JPH0458752B2 - - Google Patents

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を有する電子カメラがテ
レビカメラ等の電子的撮像装置に関し、特にスト
ロボ等の閃光発光手段を有するこの種の電子的撮
像装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

電子カメラ或いはワンシヨツトだけのスチルモ
ードで動作可能なビデオカメラ等のような固体撮
像素子を有する撮像装置において、その固体撮像
素子の出力に基づいて該固体撮像素子における信
号電荷蓄積時間を制御することは従来より提案さ
れている。例えば、特開昭58−116881号公報所載
の撮像装置は、連続撮影とワンシヨツト撮影との
切換が可能なものであつて、連続モード中に撮像
素子からの映像出力を一時記憶する記憶手段を設
け、この記憶手段を周期的にリセツトすると共
に、スチルモード時にはこのリセツトを中止し、
且つ記憶手段の内容をモニター手段に導くように
構成され、連続モード中撮像手段の出力の一部を
周期的にサンプルホールドする手段を有し、この
出力を被写体輝度情報として利用すると共にスチ
ルモードへの切換えに伴つてこのサンプリングを
停止することにより連続モード中の情報をそのま
ま利用できるようにしたものである。このように
撮像手段の出力の一部を被写体輝度情報として利
用して固体撮像素子における信号電荷蓄積時間を
制御すれば視差のない測光情報に基づく露出制御
が実現でき、また実際に撮影レンズを通して固体
撮像素子に入射する光量に応じた適正な露出制御
ができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、通常、撮像素子からの映像出力
は周期的に乃至は少くとも所定の信号電荷蓄積動
作の終了後に順次的に導出されるものであるた
め、特にストロボ等の閃光発光手段を用いた撮影
時のように、単発現象である閃光発光に対応した
当該被写体輝度情報に基づいて固体撮像素子での
信号電荷蓄積を終了させるべき時点を速やかに知
つて遅滞なく露出時間の制御を行なう必要がある
ときには、輝度情報が速やかに得られないこの方
式では十分に対応することができないといつた不
都合があつた。

本発明は叙上の点に鑑みてなされたものであ
り、ストロボ等の閃光発光手段を用ない通常の撮
影モード時には固体撮像素子の出力に基づいて視
差のない、実際に撮影レンズを通して固体撮像素
子に入射する光量に対応した正確な測光（露光制
御）を行なうと共に、閃光発光手段を用いた撮影
モード時にも当該被写体輝度情報を速やかに得て
適正な露出制御を行なうことができるようにした
この種の電子的撮像装置を提供しようとするもの
である。

〔課題を解決するための手段および作用〕

本発明の電子的撮像装置は上記課題を解決する
ために、後述の本発明の実施例のブロツク図であ
る第５図における符号を伴なつて示す如く、 固体撮像素子１１と、この固体撮像素子１１の
出力に基づいて測光信号を得る第１の測光回路４
６と、上記固体撮像素子１１とは別途に設けられ
た外部測光素子の出力に基づいて測光信号を得る
第２の測光回路４７と、閃光発光手段を用いない
第１の撮影モード時には上記第１の測光回路４６
の出力に基づいて、閃光発光手段を用いる第２の
撮影モード時には上記第２の測光回路４７の出力
に基づいて、上記固体撮像素子１１における露光
条件を制御するための露光制御回路４８，４９…
と、を具備してなることを特徴とする。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例に適用されるロータリ
ーシヤツタ機構の一部分を示す系統図であり、第
２図は第１図における主要部を取出して示す斜視
図である。第１図、第２図において、１は開口部
２ａ，２ｂを180゜異なる位置に形成した第１のシ
ヤツタ円板であり、第１のモータ３の駆動軸３ａ
に取付けられ、上記モータ３により回転駆動され
るものとなつている。４は開口部５ａ，５ｂを
180゜異なる位置に形成した第２のシヤツタ円板で
あり、第２のモータ６の駆動軸６ａに取付けられ
たプーリ７とベルト８を介して接続されているフ
ランジ９に取付けられ、上記第２のモータ６によ
り回転駆動されるものとなつている。そして上記
第１のシヤツタ円板１と第２のシヤツタ円板４は
同軸上に位置するものとなつている。１０は光学
系であり、この光学系１０と前記第１、第２のシ
ヤツタ円板１，４を挟んで対向する位置には撮像
素子１１が設けられている。

第１図において、１２，１３は光学センサであ
り、それぞれ前記第１、第２のシヤツタ円板１，
４の回転位相を検出するものである。１４，１５
は位相制御回路であり、上記光学センサ１２，１
３の検出信号Ｓ１，Ｓ２と端子１６から供給され
る垂直同期信号Vsとの同期をとるものとなつて
いる。１７は遅延回路であり、前記位相制御回路
１５に供給される垂直同期信号Vsの位相をずら
すものである。１８，１９は駆動回路であり、前
記第１、第２のモータ３，６の回転制御を行なう
ものとなつている。

したがつて今、端子１６に垂直同期信号Vsが
供給されると、位相制御回路１４、駆動回路１８
を介して第１のモータ３が駆動され、第１のシヤ
ツタ円板１を回転駆動させる。また同時に遅延回
路１７、位相制御回路１５、駆動回路１９を介し
て第２のモータ６が駆動され、第２のシヤツタ円
板４を回転駆動させる。このとき上記第１、第２
のシヤツタ円板１，４の回転位相がずれているた
め、開口部２ａ，５ａおよび２ｂ，５ｂは相互に
ずれて、実質的には幅の狭いスリツトとなつてい
る。したがつて撮像素子１１に到達する光学系１
０からの光の遮断速度は上がる。

一方、光学センサ１２，１３によつて上記第
１、第２のシヤツタ円板１，４の回転の位相はそ
れぞれ検出される。そしてこの検出信号Ｓ１，Ｓ
２は位相制御回路１４，１５にフイードバツクさ
れ、垂直同期信号Vsとの同期がとられる。その
結果、前記第１、第２のモータ３および６の回転
速度が制御される。

なお第１、第２のシヤツタ円板１，４にそれぞ
れ形成した開口部の数は１個でもよい。

第３図は他のロータリーシヤツタ機構の一部分
を示す側面図であり、第４図は第３図に対応した
斜視図である。なお第１図、第２図と同一部分に
は同一符号を付して詳しい説明は省略する。本実
施例が前記第１の実施例と異なる点は第１、第２
のシヤツタ円板１，４にロツク機構を設け、シヤ
ツタ機能を解除させるようにした点である。

第３図、第４図において２０は第１のモータ３
の駆動軸３ａに嵌挿固定されたロツクホイールで
ある。このロツクホイール２０はフランジ９より
小径なものとする。そして上フランジ９およびロ
ツクホイール２０にはそれぞれＶ溝９ａ，２０ａ
が形成されている。２１は可動コアであり、ソレ
ノイドコイル２２の作用により、第３図において
上下方向に移動するものとなつている。

したがつて今、ソレノイドコイル２２の励磁を
行なうと、可動コア２１は第３図に示す位置に引
き上げられる。したがつて第１の実施例と同様の
シヤツタ機能を発揮させ得る。

一方、シヤツタ機構を解除する場合には、第
１、第２のモータ３，６への通電を断つた状態で
ソレノイドコイル２２への励磁を断つ。そうする
と可動コア２１が第３図において下方に下がつ
て、上記可動コア２１の先端がまずフランジ９の
Ｖ溝９ａと嵌合し、第２のシヤツタ円板４の開口
部５ａもしくは５ｂが撮像素子１１の正面に位置
するように第２のシヤツタ円板４は位置決めされ
る。しかるのち可動コア２１の先端はロツクホイ
ール２０のＶ溝２０ａと嵌合し、第１のシヤツタ
円板１の開口部２ａもしくは２ｂが撮像素子１１
の正面に位置するように第１のシヤツタ円板１は
位置決めされる。

かくしてシヤツタ機能は解除され、上記撮像素
子１１への長時間露光が可能となる。

なおこのロータリーシヤツタ機構では位置決め
部材として可動コア２１およびソレノイドコイル
２２からなるプランジヤを用いているが、手動マ
ニユアル部材を用いてもよい。

次に本発明の実施例の装置の制御系全体の構成
を第５図のブロツク図を参照して説明する。なお
第１図と同一部分には同一符号を付してある。

撮像光学系のレンズ１０Ａ，１０Ｂにより捉え
られた被写体（不図示）の光像は、レンズの焦点
位置に設置されている固体撮像素子１１の光電変
換面上に結像する。固体撮像素子１１は上記結像
した被写体の光像を電気信号に変換し、その出力
Voutを後述する回路を介して色分離回路２３に
与える。色分離回路２３は与えられた電気信号を
輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに分離し、
FM変調器２４に供給する。FM変調器２４は輝
度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙをそれぞれの
周波数帯域においてFM変調し、記録アンプ２５
に供給する。記録アンプ２５はFM変調された各
信号を増幅して磁気ヘツド２６に与える。磁気ヘ
ツド２６は供給された信号を磁気デイスク２７の
記録トラツクにFM記録する。

同期パルス発生器２８は前記撮像素子１１に対
し、後述する回路を介して垂直転送パルスφV、
水平転送パルスφH、リセツトパルスSGを与える
と共に、色分離回路２３およびFM変調器２４に
対しタイミングパルスを与える。また同期パルス
発生器２８は撮像系の動作タイミングと記録系の
動作タイミングおよび位相を合わせるための同期
パルスを同期検出器２９に一方の入力として与え
る。

同期検出器２９の他方の入力としては磁気デイ
スク２７に付設した回転位相検出用パルスジエネ
レータ３０からのPGパルスが与えられる。かく
して同期検出器２９は上記PGパルスを同期パル
ス発生器２８からの同期パルスと比較し、磁気デ
イスク２７の回転速度および位相が常に撮像系の
動作タイミングに一致するような信号をモータ駆
動回路３１に与える。モータ駆動回路３１は上記
検出器２９から与えられた信号に基いてデイスク
駆動モータ３２を駆動制御する。その結果、磁気
デイスク２７は定常状態において、3600RPMの
定速回転をし、１回転する間に１フイールドの画
像記録を行なうものとなる。

記録ゲート回路３３は電子スチルカメラのレリ
ーズボタンに連動する記録指令スイツチ３４が
ONとなつたときに発生するトリガパルスTGに
よつてトリガされ、同期パルス発生器２８からの
同期パルスに基いて１フイールド期間に相当する
幅の書込みパルスWGを前記記録アンプ２５に与
えて、その期間だけ記録アンプ２５を作動状態と
なす。

なお第５図において３５はエンコーダであり、
色分離回路２３の出力である輝度信号Ｙと色差信
号Ｒ−Ｙ，Ｂ−ＹとをたとえばNTSC信号に変換
し、これをビユーフアインダ３６へ送る。かくし
てビユーフアインダ３６により撮像の内容をモニ
タすることができるものとなつている。

また第５図において３７は絞り機構であり、光
学系のレンズ１０Ａ，１０Ｂの間に介挿されてい
る。絞り機構３７はアイリスドライバー３８によ
り駆動されるものとなつている。上記アイリスド
ライバー３８は後述する露光制御回路４８からの
制御信号により作動制御される。

固体撮像素子１１は一括転送型のCCDからな
り、同期パルス発生器２８からのパルスに応動す
るφVドライバー３９、φHトライバー４０、SG
ドライバー４１からそれぞれ出力される垂直転送
パルスφV、水平転送パルスφH、リセツトパル
スSGによつて駆動されるものとなつている。上
記撮像素子１１の出力はアンプ４２、サンプリン
グホールド回路４３、アンプ４４、LPF４５を
経て色分離回路２３に供給されると共に、CCD
測光回路４６へ供給される。CCD測光回路４６
の出力は、フオトダイオードなどからなる外部測
光回路４７からの出力と共に露光制御回路４８に
供給される。

露光制御回路４８は、記録指令スイツチ３４が
ONとなることによつて記録指令が与えられる
と、後に詳述するようにCCD測光回路４６ある
いは外部測光回路４７から得られる測光情報に基
いて決定される露光時間に応じて素子シヤツタ制
御回路４９を介して同期パルス発生器２８に制御
信号を送り後述の素子シヤツタを機能せしめると
共に、遅延回路１７に対し所定の遅延制御信号を
送るものとなつている。なお露光制御回路４８に
はシヤツタ速度マニユアル設定器５０による手動
のシヤツタ速度設定信号が適時与えられるものと
なつている。

今、第５図において、カメラのメイン電源を
ONとすると撮像素子１１にパワーが供給され、
ピデオ信号が撮像素子１１から出力される。この
ときソレノイド２２（第５図中には不図示）は励
磁されていないのでシヤツタ機能は解除されてお
り撮像素子１１の光電変換部には光が連続して入
つている。撮像素子１１の出力は測光回路４６に
出力され、適当な時定数で検波され、測光信号と
して露光制御回路４８に供給される。このように
撮像素子の出力に基づいて測光出力を得る場合
は、視差のない、実際に撮影レンズ等の光学系を
通して同素子に入射する光量に対応した正確な測
光を行なうことができる。シヤツタ機能解除時に
は従来のTVカメラと同様に光蓄積時間は1/60
secまたは1/30secであり、絞り３７によつて最適
露光レベルが得られる。

次にスイツチ３４がON状態になると、ソレノ
イド２２が励磁され、シヤツタ円板１，４の回転
ロツクが解除される。そしてシヤツタの２つのモ
ータ３，６がONとなり、第１、第２の円板１，
４は高速回転し、かつ速度制御される。速度制御
は光学センサ１２，１３により円板のスリツト部
にエツジを検出することにより行なわれる。

第１、第２の円板１，４は第６図に示すように
開口角θ0が80゜のスリツトがそれぞれ２箇所に設
けられている円板であり、それぞれ1800RPMに
速度制御される。速度制御が終了し２つの円板が
それぞれ1800RPMに立ち上がると、次に円板は
位相制御を受ける。位相制御は垂直同期信号Vs
と光学センサの出力と測光信号とによつて行なわ
れる。第６図において第１、第２の円板１，４は
矢印で示す如く時計方向にそれぞれ回転してお
り、光学センサ１２，１３すなわちスリツト位置
検出用の反射型フオトセンサが図示の位置に配置
されている。なお円板１，４上の適当な位置に反
射部材を設けるようにしてもよいが、ここではス
リツト検出方式としてある。また円板１，４は薄
手の灰色プラスチツクであり、それぞれ他の円板
に対向する面を黒色塗装したものを用いる。

第５図に説明を戻す。レンズ側に置かれた第１
の円板１は次の如く位相制御される。位相制御回
路１４にはVs信号と光学センサ１２の出力が入
力され、Vs信号の立ち下がりとスリツトの前縁
とが同位相となるようにモータ駆動回路１８に対
して制御出力を出す（第７図参照）。したがつて
第１の円板１はVs信号から若干（１〜２ｍｓ）
遅れて撮像素子１１上に開口前縁が達するように
制御されている。これはVs近傍にはCCDの転送
パルスがあり、このときに露光をかけると画質不
良が発生するからである。したがつてこれを避け
るために光学センサ１２はCCDから若干角度を
ずらした位置に設けてある。第１の円板１は測光
情報によつて全く影響を受けずに位相制御されて
いる。

一方、第２の円板４は光学センサ１３の出力と
Vsのデイレイ信号との位相同期がとられる。た
だし光学センサ１３の出力が第２の円板４のスリ
ツト後縁を検出したタイミング、すなわち光学セ
ンサ１３の出力が「Ｌ」から「Ｈ」に立ち上がる
タイミングとデイレイされたVs信号の立ち下が
りとが同一位相となるように位相制御回路１５は
モータ駆動回路１９に出力を与えるものとなつて
いる。

遅延回路１７のデイレイ量は測光回路４６また
は４７の出力を基準に演算される。デイレイ時間
は撮像素子上の１点での部分露光時間に対応して
いる。また第６図における開口度θ1にも対応して
いる。すなわち、デイレイ時間Ｔ＝1msとする
と、部分露光時間も1msである。したがつて外部
設定器により所定のデイレイ時間を与えることに
よつてシヤツタ速度のマニユアル設定も容易にで
きる。

ところでデイレイ時間には上限がある。すなわ
ちデイレイ時間を増加していくと、第１の円板１
と第２の円板４との開口が重なるときがあり、こ
れが最大露光時間となるからである。最大露光時
間すなわち最大デイレイ時間Tmaxは次式で求め
られる。円板上に設けられたスリツト数をｎと
し、円板の回転数をＮ〔RPS〕とし、スリツト開
口角をθ0とすると Tmax＝（露光インターバル時間）× （スリツト開口率） ＝｛１／（Ｎ＋ｎ）｝× ｛（ｎ×θ0）／360゜｝ ＝θ0／（Ｎ×360゜） 第６図において回転数1800RPM（30RPS）、θ0
＝80゜、スリツト数ｎ＝２とすると、Tmax＝
7.4msとなり、部分露光時間は最大7.4ms（1/135
sec）となる。さらに長時間露光を行ないたい場
合はθ0を80゜より大きくとればよい。たとえば1/1
２５secであればθ0＝86.4゜となる。

第７図のタイミングチヤートには上記の関係が
示されている。

シヤツタ使用時のシヤツタ制御は、撮像素子１
１の出力変化→測光回路４６の出力変化→デイレ
イ量変化→円板位相変化（シヤツタ開時間変化）
→露光量変化→撮像素子１１の出力変化、なる閉
ループ制御となる。したがつて常に最適露光レベ
ルが選択されることになる。また入射光量が不足
し、デイレイ時間ＴがTmaxになつた場合には、
デイレイ時間はTmaxに固定されて、測光出力は
露光制御回路４８に供給され、アイリスを開放側
に移し、露光量を調整する。

一方ストロボ使用時にはθ1はCCD面積より大
なる開口角をもつように設定され、同時に外部測
光回路４７が制御系に接続され、この外部測光回
路４７の測光出力に基づいてCCDでの信号電荷
蓄積時間が制御される。このように本発明の装置
では、ストロボ使用時には、CCDのように被写
体輝度に対応した信号出力の読み出しが現実の露
光タイミングから遅延することのない（若しくは
遅延の少ない）外部測光回路の出力に基づいて
CCDでの露光量が制御される。このためストロ
ボ発光のような単発現象に関しても遅れを生じる
ことなく測光情報が得られ、適正な露出制御が可
能である。

オートストロボ発光光量制御用の信号は外部測
光素子から受けてもよいし、光学センサ１２，１
３とほぼ同一の場所に設けた測光素子で、ストロ
ボ光のシヤツタ円板からの反射光を受けるダイレ
クト測光方式を用いてもよい。この場合、θ2はで
きるだけ小さい方が望ましい。

尚、上述の可変速シヤツタはCCD以外の撮像
管、MOS，CPDなどにも適用できる。しかし前
記３種の素子を用いる場合には、第７図に示す部
分露光タイミングをVsを含む垂直ブランキング
時間の前後とする必要があるので、タイミングは
若干異なつてくる。またこれら３種の素子の場合
は、最大部分露光時間を3ms以内とする必要があ
るため、若干可変速シヤツタの使用可能範囲が小
さくなる難点がある。

以上のようにシヤツタを解除すれば、1/60sec
または1/30secの露光時間が得られ、シヤツタを
ONとすれば1/125〜1/1000の露光時間を有する
高速シヤツタが得られる。なお1/60secあるいは
１／３０secより長時間の露光が必要な場合には、撮
像素子自体にシヤツタ機能をもたせる素子シヤツ
タが有効となる。

長時間素子シヤツタはインターライン型CCD
を用いることによつて実現できる。次にその方法
を述べる。なおこの種のCCDについては下記文
献に詳述されている。

(1) 「高抵抗MCZ基盤を用いたMOS型センサ
CCD撮像素子」松本他 TV学界技術報告TEBS87−５ （ED693）（S58.3.18） (2) 「水平510画素CCD撮像素子」寺川他 TV学界技術報告TEBS94−４ （ED773） 第８図は上述した観点に基いて本装置で採用し
た固体撮像素子１１の具体例であり、インターラ
イン一括転送型CCD６０を示している。図中６
１はそれぞれ色フイルターＲ，Ｇ，Ｂを表面にも
つ光電変換素子であり、各々１画素を形成してい
る。上記光電変換素子６１に隣接してCCDから
なる垂直シフトレジスタ６２が設けてある。これ
らの垂直シフトレジスタ６２は、光電変換素子６
１に蓄積された光電荷を受取り、CCDからなる
水平シフトレジスタ６３に順次転送する。水平シ
フトレジスタ６３は１水平走査線単位に、光電荷
を出力部６４に転送する。出力部６４はプリアン
プを内蔵しており、微小電流を増幅して出力端子
Voutから出力する。なお上記インターライン一
括転送型CCD６０の各入力端子には、リセツト
パルスであるセンサーゲート信号SG、垂直レジ
スタ転送パルスφV１，φV２、水平レジスタ転送
クロツクφH１，φH２などがCCD駆動回路（第
５図の３９〜４１）から供給される。

上記各光電変換素子６１における光電荷蓄積時
間は、光電変換素子６１から垂直シフトレジスタ
６２へ電荷を移すタイミングに基いて決定されて
いる。

第９図は上記第８図の一部を取出して示した図
である。この第９図から明らかなようにセンサー
ゲート６５は、各光電変換素子６１に対し共通に
形成した共通電極である。また垂直シフトレジス
タ６２には細矢印で示す如く奇数フイールド時と
太矢印で示す如く偶数フイールド時とで交互に対
応する光電変換素子からの信号電荷が移され、移
されたこれらの信号電荷を転送パルスφV１，φV
２によつて順次垂直方向に転送するものとなつて
いる。

かくして光電荷一括転送は次のように行なわれ
る。すなわち第９図における各部の電位が下記の
ように設定されたとき、光電変換素子６１内に蓄
積された光電荷が垂直シフトレジスタ６２に転送
される。尚、下記に示す各部の電位は本実施例に
適用されたCCD撮像素子の外部端子部に印加さ
れる電圧を示すものであつて、必ずしも素子内部
の各該当部に直接生じる電位を示すものではな
い。

奇数フイールドのとき センサーゲート信号SGが「Ｌ」でφV１が
「Ｈ」であるとき 偶数フイールドのとき センサーゲート信号SGが「Ｌ」でφV２が
「Ｈ」であるとき したがつてセンサーゲート信号SGがＨレベル
からＬレベルに変化する変化点が蓄積された光電
荷の一括転送開始時点であり、同時にあらたな光
蓄積の開始点でもある。

第１０図は上記インターライン一括転送型
CCD６０の動作タイミングを示すタイムチヤー
トである。第１０図においてVDは垂直ドライブ
パルス、HDは水平ドライブである。HDに書込
んである数字「１〜525」は水平走査線番号に対
応している。センサーゲート信号SGは１フイー
ルドに１回「Ｈ」、「Ｌ」が変化する。上記「Ｌ」
の変化のタイミングで光電変換素子６１の光電荷
は、垂直シフトレジスタ６２に移送される。つま
りこのタイミングで、フイールドの全画素の情報
が垂直シフトレジスタ６２内に移されるわけであ
る。φV１，φV２は２相の垂直レジスタ転送パル
スであると同時に、画素から垂直シフトレジスタ
６２への電荷移送にも関係している。すなわち第
１フイールドでは、第11HでSGが「Ｌ」となつ
たときφV１が「Ｈ」となるため、この時点で第
１フイールドに出力される画像に関係する全画素
の電荷が垂直シフトレジスタ６２に移送される。
この電荷はCCD出力信号の第1Hからビデオ信号
として16ms間出力される。一方、第２フイール
ドでは、275H目にセンサーゲート信号SGが
「Ｌ」となつたタイミングでφV２が「Ｈ」である
ため、この時点で第２フイールドにて出力される
画像に関係する全画素の電荷が垂直シフトレジス
タ６２に移送される。移送された信号電荷は、垂
直シフトレジスタ４２および水平シフトレジスタ
６３の転送動作により、CCD出力信号として第
１０図中、「Ｖレジスタ空送り」のあとの第1Hか
らビデオ出力として出力される。

第１０図の例はフレーム蓄積モードのときを示
すものである。上記CCD６０はSGが「Ｌ」のと
きにφV１およびφV２を共に「Ｈ」とすることに
より、フイールド蓄積モードの素子としても使用
できるように構成されている。フイールド蓄積モ
ードのときはφV１，φV２が共に「Ｈ」となるた
め、奇数フイールド用の画素内の電荷と、偶数フ
イールド用の画素内の電荷とが、同時に垂直シフ
トレジスタ６２内に転送される。したがつてSG
パルス毎にφV１，φV２を共に「Ｈ」とすること
によつて1/60secのフイールド期間で光蓄積が可
能となり、1/60secのシヤツタ時間をもつ素子が
構成できる。

第１１図は通常のフレーム蓄積モードで動作さ
せたときのSG，φV１，φV２、ビデオ出力のタ
イムチヤートである。SGの1n以前の33msで蓄積
された奇数フイールドの光電荷は、ビデオ出力の
1nの時点で奇数フイールドのビデオ信号として
読み出されている。SGの2nおよび1n＋１の期間
で蓄積された光電荷は、ビデオ出力の1n＋１の
タイミングでやはり奇数フイールドビデオ信号と
して読みだされる。したがつてこのモードでは1/
３０secシヤツタ時間であるといえる。このモード
では1/30sec毎にメカシヤツタを開口することに
よつて、奇数フイールドおよび偶数フイールド間
でブレすなわち時間ずれが発生しないビデオ出力
が得られる。1/60sec毎にシヤツタ動作させると
奇数フイールドと偶数フイールドでそれぞれ２回
のシヤツタを切つてしまうことになるので、フレ
ーム像としては２重像となることがある。

第１２図は前記第５図に示すような制御系にて
長時間素子シヤツタを動作させたときのタイムチ
ヤートである。この例ではφV１，φV２がそれぞ
れSGが「Ｌ」のタイミングで転送を行なわない
ように制御している。したがつてビデオ信号のｎ
フレームまでは通常モード時の出力であるが、ビ
デオ信号のｎ＋１フレームではビデオ出力が得ら
れず、ｎ＋２フレームで２倍のビデオ出力が得ら
れている。したがつてこのモードでは４フイール
ド光蓄積後の読みだしであるので、シヤツタ時間
としては（1/60）×４＝1/15secが選択できたこと
になる。転送の休止はCCDの暗電流が画像劣化
を引きおこさないかぎり（約1sec）継続すること
ができるので、1/30secの整数倍の長時間シヤツ
タが可能となる。すなわち、1/30、1/15、1/10、
２／１５、1/6、1/5、7/30…の各長時間シヤツタ速度
が得られる。したがつて外部指令により上記シヤ
ツタ時間をマニユアルで設定することができる。

第１３図は他のモードであり、読み出し途中で
φV１とφV２をSGの「Ｌ」と同期で同時に「Ｈ」
とすることによつて、奇数フイールド画素と偶数
フイールド画素とを同時に読み出したものであ
る。フレーム記録を行なわないフイールド記録用
の電子カメラでは、このような長時間シヤツタ制
御モードも可能となる。

以上述べたように、1/125secより高速のときに
はメカニカルシヤツタで任意のシヤツタ時間が得
られ、長時間シヤツタ機能は素子シヤツタで得る
ことにより、すべての時間の範囲でシヤツタ動作
を行なうことが可能となる。

次に既述のロータリーシヤツタをその一例とす
るメカニカルシヤツタを電子カメラに適用する場
合の応用例について説明する。たとえば画像信号
を3600PPMで回転する磁気デイスクに記録する
方式の電子カメラにおいては、同心円状に50本の
記録トラツクが形成されており、１つのトラツク
に１フイールドの画像を記録するフイールド記録
モードが基本となる。さらにこの発展形として、
隣接するトラツクを２個使用して奇数フイールド
と偶数フイールドを連続して記録するフレーム記
録モードも可能である。フイールド記録モードで
は50コマの記録が可能となるが、垂直解像度は若
干劣る。一方、フレーム記録モードは２フイール
ドを記録するので垂直解像度は向上するが、記録
可能なコマ数は1/2の25コマとなる。

既述のメカニカルシヤツタは上記２つの記録モ
ードに対応できる。

第１４図は垂直画素が480以上であるフレーム
蓄積方式のCCD撮像素子に、本方式のメカニカ
ルシヤツタを適用した場合のタイムチヤートであ
る。SGパルスは各フイールド毎（16.6ms毎）に
繰返し出力されている。SGパルスの前後約1ms
は垂直フランキング期間である。SGが「Ｌ」の
ときにφV１が「Ｈ」であれば、奇数フイールド
の光電荷が垂直シフトレジスタ６２に転送され
る。またSGが「Ｌ」のときφV２が「Ｈ」であれ
ば、偶数フイールドの光電荷が垂直シフトレジス
タ６２に転送される。図示したようにφV１，φV
２がSGの「Ｌ」と同時に「Ｈ」になるのは33ms
に１度である。したがつてこの撮像素子では、奇
数フイールド用の各画素の光蓄積時間は33msで
あり、偶数フイールド用の各画素の光蓄積時間
は、奇数フイールドの蓄積時間から16.6ms位相
ずれのある33msである。

第１４図のSGに示した〜を光蓄積時間で
あるとすると、ビデオ出力のｎ＋１フレームの奇
数フイールド1n＋１は〜の時間に露光され
た信号であり、偶数フイールド2n＋１は〜
の時間に光蓄積された信号である。したがつてこ
のCCDを用いてフレーム記録を行なう場合には、
各フイールド毎にシヤツタ露光を行なうフイール
ドメカニカルシヤツタ〔Ｅ〕を組み合せると、奇
数フイールドと偶数フイールドにてそれぞれ１回
ずつシヤツタ露光が行なわれてしまうため、移動
物体は２重像として記録されてしまうことにな
る。したがつてフレーム記録時のメカニカルシヤ
ツタは33msに１回のシヤツタ露光を行なうフレ
ームメカニカルシヤツタ〔Ｆ〕でなければならな
い。上記フレームメカニカルシヤツタ〔Ｆ〕の露
光タイミングは図に示すようになる。すなわち、
第２フイールド（偶数フイールド）の転送が修了
し、次の第１フイールド（奇数フイールド）の転
送が行なわれるまでの期間にシヤツタ露光動作を
完了させればよい。つまりビデオ出力のｎ＋１フ
レーム露光は〔Ｆ〕の〔２〕で行なわれ、ｎ＋２
フレームの露光は〔Ｆ〕の〔３〕で行なわれる。
したがつて円板は1800RPM回転のときにはスリ
ツト１個でよい。

前述のタイミングで露光動作を行なつているフ
レームシヤツタを用いて、ビデオ出力の1n＋１、
2n＋１をそれぞれ連続的に２つのトラツクに記
録すれば、フレーム記録が完了したことになる。
したがつて本シヤツタはロータリーシヤツタであ
るので、毎秒30コマのフレーム記録が可能とな
る。

一方、前述のフレームシヤツタを動作させてビ
デオ出力の1nあるいは1n＋１、1n＋２などの奇
数フイールドのみをトラツクに記録することによ
つて、毎秒30コマのフイールド記録にも対応でき
る。

またフイールド記録しか行なわれない電子カメ
ラであれば、円板を1800RPMの２スリツト構成
として、〔Ｅ〕のようなタイミングでシヤツタ動
作を行なわせればよい。この場合は毎秒60コマの
フイールド記録が可能となる。

素子シヤツタのフイールド記録対応の制御方式
であれば、第１５図に示すような方式も可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、ストロボ等の閃
光発光手段を用ない通常の撮影モード時には固体
撮像素子の出力に基づいて視差のない、実際に撮
影レンズを通して固体撮像素子に入射する光量に
対応した正確な測光を行ない得ると共に、閃光発
光手段を用いた撮影モード時にも当該被写体輝度
情報を速やかに得て適正な露出制御を行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例に適用さ
れるロータリーシヤツタ機構の一部分を示す系統
図および斜視図、第３図および第４図は他のロー
タリーシヤツタ機構の一部分を示す系統図および
斜視図、第５図は本発明の実施例の装置の制御系
全体の構成を示すブロツク図、第６図ａ，ｂはロ
ータリーシヤツタ機構におけるシヤツタ円板の説
明をするための図、第７図は制御タイミングチヤ
ートを示す図、第８図〜第１０図は撮像素子の具
体例としてインターライン型CCDの構成および
動作を示す図、第１１図〜第１５図は各種蓄積・
転送モード例におけるタイミングチヤートを示す
図である。 １…第１のシヤツタ円板、２ａ，２ｂ，５ａ，
５ｂ…スリツト部、３…第１のモータ、４…第２
のシヤツタ円板、６…第２のモータ、１１…撮像
素子、１２，１３…光学センサ、６０…インター
ライン一括転送型CCD。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 固体撮像素子と、この固体撮像素子の出力に
   基づいて測光信号を得る第１の測光回路と、上記
   固体撮像素子とは別途に設けられた外部測光素子
   の出力に基づいて測光信号を得る第２の測光回路
   と、閃光発光手段を用いない第１の撮影モード時
   には上記第１の測光回路の出力に基づいて、閃光
   発光手段を用いる第２の撮影モード時には上記第
   ２の測光回路の出力に基づいて、上記固体撮像素
   子における露光条件を制御するための露光制御回
   路と、を具備してなることを特徴とする電子的撮
   像装置。