JPH11215440A

JPH11215440A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH11215440A
Application number: JP10012983A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Tamura; 彰浩田村; Tomoaki To; 知章塘
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-01-26
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な露光制御で動画の撮像と静止画の撮像
とが両立する小型で安価な撮像装置を提供すること。【解決手段】動画の撮像時の露光制御では、電子シャ
ッタの時間を所定値に維持し、絞りにより露光制御を行
う。静止画の撮像時には、電子シャッタの制御を行わ
ず、電子シャッタのスピードを１／６０秒に固定すると
ともに、絞りを急速に閉鎖し、静止画を撮像する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は動画撮像と静止画撮
像を行う撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は特開平８−６５５７０号公報に
示されている従来の撮像装置のブロック図である。図１
０において、この従来の撮像装置は、光学像を入射する
レンズ１と、入射した光学像を光電変換する撮像素子２
と、撮像素子２への入射光量を制限する絞り３とを有す
る。撮像素子２から出力された映像信号は信号処理回路
４で必要に応じて動画又は静止画信号処理が行われ、動
画又は静止画の信号レベルが補正されて出力端子５から
出力される。絞り３は絞り駆動回路６と、絞りの閉鎖途
中の状態を検出する絞り検出回路７に接続されて制御さ
れる。撮像素子２における光電変換により生じた電荷を
電子シャッタ制御回路８の制御により掃き出すことによ
り電荷の蓄積時間を制御する。絞り駆動回路６と電子シ
ャッタ制御回路８はマイコン（マイクロコンピュータ）
９によって制御される。マイコン９はレリーズボタン１
０を有し、これにより静止画撮像の命令をマイコン９に
与えることができる。絞り値制御信号１１、絞り位置検
出信号１２、電子シャッタスピード制御信号１３、信号
量情報１４、信号利得制御信号１５は後で詳しく説明す
る各出力信号である。

【０００３】以上のように構成された従来の撮像装置の
動作について以下に説明する。まず、動画撮像時の露光
の制御では、絞り駆動回路６により絞り３を開放または
開放近傍の開度に維持し、電子シャッタ制御回路８によ
って露光の制御を行う。

【０００４】静止画を撮像するときは、レリーズボタン
１０によって静止画撮像の命令をマイコン９に与える。
その結果絞り３が閉鎖されると共に、電子シャッタのシ
ャッタスピードが更新され、絞り検出回路７が絞り３の
閉鎖状態の検知を行う。検知結果の出力信号から信号処
理回路４の利得を制御するための信号利得制御信号１５
を求め、撮像した静止画のレベルを補正する。静止画の
撮像は短い露光時間で行われるので、動解像度の低下を
抑えた静止画を撮影することができる。動解像度とは、
動いている被写体を撮像して得た静止画の解像度であ
り、撮像時の露光時間が短いほど、動解像度はよくな
る。また、露光誤差の少ない適正レベルの画質を保つこ
とができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような撮像装置に
おいては、小型で安価な構成で動解像度の低下を抑えた
静止画を撮影できることが要求されるとともに、動画と
静止画とで露光量の差が少なく適正なレベル、従って良
好な画質を保つことが要求されている。

【０００６】しかしながら、上記の従来例においては、
静止画のレベルを信号利得制御信号１５で補正するの
で、静止画のレベルは補正できるが静止画のＳ／Ｎ比が
劣化するという問題がある。また信号利得制御信号１５
による補正手段として乗算器が必要になり回路規模が大
きくなる。従って小型で安価な構成にしなければならな
いという課題を解決することができない。また、動画の
撮像時に絞り３を開放または開放近傍の位置に維持し、
電子シャッタ制御回路８によって露光制御を行っている
が、電子シャッタは高速になると離散的な制御しかでき
ないので適切な露光制御ができないという問題もある。

【０００７】本発明は、小型で安価な構成で動解像度の
低下を抑えた静止画を撮影することができるとともに、
簡単な露光制御で動画と静止画とで露光量の差の少ない
適正レベルが得られ良好な画質を保つことができ、動画
の撮像と静止画の撮像を両立させることができる撮像装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の観点の撮
像装置は、入射した光学像を光電変換する撮像素子と、
撮像素子の光電変換において生じた電荷を掃き出すこと
によりこの電荷の蓄積期間を制御する電子シャッタ制御
回路と、撮像素子への入射光量を制限する絞りと、絞り
を駆動する絞り駆動回路と、絞りの開度に対応する絞り
位置を検出する絞り位置検出手段と、電子シャッタ制御
回路と絞り駆動回路を制御するマイクロコンピュータ
（マイコン）とを備えたものである。第１の観点の撮像
装置によれば、絞りと電子シャッタによる露光制御を行
いつつ動画を得る動画撮像を行い、電荷の掃き出しによ
る電子シャッタ制御を止めると共に絞りを閉鎖すること
による静止画撮像を行うように構成したことにより、小
型で安価な構成で動解像度の低下を抑えた静止画を撮影
することができるという効果が得られる。

【０００９】第２の観点の撮像装置は、第１の観点の撮
像装置に更に静止画撮像を命令する静止画撮像命令入力
手段を設けたものである。第２の観点の撮像装置によれ
ば、絞りと電子シャッタによる露光制御を行いつつ動画
を得る動画撮像を行い、静止画撮像命令がなされた時に
は電子シャッタのシャッタスピードを高速シャッタ側に
遷移させると共に露光量が変化しないように絞りを制御
し、電子シャッタが高速シャッタ側に遷移後、電荷掃き
出しによる電子シャッタ制御を止めると共に絞りを閉鎖
させることによって静止画撮像を行うように構成したこ
とにより、小型で安価な構成で動解像度の低下を抑えた
静止画を撮影することができるという効果が得られる。

【００１０】第３の観点の撮像装置は、第１の観点の撮
像装置において、静止画撮像の準備を命令する静止画撮
像準備命令入力手段と、静止画撮像を命令する静止画撮
像命令入力手段を設けたものである。第３の観点の撮像
装置によれば、静止画撮像準備命令がなされた時に、電
子シャッタのシャッタスピードを高速シャッタ側に遷移
させると共に露光量が変化しないように絞りを制御し、
電子シャッタが高速シャッタ側に遷移後、前記絞りによ
る露光制御を行いつつ動画を得る動画撮像を行い、静止
画撮像命令がなされた時に、電荷掃き出しによる電子シ
ャッタ制御を止めると共に前記絞りを閉鎖させることに
よって静止画撮像を行うように構成したことにより、小
型で安価な構成で動解像度の低下を抑えた静止画を撮影
することができるという効果が得られる。

【００１１】第４の観点の撮像装置は、第１、第２又は
第３の観点の撮像装置の構成に同期信号を発生する同期
信号発生回路を備えたものである。第４の観点の撮像装
置によれば、動画撮像時の電子シャッタ制御による撮像
素子の蓄積電荷量と、静止画撮像時の絞りを閉鎖したと
きの撮像素子の蓄積電荷量が略一致するように、マイコ
ンが同期信号に対する絞りの閉鎖タイミングを制御する
ように構成したことにより、小型で安価な構成で動解像
度の低下を抑えた静止画を撮影することができるととも
に、動画と静止画の露光誤差で少ない適正レベルの画質
を保つことができるという効果が得られる。

【００１２】第５の観点の撮像装置は、第１、第２、第
３又は第４の観点の撮像装置の構成に撮像素子の奇数ラ
インを記憶する第１メモリと偶数ラインを記憶する第２
メモリと、第１メモリと第２メモリから読み出したデー
タを加算する加算器と、加算器の出力である静止画信号
と前記撮像素子からの動画信号を切り換えるセレクタ回
路と、セレクタ回路の出力を信号処理するカメラ信号処
理回路とを備えたものである。第５の観点の撮像装置に
よれば、第１メモリと第２メモリから読み出した信号が
撮像素子の出力信号と同じ信号になるように、加算器で
加算し、動画と静止画を同じカメラ信号処理回路で信号
処理できるように構成したことにより、動画と静止画が
同じ形式の入力信号になりカメラ信号処理回路が共用で
きるので小型で安価な構成で垂直解像度が高いカラー静
止画が撮影することができるという効果が得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図１ないし図９を用いて説明する。《第１実施例》この発明の第１の実施例について、図１
ないし図３を参照しながら説明する。図１は本発明の第
１の実施例による撮像装置のブロック図を示す。図１に
おいて、レンズ１０１により形成された被写体の光学像
は絞り１０３を経て、撮像素子（ＣＣＤ）１０２に入射
され光電変換される。絞り１０３は撮像素子１０２の入
射光の光量を調節できるとともに、完全に閉じて入射光
を遮断することもできる。撮像素子１０２の出力端はＡ
／Ｄ変換器１１７の入力端に接続され、撮像素子１０２
の出力はアナログ／デジタル変換される。Ａ／Ｄ変換器
１１７の出力端は信号処理回路１０４の入力端に接続さ
れ、デジタル出力は後で詳しく説明する動画あるいは静
止画の信号処理回路１０４に入力される。信号処理回路
１０４の出力の映像信号は出力端子１０５から出力され
る。信号処理回路１０４は、メモリ制御回路制御信号１
１８、信号量情報１１４及び動画／制止画切換信号１１
９を伝送するそれぞれの伝送線により、マイクロコンピ
ュータ（以後マイコンと略称する）１０９に接続されて
いる。絞り駆動回路１０６は、その入力端がマイコン１
０９に接続され、出力端が絞り１０３に接続されて、マ
イコン１０９からの絞り制御信号１１１により絞り１０
３を制御する。

【００１４】絞り検出回路１０７は、マイコン１０９と
絞り１０３の間に接続され、絞り１０３の開度に対応す
る絞り位置を検出して、絞り位置検出信号１１２をマイ
コン１０９に入力する。電子シャッタ制御回路１０８
は、その入力端がマイコン１０９に接続され、出力端が
撮像素子１０２に接続されている。電子シャッタ制御回
路１０８、マイコン１０９からの電子シャッタスピード
制御信号１１３に基づいて、光電変換により撮像素子１
０２内に生じた電荷を所定の期間に掃き出すことによ
り、電荷の蓄積期間を制御する。同期信号発生回路１１
６は、マイコン１０９及び電子シャッタ制御回路１０８
に接続され、両者に垂直同期信号１１５を供給する。

【００１５】図２は本発明の第１の実施例による絞り１
０３と撮像素子１０２の第１の動作例を示すタイミング
図である。図２において、（ａ）は垂直同期信号ＶＤ、
（ｂ）は絞り制御動作の状態、（ｃ）は撮像素子１０２
の動作状態を示す。時間５０１は電子シャッタ制御によ
る電荷掃き出し期間、時間５０２は電荷蓄積期間、時刻
ｔ₁は絞り１０３を閉鎖するタイミング、領域５０４は
蓄積電荷（１）、領域５０５は蓄積電荷（２）を示す。
領域５０４及び５０５のそれぞれ面積は、それぞれ蓄積
電荷（１）及び（２）の電荷量に対応している。

【００１６】図３は本発明の第１の実施例による絞り１
０３と撮像素子１０２の第２の動作例を示すタイミング
図である。第２の動作例では電子シャッタの制御を行っ
ていない。図３において、（ａ）は垂直同期信号ＶＤ、
（ｂ）は絞り制御動作の状態、（ｃ）は撮像素子の動作
状態を示す。時間６０１は電荷蓄積期間、時刻ｔ₁は絞
り１０３の閉鎖を開始するタイミング、時刻ｔ₂は絞り
閉鎖完了の時点領域６０３は蓄積電荷（１）、領域６０
４は蓄積電荷（２）をそれぞれ示す。領域６０３及び６
０４のそれぞれの面積は、それぞれ蓄積電荷（１）及び
（２）の電荷量に対応している。

【００１７】以上のように構成された第１の実施例の撮
像装置について、以下その動作を説明する。図１におい
て、まず、レンズ１０１を通して光学像を撮像素子１０
２上に形成する。撮像素子１０２のＣＣＤは光学像を光
電変換し電荷を蓄積する。撮像素子１０２の出力信号は
Ａ／Ｄ変換器１１７でアナログ／デジタル変換される。
Ａ／Ｄ変換器１１７のデジタル出力信号は信号処理回路
１０４に入力され、動画または静止画の信号処理が行わ
れ、出力端子１０５から映像信号として出力される。ま
た、同期信号発生回路１１６が発生した垂直同期信号に
同期してマイコン１０９が絞り制御回路１０６と電子シ
ャッタ制御回路１０８を制御する。

【００１８】図２を用いて、動画を撮像する時（動画撮
影時）と静止画を取り込む時（静止画取り込み時）の絞
り制御と電子シャッタ制御の動作について説明する。ま
ず動画撮像時には、信号処理回路１０４からの信号量情
報１１４と、絞り検出回路１０７からの絞り位置検出信
号１１２とを用いて、マイコン１０９は撮像素子１０２
の蓄積電荷量が適正レベルに保たれるように、絞り１０
３を絞り駆動回路１０６を介して制御するとともに、撮
像素子１０２を電子シャッタ制御回路１０８を介して制
御する。動画撮像時には、絞り制御回路１０６と電子シ
ャッタ制御回路１０８で露光制御を行うので適切な露光
制御を行うことができる。

【００１９】次に静止画取り込み時には、マイコン１０
９に内蔵されたタイマ又はプログラムにより、静止画取
り込みの指令が出される。電子シャッタ制御回路１０８
により、電荷の掃き出しによって電荷の蓄積期間を制御
する電子シャッタの制御を止め、領域５０５で示す蓄積
電荷（２）の量が動画撮像時の撮像素子１０２の領域５
０４に示す蓄積電荷（１）の量と略一致するように、絞
り１０３を閉鎖する絞り閉鎖開始時刻ｔ₁を決める。こ
のタイミングで絞り１０３を閉鎖するようにマイコン１
０９が絞り駆動回路１０６を制御する。その結果、絞り
１０３は時刻ｔ₁で閉鎖を開始し、時刻ｔ₂で閉鎖を完了
する。蓄積電荷（２）に基づく映像信号のデータを信号
処理回路１０４の内部のメモリに記憶し、フレーム周期
で繰り返し読み出し信号処理をして出力することで静止
画が得られる。

【００２０】このように蓄積電荷（１）の量と蓄積電荷
（２）の量が略一致するように制御を行うので、動画と
静止画とで露光量の差が少ない適正レベルを有する良好
な画質を保つことができるという効果が得られる。更に
静止画の撮像を１フィールド以内の短い露光時間で行う
ので、動解像度の低下を抑えた静止画を得ることができ
る。また、利得の制御を行わず絞り駆動制御と電子シャ
ッタ制御のみで静止画のレベルを補正するので構成が簡
単になり、小型で安価な撮像装置を得ることができる。

【００２１】次に図３を用いて、電子シャッタ制御を使
用していない場合における、動画撮像時と静止画取り込
み時の絞り１０３の制御と撮像素子１０２の動作につい
て説明する。まず動画撮像時には、信号処理回路１０４
からの信号量情報１１４と絞り検出回路１０７からの絞
り位置検出信号１１２とを用いて、マイコン１０９は撮
像素子１０２の蓄積電荷量が適正レベルに保たれるよう
に、絞り駆動回路１０６を介して絞り１０３を制御す
る。

【００２２】次に静止画取り込み時には、静止画取り込
み時の蓄積電荷（２）の量が動画撮像時の撮像素子１０
２の蓄積電荷（１）の量と略一致するように絞り１０３
の閉鎖を開始する時刻ｔ₁を決める。このタイミングで
絞り１０３を閉鎖するようにマイコン１０９が絞り駆動
回路１０６を制御し、絞り１０３は時刻ｔ₂に閉鎖を完
了する。蓄積電荷（２）に基づく映像信号のデータを信
号処理回路１０４の内部のメモリに記憶し、フレーム周
期で繰り返し読み出し信号処理をして出力することで静
止画が得られる。

【００２３】このように蓄積電荷（１）の量と蓄積電荷
（２）の量とが一致するように制御を行うので、動画と
静止画とで露光量の差の少ない適正レベルの良好な画質
を保つことができるという効果が得られる。更に、利得
の制御を行わず絞り駆動制御のみで静止画のレベルを補
正するので構成が簡単になり、小型で安価な撮像装置を
得ることができる。

【００２４】《第２実施例》この発明の第２の実施例に
ついて、図４ないし図７を参照しながら説明する。

【００２５】図４は本発明の第２の実施例による撮像装
置のブロック図を示す。図４において、レンズ１０１に
より形成された被写体の光学像は絞り１０３を経て、撮
像素子（ＣＣＤ）１０２に入射され光電変換される。絞
り１０３は撮像素子１０２の入射光の光量を調節できる
とともに、完全に閉じて入射光を遮断することもでき
る。撮像素子１０２の出力端はＡ／Ｄ変換器１１７の入
力端に接続され、撮像素子１０２の出力はアナログ／デ
ジタル変換される。Ａ／Ｄ変換器１１７の出力端は信号
処理回路１０４の入力端に接続され、デジタル出力は後
で詳しく説明する動画あるいは静止画の信号処理回路１
０４に入力される。信号処理回路１０４の出力の映像信
号は出力端子１０５から出力される。信号処理回路１０
４は、メモリ制御回路制御信号１１８、信号量情報１１
４及び動画／静止画切換信号１１９を伝送するそれぞれ
の伝送線により、マイクロコンピュータ（以後マイコン
と略称する）１０９に接続されている。絞り駆動回路１
０６は、その入力端がマイコン１０９に接続され、出力
端が絞り１０３に接続されて、マイコン１０９からの絞
り制御信号１１１により絞り１０３を制御する。

【００２６】絞り検出回路１０７は、マイコン１０９と
絞り１０３の間に接続され、絞り１０３の開度に対応す
る絞り位置を検出して、絞り位置検出信号１１２をマイ
コン１０９に入力する。電子シャッタ制御回路１０８
は、その入力端がマイコン１０９に接続され、出力端が
撮像素子１０２に接続され、マイコン１０９からの電子
シャッタスピード制御信号１１３に基づいて、光電変換
により撮像素子１０２内に生じた電荷を所定の期間に掃
き出すことにより、電荷の蓄積期間を制御する。同期信
号発生回路１１６は、マイコン１０９及び電子シャッタ
制御回路１０８に接続され、両者に垂直同期信号１１５
を供給する。マイコン１０９には静止画の撮像を命令す
るレリーズボタン１１０が接続されている。

【００２７】図５は本発明の第２の実施例による撮像装
置における信号処理回路１０４の構成を示すブロック図
である。図５において、信号処理回路１０４は、動画と
静止画を切り換えるセレクタ回路２０１を有し、セレク
タ回路２０１の入力端はＡ／Ｄ変換器１１７の主力端に
接続され、Ａ／Ｄ変換器１１７のデジタル信号が動画信
号２０８として入力される。前記出力端は、第１メモリ
２０４及び第２メモリ２０５の各入力端にも接続され、
動画信号２０８は、第１メモリ２０４と第２メモリ２０
５に入力される。第１メモリ２０４は、奇数ラインの映
像信号を一時記憶し、第２メモリ２０５は、偶数ライン
の映像信号を一時記憶する。第１メモリ２０４及び第２
メモリ２０５は、メモリ制御回路制御信号１１８が入力
されるメモリ制御回路２０６に接続され、メモリ制御回
路２０６からのメモリ制御信号により制御される。第１
メモリ２０４及び第２メモリ２０５の出力端は加算器２
０７に接続されており、加算器２０７で加算される。加
算器２０７の出力端はセレクタ２０１の他の入力端に接
続され、加算結果の静止画信号２０９がセレクタ２０１
に入力される。セレクタ２０１には、動画／静止画切換
信号１１９が入力されている。セレクタ２０１の出力端
はカメラ信号処理回路２０２の入力端に接続されてい
る。カメラ信号処理回路２０２の他の出力端は信号量情
報検出回路２０３の入力端に接続され、信号量情報検出
回路２０３の出力端から信号量情報１１４が出力され
る。

【００２８】図６は本発明の第２の実施例による電子シ
ャッタ制御及び絞り駆動制御と蓄積電荷量の関係を示す
タイミング図である。図６において、（ａ）は垂直同期
信号ＶＤ、（ｂ）は電子シャッタ制御における電荷掃き
出し期間Ｓを示す。図６の（ｃ）は絞り駆動制御による
絞りの開度、（ｄ）は撮像素子の蓄積電荷量を示し、
（ｅ）は静止画撮像命令を示す。

【００２９】図７は本発明の第２の実施例による撮像素
子１０２のＣＣＤの読み出し動作を示す模式図である。
図７の左側にＣＣＤの画素の配列を示し、中央部に動画
撮像時のＣＣＤ読み出し動作を示し、右側に静止画取り
込み時のＣＣＤ読み出し動作を示す。

【００３０】以上のように構成されたこの発明の第２の
実施例の撮像装置について、以下その動作を説明する。
図４において、まず、レンズ１０１を通して光学像を撮
像素子１０２上に形成する。撮像素子１０２は光学像を
光電変換して電荷を蓄積する。撮像素子１０２の出力信
号をＡ／Ｄ変換器１１７でアナログ／デジタル変換す
る。Ａ／Ｄ変換器１１７のデジタル出力信号は信号処理
回路１０４に入力され動画または静止画の信号処理が行
われて、出力端子１０５から映像信号として出力され
る。また、同期信号発生回路１１６で発生した垂直同期
信号に同期して、マイコン１０９が絞り制御回路１０６
と電子シャッタ制御回路１０８を制御する。動画撮像時
には、絞り制御回路１０６と電子シャッタ制御回路１０
８で露光制御を行うので適切な露光制御を行うことがで
きる。

【００３１】第２の実施例が第１の実施例と異なるの
は、静止画撮像命令を入力するためのレリーズボタン１
１０を新たに設けた点である。次に図６を用いて、レリ
ーズボタン１１０の閉により静止画撮像命令の信号が入
力された時の、電子シャッタ制御と絞り駆動制御の動作
について説明する。

【００３２】まず、時刻ｔ₁にレリーズボタン１１０が
押されて閉となり、静止画撮像命令の信号がロウレベル
となると、電子シャッタ制御回路１０８は、電荷掃き出
し期間Ｓが期間Ｓ₁ないしＳ₄で示すように徐々に長くな
るようにマイコン１０９によって制御される。そのため
電荷の蓄積期間Ｔは期間Ｔ₁ないしＴ₃で示すように徐々
に短くなり電子シャッタのスピードが高速シャッタ側に
遷移する。電荷の蓄積期間Ｔが短くなっても撮像素子１
０２の蓄積電荷量が適正レベルを保つように、マイコン
１０９は絞り駆動回路１０６を介して絞り１０３の絞り
開度が大きくなるように制御する。従って、領域７０１
ないし７０５の面積に対応する蓄積電荷（１）ないし
（５）のそれぞれの量はほぼ一定に保たれる。電子シャ
ッタが高速シャッタ側に遷移後、電子シャッタ制御回路
１０８は電荷の掃き出しによって電荷の蓄積時間を制御
するための電子シャッタの制御を止める。電子シャッタ
制御回路１０８は、その時の電子シャッタのスピード
と、絞り検出回路１０７からの絞り位置検出信号１１２
とを用いて、領域７０５の蓄積電荷（５）の量と領域７
０６の蓄積電荷（６）の量が略一致するように、絞り１
０３の閉鎖を開始するタイミングの時刻ｔ₂を決定す
る。この決定されたタイミングで絞り駆動回路１０６は
絞り１０３の閉鎖を開始し、時刻ｔ₃で閉鎖が完了す
る。絞り１０３の閉鎖後は、入射光がないので電荷の蓄
積は行われない。蓄積電荷（６）に基づく映像信号のデ
ータは信号処理回路１０４の内部のメモリに記憶され、
フレーム周期で繰り返し読み出し信号処理をして出力す
ることで静止画が得られる。

【００３３】このように蓄積電荷（１）から蓄積電荷
（５）までのそれぞれの量を一定の適正レベルに保つよ
うに電子シャッタと絞り１０３を制御するとともに、蓄
積電荷（５）の量と蓄積電荷（６）の量が一致するよう
に絞り１０３の閉鎖のタイミングを制御するので、動画
と静止画とで露光量の差の少ない適正レベルの良好な画
質を保つことができるという効果が得られる。更に静止
画の撮像を垂直同期信号ＶＤの周期より短い露光時間で
行うので、動解像度の低下を抑えた静止画を撮影するこ
とができる。また、利得制御を行わず絞り駆動制御と電
子シャッタ制御のみで静止画のレベルを補正するので、
構成が簡単になり小型で安価な撮像装置を得ることがで
きる。

【００３４】次に、図５と図７を用いて動画撮像時と静
止画撮像時の撮像素子１０２からの読み出し動作と信号
処理回路１０４の動作を詳細に説明する。図７に示すよ
うに、既知の動画撮像時の撮像素子１０２の読み出し動
作は、偶数フィールドでは、ライン２ｎ（ｎは自然数）
とライン（２ｎ＋１）の画素を混合（一般に、ＰＤミッ
クスと呼ばれている）して読み出す。奇数フィールドで
は、ライン（２ｎ−１）とライン（２ｎ）の画素を混合
して読み出す。これに対し静止画の取り込み時には、絞
り１０３を閉鎖して電荷が蓄積しないようにした後、２
フィールドの期間中に奇数フィールドでは奇数ラインを
読み出し、偶数フィールドでは偶数ラインを読み出す。

【００３５】次に、動画撮像時は、図４におけるマイコ
ン１０９が動画／静止画切換信号１１９で図５の信号処
理回路１０４のセレクタ回路２０１を動画信号２０８側
に切換え、カメラ信号処理回路２０２が信号処理を行
い、出力端子１０５から動画を出力する。

【００３６】また、静止画撮像時はメモリ制御回路２０
６の制御より、奇数フィールドで読み出された奇数ライ
ンの信号は第１メモリ２０４に記憶される。同様に偶数
フィールドで読み出された偶数ラインの信号は第２メモ
リ２０５に記憶される。一旦記憶された奇数ラインと偶
数ラインの信号は、動画撮像時の撮像素子１０２の読み
出しと同じ組み合わせで第１メモリ２０４と第２メモリ
２０５からフレーム周期で繰り返し読み出され加算器２
０７で加算されて静止画信号となる。マイコン１０９は
上記のメモリ動作を行うように、メモリ制御回路制御信
号１１８でメモリ制御回路２０６に指示を行う。そして
動画／静止画切換信号１１９でセレクタ回路２０１を静
止画信号側に切換え、カメラ信号処理回路２０２が信号
処理を行い、出力端子１０５から静止画を出力する。

【００３７】このように複数のラインを組み合わせ画素
を混合して読み出すのは、色分離を行うためである。図
７に示した配列の色フィルタを用いた場合、画素混合し
て読み出すことにより、２Ｒ−Ｇと２Ｂ−Ｇの色信号を
得ることができる。また、このような構成にすること
で、１フィールドの蓄積データから１フレーム静止画を
出力できるので、簡単な構成で垂直解像度の高い静止画
を得ることができる。

【００３８】また、このような構成にすることにより、
動画と静止画を共通のカメラ信号処理回路２０２で信号
処理することができる。１フィールドの蓄積データから
静止画を信号処理して出力するので、簡単な構成で動解
像度の低下を抑えたカラー静止画を撮影することができ
る。

【００３９】《第３実施例》この発明の第３の実施例に
ついて、図８と図９を参照しながら説明する。図８は本
発明の第３の実施例による撮像装置を示すブロック図で
ある。図８において、レンズ１０１により形成された被
写体の光学像は絞り１０３を経て、撮像素子（ＣＣＤ）
１０２に入射され光電変換される。絞り１０３は撮像素
子１０２の入射光の光量を調節できるとともに、完全に
閉じて入射光を遮断することもできる。撮像素子１０２
の出力端はＡ／Ｄ変換器１１７の入力端に接続され、撮
像素子１０２の出力はアナログ／デジタル変換される。
Ａ／Ｄ変換器１１７の出力端は信号処理回路１０４の入
力端に接続され、デジタル出力は後で詳しく説明する動
画あるいは静止画の信号処理回路１０４に入力される。
信号処理回路１０４の出力の映像信号は出力端子１０５
から出力される。信号処理回路１０４は、メモリ制御信
号１１８、信号量情報１１４及び動画／静止画切換信号
１１９を伝送するそれぞれの伝送線により、マイクロコ
ンピュータ（以後マイコンと略称する）１０９に接続さ
れている。絞り駆動回路１０６は、その入力端がマイコ
ン１０９に接続され、出力端が絞り１０３に接続され
て、マイコン１０９からの絞り制御信号１１１により絞
り１０３を制御する。

【００４０】絞り検出回路１０７は、マイコン１０９と
絞り１０３の間に接続され、絞り１０３の開度に対応す
る絞り位置を検出して、絞り位置検出信号１１２をマイ
コン１０９に入力する。電子シャッタ制御回路１０８
は、その入力端がマイコン１０９に接続され、出力端が
撮像素子１０２に接続され、マイコン１０９からの電子
シャッタスピード制御信号１１３に基づいて、光電変換
により撮像素子１０２内に生じた電荷を所定の期間に掃
き出すことにより、電荷の蓄積時間を制御する。同期信
号発生回路１１６は、マイコン１０９及び電子シャッタ
制御回路１０８に接続され、両者に垂直同期信号１１５
を供給する。マイコン１０９には静止画の撮像を命令す
るレリーズボタン１１０が接続されている。マイコン１
０９にはさらに静止画撮像準備の命令を入力するための
モードスイッチ４２０が接続されている。

【００４１】図９は本発明の第３の実施例による、電子
シャッタ制御と絞り駆動制御と蓄積電荷量との関係を示
すタイミング図である。図９において、（ａ）は垂直同
期信号ＶＤ、（ｂ）は電子シャッタ制御における電荷掃
き出し期間Ｓ、（ｃ）は絞り駆動制御における絞りの開
度を示す。図９の（ｄ）は撮像素子１０２の蓄積電荷
量、（ｅ）は静止画撮像準備命令のタイミング、（ｆ）
は静止画撮像命令のタイミングをそれぞれ示す図であ
る。

【００４２】以上のように構成された第３の実施例の撮
像装置について、以下その動作を説明する。図８におい
て、まず、レンズ１０１を通して光学像を撮像素子１０
２上に形成する。撮像素子１０２のＣＣＤは光学像を電
荷に光電変換して電荷を蓄積する。撮像素子１０２の出
力信号をＡ／Ｄ変換器１１７でアナログ／デジタル変換
する。Ａ／Ｄ変換器１１７のデジタル出力信号は信号処
理回路１０４に入力され動画または静止画の信号処理が
行われて出力端子１０５から映像信号として出力され
る。また、同期信号発生回路１１６で発生した垂直同期
信号に同期して、マイコン１０９は絞り駆動回路１０６
と電子シャッタ制御回路１０８を制御する。動画撮像時
には、絞り駆動回路１０６と電子シャッタ制御回路１０
８で露光制御を行うので適切な露光制御を行うことがで
きる。

【００４３】第３の実施例が第２の実施例と異なるのは
静止画撮像準備命令を入力するためのモードスイッチ４
２０を設けた点である。図８及び図９を用いて、静止画
撮像準備命令と静止画撮像命令が出された時の撮像素子
１０２の電子シャッタ制御と絞り駆動制御の動作につい
て説明する。

【００４４】まず、時刻ｔ₁でモードスイッチ４２０を
閉にして信号をロウレベルとし静止画撮影モードにおけ
る静止画撮像準備命令が出されると、電子シャッタ制御
回路１０８は、撮像素子１０２の電荷掃き出し期間Ｓを
期間Ｓ₁ないしＳ₄に示すように徐々に長くし、電子シャ
ッタスピードが高速シャッタ側に遷移するように、マイ
コン１０９によって制御される。このとき、撮像素子１
０２の蓄積電荷（１）ないし（７）の量が常に適正レベ
ルを保つように、絞り駆動回路１０６が絞り１０３を開
くように駆動する。時刻ｔ₂で電子シャッタが高速シャ
ッタ側に遷移した後、絞り１０３による露光制御を行い
つつ動画の撮像を行う。上記の静止画撮像モードにおけ
る動画の撮像時には、絞り制御回路１０６で絞り１０３
を制御して露光制御を行うので適切な露光制御を行うこ
とができる。

【００４５】時刻ｔ₃でレリーズボタン１１０を押して
閉にして信号をロウレベルとし静止画撮像命令が出され
ると、電子シャッタ制御回路１０８は電荷の掃き出しに
よって電荷の蓄積時間を制御する電子シャッタの制御を
止め、時刻ｔ₃における電子シャッタのスピードと絞り
検出回路１０７からの絞り位置検出信号１１２に基づく
絞り値を用いて、蓄積電荷（７）の量と蓄積電荷（８）
の量が略一致するように、絞り１０３を閉鎖するタイミ
ングを決定する。そして決定された時刻ｔ₄で、絞り駆
動回路１０６により絞り１０３が閉鎖される。蓄積電荷
（８）に基づく映像信号のデータを信号処理回路１０４
内部のメモリに記憶し、フレーム周期で繰り返し読み出
して信号処理し出力することで静止画が得られる。

【００４６】上記のように、蓄積電荷（１）から蓄積電
荷（７）までのそれぞれの電荷量が適正レベルを保つよ
うに電子シャッタと絞り１０３を制御するとともに、蓄
積電荷（７）の量と蓄積電荷（８）の量が一致するよう
に絞り閉鎖タイミングの制御を行うので、動画と静止画
での露光量の差の少ない適正レベルと良好な画質を保つ
ことができるという効果が得られる。

【００４７】このようにすることで、第２の実施例と同
様に、静止画の撮像を短い露光時間で行うので、動解像
度の低下を抑えた静止画を撮影することができる。ま
た、利得制御を行わず絞り駆動制御と電子シャッタの制
御のみで静止画のレベルを補正するので、小型で安価な
撮像装置を得ることができる。更に、レリーズボタン１
１０が押されると、直ちに絞りを閉鎖して静止画を取り
込むので、レリーズボタン１１０を押したタイミングに
対して時間遅れのない静止画を撮像することができると
いう効果が得られる。

【００４８】第３の実施例における動画撮像時と静止画
撮像時の撮像素子１０２からの読み出し動作と信号処理
回路１０４の動作は第２実施例の場合と同じであるので
重複する説明は省略する。

【００４９】第３の実施例によると、第２の実施例と同
様に１フィールドの蓄積データから１フレームの静止画
を出力するので、簡単な構成で垂直解像度の高い静止画
を撮影することができる。また、動画と静止画の信号処
理を共通の信号処理回路１０４で行うことができ、１フ
ィールドの蓄積データから静止画を信号処理して出力す
るので、簡単な構成で動解像度の低下を抑えたカラー静
止画を撮影することができる。

【００５０】なお、以上の説明では、動画撮像時は絞り
と電子シャッタによって露光制御を行うと説明したが、
この露光制御には電子シャッタを任意のシャッタスピー
ドに固定して絞りだけで行う露光制御も含まれる。

【００５１】電子シャッタ制御回路１０８は、電荷掃き
出し制御により徐々に電荷蓄積期間を短くし電子シャッ
タスピードが高速シャッタ側に遷移するようにマイコン
１０９によって制御され、同時に、撮像素子１０２の蓄
積電荷量が適正レベルを保つように絞り駆動回路１０６
が絞り１０３を制御するが、遷移する時間は、レリーズ
ボタン１１０が押されてから静止画が撮像されるまでの
時間差が使用上違和感を感じない程度の時間にすればよ
く、例えば、０．３秒程度で遷移させてもよい。また、
絞り制御で適正レベルに保つことができれば、さらに時
間を短くしてもかまわない。

【００５２】以上の説明では、電子シャッタ制御回路を
用いたもので説明したが、電子シャッタ制御機能を備え
た撮像素子駆動回路を用いても同様の効果を得ることが
できる。また、カラー静止画を得るため信号処理回路に
加算器を設けて画素の混合ができるようにしたが、輝度
レベルを適正レベルに保つだけであれば、加算器を用い
ない構成で、絞りと電子シャッタを制御するだけで、同
様の効果を得ることができる。さらに、静止画の撮像を
一回行う例でその動作を説明したが、静止画の撮像を繰
り返し行うことによって静止画撮像の連写を行うことも
できる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、動画と静止画とで露光
量の差が少なく適正なレベルに従って良好な画質を保つ
ことができるという効果が得られる。また静止画の撮像
を短い露光時間で行うので、動解像度の低下を抑えた静
止画を撮影することができるという効果が得られる。

【００５４】さらに、利得制御を行わず絞り駆動制御と
電子シャッタ制御のみで静止画レベルを補正するので、
小型で安価な撮像装置にすることができるという効果も
得られる。また、動画撮像時、絞り制御回路１０６と電
子シャッタ制御回路１０８で露光制御を行うので適切な
露光制御を行うことができる。

【００５５】さらに、動画・静止画を共通のカメラ信号
処理回路で信号処理を行うことができ、簡単な構成でカ
ラー静止画を撮影することができるという効果も得られ
る。また、メモリから撮像素子と同じ形式で読み出し、
１フィールドの蓄積データからフレーム静止画を出力す
るので、簡単な構成で垂直解像度の高い静止画を撮影す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による撮像装置のブロック
図

【図２】本発明の第１実施例による絞りと撮像素子の第
１の動作を示すタイミング図

【図３】本発明の第１実施例による絞りと撮像素子の第
２の動作を示すタイミング図

【図４】本発明の第２実施例による撮像装置のブロック
図

【図５】本発明の第２実施例による撮像装置の信号処理
回路のブロック図

【図６】本発明の第２実施例による電子シャッタ制御と
絞り駆動制御と蓄積電荷量の関係を示すタイミング図

【図７】本発明の各実施例による撮像装置の撮像素子の
読み出し動作を示す模式図

【図８】本発明の第３実施例による撮像装置のブロック
図

【図９】本発明の第３実施例による電子シャッタ制御と
絞り駆動制御と蓄積電荷量の関係を示すタイミング図

【図１０】従来の撮像装置を示すブロック図

【符号の説明】

１０１・・・レンズ１０２・・・撮像素子１０３・・・絞り１０４・・・信号処理回路１０６・・・絞り駆動回路１０７・・・絞り検出回路１０８・・・電子シャッタ制御回路１０９・・・マイコン１１０・・・レリーズボタン１１６・・・同期信号発生回路４２０・・・モードスイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射した光学像を光電変換する撮像素子
と、前記撮像素子の光電変換において生じた電荷を所定の期
間に掃き出すことにより電荷の蓄積時間を制御する撮像
素子の電子シャッタの制御回路と、前記撮像素子への入射光量を制限する絞りと、前記絞りを駆動する絞り駆動回路と、前記絞りの開度に対応する絞り位置を検出する絞り位置
検出手段と、前記電子シャッタの制御回路と前記絞り駆動回路とを制
御するマイクロコンピュータとを具備し、前記マイクロコンピュータが、前記絞りと電子シャッタ
による露光制御を行いつつ動画の撮像を行っているとき
に前記電荷の掃き出しによる電子シャッタの制御を停止
させ、停止から所定時間後に前記絞りを完全に閉鎖させ
ることにより静止画の撮像を行わせることを特徴とする
撮像装置。
【請求項２】入射した光学像を光電変換する撮像素子
と、前記撮像素子の光電変換において生じた電荷を所定の期
間に掃き出すことにより電荷の蓄積期間を制御する撮像
素子の電子シャッタの制御回路と、前記撮像素子への入射光量を制限する絞りと、前記絞りを駆動する絞り駆動回路と、前記絞りの開度に対応する絞り位置を検出する絞り位置
検出手段と、前記電子シャッタの制御回路と前記絞り駆動回路とを制
御するマイクロコンピュータと、静止画の撮像を命令する静止画撮像命令信号の入力手段
とを具備し、前記マイクロコンピュータが、前記絞りと電子シャッタ
により露光制御を行いつつ動画の撮像を行い、前記静止画撮像命令信号が入力された時には、前記電子
シャッタの制御回路は、電荷の掃き出し期間を長くする
ことによって電荷の蓄積期間を徐々に短くするように制
御した後、前記電荷の掃き出しによる電子シャッタの制
御を止めると共に所定時間後に前記絞りを閉鎖させるこ
とによって静止画の撮像を行うことを特徴とする撮像装
置。
【請求項３】入射した光学像を光電変換する撮像素子
と、前記撮像素子の光電変換において生じた電荷を所定の期
間に掃き出すことにより電荷の蓄積期間を制御する電子
シャッタ制御回路と、前記撮像素子への入射光量を制限する絞りと、前記絞りを駆動する絞り駆動回路と、前記絞りの開度に対応する絞り位置を検出する絞り位置
検出手段と、前記電子シャッタの制御回路と前記絞り駆動回路とを制
御するマイクロコンピュータと、静止画の撮像準備を命令する静止画撮像準備命令信号の
入力手段と、静止画の撮像を命令する静止画撮像命令信号の入力手段
とを具備し、前記マイクロコンピュータが、前記静止画撮像準備命令
信号が入力された時から、前記電子シャッタ制御回路は
電荷の掃き出しによって電荷の蓄積期間を徐々に短くす
るように制御して前記絞りによる露光制御を行いつつ動
画の撮像を行い、前記静止画撮像命令信号が入力された後に、前記電荷の
掃き出しによる電子シャッタの制御を止めると共に、前
記絞りを閉鎖して静止画の撮像を行うことを特徴とする
撮像装置。
【請求項４】同期信号を発生する同期信号発生回路を
備え、動画の撮像時における前記電子シャッタ制御回路の電荷
蓄積期間の制御による前記撮像素子の蓄積電荷量と、静
止画の撮像時において、電荷掃き出しによる電子シャッ
タの制御の停止の所定時間後前記絞りが閉鎖されたとき
の前記撮像素子の蓄積電荷量とが略一致するように、前
記マイクロコンピュータが前記同期信号に対する前記絞
りを閉鎖するタイミングを制御することを特徴とする請
求項１、２または３記載の撮像装置。
【請求項５】前記撮像素子の奇数ラインのデータを記
憶する第１メモリと偶数ラインのデータを記憶する第２
メモリと、第１メモリと第２メモリから読み出したデータを加算す
る加算器と、前記加算器の出力である静止画信号と、前記撮像素子か
らの動画信号を切り換えるセレクタ回路と、前記セレクタ回路の出力を信号処理するカメラ信号処理
回路とを設け、前記第１及び第２のメモリのデータに基づく信号が、前
記撮像素子からの出力信号と同じ信号になるように、第
１メモリと第２メモリから読み出したデータを前記加算
器で加算し、動画と静止画を同じカメラ信号処理回路で
信号処理するように構成したことを特徴とする請求項
１、２、３または４記載の撮像装置。