JPS60126974A

JPS60126974A - 撮像装置

Info

Publication number: JPS60126974A
Application number: JP58234701A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Yunoki; 裕柚木; Masayuki Takahara; 正幸高原
Original assignee: Olympus Corp; Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1983-12-13
Filing date: 1983-12-13
Publication date: 1985-07-06

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】〔技術分野〕本発明は電子カメラやＴＶカメラなどの撮像装置に関し
、特に光学系と、この光学系によって得られた像を電気
信号に変換する二次元光電変換手段との間の光路中に設
けられ、上記二次元光電変換手段への露光を行なうスリ
ット付シャツタ板を有するシャッタ機構等の改良に関す
る。

〔従来技術〕

一般に電子カメラやＴＶカメラなどの撮像装置にはＮＴ
ＳＣ，Ｐ、ＡＬ、５ＥＣＡＩＶＩなどの規格が適用され
ており、たとえばＮＴＳＣ規格の撮像装置では光学像を
撮像素子に１／３０秒間あるいは１／６ｏ秒間光蓄積を
行ない、蓄積された電荷を電子ビーム走査によりディス
チャージして光学像に対応した映像信号を取出す如く構
成されている。

したがって被写体が動きの速い移動物体等の場合、ある
いはカメラをバンニングする場合等において画面に「尾
を引く現象」等が生じ画像がぼけてしまい画質低下をき
たすという問題がある。このような画質低下の原因とし
ては、蓄積効果と残像があげられる。

蓄積効果は１フレ一ム間の光の量を撮像素子の光電変換
面に蓄積することによる効果であり、撮像感度を上げ、
ＳＮ比を向上させるための有効な手段ではあるが、等価
的に１／３０秒程度の低速シャッタを用いた撮像ともい
えるので高速移動物体や手ぶれ等により画像がぼけてし
まい画質低下をきたすことになる。

一方、残像は一度の電子ビーム操作ではディスチャージ
しきれない場合の残存電荷によって生じるものであるが
、最近は固体撮像素子による低残像化が進んでおり、は
ぼ解決済みの問題といえる。

したがって前記画質低下を解決するためには蓄積効果の
影響を除去する必要がある。そのためには光蓄積時間を
短くすることが有効であり、その目的で従来機のような
シャッタを用いた装置が知られている。

すなわち、このシャッタは撮像管の前面に光を遮蔽する
回転円板を設置し、この回転円板に設けた１〜複数個の
開口部もしくは切欠部が撮像面を横切る速度と画像走査
速度（通常１画面につき１／６０秒）を同期させること
により、尾を引く画面の尾の部分を撮像しないようにし
て瞬間の静止画を得るようにしたものである。

しかし、上記シャッタは静止画を得るという目的にのみ
開発されたものであり、かつ特殊業務用として採用され
ているにすぎず、高コストでかつ大型な装置になる欠点
があった。またシャッタ機能が不要な場合においてもシ
ャッタ機能を解除することができず通常の動画撮影を行
なえない欠点もあった。

この点、すなわちシャッタを解除する手段として実開昭
５７−１５５７２公報に示されているように、開口スリ
ットを光電変換面の面積より大きくしておき、□開口が
光電変換面に重なる位置に、関口を固定しておく手段が
ある。しかしながら、この手段では、円板上の開口スリ
ットを十分大きくしておく必要がある。例えば２／３イ
ンチの撮像管または撮像素子を使用する場合には、スリ
ット開口を８Ｘ１０ｍ＜らいにする必要がある。その結
果、シャッタ円板の直径が大きくなり、小型の実装がで
きないことになる。またシャッタ円板回転駆動用のモー
タのパワーも大きくする必要がある。さらにシャツタネ
使用時においても、モータに電力を供給しておかなくて
はならないため、バッテリー駆動のポータプル型撮像装
置には適さない。他のシャッタ解除手段として、モータ
駆動により円板のスリット部をシャッタＯＦＦ位置に位
置させたのちに、メカニカルな方法でスリット部をその
位置に固定する手段もあるが、この場合には１８００Ｒ
ＰＭで回転している円板を短時間で低速回転にもってい
き、スリット部の位置決めを行なったのち、固定する必
要があり、その構造が複雑で高精度な動作が期待できな
い。

一方、前記構成の従来の装置では光電変換面全体が同時
に露光されることがないため、シャッタ使用中にはスト
ロボ撮影が行なえない難点がある。

つまりフィルムカメラでいうディライトシンクロ撮影を
行なえない難点がある。

〔目的〕

本発明の目的は、例えば被写体がたとえ動きの速いもの
であっても「尾を引く現象」による画像のぼけがなく、
ぶれの少ない鮮明な静止画を得ることができると共に、
必要に応じてシャッタを解除できるようにした装置にお
いて、特にシャッタ使用中において適時ストロボ撮影を
行なうことのできるロータリーシャッタ機構を備えた撮
像装置を提供することにある。

（概要）本発明は上記目的を達成するために次の如く構成したこ
とを特徴としている。すなわち撮像装置に装着された光
学系と、この光学系によって得られた像を電気信号に変
換する二次元光電変換手段との間の光路中に、上記二次
元光電変換手段への露光を行なうスリット付シャツタ板
を有するシャッタ機構を適時介挿可能としたものにおい
て、上記スリット付シャツタ板を、例えばその回転方向
に応じて第１の幅と第２の幅の二通りにスリット幅が変
化する第１．第２の円板等で構成すると共に、上記一方
のスリット幅が、二次元光電変換手段の少なくとも有効
受光面を実質的に全体を包含するように、その形状・寸
法を設定したことを特徴としている。

（実施例）第１図〜第２５図は本発明の一実施例を示す図で、第１
図はビデオカメラの外観斜視図である。

第１図中１は撮像装置としてのビデオカメラ本体。

２は複数の光学レンズを含む光学系、３はグリップ、４
はケーブル、５はビューファインダー、６はマイクロホ
ン、７は操作パネルで−ある。上記操作パネル７の側壁
には後述する手動ノブ８が取付けである。撮影時におい
て、光学系２がとらえた被写体は上記光学系２と同軸上
のカメラ本体１内に収納されている後述する固体撮像素
子によって電気信号に変換されたのち、ケーブル４を介
して図示しないビデオモニタあるいはＶＴＲなどに送ら
れ映出される。

第２図は第１図に示すビデオカメラの要部を切断して示
す図である。図中１０はビデオカメラのフレームであり
、このフレーム１ｏに前記光学系２が固定されている。

そしてこの光学系２の最終端マスターレンズ２ａに所定
間隔をおいて受光面１１ａが対向するように撮像素子１
１が配設されている。１２はロータリーシャッタ機構で
あり、このロータリーシャッタ機構１２は、レバー板１
３の先端部位に対してモータ、スリット付シャツタ板等
からなる本体部分を取付けたものとなっている。レバー
板１３は後述するように中央部位をフレーム１０に対し
て回転自在に軸支されており、基端部を前記手動ノブ８
で操作することにより前記本体部分を取付けた先端部位
が所定角度範囲で回動するものとなっている。モータ１
４は上記レバー板１３の先端部位の一側面に固定されて
おり、その回転軸１５がレバー板１３の他側面に突出し
ている。上記回転軸１５にはボス１６．１７が嵌込まれ
ており、これらのボス１６．１７により軸心部を支持さ
れた状態でスリット付シャツタ板２０が取付けられてい
る。スリット付シャツタ板２０は第１．第２のスリット
付円板２１．２２にて構成されており、前記レバー板１
３の回動に応じてロータリーシャッタ機構１２が第１の
位置へ回動した際には図示の如くそのスリット部が前記
光学系２のマスターレンズ２ａと撮像素子１１の受光面
１１ａとの間の光路中に介挿され、スリット部による露
光動作を行なうものとなっている。またレバー板１３の
回動に応じてロータリーシャッタ機構１２が第２の位置
へ回動した際には上記光路中から外部へ脱出するものと
なっている。なお第１のスリット付円板２１はボス１６
に対し回転自在に嵌込まれており、第２のスリット付円
板２２はボス１７に対し回転不能な状態に嵌込まれてい
る。

第３図および第４図は前記第１のスリット付円板２１お
よび第２のスリット付円板２２の平面図である。第３図
に示すように、第１のスリット付円板２１は遮光部材か
らなる円板部の１８０°′！４なる相対向する位置にそ
れぞれ同一形状の扇形をなす切欠部２１ａ、２１ｂを有
していると共に、上記切欠部２１ａ、２１ｂにおける各
一方の側縁部の付根部分に円板部の平面に対し垂直に折
曲された係止片２１ｃ、２１ｄを設けたものとなってい
る。また第４図に示すように、第２のスリット付円板２
２は遮光部材からなる円板部の１８００異なる相対向す
る位置に前記第１のスリット付円板２１の扇形の切欠部
２１ａ、２１ｂと同一形状の切欠部２２ａ、２２ｂを有
すると共に、上記切欠部２２ａ、２２ｂにおける各一方
の側縁部の付根部分にシャツタ板２ｏが正転方向の回転
時に前記係止片２ＩＣ，２１ｄと当接可能な第１の当接
部としての突片２２Ｃ，２２ｄを設けたものとなってい
る。なお突片２２ｃ、２２ｄと対向する切欠部２２ａ、
２２ｂの各他方の側縁部はシャツタ板２０が逆転方向の
回転時に係止片２１ｃ、２１ｄと当接する第２の当接部
となっている。

第５図および第６因は前記第１および第２のスリット付
円板２１．２２を第１のスリット付円板２１を下にして
重ねた状態を示す図である。

第５図は上記第１のスリット付円板２１の係止片２１ｃ
、２１ｄに対し第２のスリット付円板２２の突片２２ｃ
、２２ｄがそれぞれ当接した状態を示している。この状
態では切欠部２１ａと２２ａおよび切欠部２１ｂと２２
ｂとは係止片２１Ｃ２２１ｄの厚みと突片２２Ｇ、２２
ｄの幅との和に相当する比較的幅の狭い第１の幅を有す
るスリットＭ１．Ｍ２を形成する。

第６図は第５図の状態から第１のスリット付円板２１の
みを反時計方向に回転させることにより第１のスリット
付円板２１の係止片２’ＩＣに対し第２のスリット付円
板２２の切欠部２２ａの図中左側縁部が当接すると共に
、第１のスリット付円板２１の係止片２１ｄに対し第２
のスリット付円板２２の切欠部２２ｂの図中右側縁部が
当接した状態を示している。この状態では各切欠部２１
ａと２２８および２１ｂと２２ｂとがそれぞれ重なり合
い、撮像素子１１の受光面１１ａ全体を包含し得る比較
的幅の広い第２の幅を有するスリットＮ１．Ｎ２を形成
する。

なお第５図に示す状態とした場合のスリットＭ１、Ｍ２
の幅および第６図に示す状態とした場合のスリット幅Ｎ
１．Ｎ２の設定の仕方については後述する。

次に上記シャツタ板２０を、上述したように光路中に介
挿し静止画を得るための間欠露光を行なったり、光路中
から脱出させ通常の動画撮影を行なったりするための切
換機構について説明する。

第７図および第８図はその切換機構の構成およびスリッ
ト幅可変手段を示す図である。第７図。

第８図において図中左端に示しである手動ノブ３０は円
盤状基体の一側面中央部に操作用突起３゜ａを有すると
共に、図中上下両端面に係止用突起３０ｂ、３０ｃを有
している。また上記手動ノブ３０は円盤状基体の他側面
中央部に係合溝３０ｄを有している。そして上記手動ノ
ブ３０の操作用突起３０ａおよび係止用突起３０ｂ、３
０ｃは操作パネル７に設けられた穴７ａ、７ｂ、７ｃに
対し選択的に係入し得るものとなっている。すなわち第
７図に示すように穴７ａに対し操作用突起３０ａと係止
用突起３０ｃが係入し、穴７ｂに対し係止用突起３０ｂ
が係入する状態と、第８図に示すように穴７ａに対し操
作用突起３０ａと係止用突起３０ｂが係入し、穴７ｃに
対し係止用突起３０Ｇが係入する状態、との二状態を選
択しうるものとなっている。上記手動ノブ３０の他側面
は保持カバー３１で覆われている。この保持カバー３１
の内底面と手動ノブ３０の円盤状基体の底面との間には
スプリング３２ａ、３２ｂが圧縮状態で介挿されており
、手動ノブ３０を常時操作パネル７の内壁面へ押圧して
いる。なお上記スプリング３２ａ、３２ｂは手動ノブ３
ｏ側に固定されており、保持カバー３１の内底面とはス
ライド可能な状態に設けられている。

前記手動ノブ３０の円盤状基体の底面中央部に設けであ
る係合溝３０ｄには前記レバー板１３の基端に設けたビ
ン３３が係合している。レバー板１３は図示の如く扇形
をなしており、その中央部位を枢軸３４により軸支され
ており、この枢軸３４を中心に回動しうるちのとなって
いる。レバー板１３の先端部近傍には既に述べたように
モータ１４、シャツタ板２０などのロータリーシャッタ
機Ｗ４１２の本体部分が固定されている。またレバー板
１３の最先端部には一対の角穴３５ａ、３５ｂが設けで
ある。これらの穴３５ａ、３５ｂはレバー板１３の回動
時において前記フレーム１ｏに設けた係止用ボール３６
に対して選択的に係合し、レバー板１３の回動位置を特
定化しうるちのとなっている。なお上記係止用ボール３
６はガイド３７により支持されかつスプリング（不図示
）によりレバー板１３に対し圧接するものとなっている
。

なお図示はしてないが、レバー板１３が第７図の状態に
回動したときにＯＮとなってモータ１４を回転させ、レ
バー板１３が第８図の状態に回動したときにＯＦＦとな
ってモータ１４の回転を停止させるマイクロスイッチが
設けである。また操作パネル７にはモータ１４を正転方
向に回転させるか逆転方向に回転させるかを指定する回
転方向指定スイッチが設けである。

かくして間欠露光撮影を行なう場合において、被写体の
照度等に応じて回転方向指定スイッチを切換えると共に
手動ノブ３ｏを第７図の位置に設定すると、すなわち手
動ノブ３０の操作用突起３０ａを押込んだ状態にしたの
ち、図中上方へスライドさせると、これに伴いレバー板
１３は図中時計方向へ回動し、レバー先端に設けである
角穴３５ａが係止用ボール３６に係合する。この係合に
よりクリック感を感じたところで手動ノブ３０から手を
離すことにより、手動ノブ３０はスプリング３２ａ、３
２ｂの力により復帰し、係止用突起３０ｂがパネル７の
穴７ｂに係入し、係止用突起３０ｃがパネル７の穴７ａ
に係入する。その結果、シャツタ板２０は第７図に示す
ようにスリット部が光路中に介挿される。これと同時に
、マイクロスイッチなどがＯＮとなる。今、回転方向指
定スイッチにより正転方向が指定されているものとする
と、モータ１４が正回転を始めるので、シャツタ板２０
は第７図中矢印で示す方向へ回転を始める。このとき第
１のスリット付円板２１は回転軸１５に対しほぼフリー
な状態に取付けであるため、ボス１６との摩擦抵抗弁だ
けの回転力しか与えられない。しかも係止片２１ｃ、２
１ｄが空気抵抗を受けるのでこれが回転制動力として働
く。したがって第１のスリット付円板２１は第２のスリ
ット付円板２２より回転が遅くなり、相対的に第７図中
時計方向へ回動し、第１のスリット付円板２１の係止片
２１ｃ、２１ｄが第２のスリット付円板２２の突片２２
Ｇ、２２ｄに安定に当接した状態を呈する。したがって
スリット部は第５図に示したような幅の狭いスリットＭ
１．Ｍ２となる。

両スリット付円板２１．２２の１回転に要する時間は、
スリットが撮像管１１の受光面１１ａの前面を横切り、
次のスリットが同一箇所を横切るまでの時間が１６．６
７ｍ５であり、本装置の場　□合は上記スリットが２か
所に設けであるので、１回転所要時間は１６．６７ｘ２＝３３．３４ｍ５　（１８００ｒｐｍに
相当）となる。

また、回転方向指定スイッチにより逆転方向が指定され
ているものとすると、モータ１４は逆回転をはじめる。

そうすると、シャツタ板２０は第７図中矢印とは反対の
方向へ回転をはじめる。したがって前述の場合とは逆に
第１のスリット付円板２１は第２のスリット付円板２２
に対し相対的に第７図中反時計方向へ回動する。このた
め、係止片２１ｃ、２１ｄが第２のスリット付円板２２
の切欠部２２ａ、２２ｂの他側縁部に当接した状態とな
る。その結果、第６図に示したような幅の広いスリット
Ｎ１．Ｎ２となる。

このようにモータ１４の回転方向を正転または逆転させ
ることにより、その回転方向に応じて広狭二通りのスリ
ットＪＩＭ１．Ｍ２またはＮ１．Ｎ入射させることがで
きる。つまり２種類の露光量をもつ間欠露光撮影を行な
える。なお上述した回転時間は図示しない回転センサに
より検出される。

そして図示しない制御系によりシャツタ板２０は安定に
回転制御される。

次に、通常の連続露光撮影を行なう場合は手動ノブ３０
を第８図の位置に設定する。すなわち手動ノブ３０を押
込んだ状態で図中下方へスライド゛させる。そうすると
、これに伴いレバー板１３は図中反時計方向へ回動し、
レバー先端の穴３５ｂが係止用ボール３６に係合する。

この係合によりクリック感を受けたところで手動ノブ３
０から手を離すことにより、手動ノブ３０はスプリング
３２ａ、３２ｂの力により復帰し、係止用突起３０ｂが
パネル７の穴７ａに係入し、係止用突起３０Ｃがパネル
７の穴７Ｃに係入した状態となる。その結果、シャツタ
板２０は第８図に示す如く図中上方へ移動し、前記光路
中から完全に脱出した状態となる。この状態になると、
図示しないマイクロスイッチが働き、モータ１４への通
電が断たれる。このためシャツタ板２０の回転も停止す
る。

かくして撮像素子１１の受光面１１ａには連続的に１０
０％の光が入射することになり、連続露光による通常の
動画撮影を行なえる。

以上の操作を逆に行なえば、ロータリーシャッタ機構１
２が第８図の状態から第７図の状態に移行すると共にマ
イクロスイッチがＯＮとなるので、第７図の状態におい
てモータ１４が正または逆方向に回転する。かくして二
枚のスリット付円板２１．２２が正または逆回転し、二
種類のスリット幅にて再び間欠露光による静止画撮影を
行なえる。

次に前述したスリットＭ１．Ｍ２およびＮ１゜Ｎ２の幅
の設定のしかたについて説明する。

先ずスリットＭ１．Ｍ２の幅は次のような観点に基いて
設定される。ビデオカメラにおいて動作の速い被写体の
動作途中における鮮明な静止画を得るためには、前記光
学系２とＲ機素子１１との間に、第９図に示すように幅
の狭いスリットＭｌ。

Ｍ２を有するシャツタ板２０を介在させ、これを時計方
向または反時計方向に回転させ、前記撮像素子１１の画
像走査速度より充分速い速度で受光面１１ａに露光する
必要がある。露光の速度を速くすれば速くする程鮮明な
静止画像を得ることができるが、その反面露光量は減少
することになる。

総露光量が少なくなりすぎると、撮像素子１１の感度が
能力以下になり実用的でなくなる。一方、総露光量を増
大させるために露光の速度を落とすと、撮像素子１１の
ビーム読み出しと露光が同時に行われ、露光速度が遅く
なるにつれＴＶ画面の上下の外側から次第に筋状の模様
が現われ画質不良をきたすことになる。

そこで、シャツタ板２０を使用する場合の適正な露光時
間ｔを次のように設定する。第９図、第１０図に示すよ
うに１フイールドの期間Ｔ（１／６０＝１６．６７ｍ５
）をシｖｙり板２０上の円周方向の長さに対応させると
、ＴはＡ＋Ｂとなる。

Ａは暗部長であり、Ｂは受光面１１ａの幅とスリットＮ
１またはＮ２の腸との和である。今、ＴＶ画面の実効面
積を８０〜８５％とすると、Ｂ／　（Ａ＋Ｂ）−８／１
６．６７＝（１０Ｏ−（８０〜８５））／１００となる。つまり実効面積８０％の場合にはＢ−３゜３３
ｍ５．実効面積８５％の場合にはＢ＝２．５ｍｓとなる
。したがって露光時間ｔは撮像手段が撮像管のような場
合にはブランキング時間内に露光を完了する必要がある
ことから、約２．５〜３ｍｓとすることが妥当である。

上述に基づいて構成したロータリーシャッタ装置を備え
たビデオカメラにて撮影した画像は通常の撮影に比べて
露光量不足となるが、例えば高感度な撮像管を使用する
ことにより、太陽光の下で撮影した画像に関しては十分
に実用できる鮮明な静止画が得られる。

次にスリットＮ１．Ｎ２の幅は次のような観点に基づい
て設定される。前述したように第５図の状態とした場合
には露光不足をきたす場合がある。

そこで多少画質が劣っても露光量を増加させる必要があ
る場合に対応できるように例えば第１１図（ａ）の状態
から（ｂ）の状態へ、つまりスリット幅を８１から８２
へ広げることが考えられる。

しかるに上記（ｂ）の場合では、二次元光電変換面全体
が同時露光状態とはなり得ないので、シャッタ使用中に
おいてはストロボ撮影を行なえない。

そこで第１１図（Ｃ）に示すようにスリット幅を撮像素
子１１０受光面の幅Ｗよりも若干大きなものとなす。つ
まり撮像素子１１の有効受光面全体を包含し得る形状・
寸法を有するものとなす。

かくしてスリットＮ１またはＮ２が第１１図（Ｃ）のよ
うな状態となった時点でストロボ発光を行なえば、受光
面全体が同時に照明され、ストロボ露光による撮影が可
能となる。ただし、既に述べたように総露光時藺は第１
１図（ａ）、（ｂ）に比べて長くなり、静止化特性は悪
化し画質が劣化するおそれがある。撮像素子１１につい
ては後で詳しく述べるが、この撮像素子１１として例え
ば撮像管やＸ−Ｙアドレス型のＭＯ３固体撮像素子を使
用した場合には、これらはいわゆる点順次読出し方式の
ものであるため、総置光時間Ｅｔが３ｍｓを越えると、
かなりの画質劣化が生じる。すなわち、撮像管あるいは
Ｘ−Ｙアドレス型のＭＯ８型固体撮像素子の場合には第
１２図（ａ＞のように露光可能時間Ｔ１が垂直ブランキ
ング時間内あるいはその前後のみに限られる。

従って、スリットの幅と総置光時間Ｅｔには上限があり
、この上限を越えた場合は、画面に露光時間の不均一性
に基く画質の劣化部分が発生する。

しかしながら、フレームトランスファー型や、インクラ
イン型のＣＯＤのような一括電荷転送機能と遮光された
転送シフトレジスタを内蔵する撮像素子の場合には、被
写体の動きによる画質の劣化を除けば、露光時間の不均
一性は生じない。しかもこのような素子を用いれば第１
２図（ｂ）のように露光可能時間をＴ２となし得る。

そこで次にシャッタと光電荷信号一括転送方式の固体撮
像素子との関係について説明する。このタイプの撮像素
子に関しては、例えばＣＡＲＬＯＨ０ＳＥＱＵＩＮ著の
「電荷転送デバイス」（近代科学社　１９７８）のＰ１
４０−Ｐ１４４に示されるようなフレーム転送型ＣＯＤ
、あるいはインクライン転送型ＣＯＤなどがある。

第１３図（ａ）はフレームトランスフ１型ＣＣＤ撮像素
子４０を示す図である。この素子４０においては、フレ
ーム時間あるいはフィールド時間において光蓄積部４１
にて積分された信号電荷は、垂直ブランキング時間内に
遮光された信号蓄積部４２へ一括転送される。そして一
括転送された信号電荷は水平シフトレジスタ４３により
出力アンプ４４へ送られる。したがって垂直ブランキン
グ時間内の一括転送時以外の期間すなわち第１２図（ｂ
）のＴ２期間において、シャッタによる露光を行なうこ
とができる。

一方、第１３図（ｂ）はインターライントランスファ型
ＣＣＤ撮像素子５ｏを示す図である。この素子５０にお
いては、フレーム時間あるいはフィールド時間において
光電変換素子５１にて積分された信号電荷は、トランス
ファーゲート５２に印加されるゲート信号で、垂直ブラ
ンキング期間に、ＣＯＤからなる遮光された垂直転送部
５３に一括転送される。そして一括転送された信号電荷
は水平シフトレジスタ５４により出力アンプ５５へ送ら
れる。したがってこの素子５０においても一括転送時以
外の期間すなわち第１２図（ｂ）のＴ２期間において、
シャッタによる露光を行なうことができる。

すなわち一括転送方式の固体撮像素子においては、撮像
管あるいはＸ−Ｙアドレス型固体撮像素子のように光蓄
積時間と読出し時間が画面内で混在する点順次読出し方
式でないため、光蓄積時間が、１画面単位で時間的に独
立している。したがってブランキング特開以外の期間Ｔ
２（約１５ｍ５）を露光のために使用しても画質劣化が
発生しない。このため一括転送方式の撮像素子を用いた
場合には、小型の円板上に相対的に大面積のスリットを
設けても画質の劣化は少ない。

そこで具体的に数値例にて示し、ディライトシンクロ撮
影時に使用できる最高速シャッタ速度をめてみる。

第１４図においてシャッタ円板２０の半径をｒｌ、上記
円板２０の中心から撮像素子１１の中心：までの半径を
ｒ２．上記円板２０の中心からスリ□ット底部までの半
径をｒ３．半径ｒ２の点でのスリット幅をＳ、撮像素子
１１の横寸法をＤとし、円板の回転数をｎ　（ＲＰＳ）
とすると、総置光時間ＥｔはＥｔ＝　（Ｄ＋Ｓ）／　（２πｒ２ｘｎ）（但しＤ≦Ｓ
）となる。ここで２／３インチの素子を考えると、Ｄ＝８
．８＃である。スリットを２個設けるとしてｎ−３０Ｒ
ＰＳ、ｒ２＝２３ｓ、ｓ＝　１２ｒｒｍと仮定するとＥｔ＝４．８ｍｓとなり、約１／２００ｓｅｃのシャッタとなる。

つまり１／２００ｓｅｃのシャッタでディライトシンク
ロ撮影を行なうことが可能となる。スリット幅Ｓを上記
の場合よりも太きくれば、より低速のシャッタが得られ
る。通常の銀塩カメラのフォーカルブレーンシャッタの
ストロボ同調可能シャッタ速度がＭＡＸＩ／６０ｓｅｃ
であることを考えると、充分な性能といえる。

第１５図は上述した観点に基いて本装置で使用される撮
像素子１１の具体例であり、インターライン転送型ＣＣ
Ｄ６０を示している。図中６１はそれぞれ色フイルタ−
Ｒ，Ｇ、Ｂを表面にもつ光電変換素子であり、各々１画
素を形成している。

上記光電変換素子６１に隣接してＣＯＤからなる垂直シ
フトレジスタ６２が設けである。これらの−５垂直シフ
トレジスタ６２は、光電変換素子６１に蓄積された光電
荷を受取り、ＣＯＤからなる水平シフトレジスタ６３に
順次転送する。水平シフトレジスタ６３は１水平走査線
率位に、光電荷を出力部６４に転送する。出力部６４は
プリアンプを内蔵しており、微小電流を増幅して出力端
子ＶＯｕｔから出力する。なお上記撮像素子１１の各入
力端子にはセンサーゲート信号ＳＧ、垂直レジスタ転送
りロックφＶ１．φＶ２．水平レジスタ転送りロックφ
■１．φＶ２などがＣＯＤ駆動回路（不図示）から供給
される。

上記各光電変換素子６１における光蓄積時間は、光電変
換素子６１から垂直シフトレジスタ６２へ電荷を移すタ
イミングに基いて決定されている。

第１６図は上記第１５図の一部を取出して示す図である
。この図から明らかなようにセンサーゲート６５は、各
光電変換素子６１に共通して形成しである共通電極であ
る。また垂直シフトレジスタ６２は、奇数フィールド時
に細矢印で示す如く有効に働くものと、偶数フィールド
時に太矢印で示す如く有効に働くものとが交互に配置さ
れており、それぞれのグループ毎に転送りロックφＶ１
゜φＶ２を共通的に供給されるものとなっている。

かくして光電荷一括転送は次のように行なわれる。すな
わち第１６図における各部の電位が下記のように設定さ
れたとき、光電変換素子６１内に蓄積された光電荷が垂
直シフトレジスタ６２に転送される。

■奇数フィールドのときセンサーゲート信号ＳＧがｆ’ＬＪでφＶ１がＩ’ＨＪ
であるとき ■偶数フィールドのときセンサーゲート信号ＳＧがｒＬＪでφＶ２が「Ｈ」であ
るときしたがってセンサーゲート信号ＳＧがＨレベルからしレ
ベルに変化する変化点が蓄積された光電荷の一括転送開
始時点であり、またあらたな光蓄積の開始点でもある。

第１７図は上記のタイミングを示したタイムチャートで
ある。第１７図においてＶＤは垂直ドライブパルス；Ｈ
Ｄは水平ドライブパルスである。

ＨＤに麿込んである数字は「１〜５２５」の水平走査線
番号に対応している。センサーゲート信号ＳＧは１フイ
ールドに１回ｒｌ−ＩＪ、ｒＬＪが変化する。上記ｒＬ
Ｊの変化のタイミングで光電変換素子６１の光電荷は、
垂直シフトレジスタ６２に移送される。つまりこのタイ
ミングで、フィールドの全画素の情報が垂直シフトレジ
スタ６２内に移されるわけである。φＶ１．φＶ２は２
相の垂直レジスタ転送りロックであると同時に、画素か
ら垂直シフトレジスタ６２への電荷の移送にも関係して
いる。すなわち第１フイールドでは、第１１ＨでＳＧが
ｒＬＪとなったときφＶ１がｒＨＪとなるため、この時
点で第１フイールドにて出力される画像に関係する全画
素の電荷が垂直シフトレジスタ６２に移送される。この
電荷はＣＯＤ出力信号の第１Ｈからビデオ信号として１
５ｍ５間出力される。一方、第２フイールドでは、２７
５Ｈ目にセンサーゲート信号ＳＧがｒＬＪとなったタイ
ミングでφＶ２がｒＨＪであるため、この時点で第２フ
イールドにて出力される画像に関係する全画素の電荷が
垂直シフトレジスタ６２に移送される。移送された信号
電荷は、垂直シフトレジスタ６２および水平シフトレジ
スタ６３の転送動作により、ＣＯＤ出力信号として第１
７図中、「■レジスタ空送り」のあとの第１Ｈからビデ
オ出力として出力される。

なお第１７図では撮像素子６０を２フィールド１フレー
ムモードの読出しモードにて駆動する場合を示している
が、他の読出しモードでも一括転送を同様に行なえる。

かくして、第１５図〜第１７図に示すような固体撮像素
子６０を用いれば、前述したように第１２図（ｂ）のＴ
２期間内で露光を行なうことが可能となる。

なお上記シャッタによる露光可能時間以外で露光を行な
った場合には画質の劣化をきたすことになる。以下この
点について説明する。

第１８図（ａ）（ｂ）および第１９図（ａ）（ｂ）は撮
像手段として例えばＭＯ８型Ｘ−Ｙアドレス方式の固体
撮像素子あるいは撮像管等の光電荷・点順次転送方式の
ものを使用した場合における露光可能時間以外での露光
による画質劣化の模様を示す図である。また第２０図＜
ａ）（ｂ）および第２１図＜ａ）（ｂ）は撮像手段とし
てフレームトランスファ型ＣＯＤあるいは第１５図〜第
１７図に示したインタライン型ＣＣＤのような光電荷・
一括転送方式の固体撮像素子を用いた場合における露光
可能時間以外での露光による画質劣化の場合を示す図で
ある。第１８図（ａ）（ｂ）および第１９図（ａ）（ｂ
）、第２０図（ａ）（ｂ）および第２１図（ａ）（ｂ）
、はいずれの場合もシャッタによって光路を遮断してい
る状態から１回だけシャッタ露光を行ない、白色面を撮
像した場合において、撮像手段の動作タイミングとシャ
ッタのタイミングとの関係によって画質劣化が発生する
ようすを示している。

第１８図（ａ＞（ｂ）に示すように、光電変換面７１″
に対しシャツタ開ロア２が位置している場合において、
素子の駆動タイミングが図中破線で示すように丁度垂直
ブランキング期間と、垂直ブランキング期間との中間に
ある時点ｔＡでシャッタ露光を行なうと、読出した画像
信号は第１９図（１））のようになり、モニタ画面上で
は同図（ａ）のようにみえる。この理由は読出し中の位
置を境として、露光によって発生する光蓄積電荷がニフ
ィールドに分割されるためである。したがって光電荷・
点順次方式の撮像手段を用いる場合には、シャッタの露
光タイミングを垂直ブランキング期間内に収めることが
必要となる。しかしながら、垂直ブランキング期間は約
１ｍｓであり、この期間内に露光を完了させることは、
メカニズムの応答性の問題や総露光量の問題から難しい
。そこで実用的には、垂直ブランキング期間の約１ｍＳ
を挟んで前のフィールドの尾端的１ｍｓ、次のフィール
ドの先端的１ｍｓを加えた計３ｍｓをシャ゛ツタ露光可
能時間として使用すればよい。すなわち垂直ブランキン
グ期間の前後のＩｍｓの期間は、一般のモニタ用ＴＶな
どでは表示領域として使用されないし、またかりに表示
に用いられたとしても、画面の端部となるため、その影
響が極めて少ない。

一方、第２０図（ａ）（ｂ）、第２１図（ａ）（ｂ）は
、光電荷一括転送方式の撮像素子（インタライン型Ｃ０
Ｄ）において、垂直ブランキング期間あるいはその近傍
でシャッタ露光を行なった場合に発生する画質劣化を示
している。一般的にいえば、インクライン型ＣＯＤの場
合には、露光中に転送パルス（ＳＧパルス）が出力され
た場合に画質劣化が発生するし、フレームトランスファ
型ＣＯＤの場合には、露光中にフレームシフトを行なえ
ば画質劣化が発生する。したがってインクライン方式で
もフレームトランスファ方式でも垂直ブランキング期間
およびその前後を含む数ｍｓの時間帯は、シャッタによ
る露光を行なえないことになる。例えば全画素の露光完
了に３ｍｓを要するシャッタを使用する場合には垂直ブ
ランキング期間を挟む３ｍｓは露光禁止時間となる。

第２０図（ａ＞（ｂ）に示すように、光電変換面８１に
対しシャツタ開口８２が図示の位置にあった場合におい
て、破線で示すように素子の駆動タイミングが垂直ブラ
ンキング期間内の時点ｔＢにあるとき、読出された画像
信号の各水平期間における波形は第２１図（ｂ）のよう
になり、モニタ画面は同図（ａ）のようになり、画質劣
化が発生する。この原因は時点ｔＢの線を塊にして光電
変換面８１の右半分は露光が完了しているのに対して、
左半分は露光が未完了であり、この状態で光電荷の一括
転送が行なわれてしまったためである。

上記の説明で明らかなように、シャッタによる露光タイ
ミングは使用される撮像素子の種類によって変える必要
がある。

次にディライトシンクロ撮影を行なうための制御系につ
いて説明する。

第２２図はディライトシンクロ撮影のための制御回路を
示す図で、第２４図はそのタイミングチャートである。

第２２図の６０は第１５図〜第１７図に示したインター
ライン型ＣＯＤである。また２０は第２図〜第８図に示
した回転円板方式の毎フィールドシャッタ円板であり、
そのスリットはシャッタ円板２０の１８０異なる位置に
２側設けである。上記シャッタ円板２００回転数は１８
００ＲＰＭである。

第２２図において９１はＨＤ、ＶＤなどの同期信号と、
系のクロックを発生する同期信号発生回路である。ＣＯ
Ｄ駆動回路９２は上記同期信号発生回路９１からの同期
信号を受けて作動し、φＶ１、φＶ２．φＨ１，φＨ２
，センサーゲートパルスＳＧをＣＣＤ６０に供給しＣＣ
Ｄ６０を駆動する。ＣＣＤ６０の出力はプリアンプ９３
を経てビデオ信号処理回路９４によりビデオ信号出力と
され、端子９５から送出される。前記同期信号のうちＶ
Ｄパルスは、モータサーボ回路９６にも出力される。モ
ータサーボ回路９６は、シャッタ速度設定回路９７から
の正転・逆転指令信号を含む設定信号と、スリット位置
検出回路９８からのＰＧパルスを受け、シャッタ円板駆
動モータ１４の連続サーボを行なうと同時に第２４図に
示すようにＶＤパルスとＰＧパルスの時間間隔Ｔが一定
となるように位相サーボを行なっている。スリット位置
検出回路９８は、スリット位置センサ９９の出力信号を
受け、これを微分することにより変化点をとらえ、シャ
ッタ全開パルス（ＰＧパルス）をつくり、サーボ回路９
６およびストロボ制御・測光回路１００へ出力する。ス
トロボ制御・測光回路１００は、ＰＧパルスが入力され
ると一定タイミング後に、ストロボ点灯回路１０１にス
トロボ点灯回路を出力する。ストロボ点灯回路１０１は
ストロボランプ１０２を点灯させる。ストロボ制御・測
光回路１００につながれている測光素子１０３はストロ
ボ点灯中の被写体１０４からの反射光を積分し、その積
分出力をストロボ制御・測光回路１００に出力する。ス
トロボ制御・測光回路１００では積分出力が適正露光量
レベルＴＨをこえると、ストロボ点灯回路１０１にＯＦ
Ｆ信号を出力する。またストロボ制御・測光回路１００
にはダイレクト測光素子１０５もつながれている。

ダイレクト測光素子１０５はＣＣＤ６０からの反射光、
あるいはシャッタ円板２０の遮光部からの反射光、もし
くはそれらの両方を受光し、その積分出力をストロボ制
御・測光回路１００に与える。

ストロボ制御・測光回路１００はダイレクト測光素子１
０５の出力がＴ）−１をこえると、ストロボ点灯回路１
０１にＯＦＦ信号を出力する。ストロボ制御・測光回路
１００の端子１０７．１０８からは、ＡＧＣ回路あるい
はオートアイリス回路への出力信号も出力される。

なおダイレクト測光方式を採用する場合、ＣＣＤ６０の
表面からの反射光を直接とってもよいし、ＣＣＤ６０の
パッケージ枠からの反射を利用してもよい。さらにシャ
ッタ円板２０の撮像レンズ側に反射部材を被着し、分光
的にニュートラルな反射面１０６を形成して、そこから
の反射光をもひろうようにしてもよい。測光素子として
は、通常の測光素子を用いてもよいし、あるいは撮影に
必要な光束外におかれたダイレクト測光素子を用いても
よい。また、ストロボ制御・測光回路１００には、ビデ
オ信号処理回路９４から一つ前のフィールドのビデオ出
力信号が供給されるので、これを測光信号として用いる
こともできる。

第２３図はストロボ露光を行なわない通常撮影時の制御
系の構成を示す図であり、第２５図はそのタイミングチ
ャートである。第２３図の回路が第２２図の回路と異な
る点は、ストロボ制御・測光回路１００を単なる測光回
路となし、その出力信号をシャッタ速度設定回路９７に
供給するようにした点であり、ストロボ点灯回路１０１
．ストロボランプ１０２は省略されている。第２２図か
ら第２３図への回路変更またはその逆の変更は切換スイ
ッチなどを用いれば簡単に行なうことができる。第２３
図の回路においても基本的動作は第２２図の場合と同様
であるので説明は省く。

このように本装置によれば、シャッタ使用時においてス
トロボ撮影を行なうことができる。また一台のビデオカ
メラによって通常の動画撮影だけでなく、二種類の間欠
露光による静止画撮影が可能となる。またシャッタ円板
が停止していない状態であっても、シャッタの軸はずし
を機械的に行なえるため、シャッタ使用状態から、１秒
以内でシャッタの解除が可能である。また実施例では手
動メカニカルな解除方式であるが、ソレノイドなどを用
いた自動解除方式を用いればさらに短時間（例えば１０
０ｍ５＞で解除できる。同様に、先にシャッタ円板２０
を回転させておいて、光軸にシャッタを入れることもで
きるため、シャツタネ使用状態から使用状態への切換も
短時間で確寅にできる。したがって屋内から屋外または
その逆、あるいは強制照明の０Ｎ−ＯＦＦなどの光量の
大幅な変化にも敏速に対応できる。強制照明ＯＮと同時
にシャッタ機能をＯＮさせることも可能である。また小
形で簡単な構造であるから安価に製作でき、家庭用ビデ
オカメラとして好適である。

なお本発明は上記一実施例に限定されるものではない。

たとえば上記実施例においてはスリットを円板上の２か
所に形成したが、使用条件に応じて１か所または３か所
以上形成してもよい。また上記スリット付円板の枚数も
１枚または３枚以上としてもよい。ただし１枚だけの場
合にはスリット幅を局部的に可変しうる如く微小な遮蔽
板等を摺動可能に設ける必要がある。針シ４＃←→−’
ｆ３鴫ツ鵠（ケさらにモータからの動力の伝達手段とし
−て、上記実施例ではシャツタ板の軸をモータの軸と兼
用するいわゆるダイレクトドライブ機構を用いたが、プ
ーリとベルトあるいは歯車等を使用した機構により動力
の伝達を行なってもよい。このようにすればレバー板１
３による回動をシャツタ板だけとなし得、モータ１４は
固定化できるので、操作性にすぐれたものとなる利点が
ある。ざらに撮像装置としてはビデオカメラ以外の装置
であってもよいのは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、光学系と、この光学系によって得られ
た像を電気信号に変換する二次元光電変換手段との間の
光路中に、上記二次元光電変換手段への露光を行なうス
リット付シャツタ板を有するシャッタ機構を適時介挿可
能としたものにおいて、上記スリット付シャツタ板を、
たとえばその回転方向に応じて第１の幅と第２の幅の二
連りにスリット幅が変化する第１．第２の円板等で構成
すると共に、上記一方のスリット幅が、二次元光電変換
手段の少なくとも有効受光面を実質的に全体を包含する
ように、その形状・寸法を設定したので、たとえば被写
体がたとえ動きの速いものであっても「尾を引く現象」
による画像のぼけがなく、またぶれの少ない鮮明な静止
画を得ることができると共に、必要に応じてシャッタを
解除できるようにした装置において、特にシャッタ使用
中において適時ストロボ撮影を行なうことのできるロー
タリーシャッタ機構を備えた撮像装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第２５図は本発明をビデオカメラに適用した一
実施例を示す図で、第１図はビデオカメラの外観斜視図
、第２図は第１図の主要部を切断して示した側面図、第
３図および第４図は第１゜第２のスリット付円板の構造
を示す平面図、第５図および第６図は第１．第２のスリ
ット付円板を組合わせたシャツタ板の平面図、第７図お
よび第８図は間欠的露光と連続的露光の切換機構の構成
およびスリット幅の可変手段を示す図、第９図およ（）
’１１０ＨｉＬＩ５Ｊ：び１１１図（ａ）（ｂ）（ｃ）
はシャツタ板のスリット幅設定のしかたの説明図、第１
２図（ａ）（ｂ）は撮像手段の種類に応じた露光可能時
間の説明図、第１３図（ａ）（ｂ）は一括転送型固体撮
像素子の例を示す図、第１４図はディライトシンクロ撮
影時に使用できる最高速シャッタ速度をめる手段の説明
図、第１５図〜第１７図は本装置に使用される固体撮像
素子の具体例を示す図、第１８図（ａ）（ｂ）〜第２１
図（ａ＞（ｂ）は露光可能時間以外において露光を行な
った場合の画質劣化のもようを示す図、第２２図および
第２３図は制御系の構成を示すブロック図、第２４図お
よび第２５図はそれぞれ第２２図および第２３図の回路
のタイミングチャートを示す図である。１・・・ビデオカメラ本体、２・・・光学系、８・・・
手動ノブ、１１・・・撮像素子、１２・・・ロータリー
シャッタ機構、１３・・・レバー板、２０・・・シャツ
タ板、２１・・・第１のスリット付円板、２２・・・第
２のスリット付円板、２１　ａ、２１　ｂ、２２ａ、２
２ｂ−・・切欠部、２１ｃ、２１ｄ・・・係止片、２２
Ｇ、２２ｄ・・・突片、３３・・・ピン、３５ａ、３５
ｂ・・・角穴、３６・・・ボール、３７・・・ガイド、
４０．５０．６０・・・固体撮像素子、７１．８１・・
・光電変換面、７２゜８２・・・スリット開口。出願人代理人　弁理士　坪井　淳第１図第２図第３図１ｂ第４図２ｂ第５図Ｍｌ第６図１第７図第８図１第９図第１０図第１２図第１１図０１１− ２ヒーーーー３第１４図１１第１６図第１８図を人第２０図Ｂ第１９図第２１図特許庁長官　若杉和夫　殿１　事件の表示特顯昭５８−２３４７０１　号２・　発明の名称撮像装置３　補正をする者事件との関係　特許出穎人紹’＋、（０３７）　オリンパス光学二［業株式会社４
、代理人５・自発補正明細書の浄書（内容に変更なし）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）撮像装置本体と、この本体に装着され被写体から
の人、射、光を集光する光学系と、この光学系による像
を、光電変換する二次元光電変換手段と、前記光γ系か
ら、前記モ次元光電変換手段に至る光路中に介挿可能に
設けられ前記″二次元光電変換手段への露光を行なうた
めのスリット付シャツタ板を有するシャッタ機構とを具
備し、前記シャツタ板のスリットは前記二次元光電変換
手段の少なくとも有効受光面を実質的に全体を包含する
ようにその形状・寸法が設定され得るよう構成されたも
のであることを特徴とする撮像装置。
（２）前記撮像装置本体は、前記スリット開口が前記二
次元光電変換手段の有効受光面上にあり、受光面全体に
光学系からの光束を与える時間帯において照明光を発光
させる手段を備えたものである特許請求の範囲第（１）
項記載の撮像装置。
（３）前記二次元光電変換手段は、多数画素からなる固
体撮像素子で、各光電変換画素の光信号を光電変換画素
外に一括同時に転送する構造である特許請求の範囲第（
２）項記載の撮像装置。
（４）前記照明光の発光手段は、前記撮像装置本体の垂
直ブランキング期間およびその近傍を除く期間内にて発
光動作を行なうものである特許請求の範囲第（２）項ま
たは第（３）項記載の撮像装置。
（５）前記照明光の発光手段は、前４己撮像装置の垂直
ブランキング期間およびその近傍の時間帯を含む期間内
にて発光動作を行なうものである特許請求の範囲第（２
〉項記載の撮像装置。