JPS596678A - Video camera - Google Patents

Video camera

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Publication number
JPS596678A
JPS596678A JP57115508A JP11550882A JPS596678A JP S596678 A JPS596678 A JP S596678A JP 57115508 A JP57115508 A JP 57115508A JP 11550882 A JP11550882 A JP 11550882A JP S596678 A JPS596678 A JP S596678A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ccd
signal
circuit
video camera
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57115508A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaki Isogai
磯貝 正樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Nippon Kogaku KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp, Nippon Kogaku KK filed Critical Nikon Corp
Priority to JP57115508A priority Critical patent/JPS596678A/en
Publication of JPS596678A publication Critical patent/JPS596678A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/30Transforming light or analogous information into electric information

Abstract

PURPOSE:To obtain a clear still picture, by resolving a picture pickup signal photoelectrically converted by a CCD into three primary colors, synthesizing in brightness to obtain the average value, and operating optimum shutter time. CONSTITUTION:Incident light from an object projected through a half mirror forms an image by an image pickup lens 3 on an interline transferring system IL-CCD 305. An image signal of the object photoelectrically converted by the CCD 305 is inputted to a color separation circuit 306 as a time series signal and resolved into primary color signals of red, green and blue. These color signals are sent to a color signal processing section 317, and at the same time, converted to brightness signals Yc in a brightness synthesizing circuit 307. The average value is detected 308 and inputted to an operation circuit 309. This circuit 309 receives the average value, calculates optimum shutter time TS and sends the information to a driving circuit 310. Accordingly, optimum shutter time is set automatically, and automatic exposure of aperture-priority is performed.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電荷結合デバイスからなる固体撮像素子を用
いたビデオカメラに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a video camera using a solid-state image pickup device made of a charge-coupled device.

近年、ビデオカメラとピテオテーブレコーダ(以下VT
Rと言う)とを組合せたビデオシステムのも・及が広が
り、VTR側ではテープ編集に有用なスピード可変のピ
クチャーサーチ機構や静止画像(スチル)IJ+生々ど
の特殊再生機能をもたせて、益々その利用範囲を拡大し
つつある。ところで−1従来のビデオカメラでは、撮影
者の意図のままに被写界深度を自由に調節することがで
きないという欠点が指摘されている。すなわち従来のビ
デオカメラはその殆んどがオートアイリス絞りを備えて
おり、このものでは被写体輝度に応じてオートアイリス
絞りが自動的に制御されるので、それに伴って被写界深
度も変化してしまい、従って被写界深度を撮影者の意図
のままKIA整することは全く不可能であった。そこで
絞りに加えて撮像素子の感度を調節可能にすることで例
えば低感度にしたときに絞りを開いて被写界深度を浅く
するなど、成る程度の範囲での被写界深度の調整ができ
るようにしたものが考えられたが、この様な撮像素子を
使ったビデオカメラにおいてもシャッタータイムは14
0秒に固定であり、動きの速い被写体を撮影し、そnを
1フイールドについてスチル再生し2ても画面がプ1/
るという問題はある。
In recent years, video cameras and piteo table recorders (hereinafter referred to as VT)
The use of video systems combining the R (referred to as "R") has expanded, and VTRs have been equipped with variable-speed picture search mechanisms useful for tape editing and special playback functions such as still image (IJ) + vivid images, and their use is increasing. We are expanding our scope. By the way, it has been pointed out that -1 conventional video cameras have a drawback in that the depth of field cannot be freely adjusted according to the photographer's intention. In other words, most conventional video cameras are equipped with an auto iris aperture, and with these cameras, the auto iris aperture is automatically controlled according to the brightness of the subject, so the depth of field changes accordingly. Therefore, it is completely impossible to adjust the depth of field according to the photographer's intention. Therefore, by making it possible to adjust the sensitivity of the image sensor in addition to the aperture, it is possible to adjust the depth of field within a certain range, such as opening the aperture and shallowing the depth of field when the sensitivity is set to low. However, even in a video camera using such an image sensor, the shutter time is 14
It is fixed at 0 seconds, and even if you take a picture of a fast-moving subject and play it back as a still for 1 field, the screen will still be 1/2 seconds.
There is a problem that

すなわち、従来のビデオカメラにおいては、その撮像用
光電変換素子の光電荷蓄積時間(以下シャッタータイム
と言う)が例えば1/60秒または1/80秒の如き一
定時間に制限されているため、高速で動く被写体を撮影
録画してこれをスチール再生すると、再生画像がプした
り不鮮明になったりする結果しか得られない。こねは特
にスポーツ撮影の場合に所謂決定的瞬間をストップモー
ンヨンで再生してフオーム矯正に利用しようとするとき
問題となろう。この問題小をV T R側での信号処理
で解決しようとすると複雑で高価な回路を必要とし、V
TRの小形簡素化に逆行することになる。
In other words, in conventional video cameras, the photoelectric charge accumulation time (hereinafter referred to as shutter time) of the photoelectric conversion element for imaging is limited to a certain time, such as 1/60 second or 1/80 second, so high-speed If you shoot and record a moving subject and play it back as a still image, the only result you will get is a blurred or blurred playback image. This can be a problem especially when photographing sports and trying to reproduce the so-called decisive moment with a stop motion and use it to correct the form. Attempting to solve this problem by signal processing on the VTR side would require a complicated and expensive circuit, and the VTR
This would go against the trend of miniaturization and simplification of TR.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、
スチル再生時にプレのない鮮明な画像を得ることおよび
被写界深度を撮影者の意図する通りに任意に天分広い範
囲に亘って調節することが共に可能なビデオカメラを伏
伊することを目的としている。
The present invention was made in view of this situation, and
The purpose is to develop a video camera that is capable of obtaining clear images without blur during still playback, and that allows the depth of field to be arbitrarily adjusted over a wide range as intended by the photographer. It is said that

すなわち本発明のビデオカメラでは撮像素子として′α
荷結合デバイス(以T’ CCDど首う)を用い、との
CCDの光電荷蓄積時間(シャッタータイム)を制御手
段に、しって電子的i/C変化させるように(7たもの
で、CCD自体の電子的なシャッター機能を積極利用す
ることで高速移動物体の撮影録画のメチル再!1EIt
(おいてもブレのない画像を得ると共に、シャッタータ
・rムの調整vC工り被写界深度のかなり自由な調整を
i]能にしたものである。
In other words, in the video camera of the present invention, ′α is used as an image sensor.
Using a charge coupling device (hereinafter referred to as "CCD"), the photocharge accumulation time (shutter time) of the CCD is used as a control means to change the electronic I/C (7). By actively utilizing the electronic shutter function of the CCD itself, it is possible to capture and record high-speed moving objects.
(In addition to obtaining a blur-free image even when the camera is in use, it also allows for fairly free adjustment of the depth of field by adjusting the shutter speed and time.)

この発明において前記CCDとしてインターライン転送
方式或いはフレーム転送方式のオーバーフロ−ドレイン
+Jきのものを用いる場合、前記制御手段は、該オーバ
ーフロ−ドレインへの光電荷の排出動作を制御する電極
、すなわちオーバーフローコントロールケ−)へ与よる
コントロールパルス信号を、例えばそのデユーティ比を
変えるなど、時間的に制御する。
In the present invention, when an interline transfer type or frame transfer type overflow drain +J type CCD is used as the CCD, the control means is an electrode that controls the discharge operation of photoelectric charges to the overflow drain, i.e. The control pulse signal applied to the overflow control cable is temporally controlled by, for example, changing its duty ratio.

またCCDとしてフレーム転送方式のオーバーフロード
レイン無しのものを用いる場合には、前記制御手段は、
CCDへの垂直転送パルス信号を時間的に制御する。
Further, when using a frame transfer type CCD without an overflow drain as the CCD, the control means:
The vertical transfer pulse signal to the CCD is temporally controlled.

以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

先ず第1の実施例はCCDとしてオーバーフロードレイ
ンを備えたインターライン転送式CCD(以下IL−C
CDと葛う)を用いた例であって、第1図は前記IL−
CCDの構成を示す模式図、第2図はその動作説明用の
タイミングチャート、第5図は本実施例に係るビデオカ
メラの主要構成を示すブロック図である。
First, the first embodiment uses an interline transfer type CCD (hereinafter referred to as IL-C) equipped with an overflow drain as a CCD.
FIG. 1 shows an example using the above-mentioned IL-
FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of the CCD, FIG. 2 is a timing chart for explaining its operation, and FIG. 5 is a block diagram showing the main structure of the video camera according to this embodiment.

第1図において(100)は多数の画素を形成する光電
変換素子受光部、(101)は各受光部の電荷を垂直方
向に転送する複数の垂直転送レジスタ、(102)は受
光部の電荷を前記垂直転送レジスタ(101)に移送す
るためのトランスファーゲート、(105)は各垂直転
送レジスタ(101)からの電荷を水平方向に読み出す
ための水平転送レジスタ、(104)は出力増幅器であ
る。前記受光部(100)に隣接して設けらノしたのは
オーバーフローコントロールケート(105)オよびオ
ーバーフロードレ・イン(106)であり、受光部(1
00)に余分に蓄積された電荷をゲー) (105)の
コントロールによりオーバーフロードレイン(106)
に排出するようになさノtている。このよりなIL−C
ODそのものは従前から知られでおり、本発明ではこの
IL−CCDを撮像素子として用いるものの、その制御
信号を適当に変えることにより光電荷蓄積時間可変とい
う新らたな機能を備えたビデオカメラを得ているもので
ある。。
In FIG. 1, (100) is a photoelectric conversion element light-receiving section forming a large number of pixels, (101) is a plurality of vertical transfer registers that vertically transfers the charge of each light-receiving section, and (102) is a light-receiving section that transfers the charge of each light-receiving section. A transfer gate (105) is used to transfer charges to the vertical transfer registers (101), a horizontal transfer register (105) is used to horizontally read charges from each vertical transfer register (101), and (104) is an output amplifier. An overflow control cage (105) and an overflow drain (106) are provided adjacent to the light receiving section (100).
The overflow drain (106) is controlled by the overflow drain (105).
It should not be discharged. This more IL-C
OD itself has been known for a long time, and although the present invention uses this IL-CCD as an image sensor, it is possible to create a video camera with a new function of varying the photocharge accumulation time by appropriately changing its control signal. That's what you're getting. .

@2図に第1図のI L−CODt7)光電荷tata
+間可変方式の駆動を行なう場合のタイミングチャート
を示1.である1、第2図において(VB LK )は
垂直ブランキング信号、(φt)はトランスファーゲー
トパルスであって受光部(ioo)から垂直転送レジス
タ(101)へ電荷を転送するためび)信号、(01i
”CG)はオーバーフローコントロールゲート(105
) [与えるコントa−ルバルス信号であシ、最1部に
しジスタ(,101)および(105)から信号を読出
すタイミングを斜線ブロックで示しである。
@Figure 2 shows the IL-COD in Figure 1.7) Photocharge tata
A timing chart for driving using the variable distance method is shown in 1. 1, in FIG. 2, (VBLK) is a vertical blanking signal, (φt) is a transfer gate pulse, which is a signal for transferring charge from the light receiving part (ioo) to the vertical transfer register (101), (01i
"CG" is the overflow control gate (105
) [The timing for reading out signals from registers (, 101) and (105) is shown by diagonal blocks in the first part.

前記コントロールパルス信号(OFCG)が高■レベル
にある間は、受光部(100)で発生した光電荷の全て
をオーバーフロードレイン(106)へ排出することが
できるような電圧がゲー) (105)へ与えられ、従
ってこの期間(ηにおいては受光部(100)に元が入
射していてもそのPN接合部に生じた光電荷は蓄積され
得ない。また信号(OFCG)が低山)レベルにある間
は、受光部(100)に生じて蓄積された光電荷がトラ
ンスファーゲート(102)から垂直転送レジスタ(1
01)へあふれる前にオーバーフロードレイン(106
)へ排出するこしができるような電圧がゲート(105
)へ与えらn、従ってこの期間(TB)においては受光
部(100)での光電荷の蓄積が可能であって、過剰な
蓄積電荷はオーバーフロードレイン(106)へ排出さ
れてPyrillブルーミングの防止が果されることに
なる。
While the control pulse signal (OFCG) is at a high level, the voltage is high enough to discharge all of the photocharges generated in the light receiving section (100) to the overflow drain (106) (105). Therefore, during this period (η), even if a source is incident on the light receiving section (100), the photocharge generated at the PN junction cannot be accumulated.Also, the signal (OFCG) is at a low peak) level. During this period, the photocharge generated and accumulated in the light receiving section (100) is transferred from the transfer gate (102) to the vertical transfer register (100).
01) before overflowing to the overflow drain (106
) is applied to the gate (105
), therefore, during this period (TB), it is possible to accumulate photocharges in the light receiving section (100), and excess accumulated charges are discharged to the overflow drain (106) to prevent Pyrill blooming. It will be fulfilled.

さて第2図において、垂直ブランキング信号(VBLK
)が低レベルの垂直ブランキング期間内でその終了直前
にトランスファーゲートパルス(代)が与えられ、それ
までに受光部(100)に蓄積さnた光電荷が垂直転送
レジスタ(101)に転送される。
Now, in Fig. 2, the vertical blanking signal (VBLK
) is at a low level within the vertical blanking period and immediately before its end, a transfer gate pulse is applied, and the photocharges accumulated in the light receiving section (100) up to that time are transferred to the vertical transfer register (101). Ru.

トランスファーゲートパルス(φt)のパルス幅は受光
部(100)に蓄積された光電荷を垂直転送レジスタ(
101)に転送するに足りるパルス幅であればよい。垂
直転送レジスタ(101)へ光電荷を転送し終ると同時
にコント【゛I−ルパルス(N号(OFCG)’を高レ
ベルにし、受光部(ioo)での光電荷の蓄積を阻止す
る。次いで後述のように定めら扛る期間(Tlの経過後
にコントロールパル745号(OFCG)’を低レベル
にし、受光部(100)での光電荷の蓄積を可能な状態
にする。この状態は次のトランスファーゲートパルス(
φt)が与えられるまで続けら扛、その間に蓄積された
光電荷を該パルス(φt)によって垂直転送レジスタ(
101)へ転送し終れば再びコントロールパルス信号(
opcG) を高しベルニ4シて受光部(100)での
光電荷の蓄積を阻止し、以下こf′Lをくり返す。垂直
転送レジスタ(101)へ転送された光電荷は通常のI
L−CCDの動作に従つて垂直転送パルス信号(φv1
)(φV□)および水平転送パルス信号(φh1)(φ
h2)Kよシ順次水平転送レジスタ(105)からアン
プ(104)を介して読み出し、このような一連の動作
を行なうことにより、コントロールパルス信号(OFC
G)−d=低レベル17) 期間(T、)をシャッター
タイムとするCODの駆動か行なわれる。従ってコント
ロールパルス信号(OFCG)を高レベルにしておく前
記期間(T)は、iA]整すべき所望のシャッタータイ
ム期間(T8)とフィールド時間(TV)とから、 T = TV−Ts トシて求められ、このフィールド時間(TV)は通常の
ビデオカメラでは1/60秒であることは述べるまでも
ない。又、コントロールパルス信号(OFCG)を高レ
ベルにしておく時間Tをゼロ、つまり、常に受光部(1
00)を蓄積状態にしておくと、通常の蓄積動作となり
蓄積時間は2Tvつまり’/30秒に固定となる。
The pulse width of the transfer gate pulse (φt) is determined by the pulse width of the transfer gate pulse (φt) to transfer the photocharge accumulated in the light receiving section (100) to the vertical transfer register (
101) as long as the pulse width is sufficient to transfer the data to 101). At the same time as the transfer of the photocharges to the vertical transfer register (101) is completed, the control pulse (N (OFCG)) is set to a high level to prevent the accumulation of photocharges in the light receiving section (ioo). After the predetermined transfer period (Tl) has elapsed, the control pulse No. 745 (OFCG)' is set to a low level to enable accumulation of photocharge in the light receiving section (100). This state is used for the next transfer. Gate pulse (
The pulse (φt) continues until the pulse (φt) is applied, and the accumulated photocharge is transferred to the vertical transfer register (φt) by the pulse (φt).
101), the control pulse signal (
opcG) is increased to prevent photoelectric charges from accumulating in the light receiving section (100), and then f'L is repeated. The photocharge transferred to the vertical transfer register (101) is a normal I
According to the operation of the L-CCD, the vertical transfer pulse signal (φv1
) (φV□) and horizontal transfer pulse signal (φh1) (φ
h2) By sequentially reading from the horizontal transfer register (105) via the amplifier (104) from K to
G)-d=low level 17) The COD is driven with the period (T, ) as the shutter time. Therefore, the period (T) during which the control pulse signal (OFCG) is kept at a high level is determined by T = TV - Ts from the desired shutter time period (T8) to be adjusted and the field time (TV). Needless to say, this field time (TV) is 1/60 second in a normal video camera. In addition, the time T for which the control pulse signal (OFCG) is kept at a high level is set to zero, that is, the light receiving section (1
00) is kept in the accumulation state, normal accumulation operation occurs and the accumulation time is fixed at 2Tv, that is, '/30 seconds.

このようなオーバーフロードレイン付きのIL−CCD
を撮1象素子に用いて構成した本発明によるビデオカメ
ラの主1&構成は第6図に示す通りである。第6図の例
では第1図に示した。IL−CCDからなる撮像集子I
ll符号(305)で示さ八、またこのビデオカメラF
′、1絞り優先方式の自動露出制御を行なうカラービデ
オカメラとなっている。
IL-CCD with overflow drain like this
The main structure of a video camera according to the present invention, which is constructed using the above-mentioned image capturing element, is as shown in FIG. The example shown in FIG. 6 is shown in FIG. Imaging collection element I consisting of IL-CCD
This video camera F
', it is a color video camera that performs automatic exposure control using a single aperture priority system.

第5図において、ハーフミラ−(500)とばラー(6
oi)および接眼レンズ(,502)は光学ファインダ
ーを構成しており、−・−フばラー(600)を介して
入射する被写体からの入射光は撮像レンズ(506)に
よってI L 7CCD (505)上に結像される。
In Figure 5, a half mirror (500) and a roser (6
oi) and the eyepiece (502) constitute an optical viewfinder, and the incident light from the subject that enters through the flare (600) is captured by the imaging lens (506). imaged on top.

(,504)は撮影者が任意に設定する絞りである。I
L−CCD (505) l/r工って光電変換された
被写体像の撮像信号は時系列信号として色分離回路(,
506)へ入力され、歩測、緑(Glおよび#(B)の
6原色信号に分解される。こnら5原色信号(R1(B
l (Glはカラー信号処理部(317)へ送られる一
方、輝度信号合成回路(507)に入力されて輝度(g
号(Yc)に変換され、輝度信号(Yc)は平均値検出
回路(’、508)を介して平均値信号として演算回路
(309)に入力される。演算回路(,509)は、輝
度信号(Yo)の平均値を受けとつ−て最適シャッター
タイム(蓄積時間) (T、)を演算し、この(T8)
情報を駆動回路(510)に送る。
(, 504) is an aperture that is arbitrarily set by the photographer. I
L-CCD (505) The imaging signal of the subject image photoelectrically converted by L/R processing is sent as a time series signal to a color separation circuit (,
506) and is decomposed into 6 primary color signals of gait, green (Gl and #(B).These 5 primary color signals (R1(B)
l (Gl is sent to the color signal processing unit (317), while being input to the luminance signal synthesis circuit (507) and converting the luminance (g
The luminance signal (Yc) is input as an average value signal to an arithmetic circuit (309) via an average value detection circuit (', 508). The arithmetic circuit (,509) receives the average value of the luminance signal (Yo), calculates the optimum shutter time (accumulation time) (T,), and calculates the optimum shutter time (accumulation time) (T,).
The information is sent to the drive circuit (510).

以上のようにして設定絞りに対して最適のシャッタータ
イム(T8)が自動的に設定され、絞り優先のオート撮
影が可能となる。ここで手動にて設定した絞り値に対し
て被写体輝度が低いためシャッタータイムを1/、50
秒にしてもまだ露光量が足りないという事態が起こり得
る。この様な事態のために点線にて示した警報回路(3
20)を設け、設定絞り値に対して適正露光量が得られ
ない旨の警告を表示或いは警告音等にて行っても良い。
As described above, the optimum shutter time (T8) for the set aperture is automatically set, and aperture-priority automatic photography becomes possible. Since the subject brightness is low compared to the manually set aperture value, the shutter time is set to 1/50.
A situation may occur where the amount of exposure is still insufficient even if the exposure amount is in seconds. For this kind of situation, an alarm circuit (3
20), and a warning to the effect that an appropriate exposure amount cannot be obtained for the set aperture value may be provided by display or sound.

さらに点線にて示した絞り駆動手段(2121)を設け
、これによって適正露光量が得られる迄絞り(,504
)を開く機制御しても良い。
Further, an aperture driving means (2121) shown by a dotted line is provided, and the aperture (,504) is driven until an appropriate exposure amount is obtained.
) may be controlled.

第6図において、カラー信号処理部(317)は、(R
1(Gl (B+それぞれの信号に対するプロセス回路
(,512)(313)(514)と、カラーマトリク
ス回路(,515)と、エンコーダ回路(316’)と
からなる通常のもので、プロセス回路(512)(31
3’)14)を経た(R1CGl(Bl信号はマトリク
ス回路(315)で合成されて輝度信号(Y)と色差信
号(R−Y)および(B−Y)の5つの信号となってエ
ンコーダ回路(516)に送られ、エンコーダ回路(5
16)からNTSC等標準テレビジョン匍号として出力
される。
In FIG. 6, the color signal processing section (317) (R
1(Gl )(31
3') 14) (R1CGl (Bl signal is synthesized in the matrix circuit (315) and becomes five signals, luminance signal (Y), color difference signal (RY) and (B-Y), and sent to the encoder circuit. (516) and is sent to the encoder circuit (516).
16) is output as a standard television signal such as NTSC.

尚、第5図r(おいて(311)は各部へ動作タイミン
グを与える同期信号発生器である。
Note that (311) in FIG.

第6図の実施例において、I L −CCD (,50
5)が白色光を受光したとき、実際のCCDでは応々に
して生じることがあるが、(R1(Gl(Bl信号の出
力レベルが揃わず、例えば白色光に対して(R)信号が
(Gl(Bl 4m号より先に飽和してしまうような特
性のものである場合には、シャッタータイムの制御用の
回路として第5図の平均測光方式のものに代えて第4図
に示す第2実施例の如く特定の色成分信号のピーク値を
検出する方式のものとするのがよい。
In the embodiment of FIG. 6, I L -CCD (,50
5) receives white light, the output levels of the (R1(Gl(Bl) signals are not the same, and for example, the (R) signal for white light is Gl (Bl) If the characteristics are such that it saturates before No. 4m, use the average metering method shown in Fig. 4 as the shutter time control circuit instead of the average photometry method shown in Fig. 5. It is preferable to adopt a method of detecting the peak value of a specific color component signal as in the embodiment.

第4図において第5図と同一符号は同効部分を示し、色
分離回路(,506)からは白色光に対してCCDVr
て最初に飽和する色信号、この場合は(R1信号がピー
ク値検出回路(400) K入力され、演算回路(,5
09)は但)信号のピーク値に応じたシャッタータイム
を演算して駆動回路(310)に送る。このようにして
(R1(B) (G)信号の全てに対して飽和しないよ
うな最適露出が与えら扛る。
In FIG. 4, the same reference numerals as in FIG.
The color signal that saturates first, in this case (R1 signal), is input to the peak value detection circuit (400), and is input to the arithmetic circuit (,5
09), however, calculates the shutter time according to the peak value of the signal and sends it to the drive circuit (310). In this way, optimal exposure that does not saturate is given to all of the (R1 (B) (G) signals).

以上の第1および第2の実施例はオーバーフロードレイ
ン付きIL−CCD′(c−撮像索子に用いて′絞り優
先方式の自動露出が可能なカラービデオカメラを構成し
た場合であるが、次にフレーム転送方式+7)CCD(
以下FT−CODとTmう)を撮像素子に用いた例1/
(ついて説明する。
The first and second embodiments described above are cases in which a color video camera capable of aperture-priority automatic exposure is configured using an IL-CCD' (c-imaging element) with an overflow drain. Frame transfer method +7) CCD (
Example 1 of using FT-COD and Tm below as an image sensor
(explain about.

第5a図はオーバーフロードレイン無しのFT−CCD
を、第5b図はオーバーフロードレイン付きのFT−C
CDをそ扛ぞれ模式的に示す。第5a図のFT−CCD
は表面チャンネルFT−CCDであることが条件である
Figure 5a is an FT-CCD without overflow drain.
, Figure 5b shows the FT-C with overflow drain.
Each CD is schematically shown. FT-CCD in Figure 5a
is a surface channel FT-CCD.

これらの図において(500)は受光部、(501)U
、蓄積部、(502)は水平転送レジスタ、(503)
は読み出し用アンプ、  (504)はオーバーフロー
コントロールゲート、(505)ハオーバーフロードレ
インであり、各々の構造と機能については良く仰らnて
いるのでここでは詳述しない。
In these figures, (500) is the light receiving section, (501) U
, storage section, (502) horizontal transfer register, (503)
is a readout amplifier, (504) is an overflow control gate, and (505) is an overflow drain.The structure and function of each have been well described, so they will not be described in detail here.

第6a図は第5a図に示したオーバーフロードレインの
無いFT−CCDを水平・垂直とも2相駆動方式で動作
させる場合に本発明のシャッタータイム(蓄積時間)を
変化させる駆動動作を行なわせるときの各部信号のタイ
ミングチャートである。(VBLK)は垂直ブランキン
グ信号、(φ8、)(φa2)は受光部(500)の帥
直転送電極へ与える垂直転送パルス信号であり、この垂
直転送パルス信号(φ81)(φ8□)の高レベル電圧
は、受光部の宵、極下に光電荷の蓄積を可能にするよう
な電圧であり、逆に低レベル電圧は、電極下への光電荷
の蓄積を不可能にするような電圧である、 このようなFT−CCDによる場合、本発明では垂直転
送メルフ11号(φ8□)(911i2)のパルス立上
り時刻を可変制御することでシャッタータイム(蓄積時
間)を変えることになる。すなわち通常のFT−CCD
の駆動力式では垂直転送パルス信号(φa1)(φ1.
)はそれぞれ垂直ブランキング期間(Tvbik)に同
期してその終了と共に立上るものであったが、この発明
ではそれ以後の任意の時間遅れて立上らせ、この時間を
可変制御することにより受光部(500)での光電荷の
蓄積時間、すなわちシャ・ゲタ−タイムを所望値に調整
するものである。従って(φa1)については(Ta)
の期間、(φ8.)Kついては(Tb)の期間だけ光電
荷の蓄積が行なわれることになり、インターレース動作
が果される。
Fig. 6a shows the driving operation for changing the shutter time (storage time) of the present invention when the FT-CCD without an overflow drain shown in Fig. 5a is operated in a two-phase drive system both horizontally and vertically. It is a timing chart of each part signal. (VBLK) is a vertical blanking signal, (φ8,) (φa2) is a vertical transfer pulse signal applied to the vertical transfer electrode of the light receiving section (500), and the height of this vertical transfer pulse signal (φ81) (φ8□) is The level voltage is the voltage that allows the accumulation of photocharges below the electrode, and the low level voltage is the voltage that makes it impossible to accumulate the photocharges below the electrode. In the case of such an FT-CCD, in the present invention, the shutter time (storage time) is changed by variably controlling the pulse rise time of the vertical transfer MELF No. 11 (φ8□) (911i2). In other words, a normal FT-CCD
In the driving force formula, vertical transfer pulse signal (φa1) (φ1.
) were to rise at the end of each vertical blanking period (Tvbik) in synchronization with the vertical blanking period (Tvbik), but in this invention, they are caused to rise after an arbitrary time delay after that, and by variable control of this time, the light reception The photoelectric charge accumulation time in the section (500), that is, the charger time, is adjusted to a desired value. Therefore, for (φa1), (Ta)
For the period (φ8.)K, photocharge is accumulated only for the period (Tb), and an interlacing operation is achieved.

(φbl)(φbz)は蓄積部(501)から水平転送
レジスタ(502)への転送パルスであり、第6a図で
はそのうちの一方(φbl)のみを示しである。第6a
図で(φa1)(φa2)および(φb1)の斜線部分
は、垂直ブランキング期間(Tvb i k )におけ
る受光部(500)から蓄積部(501)への転送期間
でおり、これは必ず垂直ブランキング期間(Tvb i
 k )内で終ら力はtばならないのは勿論である。垂
直有効期間内で転送パルス(φb1)(φb2)は垂直
画票数に相当する数だけ発せらn1水平プランギングル
」間毎に1水平走査線分の電荷を水平転送レジスタ(5
02)へ転送する。
(φbl) (φbz) are transfer pulses from the storage section (501) to the horizontal transfer register (502), and only one of them (φbl) is shown in FIG. 6a. Chapter 6a
In the figure, the hatched portions (φa1), (φa2), and (φb1) are the transfer period from the light receiving section (500) to the storage section (501) during the vertical blanking period (Tvb i k ), and this is always the vertical blanking period (Tvb i k ). Ranking period (Tvb i
Of course, the force must be t within k). Within the vertical effective period, transfer pulses (φb1) (φb2) are emitted as many times as the number of vertical pixels.
02).

第6b図は第5b図に示したオーバーフロードレイン付
きのFT−ccoを用いた場合に本発明のシャッタータ
イム(蓄積時間)を変化させる駆動動作の各部信号のタ
イミングチャートでおり、垂直転送パルス信号(φaX
)(φ8□)およびλ−バー70−コントロールケー 
) (504)へのコントロールパルス信号(OF C
(j )以外は第6a図と変り斤い。
FIG. 6b is a timing chart of various signals of the drive operation that changes the shutter time (accumulation time) of the present invention when the FT-cco with an overflow drain shown in FIG. 5b is used, and the vertical transfer pulse signal ( φaX
) (φ8□) and λ-bar 70-control cable
) (504) control pulse signal (OF C
Other than (j), it is different from Figure 6a.

垂直転送パル2421号(φa1)(φ3□)は紀6a
図の場合と同様に高レベルが光電荷蓄積不能電圧、低レ
ベルが光電荷蓄積不能電圧であり、コントロールパルス
信号(OFCG)の高レベルの電圧は光電荷の蓄積状態
41(f!:つ−Cいる受光部電極下に蓄積さ71゜る
電W′Jをオーバーノロ−ドレイン(505)に排出す
ることができるような電圧、低レベルの甫F「ば、蓄積
さむた電、荷があふオLる前にオーバーフロードレイン
(5(J5)に1,11出することができるような′t
L圧である。第61)図において、成るフィールド期間
′(TV、) II(おいてIIJ伯号信号3□)の印
加さねている電極下は光電荷蓄積O1能状態になってい
るが、コントロールパルス個→・)(OFCG)の高レ
ベル期間(Tlの間はノーバー70−じレイ7(505
) (/ζ電荷カ排出さIしてし貰うため苺槓は行なわ
)Lない。次いでコントロールバルスイcr−s (0
FCG )の低レベル期間(T、)になるとオーバーフ
ロードレイン(505)への電荷の排出がされな(なる
ためここに至ってはじめて光電荷の蓄積が開始される。
Vertical transfer pal No. 2421 (φa1) (φ3□) is E6a
As in the case of the figure, the high level is the photocharge storage disabled voltage, and the low level is the photocharge storage disabled voltage, and the high level voltage of the control pulse signal (OFCG) is the photocharge storage state 41 (f!: If the voltage is low enough to discharge the 71° electric charge W'J accumulated under the photoreceptor electrode C to the overflow drain (505), the accumulated electric charge will increase. The overflow drain (1, 11 can be output to 5 (J5) before turning off)'t
It is L pressure. In Fig. 61), during the field period '(TV, ) II (and IIJ signal 3□) is not applied under the electrode, the photo-charge accumulation O1 is enabled, but the number of control pulses → ) (OFCG) during the high level period (Tl)
) (/ζ Do the strawberry dumping to get the electric charge discharged) L No. Next, control valve switch cr-s (0
During the low level period (T, ) of FCG), charges are not discharged to the overflow drain (505) (because this occurs, photocharge accumulation starts only at this point).

引き続くフィールド期間(TV2)Vrおいては信号(
φ11)の印加さ扛ている受光部電極下にて同様の動作
が行なわれ、このよウナオーバーフローコントロールゲ
ート(504’)へのコントロール信号の立下り時刻の
可変制御により第1図および第2図の例と同様にシャッ
タータイム(光電荷蓄積時間)を可変とする駆動が達成
される。これらのFT−CCDを用いて第5図と同様の
絞り優先方式の自動露出制御を可能とするビデオカメラ
が構成できるのはもはや詳述するまでもない。
In the subsequent field period (TV2) Vr, the signal (
A similar operation is performed under the light-receiving electrode to which φ11) is applied, and by variable control of the fall time of the control signal to the overflow control gate (504'), the results shown in FIGS. 1 and 2 are Driving with variable shutter time (photocharge accumulation time) is achieved in the same manner as in the above example. There is no need to explain in detail that a video camera capable of automatic exposure control using the aperture priority system similar to that shown in FIG. 5 can be constructed using these FT-CCDs.

尚、このFT−CODでは、それがオーバーフロードレ
インを備えていても或いは備えていなくても、構造上の
理由で垂直転送期間(第6arb図のfP+線部)中に
も受光が行なわ詐るから、前記シャッタータイム(T8
)を極端に短かくすることはできないAに注意すべきで
ある。
In addition, in this FT-COD, regardless of whether it is equipped with an overflow drain or not, light reception is falsely performed even during the vertical transfer period (fP+ line part in Fig. 6 arb) due to structural reasons. , the shutter time (T8
) should be noted that A cannot be made extremely short.

以上に述べた例ではビデオカメラの構成例として絞り優
先方式のものを挙げたが、例えばオートアイリス機構の
レンズを使用することrCよってシャッタースピード優
先方式の自動露出制御にも本発明を適用でき、第7図は
この場合のビデオカメラの主要構成を示I、ている。第
7図において第6図又は第4図のものと異なるところは
、撮f#素子F(I L −CCD (,505) K
代えてF T −COD(519)を用い、平均値検出
回路C508)で得た輝度信号平均値を演算回路(31
B)で演算して、蓄積時間(シャッタータイム)f与え
る信号を得る代りに、絞り値制御信号を得ることと、こ
の絞り値制御信号を絞り駆動部(700) If(与え
て絞り(304)を自動調節し、シャッタータイムは駆
動回路(610)にマニュアル設定したことである。絞
り駆動部(700)は通常のオートアイリス機構と同様
にモーター制御回路(701)と出力増幅器(702)
および数多駆動モータ(70,5)とからなる。かぐし
てマニュアル設定により短いシャッタータイムで撮影を
行ない1フイールドのみについて再生すればブレの少な
い見易いスチル画像を得ることができる。ここで手動に
て設定したシャッタータイムに対して被写体輝度が低い
ため絞りを開放にしてもまだ露光量が足りないという事
態が起こり得る。この様な事態のため16点線にて示し
た警報回路(,520)を設け、設定シャッタータイム
に対して適正露光量が得ら几ない旨の警告を表示或いは
警告音等にて行っても良い。
In the example described above, an aperture-priority system was used as an example of a video camera configuration, but the present invention can also be applied to automatic exposure control using a shutter speed-priority system, for example by using a lens with an auto-iris mechanism. Figure 7 shows the main configuration of the video camera in this case. The difference in FIG. 7 from those in FIG. 6 or 4 is that the f# element F(I L -CCD (,505) K
Instead, using F T -COD (519), the average value of the luminance signal obtained by the average value detection circuit C508) is
Instead of calculating in step B) to obtain the signal that gives the accumulation time (shutter time) f, obtain an aperture value control signal, and apply this aperture value control signal to the aperture drive unit (700) If (give it to the aperture (304) is automatically adjusted, and the shutter time is manually set in the drive circuit (610).The aperture drive unit (700) has a motor control circuit (701) and an output amplifier (702), similar to a normal auto iris mechanism.
and multiple drive motors (70, 5). If you manually set the camera to shoot with a short shutter time and playback only one field, you can obtain an easy-to-read still image with less blur. Here, since the brightness of the subject is low relative to the manually set shutter time, a situation may occur where the amount of exposure is still insufficient even if the aperture is opened. For this kind of situation, an alarm circuit (520) shown by the 16-dot line may be installed to display or sound a warning that the appropriate exposure amount cannot be obtained for the set shutter time. .

さらに点線にて示した演算回路(,518)からの露光
量不足の出力信号υζよって1/60  秒を限度とし
て適正露光量が得ら几る迄駆動回路(310) &rて
シャッタータイムを長くする様制御しても良い。
Further, based on the output signal υζ indicating insufficient exposure from the arithmetic circuit (518) indicated by a dotted line, the drive circuit (310) lengthens the shutter time until the appropriate exposure is obtained within 1/60 seconds. You can control it as you like.

尚、これまでに述べた実施例では、オーバーフロードレ
イン付きのIL−CCDを用いた絞り優先方式のもの(
第6図と第4図)、およびFT−CCDのシャッタース
ピード優先方式のもの(第7図)についてカメラ回路構
成を例示【7たが、この他VCもオーバーフロードレイ
ン付きIL−CCDによるシャッタースピード優先方式
のものや、FT−CCDKよる絞り優先方式のものなど
も構成できることは勿論であり、特に絞り優先方式に限
るならオートアイリス駆動用モータ等が不要であるので
ビデオカメラとしての小形軽量化に有利で企る。
In addition, in the embodiments described so far, the aperture priority method using an IL-CCD with an overflow drain (
6 and 4) and the FT-CCD with shutter speed priority system (Fig. 7). Of course, it is also possible to configure a camera using an aperture-priority system using FT-CCDK or an aperture-priority system using an FT-CCDK.In particular, if the camera is limited to an aperture-priority system, an auto-iris drive motor is not required, which is advantageous for making the video camera smaller and lighter. plan

以上に述べたように本発明では、シャッタータイムが可
変であるから絞り優先方式で任意の絞り、従って任意の
被写界深度での自動露出撮影が可能となるものである。
As described above, in the present invention, since the shutter time is variable, it is possible to perform automatic exposure photography using an aperture-priority method at any aperture and therefore any depth of field.

また、シャッタータイムをフィールド時間(1//6o
秒)以下の任意の時間に短縮できるので、撮影結果の録
画をスチル再生するときに1フイールドのみの再生を行
うことによってブレのない鮮明な静止画像を得ることが
できる。
Also, change the shutter time to the field time (1//6o
Since the time can be shortened to any length of time below (seconds), it is possible to obtain a clear still image without blur by playing back only one field when still playing back the recording of the shooting result.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

i I 図ハオ〒ζバーフロードレイン付きIL−CO
Dの構成を示す模式図、第2図はその動作説明用のタイ
ミングチャート、第6図は本発明の第1実施例に係るビ
デオカメラの主要構成を示すブロック図、第4図は同じ
く第2実施例に係るビデオカメラの主要構成を示すブロ
ック図、第5a図はオーバーフロードレインの無いFT
−CCDの構成を示す模式図、第5b図はオーバーフロ
ードレイン付きFT−CODの構成を示す模式図、第6
a図は第5a図のFT−CCDの動作説明用のタイミン
グチャー)、第6b図は第5b図のFT−CCDの動作
説明用のタイミングチャート、第7図は本発明の第6実
施例に係るビデオカメラの主要構成を示すブロック図で
ある。 (1oo’) :受光1:+s、  (1o1) :垂
直転送レジスタ、(102): )ランスファーゲート
、(103) :水平転送レジスタ、(104) :ア
ンプ、(105) ニオ−バーフローコントロールゲー
ト、(106) ニオ−バーフロードレイン、(5(’
15) :撮像レンズ、(304) :絞り、(305
) :撮像用II、−C(’: D、  (306) 
:色分離回路、(307) :輝度信号合成回路、(,
508) :平均値検出回路、(,1509)(、”)
18 ) :演算回路、(310) :駆動回路、(5
11) :同期信号発生回路、(312X515)(3
14) :プロセス回路、(315) :カラーマトリ
クス回路、(316) :エンコーダ回路、(617)
 :カラー信号処理部、(319) :撮像用FT−C
CD。 (400) :ピーク値検出回路、(500) :受光
部、(501) :蓄積部、(5112) :水平転送
し、ジスタ、(503) :アンプ、(504) ニオ
−バーフローコントロールゲート、(5[15) ニオ
−バー”70−ドレイン、(700) :絞り駆動部、
(701) :モーター制御回路、(702) :出力
増幅器、(703):絞り駆動モータ。 代理人 、j「埋土  木 村 三 朗仲50.m ヤ5b図
i I Figure 〒ζ IL-CO with bar flow drain
2 is a timing chart for explaining its operation, FIG. 6 is a block diagram showing the main structure of the video camera according to the first embodiment of the present invention, and FIG. A block diagram showing the main configuration of the video camera according to the embodiment, FIG. 5a is an FT without an overflow drain.
- Schematic diagram showing the configuration of CCD, Figure 5b is a schematic diagram showing the configuration of FT-COD with overflow drain, Figure 6
Figure a is a timing chart for explaining the operation of the FT-CCD in Figure 5a), Figure 6b is a timing chart for explaining the operation of the FT-CCD in Figure 5b, and Figure 7 is a timing chart for explaining the operation of the FT-CCD in Figure 5b. FIG. 2 is a block diagram showing the main configuration of such a video camera. (1oo'): Light reception 1: +s, (1o1): Vertical transfer register, (102): ) Transfer gate, (103): Horizontal transfer register, (104): Amplifier, (105) Niover flow control gate , (106) Niober flow drain, (5('
15) : Imaging lens, (304) : Aperture, (305
): Imaging II, -C(': D, (306)
: Color separation circuit, (307) : Luminance signal synthesis circuit, (,
508): Average value detection circuit, (,1509)(,”)
18): Arithmetic circuit, (310): Drive circuit, (5
11): Synchronous signal generation circuit, (312X515) (3
14): Process circuit, (315): Color matrix circuit, (316): Encoder circuit, (617)
: Color signal processing unit, (319) : Imaging FT-C
CD. (400): Peak value detection circuit, (500): Light receiving section, (501): Accumulating section, (5112): Horizontal transfer register, (503): Amplifier, (504) Niober flow control gate, ( 5 [15] Niover”70-drain, (700): Aperture drive unit,
(701): Motor control circuit, (702): Output amplifier, (703): Aperture drive motor. Agent, j ``Buried soil Kimura Sanro Naka 50.m Ya 5b figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)電荷結合デバイスを撮像素子としたビデオカメラ
において、該デバイスの光電荷蓄積時間を変化させる制
御手段を備えたことを特徴とするビデオカメラ。 (2i  ′N!荷結合デバイスが前記光電荷の排出用
のオーバーフロードレインを有するものであり、且つ制
御手段が前記オーバーフロードレインへの電荷排出制御
用のケートへ与えるコントロールノ(ルス信号を時間的
に制御するものであることを特徴とする特許請求の範囲
第1項に記載のビデオカメラ。 (3)電荷結合デバイスがフレーム転送方式のものでお
り、且つ制御手段が該デバイスへの垂直転送パルス信号
を時間的に制御するものであることを特徴とする特許請
求の範囲第1項に記載のビデオカメラ。
Claims: (1) A video camera using a charge-coupled device as an image sensor, characterized in that the video camera is equipped with a control means for changing the photocharge accumulation time of the device. (2i'N! The charge-coupling device has an overflow drain for discharging the photocharge, and the control means temporally controls the control signal applied to the gate for controlling discharge of the charge to the overflow drain. A video camera according to claim 1, characterized in that the charge-coupled device is of a frame transfer type, and the control means transmits a vertical transfer pulse signal to the device. 2. The video camera according to claim 1, wherein the video camera is configured to temporally control the video camera.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6185966U (en) * 1984-11-12 1986-06-05
JPS6193072U (en) * 1984-11-22 1986-06-16
JPS63299462A (en) * 1987-05-29 1988-12-06 Hitachi Ltd Automatic exposure controller for video camera
JP2013093778A (en) * 2011-10-26 2013-05-16 Ricoh Co Ltd Imaging apparatus and signal reading method

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