JPS598478A - Exposure control device for image pickup element - Google Patents

Exposure control device for image pickup element

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Publication number
JPS598478A
JPS598478A JP57116866A JP11686682A JPS598478A JP S598478 A JPS598478 A JP S598478A JP 57116866 A JP57116866 A JP 57116866A JP 11686682 A JP11686682 A JP 11686682A JP S598478 A JPS598478 A JP S598478A
Authority
JP
Japan
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exposure
signal
time
image pickup
photometry
Prior art date
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Pending
Application number
JP57116866A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Kawahara
河原 厚
Yoshiro Nara
奈良 義郎
Norihiko Takatsu
紀彦 高津
Akimasa Satou
佐藤 暁昌
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 JP57116866A priority Critical patent/JPS598478A/en
Publication of JPS598478A publication Critical patent/JPS598478A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/75Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing optical camera components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Exposure Control For Cameras (AREA)

Abstract

PURPOSE:To attain direct photometry, by using a solid-state image pickup element having an excluding function of unnecessary signal charge and an electronic shutter function for performing exposure control as specified. CONSTITUTION:The solid-state image pickup element 34 has an excluding function of the unnecessary signal charge and the photometry element 36 detects the exposure to the image pickup element 34. Further, a photometry operating circuit 39 operates a shutter time giving an adequate exposure time from an output of the photometry element 36. Moreover, a timing control circuit 315 controls the electronic shutter function of the image pickup element 34. Then, the exposure of the image pickup element 34 is started in synchronizing with a synchronizing signal used to drive it and ends with the elapse of adequate exposure time. Further, after the end of exposure, the signal charge obtained at the exposure is stored under an optically shielded transfer electrode of the image pickup element 34 and read out in synchronizing with the synchronizing signal generated succeedingly. Thus, the direct photometry is attained with the exposure control in this way.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シャッター機能を持つ撮像素子の露光量(財
)装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an exposure amount device for an image sensor having a shutter function.

撮(2)素子を用いて電子スチルカメラを実現しようと
するときメカニカルシャッターを用いない場合には、撮
像素子自体に箪1子的なシャッター機能がなければなら
ない。ここで、電子的なシャッター機能としては、次の
機能を満たすことが要求される。
(2) When attempting to realize an electronic still camera using an image pickup element without using a mechanical shutter, the image pickup element itself must have a shutter function similar to that of a shutter. Here, the electronic shutter function is required to satisfy the following functions.

(1)露光開始までに受光部や転送部に蓄積される不要
電荷を高速で排除できること。
(1) Unnecessary charges accumulated in the light receiving section and the transfer section before the start of exposure can be eliminated at high speed.

(2)全画素に対して露光時間が同一であること。(2) The exposure time must be the same for all pixels.

13)近接する画素の間では露光開始及び終了時刻が大
きく異ならないこと。即ち、近接画素間ではタイミング
の大きなずれがないこと。
13) Exposure start and end times should not differ greatly between adjacent pixels. That is, there is no large timing difference between adjacent pixels.

(4)露光が完了した信号電荷を読み出し期間中、たと
え光が当たり1ことしても、保持できること。
(4) The signal charge after exposure can be retained during the readout period even if it is exposed to light.

このような機能を満1こすものとして、オーバーフロー
ドレインヲ持つインターライントランスファーCCI)
ヤ表面チャンネルフレームトランスフにCCDが知られ
ている。
An interline transfer CCI (interline transfer CCI) with an overflow drain has all these functions.
CCDs are known for surface channel frame transfer.

これらの電子的なシャッター機能を持つ撮像素子は、例
えばテレビジョンに於ける映像信号のフォーマットに適
合した1コマの静止画像を得る場合や、一定周期で記録
が可能となる例えばビデオディスクレコーダ等の記録装
置を用いて1コマの静止画像を得る場合、ある繰り返し
周期げ同期して撮像動作全実行することになる。例えば
、テレビジョンでは1フイールド1/60秒、  iフ
レーム1A口秒が繰り返し周期に相当する。ところで、
上述の如き電子的なシャッター機能を持つ撮像素子に高
速シャッター動作を行なわせる際の従来の駆動方法を図
面に基づいて説明する。
These image sensors with an electronic shutter function are used, for example, to obtain a single frame still image that is compatible with the video signal format of a television, or to record at a fixed period, such as in a video disc recorder. When a single-frame still image is obtained using a recording device, all imaging operations are performed in synchronization with a certain repetition period. For example, in television, one field corresponds to 1/60 second, and one i-frame per second corresponds to the repetition period. by the way,
A conventional driving method for causing an image sensor having an electronic shutter function as described above to perform a high-speed shutter operation will be described with reference to the drawings.

第1図はオーバーフロードレイン及びそのコントロール
ゲートを持つインターライントランスファーCCI)の
一部を示す説明図であり、第2図はそのシャッター動作
におけるタイミングチャートである。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a part of an interline transfer CCI having an overflow drain and its control gate, and FIG. 2 is a timing chart of its shutter operation.

第1図におい℃、1は受光部、21光遮へ(・された垂
直転送部であり、6は受光部から垂直転送g ヘ信! 
電荷を移すためのトランスファーケートである。まに、
受光部1に泊って不要信号電荷を排出するためのオーバ
ーフロードレイン4が設ケラしてオリ、受光部1とオー
バーフロードレイン4との間には、そのポテンシャル障
壁の高さを制僧1する目的でオーバーフローコントロー
ルゲート5h″−B ケL) h−cいる。このオーパ
フローコントロールゲーh5<は、正常露光中に強光線
金受けた受光部1で発生する過剰電荷によるプルーミン
グを防止するようなポテンシャル障壁の高さを与える電
圧が印加されており、CCDwシャッター動作を行なわ
せる場合には、受光部1の信号電荷を全てオーバーフロ
ードレイン4Vc排出できる雷、王が印加される。
In Fig. 1, 1 is the light receiving section, 21 is the vertical transfer section which is connected to the light shielding section, and 6 is the vertical transfer section from the light receiving section to the vertical transfer section.
It is a transfer cathode for transferring electric charges. Mani,
An overflow drain 4 is installed in the light receiving section 1 to discharge unnecessary signal charges, and an overflow drain 4 is provided between the light receiving section 1 and the overflow drain 4 for the purpose of controlling the height of the potential barrier. Overflow control gate 5h''-B KEL) h-c. This overflow control gate h5< is a potential barrier that prevents pluming due to excess charge generated in the light receiving section 1 that receives intense light during normal exposure. A voltage giving a height of 4 Vc is applied, and when the CCDw shutter operation is to be performed, a voltage of 4 Vc is applied that can drain all the signal charges in the light receiving section 1 to the overflow drain 4Vc.

第2図において、何1は垂直同期信号を示し、その周J
tJ]’J’fは1760秒である。(口1はオーバー
フロードレインゲート信号を示し、この信号がハイレベ
ルのとき、即ち時間’[、’o if受光部1の不要電
荷はtiCC1’)外部f排出され、ローレベルの時は
通常のオーバーフロードレインとしての動作を行なう。
In Fig. 2, 1 indicates the vertical synchronization signal, and its frequency J
tJ]'J'f is 1760 seconds. (Port 1 indicates the overflow drain gate signal, when this signal is high level, that is, time '[,'o if unnecessary charge of light receiving section 1 is tiCC1') external f is drained, and when it is low level, normal overflow occurs. Acts as a drain.

Plはトランスファーゲート′信号を示し、この信号h
;ハイレベルの時、それまでに受光部1rc蓄Mされた
信号雷、荷を垂直転送部2に転送する。
Pl indicates the transfer gate' signal, and this signal h
;When the level is high, the signal lightning and load stored in the light receiving unit 1rc so far are transferred to the vertical transfer unit 2.

従来のCCD自体のシャッター機能を用いる場合のタイ
ミングでは、垂直転送部2における信号電荷の記憶保持
時間を極力短くして、記憶保持中の暗電流による劣化を
防ぐ1こめ、第2図(口1のように、露光時間Te f
映像信号読み出し時間TRの直前に設定していた。この
ような露光時間の設定は、前述の工5に暗電流による信
号劣化になくなる/l−1次のような欠点がある。
When using the shutter function of the conventional CCD itself, the storage retention time of signal charges in the vertical transfer section 2 is kept as short as possible to prevent deterioration due to dark current during storage storage. The exposure time Te f
It was set just before the video signal readout time TR. Setting the exposure time in this manner has the drawback that, in step 5, signal degradation due to dark current is eliminated, which is of order /l-1.

第1には、時々刻々明るさの変化する被写体を撮影しよ
うとする際Vr必要となる露光開始(不要電荷排出動作
終了)後に、測光を始めて適正露光量に達した時点で、
信号電荷を垂直転送部へ転送するという動作ができなか
った。即ち、銀塩スチルカメラでいうダイレクト測光h
″−できfL力)つtこ。
First, when photographing a subject whose brightness changes from moment to moment, Vr is required after the start of exposure (end of unnecessary charge discharge operation), when photometry is started and the appropriate exposure amount is reached.
It was not possible to transfer signal charges to the vertical transfer section. In other words, direct photometry h in silver halide still cameras
″-DekifL force) Tsutko.

垂直転送部2は遮光されては(・るh″−1長時間信号
電荷を保持していると、受光部1に強(・光h″−当1
こつ1こりすると垂直転送部2へも影響したり、B1電
流fよる画質劣化も生じる。このため、従来のインター
ラインCCDのタイミングによれば、垂直同期信号(1
/60秒毎)と露光完了のタイミングを合わせるため、
被写体輝度情報を露光動作f先立って入力し、その入力
に基づいて露光時間を演算してシャッタータイムを求め
、1/60秒からそのシャッタータイムだけ差し引いた
時間が、ある垂直同期信号から経過した時点から露光を
開始し、次の垂直同期信号で露光を終了する、という動
作をせざるを得ないため、上述の15K、いわゆるダイ
レクト測光ができなかった。
If the vertical transfer section 2 is shielded from light (・ruh''-1) and holds signal charges for a long time, the light receiving section 1 will receive a strong (・light h''-1
If a little trick is taken, the vertical transfer section 2 will be affected, and the image quality will deteriorate due to the B1 current f. Therefore, according to the timing of the conventional interline CCD, the vertical synchronization signal (1
/60 seconds) to match the timing of exposure completion.
Input the subject brightness information before the exposure operation f, calculate the exposure time based on that input to find the shutter time, and then subtract the shutter time from 1/60 seconds and the time has elapsed since a certain vertical synchronization signal. Since it is necessary to start the exposure from 1 and then end the exposure at the next vertical synchronization signal, the above-mentioned 15K, so-called direct photometry, was not possible.

第2には、露光時間を短かく、即ちシャッタータイムを
短かくして撮影を行なう場合には、上述のように不要電
荷排出動作終了時期を厳密に制■して引続き一定のタイ
ミングで生じる垂直同期信号に同期して発生させるトラ
ンスファーゲート信号までの時間、つまりシャッタータ
イムの制御を行l工わなければならず、このために精度
の高い計測回路h″−−必要り、回路が複雑になるとい
う欠点をもってい1こ。
Second, when taking pictures by shortening the exposure time, that is, by shortening the shutter time, the vertical synchronization signal that continues to be generated at a constant timing is strictly controlled as described above when the unnecessary charge discharge operation ends. It is necessary to control the time until the transfer gate signal is generated in synchronization with the transfer gate signal, that is, the shutter time, and this requires a highly accurate measurement circuit h'', making the circuit complicated. I have one.

例えば、1/1[100秒のシャッタータイムを制御す
ることを考えると一上述の方式だと、上記のシャッター
タイム(Te)を得ることは、(1/60−1 /10
00 )秒、即ちTeキ15A(maec’)を計測す
ることになる。
For example, if we consider controlling a shutter time of 1/1 [100 seconds], using the method described above, obtaining the above shutter time (Te) is (1/60 - 1 /10
00 ) seconds, that is, Teki 15A (maec') is measured.

ここで、計測誤差を士Q、1(msec)とすると、そ
の開側精度は±0.64%の高精度が必要となる。
Here, if the measurement error is Q, 1 (msec), the open side accuracy needs to be as high as ±0.64%.

本発明は、これらの欠点を解決し、撮像素子自体のシャ
ッター機能を用いて撮像し、且つ、一定の繰抄返し周期
を持つ同期信号に同期して撮像素子からステルの映像信
号を出力する如く構成し1こ電子カメラにおい℃、露光
中の被写体の輝度変化に対応可能、即ちダイレクト測光
が可能で、しカ・も高速シャッターでも回路を簡単に構
成できるようにした撮像素子の露光側(財)装置を提供
するものである。
The present invention solves these shortcomings, captures images using the shutter function of the image sensor itself, and outputs a stealth video signal from the image sensor in synchronization with a synchronization signal having a constant repetition period. The exposure side of the image sensor is designed to be able to respond to changes in the subject's brightness during exposure, that is, direct metering. ) equipment.

本発明においては、かかる目的を達成するためf、撮像
素子の露光制闘装置KA工、固体撮f象素子測光素子、
測光演算回路及びタイミング市1j御回路を備えている
。ここで、固体撮像素子(工、不要信号電荷の排出機能
を持って(・る。測光素子を丁、固回路は、測光素子の
出力から適正露光時間であるシャッタータイムの演算を
する。そしてタイミング制(財)回路は、測光演算回路
の出力に基づいて固体撮像素子の電子的なシャッター機
能全制量する。
In order to achieve such an object, the present invention provides an exposure control device KA for an image sensor, a solid-state image sensor photometric element,
It is equipped with a photometric calculation circuit and a timing control circuit. Here, the solid-state image sensor (device) has a function of discharging unnecessary signal charges.The photometric element is connected to the solid-state image sensor, and the solid-state circuit calculates the shutter time, which is the appropriate exposure time, from the output of the photometric element. The control circuit controls the entire electronic shutter function of the solid-state image sensor based on the output of the photometric calculation circuit.

固体撮像素子の霜、予約なシャッター機能は次のようK
して制御される。
The frost of the solid-state image sensor and the reserved shutter function are as follows.
controlled by

固体撮1象素子の露光は、該固体撮像素子を駆動するプ
こめπ用いられる垂直同期信号と同期して始まり、測光
演算回路により算出された適正露光時間経過によ・つて
終り、且つ露光終了後は露光により得られた信号電荷を
固体撮像素子の光速へいされ10転送電極下に記憶し、
続いて発生する最初の垂直同期信号に同期して読み出さ
れる15にタイミング制1i11される。
Exposure of the solid-state imaging element starts in synchronization with the vertical synchronization signal used to drive the solid-state imaging element, ends when the appropriate exposure time calculated by the photometric calculation circuit has elapsed, and then the exposure ends. After that, the signal charge obtained by exposure is transferred to the light speed of the solid-state image sensor and stored under the 10 transfer electrodes.
The timing control is set to 15 which is read out in synchronization with the first vertical synchronization signal that occurs subsequently.

以下、本発明の実施例全図面に基づいて説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on all the drawings.

第6図は本発明の一実施例に係る電子スチルカメラのブ
ロック図である。絞り31を内蔵した撮影レンズ32を
通り、更fi・−フミラー弱で光路分割されTこ主光束
は、CCD 34 vr結像される。ノ・−フミラー3
3で分割されTこ他の光束は、別のノ\−フミラ−35
Vr入射し、測光素子36と図示しないビューファイン
ダーに更に分割される。
FIG. 6 is a block diagram of an electronic still camera according to an embodiment of the present invention. It passes through a photographing lens 32 with a built-in diaphragm 31, is further split into an optical path by a mirror, and is imaged by a CCD 34 vr. no-fu mirror 3
The other luminous flux is divided by 3, and is divided into 35
Vr is incident, and is further divided into a photometric element 36 and a viewfinder (not shown).

本実施例では、絞り61は、モーフ及びマグネットを含
む絞り開閉機構67に、J:りその絞り損が制御され、
且つ絞り量は絞り値検出素子38により検知され、その
情報6″−測光演算回路69に伝達されるように構成さ
れている。(、ICD 34はシャッター機能に有する
撮像素子であるが、ここではビデオカメラにも用いるこ
とのできる素子であるとして説明する。
In this embodiment, the aperture 61 is controlled by an aperture opening/closing mechanism 67 including a morph and a magnet.
In addition, the aperture amount is detected by the aperture value detection element 38, and the information is transmitted to the photometry calculation circuit 69. (The ICD 34 is an image sensor having a shutter function, This will be explained as an element that can also be used in a video camera.

本実施例の電子スチルカメラにおける動作タイミングの
制御は、連続発振する水晶振動子を持つ同期信号発生回
路31DK全て同期しており、CCDヌの出力映像信号
もビデオカメラ同様fプリアンプ311、プロセス回路
312及び同期信号相加回路313を経て、同じく同期
信号発生回路ろioi同期して動作する記録回路314
に記録される。カメラ全体のタイミング制E4は、同期
信号発生回路310の出力同期信号を受けて所要の各(
重パルスを発生するカメラタイミング制量回路315が
行なう。スチル撮影の場合は、CUD 34からの出力
映像信号のうち有効期間外のみ記録回路314に記録さ
れるが、この有効期間を示す信号も、カメラタイミング
制御回路ろ15から記録回路614に伝達され記録に用
いられる。
The operation timing control in the electronic still camera of this embodiment is performed by synchronizing all of the synchronization signal generation circuits 31DK that have a continuously oscillating crystal oscillator, and the output video signal of the CCD is also controlled by the f preamplifier 311 and the process circuit 312, similar to the video camera. and a recording circuit 314 which operates in synchronization with the synchronous signal generation circuit 313 and a synchronous signal addition circuit 313.
recorded in The timing control E4 for the entire camera receives the output synchronization signal from the synchronization signal generation circuit 310 and generates each required (
This is done by a camera timing control circuit 315 that generates heavy pulses. In the case of still photography, only the output video signal from the CUD 34 outside the valid period is recorded in the recording circuit 314, but the signal indicating this valid period is also transmitted from the camera timing control circuit 15 to the recording circuit 614 and recorded. used for.

カメラタイミング制御回路315は、撮影の際の絞り開
閉のタイミング信号を出力し、絞り駆動回路′516を
制御すると同時に、CCI)34の駆動ノくルス発生回
路゛317VC必要な信号を供給している。撮影のスタ
ートは、シャツタレリーズ釦に連動する・ンヤツタトリ
ガスイッチ318 K J、り行なわれる。
The camera timing control circuit 315 outputs timing signals for opening and closing the diaphragm during photographing, controls the diaphragm drive circuit '516, and at the same time supplies necessary signals to the driving noise generating circuit '317VC of the CCI) 34. . The start of photographing is performed by the shutter trigger switch 318 KJ, which is linked to the shirt release button.

以下、本実施例の動作を第4図に示したタイミングチャ
ートを用いて説明する。
The operation of this embodiment will be explained below using the timing chart shown in FIG.

第4図りJは、第2図イ1と同じく垂直同期信号を示し
ており、同期信号発生回路310からカメラタイミング
制量回路615に加えられる信号の1つである。
The fourth diagram J shows a vertical synchronization signal as in FIG.

今、この垂直同期信号とは全く関連のなし・タイミンク
でシャツタレリーズ釦が押され、シャッタトリガスイッ
チ618が閉成されれば、第4−(口IK示したシ・ヤ
ツタトリガ信号が発生ずる。このシャッタトリガ信号が
発生した後、最初の垂直同期信号のタイミングでカメラ
の撮像fil1作が開始する。
Now, when the shirt release button is pressed and the shutter trigger switch 618 is closed at a timing that is completely unrelated to this vertical synchronizing signal, the fourth shutter trigger signal shown in FIG. After this shutter trigger signal is generated, the camera starts imaging fil1 at the timing of the first vertical synchronization signal.

この場合、それまで開放し明るい視野をビューファイン
f−w与えていた絞シ31が、シャッターレリーズ前に
予め設定され1こ絞シ位置まで絞シ込まれる。それと同
時に、CCD 34の不要電荷排出信号である第4図c
′!に示したオーバーフローコントロール信号が、絞り
込みが完了した後の垂直同期信号に同期して、時間To
だけハイレベルとなって受光部の不要電荷を排出する。
In this case, the aperture 31, which had been open until then and provided a bright field of view fw, is stopped down to a one-stop aperture position, which is set in advance before the shutter release. At the same time, the unnecessary charge discharge signal of the CCD 34 in FIG.
′! The overflow control signal shown in is synchronized with the vertical synchronization signal after the narrowing down is completed, and the time To
becomes high level and discharges unnecessary charges from the light receiving section.

第4図(ハ)に示したこのオーバーフローコントロール
信号が、ローレベルに復帰した時点かう、CCD舗の有
効な露光が開始される。それと同時に作動する測光演算
回路39から露光完了信号が得られるまでの時間Teの
間露光される。
Effective exposure of the CCD starts when the overflow control signal shown in FIG. 4(c) returns to low level. Exposure is continued for a period of time Te until an exposure completion signal is obtained from the photometry calculation circuit 39 which operates at the same time.

露光完了信号は、カメラタイミング制闘回路615を経
て駆動パルス発生器317 K 伝達され、撮影開始後
中断されていた第4図に)に示すトランスファーゲート
信号を同図のタイミングで発生させる。
The exposure completion signal is transmitted to the drive pulse generator 317K via the camera timing control circuit 615, and the transfer gate signal shown in FIG. 4), which was interrupted after the start of photographing, is generated at the timing shown in the same figure.

この後CCD 34の垂直転送部に移された信号雷、荷
は、次の垂直同期信号に同期しfこタイミングで読み出
される。第4図に)に示した時間Tsは、露光完了から
外部への読み出しまでの記憶時間であり、最長で176
0秒であるからその劣化は問題にならない。読み出され
たスチル1コマの映像信号は、本実施例の場合はテレビ
の1フイ一ルド画像であり、時間1′Rの間に記録装置
314Vc記録される。
Thereafter, the signal signal transferred to the vertical transfer section of the CCD 34 is read out at a timing f in synchronization with the next vertical synchronization signal. The time Ts shown in Fig. 4) is the storage time from completion of exposure to external readout, and the maximum
Since the time is 0 seconds, the deterioration is not a problem. In this embodiment, the read video signal of one still frame is one field image of a television, and is recorded by the recording device 314Vc during time 1'R.

本実施例のような構成をとれば、測光素子を含む測光演
算回路は、垂直同期信号に同期し℃測光を開始し、CC
I) Vt対する適正露光量に達した時点で露光完了信
号を出力するという(いわゆるダイレクト測光)非常に
簡単な演算動作で良く、しかも、高速シャッタータイム
も精度のそれほど高くない回路で得られるという利点を
持つ。
With the configuration of this embodiment, the photometric calculation circuit including the photometric element starts C photometry in synchronization with the vertical synchronization signal, and
I) The advantage is that an exposure completion signal is output when the appropriate exposure amount for Vt is reached (so-called direct photometry), which requires a very simple calculation operation, and a high-speed shutter time can be obtained with a circuit that is not very precise. have.

以上の説明fおいて、露光に先だつ不要電荷の  □排
出はオーバーフロードレインに対して行なうと説明した
が、これに限られるものでは無く、トランスファーゲー
ト及び垂直転送CCI) i介して不要電荷を排出する
こともできる。
In the above explanation f, it was explained that the unnecessary charge is discharged to the overflow drain before exposure, but the present invention is not limited to this, and the unnecessary charge is discharged through the transfer gate and the vertical transfer CCI). You can also do that.

第5図は、本発明の測光演算回路に関する一実施例のブ
ロック図を示したものである。第5図の56は、第3図
の測光素子36と同じ測光素子である。
FIG. 5 shows a block diagram of an embodiment of the photometric calculation circuit of the present invention. Reference numeral 56 in FIG. 5 is the same photometric element as the photometric element 36 in FIG.

同図に破線で示した59は、第3図の測光演算回路69
と同効の測光演算回路であり、それには、対数圧縮回路
510、サンプルアンドホールド回路511及び電E/
時間変換器512が含まれる。
59 indicated by a broken line in the same figure is the photometry calculation circuit 69 in FIG.
It is a photometric calculation circuit with the same effect as that of , and it includes a logarithmic compression circuit 510, a sample-and-hold circuit 511, and an electronic E/H circuit.
A time converter 512 is included.

本構成九よれば、開放測光絞り込み撮影が可能となる。According to this configuration 9, wide-open photometry and aperture photography becomes possible.

即ち、絞りが開放状態でレリーズが押され、機械的に絞
りが作動する直前の被写体の明るさを、測光素子反及び
対数圧縮回路510を介してサンプルアンドホールド回
路511に入力して記憶することで開放測光を行ない、
、CCUの不要電荷排出完了と同時に、電圧/時間変換
回路512はその電圧を時間に変換する演算を開始し、
所定時間経過後に、露光完了パルスをカメラタイミング
制御回路515に、ffi達してトランスファーゲート
信号を発生させ、露光“時間を制御する。
That is, the brightness of the subject immediately before the release is pressed with the aperture open and the aperture is mechanically activated is input to the sample-and-hold circuit 511 via the photometric element inverse and logarithm compression circuit 510 and stored. Perform open metering with
, At the same time as the discharge of unnecessary charge from the CCU is completed, the voltage/time conversion circuit 512 starts calculation to convert the voltage into time,
After a predetermined period of time has elapsed, the exposure completion pulse reaches ffi to the camera timing control circuit 515 to generate a transfer gate signal and control the exposure time.

第5図fおいてカメラタイミング制御回路515からサ
ンプルアンドホールド回路511F与えられる信号(a
lは、ザ/プル状態即ち測光状態と、ボールド状態即ち
記憶状態とを指定する信号である。
In FIG. 5f, a signal (a
l is a signal specifying the/pull state, that is, the photometry state, and the bold state, that is, the storage state.

また、信号化)及び(clは、それぞれ重圧/時間変換
演算のスタート及び完了信号である。
Further, signals) and (cl) are the start and completion signals of the pressure/time conversion calculation, respectively.

第6図は、本発明の測光演算回路に関する他の実施例の
ブロック図を示したものであり、この回路ではm、 E
 /時間変換回路がデジタル回路で構成されている。同
図中、66は測光素子、61oは対数…網回路、611
1工サンブルアンドホールド回路であり、ここまでは第
5図の実施91]と伺ら変わるところはない。612に
ん生変換器であり、アナログの測光情報電圧をディジタ
ルiw−変換し、これをレジスタ616πn己1.意す
る。ヅンブルアンドホールド回路611.A7′D変換
器612及びレジスタ616には、これらの動作を制御
するための測光/配憶指令信号(k+が、カメラタイミ
ング制■回路614がら与えられ℃おり、撮影に際して
測光からA/Tll質換、記憶までが行なわれる。
FIG. 6 shows a block diagram of another embodiment of the photometric calculation circuit of the present invention, in which m, E
/The time conversion circuit is composed of a digital circuit. In the figure, 66 is a photometric element, 61o is a logarithmic network circuit, 611
It is a one-piece sample-and-hold circuit, and up to this point there is no difference from the implementation 91 in Fig. 5. 612 is a raw converter that converts the analog photometric information voltage into digital IW-conversion, and inputs this into the register 616πn1. mean. Dumble and hold circuit 611. The A7'D converter 612 and the register 616 are supplied with a photometry/memory command signal (k+) from the camera timing control circuit 614 to control these operations, and are used to adjust the A/Tll quality from photometry during shooting. Exchange and even memorization are performed.

レジスタ616の出力は、測光π応じたディジタルデー
タであり、これからシャッタータイムの制御を行なうの
に、本実施例では、露光開始の時刻(タイミング)情報
と、シャッタータイム即ち適正露光時間情報とを必要と
する。この両者は、測光値が決まれば一意に決められる
1こめ、これを演Jlitclり求めるのではなく、ル
ック・アップ・テーブル(LOOK UP TAf3L
E)の形で読み出し専用メモIJ (II□□□I) 
K記憶させておくと簡単1なる。ここで、図中615が
そのROMであり、レジスタ613の出力はll0M 
615のアドレス入力端子に接続される。noM615
の出力のうち、(atで示し1このが適正露光時間情報
、(blで示したのが露光開始時刻情報である。
The output of the register 616 is digital data according to photometry π, and in order to control the shutter time, in this embodiment, information on the exposure start time (timing) and shutter time, that is, appropriate exposure time information are required in this embodiment. shall be. Both of these are uniquely determined once the photometric value is determined, and instead of calculating it by calculation, it is calculated using a look up table (LOOK UP TAf3L).
E) Read-only memo IJ (II□□□I)
If you memorize K, it becomes easy 1. Here, 615 in the figure is the ROM, and the output of the register 613 is ll0M
615 address input terminal. noM615
Of the outputs, (1, denoted by at, is appropriate exposure time information, and (b1, denoted by bl) is exposure start time information.

回路はこの他[2つのディジタルコンパレータ(一致検
出回路)616・617及び2つのカウンタ618・6
19を備えている。
The circuit also includes two digital comparators (coincidence detection circuits) 616 and 617 and two counters 618 and 6.
It is equipped with 19.

以下、本実施例の動作を第7図に示し1こタイミングチ
ャートを用いて説明する。
The operation of this embodiment will be explained below using a timing chart shown in FIG.

レリーズ釦が押し下げられ、絞り開放状態での測光値が
記憶されると直ちに絞りは機械的π設定絞り値まで絞り
込まれる。
Immediately after the release button is pressed down and the photometric value in the open aperture state is stored, the aperture is stopped down to the mechanical π set aperture value.

第7図何1・(口1は、第4図(イ)・(口・と同じく
、それぞれ垂直同期信号及びシャッタトリガ信号である
。シャッタトリガ信号に続く垂直同期信号に同期して、
第7 図HK 示1.1こオーバーフローコントロール
ゲート信号がハイレベルとなり、C(:Dの不要電荷の
排出が開始され、ま1こ同時に絞りの絞り込みも行なわ
れる。機械的な絞り込み動作が完了L Tこ後、最初の
垂直回期信号に対してどれだけ遅らせてCCDへの露光
電荷蓄積を開始するかを決める1こめの演■が、カウン
タ619及びディジクルコンパレータ617を用いてな
される。即ち、カウンタ619は、上記最初の垂直同期
信号に同期してそれまでリセットモードになっていTこ
リセットパルス(clをやめて、カウント可能とし、ク
ロックパルスfdlをカウントする。クロックパルス(
d)は、水平同期信号周波数九= 15.75 KH3
或いはこれを分周した周    □波数を用いるのが、
カウンタ619、ディジタルコンパレータ617及び1
10M615のビット数を低減させる上で好適である。
Figure 7 (1) is the vertical synchronization signal and shutter trigger signal, respectively, as in Figure 4 (a) and (mouth). In synchronization with the vertical synchronization signal following the shutter trigger signal,
Figure 7 HK As shown in 1.1, the overflow control gate signal becomes high level, the discharge of unnecessary charge from C(:D starts, and the aperture is also narrowed down at the same time.The mechanical narrowing operation is completed L After T, a one-time operation is performed using the counter 619 and the digital comparator 617 to determine how much delay to start the exposure charge accumulation in the CCD with respect to the first vertical cycle signal. , the counter 619 is synchronized with the first vertical synchronization signal, stops the reset pulse (cl) which had been in the reset mode, enables counting, and counts the clock pulse fdl.
d) is horizontal synchronization signal frequency 9 = 15.75 KH3
Or, the frequency obtained by dividing this □Using the wave number is
Counter 619, digital comparators 617 and 1
This is suitable for reducing the number of bits of 10M615.

I?OM 615の出力信号(blは、前述のよ’)K
、CCDへの信号層、荷蓄積開始べ−n報でル・す、カ
ウンタ619のカウントモードんでそのカウント値te
lが信号(blと一致した時、ディジタルコンパレータ
617は一致信号げ)を出力し、これをカメラタイミン
グ制(財)回路614ニ与えてカウンタ619を再びリ
セットすると共に、第7図1’1に示し1こオーバーフ
ローコントロール信号ヲローレベルとし、信号電荷の蓄
積を開始する。従って、露光開始時刻情報は、第7図1
’1した時間TO′をクロックツくルス(diの1周期
で除算し1こ値の2進情報となる。
I? Output signal of OM 615 (bl is as mentioned above) K
, the signal layer to the CCD, the load accumulation start signal, and the count value te of the counter 619 in the count mode.
The digital comparator 617 outputs a signal (when l matches bl, a match signal is output) and sends this signal to the camera timing control circuit 614 to reset the counter 619 again. The overflow control signal shown in FIG. 1 is set to low level, and accumulation of signal charges is started. Therefore, the exposure start time information is shown in FIG.
Dividing the ``1 time TO'' by one cycle of the clock pulse (di) yields binary information with a value of 1.

CCDへの電荷蓄積が始まると同時に、カメラタイミン
グ制御回路614は、それまでカウンタ618をリセッ
トしていた信号層を変化させてカウンタ618をカウン
トモードとし、カウンタ618は、最高速シャッタータ
イムに応じて定められた高し・周波数のクロックパルス
(社)をカウントする。カウンタ618のカウント出力
(11は、ディジタルデータくレータ616に入力され
、他方の入力である適正露光時間情報(alと一致した
時、コンノくレータ616カ・ら一致信号り)b″−得
られ、同時にリセットパルス鷺)を工1qびリセットモ
ードに復帰する。(二1)〕Kは同時にトランスファー
ゲート信号h1、第7図に)のようf−Iうえられ、信
号電荷は石面転送部げ転送され場影が完了する。
At the same time as the charge accumulation in the CCD begins, the camera timing control circuit 614 changes the signal layer that had previously reset the counter 618 to put the counter 618 into count mode, and the counter 618 resets according to the highest shutter speed. Count clock pulses of a specified height and frequency. The count output of the counter 618 (11 is input to the digital data calculator 616, and the other input, appropriate exposure time information (when it matches al, a match signal is sent from the controller 616) b''- is obtained. At the same time, the reset pulse 1q) is activated and the reset mode is returned to. The scene is transferred and the scene is completed.

このような本実施例の構成によれば、露光開始時刻設定
に少ないビット数の回路を用いるのみで良く、七つ露光
時間判例を正確−行なえ、同時に垂直転送電極での蓄積
時間も短くできるという利点がある。
According to the configuration of this embodiment, it is only necessary to use a circuit with a small number of bits for setting the exposure start time, and seven exposure time judgments can be made accurately, and at the same time, the storage time at the vertical transfer electrode can be shortened. There are advantages.

以上の実施例の説明では、固体撮像素子として、オーバ
ーフローコントロールゲート付キのインターライントラ
ンスファー(II)を91 K 、G+げて説明してき
たが、本発明(工特にこれに限定されるものではなく、
シャッター機能を、例えば、高速読み出しを用いて不要
電荷を排出することで実現する様なインターライントラ
ンスファーCCDや、シャッター機能を有する蓄積部付
きのCPl) ((−havge PrinlingJ
)evice )や光導矩、膜積層型固体操像素子等シ
ャッター機能を有する各種撮像装置に適用I〜得るもの
である。
In the above description of the embodiments, an interline transfer (II) with an overflow control gate has been described as a solid-state image sensor, but the present invention (engineering) is not limited to this. ,
(-havge PrinlingJ
), light guide rectangle, film stacked solid state image element, and various other imaging devices having a shutter function.

また、本発明で述べた絞り優先の電子スチルカメラを、
シャッタータイム優先或いはプログラムAbK変えるの
は、従来技術を用いて容易にできる。
In addition, the aperture-priority electronic still camera described in the present invention can be
Changing the shutter time priority or program AbK can be easily done using conventional techniques.

なお、上記実施例では保持時間′[Sが最大約1フイー
ルド分(1/60秒)であるが、この程度の時間の暗電
流の影響は、同様な保持時間をもつビデオカメラ等で問
題になっていないようπ、大きな影響ではなく、実用上
−向に差しつがえない程度のものである。さらに前述の
実施例π於いては1コマを1フイールドとした例を示し
1こが、勿論1コ−r f 17 L/−ムとしても良
い。
Note that in the above embodiment, the retention time '[S is approximately 1 field (1/60 second) at maximum, but the influence of dark current over a period of this length may pose a problem with video cameras etc. that have a similar retention time. It seems that π does not have a large effect, but it is of a level that does not cause any practical problems. Further, in the above-mentioned embodiment π, an example is shown in which one frame is one field, but it is of course possible to use one frame as one field.

以上の説明から明らかなようVC1本発明によれば、一
定の周期信号に同期して撮1象素子から映像信号を読み
出し、これを記録しようとする撮像素子の露光制御装置
において、露光完了時点全上記同期信号f一致させるた
めの演)3の必要h;ないので、露光開始を厳密f設定
する6要?〕1なくなり、従って、その分シャッタータ
イム制御回路が簡単化され、特に高速シャッターでの短
いシャッタータイムを正確に出そうとする時その効果は
太きい。
As is clear from the above description, according to the present invention, the VC1 is used in an exposure control device for an image sensor that reads out a video signal from a single image sensor in synchronization with a constant periodic signal and records it. In order to make the above synchronization signal f match, there is no need for step 3, so it is necessary to set the exposure start strictly at f. ] 1 is eliminated, and therefore the shutter time control circuit is simplified accordingly, which is especially effective when trying to accurately obtain a short shutter time with a high-speed shutter.

例えば、従来技術で説明したのと同様π、I A 00
0秒のシャッタータイムを制!I]することヲ゛考える
と、′J″6= 1 (msec )となり、制御Ft
4差を±[1,1(mspc )であるとすると、その
制量精度は1110%の精度で足り、従来技術の10.
64−に化べてをよるかに色11ル精度り一緩和されて
いる。
For example, as explained in the prior art, π, I A 00
Control the shutter time of 0 seconds! I] If we consider that 'J''6=1 (msec), the control Ft
Assuming that the 4 difference is ±[1,1 (mspc), the control accuracy is sufficient to be 1110%, which is 10.
The color accuracy has been significantly reduced by 64.

ま1こ、S像素子の電子的なシャッター機能を利用すれ
ば、その全画素一括の露光が行なえるので、拐月戒的な
シャッターを用い1こ場合のよ5に、動く被写体hス有
限幕速の1こめに歪むとい5こともなくなる。
First, if you use the electronic shutter function of the S-image element, you can expose all the pixels at once. There will be no distortion at the first moment of curtain speed.

更K、映像信号の読み出し開始時点からシャッタータイ
ム分だけさかのぼって露光を始めるので(工/、【い1
こめ、C(ΣDへ露)Y: L、っつ測光素子で同時に
測光し、霧光完了時点を定めるような構成、即ちタイレ
フト測光も可能になるという利点を持つ。
Furthermore, since exposure starts from the start of reading out the video signal by the shutter time,
This configuration has the advantage that it is possible to simultaneously perform photometry using the C, C (exposure to ΣD), Y:L photometry elements, and determine the point at which fogginess is completed, that is, tie-left photometry.

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

iI図はオーバーフロードレイン及びそのコントロール
ゲートヲ持つインターライントラ/スファ−CC1)の
一部を示す説明図、第2図は従来のシャッタータイム制
御のタイミング説明図、第6図は本発明の一実施例に係
る電子カメラのブロック図、第4図はその動作を示すタ
イミング説明図、第5図に本発明の測光演算回路の一実
施例のブロック図、第6図は前記測光演算回路の他の実
施例のブロック図、第7図はその動作を示すタイミン゛
 グ説明図である。 1・・・受光部、2・・・垂直転送部、6・・・トラン
スファーゲート、4・・・オーバーフロードレイン、5
°′オーバーフローコントロールゲート、31・・絞す
、32・・撮影レンズ、36・・・ノーーフミラー、6
4・・CCD、65・・・ハーフミラ−136・・・測
光素子、67・・・絞り開閉機構、38・・・−#!2
シ値検出素子、39・・・測光演算回路、ろ10・・・
同期信号発生回路、311・・・プリアンプ、312・
・・プロセス回路、613・・・同期信号付加回路、ろ
14・・・記録回路、615・・・駆動パルス発生回路
、616・・・絞シ駆動回路、56・・・測光素子、5
9・・・測光演算回路、510・・・対数圧縮回路、5
11・・・サンプルアンドホールド回路、512・・・
電圧/時間変換器、515・・・カメラタイミング側倒
回路。 矛4図 ;i−5図 オ○図 オ背図
Figure ii is an explanatory diagram showing a part of an interline controller/sphere CC1) having an overflow drain and its control gate, Figure 2 is an explanatory diagram of the timing of conventional shutter time control, and Figure 6 is an example of an implementation of the present invention. A block diagram of an electronic camera according to an example, FIG. 4 is a timing explanatory diagram showing its operation, FIG. 5 is a block diagram of an embodiment of the photometry calculation circuit of the present invention, and FIG. The block diagram of the embodiment, FIG. 7, is a timing explanatory diagram showing its operation. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Light receiving part, 2... Vertical transfer part, 6... Transfer gate, 4... Overflow drain, 5
°' Overflow control gate, 31... Stop, 32... Photographing lens, 36... Norf mirror, 6
4... CCD, 65... Half mirror 136... Photometric element, 67... Aperture opening/closing mechanism, 38...-#! 2
Shi value detection element, 39... Photometry calculation circuit, filter 10...
Synchronous signal generation circuit, 311... preamplifier, 312...
. . . Process circuit, 613 . . . Synchronous signal addition circuit, filter 14 . . . Recording circuit, 615 .
9... Photometric calculation circuit, 510... Logarithmic compression circuit, 5
11... Sample and hold circuit, 512...
Voltage/time converter, 515...Camera timing overturning circuit. Figure 4; Figure i-5 Figure O ○ Figure Back

Claims (1)

【特許請求の範囲】 不要信号電荷の排出機能を持つ同体撮イ象素子と、固体
撮像素子に対する露光量を検出する1こめの測光素子及
び測光素子の出力から適正露光時間であるシャッタータ
イムを演算するための測光演算回路と、測光演算回路の
出力により固体撮像素子の電子的なシャッター機能を制
御する1こめのタイミング制陣回路とを備え、 前記固体撮像素子の露光は、該固体撮像素子を駆動する
のに用いられ、かつ、1コマの信号電荷の読出し時間を
周期とする同期信号と同期して始まり、前記測光演算回
路により算出された適正露光時間経過後に終了し、且つ
露光終了後は、露光fより得られた信号電荷を固体撮像
素子の光遮蔽された転送電極下に記憶し、続いて発生す
る最初の前記同期信号に同期して読み出されるようにし
たことを特徴とする撮像素子の露光制御装置。
[Scope of Claims] A solid-state imaging element having a function of discharging unnecessary signal charges, a photometric element that detects the amount of exposure to the solid-state imaging element, and a shutter time, which is an appropriate exposure time, calculated from the output of the photometric element. the solid-state image sensor; It starts in synchronization with a synchronization signal that is used for driving and has a cycle of reading out the signal charge of one frame, and ends after the appropriate exposure time calculated by the photometry calculation circuit has elapsed, and after the end of exposure, , an image sensor characterized in that signal charges obtained from exposure f are stored under a light-shielded transfer electrode of a solid-state image sensor, and are read out in synchronization with the first synchronization signal that occurs subsequently. exposure control device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3515268A1 (en) * 1984-05-10 1985-11-14 Dainippon Screen Manufacturing Co., Ltd., Kyoto METHOD AND DEVICE FOR IMAGE SIGNAL CORRECTION
JPS6148819A (en) * 1984-08-16 1986-03-10 Seiko Koki Kk Control circuit of program shutter
JPS62291382A (en) * 1986-06-12 1987-12-18 余合住金産業株式会社 Receiving box
US5031048A (en) * 1988-08-09 1991-07-09 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Electric shutter control device for use in a still video camera, for example, and a method of controlling same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54140544A (en) * 1978-04-23 1979-10-31 Canon Inc Exposure control device for zerographic apparatus
JPS568966A (en) * 1979-07-03 1981-01-29 Sony Corp Solid-state image pickup unit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54140544A (en) * 1978-04-23 1979-10-31 Canon Inc Exposure control device for zerographic apparatus
JPS568966A (en) * 1979-07-03 1981-01-29 Sony Corp Solid-state image pickup unit

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3515268A1 (en) * 1984-05-10 1985-11-14 Dainippon Screen Manufacturing Co., Ltd., Kyoto METHOD AND DEVICE FOR IMAGE SIGNAL CORRECTION
US4718768A (en) * 1984-05-10 1988-01-12 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Image data correction
JPS6148819A (en) * 1984-08-16 1986-03-10 Seiko Koki Kk Control circuit of program shutter
JPS62291382A (en) * 1986-06-12 1987-12-18 余合住金産業株式会社 Receiving box
US5031048A (en) * 1988-08-09 1991-07-09 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Electric shutter control device for use in a still video camera, for example, and a method of controlling same

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