JPS60142679A - 電子カメラのシヤツタ装置 - 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】 ［発鴫の技術分野〕 この発明は、電子カメラのシャッタ装置に関し、特にた
とえば撮像手段として固体撮像素子を用いるような電子
カメラに適用されるシャッタ￥Ａｌｉに関する。

［従来技術］ 第１図は従来の電子カメラを示す概略ブロック図である
。図において、被写体からの光はレンズ１によって集光
され、固体撮ＩＩｌ装置１３上に結像される。この固体
１１１１ｍ装冒３は、第３図に承すような固体撮像素子
と、この固体ＩＩ像素子からｖａ像出力を読出すための
スキャン信号発生回路（図示せず）とを含んで構成され
る。固体撮像装＠３から導出される撮像出力は、信号処
理回路４に与えられる。この信号処理回路４は、与えら
れたｌ１ｉｌ像出力をビデオ信号に変換するための回路
である。信号処理回路４から出力されるビデオ信号は、
記録回路１０に与えられる。この記録回路１０＆才、た
とえば磁気ディスクなどの記録媒体にビデオ信号を記録
するための回路である。一方、同期信号発生回路５から
出力される同期信号は、上）本の＠号処理回Ｍ４および
配録回路１０に与えらねる。信号処理回路４および記録
回路１０は、この同期信号に同期してての動作を行なう
。また、同期信号発生回路５か出力される同期信号は、
ドライバ７に与えられる。このドライバ７は、たとえば
電力増幅器等を含み、上述の固体撮像装置３を駆動する
ためのドライブ信号を発生する。このドライブ信号は、
ゲート回路８を介して固体撮像装置３に与えられる。

以上説明した構成が電子カメラの基本的な構成であるが
、以下にはこの電子カメラに用いられるシャッタ装置の
構成について説明する。シャッタスイッチ６は、通常の
光学的カメラと同様に、操作者が被写体の像を記録した
いときに押圧するものである。このシャッタスイッチ６
から得られるシャッタ信号は、記録タイミング信号・ゲ
ート信号発生回路９に与えられるとともに、ゲート回路
８に与えられる。この記録タイミング信号・ゲート信号
発生回路９には、上述の同期信号発生回路５から同期信
号が与えられるとともに、記録回路１０からりロック信
号が与えられる。２釘タイミング信号・グー１−信号発
生回路９は、図示しないが、たとえばフリップフロップ
などを含み、与えられるこれらの信号に基づいて、ゲー
ト信号および記録タイミング信号を発生する。ゲート信
号は、ゲート回路８に与えられ、記録タイミング信号は
記録回路１０に与えられる。ゲート回路８は、記録タイ
ミング信号・ゲート信号発生回路９から与えられるゲー
ト信号と、シャッタスイッチ６から与えられるシャッタ
信号と、ドライバ７から与えられるドライブ信号（増幅
された同期信号）とに基づいて、シャッタ間開化りを発
生し、光学式シャッタ２に与える。この光学式シャッタ
２は、レンズ１と固体撮像装置３との間に配置され、シ
ャツタ開閉信号に応答してそのシャッタ動作を行なう。

第２図は第１図に示す電子カメラの各部における信号の
波形図である。第２図（ａ　）は同期信号発生回路５か
ら発生される同期信号を示し、第２図（Ｍはシャッタス
イッチ６から出力されるシャッタ信号を示し、第２図（
Ｃ）はゲート回路８から光学式シャッタ２に与えられる
シャツタ開閉信号を示し、第２図（ｄ）は記録タイミン
グ信号・ゲート信号発生回路９からゲート回路８に当ら
れるゲート信号を示し、第２図（ｅ’）はゲート回路８
から固体撮像装置３に与えられるドライブ信号を示し、
第２図（ｆ）は記録タイミング信号・ゲート信号発生回
路９から記録回路１０に与えられる記録タイミング信号
を示す。また、第２図（ｇ）は、固体撮像装置３に含ま
れる固体撮像素子の蓄積電荷量を示す。

５− 以下、第２図を参照して第１図の動作について説明する
。

まず、光学式シャッタ２は通常の状態では開いており、
したがって固体撮像装置３からは常時撮像出力が得られ
る。これは、図示しないモニタテレビなどに被写体の像
を映し出すためである。操作者はこのモニタテレビの像
を見ながら記録したい瞬間にくるとシャッタスイッチ６
を押圧する。

シャッタスイッチ６の押圧により、記録タイミング信号
・ゲート信号発生回路９には、第２図（ｂ）に示すよう
なシャッタ信号が与えられる。

記録タイミング信号・ゲート信号発生回路９は、このシ
ャッタ信号と第２図（ａ　）に示す同期信号とに基づい
て、第２図（ｄ）に示すようなゲート信号を発生する。

このゲート信号はゲート回路８に与えられる。ゲート回
路８は、このゲート信号と上記シャッタ信号およびドラ
イバ７からのドライブ信号とに基づいて、第２図（Ｃ）
に示すようなシャツタ開閉信号を発生する。ここで、こ
のシャツタ開閉信号について詳細に説明する。前述の６
− ように、光学式シャッタ２は常時は開成状態を保持させ
るため、シャツタ開閉信号は常時はハイレベルとなって
いる。シャッタ信号が得られてから最初の同期信号パル
スが来ると、シャツタ開閉信号はローレベルに反転され
る。そして、ゲート信号が来ると再びハイレベルに反転
され、ゲート信号がハイレベルの期間シャツタ開閉信号
もハイレベル状態に保持される。ゲート信号の立下がり
によってシャツタ開閉信号がローレベル状態に反転され
ると、今度は２つ目の同期信号パルスが来た時点で再び
シャツタ開閉信号がハイレベル状態に反転される。この
ように、シャッタ信号が得られるとシャッタ開閉１ロは
２度ローレベル状態となる。したがって、光学式シャッ
タ２は２度閉じられることになる。この２度閉じられる
間に光学式シャッタ２が開いている時間がこの電子カメ
ラのシャッタスピードとなる。このシャッタスピードは
ゲート信号のハイレベル期間の長さを変えることによっ
て調整することができる。第１図には図示されていない
が、この電子カメラにはシ１？ツタスピード調整用のス
イッチあるいはつまみなどがあり、このスイッチあるい
はつまみを操作することによってグー１〜信弓のハイレ
ベル期間の長さすなわらシトツタスピードを調整できる
。

一方ドライバフから出力されるドライブ信号は、ゲート
回路８によってグー１−信号のハイレベルの期間ゲート
・され、第２図（ｅ）に示すようなドライブ信号が固体
＋ｉｉ像装謬３のスキャン信号発生回路（図示せず）に
与えられる。スキャン信号発生回路は、ドライブ信号に
含まれるパルスがりえられろごとに固体撮像素子から撮
像出力を読出すためのスキャンパルスを発生する。常時
は、ドライブ信号には一定周期ごとにパルスが含まれて
いるため、固体撮像素子からはこの一定周期ごとに撮像
出力が読出される。ところが、シャッタスイッチ６が押
圧されてシャッタ信号が得られると、グー！−信号がハ
イ１ノベルの期間ドライブ信号からパルスが除去される
。］ノたがって、ゲート信号がハイレベルの期間すなわ
ち光学式シャッタ２が２度の開成状態の間で開成されて
いる期間固体撮像素子からは撮像出力が読出されない。

したがって、第２図（ｇ）に示すように、固体撮像素子
の蓄積電宵闇（、Ｌ１ゲート信号がバーｆレベルの期間
増加することになる。このどきのｗｆｉ！！電荷邑（ま
、１．ｌ述のシトツタスピードに４ａ　ｌｌ’５　して
いる。すなわち、シャックスピードが速ければ固Ｋ　’
ａ　ｍ素子の菩積電荷笥は少なくなり、Ｐ！にシャッタ
スピードが遅ければ固体県餘索子の蓄積電荷Ｌ１は多く
なる。ゲート化９が立下がって光学式シャ・ソウ２が閉
じられると、固ＩＣ，Ｐａ　ｍ素子の蓄積電荷狙はその
状態を保持し、その後最初に来るドライブ信号のパルス
に同期してその蓄積された電荷が読出される。

一方、記録タイミング信号・ゲート信号発生回路９は、
シャッタ信号が与えられると、記録回路１０からのクロ
ック信号を待って第６図（ｆ）に示すような記録タイミ
ング信号を導出する。なお、記録回路１０から出力され
るクロック信号は、たとえば贈気ディスクに記録するよ
うな場合、円囲上の一定の位置から記録する必要がある
ため、その記録位置に来たことを示す信号である。記録
回９− 路１０は、記録タイミング信号に応答して、そのとき信
号処理回路４から与えられているビデオ信号を記録媒体
に記録する。

第３図は第１図に示す固体撮像装置３に含まれる固体撮
像素子を示す回路図である。図示のごと（、固体撮像素
子は、それぞれに光電変換素子２０を含む回路ユニット
Ａがマトリクス状に接続されて構成される。それぞれの
回路ユニットＡ（Ａ４．〜Ａ、ｎ＋、）は、さらにコン
デンサ２１と、スイッチング素子１８および１９を含む
。コンデンサ２１は、光電変換素子２０から導出される
電荷を蓄積するためのものである。また、スイッチング
素子１８は、各ユニットの中で同じ行のもの（第３図に
おいて左右方向に配列されているもの）同士共通接続さ
れる。また、スイッチング素子１９は各ユニットの中で
同じ列のもの（第３図において上下方向に配列されてい
るもの）同士共通接続される。これらスイッチング素子
１８および１９は、コンデンサ２１に蓄積された電荷を
読出すためのものである。すなわち、ある行およびある
１０− 列が選択されてスイッチング素子１８および１９が両方
ともオンすると、コンデンサ２１に蓄積された電荷が外
部に読出される。

第４図は第３図に示す固体ｔａｓｔ素子の動作を説明す
るためのタイムチャートである。以下、この第４図を参
照して第３図の固体ｗＡ像素子の動作を説明する。第４
図（Ｃ）〜（ｅ）は、固体！ｌ像素子の行選択のための
スキャンパルスを示しており、第４図（ｆ）〜（＋＞は
列選択のためのスキャンパルスを示している。図示のご
とく、同期信号の１周期で１行目から最終行（最下行）
までのスイッチ１８が選択れる。一方、１つの行のスイ
ッチ１８が選択されている間に、１列目から最終列（最
右列）までのスイッチ１９が選択される。したがって、
同期信号の１周期の間に全回路ユニット八からのＷｉ像
出力すなわち蓄積電荷が読出される。なお、シャッタス
イッチ６が押圧されて所定時間光学式シャッタ２が開成
されるが、その間に蓄積された電荷は、シャツタ開閉信
号の２度目のローレベル状態のときに読出され、記録回
路１０で記録される。

上述のごとく、従来の電子カメラにおけるシャッタ装置
は、光学式シャッタ２を用いているので、どうしてもそ
の収納スペースを確保する必要があり、電子カメラのｗ
ｉｔ化、小形化の妨げの原因となっていた。また、コス
ト面においても高くつくなどの欠点があった。さらに、
露出時間の精度の面においても、光学式シャッタの場合
は開閉時間のずれが発生するなどの欠点があった。

［Ｒ明の概要］ この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、従来の光学式シャッタに代えて
固体撮像素子そのものにシャッタスピードｍｕ用のスイ
ッチング素子を設け、シャッタ信号が得られたとぎこの
シャッタスピード調整用スイッチング素子のオンオフを
制御することによってシャッタスピードを制ｍｖるよう
なシャッタ装置を提供することを目的としている。

以下、図面に示す実施例とともにこの発明をより具体的
に説明する。

［発明の実施例］ 第５図はこの発明の一実施例を示す概略ブロック図であ
る。なお、この実施例は以下の点を除いて第１図の従来
の電子カメラと同様の構成であり、相当する部分には同
じ参照番号を付し、その説明を省略する。図において、
この実施例では第１図のような光学式シャッタ２は設け
られていない。

その代わりに、固体撮像装置３３に含まれる固体撮像素
子の中は、シャッタスピード調整用スイッチング素子３
６（第７図参照）が設けられる。このスイッチング素子
３６のオンオフは、ゲート回路３４から固体撮像装置３
３に与えられるスイッチ３６のオンオフ信号によって制
御される。

第６図は第５図に示す電子カメラの各部における信号の
波形図である。この第６図（Ｃ）に示されるスイッチ３
６のオンオフ信号は、第２図（Ｃ）に示されるシャッタ
ｎｒＷＩ信号と全く同様の信号である。すなわち、ゲー
ト回路３４は、ドライバ７から与えられるドライブ信号
と、シャッタスイッチ６から与えられるシャッタ信号と
、記録タイミー１３− ング信号・ゲート信号発生回路９から与えられるゲート
信号とに基づいて、このスイッチ３６のオンオフ信号を
発生する。シャッタスイッチ６からシャッタ信号が得ら
れると、スイッチ３６のオンオフ信号は２度ローレベル
状態となる。この２度のローレベル状態の間におけるハ
イレベル状態の期間がこの電子カメラのシャッタスピー
ドとなる。

この２度のローレベル状態の間におけるハイレベル状態
の期間すなわちシャッタスピードは、ゲート信号のハイ
レベル期間の長さによって決められる。

第７図は第５図に示す固体撮像装［３３に含まれる同体
ｍ像素子を示す回路図である。図において、この固体ｍ
ｓ素子は、複数個の回路ユニットＢがマトリクス状に接
続配置されて構成される。

各回路ユニットは、第３図の場合と同様に、光電変検素
子２０と、この光電変換素子２０から導出される電荷を
蓄積するコンデンサ２１と、行方向の選択のためのスイ
ッチング素子１８と、列方向の選択のためのスイッチン
グ素子１９とを含む。

１４− さらに、この実施例の固体撮像素子では、光電変換素子
２０とコンデンサ２１との間にシャッタスピード調整用
のスイッチング素子３６が介挿される。各回路ユニット
にお曝プるスイッチング素子３６の制御電極は共通接続
される。この共通接続されたスイッチング素子３６の制
御電極には、第５図のゲート回路３４からオンオフ信号
が与えられる。

第８図は第７図に示す固体撮像素子の動作を説明するた
めのタイムチャートである。

以下、第５図〜第８図を参照１ノで上述の実施例の動作
を説明する。なお、この実施例の動作の説明において、
第１図の従来の電子カメラの動作と同様の部分について
は、適宜その説明を省略する。

まず、通常の状態においては、第６図（ｃ）および第８
図（ａ　）に示すスイッチ３６のオンオフ信号は常にハ
イレベルとなっており、したがってスイッチ３６は常に
オン状態とされている。したがって、コンデンサ２１は
光電変換素子２０から導出される電荷を常に蓄積してる
。この蓄積された電荷は、ゲート回路３４から固体撮像
装置３３に与えられるドライブ信号に含まれるパルスに
応答して外部に読出される。この読出のための固体撮像
素子のスキャンパルスは、第８図（０）〜（１）に示さ
れる。なお、このスキャンパルスは第１図の場合と同１
！固体撮像素子３３内に含まれるスキャン信号発生回路
（図示せず）において発生される。

一方、シャッタスイッチ６が押圧されると、第６図（Ｃ
）に示すようにスイッチ３６のオンオフ信号はローレベ
ル状態となる。これによって、スイッチ３６はオフ状態
とされる。その後、スイッチ３６のオンオフ信号はハイ
レベル状態とされ、スイッチ３６がオン状態とされる。

このとき、コンデンサ２１に蓄積された電荷の読出が禁
止されているため、コンデンサ２１はスイッチ３６がオ
ンしている時間に応じた量の電荷を蓄積する。その後、
スイッチ３６のオンオフ信号は再びローレベル状態に反
転し、それによってスイッチ３６がオフ状態とされる。

このスイッチ３６がオフされている期間に、コンデンサ
２１に蓄積された電荷が読出される。電荷のｊ５！田し
が確実に行なわわるようにするために、この２度目のオ
フ期間は少なくとも同期信号の１周ｇ１以上となるよう
に選ばれている。このとき、記録タイミング信号・ゲー
ト信号発生回路９から記録回路１０には、第６図（ｆ）
に示す記録タイミング信号が与えられる。

したがって、記録回路１０は、このとき信号処理回路４
から出力されるビデオ信号を所定の記録媒体に記録する
。

なお、この実施例の電子カメラにも、第１図の従来の電
子カメラと同様に、シャッタスピード調整用のスイッチ
あるいはつまみなどが設けられており、このスイッチあ
るいはつまみにより上記シャッタスピードが任意に設定
される。すなわち、これらスイッチあるいはつまみによ
ってゲート回路３４から出力されるゲート信号のハイレ
ベル期間の良さがｖ４整され、それによってスイッチ３
６の２度のオフ状態の間のオン期間が変えられる。

１７− 以上説明した実施例によれば、シャッタスピードすなわ
ち固体撮像素子における電荷蓄ＭＢｉ’７間を自由に設
定することができるので、あらゆる輝度の被写体に対し
解像度の高い撮影が可能になる。

また、従来の光学式シャッタに代えて固体Ｗ１鍮素子の
中にシャッタスピード調整用のスイッチング素子３６を
設けるようにしたので、従来光学式シャッタを収納して
いたスペースが不要となり、電子カメラの小形化、軽量
化および低コスト化を進めることができる。さらに、従
来の光学式シャッタに比べてシャッタスピード精度の向
上を図ることができる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、従来の光学式シャッ
タに代えて固体ｍ機素子の中にシャッタスピード調整用
のスイッチング素子を設けるようにしたので、シャッタ
を収納するためのスペースがほとんど不要となり、電子
カメラの小形化、軽量化、低コスト化を進めることがで
きる。また、光学式シャッタに比べてスイッチング素子
による１８− シャッタは、その精度および応答性の面で優れているた
め、シャッタスピードの精度の向上を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子カメラを示す概略ブロック図である
。第２図は第１図に示す電子カメラの各部における信号
の波形図である。第３図は第１図に示す固体撮像装置に
含まれる固体撮像素子を示す回路図である。第４図は第
３図に示す固体撮像素子の動作を説明するためのタイム
チャートである。第５図はこの発明の一実施例を示す概
略ブロック図である。第６図は第５図に示す電子カメラ
の各部の信号の波形図である。第７図は第５図に示す固
体ＷＡ像装置３３に含まねる固体撮像素子を示す回路図
である。第８図は第７図に示す固体搬像素子の動作を説
明するためのタイムチャートである。 図において、１はレンズ、４は信号処理回路、５は同期
信号発生回路、６はシャッタスイッチ、７はドライバ、
９は記録タイミング信号・ゲート信号発生回路、１０は
記録回路、２ｏは光電変換素子、２１はコンデンサ、１
日は行選択用のスイッチング素子、１９は列選択用のス
イッチング素子、３３は固体撮像装置、３４はゲート回
路、３６はシャッタスピード調整用のスイッチング素子
を示す。 代理人　大　岩　増　雄 手続補正書（自発） 特許庁長官殿 ２、発明の名称 電子カメラのＶヤツタ装置 ３、補正をする者 代表者片由仁へ部 ４、代理人 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 明細書第３頁第１２行ないし第１３行の「同期信号発生
回路５か出力」を「同期信号発生回路５から出力」に補
正する。 以上 　２　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被写本の像を固体撮像素子によってｗｉ像し、該固体撮
   像素子から導出される撮像出力をビデオ信号に変換して
   所定の記録媒体に記録するような電子カメラに用いられ
   るシャッタ装置であって、前記固体県象素子は、′複数
   個の光′ｖ！Ａ変換素子ど、前記光電変換素子から導出
   される電荷を充電する複数個のコンデンサとを含み、該
   コンデンサに充電された電荷を順次読出すことによって
   前記撮像出力とするものであり、 シャッタ信号を発生するためのシャッタ信号発生手段、 前記各充電変換素子と各コンデンサとの間に接続される
   シャッタスピード調整用スイッチング素子、 前記シャッタ信号に応答して、前記シャッタスピード調
   整用スイッチング素子のオンオフを制御し、そのとき前
   記コンデンサが前記電荷を充電する時間を規制する手段
   、および 前記シャッタ信号に応答して、前記電子カメラが所定の
   タイミングで前記記録媒体に前記ビデオ信号を記録する
   ように、記録タイミング信号を発生して前記電子カメラ
   に与える手段を備える、電子カメラのシャッタＫｉ　Ｃ
   ｌ。