JPH04144375A - 電子スチルカメラ装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、撮影した光学像を固体撮像素子を用いて電
気的な画像信号に変換し記録媒体に記録する電子スチル
カメラ装置に係り、特にその固体撮像素子の駆動タイミ
ングを改良したものに関する。

（従来の技術） 周知のように、−船釣なカメラは、撮影した光学像を銀
塩フィルムに結像させているため、該フィルムを化学処
理して現像しなければ、撮影した画像を見ることが不可
能である。そこで、近年では、撮影された光学像を電気
的な画像信号に変換し、テレビジョン受像機に画像表示
させることにより、わずられしい化学処理を不要とした
電子スチルカメラ装置が開発され、市場に普及してきて
いる。

第２図は、このような電子スチルカメラ装置の構成を示
している。すなわち、図中１１．１．２はそれぞれレリ
ーズスイッチで、図示しないレリーズ釦が押されると、
まずレリーズスイッチ１１がオン状態となり、続いて所
定時間経過後にレリーズスイッチ１２がオン状態となる
ように設定されている。そして、これらレリーズスイッ
チ１１゜１２が操作されたとき、ＣＰＵ　（中央演算処
理装置）１３が、クロック発生回路１４から出力される
一定周期のクロック信号に基づいて、固体撮像装置１５
及びその電源１６を制御する。

ここで、上記固体撮像装置１５は、ＣＰ　Ｕ　１．３に
よって制御される同期信号発生回路１７が、クロック発
生回路１８から出力される一定周期のクロック信号に基
づいて、被写体の光学像を画像信号に変換する、例えば
ＣＣＤ　（チャージ・カップルド・デバイス）等でなる
固体撮像素子１つと、この固体撮像素子１９から出力さ
れる画像信号に所定の信号処理を施す信号処理回路２０
とを制御し、この信号処理回路２０から出力される画像
信号が、記録装置２１を介して図示しない記録媒体に記
録されるようにしたものである。

また、上記固体撮像素子１つは、第３図に示すように、
水平及び垂直方向に平面的に配列され、それぞれが画素
を構成する複数（図示の場合は２４個）の光電変換素子
２２，２２．・・・・・・と、この複数の光電変換素子
２２，２２．・・・・・・のうち、垂直方向に隣接する
２つの素子（図中空白で示す素子と斜線で示す素子）に
それぞれ対応して設置され、該光電変換素子２２，２２
．・・・・・の信号電荷が転送されるとともに、垂直方
向への電荷転送が可能な複数の垂直転送段２３，２３．
・・・・・・と、この複数の垂直転送段２３，２３．・
・・・・・にそれぞれ対応して設置され、該垂直転送段
２３．２３゜・・・・・・によって垂直方向に転送され
た信号電荷が蓄積される複数の電荷蓄積部２４，２４．
・・・・・・と、この複数の電荷蓄積部２４，２４．・
・・・・・に蓄積された信号電荷が垂直に１水平走査ラ
イン分づつ順次転送される水平転送段２５と、この水平
転送段２５に転送された信号電荷を増幅して出力する出
力増幅回路２６とを備えた、ＦＩＴ（フレーム・インタ
ーライン・トランスファー）タイプのものが使用される
。

なお、上記複数の光電変換素子２２，２２゜・・・・・
・のうち、第３図中空白で示す素子２２ａ。

２２ａ、・・・・・・に蓄積される信号電荷が、第１フ
イールドと第２フイールドとで１フレームを構成するテ
レビジョン信号の第１フイールドの信号となり、斜線で
示す素子２２ｂ、２２ｂ、・・・・・・に蓄積される信
号電荷が、第２フイールドの信号となるものである。

そして、まず、第４図（ａ）に示すように、第１フイー
ルドと第２フイールドとで１フレームを構成する形態の
テレビジョン信号において、第１フイールドの垂直ブラ
ンキング期間の手前で、上記同期信号発生回路１７から
、第１フイールドに対応する光電変換素子２２ａ、２２
ａ、・・・・・・に対して、同図（ｂ）に示すフィール
ドシフトパルスＦＳＩを発生し、光電変換素子２２ａ、
２２ａ・・・・・・に蓄積された残留電荷を、垂直転送
段２３２３、・・・・・・に転送する。また、同じ第１
フイールドの垂直ブランキング期間に、同期信号発生回
路１７から、第２フイールドに対応する光電変換素子２
２ｂ、２２ｂ、・・・・・・に対して、第４図（Ｃ）に
示ずフィールドシフトパルスＦＳ２を発生し、光電変換
素子２２ｂ、２２ｂ、・・・・・・に蓄積された残留電
荷を、垂直転送段２３，２３．・・・・・・に転送する
。

その後、同じ第１フイールドの垂直ブランキング期間に
、同期信号発生回路１７から、垂直転送段２３．２Ｂ、
・・・・・・及び電荷蓄積部２４．２４゜・・・・・・
に対して、それぞれ第４図（ｄ）及び（ｅ）に示す電荷
掃き出しパルスＤＨＩ、ＤＨ２を発生し、垂直転送段２
Ｂ、２３．・・・・・・に転送されて混合された、光電
変換素子２２ａ、２２ａ、・・・・・・及び光電変換素
子２２ｂ、２２ｂ、・・・・・・の残留電荷を、垂直転
送段２３，２３．・・・・・・及び電荷蓄積部２４．２
４．・・・・・・に垂直方向に高速転送を行なわせるこ
とにより掃き出す。

次に、同じ第１フイールドの垂直ブランキング期間に、
同期信号発生回路１７から、第１フイールドに対応する
光電変換素子２２ａ、２２ａ。

・・・・・・に対して、第４図（ｂ）に示すフィールド
シフトパルスＦＳ３を発生し、フィールドシフトパルス
ＦＳＩが発生されてからフィールドシフトパルスＦＳ３
が発生されるまでの時間（上記ＣＰＵ１３で設定された
シャッタ速度で決まるシャッタ時間）に、光電変換素子
２２　ａ、　　２２　ａ、・・・・・・に蓄積された信
号電荷を、垂直転送段２３，２３゜・・・・・・に転送
する。

その後、同じ第１フイールドの垂直ブランキング期間に
、同期信号発生回路］７から、垂直転送段２３，２３．
・・・・・・及び電荷蓄積部２４，２４゜・・・・・・
に対して、それぞれ第４図（ｄ）及び（ｅ）に示す高速
転送パルスＨＴＩ、ＨＴ２を発生し、垂直転送段２３．
２３．・・・・・・に転送された光電変換素子２　’；
２　ａ、　　２２　ａ、・・・・・・の信号電荷を、電
荷蓄積部２４，２４．・・・・・・に高速転送させる。

そして、同じ第１フイールドの垂直ブランキング期間に
、同期信号発生回路１７から、第２フイルドに対応する
光電変換素子２２ｂ、２２ｂ。

・・・・・・に対して、第４図（Ｃ）に示すフィールド
シフトパルスＦＳ４を発生し、フィールドシフトパルス
ＦＳ２が発生されてからフィールドシフトパルスＦＳ４
が発生されるまでのシャッタ時間に、光電変換素子２２
ｂ、２２ｂ、・・・・・・に蓄積された信号電荷を、垂
直転送段２３，２３．・・・・・・に転送する。

このため、第１フイールドに対応する光電変換素子２２
ａ、２２ａ、・・・・・・に蓄積された信号電荷が、電
荷蓄積部２４，２４．・・・・・・に存在し、第２フイ
ールドに対応する光電変換素子２２ｂ。

２２ｂ、・・・・・・に蓄積された信号電荷が、垂直転
送段２３，２３．・・・・・・に存在することになる。

そして、同じ第１フイールドの映像期間のうちの各水平
ブランキング期間に、同期信号発生回路１７から、電荷
蓄積部２４，２４．・・・・・・に対して、第４図（ｅ
）に示すラインシフトパルスＬＳＩ。

ＬＳＩ、・・・・・・を発生し、電荷蓄積部２４，２４
゜・・・・・・に蓄積された第１フイールドに対応する
信号電荷を１ラインづつ水平転送段２５に転送し、出力
増幅回路２６を介して出力することにより、第１フイー
ルドの信号が順次取り出される。

一方、第２フイールドの垂直ブランキング期間になると
、同期信号発生回路１７から、垂直転送段２３，２３．
・・・・・・及び電荷蓄積部２４，２４゜・・・・・・
に対して、それぞれ第４図（ｄ）及び（ｅ）に示す高速
転送パルスＨＴ３．ＨＴ４を発生し、垂直転送段２３，
２３．・・・・・・に待機されていた光電変換素子２２
ｂ、２２ｂ、・・・・・・の信号電荷を電荷蓄積部２４
，２４．・・・・・・に高速転送させる。

そして、同じ第２フイールドの映像期間のうちの各水平
ブランキング期間に、同期信号発生回路１７から、電荷
蓄積部２４，２４．・・・・・・に対して、第４図（ｅ
）に示すラインシフトパルスＬＳ２ＬＳ２．・・・・・
・を発生し、電荷蓄積部２４，２４゜・・・・・・に蓄
積された第２フイールドに対応する信号電荷を１ライン
づつ水平転送段２５に転送し、出力増幅回路２６を介し
て出力することにより、第２フイールドの信号が順次取
り出される。

このようにして固体撮像素子１９から１ライン分づつ出
力された画像信号は、同期信号発生回路１７から出力さ
れるクロック信号に基づいて駆動される信号処理回路２
０に供給されて各種の信号処理が施された後、記録装置
２１によって例えばＩＣカードや磁気フロッピーディス
ク等の記録媒体に記録される。

ここで、以上に説明した電子スチルカメラ装置は、上述
したように、その動作が全てＣＰ　Ｕ　］、　３によっ
て管理されており、撮影時の動作タイミングは、第５図
に示すようになる。すなわち、前記レリーズ釦が操作さ
れ、第５図（ａ）に示すようにレリーズスイッチ１１が
オンされると、測光や測距等が行なわれ、その間にレリ
ーズスイッチ１２がオンされる。すると、第５図（ｂ）
に示すように電源１６が駆動されて、固体撮像装置１５
に電力が供給される。このため、同期信号発生回路１７
が駆動され、第５図（ｃ）に示すような形態のテレビジ
ョン信号に対応したタイミングで、固体撮像素子１９及
び信号処理回路２０が動作されるようになる。

すなわち、電源１６が駆動されてから一定時間経過後に
、ＣＰＵ１３から同期信号発生回路１７に、第５図（ｄ
）に示すシャッタパルスＳＰＩが与えられる。すると、
同期信号発生回路１７は、第１フィールド期間内に固体
撮像素子１９に対して、第５図（ｅ）に示すようにフィ
ールドシフトパルスＦＳ３を発生し、上述したように実
際の露光が開始される。そして、固体撮像素子１９から
出力される画像信号は、第２フイールド、第３フイール
ド、・・・・・・でそれぞれインターレースで出力され
る。

ところで、第５図（ａ）に示すタイミングでレリーズス
イッチ１１がオンされてから、同図（ｄ）に示すタイミ
ングでシャッタパルスＳＰ１が発生されるまでの期間は
、撮影の条件によって種々変化する。また、ＣＰＵ１３
と同期信号発生回路１７とは、それぞれ別個のクロック
発生回路１４゜１８から出力されるクロック信号によっ
て駆動されているので、レリーズスイッチ１２がオンさ
れてから、シャッタパルスＳＰＩが発生されるまでの期
間内では、固体撮像素子１９がどのような駆動タイミン
グになっているか確定されない。

このため、例えばレリーズスイッチ１２がオンされた直
後に、第５図（ｅ）に示すようにフィールドシフトパル
スＦＳＩ、ＦＳ２が発生された場合、フィールドシフト
パルスＦＳ２の以降に固体撮像素子１９の光電変換素子
２２，２２．・・・・・・に蓄積される不要電荷量は、
第５図（ｆ）に示すように“Ａ”なるレベルになって、
第２フィールドの垂直ブランキング期間に固体撮像素子
１９から同図（ｇ）に示すように不要信号Ｓ１として掃
き出される。

しかしながら、この不要信号Ｓ１のレベルは、第５図（
ｆ）に示す実際の画像信号Ｓ２．Ｓ３のレベルに比して
数倍も高いレベルとなるため、信号処理回路２０の余裕
度が十分にないと、不要信号Ｓ１のために垂直方向のサ
グが発生し、再生画面の上部にフリッカが発生するとい
う問題が生じることになる。また、シャッタパルスＳＰ
Ｉが発生される以前の固体撮像素子１９の状態が不定で
あるため、サグの状態も一定しないという不都合もある
。さらに、信号処理回路２０に余裕度を持たせると、回
路規模が増大するという恨みも生じるものである。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来の電子スチルカメラ装置では、不要
信号レベルが異常に高くなる場合があり、垂直方向のサ
グが発生するという問題を有している。

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので
、不要信号レベルを一定にし、サグの発生を防止し得る
ようにした極めて良好な電子スチルカメラ装置を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明に係る電子スチルカメラ装置は、外部設定され
るシャッタ時間に基づいて露光され撮影した光学像を電
気的な画像信号に変換する固体撮像素子と、この固体撮
像素子から出力される画像信号に所定の処理を施す信号
処理手段と、この信号処理手段から出力された画像信号
を記録媒体に記録する記録手段と、第１のクロック信号
に基づいて固体撮像素子及び信号処理手段にそれらを駆
動するためのタイミング信号を生成して出力するタイミ
ング信号発生手段と、第２のタロツク信号に基づいて動
作されタイミング信号発生手段の動作を撮影要求操作に
基づいて制御する制御手段とを備えたものを対象として
いる。

そして、撮影要求操作に応じて制御手段からりイミング
信号発生手段に第１のンヤッタ信号を出力し、この第１
のシャッタ信号が供給された状態でタイミング信号発生
手段から固体撮像素子に第１の電荷掃き出し信号を出力
し、この第１の電荷掃き出し信号を出力してから一定時
間経過した状態で、タイミング信号発生手段から固体撮
像素子に第２の電荷掃き出し信号を出力し、この第２の
電荷掃き出し信号が出力された状態で制御手段からタイ
ミング信号発生手段に第２のシャッタ信号を出力して、
タイミング信号発生手段から固体撮像素子に画像信号を
得るためのタイミング信号を出力させるように構成した
ものである。

（作用） 上記のような構成によれば、第１の電荷掃き出し信号が
出力されてから一定時間経過した状態で第２の電荷掃き
出し信号を出力し、この第２の電荷掃き出し信号が出力
された状態で実際の撮影に供する第２のシャッタ信号を
発生させるようにしたので、最初に得られる画像信号の
前に掃き出される不要電荷量は、第１の電荷掃き出し信
号が出力されてから第２の電荷掃き出し信号我出力され
るまでの一定時間に固体撮像素子に蓄積された一定の電
荷となるため、不要信号レベルを一定にし、サグの発生
を防止することができるようになるものである。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。第１図において、（ａ）〜（ｇ）に示す各
波形は、それぞれ第５図（ａ）〜（ｇ）に示した波形と
同じ意味を持つものとする。すなわち、前記レリーズ釦
が操作され、第１図（ａ）に示すようにレリーズスイッ
チ１１がオンされると、測光や測距等が行なわれ、その
間にレリーズスイッチ１２がオンされる。すると、第１
図（ｂ）に示すように電源１６が駆動されて、固体撮像
装置１５に電力が供給される。このため、同期信号発生
回路１７が駆動され、第１図（Ｃ）に示すような形態の
テレビジョン信号に対応したタイミングで、固体撮像素
子１９及び信号処理回路２０が動作されて、固体撮像素
子１９の光電変換素子２２．２２．・・・・・・に、同
図（ｆ）に示すように電荷の蓄積が開始される。

すると、まず、ＣＰＵ１３から第１図（ｄ）に示すタイ
ミングで、仮のシャッタパルス５Ｐ１１が出力される。

その後、同期信号発生回路１７から同図（ｅ）に示すタ
イミングで、フィールドシフトパルスＦＳ１１が出力さ
れると、それまでの間に固体撮像素子１９の光電変換素
子２２，２２゜・・・・・・に蓄積された不要電荷量は
、同図（ｆ）に示すように“Ｂ”なるレベルになって、
第２フイールドの垂直ブランキング期間に固体撮像素子
１９から同図（ｇ）に示すように不要信号Ｓｌｌとして
掃き出されるようになる。また、フィールドシフトパル
スＦＳ１２〜ＦＳ１３までの期間に、固体撮像素子１９
の光電変換素子２２，２２．・・・・・・に蓄積された
不要電荷量は、第１図（ｆ）に示すように′Ｃ″なるレ
ベルになって、次のフィールドの垂直ブランキング期間
に固体撮像素子１９から同図（ｇ）に示すように不要信
号Ｓ１４として掃き出されるようになる。そして、上記
ＣＰＵ１３は、これまでの時間を計測しており、不要信
号Ｓ１４が掃き出された直後に、第１図（ｄ）に示すよ
うに実際の撮影に供する２回目のシャッタパルス５Ｐ１
２を出力する。

ここで、上記不要信号Ｓ　］、　１のレベルは、シャッ
タパルス５ＰＩＩの発生以前の同期信号発生回路１７の
状態によって不定となるが、不要信号Ｓ１４は、フィー
ルドシフトパルスＦＳ］２〜ＦＳ１３までの期間で規定
される一定レベルとなる。このため、２回目のシャッタ
パルス５Ｐ１２を、第１図（ｄ）に示すタイミングで発
生させることにより、第５フイールドの垂直ブランキン
グ期間に掃き出される不要信号Ｓ１５のレベルは、フィ
ールドシフトパルスＦＳ１４〜ＦＳ１５まての期間で規
定される、つまり、不要信号Ｓ１４と同じ一定レベルと
なる。

したがって、実際の画像信号Ｓ１６．Ｓ１７に影響する
不要信号Ｓ１５のレベルを一定値に規定することができ
るため、サグの発生を防止することができるとともに、
後段の信号処理回路２０の設計も容易化することができ
る。また、仮シャッタパルス５ＰＩＩと本シャッタパル
ス５Ｐ１２との間隔は、常に垂直ブランキング期間に映
像期間を加えた、つまり、１フイ一ルド期間を２０＋１
（ｎ−０，１，２，・・・・・・）倍した間隔であれば
、その中に仮シャッタパルスを複数回挿入しても同様の
効果を得ることができる。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、不要信号レベル
を一定にし、サグの発生を防止し得るようにした極めて
良好な電子スチルカメラ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る電子スチルカメラ装置の一実施
例を説明するためのタイミング図、第２図は従来の電子
スチルカメラ装置を示すブロック構成図、第３図及び第
４図はそれぞれ固体撮像素子の構造を示す平面図及びそ
の動作を説明するためのタイミング図、第５図は従来の
電子スチルカメラ装置の動作を説明するためのタイミン
グ図である。 １１．１２・・・レリーズスイッチ、１３・・・ＣＰＵ
、１４・・・クロック発生回路、１５・・・固体撮像装
置、１６・・・電源、１７・・・同期信号発生回路、１
８・・・クロック発生回路、１９・・・固体撮像素子、
２０・・・信号処理回路、２１・・・記録装置、２２・
・・光電変換素子、２３・・・垂直転送段、２４・・・
電荷蓄積部、２５・・・水平転送段、２６・・・出力増
幅回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外部設定されるシャッタ時間に基づいて露光され撮影し
   た光学像を電気的な画像信号に変換する固体撮像素子と
   、この固体撮像素子から出力される画像信号に所定の処
   理を施す信号処理手段と、この信号処理手段から出力さ
   れた画像信号を記録媒体に記録する記録手段と、第１の
   クロック信号に基づいて前記固体撮像素子及び信号処理
   手段にそれらを駆動するためのタイミング信号を生成し
   て出力するタイミング信号発生手段と、第２のクロック
   信号に基づいて動作され前記タイミング信号発生手段の
   動作を撮影要求操作に基づいて制御する制御手段とを備
   えた電子スチルカメラ装置において、前記撮影要求操作
   に応じて前記制御手段から前記タイミング信号発生手段
   に第１のシャッタ信号を出力し、この第１のシャッタ信
   号が供給された状態で前記タイミング信号発生手段から
   前記固体撮像素子に第１の電荷掃き出し信号を出力し、
   この第１の電荷掃き出し信号を出力してから一定時間経
   過した状態で、前記タイミング信号発生手段から前記固
   体撮像素子に第２の電荷掃き出し信号を出力し、この第
   ２の電荷掃き出し信号が出力された状態で前記制御手段
   から前記タイミング信号発生手段に第２のシャッタ信号
   を出力して、前記タイミング信号発生手段から前記固体
   撮像素子に画像信号を得るためのタイミング信号を出力
   させるように構成してなることを特徴とする電子スチル
   カメラ装置。