JP2007243876A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】強い光源が撮像素子内に入射するような撮影条件においてのみ、ブルーミングの影響による横縞が発生する異常画像が撮影されない撮像装置を提供する。
【解決手段】行列状に配列された複数の光電変換素子と、該光電変換素子の前面に設けられたカラーフィルタとを備え、入射される被写体光像を光電変換し撮像信号として出力する固体撮像素子と、開状態により前記被写体光像を前記固体撮像素子へ入射させ、閉状態によりその入射を遮断するメカニカルシャッタ手段と、前記被写体光像内における強い光源の有無を判定する光源判定手段とを有し、静止画像撮影時に前記光源判定手段が被写体光像に強い光源があると判定したときに、前記メカニカルシャッタ手段を閉じてから前記固体撮像素子の電荷読み出し開始するまでの間に露光には寄与しないダミーフレームを挿入する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、電子画像を撮像・再生するカメラに関するものである。

近年、高画素でありながら小型なデジタルカメラが数多く登場している。この場合、撮像素子のサイズを大きくするとレンズ構成が大きくなるため、撮像素子のサイズを変えずに１画素の大きさ(以下、セルサイズ)を小さくすることによりカメラサイズを小型のまま高画素化することを達成している。

しかし、セルサイズが小さくなると、１つ１つのセルの受光面積や電荷を垂直方向に転送する垂直転送路が狭くなり撮像素子の感度が落ちたり、セルに蓄積できる電荷量が少なくなったりする。

そのため、太陽光などの強い光源が撮像素子内に入射したときには、電荷が垂直転送路や隣の画素に溢れたり（ブルーミング）、撮像素子面で光が多重反射して遮光されているはずの垂直転送路に側面から光が侵入したり（スミア）といった弊害が発生する。特に、ブルーミングが発生すると、直接的には画像に縦方向に光の帯となって記録されたり、間接的には撮影画像の一部に横縞が発生したりする。

このような問題に対して、特許文献１では、画面下部のオプティカルブラック領域（ＯＢ領域）を用いて光源位置を調べ、所定値を超える信号レベルとなる光源位置が近いＯＢ領域を用いず、逆側のＯＢ領域を用いてＯＢクランプを行う技術が提案されており、これにより撮像信号を安定した基準レベルにクランプでき良好な画像を得ることを可能としている。

また、特許文献２では、ＣＣＤの転送路にある不要電荷の掃き出し方法を従来の高速掃き出しをやらず、ゆっくりとした掃き出しを行う中でＯＢ領域の安定を待つ技術が提案されており、これにより縦筋状の白ノイズの発生を抑制することができるとしている。

特開２００４−２２２１８５号公報 特開２００４−１４７２０７号公報

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、強い光源が撮像素子内に入射するような撮影条件において、ブルーミングの影響による横縞が発生する異常画像が撮影されない撮像装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために提供する請求項１の発明は、行列状に配列された複数の光電変換素子と、該光電変換素子の前面に設けられたカラーフィルタとを備え、入射される被写体光像を光電変換し撮像信号として出力する固体撮像素子と、開状態により前記被写体光像を前記固体撮像素子へ入射させ、閉状態によりその入射を遮断するメカニカルシャッタ手段と、前記被写体光像内における強い光源の有無を判定する光源判定手段とを有し、静止画像撮影時に、前記光源判定手段が被写体光像に強い光源があると判定したときに、前記メカニカルシャッタ手段を閉じてから前記固体撮像素子の電荷読み出し開始するまでの間に露光には寄与しないダミーフレームを挿入することを特徴とする撮像装置である。

また前記課題を解決するために提供する請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ダミーフレーム数は１または２以上の範囲で可変であることを特徴とする撮像装置である。

また前記課題を解決するために提供する請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記光源判定手段は、静止画像撮影前のスルー画像を用いて強い光源の有無を判定することを特徴とする撮像装置である。

また前記課題を解決するために提供する請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記光源判定手段は、前記スルー画像のスミア発生量に基づいて判定を行うことを特徴とする撮像装置である。

また前記課題を解決するために提供する請求項５の発明は、請求項３の発明において、前記光源判定手段は、前記スルー画像の最大輝度に基づいて判定を行うことを特徴とする撮像装置である。

画面内に強い光源があると、ブルーミングにより静止画像撮影において画像に横縞が発生するという問題があるが、本発明によれば、メカニカルシャッタを閉じた後に複数のダミーフレームを挿入することで、ブルーミングにより発生したＯＢ画素の不安定期間を回避することができ、画像に発生する横縞を防ぐことができる。また、スルー画像を用いてダミーフレームの挿入の要否を決定することにより、必要に応じたダミーフレームの挿入ができ、カメラのレスポンス低下を最小限にとどめた制御を行うことができる。

以下に、本発明に係る撮像装置の構成について説明する。
図１，図２に本発明を適用した撮像装置の構成例を示す。図１は、本発明の各実施形態で使用する撮像装置の一態様であうデジタルカメラの外観図であり、図２は、同デジタルカメラの制御系のブロック図である。

デジタルカメラ（１）は、カメラ上面（図１（ａ））には、サブＬＣＤ（１１）と、レリーズボタン（９）と、撮影／再生切り換えダイヤル（１０）と手振れ補正の動作のＯＮ／ＯＦＦを選択する手振れ補正ＳＷ（８）とを有する。サブＬＣＤ（１１）は、例えば、撮影可能枚数など表示するための表示部である。また、カメラ正面（図１（ｂ））には、ストロボ発光部（４）と、測距ユニット（５）と、リモコン受光部（７）と、鏡胴ユニット（３）と、光学ファインダー（正面）（６）とを有する。メモリカードスロットル（２２）は、メモリカード（２１）を挿入するスロットルであり、カメラ側面に設けてある。更に、カメラ裏面（図１（ｃ））には、ＡＦＬＥＤ（オートフォーカスＬＥＤ）（１４）と、ストロボＬＥＤ（１５）と、ＬＣＤモニタ（１３）と、光学ファインダー（裏面）（６）と、ズームボタン（１８）と、電源スイッチ（１６）と、操作部（１９）とを有する。

つぎに図１，図２に基づいてデジタルカメラの動作を説明する。
図１，図２において、ストロボ発光部（４），ストロボ回路（９１）は、自然光などの光が足りない場合に光量を補う装置である。暗い場所や被写体が暗い場合の撮影においては、後述するシステムプロセッサ（５０）からストロボ回路（９１）にストロボ発光信号を送信し、ストロボ回路（９１）は、ストロボ発光部（４）を発光させ被写体を明るくする。

測距ユニット（５）は、カメラと被写体との距離を測る装置である。現在、デジタルカメラでは、固体撮像素子（ＣＣＤセンサ）に形成された像のコントラストを検出し、最もコントラストの高い位置にレンズを移動させてフォーカスを合わせるＣＣＤ−ＡＦ方式が用いられている。しかし、ＣＣＤ−ＡＦ方式は、レンズを少しずつ動かしコントラストを探していくためフォーカス動作が遅いという問題があった。そこで、測距ユニット（５）を用いて被写体との距離情報を常に取得し、距離情報からレンズを一気に移動してフォーカス動作を高速化している。

鏡胴ユニット（３）は、被写体の光学画像を取り込むズームレンズ（３０）、ズーム駆動モータ（３１）からなるズーム光学系（３２）、フォーカスレンズ（３３）、フォーカス駆動モータ（３４）からなるフォーカス光学系（３５）、絞り（３６）、絞りモータ（３７）からなる絞りユニット（３８）、メカニカルシャッタ手段であるメカシャッタ（３９）、メカシャッタモータ（４０）からなるメカシャッタユニット（４１）、各モータを駆動するモータドライバ（４２）を有する。そして、モータドライバ（４２）は、リモコン受光部（７）入力や操作部（１９）の操作入力に基づく、後述するシステムプロセッサ（５０）内にあるＣＰＵブロック（５４）からの駆動指令により駆動制御される。

ＲＯＭ（６５）には、ＣＰＵブロック（５４）にて解読可能なコードで記述された、制御プログラムや制御するためのパラメータが格納されている。このデジタルカメラの電源がオン状態になると、前記プログラムは不図示のメインメモリにロードされ、前記ＣＰＵブロック（５４）はそのプログラムに従って装置各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を、一時的に、ＲＡＭ（６６）、及び後述するシステムプロセッサ（５０）内にあるローカルＳＲＡＭ（５５）に保存する。またＲＯＭ（６５）に書き換え可能なフラッシュＲＯＭを使用することで、制御プログラムや制御するためのパラメータを変更することが可能となり、機能のバージョンアップが容易に行える。

ＣＣＤ（４５）は、光学画像を光電変換するための固体撮像素子（ＣＣＤセンサ）であり、Ｆ／Ｅ（フロントエンド）−ＩＣ（４６）は、画像ノイズ除去用相関二重サンプリングを行うＣＤＳ（４７）、利得調整を行うＡＧＣ（４８）、ディジタル信号変換を行うＡ／Ｄ（４９）、第１のＣＣＤ信号処理ブロック（５１）より、垂直同期信号（以下、ＶＤと記す。）、水平同期信号（以下、ＨＤと記す。）を供給され、ＣＰＵブロック（５４）によって制御されるＣＣＤ（４５）、及びＦ／Ｅ−ＩＣ（４６）の駆動タイミング信号を発生するＴＧ（５２）を有する。

システムプロセッサ（５０）は、ＣＣＤ（４５）よりＦ／Ｅ−ＩＣ（４６）の出力データにホワイトバランス設定やガンマ設定を行い、又、前述したように、ＶＤ信号、ＨＤ信号を供給する第１のＣＣＤ信号処理ブロック（５１）、フィルタリング処理により、輝度データ・色差データへの変換を行う第２のＣＣＤ信号処理ブロック（５３）、前述した装置各部の動作を制御するＣＰＵブロック（５４）、前述した制御に必要なデータ等を、一時的に、保存するローカルＳＲＡＭ（５５）、パソコンなどの外部機器とＵＳＢ通信を行うＵＳＢブロック（５６）、パソコンなどの外部機器とシリアル通信を行うシリアルブロック（５７）、ＪＰＥＧ圧縮・伸張を行うＪＰＥＧ ＣＯＤＥＣブロック（５８）、画像データのサイズを補間処理により拡大／縮小するリサイズブロック（５９）、画像データを液晶モニタやＴＶなどの外部表示機器に表示するためのビデオ信号に変換するＴＶ信号表示ブロック（６０）、撮影された画像データを記録するメモリカードの制御を行うメモリカードコントローラブロック（６１）を有する。

ＳＤＲＡＭ（６７）は、前述したシステムプロセッサ（５０）で画像データに各種処理を施す際に、画像データを一時的に保存する。保存される画像データは、例えば、ＣＣＤ（４５）から、Ｆ／Ｅ−ＩＣ（４６）を経由して取りこんで、第１のＣＣＤ信号処理ブロック（５１）でホワイトバランス設定、ガンマ設定が行われた状態の「ＲＡＷ−ＲＧＢ画像データ」や第２のＣＣＤ信号処理ブロック（５３）で輝度データ・色差データ変換が行われた状態の「ＹＵＶ画像データ」、ＪＰＥＧ ＣＯＤＥＣブロック（５８）で、ＪＰＥＧ圧縮された「ＪＰＥＧ画像データ」などである。

メモリカードスロットル（２２）は、着脱可能なメモリカードを装着するためのスロットルである。内蔵メモリ（６８）は、前述したメモリカードスロットル（２２）にメモリカードが装着されていない場合でも、撮影した画像データを記憶できるようにするためのメモリである。

ＬＣＤドライバ（６９）は、後述するＬＣＤモニタ（１３）に駆動するドライブ回路であり、ＴＶ信号表示ブロック（６０）から出力されたビデオ信号を、ＬＣＤモニタ（１３）に表示するための信号に変換する機能も有している。ＬＣＤモニタ（１３）は、撮影前に被写体の状態を監視する、撮影した画像を確認する、メモリカードや前述した内蔵メモリ（６８）に記録した画像データを表示する、などを行うためのモニタである。

ビデオＡＭＰ（７０）は、ＴＶ信号表示ブロック（６０）から出力されたビデオ信号を、７５Ωインピーダンス変換するためのアンプであり、ビデオジャック（７１）は、ＴＶなどの外部表示機器と接続するためのジャックである。

ＵＳＢコネクタ（７２）は、パソコンなどの外部機器とＵＳＢ接続を行う為のコネクタである。またシリアルドライバ回路（７３）は、パソコンなどの外部機器とシリアル通信を行うために、前述したシリアルブロック（５７）の出力信号を電圧変換するための回路であり、ＲＳ−２３２Ｃコネクタ（７４）は、パソコンなどの外部機器とシリアル接続を行う為のコネクタである。

サブ−ＣＰＵ（７５）は、ＲＯＭ・ＲＡＭをワンチップに内蔵したＣＰＵであり、操作部（１９）やリモコン受光部（７）の出力信号をユーザの操作情報として、前述したＣＰＵブロック（５４）に出力したり、前述したＣＰＵブロック（５４）より出力されるカメラの状態を、後述するサブＬＣＤ（１１）、ＡＦ ＬＥＤ（１４）、ストロボＬＥＤ（１５），ブザー（７６）の制御信号に変換して、出力する。

サブＬＣＤ（１１）は、例えば、撮影可能枚数など表示するための表示部であり、サブＬＣＤドライバ（７７）は、前述したサブ−ＣＰＵ（７５）の出力信号より、前述したサブＬＣＤ（１１）を駆動するためのドライブ回路である。

ＡＦ ＬＥＤ（１４）は、撮影時の合焦状態を表示するためのＬＥＤであり、ストロボＬＥＤ（１５）は、ストロボ充電状態を表すためのＬＥＤである。尚、このＡＦ ＬＥＤ（１４）とストロボＬＥＤ（１５）を、メモリカードアクセス中などの別の表示用途に使用しても良い。操作部（１９）は、ユーザーが操作するＫｅｙ回路であり、リモコン受光部（７）は、ユーザーが操作したリモコン送信機の信号の受信部である。

音声記録ユニット（７８）は、ユーザーが音声信号を入力するマイク（７９）、入力された音声信号を増幅するマイクＡＭＰ（８０）、増幅された音声信号を記録する音声記録回路（８１）からなる。音声再生ユニット（８２）は、記録された音声信号をスピーカーから出力できる信号に変換する音声再生回路（８４）、変換された音声信号を増幅し、スピーカーを駆動するためのオーディオＡＭＰ（８５）、音声信号を出力するスピーカー（８３）からなる。

手振れ補正は、ジャイロセンサや加速度センサなどの姿勢差検出センサ（１０１）で手振れ量を検知し、姿勢検出回路（１０２）で信号を増幅及びＡ／Ｄ変換してＣＰＵブロック（５４）に入力し、ＣＰＵブロック（５４）で補正量を演算して手振れ量に応じて手振れをキャンセルする方向にＣＣＤシフトユニット（１１０）がＣＣＤ（４５）をシフトさせる（ＣＣＤシフト方式）ことにより補正を行う。

上述のように構成されたデジタルカメラ（１）において、本発明の詳細構成について説明する。
（１）ＣＣＤセンサ
＜ＣＣＤセンサの構造＞
固体撮像素子であるＣＣＤセンサ（４５）の構成について説明する。図３は、デジタルカメラなどに用いられるインタライン型ＣＣＤセンサの模式図である。
ＣＣＤセンサ（４５）は、入射した光量に応じて電荷を蓄積し光信号を電気信号に変換する光電変換素子であるフォトダイオード（４５（ａ））と、フォトダイオードから電荷を受け取り垂直方向に順次転送する垂直転送路（４５（ｂ））と、垂直転送路からの電荷を水平方向に順次転送する水平転送路（４５（ｃ））と、水平転送路の出力信号を増幅する出力アンプ（４５（ｄ））からなる。

また固体撮像素子（ＣＣＤセンサ（４５））上には、フォトダイオード（４５（ａ））が規則正しく２次元に配列されており、フォトダイオード１個が１画素に相当する。１つのフォトダイオード（４５（ａ））上には１色のカラーフィルタで覆われており、原色系ＣＣＤセンサでは、ＲＧＢのカラーフィルタが図３のようなベイヤ配列と呼ばれる配色によって配列されている。フォトダイオードには、カラーフィルタに応じた色の光が電荷として蓄積される。

＜ＯＢ領域について＞
一般的に、ＣＣＤセンサ（４５）には、図４のように被写体像を撮像する有効画素領域（Ａ_１）と、それを取り囲むようにＯＢ(Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ)画素領域（Ａ_ＯＢ）がある。ＯＢ画素はフォトダイオード上をアルミ膜で覆い、外部からの光を遮断している。フォトダイオードは、外部の光だけでなく暗電流などのノイズによっても電荷が蓄積されるために、有効画素に蓄積された電荷からＯＢ画素の電荷を引くことによって、ノイズ成分を除去することができ、このような処理をＯＢ補正と呼ぶ。ＯＢ補正は、複数のＯＢ画素の平均を用いる場合もある。

＜ＣＣＤセンサの駆動方式＞
ＣＣＤセンサ（４５）のフォトダイオード（４５（ａ））に蓄積された電荷を読み出す方式は、プログレッシブ方式とインタレース方式がある。プログレッシブ方式は、フォトダイオードに蓄積された画面全部の電荷を一回で垂直転送路に読み出す方式である。一方、インターレース方式は１ラインおきに電荷を読み出す方式であり、１枚の画像を２回に分けて読み出している（２フィールド読み出し）。インターレース方式の場合、垂直転送路が２ラインに対して１個で済むため、ＣＣＤセンサの高画素化に適している。近年ではＣＣＤセンサの更なる高画素化のために、１枚の画像を複数フィールドに分けて読み出しが行われている。図５は一般的なＣＣＤセンサのインターレース方式の電荷読み出しを示したものであり、フォトダイオードの反転している画素はＯＢ領域を示しているとする。

図５(ａ)では、水平転送路（４５（ｃ））側から見て奇数ラインのフォトダイオードの電荷が一斉に垂直転送路（４５（ｂ））に読み出される。次に、図５(ｂ)では、垂直転送路（４５（ｂ））に読み出された電荷は水平転送路（４５（ｃ））方向に順次転送し、最下位の電荷は水平転送路（４５（ｃ））に読み出される。図５(ｃ)では、水平転送路（４５（ｃ））に読み出された電荷は、出力アンプ側に順次転送されて出力アンプ（４５（ｄ））を通って１画素ずつ映像信号（ＣＣＤＯＵＴ）として出力される。
奇数ラインの全ての電荷が出力アンプ（４５（ｄ））から出力されると、偶数ラインも同様にして駆動を行い電荷が出力アンプ（４５（ｄ））から読み出される。

（２）横縞画像の発生メカニズム
次に、強い光源が固体撮像素子（ＣＣＤセンサ（４５））内に入射した撮影条件において、画像に横縞が発生するメカニズムについて説明する。
撮像素子内に強い光源が入射すると、ＣＣＤセンサ（４５）ではスミアとブルーミングの２つの現象が起こりうる。ここでいうスミアとブルーミングとはつぎのようなものである。

＜スミア＞
スミアは、ＣＣＤセンサ（４５）の垂直転送路（４５（ｂ））への光の漏れ込みにより、画像の明るい点を中心として画像の縦方向に縞状の強い輝線が走る現象のことを言う。
垂直転送部はアルミ膜により遮光されているが、撮像素子面で光が多重反射して漏れ込むことが原因であり、受光した電荷について垂直転送を行うとき、電荷を順次転送することに起因している。

＜ブルーミング＞
ブルーミングは、ＣＣＤセンサ（４５）の画素に強い光源の光が当たるとその周辺まで光が回り込み、電荷が隣の画素にあふれ出すことでにじんだようになる現象のことを言う。

ＣＣＤセンサ（４５）は構造上垂直方向に電荷が漏れやすいため光量漏れは縦方向に広がる。例えば図６(ａ)のように、水平転送路（４５（ｃ））に近い部分でブルーミングが発生した場合、電荷が隣画素だけでなく水平転送路（４５（ｃ））にあふれ出す。

静止画像の撮影時と異なり撮影の構図決定などに用いられるスルー画像は、リアルタイムな画像を表示することが必要であり、より高速な電荷の読み出しが求められる。そのため、全ての画素の電荷を読み出さず、図６(ａ)のようにＲＧＢの全ての色を含みながら、垂直方向に間引いた状態で電荷の読み出しが行われる。また、１回の電荷読み出しで画像を生成するためメカニカルシャッタ（３９）は使用せず、電荷転送中においてもフォトダイオード（４５（ａ））は電荷の蓄積を開始する。そのため、もし図６(ａ)のようにＯＢ領域付近でブルーミングが発生し水平転送路（４５（ｃ））に電荷があふれ出すと、図６(ｃ)のように水平転送路でＯＢ画素に余分な電荷（α）が付加されＯＢ信号量が増える。

ＯＢ信号量が増加すると、ＯＢ補正では有効画素の信号量からＯＢ信号量を引くので、正常なＯＢ信号量のときに比べてＯＢ信号量が増加したときには、映像信号量は小さくなり画像が暗くなり、場合によっては色のバランスが崩れる。

また、静止画像撮影においては、メカニカルシャッタ（３９）が用いられるため、電荷転送中にフォトダイオードは電荷を蓄積しないためブルーミングを生じない。しかし、ＯＢ信号量はＣＣＤ外部のコンデンサに電荷が蓄積されてＯＢ補正に使用されるため、スルー画像時にコンデンサに蓄積された電荷は、フィードバックを行って正常なＯＢ信号量に戻ろうとするが、図７のように信号量は一気には戻らず過渡状態が発生する。

この過渡状態のときにＯＢ補正が行われると、図８に示すように第一に読み出されるフィールドを奇数フィールド（図８（ａ））とし、第二に読み出されるフィールドを偶数フィールド（図８（ｂ））とすると、奇数フィールドでは画像に不均一が発生し、偶数フィールドとあわせると撮影画像は縞々な画像となる（図８（ｃ））。

（３）ダミーフレームの挿入
＜ダミーフレームの挿入場所＞
図９は通常時の撮影シーケンスを示すものである。
図９（ａ）に示す垂直同期信号ＶＤによって、１枚の画像を取得する単位時間（フレーム期間）が設定され、被写体の測光データに基づいて、システムプロセッサによって、図９（ｂ）に示すサブパルスＳＵＢの出力期間が設定制御される。スルー画像中は、システムプロセッサの指令によって作動するシャッタ駆動回路によりメカニカルシャッタ（３９）は解放状態にされ、サブパルスＳＵＢの停止期間にタイミング発生器ＴＧ（５２）から供給される制御信号によって、ＣＣＤセンサ（４５）の電子シャッタ動作が行なわれ、電子シャッタ動作が行なわれるＣＣＤセンサ（４５）のフォトダイオードへの露光時間が、図９（ｄ）に示すように、サブパルスＳＵＢの計数値により制御され、この露光時間の間フォトダイオードへの電荷の蓄積が行なわれる。

そして、スルー画像中に、図９（ａ）に示すように、レリーズボタン（９）によって、画像記録のトリガＴｒが発生すると、システムプロセッサの制御によって、トリガＴｒが発生した次の垂直同期信号ＶＤに対応する単位時間において、サブパルスＳＵＢの出力期間後に、同図（ｅ）に示すメカニカルシャッタ（３９）が閉じて本露光が終了する。ついで図９（ｃ）のＣＣＤＯＵＴに示すように、奇数フィールドと偶数フィールドの２回に分けて読み出しが行なわれる。そして、偶数フィールドの電荷移送が終了した次の単位時間に、メカニカルシャッタを開きスルー画像が開始される。

これに対して本発明では、図１０のようにメカニカルシャッタ（３９）を閉じてから、露光には寄与せずＣＣＤセンサ（４５）からは何の信号も出力されない期間となる１または複数のダミーフレーム（図示は１フレーム）を挿入した後に電荷の読み出しを開始する。これにより、前述のようにＯＢ信号量が増えてしまったときに図７のような過渡状態でＯＢ補正を行われないようにフィードバック時間をかせぎ、ＯＢ信号量の安定した状態でＯＢ補正を行うことで画像に横縞が発生しないようにする。挿入するダミーフレーム数はＯＢ信号が安定するまでの時間であるので、システムによってその数は異なってくる。

一般的な撮影シーケンスと比較して、メカニカルシャッタ（３９）を閉じてダミーフレーム挿入後に電荷を読み出す方式は、ダミーフレーム挿入分だけ余分に時間を必要とし連続撮影などでスピードが劣る可能性があり、また常時ダミーフレームを挿入する必要も無い。そこで本発明では、以下に示す３つの光源判定手段を用いて、光源判定に基づいてダミーフレームの挿入の有無を決定する。

（４）光源判定手段及びその方法
本発明のデジタルカメラ（１）では光源判定手段を備え、以下の方法で光源を判定する。
＜スルー画像のスミア発生量を用いる場合＞
画面（被写体光像）内に強い光源があると、スミアが発生し縦方向に輝線があらわれる。光源の強さによって輝線の強さも変わり、光源の光が強いほど輝線は強くなる。本発明では、スミア発生量の判定に画面上下どちらか一方のＯＢ画素を用いる。

図１１（ａ）は、スミアが発生したときのＣＣＤセンサ（４５）上の状態を示したものであり、光源位置とスミアにより発生した輝線の状況を示している。また、画面下側の塗り潰した部分がスミア発生量の判定に用いるＯＢ領域（Ａ_ＯＢ）である。図１１(ｂ)は、横軸に水平方向画素を縦軸にＯＢ信号量をとっており、図１１(ａ)のスミア発生量の判定に用いるＯＢ領域のＯＢ画素の信号量をプロットしている。

普段はＯＢ画素の信号量は微小であり０に近い値であるが、スミアが発生すると垂直転送路（４５（ｂ））でＯＢ画素の値にスミア発生量が加算され、図１１（ｂ）ではスミア発生付近のＯＢ画素の信号量が増加していることを示している。ここで、ＯＢ画素のピーク値はスミア発生量と相関性があり、例えば蛍光灯などのさほど強くない光源ならば、ピーク値は飽和まで達しないが、太陽光などの強い光源であれば飽和まで達する。

本発明では、ピーク値に対してしきい値を定めることで、光源判定手段がしきい値を超える光源に対しては強い光源であると判定してダミーフレームを挿入し、しきい値を超えない光源に対しては弱い光源と判定してダミーフレームを挿入しない撮影シーケンスを行う。

＜スルー画像の最大輝度を用いる場合＞
スルー画像の画面に対して、ＣＰＵブロック（５４）で画面内の全ての画素あるいは幾つかのブロックに分割したブロック毎に輝度値の計算を行う。画面内の輝度値をＣＰＵブロック（５４）にて全画素又は全ブロックチェックして最大輝度値が飽和まで達しており、更に最大輝度の画素数又はブロック数が予め設定した個数を超えたとき、画面内にある光源は強いと判定してダミーフレームを挿入する。

なお前記の方法では、全ての画素を計算する必要があり効率的とは言えない。そこで前記の方法より改善したものが次の方法である。
すなわちブルーミングにより横縞が発生するのは、水平転送路（４５（ｃ））に近いＯＢ画素付近に強い光源が入ったときに起こりやすいという点に着目すると、図１２のように水平転送路（４５（ｃ））に近いＯＢ画素付近だけ幾つかのブロックに分割して輝度値を計算すれば計算量は大幅に減らすことができる。そして、計算した輝度値が予め設定したしきい値よりも大きければ光源は強いと判定してダミーフレームを挿入する。

本発明に係る撮像装置の構成例を示す外観図である。 本発明に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。 ＣＣＤセンサの構成を示す概略図である。 ＣＣＤセンサのＯＢ画素領域の構成を示す概略図である。 ＣＣＤセンサの駆動状態を示す概略図である。 撮影画像に横縞が発生するメカニズムを説明する図である。 ＯＢ信号量の過渡状態を説明する図である。 撮影画像に横縞が発生する状態を説明する図である。 通常の撮影シーケンスを説明する図である。 ダミーフレーム挿入時の撮影シーケンスを説明する図である。 スルー画像のスミア発生量で光源を判定する場合の説明図である。 ＣＣＤセンサの部分的なエリアで光源を判定する場合の説明図である。

符号の説明

１ デジタルカメラ
３ 鏡胴ユニット
４ ストロボ発光部
５ 測距ユニット
６ 光学ファインダー
７ リモコン受光部
８ 手振れ補正ＳＷ
９ レリーズボタン
１０ 撮影／再生切換えダイヤル
１１ サブＬＣＤ
１３ ＬＣＤモニタ
１４ オートフォーカスＬＥＤ
１５ ストロボＬＥＤ
１６ 電源スイッチ
１８ ズームボタン
１９ 操作部
２１ メモリカード
２２ メモリカードスロットル
３０ ズームレンズ
３１ ズーム駆動モータ
３２ ズーム光学系
３３ フォーカスレンズ
３４ フォーカス駆動モータ
３５ フォーカス光学系
３６ 絞り
３７ 絞りモータ
３８ 絞りユニット
３９ メカシャッタ（メカニカルシャッタ）
４０ メカシャッタモータ
４１ メカシャッタユニット
４２ モータドライバ
４５ ＣＣＤ（ＣＣＤユニット）
４５（ａ） フォトダイオード
４５（ｂ） 垂直転送路
４５（ｃ） 水平転送路
４５（ｄ） 出力ＡＭＰ
４６ フロントエンド−ＩＣ
４７ ＣＤＳ
４８ ＡＧＣ
４９ Ａ／Ｄ（Ａ／Ｄコンバータ）
５０ システムプロセッサ
５１ 第１のＣＣＤ信号処理ブロック
５３ 第２のＣＣＤ信号処理ブロック
５４ ＣＰＵブロック
５５ ローカルＳＲＡＭ
５６ ＵＳＢブロック
５７ シリアルブロック
５８ ＪＰＥＧ ＣＯＤＥＣブロック
５９ リサイズブロック
６０ ＴＶ信号表示ブロック
６１ メモリカードコントローラブロック
６５ ＲＯＭ
６６ ＲＡＭ
６７ ＳＤＲＡＭ
６８ 内蔵メモリ
６９ ＬＣＤドライバ
７０ ビデオＡＭＰ
７１ ビデオジャック
７２ ＵＳＢコネクタ
７３ シリアルドライバ回路
７４ ＲＳ−２３２Ｃコネクタ
７５ サブ−ＣＰＵ
７６ ブザー
７７ サブＬＣＤドライバ
７８ 音声記録ユニット
７９ マイク
８０ マイクＡＭＰ
８１ 音声記録回路
８２ 音声再生ユニット
８３ スピーカ
８４ 音声再生回路
８５ オーディオＡＭＰ
９１ ストロボ回路
１０１ 姿勢差検出センサ
１０２ 姿勢検出回路
１１０ ＣＣＤシフトユニット
Ａ_１ 有効画素領域
Ａ_ＯＢ ＯＢ画素領域

Claims (5)

1. 行列状に配列された複数の光電変換素子と、該光電変換素子の前面に設けられたカラーフィルタとを備え、入射される被写体光像を光電変換し撮像信号として出力する固体撮像素子と、
   開状態により前記被写体光像を前記固体撮像素子へ入射させ、閉状態によりその入射を遮断するメカニカルシャッタ手段と、
   前記被写体光像内における強い光源の有無を判定する光源判定手段とを有し、
   静止画像撮影時に、前記光源判定手段が被写体光像に強い光源があると判定したときに、前記メカニカルシャッタ手段を閉じてから前記固体撮像素子の電荷読み出し開始するまでの間に露光には寄与しないダミーフレームを挿入することを特徴とする撮像装置。
2. 前記ダミーフレーム数は１または２以上の範囲で可変であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記光源判定手段は、静止画像撮影前のスルー画像を用いて強い光源の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記光源判定手段は、前記スルー画像のスミア発生量に基づいて判定を行うことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記光源判定手段は、前記スルー画像の最大輝度に基づいて判定を行うことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。