JPS58117775A - スチル画像記録装置 - Google Patents

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】 本発明はイメージセンサから外部同期信号に同期して映
像信号を読み出すようにした撮像装置に関し、特に、シ
ャンク機構を設けてスチル画像の撮像を行なうようにし
た撮像装置に関する。

従来よりＣＣＤ等の撮像素子にて形成した固体イメージ
センサを用いた固体撮像装置は、撮像光をイメージセン
サの各受光部に常時照射しておき、■フィールド期間あ
るいは１フレ一ム期間毎に撮像出力信号を読出すことに
より、連続的な撮像動作を行なう所謂ヒテオカメラとし
て使用するための各種構成のものが提案されている。

ところで、固体イメージセンサては、受光部にて得られ
る信号電荷を転送する構造上、その転送部に不要な電荷
が漏洩したり熱的に励起されることにより所謂スメア現
象やブルーミング現象を生じ易いので、従来より、転送
部に沿ってオーツ・フロードレインを形成したり、フレ
ームトランスファ型の構造にする等の各種の対策を固体
イメージセンサに施こしていた。従って、従来の固体イ
メージセンサにおいては、上述の如きスメヤ対策やブル
ーミング対策のために極めて複雑な構造とならざるを得
す、高度な半導体製造技術を必要とし製造が容易でなく
、極めて高価なものであった。

従来、スチル画像を撮像する場合でも上述の如き極めて
高価な固体イメージセンサを用いた固体撮像装置が使用
されていた。

本発明は、イメージセンサの構造を簡略化するとともに
スメヤ現象による画質の劣化を防止し得るようにしたス
゛チル画像の撮像用に最適な撮像装置を提供するもので
ある。

以下、本発明について、一実施例を示す図面に従い詳細
に説明する。

第１図に示す実施例は、固体イメージセンサ９にてスチ
ル画像を撮像し、その画像情報を回転磁気ティスフ１２
に記録するようにした電子スチルカメラに本発明を適用
したものである。この実施例において、カメラ筐体１内
には、通常の光学フィルム式カメラと同様に、レンズ系
２、アイリス機構３、シャック−機構４、ナラ−６、ビ
ューファインダー８、シャッタ操作部材５等が配設され
ている。そして、光学フィルムの代りに、被写体像の画
像情報を電気信号に変換して記録する固体イメージセン
サ９と磁気記録部２ｏとを備えている。

上記磁気記録部２０は磁気記録媒体として回転磁気ディ
スク２を用５）たもので、この回転磁気ティスフ２を収
納したジャケット１４がカメラ筐体１に着脱自在に装着
され、上記カメラ筐体１内に設けた駆動モータ１３にて
上記回転磁気ジャケット１２を定速回転せしめ、磁気ヘ
ッド１１にて画像情報を磁気記録するようになっている
。上記磁気ヘンド１１には、固体イメージセンサ９にテ
電気信号に変換された画像情報が信号記録回路１０を介
して供給されるようになっている。

ここで、上記シャッタ機構４の駆動回路４０、固体イメ
ージセンサ９の駆動回路５０、駆動モータ１３の駆動回
路６０は、上記シャッタ操作部材５の操作により動作状
態となる制御回路７０にて互いに連動して作動するよう
に制御されており、後述する如く、撮像操作時に、ンヤ
ンタ操作部材５を操作すると、固体イメージセンサ９に
ヨル撮像動作に同期して記録部２０にて記録動作を行な
い得るように回転磁気ティスフ１２の回転位相および回
転速度か安定してから実効的なシャック動作を行なうよ
うになっている。なお、上記記録部２０の回転磁気ティ
スフ１１には、■記録トランク毎に１枚のスチル画像の
画像情報が同心円状に記録される。そして、上記磁気デ
ィスク１１に磁気記録した画像情報を図示しない再生装
置にて再生することにより、通常のテレビジョン受像機
の画面にてスチル画像をモニターするようになっている
。

この実施例におけるシャッタ機構４は、通常開放−状態
となっている。そして、上記シャッタ機構４の駆動回路
４０は、上記シャッタ操作部材５が操作されることによ
り制御回路１０から例えばｔｓなるタイミングでシャッ
タ操作信号Ｓｓが供給されると、該シャッタ操作信号Ｓ
ｓに応答して垂直同期信号■８ｙｎｃのタイミングｔｏ
を基準とする所定の露光時間Ｔｓ経過後に、上記シャッ
タ機構４を閉成状態にする。さらに、上記シャッタ機構
４を設けた光学通路を通じて撮像光が照射される固体イ
メージセンサ９は、垂直同期信号ｖｓｙｎｃに同期した
撮像動作を行なうもので、上記撮像光の照射によって得
られる信号電荷を映像信号として読出す直前に、信号転
送部に残存している不用電荷を掃出して捨てるとともに
、上記シャンク機構４が閉成された状態すなわち遮光状
態で映像信号の読出しが行なわれる。上記シャッタ機構
４および固体イメージセンサ９の動作を第２図のタイム
チャートに示しである。

ここで、この実施例における固体イメージセンサ９とし
ては、例えば第３図に示す如き構造のインターライント
ランスファ型ＣＣＤイメージセンサが用いられる。第３
図において、９１は第１フイールドの各絵素に対応して
マトリクス状に配設された各受光部であり、また、９２
は第２フイールド各絵素に対応してマトリクス状に配設
された各受光部であり、９３は上記各受光部９１．９２
の垂直列に沿って設けられた各垂直転送レジスタ部であ
り、９４は上記垂直転送レジスタ部９３の一端側に設け
られた水平転送レジスタ部であり、９５は上記−直転送
レジスタ部９３の他端側に設けられた電荷吸収部であり
、さらに、９６．９７は上記各受光部９１．９２と垂直
転送レジスフ部９３との間に設けられた各トランスファ
ケート部である。なお、上記垂直転送レジスタ部９３は
、一端側の水平転送レジスタ部９４の向きに信号転送を
行なう機能と、他端側の電荷吸収部９５の向きに信号転
送を行なう機能とを備えた両方向転送可能な構造となっ
ている。

上述の如き構造の固体イメージセンサ９は、垂直同期信
号ＶＢｙｎｅに同期したゲート開成期間Ｔｗに各トラン
スファゲート９６．９７が開かれ、電荷蓄積期間Ｔｃ中
に各受光部９１，９２に蓄積された撮像光の光量に応じ
た信号電荷が各トランスファゲート９６，９７を通じて
垂直転送レジスタ部９３に移される。上記垂直転送レジ
スタ部９３に移された信号電荷は、信号読出し期間ＴＲ
中に、水平同期信号Ｈ８ｙｎ尋こ同期した垂直転送りロ
ック＾によって水平転送レジスタ部９４に１水平走査期
間Ｌ　Ｈ毎に１水平ライン分ずつ垂直転送され、上記水
平転送レジスタ部９４を介して順次に読出される。さら
に、上記信号読出し期間ＴＲとゲート開成期間Ｔｗとの
間に電荷掃出期間ＴＬを設けており、該電荷掃出期間Ｔ
ｒ、中に上記垂直転送レジスタ部９３を高速転送りロッ
クｌｖｓにて駆動することにより該垂直転送レジスタ部
９３に残存されている不用電荷が電荷吸収部９５に捨て
られる。

さらに、上記固体イメージセンサ９からの信号読出動作
は、上記シャンク機構４の動作に関連して行なわれるよ
うになっている。

すなわち、第２図のタイムチャートに示しであるように
、ｔＳなるタイミングにてシャッタ操作信号Ｓｓ　（第
２図Ｃ参照）が出力され、その後の最初の垂直同期信号
Ｖｓｙｎｃ　（第２図Ｃ参照）のタイミングｔｏを基準
とした露光期間Ｔｓ経過後にシャンク機構４が閉成状態
（第２図Ｃ参照）になったとすると、上記タイミングｔ
ｏを境として、固体イメージセンサ９の読出し動作が次
のようζこ切換えられる。

先ず、上記タイミングｔｏ以前の期間ＴＡには、各ｙ−
ト開成期間Ｔ’ｗ中に全、てのトランスフアゲ−１−９
６，９７が開かれ、電荷蓄積期間Ｔｃ中に各受光部９１
．９２に得られた第１フイールドと第２フイールドとの
信号電荷が第４図Ａに示すように垂直転送レジスタ部９
３に同時に移される。

そして、各フィールドの信号電荷が加算合成された状態
で信号読出期間ＴＲ中に第４図Ｂに示すように水平転送
レジスタ部９４を通じて読出される。

上記信号電荷の読出しを完了すると電荷掃出期間ＴＬと
なって、第４図Ｃに示すように垂直転送レジスタ部９３
に残存されている不用電荷を電荷吸収部９５に転送して
捨てる。そして、上記電荷掃出期間Ｔｒ、中に垂直レジ
スタ部９３の不用電荷を掃出した直後にゲート開成期間
Ｔｗとなって再び各トランスファゲート９６．９７が開
かれ、各受光部９Ｌ９２から信号電荷が垂直転送レジス
タ部９３に移される。上記ゲート開成期間ＴｖＪ、信号
読出期間ＴＲ１電荷掃出期間Ｔｒ、の各動作が垂直同期
信号Ｖｓｙｎｃに同期して操作し行なわれている。

次に、上記タイミングｔｏ　Ｉ後の期間ＴＢでは、シャ
ッタ機構４が閉じられるまでの露光期間Ｔｓが複数フィ
ールドに亘っている場合（この例では２フイールドとな
っている）には該露光期間Ｔｓ中に各トランスファゲー
ト９６．９７の開成が禁止され、各受光部９１．９２が
上記露光期間Ｔｓを含む各フィールド期間に亘って電荷
蓄積状態となる。そして、上記タイミングｔｏから所定
の露光期間Ｔｓ経過後にシャッタ機構４が閉じられ、該
シャッタ機構４が閉成状態となっている期間ＴＣＬ中に
、上記露光期間Ｔｓ中に各受光部９Ｌ９２に積蓄された
信号電荷がフィールド別に読出される。すなわち、上記
シャ７タ閉成期間ＴＣＬ中の最初の垂直走査期間ＶＡ中
には、第４図りに示すように、ゲート開成期間ＴＷＡに
第１フィールド分の各受光部９１のトランスファゲート
９６が開かれて、第１フイールドの信号電荷が垂直転送
レジスタ部９３に移されて、信号読出し期間ＴＲＡ中に
読出される。次の垂直走査期間ＶＢ中には、第４図Ｅに
示すように、第２フィールド分の各受光部９２のトラン
スファゲート９７がゲート開成期間ＴｗＢ　　中に開か
れて垂直転送レジスタ部９３に移されて、信号読出し期
間ＴＲＢ中に読出される。なお、上記各ゲート開成期間
ＴＷＡ　、　Ｔｗｎの直前には、それぞれ電荷掃出期間
ＴＬＡ　、　ＴＬＢが設けられており、不用電荷が電荷
吸収部９５に捨てられている。

このようにして、露光期間Ｔｓ中に各受光部９１，９２
に蓄積された信号電荷は、第１フイールドと第２フイー
ルドの各画像情報を時間的なずれを伴なうことなく示す
ものであるから、被写体が動いているような場合であっ
てもフリッカ現象等を伴なうことのないフレームスチル
画像の映像信号となる。しかも、上記信号電荷は、シャ
ッタ機構４を閉成した状態で読出されるものであるから
スミャ現象を伴なうことがない。さらに、上記信号電荷
を垂直転送レジスタ部９３に移す直前に、該垂直転送レ
ジスタ部９３に残存している不用電荷を掃出しているの
で、上記不用電荷によるブルーミング現象を伴うことが
ない０ さらに、上述の如き実施例においては、常開のシャッタ
機構４を用いているので、シャンク操作部材５を操作し
てスチル撮像を行なう前に固体イメージセンサ９から読
出される信号電荷を利用して、シャンクスピードや絞り
の自動設定あるいは映像信号の自動レベル調整等を行な
うことができる。

第５図は、所謂絞り優先の自動制御システムの一実施例
を示している。

第５図において、固体イメージセンサ９は、同期信号発
生器５１からの垂直同期信号Ｖｓｙｎｃおよび水平同期
信号Ｈｓｙｎｃに基いて駆動回路５０にて形成される各
転送りロックパルスＩＨ，ｌｖにて駆動され、上述の撮
像動作を行なうようになっている。

上記固体イメージセンサ９から読出される映像信号は、
上述の記録系回路１０に供給されるとともに、平均値検
波回路４１に供給されている。この平均値検波回路４１
は、上記固体イメージセンサ９からの映像信号の平均直
流レベルＬＡを検波出力としてレベル比較器４３に供給
する。ここで、上記検波回路４１の検波出力は、固体イ
メージセンサ９にて撮像する被写体像が明るいときには
直流レベルが下がり、逆に暗い被写体像を撮像している
ときには直流レベルが上がるようになっている。

また、上記同期信号発生器５１から垂直同期信号Ｖｓｙ
ｎｃが供給されている鋸歯状波信号発生器４２は、上記
垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに基いて第６図Ｂに示す如き鋸
歯状波信号ＳＷを形成し、この鋸歯状波信号ＳＷを上記
レベル比較器４３に供給する。

ここで、上記鋸歯状波信号ＳＷの傾斜角度θは、絞り機
構３の設定状態に応じて設定されるもので、該絞り機構
３により撮像光の光学通路が絞り込まれる程小さな角度
に設定される。゛ 上記レベル比較器４３において、上記鋸歯状波信号ＳＷ
の信号レベルと上記検波出力の信号レベルＬＡとをレベ
ル比較することにより得られる第６図Ｃに示す如き矩形
波信号ＳＱは、上記露光期間ＴＳに相当するパルス巾τ
を有するもので、その立下りエッヂにてモノステーブル
マルチバイブレーク４４をトリガーしている。上記モノ
ステーブルマルチバイブレータ４４からは、垂直走査期
間１■毎に第６図りに示す如きシー−ツタパルスＳＰが
得られる。そして、上記シャッタパルスＳＰはＡＮＤゲ
ート４５を介して出力されるようになっている。

上記ＡＮＤゲート回路４５は、上記シャック操作部材５
の操作によりゲート制御されるもので、第１のフリップ
フロップ４６を第２のフリップフロップ４７とにて形成
されるゲート信号が供給されている。上記第１のフリッ
プフロップ４６は、シャッタ操作部材５の操作にてレリ
ーズスイッチ７１が閉成される毎にトリガーされ、その
肯定出力信号を第２のフリップフロップ４７のＪ入力を
論理「１」にする。上記第２のフリップフロップ４７は
、そのクロ７り入力として上記垂直同期信号ｖｓｙｎＣ
に同期したＰＣ）パルスが供給されており、上記Ｊ入力
が論理「１」になって最初のＰＧパルスにてトリガーさ
れる。ここで、上記ＰＧパルスは、上記回転磁気ディス
ク１２の駆動モータ１３のサーボ系にて上記垂直同期信
号Ｖｉｙｎｃと同期がとられており、該垂直同期信号Ｖ
ａｙｎ。と同一タイミングで得られる。上記第２のフリ
ップフロップ４７の肯定出力信号は、上記第１のフリッ
プフロップ４６にクリヤ信号として供給されるとともに
、上記ＡＮＤゲート４５にゲート信号として供給される
。ここで、上記第１のフリノプフロンプ４６は、第６図
Ｅに示すようにレリーズスイッチγ１が閉されたタイミ
ングｔｓから最初のＰＧパルスのタイミングｔｏまで論
理ｒｌＪなる肯定出力信号を出力する。また、上記第２
のフリップフロップ４１は、第５図Ｆに示すように上記
ｔｏなるタイミングから次のＰＧパルスのタイミングｔ
１まで論理「１」なる肯定出力信号を出力する。

従って、上記ＡＮＤゲート４５からは、シャッタ操作部
材５を操作したタイミングｉｓの後の最初の垂直同期信
号Ｖｌｙｎｅのタイミングｔｏから上記露光期間Ｔｓ経
過後に第６図Ｇに示す如きシャンクパルスが出力される
。上記ＡＮＤゲート４５からのシャッタパレスによって
、シャッタ機構４は閉成状態にされる。そして、上記シ
ャック機構４が閉成されている間に、上述の如くフレー
ムスチル画像の映像信号を団体イメージセンサ９から読
出す。なお、上記シャ７り機構４は、シャツタ板４Ａを
ロータリープランジャ４Ｂにて駆動するようにした機械
的な構造のものが用いられている。

上記シャツタ板４Ａの代りにＰＬＺＴ等の電子制御可能
な光学素子等を用いても良い。

上述の実施例の説明から明らかなように、本発明によれ
ばイメージセンサから外部同期信号に同期して映像信号
を読み出すようにした撮像装置において、イメージセン
サに照射される撮像光の光学通路にシャンクを設け、シ
ャッタ操作信号に応答して上記外部同期信号の発生時点
から所定の露光時間経過後に上記シャッタを開放状態か
ら閉成状態にして、映像信号の読み出しを行なうように
シタ４ｃ！：によって、シャッタ素子を閉成するまでの
期間を露光時間とするスチル画像の撮像を行なうことが
でき、しかも上記ンヤノタ素子を閉成状態で撮像素子か
ら映像信号を読み出すのでスミャ現象の無い極めて画質
の良好なスチル画像の撮像を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す模式的な構成図である
。第２図は上記実施例の動作を説明するためのタイムチ
ャートである。第３図は上記実施例に用いられる固体イ
メージセンサの構造例を示す模式的な平面図である。第
４図人ないし第４図Ｅは上記固体イメージセンサからの
信号読出し動作を説明するための模式的な平面図であり
、第４図人は通常のゲート開成期間における信号電荷の
移動状態を示し、第４図Ｂは信号読出し期間における信
号電荷の移動状態を示し、第４図Ｃは電荷掃出期間にお
ける信号電荷の移動状態を示し、第４図りはフレームス
チル画像の撮像時における第１フィールド分の信号電荷
の移動状態を示し、第４図Ｅは同じく第２フィールド分
の信号電荷の移動状態を示している。第５図は上記実施
例において、絞り優先の自動制御システムを構成した場
合の回路構造を示すブロック図である。第６図は上記自
動制御システムの動作を説明するためのタイムチャート
である。 ４・・・・・・・・・・・・シャッタ機構。 ５・・・・・・・・・・・・シャック操作部材９・・・
・・・・・・・・・固体イメージセンサ１０・・・・・
・・・・記録回路 １１・・・・・・・・・磁気ヘッド １２・・・・曲・回転磁気ディスク １３・・・・・・・・・駆動モータ ４０・・・・・・・・・シャッタ駆動回路５０・・・・
・・・・・イメージセンサ駆動回路６０・・・・・・・
・・モータ駆動回路１０・・・・・・・・・制御回路 特許出願人　ソニー株式会社 代理人　弁理士　小　池　　　晃 同　　　　日　　村　　榮　　− ３ａｍ ３ 第４１！ＩＥ ５ 手続補正書（方式） 昭和５７年５月１１０ 特許庁長官　島　１）春　樹　　殿 １、事件の表示 昭和５６　年　特許願第２１２０５４号３、補正をする
者 事件との関係　　　　特許出願人 住　所東京部品用区北品用６丁目７番３５号氏名（２１
８）ソニー株式会社 （名称）　代表者　　岩　間　和　夫 ４、代理人 〒１０５ 昭和５７年４月９日（発送日　昭和５７年４月２７日）
６、補正の対象 図面 ７、補正の内容

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. イメージセンサから外部同期信号に同期して映像信号を
   読み出すようにした撮像装置において、上記イメージセ
   ンサに照射される撮像光の光学通路にシャッタを設け、
   シャッタ操作信号に応答して上記外部同期信号の発生時
   点から所定の露光時間経過後に上記シャックを開放状態
   から閉成状態にして、映像信号の読み出しを行なうよう
   にした撮像装置。