JPS60143077A - 固体ビデオカメラ - Google Patents

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、光電変換索子として固体１＆｛τ｛素子を用
いた固体ヒデオカメラ←一関し、更に詳しくは、各フィ
ールド毎の露光時間を自由に限定−Ｃきるようにした固
体ビデオカメラに関する，１（従来技術） 近年、半導体技術の進歩発展にｊ．り賊１τぞ素子とじ
でＣＯＤ等の固体撮像素子を用いた各秤槻器が脚光をあ
びてきている。これは固体撮像素子が小形軽量，低消費
電力，高信頼性，長寿命，量産性。

均一性等の多くの特徴を有しているからＣある。

固体１罷像素子のーうら、Ｃ　Ｃ　Ｉ）はＭ　Ｏ　Ｓ電
極のみでメモリと走査の両機能を持つＩこめ、走査回路
がいらず回路的には非包に簡単なデバイスであることか
ら多用されている。

このようなＣＯＤを用いた｛幾２ルどし−（、電子スチ
ルカメラやビデＡカメンが（＋ｙ）る。通常のノイーノ
レド蓄積モードＣＯＤカメラでは、各ノｒ−ルドの画像
は（１／６０）秒の露光をしている。フレーム蓄積モー
ドになると、これが（１／３０’）秒になる。これらｖ
ｆ間は、テレビ｛ａ号の規格に準拠したものなので、通
常は固定されている。ぞのため、明かるさが決まれば自
動的に絞りも決まってしまう。一方、電子スチルカメラ
では明かるさが決まっても、シＶツタ速瓜、絞りのうら
何れか−りは自由に選択できるようになつ−Ｃおり、明
かるさが用度できる状態では、シャッタ速成、絞りの双
方ども自由に決めることができる。これにより、動きほ
り、被写界深度等を撮影目的に応じて決めることができ
る。しかしながら、前述したビデオカメラ−Ｃはこれが
できないために高速秒時の露出ができなかった。

（光明の目的） 本発明は、このような点に鑑みｒ：なされたもので、−
での目的は、高速秒時の露出が可能な固体ビデオカメラ
を実現することにある。

（発明の構成） このような目的を達成づる本発明は、光画像情報を受り
【受光用に応じた電気信号を発生ずる固体搬像索子と、
該固体撮像素子のＡ−バーフローコントロールグー１〜
への電圧印加時間を決める手段とを具備した固体ビデオ
カメラであって、各フィールド毎のＡ−バー７［１−コ
ン１−［１−ルグートへの電圧印加す間を一定に決めら
れているフィールドレートより短い値にして、高速の画
像読取りができるようにしたことを特徴とＪるしのであ
る。

（実施例） 以下、図面を参照し本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明に用いる画像読取装置の一実施例を示Ｊ
構成図である。図にＪ３いｃ、１．２ｉまレンズ、３は
絞り、４は受光ｍに応じた電気信号を発生ずるＣＯＤで
ある。該ＣＯＤとしては例えば縦方向オーバーフロート
レイン構造のインターライン形ＣＯＤが用いられる。５
（Ｊ、外部からの蓄積時間指定信号を受【プてＣＣＤ４
のＡ−パーツ１」１−コントロールグー１−＜０ＦＣＧ
）への電圧印加時間を制御する蓄積時間制御回路、６は
ＣＯＤ　４から外部に出力される映＠　（ｇ　＠を受（
〕で絞り３に最適な絞り量を与える絞り制御回路である
。このように構成された装置に４３いて、オーバーフロ
ーコン１〜［１−ルグー！〜に印加覆る電圧を高くする
と、受光部に発生し／ｅ電荷はその１７−１浩積され、
電圧を低く覆ると受光部に発生蓄積された電すＵは覆べ
てオーバーフロードレイン（Ｏｌ＝　１）　）に流れ込
んでしまう。従つＴ、７１−バーフローコン１−ロール
グー１〜に印加づる電「を低くづ゛ると受光部には電荷
が蓄積されないので、等制約に露光していないのど同じ
ことになる。このことは、メカニカルシャッタが閉じ（
いることと同じである。即ら、Ａ−パーツ［ｌ−二］ン
］−ロールグー（・に印加ジる電圧の値を変えることで
電子シャッタと１７で動作する。

このような構成の画（像読取装置にＪ３１プる電荷蓄積
ｎ’、）　ｎへ１（ン實光１１；’Ｉ　Ｉ川）は、オー
パーツに１−二ｌントロールグー１−への印加型ｊ］−
が凸くなってから転送パルスにＪ：って蓄積された電荷
が転送ＣＣ［）に移されるまＣの時間となる。

第２図は電？「１転送動作を示すタイミングヂ％ｙ　−
１−である。図に−３いて、１〕１はＡ−バー７０−二
１ン［・ロールグ−１〜への電圧印加状態を示し、Ｌｒ
　Ｉ　Ｉ＋レベルが印＋＋０状態を、“０″レベルが印
加していない状態を示している。Ｐ　２は転送グー１〜
パルスである。オーパーツローコント１」−ルグー１〜
への印加型ｉＥ　Ｐ　１が立上ってから、転送パルスＰ
２が立」−るまでの時間ＴＳが前述した露光時間となる
。

フレーム蓄積の場合は、このような露光を２回受りるこ
とになるが、転送ＣＯＤに移されない場合は、蓄積電荷
は次にＡ−バー７ｕ−＝１ント１」−ルグートへの印加
電圧が低くなったときにづべてオーバーフロードレイン
に捨てられてしまうので、その前の露光は全く意味のな
いものとなる。受光部に発生した電荷は転送ＣＯＤに移
され、該転送ＣＯＤから映像１８号として出力される。

絞り制御回路６はこの映像信号のレベルにｊ、って、絞
り３の大きさを調節Ｊる。即も、小さいときは絞りを大
きくし、出力レベルが大きいときは絞りを小さくする。

このＪ：うな画像読取装置をノーｒ−ルド亀に設【）る
と、高速連続撮影用のＣＣＤビデオカメラを実現するこ
とができる。第３図は本発明の一実施例を示す構成図で
ある。図は第１図に示した画像読爪装置を、フィールド
毎に３Ｉｌ１１組合せてｃ　ＣＤビデオカメラを４？ｅ
成した例を示している。レンズ１゜２ど絞り３は３個の
画像読取装置で共用している。

外部より入射される被写体く図示せず）からの光画像情
報は、レンズ１．較り３及びレンズ２を通過しｌ、：後
ハーフミラ−１−１，１２及びミラー１−３゜１−４で
３つのＣＣＤ１１．１２．１３に入射Ｊ゛る。

２０は、外部、Ｊ：り設定される蓄積時間の設定値ｆｒ
１月を受【ノｌ各ＣＯＤのオーバーフローコン１−ロー
ルゲートへの印加Ｊる電圧の印加時間を制御Ｉ　１Ｊる
蓄積時間制御回路、３１乃至３３は各ＣＣＤ　ｈ＋ら出
力される映像信＠Ｑ３１〜Ｏ８３を受ける増幅器、４１
はこれら増幅器の映像信号出力を加算りる加算回路、４
．２は該加算回路の出力を受りて高速記録りる高速ビデ
オデーブレコーダ（以下■１−　Ｒと略−Ｊ　）　、　
４３は同じく加陣回路４１の出力を受【ブＣ１出力レベ
ルに応じた絞り量を絞り３に与える絞り制御回路である
。

このように構成された装置の動作を説明りれば、以下の
通りである。

画像情報の記録は、第１図について説明したと同様の操
作で行う。即ら、各ＣＣｌ）のオーバーフロー」ントロ
ールゲートに印加する電圧を高くして受光ｈ）に応じた
電荷を蓄ｆＪｔ！シめ、所定の露光時間が経過したら転
送ゲートパルスを印加して蓄積された電荷を転送ＣＯＤ
に移す。転送ＣＣＵの内容は映像信号として、出力され
る。蓄積時間制御回路２０は、各ＣＣＤに印加づるＡ−
パーツ［］−シコントロールグー１〜加電圧の位相を少
しり゛つずらして出力する。第４図は各部の動作状態を
示づタイミングチャートである。図にＪ３い（、Ｐｌｏ
は第１のＣＣＤＩＩのオーパーツＩ：１−　］ントＥｌ
−ルグート印加電圧を、Ｐ２Ｏは第２のＣＯＤ　１２の
オーバー−ノロ−コン［・ロールグー１へ印加電圧を、
Ｐ２Ｏは第３のＣＣＤ１３のＡ−パーツ０−：］ントロ
ールグート印加電圧をそれぞれ示している。図より明ら
かなように、Ｐ２ＯはＰ＋ｏよりも若干遅れて、Ｐ３ｏ
はＰ２Ｏよりも若干遅れてそれぞれ出力されていること
がわかる。Ｐ　ｉ　Ｉ＋Ｐ　２１　＋　Ｐ　３１はそれ
ぞれのＣＯＤに対する転送ゲート−パルスを示している
。このよう４こ、本発明によれば各ＣＣＯに対Ｊる画像
情報取込みのタイミングを少しずつずらしてやることに
より各フィールドｈ」の露光時間を短くでき、高速の連
続撮影を行うことができる。

第５図は本発明の他の実施例で、第３図で示したような
高速Ｖ　１−　Ｒがない場合に、各フィールドｆむにＶ
　Ｔ　Ｆでを段１ノで記録づるようにしたものである。

第°１図及び第３図と同−ｄＩ分には同一符号を句して
承り。図に示づ装置は、各フィールドの映（粂信号を増
幅器３１〜３３で増幅し１．：後、各ノイールド旬にＶ
　−１’　Ｒ５１乃至５３に記録する。各■Ｔ　ｌ’（
への記録のタイミングは、ＣＰＵ６０によりｔｌｉ制御
される。絞り制御回路４／Ｉは、各フィールド１ｉＪの
映像信号を受【〕て、絞り３の絞り用を決定づる。高速
ＶＴＲがなか一ノだ場合、第５図に示づように各フィー
ルド毎にＶ　Ｔ　Ｒに記録づるように寸れば、第３図に
示Ｊ装置と同様に高速撮影を行うことができる。

本発明によれば、電子スチルカメラと同様に明かるさが
決まってもシＶツタ速度、１２りの伺１′１が一方は自
由に設定づることができる。これにより動きぼけ、被写
体深度等を撮影１」的に応じで決めることができる。も
し、明かるさを変えることができれば、シトツタ速度９
校りの両方其自由に設定することができる。又、シｔ・
ツタ速度を任ハに変えることができるので、絞りだ１ノ
では対応しきれない高輝度の被写体にも対応できる（従
来、高輝度被写体の場合、フィルタで輝度をＪ３としτ
いｌ、：）。本発明によれば、電子シャッタを用いてい
るので、メカニカルシャッタでは実現不可能な＾速動作
が可能となり、メチルにしたときの動ぎぼけも少なくづ
ることかできる。

尚、以上の説明はＣＯＤについて行ったが、オーバーフ
ロードレインを持ちＡ−バーフローコントロールゲート
を〕ン１〜ロールできる構造の固体撮像素子であれば他
の方式のものでも全く同様である。

（発萌の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、各フィー
ルドｆＯに段りた画像読取装置のＡ−パーフロー二］ン
ト［１−ルグー１〜への電圧印加時間をそれぞれ少しり
“゛つずらすことにより、連続高速撮影（Ｄ　ＣＣＤビ
デオカメラを実現することかでき、明かるさが７〕（ま
っχも、シトツタ速庶或いは絞り何れか一方は）ｒ−ル
ド毎に自由に設定覆ることがぐきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は木ｄ明に用いる画像読取装置の一実施例を示１
（）６成図、第２図は電荷転送動作を示づタイミング゛
ｆ　□ｐ　−ｌ−１第３図は本発明の一実施例を示Ｊ１
１４成図、第４図は各部の動作状態を承りタイミングヂ
ト一ト、第５図は本発明の他の実施例を承り構成図であ
る。 １．２・・・レンズ　３・・・絞り ／１．　’ｚ、　１２．　１　：う　・・・　ＣＯＤ５
．２０・・・蓄積時間制御回路 ６．４３・・・絞り制ｔａ１１回路 ３１〜３３・・・増幅器　４１・・・加算回路４２・・
・高速Ｖｌ１１　５１〜５３・・・Ｖ　１−　ＲＬ−＋
＋１２・・・ハーフミラ− １−３＋Ｌ−４・・・ミラー 特許出願人　小西六写真工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光画像情報を受けて受光ｍに応じた電気信号を発
   生する固体撮像素子と、該固体撮像素子のＡ−バーフ日
   −二１ン１へＤ　−）レグートへの電ｊ■ｌ印加時間を
   決める手段とを具備した固体ビデオカメラであって、各
   ノイールド毎のＡ−バー７「１−〕ン１〜Ｅ】−ルグー
   １〜への電圧印加時間を一定に決められているフｒ−ル
   ドレー１〜Ｊ、り短いＭｌにしＣ，にｌｉ３！１の画像
   読取りができ°るようにしたことを特徴どづる固体ビデ
   Ａカメラ、。
2. （２）前記ＴｎｌＴ中加時間を決める手段が該時間を変
   化さ１ｉることかできる制御手段であることを特徴とす
   る特許 体ヒフ１オカメラ。