(57)【要約】【課題】  画像撮影操作が行なわれてから画像記録が終了するまでの撮影時間を従来よりも短縮することが可能なデジタルスチルカメラ等の撮影装置を提供する。【解決手段】  本発明に係る撮影装置は、固体撮像素子、同期信号ＶＤを発生させると共にサブパルスφSUBを固体撮像素子に供給する駆動装置、及び制御装置を具えており、固体撮像素子に一連のサブパルスφSUBを供給した後に撮像面の露光を行なう露光動作が一定の周期で発生する同期信号ＶＤに同期して開始される撮影モードの設定が可能である。制御装置は、撮影モードが設定されている状態で画像撮影操作が行なわれたとき、同期信号ＶＤに同期させて撮像面の露光を開始させると共に、同期信号ＶＤの周期を撮像面の露光時間と同じ時間に設定した後、同期信号ＶＤに同期させて固体撮像素子からの電荷の読出しを含む撮影動作を開始させる。【選択図】      図６
2007074474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素からなる撮像面を具えた固体撮像素子と、該固体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、前記駆動装置は、同期信号を発生させる同期信号発生回路と、画素に蓄積された電荷を外部に掃き捨てるためのサブパルスを前記固体撮像素子に供給するサブパルス供給回路とを具えている撮影装置であって、前記固体撮像素子に一連のサブパルスを供給した後に撮像面の露光を行なう露光動作が前記同期信号発生回路から一定の周期で発生する同期信号に同期して開始される撮影モードの設定が可能な撮影装置において、前記制御装置は、前記撮影モードが設定されている状態で画像撮影操作が行なわれたとき、前記同期信号発生回路から発生する同期信号に同期させて撮像面の露光を開始させると共に、前記同期信号の周期を撮像面の露光時間と同じ時間に設定した後、前記同期信号発生回路から発生する同期信号に同期させて前記固体撮像素子からの電荷の読出しを含む撮影動作を開始させる制御手段を具えていることを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記固体撮像素子への入射光の大きさに応じた露光時間を導出する露光時間導出手段を具えており、前記制御手段は、前記同期信号の周期を該露光時間導出手段から得られる露光時間と同じ時間に設定する請求項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、カウント値が外部から供給される値に達したときに同期信号を発生させるものであり、前記制御装置の制御手段は、前記露光時間導出手段から得られる露光時間に基づいて前記同期信号発生回路に供給すべき値を算出し、算出した値を前記同期信号発生回路に供給する請求項２に記載の撮影装置。
【請求項４】
前記駆動装置は、水平同期信号を発生させる水平同期信号発生回路を具えており、前記同期信号発生回路は、垂直同期信号を発生させるものであって前記水平同期信号に同期してカウントアップされ、前記制御装置の制御手段は、前記露光時間導出手段から得られる露光時間と前記水平同期信号の周期とから前記同期信号発生回路に供給すべき値を算出する請求項３に記載の撮影装置。
【請求項５】
前記制御装置の制御手段は、撮像面の露光の開始時に前記駆動装置から前記固体撮像素子にサブパルスを供給する請求項１乃至請求項４の何れかに記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ等から構成される固体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(１Ｈ)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８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。
【０００５】
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)が接続されている。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９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８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“１”の値にリセットされて再び“１”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“１”の値にリセットされて再び“１”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“１”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。尚、作成されたサブタイミングパルスは、上述の如く算出された露光時間に応じて作成されたイネーブル信号がハイの期間にタイミングジェネレータ(40)から出力される。
【００１３】
上記デジタルスチルカメラにおいては、固体撮像素子(１)によって撮影した動画(スルー画)を１／３０秒の周期でＬＣＤに表示するモニタモードの設定が可能であって、図１０は、該モニタモードの動作及び固体撮像素子(１)に供給されるサブパルスφSUBを表わしている。尚、図１０中、シャッターパルスはシャッターボタン(９)の押下時に発生するパルスである。
固体撮像素子(１)は、撮像面を構成する複数の画素の内、例えば８ライン中１ラインの割合で複数の画素の電荷を読み出す間引き読出しモードの設定が可能であって、モニタモードでは固体撮像素子(１)は間引き読出しモードに設定される。
上記デジタルスチルカメラにおいては、１垂直期間の内、露光時間を除く期間に一連のサブパルスφSUBを固体撮像素子(１)に供給することによって露光時間が制御されており、モニタモードが設定されている状態では、１垂直期間に、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、次の垂直期間に、前記露光によって画素(11)に蓄積された電荷の転送が行なわれると共に、転送された電荷からＬＣＤに表示すべき表示画像を作成する処理(表示処理)が行なわれる。そして、更に次の垂直期間に、前記作成された表示画像がＬＣＤに表示される。この一連の動作、即ち、露光、転送、表示画像の作成及び表示が１垂直期間ずつずらして繰り返されることによって、１／３０秒の周期で画像が撮影されてＬＣＤに表示されることになる。
又、各垂直期間に、転送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、次の垂直期間に、前記演算が継続して行なわれて、該演算によって得られた露光時間及びフォーカス調整値の設定が行われる。
【００１４】
上記モニタモードが設定されている状態でシャッターボタン(９)が押下されると、次の垂直期間に、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。その後、垂直同期パルスＶＤに同期して全画素取り込みモードが設定されて、撮像面を構成する全ての画素の電荷が複数のフィールドに分けて転送され、転送によって得られる画像信号が記録媒体に記録される。このとき、ＬＣＤには、モニタモードで最後に表示された画像が継続して表示される。尚、以下では、シャッターボタン(９)が押下されたときにモニタモードで最後に行なわれる露光を最終露光という。
【００１５】
ところで、モニタモードにおける１Ｈの時間は、固体撮像素子の画素数、駆動クロックの周波数(駆動周波数)、画素の間引き率等によって決まる。例えば、駆動周波数が２４.５４５４ＭＨｚであって、モニタモードにおける画素数が(３５３２ピクセル×２２５ライン＋１７９８ピクセル)で表わされるデジタルスチルカメラにおいては、１Ｈの時間は１４８μ秒となる。
【００１６】
図１１は、モニタモードにおける１Ｈの時間が１４８μ秒となる従来のデジタルスチルカメラの水平カウンタ(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、初期値“１”から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最大値“３５３２”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“１”の値にリセットして再び“１”の値からカウントアップを開始する。この様に、水平カウンタ(41)は“１”から“３５３２”までカウントアップを繰り返し、カウント値が最大値“３５３２”に達する度に水平同期パルスＨＤを出力する。一方、垂直カウンタ(42)は、初期値“１”から前記水平同期パルスＨＤに同期してカウントアップされる。そして、前記水平カウンタ(41)のカウント値が２２５回目に最大値“３５３２”に達したとき、カウント値を“１”の値にリセットして再び“１”の値からカウントアップを開始し、その後、カウント値が最大値“１７９８”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“１”の値にリセットして再び“１”の値からカウントアップを開始する。又、このとき、垂直カウンタ(42)のカウント値は最大値“２２６”に達しており、垂直カウンタ(42)は、垂直同期パルスＶＤを出力すると共に、カウント値を“１”の値にリセットして再び“１”の値からカウントアップを開始する。
この様にして、モニタモードにおいては、１４８μ秒の周期で水平カウンタ(41)から水平同期パルスＨＤが出力され、該水平同期パルスＨＤの周期、即ち１Ｈの周期で固体撮像素子(１)の水平レジスタ(13)の電荷が出力されると共に、１Ｈの周期でサブパルスφSUBが固体撮像素子(１)に供給されることになる。又、１／３０秒の周期で垂直カウンタ(42)から垂直同期パルスＶＤが出力され、該垂直同期パルスＶＤに同期してＬＣＤに画像が表示されることになる。
【００１７】
尚、サブパルス及びチャージパルスを出力するタイミングを１つのカウンタによって制御するパルス発生装置が提案されている(特許文献１参照)。
又、モニタリング期間と本露光期間とで電子シャッタの本数を同一に設定する撮像装置が提案されている(特許文献２参照)。
【特許文献１】特開平７−２０３３１０号公報[H04N 5/335]
【特許文献２】特開２００４−２３２０８号公報[H04N 5/335]
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
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、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長くなる問題があった。
本発明の目的は、画像撮影操作が行なわれてから画像記録が終了するまでの撮影時間を従来よりも短縮することが可能なデジタルスチルカメラ等の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】
【００１９】
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１０に示す如く最終露光が行なわれる垂直期間に転送によって得られる画像信号は露光時間やフォーカス調整値の算出に用いられず、又、該垂直期間に表示処理によって作成された画像はＬＣＤに表示されないため、該垂直期間に転送処理及び表示処理を行なう必要がないことに想到し、本発明の完成に至った。
【００２０】
本発明に係る撮影装置は、複数の画素からなる撮像面を具えた固体撮像素子と、該固体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、前記駆動装置は、同期信号を発生させる同期信号発生回路と、画素に蓄積された電荷を外部に掃き捨てるためのサブパルスを前記固体撮像素子に供給するサブパルス供給回路とを具えている。そして、該撮影装置は、前記固体撮像素子に一連のサブパルスを供給した後に撮像面の露光を行なう露光動作が前記同期信号発生回路から一定の周期で発生する同期信号に同期して開始される撮影モードの設定が可能であって、前記制御装置は、前記撮影モードが設定されている状態で画像撮影操作が行なわれたとき、前記同期信号発生回路から発生する同期信号に同期させて撮像面の露光を開始させると共に、前記同期信号の周期を撮像面の露光時間と同じ時間に設定した後、前記同期信号発生回路から発生する同期信号に同期させて前記固体撮像素子からの電荷の読出しを含む撮影動作を開始させる制御手段を具えている。
【００２１】
上記本発明に係る撮影装置においては、撮影モードが設定されている状態では同期信号発生回路から一定の周期で同期信号が発生し、該同期信号に同期して、前記固体撮像素子に一連のサブパルスを供給した後に撮像面の露光を行なう露光動作が開始される。
そして、上記撮影モードが設定されている状態で画像撮影操作が行なわれたとき、前記同期信号発生回路から発生する同期信号に同期させて撮像面の露光が開始されると共に、該同期信号の周期が撮像面の露光時間と同じ時間に設定される。従って、撮像面の露光が開始されてから該露光時間が経過した時点で同期信号発生回路から同期信号が発生することになる。そして、該同期信号に同期して前記固体撮像素子からの電荷の読出しを含む撮影動作が開始される。この様に、画像撮影操作が行なわれたとき、同期信号に同期させて撮像面の露光を開始するので、固体撮像素子に一連のサブパルスを供給した後に撮像面の露光が行なわれていた従来のデジタルスチルカメラに比べて、画像撮影操作が行なわれてから画像記録が終了するまでの撮影時間が短くなる。尚、上記の露光時間と同じ時間には、露光時間と略同じ時間が含まれる。
【００２２】
具体的には、前記制御装置は、前記固体撮像素子への入射光の大きさに応じた露光時間を導出する露光時間導出手段を具えており、前記制御手段は、前記同期信号の周期を該露光時間導出手段から得られる露光時間と同じ時間に設定する。
【００２３】
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、カウント値が外部から供給される値に達したときに同期信号を発生させるものであり、前記制御装置の制御手段は、前記露光時間導出手段から得られる露光時間に基づいて前記同期信号発生回路に供給すべき値を算出し、算出した値を前記同期信号発生回路に供給する。
該具体的構成においては、同期信号発生回路はカウント値が外部から供給される値に達したときに同期信号を発生させるので、露光時間に基づいて算出した値を同期信号発生回路に供給することによって、同期信号の周期を該露光時間と同じ時間に設定することが出来る。
【００２４】
更に具体的には、前記駆動装置は、水平同期信号を発生させる水平同期信号発生回路を具えており、前記同期信号発生回路は、垂直同期信号を発生させるものであって前記水平同期信号に同期してカウントアップされ、前記制御装置の制御手段は、前記露光時間導出手段から得られる露光時間と前記水平同期信号の周期とから前記同期信号発生回路に供給すべき値を算出する。
該具体的構成においては、前記同期信号発生回路は水平同期信号に同期してカウントアップされるので、例えば露光時間を該水平同期信号の周期で除算することによって、同期信号発生回路に供給すべき値を得ることが出来る。
【００２５】
更に又、具体的には、前記制御装置の制御手段は、撮像面の露光の開始時に前記駆動装置から前記固体撮像素子にサブパルスを供給する。
該具体的構成においては、撮像面の露光が開始時に、画素に蓄積された電荷が外部に掃き捨てられる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る撮影装置によれば、画像撮影操作が行なわれたとき、同期信号に同期させて撮像面の露光を開始するので、固体撮像素子に一連のサブパルスを供給した後に撮像面の露光が行なわれていた従来のデジタルスチルカメラに比べて、画像撮影操作が行なわれてから画像記録が終了するまでの撮影時間を短縮することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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)が接続されている。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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、２４.５４５４ＭＨｚの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。
【００３３】
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。
【００３４】
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)には、シャッターボタン(９)が押下されたときに図１に示す制御回路(８)から水平カウンタ(41)によってカウントすべき最大値Ｈmax´及び垂直カウンタ(42)によってカウントすべき最大値Ｖmax´が供給され、該コントローラ(48)はこれらの最大値Ｈmax´、Ｖmax´をそれぞれ、水平カウンタ(41)及び垂直カウンタ(42)に供給する。
【００３５】
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)から供給された最大値Ｈmaxに達したとき、及びコントローラ(48)から供給された最大値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“１”の値にリセットされて再び“１”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)から供給された最大値Ｖmaxに達したとき、及びコントローラ(48)から供給された最大値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“１”の値にリセットされて再び“１”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)から供給された最大値Ｆmaxに達したときに、カウント値が“１”の値にリセットされて再び“１”の値からカウントアップが開始される。
【００３６】
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。尚、作成されたサブタイミングパルスは、上述の如く算出された露光時間に応じて作成されたイネーブル信号がハイの期間にタイミングジェネレータ(４)から出力される。
【００３７】
上記デジタルスチルカメラにおいては、従来のデジタルスチルカメラと同様に、固体撮像素子(１)によって撮影した動画(スルー画)を１／３０秒の周期でＬＣＤに表示するモニタモードの設定が可能である。
モニタ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)の動作は、図１１に示す従来の動作と同一であって、１ライン目から２２５ライン目までは、最大値格納用レジスタ(44)から水平カウンタ(41)に最大値“３５３２”が供給されて該最大値までカウントアップが繰り返され、２２６ライン目は最大値“１７９８”が供給されて該最大値までカウントアップされる。又、最大値格納用レジスタ(44)から垂直カウンタ(42)に最大値“２２６”が供給されて該最大値までカウントアップされる。これによって、１４８μ秒の周期で水平カウンタ(41)から水平同期パルスＨＤが出力されることになる。又、１／３０秒の周期で垂直カウンタ(42)から垂直同期パルスＶＤが出力されることになる。
【００３８】
そして、本発明に係るデジタルスチルカメラにおいては、露光時間を算出する単位が１００μ秒と規定されており、シャッターボタン(９)が押下されたとき、１Ｈの時間が１４８μ秒から１００μ秒に変更されると共に、１Ｖの時間が１／３０秒から算出された露光時間と同じ時間に変更される。
シャッターボタン(９)が押下されたとき、制御回路(８)は、１００μ秒の単位で露光時間を算出した後、算出した露光時間及び１Ｈの時間から垂直カウンタによってカウントすべき最大値Ｖmax´を算出する。例えば、最大値Ｖmax´は、算出された露光時間を１Ｈの時間である１００μ秒で除算することによって得られる。その後、制御回路(８)は、算出した最大値Ｖmax´、及び水平カウンタによってカウントすべき最大値Ｈmax´“２４５４”をタイミングジェネレータ(４)に供給する。ここで、水平カウンタによってカウントすべき最大値Ｈmax´は１Ｈの時間が１００μ秒となる値(Ｈmax´≒１００μ秒×２４.５４５４ＭＨｚ)である。
図３に示すタイミングジェネレータのコントローラ(48)は、上述の如く制御回路(８)から供給された最大値Ｈmax´、Ｖmax´をそれぞれ、水平カウンタ(41)及び垂直カウンタ(43)へ供給する。
【００３９】
図５は、シャッターボタン(９)が押下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。尚、以下では、算出された露光時間が１０００μ秒であって、制御回路(８)からタイミングジェネレータ(４)に垂直カウンタ(42)の最大値Ｖmax´として“１０”が供給された場合について説明する。
水平カウンタ(41)は、初期値“１”から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コントローラ(48)から供給された最大値Ｈmax´“２４５４”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“１”の値にリセットして再び“１”の値からカウントアップを開始する。この様に、水平カウンタ(41)は“１”から“２４５４”までカウントアップを繰り返し、カウント値が最大値“２４５４”に達する度に水平同期パルスＨＤを出力する。一方、垂直カウンタ(42)は、初期値“１”から前記水平同期パルスＨＤに同期してカウントアップされる。その後、垂直カウンタ(42)のカウント値がコントローラ(48)から供給された最大値Ｖmax´“１０”に達したときに、垂直カウンタ(42)は、垂直同期パルスＶＤを出力すると共に、カウント値を“１”の値にリセットして再び“１”の値からカウントアップを開始する。
この様にして、シャッターボタン(９)が押下されたときには、１００μ秒の周期で水平カウンタ(41)から水平同期パルスＨＤが出力されることになる。又、露光時間と同じ時間である１０００μ秒の周期で垂直カウンタ(42)から垂直同期パルスＶＤが出力されることになる。
【００４０】
図６は、上記モニタモードの動作及び固体撮像素子(１)に供給されるサブパルスφSUBを表わしている。尚、図６中、シャッターパルスはシャッターボタン(９)の押下時に発生するパルスである。
上記デジタルスチルカメラにおいては、１垂直期間の内、露光時間を除く期間に一連のサブパルスφSUBを固体撮像素子(１)に供給することによって露光時間が制御されており、モニタモードが設定されている状態では、１垂直期間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、次の垂直期間に、前記露光によって画素(11)に蓄積された電荷の転送が行なわれると共に、転送された電荷からＬＣＤに表示すべき表示画像を作成する処理(表示処理)が行なわれる。そして、更に次の垂直期間に、前記作成された表示画像がＬＣＤに表示される。この一連の動作、即ち、露光、転送、表示画像の作成及び表示が１垂直期間ずつずらして繰り返されることによって、１／３０秒の周期で画像が撮影されてＬＣＤに表示されることになる。
又、各垂直期間に転送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、次の垂直期間に、前記演算が継続して行なわれて、該演算によって得られた露光時間及びフォーカス調整値の設定が行われる。
【００４１】
上記モニタモードが設定されている状態でシャッターボタン(９)が押下されると、その時点での垂直期間に得られた露光時間から垂直カウンタ(42)の最大値Ｖmax´が算出されて該最大値Ｖmax´及び水平カウンタ(41)の最大値Ｈmax´の設定が行なわれ、次の垂直同期パルスＶＤに同期して、固体撮像素子(１)にサブパルスφSUBが供給されて画素(11)に蓄積された電荷が掃き捨てられると共に、撮像面の最終露光が開始される。
その後、前記露光時間と同じ時間が経過した時点でタイミングジェネレータ(４)から垂直同期パルスＶＤが出力されることとなり、該垂直同期パルスＶＤに同期して全画素取り込みモードが設定されて、撮像面を構成する全ての画素の電荷が複数のフィールドに分けて転送され、転送によって得られる画像信号が記録媒体に記録される。このとき、ＬＣＤには、モニタモードで最後に表示された画像が継続して表示される。
【００４２】
図４は、モニタモードが設定されているときに図１に示す制御回路(８)によって実行される露光制御手続きを表わしている。
モニタモードが設定されている状態では、図示の如く、先ずステップＳ１にて露光時間を算出した後、ステップＳ２では、シャッターボタン(９)が押下されたか否かを判断し、ノーと判断された場合にはステップＳ３に移行して、タイミングジェネレータ(４)に垂直転送駆動回路(２)に対するサブタイミングパルスの供給動作を実行させた後、ステップＳ１に戻って、上記手続きを繰り返す。該手続きが繰り返されている状態では、タイミングジェネレータ(４)の水平カウンタ(41)は、最大値格納用レジスタ(44)から供給された最大値Ｈmaxまでカウントアップを繰り返して１４８μ秒の周期で水平同期パルスＨＤを出力すると共に、垂直カウンタ(42)は、最大値格納用レジスタ(44)から供給された最大値Ｖmaxまでカウントアップを繰り返して１／３０秒の周期で垂直同期パルスＶＤを出力する。上記ステップＳ３では、該垂直同期パルスＶＤに同期してサブタイミングパルス供給動作が開始されると共に、該水平同期パルスＨＤの周期でサブタイミングパルスが固体撮像素子(１)に供給される。
【００４３】
上記手続きが繰り返されている状態でシャッターボタン(９)が押下されると、ステップＳ２にてイエスと判断されてステップＳ４に移行し、算出した露光時間及び水平同期パルスの周期から垂直カウンタ(42)の最大値Ｖmax´を算出した後、該最大値Ｖmax´及び水平カウンタ(41)の最大値Ｈmax´をタイミングジェネレータ(４)に供給して手続きを終了する。これによって、タイミングジェネレータ(４)の水平カウンタ(41)は、前記最大値Ｈmax´までカウントアップを繰り返して１００μ秒の周期で水平同期パルスＨＤを出力すると共に、垂直カウンタ(42)は、前記最大値Ｖmax´までカウントアップを行なって前記算出された露光時間と同じ周期で垂直同期パルスＶＤを出力する。そして、該垂直同期パルスＶＤに同期して全画素取り込みモードが設定され、固体撮像素子(１)から全画素の電荷が読み出された後、再びモニタモードが設定される。
【００４４】
本発明に係るデジタルスチルカメラにおいては、図６に示す如く、シャッターボタン(９)が押下されたとき、垂直同期パルスＶＤに同期させて撮像面の最終露光を開始するので、図１０に示す如く垂直同期パルスＶＤに同期させて一連のサブパルスφSUBを供給した後に撮像面の最終露光を行なう従来のデジタルスチルカメラに比べて、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くなる。
又、シャッターボタン(９)が押下されたときに１Ｈの時間を１００μ秒に変更することによって、モニタモードにおいて水平レジスタ(13)の電荷が出力される周期である１４８μ秒とは異なる１００μ秒単位で最終露光の時間を制御することが出来る。
更に、シャッターボタン(９)が押下されたときに１つのみのサブパルスを固体撮像素子(１)に供給するので、一連のサブパルスを供給する従来のデジタルスチルカメラに比べてサブパルスの出力回数が減少し、これによって消費電力が低減する。
【００４５】
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、図７に示す如く、シャッターボタン(９)が押下された時点で水平カウンタ(41)及び垂直カウンタ(42)をリセットし、これによって垂直カウンタ(42)から出力される垂直同期パルスＶＤに同期させて、固体撮像素子(１)にサブパルスφSUBを供給すると共に、撮像面の最終露光を開始させることも可能である。かかる構成においては、シャッターボタン(９)が押下された時点で得られている露光時間から垂直カウンタ(42)の最大値Ｖmax´が算出され、最終露光が行なわれる垂直期間に該最大値Ｖmax´及び水平カウンタ(41)の最大値Ｈmax´の設定が行なわれる。
又、上記実施の形態においては、シャッターボタン(９)が押下されたときに１Ｈの時間を１００μ秒に変更しているが、１００μ秒に限らず、任意の時間に変更することが可能である。
更に、上記実施の形態においては、シャッターボタン(９)が押下されたとき、水平カウンタ(41)の最大値Ｈmax´を“２４５４”に固定して垂直カウンタ(42)の最大値Ｖmax´を算出された露光時間に応じて変化させているが、垂直カウンタ(42)の最大値Ｖmax´を固定して水平カウンタ(41)の最大値Ｈmax´を算出された露光時間に応じて変化させることも可能である。水平カウンタ(41)の最大値Ｈmax´は、例えば算出された露光時間を垂直カウンタの最大値Ｖmax´で除算し、その結果に固体撮像素子(１)の駆動周波数を乗算することによって得られる。
更に又、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】
【００４６】
【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】上記デジタルスチルカメラのモニタモードにおいて実行される露光制御手続きを表わすフローチャートである。
【図５】上記タイミングジェネレータの垂直カウンタ及び水平カウンタの動作を表わすタイムチャートである。
【図６】上記デジタルスチルカメラのシャッターボタン押下時の動作を表わすタイムチャートである。
【図７】他の実施例のデジタルスチルカメラのシャッターボタン押下時の動作を表わすタイムチャートである。
【図８】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９】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１０】上記デジタルスチルカメラのシャッターボタン押下時の動作を表わすタイムチャートである。
【図１１】上記タイミングジェネレータの垂直カウンタ及び水平カウンタの動作を表わすタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
(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】
2007074474.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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