JPH08321987A

JPH08321987A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH08321987A
Application number: JP7126191A
Authority: JP
Inventors: Toru Matsumura; 透松村; Takeshi Kitade; 武志北出; Yoshihiro Todaka; 義弘戸高
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【構成】レンズ１と、アイリス２、シャッタ３と、アイ
リス２とシャッタ３を制御する制御回路４と、アイリス
２とシャッタ３の制御情報を検出する検出器５とを含む
光学ユニット１５と、光学ユニット１５により結像した
像を光電変換する撮像素子６と、撮像素子６からの信号
を信号処理する信号処理回路７と、信号処理回路７から
の信号を記録する記録手段９とを含む撮像ユニット１６
と、信号処理回路７からの信号を外部に出力し、外部か
らの信号を信号処理回路７へ入力するインターフェース
８と、制御回路４にアイリス２とシャッタ３を制御する
制御情報を与える手段１０とから構成される。【効果】光学ユニットでフィルムにより撮影することが
でき、さらに、撮像素子或いは撮像ユニットの感度、許
容範囲に適した制御を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィルムカメラのフィ
ルムの代わりに、撮像素子により画像を電子的に記録す
る撮像ユニットを用いて電子スチル画を撮る撮像装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】異なった色フィルタや解像度或いは感度
を有する撮像素子を用途に応じて取り換えて撮影するこ
とができる撮像装置の例としてＵＳＰ第５０４００６８
号がある。この特許の内容を基に構築した撮像装置の概
略を図１８に示す。同図において、この撮像装置は撮像
ユニット１０４と記録ユニット１０５の二つのユニット
から構成される。撮像ユニット１０４は、撮像素子６
と、それを駆動するタイミングジェネレータ９９と、撮
像素子６の感度と色フィルタの種類を表示するコード１
００とから構成される。記録ユニット１０５は、撮像素
子６からの映像信号を入力し、撮像ユニット１０４の撮
像素子性能に従って信号処理を行う信号処理回路１０２
と映像信号データを記録する外部メモリ１０３から構成
される。

【０００３】同撮像装置で、コード１００を元に記録ユ
ニット１０５中の信号処理回路１０２は撮像素子６の色
フィルタの種類や解像度、感度に合った信号処理を行う
ので、以下の利点を有している。

【０００４】（１）動画用、静止画用撮像素子を交換す
るだけで、タイミングジェネレータ９９のタイミングと
信号処理回路１０２の信号処理をそれぞれ動画用，静止
画用に切り換えることができる。

【０００５】（２）ＰＡＬ用とＮＴＳＣ用等のようにそ
れぞれ異なった色フィルターのパターンを有する撮像素
子を取り替えても、コードにより自動的に最適な信号処
理を記録ユニットで行うことができる。

【０００６】（３）撮像素子の感度に従ってアイリス２
とシャッタ３を制御することができるので、撮像ユニッ
ト１０４を交換しても適正な露出制御が実現できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例は以上に述
べた長所を有しているが更にコストや使い勝手を追及す
る場合、以下の課題が生じて来る。

【０００８】（１）従来例では、その撮像装置として、
専用の光学ユニット１５と記録ユニット１０５のみを考
慮しており、一般に広く使用されているフィルムカメラ
を光学ユニット１５として利用して、フィルムカメラ１
５に撮像ユニット１０４をプラスして電子スチル画を撮
ることに関しては何ら考慮していない。したがって、撮
像ユニット１０４と記録ユニット１０５とを一体化し
た、いわゆる、カメラバックと光学ユニット１５である
フィルムカメラを使用して電子スチル画を撮る場合に、
フィルムカメラ１５に撮像素子６の感度等を伝えること
ができず、フィルムカメラの制御回路４は撮像ユニット
１６に適した露出制御をすることができない。

【０００９】（２）従来例は、撮像素子６の性能に関す
る項目として、ダイナミックレンジを示す許容範囲を考
慮していなかった。そのために、フィルムカメラ１５
は、しばしば撮像素子６に許容範囲以上の光量を与えて
しまい、映像信号が白跳びをしてしまうことがある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下の手段を用いる。すなわち、光学ユニ
ットの露出を制御している制御回路へ、撮像素子の感度
と許容範囲等の露出制御に必要な制御情報を撮像ユニッ
トから光学ユニットに伝達するＤＸコード等を表示する
手段。

【００１１】

【作用】光学ユニットのフィルム格納部に撮像ユニット
を接続し、光学ユニットの露出手段を動作させ撮像ユニ
ットの撮像素子に露出を与えて画像を得るが、この時、
光学ユニットのＤＸコード等の検出手段に撮像ユニット
の表示手段が接続されるので、撮像ユニットの感度や許
容範囲の情報が光学ユニットの検出器を通じて露出制御
を行う制御回路に伝達される。その結果、光学ユニット
の制御回路は撮像ユニットの感度、許容範囲に適した制
御を行うことができる。

【００１２】尚、従来の課題を解決するために、手段と
して表示手段を設けることについてのみ述べたが、手段
の他にも、種々の方法があることはもちろんである。

【００１３】例えば、撮像ユニットと光学ユニット間に
データをやり取りするコネクタを設けたり、或いは、表
示手段を可変にできるように構成したり、更には、光学
ユニットの露出制御だけではなく、撮像ユニット自体に
も制御手段を持たせたりすることによって課題を解決す
ることが可能であるが、詳細は実施例中で説明する。

【００１４】

【実施例】図１に第１の実施例を示す。これは撮像装置
が光学ユニット１５と撮像ユニット１６から構成された
場合の例である。光学ユニット１５はフィルムを使用す
る従来のフィルムカメラである。撮像ユニット１６は、
フィルムの代わりにフィルムカメラで結像した像を元に
画像データを作成し、メモリなどに蓄えるいわゆる電子
フィルムである。

【００１５】レンズ１、レンズ１からの光量を調節する
アイリス２、アイリス２からの光を一時的に通過させる
シャッタ３、アイリス２とシャッタ３を制御する制御回
路４、及びフィルムカートリッジに印刷されているフィ
ルム感度を読み取る検出器５とから構成されている光学
ユニット１５と、レンズ１により結像した像を電気信号
に変換する撮像素子６、撮像素子６からの信号を信号処
理する信号処理回路７、信号処理回路７からの信号を外
部装置に伝えるインターフェース８、信号処理回路７で
生成したあるいはインターフェース８から入力した信号
を格納する記録手段（以下メモリ）９及び撮像素子６か
ら信号処理回路７までの感度等を表示する表示手段１０
とを有している撮像ユニット１６とからなっている。

【００１６】以下に動作を説明する。光学ユニット１５
のフィルム格納場所に撮像ユニット１６が配置される。
表示手段１０は、撮像ユニット１６の検出器５と対応の
とれた位置にある。光学ユニット１５の検出器５は撮像
ユニット１６の感度と許容範囲を読み取る。制御回路４
は、その感度と許容範囲を伝えられ、露出制御状態を変
更する。例えば、フィルムカートリッジが１３５フィル
ムカートリッジに対応していると、このフィルム感度、
許容範囲の表示は、コダック社のＤＸコードによるもの
である。これは、例えば、フィルムカートリッジの表面
に表示されたパターンを電極で接触し、その導通により
検出できる。このＤＸコードによる露光制御は、ＡＰＥ
Ｘ（ＡｄｄｉｔｉｖｅＳｙｓｔｅｍｏｆＰｈｏｔ
ｏｇｒａｐｈｉｃＥｘｐｏｓｕｒｅ）方式を用いた場
合、以下のように制御される。

【００１７】同方式では、絞り値や感度が以下のように
表される。

【００１８】

【数１】ＢＶ＝ＡＶ＋ＴＶ−ＳＶＥＶ＝ＡＶ＋ＴＶ＝ＢＶ＋ＳＶ …（数１）但し、ＢＶ＝ｌｏｇ₂（Ｂ／０．３Ｋ）、ＡＶ＝ｌｏｇ₂
（Ａ²）ＴＶ＝ｌｏｇ₂（１／Ｔ）、ＳＶ＝ｌｏｇ₂（０．３Ｓ）ＥＶ：露出値、Ｋ：露出定数、Ｂ：被写体輝度、Ａ：絞り値、Ｔ：シャッタスピード、Ｓ：フィルム感度上式による露出制御は、プログラムＡＥの場合、被写体
輝度Ｂを測定後、フィルム感度ＳからＥＶを求め、ＥＶ
を基にプログラム線図からシャッタスピードＴと絞り値
Ａを決定する。マニュアルの場合、シャッタスピード優
先のときには、シャッタスピードＴ決定後、被写体輝度
Ｂとフィルム感度ＳからＥＶを求めて絞り値Ａを決定す
る。さらに、絞値優先のときには、絞り値Ａを決定後、
被写体輝度Ｂとフィルム感度ＳからＥＶを求めてシャッ
タスピードＴを決定する。制御回路４で絞り値Ａとシャ
ッタスピードＴを決定後、アイリス２及びシャッタ３
は、シャッタトリガが入ると決定された値に基づき動作
する。

【００１９】これらアイリス２とシャッタ３を制御する
制御回路４と、フィルムの感度と許容範囲を示すＤＸコ
ードを読む検出器５は、現在、ほとんどの光学ユニット
１５に装備されており、以上説明した露出制御動作を市
販のフィルムカメラに対して行わせることが可能であ
る。

【００２０】撮像記録動作については以下の通りであ
る。シャッタリリース信号２０は、光学ユニット１５の
シャッタスイッチ１７からの信号により制御回路４を介
して、シャッタ３が開くと同時に、或いは全開すると制
御回路４から発生する。このシャッタリリース信号２０
は、例えば、フラッシュトリガ用のＸ端子等から発生す
る。信号処理回路７がシャッタリリース信号２０を受け
ると、信号処理回路７は撮像素子駆動パルス１９を発生
させ、撮像素子６からの画素信号を読み取る。その後、
信号処理回路７は撮像素子６からの画素信号をディジタ
ル変換し、メモリ９に格納したり、メモリ９の画素信号
を画像信号に変換するか、或いは、そのままインターフ
ェース８を経由して出力する。

【００２１】図２は、図１に示す撮像装置の撮像ユニッ
ト１６の例である。光学ユニット１５がフィルムカメラ
であるため、撮像ユニット２１は、フィルムカメラに一
致する形状をしている。よって、撮像ユニット２１は、
フィルムカートリッジの形状をしたふくらみを有し、そ
の表面にフィルムカートリッジと同様のＤＸコードが記
載される。これにより、光学ユニット１５は、撮像ユニ
ット１６に対し適した露出制御を行う。フィルムカメラ
のレンズによる結像面の位置に撮像素子２２は固定され
る。尚、本例の、撮像素子２２の周辺は、防振，遮光，
反射防止を目的として、ラバーやフェルト等の黒い弾性
体２３により囲まれるように構成される。さらに、光学
ユニット１５であるフィルムカメラにフラッシュトリガ
用のシャッタリリース信号用の端子が有り、撮像ユニッ
ト２１には、この信号を受ける端子２４が有る。シャッ
タリリース端子は、フラッシュを外付けすることができ
るカメラに多く使用されており、フラッシュ発光トリガ
を与えるものであり、接続時には外側から撮像ユニット
２１とケーブルで接続される。このシャッタリリース端
子は各製品固有のものであるために、図２に示す撮像ユ
ニット２１は光学ユニット１５に対しほぼ固有のもので
ある。

【００２２】撮像ユニット２１の撮像素子２２が、フィ
ルムの受光面の位置にある場合、１眼レフカメラのよう
にシャッタ３がフィルム面近くにあると、撮像素子２２
自体の厚みや、撮像面のナイキスト周波数以上の空間周
波数を防ぐ光学フィルタや赤外線カットフィルタの厚み
などが問題になってくる。例えば、撮像素子２２の画素
ピッチが１０μ程度であると、通常使用されている水晶
製光学フィルタの異常光は１mmにつき数μのずれである
ため、光学フィルタの厚さは２mm程度必要になる。撮像
素子２２に入射する赤外線をカットする赤外線カットフ
ィルタは１mm程度である。光学ユニットに１眼レフを用
いるとすると、シャッタはフォーカルプレーン型シャッ
タがほとんどである。その場合、シャッタ効率を高くす
るためフィルム面にピッタリとシャッタ３が近づいてい
る構成となっている。フィルム面よりカメラの内側に配
置しなければならない撮像ユニット２１の光学フィルタ
と赤外線カットフィルタは、その厚さのため、光学ユニ
ット１５に装着する場合の弊害要素になりうることがあ
る。これについては、撮像素子２２の入射光ガラス面に
従来の水晶フィルタよりも複屈折の極めて大きな材料、
例えば、高分子材料を用いて光学フィルタを薄くする等
の方法が考えられる。

【００２３】また赤外カットフィルタは薄膜によるフィ
ルタで可能であるが、赤外カットの能力は厚板に比較す
ると落ちる。したがって、必要に応じて赤外カットフィ
ルタをレンズ１の前面に固定しても良い。

【００２４】図３は、光学ユニット１５と図２で説明し
た撮像ユニット１６の立体図を示し、その配置関係を分
かり易く示した図である。図３の光学ユニット２９は、
少なくとも制御回路４と検出器５を有し、更にシャッタ
リリース信号出力端子２７を有している。撮像ユニット
３５は撮像素子３０と撮像ユニット特性表示手段３４と
を有し、撮像素子３０の遮光、反射光防止、振動抑圧用
弾性体３１と、シャッタリリース信号入力端子３２を備
えている。更に光学ユニット２９に固定するための固定
金具３３を備えている。例えば、この固定金具３３が３
脚の固定用ねじに固定されると、筐体の強度が高くなる
が、特に強度を必要としない時には光学ユニット２９の
裏ぶたと同様の方法で固定する。また、シャッタリリー
ス信号出力端子２７と光学ユニット２９の裏ぶた形状
は、光学ユニット２９固有のものであるため、撮像ユニ
ット３５の筐体形状は光学ユニット２９に対し、裏ぶた
と全く互換性の有るものになる。

【００２５】図４は、フィルムカートリッジとフィルム
の大きさに収まり、フィルム互換の形状を持つ撮像ユニ
ット４２と、フィルムを伸ばした状態の１３５フィルム
カートリッジ４３である。光学ユニット１５としてのフ
ィルムカメラが１３５フィルムカートリッジ４３を使用
する場合に、撮像ユニット４２が、写真を撮る光学系、
露出制御系を利用できるように、フィルムカートリッジ
４３の形状をし、撮像ユニット特性表示手段４１を備え
るようにしたものである。通常撮像素子３８の位置とシ
ャッタリリース信号受信端子３９の位置がフィルムカメ
ラ毎に異なっている。そこで、この撮像ユニット４２の
汎用性を保つため、撮像素子３８が固定される基板とシ
ャッタリリース信号受信端子３９は、撮像ユニット４２
の筐体に対してフレキシブルな状態で接続され、位置を
合わせることが自由にできる構造とする。さらに、シャ
ッタリリース信号受信端子３９に関しては、汎用性を持
たせるアタッチメント４０を備えることにより、各種の
フィルムカメラに対応することを可能としている。すな
わち、フィルムカメラに応じてアタッチメント４０を変
更することにより、機種依存性の無い撮像ユニットとす
ることができる。また、撮像ユニット４２がフィルムカ
メラに完全に入ってしまうと、シャッタリリース信号を
受信することが困難になることがある。これについて
も、アタッチメント４０或いはシャッタリリース信号受
信端子３９を受光センサにすることにより、フィルムカ
メラの裏ぶたにあるフィルムの種類を表示する透明な窓
から、光によりシャッタリリース信号を伝えることがで
きる。この光によるシャッタリリース信号は、フラッシ
ュ端子からの信号を光に変換することで得られる。撮像
素子３８の位置を固定するために、弾性体３７に、フィ
ルムの大きさのでっぱりかノッチが付いており、光学ユ
ニット１５のレンズによる結像面がずれないようにす
る。また、撮像素子３８が付いている基板の幅を１３５
フィルムと等しくしてフィルムカメラ内で固定し易くす
る。さらに、この撮像ユニット４２にはインターフェー
ス３６が付いていて、外部機器と画像データや制御デー
タのやり取りを行う。そのプロトコルについては、撮像
ユニット４２に搭載されるＣＰＵ或いはインターフェー
ス３６により決定するが詳細は省略する。

【００２６】図５は、図４に示すフィルム互換の形状を
した撮像ユニット４２をＰＣＭＣＩＡ規格のカードの形
状をしたソケット４６に挟むか差し込んで、そのカード
の形状をしたソケット４６をパーソナルコンピュータ４
８のＰＣＭＣＩＡ規格のスロットに差し込んでデータの
送受を行う。ＰＣＭＣＩＡ規格のカードの形状をしたソ
ケット４６にはコネクタ４５を有しており、このコネク
タ４５は、インターフェース８の画像データをパーソナ
ルコンピュータ４８の制御信号に基づいてパーソナルコ
ンピュータ４８のスロット端子に伝える。或いは、ＰＣ
ＭＣＩＡ規格のカードの形状をしたソケット４６の端子
と撮像ユニット４２のインターフェース３６とを信号ケ
ーブルで接続して画像データをＰＣＭＣＩＡ規格のカー
ドの形状をしたソケット４６を経由してパーソナルコン
ピュータ４８に転送する。

【００２７】図６は、本発明の第５の実施例を示す。こ
れは撮像装置が光学ユニット１５と撮像ユニット１６か
ら構成された場合の構成図である。光学ユニット１５は
フィルムを使用する従来のフィルムカメラである。撮像
ユニット１６は、フィルムの代わりにフィルムカメラで
結像した像を撮像記録するいわゆる電子フィルムであ
る。

【００２８】図６で、図１と異なる点は、光学ユニット
１５の制御回路４と撮像ユニット１６の信号処理回路７
との間でシャッタ開閉信号４９、撮像ユニット動作可能
信号５０、シャッタトリガ信号５１等を送受するコネク
タ１１を有する事である。

【００２９】以下動作を説明する。信号処理系の動作に
ついては図１と同様であるが、図１と異なる動作は、コ
ネクタ１１が制御回路４から信号処理回路７にシャッタ
３の開閉信号４９を伝え、信号処理回路７から制御回路
４へは撮像ユニット１６の撮影可能信号５０を伝え、撮
像ユニット１６から光学ユニット１５にシャッタ３を駆
動する信号５１を送ることである。シャッタ３の開閉信
号４９が撮像ユニット１６側に送られると、信号処理回
路７は、撮像素子６の電子シャッタの開閉や電荷の掃き
出しタイミングの制御を行う。撮像ユニット１６の撮影
可能信号５０が光学ユニット１５側に送られると、制御
回路４はシャッタ３の動作を禁止したり動作させたりす
る。インターフェース８と外部機器が接続され、外部機
器よりシャッタ３のコントロールを行う場合、撮像ユニ
ット１６は、コネクタ１１を介してシャッタトリガ５１
を与えて、光学ユニット１５のシャッタ３を切る。光学
ユニット１５がモータ駆動用電源５２を有するときに
は、光学ユニット１５がコネクタ１１を介して、撮像ユ
ニット１６に電源を供給する。感度と、許容範囲を表示
する表示手段１０は、フィルムと同じＤＸコードであ
り、コネクタ１１の伝送情報量を減らすことができるた
め、フィルムと共用化することにより、光学ユニット１
５の制御回路４の装置規模を小さくすることができる。
したがって、コネクタ１１の伝達情報を光学ユニット１
５のシャッタ開閉、撮像ユニット１６の動作状態とする
と、いずれも１ビットデータであるため、現在のフィル
ムカメラである光学ユニット１５を比較的容易に改造で
きる。

【００３０】図７は、コネクタ１１を有した場合の撮像
装置の斜視図である。図３と違う部分は、コネクタ１１
を光学ユニット１５と撮像ユニット１６とを接続するヒ
ンジ５７を有するところである。もしも、メンテナンス
を考慮して光学ユニット１５と撮像ユニット１６とが分
離することができるようにすると、コネクタ１１は電極
端子を有して分割できるような構造を持つか、元々分割
されていてフィルムが装填されたときに、フィルムで電
極端子を絶縁する構造を持つ。

【００３１】図中には示していないが、コネクタ１１に
より光学ユニット５６からシャッタスピードが得られる
と、シャッタスピードが比較的遅い時（例えば、数十分
の１秒以下）等には撮像素子５９の信号電荷読み取り回
数を複数回行うことができる。これらの信号電荷をディ
ジタル信号処理側で加算することにより、ランダムノイ
ズの少ない画像データを得ることができる。これは、撮
像素子５９からの電荷読み込みを分割化することも兼ね
ており、もしも、信号処理回路７側でディジタル信号処
理のダイナミックレンジに余裕があると、低照度の感度
により制限され、通常高々２から３倍程度しか無い撮像
素子５９のダイナミックレンジを分割読み込みの分だけ
拡大することができる。だいたい目安として、低照度の
雑音がｎ個加算によりルートｎ分の１になることから、
この低照度雑音を同レベルにすると撮像素子５９のダイ
ナミックレンジを、ルートｎ倍することができる。この
時に、光学ユニット５６側に複数回読み込むことを知ら
せる信号を伝える。ダイナミックレンジをルートｎ倍以
下に抑えると、低照度の低雑音化に貢献する。もちろ
ん、低雑音化のために、撮像素子５９の蓄積時間を長時
間化することにより同様の作用を得られる。

【００３２】図８は本発明の第７の実施例を示す。図１
に示す第１の実施例と異なる部分は、信号処理回路７に
基づく感度、許容信号６２により表示手段１０の感度表
示を変更する表示変更回路１３を有することである。こ
の表示変更回路１３を有することで、逆光補正、逆に暗
部中における明部を撮影する場合に、フィルムの感度を
変えたり、光学ユニット１５の前面に遮光用の光学フィ
ルタを必要とするときに撮像ユニット１６の感度を変更
して対処できる。或いは、Ｓ／Ｎの劣化を許して信号処
理のゲインを挙げ感度を上昇させて使用することも、或
いは、撮像素子の動作点を変更して、ダイナミックレン
ジを拡げＳ／Ｎの良好な撮影を行いたい場合等にも使用
でき、撮像ユニットのセッティングを変更して様々な撮
影を行うことが可能になる。例えば、１３５カートリッ
ジフィルムのように表示手段１０が電気接点であると、
表示手段１０と表示変更回路１３は電気回路により実現
する。また、１１０カートリッジフィルムのように、撮
像ユニット１６の筐体の形で感度を表示するものは、形
状を機械的に手動あるいはモータの動力により変形させ
表示を変更する。この表示手段１０は感度、許容範囲の
他にユーザが撮りたい枚数を自分で設定できる。この使
用枚数の設定方法も同様に行うことができる。

【００３３】図９は、図８の実施例に示す撮像装置の実
施例の筐体の１例である。図２と異なる部分は、表示手
段６８が検出器５に接する表示手段１０と表示変更手段
１３とで構成されているところと、撮像ユニット６３の
筐体に有し、スイッチ等を備えたインターフェース６７
を介して外部装置からの表示手段変更信号１１７により
表示を変更できるようにしているところである。表示変
更に関しては、電子回路により実行されるほかに、手動
により機械的に表示を変更したり、表示手段６８がノッ
チの形状により表されるときには、手動或いはモータの
動力により筐体のノッチの形状を変更する。これらのよ
うに手動で表示を変更する場合には、特に信号処理回路
７やインターフェース６７を介在しないで直接に表示を
変更する。

【００３４】図１０は、表示変更手段１３の感度を切り
替える回路の第１の例である。１３５フィルムカートリ
ッジのＤＸコードで、感度用コードのフォーマットは５
個の電気接点を有し、２４段階に変化する。この図は、
そのフォーマットを実現する場合の実施例であり、デー
タ変換回路６９と、四つのマルチプレクサ７０ａ，ｂ，
ｃ，ｄからなっている。

【００３５】動作を説明する。信号処理回路７からの信
号をデータ変換回路６９でデコードする。デコード後、
マルチプレクサ７０ａ，ｂ，ｃ，ｄで表示手段７２の電
極を接続したり、切り離したりする。

【００３６】図１１は、表示変更手段１３の第２の例で
ある。データ変換回路７３と、スイッチ７４ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅからなっている。図１０に示す表示変更手段
７１と異なる部分は、マルチプレクサの代わりにスイッ
チを用いたことである。図１１は、リレー，トランジス
タ等の部品で実現することができ、図１０のマルチプレ
クサ７０ａ，ｂ，ｃ，ｄを用いる方法に比較して、簡単
な構成である。

【００３７】図１１の実施例の動作を説明する。信号処
理回路７からの信号をデータ変換回路７３でデコード
後、スイッチ７４ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを各々オンオフ
し、接続状態を変更することによって、導通非道通状態
を作る。この導通非導通により、撮像ユニット１６の見
掛けの感度を変えることができる。他の動作は図１０と
同様である。

【００３８】図１２は、本発明の第１０の実施例であ
る。図１に示す第１の実施例と異なる部分は、撮像素子
６の素子基板電荷７９を測定する素子基板電荷測定器７
７を備えたことである。素子基板電荷測定器７７は、撮
像素子６に光が当たったときに発生する正負のキャリア
のうち、映像信号として画素に蓄えられるキャリアとこ
となる方のキャリアが撮像素子６の外へ掃き出される、
その電荷による電流を撮像素子６の端子出力で測定する
もので、例えば、特開昭６２−２４３４８３号公報に開
示されている。本例では、この掃き出されるキャリアで
ある素子基板電荷７９の検出結果に基づいて、シャッタ
３の状態を示すシャッタ開閉検知信号８０を発生すると
ともに、露出の進行に連れ増加する撮像素子６の蓄積電
荷を、端子からの掃き出し電荷による電流を積分するこ
とにより検出し求め、この電荷が、白跳びを防止するよ
うに設定された値以上になると、電子シャッタ閉鎖信号
８１を発生し、信号処理回路７に電子シャッタを閉じさ
せ、また、シャッタ３が閉じたことを検出すると、それ
までの積分された基板端子電流から求めた撮像素子６の
露光量を示す露光量信号８２を発生するものである。こ
の素子基板電荷測定器７７により、光学ユニット１５か
ら特にシャッタリリース信号やシャッタ開閉信号を受け
なくても、撮像ユニット１６単独でシャッタ３の開閉を
知ることができる。また、撮像素子６の光量が多過ぎた
場合にも自動的に電子シャッタを切ることができる。こ
のことは、もし光学ユニット１５の制御が撮像ユニット
１６の制御に適しなかったときに撮像素子６の露光オー
バーを抑えることができる。また、露光量信号８２によ
り、シャッタ３閉後に撮像素子６に入射した露光量を撮
像素子６の読みだし前に知ることができるので、露光量
に応じた信号増幅量を信号処理回路７で計算し、撮像素
子６からの信号を読みだすときにＡＤ変換器の直前に位
置する前処理回路中の可変アナログ増幅器の増幅量を計
算結果に基づいて変更し、信号増幅を行う。これによ
り、露光量が足りないときや白つぶれが生じたときに信
号量を調節することができる。この露光量信号８２に関
しては、第１から第１０の実施例にいたる撮像ユニット
にも用いることで、前処理回路中の可変アナログ増幅器
の制御行う。

【００３９】尚、光センサ７８は、このセンサ７８に筐
体外部の光が当たっているときに信号処理回路７に撮影
禁止信号を与えるもので、フィルムカメラに図１７に示
す撮像ユニット１６を光源のもとで装填することを可能
にする。

【００４０】図１３は、基板電位測定器の１例である。
信号微分器８７と、波形成形器８８と、クロック発生器
８９と、信号積分器９０と、電流計８６とから構成され
ている。

【００４１】以下動作を説明する。撮像素子８４の素子
基板電荷７９を電流計８６で測定する。それを信号微分
器８７で微分して電流値の立上りと立下りを検出する。
波形成形回路８８で、この微分波形をシャッタ開閉検知
信号８０に変換する。クロック発生器８９では、波形成
形回路８８からシャッタ開の信号を受けると素子基板電
荷７９による電流を積分するクロックを発生する。この
クロックは基板電荷測定器９１の外部の信号処理回路７
から供給されるクロックと同期している。このクロック
を受けると、信号積分器９０はクロックを受けている間
中、素子基板電荷５１の電流を積分して撮像素子８４に
溜っている電荷量を求める。もしも、画面の白跳びを防
ぐために設定された値よりも撮像素子６の充電電荷が大
きくなると、信号積分器９０は電子シャッタ閉信号８１
を発生し、信号処理回路７に送信する。信号処理回路７
では、電子シャッタ閉信号８１を受けると撮像素子８４
を駆動するタイミング信号を発生し、撮像素子８４から
電荷を読みだす。信号積分器９０では、露光量を求め、
それを露光量信号８２として出力する。この露光量信号
８２は信号処理回路７で、ＡＤＣの直前に位置する前処
理回路のアナログ可変増幅器の増幅度のデータを得る。
露光量に対する可変増幅器の制御は、これによりフィー
ドバック系を構成している。さらに、この素子基板電荷
７９は、撮像素子８４に電源を与えていない状態でも、
光を検出すると発生するため、この電荷を検出すると、
信号処理回路７が撮像素子８４の電源を入れることがで
きる。この効果として、普段、撮像素子８４に供給され
る電源を切っておくことにより、撮像素子８４の温度を
できるだけ上げないで、熱雑音を最小限にすることがで
きることである。尚、このように、撮像素子８４を直接
的に光検出器として使用する場合には、光学ユニット１
５から撮像ユニット１６を出したりする瞬間に誤動作す
る可能性が有るため、撮像ユニット１６で撮影枚数を限
定するか、光学ユニット１５の裏ぶたを開けたときに、
光があたる撮像ユニット１６の筐体に光センサ７８を設
けて撮像禁止信号８３を信号処理回路７に与えて撮影禁
止にする機能を設けても良い。

【００４２】信号処理回路７は、シャッタ開閉検知信号
８０を受けると撮像素子６に対してリセットをかけ、最
初に不用電荷を放出する。不用電荷放出後、撮像素子６
は、レンズ１により結像された像から発生したキャリア
を充電し始める。この不用電荷を放出する期間があるた
めに、撮像素子６の事実上の充電時間はシャッタ３の開
期間よりも小さくなり、シャッタ３の効率が低下する。
したがって、このシャッタ３の効率を上げ、撮像素子６
の充電時間を十分なものにするために、シャッタ３の開
期間を不用電荷放出期間と撮像素子の充電期間よりも大
きくする。このときには、撮像素子６の充電値を設定し
た充電値と比較することにより信号積分器９０が充電終
了時期を決定する。また、シャッタ効率が落ちることを
考慮に入れて、表示手段１０に示される感度を実際の感
度より低めに設定することが必要になる。

【００４３】図１４のａ）はシャッタ３の開閉状態であ
る。ｂ）は撮像素子８４の光の対生成による素子基板端
子からの電流である。これは電流計５８により検出され
る。ｃ）は素子基板端子電流積分値であり、ｂ）の電流
値の積分値に相当する。これは、信号積分器９０から出
力される。ｄ）は素子基板端子電流微分値で、ｂ）の波
形を微分した波形である。これは、信号微分器８７から
出力される。ｄ）の波形は図１３に示す波形成形器８８
に入力される信号に使用される。この波形に電子シャッ
タによる基板電位の変化も入るが、この電子シャッタの
動作は、シャッタ３の動作よりも急峻であるために、微
分された波形はシャッタ３の動作によるものに比較して
髭状であり、バンドパスフィルタリング処理により除か
れる。もちろん電子シャッタ時には、電流計検出をオフ
としても良い。

【００４４】図１５は、撮像ユニット１６の筐体形状が
ポケットカメラのフィルムである１１０カートリッジの
形状であり、撮像素子９４がレンズの結像面にあたる場
所に固定されている場合の実施例を示す。感度は、筐体
の縁についているノッチ９２の形状により伝えられる。
尚、１１０カートリッジの内部に全体の撮像ユニット１
６が入り切れなくとも、入りきれなかった部分は光学ユ
ニットのフィルム格納部についているフィルムの種類表
示用の透明窓を経由して光通信により外部の装置に伝え
れば良い。例えば、撮像素子９４と、信号処理回路７
と、インターフェース８と、メモリ９と、電源のみが１
１０カートリッジのスペースに入った場合、外部の光磁
気ディスクやフラッシュメモリ等の補助記憶装置に伝え
る時にフィルムの種類表示用の透明窓を経由して光通信
で外部に画像データを送信する。この画像データは未圧
縮でも良く、外部装置で圧縮しメモリ等に記録する。こ
の際送信命令を撮像ユニット１６に伝えるものは光送信
によるリモコンである。

【００４５】図１６は、撮像ユニット１６の筐体形状が
ディスクカメラのフィルムであるディスクフィルムの形
状であり、撮像素子９５が結像面にあたる場所に固定さ
れている。感度は、フィルムの縁についている特性表示
手段９６の形状により伝えられる。また、ディスクカメ
ラにフィルムの枚数を確認する透明窓が付いているため
に、光により画像データの転送をする方法を採る場合に
好都合である。このディスクカメラはフィルムの結像面
が、普及している撮像素子サイズに最も近く、他の１３
５カートリッジを用いる３５mmフィルムカメラの撮像ユ
ニット１６のようにフィルムサイズをコンバートした
り、高価な大面積の撮像素子３８を用意する必要が無
い。

【００４６】また、以上の図１５，図１６に示す、撮像
ユニット９３，９７のメモリ９に積層メモリを使用する
ことで、信号処理回路７がビデオ信号を発生することが
可能な場合、撮影画を高速に大量にストアできるため
に、動画を記録することができることはもちろんであ
り、この時には、シャッタ３は開き放しになる。

【００４７】図１７は、図１，図６，図８，図１２に示
す第１，６，８，１０の実施例で使用される信号処理回
路７の例である。撮像ユニット１６の信号処理回路７は
シャッタリリース信号２０を受け取ると、信号処理回路
７中のタイミングジェネレータ１０９を起動して、撮像
素子６から蓄積された電荷を掃き出す。撮像素子６はシ
ャッタ３が開口している間、光の対生成によるキャリア
をチャージし、シャッタ３が閉じられるとそのまま撮像
素子６中の電荷を保持する。更にタイミングジェネレー
タ１０９から電荷読み取り信号が入ってくると、撮像素
子６に保持された電荷による画素信号は、タイミングジ
ェネレータ（ＴＧ／ＳＧ）１０９のタイミングにしたが
って、信号処理回路７中の前処理回路１０６に入力され
る。前処理回路１０６では、それら画素信号をクラン
プ、サンプリング、増幅、アナログ・ディジタル変換す
る。撮像素子６の光電子蓄積量は、基準値と比較され、
著しく異なったりすると、画像の黒つぶれや白に浮いた
状態が発生を防止するため、前処理回路１０６中の増幅
器は撮像素子６からの信号を増幅したり、減衰させたり
する。ＣＰＵ１１０からの制御信号によりスイッチ回路
１０８の接続状態を制御し、前処理回路１０６からの信
号をメモリ９のＤＲＡＭに格納する。撮像素子６から信
号を全て読み取り、メモリ９のＤＲＡＭに格納後、スイ
ッチ回路１０８によりメモリ９のＤＲＡＭからのデータ
がＤＳＰ１０７に入力され信号処理される。画像信号に
変換された後、再びメモリ９のＤＲＡＭに格納される。
ＤＳＰ１０７での処理は撮像素子６の縦と横方向の信号
のフィルタリングを行うために、メモリ９からフィルタ
リングに必要な分の画素を読みだし、画素信号をＲＧＢ
或いは輝度や色差信号に変換する。変換後はスイッチ回
路１０８の切り替えにより、インターフェース８から出
力されるか再びメモリ９のＤＲＡＭに書き込まれる。Ｄ
ＳＰ１０７からのデータをメモリ９のＤＲＡＭに格納し
た場合、そのメモリ９のＤＲＡＭからのデータは、スイ
ッチ回路１０８の切り替えによりＪＰＥＧ回路（圧縮伸
長回路）１１１で圧縮され、再びメモリ９のＦＬＡＳＨ
メモリに格納される。この圧縮されたデータはインター
フェース８を介して外部のメモリに格納されるか、メモ
リ９のＦＬＡＳＨメモリに格納されたままになる。メモ
リ９のＦＬＡＳＨメモリに格納された場合、圧縮データ
はスイッチ回路１０８を経由してインターフェース８か
らパソコンなどに出力されるか、ＪＰＥＧ回路１１１で
再び伸長されスイッチ回路１０８を経由してインターフ
ェース８から出力される。インターフェース８からの伸
長されたデータはディジタルデータの場合も有るが、イ
ンターフェース８でディジタル・アナログ変換されて、
ＮＴＳＣ等のビデオ信号として出力される場合も有る。
これらの動作を行うスイッチ回路１０８はＣＰＵ１１０
により操作される。ＣＰＵ１１０は、ユーザの要求に従
ってメモリ９に格納されるデータの形式、インターフェ
ース８に出力されるべきデータの形式により、スイッチ
回路１０８のスイッチング動作を変え、出力データの形
式を変える。さらに、これらの動作を行う信号処理回路
７は、信号処理動作、データ圧縮伸長動作などを信号処
理回路７の働きをＣＰＵに置き換えたときソフトウェア
により動作する。この時に、信号処理回路７の内部にあ
る可変増幅器等のアナログ回路部は外側にある。また
は、信号処理回路７が１チップＣＰＵである場合、ＤＳ
Ｐ１０７、ＪＰＥＧ回路１１１はＣＰＵにオンチップ化
され、画像データ、ＪＰＥＧデータをリアルタイムで扱
う。

【００４８】前処理回路１０６の可変増幅器は、撮像素
子６の基板電荷より求められた充電値と基準値とを比較
することにより求められた増幅値により撮像素子６から
の画素信号を増幅する。

【００４９】

【発明の効果】撮像ユニット１６に感度表示手段１０を
設けることにより、光学ユニット１５でフィルムによる
撮影ができ、さらに、光学ユニット１５で、撮像ユニッ
ト１６に適した制御を行う。

【００５０】撮像ユニット１６の特性表示手段の表示
は、感度に許容率をつけ加えることによって、撮像素子
１にあたる光量を抑えて、画像の白跳びが起こらないよ
うにすることができる。

【００５１】フィルムカメラに、撮像ユニット１６への
シャッタ開閉信号の伝達手段を持たないとき、撮像素子
６の基板電流を測定することにより、シャッタ３の開閉
を撮像ユニット１６で知ることができる。

【００５２】撮像ユニット１６の筐体を１１０カートリ
ッジフィルムと同じ形にすると、同フィルムカートリッ
ジを使用するフィルムカメラに直接載せることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のブロック図。

【図２】第１の実施例に示す撮像ユニット筐体の説明
図。

【図３】第１の実施例に示す撮像装置の斜視図。

【図４】フィルムの形状を持つ撮像ユニットの説明図。

【図５】ＰＣＭＣＩＡ規格のＩＣカードを使用した１例
の説明図。

【図６】本発明の第５の実施例のブロック図。

【図７】第５の実施例に示す撮像装置の斜視図。

【図８】本発明の第７の実施例のブロック図。

【図９】第７の実施例に示す撮像ユニット筐体の１例の
説明図。

【図１０】表示変更回路の第１例の説明図。

【図１１】表示変更回路の第２例の説明図。

【図１２】本発明の第９の実施例のブロック図。

【図１３】基準電位測定器の１例のブロック図。

【図１４】基準電位測定器の各部の波形図。

【図１５】撮像ユニットが１１０カートリッジの形状で
ある１例の説明図。

【図１６】撮像ユニットがディスクフィルムカートリッ
ジの形状である１例の説明図。

【図１７】信号処理回路の１例のブロック図。

【図１８】従来のブロック図。

【符号の説明】

１…レンズ、２…アイリス、３…シャッタ、４…制御回
路、６…撮像素子、７…信号処理回路、８…インターフ
ェース、９…メモリ、１０…表示手段、１１…コネク
タ、１５…光学ユニット、１６…撮像ユニット、１７…
シャッタスイッチ、１８…光量検出器、１９…撮像素子
駆動パルス、２０…シャッタリリース信号。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズと、アイリス，シャッタと、前記ア
イリスと前記シャッタを制御する制御回路と、前記制御
回路の制御パラメータを外部から検出する検出器とを有
する光学ユニットと、前記光学ユニットにより結像した
像を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子からの信号
を信号処理する信号処理回路と、前記信号処理回路から
の信号を記録する記録手段とを有する撮像ユニットとを
含む撮像装置において、前記撮像素子と前記信号処理回路とから定まる撮像ユニ
ットの露出の制御パラメータを表示する表示手段を前記
撮像ユニットに備え、前記撮像ユニットと前記光学ユニ
ットとを結合し、撮像装置を動作させる場合に前記表示
手段の位置が前記検出器と結合する位置に配置されてい
ることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】請求項１において、前記制御回路と前記信号処理回路との間で、データ或い
はシャッタ制御パラメータを送受するコネクタを有する
撮像装置。
【請求項３】請求項１または２において、前記撮像ユニットは、フィルムカートリッジの形状を
し、光学ユニットのレンズによる映像結像範囲に、撮像
素子を固定する手段を有する撮像装置。
【請求項４】請求項１，２または３において、前記表示手段による表示内容を変化させる表示変更回路
を前記撮像ユニットに有する撮像装置。
【請求項５】レンズと、アイリス，シャッタと、前記ア
イリスと前記シャッタを制御する制御回路と、前記制御
回路の制御パラメータを外部から検出する検出器とを有
する光学ユニットと、前記光学ユニットにより結像した
像を光電変換する撮像素子と、前記撮像素子からの信号
を信号処理する信号処理回路と、前記信号処理回路から
の信号を記録する記録手段とを有する撮像ユニットとを
含む撮像装置において、前記撮像素子で、画素に蓄積されるキャリアと反対の極
性を持つキャリアによる電流から、前記光学ユニットの
シャッタの開及び閉の動作を検出する手段を有すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項６】請求項５において、前記撮像素子の画素に
蓄積されるキャリアを一旦記録するメモリと前記反対の
極性を持つキャリアによる電流を積分して前記撮像素子
に露光される露光量を検出する露光量検出手段と、前記
シャッタの開動作検出からの露光量が設定された値に達
した場合に前記撮像素子の画素のキャリアを前記メモリ
に伝送する制御手段を有する撮像装置。
【請求項７】請求項１，２，３，４，５または６におい
て、前記信号処理回路は、前記撮像素子の画素信号から
映像信号を作成する信号処理動作、その信号を圧縮伸長
する動作をソフトウェアで行う汎用ＣＰＵユニットであ
る撮像装置。