JPH1051796A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】蓄積時間を長くした場合においても、画像の取
り込み時間を最短にすることができる固体撮像装置を提
供する。 【解決手段】被写体光を入光するカメラレンズ２と、こ
のカメラレンズ２からの被写体光を所定の被写体像信号
に変換する固体撮像素子５と、上記カメラレンズ２と上
記固体撮像素子５との間に配置され、円周方向に所定の
色領域を形成するカラーフィルタを配列した回転フィル
タ４と、動画を撮像する標準モードと静止画を撮像する
高感度モードとを選択する撮像モード選択スイッチ１６
と、この撮像モード選択スイッチ１６の出力に応じて上
記回転フィルタ４の回転速度を制御するＣＰＵ１１と、
を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、面順次方式の固体
撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、固体撮像素子と色分離を行う回転
フィルタとを備えた固体撮像装置は種々のものが提案さ
れているが、その一例として面順次方式の固体撮像装置
が知られている。この面順次方式の固体撮像装置は、回
転フィルタによって固体撮像素子への入射光を時系列的
にＲ，Ｇ，Ｂに分離し、回転フィルタの１回転期間に、
固体撮像素子からＲ，Ｇ，Ｂの時系列信号を出力する。
そして時系列のＲ，Ｇ，Ｂ信号を、それぞれ所定のメモ
リに記憶し、メモリから読み出すタイミングを合わせ、
出力信号を同時化し、所定のプロセス処理を加えた後、
モニタ等へ出力するようになっている。

【０００３】このような従来における面順次方式の固体
撮像装置の一構成例を図２２を参照して説明する。

【０００４】図に示すように固体撮像装置は、カメラ本
体３の前面側に被写体光等の入射光１を入光するカメラ
レンズ２を備え、カメラレンズ２の後方にはＲ，Ｇ，Ｂ
回転フィルタ４が配設されている。また、回転フィルタ
４の後方には固体撮像素子５が配設され、上記回転フィ
ルタ４でＲ，Ｇ，Ｂに分離された被写体光が入光するよ
うになっている。

【０００５】上記固体撮像素子５の出力信号は、プリア
ンプ６により増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ１２，同
時化等の信号処理プロセス回路１３，Ｄ／Ａコンバータ
１４を経て出力端子１５より外部機器に対して出力され
るようになっている。

【０００６】一方、当該カメラ本体３は、同期信号発生
回路９を備え、該同期信号発生回路９で生成された同期
信号に基づいて作動するモータ８，駆動回路１０により
それぞれ上記回転フィルタ４，固体撮像素子５が駆動さ
れるようになっている。また、上記回転フィルタ４の回
転は該回転フィルタ４近傍に配設されたフォトインタラ
プタ７により検出され、該検出信号は上記同期信号発生
回路９に入力され、蓄積時間に応じた回転フィルタ４の
回転速度制御を行うようになっている。なお、上記駆動
回路１０は、上記固体撮像素子５を駆動するためのバイ
アス回路およびパルス駆動回路で構成される。

【０００７】このような構成による従来の面順次方式の
固体撮像装置において、回転フィルタ４の一回転期間に
固体撮像素子５からＲ，Ｇ，Ｂの時系列信号を出力する
際、固体撮像素子５から信号を読み出すには、回転フィ
ルタ４の１周期目にＲ，Ｇ，Ｂの片フィールド（例えば
奇数フィールド）を読み出し、２周期目にＲ，Ｇ，Ｂの
もう一方のフィールド（例えば偶数フィールド）を読み
出す第１の方法と、回転フィルタ４の１回転期間にＲ，
Ｇ，Ｂの両フィールドを読み出す第２の方法とがある。

【０００８】ここで、Ｒ，Ｇ，Ｂ一色あたりの蓄積時間
を１／６０秒とすると、上記第１の方法は３フィールド
で１枚の画像が取り込めるので、１秒間に２０枚の画像
を出力できるのに対し、上記第２の方法は６フィールド
で１枚の画像を取り込むので、１秒間に１０枚の画像し
か出力できない。これは、１フレームの画像を取り込む
には、上記第１，第２の方法とも０．１秒かかることに
よる。

【０００９】したがって、動画の撮像時に、被写体が回
転フィルタ４の１回転期間に移動し、Ｒ，Ｇ，Ｂの像の
位置が異なるため起こる、いわゆる色ずれを軽減するに
は、上記第１の方法が有利である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低照度
の被写体を撮影する等、高感度化を行う場合、通常の明
るさの被写体に比べ１色あたりの蓄積時間を長くする方
法があるが、この場合、例えば、１色あたりの蓄積時間
を１秒とすると、１フレームの画像を取り込むには、上
記第１の方法では６秒かかってしまい操作性が悪くな
る、という問題点があった。

【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、蓄積時間を長くした場合においても、画像の
取り込み時間を最短にすることができる固体撮像装置を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の第１の固体撮像装置は、被写体からの入射
光を撮像面に結像させる撮影レンズと、上記入射光を所
定の周期で複数の色成分に分離するための色分離手段
と、この色分離手段により分離された被写体光を受け所
定の被写体像信号に変換する固体撮像素子と、動画を撮
像する標準モードと、静止画を撮像する高感度モードと
を選択する撮像モード選択手段と、この撮像モード選択
手段の出力に応じて上記色分離手段の上記周期を制御す
るための制御手段と、を具備したことを特徴とする。

【００１３】上記第１の固体撮像装置において、上記色
分離手段は、上記撮像レンズと上記固体撮像素子との間
に配置され、円周方向に所定の複数の色領域を形成する
カラーフィルタを配列した回転フィルタであってもよい
し、光源と被写体との間に配置され、円周方向に所定の
複数の色領域を形成するカラーフィルタを配列した回転
フィルタであってもよいし、また被写体を照明するため
の複数の色の光を交互に所定の周期で発光する光源であ
ってもよい。

【００１４】上記の目的を達成するために本発明の第２
の固体撮像装置は、被写体光を入光する撮像レンズと、
この撮像レンズからの被写体光を所定の被写体像信号に
変換する固体撮像素子と、上記撮像レンズと上記固体撮
像素子との間に配置され、円周方向に所定の複数の色領
域を形成するカラーフィルタを配列した回転フィルタ
と、動画を撮像する標準モードと、静止画を撮像する高
感度モードとを選択する撮像モード選択手段と、この撮
像モード選択手段の出力に応じて上記回転フィルタの回
転速度を制御する回転速度制御手段と、を具備したこと
を特徴とする。

【００１５】上記の目的を達成するために本発明の第３
の固体撮像装置は、被写体を照明するための光源と、こ
の光源と被写体との間に配置され、円周方向に所定の複
数の色領域を形成するカラーフィルタを配列した回転フ
ィルタと、被写体光を入光する撮像レンズと、この撮像
レンズからの被写体光を所定の被写体像信号に変換する
固体撮像素子と、動画を撮像する標準モードと、静止画
を撮像する高感度モードとを選択する撮像モード選択手
段と、この撮像モード選択手段の出力に応じて上記回転
フィルタの回転速度を制御する回転速度制御手段と、を
具備したことを特徴とする。

【００１６】ここで、上記第２、３の固体撮像装置にお
いて複数のフィールド画像で１フレームの画像を構成
し、上記標準モードにおいては、上記カラーフィルタに
対応した各色信号を１フィールドずつ交互に読み出し、
上記高感度モードにおいては、上記カラーフィルタに対
応した各色信号を１フレームずつ交互に読み出すことを
特徴とする。

【００１７】上記の目的を達成するために本発明の第４
の固体撮像装置は、複数の色の光を所定の周期で交互に
発光し被写体を照明するための光源と、被写体光を入光
する撮像レンズと、この撮像レンズからの被写体光を所
定の被写体像信号に変換する固体撮像素子と、動画を撮
像する標準モードと、静止画を撮像する高感度モードと
を選択する撮像モード選択手段と、この撮像モード選択
手段の出力に応じて上記光源の上記発光の周期を制御す
るための制御手段と、を具備したことを特徴とする。

【００１８】ここで、第１、２、３、４の固体撮像装置
は上記被写体の動きに対応した信号を検出する動画検出
手段を備え、この動画検出手段の出力に基づき、上記被
写体が動画であると判断した際には、上記標準モードを
選択し、同被写体が静止画であると判断した際には、上
記高感度モードを選択することを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００２０】図１は、本発明の第１の実施の形態である
固体撮像装置を備えるカメラの構成を示したブロック図
である。

【００２１】図に示すように、本実施の形態のカメラ
は、カメラ本体３の前面側に被写体光等の入射光１を入
光するカメラレンズ２が配設されており、さらに該カメ
ラレンズ２の後方には色分離手段としてのＲ，Ｇ，Ｂ回
転フィルタ４が配設されている。この回転フィルタ４の
後方には固体撮像素子５が配設され、上記回転フィルタ
４でＲ，Ｇ，Ｂに分離された被写体光が入光するように
なっている。

【００２２】上記固体撮像素子５の出力信号は、プリア
ンプ６により増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ１２，同
時化等の信号処理プロセス回路１３，Ｄ／Ａコンバータ
１４を経て出力端子１５より外部モニタに対して出力さ
れるようになっている。

【００２３】一方、当カメラは、所定の同期信号を発生
する同期信号発生回路９のほかカメラ全体の各回路の制
御を司るＣＰＵ１１を備えている。上記同期信号発生回
路９は、ＣＰＵ１１に制御され、生成した同期信号に基
づいて、上記回転フィルタ４を駆動するモータ８および
上記固体撮像素子５を駆動する駆動回路１０を制御する
ようになっている。

【００２４】また、カメラ本体３の外面には撮像モード
を標準モードと高感度モードとに選択して切換える撮像
モード選択スイッチ１６が配設されており、該撮像モー
ド選択スイッチ１６により選択された撮像モード信号は
上記ＣＰＵ１１に入力するようになっている。これによ
り、上記回転フィルタ４，固体撮像素子５はＣＰＵ１１
に制御され、上記撮像モード選択スイッチ１６で選択さ
れた撮像モードに従って駆動されるようになっている。

【００２５】上記回転フィルタ４の回転は該回転フィル
タ４近傍に配設されたフォトインタラプタ７により検出
され、該検出信号は上記同期信号発生回路９に入力さ
れ、蓄積時間に応じて回転フィルタ４の回転速度制御を
行うようになっている。なお、上記駆動回路１０は、上
記固体撮像素子５を駆動するためのバイアス回路および
パルス駆動回路で構成される。

【００２６】次に、このように構成される本第１の実施
の形態のカメラの動作について図２および図３を参照し
て説明する。ここで、図２は、撮影モードが標準モード
（蓄積時間１／６０秒、２回転／フレーム）に設定され
ている場合のタイミングチャートであり、図３は、撮影
モードが高感度モード（蓄積時間１秒）に設定されてい
る場合のタイミングチャートである。なお、図２および
図３において、“ＲＯＦ”，“ＧＯＦ”，“ＢＯＦ”，
“ＲＥＦ”，“ＧＥＦ”，“ＢＥＦ”，“ＲＦ”，“Ｇ
Ｆ”，“ＢＦ”は、それぞれ、 “ＲＯＦ”：赤（Ｒ）の奇数フィールド “ＧＯＦ”：緑（Ｇ）の奇数フィールド “ＢＯＦ”：青（Ｂ）の奇数フィールド “ＲＥＦ”：赤（Ｒ）の偶数フィールド “ＧＥＦ”：緑（Ｇ）の偶数フィールド “ＢＥＦ”：青（Ｂ）の偶数フィールド “ＲＦ”：赤（Ｒ）のフレーム “ＧＦ”：緑（Ｇ）のフレーム “ＢＦ”：青（Ｂ）のフレーム を示す。

【００２７】まず、上記撮像モード選択スイッチ１６で
標準モードが選択された場合、ＣＰＵ１１に制御される
同期信号発生回路９のモードが切り換わり、図２に示す
ように、回転フィルタ４が１回転するとＲ，Ｇ，Ｂ１組
のフィールド信号が読み出される。すなわち、各色ごと
のフィールドの期間１／６０秒で、まず、赤（Ｒ）の奇
数フィールド（ＲＯＦ）で赤色（Ｒ）の画像光が撮像さ
れ、緑（Ｇ）の奇数フィールド（ＧＯＦ）では緑色
（Ｇ）の画像光が撮像されると同時に、赤色（Ｒ）の奇
数フィールド（ＲＯＦ）の信号が読み出される。同様
に、青（Ｂ）の奇数フィールド（ＢＯＦ）で青色（Ｂ）
の画像光が撮像されると同時に、緑色（Ｇ）の奇数フィ
ールド（ＧＯＦ）の信号が読み出される。

【００２８】このようにしてＲ，Ｇ，Ｂの奇数フィール
ドの読み出しが終了すると、上記出力端子１５からはモ
ニタ出力として０．０５秒／１枚のカラー画像が出力さ
れ、動画時において色ズレを軽減することができる。ま
た、この画像は、全素子の半分のデータしかないので、
偶数フィールドは奇数フィールドで得られた信号に基づ
いて補間をしてモニタ出力するようになっている。

【００２９】次に、赤（Ｒ）の偶数フィールド（ＲＥ
Ｆ）で赤色（Ｒ）の画像光が撮像されると同時に、青色
（Ｂ）の奇数フィールド（ＢＯＦ）の信号が読み出され
る。また、緑（Ｇ）の偶数フィールド（ＧＥＦ）で緑色
（Ｇ）の画像光が撮像されると同時に、赤色（Ｒ）の偶
数フィールド（ＲＥＦ）の信号が読み出される。さら
に、青（Ｂ）の偶数フィールド（ＢＥＦ）で青色（Ｂ）
の画像光が撮像されると同時に、緑色（Ｇ）の偶数フィ
ールド（ＧＥＦ）の信号が読み出される。青色（Ｂ）の
偶数フィールド（ＢＥＦ）の読み出しは、次の赤色
（Ｒ）の画像が撮像されるときに信号が読み出される。

【００３０】一方、撮像モード選択スイッチ１６で高感
度モードが選択された場合、図３に示すように、回転フ
ィルタ４が１回転するとＲ，Ｇ，Ｂのフレーム信号が順
次読み出される。各色ごとのフレームの蓄積時間は１秒
で、まず赤（Ｒ）のフレーム（ＲＦ）で赤色（Ｒ）の画
像光が撮像され、蓄積が終了すると赤色（Ｒ）の奇数フ
ィールド（ＲＯＦ）の信号が１／６０秒で読み出され
る。

【００３１】次に、赤色（Ｒ）の偶数フィールド（ＲＥ
Ｆ）の信号が１／６０秒で読み出されると同時に、緑
（Ｇ）のフレーム（ＧＦ）の緑色（Ｇ）の蓄積が開始さ
れる。そして１秒間の蓄積が終了すると、緑色（Ｇ）の
奇数フィールド（ＧＯＦ）の信号が読み出され、次に、
緑色（Ｇ）の偶数フィールド（ＧＥＦ）の信号が１／６
０秒で読み出される同時に、青（Ｂ）のフレーム（Ｂ
Ｆ）の青色（Ｂ）の蓄積が開始される。この後、１秒間
の蓄積が終了すると、青色（Ｂ）の奇数フィールド（Ｂ
ＯＦ）の信号が読み出され、次に、青色（Ｂ）の偶数フ
ィールド（ＢＥＦ）の信号が１／６０秒で読み出され
る。

【００３２】なお、本実施の形態のカメラにおいては、
高感度モードの蓄積時間を１秒としたが、この時間はこ
れに限らず任意でよく、また複数の蓄積時間が設定でき
るようにしてもよい。

【００３３】上述したように、通常モードにおいては、
Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの偶数フィールドの信号と奇数フ
ィールドの信号とを個別に蓄積した後信号を読み出すこ
とにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの１組のフィールド信号が得られ
る。一方、高感度モードにおいては、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれ
ぞれの偶数フィールドの信号と奇数フィールドの信号と
からなるフレーム信号が同時に蓄積され、Ｒ，Ｇ，Ｂの
フレーム信号が順次読み出される。

【００３４】このように本第１の実施の形態のカメラに
よると、以下に示す効果を奏する。

【００３５】回転フィルタの１回転で片フィールドを取
り込み、２回転で１フレームを取り込む従来の技術手段
では、蓄積時間がテレビレート（１／６０秒）の標準モ
ードでは、動画時２０フィールド／秒の画像をモニタ表
示できるが、１色あたりの蓄積時間が、例えば１秒の高
感度モードでは１フレームの画像取り込むのに６秒要す
る。

【００３６】上記第１の実施の形態では、高感度モード
の場合、１回転でＲ，Ｇ，Ｂのフレーム信号を順次読み
出す構成にしたので、１フレームの画像を得るのが約３
秒になり、取り込み時間が、約１／２に短縮される。な
お、図３に示す高感度モードにおいては、蓄積時間１秒
のほかに読み出し時間１／６０秒を必要とするが、高感
度モードにおいては元々蓄積時間は長いのでこの時間は
無視できる。

【００３７】次に、本実施の形態における第２の実施の
形態について説明する。

【００３８】図４は、本発明の第２の実施の形態である
固体撮像装置を備えるカメラの構成を示したブロック図
である。なお、図中、上記第１の実施の形態と同様の構
成要素については同一の符号を付与し、ここでの更なる
詳しい説明は省略する。

【００３９】また、図５乃至図７は、該カメラにおいて
撮影モードが標準モードに設定されている場合のタイミ
ングチャートであり、図５は、該カメラにおいて、撮影
モードが標準モード（蓄積時間１／６０秒、２回転／フ
レーム）に設定されている場合の同カメラの動作を示す
タイミングチャートである。また、図６は、該カメラに
おいて、撮影モードが図５に示す標準モードに対し、蓄
積時間２倍、１回転／フレームに設定されている場合の
同カメラの動作を示すタイミングチャートである。さら
に、図７は、該カメラにおいて、撮影モードが図５に示
す標準モードに対し、蓄積時間２倍、２回転／フレーム
に設定されている場合の同カメラの動作を示すタイミン
グチャートである。さらに、図５乃至図７において、
“ＲＯＦ”，“ＧＯＦ”，“ＢＯＦ”，“ＲＥＦ”，
“ＧＥＦ”，“ＢＥＦ”で示す記号は、いずれも上記図
３と同様の記号であるのでここでの説明は省略する。

【００４０】図４に示すように、本実施の形態のカメラ
は上記第１の実施の形態において、さらに、被写体の動
きを検出する動画検出回路１７を備えており、同時化等
信号処理プロセス回路１３からの出力に基づいて被写体
の動きを検出、すなわち、被写体像が静止画像であるか
動画であるかを判定し、ＣＰＵ１１に対して出力するよ
うになっている。本実施の形態においては、上記動画検
出回路１７は、被写体の移動（動き）の有無を、例えば
公知のフレームメモリを用いた動画検出回路で構成して
いる。

【００４１】上記動画検出回路１７において、同時化等
信号処理プロセス回路１３における撮像画像信号によ
り、入力した被写体像が静止画像であると判定すると、
ＣＰＵ１１は蓄積時間を長くするように各回路を制御す
る。このように蓄積時間を長くすると、低照度の被写体
を観察可能にするだけでなく、光量が適切な場合でもＳ
／Ｎの改善に役立つ。たとえば、本実施の形態の場合、
動画検出回路１７で静止画と判断された場合、図６また
は図７に示すように蓄積時間を２倍にすると、Ｓ／Ｎ比
は３ｄＢ改善される。

【００４２】上記動画検出回路１７は、例えば、特開昭
６１−２０１５８１号公報に開示された、代表点方式に
よる技術手段が知られている。この技術手段は、前フレ
ームの画像情報より間引いて取り出した代表点の画像情
報と現フレームの画像情報との相関演算を行い、最も相
関の高い偏位を求める技術手段である。

【００４３】また、高感度モードで蓄積時間が長いとき
に被写体を移動すると、残像が発生してモニタ上で被写
体を追うことは難しくなる。本実施の形態のカメラはか
かる事情を鑑みて、上記動画検出回路１７により被写体
像が動画と判断された場合、直ちに高感度モードから標
準モードに移行し、２０フィールド／秒程度の高速で被
写体をモニタ上で観察することが可能になる。

【００４４】ここで、本実施の形態のカメラの動作につ
いて図４，図５を参照して簡単に説明する。

【００４５】上記動画検出回路１７は、常時、同時化等
信号処理プロセス回路１３から出力される被写体信号に
おける前フレームと現フレームとの差分を検出してい
る。そして動画検出回路１７は、前フレームと現フレー
ムとの差分がないときには被写体像が静止画像であると
判断し、結果をＣＰＵ１１に伝送する。ＣＰＵ１１はこ
の動画検出回路１７からの情報を受け、静止画モードに
対応した各制御を行う。

【００４６】この静止画モードにおいて被写体が動く
と、動画検出回路１７は前フレームと現フレームとの差
分を検出し、直ちに動画と判断する。ＣＰＵ１１はこの
情報を受け、各回路に対して静止画モードから動画モー
ドに切換る命令を出力し、高感度モードから標準モード
に移行する。

【００４７】このように本第２の実施の形態のカメラに
よると、以下に示す効果を奏する。

【００４８】上述したように本第２の実施の形態では、
動画検出回路１７を設け、静止画の場合、標準モードで
も自動的に固体撮像素子の蓄積時間を長くすることによ
り、Ｓ／Ｎ比を改善した。たとえば、蓄積時間を２倍に
すると、Ｓ／Ｎ＝２／√２＝３ｄＢ改善される。

【００４９】さらに、高感度モード時、たとえば１色あ
たりの蓄積時間が１秒の場合、被写体を移動すると、蓄
積時間が短い場合に比べ、色ずれ量が大きくなってしま
う。そこで、本実施の形態では、前述の動画検出回路１
７を設け、静止画から動画に移行した場合、自動的に固
体撮像素子の蓄積時間が短い（１／６０秒）標準モード
することにより、色ズレの軽減をはかり、モニタ画面上
で被写体の動きを追従することを可能としている。

【００５０】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。

【００５１】図８は、上記第３の実施の形態である顕微
鏡の主要部を示した正面図である。なお、図中、符号３
１，３５はそれぞれ顕微鏡本体，撮像カメラを示してい
る。

【００５２】本発明を固体撮像素子を備える通常のカメ
ラに適用した上記第２の実施の形態のカメラにおいて
は、上述したように動画検出回路１７は被写体の移動
（動き）の有無を、例えば公知のフレームメモリを用い
た動画検出回路で構成し、動画と静止画を判断するよう
になっている。

【００５３】本第３の実施の形態は、本発明を顕微鏡等
に適用した実施の形態である。図８に示すように、顕微
鏡の場合、像の移動はステージ３２の移動となってお
り、したがって、ステージセンサあるいはステージ移動
ハンドル３３にタッチセンサ等のセンサを設け、被写体
の移動を検出するようになっている。このセンサからの
検出信号は上記カメラ３５に内設した図示しない制御回
路に入力するようになっていて、該制御回路ではこのセ
ンサ検出信号を制御信号として標準／高感度モードの切
換を行うようになっている。

【００５４】この実施の形態においても、上記第２の実
施の形態と同様の効果を奏することができる。

【００５５】すなわち、従来の動画検出回路は、フレー
ムメモリを用い、フレーム間差分を求めることによって
動画と静止画の判断をしていた。この場合、被写体が極
端に暗い場合や明暗差がない場合は、フレーム間に差分
が生じないため動画でも静止画と判断し、標準モードに
切り換わらないという問題点があった。

【００５６】本実施の形態では、顕微鏡のステージの移
動で動画と静止画を判断するため、被写体によらず動画
／静止画を判断でき、確実に標準モードに切り換えるこ
とが可能となる。

【００５７】次に、本発明の第４の実施の形態について
説明する。

【００５８】図９は、本発明の第４の実施の形態である
固体撮像装置を備えるカメラの構成を示したブロック図
である。なお、図中、上記第１，第２の実施の形態と同
様の構成要素については同一の符号を付与し、ここでの
更なる詳しい説明は省略する。

【００５９】本第４の実施の形態のカメラは、上記第２
の実施の形態に対してさらに自動利得制御回路（ＡＧ
Ｃ）を設け、信号レベルが設定値になるように静止画時
の蓄積時間を自動的に変更することにより、信号レベル
に応じ蓄積時間を長く設定し、Ｓ／Ｎの改善を図るもの
である。

【００６０】すなわち図９に示すように、Ｄ／Ａコンバ
ータ１４の後段に自動利得制御回路（ＡＧＣ）を構成す
るＡＧＣアンプ１８，ＡＧＣ検波回路（ＡＧＣＤＥＴ）
１９を接続し、ＡＧＣアンプ１８の出力はＡＧＣ検波回
路（ＡＧＣＤＥＴ）１９で検波した後、Ａ／Ｄコンバー
タ２０を介してＣＰＵ１１に伝達され、これにより信号
レベルが設定値になるように静止画時の蓄積時間を自動
的に変更するように制御されるようになっている。そし
て、上述したように、信号レベルに応じて蓄積時間を長
く設定することができ、結果、Ｓ／Ｎ比が向上する。

【００６１】なお、表１には、モードと光量（入力信号
レベル）による蓄積時間、ＡＧＣの関係を示した。

【００６２】

【表１】 この表１に示すように、動画モードにおいては、蓄積時
間は標準テレビレート（１／６０ｓ）一定で、被写体が
暗いときはＡＧＣのゲインを上げ、明るいときは、ＡＧ
Ｃのゲインを下げることで、出力レベルをＡＧＣアンプ
のゲイン範囲で、一定にしている。

【００６３】一方、静止画モードにおいては、入射光量
によらず固体撮像素子が飽和する直前まで蓄積時間を長
くすることで固体撮像出力レベルを上げ、その分、ＡＧ
Ｃのゲインを下げることにより、カメラとしてのＳ／Ｎ
比を向上させている。

【００６４】このように、本第４の実施の形態のカメラ
によると、以下に示す効果を奏する。すなわち、動画／
静止画を検出し、静止画モードの際、固定した蓄積時間
変更をするのではなく自動利得制御回路を付加すること
により、静止画モードの際、電荷があふれる直前まで固
体撮像素子の蓄積時間を長くし、信号レベルが大きくな
った分、自動利得制御回路により回路側の利得をさげ
る。その結果、入力信号レベルに応じたＳ／Ｎ比の改善
が行うことができる。

【００６５】次に、本発明の第５の実施の形態について
説明する。

【００６６】この第５の実施の形態は、上記第１，第
２，第４実施の形態の固体撮像素子を備えるカメラにさ
らにフォーカス検波回路を備えたカメラであり、図１０
に本実施の形態におけるフォーカス検波回路部を示す。

【００６７】一般に、ピント合わせ機構を有する装置に
おいて手動でピント合わせをするには、３コマ／秒以上
のスピードがないと合わせずらい。本第５の実施の形態
のカメラはかかる点を考慮し、図１０に示すようなフォ
ーカス検波回路を用い、高感度モードの際、ピントが不
合致と判断した場合は標準モードあるいは３コマ／秒以
上の高感度モードに移行し、容易にピント合わせができ
るようにしている。

【００６８】ここで、図１０に示すフォーカス検波回路
について説明する。

【００６９】このフォーカス検波回路は公知のフィール
ドメモリを用いた、映像信号を利用したフォーカス検波
回路である。以下、信号の流れに沿って該回路の構成を
説明する。

【００７０】上記Ｄ／Ａコンバータ１４（図１，図４参
照）から出力される映像信号のうち、緑チャンネル映像
信号をハイパスフィルター（ＨＰＦ）あるいはバンドパ
スフィルター（ＢＰＦ）２１でフィルタリングした後、
整流回路２２で整流し、さらに検波回路２３でフィール
ド内の高周波成分を検出する。そして、該検波回路２３
の出力は焦点信号として上記ＣＰＵ１１に入力されるよ
うになっている。なお、該検波回路２３としては、平均
値検波、ピーク検波方法等が用いられる。

【００７１】図１１は、上記焦点信号とフォーカス位置
との関係を示した線図である。

【００７２】図に示すように、上記焦点信号は合焦位置
で最大になる。被写体により図１１に示す山の高さ、形
状が異なるので、所定の高周波成分を含む閾値に達すれ
ば合焦したと判断する。なお、焦点検出方式には、上記
以外に、赤外線を用いた測距方式や、ラインセンサを用
いた位相差検出方式等があり、どの方式を用いてもよ
い。

【００７３】このように、本第５の実施の形態のカメラ
によると、以下に示す効果を奏する。すなわち、従来、
高感度モードの場合、例えば１色あたりの蓄積時間が１
秒の場合、実質的にピント合わせは不可能であり、ピン
ト調整を行う場合、一度標準モードに切り換えてから行
っていた。

【００７４】本第５の実施の形態のカメラでは、撮像光
学系の焦点検出手段（フォーカス検波回路）を設けるこ
とで、自動的に高感度モードから標準モードに移行する
ので、操作性が向上する。

【００７５】次に、本発明の第６の実施の形態について
説明する。

【００７６】図１２は、上記第６の実施の形態である顕
微鏡の主要部を示した正面図である。なお、図中、符号
３１，３５はそれぞれ顕微鏡本体，撮像カメラを示して
いる。

【００７７】本実施の形態の顕微鏡は、焦点調節するた
めのハンドル準焦ハンドル３４にセンサを設け、センサ
の出力信号を制御信号として上記カメラ３５に内設した
制御回路においてピント調整を制御するようになってい
る。また、上記センサからの制御信号に基づいて、標準
モードあるいは３コマ／秒以上の高感度モードに移行
し、ピント合わせを容易にするようになっている。これ
により、上記第５の実施の形態と同様の効果を奏する。

【００７８】また、同様の手法はカメラレンズのピント
リングからの制御信号に基づいてピント合わせを行うカ
メラにも適用でき、この制御信号により上述同様に標準
モードあるいは３コマ／秒以上の高感度モードに移行
し、容易なピント合わせを実現することもできる。

【００７９】このように、上記第６の実施の形態の顕微
鏡によると、以下に示す効果を奏する。すなわち、従
来、顕微鏡においても、高感度モードの場合、例えば１
色あたりの蓄積時間が１秒の場合、実質的にピント合わ
せは不可能であり、ピント調整を行う場合、一度標準モ
ードに切り換えてから行っていた。

【００８０】本第６の実施の形態の顕微鏡においては、
ピント調整する場合、ピント調整部を回転させることで
行うことに着目し、人がこの調整部をふれたり回転させ
た際に反応するセンサを設け、ピント調整を行っている
間、標準モードに移行するようにした。これにより、被
写体が極端に暗い場合や、明暗差がなく、フォーカス検
波方式等のピント合致検出手段では、ピント合致が判断
できない場合でも、ピント調整を行っていると判断で
き、標準モードに移行することができ、操作性が向上す
る。

【００８１】次に、本発明の第７の実施の形態について
説明する。

【００８２】この第７の実施の形態のカメラは、固体撮
像素子としてＣＭＤを採用したことを特徴としている。

【００８３】図１３は、上記ＣＭＤの一構成例を示した
説明図であり、図１４は、ＣＭＤのパルスタイミングの
一例を示したタイミングチャートである。

【００８４】一般にＣＣＤ等の電荷転送型の固体撮像素
子では、光電変換された電荷を転送することにより画素
データを出力するが、上記ＣＭＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｍｏ
ｄｕｒａｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）等の画素内で回路的
に増幅を行う撮像素子では、ゲート電位を正孔の蓄積電
位に保つことにより画素データを複数回読み出すように
なっている。

【００８５】本第７の実施の形態においては、標準モー
ドの際は、１／６０秒ごとに読み出し、直後にリセット
を行い、高感度モードの際は、１／６０秒ごとに読み出
し、リセットを蓄積終了後、たとえば１秒後に行うよう
に設定している。これにより、読み出しレートを変更せ
ずに、蓄積時間の長い画素データを出力することを可能
としている。

【００８６】図１３に示すように、本実施の形態に採用
されたＣＭＤは、各画素のゲート部を垂直走査回路４２
に、ソース部を電流読み出しとして水平走査回路４１に
接続した、ＸＹアドレス方式の撮像素子である。また、
上記垂直走査回路４２には、蓄積電位Ｖ１，読み出し電
位Ｖ２，リセット電位Ｖ３という、３値のパルスが与え
られ、それぞれ、所定のタイミングで各画素のゲートに
印加されるようになっている。

【００８７】図１４は、（ａ）標準モード，（ｂ）高感
度モードにおいて、上記垂直走査回路４２に与えられる
４値のパルス（蓄積電位Ｖ１，読み出し電位Ｖ２，リセ
ット電位Ｖ３，余剰電荷を放出するための電位Ｖ４）の
タイミングを示している。上記蓄積電位Ｖ１が印加され
ると、ゲートに強い負電荷を与えることにより、ソース
ドレイン間の電流を遮断し、蓄積状態にする。また、上
記読み出し電位Ｖ２が印加されると、ソースドレイン間
の障壁がなくなり、ゲート直下に蓄積された正孔数に応
じた信号電流が流れる。さらに、上記リセット電位Ｖ３
が印加されると、ソースドレイン電位によって築かれた
基板方向への障壁がなくなり、正孔が基板方向へ掃き出
される。さらに、上記電位Ｖ４は、余剰電荷を放出する
電位であり、再度読み出し電位Ｖ２になるまで該電位Ｖ
４による余剰電荷放出と上記電位Ｖ１による電荷蓄積を
繰り返す。

【００８８】また、上記リセット電位Ｖ３を制御するこ
とで蓄積時間を変更することが可能となっている。

【００８９】このように、本第７の実施の形態のカメラ
によると、以下に示す効果を奏する。すなわち、固体撮
像素子としてＣＣＤ等の電荷転送型を採用した場合、蓄
積時間を変更するには転送レートを変更しなければなら
ず、タイミングジェネレータ等の回路規模が増加してし
まうという問題点があった。

【００９０】本第７の実施の形態のカメラは、ＣＭＤ等
の画素内で回路的に増幅を行う固体撮像素子を用い、こ
の素子の特徴である、リセットしない限り何度読み出し
ても、画素データが破壊されないことを利用することに
より、蓄積時間にかかわらず、読み出しを常時標準テレ
ビレートの１／６０秒で行い、リセットパルスのみを制
御することで、蓄積時間の変更を可能にした。その結
果、ＣＣＤを使用した場合に比べ、回路を簡素化するこ
とが可能になる。

【００９１】次に、本発明の第８の実施の形態について
説明する。

【００９２】図１５は、本発明の第８の実施の形態であ
る固体撮像装置を備えるカメラにおける主要部の構成を
側方からみて示したブロック図であり、図１６は、同カ
メラにおける主張部の構成を背面側からみて示した図で
ある。

【００９３】図１５，図１６に示すように、本実施の形
態のカメラは、カメラ本体５３の前面側に被写体光等の
入射光５１を入光するカメラレンズ５２が配設されてお
り、さらに該カメラレンズ５２の後方にはＲ，Ｇ，Ｂ回
転フィルタ５４（図１６参照）が配設されている。この
回転フィルタ５４の後方にはメカニカルシャッタ６１が
配設され、また該メカニカルシャッタ６１の後方には固
体撮像素子５５が配設され、上記回転フィルタ５４で
Ｒ，Ｇ，Ｂに分離された被写体光がメカニカルシャッタ
６１を介して入光するようになっている。

【００９４】上記固体撮像素子５５の出力信号は、プリ
アンプ５６により増幅された後、上記第１の実施の形態
と同様の図示しないＡ／Ｄコンバータ，同時化等の信号
処理プロセス回路，Ｄ／Ａコンバータを経て出力端子よ
り外部モニタに対して出力されるようになっている。

【００９５】また、上記回転フィルタ５４は、図示しな
い制御部に駆動制御される回転フィルタ駆動モータ５８
により駆動されるようになっており、さらに、上記メカ
ニカルシャッタ６１は、同様に図示しない制御部に駆動
制御されるシャッタ駆動モータ６２により駆動されるよ
うになっている。

【００９６】このように、本実施の形態のカメラは、固
体撮像素子５５と回転フィルタ５４との間にメカニカル
シャッタ６１が配設されている。このメカニカルシャッ
タ６１の開放期間が固体撮像素子５５の露光時間に対応
し、メカニカルシャッタ６１が閉じると（遮光された状
態）、固体撮像素子５５の読み出しが行われるようにな
っている。

【００９７】このようにメカニカルシャッタ６１を有す
る本第８の実施の形態のカメラの動作について図１７お
よび図１８を参照して説明する。ここで、図１７は、カ
メラにおいて、撮影モードが標準モード（蓄積時間１／
６０秒、メカニカルシャッタ常時開放）に設定されてい
る場合の同カメラの動作を示すタイミングチャートであ
り、図１８は、該カメラにおいて、撮影モードが高感度
モード（蓄積時間１秒）に設定されている場合の同カメ
ラの動作を示すタイミングチャートである。なお、図１
７および図１８において、“ＲＯＦ”，“ＧＯＦ”，
“ＢＯＦ”，“ＲＥＦ”，“ＧＥＦ”，“ＢＥＦ”，
“ＲＦ”，“ＧＦ”，“ＢＦ”で示す記号は、それぞ
れ、図２，図３に示した記号と同様であり、具体的な説
明は省略する。

【００９８】図３に示すように、上記第１の実施の形態
における高感度モードでは、赤色（Ｒ）の蓄積後、奇数
フィールド、偶数フィールドの順で読み出すため、奇数
フィールドが読み出される間、固体撮像素子はさらに赤
色（Ｒ）が蓄積されるため、奇数フィールドに比べ偶数
フィールドの蓄積時間は、１／６０秒長くなる。たとえ
ば、蓄積時間１秒の場合１．７％となる。

【００９９】図１８は、メカニカルシャッタ６１を有す
る本第８の実施の形態のカメラにおける高感度モードを
示しており、固体撮像素子５５の蓄積期間が終わると、
メカニカルシャッタ６１が閉じ、奇数フィールド，偶数
フィールドが順に読み出される。この場合奇数フィール
ド．偶数フィールドとも蓄積時間は等しくなる。

【０１００】このように、本第８の実施の形態のカメラ
によると、以下に示す効果を奏する。すなわち、高感度
モードの場合の読み出し時間は蓄積時間に比べ短いた
め、同色の奇数フィールド，偶数フィールドを連続で読
み出しても、奇数フィールド，偶数フィールドの出力レ
ベルに差を生じることはほとんどない。しかし、厳密に
は、高感度モードの１色あたりの蓄積時間が、例えば１
秒とすると、先に読み出した奇数フィールドの蓄積時間
は“１．０００秒”、後の偶数フィールドの蓄積時間は
“１．０１７秒”と差がある。

【０１０１】本第８の実施の形態のカメラは、かかる事
情を考慮し、上記第１の実施の形態のカメラにさらにメ
カニカルシャッタ６１を備え、高感度モードの場合は、
露光した後、該メカニカルシャッタにより遮光し、該メ
カニカルシャッタが閉じている間に画素データの読み出
しを行うことにより、奇数フィールド，偶数フィールド
の出力レベルに差を生じることを解決した。

【０１０２】次に、本発明の第９の実施の形態について
説明する。

【０１０３】本第９の実施の形態である固体撮像装置を
備えるカメラは、固体撮像素子として、インタラインＣ
ＣＤ等の１ラインずつ読み出す固体撮像素子を採用して
おり、さらに、上記第８の実施の形態と同様のメカニカ
ルシャッタを備えることを特徴とする。その他の構成
は、上記第１あるいは第８の実施の形態と同様であるの
で、ここでの詳しい説明は省略する。

【０１０４】インタラインＣＣＤは、１ラインずつ読み
出すため蓄積時間を長くすると転送時間も同じ時間を必
要とする。したがって長時間露光すると読み出し時間も
長くなる。また、１画面を構成する始めと終わりでは被
写体が変化している可能性がある。

【０１０５】本第９の実施の形態はかかる点を考慮し、
上記第８の実施の形態と同様のメカニカルシャッタを備
え、メカニカルシャッタが閉じている間に全画素を標準
テレビモードで読み出すようにしている。すなわち、長
時間露光、例えば１秒露光した後、該メカニカルシャッ
タで遮光し、その間に全画素を標準モードで読み出すよ
うにしている。

【０１０６】このように、本第９の実施の形態のカメラ
によると、上記第１の実施の形態，第８の実施の形態に
おける高感度モードと同様のタイミングで全画素を読み
出すことを可能としている（図３，図１８参照）。

【０１０７】次に、本発明の第１０の実施の形態につい
て説明する。

【０１０８】図１９は、本第１０の実施の形態のカメラ
における回転フィルタを示した正面図である。

【０１０９】この第１０の実施の形態のカメラは、図に
示すように、円盤型の回転フィルタにおけるＲ，Ｇ，Ｂ
の各色間に遮光部（ＤＡＲＫ）を設けたこを特徴として
いる。その他の構成、作用は上記第１の実施の形態と同
様であるので、ここでの詳しい説明は省略する。

【０１１０】本実施の形態においては、上記回転フィル
タにおいて、例えば赤色（Ｒ）フィルタで赤色のデータ
を１秒間蓄積した後、上記遮光部で全画素読み出す。次
に、緑色（Ｇ）フィルタで緑色のデータを１秒間蓄積し
た後、同遮光部で全画素読み出し、次に、青色（Ｂ）フ
ィルタで青色のデータを１秒間蓄積した後、この遮光部
で全画素読み出す。これを繰り返すことにより、上記第
８の実施の形態のようなメカニカルシャッタおよび周辺
部品を設けなくとも、同様の読み出し時間を達成するこ
とができる。

【０１１１】次に、本発明の第１１の実施の形態につい
て説明する。

【０１１２】第１１の実施の形態である固体撮像装置を
備えるカメラは、上記第８，第９の実施の形態における
メカニカルシャッタの代わりに公知の液晶シャッタを採
用したことを特徴としており、その作用は上記第８，第
９の実施の形態と同様であるので、ここでの詳しい説明
は省略する。

【０１１３】この第１０、１１の実施の形態によると、
メカニカルシャッタを備えるカメラ特有の専用のモータ
と遮光板等を必要とせずに、上記第８の実施の形態と同
様の効果を奏する。

【０１１４】次に、本発明の第１２の実施の形態につい
て図２０を参照して説明する。なお、図中、既述の第１
の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を
付与する。

【０１１５】同図において、光源７０の後方には拡散板
７１が配置されている。拡散板７１によって拡散された
光源７０の光は、拡散板７１の後方に配置された回転フ
ィルタ４を通過後、コンデンサーレンズ７２によって集
光され、その後方に配置された被写体としての、例えば
ポジフィルム７３に投光される。上記ポジフィルム７３
を透過した光はカメラの撮影レンズ２によってその後方
に配置された固体撮像素子５の撮像面に結像される。上
記回転フィルタ４を駆動するモータ８は、既述の第１の
実施の形態と全く同様に、カメラ本体３内の同期信号発
生回路９によって駆動される。

【０１１６】既述のとおり、第１の実施の形態において
は、回転フィルタ４はカメラの撮影レンズ２とカメラに
内蔵された固体撮像素子５との間に配設されていたのに
対し、上記のとおり、本実施の形態においては、回転フ
ィルタ４が光源７０と被写体としてのポジフィルム７３
との間に配設されている点に特徴がある。その他の構成
や動作については、第１の実施の形態と同じであるので
ここではその説明を省略する。なお、本実施の形態は第
１の実施の形態に限らず、必要に応じて既述の他の実施
の形態にも適用可能である。

【０１１７】本実施の形態によると、回転フィルタ４や
該回転フィルタ４を駆動するモータ８がカメラ本体３の
外部に配設されるのでカメラ本体３を小型化することが
できる。

【０１１８】次に、本発明の第１３の実施の形態につい
て図２１を参照して説明する。なお、図中、既述の第１
の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を
付与し、ここでは更なる詳細な説明を省略する。

【０１１９】同図において、光源７４はＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の３色の光を選択的に発光する３個の
発光ダイオードＬＲ，ＬＧ，ＬＢから構成されている。
この構成をもってなるアッセンブリは、既述の実施形態
における回転フィルタ４と同様に色分離手段を成してい
る。上記光源７４の後方には拡散板７１が配置されてい
る。該拡散板によって拡散された光はコンデンサーレン
ズ７２によって集光され、その後方に配置された被写体
としての、例えばポジフィルム７３に投光される。上記
ポジフィルム７３を透過した光はカメラの撮影レンズ２
によってその後方に配置された固体撮像素子５の撮像面
に結像される。

【０１２０】上記第１２の実施の形態においては、回転
フィルタ４を回転させることによりポジフィルム７３に
投光される光の色が選択され、上記回転フィルタ４の回
転周期により固体撮像素子５の蓄積時間が制御された
が、これに対し、本実施の形態においては、同期信号発
生回路９により上記３色の発光ダイオードの中から所定
の発光ダイオードを選択することによりポジフィルム７
３に投光される光の色が選択され、該同期信号発生回路
９により制御される発光時間により固体撮像素子５の蓄
積時間が制御される点に特徴があり、その他の構成や動
作については、上記第１２の実施の形態と同じであるの
でここではその説明を省略する。なお、本実施の形態は
必要に応じて既述の他の実施の形態にも適用可能であ
る。

【０１２１】本実施の形態によると、回転フィルタ４や
モータ８が不要となりカメラ本体３を小型化することが
できるとともに、消費電力が低減される。

【０１２２】以上説明したように、上述した各実施の形
態によると、以下に示す効果を得ることができる。

【０１２３】上記第１の実施の形態によると、高感度モ
ードの場合、１回転で、両フィールドの画像を取り込む
構成にしたので、１フレームの画像を得るのが約３秒に
なり、取り込み時間が従来の約１／２に短縮される。

【０１２４】上記第２の実施の形態によると、動画検出
回路１７を設け、静止画の場合、標準モードでも自動的
に固体撮像素子の蓄積時間を長くすることにより、Ｓ／
Ｎ比を改善した。たとえば、蓄積時間を２倍にすると、
Ｓ／Ｎ＝２／√２＝３ｄＢ改善される。

【０１２５】さらに、高感度モードにおいて静止画から
動画に移行した場合、動画検出回路１７の検出により、
自動的に固体撮像素子の蓄積時間が短い（１／６０秒）
標準モードにし、色ズレの軽減を図りモニタ画面上で被
写体の動きを追従することが可能とした。

【０１２６】上記第３の実施の形態によると、顕微鏡の
ステージの移動で動画と静止画を判断するため、被写体
によらず動画／静止画を判断でき、確実に標準モードに
切り換えることができる。

【０１２７】上記第４の実施の形態によると、動画／静
止画を検出し、静止画モードの際、固定した蓄積時間変
更をするのではなく、自動利得制御回路を付加すること
により、静止画モードの際、電荷があふれる直前まで固
体撮像素子の蓄積時間を長くし、信号レベルが大きくな
った分、自動利得制御回路により回路側の利得をさげ
る。

【０１２８】その結果、入力信号レベルに応じたＳ／Ｎ
比の改善が行うことができる。

【０１２９】上記第５の実施の形態によると、撮像光学
系の焦点検出手段を設けることで、自動的に高感度モー
ドから標準モードに移行するので、操作性が向上する。

【０１３０】上記第６の実施の形態によると、顕微鏡に
おいてピント調整する場合、ピント調整部を回転させる
ことで行うことに着目し、人がこの調整部をふれたり回
転させた際に反応するセンサを設け、ピント調整を行っ
ている間、標準モードに移行するようにした。これによ
り、被写体が極端に暗い場合や、明暗差がなく、フォー
カス検波方式等のピント合致検出手段では、ピント合致
が判断できない場合でも、ピント調整を行っていると判
断でき、標準モードに移行することができ、操作性が向
上する。

【０１３１】上記第７の実施の形態によると、ＣＭＤ等
の画素内で回路的に増幅を行う固体撮像素子を用い、こ
の素子の特徴である、リセットしない限り何度読み出し
ても、画素データが破壊されないことを利用することに
より、蓄積時間にかかわらず、読み出しを常時標準テレ
ビレートの１／６０秒で行い、リセットパルスのみを制
御することで、蓄積時間の変更を可能にした。その結
果、ＣＣＤを使用した場合に比べ、回路を簡素化するこ
とが可能になる。

【０１３２】上記第８の実施の形態によると、上記第１
の実施の形態にさらに、メカニカルシャッタを備え、高
感度モードの場合は露光した後、メカニカルシャッタに
より遮光し、シャッタが閉じている間に画素データの読
み出しを行うことにより、奇数フィールド，偶数フィー
ルドの出力レベルに差を生じることを解決した。

【０１３３】上記第９の実施の形態によると、長時間露
光、例えば１秒露光した後、メカニカルシャッタで遮光
し、その間に全画素を標準モードで読み出ことで、上記
第１の実施の形態において高感度モードと同様のタイミ
ングで全画素を読み出すことが可能になる。

【０１３４】上記第１０の実施の形態によると、回転フ
ィルタの一部で遮光することにより、新たにメカニカル
シャッタおよび周辺部品を設けなくとも、上記第８の実
施の形態と同様の効果を奏する。

【０１３５】上記第１１の実施の形態によると、メカニ
カルシャッタを備えるカメラ特有の専用のモータと遮光
板等を必要とせずに、上記第８の実施の形態と同様の効
果を奏する。

【０１３６】第１２の実施の形態によると、回転フィル
タや回転フィルタを駆動するモータがカメラ本体の外部
に配設されるのでカメラ本体を小型化することができ
る。

【０１３７】第１３の実施の形態によると、回転フィル
タやモータが不要となりカメラ本体を小型化することが
できるとともに、消費電力が低減される。

【０１３８】[付記]以上詳述した如き本発明の実施の形
態によれば、以下の如き構成を得ることができる。即
ち、 （１） 被写体からの入射光を撮像面に結像させる撮影
レンズと、上記入射光を所定の周期で複数の色成分に分
離するための色分離手段と、この色分離手段により分離
された被写体光を受け所定の被写体像信号に変換する固
体撮像素子と、動画を撮像する標準モードと、静止画を
撮像する高感度モードとを選択する撮像モード選択手段
と、この撮像モード選択手段の出力に応じて上記色分離
手段の上記周期を制御するための制御手段と、を具備し
たことを特徴とする固体撮像装置。

【０１３９】（２） 上記色分離手段は、上記撮像レン
ズと上記固体撮像素子との間に配置され、円周方向に所
定の複数の色領域を形成するカラーフィルタを配列した
回転フィルタであることを特徴とする、請求項１記載の
固体撮像装置。

【０１４０】（３） 上記色分離手段は、光源と被写体
との間に配置され、円周方向に所定の複数の色領域を形
成するカラーフィルタを配列した回転フィルタであるこ
とを特徴とする、請求項１記載の固体撮像装置。

【０１４１】（４） 上記色分離手段は、被写体を照明
するための複数の色の光を交互に所定の周期で発光する
光源であることを特徴とする、請求項１記載の固体撮像
装置。

【０１４２】（５） 被写体光を入光する撮像レンズ
と、この撮像レンズからの被写体光を所定の被写体像信
号に変換する固体撮像素子と、上記撮像レンズと上記固
体撮像素子との間に配置され、円周方向に所定の複数の
色領域を形成するカラーフィルタを配列した回転フィル
タと、動画を撮像する標準モードと、静止画を撮像する
高感度モードとを選択する撮像モード選択手段と、この
撮像モード選択手段の出力に応じて上記回転フィルタの
回転速度を制御する回転速度制御手段と、を具備したこ
とを特徴とする固体撮像装置。

【０１４３】（６） 被写体を照明するための光源と、
この光源と被写体との間に配置され、円周方向に所定の
色領域を形成するカラーフィルタを配列した回転フィル
タと、被写体光を入光する撮像レンズと、この撮像レン
ズからの被写体光を所定の被写体像信号に変換する固体
撮像素子と、動画を撮像する標準モードと、静止画を撮
像する高感度モードとを選択する撮像モード選択手段
と、この撮像モード選択手段の出力に応じて上記回転フ
ィルタの回転速度を制御する回転速度制御手段と、を具
備したことを特徴とする固体撮像装置。

【０１４４】（７） 複数のフィールド画像で１フレー
ムの画像を構成し、上記標準モードにおいては、上記カ
ラーフィルタに対応した各色信号を１フィールドずつ交
互に読み出し、上記高感度モードにおいては、上記カラ
ーフィルタに対応した各色信号を１フレームずつ交互に
読み出すことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載
の固体撮像装置。

【０１４５】（８） 複数の色の光を所定の周期で交互
に発光し被写体を照明するための光源と、被写体光を入
光する撮像レンズと、この撮像レンズからの被写体光を
所定の被写体像信号に変換する固体撮像素子と、動画を
撮像する標準モードと、静止画を撮像する高感度モード
とを選択する撮像モード選択手段と、この撮像モード選
択手段の出力に応じて上記光源の上記発光の周期を制御
するための制御手段と、を具備したことを特徴とする固
体撮像装置。

【０１４６】（９） 被写体の動きに対応した信号を検
出する動画検出手段を備え、この動画検出手段の出力に
基づき、上記被写体が動画であると判断した際には、上
記標準モードを選択し、同被写体が静止画であると判断
した際には、上記高感度モードを選択することを特徴と
する請求項１、５、６，８記載の固体撮像装置。

【０１４７】（１０） 単一の固体撮像素子と、所定の
色領域を有し、色分離を行う回転フィルタと、標準モー
ドと高感度モードとを選択して感度切換を行う撮像モー
ド選択手段と、上記回転フィルタが、この撮像モード選
択手段で選択された撮像モードに従い、上記感度切換に
追従して回転速度を制御する回転フィルタ駆動手段と、
を具備したことを特徴とする固体撮像装置。

【０１４８】（１１） 上記高感度モードは、上記回転
フィルタにおける所定の色領域に対応する画素データの
蓄積時間が最小で１／６０秒のモードであり、上記標準
モードは、同蓄積時間が最大で１／６０秒のモードであ
ることを特徴とする請求項、５、６、１１に記載の固体
撮像装置。

【０１４９】（１２） 複数フィールドで１フレームの
画像を構成し、上記標準モードでは、上記回転フィルタ
における所定の色領域に対応する画素データを１フィー
ルド取り込み、上記高感度モードでは、上記回転フィル
タにおける所定の色領域に対応する画素データを各１フ
レーム取り込むことを特徴とする請求項５、６，１１記
載の固体撮像装置。

【０１５０】（１３） 被写体の動きを検出する動画検
出手段を有し、この動画検出手段により撮像画像が静止
画と判断された際には、上記高感度モードを設定するこ
とを特徴とする上記請求項５，６，８，１１記載の固体
撮像装置。

【０１５１】（１４） 被写体の動きを検出する動画検
出手段を有し、上記撮像モードが高感度モードであり、
かつ上記動画検出手段により動画と判断された場合に
は、撮影モードを標準モードに変更することを特徴とす
る請求項５，６，８，１１記載の固体撮像装置。

【０１５２】（１５） 上記動画検出手段は、顕微鏡に
よって得られる標本画像を撮像するための装置であって
上記顕微鏡におけるステージの移動を検出するためのス
テージセンサに配設されることを特徴とする請求項５、
６，８，１１記載の固体撮像装置。

【０１５３】（１６） 自動利得制御手段および／また
は自動レベル制御手段を有し、上記高感度モードにおい
て、可能な限り蓄積時間を長く設定し、上記自動利得制
御手段および／または自動レベル制御手段による利得お
よび／またはレベル制御を行うことを特徴とする請求項
５，６，８，１１記載の固体撮像装置。

【０１５４】（１７） 撮像光学系の焦点検出回路を有
し、上記撮像モードが高感度モードであり、かつ焦点が
不合致と判断した場合には、撮影モードを標準モードに
変更することを特徴とする請求項５，６，８，１１記載
の固体撮像装置。

【０１５５】（１８） 撮像光学系の焦点調節を行うた
めの焦点調節部を有し、撮像モードが高感度モードであ
り、かつ操作者が、上記焦点調節部に触れていることを
検出した際、高感度モードから標準モードに移行するこ
とを特徴とする請求項５，６，８１１記載の固体撮像装
置。

【０１５６】（１９） 上記固体撮像素子は、非破壊読
み出し可能な素子で構成され、読み出しタイミングを蓄
積時間によらず標準テレビレートで行うこと特徴とする
請求項５，６，８，１１記載の固体撮像装置。

【０１５７】（２０） 開成で露光し、閉成で遮光する
メカニカルシャッタを備え、このメカニカルシャッタが
閉成している間に画素データの読み出しを行うことを特
徴とする請求項５，６，８，１１記載の固体撮像装置。

【０１５８】（２１） 上記回転フィルタは、各色領域
の円周方向境界部分に遮光部を形成したことを特徴とす
る請求項５，６，８，１１記載の固体撮像装置。

【０１５９】（２２） さらに、液晶シャッタを備え、
露光した後、この液晶シャッタにより遮光し、同液晶シ
ャッタが閉じている間に画素データの読み出しを行うこ
とを特徴とする請求項５，６，８，１１記載の固体撮像
装置。

【０１６０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、蓄
積時間を長くした場合においても、画像の取り込み時間
を最短にすることができる固体撮像装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である固体撮像装置
を備えるカメラの構成を示したブロック図である。

【図２】上記第１の実施の形態のカメラにおいて、撮影
モードが標準モード（蓄積時間１／６０秒、２回転／フ
レーム）に設定されている場合の同カメラの動作を示す
タイミングチャートである。

【図３】上記第１の実施の形態のカメラにおいて、撮影
モードが高感度モード（蓄積時間１秒）に設定されてい
る場合の同カメラの動作を示すタイミングチャートであ
る。

【図４】本発明の第２の実施の形態である固体撮像装置
を備えるカメラの構成を示したブロック図である。

【図５】上記第２の実施の形態のカメラにおいて、撮影
モードが標準モード（蓄積時間１／６０秒、２回転／フ
レーム）に設定されている場合の同カメラの動作を示す
タイミングチャートである。

【図６】上記第２の実施の形態のカメラにおいて、撮影
モードが図５に示す標準モードに対し、蓄積時間２倍、
１回転／フレームに設定されている場合の同カメラの動
作を示すタイミングチャートである。

【図７】上記第２の実施の形態のカメラにおいて、撮影
モードが図５に示す標準モードに対し、蓄積時間２倍、
２回転／フレームに設定されている場合の同カメラの動
作を示すタイミングチャートである。

【図８】本発明の第３の実施の形態である顕微鏡の主要
部を示した正面図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態である固体撮像装置
を備えるカメラの構成を示したブロック図である。

【図１０】本発明の第５の実施の形態である固体撮像装
置を備えるカメラにおける、フォーカス検波回路部を示
した要部ブロック図である。

【図１１】上記第５の実施の形態である固体撮像装置を
備えるカメラのフォーカス検波回路部における焦点信号
とフォーカス位置との関係を示した線図である。

【図１２】本発明の第６の実施の形態である顕微鏡の主
要部を示した正面図である。

【図１３】本発明の第７の実施の形態である固体撮像装
置を備えるカメラにおけるＣＭＤの一構成例を示した回
路図である。

【図１４】上記第７の実施の形態である固体撮像装置を
備えるカメラにおけるＣＭＤのパルスタイミングの一例
を示したタイミングチャートである。

【図１５】本発明の第８の実施の形態である固体撮像装
置を備えるカメラにおける主要部の構成を側方からみて
示したブロック図である。

【図１６】上記第８の実施の形態である固体撮像装置を
備えるカメラにおける主要部の構成を背面側からみて示
した図である。

【図１７】上記第８の実施の形態のカメラにおいて、撮
影モードが標準モード（蓄積時間１／６０秒、メカニカ
ルシャッタ常時開放）に設定されている場合の同カメラ
の動作を示すタイミングチャートである。

【図１８】上記第８の実施の形態のカメラにおいて、撮
影モードが高感度モード（蓄積時間１秒）に設定されて
いる場合の同カメラの動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図１９】本発明の第１０の実施の形態である固体撮像
装置を備えるカメラにおける回転フィルタを示した正面
図である。

【図２０】本発明の第１２の実施の形態である固体撮像
装置の構成を示したブロック図である。

【図２１】本発明の第１３の実施の形態である固体撮像
装置の構成を示したブロック図である。

【図２２】従来における面順次方式の固体撮像装置の一
構成例を示したブロック図である。

【符号の説明】

１ 入射光 ２ カメラレンズ ３ カメラ本体 ４ 回転フィルタ ５ 固体撮像素子 ６ プリアンプ ７ フォトインタラプタ ８ 回転フィルタ駆動用モータ ９ 同期信号発生回路 １０ 固体撮像素子駆動回路 １１ ＣＰＵ １２ Ａ／Ｄコンバータ １３ 同時化等信号処理プロセス回路 １４ Ｄ／Ａコンバータ １５ 出力端子 １６ 撮像モード選択スイッチ １７ 動画検出回路 ６１ メカニカルシャッタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 広 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体からの入射光を撮像面に結像させ
   る撮影レンズと、 上記入射光を所定の周期で複数の色成分に分離するため
   の色分離手段と、 この色分離手段により分離された被写体光を受け所定の
   被写体像信号に変換する固体撮像素子と、 動画を撮像する標準モードと、静止画を撮像する高感度
   モードとを選択する撮像モード選択手段と、 この撮像モード選択手段の出力に応じて上記色分離手段
   の上記周期を制御するための制御手段と、 を具備したことを特徴とする固体撮像装置。
2. 【請求項２】 上記色分離手段は、上記撮像レンズと上
   記固体撮像素子との間に配置され、円周方向に所定の複
   数の色領域を形成するカラーフィルタを配列した回転フ
   ィルタであることを特徴とする、請求項１記載の固体撮
   像装置。
3. 【請求項３】 上記色分離手段は、光源と被写体との間
   に配置され、円周方向に所定の複数の色領域を形成する
   カラーフィルタを配列した回転フィルタであることを特
   徴とする、請求項１記載の固体撮像装置。
4. 【請求項４】 上記色分離手段は、被写体を照明するた
   めの複数の色の光を交互に所定の周期で発光する光源で
   あることを特徴とする、請求項１記載の固体撮像装置。
5. 【請求項５】被写体光を入光する撮像レンズと、 この撮像レンズからの被写体光を所定の被写体像信号に
   変換する固体撮像素子と、 上記撮像レンズと上記固体撮像素子との間に配置され、
   円周方向に所定の複数の色領域を形成するカラーフィル
   タを配列した回転フィルタと、 動画を撮像する標準モードと、静止画を撮像する高感度
   モードとを選択する撮像モード選択手段と、 この撮像モード選択手段の出力に応じて上記回転フィル
   タの回転速度を制御する回転速度制御手段と、 を具備したことを特徴とする固体撮像装置。
6. 【請求項６】被写体を照明するための光源と、 この光源と被写体との間に配置され、円周方向に所定の
   複数の色領域を形成するカラーフィルタを配列した回転
   フィルタと、 被写体光を入光する撮像レンズと、 この撮像レンズからの被写体光を所定の被写体像信号に
   変換する固体撮像素子と、 動画を撮像する標準モードと、静止画を撮像する高感度
   モードとを選択する撮像モード選択手段と、 この撮像モード選択手段の出力に応じて上記回転フィル
   タの回転速度を制御する回転速度制御手段と、 を具備したことを特徴とする固体撮像装置。
7. 【請求項７】 複数のフィールド画像で１フレームの画
   像を構成し、上記標準モードにおいては、上記カラーフ
   ィルタに対応した各色信号を１フィールドずつ交互に読
   み出し、上記高感度モードにおいては、上記カラーフィ
   ルタに対応した各色信号を１フレームずつ交互に読み出
   すことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の固体
   撮像装置。
8. 【請求項８】 複数の色の光を所定の周期で交互に発光
   し被写体を照明するための光源と、 被写体光を入光する撮像レンズと、 この撮像レンズからの被写体光を所定の被写体像信号に
   変換する固体撮像素子と、 動画を撮像する標準モードと、静止画を撮像する高感度
   モードとを選択する撮像モード選択手段と、 この撮像モード選択手段の出力に応じて上記光源の上記
   発光の周期を制御するための制御手段と、 を具備したことを特徴とする固体撮像装置。
9. 【請求項９】 被写体の動きに対応した信号を検出する
   動画検出手段を備え、 この動画検出手段の出力に基づき、上記被写体が動画で
   あると判断した際には、上記標準モードを選択し、同被
   写体が静止画であると判断した際には、上記高感度モー
   ドを選択することを特徴とする請求項１、５、６、８記
   載の固体撮像装置。