JP2005184391A - 撮像装置およびその異常検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 １フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けて撮像素子からデータ転送出力する撮像装置における光学鏡胴の漏光やメカニカルシャッタの動作異常等の異常状態を適切に検知し、使用者へ報知する。
【解決手段】 撮影レンズ系１とＣＣＤ固体撮像素子３との間の光路上に介挿されたメカニカルシャッタ２が、該光路を開閉してＣＣＤ固体撮像素子３の露光を制限する。ＣＣＤ固体撮像素子３は、１フレームの画像を３フィールドに分けて転送出力する。ＣＰＵ１９は、同一フレームから分けて転送される３フィールドの画像データのうちの少なくもと２フィールドの転送結果における露光量を比較し、前記露光量の差異に基づいてメカニカルシャッタ２等の動作異常状態を検出する。ＣＰＵ１９は、動作異常状態を検出すると、表示装置インタフェース１０を介して表示装置１４にエラー情報や対処方法等を表示させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学系を介して受光した少なくとも二次元的な光学像を電気信号に変換する撮像素子から１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けてデータ転送する撮像装置に係り、特に画像データ出力のインタレース転送を行うＣＣＤ（電荷転送素子）固体撮像素子を用いた場合における異常状態の検出に好適な撮像装置およびそのような撮像装置における異常検出方法に関するものである。

いわゆるインタレースＣＣＤによる撮像装置においては、固体撮像素子としてのＣＣＤの受光面が、光学系を介して少なくとも二次元的な光学像により露光され、所定時間の露光が完了した後に、ＣＣＤから１フレームの画像を複数フィールドに分けて交互に出力画像データが転送出力される。この場合、露光が完了した時点でメカニカルシャッタ等の遮光手段によってＣＣＤの受光面への入射光を遮断して、ＣＣＤがそれ以上露光されないようにする。
例えば、ＣＣＤに露光蓄積された１フレームの画像の各画素の電荷を転送する際に、３フィールドに分けてインタレース転送する撮像装置の例についてさらに具体的に説明する。１フレームの露光後、ＣＣＤの入射光がメカニカルシャッタ等により遮断されることによって、例えば第１フィールドの転送期間中に第２フィールドおよび第３フィールドに対応する受光部が露光されることがなく、各フィールドの露光時間を一様にすることができる。このような、撮像結果のインタレース転送とメカニカルシャッタによる遮光を併用した原色系カラーフィルタＣＣＤによる撮像装置は、例えば特許文献１等に開示されている。

しかしながら、光学鏡胴に光漏れが発生するなどして、第１フィールド転送中に光がＣＣＤに入射してしまった場合、第２フィールドは第１フィールドよりも長く露光されたことになり、第２フィールドの画素レベルが第１フィールドよりも大きなデータが出力されることになる。同様に、第２フィールド転送中にさらに第３フィールドが露光されることになるので、第３フィールドは、第２フィールドよりもさらに大きなデータが出力されることになる。もちろん、メカニカルシャッタの動作異常等により、遮光が不完全になってしまったような場合も、おおむね同様の現象となる。これらの状態で撮像された画像データは、不適正な画像データであり、しかも光学鏡胴の漏光やメカニカルシャッタの動作異常等は、速やかに認知し且つ適正な対処を施す必要がある。
撮像装置における異常検出としては、画素信号間のレベル差に基づいて固体撮像素子における欠陥画素を検知することが行われており、例えば特許文献２等に開示されている。一方では、撮像素子におけるフレーム間またはフィールド間の出力の差異により動き予測を行う技術が、例えば特許文献３等に開示されている。しかしながら、上述したような光学鏡胴の漏光やメカニカルシャッタの動作異常等の異常状態を適切に検知し使用者に報知することは、行われていなかった。

特開２００１−２８５６８８号公報 特開平６−２８４３４６号公報 特開平９−１３０６６３号公報

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、露光された１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けて撮像素子からデータ転送出力する撮像装置における光学鏡胴の漏光やメカニカルシャッタの動作異常等の異常状態を適切に検知し、使用者への報知に供することを可能とする撮像装置およびそのような撮像装置における異常検出方法を提供することを目的としている。
本発明の請求項１の目的は、特に、例えば、光学鏡胴等における部品不良や破損による漏光に好適な、異常状態の効果的な検出を可能とする撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、メカニカルシャッタの異常状態の効果的な検出を可能とする撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、特定のエリアの露光量が非常に大きく撮像素子が飽和してしまうなど、被写体の輝度分布が特異な場合にも、その輝度分布等に依存することなく、適正に異常状態を検出することを可能とする撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、特定のエリアの露光量が非常に大きく撮像素子が飽和してしまうなど、被写体の輝度分布が特異な場合にも、その輝度分布等に依存することなく、しかも少ない処理データ量による高速な処理によって、適正に且つ速やかに異常状態を検出することを可能とする撮像装置を提供することにある。

本発明の請求項５の目的は、特に、撮像素子としてＲ・Ｇ・Ｂの原色系カラー撮像素子を用いている場合に、効果的に異常状態を検出することを可能とする撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、撮像素子としてＹｅ・Ｃｙ・Ｍｇ・Ｇの補色系カラー撮像素子を用いている場合に、効果的に異常状態を検出することを可能とする撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項７の目的は、特に、異常状態による露光量差に対する検出精度を向上することを可能とする撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項８の目的は、特に、記録露光時間が大きく変動する場合にも適正に且つ効果的に異常状態を検出することを可能とする撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項９の目的は、特に、異常状態の検出を使用者に速やかに認識させることを可能とする撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項１０の目的は、特に、異常状態における対処方法または必要な処置を使用者に速やかに認識させることを可能とする撮像装置を提供することにある。

本発明の請求項１１の目的は、特に、異常状態の発生を使用者に速やかに且つ一層確実に認識させることを可能とする撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項１２の目的は、特に、露光された１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けて撮像素子からデータ転送出力する撮像装置における光学鏡胴の漏光やメカニカルシャッタの動作異常等の異常状態を適切に検知し、使用者への報知に供することができ、特に、例えば、光学鏡胴等における部品不良や破損による漏光に好適な、異常状態の効果的な検出を可能とする撮像装置の異常検出方法を提供することにある。
本発明の請求項１３の目的は、特に、メカニカルシャッタに異常動作が生じた際、異常状態の効果的な検出を可能とする撮像装置の異常検出方法を提供することにある。

請求項１に記載した本発明に係る撮像装置は、上述した目的を達成するために、
光学系を介して受光した少なくとも二次元的な光学像を電気信号に変換し、１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けてデータ転送する撮像素子と、
同一フレームに対する前記複数フィールドの画像データのうちの少なくとも２フィールドの転送結果における露光量の差異に基づいて異常状態を検出する異常検出手段と
を具備することを特徴としている。
請求項２に記載した本発明に係る撮像装置は、上述した目的を達成するために、
光学系を介して受光した少なくとも二次元的な光学像を電気信号に変換し、１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けてデータ転送する撮像素子と、
前記撮像素子に対する前記１フレームの画像データの露光時間を規制し、露光完了後に遮光して、各フィールドのデータ転送時における前記撮像素子の露光を阻止するための遮光手段と、
同一フレームに対する前記複数フィールドの画像データのうちの少なくとも２フィールドの転送結果における露光量の差異に基づいて前記遮光手段の動作異常状態を検出する異常検出手段と
を具備することを特徴としている。

請求項３に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１または請求項２の撮像装置であって、前記撮像素子の画面内の所定の複数のエリアに対して、前記撮像素子の転送出力における各画素値に対応する値の積分値を算出する積分値算出手段をさらに備え、且つ前記異常検出手段が、前記少なくとも２フレームの転送結果における算出された積分値の差異に基づいて前記異常状態の検出を行う手段を含むことを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１または請求項２の撮像装置であって、前記撮像素子の画面内の所定の複数のエリアに対して、前記撮像素子の転送出力における各画素値に対応する値の平均値を算出する平均値算出手段をさらに備え、且つ前記異常検出手段が、前記少なくとも２フレームの転送結果における算出された平均値の差異に基づいて前記異常状態の検出を行う手段を含むことを特徴としている。
請求項５に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項の撮像装置であって、前記撮像素子が、Ｒ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の３色のカラーフィルタを有する原色系カラー撮像素子を含み、且つ前記異常検出手段が、Ｒ・Ｇ・Ｂの３色のうちの少なくとも１色の転送出力の結果に基づいて前記異常状態の検出を行う手段を含むことを特徴としている。

請求項６に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項の撮像装置であって、前記撮像素子が、Ｙｅ（黄）・Ｃｙ（シアン）・Ｍｇ（マゼンタ）・Ｇ（緑）の４色のカラーフィルタを有する補色系カラー撮像素子を含み、且つ前記異常検出手段が、Ｙｅ・Ｃｙ・Ｍｇ・Ｇの４色のうちの少なくとも１色の転送出力の結果に基づいて前記異常状態の検出を行う手段を含むことを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項の撮像装置であって、前記異常検出手段が、前記同一フレームに対する前記複数フィールドの転送のうち、最初に転送されたフィールドのデータと最後に転送されたフィールドのデータとに基づく比較によって前記異常状態を検出する手段を含むことを特徴としている。
請求項８に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１〜請求項７のいずれか１項の撮像装置であって、前記異常検出手段が、前記１フレームに対する記録用露光時間に応じて前記異常状態の検出のための差異の閾値を変動させる手段を含むことを特徴としている。
請求項９に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１〜請求項８のいずれか１項の撮像装置であって、前記異常検出手段によって異常状態が検出された場合に、異常状態である旨を表示する手段をさらに備えることを特徴としている。

請求項１０に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１〜請求項９のいずれか１項の撮像装置であって、前記異常検出手段によって異常状態が検出された場合に、異常状態に対する対処方法および対処のための指示の少なくとも一方を表示する手段をさらに備えることを特徴としている。
請求項１１に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１〜請求項１０のいずれか１項の撮像装置であって、前記異常検出手段によって異常状態が検出された場合に、異常状態を音声により使用者に報知する手段をさらに備えることを特徴としている。
請求項１２に記載した本発明に係る撮像装置の異常検出方法は、上述した目的を達成するために、
光学系を介して受光した少なくとも二次元的な光学像を電気信号に変換する撮像素子が、１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けてデータ転送する撮像装置において、
同一フレームに対する前記複数フィールドの画像データのうちの少なくとも２フィールドの転送結果における露光量を比較し、
前記露光量の差異に基づいて異常状態を検出する
ことを特徴としている。

請求項１３に記載した本発明に係る撮像装置の異常検出方法は、上述した目的を達成するために、
光学系を介して受光した少なくとも二次元的な光学像を電気信号に変換する撮像素子が、１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けてデータ転送するとともに、
前記撮像素子に対する前記１フレームの画像データの露光時間を遮光手段により規制し、露光完了後の該遮光手段の遮光により、各フィールドのデータ転送時における前記撮像素子の露光を阻止する撮像装置において、
同一フレームに対する前記複数フィールドの画像データのうちの少なくとも２フィールドの転送結果における露光量を比較し、
前記露光量の差異に基づいて前記遮光手段の動作異常状態を検出する
ことを特徴としている。

［作用］
すなわち、本発明の請求項１による撮像装置は、光学系を介して受光した少なくとも二次元的な光学像を電気信号に変換し、１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けてデータ転送する撮像素子と、同一フレームに対する前記複数フィールドの画像データのうちの少なくとも２フィールドの転送結果における露光量の差異に基づいて異常状態を検出する異常検出手段とを具備する。
このような構成により、露光された１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けて撮像素子からデータ転送出力する撮像装置における光学鏡胴の漏光やメカニカルシャッタの動作異常等の異常状態を適切に検知し、使用者への報知に供することを可能とし、特に、例えば、光学鏡胴等における部品不良や破損による漏光に好適な、異常状態の効果的な検出が可能となる。

この請求項１に係る撮像装置を、撮像素子に蓄積された電荷を転送する際に、３フィールドに分けて転送する撮像素子を使用した撮像装置を例にとって具体的に説明する。インタレースＣＣＤでは、転送に先立って行われる露光が完了した時点でメカニカルシャッタ等の遮光手段によってそれ以上露光されないようにＣＣＤを遮光する。この遮光によって、例えば、第１フィールドの転送を行っている間に第２フィールドと第３フィールドが露光されるなどすることがなく、各フィールドの露光時間を一様にすることができる。しかしながら、光学鏡胴に光漏れが発生するなどして、第１フィールド転送中にＣＣＤに光があたってしまった場合、第２フィールドは第１フィールドよりも長く露光されることになり、第２フィールドのデータとして第１フィールドよりも出力レベルが高い大きなデータが出力されることになる。この場合、第２フィールド転送中にもさらに第３フィールドが露光されることになるので、第３フィールドは第２フィールドよりもさらに大きなデータが出力されることになる。このような原理に基づき、例えば第１フィールドと第３フィールドの出力データを、特定エリアの平均をとるなどして比較し、両者の差が、予め定めた一定の値以上の値だった場合に、漏光等の異常が発生していると判定し、異常状態を検出することが可能となる。

本発明の請求項２による撮像装置は、光学系を介して受光した少なくとも二次元的な光学像を電気信号に変換し、１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けてデータ転送する撮像素子と、前記撮像素子に対する前記１フレームの画像データの露光時間を規制し、露光完了後に遮光して、各フィールドのデータ転送時における前記撮像素子の露光を阻止するための遮光手段と、同一フレームに対する前記複数フィールドの画像データのうちの少なくとも２フィールドの転送結果における露光量の差異に基づいて前記遮光手段の動作異常状態を検出する異常検出手段とを具備する。
このような構成により、特に、メカニカルシャッタに異常動作が生じた際に、異常状態の効果的な検出が可能となる。

この請求項２は、主としてメカニカルシャッタ等の異常検出を意図したものである。光学鏡胴等に漏光がない場合でも、例えばメカニカルシャッタが完全に閉じていない場合にはＣＣＤの受光部に光があたり、露光差が発生してしまう。また、メカニカルシャッタの閉じるタイミングが遅れ、第１フィールドの転送開始後となってしまった場合には、転送開始からメカニカルシャッタが閉じるまでの時間だけ、第２フィールドと第３フィールドが第１フィールドよりも多く露光されることになるので、第１フィールドだけ出力が小さくなることになる。そのため、特定エリアの第１フィールドと第３フィールドの出力データを平均をとるなどして比較し、両者の差が予め定められた一定の値以上の値だった場合に、上述したように何らかの原因でフィールド間露光差が起こったという異常を検出することができ、さらに第２フィールドと第３フィールドの出力データの対応する平均値等に実質的に差がなかった場合には、その異常の原因がメカニカルシャッタの閉じるタイミングが遅かったためであることを検出することができる。

本発明の請求項３による撮像装置は、請求項１または請求項２の撮像装置であって、前記撮像素子の画面内の所定の複数のエリアに対して、前記撮像素子の転送出力における各画素値に対応する値の積分値を算出する積分値算出手段をさらに備え、且つ前記異常検出手段が、前記少なくとも２フレームの転送結果における算出された積分値の差異に基づいて前記異常状態の検出を行う手段を含む。
このような構成により、特に、特定のエリアの露光量が非常に大きく、撮像素子が飽和してしまうなど、被写体の輝度分布が特異な場合にも、その輝度分布等に依存することなく、適正に異常状態を検出することが可能となる。
この請求項３に係る撮像装置は、比較対象を複数の特定のエリアのデータの積分値として、比較することによって異常状態を検出する。もしも、特定のエリアを１箇所とした場合には、例えばその特定のエリアの露光によるデータが非常に大きな値で飽和してしまっていた場合に、異常状態を検出することができなくなってしまう。そのため、例えば、画面の４隅と中央の５箇所などを特定のエリアとして設定し、これらの特定のエリアのデータの積分値を比較して１箇所でも積分値に一定の閾値以上の差があった場合に異常と判定することによって、被写体の輝度分布などに依存することなく、より正確に異常状態を検出することができる。

本発明の請求項４による撮像装置は、請求項１または請求項２の撮像装置であって、前記撮像素子の画面内の所定の複数のエリアに対して、前記撮像素子の転送出力における各画素値に対応する値の平均値を算出する平均値算出手段をさらに備え、且つ前記異常検出手段が、前記少なくとも２フレームの転送結果における算出された平均値の差異に基づいて前記異常状態の検出を行う手段を含む。
このような構成により、特に、特定のエリアの露光量が非常に大きく撮像素子が飽和してしまうなど、被写体の輝度分布が特異な場合にも、その輝度分布等に依存することなく、しかも少ない処理データ量による高速な処理によって、適正に且つ速やかに異常状態を検出することが可能となる。
この請求項４に係る撮像装置は、比較対象を複数の特定のエリアの各々のデータの平均値として、比較することによって異常状態を検出する。平均値は、通常の場合、積分値として用いられる積算値よりも小さい値になるために、扱うデータ量が少なくて済み、処理を高速化することが可能になる。

本発明の請求項５による撮像装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項の撮像装置であって、前記撮像素子が、Ｒ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の３色のカラーフィルタを有する原色系カラー撮像素子を含み、且つ前記異常検出手段が、Ｒ・Ｇ・Ｂの３色のうちの少なくとも１色の転送出力の結果に基づいて前記異常状態の検出を行う手段を含む。
このような構成により、特に、撮像素子としてＲ・Ｇ・Ｂの原色系カラー撮像素子を用いている場合に、効果的に異常状態を検出することが可能となる。
この請求項５に係る撮像装置は、撮像素子としてＲ・Ｇ・Ｂの原色系カラー撮像素子を用いる場合に、それらＲ・Ｇ・Ｂの３つの出力のうちの少なくとも１つの出力結果の比較によって異常を検出する。この場合、Ｒ・Ｇ・Ｂの各色成分がそれぞれ個別に積分されるようにして、例えばそれらのうちで最も感度が高い色成分の比較をすることによって異常を検出するようにしてもよい。あるいは、最も感度が高い色成分と低い色成分の両方を判定対象とするようにして、感度が高い色成分データがオーバーフローしている場合には感度の低い色成分で異常を検出するようにして、検出精度を向上させることができる。

本発明の請求項６による撮像装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項の撮像装置であって、前記撮像素子が、Ｙｅ（黄）・Ｃｙ（シアン）・Ｍｇ（マゼンタ）・Ｇ（緑）の４色のカラーフィルタを有する補色系カラー撮像素子を含み、且つ前記異常検出手段が、Ｙｅ・Ｃｙ・Ｍｇ・Ｇの４色のうちの少なくとも１色の転送出力の結果に基づいて前記異常状態の検出を行う手段を含む。
このような構成により、特に、撮像素子としてＹｅ・Ｃｙ・Ｍｇ・Ｇの補色系カラー撮像素子を用いている場合に、効果的に異常状態を検出することが可能となる。
この請求項６に係る撮像装置は、撮像素子としてＹｅ・Ｃｙ・Ｍｇ・Ｇの補色系カラー撮像素子を用いる場合に、それらＹｅ・Ｃｙ・Ｍｇ・Ｇの４つの出力のうちの少なくとも１つの出力結果の比較によって異常を検出する。この場合、Ｙｅ・Ｃｙ・Ｍｇ・Ｇの各色成分がそれぞれ個別に積分されるようにして、例えばそれらのうちで最も感度が高い色成分の比較をすることことによって異常を検出するようにしてもよい。あるいは、最も感度が高い色成分と低い色成分の両方を判定対象とするようにして、感度が高い色成分データがオーバーフローしている場合には感度の低い色成分で異常を検出するようにして、検出精度を向上させることができる。

本発明の請求項７による撮像装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項の撮像装置であって、前記異常検出手段が、前記同一フレームに対する前記複数フィールドの転送のうち、最初に転送されたフィールドのデータと最後に転送されたフィールドのデータとに基づく比較によって前記異常状態を検出する手段を含む。
このような構成により、特に、異常状態による露光量差に対する検出精度を向上することが可能となる。
この請求項７に係る撮像装置は、検出対象として、最初に転送されるフィールドと最後に転送されるフィールドとを用い、これらを比較する。請求項１および請求項２に関連して説明した通り、何らかの露光差によって出力データに相違がある場合、最初のフィールドと最後のフィールドとの差が最も大きくなる可能性が高いため、最初のフィールドと最後のフィールドの比較により検出精度を上げることができる。
本発明の請求項８による撮像装置は、請求項１〜請求項７のいずれか１項の撮像装置であって、前記異常検出手段が、前記１フレームに対する記録用露光時間に応じて前記異常状態の検出のための差異の閾値を変更させる手段を含む。
このような構成により、特に、記録露光時間が大きく変動する場合にも適正に且つ効果的に異常状態を検出することが可能となる。

請求項８に係る撮像装置は、設定された記録用露光時間に応じて異常検出のための閾値を変更する。例えば１フレームを３フィールドで転送するシステムにおいて、メカニカルシャッタが閉じなくなってしまった場合を考えると、記録用露光時間をＴ秒とし、転送時間がその２倍の２Ｔ秒だったとすると、第１フィールドが露光される時間はＴ秒、第２フィールドが露光された時間は３Ｔ秒、第３フィールドが露光された時間は５Ｔ秒ということになる。そのため、第１フィールドと第３フィールドを比較する場合、例えば、第３フィールドの出力が第１フィールドの出力の２倍以上であるか否かを判定することによって異常を検出することができる。しかしながら、記録用露光時間が１００Ｔ秒だった場合、第３フィールドが露光される時間が１０４Ｔ秒になり、大きな露光差とならないため、記録露光時間が短い場合と同一の閾値を使用することができず、閾値を下げる必要がある。そのため、記録に用いる正常な露光時間、すなわち設定された記録用露光時間、に応じて判定閾値を変更することによって、正確な異常検出を行うことができるようになる。

本発明の請求項９による撮像装置は、請求項１〜請求項８のいずれか１項の撮像装置であって、前記異常検出手段によって異常状態が検出された場合に、異常状態である旨を表示する手段をさらに備える。
このような構成により、特に、異常状態の検出を使用者に速やかに認識させることが可能となる。
この請求項９の撮像装置は、異常が発生し異常状態を検出したときに、表示装置に異常状態を表示する。このようにして、使用者（通常の場合、撮影者）は、異常状態を認識することができ、異常状態のままで撮影を繰り返すことがなくなる。
本発明の請求項１０による撮像装置は、請求項１〜請求項９のいずれか１項の撮像装置であって、前記異常検出手段によって異常状態が検出された場合に、異常状態に対する対処方法および対処のための指示の少なくとも一方を表示する手段をさらに備える。
このような構成により、特に、異常状態における対処方法または必要な処置を使用者に速やかに認識させることが可能となる。

この請求項１０の撮像装置は、異常が発生し異常状態を検出したときに、表示装置に異常状態から回復するための操作等の対処方法を表示する。また、メカニカルシャッタ等のメカニズムが破損しているような場合には、修理が必要となる場合があるため、このような場合には、例えば修理を依頼するための方法などを表示するようにしてもよい。このようにして、使用者は、異常状態のままで撮影を繰り返すことなく、異常状態に対して速やかに適切な対処を施すことが可能となる。
本発明の請求項１１による撮像装置は、請求項１〜請求項１０のいずれか１項の撮像装置であって、前記異常検出手段によって異常状態が検出された場合に、異常状態を音声により使用者に報知する手段をさらに備える。
このような構成により、特に、異常状態の発生を使用者に速やかに且つ一層確実に認識させることが可能となる。
この請求項１１の撮像装置は、異常が発生し異常状態を検出したときに、警報音やアナウンス等の音声表示により異常状態を報知する。このようにして、使用者は、耳から聴覚的に異常状態を認識することができ、視覚的な表示装置による異常状態の表示のような他の報知手段と組み合わせれば、一層確実に異常状態を認識することができる。

本発明の請求項１２による撮像装置の異常検出方法は、上述した目的を達成するために、光学系を介して受光した少なくとも二次元的な光学像を電気信号に変換する撮像素子が、１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けてデータ転送する撮像装置において、同一フレームに対する前記複数フィールドの画像データのうちの少なくとも２フィールドの転送結果における露光量を比較し、前記露光量の差異に基づいて異常状態を検出する。
このようにすることにより、特に、露光された１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けて撮像素子からデータ転送出力する撮像装置における光学鏡胴の漏光やメカニカルシャッタの動作異常等の異常状態を適切に検知し、使用者への報知に供することができ、特に、例えば、光学鏡胴等における部品不良や破損による漏光などの異常状態の効果的な検出が可能となる。

本発明の請求項１３による撮像装置の異常検出方法は、上述した目的を達成するために、光学系を介して受光した少なくとも二次元的な光学像を電気信号に変換する撮像素子が、１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けてデータ転送するとともに、前記撮像素子に対する前記１フレームの画像データの露光時間を遮光手段により規制し、露光完了後の該遮光手段の遮光により、各フィールドのデータ転送時における前記撮像素子の露光を阻止する撮像装置において、同一フレームに対する前記複数フィールドの画像データのうちの少なくとも２フィールドの転送結果における露光量を比較し、前記露光量の差異に基づいて前記遮光手段の動作異常状態を検出する。
このようにすることにより、特に、メカニカルシャッタの異常動作に好適な、異常状態の効果的な検出が可能となる。

本発明によれば、露光された１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けて撮像素子からデータ転送出力する撮像装置における光学鏡胴の漏光やメカニカルシャッタの動作異常等の異常状態を適切に検知し、使用者への報知に供することを可能とする撮像装置およびそのような撮像装置における異常検出方法を提供することができる。
すなわち本発明の請求項１の撮像装置によれば、光学系を介して受光した少なくとも二次元的な光学像を電気信号に変換し、１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けてデータ転送する撮像素子と、同一フレームに対する前記複数フィールドの画像データのうちの少なくとも２フィールドの転送結果における露光量の差異に基づいて異常状態を検出する異常検出手段とを具備することにより、特に、例えば、光学鏡胴等における部品不良や破損による漏光などの異常状態の効果的な検出が可能となる。

本発明の請求項２の撮像装置によれば、光学系を介して受光した少なくとも二次元的な光学像を電気信号に変換し、１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けてデータ転送する撮像素子と、前記撮像素子に対する前記１フレームの画像データの露光時間を規制し、露光完了後に遮光して、各フィールドのデータ転送時における前記撮像素子の露光を阻止するための遮光手段と、同一フレームに対する前記複数フィールドの画像データのうちの少なくとも２フィールドの転送結果における露光量の差異に基づいて前記遮光手段の動作異常状態を検出する異常検出手段とを具備することにより、特に、メカニカルシャッタの異常動作などの異常状態の適正且つ効果的な検出が可能となる。
本発明の請求項３の撮像装置によれば、請求項１または請求項２の撮像装置であって、前記撮像素子の画面内の所定の複数のエリアに対して、前記撮像素子の転送出力における各画素値に対応する値の積分値を算出する積分値算出手段をさらに備え、且つ前記異常検出手段が、前記少なくとも２フレームの転送結果における算出された積分値の差異に基づいて前記異常状態の検出を行う手段を含むことにより、特に、特定のエリアの露光量が非常に大きく撮像素子が飽和してしまうなど、被写体の輝度分布が特異な場合にも、その輝度分布等に依存することなく、適正に異常状態を検出することが可能となる。

本発明の請求項４の撮像装置によれば、請求項１または請求項２の撮像装置であって、前記撮像素子の画面内の所定の複数のエリアに対して、前記撮像素子の転送出力における各画素値に対応する値の平均値を算出する平均値算出手段をさらに備え、且つ前記異常検出手段が、前記少なくとも２フレームの転送結果における算出された平均値の差異に基づいて前記異常状態の検出を行う手段を含むことにより、特に、特定のエリアの露光量が非常に大きく撮像素子が飽和してしまうなど、被写体の輝度分布が特異な場合にも、その輝度分布等に依存することなく、しかも少ない処理データ量による高速な処理によって、適正に且つ速やかに異常状態を検出することが可能となる。
本発明の請求項５の撮像装置によれば、請求項１〜請求項４のいずれか１項の撮像装置であって、前記撮像素子が、Ｒ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の３色のカラーフィルタを有する原色系カラー撮像素子を含み、且つ前記異常検出手段が、Ｒ・Ｇ・Ｂの３色のうちの少なくとも１色の転送出力の結果に基づいて前記異常状態の検出を行う手段を含むことにより、特に、撮像素子としてＲ・Ｇ・Ｂの原色系カラー撮像素子を用いている場合に、効果的に異常状態を検出することが可能となる。

本発明の請求項６の撮像装置によれば、請求項１〜請求項４のいずれか１項の撮像装置であって、前記撮像素子が、Ｙｅ（黄）・Ｃｙ（シアン）・Ｍｇ（マゼンタ）・Ｇ（緑）の４色のカラーフィルタを有する補色系カラー撮像素子を含み、且つ前記異常検出手段が、Ｙｅ・Ｃｙ・Ｍｇ・Ｇの４色のうちの少なくとも１色の転送出力の結果に基づいて前記異常状態の検出を行う手段を含むことにより、特に、撮像素子としてＹｅ・Ｃｙ・Ｍｇ・Ｇの補色系カラー撮像素子を用いている場合に、効果的に異常状態を検出することが可能となる。
本発明の請求項７の撮像装置によれば、請求項１〜請求項４のいずれか１項の撮像装置であって、前記異常検出手段が、前記同一フレームに対する前記複数フィールドの転送のうち、最初に転送されたフィールドのデータと最後に転送されたフィールドのデータとに基づく比較によって前記異常状態を検出する手段を含むことにより、特に、異常状態による露光量差に対する検出精度を向上することが可能となる。
本発明の請求項８の撮像装置によれば、請求項１〜請求項７のいずれか１項の撮像装置であって、前記異常検出手段が、前記１フレームに対する記録用露光時間に応じて前記異常状態の検出のための差異の閾値を変動させる手段を含むことにより、特に、記録露光時間が大きく変動する場合にも適正に且つ効果的に異常状態を検出することが可能となる。

本発明の請求項９の撮像装置によれば、請求項１〜請求項８のいずれか１項の撮像装置であって、前記異常検出手段によって異常状態が検出された場合に、異常状態である旨を表示する手段をさらに備えることにより、特に、異常状態の検出を使用者に速やかに認識させることが可能となる。
本発明の請求項１０の撮像装置によれば、請求項１〜請求項９のいずれか１項の撮像装置であって、前記異常検出手段によって異常状態が検出された場合に、異常状態に対する対処方法および対処のための指示の少なくとも一方を表示する手段をさらに備えることにより、特に、異常状態における対処方法または必要な処置を使用者に速やかに認識させることが可能となる。
本発明の請求項１１の撮像装置によれば、請求項１〜請求項１０のいずれか１項の撮像装置であって、前記異常検出手段によって異常状態が検出された場合に、異常状態を音声により使用者に報知する手段をさらに備えることにより、特に、異常状態の発生を使用者に速やかに且つ一層確実に認識させることが可能となる。

本発明の請求項１２の撮像装置の異常検出方法によれば、光学系を介して受光した少なくとも二次元的な光学像を電気信号に変換する撮像素子が、１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けてデータ転送する撮像装置において、同一フレームに対する前記複数フィールドの画像データのうちの少なくとも２フィールドの転送結果における露光量を比較し、前記露光量の差異に基づいて異常状態を検出することにより、特に、露光された１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けて撮像素子からデータ転送出力する撮像装置における光学鏡胴の漏光やメカニカルシャッタの動作異常等の異常状態を適切に検知し、使用者への報知に供することができ、特に、例えば、光学鏡胴等における部品不良や破損による漏光などの異常状態の効果的な検出が可能となる。
本発明の請求項１３の撮像装置の異常検出方法によれば、光学系を介して受光した少なくとも二次元的な光学像を電気信号に変換する撮像素子が、１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けてデータ転送するとともに、前記撮像素子に対する前記１フレームの画像データの露光時間を遮光手段により規制し、露光完了後の該遮光手段の遮光により、各フィールドのデータ転送時における前記撮像素子の露光を阻止する撮像装置において、同一フレームに対する前記複数フィールドの画像データのうちの少なくとも２フィールドの転送結果における露光量を比較し、前記露光量の差異に基づいて前記遮光手段の動作異常状態を検出することにより、特に、メカニカルシャッタの異常動作に好適な、異常状態の効果的な検出が可能となる。

以下、本発明に係る実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の撮像装置を詳細に説明する。
図１および図２は、本発明の一つの実施の形態に係る撮像装置を適用したディジタルスティルカメラの構成を示している。この実施の形態においては、Ｒ・Ｇ・Ｂの原色系カラーフィルタを用いた原色系カラーＣＣＤ撮像素子を用いたものについて説明するが、Ｙｅ・Ｃｙ・Ｍｇ・Ｇの補色系カラーフィルタを用いた補色系カラー撮像素子においてもほぼ同様の処理が可能である。図１は、ディジタルスティルカメラの全体の構成を示すブロック図であり、そして図２は、３フィールドで１フレームの画像データのインタレース転送を行う３フィールド転送のインタレースＣＣＤの構成を模式的に示す図である。また、図３に、正規の３フィールド転送のタイミングチャートを示し、図４に、メカニカルシャッタが閉じなかった場合の３フィールド転送における各フィールドの露光時間を説明するためのタイミングチャートを示し、そして図５に、メカニカルシャッタが閉じるタイミングが遅れた場合の３フィールド転送における各フィールドの露光時間を説明するためのタイミングチャートを示している。

図１に示すディジタルカメラは、撮影レンズ系１、メカニカルシャッタ２、ＣＣＤ（電荷結合素子）固体撮像素子３、ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路４、ＡＧＣ（自動利得制御）回路５、Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器６、タイミング発生器（ＴＧ）７、ＣＣＤインタフェース（ＣＣＤ−Ｉ／Ｆ）８、メモリコントローラ９、表示装置インタフェース（表示装置Ｉ／Ｆ）１０、圧縮処理部１１、ＹＵＶ変換部１２、メモリ１３、表示装置１４、モータドライバ１５、操作部１６、音声出力装置１７、メモリカード１８およびＣＰＵ（中央制御部）１９を具備している。ＣＤＳ回路４、ＡＧＣ回路５、Ａ／Ｄ変換器６およびタイミング発生器７は、フロントエンド（Ｆ／Ｅ）の信号処理部２０を構成し、信号処理ＩＣ（集積回路）２１には、ＣＣＤインタフェース８、メモリコントローラ９、表示装置インタフェース１０、圧縮処理部１１およびＹＵＶ変換部１２が搭載される。
撮影レンズ系１は、被写体光学像をＣＣＤ固体撮像素子３の受光面上に結像させるための光学系である。メカニカルシャッタ２は、撮影レンズ系１とＣＣＤ固体撮像素子３との間の光路上に介挿されて、光路を開閉し、遮蔽手段としてＣＣＤ固体撮像素子３の露光を制限する。すなわち、メカニカルシャッタ２は、開状態においては、撮影レンズ系１を介しての入射光による被写体光学像によりＣＣＤ固体撮像素子３を露光し、閉状態においては、ＣＣＤ固体撮像素子３への入射光を遮蔽する。撮像素子としてのＣＣＤ固体撮像素子３は、露光状態で受光面に入射される光学像を電気信号に変換して一時保持し、この場合、詳細は後述するように、１フレームの画像を３フィールドに分けて転送出力する。

ＣＤＳ回路４、ＡＧＣ回路５、Ａ／Ｄ変換器６およびタイミング発生器７は、ＣＣＤ固体撮像素子３からの出力信号をフロントエンドにおいて処理する信号処理部２０を構成する。ＣＤＳ回路４は、ＣＣＤ固体撮像素子３の出力画像信号を相関２重サンプリングする。ＡＧＣ回路５は、ＣＤＳ回路４の相関２重サンプリング出力を、自動利得制御して所用の信号レベルに調整する。Ａ／Ｄ変換器６は、ＡＧＣ回路５のアナログ出力をディジタルデータに変換する。タイミング発生器７は、信号処理ＩＣ２１のＣＣＤインタフェース８から与えられる同期駆動信号であるＶＤ信号（垂直同期駆動信号）およびＨＤ信号（水平同期駆動信号）に応動し、且つＣＰＵ１９と連携して、ＣＣＤ固体撮像素子３、ＣＤＳ回路４、ＡＧＣ回路５およびＡ／Ｄ変換器６にタイミング信号を与え、これらを適正に同期させる。
信号処理ＩＣ２１は、ＣＰＵ１９との交信に基づき、信号処理部２０のＡ／Ｄ変換器６を介して与えられるディジタル画像データをメモリ１３へ格納するとともに、圧縮およびＹＵＶ変換等の所要の信号処理を行い、当該信号処理ＩＣ２１内で処理されたデータのメモリ１３への格納、Ａ／Ｄ変換器６から与えられ、またはメモリ１３から取り出された画像データ等の表示装置１４への表示、Ａ／Ｄ変換器６から与えられ、またはメモリ１３から取り出されたディジタル画像データの圧縮処理およびＹＵＶ変換、並びにメモリ１３から取り出されたディジタル画像データのメモリカード１８への格納等の処理を行う。

ＣＣＤインタフェース８は、信号処理部２０のＡ／Ｄ変換器６から与えられるディジタル画像データを受けて、メモリコントローラ９を介してメモリ１３に格納するとともに、詳細は後述するような特定部位の積分値等の特徴データを求め、それをＣＰＵ１９に与える。メモリコントローラ９は、ＣＰＵ１９の制御に基づき、ＣＣＤインタフェース８を介して与えられる原ＲＧＢ（ＲＡＷ−ＲＧＢ）データ、ＹＵＶ変換部１２でＹＵＶ変換されたＹＵＶデータおよび圧縮処理部１１で例えばＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）方式にて圧縮されたＪＰＥＧデータ等のメモリ１３への書き込みおよびメモリ１３からの読み出しを制御する。表示装置インタフェース１０は、メモリ１３から読み出された画像データを表示装置１４に表示させる。圧縮処理部１１は、Ａ／Ｄ変換器６から与えられまたはメモリ１３から取り出された画像データ等を、例えばＪＰＥＧ方式のような所定の圧縮方式にて圧縮する。ＹＵＶ変換部１２は、Ａ／Ｄ変換器６から与えられまたはメモリ１３から取り出された画像データを、ＣＰＵ１９から与えられる制御値に従ってＹＵＶ変換する。すなわち、メモリコントローラ９は、Ａ／Ｄ変換器６から与えられた画像データを、メモリ１３へ格納し、且つメモリ１３から画像データを取り出して、表示装置インタフェース１０を介して表示装置１４への表示に供するとともに、メモリ１３から画像データを取り出して、圧縮処理部１１によるＪＰＥＧ方式等の圧縮処理、ＹＵＶ変換部１２によるＹＵＶ変換、ならびにこれら圧縮およびＹＵＶ変換の処理後のデータのメモリ１３への書き込みに供し、さらにはメモリ１３からデータを取り出してメモリカード１８への書き込みに供する。

メモリ１３は、例えばＳＤＲＡＭ（シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ）等の半導体メモリであり、原ＲＧＢデータ、ＹＵＶ変換されたＹＵＶデータおよびＪＰＥＧ圧縮されたＪＰＥＧデータ等をそれぞれ格納する。表示装置１４は、液晶表示装置等の画像表示可能な表示装置であり、表示装置インタフェース１０を介して与えられるＡ／Ｄ変換器６から供給され、またはメモリ１３から取り出された画像データ等を表示し、さらには、後述する異常状態の検出時における異常発生の旨および対処方法等を表示する。モータドライバ１５は、ＣＰＵ１９の制御に基づいて、フォーカシングおよびズーミング等のために撮影レンズ系１のレンズ駆動モータ（図示せず）を駆動し、且つシャッタ開閉動作のためにタイミング発生器７と連動してメカニカルシャッタ２のシャッタ駆動モータ（図示せず）を駆動する。操作部１６は、撮影を指令するためのレリーズスイッチ、各モードを切換えるためのモードスイッチ、ならびにその他のスイッチ、キー、レバーおよびダイヤル等の少なくとも一部の操作手段を含み、当該ディジタルカメラに対する動作指示、設定指示および選択指示等の情報をＣＰＵ１９に与えるための操作を行う。音声出力装置１７は、後述する異常状態の検出時における異常発生の警報および対処方法の音声アナウンス等の音声を発するものであり、正常動作時における操作アシスト情報のアナウンスやセルフタイマー動作時の撮影タイミングの確認音等も発するようにしてもよい。メモリカード１８は、いわゆるフラッシュメモリのような半導体不揮発性メモリを内蔵するスモールカードなどと称される小型のＩＣメモリ式記録媒体であり、当該ディジタルスティルカメラに対して着脱可能な外部記録媒体として用いられ、例えばディジタルスティルカメラに設けられたスロットに脱離可能に装着されて用いられる。このメモリカード１８は、例えば、ＣＰＵ１９の制御により、メモリ１３内のＪＰＥＧ方式等で圧縮された画像データをメモリコントローラ９を介してメモリ１３から取り出して、撮影結果として保存する。

ＣＰＵ１９は、上記各部を制御し、通常の撮影動作を行わせるとともに、この場合、同一フレームから分けて転送される３フィールドの画像データのうちの少なくとも２フィールドの転送結果における露光量を比較し、前記露光量の差異に基づいてメカニカルシャッタ２等の動作異常状態を検出する異常検出手段の機能を含んでいる。
図１において、撮影レンズ系１を介してＣＣＤ固体撮像素子３の受光面で露光されたデータは、ＣＣＤ固体撮像素子３において電気信号に変換され、アナログ画像信号を生成する。このアナログ画像信号は、図２に模式的に示すように垂直方向について１／３に間引かれたフィールドの３回の転送でＣＣＤ固体撮像素子３から１フレームの画像信号が出力される。出力されたアナログ画像信号は、フロントエンドの信号処理部２０で、ＣＤＳ回路４による相関２重サンプリング、ＡＧＣ回路５によるレベル制御およびＡ／Ｄ変換器６によるＡ／Ｄ変換を経てディジタル信号に変換され、信号処理ＩＣ２１のＣＣＤインタフェース８を介してメモリコントローラ９に与えられ、メモリコントローラ９によってＳＤＲＡＭ等からなるメモリ１３に取り込まれる。このとき、ＣＣＤインタフェース８においては、１フレームの画面を水平と垂直に１６分割した２５６のエリアに対してＲ（赤）、Ｇｒ（赤ラインの緑）、Ｇｂ（青ラインの緑）およびＢ（青）のそれぞれの積分値が算出される。

この積分値算出は、各フィールドに対して行われる。ＣＰＵ１９は、これを特徴データとして読み出してオートホワイトバランス（ＡＷＢ）等の演算を行う。全３フィールドの転送が完了したメモリ１３のＲＧＢデータは、ＹＵＶ変換部１２でＹＵＶのデータに変換され、メモリ１３に書き戻される。この変換時にＣＰＵ１９で計算された前記オートホワイトバランス等の制御値が使用される。ＹＵＶデータは、再度読み出され、圧縮処理部１１において、この場合、ＪＰＥＧ圧縮され、メモリ１３に書き戻される。ＣＰＵ１９によって、メモリ１３にて、ＪＰＥＧ圧縮された画像データにヘッダデータなどが付加されて、例えばＥｘｉｆ等に従った撮影情報データを含むＪＰＥＧ画像データとしてフォーマットされ、メモリカード１８に保存される。

図２は、ＣＣＤ固体撮像素子３から３回にわけてインタレース転送をする場合にどの画素が読み出されるかを模式的に示している。図示のように垂直方向に１／３に間引かれたフィールドデータにより、逐次１ラインずつずらして３回に分けて転送される。露光から転送までのタイミングチャートである図３に示すように、露光が完了した時点でメカニカルシャッタ２が閉じられる。メカニカルシャッタ２が閉じられると、ＣＣＤ固体撮像素子３の受光面に対して、完全に光が遮断されるので、各部が正常に動作していれば、各フィールドの露光差が発生しない。
それに対して、メカニカルシャッタ２が全く動作しなかった場合には、図４に示すように、各フィールドの露光時間に差異が発生してしまう。すなわち、第１フィールドの転送中も第２フィールドが露光してしまうため、第１フィールドの転送期間分だけ第１フィールドよりも第２フィールドが長く露光し、さらに第３フィールドは、第１フィールドおよび第２フィールドの転送中も露光してしまうため、第２フィールドの転送期間分だけ第２フィールドよりも第３フィールドが長く露光し、その結果第３フィールドは、第１フィールドと第２フィールドの転送期間分だけ第１フィールドよりも長く露光する。したがって、ＣＣＤ固体撮像素子３の出力結果においては、露光時間の最も長い第３フィールドが最も大きなレベルとなってしまう。この出力の差異は、信号処理ＩＣ２１で作成されるＲＧＢ積分値の相違となる。そこで、ＣＰＵ１９は、このＲＧＢ積分値の出力結果に所定の閾値以上の差があった場合に、何らかの原因によって露光時間差があったと認識し、表示装置インタフェース１０を介して表示装置１４にエラー情報や対処方法等を表示させるとともに、音声出力装置１７より警告音を発生する。

また、メカニカルシャッタ２が遅れて閉じた場合にも、図５に示すように、第１フィールの露光時間と第２フィールドおよび第３フィールドの露光時間とに差異が発生してしまう。すなわち、第１フィールドの転送開始後も第２フィールドおよび第３フィールドが露光してしまうため、メカニカルシャッタ２の閉動作が遅れた期間分だけ、第２フィールドおよび第３フィールドが第１フィールドよりも長く露光してしまう。したがって、ＣＣＤ固体撮像素子３の出力結果においては、露光時間の長い第２フィールドおよび第３フィールドが第１フィールドよりも大きなレベルとなってしまう。この出力の差異も、信号処理ＩＣ２１で作成されるＲＧＢ積分値の相違となる。そこで、ＣＰＵ１９は、このＲＧＢ積分値の出力結果に所定の閾値以上の差があった場合に、何らかの原因によって露光時間差があったと認識し、表示装置インタフェース１０を介して表示装置１４にエラー情報や対処方法等を表示させるとともに、音声出力装置１７より警告音を発生する。

この実施の形態においては、所定のエリア、この場合は原色系カラーフィルタの各色エリア毎の積分値を用いてレベル比較し、異常検出を行うものとしたが、一旦転送されてメモリ１３上に書き込まれたデータを、ＣＰＵ１９が読み出して、所定のレベル比較を行うことによって異常検出をするようにしても良い。そして、ＲＧＢ等の画素毎の積分値を用いてフィールド間のレベルの差異を検出するものとしたが積分値ではなく同様のエリアの平均値を用いても良い。さらには、ＲＧＢデータから算出された輝度値の積分値または平均値を用いて異常判定を行うようにしてもよい。なお、ここでは３フィールド転送について具体的に説明したが、２フィールド転送のＣＣＤ固体撮像素子や４フィールド以上の多フィールド転送のＣＣＤ固体撮像素子においても、上述とほぼ同様の異常検出が可能である。さらに、この実施の形態においては、カラーフィルタを持ったＣＣＤ固体撮像素子について説明しているが、単色のＣＣＤ固体撮像素子のみを用いるシステムや単色のＣＣＤ固体撮像素子を複数個使用するカメラシステムにも適用することができる。

上述した一つの実施の形態に基づいて、本発明は、次のような種々の態様でとらえることができる。
例えば、光学鏡胴等の部品不良や破損によって、撮像素子への入射光路に、漏光が発生している場合には、図４に示したのと同様の露光時間差による露光量の差異が発生する。この場合、３フィールド転送であれば、第１フィールドと第３フィールドとの露光量の差が最も大きいので、この２つのフィールドのデータ自体か、または２つのフィールドのデータに基づいて作成したデータの差異によって異常の判定をすることができる。ここでは第１フィールドと第３フィールドのデータによって比較を行ったが、第２フィールドと第３フィールドの比較や第１フィールドと第２フィールドの比較によっても異常の検出は可能である。（請求項１および請求項１２に対応する）。

次に、メカニカルシャッタ２に異常がある場合の異常検出の場合には、メカニカルシャッタ２が全く閉じなかったときは、上述した定常的な漏光と同様に３フィールドの全てに露光時間差、すなわち露光光量差が発生するので、いずれか２つのフィールド間のデータを比較することによって異常を検出することが可能である。しかしながら、図５に示したように、メカニカルシャッタ２の閉じるタイミングが少し遅れたときは、第２フィールドと第３フィールドとの比較結果では、異常を検出することはできない。そのため、例えば第１フィールドと第３フィールドとの比較、または第１フィールドと第２フィールドとの比較によって異常を検出した場合には、さらに第２フィールドと第３フィールドとの比較を行うようにすれば、メカニカルシャッタ２のシャッタ閉じタイミングがずれているという特定の異常状態の効果的な検出が可能となる（請求項２および請求項１３に対応する）。

比較対象となるフィールドにおける複数の特定のエリアのデータの積分値、たとえば累積積算値、で比較をすることによって、さらに的確に異常を検出することができる。特定のエリアを単一箇所とした場合、例えばそのエリアの露光によるデータが非常に大きな値で飽和してしまっていたようなときには異常を検出することができなくなってしまう。そのため、上述のように１フレームの画面を水平と垂直にそれぞれ１６分割した２５６のエリアについてのＲ・Ｇ・Ｂの積分値を算出し、ＣＰＵ１９は、このうちの４隅と中央の５個のエリアを選択してフィールド間の比較を行うことによって、被写体によって検出ができなくならないようにしている。ここでは、Ｒ・Ｇ・Ｂの積分値としたが、輝度値を算出した結果の積分値によって検出してもよい（請求項３に対応する）。
さらに、上述の積分値に代えて平均値を用いることもできる。平均値は、積分値に比べて数値が小さくなるので、ＣＰＵ１９の読み出し情報量が低減され、より高速で処理することが可能となる（請求項４に対応する）。

撮像素子としてＲ・Ｇ・Ｂの原色系カラーフィルタを有するＣＣＤ固体撮像素子を用いる場合には、上述と同様にＲ・Ｇ・Ｂを個別に積分し、それらのうちの最も感度が高い結果のみで比較する。すなわち、感度が最も高い色成分についての比較によって異常検出を行う。このようにすることによって、たとえわずかな漏光でも異常を検出することが可能となる。その他の態様として、Ｒ・Ｇ・Ｂのそれぞれを比較するようにして実施することもできる。例えば、被写体が青いものであれば、青のデータは大きくなるが、その他のデータは小さくなってしまう。そのためＲ・Ｇ・Ｂの全てのデータを比較するようにすれば、被写体の色に依存することなく異常を検出することが可能となる。あるいは、感度が最も高いものと感度が最も低いものの両方を判定対象として設定することによって、感度が高い色成分データがオーバーフローしている場合に、感度の低いもので異常検出するようにして検出精度をあげることも可能である（請求項５に対応する）。

原色系のカラーフィルタでなく、補色系のカラーフィルタを有するＣＣＤ固体撮像素子を用いる場合にも上述とほぼ同様にして実施することができる（請求項６に対応する）。
先に説明した通り、露光時間差が発生する場合に、最も露光時間差が大きくなる可能性が高いのが、同一フレームに対する最初のフィールドと最後のフィールドである。そこで、異常検出のために最も有効な最初のフィールドと最後のフィールドによって異常の検出を行うようにしてもよい（請求項７に対応する）。
設定された本来の記録用露光時間に応じて、異常検出のための閾値を変動（変更）させることが望ましい。図４において、記録用露光時間が長い場合には、例えば転送時間が記録用露光時間と等しい場合に比べ、記録用露光時間が長くなるにつれて、露光差の影響は相対的に小さくなってしまう。そこで、記録用露光時間が長い場合には、閾値を下げるなど、閾値を変更することによって判定を行うことが望ましい。また、記録露光時間が著しく長い場合には、ノイズなのか露光差なのかがわからなくなってしまう。このため、例えば判定のための閾値を非常に大きくしてしまうことによって、実質的に判定を行わないようにしてもよい（請求項８に対応する）。

異常が検出された場合に、使用者に異常を認識させる方法には次のようなものがある。ディジタルスティルカメラ等のカメラには、通常の場合、表示装置１４があり、異常が検出された場合には、表示装置１４に異常であることの表示と、対処方法として修理依頼先の表示とを行う。また、表示装置１４の画面表示をオフとしている場合には、そのままでは異常検出に係る表示を行うことができない。そこで、異常が発生した場合には、自動的に表示装置１４の表示をオンとするようにしてもよい。さらに、異常の発生時に、使用者が表示を見ていないおそれもあるため、音声出力装置１７による音声表示出力の警告音や音声による案内等によって、異常状態を一層確実に認識することができるようにすることもできる（請求項９〜請求項１１に対応する）。

本発明の一つの実施の形態に係る撮像装置が適用されるディジタルスティルカメラの具体的な構成を示すブロック図である。 図１のディジタルスティルカメラに用いられる撮像素子の３フィールドのインタレース転送を説明するための模式図である。 図１のディジタルスティルカメラにおける撮像素子の３フィールドのインタレース転送における正常動作時の動作タイミングを示すタイミングチャートである。 図１のディジタルスティルカメラにおける撮像素子の３フィールドのインタレース転送におけるメカニカルシャッタが閉じない場合の動作タイミングを示すタイミングチャートである。 図１のディジタルスティルカメラにおける撮像素子の３フィールドのインタレース転送におけるメカニカルシャッタが遅れて閉じた場合の動作タイミングを示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ 撮影レンズ系
２ メカニカルシャッタ
３ ＣＣＤ（電荷結合素子）固体撮像素子
４ ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路
５ ＡＧＣ（自動利得制御）回路
６ Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器
７ タイミング発生器（ＴＧ）
８ ＣＣＤインタフェース（ＣＣＤ−Ｉ／Ｆ）
９ メモリコントローラ
１０ 表示装置インタフェース（表示装置Ｉ／Ｆ）
１１ 圧縮処理部
１２ ＹＵＶ変換部
１３ メモリ
１４ 表示装置
１５ モータドライバ
１６ 操作部
１７ 音声出力装置
１８ メモリカード
１９ ＣＰＵ（中央制御部）
２０ 信号処理部
２１ 信号処理ＩＣ（集積回路）

Claims (13)

1. 光学系を介して受光した少なくとも二次元的な光学像を電気信号に変換し、１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けてデータ転送する撮像素子と、
   同一フレームに対する前記複数フィールドの画像データのうちの少なくとも２フィールドの転送結果における露光量の差異に基づいて異常状態を検出する異常検出手段と
   を具備することを特徴とする撮像装置。
2. 光学系を介して受光した少なくとも二次元的な光学像を電気信号に変換し、１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けてデータ転送する撮像素子と、
   前記撮像素子に対する前記１フレームの画像データの露光時間を規制し、露光完了後に遮光して、各フィールドのデータ転送時における前記撮像素子の露光を阻止するための遮光手段と、
   同一フレームに対する前記複数フィールドの画像データのうちの少なくとも２フィールドの転送結果における露光量の差異に基づいて前記遮光手段の動作異常状態を検出する異常検出手段と
   を具備することを特徴とする撮像装置。
3. 前記撮像素子の画面内の所定の複数のエリアに対して、前記撮像素子の転送出力における各画素値に対応する値の積分値を算出する積分値算出手段をさらに備え、且つ前記異常検出手段は、前記少なくとも２フレームの転送結果における算出された積分値の差異に基づいて前記異常状態の検出を行う手段を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記撮像素子の画面内の所定の複数のエリアに対して、前記撮像素子の転送出力における各画素値に対応する値の平均値を算出する平均値算出手段をさらに備え、且つ前記異常検出手段は、前記少なくとも２フレームの転送結果における算出された平均値の差異に基づいて前記異常状態の検出を行う手段を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
5. 前記撮像素子は、Ｒ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の３色のカラーフィルタを有する原色系カラー撮像素子を含み、且つ前記異常検出手段は、Ｒ・Ｇ・Ｂの３色のうちの少なくとも１色の転送出力の結果に基づいて前記異常状態の検出を行う手段を含むことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記撮像素子は、Ｙｅ（黄）・Ｃｙ（シアン）・Ｍｇ（マゼンタ）・Ｇ（緑）の４色のカラーフィルタを有する補色系カラー撮像素子を含み、且つ前記異常検出手段は、Ｙｅ・Ｃｙ・Ｍｇ・Ｇの４色のうちの少なくとも１色の転送出力の結果に基づいて前記異常状態の検出を行う手段を含むことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記異常検出手段は、前記同一フレームに対する前記複数フィールドの転送のうち、最初に転送されたフィールドのデータと最後に転送されたフィールドのデータとに基づく比較によって前記異常状態を検出する手段を含むことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記異常検出手段は、前記１フレームに対する記録用露光時間に応じて前記異常状態の検出のための差異の閾値を変更させる手段を含むことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記異常検出手段によって異常状態が検出された場合に、異常状態である旨を表示する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 前記異常検出手段によって異常状態が検出された場合に、異常状態に対する対処方法および対処のための指示の少なくとも一方を表示する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の撮像装置。
11. 前記異常検出手段によって異常状態が検出された場合に、異常状態を音声により使用者に報知する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
12. 光学系を介して受光した少なくとも二次元的な光学像を電気信号に変換する撮像素子が、１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けてデータ転送する撮像装置において、
    同一フレームに対する前記複数フィールドの画像データのうちの少なくとも２フィールドの転送結果における露光量を比較し、
    前記露光量の差異に基づいて異常状態を検出する
    ことを特徴とする撮像装置の異常検出方法。
13. 光学系を介して受光した少なくとも二次元的な光学像を電気信号に変換する撮像素子が、１フレームの画像データを複数フィールドの画像データに分けてデータ転送するとともに、
    前記撮像素子に対する前記１フレームの画像データの露光時間を遮光手段により規制し、露光完了後の該遮光手段の遮光により、各フィールドのデータ転送時における前記撮像素子の露光を阻止する撮像装置において、
    同一フレームに対する前記複数フィールドの画像データのうちの少なくとも２フィールドの転送結果における露光量を比較し、
    前記露光量の差異に基づいて前記遮光手段の動作異常状態を検出する
    ことを特徴とする撮像装置の異常検出方法。

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