JPS60236586A - 電子的撮像装置 - 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〕 本発明は電子カメラやＴＶカメラなどの電子的撮像装置
に関し、特にシャッタ機構の改良に関する。

〔従来技術〕

一般に、電子カメラやＴＶカメラなどの電子的撮像装置
にはＮＴＳＣ，ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭなどの規格が適用さ
れており、たとえばＮＴＳＣ規格の場合は光学像を撮像
管に１／３０秒間あるいは１／６０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
いはカメラをパンニングする場合、さらには手ぶれを生
じた場合等においては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。上記「動きによる画像のぼけ」
の原因はＮ１−ＩＫ技研月報（昭和５２年３月号、Ｐ１
００〜１０４）に記載されているように、いわゆる蓄積
効果と残像である。

蓄積効果は１フレ一ム間（ＮＴＳＣでは１／３０秒）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秒の低速シャ
ッタを用いた撮像ともいえるので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走査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、ま
たサチコン（商標：　ＮＨＫ）などの低残像撮像管の使
用によって残像は大幅に減少しており、はぼ解決済みの
問題といえる。

したがって前記［動きによる画像のぼけ」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。蓄積効果
の影響を除去するには光蓄積時間を短くすることが有効
であり、その目的で次のような各種シャッタが考えられ
ている。

［１］撮像素子シヤツタ 特開昭５０−６２５１８号公報に記載されているように
、固体撮像素子自体に蓄積時間を任意に可変し得る機能
をもたせ、蓄積時間の短縮をはかるようにしたものであ
る。しかるにこのシャッタは開発途上にあるものであり
、製造技術的あるいはコスト的に種々の問題があるため
現状では実用に供し得ない。また静止画用と動画用とに
共用できるように構成することが難しいという問題もあ
る。

［２コ物性シヤツタ 特開昭５８−３１５２５号公報あるいは特開昭５８−３
３３６８号公報に示されている如く、レンズ前面あるい
はレンズ瞳位置ざらには撮像素子前面等に電子光学素子
や液晶素子等を設置し、その透光性を可変制御するもの
である。しかしこの物性シャッタは光透過効率に問題が
あり、充分な透過光量が得られない難点がある。また周
囲条件等によって偏光特性や分光特性に変化がおこると
いう問題もある。

［３〕メカニカルシヤツタ シャツタ板を機械的に開閉するものであり、ソレノイド
を用いたスライド式のものとモータを用いたロータリ一
式のものとがある。しかるにスライド式のものは応答速
度および応答精度に問題があり、映像信号系との同期を
とり難い。このため、フレームトランスファー型の固体
撮像素子にしか適用できないという難点がある。またロ
ータリ一式のものはシャッタ機能が不要な場合にシャッ
タ機能を解除することができないといった問題がある。

さらにロータリ一式のシャッタにおいては、毎秒３０回
あるいは６０回の露光が行なえる利点があるが、長時間
露光が難しいうえ、シャッタ速度を連続可変制御し難い
という欠点もあった。

〔目的〕

本発明の目的は、ＴＶカメラのような動画撮像にも電子
カメラのような静止画撮像にも使用でき、かつ連続無段
階にシャッタ速度を可変制御可能である上、必要に応じ
てシャッタ機能を解除することができるシャッタ機構を
備えた電子的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、電子的撮像装置本体と
、この本体のレンズ系と撮像素子との間に介在し各円板
に露光用開口部をそれぞれ有する一対のシャッタ円板と
、これらシャッタ円板をそれぞれ個別に回転駆動する一
対のモータと、上記一対のモータの回転位相を可変制御
する手段とを備えたことを特徴としている。

〔実施例〕

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す系統図であ
り、第２図は第１図における主要部を取出して示す斜視
図である。第１図、第２図において、１は開口部２ａ、
２ｂを１８００異なる位置に形成した第１のシャッタ円
板であり、第１のモ−タ３の駆動軸３ａに取付けられ、
上記モータ３により回転駆動されるものとなっている。

４は開口部５ａ、５ｂを１８００異なる位置に形成した
第２のシャッタ円板であり、第２のモータ６の駆動軸６
ａに取付けられたプーリ７とベルト８を介して接続され
ているフランジ９に取付けられ、上記第２のモー４６に
より回転駆動されるものとなっている。そして上記第１
のシャッタ円板１と第２のシャッタ円板４は同軸上に位
置するものとなっている。１０はレンズ系であり、この
レンズ系１０と前記第１．第２のシャッタ円板１，４を
挟んで対向する位置には撮像素子１１が設けられている
。

第１図において、１２．１３は光学センサであり、それ
ぞれ前記第１．第２のシャッタ円板１゜４の回転位相を
検出するものである。１４．１５は位相制御回路であり
、上記光学センサ１２．１３の検出信号Ｓ１．Ｓ２と端
子１６から供給される垂直同期信号Ｖｓとの同期をとる
ものとなっている。１７は遅延回路であり、前記位相制
御回路１５に供給される垂直同期信号Ｖｓの位相をずら
すものである。１８．１９は駆動回路であり、前記第１
．第２のモータ３，６の回転制御を行なうものとなって
いる。

次に本実施例の動作を説明する。端子１６に垂直同期信
号Ｖｓが供給されると、位相制御回路１４、駆動回路１
８を介して第１のモータ３が駆動され、第１のシャッタ
円板１を回転駆動させる。

また同時に遅延回路１７２位相制御回路１５．駆動回路
１９を介して第２のモータ６が駆動され、第２のシャッ
タ円板４を回転駆動させる。このとき上記第１．第２の
シャッタ円板１，４の回転位相がずれているため、開口
部２ａ、５ａおよび２ｂ、５ｂは相互にずれて、実質的
には幅の狭いスリットとなっている。したがって撮像素
子１１に到達するレンズ系１０からの光の遮断速度は上
がる。

一方、光学センサ１．２．１３によって上記第１゜第２
のシャッタ円板１，４の回転の位相はそれぞれ検出され
る。そしてこの検出信号８１．８２は位相制御回路１４
．１５にフィードバックされ、垂直同期信号ＶＳとの同
期がとられる。その結果、前記第１．第２のモータ３お
よび６の回転速度が制御される。

なお本実施例では第１．第２のシャッタ円板１゜４にそ
れぞれ形成した開口部の数を２個としたが１個でもよい
。

第３図は本発明の第２の実施例の構成を示す側面図であ
り、第４図は第３図に対応した部分を示す斜視図である
。なお第１図、第２図と同一部分には同一符号を付して
詳しい説明は省略する。本実施例が前記第１の実施例と
異なる点は第１．第２のシャンク円板１，４にロック＊
＊を設け、シャッタ機能を解除させるようにした点であ
る。

第３図、第４図において２０は第１のモータ３の駆動軸
３ａに嵌挿固定されたロックホイールである。このロッ
クホイール２ｏはフランジ９より小径なものとする。そ
して上フランジ９およびロックホイール２０にはそれぞ
れ■溝９ａ、２０ａが形成されている。２１は可動コア
であり、ソレノイドコイル２２の作用により、第３図に
おいて上下方向に移動するものとなっている。

次に本実施例の作用について説明する。第１の実施例に
て示したようにシャッタ機能を発揮させる場合には、ソ
レノイドコイル２２の励磁を行なう。そうすると可動コ
ア２１は第３図に示す位置に引き上げられる。

一方、シャッタ機能を解除する場合には、第７゜第２の
モータ３，６への通電を断った状態でソレノイドコイル
２２への励磁を断つ。そうすると可動コア２１が第３図
において下方に下がって、上記可動コア２１の先端がま
ずフランジ９の■溝９ａと嵌合し、第２のシャッタ円板
４の開口部５ａもしくは５ｂが撮像素子１１の正面に位
置するように第２のシャッタ円板４は位置決めされる。

しかるのち可動コア２１の先端はロックホイール２“Ｏ
のＶ溝２０８と嵌合し、第１のシャッタ円板１の開口部
２ａもしくは２ｂが撮像素子７１の正面に位置するよう
に第１のシャッタ円板１は位置決めされる。

かくしてシャッタ機能は解除され、上記撮像素子１１へ
の長時間露光が可能となる。

なお本実施例では位置決め部材として可動コア２１およ
びソレノイドコイル２２からなるプランジャを用いたが
、手動マニュアル部材を用いてもよい。

次に本装置の制御系全体を第５図を参照して説明する。

第５図は制御系全体の構成を示すブロック図である。な
お第１図と同一部分には同一符号を付しである。

撮像光学系のレンズ１０Ａ、１０Ｂにより捉えられた被
写体く不図示）の光像は、レンズ系１０の焦点位置に設
置されている固体撮像素子１１の光電変換面上に結像す
る。固体ａｍ素子１１は上記結像した被写体の光像を電
気信号に変換し、その出力Ｖｏｕｔを後述する回路を介
して色分離回路２３に与える。色分離回路２３は与えら
れ、た電気信号を輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ
に分離し、ＦＭ変調器２４に供給する。ＦＭ変調器２４
は輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙをそれぞれの周
波数帯域においてＦＭ変調し、記録アンプ２５に供給す
る。記録アンプ２５はＦＭｌ調された各信号を増幅して
磁気ヘッド２６に与える。

磁気ヘッド２６は供給された信号を磁気ディスク２７の
記録トラックにＦＭ記録する。

同期パルス発生器２８は前記撮像素子１１に対し、後述
する回路を介して垂直転送りロックφＶ。

水平転送りロックφＨ，リセットパルスＳＧを与えると
共に、色分離回路２３およびＦＭ変調器２４に対しタイ
ミングパルスを与える。また同期パルス発生器２８は撮
像系の動作タイミングと記録系の動作タイミングおよび
位相を合わせるための同期パルスを同期検出器２９に一
方の入力として与える。

同期検出器２９の他方の入力としては磁気ディスク２７
に付設した回転位相検出用パルスジェネレータ３０から
のＰＧパルスが与えられる。かくして同期検出器２９は
上記ＰＧパルスを同期パルス発生器２８からの周期パル
スと比較し、磁気ディスク２７の回転速度および位相が
常に撮像系の動作タイミングに一致するような信号をモ
ータ駆動回路３１に与える。モータ駆動回路３１は上記
検出器２９から与えられた信号に基いてディスク駆動モ
ータ３２を駆動制御する。その結果、磁気ディスク２７
は定常状態において、３６００ＰＰＭの定速回転をし、
１回転する間に１フイールドの画像記録を行なうものと
なる。

記録ゲート回路３３は電子スチルカメラのレリーズボタ
ンに連動する記録指令スイッチ３４がＯＮとなったとき
に発生するトリ力パルスＴＧによってトリガされ、同期
パルス発生器２８からの同期パルスに基いて１フィール
ド期間に相当する幅の書込みパルスＷＧを前記記録アン
プ２５に与えて、その期間だけ記録アンプ２５を作動状
態となす。

なお第５図において３５はエンコーダであり、色分離回
路２３の出力である輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−
ＹとをたとえばＮＴＳＣ信号に変換し、これをビューフ
ァインダ３６へ送る。かくしてビューファインダ３６に
より撮像の内容を七二りすることができるものとなって
いる。

また第５図において３７は絞り機構であり、光学系のレ
ンズ１０Ａ、１０Ｂの間に介挿されている。絞り機構３
７はアイリスドライバー３８により駆動されるものとな
っている。上記アイリスドライバー３８は後述する露光
制御回路４８からの制御信号により作動制御される。

固体撮像素子１１はたとえばＣＯＤからなり、同期パル
ス発生器２８からのパルスに応動するφＶドライバー３
９．φＨドライバー４０．８Ｇドライバー４１からそれ
ぞれ出力される垂直転送りロックφＶ、水平転送りロッ
クφＨ，リセットパルスＳＧによって駆動されるものと
なっている。

上記撮像素子１１の出力はアンプ４２．サンプリングホ
ールド回路４３．アンプ４４．ＬＰＦ４５を経て色分離
回路２３に供給されると共に、ＣＯＤ測光回路４６へ供
給される。ＣＯＤ測光回路４６の出力は、フォトダイオ
ードなどからなる外部測光回路４７からの出力と共に露
光制御回路４８に供給される。

露光制御回路４８は、記録指令スイッチ３４がＯＮとな
ることによって記録指令が与えられると、ＣＯＤ測光回
路４６あるいは外部測光回路４７などにて得られる測光
情報に基いて決定される露光時間に応じて素子シャッタ
制御回路４９を介して同期パルス発生器２８に制御信号
を送ると共に、遅延回路１７に対し所定の遅延制御信号
を送るものとなっている。なお露光制御回路４８にはシ
ャッタ速度マニュアル設定器５０による手動のシャッタ
速度設定信号が適時与えられるものとなっている。

今、第５図において、カメラのメイン電源をＯＮとする
と撮像素子１１にパワーが供給され、ビデオ信号が撮像
素子１１から出力される。このときソレノイド２２（第
５図中には不図示）は励磁されていないのでシャッタは
開放であり撮像素子１１の光電変換部には光が連続して
入っている。

撮像素子１１の出力は測光回路４６に出力され、適当な
時定数で検波され、測光信号として露光側＼、御回路４
８に出される。したがってシャッタ機能解除のときは従
来のＴＶカメラと同様に光蓄積時間は１／６０！３ｅＣ
または１／３０ｓｅｃであり、絞り３７によって最適露
光レベルが得られる。

次にスイッチ３４がＯＮすると、ソレノイド２２が励磁
され、シャッタ円板１．４の回転ロックが解除される。

そしてシャッタの２つのモータ３゜６がＯＮとなり、第
１．第２の円板１，４は高速回転し、かつ速度制御され
る。速度制御は光学センサ１２．１３により円板のスリ
ット部のエツジを検出することにより行なわれる。

第１．第２の円板１．４は第６図に示すように開口角θ
Ｏが８０６のスリットがそれぞれ２箇所に設けられてい
る円板であり、それぞれ１８００ＲＰＭに速度制御され
る。速度制御が終了し２つの円板がそれぞれ１８００Ｒ
ＰＭに立ち上がると、次に円板は位相制御を受ける。位
相制御は垂直同期信号Ｖｓと光学センサの出力と測光信
号とによって行なわれる。第６図において第１．第２の
円板１，４は矢印で示す如く時計方向にそれぞれ回転し
ており、光学センサ１２．１３すなわちスリット位置検
出用の反射型フォトセンサが図示の位置に配置されてい
る。なお円板１，４上の適当な位置に反射部材を設ける
ようにしてもよいが、ここではスリット検出方式としで
ある。また円板１゜４は薄手の灰色プラスチックであり
、それぞれ他の円板に対向する面を黒色塗装したものを
用いる。

第５図に説明を戻す。レンズ側に置かれた第１の円板１
は次の如く位相制御される。位相制御回路１４にはＶｓ
倍信号光学センサ１２の出力が入力され、ＶＳ信号の立
ち下がりとスリットの前縁とが同位相となるようにモー
タ駆動回路１８に対して制御出力を出す（第７図参照）
。したがって第１の円板１はＶｓ倍信号ら若干（１〜２
ｍ５）遅れて撮像素子１１上に開口前縁が達するように
制御されている。これは■Ｓ近傍にはＣＯＤの転送パル
スがあり、このときに露光をかけると画質不良が発生す
るからである。したがってこれを避けるために光学セン
サ１２はＣＣＤから若干角度をずらした位置に設けであ
る。第１の円板１は測光情報によっては全く影響を受け
ずに位相制御されている。

一方、第２の円板４は光学センサ１３の出力とＶＳのデ
ィレィ信号との位相同期がとられる。ただし光学センサ
１３の出力が第２の円板４のスリット後縁を検出したタ
イミング、すなわち光学センサ１３の出力がｒＬＪから
「Ｈ」に立ち上がるタイミングとディレィされたＶｓ倍
信号立ち下がりとが同一位相となるように位相制御回路
１５はモータ駆動回路１９に出力を与えるものとなって
いる。

遅延回路１７のディレィ量は測光回路４６または４７の
出力を基準に演算される。ディレィ時間は撮像素子上の
１点での部分露光時間に対応している。また第６図にお
ける開口度θ１にも対応している。すなわち、ディレィ
時間Ｔ＝１ｍｓとすると、部分露光時間も１ｍｓである
。したがって外部設定器により所定のディレィ時間を与
えることによってシャッタ速度のマニュアル設定も容易
にできる。

ところでディレィ時間には上限がある。すなわちディレ
ィ時間を増加していくと、第１の円板１と第２の円板４
との開口が重なるときがあり、これが最大露光時間とな
るからである。最大露光時間すなわち最大ディレィ時間
Ｔｌ１ｌａｘは次式でめられる。円板上に設られたスリ
ット数をｎとし、円板の回転数をＮ［ＲＰＳ］とし、ス
リット開口角をθＯとすると Ｔｍａｘ　＝　（露光インターバル時間）Ｘ（スリット
開口率） ＝　（１／　（Ｎ＋ｎ））　ｘ （（ｎ×θＯ）／３６００） ＝θＯ／　（Ｎｘ３６０°） 第６図において回転数１８００ＲＰＭ（３０ＲＰＳ）、
θ０＝８０°、スリット数ｎ＝２とすると、Ｔｌｌ１ａ
ｘ　＝　７．４ｍｓとなり、部分露光時間は最大７．４
ｍｓ　（１／１３５ｓｅｃ）となる。さらに長時間露光
を行ないたい場合はθＯを８０より大きくとればよい。

たとえば１／１２５ｓｅｃであればθ０＝８６．４°と
なる。

第７図のタイミングチャートには上記の関係が示されて
いる。

シャッタ使用時のシャッタ制御は、ＣＯＤ出力出力変化
光測光回路４６力変化→ディレィ量変化→円板位相変化
（シャツタ開時間変化）→露光量変化→ＣＣＤ出力変化
、なる閉ループ制御となる。

したがって常に最適露光レベルが選択されることになる
。また入射光量が不足し、ディレィ時間ＴがＴｍａｘに
なった場合には、ディレィ時間は　Ｔｍａｘに固定され
て、測光出力は露光制御回路４８に供給され、アイリス
を開放側に移し、露光量を調整する。またストロボ使用
時にはθ１はＣＯＤ面積より大なる開口角をもつように
設定され、同時に外部測光回路４７が制御系に接続され
る。

オートストロボ発光光量制御用の信号は外部測光素子か
ら受けてもよいし、光学センサ１２，１３とほぼ同一の
場所に設けた測光素子で、ストロ゛ボ光のシャッタ円板
からの反射光を受けるダイレクト測光方式を用いてもよ
い。この場合、θ２はできるだけ小さい方が望ましい。

以上撮像素子としてＣＯＤを用いたときの露光方式、露
光タイミングを示したが、本発明の可変速シャッタはＣ
ＣＯ以外のｌ１Ｉｌ管、ＭＯＳ、ＣＰＤなどにも使用で
きる。しかし前記３種の素子を用いる場合には、第７図
に示す部分露光タイミングをＶｓを含む垂直ブランキン
グ時間の前後とする必要があるので、タイミングは若干
具なってくる。またこれら３種の素子の場合は、最大部
分露光時間を３ｍｓ以内とする必要があるため、若干可
変速シャッタの使用可能範囲が小さくなる難点がある。

以上のようにシャッタを解除すれば、１／６０ｓｅｃま
たは１／３０ｓｅｃの露光時間が得られ、シャッタをＯ
Ｎとすれば１／１２５〜１／１０００の露光時間を有す
る高速シャッタが得られる。

なお１／６０ｓｅｃあるいは１／３０ｓｅｃより長時間
の露光が必要な場合には、撮像素子自体にシャッタ機能
をもたせる素子シャッタが有効となる。

長時間素子シャッタはインターライン型ＣＯＤを用いる
ことによって実現できる。次にその方法を述べる。なお
この種のＣＣＤについては下記文献に詳述されている。

（１）　［＾抵抗ＭＣＺ基盤を用いたＭＯ８型センサＣ
ＣＤ撮像素子」松本他 ＴＶ学界技術報告ＴＥＢＳ８７−５　（ＥＤ６９３）　
（Ｓ５８．３．１８） （２）水平５１０画素ｃｃｏ＊ｉ素子」寺用他ＴＶ学界
技術報告ＴＥＢＳ９４−４　（ＥＤ７７３） 第８図は上述した観点に基いて本装置で採用した固体撮
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水平走査縮重位
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Ｖ
。

ｕｔから出力する。なお上記インターライン転送型ＣＣ
Ｄ６０の各入力端子には、リセットパルスであるセンサ
ーゲート信号ＳＧ、垂直レジスタ転送りロックφＶｌ、
φＶ２．水平レジスタ転送りロックφＨ１，φＨ２など
がＣＯＤ駆動回路（第５図１７）３９〜４１）から供給
される。

上記各光電変換素子６１における光電荷蓄積時間は、光
電変換素子６１が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９図は上記第８図の一部を取出して示した図である。

この第９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に対し共通に形成した共通電極であ
る。また垂直シフトレジスタ６２は細矢印で示す如く奇
数フィールド時に有効に働くものと、太矢印で示す如く
偶数フィールド時に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９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ｒＬＪでφＶ１がｒＨＪ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ｒｌ−ＩＪ
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Ｌ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、同時にあらたな光・蓄積の開始点でもあ
る。

第１０図は上記インターライン型ＣＣＤ６０のタイミン
グを示すタイムチャートである。Ｍｌ。

図においてＶＤは垂直ドライブパルス、ＨＤは水平ドラ
イブパルスである。ＨＤに書込んである数字「１〜５２
５」は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ｒＨＪ、ｒＬＪが変化す
る。上記ｒＬＪの変化のタイミンクで光電変換素子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への電荷移送に
も関係している。すなわち第１フイールドでは、第１１
Ｈ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ｌ　５ｍｓ間出力される。一方、第２フイールドでは
、２７５Ｈ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４２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１０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。

第１０図の例はフレーム蓄積モードのときを示すもので
ある。上記ＣＣＤはＳＧがｒＬＪのときにφＶ１および
φＶ２を共にｒＨＪとすることにより、フィールド蓄積
モードの素子としても使用できるように構成されている
。フィールド蓄積モードのときはφＶ１．φＶ２が共に
「Ｈ」となるため、奇数フィールド用の画素内の電荷と
、偶数フィールド用の画素内の電荷とが、同時に垂直シ
フトレジスタ６２内に転送される。したがってＳＧパル
ス毎にφＶ１．φ■２を共に「Ｈ」とすることによって
１／６０ｓｅｃのフィールド期間で　゛光蓄積が可能と
なり、１／６０ｓｅｃのシャッタ時間をもつ素子が構成
できる。

第１１図は通常のフレーム蓄積モードで動作させたとき
のＳｄ、φＶ１．φＶ２．ビデオ出力のタイムチャート
である。ＳＧの１ｎ以前の３３ｍ５で蓄積された奇数フ
ィールドの光電荷は、ビデオ出力の１ｎの時点で奇数フ
ィールドのビデオ信号として読み出されている。ＳＧの
２ｎおよび１ｎ＋１の期間で蓄積された光電荷は、ビデ
オ出力の１ｎ＋１のタイミングでやはり奇数フィールド
ビデオ信号として読みだされる。したがってこのモード
では１／３０ｓｅｃのシャッタ時間であるといえる。こ
のモードでは１／３０ｓｅｃ毎にメカシャッタを開口す
ることによって、奇数フィールドおよび偶数フィールド
間でプレすなわら時間ずれが発生しないビデオ出力が得
られる。１／６Ｑｓｅｃ毎にシャッタ動作させると奇数
フィールドと偶数フィールドでそれぞれ２回のシャッタ
を切ってしまうことになるので、フレーム像としては２
重像となることがある。

第１２図は前記第５図に示すような制御系にて長時間素
子シャッタを動作させたときのタイムチャートである。

この例ではφＶ１．φＶ２がそれぞれＳＧがｒＬＪのタ
イミングで転送を行なわないように制御している。した
がってビデオ信号のｎフレームまでは通常モード時の出
力であるが、ビデオ信号のｎ＋１フレームではビデオ出
力が得られず、ｎ＋２フレームで２倍のビデオ出力が得
られている。したがってこのモードでは４フイールド光
蓄積後の読みだしであるので、シャッタ時間としては（
１／６０）Ｘ４＝１／１５ｓｅｃが選択できたことにな
る。転送の省略はＣＯＤの暗電流が画質劣化を引きおこ
さないかぎり（約１ｓｅｃ）継続することができるので
、１／３０ｓｅｃの整数倍の長時間シャッタが可能とな
る。

すなわち、１／３０．１／１５．１／１０．２／１５．
１／６．１１５．７／３０・・・の各長時間シャッタ速
度が得られる。したがって外部指令により上記シャッタ
時間をマニュアルで設定することができる。

第１３図は他のモードであり、読み出し途中でφＶ１と
φＶ２をＳＧのｒＬＪと同期て同時にｒＨＪとすること
によって、奇数フィールド画素と偶数フィールド画素と
を同時に読み出したものである。フレーム記録を行なわ
ないフィールドｎ己録用の電子カメラでは、このような
長時間シャッタ制御モードも可能となる。

以上述べたように、１／１２５ｓｅｃより高速のときに
はメカニカルシャッタで任意のシャッタ時間が得られ、
長時間シャッタ機能は素子シャッタで得ることにより、
すべての時間の範囲でシャッタ動作を行なうことが可能
となる。

次に本発明のメカニカルシャッタを電子カメラに適用す
る場合の応用例について説明する。たとえば画像信号を
３６０ＯＲＰＭで回転する磁気ディスクに記録する方式
の電子カメラにおいては、同心円状に５０本の記録トラ
ックが形成されており、１つのトラックに１フイールド
の画像を記録するフィールド記録モードが基本となる。

さらにこの発展形として、隣接するトラックを２個使用
して奇数フィールドと偶数フィールドを連続して記録す
るフレーム記録モードも可能である。フィールド記録モ
ードでは５０コマの記録が可能となるが、垂直解像度は
若干劣る。一方、フレーム記録モードは２フイールドを
記録するので垂直解像度は向上するが、記録可能なコマ
数は１／２の２５コマとなる。

本発明のメカニカルシャッタは上記２つの記録モードに
対応できる。

第１４図は垂直画素が４８０以上であるフレーム蓄積方
式のＣＣＤ撮像素子に、本方式のメカニカルシャッタを
適用した場合のタイムチャートである。ＳＧパルスは各
フィールド毎（１６，６ｍＳ毎）に繰返し出力されてい
る。ＳＧパルスの前後的１ｍｓは垂直ブランキング期間
である。ＳＧがｒＬＪのときにφＶ１がｒＨＪであれば
、奇数フィールドの光電荷が垂直シフトレジスタ６２に
　□転送される。またＳＧがｒＬＪのときφＶ２がｒＨ
Ｊであれば、偶数フィールドの光電荷が垂直シフトレジ
スタ６２に転送される。図示したようにφＶ１．φＶ２
がＳＧのｒＬＪと同時にｒＨＪになるのは３３ｍ５に１
度である。したがってこのｍ機素子では、奇数フィール
ド用の各画素の光蓄積時間は３３ｍ５であり、偶数フィ
ールド用の各画素の光蓄積時間は、奇数フィールドの蓄
積時間から１６．６ｍＳ位相ずれのある３３ｍ５である
。

第１４図のＳＧに示した■〜■を光蓄積時間であるとす
ると、ビデオ出力のｎ＋１フレームの奇数フィールド１
ｎ＋１は■十■の時間に露光された信号であり、偶数フ
ィールド２ｎ＋１は■＋■の時間に光蓄積された信号で
ある。したがってこのＣＯＤを用いてフレーム記録を行
なう場合には、各フィールド毎にシャッタ露光を行なう
フィールドメカニカルシャッタ［Ｅ］を組み合せると、
奇数フィールドと偶数フィールドにてそれぞれ１回ずつ
シャッタ露光が行なわれてしまうため、移動物体は２重
像として記録されてしまうことになる。

したがってフレーム記録時のメカニカルシャッタは３３
ｍ５に１回のシャッタ露光を行なうフレームメカニカル
シャッタ［、Ｆ　］でなければならない。

上記フレームメカニカルシャッタ［Ｆ］の露光タイミン
グは図に示すようになる。すなわち、第２フイールド（
偶数フィールド）の転送が終了し、次の第１フイールド
（奇数フィールド）の転送が行なわれるまでの期間にシ
ャッタ露光動作を完了させればよい。つまりビデオ出力
のｎ＋フレーム露光は［Ｆ］の「２」で行なわれ、ｎ＋
２フレームの露光は［Ｆ］の「３」で行なわれる。した
がって円板は１８００ＲＰＭ回転のときにはスリット１
個でよい。

前述のタイミングで露光動作を行なっているフレームシ
ャッタを用いて、ビデオ出力の１ｎ＋１゜２ｎ＋１をそ
れぞれ連続的に２つのトラックに記録すれば、フレーム
記録が完了したことになる。

したがって本シャッタはロータリーシャッタであるので
、毎秒３０コマのフレーム記録が可能となる。

一方、前述のフレームシャッタを動作させてビデオ出力
の１ｎあるいはＩｎ＋１．１ｎ＋２など　゛の奇数フィ
ールドのみをトラックに記録することニヨ−）で、毎秒
３０コマのフィールド記録にも対応できる。

またフィールド記録しか行なわれない電子カメラであれ
ば、円板を１８０ＯＲＰＭの２スリツト構成として、［
Ｅ］のようなタイミングでシャッタ動作を行なわせれば
よい。この場合は毎秒６０コマのフィールド記録が可能
となる。

素子シャッタのフィールド記録対応の制御方式であれば
、第１５図に示すような方式も可能である。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、ＴＶカメラのような動画
ｗｅにも、電子カメラのような静止画撮像にも使用でき
、かつ連続無段階にシャッタ速度を可変可能とし、さら
に必要に応じてシャッタ機能を解除して撮像素子への入
射光量を１００％とすることが可能なシャッタ機構を備
えた電子的撮像装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１の実施例の構成を示
す系統図および斜視図、第３図および第４図は本発明の
第２の実施例の構成を示す系統図および斜視図、第５図
は本発明の制御系の構成を示すブロック図、第６図（ａ
）（ｂ）は本発明におけるシャッタ円板の説明をするた
めの図、第７図は１ｌＪＩ！ｌタイミングチヤートを示
す図、第８図〜第１０図は撮像素子の具体例としてイン
ターライン型ＣＯＤの構成および動作を示す図、第１１
図〜第１５図は各種蓄積・転送モードにおけるタイミン
グチャートを示す図である。 １・・・第１のシｖｙり円板、２ａ、２ｂ、５ａ。 ５ｂ・・・スリット部、３．・・・第１のモータ、４・
・・第２のシャッタ円板、６・・・第２のモータ、１１
・・・撮像素子、１２；１３・・・光学センサ。 出願人代理人　弁理士　坪井　淳 第１図 第３図 第４図 手続補正書 昭−５９年６４−３日 特許庁長官　若杉和夫　殿 １、事件の表示 特願昭５９−９３２６Ｔ号 ２、発明の名称 電子的撮像装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称（０３７）　オリンパス光学工某株式会社４、代理
人 ５、自発補正

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子的撮像装置本体と、この本体のレンズ系と撮
   像素子との間に介在し各円板に露光用開口部をそれぞれ
   有する一対のシャッタ円板と、これらシャッタ円板をそ
   れぞれ個別に回転駆動する一対のモータと、上記一対の
   モータの回転位相を可変制御する手段とを具備したこと
   を特徴とする電子的撮像装置。
2. （２）一対のシャッタ円板は、ロック機構により適時ロ
   ックされ、シャッタ機能を解除されるものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の電子的撮像
   装置。
3. （３）一対のシャッタ円板による露光のタイミングは、
   フレーム蓄積型ＣＯＤからなる撮像素子の偶数フィール
   ドの転送後と奇数フィールドの転送前の１フィールド期
   間に特定されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載の電子的撮像装置。
4. （４）一対のモータの回転位相を制御する手段は、一対
   のシャッタ円板における各開口部の前縁と後縁と垂直同
   期信号とによって位相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）項記載の電子的撮像装置。