JPH09163239A - 電子カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フレーム画像を構成する２つのフィールド画
像の信号レベル差がない画質の良い画像が得られる電子
カメラを提供する。 【解決手段】 通常は固体撮像素子の光電荷蓄積期間を
可変することにより不要電荷の排出を行い、レリーズ操
作を行った場合には適正な露光期間に達すると、ＣＰＵ
２０はメカシャッタ２を閉じるように指示し、かつブル
ーミング抑制のためにＣＣＤ４に入力されるＳＵＢパル
スのＳＵＢ電圧ＶＳＵＢを下げるようにＥＶＲ１６に指
示し、時間的バイアス回路１３を介してメカシャッタ２
が閉じている期間、ＳＵＢ電圧ＶＳＵＢを下げ、光電変
換された電荷が基板側に排出されるのを抑制し、奇フィ
ールドと偶フィールドの画像の輝度差が発生するのを抑
制してＩＣカード１０に１フレーム分の画像を記録し、
その後ＳＵＢ電圧ＶＳＵＢを元の値に戻す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子カメラ、より詳しく
は、メカニカルシャッタを搭載し、固体撮像素子の駆動
をフレーム蓄積モードで行うことにより、フレーム画像
を得て、ＩＣカード等の記録媒体に画像データを記録及
び再生する電子カメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は従来例の電子カメラ３０の構成を
示すブロック図である。撮影する被写体像は結像するた
めのレンズ１、メカニカルシャッタ（以下、メカシャッ
タと略記）２、光学ローパスフィルタ（以下、光学ＬＰ
Ｆと略記）３を介して固体撮像素子としての電荷結合素
子（以下、ＣＣＤと略記）４に結像され、ＣＣＤ４によ
って光電変換され、撮像信号となる。

【０００３】ＣＣＤ４は画素として機能するフォトダイ
オード部が、縦形オーバーフロードレイン構造のインタ
ーライン型ＣＣＤである。ＣＣＤ４から読み出された撮
像信号は撮像プロセス回路５で信号処理される。この撮
像プロセス回路５で信号処理された撮像信号は、Ａ／Ｄ
コンバータ６でアナログの撮像信号がデジタルの信号に
変換される。

【０００４】Ａ／Ｄコンバータ６でデジタル変換された
撮像信号はデジタル処理回路７でデジタル処理が行われ
る。例えば、撮像信号をメモリへ書き込む作業がここで
行われ、撮像信号は画像データとして扱われる。デジタ
ル処理回路７でデジタル処理された画像データは、圧縮
・伸長回路８にて画像圧縮、即ち、データ圧縮が行われ
る。

【０００５】圧縮・伸長回路８にて画像圧縮された画像
データは、カードインタフェース（以下、カードＩ／Ｆ
と略記）９にて、記録媒体としてのＩＣカード１０へ記
録をするためのデータ変換が行われる。カードＩ／Ｆ９
にてデータ変換された画像データは、中央演算処理装置
（ＣＰＵと略記）２０からの記録のコマンドによりＩＣ
カード１０へ記録される。

【０００６】さらに、デジタル処理回路７ではモニタ等
で画像表示させるために、デジタル処理された画像デー
タがＤ／Ａコンバータ１１を通され、デジタルの画像デ
ータがアナログの画像信号に変換される。Ｄ／Ａコンバ
ータ１１によってアナログ変換された画像信号は、ビデ
オ出力端子１２からビデオ信号として出力され、モニタ
での表示などに利用される。以上が記録時の信号の流れ
を示す。

【０００７】再生時では、ＩＣカード１０から再生画像
データを読み取り、カードＩ／Ｆ９にて画像データに変
換する。カードＩ／Ｆ９にてデータ変換された画像デー
タは、圧縮・伸長回路８にて画像伸長、即ち、データ伸
長が行われる。圧縮・伸長回路８にて画像伸長された画
像データは、デジタル処理回路７でデジタル処理が行わ
れる。

【０００８】デジタル処理回路７でデジタル処理された
画像データは、モニタ等で画像表示させるために、デジ
タル処理された画像データをＤ／Ａコンバータ１１に入
力しデジタルの画像データがアナログの画像信号に変換
される。Ｄ／Ａコンバータ１１にてアナログ変換した画
像信号は、ビデオ出力端子１２からビデオ信号として出
力される。以上が再生時の信号の流れを示す。

【０００９】このような、記録及び再生のコントロール
は全て、ＣＰＵ２０にて制御が行われる。使用者は操作
部２２のレリーズボタンを操作することによって撮影し
たいタイミングで画像の記録を行うことができると共
に、図示せぬ再生ボタンを操作することにより撮影した
画像を再生することができる。さらに、使用者へ表示部
２１によって電子カメラ３０の状態を知らせることがで
きる。これらも、ＣＰＵ２０にて制御が行われている。

【００１０】ＣＰＵ２０ではさらに、最適な露出で画像
を得るようにするために、測光センサ１８にて測光情報
を検出し測光回路１９にて処理されたデータを基にレン
ズ系、撮像系を制御する。例えば、レンズドライバ１５
はＣＰＵ２０から得たデータを基に、レンズ１及びメカ
シャッタ２を制御している。

【００１１】信号発生器１７は、ＣＣＤ４及び撮像プロ
セス回路５を駆動させる信号を送る。信号発生器１７か
ら、ＣＣＤ４へ駆動させる信号の一部は、Ｖドライバ１
４にて処理が行われる。この駆動信号は垂直方向の駆動
信号φＶとしてＣＣＤ４へ送られる。

【００１２】また、ＣＣＤ４で光電変換された光電荷の
蓄積期間を可変にする（以下、素子シャッタと略す）の
機能を用いることにより、メカシャッタ２を動作させる
ことなく、短い露光期間で各フィールドの画像を得られ
るようにしている。つまり、適正な露光期間を越える露
光期間での電荷を不要電荷排出のためのクロック（ＳＵ
Ｂと略記）で排出するようにしている。

【００１３】また、ＣＣＤ４のブルーミング対策上、バ
イアス回路１３にてＣＣＤ４の過剰電荷の消去能力を高
めるために、ＳＵＢにＤＣ電圧（ＳＵＢ電圧ＶＳＵＢと
記す）を重畳させて、ＣＣＤ４に印加するようにしてい
る。

【００１４】ブルーミングはフォトダイオードに蓄積で
きる信号電荷量に限度があるため、照度の高い光のスポ
ットが入射したときに、光電変換により生じた信号電荷
がフォトダイオードから溢れだして隣接したフォトダイ
オードや電荷転送部に流れ込み、画像崩れを生じる現象
である。

【００１５】図６は縦形オーバーフロードレイン構造の
インターライン型ＣＣＤの構造を示すブロック図であ
る。図１の信号発生器１７から発生する駆動信号で駆動
する複数列の垂直シフトレジスタ１００と、隣接するフ
ォトダイオード１０１と、フォトダイオード１０１に蓄
えられた信号電荷を垂直シフトレジスタ１００に読出す
トランスファーゲート領域１０２と、垂直シフトレジス
タ１００の一端に設けられた水平シフトレジスタ１０３
と信号電荷を検出する信号検出器１０４で構成されてい
る。

【００１６】図７は図６におけるＡ−Ａ線の断面を示
す。Ｎ型半導体基板２００は接合の浅いＰウェルの第１
領域２０１と接合の深いＰウェルの第２領域２０２で形
成されている。第１領域２０１の接合Ｎ型領域が形成さ
れた領域部分はフォトダイオード、いわゆる光電変換領
域２０３として作用する。

【００１７】第２領域２０２は埋込みチャネル２０４か
らなる垂直シフトレジスタ即ち転送電極２０５が形成さ
れる。その主面は絶縁層２０６を介して転送電極２０５
が配置されている。光電変換領域２０３と埋込みチャネ
ル２０４は高いＰ型不純物層からなるチャネルストップ
領域２０７によって分離されている。

【００１８】また光電変換領域２０３と対応する埋込み
チャネル２０４は間にトランスファーゲート領域２０８
が配置されている。さらに、光電変換領域２０３以外に
は金属層２０９で遮光されている。ブルーミング抑制は
Ｎ型半導体基板２００と、Ｐウェルの第１領域２０１及
び第２領域２０２との接合に逆バイアス電圧を印加し、
光電変換領域２０３直下のＰウェルの第１領域２０１を
完全に空乏化（空乏層化）する。

【００１９】図８は図７におけるＢ−Ｂ線上の深さ方向
における電位分布図を示している。トランスファーゲー
ト領域２０８がオン状態になると光電変換領域２０３の
Ｎ型領域の電圧が曲線２１０のようにセットされる。こ
のとき浅いＰウェルの第１領域２０１は完全に空乏化す
るように基板電圧２１１を印加する。

【００２０】光電変換領域２０３で光情報を蓄積すると
きはトランスファーゲート領域２０８をオフ状態にす
る。光電変換領域２０３のＮ型領域の電位は蓄積される
電子によって曲線２１２のように浅くなる。

【００２１】しかし強い光が照射されても曲線２１２の
状態の場合、光電変換領域２０３のＮ型領域と第１領域
２０１の接合が順方向になり発生した信号は全てＮ型半
導体基板２００に排出されブルーミング抑制される。縦
形オーバーフロードレイン構造は基板電圧２１１によっ
てブルーミング抑制ができ、基板電圧２１１をさらに大
きくすることにより曲線２１３′のように発生した電荷
を全て基板に掃きだすことが可能になる。

【００２２】このＤＣの制御は電子ボリューム（以下、
ＥＶＲと略記）１６にて行う。ＥＶＲ１６は、ＣＰＵ２
０からデータを受取り、適切なＤＣ値を設定し、バイア
ス回路１３へ供給する。

【００２３】図９は従来の記録時に至るまでのタイミン
グチャートである。ＶＤは垂直の同期信号である。ここ
で、１フィールドごとにＣＣＤ４から読みだされた画像
を１〜７と番号付けする。

【００２４】フレーム蓄積を実現するためには例えば、
ＣＣＤ４の読出し信号ＳＧ１，ＳＧ２のように１フィー
ルド交互に読出しが必要である。これにより、１フレー
ムの読出がされることになる。つまり、ＳＧ１にて奇数
フィールドの電荷が読出されて、ＳＧ２にて偶数フィー
ルドの電荷が読出されることになる。

【００２５】露光期間はＳＵＢによって決定される。上
述のようにＳＵＢは不要電荷排出のためのクロックを表
し、このクロックがＯＦＦの期間が露光期間となるが、
厳密には露光期間はこのクロックのＯＦＦ開始直後から
ＣＣＤ４の読出し信号ＳＧ１，ＳＧ２の立ち下がりの期
間を示す。

【００２６】このように、ＣＣＤ４から読出された信号
は１フィールド後に（１フィールドの）映像信号として
出力される。映像信号は奇偶フィールド交互に出力さ
れ、最終的に奇偶フィールド１組即ち１フレーム画像と
される。

【００２７】また、上述のようにブルーミング抑制のた
めにＳＵＢにはＳＵＢ電圧ＶＳＵＢが印加されている。
記録動作を説明する。

【００２８】使用者は操作部２２のレリーズボタンを操
作すると、ＣＰＵ２０にて記録動作開始のためのトリガ
信号であるＴＲＩＧが発生される。ＴＲＩＧの発生から
１フィールド後に測光回路１９のデータを基にレンズド
ライバ１５にてメカシャッタ２を駆動させ、最適な露光
期間を設定する。ここで、露光期間はＳＵＢのＯＦＦ開
始直後からメカシャッタ２が閉じられるまでの期間とな
る。この画像を３（ＯＤＤ）と表す。

【００２９】その次のフィールドは、ＳＵＢはＯＦＦの
ままメカシャッタ２が閉じられた状態を保持する。この
画像を４（ＥＶＥＮ）と表す。この場合、ＳＧ２により
ＣＣＤ４から撮像プロセス回路５に出力される映像信号
は、２つの画像の和の画像に対応したものとなる。つま
り、３の画像、即ちＳＵＢのＯＦＦ開始直後からメカシ
ャッタが閉じられるまでの露光期間の画像（この画像を
３（ＥＶＥＮ）と表す）と、上記ＳＵＢはＯＦＦのまま
メカシャッタが閉じられている露光期間の画像４（ＥＶ
ＥＮ）との和の画像に相当するものが映像信号として出
力される。

【００３０】従って、 ３（ＥＶＥＮ）＋４（ＥＶＥＮ） の画像が出力される。ここで、４（ＥＶＥＮ）の画像は
メカシャッタ２が閉じられるため画像信号の出力レベル
は、 ４（ＥＶＥＮ）＝０ といえる。

【００３１】また、３（ＥＶＥＮ）の画像は３（ＯＤ
Ｄ）の画像と同じ露光期間で得ているため、 ３（ＯＤＤ）＝３（ＥＶＥＮ） といえる。従って、３（ＯＤＤ）の画像と３（ＥＶＥ
Ｎ）の画像で１フレームの画像を構成することができ
る。記録は、上記の３（ＯＤＤ）の画像と３（ＥＶＥ
Ｎ）の画像が記録される。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】メカシャッタ２を併用
するフレーム蓄積の記録される画像において、図２のタ
イミングチャートの３（ＯＤＤ）、３（ＥＶＥＮ）に相
当するところが記録される画像となり、 ３（ＯＤＤ）＝３（ＥＶＥＮ） の関係とされる。

【００３３】ところが、ＣＣＤ４に照度の高い光が入射
したとき。即ち、高輝度の被写体を撮像したとき、上式
は成立しなくなることが既に確認されている。これは以
下の理由のためとされている。

【００３４】電子のゆらぎによって、後述する基板電圧
で決まるポテンシャル障壁を乗り越えて、不要電荷とし
て、基板側に排出されてしまうためであるとされてい
る。この不要電荷の排出量は時間経過に伴い増えるた
め、奇数フィールドと偶数フィールドの蓄積電荷量が一
致しなくなる。

【００３５】実際の２つのフィールドの出力レベルは、 ３（ＯＤＤ）＞３（ＥＶＥＮ） となってしまう。

【００３６】即ち、記録される１フレームの画像におい
て１つ目のフィールド画像と２つ目のフィールド画像に
輝度差が生じてしまう。この場合常に、 １つ目のフィールド画像の信号レベル＞２つ目のフィー
ルド画像の信号レベル の状態として輝度差即ち信号レベル差が発生する。従っ
て、モニタで観察する時、再生時等において画質の低下
を招く恐れがある。

【００３７】本発明の目的は、フレーム画像を構成する
２つのフィールド画像の信号レベル差、即ち、輝度差が
ない画像を提供することにより、また、再生画像のモニ
タ観察時の画像の画質を向上することができる電子カメ
ラを提供することである。

【００３８】

【課題を解決するための手段】目的を達成するために本
発明の請求項１による電子カメラは、メカシャッタの駆
動によって、遮光期間のみ同時に基板電圧を下げること
を実現する電子カメラである。

【００３９】本発明の請求項２による電子カメラは、ト
リガ信号によって２つ目のフィールド期間のみに基板電
圧を下げることを実現する電子カメラである。本発明の
請求項３による電子カメラは、通常は基板電圧を下げた
状態のままで、トリガ信号によって１つ目のフィールド
期間のみに基板電圧を上げることを実現する電子カメラ
である。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 （第１の実施の形態）第１の実施の形態はメカシャッタ
を閉じて記録媒体へ記録するための１フレームの画像を
構成する２つのフィールド画像の輝度差を解消或いは抑
制するように、固体撮像素子に印加されるＳＵＢパルス
に、時間的に制御されたＤＣバイアス電圧を加えて、記
録した画像を表示する場合に２つのフィールド画像間で
輝度差の少ない質の良い画像が得られるようにしたもの
である。

【００４１】第１の実施の形態の電子カメラの基本的な
構成は図１の従来例の電子カメラ３０の構成と同一であ
るので、異なるところのみ説明する。

【００４２】第１の実施の形態の電子カメラにおいて
は、ＣＰＵ２０による制御の下で電子ボリューム（ＥＶ
Ｒ）１６を経由してＣＣＤ４に印加するＳＵＢ電圧ＶＳ
ＵＢ、即ち基板電圧のレベルを時間的に制御する。

【００４３】バイアス回路１３は、本実施の形態ではメ
カシャッタ２の遮光期間のみ基板電圧を下げることによ
り、光電変換領域と基板間とのポテンシャル障壁を大き
く（高く）し、この遮光期間に光電変換領域に蓄積され
た電荷が基板側に排出されるのを防止するようにしてい
る。

【００４４】図２は第１の実施の形態の記録時に至るま
でのタイミングチャートである。動作内容は従来の技術
で述べた内容と、ＣＣＤ４に印加するＳＵＢパルスのＳ
ＵＢ電圧ＶＳＵＢを時間的に変更する動作以外は殆ど同
じであり、主に異なる部分の説明を行う。

【００４５】操作部２２のレリーズボタンを操作するこ
とにより、ＣＰＵ２０にて記録開始のためのトリガ信号
ＴＲＩＧを発生し、このトリガ信号ＴＲＩＧから１フィ
ールド後に、測光回路１９の測光データを基に最適な露
光期間に達すると、ＣＰＵ２０はレンズドライバ１５に
メカシャッタ２の動作、即ちＯＰＥＮ（開）からＣＬＯ
ＳＥ（閉）への切り替え動作指示を出す。

【００４６】この切り替えのタイミング期間はＳＵＢの
クロックＯＦＦ後、即ち露光期間開始後からそのフィー
ルド内のＣＣＤ４の読出し信号の期間内に動作する。Ｃ
ＰＵ２０はメカシャッタ２の切り替え動作指示と同時
に、ＳＵＢ電圧ＶＳＵＢの電圧値を直接制御する手段と
しての電子ボリューム（ＥＶＲ）１６へ電圧を下げる動
作指示を出す。

【００４７】ＥＶＲ１６はＣＰＵ２０より得たデータを
基に電圧値を設定する。この電圧値はバイアス回路１３
へ供給され、ＳＵＢクロックに重畳されているＳＵＢ電
圧ＶＳＵＢの電圧値のＤＣレベルを下げ、光電変換領域
に蓄積された電荷が基板側に排出されるのを防止する。

【００４８】そして、メカシャッタ２のＣＬＯＳＥ
（閉）した後の垂直の同期信号ＶＤに同期したＳＧ１に
より、ＣＣＤ４から奇数フィールドの撮像信号が読み出
され、撮像プロセサ回路５を経て３（ＯＤＤ）の映像信
号となり、Ａ／Ｄコンバータ６等を経てこの３（ＯＤ
Ｄ）の映像信号はＩＣカード１０に記録される。

【００４９】また、メカシャッタ２がＣＬＯＳＥ（閉）
した状態で、次の１フィールド期間が経過すると、垂直
の同期信号ＶＤに同期したＳＧ２により、ＣＣＤ４から
偶フィールドの撮像信号が読み出され、撮像プロセス回
路５を経て３（ＥＶＥＮ）＋４（ＥＶＥＮ）の映像信号
となり、Ａ／Ｄコンバータ６等を経てこの３（ＥＶＥ
Ｎ）＋４（ＥＶＥＮ）の映像信号はＩＣカード１０に記
録される。

【００５０】次のフィールドになると、ＣＰＵ２０は再
びレンズドライバ１５にメカシャッタ２の動作、即ちＣ
ＬＯＳＥ（閉）からＯＰＥＮ（開）への切り替え動作指
示を出す。切り替えのタイミング期間は１フィールド期
間内（図２に示す５の画像のフィールド）であればよ
い。

【００５１】ＣＰＵ２０はメカシャッタ２の切り替え動
作指示と同時に、ＳＵＢ電圧ＶＳＵＢの電圧値を直接制
御する手段としての電子ボリューム（ＥＶＲ）１６へ電
圧を元の電圧値に戻す動作指示を出す。

【００５２】ＥＶＲ１６はＣＰＵ２０より得たデータを
基に電圧値を設定する。この電圧値はバイアス回路１
３、即ち時間的なＳＵＢ電圧設定手段へ供給され、ＳＵ
Ｂクロックに重畳されているＤＣレベルを初期の電圧値
に戻す（上げる）。

【００５３】上記メカシャッタ２がＣＬＯＳＥ（閉）し
ている遮光期間ではＳＵＢ電圧ＶＳＵＢは下げられて光
電変換された電荷は基板側に殆ど漏れない状態を保つよ
うに設定されているので、図２の４の画像の４（ＥＶＥ
Ｎ）は殆ど０となり、また３（ＥＶＥＮ）は３（ＯＤ
Ｄ）と殆ど等しくなる。つまり、ＩＣカード１０に記録
された１フレーム画像の奇偶フィールドの両画像は輝度
差のない画像となる。

【００５４】このため、ＩＣカード１０に記録された１
フレーム画像を再生してモニタの画面に表示した場合に
も、奇偶フィールドの両画像は輝度差のない画質の良い
画像となる。従って、本実施の形態は以下の効果を有す
る。

【００５５】メカシャッタ２を併用したフレーム蓄積の
記録において、記録されるフレーム画像を構成する２つ
のフィールド画像のうちメカシャッタ２で閉じられてい
る露光期間中のＳＵＢ電圧ＶＳＵＢを下げる制御を設け
たため、記録されるフレーム画像を構成する２つのフィ
ールド画像は輝度差のない画像が出力できる。

【００５６】さらに、ＳＵＢ電圧ＶＳＵＢを下げること
はブルーミングの抑圧効果が下がることになるが、ＳＵ
Ｂ電圧ＶＳＵＢを下げている期間は、メカシャッタ２で
閉じられている期間、即ち、遮光されている期間のため
耐ブルーミング特性を損なうことがなく、最適条件のま
ま記録が可能である。

【００５７】（第２の実施の形態）この電子カメラは、
ＳＵＢ電圧ＶＳＵＢ、即ち基板電圧のレベルを時間的に
制御する手段を有する。その構成は図１と同様の構成で
あり、第１の実施の形態とはＳＵＢ電圧ＶＳＵＢを変更
する仕方が異なり、その他は第１の実施の形態と殆ど同
じである。図３は本実施の形態の記録時に至るまでのタ
イミングチャートである。

【００５８】動作内容は従来の技術で述べた内容と、Ｃ
ＣＤ４に印加するＳＵＢパルスのＳＵＢ電圧ＶＳＵＢ、
即ち基板電圧のレベルを時間的に制御することを除け
ば、殆ど同じである。つまり、ＳＵＢ電圧ＶＳＵＢはメ
カシャッタ２のＯＰＥＮ（開）からＣＬＯＳＥ（閉）へ
の切り替え動作直後のＶＤ（垂直同期信号）に同期し
て、電圧が下がるように設定されている。

【００５９】ＣＰＵ２０ではレンズドライバ１５にメカ
シャッタ２の動作、即ちＯＰＥＮ（開）からＣＬＯＳＥ
（閉）への切り替え動作指示を出す。切り替えのタイミ
ング期間はＳＵＢクロックＯＦＦ後、即ち露光期間開始
後からそのフィールド内のＣＣＤ４の読出し信号の期間
内に動作する。

【００６０】ＣＰＵ２０はメカシャッタ２の切り替え動
作指示後、直後のＶＤを検出してＳＵＢ電圧ＶＳＵＢの
電圧値を直接制御する手段としてのＥＶＲ１６へ電圧を
下げる動作指示を出す。ＥＶＲ１６はＣＰＵ２０より得
たデータを基に電圧値を設定する。

【００６１】この電圧値はバイアス回路１３、即ち時間
的なＳＵＢ電圧設定手段へ供給され、ＳＵＢクロックに
重畳されているＤＣレベルを下げ、光電変換領域に蓄積
された電荷が基板側に排出する（漏れる）ことを防止す
る。ＣＰＵ２０では１フィールド期間のみ、このＳＵＢ
電圧設定を維持するように制御する。

【００６２】ＣＰＵ２０は１フィールド期間終了後、Ｓ
ＵＢ電圧の電圧値を直接制御する手段としてのＥＶＲ１
６へ電圧を元の電圧値に戻す動作指示を出す。ＥＶＲ１
６はＣＰＵ２０より得たデータを基に電圧値を設定す
る。

【００６３】この電圧値はバイアス回路１３へ供給さ
れ、ＳＵＢクロックに重畳されているＤＣレベルを初期
の電圧値に戻す。次の１フィールド期間内ではＣＰＵ２
０によって再びレンズドライバ１５にメカシャッタ２の
動作、即ちＣＬＯＳＥ（閉）からＯＰＥＮ（開）への切
り替え動作指示を出す。

【００６４】本実施の形態の電子カメラは、２つ目のフ
ィールド期間はメカシャッタ２はＣＬＯＳＥ（閉）期間
であることがあらかじめ判っているため、ＶＤでＳＵＢ
電圧ＶＳＵＢの電圧値制御を管理することにより、処理
シーケンスの簡略化が図られることを可能にしている。

【００６５】本実施の形態は以下の効果を有する。ＳＵ
Ｂ電圧を下げる制御をＶＤに同期させることにより、メ
カシャッタ２と連動する必要がなく処理の簡素化を実現
している。さらに、ＳＵＢ電圧ＶＳＵＢの電圧変化する
ときに発生するノイズが露光期間中に発生することはな
いため、記録されるフレーム画像を構成する２つのフィ
ールド画像にノイズの影響を受けることなく記録するこ
とが可能となる。

【００６６】（第３の実施の形態）この電子カメラは、
ＳＵＢ電圧ＶＳＵＢ、即ち基板電圧のレベルを時間的に
制御する手段を有する。その構成は図１と同様の構成で
あり、第１或いは第２の実施の形態とはＳＵＢ電圧ＶＳ
ＵＢを変更する仕方が異なり、その他は第１の実施の形
態と殆ど同じである。

【００６７】図４は本実施の形態の記録時に至るまでの
タイミングチャートである。動作内容は従来の技術で述
べた内容と、ＣＣＤ４に印加するＳＵＢパルスのＳＵＢ
電圧ＶＳＵＢ、即ち基板電圧のレベルを時間的に制御す
ることを除けば、殆ど同じである。つまり、ＳＵＢ電圧
ＶＳＵＢは通常電圧を掛けない状態に設定されている。

【００６８】そして、記録される１フレーム画像のうち
１つ目のフィールド画像のみＳＵＢ電圧ＶＳＵＢを上げ
る制御を行う。操作者が操作部２２のレリーズボタンを
操作することにより撮影が行われ、ＴＲＩＧ信号が発生
される。

【００６９】ＴＲＩＧ信号が発生された次のフィールド
から２フィールド分が、記録画像となるフィールド画像
となる。

【００７０】ＣＰＵ２０はＴＲＩＧ信号を検出してＴＲ
ＩＧ信号が発生された次のフィールド期間に、ＳＵＢ電
圧設定を行う。ＣＰＵ２０はこの期間中のみ、ＳＵＢ電
圧ＶＳＵＢの電圧値を直接制御する手段としてのＥＶＲ
１６へ電圧を上げる動作指示を出す。

【００７１】ＥＶＲ１６はＣＰＵ２０より得たデータを
基に電圧値を設定する。この電圧値はバイアス回路１３
へ供給され、ＳＵＢクロックに重畳されているＤＣレベ
ルを上げる。

【００７２】ＣＰＵ２０はこの期間終了後、再びＳＵＢ
電圧の電圧値を直接制御する手段ＥＶＲ１６へ電圧を基
に下げる動作指示を出す。ＥＶＲ１６はＣＰＵ２０より
得たデータを基に電圧値を設定する。この電圧値はバイ
アス回路１３へ供給され、ＳＵＢクロックに重畳されて
いるＤＣレベルを基に戻す。

【００７３】なお、このＳＵＢ電圧の制御はＶＤに同期
したタイミング期間でも構わない。本実施の形態の電子
カメラは、記録される１フレーム画像のうち１つ目のフ
ィールド期間はメカシャッタと併用して露光をしなけれ
ばならないためＳＵＢ電圧の設定が必要であるが、それ
以外の２つ目のフィールド期間及び記録しない他のフィ
ールドはＳＵＢ電圧の設定は不要である。よって、必要
なフィールドのみＳＵＢ電圧の供給を制限することを可
能にしている。

【００７４】本実施の形態は以下の効果を有する。記録
されるフレーム画像を構成する２つのフィールド画像の
うちＳＵＢ電圧を上げることが必要な期間のみＳＵＢ電
圧を供給しているため、記録以外の期間には高電圧の供
給を不要としている。即ち、省電力化が可能である。

【００７５】（第４の実施の形態）記録しようとする１
フレーム画像を構成する２つのフィールド画像に起きる
信号レベル差は高輝度の被写体の撮影の時のみ発生する
現象であることを述べた。そこで、図１に示すところ
の、測光センサ１８にて高輝度の被写体を検出し、検出
した情報を測光回路１９にて、２つのフィールド画像に
起きる信号レベル差が起きるくらいの高輝度の被写体で
あるかどうかを判定し、結果をＣＰＵ２０に送る。

【００７６】ＣＰＵ２０は、測光回路１９から撮影して
いる被写体が高輝度であるという結果情報を得た場合、
ＳＵＢ電圧ＶＳＵＢの電圧値の変更の動作指示を出す。
ＳＵＢ電圧ＶＳＵＢの電圧値の変更の動作指示は第１な
いし第３の実施の形態のいずれを採用しても良い。より
具体的には通常の画像（記録媒体に記録していない画
像）に対して、ブルーミング抑制のためにＳＵＢ電圧Ｖ
ＳＵＢの電圧値を高くしている場合には第１或いは第２
の実施の形態を適用でき、一方、通常はＳＵＢ電圧ＶＳ
ＵＢの電圧値を下げている場合には第３の実施の形態を
適用することができる。

【００７７】ＣＰＵ２０は、測光回路１９から撮影して
いる被写体は高輝度ではない、即ち、信号レベル差は起
きない明るさであるという結果情報を得た場合、ＳＵＢ
電圧ＶＳＵＢの電圧値の変更の動作指示は送らない（従
って、具体的には、ＳＵＢ電圧ＶＳＵＢの電圧値を高く
したまま或いは低くしたままの状態を維持することにな
る）。

【００７８】この場合の動作を図５を用いて説明する。
図５は高輝度被写体を検出して、ＳＵＢ電圧の設定を変
えるところ動作を示すフローチャートである。まず、ス
テップＳ１で測光センサ１８により撮影する被写体の輝
度レベルを検出する。

【００７９】次のステップＳ２で測光回路１９は測光セ
ンサ１８から検出データを受けとり輝度レベルがどの位
のレベルにあるのか処理を行う。次のステップＳ３で測
光回路１９は高輝度レベルであるか否かの判断を行う。
つまり測光回路１９は測光センサ１８から得た検出デー
タが高輝度レベルの被写体であるか否かの判断を行う。
そして、高輝度レベルの被写体であると判断した場合に
は次のステップＳ４に移る。

【００８０】ステップＳ４では測光回路１９はＣＰＵ２
０へ高輝度であることを通知するデータを転送する。次
のステップＳ５では上記データを受け取ると、ＣＰＵ２
０はＥＶＲ１６向けのデータ変換を行い、その変換後に
ステップＳ６のようにＣＰＵ２０はＥＶＲ１６へデータ
転送を行う。

【００８１】次のステップＳ７でＥＶＲ１６はＣＰＵ２
０からのデータより適切なＤＣ電圧を設定する。そし
て、次のステップＳ８で時間的バイアス回路１３はＥＶ
Ｒ１６からのＤＣ電圧によって回路内部にてＳＵＢクロ
ックにＤＣ電圧を重畳する（より、具体的には第１又は
第２の実施の形態を適用した場合にはＤＣ電圧を下げて
重畳し、第３の実施の形態を適用した場合にはＤＣ電圧
を上げて重畳する）。

【００８２】ステップＳ３で、測光回路１９は測光セン
サ１８から得た検出データが高輝度被写体でないと判断
した場合、上記の処理をすることなく終了する。従っ
て、被写体の状況に応じて判断をとり、必要な状況のみ
ＳＵＢ電圧の電圧値の変更の動作を行うことが可能であ
る。

【００８３】本実施の形態は以下の効果を有する。高輝
度時のみに起きる現象のため高輝度時のみ機能が働くこ
ととすることにより、通常被写体の撮影時における処理
の簡素化が可能である。

【００８４】［付記］ １．被写体を撮影する固体撮像素子を有し、該固体撮像
素子をフレーム画像の蓄積モードで駆動を行う信号発生
器を備え、露光期間は前記固体撮像素子の可変光電荷蓄
積期間とメカニカルシャッタの併用により制御され、記
録媒体へフレーム画像の記録及び再生を可能とする電子
カメラであって、記録動作時に動作するメカニカルシャ
ッタが閉じている期間中は、前記固体撮像素子の不要電
荷排出のためのクロックに重畳させるＤＣ電圧を下げる
ようにする制御手段を具備したことを特徴とする電子カ
メラ。

【００８５】（付記１の効果）メカシャッタを併用した
フレーム画像の蓄積モードの記録において、記録される
フレーム画像を構成する２つのフィールド画像のうちメ
カシャッタで閉じられている露光期間中のＳＵＢ電圧を
下げる制御を設けたため、記録されるフレーム画像を構
成する２つのフィールド画像は輝度差のない画像が出力
できる。さらに、ＳＵＢ電圧を下げることはブルーミン
グの抑圧効果が下がることになるが、ＳＵＢ電圧を下げ
ている期間は、メカシャッタで閉じられている期間、即
ち、遮光されている期間のため耐ブルーミング特性を損
なうことがなく、最適条件のまま記録が可能である。

【００８６】２．被写体を撮影する固体撮像素子を有
し、該固体撮像素子をフレーム画像の蓄積モードで駆動
を行う信号発生器を備え、露光期間は前記固体撮像素子
の可変光電荷蓄積期間とメカニカルシャッタの併用によ
り制御され、記録媒体へフレーム画像の記録及び再生を
可能とする電子カメラであって、記録動作時に動作する
メカニカルシャッタが閉動作開始時のフィールドの、次
の１フィールド期間のみ、前記固体撮像素子の不要電荷
排出のためのクロックに重畳させるＤＣ電圧を下げるよ
うにする制御手段を具備したことを特徴とする電子カメ
ラ。

【００８７】（付記２の効果）ＳＵＢ電圧を下げる制御
をＶＤに同期させることにより、メカシャッタと連動す
る必要がなく処理の簡素化を実現している。さらに、Ｓ
ＵＢ電圧を電圧変化するときに発生するノイズが露光期
間中に発生することはないため、記録されるフレーム画
像を構成する２つのフィールド画像にはノイズの影響を
受けることなく記録が可能である。

【００８８】３．被写体を撮影する固体撮像素子を有
し、該固体撮像素子をフレーム画像の蓄積モードで駆動
を行う信号発生器を備え、露光期間は前記固体撮像素子
の可変光電荷蓄積期間とメカニカルシャッタの併用によ
り制御され、記録媒体へフレーム画像の記録及び再生を
可能とする電子カメラであって、通常は前記固体撮像素
子の不要電荷排出のためのクロックに重畳させるＤＣ電
圧は下げた状態にあり、記録動作時に動作する前記固体
撮像素子の可変光電荷蓄積期間とメカニカルシャッタの
動作期間であるフィールド期間だけ、ＤＣ電圧を上げる
ようにする制御手段を具備したことを特徴とする電子カ
メラ。

【００８９】（付記３の効果）記録されるフレーム画像
を構成する２つのフィールド画像のうちＳＵＢ電圧を上
げることが必要な期間のみＳＵＢ電圧を供給しているた
め、記録以外の期間の不要な高電圧の供給をなくしてい
る。即ち、省電力化が可能である。

【００９０】４．高輝度被写体を検出し高輝度時のみ、
上記固体撮像素子の不要電荷排出のためのクロックに重
畳させるＤＣ電圧を制御するように制御手段を具備した
ことを特徴とする付記１，２，３のいずれかに記載の電
子カメラ。 （付記４の効果）高輝度時のみに起きる現象のため高輝
度時のみ機能が働くこととすることにより、通常被写体
の撮影時における処理の簡素化が可能である。

【００９１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、メカ
シャッタと可変蓄積期間とを併用して固体撮像素子によ
りフレーム蓄積の画像を記録する電子カメラにおいて、
メカシャッタを閉じて記録媒体へ記録するための１フレ
ームの画像を構成する２つのフィールド画像の輝度差を
解消或いは抑制するように、固体撮像素子に印加される
ＳＵＢパルスのＤＣ電圧を時間的に制御するバイアス制
御手段を設けているので、記録した画像を表示した場合
にも２つのフィールド画像間で輝度差の少ない質の良い
画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の電子カメラ及び従
来例の電子カメラの構成を示すブロック図。

【図２】図１の記録動作説明のタイミングチャートを示
す図。

【図３】本発明の第２の実施の形態における記録動作説
明のタイミングチャートを示す図。

【図４】本発明の第３の実施の形態における記録動作説
明のタイミングチャートを示す図。

【図５】本発明の第４の実施の形態におけるＳＵＢ電圧
設定の動作説明のフローチャートを示す図。

【図６】縦形オーバフロードレイン構造のインターライ
ン型ＣＣＤの構造を示すブロック図。

【図７】図６のＡ−Ａ線の断面の構造を示す図。

【図８】図７のＢ−Ｂ線上の深さ方向における電位分布
を示す図。

【図９】従来例の記録動作説明のタイミングチャートを
示す図。

【符号の説明】

１…レンズ ２…メカシャッタ ４…電荷結合素子（ＣＣＤ） ５…撮像プロセス回路 ６…Ａ／Ｄコンバータ ７…デジタル処理回路 ８…圧縮・伸長回路 ９…カードＩ／Ｆ １０…ＩＣカード １２…ビデオ出力端子 １３…バイアス回路 １４…Ｖドライバ １５…レンズドライバ １６…電子ボリューム（ＥＶＲ） １７…信号発生器 １８…測光センサ １９…測光回路 ２０…中央演算処理装置（ＣＰＵ） ２１…表示部 ２２…操作部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体を撮影する固体撮像素子を有し、
   該固体撮像素子をフレーム画像の蓄積モードで駆動を行
   う信号発生器を備え、露光期間は前記固体撮像素子の可
   変光電荷蓄積期間とメカニカルシャッタの併用により制
   御され、記録媒体へフレーム画像の記録及び再生を可能
   とする電子カメラであって、 記録動作時に動作するメカニカルシャッタが閉じている
   期間中は、前記固体撮像素子の不要電荷排出のためのク
   ロックに重畳させるＤＣ電圧を下げるようにする制御手
   段を具備したことを特徴とする電子カメラ。
2. 【請求項２】 被写体を撮影する固体撮像素子を有し、
   該固体撮像素子をフレーム画像の蓄積モードで駆動を行
   う信号発生器を備え、露光期間は前記固体撮像素子の可
   変光電荷蓄積期間とメカニカルシャッタの併用により制
   御され、記録媒体へフレーム画像の記録及び再生を可能
   とする電子カメラであって、 記録動作時に動作するメカニカルシャッタが閉動作開始
   時のフィールドの、次の１フィールド期間のみ、前記固
   体撮像素子の不要電荷排出のためのクロックに重畳させ
   るＤＣ電圧を下げるようにする制御手段を具備したこと
   を特徴とする電子カメラ。
3. 【請求項３】 被写体を撮影する固体撮像素子を有し、
   該固体撮像素子をフレーム画像の蓄積モードで駆動を行
   う信号発生器を備え、露光期間は前記固体撮像素子の可
   変光電荷蓄積期間とメカニカルシャッタの併用により制
   御され、記録媒体へフレーム画像の記録及び再生を可能
   とする電子カメラであって、 通常は前記固体撮像素子の不要電荷排出のためのクロッ
   クに重畳させるＤＣ電圧は下げた状態にあり、記録動作
   時に動作する前記固体撮像素子の可変蓄積期間とメカニ
   カルシャッタの動作期間であるフィールド期間だけ、Ｄ
   Ｃ電圧を上げるようにする制御手段を具備したことを特
   徴とする電子カメラ。