(57)【要約】【課題】装置全体の駆動停止を防ぎながら、高い周波数で高速掃出しを実行する。【解決手段】一眼レフカメラ１０はＴＧ１２、撮像素子駆動回路１５、電源回路１６、バッテリコネクタ１７、キャパシタ回路３０、および撮像素子４０を有する。電源回路１６はバッテリコネクタ１７を介して接続されるバッテリ２５から電力を取得する。電源回路１６は一眼レフカメラ１０の各部位を駆動するために用いる出力電力を生成する。キャパシタ回路３０はバッテリ２５の電力を用いて蓄電する。ＴＧ１２が高速掃出し信号を送信するときにキャパシタ回路３０は蓄電された電力を電源回路１６に供給する。ＴＧ１２が高速掃出し信号を送信するときに撮像素子駆動回路１５は撮像素子４０に高速掃出しを実行させる。【選択図】図１
2011223318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速掃出し動作により、ノイズとなる電荷を除去可能な撮像素子と、
前記撮像素子が設けられる撮像装置の構成部位を駆動する電力を供給するバッテリに、電気的に接続可能なバッテリコネクタと、
前記バッテリコネクタを介して前記バッテリから供給される電力により充電されるキャパシタと、
前記バッテリコネクタを介して前記バッテリから供給される電力および前記キャパシタに充電された電力を用いて、前記構成部位および前記撮像素子を駆動するための電力を生成する電源回路と、
前記高速掃出し動作を実行させる高速掃出し信号を生成するタイミングジェネレータと、
前記電源回路により調整された電力を用いて前記撮像素子を駆動し、前記高速掃出し信号を受信するときに前記撮像素子に前記高速掃出し動作を実行させる撮像素子駆動回路と、
前記キャパシタと前記撮像素子駆動回路との間に設けられ、前記高速掃出し信号を受信時にのみ前記キャパシタに充電された電力を前記電源回路に供給させるスイッチとを備える
ことを特徴とする撮像素子電力供給システム。
【請求項２】
前記バッテリコネクタと前記キャパシタとの間に設けられ、前記電源回路に用いられている状態で前記バッテリに残存する電力を用いて前記キャパシタを充電するための定電流を流す定電流回路を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像素子電力供給システム。
【請求項３】
前記バッテリの電力の前記キャパシタへの供給時期を制御する充電制御部を備え、
前記構成部位は、前記撮像素子により撮像する光学像を前記撮像素子またはビューファインダーに切替えるミラーを駆動するミラー駆動機構であって、
前記充電制御部は、前記ミラー駆動機構が前記ミラーを駆動する期間の中で駆動開始後の第１の期間および駆動終了前の第２の期間には前記キャパシタへの電力の供給を停止し、前記第１、第２の期間を除く期間に前記キャパシタに電力を供給する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像素子電力供給システム。
【請求項４】
被写体を撮影する撮像装置であって、
高速掃出し動作により、ノイズとなる電荷を除去可能な撮像素子と、
前記撮像装置の構成部位を駆動する電力を供給するバッテリに、電気的に接続可能なバッテリコネクタと、
前記バッテリコネクタを介して前記バッテリから供給される電力を用いて、前記構成部位および前記撮像素子を駆動するための電力を調整する電源回路と、
前記バッテリコネクタを介して前記バッテリから供給される電力により充電されるキャパシタと、
前記高速掃出し動作を実行させる高速掃出し信号を生成するタイミングジェネレータと、
前記電源回路により調整された電力および前記キャパシタから供給される電力を用いて前記撮像素子を駆動し、前記高速掃出し信号を受信するときに前記撮像素子に前記高速掃出し動作を実行させる撮像素子駆動回路と、
前記キャパシタと前記撮像素子駆動回路との間に設けられ、前記高速掃出し信号を受信時にのみ前記撮像素子駆動回路に前記キャパシタに充電された電力を供給させるスイッチとを備える
ことを特徴とする撮影機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子に蓄積された不要な電荷を撮像前に排出するための高速吐出しを適切に実行させるための電力を供給する撮像素子電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体の光学像に応じた画像信号を生成する撮像素子としてＣＣＤ撮像素子が知られている。ＣＣＤ撮像素子には、漏れた光により垂直ＣＣＤ自身が生成する電荷や、転送容量を超える信号電荷の転送時に漏れ出た電荷や、読出し時以外において画素から漏れ出る電荷などが蓄積されることがある。このような電荷ノイズとなり、正確な画像を表示するためには除去する必要がある。
【０００３】
不要な電荷の除去は、信号電荷の転送直前に出来るだけ短期間で実行されることが望ましい。そこで、信号電荷の転送前に、垂直ＣＣＤおよび水平ＣＣＤを高速で駆動させる高速掃出し動作により、短期間で不要な電荷が撮像素子から排出される。
【０００４】
不要な電荷の除去にかかる時間を短縮するためには、垂直ＣＣＤおよび水平ＣＣＤを駆動する信号の周波数を上げて転送速度を増加させる必要がある。一方で、信号電荷転送前には、撮像装置の他の部位を駆動するために多くの電力が必要である。
【０００５】
撮像装置をバッテリによって駆動する場合には、高速掃出しのための電力と他の部位の駆動のための電力がバッテリの容量を超えると撮像装置全体の駆動停止することになる。
【０００６】
撮像装置全体の駆動停止を防止するために、高速掃出しの掃出し周波数を制御することが提案されている（特許文献１参照）。しかし、掃出し周波数を低下させた場合には、電荷除去に時間がかかり、特に連写撮影時には単位時間当たりの撮影枚数を増加させることが出来なかった。また、画素数が多い撮像素子を用いる場合に、特に不利であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３２３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明では撮像装置全体の駆動停止を防止しながら、撮像素子の高速掃出しの周波数を十分に確保することを可能にする撮像素子電力供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の撮像素子電力供給システムは、高速掃出し動作によりノイズとなる電荷を除去可能な撮像素子と、撮像素子が設けられる撮像装置の構成部位を駆動する電力を供給するバッテリに電気的に接続可能なバッテリコネクタと、バッテリコネクタを介してバッテリから供給される電力により充電されるキャパシタと、バッテリコネクタを介してバッテリから供給される電力およびキャパシタに充電された電力を用いて構成部位および撮像素子を駆動するための電力を生成する電源回路と、高速掃出し動作を実行させる高速掃出し信号を生成するタイミングジェネレータと、電源回路により調整された電力を用いて撮像素子を駆動し高速掃出し信号を受信するときに撮像素子に高速掃出し動作を実行させる撮像素子駆動回路と、キャパシタと撮像素子駆動回路との間に設けられ高速掃出し信号を受信時にのみキャパシタに充電された電力を電源回路に供給させるスイッチとを備えることを特徴としている。
【００１０】
さらに、バッテリコネクタとキャパシタとの間に設けられ、電源回路に用いられている状態でバッテリに残存する電力を用いてキャパシタを充電するための定電流を流す定電流回路を備えることが好ましい。
【００１１】
また、バッテリの電力のキャパシタへの供給時期を制御する充電制御部を備え、構成部位は撮像素子により撮像する光学像を撮像素子またはビューファインダーに切替えるミラーを駆動するミラー駆動機構であって、充電制御部はミラー駆動機構がミラーを駆動する期間の中で駆動開始後の第１の期間および駆動終了前の第２の期間にはキャパシタへの電力の供給を停止し第１、第２の期間を除く期間にキャパシタに電力を供給することが好ましい。
【００１２】
本発明の撮像装置は、被写体を撮影する撮像装置であって、高速掃出し動作によりノイズとなる電荷を除去可能な撮像素子と、撮像装置の構成部位を駆動する電力を供給するバッテリに電気的に接続可能なバッテリコネクタと、バッテリコネクタを介してバッテリから供給される電力を用いて構成部位および撮像素子を駆動するための電力を調整する電源回路と、バッテリコネクタを介してバッテリから供給される電力により充電されるキャパシタと、高速掃出し動作を実行させる高速掃出し信号を生成するタイミングジェネレータと、電源回路により調整された電力およびキャパシタから供給される電力を用いて撮像素子を駆動し高速掃出し信号を受信するときに撮像素子に高速掃出し動作を実行させる撮像素子駆動回路と、キャパシタと撮像素子駆動回路との間に設けられ高速掃出し信号を受信時にのみキャパシタに充電された電力を撮像素子駆動回路に供給させるスイッチとを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高速掃出しの実行時にキャパシタに充電された電力を用いるので、撮像装置全体の駆動停止を防止しながら、高速掃出しの周波数を十分に大きくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態を適用した撮像素子電力供給システムを有する一眼レフカメラの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態のキャパシタ回路の内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】撮像素子の概略的な構成図である。
【図４】第１〜第４の電極の配置図である。
【図５】レリーズ制御時のキャパシタの動作のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図６】第２の実施形態を適用した撮像素子電力供給システムを有する一眼レフカメラの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態のキャパシタ回路の内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図８】ＣＰＵによって実行される充電許可判別処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を適用した撮像素子電力供給システムを有する一眼レフカメラの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【００１６】
一眼レフカメラ１０は、撮影光学系１１、撮像素子４０、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１２、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）１３、ＣＰＵ１４、撮像素子駆動回路１５、電源回路１６、バッテリコネクタ１７、およびキャパシタ回路３０などによって構成される。
【００１７】
撮影光学系１１はフォーカスレンズ（図示せず）や変倍レンズ（図示せず）を含む複数のレンズによって形成される。撮影光学系１１の光軸に垂直となるように、かつ光軸上に撮像素子４０が配置される。撮影光学系１１により、被写体の光学像が撮像素子４０の受光面に結像する。なお、フォーカスレンズや変倍レンズは、ＣＰＵ１４の制御に基づいてレンズ駆動機構（図示せず）により光軸に沿って変位させられる。
【００１８】
撮影光学系１１と撮像素子４０との間に、ミラー１８、シャッタ１９が配置される。撮影待機時にミラー１８は図１に示す撮影待機位置に維持され、被写体の光学像をペンタプリズム２０に向けて反射し、ビューファインダー（図示せず）に導く。撮像実行時にミラー１８が上方に移動して撮影光学系１１の光路から退避し、撮影光学系１１からの光束がシャッタ１９に到達する。シャッタ１９を開閉することにより、撮像素子４０への被写体像の露光と遮光とが切替えられる。
【００１９】
ミラー１８はミラー駆動機構２１に設けられる。ミラー駆動機構２１によるミラー１８の駆動はＣＰＵ１４によって制御される。シャッタ１８はシャッタ駆動機構（図示せず）に設けられる。シャッタ駆動機構によるシャッタ１９の開閉はＣＰＵ１４によって制御され、被写体像が撮像素子４０条に露光されている時間が制御される。
【００２０】
撮像素子４０は撮像素子駆動回路１５によって駆動され、光学像に応じた画像信号が生成される。撮像素子駆動回路１５は、ＴＧ１２から送信される信号に基づいて、撮像素子４０を制御する。
【００２１】
生成した画像信号はＡＦＥ２２を介してＤＳＰ１３に送信される。ＡＦＥ２２において、画像信号にＣＤＳ処理、ＡＧＣ処理、およびＡ／Ｄ変換処理が施される。ＤＳＰ１３において、画像信号に所定の信号処理が施される。所定の信号処理が施された画像信号はメモリ２３に格納される。または、ＬＣＤ２４に送信され、撮像した画像がＬＣＤ２４に表示される。
【００２２】
ＤＳＰ１３はＣＰＵ１４に接続される。ＤＳＰ１３はＣＰＵ１４から受信する信号に基づいて、画像信号に対する信号処理、および画像信号の格納などの処理を実行する。また、ＤＳＰ１３はＴＧ１２に接続される。ＴＧ１２から受信する信号に基づいて、ＤＳＰ１３は前述の処理の動作の時期を制御する。
【００２３】
前述のように、ＣＰＵ１４によりレンズ駆動機構、ミラー駆動機構２１、シャッタ駆動機構、およびＤＳＰ１３は制御される。さらに、ＣＰＵ１４は、ＴＧ１２を含む一眼レフカメラ１０の各部位の動作を制御する。
【００２４】
フォーカスレンズ、変倍レンズ、ミラー１８、シャッタ１９、撮像素子４０などを含む一眼レフカメラ１０の各部位の駆動のための電力は、電源回路１６により供給される。電源回路１６では、バッテリコネクタ１７に電気的に接続されるバッテリ２５に蓄積された電力を用いて、各部位に供給する電力が生成される。
【００２５】
バッテリコネクタ１７はキャパシタ回路３０にも接続される。後述するように、キャパシタ回路３０には電力が充電され、撮像素子４０の高速掃出し実行時に充電された電力が電源回路１６に供給される。
【００２６】
図２に示すように、キャパシタ回路３０は、充電回路３１、キャパシタ３２、および出力スイッチ３３によって構成される。充電回路３１、キャパシタ３２、および出力スイッチ３３は直列に接続される。
【００２７】
充電回路３１はバッテリコネクタ１７に接続される。充電回路３１では、バッテリコネクタ１７に接続されるバッテリ２５に蓄積された電力を用いて、キャパシタ３２を充電するための定電流を生成する。
【００２８】
なお、充電回路３１において定電流を生成するための必要電圧が定まっている。バッテリ２５の電力が電源回路１６に用いられた状態においてバッテリ２５の電圧が必要電圧未満である間は、充電回路３１では定電流を生成出来ず、キャパシタ３２への充電が停止される。したがって、バッテリ２５の電圧が必要電圧以上である場合には、キャパシタ３２に定電流が流され、充電される。
【００２９】
出力スイッチ３３は電源回路１６に接続される。出力スイッチ３３には、後述するようにＴＧ１２から高速掃出し信号が送信される。高速掃出し信号の受信時に、出力スイッチ３３はＯＮに切替えられ、キャパシタ３２に蓄積された電力が電源回路１６に供給される。
【００３０】
次に、撮像素子４０の構成とともに撮像実行時の撮像素子３０の動作について、更に詳細に説明する。撮像素子４０はＣＣＤ撮像素子であり、図３に示すように、画素４１、垂直ＣＣＤ４２、水平ＣＣＤ４３、および出力アンプ４４などによって構成される。
【００３１】
複数の画素４１が撮像素子４０の受光面に２次元状に配置される。画素４１の並ぶ各列に垂直ＣＣＤ４２が配置される。各画素４１は隣接する垂直ＣＣＤ４２に接続される。垂直ＣＣＤ４２の下方には、画素の並ぶ行方向に延びる水平ＣＣＤ４３が設けられる。全垂直ＣＣＤ４２は、水平ＣＣＤ４３に接続される。水平ＣＣＤ４３の一端に出力アンプ４４が接続される。
【００３２】
各画素４１において、受光量に応じた信号電荷が生成され、蓄積される。画素４１が配置される基板（図示せず）には、電子シャッタ端子４５ｓｕｂが接続される。電子シャッタ端子４５ｓｕｂに電子シャッタパルスが入力されることにより、全画素４１に蓄積された電荷が掃出され、リセットされる。
【００３３】
また、画素４１と垂直ＣＣＤ３２の間には、センサゲート（図示せず）が配置される。センサゲートにはセンサゲート（ＳＧ）端子４５ｓｇが接続される。ＳＧ端子４５ｓｇにＳＧパルスΦＳＧが入力されることにより、画素４１に蓄積された信号電荷が垂直ＣＣＤ４２に読出される。
【００３４】
図４に示すように、垂直ＣＣＤ３２には第１〜第４の電極４６ａ〜４６ｄが列方向に沿って、順番に繰返すように配置される。第１〜第４の電極４６ａ〜４６ｄに位相をずらした垂直転送パルスΦＶを入力することにより、垂直ＣＣＤ４２に蓄積される電荷が水平ＣＣＤ４３に転送される。なお、第１〜第４の電極４６ａ〜４６ｄは、それぞれ第１〜第４の垂直転送端子４５ｖ１〜４５ｖ４（図３参照）に接続される。
【００３５】
なお、垂直ＣＣＤ４２における電荷の転送速度は、垂直転送パルスΦＶの周波数に応じて変化する。周波数が高くなるほど転送速度は速くなり、周波数が低くなるほど転送速度は遅くなる。垂直転送パルスΦＶの周波数を高くして電荷転送速度を早くすると、電源回路１６に要求される供給電力量も大きくなる。
【００３６】
垂直ＣＣＤ４２と同様に、水平ＣＣＤ４３には第５、第６の電極（図示せず）が行方向に沿って、順番に繰返すように配置される。第５、第６の電極に位相をずらした水平転送パルスを入力することにより、水平ＣＣＤ４３に転送される電荷が出力アンプ４４に転送される。なお、第５、第６の電極は、それぞれ第１、第２の水平転送端子４５ｈ１、４５ｈ２に接続される。
【００３７】
なお、電子シャッタパルス、センサゲートパルスΦＳＧ、垂直転送パルスΦＶ、および水平転送パルスは撮像素子駆動回路１５により生成され、各端子に入力される。
【００３８】
出力アンプ４４はキャパシタを有しており、転送された信号電荷を信号電圧に変換して出力する。
【００３９】
次に、図５を用いてレリーズボタンを全押ししたときに開始されるレリーズ制御について、撮像素子４０における動作を中心にして説明する。図５は、レリーズ制御を説明するためのタイミングチャートである。
【００４０】
レリーズボタンの全押しが検知されるときに、ＣＰＵ１４によりシーケンス制御であるレリーズ制御が開始される。レリーズボタンの全押しの検知後のタイミングｔ１において、ミラー１８の上方への回転が開始される。
【００４１】
次のタイミングｔ２において、第１〜第４の垂直転送端子４５ｖ１〜４５ｖ４に第１の周波数の垂直転送パルスΦＶの入力が開始される。なお、第１の周波数は、信号電荷を転送するのに用いられる周波数である。垂直転送パルスΦＶの入力により、垂直ＣＣＤ４２に蓄積された電荷が掃出される。
【００４２】
また、タイミングｔ２において、第１、第２の水平転送端子４５ｈ１、４５ｈ２への水平転送パルスの入力、および電子シャッタ端子４５ｓｕｂへの電子シャッタパルスの入力も開始される。水平転送パルスおよび電子シャッタパルスの入力により、水平ＣＣＤ４３、および画素４１に蓄積された電荷が掃出される。
【００４３】
タイミングｔ３において、ミラー１８の上方への回転が停止される。また、タイミングｔ３において、シャッタ１９が開かれ、撮像素子４０への光学像の露光が開始される。なお、電子シャッタパルスの入力はタイミングｔ３以前に停止され、画素４１への信号電荷の蓄積が可能となっている。
【００４４】
設定された露光時間の経過後のタイミングｔ４において、シャッタ１９が完全に閉じられ、撮像素子４０への光学像の露光が完了する。また、タイミングｔ４において、ミラー１８の下方への回転が開始される。
【００４５】
撮像素子４０はインターレーススキャンを実行するように駆動される。すなわち、タイミングｔ３〜タイミングｔ４の間の露光により蓄積された信号電荷は２回に分けて読みだされる。最初に奇数行の画素４１の信号電荷が転送され、次に偶数行の画素４１の信号電荷が転送される。奇数行の画素４１の信号電荷と偶数行の画素４１の信号電荷に基づいて、１フレームの画像信号が生成される。奇数行および偶数行の画素４１の信号電荷の転送前に、垂直ＣＣＤ４２の高速掃出しが実行される。
【００４６】
タイミングｔ４において、ＴＧ１２から高速掃出しの実行命令に相当する高速掃出し信号が撮像素子駆動回路１５および出力スイッチ３３に送信される。
【００４７】
撮像素子駆動回路１５における高速掃出し信号の受信により、垂直転送パルスΦＶの周波数が、第１の周波数から第２の周波数に切替えられる。なお、第２の周波数は第１の周波数より高い周波数に定められる。周波数を第２の周波数に切替えることにより、垂直ＣＣＤ４２に蓄積された不要電荷が高速で掃出される。また、出力スイッチ３３における高速掃出し信号の受信により、キャパシタ３２に蓄積された電力が電源回路１６に供給される。
【００４８】
タイミングｔ４から第２の周波数の垂直転送パルスにより垂直ＣＣＤ４２に残存する電荷を十分に掃出すのにかかる期間の経過後のタイミングｔ５において、ＴＧ１２からの高速掃出し信号の送信は停止され、キャパシタ３２からの電力の供給は停止される。
【００４９】
高速掃出しの完了後のタイミングｔ６において、センサゲートパルスΦＳＧがセンサゲート端子３５ｓｇに入力される。センサゲートパルスΦＳＧが入力されることにより、タイミングｔ３〜タイミングｔ４の間に奇数行の画素３１において生成され、蓄積された信号電荷が垂直ＣＣＤ４２に読出される。
【００５０】
信号電荷の垂直ＣＣＤ４２への読出し後のタイミングｔ７において、垂直転送パルスΦＶの周波数は第１の周波数に再び戻される。周波数を第１の周波数に戻すことにより、転送不良を生じること無く、信号電荷が水平ＣＣＤ４３に転送される。また、水平ＣＣＤ４３に転送された信号電荷は水平転送パルスにより出力アンプ４４まで転送される。
【００５１】
タイミングｔ７から、第１の周波数の垂直転送パルスΦＶによって奇数行の画素４１の信号電荷すべてが転送されるのにかかる期間の経過後であるタイミングｔ８以降は、タイミングｔ４〜タイミングｔ８の間に実行された動作と同様に、垂直ＣＣＤ４２の高速掃き出し、偶数行の画素４１から垂直ＣＣＤ４２への信号電荷の読出し、および信号電荷の出力アンプ３４への転送が実行される。
【００５２】
次に、レリーズ動作実行時の電源回路１６における消費電力およびキャパシタ３２の充電と放電について説明する。なお、図５における電源回路消費電力の欄には、充電可能電力とバッテリ供給可能電力が示されている。電源回路１６の消費電力が充電可能電力未満であるときに、充電回路３１はキャパシタ３２を充電するための定電流を生成可能である。また、電源回路１６は、バッテリ供給可能電力以下までは、バッテリ２５に蓄積された電力のみにより出力電源を生成することが可能である。
【００５３】
レリーズ動作実行前（タイミングｔ１前）には、消費電力が充電可能電力未満なので、キャパシタ３２は充電される（キャパシタ制御欄参照）。タイミングｔ１以降の所定の期間ｐ１において、ミラー１８を上方に回転させる初期動作のため、モータ（図示せず）が起動して大きな電力が消費され、消費電力が充電可能電力を超える。それゆえ、キャパシタ３２への充電が停止される。
【００５４】
所定の期間ｐ１経過後、再び消費電力は充電可能電力未満になるので、キャパシタ３２が充電される。ミラー１８の回転停止のタイミングｔ３より以前の所定の期間ｐ２には、ミラー１８の回転停止に大きな電力が消費され、消費電力が充電可能電力を超える。それゆえ、キャパシタ３２への充電が停止される。
【００５５】
タイミングｔ３〜タイミングｔ４の間には、再び消費電力は充電可能電力未満になるので、キャパシタ３２が充電される。タイミングｔ４以降の所定の期間ｐ３では、ミラー１８を下方に回転させる初期動作のため、モータが起動して大きな電力が消費される。さらに、所定の期間ｐ３の一部において高速掃出しを実行するための電力が消費される。なお、高速掃出し中には、バッテリ供給可能電力を超える電力はキャパシタ３２から供給される（タイミングｔ４〜タイミングｔ５参照）。
【００５６】
所定の期間ｐ３の経過後、再び消費電力は充電可能電力未満になるので、キャパシタ３２が充電される。ミラー１８の回転停止のタイミングｔ９より以前の所定の期間ｐ４には、ミラー１８の回転停止に大きな電力が消費され、消費電力が充電可能電力を超える。それゆえ、キャパシタ３２への充電が停止される。また、所定の期間ｐ４の一部において高速掃出しを実行するための電力が消費される。高速掃出し中には、バッテリ供給可能電力を超える電力はキャパシタ３２から供給される。
【００５７】
ミラー１８を閉じ終えるタイミングｔ９以降は、再び消費電力は充電可能電力未満になるので、キャパシタ３２の充電が開始される。
【００５８】
以上のような第１の実施形態の撮像素子電力供給システムによれば、高速掃出しの実行中は、バッテリ２５の電力だけでなくキャパシタ３２に充電された電力を用いることが可能である。それゆえ、一眼レフカメラ１０全体の駆動停止を防ぎながら、高速掃出しの周波数を十分に大きくすることが可能である。それゆえ、特に連写時に１フレームの画像信号の生成時間を短縮できるので、単位時間あたりの撮影枚数を増加させることが可能である。
【００５９】
また、第１の実施形態では、キャパシタ３２に充電された電力は短時間の高速掃出し時にのみ供給されるので、単に電源回路１６と並列にキャパシタを設ける構成に比べて、キャパシタ３２に求められる容量が小さい。
【００６０】
また、第１の実施形態では、キャパシタ３２から電力を供給するタイミングを、ＴＧ１２から送信される高速掃出し信号に基づいて定めている。ＴＧ１２からの高速掃出し信号は従来のＴＧでも撮像素子の駆動のために生成されていたので、既存のＴＧ１２から高速掃出し信号を出力スイッチ３３に出力させればよく、製造が容易である。
【００６１】
また、第１の実施形態では、充電回路３１は必要電圧以上の電圧が供給されるときに定電流を生成する定電流回路なので、外部から制御することなく充電可能な時期に自動的に充電される。
【００６２】
次に、本発明の第２の実施形態を適用した撮像素子電力供給システムについて説明する。第２の実施形態の撮像素子電力供給システムは、キャパシタへの充電の制御が第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、第１の実施形態と同じ機能を有する部位には、同じ符号を付す。
【００６３】
図６に示すように、第２の実施形態の一眼レフカメラ１００における、ＣＰＵ１４０およびキャパシタ回路３００以外の部位の構成および機能は第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と異なり、ＣＰＵ１４０はキャパシタ回路３００に接続される。
【００６４】
図７に示すように、キャパシタ回路３００は、入力スイッチ３４、キャパシタ３２、および出力スイッチ３３によって構成される。入力スイッチ３４、キャパシタ３２、および出力スイッチ３３は直列に接続される。
【００６５】
入力スイッチ３４はバッテリコネクタ１７に接続される。入力スイッチ３４は、ＣＰＵ１４０から充電許可信号を受信するときにＯＮとなり、キャパシタ３２に電力が供給される。したがって、入力スイッチ３４がＯＮである間にキャパシタ３２は充電される。
【００６６】
キャパシタ３２および出力スイッチ３３の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。
【００６７】
ＣＰＵ１４０から、キャパシタ３２の充電可能時に充電許可信号が送信される。ＣＰＵ１４０に設けられるＥＥＰＲＯＭ（図示せず）には、各部位の動作を実行するために必要な電力がデータとして格納されている。ＣＰＵ１４０は、格納されたデータに基づいて充電許可信号を送信する。
【００６８】
ＣＰＵ１４０では、所定の周期で一眼レフカメラ１００全体で用いる電力が、ＥＥＰＲＯＭに格納されたデータから算出される。全体で用いる電力、すなわち電源回路１６における消費電力が閾値未満であるときに、ＣＰＵ１４０から充電許可信号が送信される。なお、閾値は、キャパシタ３２に安定的な充電を可能にしながら電源回路１６により消費可能な電力の最大値に定められる。
【００６９】
例えば、レリーズ制御時において、ミラー１８の上方への回転開始時からの所定の期間ｐ１（第１の期間）、ミラー１８の回転停止以前の所定の期間ｐ２（第２の期間）、ミラー１８の下方への回転開始時からの所定の期間ｐ３、およびミラー１８の回転停止以前の所定の期間ｐ４には、消費電力が閾値を超える。したがって、これらの期間には、ＣＰＵ１４０から充電許可信号が送信されず、これらの期間以外において、ＣＰＵ１４０から充電許可信号が送信される。
【００７０】
次にＣＰＵ１４０によって実行される充電許可判別処理を図８のフローチャートを用いて説明する。なお、充電許可判別処理は、例えば１０ミリ秒間隔で実行される割り込み処理である。
【００７１】
ステップＳ１００では、現在実行中の動作を検出する。動作の検出後、ステップＳ１０１に進む。ステップＳ１０１では、実行中の全動作に必要な消費電力を算出する。消費電力の算出後、ステップＳ１０２に進む。
【００７２】
ステップＳ１０２では、全体の消費電力が閾値未満であるか否かを判別する。消費電力が閾値未満である場合には、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、充電許可信号を入力スイッチ３４に送信し、キャパシタ３２を充電する。充電許可信号の送信後、充電許可判別処理を終了する。また、消費電力が閾値以上である場合には、ステップＳ１０４に進み、充電禁止信号を入力スイッチ３４に送信して、キャパシタ３２の充電を禁止する。充電禁止信号の送信後、充電許可判別処理を終了する。
【００７３】
以上のような第２の実施形態の撮像素子電力供給システムによっても、高速掃出しの実行中は、バッテリ２５の電力だけでなくキャパシタ３２に充電された電力を用いることが可能である。
【００７４】
また、第２の実施形態では、キャパシタ３２への充電をＣＰＵ１４０によって制御するので、第１の実施形態に比べて様々な状態に対して適切な時期にキャパシタ３２の充電が可能になる。
【００７５】
なお、第１、第２の実施形態において、ミラー１８の回転時にキャパシタ３２から電力が供給される構成であるが、ミラー１８の回転時期に限定されるわけでない。一眼レフカメラ１０、１００の他の部位の動作を実行中であって、バッテリ２５の電力では十分に高い周波数の高速掃出しを実行出来ない場合に、キャパシタ３２に充電された電力を用いてもよい。また、キャパシタ３２の容量や充電のタイミングは、使用する撮像素子の使用に応じて適宜設定可能である。したがって、画素数の多い撮像素子にも適用可能であり、撮像装置の設計の自由度が向上する。
【００７６】
また、第２の実施形態において、充電許可判別処理を割込み処理でおこなわせたが、例えば、ミラーの駆動動作前後やストロボ（図示せず）の充電制御などの消費電力が大きい処理動作のタイミングの前後で、キャパシタ３２への充電を禁止、または許可する構成であってもよい。
【００７７】
また、第１、第２の実施形態では、撮像素子４０はインターレーススキャンの２回読出しにより、信号電荷が出力アンプ４４まで転送される構成であるが、読出し回数は２回に限られず３回以上に分けて読出されてもよい。さらには、プログレッシブスキャンにより１回で読み出される構成であってもよい。
【００７８】
また、第１、第２の実施形態において、撮像素子４０はＣＣＤ撮像素子であるが、不要な電荷の高速掃出しが可能な他の種類の撮像素子に対しても適用可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１０、１００  一眼レフカメラ
１２  タイミングジェネレータ（ＴＧ）
１４、１４０  ＣＰＵ
１５  撮像素子駆動回路
１６  電源回路
１７  バッテリコネクタ
１８  ミラー
２１  ミラー駆動機構
２５  バッテリ
３０、３００  キャパシタ回路
３１  充電回路
３２  キャパシタ
３３  出力スイッチ
４０  撮像素子
４２  垂直ＣＣＤ
４５ｖ１〜４５ｖ４  第１〜第４の垂直転送端子
４６ａ〜４６ｄ  第１〜第４の電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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