JPH0537866A

JPH0537866A - ビデオカメラ

Info

Publication number: JPH0537866A
Application number: JP3146336A
Authority: JP
Inventors: Haruo Saito; 治男斉藤; Hiroyuki Hashimoto; 博幸橋本
Original assignee: Aiwa Co Ltd
Current assignee: Sony Group Corp
Priority date: 1991-06-18
Filing date: 1991-06-18
Publication date: 1993-02-12

Abstract

(57)【要約】【目的】撮像素子の蓄積電荷の飽和を招くことなく、良
好に感度アップできるビデオカメラを提供する。【構成】キャビネット内にビデオカメラ部とフォトカメ
ラ部とを一体的に配する。撮像素子１２の各画素の光セ
ンサーと略等しい特性を有する光センサー５１を設け
る。光センサー５１の出力を積分し、その積分信号ＳIN
をコントローラ２７に供給する。信号ＳINは撮像素子１
２の蓄積電荷量に対応したものとなる。撮像素子１２に
読み出しパルスを供給する都度信号ＳINをリセットす
る。撮像素子１２の蓄積電荷量が適量となって信号ＳIN
が所定値を越える毎に、タイミング発生器１４より撮像
素子１２に読み出しパルスを供給して１画面分の撮像信
号を出力させる。例えば被写体の光量が不充分であると
き、撮像素子１２の蓄積電荷の飽和を招くことなく、蓄
積時間を長くして感度アップを図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、静止画を撮像するの
に使用して好適なビデオカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラを使用することにより、動
画の他に静止画の撮像も可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この場合、被写体の光
量が不充分であるときには、撮像素子における蓄積電荷
量が充分となるように蓄積時間を長くして感度アップを
図ることが考えられる。蓄積時間を長くしても、静止画
の撮像では画像ずれ等の不都合は生じない。

【０００４】しかし、蓄積時間をむやみに長くすると、
被写体の光量によっては撮像素子の蓄積電荷が飽和する
等の不都合を招くことになる。

【０００５】そこで、この発明では、撮像素子の蓄積電
荷が飽和する等の不都合を招くことなく、良好に感度ア
ップできるビデオカメラを提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、撮像素子の
各画素の光センサーと略等しい特性を有する光センサー
と、この光センサーの出力信号を積分する積分器と、こ
の積分器の出力信号が所定値を越えるとき、撮像素子に
読み出しパルスを供給すると共に、積分器の出力信号を
リセットする制御手段とを備えてなるものである。

【０００７】

【作用】積分器５２の出力信号は、撮像素子１２の蓄積
電荷量に対応したものとなる。撮像素子１２の蓄積電荷
量が適量となるとき積分器５２の出力信号ＳINが所定値
を越えるように所定値が設定される。撮像素子１２の蓄
積電荷量が適量となるとき、撮像素子１２に読み出しパ
ルスが供給されるため、蓄積電荷の飽和を招くことな
く、蓄積時間を長くして感度アップを図ることが可能と
なる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照しながら、この発明の一実
施例について説明する。本例は、ビデオカメラとフォト
カメラとを一体的に形成したものである。

【０００９】図１は全体構成を示す斜視図である。同図
において、１はキャビネットである。図示せずも、キャ
ビネット１内には、撮像素子、信号処理回路等からなる
ビデオカメラ部と、フィルム装填機構、フィルム駆動機
構等からなるフォトカメラ部とが内蔵される。

【００１０】２はビデオカメラ部の撮像レンズであり、
３はフォトカメラ部の撮像レンズである。つまり、ビデ
オカメラ部とフォトカメラ部の光学系は別個に構成され
る。撮像レンズ２として、焦点距離ｆが７ｍｍ〜４２ｍ
ｍの６倍ズームレンズが使用される。一方、撮像レンズ
３として、焦点距離ｆが５５ｍｍの固定焦点レンズが使
用される。

【００１１】また、本例ではキャビネット１内には、小
型ＣＲＴよりなる電子ビューファインダが設けられ、Ｃ
ＲＴには撮像レンズ２を介してビデオカメラ部で撮像さ
れる画面が表示される。４はアイカップである。なお、
撮像レンズ３を介してフォトカメラ部で撮像される画面
を直接確認するファインダーは設けられていない。

【００１２】また、５Ｔ，５Ｗは、それぞれＴＥＬＥ方
向、ＷＩＤＥ方向にズーム操作をするズーム操作釦であ
る。６はビデオカメラ部より出力される撮像ビデオ信号
のＶＴＲへの録画操作をする録画釦、７はフォトカメラ
部のシャッター釦である。さらに、８はフィルム巻戻し
操作釦である。

【００１３】図２は、ビデオカメラ部の構成を示すもの
である。被写体からの像光は撮像レンズ２およびアイリ
ス１１を介して補色市松方式の色フィルタを有する単板
式のＣＣＤ固体撮像素子（フィールド蓄積タイプ）１２
に供給される。

【００１４】撮像レンズ２のズーム倍率の調整はズーム
ドライバ４１によって行なわれる。図７は、ズームドラ
イバ４１の具体構成を示すものである。同図において、
４１１は撮像レンズ２を構成するレンズであり、ズーム
倍率を調整するためのものである。このレンズ４１１の
位置を回転駆動でもって前後に移動させることにより、
ズーム倍率が調整される。例えばＴ側に回転させること
でＴＥＬＥ方向に調整され、一方Ｗ側に回転させること
でＷＩＤＥ方向に調整される。

【００１５】このレンズ４１１の回転駆動はＤＣモータ
４１２によって行なわれる。このモータ４１２の一端お
よび他端は、それぞれズームドライバ部４１３の出力端
子ｑ１，ｑ２に接続される。ズームドライバ部４１３の
入力端子ｐ１，ｐ２は、それぞれズーム操作スイッチ４
２のＴ側、Ｗ側の固定端子に接続される。

【００１６】この場合、端子ｐ１にハイレベル「Ｈ」の
信号が供給されるときは、端子ｑ１から端子ｑ２の方向
でもってモータ４１２に電流が流れ（実線図示）、レン
ズ４１１はＴ方向に回転駆動される。逆に、端子ｐ２に
ハイレベル「Ｈ」の信号が供給されるときは、端子ｑ２
から端子ｑ１の方向でもってモータ４１２に電流が流れ
（破線図示）、レンズ４１１はＷ方向に回転駆動され
る。なお、端子ｐ１，ｐ２のいずれにもハイレベル
「Ｈ」の信号が供給されないときは、モータ４１２に電
流が流れることがなく、レンズ４１１はいずれの方向に
も回転駆動されず、その位置が保持される。

【００１７】ズーム操作スイッチ４２の可動端子は電源
端子に接続される。上述したキャビネット１の操作釦５
Ｔ，５Ｗを押圧するとき、ズーム操作スイッチ４２はそ
れぞれＴ側，Ｗ側に接続される。ズーム操作スイッチ４
２がＴ側、Ｗ側に接続されるとき、それぞれズームドラ
イバ部４１３の端子ｐ１，ｐ２にハイレベル「Ｈ」の信
号が供給され、ＴＥＬＥ方向、ＷＩＤＥ方向にズーム調
整が行なわれる。

【００１８】図３は、撮像素子１２のカラーコーディン
グ模式図である。同図に示すように、フィールド読み出
しが行なわれる。ＡフィールドではＡ１，Ａ２のような
ペアで電荷が混合され、ＢフィールドではＢ１，Ｂ２の
ようなペアで電荷が混合される。そして、水平シフトレ
ジスタＨｒｅｇより、ＡフィールドではＡ１，Ａ２，・
・・の順に、ＢフィールドではＢ１，Ｂ２，・・・の順
に電荷が出力される。

【００１９】ここで、電荷の順番ａ，ｂ，・・・は、図
４に示すように、Ａ１ラインにおいては、（Ｃｙ＋
Ｇ），（Ｙｅ＋Ｍｇ），・・・となり、Ａ２ラインにお
いては、（Ｃｙ＋Ｍｇ），（Ｙｅ＋Ｇ），・・・とな
り、Ｂ１ラインにおいては、（Ｇ＋Ｃｙ），（Ｍｇ＋Ｙ
ｅ），・・・となり、Ｂ２ラインにおいては、（Ｍｇ＋
Ｃｙ），（Ｇ＋Ｙｅ），・・・となる。

【００２０】図２に戻って、撮像素子１２より上述のよ
うに出力される電荷はＣＤＳ回路（相関二重サンプリン
グ回路）１３に供給され、このＣＤＳ回路１３より撮像
信号として取り出される。このＣＤＳ回路１３を使用す
ることにより、周知のようにリセット雑音を低減するこ
とができる。

【００２１】撮像素子１２およびＣＤＳ回路１３で必要
なタイミングパルスは、タイミング発生器１４より供給
される。タイミング発生器１４には、発振器１５より８
ｆsc（ｆscは色副搬送波周波数）の基準クロックＣＫ０
が供給されると共に、同期発生器１６より水平、垂直の
同期信号ＨＤ，ＶＤが供給される。一方、同期発生器１
６にはタイミング発生器１４より４ｆscのクロックＣＫ
１が供給される。

【００２２】ＣＤＳ回路１３より出力される撮像信号は
レベル検出回路１７に供給され、この検出回路１７の出
力信号がアイリスドライバ１８に供給される。そして、
アイリスドライバ１８でアイリス１１の絞りが自動的に
制御される。

【００２３】ここで、ＣＤＳ回路１３より出力される撮
像信号より輝度信号Ｙとクロマ信号（色差信号）を得る
ための処理について説明する。

【００２４】輝度信号Ｙに関しては、隣どうしの信号を
加算処理して求められる。図４において、ａ＋ｂ，ｂ＋
ｃ，ｃ＋ｄ，ｄ＋ｅ，・・・の加算信号が順に形成され
る。

【００２５】例えば、Ａ１ラインでは、次式のように近
似される。ここで、Ｃｙ＝Ｂ＋Ｇ，Ｙｅ＝Ｒ＋Ｇ，Ｍｇ
＝Ｂ＋Ｒである。

【００２６】Ｙ＝｛（Ｃｙ＋Ｇ）＋（Ｙｅ＋Ｍｇ））｝×１／２＝（２Ｂ＋３Ｇ＋２Ｒ）×１／２また、Ａ２ラインでは、次式のように近似される。

【００２７】Ｙ＝｛（Ｃｙ＋Ｍｇ）＋（Ｙｅ＋Ｇ））｝×１／２＝（２Ｂ＋３Ｇ＋２Ｒ）×１／２Ａフィールドのその他のライン、Ｂフィールドのライン
についても同様に近似される。

【００２８】クロマ信号に関しては、隣どうしの信号を
減算処理して求められる。

【００２９】例えば、Ａ１ラインでは、次式のように近
似される。

【００３０】Ｒ−Ｙ＝（Ｙｅ＋Ｍｇ）−（Ｃｙ＋Ｇ）＝（２Ｒ−Ｇ）また、Ａ２ラインでは、次式のように近似される。

【００３１】 −（Ｂ−Ｙ）＝（Ｙｅ＋Ｇ）−（Ｃｙ−Ｍｇ）＝−（２Ｂ−Ｇ）Ａフィールドのその他のライン、Ｂフィールドのライン
についても、同様にして赤色差信号Ｒ−Ｙおよび青色差
信号−（Ｂ−Ｙ）が線順次に交互に得られる。

【００３２】図２に戻って、ＣＤＳ回路１３より出力さ
れる撮像信号はＡＧＣ回路１９を介して輝度処理部を構
成するローパスフィルタ２０に供給される。ローパスフ
ィルタ２０では、隣どうしの信号の加算処理（平均化）
が行なわれる。そのため、このローパスフィルタ２０か
らは、輝度信号Ｙが出力される。

【００３３】また、ＡＧＣ回路１９より出力される撮像
信号は、クロマ処理部を構成するサンプルホールド回路
２１，２２に供給される。サンプルホールド回路２１，
２２には、タイミング発生器１４よりサンプリングパル
スＳＨＰ１，ＳＨＰ２（図５、図６のＥ，Ｆに図示）が
供給される。

【００３４】サンプルホールド回路２１からは、（Ｃｙ
＋Ｇ）または（Ｃｙ＋Ｍｇ）の連続した信号Ｓ１が出力
されて減算器２３に供給される（図５Ｂ，図６Ｂに図
示）。サンプルホールド回路２２からは、（Ｙｅ＋Ｍ
ｇ）または（Ｙｅ＋Ｇ）の連続した信号Ｓ２が出力され
て減算器２３に供給される（図５Ｃ，図６Ｃに図示）。

【００３５】減算器２３では信号Ｓ２より信号Ｓ１が減
算される。そのため、この減算器２３からは、それぞれ
赤色差信号Ｒ−Ｙ，青色差信号−（Ｂ−Ｙ）が線順次に
交互に出力される（図５Ｄ，図６Ｄに図示）。

【００３６】減算器２３より出力される色差信号は、直
接切換スイッチ２４のｂ側の固定端子および切換スイッ
チ２５のａ側の固定端子に供給されると共に、１水平期
間の遅延時間を有する遅延回路２６を介して切換スイッ
チ２４のａ側の固定端子および切換スイッチ２５のｂ側
の固定端子に供給される。

【００３７】切換スイッチ２４，２５の切り換えは、コ
ントローラ２７によって制御される。すなわち、減算器
２３より赤色差信号Ｒ−Ｙが出力される１水平期間はｂ
側に接続され、一方青色差信号−（Ｂ−Ｙ）が出力され
る１水平期間はａ側に接続される。なお、コントローラ
２７には、同期発生器１６より同期信号ＨＤ，ＶＤが基
準同期信号として供給されると共に、タイミング発生器
１４よりクロックＣＫ１が供給される。

【００３８】上述のように切換スイッチ２４，２５は切
り換えられるため、切換スイッチ２４からは各水平期間
で赤色差信号Ｒ−Ｙが出力され、切換スイッチ２５から
は各水平期間で青色差信号−（Ｂ−Ｙ）が出力される。

【００３９】ローパスフィルタ２０より出力される輝度
信号Ｙと、切換スイッチ２４，２５より出力される色差
信号（Ｒ−Ｙ），−（Ｂ−Ｙ）はエンコーダ２８に供給
される。このエンコーダ２８には同期発生器１６より複
合同期信号ＳＹＮＣ、ブランキング信号ＢＬＫ、バース
トフラグ信号ＢＦおよび色副搬送波信号ＳＣが供給され
る。

【００４０】エンコーダ２８では、周知のように輝度信
号Ｙに関しては同期信号ＳＹＮＣが付加され、色差信号
に関しては直角２相変調されて搬送色信号Ｃが形成され
ると共に、カラーバースト信号が付加される。そして、
これら輝度信号Ｙと搬送色信号Ｃとが加算されて、例え
ばＮＴＳＣ方式のカラービデオ信号ＳＣＶが形成され
る。エンコーダ２８より出力されるカラービデオ信号Ｓ
ＣＶは出力端子２９に導出される。

【００４１】また、エンコーダ２８からは白黒ビデオ信
号ＳＶ（同期信号ＳＹＮＣが付加された輝度信号Ｙ）が
出力され、この白黒ビデオ信号ＳＶは電子ビューファイ
ンダ３０に供給され、小型ＣＲＴに撮像画面が表示され
る。

【００４２】また、５１は撮像素子１２の各画素の光セ
ンサーと略等しい特性を有する光センサーである。この
光センサー５１の出力信号はオペアンプ５２ａおよびコ
ンデンサ５２ｂからなる積分器５２に供給される。

【００４３】コンデンサ５２ｂと並列に接続スイッチ５
３が接続され、このスイッチ５３のオンオフはコントロ
ーラ２７によって制御される。コントローラ２７には感
度アップモード設定スイッチ３１が接続され、この設定
スイッチ３１をオンとすることで感度アップモードとさ
れる。上述したスイッチ５３は、設定スイッチ３１がオ
ンとされるフィールドの終了時点ｔ１までの期間と、そ
の後設定スイッチ３１がオフとされるフィールドの終了
時点ｔ２以降の期間ではオンとされ、コンデンサ５２ｂ
は放電状態とされる。またスイッチ５３は、時点ｔ１か
らｔ２までの期間では、撮像素子１２に読み出しパルス
が供給されるタイミングでオンとされ、コンデンサ５２
ｂの放電が行なわれる。このコンデンサ５２ｂの放電に
より、積分器５２の出力信号ＳINはＶｂにリセットされ
る。

【００４４】上述したように光センサー５１は撮像素子
１２の各画素の光センサーと略等しい特性を有すると共
に、コンデンサ５２ｂは撮像素子１２に供給される読み
出しパルスのタイミングで放電されるので、時点ｔ１か
らｔ２までの期間における積分器５２の出力信号ＳIN
は、撮像素子１２の蓄積電荷量に対応したものとなる。

【００４５】この積分器５２の出力信号ＳINはコントロ
ーラ２７に供給される。コントローラ２７では、時点ｔ
１からｔ２までの期間で出力信号ＳINのレベルが所定値
ＶTHを越えるか否か判断される。所定値ＶTHは、撮像素
子１２の蓄積電荷量が適量となるときの信号ＳINのレベ
ルと等しくなるように設定される。

【００４６】信号ＳINのレベルが所定値ＶTHを越えると
きは、コントローラ２７よりタイミング発生器１４に読
み出しパルス発生データＤSGが供給され、次の垂直同期
信号ＶＤに同期してタイミング発生器１４より撮像素子
１２に読み出しパルスが供給される。なお、時点ｔ１か
らｔ２までの期間以外では、各垂直同期信号ＶＤに同期
してタイミング発生器１４より撮像素子１２に読み出し
パルスが供給される。

【００４７】また、時点ｔ１からｔ２の期間でタイミン
グ発生器１４より撮像素子１２に供給される読み出しパ
ルスと同期してコントローラ２７より取込パルスＰTIが
出力される。この取込パルスＰTIは、例えば出力端子２
９に接続される静止画記録機（図示せず）に１画面分の
データを取り込むのに使用される。

【００４８】以上の構成において、図８Ｂに示すように
設定スイッチ３１がオンオフされるものとする。図８Ａ
は垂直同期信号ＶＤを示している。設定スイッチ３１が
オンとされるフィールドの終了時点ｔ１までの期間と、
設定スイッチ３１がオフとされるフィールドの終了時点
ｔ２以降の期間では、各垂直同期信号ＶＤに同期してタ
イミング発生器１４より撮像素子１２に読み出しパルス
が供給される（図８Ｃに図示）。

【００４９】図８Ｄに示すように時点ｔ１でスイッチ５
３がオフとなると、図８Ｅに示すように積分器５２の出
力信号ＳINが徐々に増加する。撮像素子１２の蓄積電荷
量が適量となって信号ＳINのレベルが所定値ＶTHを越え
ると、次の垂直同期信号ＶＤに同期してタイミング発生
器１４より撮像素子１２に読み出しパルスが供給される
（図８Ｃに図示）。そして、この読み出しパルスのタイ
ミングでスイッチ５３がオンとされて積分器５２の出力
信号ＳINがリセットされ、その後信号ＳINは再び徐々に
増加する。以下、時点ｔ２までの期間に上述したと同様
の動作が行なわれ、撮像素子１２の蓄積電荷量が適量と
なる毎に、タイミング発生器１４より撮像素子１２に読
み出しパルスが供給される。

【００５０】そのため、撮像素子１２における蓄積電荷
は図８Ｆに示すようになり、撮像素子１２より出力され
る撮像信号は図８Ｇに示すようになる。すなわち、時点
ｔ１からｔ２の期間で撮像素子１２の蓄積電荷量が適量
となる毎に、次のフィールドで撮像素子１２より１画面
分の撮像信号が出力され、これよりビデオ信号ＳＣＶが
形成されて出力端子２９に導出される。

【００５１】なお、時点ｔ１からｔ２の期間以外で撮像
素子１２に読み出しパルスが供給されるときは、撮像素
子１２の蓄積電荷量に拘らず次のフィールドで撮像素子
１２より１画面分の撮像信号が出力される。

【００５２】また、時点ｔ１からｔ２の期間で撮像素子
１２に読み出しパルスが供給されるタイミングでコント
ローラ２７より取込パルスＰTIが出力される（図８Ｈに
図示）。そのため、この取込パルスＰTIを使用すること
で、例えば出力端子２９に接続される静止画記録機に、
撮像素子１２の蓄積電荷量が適量となって出力された１
画面分の撮像信号を取り込むことができる（図８Ｉに図
示）。

【００５３】このように本例においては、設定スイッチ
３１をオンとして感度アップモードとすることにより、
撮像素子１２の蓄積電荷量が適量となる毎に、次のフィ
ールドで撮像素子１２より１画面分の撮像信号が出力さ
れる。したがって、例えば被写体の光量が不充分である
ときは、蓄積電荷の飽和を招くことなく蓄積時間を長く
して感度アップを図ることができ、静止画撮像を良好に
行なうことができる。

【００５４】なお、上述実施例における撮像素子１２は
フィールド蓄積タイプのものを示したが、フレーム蓄積
タイプのものであっても同様に適用できることは勿論で
ある。

【００５５】また、上述実施例においては、ビデオカメ
ラとフォトカメラとが一体とされたものであるが、ビデ
オカメラに別体のフォトカメラを固定して使用するタイ
プのものにも同様に適用することができる。

【００５６】

【発明の効果】この発明によれば、撮像素子の蓄積電荷
量が適量となる毎に撮像素子に読み出しパルスが供給さ
れるため、蓄積電荷の飽和を招くことなく、蓄積時間を
長くして感度アップを図ることができる。特に、光量の
不充分な被写体の静止画撮像を行なう場合に有効なもの
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の外観を示す斜視図である。

【図２】ビデオカメラ部の構成を示す図である。

【図３】カラーコーディング模式図である。

【図４】水平出力レジスタの出力を示す図である。

【図５】色信号処理の説明のための図である。

【図６】色信号処理の説明のための図である。

【図７】ズームドライバの構成を示す図である。

【図８】感度アップモードの動作を示す図である。

【符号の説明】

１キャビネット２，３撮像レンズ４アイカップ５Ｔ，５Ｗズーム操作釦６録画釦７シャッター釦１２ＣＣＤ固体撮像素子１４タイミング発生器１６同期発生器２０ローパスフィルタ２１，２２サンプルホールド回路２３減算器２４，２５切換スイッチ２６遅延回路２７コントローラ２８エンコーダ２９出力端子３０電子ビューファインダ３１感度アップモード設定スイッチ５１光センサー５２積分器

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】撮像素子の各画素の光センサーと略等し
い特性を有する光センサーと、この光センサーの出力信号を積分する積分器と、上記積分器の出力信号が所定値を越えるとき、上記撮像
素子に読み出しパルスを供給すると共に、上記積分器の
出力信号をリセットする制御手段とを備えてなるビデオ
カメラ。