JPH0467836B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、一次元イメージセンサ（以下、ライ
ンセンサという）を用いた電子カメラに関する。

［従来技術およびその問題点］ 現在、二次元イメージセンサを内蔵したビデオ
カメラや静止画を得る電子スチルカメラが種々提
供されている。これらのビデオカメラまたは電子
スチルカメラにおいては、二次元イメージセンサ
自体の高画素化が製造上困難であることと、これ
らの画像がいわゆる標準テレビ信号に基いて形成
されるために垂直方向の解像度が走査線の数で制
限されること等から、例えば銀塩写真の如き高解
像度をもつ画像が得にくく、この点で画質の向上
が要請されている。

一方、同様に高解像度を有する画像が要求され
るフアクシミリ装置や文書画像入力装置において
は、１ラインに5000個もの画素をもつラインセン
サが用いられてきている。そして、これらの装置
にあつては、通常、平面状の紙に描かれた静止画
や文書を入力画像媒体とするものであるため、光
源の強さを一定にすることができ、また、ライン
センサもしくは入力画像媒体を一定速度で機械的
かつ相対的に移動させることによつて移動方向の
走査を行うことができるものである。

このように、ラインセンサでは高画素化が容易
な点に着目して、このラインセンサを電子スチル
カメラの撮像素子として利用したものが、例えば
実開昭60−35679号として既に提案されている。
かかる考案は、レンズを通つた被写体光が、レン
ズの後方にあつて光軸に直角な軸の回りを回転す
る回転鏡により反射されてラインセンサ上に結像
されるもので、ラインセンサによるライン方向の
走査と、回転鏡の回転によるライン方向と直交す
る方向の走査とによつて被写体像の二次元走査を
行うようにしたものである。

しかしながら、ラインセンサの走査速度と回転
鏡の回転速度とが一定であるこの種の電子スチル
カメラにおいては、被写体の光強度（輝度）が変
化した場合に適正な露出が得られる範囲（ダイナ
ミツクレンジ）が狭くなる問題があり、これに対
処するために例えば被写体の光強度に応じて回転
鏡の回転速度を遅くするといわゆる高速シヤツタ
が切れず、また回転速度を速くすると露出不足に
なるという不都合があつた。

［発明の目的］ 本発明は上記の点に鑑み提案されたもので、そ
の目的とするところは一走査線当たりの高画素化
が可能なラインセンサを用いることにより、水平
方向はこのラインセンサの走査によつて、また垂
直方向については回転鏡を介して標準テレビ信号
の走査線数よりも多い数のサンプリングを行うこ
とによつて高解像度、高精細度の画像を得るよう
にし、しかも回転鏡の回転速度とラインセンサの
電荷蓄積時間とを被写体の光強度に応じて変化さ
せることで前記ダイナミツクレンジの拡大を可能
にした電子カメラを提供することにある。

［発明の構成］ 上記目的を達成するため、本発明は、レンズか
ら入射した光学像をラインセンサ上に結像させる
回転鏡を、前記光学像の光強度に基いて決定され
る露出制御信号に応じた回転速度によつて回転さ
せ、また、前記露出制御信号に応じてラインセン
サの電荷蓄積時間を制御するようにしたものであ
る。

［発明の実施例］ 以下、図に沿つて本発明の一実施例を説明す
る。まず、第１図は本発明にかかる電子カメラの
要部を示したもので、図において１はレンズであ
り、その光軸上には回転鏡４が配設されている。
この回転鏡４は、前記光軸に直交するモータ２の
軸３に連結され、この軸３を中心として回転可能
となつている。また、回転鏡４の上方にはピント
板５が設けられ、このピント板５に近接して周知
の一眼レフカメラの如くペンタプリズム６および
ルーペレンズ７が配設されている。ペンタプリズ
ム６の適宜な位置には測光素子８が付設され、こ
の測光素子８には周知の露出制御回路９が接続さ
れている。

露出制御回路９の出力側には回転速度制御回路
１０および電荷蓄積時間制御回路１１が並列的に
接続され、回転速度制御回路１０の出力端子はモ
ータ駆動回路１２に接続されている。他方、電荷
蓄積時間制御回路１１の出力端子はラインセンサ
駆動回路１３に接続され、このラインセンサ駆動
回路１３には、回転鏡４を介してピント板５等の
反対側に配設された自己走査型光電素子としての
ラインセンサ１４が接続される。ここで、ライン
センサ１４としてはMOS型、CCD型の何れのタ
イプであつてもよい。このラインセンサ１４の出
力側には周知の信号処理回路１５が接続されてい
る。なお、図中１６は信号処理回路１５の出力端
子を示している。

次にこの動作を説明すると、レンズ１の透過光
は初期位置に静止している回転鏡４にて反射され
てピント板５に結像される。この光学像の明るさ
は測光素子８によつて検出され、電気信号に変換
されて露出制御回路９に入力されると共に、露出
制御回路９においてはこの測光量に基いて演算
し、所定の露出時間Ｔを決定する。この露出時間
Ｔを表わす信号は回転速度制御回路１０および電
荷蓄積時間制御回路１１にそれぞれ入力され、こ
の露出時間Ｔの大小に応じて、モータ駆動回路１
２を介したモータ２ひいては回転鏡４の回転速度
ωと、ラインセンサ駆動回路１３を介したライン
センサ１４の電荷蓄積時間Teとが制御される。

一方、回転鏡４を介してラインセンサ１４にて
蓄積された電荷は信号処理回路１５に入力され、
適宜な信号形態に変換されて出力端子１６から出
力される。ここで、出力信号の形態はアナログ形
でもデジタル形でもよく、また、一画面分の信号
がシリアルな形で出力されても、複数のブロツク
に分割された信号群が複数の出力端子１６から出
力されるようにしてもよい。

第２図は露出制御回路９によつて決定される露
出時間Ｔと光学像の明るさ（像照度Ｉ）、回転鏡
４の回転速度ωおよび電荷蓄積時間Teとの関係
を示している。いま、レンズ１の開口の大きさす
なわち絞り値は一定であるとし、また露出時間Ｔ
は像照度Ｉに反比例するように設定されている。
このとき、ラインセンサ１４の電荷蓄積時間Te
は露出時間Ｔに等しくなるように制御される。こ
こで、ラインセンサ１４に蓄積された電荷を読み
出すのに必要な時間をtsとすると、回転鏡４の回
転速度ωは、像照度Ｉがある一定の値以上であつ
て露出時間Ｔ＜tsの関係にあるときには図示する
ように一定値ω₀とし、また像照度Ｉが一定の値
以下であつて露出時間Ｔ≧tsの関係にあるときに
は露出時間Ｔに反比例するように制御されること
が望ましい。すなわち、回転速度ωは理論上、露
出時間Ｔに対して常に反比例するように構成すれ
ば理想的であるが、回転速度を変化させるには物
理的な限界があり、また画像の第１走査線部分と
最終走査線部分との間に時間差があつても異和感
さえなければ実用上支障がないため、必要以上に
回転速度ωを大きくしなくてもよいものである。
なお、Ｔ≧tsの場合には電荷蓄積中の光学像のブ
レをなくすために回転鏡４を露出時間Ｔの増加に
つれて遅く回転させる必要があるため、第２図に
示す如く回転速度ωを反比例させて制御する必要
がある。

このようにして回転鏡４の回転速度ωを適宜設
定し、全走査期間中のラインセンサ１４による走
査回数を多くすれば、高精細度をもつ画像を得る
ことができるものである。

次に、第３図はこの実施例においてラインセン
サ１４に蓄積される電荷量と読み出される映像出
力とを示したものであり、Ｔ＜tsのときには同図
イに示す如く、ラインセンサ１４上での走査が終
了する毎に読み出し時間tsで映像出力が得られ、
各走査間では連続した形の映像出力波形となり、
電荷蓄積時間Teは像照度Ｉが増加するにつれて
短くなる。従つて、ts−Teの期間は、ラインセ
ンサ１４で発生する電荷は図示されていないライ
ンセンサ１４内の電荷排出領域に排出されるか、
あるいはその電荷の発生自体を妨げるようにライ
ンセンサ１４の駆動が制御される。

また、Ｔ≧tsの場合には、第３図ロに示すよう
にtsの期間で電荷が読み出された後は読み出しが
中断されて間欠的な形の映像出力となる。一方、
図示するようにＴ−tsの期間では電荷の蓄積が連
続して行われる。

なお、回転鏡４の動作は第４図に示すとおりで
あり、同図イに示す如く非走査状態ではレンズ１
を通過した光が回転鏡４によつて反射されてピン
ト板５、ペンタプリズム６、ルーペレンズ７等か
らなるフアインダ系１７に導かれ、回転鏡４は光
学像観察用の反射鏡としても機能している。この
回転鏡４は位置ａから図の矢印方向に回転し、同
図ロにおける位置ｂから光学像の走査が開始され
る。位置ｃでは光学像の中央部が走査され、回転
鏡４は更に回転して図示されていない走査終了位
置にまで進む。その後、回転鏡４はそのまま同一
方向に回転して位置ａにて停止するか、あるいは
逆方向に回転して位置ａに復帰するように制御さ
れる。ここで、ラインセンサ１４は、回転鏡４に
よる反射光が入射する位置であればいかなる位置
に配置してもよいのは言うまでもない。

次に、第５図はこの実施例における動作を示す
フローチヤートであり、まず図示されていないパ
ワースイツチをONすると、測光素子８によつて
測光が開始される。次いで露出制御回路９により
最適な露出時間Ｔが演算されると、この露出時間
Ｔが予め定められた電荷読み出し時間tsと比較さ
れ、前述の如くＴ＜tsであれば一定の回転速度ω₀
で回転鏡４が回転し、また、Ｔ≧tsであればＴに
反比例した回転速度ωで回転鏡４が回転する。こ
の露出時間Ｔに応じて電荷蓄積時間Teが決定さ
れると、ラインセンサ１４による走査が開始し、
逐次、映像信号が読み出される。そして、所要回
数の走査が終了すると、回転鏡４は元の位置に復
帰するものである。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、二次元イメージ
センサに比べて高画素化が可能で、かつ比較的低
廉な一次元イメージセンサを用いて高精細度をも
つ二次元画像を得ることができると共に、被写体
光学像の光強度の変化に対しても実質上のダイナ
ミツクレンジの拡大により、常に適正な露出に基
ずく良好な画像が得られる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は
要部の構成図、第２図および第３図イ，ロは動作
説明図、第４図イ，ロは回転鏡の動作説明図、第
５図はフローチヤートである。 １……レンズ、２……モータ、３……軸、４…
…回転鏡、５……ピント板、６……ペンタプリズ
ム、７……ルーペレンズ、８……測光素子、９…
…露出制御回路、１０……回転速度制御回路、１
１……電荷蓄積時間制御回路、１２……モータ駆
動回路、１３……ラインセンサ駆動回路、１４…
…ラインセンサ、１５……信号処理回路、１６…
…出力端子、１７……フアインダ系。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被写体光が入射されるレンズと、前記被写体
   の光学像が結像される一次元イメージセンサと、
   この一次元イメージセンサの走行方向に対して直
   角な方向に前記光学像を移動させる回転鏡とによ
   り前記光学像を電気映像信号に光電変換する電子
   カメラにおいて、前記光学像の光強度を検出する
   手段と、この光強度に応じて前記回転鏡の回転速
   度を変化させる回転速度制御回路と、前記光強度
   に応じて前記一次元イメージセンサの電荷蓄積時
   間を変化させる電荷蓄積時間制御回路とを備えた
   ことを特徴とする電子カメラ。 ２ 光学像の光強度に応じて露出時間を定める露
   出制御回路を備え、前記露出時間に応じて回転鏡
   の回転速度および一次元イメージセンサの電荷蓄
   積時間を変化させてなる特許請求の範囲第１項記
   載の電子カメラ。 ３ 光学像の光強度が所定の値以上である場合
   に、回転鏡の回転速度を一定に設定してなる特許
   請求の範囲第１項記載の電子カメラ。 ４ 回転鏡が、光学像を観察する光学フアインダ
   系に光を導くための反射鏡を兼用してなる特許請
   求の範囲第１項記載の電子カメラ。