(57)【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を有し、フレーム画像の蓄積モードで駆動される固体撮像素子から第１フィールド画像を読み出した後に第２フィールド画像を読み出し、これら２つのフィールド画像から１フレームの画像を構成するとともに、露光期間は前記固体撮像素子の素子シャッタ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、前記縦型オーバーフロードレイン構造の固体撮像素子の基板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。
【請求項２】
縦型オーバーフロードレイン構造を有し、フレーム画像の蓄積モードで駆動される固体撮像素子から第１フィールド画像を読み出した後に第２フィールド画像を読み出し、これら２つのフィールド画像から１フレームの画像を構成するとともに、露光期間は前記固体撮像素子の素子シャッタ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、前記縦型オーバーフロードレイン構造の固体撮像素子の基板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。
【請求項３】
縦型オーバーフロードレイン構造を有し、フレーム画像の蓄積モードで駆動される固体撮像素子から第１フィールド画像を読み出した後に第２フィールド画像を読み出し、これら２つのフィールド画像から１フレームの画像を構成するとともに、露光期間は前記固体撮像素子の素子シャッタ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、
通常は前記縦型オーバーフロードレイン構造の固体撮像素子の基板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、前記縦型オーバーフロードレイン構造の固体撮像素子の基板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。
【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ＬＰＦ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１４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（ＳＵＢ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、ＣＰＵ２０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（ＥＶＥＮ）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（ＯＤＤ）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（ＥＶＥＮ）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（ＥＶＥＮ）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】
上記目的を達成するために本発明の第１の電子カメラは、縦型オーバーフロードレイン構造を有し、フレーム画像の蓄積モードで駆動される固体撮像素子から第１フィールド画像を読み出した後に第２フィールド画像を読み出し、これら２つのフィールド画像から１フレームの画像を構成するとともに、露光期間は前記固体撮像素子の素子シャッタ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、前記縦型オーバーフロードレイン構造の固体撮像素子の基板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。
この構成により、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。
【００３９】
また、本発明の第２の電子カメラは、 縦型オーバーフロードレイン構造を有し、フレーム画像の蓄積モードで駆動される固体撮像素子から第１フィールド画像を読み出した後に第２フィールド画像を読み出し、これら２つのフィールド画像から１フレームの画像を構成するとともに、露光期間は前記固体撮像素子の素子シャッタ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、前記縦型オーバーフロードレイン構造の固体撮像素子の基板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。
この構成により、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。
更に、本発明の第３の電子カメラは、縦型オーバーフロードレイン構造を有し、フレーム画像の蓄積モードで駆動される固体撮像素子から第１フィールド画像を読み出した後に第２フィールド画像を読み出し、これら２つのフィールド画像から１フレームの画像を構成するとともに、露光期間は前記固体撮像素子の素子シャッタ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、通常は前記縦型オーバーフロードレイン構造の固体撮像素子の基板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、前記縦型オーバーフロードレイン構造の固体撮像素子の基板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。
この構成により、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。
【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（ＥＶＲ）１６を経由してＣＣＤ４に印加するＳＵＢ電圧ＶＳＵＢ、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ＳＵＢ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ＣＬＯＳＥ（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。
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（ＯＤＤ）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（ＥＶＥＮ）＋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ＣＬＯＳＥ（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（ＥＶＥＮ）は殆ど０となり、また３（ＥＶＥＮ）は３（ＯＤＤ）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、ＳＵＢ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、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、ＳＵＢ電圧の電圧値を直接制御する手段としてのＥＶＲ１６へ電圧を元の電圧値に戻す動作指示を出す。
ＥＶＲ１６はＣＰＵ２０より得たデータを基に電圧値を設定する。
【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ＣＰＵ２０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。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。
【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ＴＲＩＧ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ＥＶＲ１６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ＶＳＵＢ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ＶＳＵＢ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ＣＰＵ２０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、ＣＰＵ２０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ＣＰＵ２０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ＥＶＲ１６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、ＳＵＢ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
【図１】
0003802596.tif 000002
【図２】
0003802596.tif 000003
【図３】
0003802596.tif 000004
【図４】
0003802596.tif 000005
【図５】
0003802596.tif 000006
【図６】
0003802596.tif 000007
【図７】
0003802596.tif 000008
【図８】
0003802596.tif 000009
【図９】
0003802596.tif 000010