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JP3581374B2 - Imaging device - Google Patents

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JP3581374B2
JP3581374B2 JP24070892A JP24070892A JP3581374B2 JP 3581374 B2 JP3581374 B2 JP 3581374B2 JP 24070892 A JP24070892 A JP 24070892A JP 24070892 A JP24070892 A JP 24070892A JP 3581374 B2 JP3581374 B2 JP 3581374B2
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JP
Japan
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period
unit
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driving
exposure
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賢治 久間
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Canon Inc
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、光電変換を行い情報の蓄積を行うセンシング手段を有する撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、ビデオカメラにおいて被写体を撮影し、その被写体像より標準テレビジョン信号を形成する際、通常、ビデオカメラに内蔵された撮像素子の露光時間は、標準テレビジョン信号の垂直同期信号の周期(フィールド周期)の1周期分の時間(1フィールド周期)とほぼ同じになるように設定されている(公知のフィールド読み出し)。
【0003】
しかしながら、撮影しようとする状況によっては、被写体の照度不足等の理由で、露光時間を1フィールド期間よりも長くしたい場合や、また、その逆に、高速で動く被写体を撮影する場合等のように、被写体像が流れないようにするため露光時間を1フィールド期間よりも短くしたい場合もあった。
【0004】
このような要求を満足させるために、撮像素子から信号を読み出すタイミングを工夫すると共に、画像メモリを用いることによって、撮像素子の露光時間を1フィールド期間より長くする、いわゆる、スローシャッタという技術や、撮像素子の露光期間中に光電交換を行うセンサ部の電荷を一定期間捨てることによって、撮像素子の露光時間を1フィールド期間よりも短くする、いわゆる、高速電子シャッタと呼ばれる技術があった。
【0005】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、前述の従来例における前記スローシャッタ機能および前記高速電子シャッタ機能は、それぞれ別の特殊機能として扱われていた。
【0006】
図8(a)はスローシャッタ機能の選択動作を説明するための図、また、図8(b)は高速電子シャッタ機能の選択動作を説明するための図である。図8(a)に示すように、前記スローシャッタ機能は、画像メモリを用いた処理という観点から、いわゆるストロボ効果やデジタルスティル等の機能と同じ範疇として扱われているのに対して、図8(b)に示すように、前記高速電子シャッタ機能はそれだけで撮像素子の蓄積時間を制御する独立の機能として扱われていた。
【0007】
よって、撮影者が、シャッタスピードを1/60秒(NTSCの場合)をはさんで低速側から高速側へ、あるいは、その逆に変化させようとすると、前記スローシャッタの機能選択用および前記高速電子シャッタの機能選択用の2つの操作部を操作しなければならなかった。
【0008】
前記課題を考慮して、本発明は、前記スロ−シャッタの機能選択用および前記高速電子シャッタの機能選択用の操作部材を共通の操作手段で操作することにより、撮影者が容易にかつ自由にシャッタスピ−ドを選択可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
従来抱えている課題を解決し、前記目的を達成するために、光を受けて光電変換を行う複数の光電変換部と、前記光電変換部で蓄積された画像情報が出力される出力部と、読み出しパルスが加えられることにより、前記光電変換部からの画像情報を前記出力部へ転送するための転送手段とを有する撮像手段と、前記撮像手段の露光期間が第1の期間になるように、前記第1の期間周期で前記転送手段に前記読み出しパルスを加えることにより、前記撮像手段に画像情報の蓄積を行うように前記撮像手段を駆動する駆動手段とを有する撮像装置であって、前記駆動手段は、前記露光期間が前記第1の期間よりも長くなるように、前記転送手段に前記読み出しパルスを加えることにより、前記光電変換部の信号を前記出力部へ転送した後、前記第1の期間経過後に前記読み出しパルスを前記転送手段に加えず、前記第1の期間経過後からさらに、第2の期間経過後に前記読み出しパルスを前記転送手段に加えるように駆動する第1のモ−ドと、前記露光期間が前記第の期間よりも短くなるように、前記第1の期間内の第3の期間中、電子シャッタ動作によって前記光電変換部での画像情報を掃き捨てるように駆動する第2のモ−ドとを有し、前記撮像装置は、さらに、前記露光期間が、前記第1の期間よりも短い期間で、前記露光期間を長く設定していく場合の操作者の第1の動作と、前記露光期間が、前記第1の期間よりも短い期間と前記第1の期間よりも長い期間をまたぐ期間で、前記露光期間を長く設定していく場合の操作者の第2の動作と、前記露光期間が、前記第1の期間よりも長い期間で、露光時間を長く設定していく場合の操作者の第3の動作と、を共通の部材における同じ動作で可能とし、前記露光期間が、前記第1の期間よりも長い期間で、前記露光期間を短く設定していく場合の操作者の第4の動作と、前記露光期間が、前記第1の期間よりも長い期間と前記第1の期間よりも短い期間をまたぐ範囲で、前記露光期間を短く設定していく場合の操作者の第5の動作と、前記露光期間が、前記第1の期間よりも短い期間で、前記露光期間を短く設定していく場合の操作者の第6の動作と、を共通の部材における同じ動作で可能とするための操作手段と、前記第1の動作が行われ場合に、前記駆動手段を前記第2のモードで駆動させ、前記第1の動作と同じ動作かつ前記第1の動作を行う場合と同じ部材での動作である前記第2の動作が行われた場合に、最初に、前記駆動手段を前記第2のモードで駆動させ、その後、前記駆動手段を前記第1のモードで駆動するように切り替え、前記第1、2の動作と同じ動作かつ前記第1、2の動作を行う場合と同じ部材での動作である前記第3の動作が行われた場合に、前記駆動手段を前記第1の駆動モードで駆動させるように制御し、前記第4の動作が行われた場合に、前記駆動手段を前記第1のモードで駆動させ、前記第4の動作と同じ動作かつ前記第4の動作を行う場合と同じ部材での動作である前記第5の動作が行われた場合に、最初に、前記駆動手段を前記第1のモードで駆動させ、その後、前記駆動手段を前記第2のモードで駆動するように切り替え、前記第4、5の動作と同じ動作かつ前記第4、5の動作を行う場合と同じ部材での動作である前記第6の動作が行われた場合に、前記駆動手段を前記第2の駆動モードで駆動させるように制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【0010】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
【0011】
図1〜図3は本発明による実施例を示し、図1は本発明の一実施例であるビデオカメラの構成を示すブロック図、図2は本実施例における操作を説明するための図、図3は本実施例における操作部の一例を示す図である。また、図4はCCDの概念図、図5はスローシャッタ機能の動作時におけるタイミング図および各部の信号の模式図、図6は図4中のA−A’線に沿った断面図およびポテンシャル図、図7は高速電子シャッタの動作を説明するための各部の信号の摸式図である。
【0012】
まず、図1,図4,図5,図6および図7を用いて、前述のスローシャッタ,高速電子シャッタの動作を説明する。図1において、1は光電変換を行う撮像素子であるCCDで、たとえば図4に示されたような構造になっている。
【0013】
図4は、いわゆるインターライントランスファー型CCDの概略構造を示しており、10は光電変換を行うセンサ部、11は垂直転送レジスタ、12は水平転送レジスタ、13は出力アンプである。
【0014】
2はCCD1の駆動を行う駆動回路、3は標準テレビジョン信号を発生するために必要な、さまざまな同期信号を発生する同期信号発生装置で、4は、同期信号発生装置3からの信号をもとに、CCD1の駆動タイミングや露光(電荷蓄積)時間の制御をするためのタイミングを制御するタイミング制御装置である。5は、CCD1から出力された信号から、輝度信号(Y)および色差信号(R−Y,B−Y)を形成する信号処理回路で、信号処理回路5から出力された出力信号は、A/D変換装置6によって画像信号の記憶に適した形式にA/D変換され、その後、画像メモリ装置7により、タイミング制御装置4から出力された制御信号に応じて、出力および該装置内の記憶部に記憶される。8は画像メモリ装置7から出力された出力信号をD/A変換するD/A変換装置、また、9はD/A変換装置8から出力された輝度信号(Y’)、色差信号((R−Y)’,(B−Y)’)から、標準テレビジョン信号を形成するエンコーダ装置、21はシャッタスピード選択用操作部である。
【0015】
撮影者がシャッタスピード選択用操作部21でスローシャッタにあたるシャッタスピードを選択すると、以下のようにスローシャッタが働く。図5は、いわゆるスローシャッタを用いて前記CCD1の露光時間を約2フィールド期間としたときの蓄積電荷の転送や画像信号の出力等のタイミング図および各部の信号の模式図である。図5中、φROGは、センサ部10に蓄積された電荷を垂直転送レジスタ11に転送するための読み出しタイミング、また、垂直同期信号VDはφROGのもととなるタイミングである。図5に示すように、CCD1の露光時間を約2フィールド期間としたのでφROGパルスを2フィールドに1回だけ加えることにより、センサ部10の電荷は、時刻t0を起点としたとき、約2フィールド期間蓄積された後、時刻t1において垂直転送レジスタ11に移される。その後、電荷は、所定のタイミングで水平転送レジスタに移され、出力アンプ13を通して信号処理回路5へ出力される。
【0016】
ここで、φROGパルスが加えられた直後の1フィールド期間(B1期間)では、時刻t0から時刻t1までの間にセンサ部10に蓄積された電荷、つまり約2フィールド期間蓄積された電荷が出力アンプ13を通して出力される(SB1)が、次の1フィールド期間(B2期間)では、φROGパルスが加えられないため、空の信号が出力されることになる。
【0017】
そこで、図3に示したタイミング制御装置4により、φROGパルスが発生した直後にA/D変換装置6を駆動させ、信号処理回路5から出力される約2フィールド期間蓄積された電荷に対応する画像信号を、画像メモリ装置7に記憶させると同時にD/A変換装置8に伝達する(B1期間)。そして、次の1フィールド(B2期間)では、画像メモリ装置7は、B1期間に画像メモリ装置7に記憶した信号をD/A変換装置8に出力する(B2期間)。したがって、D/A変換装置8には、図5に示すように、2フィールド続けて同じ信号が伝達され、D/A変換されて出力される。以上が、本実施例におけるスローシャッタの動作である。
【0018】
次に、いわゆる電子シャッタについて説明する。図6は、図4中のA−A’線に沿った断面図およびポテンシャル図である。図6において、14は画素分離用のチャンネルストップ(CS),15はセンサ部10に蓄積された電荷を垂直転送レジスタ11に移すためのリードアウトゲート(ROG)である。撮影者が、シャッタスピード選択用操作部21で高速電子シャッタにあたるシャッタスピードを選択すると、以下のように高速電子シャッタが働く。図7は、高速電子シャッタ時の標準テレビジョン信号の1フィールド分の各部の駆動タイミングおよびセンサ部10の実質的な蓄積時間を示す図である。φROGは、リードアウトゲート15に印加される電荷読み出しパルスで、論理レベルが“H”のときにリードアウトゲート15のポテンシャルが下がり、センサ部10の電荷を垂直転送レジスタ11に移す。φSUBは、サブストレート(基板)16に印加される電荷除去パルスで、論理レベル“H”のときにサブストレート16におけるポテンシャルの壁が下がり、センサ部10に蓄積された電荷はサブストレート16に流れ込み、φSUB端子19を通して外部に掃き出される(除去される)。
【0019】
図7において、φROGは不図示の垂直帰線期間内にあり、φSUBは不図示の水平帰線期間内にある。CCD1では、時刻t10でφROG=“H”となることによりセンサ部10の電荷が垂直転送レジスタ11に移された後、次の電荷蓄積期間が始まるが、時刻t11までの水平帰線期間中に、φSUB=“H”となるので、t10からt11までは電荷は外部に掃き出されセンサ部10には残っていない。また、時刻t11からt12まではφSUB=“L”となるので、この期間にセンサ部10に発生した電荷は蓄積され、時刻t12でφROG=“H”となるによって垂直転送レジスタ11に移される。結局、この場合の実質的な露光時間は(t12−t11)となり、これがシャッタスピードになる。そして、このφSUBパルスを制御することによって、センサ部10に電荷が蓄積される期間(t12−t11)、すなわちシャッタスピードを任意に変更することが可能になる。
【0020】
次に、本実施例におけるシャッタスピード選択用操作部21を含んだ機能選択装置を具体的に実現した例を、図2および図3を用いて説明する。シャッタスピード選択用操作部21は、図2に示すように、スローシャッタおよび高速シャッタを同一の範疇として扱っているので、前述したように、撮影者が、シャッタスピードを1/60秒(NTSCの場合)をはさんで低速側から高速側へ、あるいはその逆に変化させようとするときに、シャッタスピード選択用操作部21の操作のみを行えばよい。図3は、シャッタスピード選択用操作部21を含む機能選択装置を示したものである。31はビデオカメラにおける操作部の一部を含む外装部材、33は、機能選択ボタン32で選択された機能の詳細な内容を選択する選択ダイアルで、機能選択ボタン32および選択ダイアル33によって選択された各機能の選択状況は、表示装置34に表示される。ここで、機能選択ボタン32によって選択する機能は、たとえば、オートフォーカス機能や、ズーム機能、シャッタスピード機能などがある。35は機能選択指標で、機能名表示部36に表示された機能名のうち、機能選択ボタン32によって選択した機能名を指すように移動する。37は選択ダイアル33によって選択された各機能の詳細な内容を表示する詳細内容表示部であり、たとえば、詳細内容表示部37において、機能名表示部36のシャッタスピード機能の表示の横の部分には、1/60,1/100などのシャッタスピードが表示される。
【0021】
選択ダイアル33は、本実施例においては、一般にインクリメンタリ型のロータリーエンコーダと呼ばれるものであり、回転させることにより2相のパルスを発生し、しかるべき、不図示のバイナリーロジック手段により前記2相パルスのパルス数およびパルスの位相差を検出して、選択ダイアル33の回転位相、回転速度および回転方向を得ることができる。さらに、前記バイナリーロジック手段は、選択ボタン32で選択した機能の詳細な内容を選択ダイアル33で変化させる場合に、前記回転位相、回転速度および回転方向と、詳細内容表示部37の表示の変化の関係を、各機能ごとに独立に設定することができる。これは、たとえば、機能選択ボタン32でズーム機能を選択した場合には、選択ダイアル33の回転により、ズーム機能についての詳細内容表示部37では、×2,×4,×10...と倍率の表示が変化するが、前述のように、機能選択ボタン32でシャッタスピード機能を選択した場合には、選択ダイアル33の回転により、シャッタスピード機能についての詳細内容表示部37では、1/60,1/100,1/250...とシャッタスピードの表示が変化する、ということである。
【0022】
ここで、シャッタスピードが現在1/250秒であると仮定し、この状態からシャッタスピードを1/30秒に再設定する操作を順を追って説明する。
【0023】
まず、機能名表示部36に表示された、シャッタの項目を選択するために、機能選択ボタン32を押し、機能選択指標35をシャッタの項目の位置まで移動させる。この状態で選択ダイアル33による選択は、シャッタスピードの設定についてのみ有効となる。図2は、選択ダイアル33を右に回した場合と左に回した場合に、前述のバイナリーロジック手段がシャッタスピードをどのように変化させるかを示したものであり、ここでは、たとえば、選択ダイアル33を右に回すとシャッタスピードを高速側に、左に回すと低速側に1段階ずつ変化させるが、一定の回転位相に満たない場合は変化させない。また、最高速の1/10000秒あるいは最低速の1/8秒に達すると、それぞれ、それ以上右および左に回してもシャッタスピードは変化しない。シャッタスピードを1/250秒から1/30秒に変化させるためには、詳細内容表示部37の表示が1/30になるまで選択ダイアル33を左に回す。このような操作で、シャッタスピードを1/250秒から1/30秒に再設定する操作が完了した。
【0024】
前述の実施例では、スローシャッタ機能では前フィールドの画像をメモリに記憶させておき、2フィールド続けて同じ画像を出力しており、この方法だと、電荷蓄積期間を約2フィールド期間まで長くできる。しかし、これ以外にも、たとえば、電荷蓄積期間は1フィールド期間までと決めておいて、1フィールド毎にCCDの読み出しを行い、前フィールドの画像信号をデジタルメモリ等に記憶させておき、現在の画像信号と加えてその平均値を画像信号として出力するという方法でシャッタスピードを遅くする場合にも本発明を適用可能である。
【0025】
また、前述の実施例では、シャッタスピードを変化させる手段として選択ダイアル33を用いたが、これ以外にも、たとえば、複数の押しボタンにそれぞれシャッタスピードを割り当て、その中から選択するようにしてもよいし、また、プラスキー、マイナスキー等の2つの押しボタンを使い、現在のシャッタスピードに対してそれぞれ高速側および低速側にシャッタスピードを順次変化させるような構成にしてもよい。
【0026】
さらに、前述の実施例では、最高速の1/10000秒および再低速の1/8秒に達すると、選択ダイアル33を、それぞれ、それ以上右および左に回してもシャッタスピードが変わらないような構成だったが、最高速から最低速あるいはその逆の状態に変化可能な構成でもよい。
【0027】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、以下のような効果を有している。
(1)撮影者が、面倒な動作をすることなく、非常に容易にかつ自由にシャッタスピ−ドを選択可能である。
(2)操作手段の占めるスペ−スが小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるビデオカメラの構成を示す模式図である。
【図2】図1の実施例での操作の説明図である。
【図3】図1の実施例におけるシャッタスピード選択用操作部を含む機能選択装置を示した図である。
【図4】CCDの概略構造を示した図である。
【図5】スローシャッタにおけるタイミング図および各部の信号の模式図である。
【図6】CCDの断面図およびポテンシャル図である。
【図7】高速電子シャッタの動作説明のための、各部の信号の模式図である。
【図8】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
1 CCD
10 センサ部
11 垂直転送レジスタ
12 水平転送レジスタ
16 サブストレート
21 シャッタスピード選択用操作部
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an imaging apparatus having a sensing unit that performs photoelectric conversion and stores information.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, when a video camera shoots an object and forms a standard television signal from the image of the object, the exposure time of an image pickup device built in the video camera usually has a period (period) of a vertical synchronization signal of the standard television signal. It is set so as to be substantially the same as the time (one field cycle) for one cycle of the field cycle (known field reading).
[0003]
However, depending on the situation to be photographed, the exposure time may be longer than one field period due to lack of illuminance of the subject or the like, or conversely, when photographing a fast-moving subject. In some cases, the exposure time is required to be shorter than one field period in order to prevent the subject image from flowing.
[0004]
In order to satisfy such demands, while devising the timing of reading signals from the image sensor and using an image memory, the exposure time of the image sensor is made longer than one field period, a so-called slow shutter technology, There has been a technique called a high-speed electronic shutter in which the charge of a sensor unit that performs photoelectric exchange during an exposure period of an image sensor is discarded for a certain period to shorten the exposure time of the image sensor than one field period.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the slow shutter function and the high-speed electronic shutter function in the conventional example described above have been treated as separate special functions.
[0006]
FIG. 8A is a diagram for explaining the selection operation of the slow shutter function, and FIG. 8B is a diagram for explaining the selection operation of the high-speed electronic shutter function. As shown in FIG. 8A, from the viewpoint of processing using an image memory, the slow shutter function is treated as the same category as so-called strobe effect and digital still function. As shown in (b), the high-speed electronic shutter function has been treated as an independent function for controlling the accumulation time of the image sensor by itself.
[0007]
Therefore, if the photographer attempts to change the shutter speed from 1/60 seconds (in the case of NTSC) from the low speed side to the high speed side or vice versa, the function for selecting the function of the slow shutter and the high speed Two operation units for selecting functions of the electronic shutter had to be operated.
[0008]
In view of the above-mentioned problem, the present invention allows a photographer to easily and freely operate an operation member for selecting a function of the slow shutter and a function for selecting a function of the high-speed electronic shutter with common operation means. It is an object of the present invention to provide an imaging device capable of selecting a shutter speed.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the conventional problems, to achieve the object, a plurality of photoelectric conversion units that receive light and perform photoelectric conversion, and an output unit that outputs image information accumulated in the photoelectric conversion unit, By applying a read pulse, an imaging unit having a transfer unit for transferring image information from the photoelectric conversion unit to the output unit, such that the exposure period of the imaging unit is a first period, A driving unit for driving the imaging unit so as to accumulate image information in the imaging unit by applying the read pulse to the transfer unit in the first period cycle. Means for transferring the signal of the photoelectric conversion unit to the output unit by applying the read pulse to the transfer unit so that the exposure period is longer than the first period, and Without adding the read pulse to the transfer means after the lapse of the period, the first addition after the elapsed period, a first motor for driving the read pulse after a second time period to apply to the transfer means - de When the so exposure period is shorter than the first period, driving the in first third period of the period, as the electronic shutter operation sweeping the image information by the photoelectric conversion portion A second mode, wherein the image pickup apparatus further includes a first exposure period shorter than the first period and a first operation period of the operator when the exposure period is set longer. And the second operation of the operator when the exposure period is set to be longer in a period in which the exposure period extends over a period shorter than the first period and a period longer than the first period. Operation and the exposure period is the first period The third operation of the operator in the case of setting the exposure time longer in a longer period can be performed by the same operation on a common member, and the exposure period is longer than the first period. In the fourth operation of the operator when the exposure period is set to be short, the exposure period is set in a range that extends over a period longer than the first period and a period shorter than the first period. A fifth operation of the operator when setting the exposure period to be short, and an operator when setting the exposure period to be short so that the exposure period is shorter than the first period. Operating means for enabling the sixth operation to be performed by the same operation on a common member; and, when the first operation is performed, driving the driving means in the second mode, The same operation as the operation 1 and the same member as in the case where the first operation is performed. When the second operation, which is an operation, is performed, first, the driving unit is driven in the second mode, and then, the driving unit is switched to be driven in the first mode. When the third operation, which is the same operation as the first and second operations and the operation of the same member as when the first and second operations are performed, is performed, the driving unit is set to the first driving mode. When the fourth operation is performed, the driving unit is driven in the first mode, and the same operation as the fourth operation and the fourth operation are performed. When the fifth operation, which is an operation with the same member as that described above, is performed, first, the driving unit is driven in the first mode, and then the driving unit is driven in the second mode. So that the same operation as the fourth and fifth operations and the And control means for controlling the driving means to drive in the second drive mode when the sixth operation, which is an operation with the same member as in the case of performing the operation of 5, is performed. It is characterized by the following.
[0010]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0011]
1 to 3 show an embodiment according to the present invention, FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a video camera which is an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining operations in the present embodiment. FIG. 3 illustrates an example of an operation unit according to the present exemplary embodiment. 4 is a conceptual diagram of a CCD, FIG. 5 is a timing diagram and a schematic diagram of signals of various parts during operation of a slow shutter function, and FIG. 6 is a cross-sectional view and a potential diagram along line AA ′ in FIG. FIG. 7 is a schematic diagram of signals at various parts for explaining the operation of the high-speed electronic shutter.
[0012]
First, the operation of the above-described slow shutter and high-speed electronic shutter will be described with reference to FIGS. 1, 4, 5, 6, and 7. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a CCD, which is an image pickup device that performs photoelectric conversion, and has a structure as shown in FIG. 4, for example.
[0013]
FIG. 4 shows a schematic structure of a so-called interline transfer type CCD, wherein 10 is a sensor unit for performing photoelectric conversion, 11 is a vertical transfer register, 12 is a horizontal transfer register, and 13 is an output amplifier.
[0014]
Reference numeral 2 denotes a drive circuit for driving the CCD 1, reference numeral 3 denotes a synchronizing signal generator for generating various synchronizing signals necessary for generating a standard television signal, and reference numeral 4 denotes a signal from the synchronizing signal generator 3. And a timing control device for controlling the drive timing of the CCD 1 and the timing for controlling the exposure (charge accumulation) time. Reference numeral 5 denotes a signal processing circuit for forming a luminance signal (Y) and a color difference signal (RY, BY) from the signal output from the CCD 1. The output signal output from the signal processing circuit 5 is A / A. The A / D conversion is performed by the D conversion device 6 into a format suitable for storing the image signal, and then the output and the storage unit in the device are performed by the image memory device 7 according to the control signal output from the timing control device 4. Is stored. Reference numeral 8 denotes a D / A converter for D / A converting an output signal output from the image memory device 7, and 9 denotes a luminance signal (Y ') and a color difference signal ((R) output from the D / A converter 8. −Y) ′, (BY) ′), an encoder device for forming a standard television signal, and 21 is a shutter speed selection operation unit.
[0015]
When the photographer selects the shutter speed corresponding to the slow shutter using the shutter speed selecting operation section 21, the slow shutter operates as follows. FIG. 5 is a timing chart of transfer of accumulated charges and output of an image signal when the exposure time of the CCD 1 is set to about two field periods by using a so-called slow shutter, and a schematic diagram of signals of respective units. In FIG. 5, φROG is a read timing for transferring the charges accumulated in the sensor unit 10 to the vertical transfer register 11, and the vertical synchronization signal VD is a timing serving as a source of φROG. As shown in FIG. 5, since the exposure time of the CCD 1 is set to about two field periods, the φROG pulse is applied only once in two fields, so that the electric charge of the sensor unit 10 is reduced to about two fields when the time t0 is a starting point. After being accumulated for a period, it is moved to the vertical transfer register 11 at time t1. Thereafter, the electric charge is transferred to the horizontal transfer register at a predetermined timing, and is output to the signal processing circuit 5 through the output amplifier 13.
[0016]
Here, in one field period (B1 period) immediately after the φROG pulse is applied, the electric charge accumulated in the sensor unit 10 from time t0 to time t1, that is, the electric charge accumulated for about two field periods is output to the output amplifier. 13 (SB1), but in the next one field period (B2 period), no φROG pulse is applied, so that an empty signal is output.
[0017]
Therefore, the A / D converter 6 is driven by the timing control device 4 shown in FIG. 3 immediately after the generation of the φROG pulse, and the image corresponding to the electric charge output from the signal processing circuit 5 and accumulated for about two fields. The signal is stored in the image memory device 7 and simultaneously transmitted to the D / A converter 8 (B1 period). Then, in the next one field (B2 period), the image memory device 7 outputs the signal stored in the image memory device 7 in the B1 period to the D / A converter 8 (B2 period). Therefore, as shown in FIG. 5, the same signal is transmitted to the D / A converter 8 continuously for two fields, D / A converted, and output. The above is the operation of the slow shutter in the present embodiment.
[0018]
Next, a so-called electronic shutter will be described. FIG. 6 is a sectional view and a potential diagram along the line AA ′ in FIG. In FIG. 6, reference numeral 14 denotes a channel stop (CS) for separating pixels, and 15 denotes a readout gate (ROG) for transferring the electric charge accumulated in the sensor unit 10 to the vertical transfer register 11. When the photographer selects the shutter speed corresponding to the high-speed electronic shutter using the shutter speed selection operation section 21, the high-speed electronic shutter operates as follows. FIG. 7 is a diagram showing the drive timing of each unit for one field of the standard television signal and the substantial accumulation time of the sensor unit 10 at the time of the high-speed electronic shutter. φROG is a charge readout pulse applied to the readout gate 15. When the logic level is “H”, the potential of the readout gate 15 decreases, and the charge of the sensor unit 10 is transferred to the vertical transfer register 11. φSUB is a charge removal pulse applied to the substrate (substrate) 16. When the logic level is “H”, the potential wall in the substrate 16 drops, and the charge accumulated in the sensor unit 10 flows into the substrate 16. , ΦSUB terminal 19 to the outside (removed).
[0019]
In FIG. 7, φROG is in a vertical blanking period (not shown), and φSUB is in a horizontal blanking period (not shown). In the CCD 1, the charge of the sensor unit 10 is transferred to the vertical transfer register 11 by setting φROG = “H” at time t10, and then the next charge accumulation period starts, but during the horizontal flyback period until time t11. , ΦSUB = “H”, so that the charge is swept out from t10 to t11 and does not remain in the sensor unit 10. Further, since φSUB = “L” from time t11 to t12, the charges generated in the sensor unit 10 during this period are accumulated, and are transferred to the vertical transfer register 11 when φROG = “H” at time t12. After all, the substantial exposure time in this case is (t12-t11), which is the shutter speed. Then, by controlling the φSUB pulse, it is possible to arbitrarily change a period (t12-t11) in which electric charges are accumulated in the sensor unit 10, that is, a shutter speed.
[0020]
Next, an example in which the function selection device including the shutter speed selection operation unit 21 in this embodiment is specifically realized will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the shutter speed selection operation unit 21 treats the slow shutter and the high speed shutter as the same category, so that the photographer sets the shutter speed to 1/60 second (NTSC Only when the shutter speed selection operation unit 21 is operated to change from the low-speed side to the high-speed side or vice versa after the case (2). FIG. 3 shows a function selection device including a shutter speed selection operation unit 21. 31 is an exterior member including a part of the operation unit in the video camera, 33 is a selection dial for selecting detailed contents of the function selected by the function selection button 32, and is selected by the function selection button 32 and the selection dial 33. The selection status of each function is displayed on the display device 34. Here, the function selected by the function selection button 32 includes, for example, an autofocus function, a zoom function, a shutter speed function, and the like. A function selection index 35 moves to indicate the function name selected by the function selection button 32 among the function names displayed on the function name display section 36. Reference numeral 37 denotes a detailed content display portion for displaying the detailed content of each function selected by the selection dial 33. For example, in the detailed content display portion 37, a portion next to the display of the shutter speed function of the function name display portion 36 is provided. Indicates a shutter speed such as 1/60 or 1/100.
[0021]
In the present embodiment, the selection dial 33 is generally called an incremental rotary encoder, and generates a two-phase pulse by rotating it. The two-phase pulse is generated by appropriate binary logic means (not shown). , The rotation phase, rotation speed, and rotation direction of the selection dial 33 can be obtained. Further, when changing the details of the function selected by the selection button 32 with the selection dial 33, the binary logic means changes the rotation phase, the rotation speed and the rotation direction, and the change of the display of the detailed contents display section 37. Relationships can be set independently for each function. For example, when the zoom function is selected by the function selection button 32, the rotation of the selection dial 33 causes the detailed content display section 37 about the zoom function to display × 2, × 4, × 10. . . As described above, when the shutter speed function is selected by the function selection button 32, the rotation of the selection dial 33 causes the detailed content display section 37 for the shutter speed function to display 1 /. 60, 1/100, 1/250. . . And the display of the shutter speed changes.
[0022]
Here, assuming that the shutter speed is currently 1/250 second, the operation of resetting the shutter speed to 1/30 second from this state will be described step by step.
[0023]
First, in order to select a shutter item displayed on the function name display section 36, the function selection button 32 is pressed, and the function selection index 35 is moved to the position of the shutter item. In this state, the selection by the selection dial 33 is effective only for setting the shutter speed. FIG. 2 shows how the binary logic means changes the shutter speed when the selection dial 33 is turned clockwise and counterclockwise. Here, for example, the selection dial is shown. Turning the dial 33 clockwise changes the shutter speed to a higher speed side, and turning it counterclockwise changes the shutter speed one step at a time, but does not change it if the rotation speed is less than a certain rotation phase. Further, when the shutter speed reaches 1 / 10,000 seconds of the highest speed or 1/8 seconds of the lowest speed, the shutter speed does not change even if it is further turned clockwise and counterclockwise. To change the shutter speed from 1/250 sec. To 1/30 sec., Turn the selection dial 33 counterclockwise until the display on the detailed content display section 37 becomes 1/30. With such an operation, the operation of resetting the shutter speed from 1/250 second to 1/30 second is completed.
[0024]
In the above-described embodiment, in the slow shutter function, the image of the previous field is stored in the memory, and the same image is output continuously for two fields. According to this method, the charge accumulation period can be extended to about two field periods. . However, besides this, for example, the charge accumulation period is determined to be up to one field period, the CCD is read out for each field, the image signal of the previous field is stored in a digital memory or the like, and the current signal is stored. The present invention is also applicable to a case where the shutter speed is reduced by a method of outputting an average value as an image signal in addition to the image signal.
[0025]
In the above-described embodiment, the selection dial 33 is used as a means for changing the shutter speed. Alternatively, for example, a shutter speed may be assigned to each of a plurality of push buttons, and a selection may be made from among them. Alternatively, a configuration may be employed in which two push buttons such as a plus key and a minus key are used and the shutter speed is sequentially changed to a high speed side and a low speed side with respect to the current shutter speed.
[0026]
Further, in the above-described embodiment, when the maximum speed reaches 1 / 10,000 seconds and the re-low speed reaches 1/8 seconds, the shutter speed does not change even if the selection dial 33 is turned further right and left, respectively. Although the configuration has been described, a configuration capable of changing from the highest speed to the lowest speed or vice versa may be employed.
[0027]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the present invention has the following effects.
(1) The photographer can very easily and freely select a shutter speed without troublesome operation.
(2) The space occupied by the operation means is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a video camera that is an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of an operation in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a function selection device including a shutter speed selection operation unit in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing a schematic structure of a CCD.
FIG. 5 is a timing chart in a slow shutter and a schematic diagram of signals of respective units.
FIG. 6 is a sectional view and a potential diagram of a CCD.
FIGS. 7A and 7B are schematic diagrams of signals of respective sections for explaining the operation of the high-speed electronic shutter.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1 CCD
Reference Signs List 10 Sensor unit 11 Vertical transfer register 12 Horizontal transfer register 16 Substrate 21 Shutter speed selection operation unit

Claims (4)

光を受けて光電変換を行う複数の光電変換部と、前記光電変換部で蓄積された画像情報が出力される出力部と、読み出しパルスが加えられることにより、前記光電変換部からの画像情報を前記出力部へ転送するための転送手段とを有する撮像手段と、前記撮像手段の露光期間が第1の期間になるように、前記第1の期間周期で前記転送手段に前記読み出しパルスを加えることにより、前記撮像手段に画像情報の蓄積を行うように前記撮像手段を駆動する駆動手段とを有する撮像装置であって、
前記駆動手段は、前記露光期間が前記第1の期間よりも長くなるように、前記転送手段に前記読み出しパルスを加えることにより、前記光電変換部の信号を前記出力部へ転送した後、前記第1の期間経過後に前記読み出しパルスを前記転送手段に加えず、前記第1の期間経過後からさらに、第2の期間経過後に前記読み出しパルスを前記転送手段に加えるように駆動する第1のモ−ドと、前記露光期間が前記第の期間よりも短くなるように、前記第1の期間内の第3の期間中、電子シャッタ動作によって前記光電変換部での画像情報を掃き捨てるように駆動する第2のモ−ドとを有し、
前記撮像装置は、さらに、前記露光期間が、前記第1の期間よりも短い期間で、
前記露光期間を長く設定していく場合の操作者の第1の動作と、前記露光期間が、前記第1の期間よりも短い期間と前記第1の期間よりも長い期間をまたぐ期間で、前記露光期間を長く設定していく場合の操作者の第2の動作と、前記露光期間が、前記第1の期間よりも長い期間で、露光時間を長く設定していく場合の操作者の第3の動作と、を共通の部材における同じ動作で可能とし、前記露光期間が、前記第1の期間よりも長い期間で、前記露光期間を短く設定していく場合の操作者の第4の動作と、前記露光期間が、前記第1の期間よりも長い期間と前記第1の期間よりも短い期間をまたぐ範囲で、前記露光期間を短く設定していく場合の操作者の第5の動作と、前記露光期間が、前記第1の期間よりも短い期間で、前記露光期間を短く設定していく場合の操作者の第6の動作と、を共通の部材における同じ動作で可能とするための操作手段と、
前記第1の動作が行われ場合に、前記駆動手段を前記第2のモードで駆動させ、前記第1の動作と同じ動作かつ前記第1の動作を行う場合と同じ部材での動作である前記第2の動作が行われた場合に、最初に、前記駆動手段を前記第2のモードで駆動させ、その後、前記駆動手段を前記第1のモードで駆動するように切り替え、前記第1、2の動作と同じ動作かつ前記第1、2の動作を行う場合と同じ部材での動作である前記第3の動作が行われた場合に、前記駆動手段を前記第1の駆動モードで駆動させるように制御し、前記第4の動作が行われた場合に、前記駆動手段を前記第1のモードで駆動させ、前記第4の動作と同じ動作かつ前記第4の動作を行う場合と同じ部材での動作である前記第5の動作が行われた場合に、最初に、前記駆動手段を前記第1のモードで駆動させ、その後、前記駆動手段を前記第2のモードで駆動するように切り替え、前記第4、5の動作と同じ動作かつ前記第4、5の動作を行う場合と同じ部材での動作である前記第6の動作が行われた場合に、前記駆動手段を前記第2の駆動モードで駆動させるように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
A plurality of photoelectric conversion units that receive light and perform photoelectric conversion, an output unit to which image information accumulated in the photoelectric conversion unit is output, and a readout pulse are applied to convert image information from the photoelectric conversion unit. Imaging means having a transfer means for transferring to the output unit; and applying the readout pulse to the transfer means in the first period cycle so that an exposure period of the imaging means is a first period. A driving unit for driving the imaging unit so as to store image information in the imaging unit,
The driving unit transfers the signal of the photoelectric conversion unit to the output unit by applying the read pulse to the transfer unit so that the exposure period is longer than the first period. A first mode in which the read pulse is not applied to the transfer means after a lapse of one period , and the read pulse is applied to the transfer means after a lapse of a second period after the lapse of the first period. de and such that said exposure period is shorter than the first period, the in third period of the first period, driving as sweeping the image information by the photoelectric conversion unit by the electronic shutter operation And a second mode of
The imaging apparatus may further include a period in which the exposure period is shorter than the first period,
A first operation of the operator when the exposure period is set to be longer, and a period in which the exposure period spans a period shorter than the first period and a period longer than the first period. The second operation of the operator when the exposure period is set to be longer, and the third operation of the operator when the exposure period is set to be longer than the first period when the exposure period is longer than the first period. And the fourth operation of the operator in the case where the exposure period is longer than the first period and the exposure period is set shorter. A fifth operation of the operator when the exposure period is set to be shorter in a range where the exposure period spans a period longer than the first period and a period shorter than the first period; The exposure period is shorter than the first period, and the exposure period is shorter. Sixth operation and the operator when to continue to set the operating means for enabling the same operation in a common member,
When the first operation is performed, the driving unit is driven in the second mode, and the same operation as the first operation and operation with the same member as when the first operation is performed is performed. When the second operation is performed, first, the driving unit is driven in the second mode, and then the driving unit is switched to be driven in the first mode. When the third operation, which is the same operation as the above operation and the same operation as the case where the first and second operations are performed, is performed, the driving unit is driven in the first driving mode. When the fourth operation is performed, the driving unit is driven in the first mode, and the same operation as that of the fourth operation and the same member as when the fourth operation is performed. When the fifth operation, that is, the operation described above, is performed, first, the driving is performed. Driving the means in the first mode, and then switching the driving means to drive in the second mode, and performing the same operations as the fourth and fifth operations and the fourth and fifth operations. Control means for controlling the driving means to be driven in the second drive mode when the sixth operation, which is an operation with the same member, is performed;
An imaging device comprising:
前記操作手段は、回転可能な部材であり、一方に回すことにより、前記露光期間が短くなり、他方に回すことにより、前記露光期間が長くなることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the operation unit is a rotatable member, and when turned to one side, the exposure period becomes shorter, and when turned to the other side, the exposure period becomes longer. 3. . 前記操作手段は、前記露光期間を長くするための選択部と、前記露光期間を短くする選択部とである特徴とする請求項1に記載の撮像装置。The imaging apparatus according to claim 1, wherein the operation unit includes a selection unit for extending the exposure period and a selection unit for shortening the exposure period. オ−トフォ−カス設定機能、ズ−ム設定機能、前記露光期間設定機能を含む複数の機能を選択可能な機能選択部と、選択された機能を表示する表示部とを有し、選択された各々の機能は、前記操作手段によって操作されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。A function selection unit capable of selecting a plurality of functions including an autofocus setting function, a zoom setting function, and the exposure period setting function; and a display unit for displaying the selected function. The imaging apparatus according to claim 1, wherein each function is operated by the operation unit.
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