(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストロボの発光停止信号が出力されてから、前記ストロボの残光が０ではないが弱くなるのに要する時間遅延して露光終了信号を出力する遅延回路と、該露光終了信号により読み出しパルスを出力する読み出しパルス発生手段と、該読み出しパルスによりフォトダイオードに蓄積された電荷を転送部に読み出し、前記フォトダイオードに対して放電用の放電パルスを与えるための線が接続される構造であるＣＣＤからなることを特徴とするストロボ付き電子シャッター式デジタルカメラ。
【請求項２】
ストロボの発光停止信号が出力されてから露光終了信号を出力する遅延回路と、該露光終了信号により読み出しパルスを出力する読み出しパルス発生手段と、該読み出しパルスによりフォトダイオードに蓄積された電荷を転送部に読み出すＣＣＤと、前記転送部に読み出された電荷を順次転送するための転送パルスを生成する転送パルス発生手段と、上記読み出しパルスが出力されてから少なくとも２水平期間転送パルスの出力を停止する転送パルス停止手段とを設けたストロボ付き電子シャッター式デジタルカメラ。
【請求項３】
ストロボの発光停止信号が出力されてから３５μs遅延して露光終了信号を出力する遅延回路と、該露光終了信号により読み出しパルスを出力する読み出しパルス発生手段と、該読み出しパルスによりフォトダイオードに蓄積された電荷を転送部に読み出すＣＣＤからなることを特徴とするストロボ付き電子シャッター式デジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタルスチルカメラに関し、更に詳しくは、ストロボ発光によるブルーミングやスミアをなくすようにしたストロボ付き電子シャッター式デジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルスチルカメラには、機械シャッターを有するものと電子シャッターを有するものがある。機械シャッターを有するものは、機械シャッターを閉じることによりＣＣＤなどの受光部に入射される光を完全に遮断することができる。電子シャッターを有するものは、物理的に光を遮断するものがなく、ＣＣＤなどの受光部に入射された光を露光時間と比べて非常に短いフォトダイオード読み出しパルス印可時間でフォトダイオード蓄積電荷を読み出し、信号処理をすることにより後続の光の影響を受けないようにして電子シャッターを閉じる効果を出している。
【０００３】
機械シャッターを有するデジタルカメラにストロボを設けた場合、ストロボ発光停止以後またはストロボ発光期間中に機械シャッターを閉じることができ、機械シャッターを閉じて完全に遮光状態にした後に、ＣＣＤの読み出し、転送等の全ての動作を開始することができるため、ストロボ発光後の残光や不必要な後半のストロボ発光を遮断することができ、ストロボ発光後の残光等による影響を受けることはない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電子シャッターを有するデジタルカメラにストロボを設けた場合、ストロボ発光後の残光等による影響を受け、ブルーミングやスミア等の映像劣化が生ずる。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、ブルーミングやスミア等の映像劣化の生じないストロボ付き電子シャッター式デジタルカメラを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１の発明に係るストロボ付き電子シャッター式デジタルカメラは、ストロボの発光停止信号が出力されてから、前記ストロボの残光が０ではないが弱くなるのに要する時間遅延して露光終了信号を出力する遅延回路と、該露光終了信号により読み出しパルスを出力する読み出しパルス発生手段と、該読み出しパルスによりフォトダイオードに蓄積された電荷を転送部に読み出し、前記フォトダイオードに対して放電用の放電パルスを与えるための線が接続される構造であるＣＣＤからなることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、所定時間経過後はストロボ発光後の残光がほとんどなくなり、ブルーミングのない映像を得ることができる。
【０００８】
第２の発明に係るストロボ付き電子シャッター式デジタルカメラは、ストロボの発光停止信号が出力されてから露光終了信号を出力する遅延回路と、該露光終了信号により読み出しパルスを出力する読み出しパルス発生手段と、該読み出しパルスによりフォトダイオードに蓄積された電荷を転送部に読み出すＣＣＤと、前記転送部に読み出された電荷を順次転送するための転送パルスを生成する転送パルス発生手段と、上記読み出しパルスが出力されてから少なくとも２水平期間転送パルスの出力を停止する転送パルス停止手段とを設けたことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、読み出しパルスが出力されてから２水平期間以上転送パルスを停止することによりストロボ発光後の微小残光がなくなるまで転送パルスを発生することがなく、スミアのない映像を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係るストロボ付き電子シャッタ式デジタルカメラの回路図である。図１において、１はシャッタボタン、２は信号処理回路、３はクロック発生器、４は転送パルス停止部、５はドライブパルス発生器、６はＣＣＤ、７はレンズ、８はストロボ、９は受光素子、１０は比較器、１１は基準電圧発生器、１２は遅延回路、１３はコンデンサ、１４は放電スイッチである。
【００１２】
ここで、図１に示す回路の動作を簡単に説明する。
【００１３】
シャッターボタン１が押されると、信号処理回路２から露光開始指令信号が出力され、クロック発生器３から露光に必要なパルスがドライブパルス発生器５に出力され、ＣＣＤ６により露光が開始される。露光が開始されてから所定時間経過後、クロック発生器３からストロボ発光のための発光開始信号ＳＴＯが出力され、ストロボ８が発光を開始する。受光素子９はストロボの反射光を受光し、受光量に応じた電荷をコンデンサ１３に蓄積する。比較器１０はコンデンサ１３に蓄積された電荷量、すなわち充電電圧を、基準電圧発生器１１からの所定の基準電圧と比較し、充電電圧が基準電圧に達すると発光停止信号ＳＴＰを出力する。発光停止信号ＳＴＰは、ストロボ８に入力され、発光は停止される。また、発光停止信号ＳＴＰは、遅延回路１２に送られ、所定時間、たとえば３５μs遅延され、露光終了信号ＳＴＩを出力する。露光終了信号ＳＴＩは、クロック発生器３に入力される。これにより、クロック発生器３は蓄積電荷読み出しのための読み出しパルスＣＨ１を出力すると共に、所定時間経過後、ＣＣＤ６に蓄積された電荷を順次送り出すために必要な転送パルスを出力する。
【００１４】
本発明の特徴は、発光停止信号ＳＴＰが出力されてすぐＣＣＤ６の蓄積電荷が読み出されるのではなく、所定時間遅延してから蓄積電荷が読み出される点と、蓄積電荷が読み出されてからすぐ転送パルスにより蓄積電荷が順次送り出されるのではなく、転送パルスを所定時間（転送パルス停止時間）遅らせて発生させ、遅らせて発生された転送パルスにより蓄積電荷を順次送り出す点である。以下、係る特徴について更に説明する。
【００１５】
図２は、ＣＣＤ６の拡大概略図である。図２において、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…Ｐ９は画素に相当するフォトダイオードである。好ましい実施の形態においては、マトリックス状に横方向に  659個、縦方向に  489個配列されている。縦方向に並んだフォトダイオードの各列と平行に転送素子Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４…が配列されている。１つのフォトダイオードに対し、４つの転送素子Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が設けられている。全てのフォトダイオードに対し、放電用の放電パルスφＳＵＢを与えるための線２１が接続される構造が設けられていると共に、蓄積電荷を読み出すための線２２が接続されている。線２２は更に、最初の転送素子Ｃ１に接続されている。転送素子Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４にはそれぞれ線２３，２４，２５，２６が接続され、転送パルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４を受けることにより、フォトダイオードから転送素子Ｃ１に読み出された蓄積電荷を順次転送素子Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４に転送する。図２においては、左端縦一列のフォトダイオード列および転送素子列についてのみ接続関係を示したが、他のフォトダイオード列および転送素子列についても同様な接続がなされている。
【００１６】
このようにして、縦方向に並んだ転送素子Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４…（以下、垂直転送部という）に沿って蓄積電荷が転送され、最後に水平転送部２７に出力される。水平転送部２７は、更に細かい転送パルスを受け、１水平期間において１ライン分の蓄積電荷を出力する。
【００１７】
図３は、図１に示す回路において用いられる種々のパルスの波形図を示す。
【００１８】
シャッターボタン１を押すことにより信号処理回路２から指令が発生され、クロック発生器３は負方向の放電パルスＳＵＢを出力し、この負方向放電パルスＳＵＢはドライブパルス発生器５により正方向の放電パルスφＳＵＢに変換されて出力される。ここで、φは反転を意味する。図２で説明したように、全てのフォトダイオードは放電パルスφＳＵＢにより放電され、その時点から電荷の蓄積がゼロから開始され、この時点で電子シャッターが開かれた事となる。すなわち、図３において、最後の放電パルスＳＵＢの時点で露光が開始されたこととなる。信号処理回路２及びクロック発生器３は、最後の放電パルスＳＵＢから所定時間（以下、本露光期間という）カウントする。シャッタボタンが押される直前までデジタルカメラは準動画（５コマ／秒）生成しており、この準動画を生成している際に本露光期間が決定される。
【００１９】
本露光期間が経過した後、上述したように、クロック発生器３は発光開始信号ＳＴＯを出力し、ストロボ８を発光する。基準電圧発生器１１からの基準電圧で定まる量の光が発生された後、発光停止信号ＳＴＰが比較器１０より出力される。この発光期間をストロボ露光期間という。
【００２０】
図３に示したように、発光停止信号ＳＴＰが出力された後もストロボ８から残光が出されている。本発明においては、発光停止信号ＳＴＰが出力されてから、この残光が大幅に減衰するまでの読み出し遅延期間が経過するまで蓄積電荷の読み出しは行わない。この読み出し遅延期間は、発光停止信号ＳＴＰ後に露光が行われている期間でもあるので、後露光期間とも言う。好ましい実施の形態においては、読み出し遅延期間は、３５μsに設定され、遅延回路１２でカウントされる。読み出し遅延期間が経過した後、遅延回路１２から露光終了信号ＳＴＩが出力され、この露光終了信号ＳＴＩに応答してクロック発生器３は負方向の読み出しパルスＣＨ１を出力する。ドライブパルス発生器５は、この負方向の読み出しパルスＣＨ１を正方向の読み出しパルスφＣＨ１に反転し、更に読み出しパルスφＣＨ１を負方向に反転された転送パルスφＶ１に重畳する。読み出しパルスφＣＨ１により全てのフォトダイオードに蓄積された電荷は、対応する転送素子Ｃ１に転送され、読み出しが行われる。この読み出しの時点で電子シャッタが閉じられ、露光が終了したこととなる。
【００２１】
このように、読み出しパルスφＣＨ１の出力を発光停止信号ＳＴＰから所定の読み出し遅延時間、たとえば３５μs遅延させているので、残光によるブルーミング（図５（ａ））を防止することができる。これについては、更に後で説明する。
【００２２】
本発明においては、更に読み出しパルスφＣＨ１の出力後、初めての水平パルスＨＤから数えて少なくとも２水平期間、図３の例においては、１７Ｈから１９Ｈまでの２水平期間、転送パルスの発生を停止させている。この転送パルス停止時間のカウントは、図１における転送パルス停止部４において行われる。この転送パルス発生の停止により、ストロボ８の微小残光によるスミア（図５（ｂ））を防止することができる。これについても、更に後で説明する。
【００２３】
次に、読み出しパルスφＣＨ１および転送パルスφＶ１−φＶ４について説明する。図３に示すように、読み出しパルスφＣＨ１はハイレベルＨＩを有する一方、転送パルスφＶ１−φＶ４は中間レベルＭＩＤまたはローレベルＬＯを有する。読み出しパルスφＣＨ１を受けた転送素子Ｃ１は、図４（ｃ）に示すように、ハイレベルパルスにより深いＰ井戸が形成され、対応するフォトダイオードに蓄積された電荷を取り込む。
【００２４】
もし、ここで読み出し遅延期間なしで、発光停止信号ＳＴＰ後、直ちに読み出しパルスφＣＨ１を出力するものとすれば、読み出しパルスφＣＨ１出力時に、比較的強い残光（特に、鏡などによりストロボ８の残光を直接受けた場合）により、フォトダイオードから多くの電荷が転送素子Ｃ１のＰ井戸に流れ込む。本発明にかかるデジタルカメラは、機械的シャッターを有していないので、フォトダイオードはいつも光を受けて蓄積可能状態にあるからである。フォトダイオードが強い残光を受ければ、Ｐ井戸は満杯になり、溢れ出た電荷は上方向に隣接する転送素子Ｃ４，Ｃ３，…へ流れ込む一方、下方向に隣接する転送素子Ｃ２，Ｃ３，…にも流れ込む。このように上下方向に流れ込んだ過剰電荷が、図５（ａ）に示すようなブルーミングを発生させる。
【００２５】
ところが、本発明においては、発光停止信号ＳＴＰ後、読み出し遅延時間遅れて読み出しパルスφＣＨ１を出力するようにしているので、係るブルーミングの発生を防ぐことができる。これは、読み出し遅延時間において残光が比較的弱くなるからである。
【００２６】
読み出しパルスφＣＨ１で読み出された電荷は、まず転送素子Ｃ１に蓄積される。読み出しパルスφＣＨ１はハイレベルＨＩを有し、図４（ｃ）に示すように深いＰ井戸を呈するので強制的にフォトダイオードからの電荷を引き込む。読み出しパルスφＣＨ１後は、中間レベルＭＩＤに保たれ、図４（ｂ）に示すように中間的に深いＰ井戸に引き込まれた電荷が蓄積保持される。読み出しパルスφＣＨ１後、初めての水平パルスＨＤ（図３の例においては、水平パルス１７Ｈ）から数えて２水平パルス期間、転送パルスは停止状態に保たれる。停止が解除されれば、公知の順番にしたがって転送パルスφＶ１〜φＶ４が中間レベルＭＩＤまたはローレベルＬＯに変化し、転送素子Ｃ１に蓄積された電荷が順次転送素子Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４へと転送されていく。
【００２７】
図３に示された例にしたがって説明すれば、水平パルス１９Ｈの立ち上がり時点まで転送パルスが停止され、ほぼ水平パルス１９Ｈの立ち下がり時点で転送パルスφＶ３がローレベルＬＯから中間レベルＭＩＤに変化する。これにより、転送素子Ｃ３のＰ井戸が図４（ｂ）に示すように中間的な深さまで深くなり、転送素子Ｃ１，Ｃ２と２素子にまたがって存在している電荷が転送素子Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３と３素子にまたがって存在するように移行する。
【００２８】
続いて、水平パルス２０Ｈのほぼ中間において、転送パルスφＶ１が中間レベルＭＩＤからローレベルＬＯに変化する。これにより、転送素子Ｃ１のＰ井戸が図４（ｂ）の状態から図４（ａ）の浅い状態に変化する。したがって、転送素子Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３と３素子にまたがって存在するように蓄積されていた電荷が転送素子Ｃ２，Ｃ３と２素子にまたがって存在するように転送される。
【００２９】
その後、水平パルス２０Ｈのほぼ立ち下がり時点で転送パルスφＶ４がローレベルＬＯから中間レベルＭＩＤに変化する。これにより、転送素子Ｃ４のＰ井戸が図４（ａ）の状態から図４（ｂ）の深い状態に変化する。したがって、転送素子Ｃ２，Ｃ３と２素子にまたがって存在するように蓄積されていた電荷が転送素子Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４と３素子にまたがって存在するように転送される。
【００３０】
その後、水平パルス２０Ｈの後、転送パルスφＶ２，φＶ１により上述と同様な動作により転送素子Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４と３素子にまたがって存在するように蓄積されていた電荷が転送素子Ｃ３，Ｃ４，Ｃ１と３素子にまたがって存在するように転送される。そして更に同様な動作が繰り返され、電荷が転送素子Ｃ３，Ｃ４，Ｃ１と３素子にまたがって存在する状態から転送素子Ｃ４，Ｃ１，Ｃ２と３素子にまたがって存在するように転送される。したがって、電荷は転送素子が縦方向に配列された転送部に沿って順次転送され（この縦方向の転送をＶ転送という）、最後に水平転送部２７に送り出される。水平転送部２７に送り出された電荷は、１水平パルス毎に水平転送部２７を一掃する形で横方向に転送される（この横方向の転送をＨ転送という）。
【００３１】
もし、ここで転送パルスの停止がなく、水平パルス１７Ｈ後、直ちに転送パルスの動作が開始されたとすれば、スミアが発生する問題が生じる。水平パルス１７Ｈから水平パルス１９Ｈあたりまでの微小残光期間においては、微小残光によりフォトダイオードに電荷が蓄積されると同時に転送素子Ｃ１に漏出される。この微小残光期間において、Ｖ転送を行えば、転送素子Ｃ１を通過する電荷にフォトダイオードから漏出されてきた電荷が加算され、これにより、図５（ｂ）に示すようなスミアが発生する。
【００３２】
ところが、本発明においては、係る微小残光期間にはＶ転送を行わないように、転送パルスを停止しているので、微小残光期間においてフォトダイオードから漏出された電荷は転送素子Ｃ１のみに加えられる。したがって、図５（ｂ）に示すようなスミアが発生することはない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るストロボ付き電子シャッター式デジタルカメラは、遅延回路１２を設け、発光停止信号ＳＴＰの後、読み出し遅延を行っているので、ストロボの残光によるブルーミングを防止することができる。
【００３４】
また、本発明に係るストロボ付き電子シャッター式デジタルカメラは、転送パルス停止部４を設け、読み出しパルスφＣＨ１の後、転送パルスの発生を２水平期間以上停止させているので、ストロボの微小残光によるスミアを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るストロボ付き電子シャッター付きデジタルカメラのブロック図。
【図２】  図１に示すＣＣＤの詳細説明図。
【図３】  図１のブロック図において用いられる信号の波形図。
【図４】  転送素子のＰ井戸の変化を示す説明図。
【図５】  ブルーミングおよびスミアを示す説明図。
【符号の説明】
１…シャッターボタン
２…信号処理回路
３…クロック発生器
４…転送パルス停止部
５…ドライブパルス発生器
６…ＣＣＤ
７…レンズ
８…ストロボ
９…受光素子
１０…比較器
１１…基準電圧発生器
１２…遅延回路
【図１】
0003673359.tif 000002
【図２】
0003673359.tif 000003
【図３】
0003673359.tif 000004
【図４】
0003673359.tif 000005
【図５】
0003673359.tif 000006