JPH0282771A - 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〕 本発明はフレーム撮像方式の電子スチルカメラに関する
ものである。

〔従来の技術〕

静止画像の映像信号を記録し、あるいは外部機器に出力
するために電子スチルカメラが使用されている。このよ
うな電子スチルカメラには、ＣＣＤイメージセンサが内
蔵されている。このＣＣＤイメージセンサは、マトリク
ス状に多数配列された多数の受光部（各々電荷蓄積部も
併設されている）と、これらの受光部に光が入射するこ
とによって蓄積された電荷を、電荷転送用のパルスによ
り順次に転送する転送路とを備えており、光学画像を電
気信号に変換して出力するものである。

ところで、ＣＣＤイメージセンサを撮像デバイスとして
用いた場合、スミアによるノイズが映像信号に重畳され
ることが知られている。スミアによるノイズは受光部に
光が入射したときに、特にその赤外領域の光が、ＣＣＤ
イメージセンサの基板部分等、受光部以外の部分に不要
な電荷を誘起させ、こうして発生した電荷が転送路に混
入してくることによって引き起こされる。

スミアによるノイズを除去するためには、露光完了後に
転送路を一旦クリアして余分な電荷を転送路から排除し
、しかる後に受光部に蓄積されていた電荷を転送路に送
出して信号読み出しを行うことが有効な手段となる。

また、ＣＣＤイメージセンサからの信号出力には、上述
したスミアノイズだけでなく暗電流によるノイズも混入
してくることが知られている。この暗電流ノイズは、受
光部に光が照射されていない状態も含め、受光部に定常
的に生じている電荷が蓄積されることによって現れる。

しかし、この暗電流によるノイズは、シャッタを開放し
て露光が開始される瞬間に、それまで受光部に蓄積され
ていた電荷を転送路に一旦掃き出すことで解消すること
ができるため、多数の受光部から同じタイミングで電荷
を読み出すフィールド撮像方式では問題となることはな
かった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、電子スチルカメラの画像品位を向上させ
るためにフレーム撮像方式でＣＣＤイメージセンサを駆
動する場合には、暗電流ノイズが問題となる。周知のよ
うにフレーム撮像方式においては、例えば多数の受光部
を１列おきに第１フィールドと第２フィールドとにグル
ープ化し、各々のフィールドに属する受光部からの電荷
読み出しタイミングが垂直走査期間の１周期分だけずら
して行われる。したがって、垂直走査期間の１周期分だ
け暗電流による電荷蓄積時間が異なり、各々のフィール
ド画面間で明るさが異なってくるという現象が現れる。

そして再生時には、このようにして得られた各フィール
ド画面が通常１／６０秒ごとに交互にＣＲ７表示される
ため、再生画面にはいわゆるフリッカが伴い、画質を損
なう大きな原因となっていた。

本発明はこのような従来技術の問題点を解決するために
なされたもので、フレーム撮像方式でＣＣＤイメージセ
ンサを駆動する場合でも、画像再生時、に暗電流ノイズ
によるフリッカが生じることがないようにした電子スチ
ルカメラを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、第１読み出し信号
と第２読み出し信号を交互に供給することによってイメ
ージセンサから第１フィールドの映像信号と第２フィー
ルドの映像信号とを順次に読み出す際に、露光完了直後
に発生される第１もしくは第２読み出し信号を無効にす
るとともに、さらに無効にした前記読み出し信号の発生
時点から少なくとも半周期遅れて発生される第１読み出
し信号に同期して第１フィールドの映像信号を読み出す
ようにしたものである。

また、露光時間が第１もしくは第２読み出し信号の１周
期以内で調節される場合においては、第２読み出し信号
に同期してシャッタを開放し、・その直後に発生される
第１．第２読み出し信号を各々無効化した後、引続き供
給される第１読み出し信号及び第２読み出し信号により
第１フィルードの映像信号と第２フィールドの映像信号
とを順次に読み出すようにしても本発明の上記目的を達
成することができる。

〔作用〕 上記によれば、シャッタが開閉された後、各々のフィー
ルドの映像信号を順次に読み出すまでの期間が等しくな
り、その期間内に暗電流の影響により定常的に峰じる電
荷の蓄積期間が一致することになる。したがって、各フ
ィールドの映像信号には暗電流によるノイズが等しく影
響するようになり、再生時のフリッカを互いに相殺して
良好な画像表示を行うことができる。

以下、図面にしたがって本発明の一実施例について説明
する。

〔実施例〕

第１図に概略的に示したように、本発明を用いた電子ス
チルカメラでは撮像デバイスとしてＣＣＤイメージセン
サ５が用いられている。このＣＣＤイメージセンサ５は
、シャッタ６が開閉する間に撮影レンズ７、絞り８．ビ
ームスプリッタ９を通ってきた被写体光を受け、光学画
像を電気信号に変換して映像信号処理回路ｌＯに出力す
る。

前記シャッタ６及び絞り８は、ＣＣＤイメージセンサ５
への露光量を調節するために設けられている。この露光
量を決めるために、ビームスプリッタ９によって取り出
された被写体光の一部は受光素子１１に導かれ、受光素
子１１からの出力は露光制御回路１２に入力される。露
光制御回路１２は、受光素子１１からの信号出力に基づ
き、被写体輝度に対応した絞り値とシャツタ秒時を演算
し、絞り８とシャッタ６の駆動を制御する。なお、露光
制御回路１２の作動はマイクロコンピュータで構成され
たシステムコントローラ１４によって管制される。また
、この電子スチルカメラにはクイックリターンミラーや
ペンタプリズムからなるファインダー光学系も組み込ま
れるが、図面の煩雑化を避けるためにこれらの図示は省
略しである。

システムコントローラ１４は露光制御装置１２の他に、
ＣＣＤ駆動回路１５．映像信号処理回路１０、記録制御
回路１６の作動を制御する。すなわち、レリーズボタン
１８ａの半押し信号がレリーズ操作検出回路１８からシ
ステムコントローラ１４に供給されたとき、システムコ
ントローラ１４は露光制御回路１２に測光タイミング信
号を出力する。これにより露光制御回路１２は受光素子
１１から被写体輝度情報を取り込み、絞り値、シャツタ
秒時を算出する。

さらにレリーズボタン１８ａが押圧された信号がレリー
ズ操作検出回路１８からシステムコントローラ１４に入
力されると、露光制御回路１２で算出された絞り値、シ
ャツタ秒時にしたがって絞り８．シャッタ６が駆動され
、ＣＣＤイメージセンサ５には適正な露光量で被写体光
が照射されるようになる。

ＣＣＤ駆動回路１５はシステムコントローラ１４からの
タイミングクロックＴＰに同期してＣＣＤイメージセン
サ５を駆動する。このタイミングクロックは１／６０秒
、すなわち標準テレビシコン方式における１垂直走査期
間（１フイ一ルド期間：ＩＶ）に等しい周期を有してい
る。

詳しくは後述するように、この電子スチルカメラはフレ
ーム撮像方式で映像信号を取り込むために、ＣＣＤ駆動
回路１５はＣＣＤイメージセンサ５に対して第１フィー
ルドシフトパルスＦｓ＾、第２フィールドシフトパルス
ＦＳ１１＋垂直転送パルスφν、水平転送パルスφ□を
供給する。そして、第１フィールドシフトパルスＦＳＡ
＋第２フィールドシフトパルスＦｉｍの各々は、前記タ
イミングクロックＴＰの２倍の周期に等しく、互いに位
相が半周期ずれている。また、垂直転送パルスφ、。

水平転送パルスφ、１の各々は、タイミングクロックＴ
Ｐ（７）１周期（ＩＶ）（７）間に、ＣＣＤイメージセ
ンサ５から各フィールドごとの映像信号を送り出す。

映像信号処理回路１０は、ＣＣＤイメージセンサ５から
シリアルに出力されてくる映像信号を、例えばＮＴＳＣ
方式に準拠した出力信号に変換する。こうして得られた
出力信号は、記録制御回路１６によって制御されるバッ
ファ回路２０を介して記録装置２１に供給される。記録
装置２１には、例えばバッファ回路２０から供給されて
くる出力信号をデジタル変換した後、カード型の半導体
メモリに書き込む装置からなり、これにより静止画像の
映像データを記録しておくことができるようになる。な
お上記記録装置２１として、スチルビデオフロッピーに
前記出力信号を磁気記録するディスク装置を用いてもよ
い。

ＣＣＤイメージセンサ５の構造を概念的に示した第２図
において、基板２５には電荷蓄積部を備えた多数の受光
部２６がマトリクス状に配列されている。これらの受光
部２６は入射した光強度に応じて発生した電荷を蓄積す
る。受光部２６は、横一列おきに第１受光部２６ａ、第
２受光部２６ｂにグループ化されており、それぞれＣＣ
Ｄ駆動回路１５から第１フィールドシフトパルスＦ　Ｓ
Ａ＋第２フィールドシフトパルスＦＳＩが供給されたと
きに、蓄積されていた電荷を垂直転送路２８に送出する
。

垂直転送路２８に送出された電荷は、垂直転送パルスφ
Ｖの供給によって順次に水平転送路２９に送られ、さら
に水平転送パルスφ、の供給によって、映像信号を順次
にアンプ３０から取り出すことができる。このような電
荷転送処理は、最初に第１受光部２６ａからの電荷につ
いて行われ、次に第２受光部２６ｂからの電荷について
行われる。すなわち、第１受光部２６ａによる第１フィ
ールドの映像信号と、受光部２６ｂによる第２フィール
ドの映像信号とが順に取り出され、これらの各フィール
ドの映像信号から１フレームの画面が構成されるように
なる。

ところでこの電子スチルカメラでは、スミアノイズの除
去のために、例えば第３図に示したように、第２フィー
ルドシフトパルスＦ’ｓｓに同期してシャッタ６を時点
ｔｌで開放した後、シャッタ６がｔ２の時点で閉じて露
光が完了した以降、ｔｓの時点で最初に供給されるべき
第１フィールドシフトパルスＦｓａ（破線で示した）を
マスキングして無効化し、これがＣＣＤイメージセンサ
５に供給されないようになっている。そして、その後の
１ｖ期間中に供給される垂直及び水平転送パルスφＶ、
φ１によってスミアノイズの原因となる不要電荷を垂直
及び水平転送路２８．２９から除去している。なお、露
光時間Ｔ０が１ｖ期間以上に及ぶ場合には、第４図に示
したように、ｔ３の時点で発生される第２フィールドシ
フトパルスＦｓｌｌをマスキングし、その直後のＩＶ期
間で垂直及び水平転送パルスφ９．φ８によりスミアノ
イズの排除が行われる。

さらに、この電子スチルカメラでは、第１フィールドの
映像信号へ第２フィールドの映像信号とに含まれて（る
暗電流に差がでないようにするために、シャッタ６の開
閉による露光時間Ｔ０に応じて、第１受光部２６ａの電
荷を垂直転送路２８に読み出すタイミングをずらすよう
にしている。

すなわち、スミアノイズ除去のためにマスキングされた
第１フィールドシフトパルスＦ’ｓａあるいは第２フィ
ールドシフトパルスＦｓｓの発生されるべき時点ｔ、か
ら、ｌ■もしくは２ｖ期間経過の後に映像信号の読み出
しを行うようにしている。

この映像信号の読み出しタイミングのずらし期間は、一
般的に露光時間Ｔ０と垂直走査期間Ｖとの関係において
、 Ｔ０≦１ｖ、もしくは ２ｎＶ＜７０≦（２ｎ＋１）Ｖ であるときには第３図のようにｔ、の時点から２Ｖに設
定され、 （２ｎ＋１）Ｖ≦Ｔ０≦２ｎｖ であるときには第４図のようにｔ、の時点からＩＶに設
定される。なお、通常の電子スチルカメラでは手振れを
考慮して露光時間Ｔ０が２ｖ以上に達することはほとん
どないので、第１フィールドの映像信号を読み出すタイ
ミングｔ４は、スミアノイズ除去処理が行われる時点も
、からＴ０≦１ｖのときには２ｖの遅延 Ｔ　ｏ　＞　Ｉ　Ｖのときには１ｖの遅延の後に設定さ
れることにな、る。

このように構成された電子スチルカメラの作用について
以下に説明する。

レリーズボタン１’８ａが半押しされると、レリーズ操
作検出回路１８からの半押し信号によってシステムコン
トローラ１４は露光制御回路１２を。

作動させ、測光を行う。この測光値に基づいて露光制御
回路１２は被写体輝度に対応した絞り値。

シャツタ秒時（露光時間）を算出する。引続きレリーズ
ボタン１８ａが全押しされると、この信号を受けてシス
テムコントローラ１４はＣＣＤ駆動回路１５にタイミン
グクロックＴＰを供給し、ＣＣＤイメージセンサ５の駆
動が開始される。

第３図に示したように、ＣＣＤイメージセンサ５が駆動
を開始した後、ＣＣＤ駆動回路１５からのｊＨＪ］の第
２フィールドシストパルスＦＳｍに同期して、露光制御
回路１２での演算値に応じて絞り８が所定の絞り値まで
絞られ、またシャッタ６が適正な露光時間Ｔ０で開閉し
露光が行われる。露光が開始される時点ｔ１までの間に
も、第１フィールドシフトパルスＦＳＡ＋　第２フィー
ルドシフトパルスＦＳ１％さらに垂直、水平転送パルス
φＶ。

φ□はＣＣＤイメージセンサ５に供給される。したがっ
て、それまで第１受光部２６ａ、第２受光部２６ｂに蓄
積されていた電荷は、その時点で掃き出されるようにな
る。

しかしながら、第３図から明らかなように、第１フィー
ルドシフトパルスＦ’ｓａによって第１受光部２６ａか
ら掃き出されるタイミングは、第２受光部２６ｂよりも
１ｖ期間だけ先行している。したがって、この間の暗電
流による蓄積電荷は第２受光部２６ｂよりも必ず多くな
る。これを考慮して、露光完了後のスミアノイズ除去の
ためにｔ。

の時点で第１フィールドシフトパルスＦｓＡをマスキン
グした後、さらに第２フィールドシフトパルスＦＳＢも
マスキングにより無効化し、ｔ３の時点から２Ｖ期間だ
け遅延してから第１フィールドの映像信号の読み出しと
第２フィールドの映像信号の読み出しとを順次に行って
これらを記録装置２１により記録するようにしている。

これによれば、第１受光部２６ａに暗電流による電荷蓄
積期間は４■期間となり、また第２受光部２６ｂでの暗
電流による電荷蓄積時間も４■期間となり各々一致する
。したがって映像信号読み出し時においては、第１フィ
ールドの映像信号と第２フィールドの映像信号の両者に
は、暗電流による電荷が同じように重畳されるようにな
るため、これらの映像信号を記録した後に再生したとき
には、両フィールド間で画像の明るさに差がでなくなり
、フリッカによる画像の劣化を防ぐことができるように
なる。

また、露光時間Ｔ０が１ｖ期間以上となる場合において
は、第４図に示したように、スミアノイズの除去が行わ
れるｔ３の時点から１Ｖ期間だけ遅延した後に、順次に
第１フィールド、第２フィールドの映像信号の読み出し
を行えば、やはり暗電流による電荷蓄積期間が第１．第
２受光部２６ａ、２６ｂとも４■期間で一致し、再生画
像にフリッカが生じなくなるものである。

なお、露光時間Ｔ０を２ｖ期間（１／３０秒）以内に制
限するようにした場合には、シャッタ６の開放時点ｔ１
から３ｖ期間経過後に供給される第１フィールドシフト
パルスＦ’ｓａから第１フィールドの映像信号を読み出
し、引き続く第２フィールドシフトパルスＦ’ｓｓによ
り第２フィールドの映像信号を読み出すようにすればよ
い。また、本発明はフィールド撮像方式とフレーム撮像
方式とを選択できるようにした電子スチルカメラにも適
用することができ、この場合にはフレーム撮像方式にモ
ード変更したときに上記の処理が行われるようにすれば
よい二 〔発明の効果〕 以上のように、本発明の電子スチルカメラによれば、シ
ャッタの開閉による露光終了直後に発生される第１読み
出し信号もしくは第２読み出し信号のいずれかを無効化
し、しかる後に第１フィールドの映像信号から順に読み
出すようにしている。

そして、このように第１あるいは第２読み出し信号を無
効化する間には、第１．第２フィールドの映像信号に対
し、暗電流によって重畳される電荷の蓄積期間が揃えら
れ、かかる電荷の影響を互いに相殺することができる。

したがって、このよう存処理を行って記録した映像信号
を再生するときには、フィールドごとに輝度が変化する
いわゆるフリッカ現象がなくなり、非常に画質のよいフ
レー画像を得ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子スチルカメラの構成を示す概略図
である。 第２図は本発明の電子スチルカメラに用いられるＣＣＤ
イメージセンサの構成を示す概略図である。 第３図は露光時間が１ｖ期間以内の場合のタイミングチ
ャート図である。 第４図は露光時間が１ｖ期間以上で２Ｖ期間以内の場合
のタイミングチャート図である。 ５　・　・ ６　・　・ ８　・　・ ６ａ ６ｂ ２８　・ ２９　・ Ｆｓ＾。 Ｆｉｌｌ’ φＶ　・ φイ　・ ・ＣＣＤイメージセンサ ・シャッタ ・絞り ・・第１受光部 ・・第２受光部 ・垂直転送路 ・水平転送路 ・第１フィールドシフトパルス ・第２フィールドシフトパルス ・垂直転送パルス ・水平転送パルス。 昭和６３年　９月２２日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）イメージセンサへの露光時間を調節するシャッタ
   を備え、前記イメージセンサに各々交互に供給される第
   １読み出信号、第２読み出し信号により第１フィールド
   の映像信号と第２フィールドの映像信号とを順次に読み
   出すようにしたフレーム撮像方式の電子スチルカメラに
   おいて、 露光完了直後に発生される第１もしくは第２読み出し信
   号を無効にするとともに、さらに無効にした前記読み出
   し信号の発生時点から少なくとも半周期遅れて発生され
   る第１読み出し信号に同期して第１フィールドの映像信
   号を読み出すようにしたことを特徴とする電子スチルカ
   メラ。
2. （２）イメージセンサへの露光時間を調節するシャッタ
   を備え、前記イメージセンサに各々交互に供給される第
   １読み出信号、第２読み出し信号により第１フィールド
   の映像信号と第２フィールドの映像信号とを順次に読み
   出すようにしたフレーム撮像方式の電子スチルカメラに
   おいて、 前記第２読み出し信号に同期してシャッタを開放し、そ
   の直後に発生される第１、第２読み出し信号を各々無効
   化した後、引続き供給される第１読み出し信号及び第２
   読み出し信号により第１フィルードの映像信号と第２フ
   ィールドの映像信号とを順次に読み出すようにしたこと
   を特徴とする電子スチルカメラ。