JPS6025390A - 電子カメラ装置における撮像方式 - 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】 ［発明の技術分野］ この発明（ま、固体撮（象素子を用いて静止画を１ｑる
電子カメラ装置における県１πｉ方式に間する。

［発明の技術的背景とその問題点コ 最近、ＣＯＤ、ＭＯＳ等の固体撮像素子を用い静止画を
撤即して磁気ディスク、半導体メ［り等のフレームメモ
リに記録しそれを再生してテレビジョン受像ｎ等により
表示する電子カメラ’４１同の研究開発が盛んに行なわ
れている。

このような電子カメラ装置では、固体撮像素子としては
原理的に通常の家庭用ビデオカメラにおけると同様のも
のが応用できる。

ところが、通常の家庭用ビデオカメラと同俤な撮＊装閘
を用いたのでは、固体撮像素子の感光面上には連続して
被写体像が結像されるため、静止画像を得゛るには１フ
イールドの画１免だけを抜きとり記録することが行われ
ている。しかし、この方法では任意の時間で被写体像を
とらえることが難かしく、通常のテレビ走査では１　、
’　６０秒のシャッタ時間を必要どし、瞬時の被写体像
を１ワることができなかった。さらに写真カメラで使用
されるように閃光装置を使うことが難しく、単糺に使用
してもテレビ走査と同期しないので、一様な明るさの画
像を１ａることかできないという欠点があった。

一方、通常のテレビジョンシステムでは２フイールドの
画像で１フレームの画像が形成されており、インターレ
ースを行なうことにより走査線の本数を２倍の５２５本
にして垂直方向の解像度を向上させている。したがって
、上記のように１フイールドの画像を抜きとったのでは
垂直方向の解像度が１７７２に減少し、鮮明な画像が得
られないという問題もあった。

さらに、１フレームの画像を用いて静止画を形成しよう
とすると、被写体が動いている場合にはフリッカが生じ
て静止画が著しく見にくくなるという欠点がある。すな
わち被写体が動いている場合には第１．第２のフィール
ドの画素が若干異なるために静止画にフリッカが発生し
、静止画として見にくくなるのである。

固体撮像素子を用いた場合には感光面の各画素に光が入
射することによる電荷蓄積時間が、１フィールド分に相
当するフィールド蓄（＾と、２フィールド分に相当する
）ｌノーム蓄積との２方式があるが、いずれの場合にも
ｆｆ１１．　ｗＳ２のフィールドでは異なる時間の光が
入るので、被写体が移動している場合には１ｑられる信
号が異なってきて上述のような欠点が避けられなかった
。

［発明の目的］ この発明の目的は、閃光装置を使用して鮮明で、しかも
暗い被写体でも十分な明るさの静止画を撮像でき、さら
にインターレースにより１フレームの静止画を得る場合
でもフリッカのない良好な画像が得られる電子カメラ装
置における撮像方式を提供することにある。

［発明の概要］ この発明は、シャッタボタンに連動して固体搬像素子の
感光面の全画素に蓄積されていた残留電荷を消去した後
、閃光装置を発光さけて一定期間全画素を被写体像に応
じて感光させ、次い°にれらの画素から被写体像に対応
した信号電荷を読出して静止画信号を冑るようにしたも
のである。このようにすると、感光時間か実質的に閃光
装置の発光時間で決まり、この時間は一般に非常に短い
ため、動きの速い被写体でも鮮明でかつ明るさの十分な
静止画が１ｑられる。さらにインターレースに際しても
第１．第２フイールドで同一時点の画像が得られるため
、フリッカを生じることはない。

［発明の実施例］ 第１図はこの発明の一実施例に係る電子カメラ装置の構
成を示すものである。図において固体撮像素子４は例え
ばＣＯＤであり、その感光面前方にシャッタ３が設けら
れている。被写体像１はこのシャッタ３が問いたときに
撮像レンズ２を介してＣＣＤ４に結像される。シャッタ
３は、シャッタボタン５を押すことによって制御回路６
から発生される制御信号により開閉制御される。

一方、被写体を照明する閃光装［７（例えば電子閃光装
置）が設けられており、この閃光装置７も制御回路６か
らの制御信号に基い゛Ｃ動作づる。

ＣＣＤ４の電気的な動作は駆動回Ｆ８８よりΣを生され
る駆動パルスによって行なわれ、その画１９出ツノは増
幅器９Ｊ５よびフレームメモリ１０を介して出力端子１
１に取り出される。

被写体１象１の撮像は、通常のフｆルム使用のスヂルカ
メラと同様に被写体をねらってシトツタボタン５を押す
ことによって行なわれる。シャッタボタン５を押すとパ
ルス信号が発生さね、ぞれが制御回路６に与えられる。

制御回路６では、このパルス信号をもどに各種の制ＶＩ
パルスを発生し、そのひとつであるはき出し制御信号１
ま駆動回路８に加えられる。駆動回路８ては、このはき
出し制御信号入来期間、高周波の駆動パルスをＣＣＤ　
４に供給する。これによりＣ０Ｄ４の感光面に残ってい
た残留電荷が一斉にはき出され、感光面の各画素は信＠
電荷が零の状態になる。次に制量回路６よりシャッタ制
御信号が発生され、シャッタ３に供給される。このシャ
ッタ制御Ｉ信号期間シャッタ３が開き、撮像レンズ２に
よって被写体像１がＣＣＤ４の感光面上に結＠される状
態となり、この状態で制御回路６から閃光装置７にトリ
がパルスが与えられて閃光装置１７が発光し、これによ
り被写体像１によって感光面が感光される。

ＣＣＤ４は第２図に示したように多数の画素が２次元に
配列されて感光面を形成している。各画素ＰＩＪ（＋−
１〜４００．ｊ−１〜５００）は通常フォトダイオード
のような光電変換素子により形成され、水平方向には４
００画素、垂直方向には５００画素が配列されている。

また各行の画素Ｐｌｊに隣接して垂直転送部ＣＶｉが設
けられている。さらに、垂直転送部ＣＶｉの下端に隣接
して水平転送部ＣＨ１ｆｉｕけられ、その左端には出力
部２１と出力端子２２が設けられている。

閃光装置７の発光によって被写体像１の明暗に応じた信
号電荷が全画素ＰｔＪに同時に蓄積され、その後、シャ
ッタ３が閉じるとＣＣＤ４の感光面への光が遮断される
ので、各画素Ｐ＋Ｊの信号電荷の蓄積は終了する。各画
素Ｐｉｊに蓄積された信号電荷は駆動回路８からの転送
パルスにより垂直方向の１画素おきの画素、即ち先ず奇
数番目の画素の信号電荷が一斉に垂直転送部ＣＶ　ｉへ
移され、１ラインずつ順次水平転送部ＣＨへ送られる。

水平転送部ＣＨに送られた信号電荷は駆動回路８がらの
転送パルスにより水平方向に転送され、出力部２１を経
て出力端子２２より取り出される。Ｃれにより奇数フィ
ールドの両ｆ！信号が１９られることになる。

奇数番目の画素の信号が全て出力端子２２がら読み出さ
れると、次に垂直方向の１画素おきに残っていた信号、
即ち偶数番目の画素信号が一斉に垂直転送部ＣＶＩに送
られる。そし°Ｃ先と同様に、水平転送部（Ｈ，出力部
２１を経て出力端子２２より取出される。これにより例
数フィールドの画像信号が得られる。即ち、各画素に蓄
（＾された信号電荷は所謂インターレース走査ににり取
出され１フレームの静止画信号が得られる。

こうしてＣＯＤの４の出力に１９られる静１雨上号は増
幅器９に導かれ増幅された後、フレームメモリ１０に供
給される。フレームメモリ１ｏは制御回路６からの制御
信号により記録モードになり、前述の２フレームの画像
信号を記録する。このフレームメモリ１０に記録された
信号は連続して読出され、出力端子１１に静止画信号と
して取出されることになる。

第３図は前ｊボした動作を示すタイムチャー１−で、シ
ャッタボタン５によって第５図（ａ　）に示マバルス信
号が得られると、制御回路６を通して駆動回路８により
ＣＣＤ４に第５図（ｂ）に示すはき出しパルスが加えら
れ、全画素ＰＩＪに残っていた信号電荷は一斉に垂直転
送部ＯＶｉへ移され、はき出される。次に第５図（Ｃ）
に示す例えば１／６０秒のパルス幅を持ったシャッタ制
御信号がシャッタ３に供給されて、シャッタ３が開く。

次にシャッタ３が開いている間に第３図（（１）に示す
トリガパルスが閃光装置７に供給されて閃光装置７が発
光し、５００Ｘ４００の全画素ＰＩＪが一斉に感光され
る。

閃光装置７の発光が終り、シャッタ３が閉じてから各画
素Ｐｌｊに蓄積された信号電荷がインターレースにより
読み出され第３図（ｅ）に示づように垂直方向に奇数番
目の画素からなる第１フイー“ルドの映像信号と偶数番
目の画素からなる第２フイールドの映１や信号が得られ
ることになる。

ＣＣＤ４の出力は増幅器９で増幅された後フレームメモ
リ７０に加えられる。このときフレームメモリ１０は制
御回路６からの制御信号により記録モードとなり、上述
の１フレームの映像信号を記録する。このフレームメモ
リ１０に記録された信号は連続して読み出され、出力端
子１１には静止画信号が１ｑられることになる。尚フレ
ームメモリ１０には通常の磁気ディスク、半導体メモリ
などが使用されるが、ここでは説明をＮ略づる。

以上説明したように、この発明によれば固体撮像素子の
感光面の残留電荷を消去してから閃光装置を発光させ、
その後信号電荷を読み出すことによって、鮮明な静止画
が得られる。

すなわち固体撮像素子の感光面【こ形成された全ての画
素ＰＩＪを同時に短時間感光させ、インターレースによ
り１フレームの画像を１ｑることができるので、高速に
移動する被写体や暗い被写体を良好に画像できるように
なる。その場合、第１フイールドと第２７−ルドとの間
で画像が動くことがないため、見苦しいフリッカが発生
づることがなく、高品位の信号が得られることになる。

さらに、１フイールドを５９．９４　Ｈｚで走査し、イ
ンターレースにより１フレームの静止画が得られるよう
になったので、１日遅延線で補償Ｊるどか、特別なテレ
ビ受像機を用いることなく、標準の家庭用テレビ受像機
を用いても高解像度の静止画を容易に楽しむことができ
るという利点がある。

また、撮像管のように画素がアナログ的に配列されてい
て明確な区切りがない場合には各フィールドでレベルに
差が生じてしまい、これがフリッカの原因となるが、こ
の発明では全画素Ｐｉｊが独立して形成されているので
、複数のフィールド画像で出力レベルの差がなく同一の
信号が得られるという利点がある。

この発明は種々変形して実施が可能であり、例えば上述
の説明では残留電荷の消去後、シャッタが開き、閃光装
置が発光するように説明してきたが、この順序はこれに
限定されることなく、閃光装置の発光の直前に残留電荷
の消去を行なうＪ：うにしでもよい。このようにすると
シャッタ時間がメカニカルなシャッタの開閉に関係なく
、純電子的に正確に設定されるようにすることが可能と
なる。

また上記実施例では固体撮像素子としてＣＯＤを用いて
説明してきたが、ＣＰＤ、Ｏ，ＩＤなどを用いてもよい
ことは勿論である。

また固体撮像素子上に色フイルタアレイを設は単板式カ
ラーカメラの原理を利用Ｊることににって、高解像度の
カラー静止画像が得られるようにすることももちん可能
である。

さらにフレームメモリとして磁気ディスクを用いる場合
には、磁気ディスク１回転で１フレームの画像を記録す
るように覆ると、磁気ディスク１回転上に５２５個の水
平同期パルスが連続して等間隔で記録できるという利点
がある。従来の１フイールドを磁気ディスク１回転上に
記録する場合には１回転上で２６２゜５個の水平同期パ
ルスが並ぶことになり、０．５Ｈの不連続が生じ、通常
のテレビ受像機で表示する場合には０．５Ｈの遅延線を
用いてスイッチングをする等の補正を行なわな（）れば
ならず装置が複雑になる欠点があったが、上記のように
すればこのような補正が不要どなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
はこの発明で用いる固体ｔｌｌｆｉｌ素子の一例を示す
概略図、第３図は同実施例の動作を説明するための波形
図である。 １・・・被写体像、２・・・撮像レンズ、３・・・シャ
ッタ、４・・・固体ｉ像素子（ＣＯＤ）、５・・・シャ
ッタボタン、６・・・制御回路、７・・・閃光装置、８
・・・駆動回路、９・・・増幅器、１０・・・フレーム
メモリ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）多数の画素が二次元に配列されてなる感光面を有
   する固体１最像素子を用いて静止画を得る電子カメラｖ
   Ｚｌｔにおいて、被写体を照明する閃光装置を設け、シ
   ャッタボタンの操作により感光面の全ての画素に蓄積さ
   れていた残留電荷を消去した後、前記閃光装置を発光さ
   せて前記感光面の全ての画素を被写体に応じて感光させ
   、次いで前記感光面の全画素から被写体像に対応した信
   号電荷を読出して静止画信号を１りることを特徴とづる
   電子カメラ装置における撮像方式。
2. （２）感光面からの信号電荷の読出しをインターレース
   により複数のフィールドに分けて行ない、１フレームの
   静止画信号を得ることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の電子カメラ装置における撮像方式。