JPH0827476B2

JPH0827476B2 - 電子スチルカメラ

Info

Publication number: JPH0827476B2
Application number: JP62033617A
Authority: JP
Inventors: 哲也山本; 紀彦高津
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1987-02-17
Filing date: 1987-02-17
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPS63200133A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は露出制御を改良した電子スチルカメラに関す
るものである。

「従来の技術」近年、被写体の形成する光学像を固体撮像素子（いわ
ゆるイメージセンサ）で光電変換して磁気ディスクへ記
録する電子スチルカメラが提案されている。

電子スチルカメラも銀塩カメラと同様にフォーカルプ
レーンシャッターを用いた一眼レフタイプと、レンズシ
ャッターを用いたコンパクトタイプの２方式が考えられ
ている。本発明はこれらのうちのレンズシャッターを用
いたコンパクトタイプの電子スチルカメラによるもので
ある。

銀鉛カメラでは、レンズシャッターとして、シャッタ
ー機構の中に絞りの制御部も組み込み、シャッターユニ
ット自身にプログラム制御機能即ち予め定められた絞り
開口とシャッタースピードの組み合わせによって各種露
光量を得る機能を盛り込んだプログラムシャッターが多
く用いられている。

プログラムシャッターでは絞り羽根がシャッター羽根
の機能を兼用しているので、光学的にのみ画像を処理す
る銀塩カメラの場合、勿論シャッターユニット自身では
絞りとシャッターとを独立に制御することができずプロ
グラムモードでの撮影しかできない。

そのことから、電子スチルカメラでも、前記プログラ
ムシャッタを用いた場合、そのままでは、プログラムモ
ードでの撮影のみとなり、その他のモードでの撮影を可
能とするには独立にシャッタ機構と絞り機構を設けなけ
ればならなくなってしまう。

「発明が解決しようとする問題点」しかしながら、このような従来の技術では、構造が複
雑になるばかりでなく余分な構成を備えることになり、
無駄が多いという問題点があった。

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされた
もので、プログラムレンズシャッターを用いて、マニュ
アル，絞り優先，シャッター優先，プログラムの４種類
の露出モードの中から任意に選択して撮影できるコンパ
クトな電子スチルカメラを提供することを目的としてい
る。

「問題点を解決する為の手段」かかる目的を達成するための本発明の要旨とするとこ
ろは、被写体を結像する光学手段１と、あらかじめ定められ
たシャッタスピードと絞り値とによって露出を制御する
プログラムシャッター２と、前記光学手段１により結像
された被写体を光電変換する固体撮像素子３とを備えた
電子スチルカメラにおいて、少なくとも、絞り設定機構部11と露出モード設定機構
部12とシャッタースピード設定機構部13と測光部とが接
続し、露出制御信号を発する測光演算シーケンス制御部
25と、前記測光演算シーケンス制御部25に接続し、プログラ
ムシャッターの駆動と絞りの開口径を制御するプログラ
ムシャッター制御部６と、前記測光演算シーケンス制御部25に接続し、前記固体
撮像素子の電荷蓄積時間を電気的に制御してシャッター
機能をもたせる固体撮像素子駆動部７とを備え、プログラムシャッターと、固体撮像素子３のシャッタ
作用とによって、マニュアル，絞り優先，シャッター優
先，プログラムの全ての露出モードを備えるようにした
ことを特徴とする電子スチルカメラに存する。

「作用」プログラムシャッターの絞りの開口径を制御する手段
を設けるとともに、固体撮像素子にシャッター機能をも
たせたので絞りの開口径を制御することによって撮影者
が絞りを設定することができ、また固体撮像素子自体の
シャッター機能を制御することによって撮影者がシャッ
タースピードも設定できる。

したがって、プログラムシャッターが本来備えている
プログラムモード撮影機能の外に、マニュアル，絞り優
先，シャッター優先の各モードでの撮影が可能となり、
全ての露出モードで撮影することが実現できるものであ
る。

「実施例」第１図〜第３図は本発明の一実施例を示している。

第２図は電子スチルカメラの概略ブロック図である。

光学手段たるレンズ１が設けられ、その光路にシャッ
ターの機構の中に絞りの制御部も組み込んだプログラム
シャッターユニット２が設置され、その後に続いてシャ
ッター機能を備えた固体撮像素子３、および固体撮像素
子３からの信号電荷を信号処理するプロセス回路４なら
びに、映像信号を磁気ディスクに記録する映像信号記録
部５が設けられている。

プログラムシャッターユニット２にはその絞りの開口
径を制御するプログラムシャッター制御部６が付設さ
れ、固体撮像素子３には電荷蓄積時間を電気的に制御し
てシャッタ機能を持たせる固体撮像素子駆動部７が付設
され、プロセス回路4,映像信号記録部５は公知の回路手
段が用いられる。

被写体の輝度を測定する測光用の受光素子８と測光演
算部９とで測光部10が形成されており、プログラムシャ
ッター制御部6,固体撮像素子駆動部7,測光部10,映像信
号記録部５を制御するシーケンス制御部20が設けられて
いる。

測光部10には絞り設定機構部11と露出モード設定機構
部12とシャッタースピード設定機構部13とが接続してい
る。シーケンス制御部20には、レリーズをシーケンスへ
知らせるレリーズ機構部14と、プロセス回路4,映像信号
記録部5,固体撮像素子駆動部７の基準信号を発する同期
信号発生回路15が接続している。

第１図は露出制御に係る構成の詳細を示すブロック図
である。

測光部10の測光演算部９とシーケンス制御部20とは実
質的には一体の回路で構成され、それを測光演算・シー
ケンス制御部25とする。測光部10の受光素子８は被写体
輝度で対数圧縮しA/D変換器16を通し測光演算・シーケ
ンス制御部25へ接続している。

測光演算・シーケンス制御部25には手動設定される絞
り設定機構部11,露出モード設定機構部12,シャッタース
ピード設定機構部13が接続し、さらにプログラムシャッ
ター制御部6,固体撮像素子駆動部７とレリーズ機構部14
が接続している。

プログラムシャッター２自身が絞りを兼用しているの
で、第４図に示すようにある露出（斜線部）に対する絞
りとシャッター速度はそれぞれ１つに限られて、シャッ
ター自身がプログラム曲線をもっており、プログラムモ
ードの場合はそのプログラムをそのまま利用して撮影が
行なわれるようなっている。

第３図は本実施例を具体化すべき回路図を示してお
り、回路は、立上りエッジでトリガーされるワンショッ
ト・マルチバイブレータ30,41,45,54、２入力AND32,33,
44,53、３入力AND31,34,47、５入力AND42、２入力OR35,
36,37,38,48、２入力AND46、立上りエッジでトリガーす
るＤフリップ・フロップ39,40,43、インバーター49,50,
51、プログラムモードのときOFF（“H"）でその他の時
にON（“L"）となるスイッチSW1を有して成る。固体撮
像素子としてはインターライントランスファーCCDを用
いてある。

次に作用を説明する。

レンズ１を通った被写体光はプログラムシャッターユ
ニット２で絞られ、固体撮像素子３で光電変換され、プ
ロセス回路４で固体撮像素子３からの信号電荷が信号処
理され、映像信号記録部５で映像信号を磁気ディスクに
記録される。

測光情報は、被写体輝度が受光素子８で対数圧縮され
A/D変換器16を通し測光演算・シーケンス制御部25へ入
力する。絞り設定機構部11,露出モード設定機構部12,シ
ャッタースピード設定機構部13からは各種の設定情報が
測光演算・シーケンス制御部25へ入力する。そして露出
モード設定機構部12で設定されたモードで測光演算をし
て露出制御する。

プログラムモードの場合はプログラムシャッター２自
身がもっているプログラム曲線をそのまま利用して撮影
が行なわれ、絞り優先，シャッター速度優先，マニュア
ルモードではプログラムシャッター２の開口径を制御し
て絞りとしてのみ利用し、シャッター速度は固体映像素
子３のシャッター機能によって行なう。

第５図および第６図はそれぞれプログラムモードおよ
びマニュアルモードのタイムチャートを示している。

第５図，第６図における（ａ）は垂直同期信号VD、信
号（ｂ）および（ｐ）はそれぞれ固体撮像素子の信号読
み出しを制御するパルスTG（１）およびTG（２）、信号
（ｃ）は奇数フィールド“H",偶数フィールド“L"を判
別するフィールド・インデックス信号F.I.を示してい
る。

（ｓ）はプログラムシャッターの開口面積の経時的変
化を表わす。

第５図のプログラムモードの場合、時刻T_oでレリーズ
が押されてレリーズ信号（ｄ）が“H"→“L"になると、
ワンショットマルチバイブレーター30がこのレリーズ信
号の立下りで約16msのパルス（ｅ）を発生する。

このパルス（ｅ）とTG（１）パルス（ｂ）と垂直同期
信号VD（ａ）を３入力AND31へ入力し、この出力を２入
力AND32へ入力してさらにこの出力をＤフリップフロッ
プ39へ入力する。

このとき２入力AND32は（ｅ）のパルスが“H"の期間
のTG（１）パルス（ｂ）を通し、このTG（１）パルス
（ｂ）の立上りエッジでＤフリップフロップ39の出力シ
ャッター開スタート信号（ｇ）を“H"とする。この時刻
がT₁である。この時刻T₁にプログラムシャッター２をス
タートさせると同時に固体撮像素子３の信号電荷を垂直
転送部に転送してその後信号電荷蓄積状態とする。

またSW1がOFFで信号（ｆ）は“H"となり、２入力OR3
5,36,37の出力は“H"となり５入力AND42の出力はシャッ
ター開スタート信号（ｇ）の“L"→“H"に同期して“L"
→“H"となり、Ｄフリップフロップ43の出力に読み出し
ストップ信号（ｊ）も時刻T₁で“L"→“H"となる。

次にレリーズON以前に測光演算で得られたプログラム
開口時間T₂でシャッター開ストップ信号（ｈ）が“L"→
“H"かつシャッター閉スタート信号（ｑ）が“L"→“H"
としてシャッターを閉じ始め、時刻T₃でシャッターが閉
じ、このときシャッター閉信号（ｉ）が“H"→“L"とな
る。このT₁からT₃の間がプログラムシャッターにおける
露出期間となる。

次に時刻T₃以後シャッター閉信号（ｉ）が“H"→“L"
となるのでこの信号（ｉ）がインバータ51を介して２入
力AND33へ入力され、時刻T₃以後の垂直同期信号VD
（ａ）は３入力AND34へ２入力AND33の出力より入力され
る。

信号（ｆ）が“H"なので２入力OR35の出力は“H"とな
り、Ｄフリップフロップ40の出力（ｋ）はシャッターが
閉じた時刻T₃の次の垂直同期信号VD（ａ）の立上りエッ
ジの時刻T₄で“L"→“H"となりこの信号（ｋ）を読み出
しスタートとする。

２入力OR38,2入力AND44は信号（ｆ）が“H"のため各
々その出力は“H",“L"と一定となりワンショットマル
チバイブレーター41,45の出力（ｎ），（ｍ）は“L"と
なる。さらに読み出しスタート信号（ｋ）をインバータ
49で反転させその信号と読み出しストップ信号（ｊ）と
を２入力AND46へ入力してこの出力をφＶ制御信号
（ｌ）とする。

このφＶ制御信号（ｌ）とTG（１）パルス（ｂ）を３
入力AND47へ入力してこの出力と信号（ｍ）を２入力OR4
8へ入力してその出力をTG（２）パルス（ｐ）とする。T
G（２）パルス（ｐ）はφＶ制御信号（ｌ）が“L"の期
間だけTG（１）パルス（ｂ）のパルスがマスキングされ
たものとなる。そしてこのTG（２）パルス（ｐ）によっ
て固体撮像素子の読み出し制御を行なう。

そのため時刻T₀でレリーズが押され時刻T₁にプログラ
ムシャッター２が走行すると同時にそれ以前の信号電荷
をTG（２）パルス（ｐ）により垂直転送部へ転送して固
体撮像素子３を電荷蓄積準備状態として、時刻T₁からT₃
のプログラムシャッター露出の期間の信号電荷を蓄積し
て固体撮像素子３が完全に遮閉された後のTG（２）パル
ス（ｑ）のT₅時より読み出しを開始させる。

このようにしてプログラムモードを実現する。

次に第６図のマニュアルモードの説明をする。時刻T₆
でレリーズが押されてレリーズ信号（ｄ）が“H"→“L"
になるとワンショットマルチバイブレーター30がこのレ
リーズ信号の立下がりで約16msのパルス（ｅ）を発生す
る。

このパルス（ｅ）とTG（１）パルス（ｂ）と垂直同期
信号VD（ａ）を３入力NAND31へ入力し、この出力を２入
力AND32へ入力し、さらにこの出力をＤフリップフロッ
プ39へ入力すると、第５図と同様に時刻T₇でのTG（１）
パルス（ｂ）の立上りでＤフリップフロップ39の出力シ
ャッター開スタート信号（ｇ）が“H"となる。

次に設定絞りの開口径になるまでプログラムシャッタ
ーを開いていき、シャッター開ストップ信号（ｋ）の
“L"→“H"の時刻T₈でプログラムシャッターの開口を止
めて開口径を一定にしT₈以後の入射光量を一定とする。
SW1はONのため信号（ｆ）は“L"となり２入力OR35,36,3
7の出力はそれぞれフィールド・インデックスF.I.信号
（ｃ）,TG（１）パルス（ｂ），シャッター開ストップ
信号（ｈ）が出力される。

そのため５入力AND42の出力はシャッター開ストップ
信号（ｈ）が“L"→“H"になった時刻T₈以後のTG（１）
パルス（ｂ）を出力するのでＤフリップフロップ43の出
力すなわち読み出しストップ信号（ｊ）は時刻T₉で“L"
→“H"となる。

そして信号（ｆ）が“L"なのでインバータ50の出力は
“H"となり２入力AND44の出力は読み出しストップ信号
（ｊ）と等しい信号となるのでワンショットマルチバイ
ブレーター45は時刻T₉から数msの間“H"となる高速掃き
出し信号（ｎ）を出力する。

時刻T₉からT₁₀までを設定シャッタースピード値とす
ると時刻T₁₀にシャッター閉スタート信号（ｑ）を“L"
→“H"とするとこの時刻T₁₀でワンショットマルチバイ
ブレーター41の出力（ｍ）が数μｓ“H"のパルスを発生
する。またプログラムシャッター２も時刻T₁₀より閉じ
始め、シャッター閉信号（ｉ）が“H"→“L"になる時刻
T₁₁で完全にシャッターは閉じられる。

そして３入力AND34の出力はT₁₁以後の偶数フィールド
のときのTG（１）パルス（ｂ）を通す、そのためＤフリ
ップフロップ40の出力読み出しスタート信号（ｋ）は時
刻T₁₂より“L"→“H"となる。

また、φＶ制御信号（ｌ）は第５図同様、読み出しス
トップ信号（ｊ）“L"→“H"となる時刻T₉から読み出し
スタート信号（ｋ）が“L"→“H"となる時刻T₁₂の間
“L"となり、このφＶ制御信号（ｌ）の“L"の期間と２
入力AND53とワンショットマルチバイブレーター54の
出力（ｒ）でTG（１）パルス（ｂ）を３入力AND47でマ
スキングしてその出力（０）と信号（ｍ）を２入力OR48
へ入力してTG（２）パルス（ｂ）の出力を得る。

そして第５図同様、固体撮像素子３の読み出し制御は
TG（２）パルス（ｂ）によって行なうので、時刻T₆でレ
リーズが押されるとT₇でプログラムシャッターを走行さ
せ設定絞り開口径でプログラムシャッター２を停止させ
その時刻をT₈とするとT₈以後のTG（２）パルス（ｂ）の
立上りT₉で固体撮像素子の電荷を垂直転送部へ転送して
固体撮像素子を信号電荷蓄積準備状態とする。

また時刻T₉に垂直転送部へ転送された不要電荷は高速
掃き出し信号（ｎ）が“H"の期間に高速掃き出しをして
不要電荷の掃出を行なう。次に時刻T₁₀でTG（２）パル
ス信号（ｐ）によって再度固体撮像素子３の信号電荷を
垂直転送部へ転送する。

プログラムシャッター２を同時にT₁₀より閉じ始め完
全に遮閉された後の時刻T₁₂まで垂直転送部で信号電荷
を保持しておき時刻T₁₃より保持された信号電荷を読み
出す。

このようにして固体撮像素子３自身にシャッター機能
をもたせることによって設定シャッタースピード（T₁₀
−T₉）を得て、マニュアルモードを実現させる。さらに
絞り優先モード，シャッター優先モードの場合もプログ
ラムシャッター２を絞りとしてシャッターを固体撮像素
子３のシャッター機能で行なうことによって実現でき
る。

「発明の効果」本発明に係る電子スチルカメラによれば、プログラム
シャッター自身のプログラム曲線図をそのまま用い、か
つプログラムシャッターを絞りとして用い、固体撮像素
子にシャッター機能をもたせることによってマニュア
ル，絞り優先，シャッター優先，プログラムの全ての露
出モードを実現することができる。

また、マニュアル，絞り優先，シャッター優先モード
の場合はシャッター速度はセンサーシャッターなので電
気的に制御ができるので精度を上げることができ、段階
露光を行なう場合も大変有利である。また、プログラム
シャッター制御にステッピングモーターを用いれば絞り
精度も上りかつシャッターチャージも不要となり連写ス
ピードも上げることができる。

絞り優先AE,シャッタースピード優先AEの場合は両方
ともにマニュアル同様に絞りはプログラムシャッターを
絞りとして用い、シャッター機能は固体撮像素子自身の
シャッター機能を用いることにより実現することができ
る。

ただし絞り優先の場合は絞りは撮影者が設定した絞り
となり、シャッタースピードは測光演算より得られた値
となる。またシャッタースピード優先の場合はシャッタ
ースピードは撮影者が設定したシャッタースピードとな
り、絞りは測光演算より得られた値となる。

【図面の簡単な説明】

各図は本発明の一実施例を示しており、第１図は露出制
御ブロック図、第２図は電子スチルカメラの機構ブロッ
ク図、第３図は回路図、第４図はプログラムシャッター
のプログラム露出図、第５図はプログラムモードの場合
のタイムチャート、第６図はマニュアルモードの場合の
タイムチャートである。１…レンズ（光学手段）２…プログラムシャッターユニット３…固体撮像素子（イメージセンサ）６…プログラムシャッター制御部７…固体撮像素子駆動部 10…測光部 11…絞り設定機構部 12…露出モード設定機構部 13…シャッタースピード設定機構部 25…測光演算・シーケンス制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を結像する光学手段と、あらかじめ
定められたシャッタスピードと絞り値とによって露出を
制御するプログラムシャッターと、前記光学手段により
結像された被写体を光電変換する固体撮像素子とを備え
た電子スチルカメラにおいて、少なくとも、絞り設定機構部と露出モード設定機構部と
シャッタースピード設定機構部と測光部とが接続し、露
出制御信号を発する測光演算シーケンス制御部と、前記測光演算シーケンス制御部に接続し、プログラムシ
ャッターの駆動と絞りの開口径を制御するプログラムシ
ャッター制御部と、前記測光演算シーケンス制御部に接続し、前記固体撮像
素子の電荷蓄積時間を電気的に制御してシャッター機能
をもたせる固体撮像素子駆動部とを備え、プログラムシャッターと、固体撮像素子のシャッタ作用
とによって、マニュアル，絞り優先，シャッター優先，
プログラムの全ての露出モードを備えるようにしたこと
を特徴とする電子スチルカメラ。