(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像面を具えた撮像素子と、該撮像素子を駆動する駆動装置と、該駆動装置の動作を制御する制御装置とを具え、撮像素子の撮像面の露光を行なう露光動作と撮像素子の出力信号に基づいて露光動作時に設定すべき撮影条件を算出する演算動作とを含む一連の撮影動作が繰り返される撮影装置であって、前記駆動装置は、所定の周期で同期信号を発生させる同期信号発生回路を具えており、該同期信号に基づいて前記一連の撮影動作が実行される撮影装置において、前記制御装置は、前記演算動作の動作期間中に同期信号が発生した場合であっても前記演算動作が終了した時点で同期信号を発生させて露光動作を開始させることを繰り返すことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記撮像素子は、複数の画素からなる撮像面を具えた固体撮像素子であって、前記露光動作は、前記駆動装置から前記撮像素子に一連のサブパルスを供給して画素に蓄積された電荷を外部に掃き捨てる第１動作と、該第１動作の実行後に撮像面の露光を行なう第２動作とから構成されており、前記駆動装置は、前記同期信号発生回路から発生する同期信号に同期して前記撮像素子に対する一連のサブパルスの供給を開始するパルス供給手段を具えている請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
前記駆動装置の同期信号発生回路は、一定の周期でカウントアップされるカウンタであって、カウント値が所定値に達したとき及びリセット信号を受けたときに、同期信号を発生させると共に該カウント値を初期値にリセットするものであり、該駆動装置は、前記制御装置から演算動作が終了した旨の通知を受けてリセット信号を前記同期信号発生回路に供給するリセット信号供給手段を具えている請求項２に記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ等から構成される撮像素子を具えたデジタルスチルカメラ等の撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ等から構成される固体撮像素子を具えたデジタルスチルカメラが普及している。
図２は、デジタルスチルカメラに用いられるインターライン転送方式の固体撮像素子(１)の構成を表わしている。該固体撮像素子(１)においては、マトリクス状に配列された複数のフォトセンサ上に色フィルターアレイを設けて複数の画素(11)からなる撮像面を形成すると共に、垂直方向に配列された複数列の画素(11)の電荷を垂直方向に転送する複数の垂直レジスタ(12)と、これらの垂直レジスタ(12)によって転送された電荷を１水平期間の周期で出力する水平レジスタ(13)とが設けられている。
【０００３】
上記固体撮像素子(１)には、第１の位相を有する第１垂直転送パルスＶφ１の入力端子８、第２の位相を有する第２垂直転送パルスＶφ２の入力端子７、第３の位相を有する一対の第３垂直転送パルスＶφ３Ａ及びＶφ３Ｂの入力端子６、５、第４の位相を有する第４垂直転送パルスＶφ４の入力端子４、第５の位相を有する一対の第５垂直転送パルスＶφ５Ａ及びＶφ５Ｂの入力端子３、２、及び第６の位相を有する第６垂直転送パルスＶφ６の入力端子１が設けられている。これらの入力端子に各垂直転送パルスが供給されることによって、垂直レジスタ(12)に蓄積された電荷が水平レジスタ(13)に転送される。
又、上記固体撮像素子(１)には、一対の第１水平転送パルスＨφ１Ａ及びＨφ１Ｂの入力端子21、16と、第１水平転送パルスをそれぞれ反転してなる一対の第２水平転送パルスＨφ２Ａ及びＨφ２Ｂの入力端子22、17とが設けられている。これらの入力端子に各水平転送パルスが供給されることによって、垂直レジスタ(12)から水平レジスタ(13)に転送された電荷が外部に出力される。
更に、上記固体撮像素子(１)には、撮像面の露光前に画素に蓄積された電荷を外部へ掃き捨てる電子シャッタ動作を実行させるためのサブパルスφSUBの入力端子19が設けられている。尚、「サブパルス」及び下記の「サブタイミングパルス」の別称として「電子シャッターパルス」が用いられることもある。
【０００４】
図７は、上記固体撮像素子(１)を具えた従来のデジタルスチルカメラの構成を表わしている。固体撮像素子(１)には、垂直転送駆動回路(２)及び水平転送駆動回路(３)が接続されており、垂直転送駆動回路(２)から上記の第１垂直転送パルスＶφ１、第２垂直転送パルスＶφ２、一対の第３垂直転送パルスＶφ３Ａ、Ｖφ３Ｂ、第４垂直転送パルスＶφ４、一対の第５垂直転送パルスＶφ５Ａ、Ｖφ５Ｂ、第６垂直転送パルスＶφ６及びサブパルスφSUBが供給されると共に、水平転送駆動回路(３)から一対の第１水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、及び一対の第２水平転送パルスＨφ２Ａ、Ｈφ２Ｂが供給される。
垂直転送駆動回路(２)及び水平転送駆動回路(３)には、タイミングジェネレータ(ＴＧ)(40)が接続されており、タイミングジェネレータ(40)から垂直転送駆動回路(２)へ、第１垂直タイミングパルス、第２垂直タイミングパルス、一対の第３垂直タイミングパルス、第４垂直タイミングパルス、一対の第５垂直タイミングパルス、第６垂直タイミングパルス、サブタイミングパルス及び電荷読出しパルスが供給される。又、タイミングジェネレータ(40)から水平転送駆動回路(３)へ、一対の第１水平タイミングパルス及び一対の第２水平タイミングパルスが供給される。
【０００５】
タイミングジェネレータ(40)では、後述の如くカウンタ(図示省略)を用いて第１垂直タイミングパルス、第２垂直タイミングパルス、一対の第３垂直タイミングパルス、第４垂直タイミングパルス、一対の第５垂直タイミングパルス、第６垂直タイミングパルス、電荷読出しパルス及びサブタイミングパルスが作成され、これらのパルスが垂直転送駆動回路(２)に供給される。又、駆動クロックを用いて一対の第１水平タイミングパルス及び一対の第２水平タイミングパルスが作成され、これらのパルスが水平転送駆動回路(３)に供給される。
垂直転送駆動回路(２)では、タイミングジェネレータ(40)から得られる電荷読出しパルス及び第１〜第６垂直タイミングパルスから第１〜第６垂直転送パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３Ａ、Ｖφ３Ｂ、Ｖφ４、Ｖφ５Ａ、Ｖφ５Ｂ及びＶφ６が作成されると共に、サブタイミングパルスを増幅することによってサブパルスφSUBが作成され、作成されたパルスが固体撮像素子(１)に供給される。一方、水平転送駆動回路(３)では、タイミングジェネレータ(40)から得られる一対の第１水平タイミングパルス及び一対の第２水平タイミングパルスを増幅することによって一対の第１水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ及び一対の第２水平転送パルスＨφ２Ａ、Ｈφ２Ｂが作成され、これらのパルスが固体撮像素子(１)に供給される。
【０００６】
又、固体撮像素子(１)から得られるＣＣＤ出力は、サンプリング部ＣＤＳ及びゲイン制御部ＡＧＣからなるＣＤＳ／ＡＧＣ回路(５)、Ａ／Ｄコンバータ(６)、及び圧縮処理等の所定の画像処理を行なう画像処理回路(７)を経て、後段回路へ出力される。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路(５)には、タイミングジェネレータ(40)から、ＣＣＤ出力をサンプリングするためのサンプリング信号ＳＨＰ、ＳＨＤが供給され、Ａ／Ｄコンバータ(６)には、タイミングジェネレータ(40)から、Ａ／Ｄ変換のためのサンプリング信号ＡＤＣＫが供給される。
【０００７】
前記タイミングジェネレータ(40)及び前記画像処理回路(７)には、制御回路(80)が接続されており、制御回路(80)には、シャッターボタン(９)が接続されている。
制御回路(80)は、画像処理回路(７)から固体撮像素子(１)の有効領域の画像信号(輝度信号)を取得して該画像信号の信号レベルを検出し、その検出結果に基づいて露光時間やフォーカス調整値を算出する。そして、その算出結果に応じてタイミングジェネレータ(40)や図示省略するレンズ駆動回路の動作を制御する。
【０００８】
図８は、上記タイミングジェネレータ(40)の垂直タイミングパルス及びサブタイミングパルスの作成部の構成を表わしている。
該タイミングジェネレータは、駆動クロックに同期してカウントアップされる水平カウンタ(41)と、該水平カウンタ(41)から供給される水平同期パルスＨＤに同期してカウントアップされる垂直カウンタ(42)と、該垂直カウンタ(42)から供給される垂直同期パルスＶＤに同期してカウントアップされるフィールドカウンタ(43)とを具えている。前記水平カウンタ(41)には、前記垂直カウンタ(42)から垂直同期パルスＶＤが供給され、水平同期パルスＨＤと垂直同期パルスＶＤの同期がとられる。
【０００９】
上記３つのカウンタ(41)(42)(43)には、コンパレータ(47)が接続されており、該コンパレータ(47)には、垂直タイミングパルス及びサブタイミングパルスについての波形情報が格納されている波形情報格納用レジスタ(46)が接続されている。
【００１０】
又、上記３つのカウンタ(41)(42)(43)には、最大値格納用レジスタ(44)が接続されており、最大値格納用レジスタ(44)からこれらのカウンタ(41)(42)(43)にそれぞれ、カウントすべき最大値Ｈｍａｘ、Ｖｍａｘ、Ｆｍａｘが供給される。
更に、垂直カウンタ(42)には、１／３０秒或いは１／６０秒の周期で基準垂直同期信号ＶＤｏを出力するシグナルジェネレータ(ＳＧ)(45)が接続されると共に、図７に示す制御回路(80)からの制御信号に基づいて該垂直カウンタ(42)の動作を制御するコントローラ(49)が接続されており、該コントローラ(49)は、垂直同期パルスＶＤを前記基準垂直同期パルスＶＤｏに同期させる同期状態と同期させない非同期状態との間で切り換えるための同期／非同期切換え制御信号を垂直カウンタ(42)に供給する。
【００１１】
水平カウンタ(41)のカウント値がカウントアップされる度に水平カウンタ(41)からコンパレータ(47)へカウント値Ｈcountが出力される。そして、該カウント値が最大値格納用レジスタ(44)から供給された水平カウンタ用最大値Ｈｍａｘに達したときに、水平カウンタ(41)から垂直カウンタ(42)及びコンパレータ(47)へ水平同期パルスＨＤが出力されると共に、カウント値が“０”の値にリセットされて再び“０”の値からカウントアップが開始される。
垂直カウンタ(42)は、上述の如く水平カウンタ(41)から供給される水平同期パルスＨＤに同期してカウントアップされ、その度に垂直カウンタ(42)からコンパレータ(47)へカウント値Ｖcountが出力される。そして、該カウント値が最大値格納用レジスタ(44)から供給された垂直カウンタ用最大値Ｖｍａｘに達したときに、垂直カウンタ(42)からコンパレータ(47)、水平カウンタ(41)及びフィールドカウンタ(43)へ垂直同期パルスＶＤが出力されると共に、カウント値が“０”の値にリセットされて再び“０”の値からカウントアップが開始される。
フィールドカウンタ(43)は、上述の如く垂直カウンタ(42)から供給される垂直同期パルスＶＤに同期してカウントアップされ、その度にフィールドカウンタ(43)からコンパレータ(47)へカウント値Ｆcountが出力される。そして、該カウント値が最大値格納用レジスタ(44)から供給されたフィールドカウンタ用最大値Ｆｍａｘに達したときに、カウント値が“０”の値にリセットされて再び“０”の値からカウントアップが開始される。
【００１２】
コンパレータ(47)では、水平カウンタ(41)から供給されるカウント値Ｈcount、垂直カウンタ(42)から供給されるカウント値Ｖcount及びフィールドカウンタ(43)から供給されるカウント値Ｆcountと、波形情報格納用レジスタ(46)から供給される波形情報に含まれているカウント値とが比較され、該比較結果に応じてコンパレータ(47)の出力がハイからロー、或いはローからハイへと切り替わる。このとき、水平カウンタ(41)から供給される水平同期パルスＨＤ及び垂直カウンタ(42)から供給される垂直同期パルスＶＤと同期がとられる。この様にして、矩形パルスからなる垂直タイミングパルス及びサブタイミングパルスが作成されることになる。
【００１３】
上記デジタルスチルカメラにおいては、画素に蓄積された電荷を外部に掃き捨てた後に固体撮像素子(１)の撮像面の露光を行なう露光動作、画素に蓄積された電荷の転送を行なう転送動作、露光時間やフォーカス調整値を算出する演算動作、及び演算によって得られた露光時間やフォーカス調整値の設定を行なう設定動作からなる一連の撮影動作が繰り返されるスルーモードの設定が可能である。該スルーモードは、前記シャッターボタン(９)が押下されたときに自動的に設定され、一連の撮影動作が繰り返された後に画像記録のための露光が開始される。又、該スルーモードは、ビューファインダーの使用時に手動で設定することも可能である。
【００１４】
図９は、スルーモードにおける一連の撮影動作を表わしている。尚、図９中、ＶＤは垂直同期パルスである。
スルーモードが設定されると、第１の垂直期間(＃Ｖ１)に、一連のサブパルスφSUBが固体撮像素子(１)に供給されて画素(11)に蓄積された電荷が掃き捨てられた後、撮像面の露光が行なわれる。続いて第２の垂直期間(＃Ｖ２)に、第１垂直期間に行なわれた露光によって画素(11)に蓄積された電荷の転送が行なわれると共に、これによって得られる画像信号に基づいて露光時間やフォーカス調整値の演算が開始される。又、一連のサブパルスφSUBが固体撮像素子(１)に供給されて画素に蓄積された電荷が掃き捨てられた後、撮像面の露光が行なわれる。
【００１５】
次に第３の垂直期間(＃Ｖ３)では、前記演算が継続して行なわれると共に、該演算によって得られた露光時間やフォーカス調整値の設定が行なわれる。又、第２垂直期間に行なわれた露光によって画素(11)に蓄積された電荷の転送が行なわれると共に、一連のサブパルスφSUBが固体撮像素子(１)に供給されて画素(11)に蓄積された電荷が掃き捨てられた後、撮像面の露光が行なわれる。
【００１６】
続いて第４の垂直期間(＃Ｖ４)に、第３垂直期間に行なわれた露光によって画素(11)に蓄積された電荷の転送が行なわれると共に、一連のサブパルスφSUBが固体撮像素子(１)に供給されて画素(11)に蓄積された電荷が掃き捨てられた後、撮像面の露光が行なわれる。このとき、第３垂直期間に設定された露光時間やフォーカス調整値が反映されることになる。次に第５の垂直期間(＃Ｖ５)に、第４垂直期間に行なわれた露光によって画素(11)に蓄積された電荷の転送が行なわれると共に、これによって得られる画像信号に基づいて露光時間やフォーカス調整値の演算が開始される。又、一連のサブパルスφSUBが固体撮像素子(１)に供給されて画素に蓄積された電荷が掃き捨てられた後、撮像面の露光が行なわれる。
【００１７】
次に第６の垂直期間(＃Ｖ６)では、前記演算が継続して行なわれると共に、該演算によって得られた露光時間やフォーカス調整値の設定が行なわれる。又、第５垂直期間に行なわれた露光によって画素(11)に蓄積された電荷の転送が行なわれると共に、一連のサブパルスφSUBが固体撮像素子(１)に供給されて画素(11)に蓄積された電荷が掃き捨てられた後、撮像面の露光が行なわれる。
続いて第７の垂直期間(＃Ｖ７)に、第６垂直期間に行なわれた露光によって画素(11)に蓄積された電荷の転送が行なわれると共に、一連のサブパルスφSUBが固体撮像素子(１)に供給されて画素(11)に蓄積された電荷が掃き捨てられた後、撮像面の露光が行なわれる。このとき、第６垂直期間に設定された露光時間やフォーカス調整値が反映されることになる。以下同様にして、露光、転送、演算及び設定が繰り返される。
スルーモードにおいては、上述の如く３垂直期間の周期で、露光動作、転送動作、演算動作及び設定動作の一連の撮影動作が繰り返される。
【００１８】
図１０は、上記スルーモードが設定されたときの水平カウンタ(41)及び垂直カウンタ(42)の動作を表わしている。
水平カウンタ(41)は、駆動クロックに同期してカウントアップされ、図示の如くカウント値が所定値ｎに達したときに、水平同期パルスＨＤを出力すると共にカウント値を“０”の値にリセットして再び“０”の値からカウントアップを開始する。一方、垂直カウンタ(42)は、前記水平同期パルスＨＤに同期してカウントアップされ、カウント値が所定値ｍに達したときに、垂直同期パルスＶＤを出力すると共にカウント値を“０”の値にリセットして再び“０”の値からカウントアップを開始する。
図９に示すスルーモードにおいては、この様にして所定の周期で垂直同期パルスＶＤが出力され、該垂直同期パルスＶＤに同期して露光動作、転送動作及び設定動作が開始される。
【００１９】
尚、オートフォーカスの高速化を図るべく、撮影時にフォーカスレンズが所定の位置に到達したときにクロック信号の周波数を変更するデジタルカメラが提案されている(特許文献１参照)。
【特許文献１】特開２００４−２８６７８０号公報[G02B 7/08]
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、上記従来のデジタルスチルカメラにおいては、スルーモードにおいて一連の撮影動作が開始されてから次に一連の撮影動作が開始されるまでに長い時間がかかるため、シャッターボタン(９)が押下されてから画像記録のための露光が開始されるまでに長い時間がかかって画像記録が終了するまでの撮影時間が長くなる問題があった。
本発明の目的は、一連の撮影動作が開始されてから次に一連の撮影動作が開始されるまでの時間を従来よりも短縮することが可能な撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
そこで本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を行なった結果、図９に示す如く垂直同期パルスＶＤに同期して露光動作が開始されるために演算動作が終了してから露光動作が開始されるまでに待ち時間ｔが発生していることに着目し、本発明の完成に至った。
【００２２】
本発明に係る撮影装置は、撮像面を具えた撮像素子と、該撮像素子を駆動する駆動装置と、該駆動装置の動作を制御する制御装置とを具えており、撮像素子の撮像面の露光を行なう露光動作と撮像素子の出力信号に基づいて露光動作時に設定すべき撮影条件を算出する演算動作とを含む一連の撮影動作が繰り返される。そして、前記駆動装置は、所定の周期で同期信号を発生させる同期信号発生回路を具えており、該同期信号に基づいて前記一連の撮影動作が実行される。前記制御装置は、前記演算動作の動作期間中に同期信号が発生した場合であっても前記演算動作が終了した時点で同期信号を発生させて露光動作を開始させることを繰り返す。
【００２３】
上記本発明に係る撮影装置においては、演算動作が終了した時点で駆動装置から同期信号が発生し、該同期信号に同期して露光動作が開始される。この様に、演算動作が終了した時点で露光動作が開始されるので、演算動作が終了してから露光動作が開始されるまでに待ち時間が発生していた上記従来のデジタルスチルカメラに比べて、一連の撮影動作が開始されてから次に一連の撮影動作が開始されるまでの時間が短縮される。
【００２４】
具体的には、前記撮像素子は、複数の画素からなる撮像面を具えた固体撮像素子であって、前記露光動作は、前記駆動装置から前記撮像素子に一連のサブパルスを供給して画素に蓄積された電荷を外部に掃き捨てる第１動作と、該第１動作の実行後に撮像面の露光を行なう第２動作とから構成されており、前記駆動装置は、前記同期信号発生回路から発生する同期信号に同期して前記撮像素子に対する一連のサブパルスの供給を開始するパルス供給手段を具えている。
【００２５】
上記具体的構成においては、演算動作が終了した時点で同期信号発生回路からパルス供給手段に同期信号が供給され、該同期信号に同期して固体撮像素子に対する一連のサブパルスの供給が開始される。この様にして、演算動作が終了した時点で露光動作が開始されることになる。
【００２６】
又、具体的には、前記駆動装置の同期信号発生回路は、一定の周期でカウントアップされるカウンタであって、カウント値が所定値に達したとき及びリセット信号を受けたときに、同期信号を発生させると共に該カウント値を初期値にリセットするものであり、該駆動装置は、前記制御装置から演算動作が終了した旨の通知を受けてリセット信号を前記同期信号発生回路に供給するリセット信号供給手段を具えている。
【００２７】
上記具体的構成においては、同期信号発生回路は、一定の周期でカウントアップされ、カウント値が所定値に達したときに、同期信号を発生させると共に該カウント値を初期値にリセットする。この様にして、所定の周期で同期信号が発生し、該同期信号に同期して、一連の撮影動作の内、露光動作以外の動作、例えば画素に蓄積された電荷を転送する転送動作が開始される。
これに対し、演算動作は同期信号発生回路のカウント値が前記所定値に達するまでに終了することとなり、その時点でリセット信号供給手段から同期信号発生回路にリセット信号が供給され、同期信号発生回路は、該リセット信号を受けて、同期信号を発生させると共にカウント値を初期値にリセットする。この様にして、演算動作が終了した時点で同期信号が発生し、該同期信号に同期して露光動作が開始される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る撮影装置によれば、演算動作が終了した時点で露光動作が開始されるので、演算動作が終了してから露光動作が開始されるまでに待ち時間が発生していた従来のデジタルスチルカメラに比べて、一連の撮影動作が開始されてから次に一連の撮影動作が開始されるまでにかかる撮影時間が短縮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明をＣＣＤからなる固体撮像素子を具えたデジタルスチルカメラに実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係るデジタルスチルカメラは、図２に示す固体撮像素子(１)を具えており、該固体撮像素子(１)には、第１の位相を有する第１垂直転送パルスＶφ１の入力端子８、第２の位相を有する第２垂直転送パルスＶφ２の入力端子７、第３の位相を有する一対の第３垂直転送パルスＶφ３Ａ及びＶφ３Ｂの入力端子６、５、第４の位相を有する第４垂直転送パルスＶφ４の入力端子４、第５の位相を有する一対の第５垂直転送パルスＶφ５Ａ及びＶφ５Ｂの入力端子３、２、及び第６の位相を有する第６垂直転送パルスＶφ６の入力端子１が設けられている。
又、該固体撮像素子(１)には、一対の第１水平転送パルスＨφ１Ａ及びＨφ１Ｂの入力端子21、16と、第１水平転送パルスを反転してなる一対の第２水平転送パルスＨφ２Ａ及びＨφ２Ｂの入力端子22、17とが設けられている。
更に、該固体撮像素子(１)には、電子シャッタ動作を実行させるためのサブパルスφSUBの入力端子19が設けられている。
【００３０】
図１は、本発明に係るデジタルスチルカメラの構成を表わしている。上記固体撮像素子(１)には、垂直転送駆動回路(２)及び水平転送駆動回路(３)が接続されており、垂直転送駆動回路(２)から上記の第１垂直転送パルスＶφ１、第２垂直転送パルスＶφ２、一対の第３垂直転送パルスＶφ３Ａ、Ｖφ３Ｂ、第４垂直転送パルスＶφ４、一対の第５垂直転送パルスＶφ５Ａ、Ｖφ５Ｂ、第６垂直転送パルスＶφ６及びサブパルスφSUBが供給されると共に、水平転送駆動回路(３)から一対の第１水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、及び一対の第２水平転送パルスＨφ２Ａ、Ｈφ２Ｂが供給される。
垂直転送駆動回路(２)及び水平転送駆動回路(３)には、タイミングジェネレータ(ＴＧ)(４)が接続されており、タイミングジェネレータ(４)から垂直転送駆動回路(２)へ、第１垂直タイミングパルス、第２垂直タイミングパルス、一対の第３垂直タイミングパルス、第４垂直タイミングパルス、一対の第５垂直タイミングパルス、第６垂直タイミングパルス、サブタイミングパルス及び電荷読出しパルスが供給される。又、タイミングジェネレータ(４)から水平転送駆動回路(３)へ、一対の第１水平タイミングパルス及び一対の第２水平タイミングパルスが供給される。
【００３１】
タイミングジェネレータ(４)では、後述の如くカウンタ(図示省略)を用いて第１垂直タイミングパルス、第２垂直タイミングパルス、一対の第３垂直タイミングパルス、第４垂直タイミングパルス、一対の第５垂直タイミングパルス、第６垂直タイミングパルス、電荷読出しパルス及びサブタイミングパルスが作成され、これらのパルスが垂直転送駆動回路(２)に供給される。又、駆動クロックを用いて一対の第１水平タイミングパルス及び一対の第２水平タイミングパルスが作成され、これらのパルスが水平転送駆動回路(３)に供給される。
垂直転送駆動回路(２)では、タイミングジェネレータ(４)から得られる電荷読出しパルス及び第１〜第６垂直タイミングパルスから第１〜第６垂直転送パルスＶφ１、Ｖφ２、Ｖφ３Ａ、Ｖφ３Ｂ、Ｖφ４、Ｖφ５Ａ、Ｖφ５Ｂ及びＶφ６が作成されると共に、サブタイミングパルスを増幅することによってサブパルスφSUBが作成され、作成されたパルスが固体撮像素子(１)に供給される。一方、水平転送駆動回路(３)では、タイミングジェネレータ(４)から得られる一対の第１水平タイミングパルス及び一対の第２水平タイミングパルスを増幅することによって一対の第１水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ及び一対の第２水平転送パルスＨφ２Ａ、Ｈφ２Ｂが作成され、これらのパルスが固体撮像素子(１)に供給される。
【００３２】
又、固体撮像素子(１)から得られるＣＣＤ出力は、サンプリング部ＣＤＳ及びゲイン制御部ＡＧＣからなるＣＤＳ／ＡＧＣ回路(５)、Ａ／Ｄコンバータ(６)、及び圧縮処理等の所定の画像処理を行なう画像処理回路(７)を経て、後段回路へ出力される。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路(５)には、タイミングジェネレータ(４)から、ＣＣＤ出力をサンプリングするためのサンプリング信号ＳＨＰ、ＳＨＤが供給され、Ａ／Ｄコンバータ(６)には、タイミングジェネレータ(４)から、Ａ／Ｄ変換のためのサンプリング信号ＡＤＣＫが供給される。
【００３３】
前記タイミングジェネレータ(４)及び前記画像処理回路(７)には、制御回路(８)が接続されており、制御回路(８)には、シャッターボタン(９)が接続されている。
制御回路(８)は、画像処理回路(７)から固体撮像素子(１)の有効領域の画像信号(輝度信号)を取得して該画像信号の信号レベルを検出し、その検出結果に基づいて露光時間やフォーカス調整値を算出する。そして、その算出結果に応じてタイミングジェネレータ(４)や図示省略するレンズ駆動回路の動作を制御する。
【００３４】
図３は、上記タイミングジェネレータ(４)の垂直タイミングパルス及びサブタイミングパルスの作成部の構成を表わしている。
該タイミングジェネレータは、駆動クロックに同期してカウントアップされる水平カウンタ(41)と、該水平カウンタ(41)から供給される水平同期パルスＨＤに同期してカウントアップされる垂直カウンタ(42)と、該垂直カウンタ(42)から供給される垂直同期パルスＶＤに同期してカウントアップされるフィールドカウンタ(43)とを具えている。前記水平カウンタ(41)には、前記垂直カウンタ(42)から垂直同期パルスＶＤが供給され、水平同期パルスＨＤと垂直同期パルスＶＤの同期がとられる。
【００３５】
上記３つのカウンタ(41)(42)(43)には、コンパレータ(47)が接続されており、該コンパレータ(47)には、垂直タイミングパルス及びサブタイミングパルスについての波形情報が格納されている波形情報格納用レジスタ(46)が接続されている。
【００３６】
又、上記３つのカウンタ(41)(42)(43)には、最大値格納用レジスタ(44)が接続されており、最大値格納用レジスタ(44)からこれらのカウンタ(41)(42)(43)にそれぞれ、カウントすべき最大値Ｈｍａｘ、Ｖｍａｘ、Ｆｍａｘが供給される。
更に、垂直カウンタ(42)には、１／３０秒或いは１／６０秒の周期で基準垂直同期信号ＶＤｏを出力するシグナルジェネレータ(ＳＧ)(45)が接続されると共に、図１に示す制御回路(８)からの制御信号に基づいて該垂直カウンタ(42)の動作を制御するコントローラ(48)が接続されており、該コントローラ(48)は、垂直同期パルスＶＤを前記基準垂直同期パルスＶＤｏに同期させる同期状態と同期させない非同期状態との間で切り換えるための同期／非同期切換え制御信号を垂直カウンタ(42)に供給する。
又、前記コントローラ(48)は、制御回路(８)から露光時間やフォーカス調整値の算出が終了した時点でその旨の通知を受けて、リセットパルスを水平カウンタ(41)及び垂直カウンタ(42)に供給する。
【００３７】
水平カウンタ(41)のカウント値がカウントアップされる度に水平カウンタ(41)からコンパレータ(47)へカウント値Ｈcountが出力される。そして、該カウント値が最大値格納用レジスタ(44)から供給された水平カウンタ用最大値Ｈｍａｘに達したとき、及びコントローラ(48)からリセットパルスが供給されたときに、水平カウンタ(41)から垂直カウンタ(42)及びコンパレータ(47)へ水平同期パルスＨＤが出力されると共に、カウント値が“０”の値にリセットされて再び“０”の値からカウントアップが開始される。
垂直カウンタ(42)は、上述の如く水平カウンタ(41)から供給される水平同期パルスＨＤに同期してカウントアップされ、その度に垂直カウンタ(42)からコンパレータ(47)へカウント値Ｖcountが出力される。そして、該カウント値が最大値格納用レジスタ(44)から供給された垂直カウンタ用最大値Ｖｍａｘに達したとき、及びコントローラ(48)からリセットパルスが供給されたときに、垂直カウンタ(42)からコンパレータ(47)、水平カウンタ(41)及びフィールドカウンタ(43)へ垂直同期パルスＶＤが出力されると共に、カウント値が“０”の値にリセットされて再び“０”の値からカウントアップが開始される。
フィールドカウンタ(43)は、上述の如く垂直カウンタ(42)から供給される垂直同期パルスＶＤに同期してカウントアップされ、その度にフィールドカウンタ(43)からコンパレータ(47)へカウント値Ｆcountが出力される。そして、該カウント値が最大値格納用レジスタ(44)から供給されたフィールドカウンタ用最大値Ｆｍａｘに達したときに、カウント値が“０”の値にリセットされて再び“０”の値からカウントアップが開始される。
【００３８】
コンパレータ(47)では、水平カウンタ(41)から供給されるカウント値Ｈcount、垂直カウンタ(42)から供給されるカウント値Ｖcount及びフィールドカウンタ(43)から供給されるカウント値Ｆcountと、波形情報格納用レジスタ(46)から供給される波形情報に含まれているカウント値とが比較され、該比較結果に応じて、コンパレータ(47)の出力がハイからロー、或いはローからハイへと切り替わる。このとき、水平カウンタ(41)から供給される水平同期パルスＨＤ及び垂直カウンタ(42)から供給される垂直同期パルスＶＤと同期がとられる。この様にして、矩形パルスからなる垂直タイミングパルス及びサブタイミングパルスが作成されることになる。
【００３９】
本発明に係るデジタルスチルカメラは、従来のデジタルスチルカメラと同様に、露光動作、転送動作、演算動作及び設定動作からなる一連の撮影動作が繰り返されるスルーモードの設定が可能であって、該スルーモードは、前記シャッターボタン(９)が押下されたときに自動的に設定され、一連の撮影動作が繰り返された後に画像記録のための露光が開始される。又、該スルーモードは、ビューファインダーの使用時に手動で設定することも可能である。
【００４０】
図４は、スルーモードが設定されたときの水平カウンタ(41)、垂直カウンタ(42)及びコントローラ(48)の動作を表わしている。
水平カウンタ(41)は、駆動クロックに同期してカウントアップされ、図示の如くカウント値が所定値ｎに達したときに、水平同期パルスＨＤを出力すると共にカウント値を“０”の値にリセットして再び“０”の値からカウントアップを開始する。一方、垂直カウンタ(42)は、前記水平同期パルスＨＤに同期してカウントアップされ、カウント値が所定値ｍに達したときに、垂直同期パルスＶＤを出力すると共にカウント値を“０”の値にリセットして再び“０”の値からカウントアップを開始する。この様にして所定の周期で垂直同期パルスＶＤが出力され、後述の如く、該垂直同期パルスＶＤに同期して転送動作及び設定動作が開始される。
これに対し、演算動作は、垂直カウンタ(42)のカウント値が前記所定値ｍに達するまでに終了することとなり、その時点でコントローラ(48)はリセットパルスを水平カウンタ(41)及び垂直カウンタ(42)に供給する。水平カウンタ(41)は該リセットパルスを受けて、水平同期パルスＨＤを出力すると共にカウント値を“０”の値にリセットして再び“０”の値からカウントアップを開始する。又、垂直カウンタ(42)は、該リセットパルスを受けて、垂直同期パルスＶＤを出力すると共にカウント値を“０”の値にリセットして再びカウントアップを開始する。この様にして演算動作の終了時点で垂直同期パルスＶＤが出力され、後述の如く、該垂直同期パルスＶＤに同期して露光動作が開始される。
【００４１】
図５は、本発明に係るデジタルスチルカメラのスルーモードにおける一連の撮影動作を表わしている。
スルーモードが設定されると、第１の垂直期間(＃Ｖ１)に、一連のサブパルスφSUBが固体撮像素子(１)に供給されて画素(11)に蓄積された電荷が掃き捨てられた後、撮像面の露光が行なわれる。次に第２の垂直期間(＃Ｖ２)に、第１垂直期間に行なわれた露光によって画素(11)に蓄積された電荷の転送が行なわれると共に、これによって得られる画像信号に基づいて露光時間やフォーカス調整値の演算が開始される。又、一連のサブパルスφSUBが固体撮像素子(１)に供給されて画素に蓄積された電荷が掃き捨てられた後、撮像面の露光が行なわれる。
【００４２】
次に第３の垂直期間(＃Ｖ３)では、前記演算が継続して行なわれると共に、該演算によって得られた露光時間やフォーカス調整値の設定が行なわれる。又、第２垂直期間に行なわれた露光によって画素(11)に蓄積された電荷の転送が開始されると共に、固体撮像素子(１)に対する一連のサブパルスφSUBの供給が開始される。その後、前記演算が終了すると、その時点で垂直カウンタ(42)にリセットパルスが供給されて該垂直カウンタ(42)から垂直同期パルスＶＤが出力される。これによって、第４の垂直期間(＃Ｖ４)が開始されることになる。
【００４３】
上述の如く出力された垂直同期パルスＶＤに同期して、第３垂直期間に画素(11)に蓄積された電荷の転送が開始されると共に、固体撮像素子(１)に対する一連のサブパルスφSUBの供給が開始されて画素(11)に蓄積された電荷が掃き捨てられた後、撮像面の露光が行なわれる。このとき、第３垂直期間に設定された露光時間及びフォーカス調整値が反映されることになる。次に第５の垂直期間(＃Ｖ５)に、第４垂直期間に行なわれた露光によって画素(11)に蓄積された電荷の転送が行なわれると共に、これによって得られる画像信号に基づいて露光時間やフォーカス調整値の演算が開始される。又、一連のサブパルスφSUBが固体撮像素子(１)に供給されて画素に蓄積された電荷が掃き捨てられた後、撮像面の露光が行なわれる。
【００４４】
次に第６の垂直期間(＃Ｖ６)では、前記演算が継続して行なわれると共に、該演算によって得られた露光時間やフォーカス調整値の設定が行なわれる。又、第５垂直期間に行なわれた露光によって画素(11)に蓄積された電荷の転送が開始されると共に、固体撮像素子(１)に対する一連のサブパルスφSUBの供給が開始される。その後、前記演算が終了すると、その時点で垂直カウンタ(42)にリセットパルスが供給されて該垂直カウンタ(42)から垂直同期パルスＶＤが出力される。これによって、第７の垂直期間(＃Ｖ７)が開始されることになる。
【００４５】
上述の如く出力された垂直同期パルスＶＤに同期して、第６垂直期間に画素(11)に蓄積された電荷の転送が開始されると共に、固体撮像素子(１)に対する一連のサブパルスφSUBの供給が開始されて画素(11)に蓄積された電荷が掃き捨てられた後、撮像面の露光が行なわれる。このとき、第６垂直期間に設定された露光時間及びフォーカス調整値が反映されることになる。
スルーモードにおいては、上述の如く、３垂直期間の周期で、露光動作、転送動作、演算動作及び設定動作の一連の撮影動作が繰り返される。ここで、３垂直期間の内、演算動作が終了する垂直期間は、露光動作が行なわれる垂直期間及び転送動作が行なわれる垂直期間に比べて短くなる。
【００４６】
本発明に係るデジタルスチルカメラのスルーモードにおいては、図５に示す如く演算動作が終了した時点で露光動作が開始されるので、図９に示す如く演算動作が終了してから露光動作が開始されるまでに待ち時間ｔが発生していた従来のデジタルスチルカメラに比べて、一連の撮影動作が開始されてから次の一連の撮影動作が開始されるまでの時間が短縮される。従って、シャッターボタン(９)が押下されてから画像記録のための露光が開始されるまでの時間が短縮され、これによって画像記録が終了するまでの撮影時間が短縮されることになる。
又、スルーモードにおいては、図６に示す如く、一連の水平転送パルスＨφ１Ａ、Ｈφ１Ｂ、Ｈφ２Ａ、Ｈφ２Ｂが１水平期間(１Ｈ)の周期で固体撮像素子(１)に供給されるのであるが、上述の如くシャッターボタン(９)が押下されてから画像記録が終了するまでの撮影時間が短縮されるので、水平転送パルスの出力回数が減少することとなって消費電力が低減する。
【００４７】
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態においては、本発明を図２に示す６相駆動方式の固体撮像素子(１)を具えたデジタルスチルカメラに実施しているが、３相駆動方式の固体撮像素子や４相駆動方式の固体撮像素子を具えたデジタルスチルカメラに実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明を実施したデジタルスチルカメラの構成を表わすブロック図である。
【図２】固体撮像素子の構成を表わすブロック図である。
【図３】上記デジタルスチルカメラのタイミングジェネレータの構成を表わすブロック図である。
【図４】スルーモードでの上記タイミングジェネレータの動作を表わすタイムチャートである。
【図５】上記デジタルスチルカメラのスルーモードでの一連の撮影動作を表わすタイムチャートである。
【図６】スルーモードで固体撮像素子に供給される水平転送パルスを表わすタイムチャートである。
【図７】従来のデジタルスチルカメラの構成を表わすブロック図である。
【図８】上記デジタルスチルカメラのタイミングジェネレータの構成を表わすブロック図である。
【図９】上記デジタルスチルカメラのスルーモードでの一連の撮影動作を表わすタイムチャートである。
【図１０】スルーモードでの上記タイミングジェネレータの動作を表わすタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
(１)  固体撮像素子
(11)  画素
(12)  垂直レジスタ
(13)  水平レジスタ
(２)  垂直転送駆動回路
(３)  水平転送駆動回路
(４)  タイミングジェネレータ
(41)  水平カウンタ
(42)  垂直カウンタ
(43)  フィールドカウンタ
(48)  コントローラ
(５)  ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
(６)  Ａ／Ｄコンバータ
(７)  画像処理回路
(８)  制御回路
(９)  シャッターボタン
【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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【図９】
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【図１０】
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