来の露光調整
に比べて確実であると共に、システムコントロール回路
１８のマイクロコンピュータの負担が小さいという特徴
を有している。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明では、ストロボ発光
途中の適正露光量に達したとき及びストロボ発光終了後
に、ゲート部を導通状態にさせて光センサ部に発生した
電荷を垂直転送部に転送して露光を終了させるようにし
た。このため、簡単な構成で、ストロボ発光時に正確な
露光の調整をすることができると共に、適正露光量に達
しないときでも露光終了を確実に行えるような露光制御
機能を有する固体撮像素子駆動装置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
本発明の動作を示すフローチャート、第３図は第１図に
示した装置の各部の信号波形を示すタイミングチャート
、第４図は本発明装置の要部のブロック図、第５図は従
来装置の構成例を示す構成図、第６図は従来例によるス
トロボ発光特性を示す特性図である。 １０・・固体撮像素子　１１・・・光センサ部１２・・
・ゲート部　　　１３・・・垂直転送部１４・・・水平
転送部　　１５・・・掃き出しドレイン１６・・・撮像
素子駆動回路 １７・・・測光回路 １８・・・システムコントロール回路 １９・・・信号処理回路　２０・・・記録部２１・・・
立ち下がり検出回路 ２２・・・第１ＳＧパルス発生回路 ２３・・・立ち上がり検出回路 ２４・・・デイレ−回路 ２５・・・立ち下がり検出回路 ２６・・・第２８Ｇパルス発生回路 ２７・・・φＳＧデコーダ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 受光することにより電荷を発生する光センサ部と、この
   光センサ部で発生した電荷を垂直方向に転送する垂直転
   送部と、この垂直転送部からの電荷を水平方向に転送し
   て外部に出力する水平転送部と、前記光センサ部と前記
   垂直転送部との間に配置され、導通状態若しくは非導通
   状態のいずれかの状態に切換えられるゲート部とを備え
   た固体撮像素子を駆動してストロボ撮影を行わせる固体
   撮像素子駆動装置であって、 前記光センサ部に蓄えられた電荷を前記垂直転送部に転
   送してから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、 ストロボ発光途中で適正露光になった時点で前記ゲート
   部を導通状態にさせて前記光センサ部に発生した信号電
   荷を前記垂直転送部に転送して露光を終了させる第１の
   露光終了手段と、 ストロボ発光終了後に前記ゲート部を導通状態にさせて
   前記光センサ部に発生した信号電荷を前記垂直転送部に
   転送して露光を終了させる第２の露光終了手段とを有す
   ることを特徴とする固体撮像素子駆動装置。