JPH0483481A - 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］ 本発明は電子スチル・カメラに関する。

［従来の技術］ 従来の電子スチル・カメラの一般的な構成ブロック図を
第２図に示す。１０は撮影レンズ、１２は絞り、１４は
シャッタ、１６は二次元配列の光電変換素子からなり、
光電変換素子に所定のカラー・フィルタを貼り付けたカ
ラー撮像素子であり、被写体の光学像は、撮影レンズ１
０、絞り１２及びシャッタ１４を介して撮像素子１６の
撮像面に入射し、各光電変換素子により電気信号に変換
される。シャッタ・絞り駆動回路１８が、後述する測光
値に従い、適正露出になるようにシャッタ１２及び絞り
１４を制御し、撮像素子駆動回路２０が、クロック発生
回路２２からのクロックに同期して撮像素子１６を駆動
し、被写体像の電気信号を読み出す。

信号処理回路２４は撮像素子１６の出力から輝度信号及
び色差線順次信号を形成する。信号処理回路２４ではま
た、良好な色再現性が得られるように、２つの色差信号
のゲインを調整する。輝度信号及び色差線順次信号はＦ
Ｍ変調回路２４によりＦＭ変調され、記録アンプ２８に
より増幅され、磁気ヘッド３０により記録媒体である磁
気シート３２に記録−される。磁気シート３２はサーボ
回路３４による制御下で、モータ３６により所定回転数
で回転している。

３８は全体を制御するシステム処理回路であり、レリー
ズ・スイッチ４０がオンになると、測光、露光、撮像素
子１６の読み出し、磁気シート３２への記録等の撮影の
一連の処理を実行する。

このような電子スチル・カメラでは、適正な露光量の被
写体の映像信号を得るには、測光値に基づく絞り１２及
びシャッタ１４の制御が不可欠であり、また、適切な色
再現性を得るには、測色情報に基づくホワイトバランス
の調整が必要である。

従来の電子スチル・カメラでは、撮像素子の出力信号か
ら測光及び測色情報を得る構成と、１個又は複数個のフ
ォトダイオードを別に設けて、その出力から測光及び測
色情報を得る構成とがある。

［発明が解決しようとする課題］ 前者の構成では、撮像素子の全光電変換情報を読み出す
のに最低でも１７６０秒かかることから、測光及び測色
情報を得るのに時間がかかるという欠点がある。また、
後者の構成では、撮像素子とは別の受光素子が必要にな
り、部品が増し、小型化及び低価格化が困難になるとい
った欠点がある。

本発明は、測光及び測色のための受光素子を必要とせず
に、高速に測光及び測色情報を得られる電子スチル・カ
メラを提示することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る電子スチル・カメラは、二次元配列の光電
変換素子を具備する撮像手段を有する電の水平転送手段
に累積加算し、当該水平転送手段に累積加算した信号を
読み出して、露光量及びホワイトバランスを制御するこ
とを特徴とする。

［作用コ 上記手段により、測光及び測色のための受光素子を設け
なくて済む。また、測定のための撮像手段からの読み出
し時間が、カラー・フィルタ配列にもよるが、工ないし
２水平期間程度でよいので、非常に短時間で測光及び測
色情報を得ることができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第１の実施例の構成ブロック図を示す
。但し、第１図には測光及び測色情報を得るための回路
部分を図示しである。４２はＲＧＢ縦ストストライブラ
ー・フィルタを具備するインターライン転送型固体撮像
素子であり、４４は入射光量に応じた電荷を蓄積するフ
ォトダイオード、４６はフォトダイオード４４による電
荷を垂直方向に転送する垂直転送ＣＯＤ、４８は垂直転
送ＣＣＤ４６からの電荷を水平方向に転送する水平転送
ＣＯＤ、５０は水平転送Ｃ０Ｄ４８からの電荷を電圧に
変換して出力する出力アンプ、５２は不要電荷を掃き捨
てるためのトップ・ドレインである。

垂直転送ＣＣＤ４６は４相の垂直転送パルスＶ１、Ｖ２
．Ｖ３．Ｖ４により駆動される。なお、パルス■１は奇
数行のフォトダイオード４４の電荷を転送する転送ゲー
ト・パルスを兼ね、パルスｖ３は偶数行のフォトダイオ
ード４４の電荷を転送する転送ゲート・パルスを兼ねて
いる。水平転送Ｃ０Ｄ４８は２相の水平転送パルスＨ１
，Ｈ２により駆動される。水平転送ＣＣＤ４８の８舒は
、垂直転送ＣＣＤ４６の容量より十分大きい。

５４は出力アンプ５０の出力をＲ，Ｇ、Ｂそれぞれの信
号に分離する色分離回路、５６は色分離回路５４のＲＧ
Ｂ出力を切換えるスイッチ、５８は磁気シートへの記録
のための処理を行なう信号処理回路、６０Ｒ，６０Ｇ、
６０Ｂは、スイッチ５６からのＲＧＢ信号をそれぞれ積
分する積分回路、６２はスイッチ５６の切換えを制御す
ると共に、積分回路６０Ｒ，６０Ｇ、６０Ｂの積分値が
ら露光量及びホワイトバランスを制御するための制御信
号を演算する演算制御回路である。

第３図は第１図に示す回路構成を具備する電子スチル・
カメラの測光、露光及び撮像素子からの電荷読み出しの
タイミング・チャートを示す。第３図を参照して測光動
作を説明する。時刻ｔ１で撮像素子４２のフォトダイオ
ード４４の不要電荷を垂直転送Ｃ０Ｄ４６に転送し、そ
の後、垂直転送ＣＣＤ４６を高速に逆相駆動して、不要
電荷をトップドレイン５２に掃き捨てる。時刻ｔ２では
、時刻ｔ１からフォトダイオード４４に蓄積された電荷
が垂直転送ＣＣＤ４６に転送される。時刻ｔ１から時刻
ｔ２までの期間は、蓄積された電荷で垂直転送ＣＣＤ４
６及び水平転送Ｃ０Ｄ４８が飽和しない程度に予め決定
されており、この期間に測光及び測色を行なう。垂直転
送Ｃ０Ｄ４６の電荷は高速で順方向に転送駆動され、水
平転送ＣＣＤ４８に送られる。この時、水平転送ＣＣＤ
４８は駆動されず、従って、垂直転送ＣＣＤ４６からの
電荷は、水平転送ＣＣＤ４８の対応するセルで積分され
る。カラー・フィルタが縦ストライブであるので、混色
することはない。

その後の水平転送Ｃ０Ｄ４８を通常の駆動周波数で１水
平期間だけ転送駆動する（時刻ｔ３〜ｔ４）。これによ
り、１画面分の電荷が色毎に出力アンプ５ｏから出力さ
れ、色分離回路５４でＲｌＧ、　　Ｂに分離される。演
算制御回路６２はスイッチ５６を積分回路６０Ｒ，６０
Ｇ、６０Ｂ側に接続し、積分回路６０Ｒ，６０Ｇ、６０
Ｂが演算制御回路６２の制御下で、スイッチ５６を介し
た色分離回路５４のＲＧＢ出力を積分する。演算制御回
路６２は、時刻ｔ４に積分結果を取り込み、絞り及びシ
ャッタ並びにホワイト・バランスの制御量を演算する。

時刻ｔ４以降、スイッチＳ６は信号処理回路５８の側に
接続される。

絞り及びシャッタ並びにホワイト・バランスの演算が終
了する時刻ｔ５には、フォトダイオード４４の不要電荷
を垂直転送ＣＣＤ４６に転送して、本露光を開始する。

時刻ｔ６で、本露光前に垂直転送ＣＣＤ４６に転送され
た不要電荷と垂直転送ＣＣＤ４６の暗電流を、垂直転送
Ｃ０Ｄ４６を高速逆相駆動することによりトップドレイ
ン５２に排出する。本露光を終了すべき時刻ｔ７には、
フォトダイオード４４の蓄積された信号電荷が垂直転送
ＣＣＤ４６に転送され、ｌライン毎に水平転送Ｃ０Ｄ４
８に転送され、出力アンプ５０から順次出力される。出
力アンプ５０の出力信号は、信号分離回路５４によりＲ
，Ｇ、　　Ｂに分離され、スイッチ５６を介して信号処
理回路５８に供給される。そして、周知の信号処理の後
、磁気シートに記録される。

第４図は第２の実施例の回路構成ブロック図を示し、第
５図はそのタイミング図を示す。６４はＲＧＢ縦ストス
トライブラー・フィルタを具備すると共に、３つの水平
転送ＣＯＤを具備するインターライン転送型固体撮像素
子であり、６６はフォトダイオード、６８はフォトダイ
オード６６の電荷を垂直方向に転送する垂直転送ＣＯＤ
、７０゜７２．７４は水平転送ＣＣＤ、７６Ｇｔ垂直転
送ＣＣＤ６８からの水平方向に並ぶＲ，Ｇ、Ｂの信号電
荷を垂直方向に並び換えるＰ／Ｓ変換部、７８は水平転
送Ｃ０Ｄ７０から水平転送Ｃ０Ｄ７２への転送を制御す
るトランスファ・ゲート、８ｏは水平転送Ｃ０Ｄ７２か
ら水平転送Ｃ０Ｄ７４への転送を制御するトランスファ
・ゲート、８２，８４．８６はそれツレ水平転送Ｃ０Ｄ
７０，７２゜７４の出力アンプ、８８は不要電荷を掃き
捨てるためのトップ・ドレインである。

４相の垂直転送パルスＶ１．Ｖ２．Ｖ３．Ｖ４は第１図
と同様に、垂直転送Ｃ０Ｄ６８を駆動し、また、パルス
ｖ１は奇数行のフォトダイオード６６の電荷を転送する
転送ゲート・パルスを兼ね、パルス■３は偶数行のフォ
トダイオード６６の電荷を転送する転送ゲート・パルス
を兼ねている。

水平転送Ｃ０Ｄ７０，７２．７４は２相の水平転送パル
スＨ１，Ｈ２により駆動される。トランスファー・ゲー
）７８．８０はゲート信号ＳＧにより制御される。Ｐ／
Ｓ変換部７６及び水平転送Ｃ０Ｄ７０，７２．７４の容
量は、垂直転送ＣＣＤ６８の容量より十分大きくしであ
る。

その他、８９は切換えスイッチ、９０は第１図の信号処
理回路５８と同様の信号処理回路、９２Ｒ，９２Ｇ、９
２ＢはそれぞれＲ，Ｇ、Ｂ信号の積分回路、９４は積分
回路９２Ｒ，９２Ｇ、９２Ｂの積分結果から絞り、シャ
ッタ及びホワイトバランスの制御量を演算すると共に、
各部を制御する演算制御回路である。

第４図の撮像素子では、通常の読み出しの時、１水平走
査期間の水平ブランキング期間に１ライン分の電荷が垂
直転送ＣＣＤ６８からＰ／Ｓ変換部７６に転送され、Ｒ
の信号電荷は水平転送ＣＣＤ７０に、Ｇの信号電荷は水
平転送ＣＣＤ７２に、Ｂの信号電荷は水平転送Ｃ０Ｄ７
４に転送される。

水平転送Ｃ０Ｄ７０，７２．７４に転送された電荷は水
平転送パルスＨ１，Ｈ２により高速に水平転送され、出
力アンプ８２，８４．８６から出力される。

第５図を参照して、第４図の測光及び測色動作を説明す
る。時刻ｔｌｌで撮像素子６４のフォトダイオード６６
の不要電荷を垂直転送ＣＣＤ６８に転送し、その後、垂
直転送Ｃ０Ｄ６８を高速に逆相駆動して、不要電荷をト
ップドレイン８８に掃き捨てる。時刻ｔ１２では、時刻
ｔｌｌからフォトダイオード６６に蓄積された電荷が垂
直転送Ｃ０Ｄ６８に転送される。時刻ｔｌｌから時刻ｔ
１２までの一定期間に測光及び測色を行なう。垂直転送
Ｃ０Ｄ６８の電荷は高速で順方向に転送駆動され、Ｐ／
Ｓ変換部７６に供給される。この間、Ｐ／Ｓ変換部７６
は駆動されず、水平転送Ｃ０Ｄ７０．７２．７４への電
荷転送は行なわれない。

従って、時刻ｔ１３では、全フォトダイオード６６の蓄
積電荷が垂直方向に加算された状態で、Ｐ／Ｓ変換部７
６に保持されている。カラー・フィルタが縦ストライブ
であるので、混色することはない。

その後１水平期間だけ（ｔ１３〜ｔ１４）、通常の駆動
と同様にＰ／Ｓ変換部、水平転送ＣＣＤ７０７２．７４
及びトランスファー・ゲート７８８０を駆動することに
より、出力アンプ８２から１画面分のＲ信号の電荷が、
出力アンプ８４から１画面分のＧ信号の電荷が、出力ア
ンプ８６から１画面分のＢ信号の電荷が得られる。この
間、スイッチ８９は積分回路９２Ｒ，９２Ｇ、９２Ｂ側
に接続され、出力アンプ８２，８４．８６の出力信号は
それぞれ積分回路９２Ｒ，９２Ｇ、９２Ｂに印加される
。積分回路９２Ｒ，９２Ｇ、９２Ｂは演算制御回路９４
の制御下で積分を行ない、演算制御回路９４は、時刻ｔ
１４に積分結果を取り込み、絞り及びシャッタ並びにホ
ワイト・バランスの制御量を演算する。時刻ｔ１４以降
、スイッチ８９は信号処理回路９０の側に接続される。

絞り及びシャッタ並びにホワイト・バランスの演算が終
了する時刻ｔ１５には、フォトダイオード６６の不要電
荷を垂直転送ＣＣＤ６８に転送して、本露光を開始する
。時刻ｔ１６で、本露光前に垂直転送ＣＣＤ６８に転送
された不要電荷と垂直転送ＣＣＤ６８の暗電流を、垂直
転送ＣＣＤ６８を高速逆相駆動することによりトップド
レイン８８に排出する。本露光を終了すべき時刻ｔ１７
には、フォトダイオード６６の蓄積された信号電荷が垂
直転送ＣＣＤ６８に転送され、１ライン毎にＰ／Ｓ変換
部７６に転送され、Ｒ，Ｇ、Ｂ毎に水平転送Ｃ０Ｄ７０
，７２．７４に転送され、出力アンプ８２，８４．８６
から夫々Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号として順次出力され
る。出力アンプ８２．８４．８６の出力信号は、スイッ
チ５６を介して信号処理回路５８に供給され、周知の信
号処理の後、磁気シートに記録される。

第１図及び第４図の実施例では、インターライン転送方
式の撮像素子を用いたが、本発明はフレーム転送方式の
ものにも適用できる。

第６図はベイヤー配列のカラー・フィルタを具備するイ
ンターライン型撮像素子を用いる第３の実施例の回路構
成ブロック図を示し、第７図は第６図のタイミング図を
示す。１００はベイヤー配列のカラー・フィルタを具備
するインターライン型撮像素子であり、カラー・フィル
タの配置を除いて、個々の素子の機能は第１図の撮像素
子４２と全く同じである。１０２はフォトダイオード、
１０４は垂直転送ＣＯＤ、１０６は水平転送ＣＣＤ、１
０８は出力アンプ、１１０はトップ・ドレインである。

１１２は切換えスイッチ、１１４は磁気シートへの記録
のための処理を行なう信号処理回路、１１６はスイッチ
１１２を介しての出力アンプ１０８の出力信号をＧ信号
とＲ信号、又はＧ信号とＢ信号に分離する色分離回路、
１１８，１２０は色分離回路１１６で分離された色信号
を積分する積分回路、１２２はスイッチ１１２の切換え
を制御すると共に、積分回路１１８，１２０の積分値か
ら露光量及びホワイトバランスを制御するための制御信
号を演算する演算制御回路である。

第７図を参照して測光及び測色動作を説明する。

時刻ｔ２１で撮像素子１００の奇数行のフォトダイオー
ド１０２の不要電荷を垂直転送ＣＣＤ１０４に転送し、
その後、垂直転送Ｃ０ＤＩ　０４を高速に逆相駆動して
、不要電荷をトップドレイン１１０に掃き捨てる。同様
に、時刻ｔ２２に、偶数行のフォトダイオード１０２の
不要電荷を垂直転送ＣＣＤ１０４に転送し、垂直転送Ｃ
ＣＤ１０４を高速に逆相駆動して、不要電荷をトップド
レイン１１０に掃き捨てる。

時刻ｔ２３に、時刻ｔ２１から奇数行のフォトダイオー
ド１０２に蓄積された電荷が垂直転送ＣＣＤ１０４に転
送され、垂直転送ＣＣＤ１０４を高速に順転送駆動して
、電荷を水平転送Ｃ０Ｄ１０６に転送する。この時、水
平転送ＣＣＤ１０６は駆動しない。従って、奇数行の全
てのフォトダイオード１０２の電荷が水平転送ＣＣＤ１
０６に転送され終わった時刻ｔ２４では、水平転送ＣＣ
Ｄ１０６には、奇数行の全てのフォトダイオード１０２
の電荷が加算されて保持されている。その後、通常の駆
動周波数で１水平期間（ｔ２４〜ｔ２５）だけ水平転送
ＣＣＤ１０６を駆動することにより、奇数行の電荷を垂
直方向で加算した信号が出力アンプ１０８から得られる
。

このとき、スイッチ１１２は色分離回路１１６の側に接
続されており、色分離回路１１６は出力アンプ１０８の
出力信号をＧ信号とＲ信号に分離し、それぞれ積分回路
１１８，１２０に供給する。

積分回路１１８，１２０は、演算制御回路１２２の制御
下で、時刻ｔ２４〜ｔ２５の間、積分を行ない、演算制
御回路１２２は、時刻ｔ２５に積分結果を取り込み、記
憶する。

同様に、偶数行のフォトダイオード１０２の電荷につい
ても同様の処理を行なう。即ち、時刻ｔ２５に、時刻ｔ
２２から偶数行のフォトダイオード１０２に蓄積された
電荷が垂直転送Ｃ０ＤＩＯ４に転送され、垂直転送ＣＣ
Ｄ１０４を高速に順転送駆動して、電荷を水平転送ＣＣ
Ｄ１０６に転送する。この時、水平転送ＣＣＤ１０６を
駆動しないでおくことにより、偶数行の全てのフォトダ
イオード１０２の電荷を垂直方向で加算する。垂直転送
の終わった時刻ｔ２６から１水平期間（ｔ２７まで）だ
け水平転送ＣＣＤ１０６を駆動することにより、偶数行
の電荷を垂直方向で加算した信号が出力アンプ１０８か
ら得られる。出力アンプ１０８の出力は、スイッチ１１
２を介しては色分離回路１１６に供給され、ここでＢ信
号とＧ信号に分離され、ｔ２６〜ｔ２７の間、それぞれ
積分回路１１８，１２０で積分される。演算制御回路１
２２は、時刻ｔ２７に積分結果を取り込み、記憶する。

このようにして、Ｒ，Ｇ、Ｂの各色について１画面内の
光量が分かり、演算制御回路１２２は絞り、シャッタ及
びホワイトバランスの制御量を演算する。なお、時刻ｔ
２７以降は、スイッチ１１２は信号処理回路１１４の側
に接続される。

絞り及びシャッタ並びにホワイト・バランスの演算が終
了する時刻ｔ２８には、フォトダイオード１０２の不要
電荷を垂直転送ＣＣＤ１０４に転送して、本露光を開始
する。本露光の開始前に垂直転送ＣＣＤ１０４に転送さ
れた不要電荷と垂直転送ＣＣＤ１０４の暗電流を、本露
光の終了前に垂直転送ＣＣＤ１０４を高速逆相駆動する
ことによりトップドレイン１１０に排出する。本露光を
終了すべき時刻ｔ２９には、フォトダイオード１０２の
蓄積された信号電荷が垂直転送ＣＣＤｌＯ４に転送され
、１ライン毎に水平転送Ｃ０ＤＩＯ６に転送され、出力
アンプ１０８から順次出力される。出力アンプ１０８の
出力信号は、スイッチ１１２を介して信号処理回路１１
４に供給される。

そして、周知の信号処理の後、磁気シートに記録される
。

第６図の実施例では、カラー・フィルタがベイヤー配列
になっているが、第８図に図示したような配列であって
もよい。

上記各実施例の不要電荷排出方法及びその構造は、本発
明を特徴付けるものではない。

［発明の効果］ 以上の説明から容品に理解できるように、本発明によれ
ば、測光又は測色用の受光素子を設けずに測光及び測色
を行なえ、しかも迅速に測光及び測色情報を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の回路構成ブロック図、
第２図は電子スチル・カメラの一般的な回路構成図、第
３図は第１図のタイミング図、第４図は第２の実施例の
回路構成ブロック図、第５図は第４図のタイミング図、
第６図は第３の実施例の回路構成ブロック図、第７図は
第６図のタイミング図、第８図は第７図の撮像素子１０
０に代わるカラーフィルタ配置例である。 ４２：固体撮像素子　４４：フォトダイオード４６：垂
直転送ＣＣＤ　　４８：水平転送ＣＣＤ５Ｃ１出力アン
ブ　５２ニドツブ・ドレイン　５４＝色分離回路　５６
：スイッチ　５８：信号処理回路　６０Ｒ，６０Ｇ、６
０Ｂ＋積分回路　６２：演算制御回路　６４：撮像素子
　６６：フォトダイオード　６８：垂直転送Ｃ０Ｄ７０
．７２．７４：水平転送ＣＣＤ　　７６：Ｐ／Ｓ変換部
７８．８０：トランスファ・ゲート　８２，８４．８６
：出力アンプ　８８ニドツブ・ドレイン８９：スイッチ
　９０：信号処理回路　９２Ｒ１９２Ｇ、９２Ｂ＋積分
回路　９４：演算制御回路１００：撮像素子　１０２：
フォトダイオード１０４：垂直転送ＣＣＤ　　１０６：
水平転送ＣＣＤ　　１０８コ出力アンブ　１１０：）ツ
ブ・ドレイン　１１２：スイッチ　１１４二信号処理回
路　１１６二色分離回路　１１８，１２０：積分回路　
１２２：演算制御回路 第１図 ｌ ｔ２ ３　ｔ４ 第 図 ｔ１３　ｔ１４　ｔ１５ 第 図 第 図 ｔ２６ 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 二次元配列の光電変換素子を具備する撮像手段を有する
   電子スチル・カメラであって、垂直方向に並ぶ所定の光
   電変換素子の光電変換信号を、当該撮像手段の水平転送
   手段に累積加算し、当該水平転送手段に累積加算した信
   号を読み出して、露光量及びホワイトバランスを制御す
   ることを特徴とする電子スチル・カメラ。