JPH0622206A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 入射光を光電変換して蓄積するセンシング手段と、該セ
ンシング手段から情報を読み込む第１の記憶手段と、該
第１の記憶手段からの情報を記憶する第２の記憶手段
と、前記センシング手段の情報を除去する除去手段とを
備える固体撮像素子と、前記撮像素子の出力輝度レベル
に基づいて前記除去手段の動作を所定の時間に可変する
ことにより適正露出に制御する露出制御手段とを備え、
光学系の条件にかかわらず、撮像素子の出力を所定のレ
ベルにて取り出すことができ、動解像度を一定とした自
然な露出制御が可能となり、交換レンズシステムに有効
なビデオカメラの露出制御装置を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に関し、さらに
詳しくは露出制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビデオカメラなどで自動露出機能
を実現するための手段として、撮像素子に入射する光量
を直接制御する絞り羽根等を用いるものや、撮像素子の
電荷蓄積時間を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を
用いるものがあった。

【０００３】また、露光状態を一定に保ったまま絞りを
撮影者の意図により任意に可変し絞り効果を出す場合に
おいても電子シャッタによる露光制御が行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、前記
従来例において羽根等は反射型光学系等には光学的に取
り付かず、また露出制御に電子シャッタ機能を用いる手
法では、撮像画の動きが不自然になるという問題があっ
た。

【０００５】以下、前記問題のうち、電子シャッタ機能
を用いる手法における問題点を、詳しく述べる。

【０００６】図４はインターライントランスファー型Ｃ
ＣＤの概念図で、３１は光電変換をするセンサー部、３
２は垂直転送レジスタ、３４は水平転送レジスタ、３５
は出力アンプである。図中のＡ＝Ａ′線に沿った断面図
およびポテンシャル図が図５である。同図中、３６は画
素分離用のチャネルストップ（ＣＳ）、３７はセンサー
部３１に蓄積された電荷を垂直転送レジスタ３２に移す
ためのリードアウトゲート（ＲＯＧ）、３８はサブスト
レート、３９は酸化膜である。

【０００７】電子シャッタ時の動作を図５および図７を
用いて説明する。図７は標準テレビジョン信号の１フィ
ールド分における図であり、ΦＲＯＧはリードアウトゲ
ート３７に印加されているパルスで、論理レベル“Ｈ”
のときに、リードアウトゲート３７のポテンシャルが下
がり、センサー部３１の電荷を垂直転送レジスタ２に移
す、除去パルスΦＳＵＢは、サブストレート３８に印加
されるパルスであり、“Ｈ”のときにセンサー部３１に
蓄積された電荷をΦＳＵＢ端子を通して外部に掃き出
す。ここで従来例では図７において、ΦＲＯＧが垂直帰
線期間中にあり、ΦＳＵＢは、水平帰線期間中にある。
時刻ｔ₀にセンサ部１の電荷を読み出した後、次の期間
が始まるが、時刻ｔ₁までの水平帰線期間中に、ΦＳＵ
Ｂ＝“Ｈ”となるのでｔ₀からｔ₁までの電荷はセンサ部
３１には残っていない。時刻ｔ₁からｔ₂までの間はΦＳ
ＵＢ＝“Ｌ”なので、この期間の電荷はセンサ部３１に
蓄積され、時刻ｔ₂のΦＲＯＧ＝“Ｈ”パルスで、垂直
転送レジスタ２に移される。結局、この場合の露光時間
は（ｔ₁−ｔ₂）となる。

【０００８】よって、電子シャッタとしての機能は十分
に果たすものの、従来の電子シャッタ機能を露出制御と
して用いる場合、特に露光時間を連続して可変するよう
に用いようとすると、それぞれの露光時間における動解
像度の差がそのまま画面上に表われ、見苦しい画になる
ことがある。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】本発明はこれらの問題
点を解決することを目的としてなされたもので、その特
徴とするところは、入射光を光電変換して蓄積するセン
シング手段と、該センシング手段から情報を読み込む第
１の記憶手段と、該第１の記憶手段からの情報を記憶す
る第２の記憶手段と、前記センシング手段の情報を除去
する除去手段とを備える撮像手段と、前記撮像手段の出
力輝度レベルに基づいて前記除去手段の動作を所定の時
間に可変することにより適正露出に制御する露出制御手
段とを備えた撮像装置にある。

【００１０】

【作用】本発明は、光学系のいかなる条件に対しても撮
像素子出力を所定のレベルにて取り出し、従来の電子シ
ャッタとは異なった動解像度を一定とした自然な感じを
持った露出制御が可能となるとともに、特に交換レンズ
システムに有効な装置を提供することができる。

【００１１】

【実施例】図１および図２は本発明における撮像装置の
第１の実施例を示すブロック図である。

【００１２】同図においてマウント部ＭＴを境にカメラ
システム側をＣＭ、レンズシステム側をＬＳとする。

【００１３】図１において手動絞りのみを備えたレンズ
をカメラに取り付けた場合について説明する。光学系１
より入射した光線は光学的な手動露光調整機構（アイリ
ス）２を通り撮像素子３上へ被写体像を結像する。撮像
素子３より得られた信号をカメラ信号処理回路４及びカ
メラエンコーダー５にてビデオ映像信号へ変換する。

【００１４】またカメラ信号処理回路４より出力される
輝度信号Ｙは検波器６により検波された後、基準電圧８
との差を演算増幅器７により演算され、露光状態制御信
号としてカメラ・レンズ間を結ぶ通信線２２を介してレ
ンズ側へ伝達される。

【００１５】ここで、同図に示すレンズシステムＬＳは
自動絞り制御が無いため前記露光状態制御は前記通信線
と平行にある通信線２１にデータ線２３を介してカメラ
側ＣＭに戻され駆動信号発生器９に入力される。

【００１６】駆動信号発生器９は入力電圧に応じた撮像
素子駆動パルスを発生するものであり、前記駆動信号は
撮像素子ドライバー１０を経て撮像素子３を駆動する。

【００１７】図３は、本発明の実施例で用いるＣＣＤセ
ンサの概念図である。このセンサはフレームインターラ
イントランスファ型ＣＣＤと呼ばれるもので、図４と相
違点は記憶部３３（第２の記憶手段）があることであ
る。

【００１８】記憶部３３の記憶セル数は、センサ部３１
（センシング手段）の個数と同じである。センサ部１か
らの電荷は垂直転送レジスタ３２（第１の記憶手段）に
移された後、垂直帰線期間中に記憶部３３に転送され、
その後、所定のタイミングで水平転送レジスタ３４に移
され、出力アンプ３５を通して読み出されていく。

【００１９】また、図３のＡ−Ａ′線に沿う断面図およ
びポテンシャル図は、図５と同様であり、前示の電荷掃
き出し機構およびセンサ部３１から垂直転送レジスタ３
２電荷読み出し機能も同様である。

【００２０】図６は、本実施例の動作を説明する図で、
図３に示すＣＣＤセンサ自体で露出制御をするときの駆
動方式を説明するものである。

【００２１】時刻Ｆ₁で直前のセンサ部１の電荷は、セ
ンサ部３１より垂直転送レジスタ３２に送られ垂直転送
レジスタ３２の１フィールド分の電荷は垂直帰線期間中
に高速に記憶部３３に送られる（図中の垂直帰線期間
中）。その後図に示すように、ΦＳＵＢ除去パルスはＳ
₁Ｓ₂Ｓ₃…Ｓ_mと１フィールドにｍ回所定時間間隔ｔ₂で
駆動され、またΦＲＯＧ転送パルスは時刻Ｆ₁より１フ
ィールドの途中からパルスＲ₁Ｒ₂Ｒ₃…Ｒ_nと同一の所定
間隔ｔ₂で駆動される。

【００２２】最初のパルスＲ₁の直前のΦＳＵＢパルス
は時刻Ｆ₁よりｔ₁だけ遅れた関係になっている。

【００２３】ΦＳＵＢ除去パルスとΦＲＯＧ転送パルス
の時間差ｔ₃が図示するごとく実際のセンサの電荷蓄積
期間となり、蓄積期間ａ₁ａ₂ａ₃…ａ_nに相当するわけで
ある。そしてこの１フィールド期間内の細かな蓄積期間
ａ₁ａ₂ａ₃…ａ_nの電荷が加算ミックスされて一度に高速
で垂直転送され第２の蓄積部に転送されることとなる。

【００２４】ここで該撮像素子駆動パルス発生器９の出
力は該検波器２３の出力レベルにより所定のタイミング
の駆動信号を発生するものであり、このとき出力される
駆動信号は該検波器２３のレベルが大きいほど、またア
イリスが開放に近いほど、ｔ₁，ｔ₂の間隔を長く、ｔ₃
の間隔を短くする方向に出力され、また逆に、該検波器
２３のレベルが小さく、またアイリスが小絞りになるほ
ど、ｔ₁、ｔ₂の間隔を短くｔ₃の間隔を長くする方向に
出力される。

【００２５】また、以上説明した方式では１フィールド
の初めの蓄積開始までの時間ｔ₁、細かな蓄積間隔ｔ₂、
細かな蓄積期間ｔ₃をそれぞれあるいは組み合わせて変
化させることにより１フィールドの総和としてのトータ
ルの蓄積期間をコントロールすることができる。

【００２６】したがって、入射光量によらず輝度レベル
が所定のレベルになるような制御が成り立つ。

【００２７】次に本実施例においてアイリスの自動制御
が可能なレンズシステムがカメラに装着された場合につ
いてのブロック図を図２に示す。同図においてカメラシ
ステム側ＣＭは前記図１と同様である。前記同様露出制
御信号はレンズシステムＬＳに送られ、アイリスドライ
バー２４、アクチュエータ２５により、アイリス２を駆
動する。

【００２８】また、レンズシステムＬＳから、カメラシ
ステムＣＭへの通信線２１はレンズが持つ所定の電圧が
送られる。

【００２９】したがって、自動露出制御可能なレンズシ
ステムがカメラに装着された場合は見かけ上従来の自動
露出制御と同様の制御となる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
蓄積期間を１フィールド期間内に間欠的にまんべんなく
分布させているので、動解像度の変化を感じさせること
なく、固定撮像素子自体で自然な感じの露出制御可能な
ので、手動露光制御装置を備えた光学系や、固定絞りの
光学系に交換可能な撮像装置において、レンズの種類や
絞り値によらず露出制御が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の手動絞り光学系が装着されたときの実
施例を示す全体のブロック図である。

【図２】本発明の手動絞り光学系が装着されたときの実
施例を示す全体のブロック図である。

【図３】本発明で用いるフレームインターライントラン
スファー型ＣＣＤの概念図である。

【図４】本発明で用いるインターライントランスファー
型ＣＣＤの概念図である。

【図５】図３のＡ−Ａ′に沿う断面図およびポテンシャ
ル図である。

【図６】本発明の実施例の動作を説明する図。

【図７】従来の電子シャッタの動作を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１ 光学系 ２ アイリス ３ 固体撮像素子 ４ カメラ信号処理回路 ５ エンコーダ ６ 検波器 ７ 演算器 ８ 基準電圧 ９ 駆動信号発生器 １０ 撮像素子ドライバー ２０ 通信線 ２２ 通信線 ２３ アイリスドライバー ２４ アクチュエータ ２５ 基準電圧

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光を光電変換して蓄積するセンシン
   グ手段と、該センシング手段から情報を読み込む第１の
   記憶手段と、該第１の記憶手段からの情報を記憶する第
   ２の記憶手段と、前記センシング手段の情報を除去する
   除去手段とを備える撮像手段と、 前記撮像手段の出力輝度レベルに基づいて前記除去手段
   の動作を所定の時間に可変することにより適正露出に制
   御する露出制御手段と、 を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記制御手段は光学
   的露光制御装置を持たない装置または手動露光制御装置
   による光学系を使用した際に動作するように構成されて
   いることを特徴とする撮像装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記光学系が交換可
   能であり、前記制御手段は、前記光学系が交換された場
   合にはその光学系の光学状態により、前記除去手段の動
   作を所定の時間に可変することにより適正露出に制御す
   るように構成されていることを特徴とする撮像装置。