JPS60123174A

JPS60123174A - 電子スチルカメラ

Info

Publication number: JPS60123174A
Application number: JP58229870A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yamamoto; 哲也山本; Norihiko Takatsu; 紀彦高津; Yoshiro Nara; 奈良　義郎
Original assignee: Nikon Corp; Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1983-12-07
Filing date: 1983-12-07
Publication date: 1985-07-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、撮像素子とし１、オーバフロードレイノ（Ｏ
Ｆ”ＤＪ、！ニオーバーフローコントロールケート（Ｏ
ＦＣＧ　）を備えたインターライントランスファーＣＣ
Ｄ　’ｆ：用いるとともに、この撮像素子の入射面にシ
ャッターを設けた電子スチルカメラに関するものである
。

〔発明の背景〕

第１図は本発明において用いられるインターフィントラ
ンスファーＣＣＤの一例を示す断面図である。この図に
おいて、１は０ＦＣＧ電極、２は受光部となるフォトダ
イオード、３はトランスファーゲート（ＴＧ）電極、４
は垂直転送部、５ケＯＦＤ部、６はチャンネルストッパ
部テある。

第２図は第１図に示すＣＣＤの各部分におけるポテンシ
ャルを第１図に対応させて示した図であり、第６図は、
とのＣＣＤに電子ンヤッター機能をもたせるのに必要な
タイムチャートである。第６図において、（イ）は垂直
同期信号ＶＤ、（ロ）は０ＦＣＧ電極１を制御する信号
ＯＦＣＧｓ１ｇ、Ｐ→はＴＧｌｉＭ６の電圧を制御する
信号（ＴＧパルス）、に）は垂直転送りロックψＶの制
御信号をそれぞれ示している。

第４図は電子シャッター機能動作時での第２図ポテンシ
ャル図の時間ｔによる変化を示す。

これらの図において、ｔ＜Ｔｏの時点では、ＯＦＣＧｓ
ｌｇにより０ＦＣＧ電極１の電圧を下げておき、０ＦＣ
Ｇ部１′のポテンシャルを第２図の破線Φ■の位ｔｔに
する。この時、１０部６′のポテンシャルは破線ψｌの
位置にしておく。　これによって、受光部２け蓄積状態
となり、入射光に対応した電荷Ｑ。

が蓄積される。この状態を第４図（イ）に示す。

Ｔｏ≦ｔ＜ｒ、時には、０ＦＣＧ電極１の電圧を上り、
０ＦＣＧ部のポテンシャルを第２図破線のψ讃の位置に
下げ、電荷Ｑ。をＯＦＤ部５へ掃き出す。

この状態を第４図（ロ）に示す。その後、０ＦＣＧ部の
ポテンシャルをψ１１の位ｆｔＫ戻し、Ｔ２≦ｔ＜Ｔ。

の間、入射信号光に対応した信号電荷Ｑｓを蓄積しく第
４図ｅ→）、ｔ＝−ｒ、テ、ＴＧ電極３ノｌｌ圧ｔ−Ｔ
Ｇパルス（第６図（ハ））によって上げ、１０部６′の
ポテンシャルを下げ、信号電荷Ｑｓを垂直転送部４へ移
す。この状態を第４図に）に示す。続いて、７．４＜ｔ
＜Ｔ４の時点で、１０部６′のボテンシャルをψ１の位
１ｋに戻し、かつ信号電荷Ｑ＠を垂直転送りロックを止
めることにより保持しておき（第４図ｕ１９）、ｔ　＝
Ｔ４時から読み出しを開始する。　なお、垂直転送りロ
ックは、ＴＩ≦ｔ≦Ｔ４の間、第５図に）に示すψＶ制
御により止めておかれる。

この様にして、ＯＦＩ′ＣＧ部１′のポテンシャルと信
号型重荷を垂直転送部４へ移すタイミングとを制御する
ことによって、信号電荷蓄積時間（’ｒｓ　Ｔ２）を変
化させることができ、電子シャッター機能を実状してい
る。

ところで、この様な電、子シャッター機能をもたせたＣ
ＣＤにおいては、受光部２が常に光にさらされているた
め、強い光が入射した場合　（ｇ号宵荷読み出し中、そ
の光によって発生した重荷が垂直転送部４へ漏れ込牟、
信号電荷と一緒に鯖、み出されてし、まって、１゛と、
゛れ・がスミ′アーとなって信号を劣化させるという問
題点がある。それ故に、第１図に示すような構成のＣＣ
Ｄだけで、シャッター機能を爽現した場合、強い入射光
にさらされると、得られるスチル画がスミア−によって
劣化してしまうこととなる。

〔本発明の目的〕

本発明は、第１図に示すようなＯＦ’Ｄと０ＦＣＧを備
えたインターライントランスファーＣＣＤを撮像素子に
用いるものであって、スミア−による信号劣化をなくシ
、強い入射光の影響を受けないスチル画が得られる電子
スチルカメラを実現しようとするものである。

〔本発明の概要〕

本発明に係るカメラは、撮像素子の受光面にンヤノター
を設け、とのンヤソターが開状態で撮像素子の電子ンヤ
ツター機能を作動させ、シャッターが閉状態で信号重荷
を読み出すことを特徴としている。

〔実施例］第５図は本発明に係る電子スチルカメラの一例を示す構
成ブロック図である。この図において、１０はレンズ、
１１はメカニカルシャッター、１２は撮像素子で、これ
には、電子シャッター機能ヲ備えたインターライントラ
ンスファーｃｃＤが用いられている。レンズ１０からの
入射光は、メカニカルシャッター１１が開状態となった
時、撮像素子１２の受光部に照射される。１６は撮像素
子１２からの信号電荷を入力とするビデオ信号処理回路
、１９はビデオ信号記録部で、これらは公知の回路１手
段が用いられる。１４は測光演算制御回路で、電子ンヤ
ツターの露光期間を制御する露光スタート、ストップ信
号を入出力している。１５はＣＣＤ駆動パルス発生器で
、撮像素子たるＣＣＤ１２を制御するだめのＴＧパルス
、垂直転送りロックψＶ、水平転送りロックΦＨ、ＯＦ
ＣＧＳｉｇ　ｆ出力している。１６は垂直同期信号ＶＤ
、フィールドインデックス信号Ｆ、１．等を出力する同
期信号発生器である。なお、フィールドインデックス信
号Ｆ、１．は、奇数フィールドでハイレベルＩｆ　Ｈ／
／　、　’−％数フィールドでロウレベル″Ｌ″の信号
を出力している。

１７は電子シャッター機能制御回路で、撮像素子１２の
電子シャッターの動作を、ここに入力される各種１ｇ号
に基づいて制御する。１８はシャソタレリーズスイツナ
、２０はメカニカルシャッター１１の駆動回路である。

第６図はこの様に構成した電子スチルカメラの動作を説
明するだめの主要なタイムチャー１・であリ、第７図は
これらの各信号を得るための電子シャッター機能制御回
路１７の一例を示す回路図である。第７図に於いてＦ、
　、　Ｆ、　、　Ｆ、はクリア付Ｊ・Ｋフリップフロッ
プ、２５．３２はプリセット・クリア付Ｊ−にフリップ
フロッグ、２３．２６．３１はＤフリップフロップ、２
４．２７．２８．２９．３０はワンショットマルチバイ
ブレータでアイ。

これらの図において、まず、最初に電子シャッター機能
により、スチル撮りを行なおうとすると、撮像素子１２
において、信号電荷を、垂直転送部に移し、ある時間、
信号電荷を保持した後、片フィールド時間（１／６０ｓ
ｅ＝）かけて読み出しを行なうため、スチル画はフィー
ルド１ＩＩＩＩ像となる。シャツタレリーズスイッチ１
８は、カメラの使用者によって、偶数、奇数フィールド
に非同期にオンされる。この実施例では、奇数フィール
ドの間を電荷蓄積期間にして、偶数フィールドの電荷を
必ず読み出すように制御する。そのため、シャツタレリ
ーズスイッチ１８がオンとなると、ここから第６図（３
）に示すように”Ｈ″から”Ｌ“に変わるレリーズｓ１
ｇが電子シャッター機能制御回路１７に印加され、電子
シャッター制御回路１７は、ある奇数フィールドの１Ｖ
Ｄ期間“Ｈ”となる第６図α乃に示すようなフィールド
選択＋＋１ｇを作り、この信号が”Ｈ”なる期間に露光
がスタートするようにＣＣＤ１２の電子シャッター機能
を制御する。

第７図に示す電子シャッター機能制御回路１７において
、第６図（３）に示すレリーズｓ１ｇは、Ｄ型７１Ｊツ
ブフロツプ２３のＤ入力端に印加される。

ＣＫ端子には、同期信号発生器１６から、第６図（１）
に示す垂直同期信号ＶＤがインバータ５Ｄにより反転さ
れて印加されているので、このクロックの立上シのエツ
ジでＤ入力であるレリーズｓ１ｇを記憶する。これによ
ｐ、第６図（ト）に示すＴ。時点でフリップフロップ２
６の出力は“Ｈ”から“Ｌ“になυ、このＱ　出力（４
）が、ワンショットマルチバイブレータ２４のＡ入力端
に入力され、Ｈ“から／／　Ｌ　／／になるダウンエツ
ジＴ。時でトリガーがかけられ、１０時からＴ、時の間
”Ｌ　／／なる回出力（５）（第８図及び第９図の（５
）参照）を作シ、この回出力でプリセット・クリア付Ｊ
Ｋフリッグフロツブ２５にプリセットをかける。

ここで、シャツタレリーズスイッチ１Ｂは、カメラの使
用者によって任意にオンされるので、奇数フィールドで
オンされる場合と、偶数フィールドでオンされる場合と
があり、これらの場合の主要な動作波形を、第８図（奇
数フィールドの場合）、と第９図（偶数フィールドの場
合）とにそれぞれ示す。

プリセット・クリア付ＪＫフリップ７０ツブ２５がプリ
セットされると、その回出力は、第８図、第９図の各（
６）に示すようにＴ。時に“Ｈ”から“Ｌ“になる。こ
のＱ出力（６）は、インバータ５１で反転され各フリッ
プフロップＦＩ　、Ｆ２　＋　Ｆ３のクリア端子ＣＲに
印加され、これにより各７リツプフロツプＦＩ　＋　Ｆ
２　＋　ＦＳはＴ。時から、第８図、第９図の（１）に
示すクロックＶＤのダウンエツジをカウントし始め、各
Ｑ出力端に、第８図、第９図（７）　、　（９）　、　
（１玲に示すよう外信号をそれぞれ出力する。

一方、Ｄフリップフロップ２６のＤ入力端は、フィール
ドインデックス信号ＦＩ（第６図、第８図、第９図の（
２））を入力し、ＩＣ２５の回出力（６）をインバータ
５２で反転させてクロックとしておＬ（３）に示すレリ
ーズが入ったフィールドを判別する。すなわち、レリー
ズが命数フィールドで入った時は、第８図（ト）、ａ◆
に示すようにＱ出力（２）はＬ／　Ｌ　／／、ζ出力ａ
４は／／　Ｈ／／レベル、レリーズが偶数フィールドで
入った時は、第９図（６）、０４に示すようにＱ出力（
２）は“Ｈ／／、Ｑ出力へ４は“Ｌ　７／レベルとなる
。

このＤフリップフロップ２６のＱ出力Ｕと、フリップフ
ロップＦ１の回出力（８）と、フリップフロップＦ２の
回出力ｕ１と、７リツブフロソプＦ６のＱ出力αっは、
４人カナノド５７に入力されており、レリーズが奇数フ
ィールドで入った時は、第８図時に示すように／／　Ｈ
／／となる信号を、また、レリースが偶数フィールドで
入った時は、第９図（ト）に示すように１８時から１７
時のＩＶＤの奇数フィールド間“Ｌ”となる信号αυを
造る。

また、Ｄ７リノブフロツプ２６の回出力θ◆と、フリッ
プフロップＥ・′１のＱ出力（７）と、フリップフロッ
グＦ２のＱ出力（９）と、フリップフロップＦ３の互出
力０埠は、４人力ナンド５８に入力されており、レリー
ズが奇数フィールドで入った時は、第８図αＱに示すよ
うに１８時から１７時の１ＶＤの奇酢フィールドの間“
Ｌ　／／となる信号を、捷だレリーズが偶数フィールド
で入った時は、第９図００に示すように”Ｉ（“となる
信号０Ｑを造る。

各４人力ナンド５７．５８の出力Ｑυ、ＯＱは、２人力
ナンド５９に印加されており、レリーズが奇数フィール
ド、−偶数フイールドのいずれで入っても、それぞれ７
３時から１７時の１ＶＤの奇数フィー］・ド間〃Ｈ“と
々る第８図、第９図の各α乃に示すような信号的か造ら
れ、これをフィールド選択ｓｉｇとする。

なお、このフィールド選択ｓ１ｇＱηにおいて、Ｔ。

’ｒ、　＋　’ｒ、の間には、■、■、■式が成立する
。

Ｔ　ｑ　Ｔ　ｓ　＝１・ＶＤ　・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・■レリーズが奇数フィールドで入
ったとき（第８図参照）Ｔ　ｓ　”’　Ｔｏ　＋　３・ＶＤ　・・・・・・・・
・・・・・・・・・・　■レリーズが偶数フィールドで
入ったとき（第９図参照）Ｔｓ　””　Ｔｏ　＋４・ＶＤ　・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・■このフィールド選択ｓ’ｌ　ｇ
　ｂｆ）は、ワンショットマルチバイブレータ２７のＢ
入力に印加され、７１時からτ、（ｍ、）の間トＩ“に
なる第６図へ呻に示すよりなＱ出力（１樟が造られ、こ
れを先幕スタートａ１ｇとしてメカニカルシャッター駆
動回路２０に出力される。これによって、メカニカルシ
ャッター１１はその先幕を１８時からスタートさせる。

先幕が走りきると、メカニカルシャッター駆動回路２０
から、幕が走りきった時点Ｔ４でＨ“から“Ｌ　／／に
なる第６図００に示すよりなＸ接点ｓｉｇを制御回路１
７に出力する。

このＸ接点ｓ１ｇ（ｌりは、インバーター５６で反転さ
れ、１４時で、Ｌ“から“Ｈ″になる出力−が造られ、
これが第６図翰に示すように露光スタートｌｌ１ｇとし
て、測光演算制御回路１４に出力される。

測光演算制御回路１４はＮ’７４時の“Ｌ　”　からＨ
″になる立上りを受け、露光時間をカウントし始め、設
定時間が終了するとその時間７５時に“Ｈ”から“Ｌ″
々る第６図（ハ）に示すような信号を、露光ストップｓ
１ｇＱ１）として制御回路１７に出力する。

＠６図に）、？ηに示す露光スタートｓ１ｇ翰と露光ス
トップａ１ｇ（ハ）は、２人カアンド５４に入力されて
おり、第６図に）に示す露光時間を示す信号（財）が造
られる。２人力ナンド６１は、露光スター）　ｇｉｇ翰
と、フィード選択ｌｌ１ｇ（１７１とを入力しており、
先幕が走りきって開口となった時点１４時にＨ“からＬ
″になシ、フィールド選択ａ１ｇＱηがＨ“から／Ｌ　
１．　／／になる１７時にＩＩ　Ｌ　／／からＩ（”に
なる第６図（ハ）に示す様な信号（ハ）を造る。この信
号（ハ）は、ＯＦＣＧａｌｇとして、ＣＣＤ１２の０Ｆ
ＣＧ部のボテン／ヤルを制御する。これによって、１４
時からｒ、時の間、信号電荷蓄積準備状態を作る。

ｑフシヨツトマルチバイブレータ３０は、２人カアノド
５４の出力−をバッファ５６を介して入力しており、出
力に）が／／Ｈ“から“Ｌ”になるＴ１１時で、トリガ
ーをかけ、転送に必要な時間だけ／／　Ｈ／／になる第
６図（ハ）に示すＴ　ａ　ノ：ルスａ■を造る。

このＴＧ広パルスより、ＣＣＤ１２のＴＧ部のポテンシ
ャルを制御し、１５時にＴＧ部のポテンシャルを下げ電
荷を垂直転送部４へ移す。

この様にして、ＣＣＤ１２のＯＩ”ＣＧ部のポテンシャ
ルとＴ０６のポテンシャルを制御し、１４時から７３時
の間を第６図勾に示すように露光期間とする。

ワンショットマルチバイブレータ２８は、露光期間を示
す信号（イ）を入力し、露光終了時Ｔ５時から）”ｔ（
ｍａ）の間“Ｈ”　なる第６Ｉに示すようなＱｌ・出力
（ハ）を造り、この信号（ト）を後幕スタートａ１ｇと
してメカニカルシャッター駆Ｍｉｌ＋回路２０に出力し
、ここで後、４．を１５時からスタートさせる。これに
よって、１４時から７２時の間に蓄積され垂直転送部へ
移された信号電荷を、ＣＣＤ１２が遮光された後に読み
出すことが可能となる。この後幕スタート信号翰は、ワ
ンショットマルチバイブレータ２９のＢ入力端に印加さ
れており、ここで、後幕が走行している間のみ“Ｈ″と
なる第６図翰に示すＱ出力に）を造る。なお、後幕走行
完了時を７６時とする。２人力ノア回路６０は、ワンシ
ョットマルチバイブレータ２９のＱ出力（ハ）と、露光
ストップｓ１ｇＧ！］）をイノバータロ６．６７で遅延
させた第６図＠に示す信号（ハ）とを入力しており、第
６図（ハ）に示すように後幕走行完了時１６時に“Ｌ　
Ｉ／から′／　ＨＬＬに変化する出力（ハ）を造り、　
これを読み出し選択８１ｇとして出力する。この読み出
し選択ｓｉｇ（７）は、Ｄフリップ７０ツブ３１のＤ入
力に印加され、ここで、この入力をＶＤをインバーター
６８で反転させたクロックで記憶させることにより、後
幕が走りきり、ＣＯＤが遮光された次のＶＤのタウンエ
ツジＴ６時で　７／　Ｈ７／からＬ“になるＱ出力＠を
造る。また、プリセット・クリア付Ｊ−にフリップフロ
ップ３２のクロックにフィールド選択８ｉｇ（ｌηを人
力させ、ここでフィールド選択ｓｉｇ（ｌ乃の立上り時
１５時から、　スチル撮シのワンシーグンスの終了１３
時まで“五”になる第６図（ト）に示すような益出力働
を造る。２人力アンド６２は、礪出力■と、信号に）と
を入力し、フィールド選択ａｉｇＱηの立上り１３時か
ら、ＣＣＤ１２の受光部２が遮光された時刻１８時の間
”Ｈ“となる第６図０］）に示すような信号０１１を造
り、これをΦＶ副制御して、この信号が“Ｈ“なる期間
、１８時から１８時まで垂直転送りロックを止め信号電
荷を保持しておき、読み出しを制御する。

そして、垂直転送りロックを止めている時に、信号電荷
以外の電荷が垂直転送部４へ移されないようにＴＧ３の
ポテンシャルをハイレベルＫしておくように制御するた
めに、Ｆｌ（２）とレリーズが入った次のｖＤ（１）の
ダウンエツジｆ。時から１０時１でＬ“なる信号（６）
と、フリップフロップＦ２の４出力００と、フリップフ
ロップＦ６のＱ出力（ｌ］）　ヲ４人カオア６８に入力
し、第６図（ロ）に示すように１２時から１８時の間”
Ｌ“になる出力−を造り、この信号（ロ）とΦＶ制御信
号（ロ）をインバータ３ろで反転させた信号を２′入力
アンド６６に入力しＮＴｔ時から１８時の間のみ／／　
Ｌ　Ｌ／になる信号を造る。更にこの信号とＣＣＤ＆動
パルス発生器１５より出力される第６図０２に示すＴＧ
パルス０′４を２人力アンド６４に入力し、第６図０３
に示すよりな１２時から７６時の間常に“Ｌ　”になる
信号０３を造り、この信号（至）と電子シャッター作動
時に信号Ｔに夕ｒを垂１α転送部４へ移すＴＧパルスａ
　ｇｌ　ｋ　２人力オア６５へ入力して、第６図（３５
に示すようなＴＧパルスＣ（至）を造る。このＴＧパル
スｃｏ玲をＣＣＤ１２に出力し、ＴＧ３のボテンシヤル
を制御することにより、電子／ナツタ−作動時は露光終
了時１５時のみ、ＴＧ３のボテ／／ヤルを下げるように
している。

この様な動作によって、電子ンヤッターで蓄積された信
号電荷は、ＣＣＤ受光部２がメカニカルシャッター１１
が閉状態となり遮光された後に読み出されることとなり
、読み出し中に受光部２からの電荷の漏れ込みによって
起きるスミア−によるスチル画の劣化を除去することが
できる。

なお、上記の説明では、撮像素子（ＣＣＤ）１２の受光
面側にメカニカルシャッターを設けた場合を例示したが
、これに限ることなく、例えばＥＣや液晶等の電気光学
素子で用いた遮光手段を用いてもよい。

〔本発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、信号電荷読み出
し中、撮像素子の受光部を遮光するようにしたものであ
るから、スミア−による劣化のないメチル画が得られる
電子スチルカメラが実現できる。また、強い光のとき高
速ンヤツター秒時で撮像を行なってもスミア−が生じな
いので、高速なシャッター秒時で撮影を行々うことがで
き、また、信号電荷蓄積中は撮像素子の受光部は一様に
光にさらされているので、撮像素子にＫ　ｎｅｏ％性を
もたせることができ、ダイナミックレンジの広い電子ス
チルカメラが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はオーバーフロードレイン（ＯＦＦｌｌｌイノタ
ーライ／ＣＣＤの断面図、第２図はＯＦＤ付きインター
ラインＣＣＤのボテンシャル図、第６図は電子シャッタ
ー機能のタイムチャート、第４図は第６図のタイムチャ
ートで電子ンヤツター機能をもたせたときの第２図のポ
テンシャルの時間的変化図、第５図は本発明の電子ンヤ
ツター機能をもつ電子スチルカメラの構成ブロック図、
第６図は本発明の実施例における主要タイムチャート、
第７図は主要タイムチャートを得るだめの電２子シャッ
ター機能制御回路の一例を示す回路図、第８図及び第９
図はレリーズが奇数フィールドおよび偶数フィールドで
入ってシーケンスがスタートしたときのフィールド選択
ｓ１ｇを造るタイムチャートである。１・・・オーバーフローコントロールケート（ＯＦＣＧ
）、１′・・・オーバーフローコントロールゲー）　（
ＯＦＣＧ）部、２・・・フォトダイオード（受光部）、
６・・・トランスファーゲート（ＴＧ）！極、６′・・
・トランスファー−１（ＴＯ）部、４・・・垂直転送部
、５・・・オーバーフロードレイ７　（ＯＦＤ）部、６
・・・チャネルストッパ部、１０・・・レンズ、１１・
・・メカニカルシャッター、１２・・・ＣＣＤ撮像素子
。代理人弁理士　木　村　三　朗第１図２−２図こ０三ｉ −！Ｊ、　殻

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電子シャッター機能をもったインターライントラ
ンスファーＣＯＤを備える電子スチルカメラにおいて、
前記インターライントランスファーＣＯＤの受光面側に
遮光手段を設け、この遮光手段を開状態にしだ後前記電
子シャッター機能を作動させて信号電荷を蓄積し、前記
遮光手段を閉状態にした後前記信号電荷を垂直転送して
読み出すようにしたことを％徴とする電子スチルカメラ
、