(57)【要約】【課題】最適なタイミングでメカシャッタの制御及び基板電圧の制御を行うことにより、有害な電荷リークを発生させることなく、ＣＣＤの飽和出力を最大限利用可能な電子カメラを提供すること。【解決手段】縦型オーバーフロードレイン構造を有する電子カメラにおいて、メカシャッタ１１３の閉じタイミング制御の開始時間と撮像素子１６の基板間に印加する電圧の切り替えタイミング制御の開始時間との時間差を、メカシャッタ１１３の閉じ時間及びメカ応答遅れ時間とを加算した時間から撮像素子１６の基板間に印加する電圧の切り替わり時定数を減算した値よりも等しいか又は大きくなるように決定するメインＣＰＵ１を具備する。【選択図】    図１
2004356877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦型オーバーフロードレイン構造の撮像素子の基板間に印加する逆バイアス電圧の大きさを切り替え制御することにより上記撮像素子の取り扱い電荷量を制御するとともに、上記撮像素子の露光期間を該撮像素子の不要電荷排出パルスとメカシャッタとを併用して制御する電子カメラであって、
上記メカシャッタの閉じタイミング制御の開始時間と上記基板間に印加する電圧の切り替えタイミング制御の開始時間との時間差を、上記メカシャッタの閉じ時間とメカ応答遅れ時間とを加算した時間から上記基板間に印加する電圧の切り替わり時定数を減算した値よりも等しいか又は大きくなるように決定する決定手段を具備することを特徴とする電子カメラ。
【請求項２】
温度検出手段と、
該電子カメラの姿勢差を検出する姿勢差検出手段と、
を更に具備し、
上記決定手段は、上記温度検出手段で検出した温度又は上記姿勢差検出手段で検出した上記電子カメラの姿勢差の少なくとも一方を用いて上記時間差を補正することを特徴とする請求項１に記載の電子カメラ。
【請求項３】
上記露光期間中に上記撮像素子に蓄積された電荷を読み出す前に、所定期間空読みを実施することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子カメラ。
【請求項４】
上記時間差は、０ｍｓ〜２ｍｓの間の時間であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子カメラ。
【請求項５】
上記メカシャッタの閉じタイミング制御の終了時間と上記基板間に印加する電圧の切り替えタイミング制御の終了時間とが同時になるように上記切り替わり時定数が調整されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子カメラ。
【請求項６】
撮像素子で蓄積した電荷を複数のフィールドに分けて読み出す電子カメラであって、
フィールド画像の先頭の色とフィールド画像を合成して得られるフレーム画像の先頭の色とが同一となるように最初に読み出すフィールドを選択し、上記フレーム画像と同じ先頭の色を持つフィールドが複数存在するときには、電荷リークの発生しやすいフィールドから先に電荷を読み出すことを特徴とする電子カメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、縦型オーバーフロードレイン構造の撮像素子の基板間に逆バイアス電圧を印加して撮像素子の取り扱い電荷量を制御するようにした電子カメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インターライン方式の撮像素子（ＣＣＤ）で生じるブルーミング現象を抑圧するために、縦型オーバーフロードレイン構造の撮像素子が用いられている。このブルーミング現象は、撮像素子の受光部である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に、照度の高いスポット光がフォトダイオードに入射した場合に、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出して隣接しているフォトダイオードや電荷転送部に流れ込み、その結果、画像崩れが生じてしまう現象である。
【０００３】
縦型オーバーフロードレイン構造のＣＣＤでは、ｎ型基板の表面に作られたｐ型拡散領域（一般にｐウェルと呼ばれる）の中にフォトダイオードを構成し、ｐウェルとｎ型基板との間に逆バイアス電圧を印加して、ｐウェルを完全に空乏化することにより、不要な電荷が周囲のフォトダイオードや電荷転送部等に漏れ出す前に基板側にリークさせる。
【０００４】
しかしながら、このような縦型オーバーフロードレイン構造のＣＣＤをフォトダイオードへの入射光を機械的に遮光するメカシャッタと組み合わせて使用した場合に、リークさせる必要がない電荷までもが時間と共に基板側にリークしてしまい、結果として信号の飽和出力が低下してしまうことがある。
【０００５】
そこで、特許文献１では、縦型オーバードレイン構造を用いたＣＣＤにおいて、メカシャッタが閉じられている間の逆バイアス電圧を下げることで、シャッタ閉時における基板への電荷のリークを抑圧する技術が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１６３２３９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１では、メカシャッタを閉じるタイミングと基板電圧を下げるタイミングとの関係については、明確な記載がなされていない。即ち、基板電圧を下げるタイミングがメカシャッタを閉じるタイミングよりも僅かでも速い場合には、上述したような周囲の画素等への電荷の溢れ出しが生じてしまう。一方、メカシャッタを閉じてから長時間が経過した後、基板電圧を下げた場合には、基板側への電荷のリークが生じてしまう。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、最適なタイミングでメカシャッタの制御及び基板電圧の制御を行うことにより、有害な電荷リークを発生させることなく、ＣＣＤの飽和出力を最大限利用可能な電子カメラを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様による電子カメラは、縦型オーバーフロードレイン構造の撮像素子の基板間に印加する逆バイアス電圧の大きさを切り替え制御することにより上記撮像素子の取り扱い電荷量を制御するとともに、上記撮像素子の露光期間を該撮像素子の不要電荷排出パルスとメカシャッタとを併用して制御する電子カメラであって、上記メカシャッタの閉じタイミング制御の開始時間と上記基板間に印加する電圧の切り替えタイミング制御の開始時間との時間差を、上記メカシャッタの閉じ時間とメカ応答遅れ時間とを加算した時間から上記基板間に印加する電圧の切り替わり時定数を減算した値よりも等しいか又は大きくなるように決定する決定手段を具備する。
この第１の態様の電子カメラによれば、最適なタイミングでメカシャッタの制御及び基板電圧の制御を行うことにより、有害な電荷リークを発生させることなく、ＣＣＤの飽和出力も最大限利用可能である。
【００１０】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第２の態様による電子カメラは、温度検出手段と、該電子カメラの姿勢差を検出する姿勢差検出手段とを更に具備し、上記決定手段は、上記温度検出手段で検出した温度又は上記姿勢差検出手段で検出した上記電子カメラの姿勢差の少なくとも一方を用いて上記時間差を補正する。
この第２の態様の電子カメラによれば、個体差や環境条件を考慮して、最適なタイミングを決定して基板電圧の制御を行うので、常に最良の条件で撮影を行うことができる。
【００１１】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第３の態様による電子カメラは、上記露光期間中に上記撮像素子に蓄積された電荷を読み出す前に、所定期間空読みを実施する。
この第３の態様の電子カメラによれば、有害な電荷リークがあった場合でも、溢れた電荷を掃き出すことができる。
【００１２】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第４の態様による電子カメラは、上記時間差は、０ｍｓ〜２ｍｓの間の時間である。
この第４の態様の電子カメラによれば、時間差を０ｍｓ〜２ｍｓの間とすることで、最適なタイミングでメカシャッタの制御及び基板電圧の制御を行うことができ、有害な電荷リークを発生させることなく、ＣＣＤの飽和出力も最大限利用可能である。
【００１３】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第５の態様による電子カメラは、上記メカシャッタの閉じタイミング制御の終了時間と上記基板間に印加する電圧の切り替えタイミング制御の終了時間とが同時になるように上記切り替わり時定数が調整されてなる。
この第５の態様の電子カメラによれば、上記メカシャッタが閉じ終わる時間と上記逆バイアス電圧が切り替わる時間とが同時になるように上記逆バイアス電圧の切り替わり時定数を調整しておくことで、メカシャッタ制御及び逆バイアス電圧制御用の端子を節約することができ、また、制御も容易になる。
【００１４】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第６の態様による電子カメラは、撮像素子で蓄積した電荷を複数のフィールドに分けて読み出す電子カメラであって、フィールド画像の先頭の色とフィールド画像を合成して得られるフレーム画像の先頭の色とが同一となるように最初に読み出すフィールドを選択し、上記フレーム画像と同じ先頭の色を持つフィールドが複数存在するときには、電荷リークの発生しやすいフィールドから先に電荷を読み出す。
【００１５】
この第６の態様の電子カメラによれば、画像処理を効率良く行うことができる。また、電荷リークの発生しやすいフィールドから電荷を読み込むので、有害な電荷リークを軽減できる。
【００１６】
【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。
図１は、本発明の一実施形態に係る電子カメラの構成を示すブロック図である。即ち、この電子カメラは、特許請求の範囲に記載の決定手段に対応する機能を有し、電子カメラ全体の動作制御を司るメインＣＰＵ１が設けられている。このメインＣＰＵ１には、撮像回路２、入力部１２、スピーカ１３、タイミングジェネレータ（ＴＧ）回路１４、電源部１７、基板電圧切替回路１８、姿勢差検出部１９、温度計２０、バスライン１００、フォーカス制御部１０１、ズーム制御部１０２、及びメカシャッタ制御部１０３が接続されている。
【００１７】
撮影光学系１１１の光路上には、ズーム光学系１１２、メカシャッタ１１３を介して撮像素子（ＣＣＤ）１６が配されている。ＣＣＤ１６は、図示しない被写体からの入射光を光電変換して電荷を蓄積する。メインＣＰＵ１は、ＴＧ回路１４を制御してＣＣＤ１６の駆動制御及びＣＣＤ１６からの電荷の読み出しの制御を行う。なお、ここでのＣＣＤ１６は、ブルーミング現象を抑制することが可能な縦型オーバーフロードレイン構造を有している。この縦型オーバーフロードレイン構造については公知のものであるので説明を省略する。
【００１８】
図２は、ＣＣＤ１６の画素配列を模式的に示したものである。本一実施形態では、３フィールド毎に電荷を読み出す。即ち、最初の１回目のフィールド読み出しでは、図２の１ｓｔフィールドのラインを読み出す。即ち１ｓｔフィールド読み出しにおいて読み出す電荷は、図３の符号２００で示す画素からの電荷である。同様に、２ｎｄフィールド読み出しでは、符号２０１で示す画素から電荷を読み出し、３ｒｄフィールド読み出しでは、符号２０２で示す画素から電荷を読み出す。ここで、３フィールド読み出しでは、図３に示すように、１ｓｔフィールド読み出しの時点でＲＧＢの３色全ての色成分が揃う。このため、３フィールド読み出しでは、最初の１ｓｔフィールド読み出しの時点でホワイトバランス検出などの画像処理を行うことができる。即ち、２ｎｄ及び３ｒｄ読み出しの際の時間を有効に利用できるので、３つのフィールドを合成した後で画像処理を行うよりも画像処理の時間を短縮でき、効率が良い。また、１ｓｔフィールドで読み出した電荷より得られる画像の先頭の色（図３ではＲ）は、合成後のフレーム画像（即ち、図２の順番で配列した後の画像）の先頭の色と同じになるようにすることがより好ましい。これは、画所処理のパラメータを共通とすることで、３つのフィールドを合成した後に行う画像処理をより効率良く行うためである。
【００１９】
ＣＣＤ１６から読み出された電荷は、撮像回路２に出力される。撮像回路２は、入力された撮像信号に対して、相関二重サンプリング、ゲイン調整、アナログ／デジタル変換処理等の処理を行う。このような処理を行った後、撮像回路２は、処理した信号を撮像信号としてバスライン１００に出力する。
【００２０】
バスライン１００には、ＡＥ処理部３、ＡＦ処理部４、画像処理回路５、不揮発性メモリ６、圧縮伸長部７、内蔵メモリ８、着脱メモリ９、ＬＣＤドライバ１０が接続されている。
【００２１】
ＡＥ処理部３は、入力された撮像信号から画像の明るさデータを取り出して、この取り出した明るさデータに基づいてシャッタ閉じ時間等を算出する。このＡＥ処理部３で行われる測光の手法は公知の手法でよいので、詳細な説明は省略する。撮影開始指示を受けたメインＣＰＵ１は、ＡＥ処理部３で算出したシャッタ閉じ時間等を参照してメカシャッタ制御部１０３を制御することによりモータ１２３を駆動させてメカシャッタ１１３の閉じタイミング制御を行う。
【００２２】
ＡＦ処理部４は、入力された撮像信号のコントラスト情報等から撮影光学系１１１のピント位置を算出する。このＡＦ処理部４で行われる測光の手法は公知の手法でよいので、詳細な説明は省略する。メインＣＰＵ１は、ＡＦ処理部４で算出したピント位置情報を参照してフォーカス制御部１０１を制御することによりモータ１２１を駆動させて撮影光学系１１１のピント位置制御を行う。ここで、この電子カメラは、ズーム機能を有しており、メインＣＰＵ１はズーム制御部１０２を制御することによりモータ１２２を駆動させてズーム光学系１１２のズーム駆動制御制御を行う。このため、撮影光学系１１１のピント位置制御の際には、ズーム光学系１１２の位置も考慮して行う。
【００２３】
画像処理回路５は、入力された撮像信号に対して、ホワイトバランス処理やγ処理等のデジタル画像処理を行う。このように処理された画像は、圧縮伸長部７で圧縮された後、内蔵メモリ８又は着脱メモリ９に記録される。なお、内蔵メモリ８又は着脱メモリ９は何れか一方のみでもよい。
【００２４】
また、画像処理回路５で処理された画像は、液晶表示部（ＬＣＤ）１１に表示させることも可能である。このＬＣＤ１１の表示制御は、ＬＣＤドライバ１０によって行われる。
【００２５】
不揮発性メモリ６は、例えばＥＥＰＲＯＭ等で構成されており、メインＣＰＵ１が実行する各種プログラムが格納されている。また、この不揮発性メモリ６には、メカシャッタ１１３の閉じ時間の特性を補正するためテーブルデータ（温度補正テーブル６ａ，姿勢差補正テーブル６ｂ）が格納されている。即ち、メカシャッタ１１３の閉じ時間は、温度やカメラの姿勢差の影響を受けるので、後で説明する時間差Ａの演算時において温度や姿勢差の影響を補正するために、これらテーブルデータ６ａ，６ｂを用いる。更に、不揮発性メモリ６には、メカシャッタ１１３を閉じ始めてから実際に閉じ終わるまでの時間に関するデータ（以後、シャッタ閉じ時間データ６ｃと称する）やメカシャッタ１１３のメカ応答遅れ時間に関するデータ（以後、メカ応答遅れ時間データ６ｄと称する）などのデータも格納されている。これらのデータも時間差Ａの演算時に用いられる。
【００２６】
入力部１２は、撮影者によって操作される各種操作部である。メインＣＰＵ１は、この入力部１２を介して入力された情報に従って各種制御を実行する。入力部１２には、例えば、撮影を開始させるためのレリーズボタン等が含まれる。なお、ここでのレリーズボタンは、２段押し下げ式のボタンである。即ち、レリーズボタンの１段目の押し下げにより１ｓｔレリーズスイッチがＯＮして測光動作（ＡＥ）等の撮影準備動作が開始され、続く２段目の押し下げにより２ｎｄレリーズスイッチがＯＮして画像撮影が開始されるものとする。なお、レリーズボタンは１段押し下げ式のものとしても良い。
【００２７】
スピーカ１３は、例えば撮影者に、音声による通知を行う場合等の音声出力部である。また、ＴＧ回路１４は、メインＣＰＵ１に制御されて、撮像回路２及びＣＣＤドライバ１５の制御を行う。電源部１７は、メインＣＰＵ１に電力を供給する。
【００２８】
基板電圧切替回路１８は、ＣＣＤ１６における有害な電荷のリークを防止するために、図４に示すようなＣＣＤ１６の基板間、即ちｎ型基板の裏面に形成されたｐ型拡散領域（図においてｐ−ｗｅｌｌで示す領域）の間に印加する逆バイアス電圧（以後、単に基板電圧と称する）の大きさを切替制御するための回路である。図５に、この基板電圧切替回路１８の回路図を示す。即ち、この回路図においてトランジスタＴｒがＯＦＦ、即ち、メインＣＰＵ１から基板電圧切替制御信号が出力されていない状態では、ＣＣＤ１６の基板電圧は、内部発生電圧となっている。
【００２９】
ここで、メインＣＰＵ１がトランジスタＴｒのゲートに基板電圧切替制御信号を出力して、トランジスタＴｒをＯＮすると、ＣＣＤ基板からＧＮＤに電流が流れ、結果としてＣＣＤ１６の基板電圧が引き下げられる。なお、放電抵抗ＲＡの値を調整とすることで、ＣＣＤ１６の基板電圧の切り替わり時定数（メインＣＰＵ１が基板電圧切替制御信号を出力してから基板電圧が切り替わるまでの時間）を調整することが可能である。ここで、ＲＡを小さくすると切り替わり時定数も小さくなるが、切り替わり時定数を小さくしすぎると基板電圧の安定性が悪くなってしまう。
【００３０】
姿勢差検出部１９は、電子カメラの姿勢差（カメラの傾き）によるメカシャッタ１１３の閉じ時間のずれを補正するために電子カメラの姿勢を検出する。また、温度計２０は、メカシャッタ１１３の閉じ時間の温度によるずれを補正するためにメカシャッタ１１３の周辺の温度を検出する。メインＣＰＵ１は、これらの検出値と不揮発性メモリ６に格納したテーブルデータに基づいて、シャッタ閉じ時間を補正する。
【００３１】
ここで、本一実施形態では、メカシャッタ閉じタイミングと基板電圧の切り替えタイミングを適切に制御することにより、ＣＣＤ１６における有害な電荷リークを発生させることなく、ＣＣＤ１６の飽和出力を最大限利用可能とする。このタイミング制御について図６〜図８を参照して説明する。図６〜図８はメカシャッタ閉じのタイミングと基板電圧切り替えのタイミングを示したタイミングチャートである。
【００３２】
即ち、図６のように基板電圧の切替を行った後に、メカシャッタ１１３を閉じた場合には、図６の矢印で示す期間において、ブルーミングが生じ画像崩れを生じてしまう。このため、メカシャッタ１１３が完全に閉じ終わるまでは基板電圧が切り替わらないようにするのが好ましい。
【００３３】
一方、図７のように、メカシャッタ１１３が閉じてから、かなりの時間が経過した後、基板電圧を下げた場合にはブルーミングは生じないが、図７の矢印で示す期間において基板側への電荷のリークが生じてしまう可能性がある。このため、メカシャッタ１１３が閉じてから基板電圧が切り替わるまでの時間は、極力短いほうがよい。
【００３４】
以上より、本一実施形態では、図８に示すようにメカシャッタ１１３が閉じるタイミングと基板電圧が切り替わるタイミングとの時間差をゼロ（同時）かそれよりも少し大きくなるようにシャッタ制御及び基板電圧制御を行う。このような制御は、メインＣＰＵ１により、図９又は図１３のフローチャートに従って行われる。
【００３５】
まず、図９のフローチャートについて説明する。図９のフローチャートは、温度や姿勢差を検出して制御を行う例である。まず、メインＣＰＵ１は、撮影者の操作により１ｓｔレリーズスイッチがＯＮされたか否かを判定し（ステップＳ１）、１ｓｔレリーズスイッチがＯＮされたと判定するまで待機する。そして、ステップＳ１の判定において、１ｓｔレリーズスイッチがＯＮされたと判定された場合に、メインＣＰＵ１は、ＡＥ処理部３にＡＥ動作を行わせ、ここでのＡＥ結果に基づいて本露光時の露光期間を算出する（ステップＳ２）。続いて、メインＣＰＵ１は、不揮発性メモリ６からメカ応答遅れ時間データ６ｄ及びシャッタ閉じ時間データ６ｃを読み込む（ステップＳ３，Ｓ４）。
【００３６】
次に、メインＣＰＵ１は、温度計２０によってメカシャッタ周辺の温度を検出した後（ステップＳ５）、温度補正テーブル６ａを参照して検出した温度に対応する補正データを読み取る（ステップＳ６）。更に、メインＣＰＵ１は、姿勢差検出部１９によって電子カメラの姿勢差を検出した後（ステップＳ７）、姿勢差補正テーブル６ｂを参照して検出した姿勢差に対応する補正データを読み取る（ステップＳ８）。
【００３７】
次に、メインＣＰＵ１は、撮影者の操作により２ｎｄレリーズスイッチがＯＮされたか否かを判定し（ステップＳ９）、２ｎｄレリーズスイッチがＯＮされたと判定するまで待機する。そして、ステップＳ９の判定において、２ｎｄレリーズスイッチがＯＮされたと判定された場合に、メインＣＰＵ１は、時間差Ｂの計測を開始する（ステップＳ１０）。この時間差Ｂは、図に示すように、２ｎｄレリーズスイッチがＯＮされて本露光が開始されてから（図１０では、本露光時の垂直同期信号ＶＤの立下り時間から）、メカシャッタ閉じ制御パルスの立ち上がり時間までの時間である。即ち、図１０に示すように、時間差Ｃと電荷の蓄積時間とを加算した値が、時間差Ｂとメカシャッタ１１３のメカ応答遅れ時間と姿勢差によるシャッタ閉じ時間の補正データと温度によるシャッタ閉じ時間の補正データとシャッタ閉じ時間の１／２の時間と等しくなるように時間差Ｂが決定される。ここで、時間差Ｃは、垂直同期信号ＶＤの立下り時間から最後の不要電荷排出パルスがＣＣＤ１６に入力されるまでの時間である。
【００３８】
次に、メインＣＰＵ１は、時間差Ｂが経過したか否かを判定し（ステップＳ１１）、時間差Ｂが経過したと判定するまで待機する。そして、ステップＳ１１の判定において時間差Ｂが経過したと判定した場合に、メインＣＰＵ１は、メカシャッタ閉じ制御パルスをメカシャッタ制御部１０３に出力し（ステップＳ１２）、同時に、メインＣＰＵ１は、時間差Ａの計測を開始する（ステップＳ１３）。この時間差Ａは、メカシャッタ１１３の閉じタイミング制御の開始時間と基板電圧の切り替えタイミング制御の開始時間との時間差である。即ち、この時間差Ａは、図１０に示すように、メカシャッタ１１３のメカ応答遅れ時間と、シャッタ閉じ時間と、姿勢差によるシャッタ閉じ時間の補正データと、温度によるシャッタ閉じ時間の補正データとを加算した時間から基板電圧切り替わり時定数を引いた値よりも大きな値（数ｍｓ）である。このようにして、時間差Ａを決定することにより、メカシャッタ１１３の閉じタイミングと基板電圧の切替タイミングを図６で説明したようなタイミングとすることが可能になる。
【００３９】
次に、メインＣＰＵ１は、時間差Ａが経過したか否かを判定し（ステップＳ１４）、時間差Ａが経過したと判定するまで待機する。そして、ステップＳ１４の判定において時間差Ａが経過したと判定した場合に、メインＣＰＵ１は、基板電圧切り替え制御パルスを基板電圧切替回路１８に出力して（ステップＳ１５）、ブルーミング制御を終了する。その後、ＣＣＤ１６に蓄積された電荷の読み出しを行う。即ち、まず、電荷の空読みを行った後（ステップＳ１６）、ＣＣＤの電荷蓄積部で蓄積された電荷を図２及び図３で説明した１ｓｔフィールド、２ｎｄフィールド、及び３ｒｄフィールドに分けて読み出し（ステップＳ１７〜Ｓ１９）、画像を取得する。その後の画像処理及び画像記録については、上述したので説明を省略する。
【００４０】
この電荷の読み出しについて図１１及び図１２を参照して説明する。即ち、本一実施形態では、フィールド読み出しを行う前に１フィールド分の読み出し時間と同程度の時間だけ読み出しを行わない（以後、空読みと称する）。即ち、図１１のように本露光の直後にフィールド読み出しを行ってしまうと、本露光時に電荷漏れが発生していた場合に画像崩れが生じてしまうおそれがある。このように、ブルーミング制御を行っても電荷漏れが発生してしまう場合もあるので、図１２のように、最も電荷の漏れ出しが発生しやすい最初の１回目では電荷の読み出しを行わずに、２回目以降で実際に電荷の読み出しを行う。
【００４１】
ここで、図１２のＶ１〜Ｖ６は、６層駆動のＣＣＤの各電極における電位の変化をタイミングチャートで示している。ここで、６層駆動のＣＣＤは、３レベルの電圧により駆動される。このうち、Ｖ１〜Ｖ４は通常時ミドルレベル（図のＭレベル）になっていて、Ｖ５〜Ｖ６は通常時ローレベル（図のＬレベル）になっている。ここで、電子は負の電荷を帯びているので、電子は、より高電位の位置に引き付けられやすい。このため、通常時ミドルレベルのＶ１〜Ｖ４のほうが通常時Ｖ５〜Ｖ６よりも電荷のリークが生じやすくなっている。そこで、電荷を読み出す場合には、電荷のリークが生じる前に電荷を読み出せるように、通常時ミドルレベルの電極の電荷を先に読み出す。
【００４２】
次に図１３のフローチャートについて説明する。図１３のフローチャートは、温度や姿勢差の検出を行わずに制御を行う例である。即ち、図１において姿勢差検出部１９や温度計２０が必要ないので装置が簡単になる。
【００４３】
まず、メインＣＰＵ１は、撮影者の操作により１ｓｔレリーズスイッチがＯＮされたか否かを判定し（ステップＳ２１）、１ｓｔレリーズスイッチがＯＮされたと判定するまで待機する。そして、ステップＳ２１の判定において、１ｓｔレリーズスイッチがＯＮされたと判定された場合に、メインＣＰＵ１は、ＡＥ処理部３にＡＥ動作を行わせ、ここでのＡＥ結果に基づいて本露光時の露光期間を算出する（ステップＳ２２）。続いて、メインＣＰＵ１は、不揮発性メモリ６からメカ応答遅れ時間データ６ｄ及びシャッタ閉じ時間データ６ｃを読み込む（ステップＳ２３，Ｓ２４）。
【００４４】
次に、メインＣＰＵ１は、撮影者の操作により２ｎｄレリーズスイッチがＯＮされたか否かを判定し（ステップＳ２５）、２ｎｄレリーズスイッチがＯＮされたと判定するまで待機する。そして、ステップＳ１の判定において、２ｎｄレリーズスイッチがＯＮされたと判定された場合に、メインＣＰＵ１は、時間差Ｂの計測を開始する（ステップＳ２６）。次に、メインＣＰＵ１は、時間差Ｂが経過したか否かを判定し（ステップＳ２７）、時間差Ｂが経過したと判定するまで待機する。なお、ここでは、時間差Ｂは温度や姿勢差の影響を考慮しない値とする。そして、ステップＳ２７の判定において時間差Ｂが経過したと判定した場合に、メインＣＰＵ１は、メカシャッタ閉じ制御パルスをメカシャッタ制御部１０３に出力し（ステップＳ２８）、同時に、メインＣＰＵ１は、図示しないタイマによる時間計測を開始する（ステップＳ２９）。このときの時間（上述の時間差Ａ）は、１ｍｓとする。なお、１ｍｓの計測が可能なタイマの精度は、一般に±１ｍｓ程度である。即ち、メカシャッタ１１３が閉じた後、０ｍｓ〜２ｍｓ程度の時間差で基板電圧が切り替わるようにすれば、有害な電荷リークを発生させることがない。ここで、「０ｍｓ」とは、メカシャッタ１１３の閉じタイミング制御の終了時間と基板電圧の切り替わりタイミング制御の終了時間とが「同時」であることを示す。
【００４５】
次に、メインＣＰＵ１は、１ｍｓが経過したか否かを判定し（ステップＳ３０）、１ｍｓが経過したと判定するまで待機する。そして、ステップＳ３０の判定において１ｍｓが経過したと判定した場合に、メインＣＰＵ１は、基板電圧切り替え制御パルスを基板電圧切替回路１８に出力して（ステップＳ３１）、ブルーミング制御を終了する。その後、ＣＣＤ１６に蓄積された電荷の読み出しを行う（ステップＳ３２〜Ｓ３５）。この電荷の読み出しは、図９と同様である。
【００４６】
このように、図１３の例では時間差Ａを１ｍｓという固定値としているので、温度検出や姿勢差検出を行う必要がない。ここで、ステップＳ２３やステップＳ２４で行っているメカシャッタの応答遅れ時間及び閉じ時間の読み込みは、時間差Ｂを固定値とすれば、必ずしも行う必要がない。
【００４７】
次に、図１４を参照して本一実施形態の変形例について説明する。即ち、この変形例では、メインＣＰＵ１と基板電圧切替回路１８との間の信号線とメインＣＰＵ１とメカシャッタ制御部１０３との間の信号線を共通にしている。これによりメインＣＰＵ１の制御用入出力端子の数を節約することが可能である。但し、この場合には、メインＣＰＵ１からメカシャッタ閉じ制御パルスを出力したと同時に、基板電圧の切り替わりも開始するので、図５の回路において放電抵抗ＲＡに高抵抗を用いておき、基板電圧切り替わり時定数が長くなるように調整しておく。
【００４８】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。例えば、上述した実施形態で説明した電子カメラは、所謂デジタルカメラに限るものではなく、携帯電話等に搭載されるカメラを含めることができるのは言うまもない。
【００４９】
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、最適なタイミングでメカシャッタの制御及び基板電圧の制御を行うことにより、有害な電荷リークを発生させることなく、ＣＣＤの飽和出力を最大限利用可能な電子カメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子カメラの構成を示すブロック図である。
【図２】ＣＣＤの画素配列を模式的に示した図である。
【図３】３フィールド読み出しについて説明するための図である。
【図４】縦型オーバーフロードレイン構造を有するＣＣＤの断面図である。
【図５】基板電圧切替回路の回路図である。
【図６】メカシャッタ閉じのタイミングと基板電圧切り替えのタイミングを示すタイミングチャートであって、メカシャッタを閉じるのが遅い場合のタイミングチャートである。
【図７】メカシャッタ閉じのタイミングと基板電圧切り替えのタイミングを示すタイミングチャートであって、基板電圧切り替えが遅すぎる場合のタイミングチャートである。
【図８】メカシャッタ閉じのタイミングと基板電圧切り替えのタイミングとが理想的な場合のタイミングチャートである。
【図９】温度や姿勢差の影響を考慮して、メカシャッタ閉じ制御及び基板電圧切替制御を行う場合のフローチャートである。
【図１０】メカシャッタ閉じ制御及び基板電圧切替制御のタイミングチャートである。
【図１１】ＣＣＤから信号を読み出す際に空読みを行わない場合のタイミングチャートである。
【図１２】ＣＣＤから信号を読み出す際に空読みを行う場合のタイミングチャートである。
【図１３】温度や姿勢差の影響を考慮せずにメカシャッタ閉じ制御及び基板電圧切替制御を行う場合のフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態に係る電子カメラの変形例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】１…メインＣＰＵ、２…撮像回路、３…ＡＥ処理部、４…ＡＦ処理部、５…画像処理回路、６…不揮発性メモリ、６ａ…温度補正テーブル、６ｂ…姿勢差補正テーブル、６ｃ…シャッタ閉じ時間データ、６ｄ…メカ応答遅れ時間データ、７…圧縮伸長部、８…内蔵メモリ、９…着脱メモリ、１０…ＬＣＤドライバ、１１…液晶表示部（ＬＣＤ）、１２…入力部、１３…スピーカ、１４…タイミングジェネレータ（ＴＧ）回路、１５…ＣＣＤドライバ、１６…撮像素子（ＣＣＤ）、１７…電源部、１８…基板電圧切替回路、１９…姿勢差検出部、２０…温度計、１００…バスライン、１０１…フォーカス制御部、１０２…ズーム制御部、１０３…メカシャッタ制御部、１１１…撮影光学系、１１２…ズーム光学系、１１３…メカシャッタ、１２１，１２２，１２３…モータ
【図１】
2004356877.tif 000003
【図２】
2004356877.tif 000004
【図３】
2004356877.tif 000005
【図４】
2004356877.tif 000006
【図５】
2004356877.tif 000007
【図６】
2004356877.tif 000008
【図７】
2004356877.tif 000009
【図８】
2004356877.tif 000010
【図９】
2004356877.tif 000011
【図１０】
2004356877.tif 000012
【図１１】
2004356877.tif 000013
【図１２】
2004356877.tif 000014
【図１３】
2004356877.tif 000015
【図１４】
2004356877.tif 000016