JPS6062784A - Image pickup system in electronic camera - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain a still picture signal output with less noise due to the effect of a dark current by measuring directly or indirectly the dark current per unit time of a solid-image pickup element and setting automatically a shutter speed based on the measuring result. CONSTITUTION:A temperature measuring data from a temperature sensor 14 and a photometry data from a photometry section 13 are fetched to an operation controller 11 and the dark current per unit time is calculated based on the temperature measuring data. Then the set shutter speed is read and the propriety of the shutter speed is discriminated to the calculated dark current. When the shutter speed is proper and the depression of the 2nd stage of a shutter button 12 is detected, then a mirror 4 is elevated, a shutter 5 is driven sequentially and the light 1 from an object is image formed on the photosensing plane of the solid- state image pickup element 6. When the shutter speed is inadequate, an alarm display is given to a display device 15 and also the shutter speed and a stop value are corrected automatically.

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、固体撮像素子を用いて静止画像を撮像・記
録する電子カメラにおける撮像方式に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an imaging system in an electronic camera that captures and records still images using a solid-state imaging device.

［発明の技術的背景とその問題点］ ＣＯＤやＭＯＳ等からなる固体撮像素子を用いた撮像装
置は、動画像の撮像用であるビデオカメラとして既に実
用化され始めているが、最近ではこの固体撮像素子を静
止画像の撮像に利用するいわゆる電子カメラが注目され
ている。[Technical background of the invention and its problems] Imaging devices using solid-state imaging devices such as COD and MOS have already begun to be put into practical use as video cameras for capturing moving images. 2. Description of the Related Art So-called electronic cameras that use elements to capture still images are attracting attention.

ビデオカメラの場合、感光面の露光時間は通常、テレビ
ジョンの１フレームに相当する１／３０秒一定であり、
感光面の全画素の電荷を読み出すのに要する時間もまた
１／３０秒一定である。これに対し、電子カメラでは従
来からのフィルム使用カメラと同様にシャッタが用いら
れ、その露光時間（シャッタ時間）は数秒〜１／１００
０秒程度と広範囲に変化する。このためビデオカメラで
はあまり問題とならなかった暗電流の影響が問題となる
。In the case of a video camera, the exposure time of the photosensitive surface is usually constant at 1/30 second, which corresponds to one frame on television.
The time required to read out the charges of all pixels on the photosensitive surface is also constant at 1/30 second. On the other hand, electronic cameras use a shutter like conventional film-based cameras, and the exposure time (shutter time) ranges from several seconds to 1/100
It varies over a wide range of about 0 seconds. Therefore, the influence of dark current, which has not been a problem with video cameras, becomes a problem.

すなわち、固体搬像素子はフォトダイオードのような光
電変換素子からなる画素を二次元に配列して感光面が構
成されており、各画素は入射光による信号電荷以外に雑
音として熱励起による電荷を発生する。この熱励起によ
る雑音電荷に基く電流が暗電流と呼ばれるもので、出力
画像信号のＳ／間を低下させる要因となる。In other words, the photosensitive surface of a solid-state image device is composed of a two-dimensional array of pixels consisting of photoelectric conversion elements such as photodiodes, and each pixel generates charges due to thermal excitation as noise in addition to signal charges caused by incident light. Occur. A current based on noise charges caused by this thermal excitation is called a dark current, and is a factor that reduces the S/total ratio of the output image signal.

この暗電流は周囲温度により指数関数的に増大し、また
電荷蓄積時間に比例して増加する。従って特に周囲温度
が高く、しかもシャッタ速度が遅い場合には、暗電流に
よるＳ／間の低下が大きな問題となってくる。またシャ
ッタ速度により暗電流の値、すなわち出力画像信号のＳ
／間が変化することも実用上好ましくない。This dark current increases exponentially with the ambient temperature and increases in proportion to the charge accumulation time. Therefore, especially when the ambient temperature is high and the shutter speed is slow, the reduction in S/ due to dark current becomes a big problem. In addition, depending on the shutter speed, the value of the dark current, that is, the S of the output image signal.
It is also practically undesirable for the period between / to change.

［発明の目的］ この発明の目的は、常に暗電流の影響による雑音の少な
い静止画像信号出力が得られるようにした電子カメラに
おける撮像方式を提供することにある。[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide an imaging system for an electronic camera that can always output a still image signal with less noise due to the influence of dark current.

［発明の概要］ この発明は、撮像に先立ち固体撮像素子の単位時間当り
の暗電流を直接または間接的に測定し、この暗電流測定
結果に基いて、予め設定されたシャッタ速度が適正か否
かの判定、またはシャッタ速度の自動設定を行なうこと
によって、例えばマニュアルで露光量（シャッタ速度お
よび絞り値）を設定する場合に暗電流が大きくなり過ぎ
る程度にシャッタ速度を遅く設定してしまうことを防止
し、また自動露出の場合には暗電流が所定値以下に制限
されるようなシャッタ速度が自動的に設定されるように
したものである。[Summary of the Invention] The present invention directly or indirectly measures the dark current per unit time of a solid-state image sensor prior to imaging, and determines whether a preset shutter speed is appropriate based on the dark current measurement result. By determining whether or not the shutter speed is set automatically, for example, when manually setting the exposure amount (shutter speed and aperture value), you can avoid setting the shutter speed so slow that the dark current becomes too large. In addition, in the case of automatic exposure, a shutter speed is automatically set such that the dark current is limited to a predetermined value or less.

［発明の効果］ この発明によれば、周囲温度の変動に対しマニュアルお
よび自動露出のいずれの場合においても暗電流がある限
度以上に増加するのを未然に防止し、もって常にＳ／間
の良好な静止画像信号を得ることができる。[Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to prevent dark current from increasing beyond a certain limit in both manual and automatic exposure due to changes in ambient temperature, thereby always maintaining a good S/total ratio. A still image signal can be obtained.

［発明の実施例］ 第１図はこの発明の一実施例に係わる電子カメラの構成
を示すものである。[Embodiment of the Invention] FIG. 1 shows the configuration of an electronic camera according to an embodiment of the invention.

５− 図において、被写体からの光１は撮像レンズ２、絞り３
、ミラー４およびシャッタ５等を経由して固体撮像素子
６に導かれる。シャッタ５は機械的なものでもよいし、
いわゆる光学的シャッタとして知られる透明度が外部制
御により変化するものでもよい。5- In the figure, light 1 from the subject is transmitted through the imaging lens 2 and the aperture 3.
, a mirror 4, a shutter 5, etc., and are guided to a solid-state image sensor 6. The shutter 5 may be mechanical, or
It may also be a so-called optical shutter whose transparency can be changed by external control.

固体撮像素子６は例えば第２図に示すような公知のイン
ターライン転送型ＣＣＤ撮像素子が用いられる。この撮
像素子はフォトダイオードのような光電変換素子からな
る画素２１を二次元に配列して感光面２２を構成して各
画素２１に入射光量に応じた電荷を蓄積し、その蓄積電
荷をフィールドパルスｐｓにより垂直転送部２３に移し
、水平転送部２４を経て出力回路２５から電気信号（画
像信号）として取出すようにしたものである。なお、各
画素２１の発生電荷は実際はその下のポテンシャル井戸
に蓄積され、また転送部２３．２４は転送りロックパル
スＰｖ、Ｐｈによりポテンシャル井戸の深さを順次変え
ることで電荷の移動をおこなう。As the solid-state image sensor 6, for example, a known interline transfer type CCD image sensor as shown in FIG. 2 is used. This image sensor comprises a photosensitive surface 22 by two-dimensionally arranging pixels 21 made up of photoelectric conversion elements such as photodiodes, and accumulates charges in each pixel 21 according to the amount of incident light, and uses the accumulated charges as a field pulse. ps, the signal is transferred to a vertical transfer section 23, passed through a horizontal transfer section 24, and then outputted as an electrical signal (image signal) from an output circuit 25. Note that the charges generated by each pixel 21 are actually accumulated in the potential well below, and the transfer units 23 and 24 move the charges by sequentially changing the depth of the potential well using transfer lock pulses Pv and Ph.

６− 固体撮像素子６の出力信号は増幅器７で増幅された後、
信号処理回路８により処理され、例えば磁気ヘッド９に
より磁気ディスクのような磁気記録媒体１０上に静止画
像として記録される。6- After the output signal of the solid-state image sensor 6 is amplified by the amplifier 7,
The signal is processed by a signal processing circuit 8 and recorded as a still image on a magnetic recording medium 10 such as a magnetic disk by a magnetic head 9, for example.

演算制御装置１１はシャッタボタン１２からの撮像指令
を受けて絞り３．ミラー４．シャッタ５゜信号処理回路
８および記録装置等を制御するものであり、マニュアル
露出時に撮影者により設定されたシャッタ速度および絞
り値の情報が与えられるほか、ミラー４により導かれた
光１の光量を測定する測光部１３からの測光データ、温
度センサ１４からの測温データ等が入力として与えられ
ている。また、この演算制御装置１１には表示器１５が
接続されている。The arithmetic and control device 11 receives an imaging command from the shutter button 12 and adjusts the aperture 3. Mirror 4. Shutter 5° This controls the signal processing circuit 8, recording device, etc., and in addition to providing information on the shutter speed and aperture value set by the photographer during manual exposure, it also controls the amount of light 1 guided by the mirror 4. Photometric data from the photometric unit 13 to be measured, temperature data from the temperature sensor 14, and the like are given as input. Further, a display 15 is connected to this arithmetic and control device 11 .

次に、この実施例における撮像動作を第３図および第４
図に示すフローチャートを参照して説明する。Next, the imaging operation in this example is shown in FIGS. 3 and 4.
This will be explained with reference to the flowchart shown in the figure.

第３図はマニュアル露出時の動作を示すもので、まずス
テップ３０１で２段アクションタイプからなるシャッタ
ボタン１２の１段目が押されたと判断されると、ステッ
プ３０２．３０３で測光部１３からの測光データおよび
温度センサ１４からの測温データが演算制御装置１１に
取込まれる。そしてステップ３０４で測温データに基い
て単位時間当りの暗電流が算出される。次いでステップ
３０５で設定されたシャッタ速度が読取られ、さらにス
テップ３０６においてこのシャッタ速度の適否が判定さ
れる。すなわちステップ３０４で算出された暗電流に対
し、設定されたシャッタ速度が適正か否かが判定される
。この結果、シャッタ速度が適正な場合はステップ３０
７に移行し、ここでシャッタボタン１２の２段目が押さ
れたことが検知されると、ステップ３０８でミラー４が
上昇され、次いでステップ３０９，３１０で絞り３およ
びシャッタ５が順次駆動されて被写体からの光１が固体
撮像素子６の感光面上に結像される。そしてステップ３
１１，３１２で固体撮像素子６の搬像出力が読出され、
さらに増幅器７および信号処理回路８を経て磁気へ、ラ
ド９により磁気記録媒体１０上に書込まれる。FIG. 3 shows the operation during manual exposure. First, in step 301, it is determined that the first step of the shutter button 12, which is a two-step action type, has been pressed. Photometry data and temperature measurement data from the temperature sensor 14 are taken into the arithmetic and control device 11 . Then, in step 304, dark current per unit time is calculated based on the temperature measurement data. Next, in step 305, the set shutter speed is read, and in step 306, it is determined whether this shutter speed is appropriate. That is, it is determined whether the set shutter speed is appropriate for the dark current calculated in step 304. As a result, if the shutter speed is appropriate, step 30
7, when it is detected that the second step of the shutter button 12 has been pressed, the mirror 4 is raised in step 308, and then the aperture 3 and shutter 5 are sequentially driven in steps 309 and 310. Light 1 from the subject is imaged on the photosensitive surface of the solid-state image sensor 6. and step 3
At 11,312, the image carrier output of the solid-state image sensor 6 is read out,
The signal is then magnetically written via an amplifier 7 and a signal processing circuit 8 onto a magnetic recording medium 10 by a RAD 9.

一方、ステップ３０６でシャッタ速度が不適正、すなわ
ちそのシャッタ速度の下で暗電流が出力画像信号に悪影
響（Ｓ／Ｎの極端な低下）を及ぼす程度に増加すると判
定されると、ステップ３１３で例えば表示器１５中のＬ
ＥＤの発光あるいは発音等により警告表示が行われる。On the other hand, if it is determined in step 306 that the shutter speed is inappropriate, that is, that the dark current increases to the extent that it adversely affects the output image signal (an extreme decrease in S/N) under that shutter speed, then in step 313, for example, L in display 15
A warning is displayed by emitting light or sounding the ED.

また、場合によってはステップ３１４によりシャッタ速
度および絞り値の自動修正を行なう。In some cases, the shutter speed and aperture value are automatically corrected in step 314.

次に自動露出の場合は、第４図に示すような手順で撮像
が行なわれる。すなわちステップ４０１〜４０４までは
第３図の場合と同様であるが、ステップ４０４が終わる
とステップ４０２．４０４で得られた測光データおよび
単位時間当りの暗電流の値に基き、ステップ４０５で直
ちにいわゆるプログラム露出方式により最適なシャッタ
速度と絞り値の組合わせを決定する。そして以後は第３
図のシャッタ速度が適正の場合と同様に、ステップ４０
７〜４１１を経て静止画像の撮像・記録が行なわれる。Next, in the case of automatic exposure, imaging is performed according to the procedure shown in FIG. That is, steps 401 to 404 are the same as in the case of FIG. Determine the optimal combination of shutter speed and aperture value using the program exposure method. And after that, the third
As in the case where the shutter speed in the figure is appropriate, step 40
Still images are captured and recorded through steps 7 to 411.

このようにして、常に出力画像信号のＳ／Ｎを９− 良好に維持した状態で撮像を行なうことができる。In this way, the S/N of the output image signal is always kept at 9- Imaging can be performed in a well-maintained state.

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、例えば温度検出手段としては、専用の温度センサを設
けずに固体撮像素子の一部の画素のＰＮ接合を温度セン
サとして利用してもよい。Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and for example, the PN junction of some pixels of a solid-state image sensor may be used as a temperature sensor without providing a dedicated temperature sensor. good.

また、固体撮像素子の一部もしくは全部の画素より読出
された画像信号から暗電流を直接測定することも可能で
ある。Furthermore, it is also possible to directly measure the dark current from image signals read out from some or all of the pixels of the solid-state image sensor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図はこの発明の一実施例に係わる電子カメラの構成
を示す図、第２図は同実施例における固体撮像素子の構
成を概念的に示す図、第３図および第４図はそれぞれ同
実施例におけるマニュアル露出および自動露出時の撮像
動作を説明するためのフローチャートである。 １・・・被写体光、２・・・撮像レンズ、３・・・絞り
、４・・・ミラー、５・・・シャッタ、６・・・固体撮
像素子、９・・・磁気ヘッド、１０・・・磁気記録媒体
、１１・・・演算制御装置、１２・・・シャッタボタン
、１３・・・測光部、１４・・・温度センサ、１５・・
・表示器１０− 特開昭ＧＯ−６２７８４（５）FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an electronic camera according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram conceptually showing the configuration of a solid-state image sensor in the same embodiment, and FIGS. 3 and 4 are the same. 5 is a flowchart for explaining the imaging operation during manual exposure and automatic exposure in the embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Subject light, 2... Imaging lens, 3... Aperture, 4... Mirror, 5... Shutter, 6... Solid-state image sensor, 9... Magnetic head, 10... - Magnetic recording medium, 11... Arithmetic control unit, 12... Shutter button, 13... Photometering section, 14... Temperature sensor, 15...
・Display device 10- JP-A-Sho GO-62784 (5)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）入射光量に応じた電荷を蓄積する画素を二次元に
配列して構成した感光面を有する固体撮像素子およびシ
ャッタを用いて静止画像を撮像し記録する電子カメラに
おいて、前記固体撮像素子の単位時間当りの暗電流を直
接または間接的に測定する手′段を有し、この暗電流測
定結果に基いて、予め設定されたシャッタ速度が適正か
否かの判定またはシャッタ速度の自動°設定を行なうこ
とを特徴とする電子カメラにおける撮像方式。(1) In an electronic camera that captures and records still images using a solid-state image sensor and a shutter, the solid-state image sensor has a photosensitive surface configured by two-dimensionally arranging pixels that accumulate charges according to the amount of incident light. It has a means to directly or indirectly measure the dark current per unit time, and based on this dark current measurement result, it can be determined whether the preset shutter speed is appropriate or it can automatically set the shutter speed. An imaging method for an electronic camera characterized by performing the following. （２）暗電流測定手段は温度センサにより固体撮像素子
の周囲温度を測定し、その測温データから暗電流を算出
・測定するものであ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におけるｍ機力式。(2) The dark current measuring means measures the ambient temperature of the solid-state image sensor using a temperature sensor, and calculates and measures the dark current from the measured temperature data. m mechanical type in electronic cameras. （３）温度センサとして固体撮像素子の一部の画素を利
用することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の電
子カメラにおける撮像方式。(3) An imaging system in an electronic camera according to claim 2, characterized in that some pixels of a solid-state image sensor are used as a temperature sensor. （４）暗電流測定手段は固体撮像素子の一部もしくは全
部の画素より読出された画像信号から暗電流を直接測定
するものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の電子カメラにおける撮像方式。(4) The electronic camera according to claim 1, wherein the dark current measuring means directly measures the dark current from image signals read out from some or all pixels of a solid-state image sensor. Imaging method. （５）暗電流測定結果に基いて、予め定められたシャッ
タ速度が適正か否かの判定を行なった後、その判定結果
を少なくとも否の場合に表示す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における撮像方式。(5) After determining whether a predetermined shutter speed is appropriate based on the dark current measurement result, the determination result is displayed at least in the case of no. An imaging method in the electronic camera according to item 1. （６）予め設定されたシャッタ速度が不適正の場合その
シャッタ速度を自動修正す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における撮像方式。(6) The imaging method for an electronic camera according to claim 1, wherein the shutter speed is automatically corrected if the preset shutter speed is inappropriate. （７）シャッタ速度の自動設定時にそのシャッタ速度に
対応させて絞り値を同時に設定す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における撮像方式
。(7) An imaging system for an electronic camera according to claim 1, characterized in that when the shutter speed is automatically set, an aperture value is simultaneously set in correspondence with the shutter speed.