JPH0247978A

JPH0247978A - 電子シャッター制御装置

Info

Publication number: JPH0247978A
Application number: JP63199281A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Naruto; 弘和鳴戸; Kazumutsu Satou; 一睦佐藤
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1988-08-09
Filing date: 1988-08-09
Publication date: 1990-02-16
Anticipated expiration: 2014-10-04
Also published as: JP2955676B2

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】［産業上の利用分野］本発明はスチルビデオカメラ等に用いられる電子シャッ
ター制御装置に関する。

［従来の技術］固体撮像素子であるＣＯＤを用いた、いわゆる電子シャ
ッターがスチルビデオカメラ等のシャッターとして一般
に使用されているが、従来の電子シャッターの駆動方式
は、蓄積信号電荷の垂直転送部への読み出しを、映像処
理回路の垂直同期信号に同期して行なっている（例えば
「テレビ技術」′８７年８月号、第３７〜３９頁参照）
。

この必要性は、ＣＯＤの垂直転送部が光電変換部の信号
電荷を受付ける状態になっていることと、ＴＶ信号とし
てＣＯＤから信号を読み出す必要があることと、画像記
録が基本的にムービイー動作であることに起因する。

ところが、このように信号電荷を垂直転送部に読み出す
のに、ビデオの垂直同期信号に同期させていたのでは、
シャッター閉に相当するタイミングが固定されることか
ら、適正露光を得るためのシャッター開のタイミングは
該垂直同期信号に拘束されることになる。このため、レ
リーズの任意のタイミングからシャッター開のタイミン
グまでの時間にばらつきを生じ、さらには、プリ測光デ
ータに基いてシャッター開の時間を演算にて求めること
になるため、シャッター開の実時間での露光量の測光に
ならず、特にフラッシュ発光を必要とする場合などでは
露光制御にばらつきを生じ易いこのように、従来の装置では実時間測光を行なうことが
できないため、測光精度の向上には限界があった。

また、レリーズスイッチに同期して電子シャッターを駆
動する方式も知られているが（例えば特開昭６０−５２
１７３号公報参照）、シャッター開のタイミングをいつ
でも出せるようにするための考慮は全くなされていない
。

［発明が解決しようとする課題〕本発明は、上記従来の問題点を解消するもので、電子シ
ャッターの開閉をビデオの垂直同期信号のタイミングと
関係なく行なうことができ、その結果、実時間測光を可
能として、測光精度の向上を図ることができる電子シャ
ッター制御装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段］本発明は、撮像素子と、この撮像素子を駆動制御する駆
動回路と、測光素子を有し露光開始からの露光量が設定
値に達したときに露光を終了する信号を上記駆動回路に
出力する露光制御回路とを備えた電子シャッター制御装
置であって、上記撮像素子は、光電変換部とその垂直転
送部、メモリ部となる垂直転送部および水平転送部から
なり、上記駆動回路による、上記光電変換部の不要電荷
を該光電変換部の垂直転送部に読み出す信号に同期して
露光を開始し、かつ、上記駆動回路は、上記光電変換部
の不要電荷掃出し後、上記垂直転送部のポテンシャルを
、蓄積信号電荷を上記垂直転送部へ読み出し可能な状態
にホールドして上記露光制御回路からの露光終了信号を
待機するようにしたものである。

［作用コこの構成によれば、シャッター開のタイミングを不要電
荷を垂直転送部へ読み出すタイミングに同期させること
ができ、また、不要電荷の掃出し後、垂直転送部のポテ
ンシャルが蓄積信号電荷をいつでも受は取れる状態に固
定され、シャッター閉の信号を待つことになる。

［実施例］第１図は本発明の電子シャッター制御装置をスチルビデ
オカメラに実施した場合の構成を示す。

同図において、１は光電変換を行なう撮像素子であるＣ
ＣＤで、電子シャッターの中核部をなす。

このＣＣＤ１は、第２図に示すごとく、光電変換部２２
とメモリ部２４を有し、光電変換部２２の垂直転送Ｃ０
Ｄ２３　（以下、垂直をＶと略す）とメモリ部２４のＶ
転送ＣＣＤ２５にそれぞれ駆動パルスＦＩ、ＦＳを与え
ることにより駆動制御することができる（詳細は後述）
、２．３はそれぞれ上記ＣＣＤ１を駆動するための光電
変換部Ｖ転送ＣＣＤドライバおよびメモリ部Ｖ転送ＣＣ
Ｄドライバ、４は水平（以下、Ｈと略す）転送ＣＯＤ駆
動同期パルス発生回路、５は上記両■転送ＣＣＤドライ
バ２．３に対して信号を出力し、電子シャッターの開閉
タイミングを制御するタイミング制御回路である。

このタイミング制御回路５は、■系タイミング制御部を
構成する、光電変換部Ｖ転送ＣＣＤドライバ２に対する
駆動パルスＦＩＮ　（ＦＩ　１〜ＦＩ４）を発生する回
路５１、メモリ部Ｖ転送ＣＯＤドライバ３に対する駆動
パルスＦＳＮ　（ＦＳＩ〜ＦＳ４）を発生する回路５２
および光電変換部の蓄積電荷をＶ転送ＣＯＤに読み出す
ためのパルスＦＳＡＮ、ＦＳＢＮ　（それぞれ第１フイ
ールド、第２フイールドに対応）を発生する回路５３と
、ＴＶ同期パルス発生部５４とからなる。

６は露光開始からの実際の露光量を計測し、設定露光量
に達した時点で露光終了の信号を上記タイミング制御回
路５に出力する露光（ＡＥ）制御回路である。このＡ　
Ｅ　ＩＩ御回路６は、露光量をモニタするための測光素
子７と、コンデンサ８と、コンデンサ８に並列に設けら
れた開閉スイッチ９と、増幅器１０と、比較器１１と、
設定レベルを決める基準電源１２と、電子シャッターの
開閉すなわち露光の開始と終了のための信号を発生する
露光（ＥＸＰ）出力回路１３と、フラッシュ発光開始の
時間を計時するタイマ１４とからなる。

また、１５は電子シャッター開の指令を与えるレリーズ
スイッチ、１６はレリーズスイッチ１５のＯＮにより電
源立上がり時間を待ってパルスＦＩＮ、ＦＳＮを発生さ
せる回路５１．５２およびＥＸＰ出力回路・１３にスチ
ルシーケンスに入るスタート（ＳＴＡＲＴ）信号を与え
るタイマ、１７はＣＣＤ　１からビデオレートによる信
号転送が行なわれる映像処理回路、１８は同回路１７に
よる処理信号を磁気ディスクなどに書き込み記録を行な
う画像記録部、１９は所定時間の露光にもかかわらず、
設定露光量に達しないと判定されたときにフラッシュ発
光を行なうためのフラッシュ制御回路である。

第２図は本実施例に用いたＣＣＤ１の構成を示す、この
ＣＣＤ１は、複数列に多数のフォトダイオード２１が配
設された光電変換部２２と、この光電変換部２２の各列
に対応して設けられた垂直（Ｖ）転送ＣＣＤ２３と、上
記Ｖ転送ＣＣＤ２３から蓄積信号電荷が高速転送され、
−時的に同電荷を格納しておくメモリ部２４をなすＶ転
送ＣＣＤ２５と、光電変換部２２およびメモリ部２４の
不要電荷をＶ転送ＣＣＤ２３を経て逆転送し掃出すため
の掃出しドレイン２６と、上記メモリ部２４のＶ転送Ｃ
ＣＤ２５より蓄積信号電荷が転送されるとともに、ビデ
オレートにより映像処理回路１７に転送される水平読出
しＣ０Ｄ２７とからなる。

以下に、上記構成でなる電子シャッターの動作を第３図
〜第５図のタイムチャートに基づいて説明する。なお、
第４図、第５図は第３図の一部を時間軸に拡大して示し
ている。

これらの図において、時間ｔＯ，ｔｌ、ｔ２はそれぞれ
メインスイッチＳＯ１測光スイッチＳ１およびレリーズ
スイッチＳ２のＯＮタイミングである。また、時間ｔ３
はレリーズスイッチＳ２のＯＮ後、上記スタート信号に
基き光電変換部２２とメモリ部２４の蓄積電荷（不要電
荷）をＶ転送ＣＣＤ２３に読み出すＦＳＡＮパルス（ａ
）とＦＳＢＮパルス（ｂ）と掃出しドレイン２６へ高速
道転送する複数のＦＩＮ、ＦＳＮパルス（ｃ）（ｄ）の
第１番目のパルスが発生するタイミングである。

時間ｔ４は、第４図から分かるように、上記の不要電荷
をＶ転送Ｃ０Ｄ２３に読み出すためのＦＳＡＮパルス（
ａ）　、ＦＳＢＮパルス（ｂ）の最後のパルスの発生タ
イミングであって、このＦＳＢＮパルスｂがＡＥ制御回
路６のＥＸＰ出力回路１３に送られることにより、これ
に同期して露光（ＥＸＰ）出力信号が発生され、露光開
始すなわち、ＣＣＤ１への信号電荷の蓄積が開始される
ようになっている。

なお、上記の不要電荷の掃出しは、ＣＣＤ１の構造に応
じて適宜の回数（例えば１０回）とする。

上記の露光開始は、第４図にＥＸＰ　（開）と示すタイ
ミングであって、シャッターの開に相当する。そして、
シャッター開の実時間測定のために、信号電荷の蓄積開
始と同時に、ＡＨ制御回路６のスイッチ９を開として測
光素子７によるコンデンサ８への電荷蓄積を開始させる
。

また、不要電荷を■転送ＣＣＤ２３に読み出す最後のＦ
ＳＡＮパルス（ａ）、ＦＳＢＮパルス（ｂ）によって読
み出された不要電荷を掃出すために、引き続いて最後の
１回のＦＩＮ、ＦＳＮパルス（Ｃ）、（ｄ）が出力され
、これはＥＸＰ（開）の初期に位置する。

上記の不要電荷の高速道転送による掃出し後においては
、ＡＥ制御回路６による計測露光量が設定した適正露光
量に到達した時点で発生する露光終了の信号、すなわち
シャッター閉に相当するＥＸＰ（閉）の信号がタイミン
グ制御回路５に与えられ、信号電荷の読み出し用のＦＳ
ＡＮ、ＦＳＢＮパルスが出現したときに、直ちにＣＣＤ
１の蓄積信号電荷をＶ転送Ｃ０Ｄ２３へ読み出せるよう
に、ＦＩＮ、ＦＳＮパルスを出力せず、■転送ＣＣＤ２
３を適当なポテンシャルにホールドしている。すなわち
、ＣＣＤ１は信号電荷を蓄積しつつ、ＥＸＰ　（閉）と
同時に読み出し可能な状態で待機することになる。

すなわち、タイミング制御回路５は、ＥＸＰ（開）信号
が入力されると、■転送制御部でもってＦＩＩＮ〜ＦＩ
４Ｎ、ＦＳＩＮ〜ＦＳ４Ｎパルスを第４図に示すように
不要電荷掃き出し後、固定して、ＥＸＰ　（閉）信号を
待つ状態とする。このＶ転送制御部は、例えば、Ｄフリ
ップフロップを並べたシフトレジスタで構成することが
でき、５ＴＡＲＴ信号、ＥＸＰ信号、後記”　ｒｅａｄ
　ｏｕｔ″信号などを受けて所望のタイミング制御を行
なう機能を奏する。

ここで、光電変換部２２のフォトダイオード２１とＶ転
送ＣＣＤ２３の動作態様について、第６図（ａ）（ｂ）
を用いて説明しておく。

同図（ａ）において、４相の駆動パルスＦＩＬ〜ＦＩ４
が与えられたＶ転送Ｃ０Ｄ２３の垂直方向各部位を■１
〜Ｖ４とすると、各フォトダイオードＰＤはｖｌとＶ３
に接続されている。■転送Ｃ０Ｄ２３はＬ（ロー）、Ｍ
（ミドル）、Ｈ（ハイ）の３値レベルのパルスで４相駆
動される。同図（ｂ）は（ａ）の破線Ｘ部分のポテンシ
ャルを、同図（ｃ）は（ａ）の破線Ｙ部分のポテンシャ
ルを示す。

これらの図から分るように、蓄積電荷の読み出しはＶｌ
、Ｖ３にそれぞれ対応する駆動パルスＦＩＩ、ＦＩ３を
３値レベルのＨとすることにより行なう、■転送部ＣＯ
Ｄドライバ２．３は反転型ドライバであるので、パルス
ＦＩＩＮ、ＦＩ３Ｎ。

ＦＳＡＮ、ＦＳＢＮの入力により、パルスＦＩＬ。

ＦＩ３はＨとなる。

また、蓄積電荷の読み出し直前では、パルスＦ１１、Ｆ
Ｉ３を何時でも３値レベルのＨとすることができるよう
に、Ｍレベルにしておくため、パルスＦＩＩＮ、ＦＩ３
ＮはＬとしている。また、読み出し時のポテンシャル変
動の吸収や、読み出された電荷が不要に混じらないよう
にするために、パルスＦＩ２はＬ１パルスＦＩ４はＭと
している。

このため、パルスＦＩ２ＮはＨ、パルスＦＩ４ＮはＬと
しておく。

かくして、パルスＦＩＩＮ〜ＦＩ４Ｎのポテンシャルが
り、Ｈ，Ｌ、Ｌとなって読み出し可能状態にあることに
なる。また、パルスＦＳｉＮ〜ＦＳ４Ｎは上記ＦＩＩＮ
〜ＦＩ４Ｎとの整合がとれる状態とされている。

シャッター開により露光を開始した後、所定時間を経過
しても適正露光量に達しない場合、もしくは、達しない
と予測される場合は、フラッシュ制御回路１９に対して
フラッシュ発光開始の信号が出力され、第３図のように
フラッシュ発光が行なわれる。このフラッシュ発光は、
ＣＣＤＩの構造上、余り長い時間、露光すると暗電流が
増加して好ましくないことから、露光時間を所定の時間
内に収めるために必要となる。

ここに、フラッシュ発光開始のタイミングは、レリーズ
スイッチＳ２のＯＮ前に測光スイッチＳ１のＯＮにより
、プリ測光した情報に基き図外のマイコンにて演算によ
り求めておけばよく、また、フラッシュ発光に備えてフ
ラッシュ昇圧は第３図に示すように事前に行なっておく
。

次に、時間ｔ５は、ＥＸＰ出力回路１３からシャッター
閉に相当する露光終了信号であるＥＸＰ（閉）が出力さ
れたタイミングであり、この信号によりＦＳＡＮ、ＦＳ
ＢＮパルス（ａ−、ｂ−）が出力され、もって、光電変
換部２２の蓄積信号電荷をＶ転送Ｃ０Ｄ２３に読み出す
。さらに、引き続いて、ＦＩＮパルス（ｅ）、ＦＳＮパ
ルス（ｆ）によりメモリ部２４のＶ転送ＣＣＤ２５への
高速転送を行なう、このとき、ＣＣＤ１から外部への信
号読み出しは禁止されている。

なお、上述した不要電荷の掃出しドレイン２６への高速
道転送の間は、上記ＥＸＰ　（閉）の信号を出すことが
できない、したがって、この高速道転送時間が最短シャ
ッタースピードとなる。

また、本実施例では、上記ＥＸＰ　（閉）の信号と同時
に、フラッシュ発光の停止信号も出力されるようにして
いるが、発光停止動作を省略してフラッシュをフル発光
させてもよい。

時間ｔ６は蓄積信号電荷のメモリ部２４への転送を完了
するに必要な時間経過後に、図外のマイコンよりタイミ
ング制御回路５に対して信号読み取り出力“ｒｅａｄ　
ｏｕｔ”が与えられるタイミングを示す、この“ｒｅａ
ｄ　ｏｕｔ”出力が与えられる前では、ＣＣＤＩを駆動
制御するタイミング制御回路５は、同期パルス発生回路
５４から発生されこれに同期して映像処理回路１７、画
像記録部１８が動作する垂直（Ｖ）同期、水平（Ｈ）同
期信号とは切り離されて別個に動作しているが、　　ｒ
ｅａｄ　ｏｕｔ”出力が与えられた後は、ＴＶ同期信号
に同期して動作し、外部へ信号が読み出されることにな
る。

すなわち、第５図に示すように、■同期信号を待って、
時間ｔ７〜ｔ８にて、ＦＳＮパルス（ｇ）が出力され、
メモリ部２４の■転送ＣＣＤ２５から水平読み出しＣ０
Ｄ２７へビデオレートで同期をとって、順次、信号情報
が読み出され、映像処理回路１７を経て画像記録部１８
にて記録される。

第３図では、この記録動作をディスク書込みとして示し
ている。ここに、ディスクは、測光スイッチＳ１のＯＮ
により立上げたスピンドルモータにより駆動される。

なお、ＦＳＩＮ−ＦＳ４Ｎの各パルスは厳密には僅かに
位相がずれており、時間的に連続した１組のＦＳＩＮ〜
Ｆ３４Ｎのパルスでもって一走査線上の画像データが得
られ、また、時間ｔ７〜ｔ８の読み出しデータにより一
画面が形成される。

また、ＦＩＮ、ＦＳＮの４相の各パルスの位相を変える
ことで、掃出しドレイン２６への電荷の高速道転送とメ
モリ部２４のＶ転送ＣＣＤ２５への電荷の高速転送とを
切換えることができるようになっている。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、シャッター開を光電変換
部の蓄積電荷を垂直転送部に読み出す信号に同期させ、
がっ、シャッター閉と同時に蓄積信号電荷を垂直転送部
へ読み出せるように、不要電荷の掃出し後、垂直転送部
を信号読み出し可能の状態に固定しているので、シャッ
ター開と実際の信号電荷の蓄積開始を一致させることが
でき、かつ、シャッター閉と同時に信号電荷を垂直転送
部へ読み出すことができる。この結果、実時間測光が可
能となり、高精度な測光による的確な露出制御が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子シャッター制御装置を実施したス
チルビデオカメラのブロック構成図、第２図は同電子シ
ャッターに用いたＣＯＤの構成図、第３図は同装置の動
作を説明するタイムチャート、第４図、第５図は第３図
の一部を拡大して示したタイムチャート、第６図（ａ）
（ｂ）（ｃ）はそれぞれ光電変換部とＶ転送ＣＣＤの動
作を説明するための構成および各部のポテンシャル状態
を示す図である。１・・・ＣＣＤ、５・・・タイミング制御回路（駆動回
路）、６・・・ＡＥ制御回路、７・・・測光素子、１７
・・・映像処理回路、２２・・・光電変換部、２３・・
・垂直転送ＣＣＤ、２４・・・メモリ部、２５・・・垂
直転送ｃｃＤ、２６・・・掃出しドレイン、２７・・・
水平読み出しＣＯＤ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）撮像素子と、この撮像素子を駆動制御する駆動回
路と、測光素子を有し露光開始からの露光量が設定値に
達したときに露光を終了する信号を上記駆動回路に出力
する露光制御回路とを備えた電子シャッター制御装置で
あつて、上記撮像素子は、光電変換部とその垂直転送部、メモリ
部となる垂直転送部および水平転送部からなり、上記駆
動回路による、上記光電変換部の不要電荷を該光電変換
部の垂直転送部に読み出す信号に同期して露光を開始し
、かつ、上記駆動回路は、上記光電変換部の不要電荷掃
出し後、上記垂直転送部のポテンシャルを、蓄積信号電
荷を上記垂直転送部へ読み出し可能な状態にホールドし
て上記露光制御回路からの露光終了信号を待機するよう
にしたことを特徴とする電子シャッター制御装置。