JPH01126082A - 電子スチールカメラ - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は電子スチールカメラに係り、特に電子シャッタ
式の電子スチールカメラに関する。

（従来の技術） 近年、写真機の感光フィルムに相当するところに固体撮
像装置を設け、被写体の像を充電変換してビデオ信号に
変え、このビデオ信号を小型のフロッピーディスクに記
録する電子スチールカメラの開発が盛んである。この電
子スチールカメラは、現在報道写真等に試用されている
が、この電子スチールカメラのシャッタには、機械式シ
ャッタが用いられていた。この機械式シャッタは、薄い
羽根や幕を高速に動かすために、寿命が短いという問題
があった。

このため最近では、固体撮像装置の動作を電気的に切換
えてシャッタ動作させる電子シャッタが開発されている
。この電子シャッタは、固体撮像装置の３動作すなわち
光電変換、信号転送、信号読出しの３動作における光電
変換動作の時間幅および光電変換動作の開始タイミング
を制御することによって、シャッタ動作を行なう。シャ
ッタが開いている時間幅すなわちシャッタ時間は、光電
変換動作の時間幅に対応しており、シャッタの開くタイ
ミングは、シャッタボタンを押すと直ちに光電変換動作
が開始されるということで行なわれる。

さらに、従来の電子シャッタ式の電子スチールカメラの
動作を第４図を用いて説明する。第４図（ａ）は、被写
体光源である蛍光燈の電源電圧波形を示すグラフ、第４
図（ｂ）は、蛍光燈の光出力強度の時間的走化を示すグ
ラフ、第４図（ｃ）は、電子スチールカメラのシャツタ
開閉タイミング図、第４図（ｄ）は、シャッタの開閉に
よる電子スチールカメラへの入力光を示す図、第４図（
ｅ）は、電子スチールカメラのシャツタ開閉タイミング
を示す図、第４図（ｆ）は、シャッタの開閉による電子
スチールカメラへの人力光を示す図である。

蛍光燈には通常商用電源をそのま＼用いているため、第
４図（ａ）に示す如（この電源の周波数は５０Ｈｚまた
は６０Ｈｚである。そして第４図（ｂ）に示されるよう
に、蛍光燈の光出力強度の時間的変化は蛍光燈電源電圧
に同期すると共に、この周波数は商用電源周波数の２倍
である。

いま、第４図（Ｃ）に示されるように、第４図（ｂ）の
蛍光燈の光出力波形の谷の部分（ｑおいてシャッタの開
閉動作が行なわれるとする。この場合、シャッタ時間Ｔ
における被写体からの反０・ｌ光は、第４図（ｄ）に示
されるようになり、これが電子スチールカメラの入力光
、すなわち固体撮像装置によって光電変換される入力光
となる。固体撮像装置は入力光を時間積分する機能を有
しているから、第４図（ｄ）の斜線部Ｃの面積が、固体
撮像装置の入力光量となる。このときの蛍光燈の光出力
強度は最小であるため、斜線部Ｃの面積すなわち固体撮
像装置の入力光量は最小となっている。

また、第４図（ｅ）に示されるように、第４図（ｂ）の
蛍光燈の光出力波形の山の部分においてシャッタの開閉
動作が行なわれるとする。この場合、シャッタ時間Ｔに
おける被写体からの反射光出力が、第４図（ｆ）に示さ
れるように、電子スチールカメラの入力光、すなわち固
体撮像装置によって光電変換される入力光となり、斜線
部りの面積が、固体撮像装置の入力光量となる。このと
きの蛍光燈の光出力強度は最大であるため、斜線部りの
面積すなわち固体撮像装置の入力光量は最大となってい
る。

こうして第４図（Ｃ）および第４図（ｅ）におけるシャ
ッタ動作は、共にシャッタ時間が同一であるにも拘らず
、蛍光燈の光出力強度の時間変化に対するシャッタタイ
ミングの相違によって、固体撮像装置の人力光量に大き
な相違が生じる。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来の電子シャッタ式電子スチールカメラは
、蛍光燈のような放電灯照明下においては、同一シャッ
タ時間であっても必ずしも同一の露光量を得ることはで
きず、そのため正確な露光量の設定を行なうことができ
ないという問題があった。特に光源点滅周期より短いシ
ャッタ時間においては、この欠点が顕著であった。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、蛍光燈な
どの放電照明下で撮影する場合の露光量を正確に設定す
る電子スチールカメラを提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題を解決するための手段） 本発明による電子スチールカメラは、被写体からの反射
光を撮像レンズを通して入射する固体撮像装置と、前記
被写体からの反射光の光強度の時間的変化を検出する光
センサと、シャッタスイッチと、シャッタ時間を設定す
るシャッタ時間調節回路と、前記光センサ、前記シャッ
タスイッチおよび前記シャッタ時間調節回路から出力さ
れるそれぞれの信号に基づき、シャッタの開閉動作のタ
イミングを制御するシャッタコントロール回路と、前記
シャッタコントロール回路から出力される信号に基づき
、前記固体撮像装置の動作を制御する駆動回路と、前記
固体撮像装置から出力される信号を処理する出力信号処
理回路とを有することを特徴とする。

（作　用） 本発明により、被写体からの反射光の光強度の時間的変
化に対応してシャツタ開閉動作のタイミングを設定する
。

（実施例） 本発明の一実施例による電子スチールカメラのブロック
図を第１図に示す。撮像レンズ１および固体撮像装置２
が隣り合って設けられており、撮像レンズ１を通った光
が、固体撮像装置２の入力面に光像を結像するようにな
っている。また、撮像レンズ１の視野と同一になるよう
に調整する。視野５！ｌｌ整アパーチヤ３およびシリコ
ンフォトダイオード（ＳＰＤ　；　５ｉｌｉｃｏｎ　　
Ｐｈｏｔｏ　　Ｄｉｏｄｅ　　）　４からなる光センサ
ユニットが設けられており、光がこの視野５！Ｊ整アパ
ーチヤ３を通り、シリコンフォトダイオード４に入射す
るようになっている。さらに、電子スチールカメラのシ
ャッタボタンと連動してオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）
動作を行なうシャッタスイッチ５および露光量によって
シャッタ時間値を調節し設定するシャッタ調節回路６が
、それぞれ設けられている。

そしてシリコンフォトダイオード４、シャッタスイッチ
５およびシャッタ調節回路６は、それぞれシャッタコン
トロール回路７に接続されている。

このシャッタコントロール回路７は、固体撮像装置２を
制御する駆動回路８に接続され、またこの駆動回路８は
、固体撮像装置２に接続されている。

さらに固体撮像装置２は、信号処理回路９に接続されて
いる。

次に動作を説明する。電子スチールカメラの被写体１０
が、光出力強度が時間と共に変化する照明用光源として
の蛍光燈１１によって照らされている。そして被写体１
０の反射光は、撮像レンズ１を通り、固体撮像装置２の
入力面に被写体１０の反射光光像を結像させる。また、
被写体１０の反射光が、撮像レンズ１の視野と同一にな
るように調整された視野調整アパーチャ３を通り、シリ
コンフォトダイオード４に入射する。そしてこのシリコ
ンフォトダイオード４は、被写体１０の反射光強度に対
応した電気信号を出力する。

また、電子スチールカメラのシャッタボタンを押すと、
シャッタスイッチ５はオン状態になり、オン信号を出力
する。さらに、シャッタ調節回路６は設定されたシャッ
タ時間値を電気信号として出力する。そしてシリコンフ
ォトダイオード４から出力される電気信号、シャッタス
イッチ５から出力されるオン信号およびシャッタ調節回
路６から出力される電気信号が、それぞれシャッタコン
トロール回路７に供給さる。シャッタコントロール回路
７は、これらの信号に基づいて、シャツタ開閉動作のタ
イミングを決定する。

また、駆動回路８は、固体撮像装置２の光電変換、信号
転送、信号読出しの３動作を制御し、特に光電変換動作
の開始タイミングと光電変換の動作期間幅については、
シャッタコントロール回路７からの出力信号に従って制
御を行なう。固体撮像装置２の出力信号は出力信号処理
回路９において処理され、この処理された出力は、マイ
クロフロッピー（図示せず）に供給されて記録される。

さらに、上記動作を第２図および第３図を用いて詳しく
説明する。第２図は、第１図の主要部分における信号波
形を示す図であり、第２図（ａ）は、蛍光燈１１の光出
力強度の時間的変化を示すグラフ、第２図（ｂ）は、電
子スチールカメラのシャッタボタンを押したタイミング
を示す図、第２図（Ｃ）は、電子スチールカメラのシャ
ッタ開閉タイ°ミングを示す図、第２図（ｄ）は、シャ
ツ夕の開閉による電子スチールカメラへの入力光を示す
図、第２図（ｅ）は、電子スチールカメラのシャツタ開
閉タイミングを示す図、第２図（ｆ）は、シャッタの開
閉による電子スチールカメラへの入力光を示す図である
。また第３図は、被写体１０の反射光強度の時間的変化
と電子シャッタタイミングを示す図であり、第３図（ａ
）は、シリコンフォトダイオード４の出力波形を示すグ
ラフ、第３図（ｂ）ないし第３図（ｅ）は、それぞれシ
ャッタ時間が異なる場合の電子スチールカメラのシャツ
タ開閉タイミングを示す図である蛍光燈１１には商用電
源を用いているため、蛍光燈１１？Ｉ！源の周波数は５
０Ｈｚまたは６０Ｈｚであるが、第２図（ａ）に示され
る蛍光燈１１の光出力は蛍光燈電源電圧に同期すると共
に、蛍光燈の光出力強度の時間変化の周波数は商用電源
周波数の２倍である。いま、第２図（ｂ）に示されるよ
うなタイミングでシャッタボタンが押されて、シャッタ
スイッチ５がオフ状態からオン状態になると、そのオン
信号を受けて、第２図（Ｃ）に示されるように、ある特
定のタイミングでシャッタの開閉動作が行われる。ある
特定のタイミングとは、第２図（ｄ）に示されるように
、シャッタスイッチ５がオン状態になって最初に到来す
る電子スチールカメラの入力光、すなわち固体撮像装置
２によって光電変換される入力光の波形の山の部分がシ
ャッタ時間Ｔの中央に位置するようなタイミングである
。

また、固体撮像装置２は人刃先を時間積分する機能を有
しているから、第２図（ｄ）の斜線部Ａの面積が、固体
撮像装置２の人力光量となる。このときの蛍光燈１１の
光出力強度は最大であるため、斜線部Ａの面積すなわち
固体撮像装置２の人力光量は最大となっている。

そしてまた、第３図（ａ）に示されるように、被写体１
０の反射光強度の時間変化を示しているシリコンフォト
ダイオード４の出力波形とシャッタ調節回路６によって
設定された例えばシャツタ時間値１／１００秒時との関
係は、シャッタボタンが押されてシャッタスイッチ５が
オフ状態からオン状態になり、シリコンフォトダイオー
ド４から出力される信号波形の最初に到来する山の部分
、すなわち被写体１０の反射光強度が最も大きい中央部
がシャツタ時間１／１００秒の中央に位置するようにな
る。すなわちシリコンフォトダイオード４の出力波形の
左側釜の部分でシャッタが閉状態から開状態になり、右
側釜の部分でシャッタが開状態から閉状態になり、真中
の山の部分が、シャッタ調節回路６によって設定された
シャツタ時間１／１００秒の中央に位置するようになる
タイミングである。

このようにして、シャッタ調節回路６によって設定され
たシャッタ時間値が１／１００秒時の場合のシャツタ開
閉タイミングは、第３図（ｂ）に示されるように、シャ
ツタ時間１／１００秒の中央がシリコンフォトダイオー
ド４から出力される１５号波形の山の部分、すなわち被
写体１０の反射光強度の最も大きい中央部に位置するよ
うにして、時刻【１においてシャッタが閉状態から開状
態になり、時刻ｔ２においてシャッタが開状態から閉状
態になる。

同様にして、シャッタ調節回路６によって設定されたシ
ャッタ時間値が１／２５０秒時の場合のシャツタ開閉タ
イミングは、第３図（Ｃ）に示されるように、時刻ｔ３
においてシャッタが閉状態から開状態になり、時刻ｔ４
においてシャッタが開状態から閉状態になる。また、シ
ャッタ調節回路６によって設定されたシャッタ時間値が
１１５００秒時の場合のシャツタ開閉タイミングは、第
３図（ｄ）に示されるように、時刻ｔ５においてシャッ
タが閉状態から開状態になり、時刻ｔ６においてシャッ
タが開状態から閉状態になる。さらにまた、シャッタ調
節回路６によって設定されたシャッタ時間値が１／１０
００秒時の場合のシャツタ開閉タイミングは、第３図（
ｅ）に示されるように、時刻ｔ７においてシャッタが開
状態から開状態になり、時刻ｔ８においてシャッタが開
状態から閉状態になる。

これらのシャツタ開閉タイミングは、シリコンフォトダ
イオード４から出力される電気信号、シャッタスイッチ
５から出力されるオン信号およびシャッタ調節回路６か
ら出力される電気信号に基づき、シャッタコントロール
回路７によって決定される。そしてシャッタスイッチ５
から出力されるオン信号を除くシリコンフォトダイオー
ド４から出力される電気信号およびシャッタ調節回路６
から出力される電気信号は、通常シャッタボタンが押さ
れる以前にシャツ）コントロール回路７に人力されてい
るため、シリコンフォトダイオード４から出力される電
気信号とシャツタ開閉タイミングとの相関関係は、事前
に決定することができる。それ故、シャッタボタンが押
されてシャッタスイッチ５がオン信号を出力し、その後
最初に到来するシリコンフォトダイオード４の出力信号
において、事前に設定されているシャツタ開閉タイミン
グを実行すればよい。

第３図（ｂ）ないし第３図（ｅ）にそれぞれ示されてい
るパルス波形は、例えばカメラ内のパルス回路において
発生させる４種の繰り返しパルス波形を用意する。これ
らのパルス群を、第３図（ａ）に示されるシリコンフォ
トダイオード４の出力信号と同期させ、調相させる。こ
の同期および調相には、シリコンフォトダイオード４の
出力信号をクリップして作成したパルスとパルス群とを
位相比較し、この比較差分量に対応してパルス群の調相
を行なう等の自動調相回路手段を用いる。

そしてこの調和後、設定されたシャッタ時間値に応じて
第３図（ｂ）ないし第３図（ｅ）にそれぞれ示されてい
るパルス波形の内のどれか１つのみを選択し、シャッタ
コントロール回路７の出力とする。例えば、シャツタ時
間１／２５０秒であれば、シャッタ調節回路６の出力信
号により第３図（Ｃ）に示されるパルス波形をのみ選択
して、シャッタコントロール回路７の出力とする。

従って、シャッタコントロール回路７の出力パルスは、
シャッタタイミングおよびシャッタ時間の画情報を持ち
、これらの情報によって固体撮像装置２の動作モードを
切り替え、電子シャッタ機能を果たす。

このように本実施例によれば、光出力強度が時間と共に
変化する放電灯や蛍光燈を被写体光源に用いて、しかも
この光出力強度の変化周期より短いシャッタ時間で撮影
し、露光する場合においても、光出力強度の時間変化を
検出し、この変化に対応して露光量の変動がないように
、ジャシタ開閉タイミングを自動設定することができる
。

また、光源出力強度の最大時期にシャッタタイミングを
自動設定することができるため、光源利用効率が高く、
短時間露光とすることができる。

なお、上記実施例においては、撮像レンズ１の視野と同
一になるように調整する視野調整アパーチャ３およびシ
リコンフォトダイオード４からなる光センサユニットが
撮像レンズ１と別個に設けられ、光が別入力されている
が、必ずしも別入力にする必要はなく、例えば撮像レン
ズ１通過光の一部を分配して光センサユニットの光入力
とする方法や、−眼レフのファインダスクリーンから光
センサユニットの光入力を得る方法を用いてもよい。

また、上記実施例においては、視野調整アパーチャ３お
よびシリコンフォトダイオード４からなる光センサユニ
ットの出力信号を光源光強度の時間的変化を検出するた
めに用いるたが、このためだけでなく、この先センサユ
ニットの出力信号の時間積分処理後の出力量、すなわち
ローバフィルタ通過後の出力量が被写体反射光強度に対
応していることにより、露光量を調整するためにも、す
なわちレンズ較値やシャッタ時間値を決定するためにも
利用することができる。

さらにまた、上記実施例においては、第２図（Ｃ）およ
び第２図（ｄ）に示されるように、電子スチールカメラ
の入力光、すなわち固体撮像装置２によって光電変換さ
れる人力光の波形の山の部分がシャッタ時間Ｔの中央に
位置するようなタイミングでシャツタ開閉動作が行なわ
れているが、第２図（ｅ）および第２図（ｆ）に示され
るように、シャッタタイミングを意識的にずらすことに
よって露光量を調整することができる。すなわち、第２
図（ｆ）の斜線部Ｂの面積が、このときの固体操像装置
２の入力光量となる。このようにして、光源光強度の時
間的変化と電子シャッタタイミングの位相を露光量調整
手段として利用することができる。

従来、シャッタ時間が限定される撮影時における露光量
：Ａ整手段としてはレンズ絞を用いて調整したが、本実
施例によれば、電子シャッタタイミングの変化によって
露光量を調整することができ、レンズ絞：Ｊ３整のよう
な機構部分が不必要になるため、自動化が容易になり、
摩耗部分も少なくなるという利点がある。

［発明の効果］ 以上の通り本発明によれば、光出力強度が時間と共に変
化する照明下で撮影する場合においても、露光量を正確
に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による電子スチールカメラ
を示すブロック図、第２図および第３図は、それぞれ本
発明の一実施例による電子スチールカメラの動作を説明
するための図、第４図は、従来の電子スチールカメラの
動作を説明するための図である。 １・・・撮像レンズ、２・・・固体撮像装置、３・・・
視野調整アパーチャ、４・・・シリコンフォトダイオー
ド、５・・・シャッタスイッチ、６・・・シャッタ調節
回路、７・・・シャッタコントロール回路、８・・・駆
動回路、９・・・信号処理回路、１０・・・被写体、１
１・・・蛍光燈。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被写体からの反射光を撮像レンズを通して入射する
   固体撮像装置と、 前記被写体からの反射光の光強度の時間的変化を検出す
   る光センサと、 シャッタスイッチと、 シャッタ時間を設定するシャッタ時間調節回路と、 前記光センサ、前記シャッタスイッチおよび前記シャッ
   タ時間調節回路から出力されるそれぞれの信号に基づき
   、シャッタの開閉動作のタイミングを制御するシャッタ
   コントロール回路と、前記シャッタコントロール回路か
   ら出力される信号に基づき、前記固体撮像装置の動作を
   制御する駆動回路と、 前記固体撮像装置から出力される信号を処理する出力信
   号処理回路と を有することを特徴とする電子スチールカメラ。 ２、特許請求の範囲第１項記載の電子スチールカメラに
   おいて、前記光センサが、視野調整アパーチャと、前記
   視野調整アパーチャを通って前記被写体からの反射光が
   入射するフォトダイオードとを有することを特徴とする
   電子スチールカメラ。