JPH04160988A - 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、撮像素子を電子シャッタ機能利用して被写体
の瞬時画像を撮影記録する電子スチルカメラに関するも
のである。

従来の技術 ＣＣＤ等の撮像素子とフロッピーディスクなとの磁気デ
ィスクに記録を行う記録装置を組み合わせて被写体の瞬
時画像を撮影記録する電子スチルカメラが実用化されて
いる。このような電子スチルカメラでは、従来のフィル
ムカメラとは異なり、現像、焼付は処理が不要であり、
そして撮影した画像を瞬時にモニタテレビ等により確認
することが出来るというメリットを有している。

ところて、この種の電子スチルカメラては、光学式フィ
ルムカメラと同様、撮影時の像面露光量を制御する所謂
露出制御か必要で、絞り、ンヤ・ツタを用いて撮像素子
への露光量を制御している。

このシャッタの開閉時間（シャッタ速度）を制御する方
法として、■メカニカルシャッタによる方法と、■電子
シャッタによる方法とか広く用いられている。

このうち、メカニカルシャッタによる方法とは、周知の
レンズンヤツタやフォーカルブレーンシャッタの如きも
ので、所定の時間だけ機械的にシャッタ幕を開いて露光
を行わせるようにするものである。

一方、電子シャッタによる方法ては、露光直前までの撮
像素子の受光部（フォトダイオード）に蓄積した電荷を
掃き出し、この掃き出し動作後、所定時間（ツヤツタ速
度に相当）経過後に蓄積電荷を転送して読み出すように
している。この電子シャッタは、機械的要素を用いない
ことから、上記のメカニカルシャッタに比べ、寸法的に
小型化てきる点、さらにツヤツタ速度の精度を格段に高
くてきるという利点を有している。

発明か解決しようとする課題 しかしながら上記したメカニカルシャッタによる方法て
は、レンズシャッタの場合はシャ・ツタ羽根の開放動作
の途中で急激にシャッタ羽根を閉じようとするため、シ
ャッタ羽根の慣性や摩擦の影響により、シャッタ速度の
精度の向上が望めず、また経時変化も大きいため、露出
制御時、電子スチルカメラで要求される±０．３（ＥＶ
）の露出精度を確保することが難しかった。フォーカル
ブレーンシャッタの場合てはシャッタ速度の精度はレン
ズシャッタよりもよいがやはり機械的要素があるため高
速側では上記露出精度の達成が難しく、さらに経時変化
の問題も有しているし、また露出機構として考えた場合
性に絞り機構もいることから、寸法的にもコスト的にも
犬になるという問題もある。

次に従来の電子ンヤッタによる方法であるが、シャッタ
機構に機械的要素がないことから、メカニカルシャッタ
に比へンヤッタ精度は十分高くとれ、上記の露出精度を
達成することは可能であるか、以下の問題点を有してい
る。

従来、光の信号を電荷に変えるフォトダイオードと垂直
転送レジスタからなる受光部、得られた電荷を蓄えるｌ
フィールド分の画素に相当する蓄積容量を持った蓄積部
、電荷を１画素毎に読み出すための水平転送レジスタ、
不要な電荷を掃き出すための掃き出しトレインからなる
フレームインターライントランスファ（ＦＩＴ）型の撮
像素子を使い、被写体のフレーム画像を得ることを目的
とした電子シャッタでは、露光直前までの撮像素子の各
フィールド（第１フィールド、第２フィールド）に対応
するそれぞれのフォトダイオードに蓄積した不要電荷を
同時に第１．第２フィールドと同タイミングで掃き出し
、この掃き出し動作後、所定時間（シャッタ秒時に相当
する露光時間である）経過直後に、まず第１フィールド
に相当するフォトダイオードに蓄積された信号電荷（以
下第１フィールドの電荷という）を垂直転送レジスタを
介して蓄積部に転送し、次に第２フィールドに相当する
フォトダイオードに蓄積された信号電荷（以下第２フィ
ールドの電荷という）を垂直転送レジスタに転送する。

この転送か終了した後、システムの同期信号（垂直・水
平同期信号）に同期して蓄積部の信号電荷から順次水平
転送レジスタを介して、読み出すようになっている。

このような構成ては、上記したように、シャッタ秒時後
まず第１フィールドの電荷が転送され、その転送後第２
フィールドの電荷が垂直転送レジスタに転送される。し
たがって、第１フィールドの電荷が蓄積部に転送される
時間分だけ第２フィールドの露光時間が長くなることに
なる。すなわち、第１フィールドと第２フィールドの露
光時間（信号電荷の蓄積時間）が異なるという問題を有
している。この第１フィールドの電荷は高速（８００ｋ
Ｈｚ以上のクロックで転送される）で転送されるため、
シャッタ秒時が比較的長い場合（１／２５０〜１１５０
０程度までの場合）は余り問題はないが、それ以下のシ
ャッタ秒時の場合はこの露光時間すなわち信号電荷の蓄
積時間の違いによる第１フイール）・と第２フィールド
の輝度信号レベルの差によって発生するフリッカの影響
か無視できなくなる。したがって、電子シャッタを利用
して被写体のフレーム画を得ようとした場合、従来のこ
の方式のままでは高速のシャッタ速度か実現てきないと
いう問題を有していた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、第１フィー
ルドと第２フィールドの見かけ上の露光時間を同じにす
ることかできる電子スチルカメラを提供することを目的
とするものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明は、光電変換による
電荷蓄積部と電荷転送部を有する撮像素子の電子シャッ
タ機能を利用する電子スチルカメラにおいて、撮影時、
第１フィールドに対応する前記電荷蓄積部と第２フィー
ルドに対応する前記電荷蓄積部の蓄積時間の違いを補正
する補正手段を備えたものである。

作　　用 本発明は、上記した構成により、第１フィールドの信号
電荷の移送開始から、第２フィールドの信号電荷の移送
終了までに略相当する時間と、撮影時のシャッタ秒時の
値を基に、信号電荷の増幅を行う増幅手段の増幅度を変
化させるようにすれば、第１フィールドと第２フィール
ドの見かけ上の露光時間を同しにすることがてきる。

実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は本発明の一実施例における電子スチルカメラの
構成を示すブロック図である。１は撮影レンズ、２は複
数個の異なる直径の絞り穴が設けられた絞り羽根、３は
フレームインターライントランスファー型ＣＣＤ（以下
単にＣＣＤという）、４はＣＣＤ　３の出力を相関二重
サンプリングするＣＤＳ回路、５はＣＤＳ回路４の出力
を所定の値に増幅し制御端子に印加される電圧の値によ
ってその増幅度か制御される電圧制御型増幅回路（■Ｃ
Ａ）、６はＣＤＳ回路４、増幅回路５を介してＣＣＤ３
より得られた信号を処理し輝度信号と色差線順次信号を
得る信号処理回路、７は信号処理回路７で得られた信号
を周波数変調しさらに出力端子１３を通して磁気ヘッド
（図示せず）に印加するために信号を増幅する記録回路
、８は主にマイクロコンピュータからなるシステム制御
回路１１からのデジタル値に応じたアナログ電圧を出力
し増幅回路５の増幅度を制御するＤ／Ａ変換回路、９は
システム制御回路１１により制御されて絞り羽根２を駆
動する駆動回路（本実施例では駆動アクチュエータとし
てはステッピングモータを使用している）、ｌＯは同じ
くシステム制御回路１１により制御されてＣＣＤ３を駆
動するため各種パルスや電荷転送のためのクロック等を
発生するＣＣＤ駆動回路、１２は撮影のトリガを与える
レリーズＳＷである。

第２図は同電子スチルカメラに使用するＣＣＤ３の構造
を示す模式図であり、３１ａ、　３１ｂは光の信号を電
荷に変え蓄積するフォトダイオード、３２はフォトダイ
オード３１ａ、　３１ｂに蓄積された信号電荷を垂直転
送する垂直転送レジスタ、３３は垂直転送された電荷を
蓄える１フイ一ルド分の画素に相当する蓄積容量を持っ
たＣＣＤからなる蓄積部、３４は蓄積部３３に蓄積され
た電荷を１画素毎に読み出すための水平転送レジスタ、
３５は不要な電荷をフォトダイオード３１ａ、３１ｂか
ら掃き出すための掃き出しドレイン、３６は水平転送レ
ジスタ３４に接続されたバッファアンプである。ここで
、第１フィールドの画素はフォトダイオード３］ａて光
電変換された信号電荷で構成され、第２フィールドの画
素はフォトダイオード３１ｂて光電変換された信号電荷
で構成される。

第３図は同電子スチルカメラの撮影から記録までのタイ
ミングを示すタイミング図である。第３図（ａ）はレリ
ーズ５Ｗ１２か押されることによって発生し撮影のトリ
ガー信号となるレリーズ信号、第３図（ｂ）はＣＣＤ３
に所定のンヤッタ秒時を与えるためシステム制御回路１
１からＣＣＤ駆動回路１ｏに出力されるシャッタパルス
、第３図（Ｃ）は第１　（または第２）フィールドを磁
気ディスク（図示せず）に記録するための記録ゲート信
号Ａ、第３図（ｄ）は第２（または第１）フィールドを
磁気ディスクに記録するだめの記録ゲート信号Ｂ、第３
図（ｅ）はこれらのパルスのタイミングを示すための時
間軸である。

第４図は同電子スチルカメラにおける電子シャッタ動作
時の電荷の動きを示す模式図である。

このように構成された本実施例の電子スチルカメラにつ
いて、上記図面を参照しながら以下動作を説明する。

各回路に電源か供給されると、測光用センサ（図示せず
）によって被写体の輝度が測光され、その出力に応じて
システム制御回路１１は撮影時の絞りの値とンヤソタ速
度を決定する。いま、シャッタ速度としてｔ、か決定さ
れたとして以下説明をする。

電源の投入に続き、１＝１．のタイミングでレリーズ５
Ｗ１２が押され、レリーズ信号（ａ）がシステム制御回
路１１に入力されると、システム制御回路１１は絞り駆
動回路９を介して絞り羽根２を駆動し、所定の絞り値（
所定の絞り穴）に設定する。絞り羽根２か所定値に設定
されるｔ　＝　ｔ　２のタイミングで、システム制御回
路１１は所定のシャッタ秒時ｔ、の幅を持つシャッタパ
ルス（ｂ）をＣＣＤ駆動回路１０に出力する。ＣＣＤ駆
動回路１０はシャ・ソタノくルス（ｂ）の立ち上がりの
タイミングｔ　＝　ｔ　２て、第４図（ａ）のようにｔ
２以前にＣＣＤ３に存在する不要な電荷を第４図Ｑ））
のように垂直転送レジスタ３２を経て掃き出しドレイン
３５に掃き出し、フォトダイオード３１ａ、　３１ｂを
空にする（これがシ・ヤノタを開いたタイミングになる
）。シャ・ノタノ々ルス（ｂ）かＣＣＤ駆動回路１０に
入力されている間（ｔｓｔ２〜ｔ、）、第４図（Ｃ）の
ように、フォトダイオード３１ａ、　３１ｂに被写体の
輝度に応した信号電荷か蓄積される。所定のシャッタ秒
時（シャ・ンタ時間）ｔ６経過後、ｔ　”　ｊ　ｓにお
いてシャッタノクルス（ｂ）か立ち下がるタイミングで
、ＣＣＤ駆動回路１０は、第４図（ｄ）のように、第１
フィールドを構成するフォトダイオード３１ａの信号電
荷を垂直転送レジスタ３２を介して蓄積部３３に転送し
、フォトダイオード３１ａの信号電荷を蓄積部３３に全
て転送した直後、１＝１．のタイミングで第２フィール
ドを構成するフォトダイオード３１ｂに蓄積された信号
電荷を、第４図（ｅ）のように、垂直転送レジスタ３２
に転送する。

この垂直転送レジスタ３２に転送された信号電荷は直ち
に蓄積部３３に転送されずに、次の転送動作までしばら
くこの垂直転送レジスタ３２に蓄積された状態におかれ
る。この時点が、シャッタを閉したタイミングになる。

その後、ｔ　”　ｔ　ｓで、第１フィールドを磁気ディ
スクに記録するために、記録ゲート信号Ａ　（Ｃ）がシ
ステム制御回路１１によって発生し、記録回路７内の第
１の記録ゲートが開かれると、ＣＣＤ駆動回路１０によ
って、垂直同期信号に同期したタイミングでまず蓄積部
３３に蓄積された信号電荷は水平転送レジスタ３４およ
びバッファアンプ３６を経て、１画素ずつ読み出され、
同時に垂直転送レジスタ３２にある信号電荷も、この読
み出されるタイミングで一段ずつ、蓄積部３３に転送さ
れていく。ｔ＝ｔ、で、最初に蓄積部３３に蓄積された
第１フィールドの画素全てが読み出され、この読み出さ
れた信号はＣＤＳ回路４、増幅回路５、撮像信号処理回
路６、記録回路７を経て、端子１３から磁気ヘッドに印
加され、磁気ディスクの１つのトラックに記録される。

次にｔ　”　ｔ　ｓにおいて、記録ゲート信号Ｂ　（ｄ
）がシステム制御回路１１によって発生し、記録回路７
内の第２の記録ゲートが開かれると、ｔ　”　ｔ　ｓか
らｔ　＝　ｔ　ｇの間に蓄積部３３に転送された第２フ
ィールドの信号電荷が読み出され、ｔ　”　ｔ　７て全
ての読みだしか完了し、この読み出された第２フィール
ドの信号は、先の信号と同様法の記録トランクに切り換
えられた磁気ヘッドを介して、磁気ディスクに記録され
る。これで撮影（フレーム撮影）から記録までの一連の
動作が終了することになる。

ところで、第１フィールドの信号電荷を蓄積部３３に転
送した後に、第２フィールドの信号電荷を垂直転送レジ
スタ３２に転送するので、実際第１フィールドと第２フ
ィールドでは露光時間が異なり、ｔ−”ｔ４　ｔｓだけ
第２フィールドの方か長くなる。そこで本実施例では、
増幅回路５の増幅度を第１フィールドの場合と第２フィ
ールドの場合とて切り換えて、ｔｄに相当する分第２フ
ィールドの輝度信号のレベルを補正し、等価的に露光時
間が等しくなるようにしている。

すなわち、ＣＤＳ回路４を経た第１フィールドの信号を
増幅する場合の増幅度をに１とすると、システム制御回
路ＩＩは、少なくとも時間ｔ５〜ｔ６の間、Ｄ／Ａ変換
回路８を介して所定の電圧を増幅回路５の制御端子に与
え、その増幅度をに１に設定する。次に第２フィールド
の信号を増幅するとき（ｔｇ〜ｔ７の期間）は、Ｄ／Ａ
変換回路８を介してシステム制御回路ＩＩは、増幅回路
５の増幅度が、 Ｋ２＝（ｔ　、／（ｔ　、＋ｔ　ｄ））・Ｋ１となるよ
うに設定する。すなわち、第１フィールドのときの増幅
度に１に対し、シャッタ秒時ｔ、に応じて、 Ｋ＝　ｔ　、／（ｔ　、＋　ｔ　、） たけ補正して、見かけ上の露光時間を同しになるように
している。

以北のように本実施例によれば、ＣＣＤの電子ツヤツタ
機能を使ってフレーム撮影を行っても、第１フィールド
と第２フィールドの信号電荷の蓄積時間（露光時間）の
違いを上記したようにＣＣＤ３の出力を増幅する増幅回
路５の増幅度をそれぞれのフィールドによって変え、見
かけ上の露光時間を同しになるように補正するので、従
来のように、輝度信号のレベル差によるフリッカか発生
しなくなり、従来より高速なシャッタ速度においても良
好なフレーム画の撮影が可能となり、その効果は非常に
大きい。

ところで、本実施例では、第１フィールドの露光時間を
シャッタ秒時ｔ６として第２フィールドの増幅度の補正
を行ったか、逆に第２フィールドの露光時間をシャッタ
秒時ｔ６として、第１フィールドの信号を増幅するとき
の増幅度を補正しても同様の効果か得られる。この時の
補正係数には、Ｋ＝　ｔ　、／（ｔ　、−ｔ　ｄ） となる。

また、シャッタ秒時ｔ、を第１フィールドと第２フィー
ルドの露光時間の間に設定して、双方の信号の増幅時に
それぞれ増幅度を補正しても同様の効果が得られるのは
言うまでもないことである。

発明の効果 以上のように、本発明によれば、メカニカルシャッタに
よって露出制御を行うのでなく、電子シャッタによって
露出の制御を行うに際し、第１フィールドと第２フィー
ルドの露光時間の相違を信号電荷の増幅を行う増幅手段
の増幅度を変化させるなとして補正するので、シャッタ
機構の精度の影響は受けず、精度のよい露出制御が行え
るとともに、速いシャッタ速度でも瞬時画像のフレーム
記録か行え、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例の電子スチルカメラの
概略構成を示すブロック図、第２図はフレームインター
ライントランスファ型ＣＣＤの模式図、第３図は同電子
スチルカメラにおける動作タイミングを示すタイミング
図、第４図（ａ）〜げ）はフレーム撮影時の電子シャッ
タの動作を説明する模式図である。 ｌ・・・撮影レンズ、２・・・絞り羽根、３・・・ＣＣ
Ｄ、４・・・ＣＤＳ回路、５・・・増幅回路、７用記録
回路、８・・・Ｄ／Ａ変換回路、１１・・・システム制
御回路。 代　　理　　人　　　森　　本　　義　　弘第２図 ざ ３／ｄ−−６済／７４−ルドｔ）　′！Ｊ、ｈｒ丁庇・
わフにトク゛イ丁−ト”３ｈ　　−＄２７４−ルド４寺
Ｉ；ンキ成ノＩフ１Ｙり”４丁−ト”、ｇ　　二　〇−
ＱＣ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光電変換による電荷蓄積部と電荷転送部を有する撮
   像素子の電子シャッタ機能を利用する電子スチルカメラ
   であって、撮影時、第１フィールドに対応する前記電荷
   蓄積部と第２フィールドに対応する前記電荷蓄積部の蓄
   積時間の違いを補正する補正手段を備えた電子スチルカ
   メラ。 ２、第１フィールドに対応する電荷蓄積部の信号電荷を
   垂直転送段に移送した後、第２フィールドに対応する電
   荷蓄積部の信号電荷を前記垂直転送段に移送するように
   構成された撮像素子の電子シャッタ機能を利用する電子
   スチルカメラであって、前記第１フィールドの信号電荷
   の移送開始から、前記第２フィールドの信号電荷の移送
   終了までに略相当する時間と、撮影時のシャッタ秒時の
   値を基に、前記信号電荷の増幅を行う増幅手段の増幅度
   を変化させて、撮影時、前記第１フィールドに対応する
   前記電荷蓄積部と前記第２フィールドに対応する前記電
   荷蓄積部の蓄積時間の違いを補正する補正手段を備えた
   電子スチルカメラ。