JP2008182314A - 位相調整装置およびその関連技術 - Google Patents

Abstract

【課題】高速撮影が要求されている場合に、短時間で位相調整を行いたい。
【解決手段】撮像素子２によるアナログ撮像信号Ｓａを画素毎に変換して得られたデジタル撮像信号Ｓｄが入力され、デジタル撮像信号に基づいて撮像用のパルスの位相を調整する位相調整装置であって、所定の位相シフト間隔で検出対象の画素を順次に指定しながら複数の画素についてデジタル撮像信号の輝度レベルを検出する輝度レベル検出部１１と、輝度レベル検出部による輝度レベルの検出結果に応じて輝度レベルが所定値または所定範囲の位相をパルスの最適位相として位相調整を行うタイミング調整部１３と、撮影条件Ｃに応じて輝度レベル検出部１１の位相シフト間隔を切り替えるシフト間隔切替手段１４とを備える。撮影条件によってシフト間隔切替手段１４が位相シフト間隔を切り替えて輝度レベル検出部１１に指示することにより、最適位相の探索を短時間で実現可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラにおける撮像に用いるパルスの位相（タイミング）調整を行う位相調整装置、およびこの位相調整装置が組み込まれたデジタルカメラに関する。また、位相調整駆動装置、位相調整方法に関する。本発明の位相調整技術が対象とする主なパルスは、撮像素子から出力される撮像信号のレベルを検出するためのピークサンプルパルス、相関二重サンプリングの基準となる信号レベルを検出するための基準サンプルパルス、外部のＡＤ変換器へ出力されるＡＤクロック信号の少なくともいずれか１つとする。

デジタルカメラ（デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付き携帯電話等）は、ＣＣＤやＭＯＳセンサといった撮像素子によって撮像されたアナログ撮像信号をデジタル撮像信号へと変換し、所定の処理を加えた上で記録する。撮像素子によって被写体を撮像するためには、撮像素子を駆動するパルスや信号レベルを検出するパルスなどが必要である。これらのパルスの位相については、製造に起因するばらつきがあることから、ハードウェア設計時に調整することがむずかしい。そこで、製造後に技術者が位相調整を行い、調整された位相を示す情報を記憶領域に格納し、実使用において記憶領域から位相情報を読み出して最適位相を設定するようにしている。

従来、また、露光時間を最小としてもっぱらノイズ成分を取り込むようにし、高周波成分（ノイズ成分）が最小となる条件で位相を調整するようにした技術が知られている（図１１、特許文献１参照）。
特開２００５−１５１０８１号公報（第４−８頁、第１−５図）

デジタルカメラの分野において、位相調整装置を組み込むシステムを種々に変更する場合がある。特に医療用カメラなどの領域においては、デジタルカメラの製造後に撮像素子の交換を行う可能性が出てきている。組み込むシステムや撮像素子が異なると、当然に、それを駆動するパルスの位相も異なることになるため、位相を再調整することとなる。しかし、技術者がマニュアル的に位相を再調整するのでは、組み込むシステムの変更や撮像素子の交換を迅速・容易に行うことはむずかしい。

また、調整対象のパルスは複数種類あるが、上記特許文献１の場合には、個々のパルスの特性は考慮せず、すべてのパルスに対して同じ手法で最適位相を求めているため、精度があまり高くない。

また、最適位相は温度や電圧変化等の外的要因によっても変化し、撮影条件が変わるたびに調整することが望ましい。しかし、パルスの位相調整は、工場出荷時等に実施することが想定されているだけで、ユーザが頻繁に行う場合の位相調整時間に関してはあまり考慮されておらず、事実、位相調整に手間がかかっている。

本出願人の近似の提案として、所定の位相シフト間隔で検出対象の画素を順次に指定しながら複数の画素についてデジタル撮像信号の輝度レベルを検出する輝度レベル検出部と、前記輝度レベル検出部による前記輝度レベルの検出結果に応じて輝度レベルが所定値または所定範囲の位相をピークサンプルパルスや基準サンプルパルスの最適位相として位相調整を行うタイミング調整部とを備えた位相調整装置がある。しかし、複数の画素を順次に指定する際の位相シフト間隔が常時固定であることから、次のような新しい課題が生じている。位相調整の精度を高いものにするためには、位相シフト間隔を充分に小さく設定することになる。しかし、位相シフト間隔が小さいと、最適位相を探索するのに大きな時間がかかる。これでは、シャッタースピードが速い高速撮影が要求されるような場合には対応することがむずかしい。逆に、最適位相の探索を高速に行うためには、位相シフト間隔を大きく設定することになる。しかし、位相シフト間隔が大きいと、位相調整の精度が低いものになってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みて創作したものであり、撮像素子の駆動のためのパルスの位相の調整を、技術者がマニュアルで行う場合に比べてより迅速・容易に、また高精度に行えるようにするとともに、シャッタースピードが速い高速撮影時の位相調整にも対応することができる位相調整装置を提供することを目的としている。

本発明による位相調整装置は、撮像素子で得られたアナログ撮像信号を画素毎にデジタル値に変換することにより得られるデジタル撮像信号が入力され、前記デジタル撮像信号に基づいて撮像に用いられるパルスの位相を調整するものであって、
所定の位相シフト間隔で検出対象の画素を順次に指定しながら複数の画素について前記デジタル撮像信号の輝度レベルを検出する輝度レベル検出部と、
前記輝度レベル検出部による前記輝度レベルが所定値または所定範囲の位相を前記パルスの最適位相として位相調整を行うタイミング調整部と、
撮影条件に応じて前記輝度レベル検出部の前記位相シフト間隔を切り替えるシフト間隔切替手段とを備えたものである。

この構成の位相調整装置においては、所定の画素領域内の複数の画素でのデジタル撮像信号について、輝度レベル検出部が輝度レベルを検出し、得られた輝度情報をタイミング調整部に与える。タイミング調整部は、受け取った輝度情報に基づいて、パルスの位相の最適位相を割り出し、その最適位相の設定をタイミングジェネレータなどに指示する。この輝度情報に基づくパルスの位相調整は、例えば、信号期間においてピークとなる信号成分をサンプリングするためのピークサンプルパルスの位相調整、あるいは相関二重サンプリングで基準となる信号成分をサンプリングするための基準サンプルパルスの位相調整に適している。以上の位相調整の処理が、輝度レベル検出部とタイミング調整部との協働により自動的に行われる。また、撮像素子から得られたアナログ撮像信号において輝度レベル検出部が輝度を実際に測定して、その輝度を加味した状態でパルスの位相を調整しているので、撮像素子の駆動のためのパルスの位相調整の精度が高いものとなる。つまり現在の撮像素子の状況に即した位相調整が可能となっている。また、撮像素子の駆動のためのパルスの各位相を自動調整するので、技術者がマニュアルでパルスの位相を調整する場合に比べて、調整処理に要する時間を短縮することが可能となる。

加えて、シフト間隔切替手段を備えていることによって、次のような作用が発揮される。すなわち、シフト間隔切替手段は、シャッタースピードや温度等の撮影条件に応じて位相シフト間隔を切り替え、輝度レベル検出部に指示を与える。位相調整を高速で行わなくてもよい通常モードでは、位相シフト間隔を位相シフトの最小単位間隔に設定する。この通常モードでは、最小単位間隔の基で輝度レベル検出を行い、最適位相を求める。また、位相調整を高速で行う高速モードでは、位相調整を初期の粗調整サイクルとそれに続く微調整サイクルとの２段階に分け、位相シフト間隔を、粗調整サイクルでは大きい位相シフト間隔に設定し、微調整サイクルでは小さい位相シフト間隔に設定する。輝度レベル検出部は、シフト間隔切替手段によって指示された位相シフト間隔のもとで順次に画素を選択しながら輝度レベル検出を行う。粗調整サイクルで大きい位相シフト間隔の基で一応の最適位相を求め、微調整サイクルでは一応の最適位相を基準に小さい位相シフト間隔の基で最終的な最適位相を求める。大きい位相シフト間隔による一応の最適位相までの位相シフトの回数が少なく、また、一応の最適位相からの小さい位相シフト間隔による最終的な最適位相までの位相シフトの回数も少なくてすむ。このような粗調整サイクルと微調整サイクルとの組み合わせにより、最適位相へのアプローチを高速化することが可能である。

上記構成の位相調整装置において、前記シフト間隔切替手段は、通常モードでは前記位相シフト間隔を小間隔に固定し、位相調整を高速で行う高速モードでは初期の粗調整サイクルとそれに続く微調整サイクルとの２段階に分け、前記位相シフト間隔を前記粗調整サイクルでは大間隔に設定し前記微調整サイクルでは小間隔に設定するという態様がある。

また、本発明による位相調整装置は、撮像素子で得られたアナログ撮像信号を画素毎にデジタル値に変換することにより得られるデジタル撮像信号が入力され、前記デジタル撮像信号に基づいて撮像に用いられるパルスの位相を調整するものであって、
粗調整サイクルにおいて大きい位相シフト間隔で検出対象の画素を順次に指定しながら複数の画素について前記デジタル撮像信号の輝度レベルを検出することにより輝度レベルが所定値または所定範囲となる位相を一応の最適位相に仮決定し、続く微調整サイクルにおいて前記一応の最適位相を基準にして小さい位相シフト間隔で検出対象の画素を順次に指定しながら複数の画素について前記デジタル撮像信号の輝度レベルを検出することにより輝度レベルが所定値または所定範囲となる位相を割り出す輝度レベル検出部と、
前記輝度レベル検出部による前記微調整サイクルでの輝度レベルが所定値または所定範囲の位相を前記パルスの最適位相として位相調整を行うタイミング調整部とを備えたものである。

これは、前述のシフト間隔切替手段を特に必要としないものに相当する。主眼は、粗調整サイクルと微調整サイクルとの組み合わせにより、撮影条件のいかんに関係なく、最適位相へのアプローチを高速化するものである。

上記構成の位相調整装置において、前記小間隔は位相シフトの最小単位間隔であり、前記大間隔は前記位相シフトの最小単位間隔の２以上の整数倍の倍間隔であるという態様がある。

また上記構成の位相調整装置において、前記倍間隔の位相シフト間隔は可変可能であるという態様がある。このように構成すれば、位相調整の速度を自由にコントロールすることが可能となる。

また上記構成の位相調整装置において、前記粗調整サイクルと前記微調整サイクルのうち少なくともいずれか一方は複数回繰り返すという態様がある。このように構成すれば、ノイズ等により瞬間的に輝度レベルが増大している位相を最適な位相として誤決定することが防止され、位相調整の精度向上が図られる。

また上記構成の位相調整装置において、前記位相調整対象のパルスは、前記撮像素子から出力されるアナログ撮像信号のレベルを検出するためのピークサンプルパルスと、相関二重サンプリングの基準となる信号レベルを検出するための基準サンプルパルスの少なくともいずれか一方のパルスであるという態様がある。ピークサンプルパルスが調整対象であるときは、輝度レベルが最大のときを一応の最適位相または最適位相とすればよい。また、基準サンプルパルスが調整対象であるときは、輝度レベルが安定領域にあるときの、安定領域の中心を一応の最適位相または最適位相とすればよい。

また上記構成の位相調整装置において、さらに、所定の位相シフト間隔で検出対象の画素を順次に指定しながら複数の画素について前記デジタル撮像信号の画素間の信号ばらつきを示す分散を算出する分散演算部を備え、前記タイミング調整部は、前記輝度レベル検出部と前記分散演算部の演算結果に応じて前記パルスの最適位相を割り出すように構成されているという態様がある。

また上記構成の位相調整装置において、前記シフト間隔切替手段は、撮影条件に応じて前記分散演算部の前記位相シフト間隔を切り替えるという態様がある。

また上記構成の位相調整装置において、前記位相調整対象のパルスは、外部のＡＤ変換器へ供給されるＡＤクロック信号であるという態様がある。このように構成すれば、シャッタースピードや温度等の撮影条件が変わっても、ＡＤクロック信号の位相調整において最適位相へのアプローチを高速化することが可能である。

上記の構成によれば、分散演算部は、指示された位相シフト間隔のもとで順次に画素を選択しながら分散の算出を行う。粗調整サイクルで大きい位相シフト間隔の基で一応の最適位相を求め、微調整サイクルでは一応の最適位相を基準に小さい位相シフト間隔の基で最終的な最適位相を求める。大きい位相シフト間隔による一応の最適位相までの位相シフトの回数が少なく、また、一応の最適位相からの小さい位相シフト間隔による最終的な最適位相までの位相シフトの回数も少なくてすむ。このような粗調整サイクルと微調整サイクルとの組み合わせにより、最適位相へのアプローチを高速化することが可能である。この分散の情報に基づくパルスの位相調整は、例えば、アナログ撮像信号をデジタル撮像信号にＡＤ変換するときの動作クロックであるＡＤクロック信号の位相調整に適している。

また、本発明による位相調整駆動装置は、上記のいずれかの位相調整装置と、
前記パルスとして、前記撮像素子から出力される撮像信号のピークレベルを検出するためのピークサンプルパルスと、相関二重サンプリングの基準となる信号レベルを検出するための基準サンプルパルスと、外部のＡＤ変換器へ供給されるＡＤクロック信号の少なくともいずれか１つを生成するタイミングジェネレータとを備えたものである。

また、本発明によるデジタルカメラは、上記のいずれかの位相調整駆動装置と、撮像素子と、レンズユニットとを備えたものである。

また、本発明による位相調整方法は、
撮像素子から出力される撮像信号のピークレベルを検出するためのピークサンプルパルスと、相関二重サンプリングの基準となる信号レベルを検出するための基準サンプルパルスの各位相を調整するための位相調整方法であって、
前記パルスの位相を大きい位相シフト間隔で順次にシフトさせながら、各位相で輝度レベルを検出することにより、輝度レベルが所定値または所定範囲の位相を一応の最適位相に仮決定する粗調整サイクルと、
前記一応の最適位相を基準にして前記パルスの位相を小さい位相シフト間隔で順次にシフトさせながら、各位相で輝度レベルを検出することにより、輝度レベルが所定値または所定範囲の位相をを最終的な最適位相に決定する微調整サイクルとを含むものである。

この位相調整方法においては、組み込むシステムが変更された場合や撮像素子が交換された場合のパルスの位相調整に際し、複数の画素でのデジタル撮像信号について、実際に、輝度レベル検出部が輝度を測定し、その輝度を加味した状態でパルスの位相を調整しているので、撮像素子の駆動のためのパルスの位相調整の精度が高いものとなる。また、撮像素子の駆動のためのパルスの各位相を自動調整するので、技術者がマニュアルでパルスの位相を調整する場合に比べて、調整処理に要する時間を短縮することが可能となる。

上記構成の位相調整方法において、前記大きい位相シフト間隔は位相シフトの最小単位間隔の２以上の整数倍の倍間隔であり、前記小さい位相シフト間隔は前記最小単位間隔であるという態様がある。

また上記構成の位相調整方法において、前記粗調整サイクルと前記微調整サイクルのうち少なくともいずれか一方は複数回繰り返すという態様がある。このように構成すれば、ノイズ等により瞬間的に輝度レベルが増大している位相を最適な位相として誤決定することが防止され、位相調整の精度向上が図られる。

また上記構成の位相調整方法において、前記位相調整対象のパルスは、前記撮像素子から出力されるアナログ撮像信号のレベルを検出するためのピークサンプルパルスと、相関二重サンプリングの基準となる信号レベルを検出するための基準サンプルパルスの少なくともいずれか一方のパルスであるという態様がある。

また上記構成の位相調整方法において、前記粗調整サイクルと前記微調整サイクルの組み合わせのモードに加えて、前記位相シフト間隔が固定のまま前記パルスの位相を順次にシフトさせながら前記輝度レベルを検出することにより、輝度レベルが所定値または所定範囲の位相を最終的な最適位相に決定するモードを有し、前記両モードを撮影条件に応じて切り替えるという態様がある。シャッタースピードや温度等の撮影条件に応じた適切なモード選択が可能となる。

また上記構成の位相調整方法において、さらに、
前記パルスの位相を大きい位相シフト間隔で順次にシフトさせながら、各位相で前記デジタル撮像信号の画素間の信号ばらつきを示す分散を算出することにより、分散が最小となる位相を一応の最適位相に仮決定する粗調整サイクルと、
前記一応の最適位相を基準にして前記パルスの位相を小さい位相シフト間隔で順次にシフトさせながら、各位相で分散を算出ることにより、分散が最小となる位相を最終的な最適位相に決定する微調整サイクルとを含むという態様がある。この分散の情報に基づくパルスの位相調整は、例えば、アナログ撮像信号をデジタル撮像信号にＡＤ変換するときの動作クロックであるＡＤクロック信号の位相調整に適している。

本発明によれば、撮像素子から得られたアナログ撮像信号において輝度を実際に測定し、それに基づいてパルスの位相を調整するので、つまり現在の撮像素子の状況に即した位相調整を行うので、パルス位相調整の精度を高いものとすることができる。また、パルスの各位相を自動調整するので、技術者がマニュアルで調整する場合に比べて、調整処理に要する時間を短縮することが可能となる。さらに、粗調整サイクルと微調整サイクルとの組み合わせにより、最適位相へのアプローチを高速化することができ、シャッタースピードが速い高速撮影等にも良好に対応することができる。

以下、本発明にかかわる位相調整装置搭載のデジタルカメラの実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるデジタルカメラの全体的な構成を示すブロック図である。本実施の形態におけるデジタルカメラは、被写体像を撮像素子２上に集光するための光学レンズ１と、光学レンズ１によって集光された被写体像を撮像する撮像素子２（以下はＣＣＤを例に説明）と、撮像素子２から出力されるアナログ撮像信号Ｓａに所定の処理を加えてデジタル撮像信号Ｓｄに変換するアナログフロントエンド１０と、アナログフロントエンド１０から出力されるデジタル撮像信号Ｓｄに所定の処理（色補正、ＹＣ処理等）を加えて映像信号を生成するＤＳＰ（Digital Signal Processor）２０とを備えている。撮像素子２は複数の画素を有しており、これらの複数の画素は、被写体の撮像に用いられる有効画素領域と、有効画素領域の周辺に遮光された状態で配置されてＯＢ（OpticalBlack）レベルの検出に用いられるＯＢ画素領域とから構成されている。

アナログフロントエンド１０は、撮像素子２から出力されるアナログ撮像信号Ｓａの信号レベルを確定するために相関二重サンプリング（ＣＤＳ：Correlated Double Sampling）を行う相関二重サンプリング部３と、相関二重サンプリング部３から出力される信号を調整可能なゲインで増幅する自動利得制御部（ＡＧＣ：AutomaticGain Control）４と、自動利得制御部４によって増幅された信号をデジタル撮像信号Ｓｄへと変換するＡＤ変換器（Analog DigitalConverter）５と、撮像に用いるためのパルスを生成するタイミングジェネレータ（Timing Generator）６と、タイミングジェネレータ６によって生成されたパルスを撮像素子２へと出力するための垂直ドライバ７とを備えている。

ＤＳＰ２０は、所定の領域内で所定の位相シフト間隔で検出対象の画素を順次に指定しながら複数の画素についてデジタル撮像信号Ｓｄの輝度レベルを検出する輝度レベル検出部１１と、所定の位相シフト間隔で検出対象の画素を順次に指定しながら複数の画素についてデジタル撮像信号Ｓｄの画素間の信号ばらつきを示す分散を算出する分散演算部１２と、これら輝度レベル検出部１１と分散演算部１２の検出・演算結果に基づいて、基準サンプルパルスＤＳ１、ピークサンプルパルスＤＳ２およびＡＤクロック信号ＡＣＫの最適位相を求めて、タイミングジェネレータ６へ設定するタイミング調整部１３と、シャッタースピードや温度等の撮影条件Ｃにより輝度レベル検出部１１と分散演算部１２の位相シフト間隔を切り替えるシフト間隔切替手段１４とを有している。タイミングジェネレータ６は、基準サンプルパルスＤＳ１およびピークサンプルパルスＤＳ２を垂直ドライバ７を介して撮像素子２に供給するとともに相関二重サンプリング部４にも供給する。また、タイミングジェネレータ６は、ＡＤクロック信号ＡＣＫをＡＤ変換器５へ供給する。Ｅ１はＤＳＰ２０とシフト間隔切替手段１４を含む位相調整装置、Ｅ２は位相調整装置Ｅ１とタイミングジェネレータ６からなる位相調整駆動装置である。

図２は撮像素子２から出力されるアナログ撮像信号Ｓａを時系列で表した図である。図２に示すように、アナログ撮像信号Ｓａは、リセット期間Ｔ１と基準期間Ｔ２と信号期間Ｔ３とから構成されている。リセット期間Ｔ１は、撮像素子２をリセットするのに用いられる期間である。

基準期間Ｔ２は撮像素子２から基準電圧が出力される期間であり、相関二重サンプリング部３が動作する際の基準となる信号を検出する期間である。信号期間Ｔ３は信号電圧が出力される期間であり、信号期間Ｔ３においてピークとなる信号電圧と基準期間Ｔ２における基準電圧とをサンプリングし、差分をとることによってアナログ撮像信号Ｓａの信号レベルＶｓを得ることが可能となる。なお、図２では、図中の下方向を信号成分が正の方向として規定している。

図３は本実施の形態１における位相調整方法の切り替え部を示している。図３において、シフト間隔切替手段１４は、ＤＳＰ２０の動作モードに対して、撮影条件Ｃ（シャッタースピード・温度等）に基づいて、通常位相調整モード２１、高速位相調整モード２２、位相調整なしモード２３の切り替えを行う。

シフト間隔切替手段１４により撮影条件Ｃに応じて通常位相調整モード２１または高速位相調整モード２２が選択された場合、位相調整は、主に輝度レベル検出部１１、分散演算部１２、タイミング調整部１３によって行われる。本実施の形態で調整対象とするパルスは、基準サンプルパルスＤＳ１、ピークサンプルパルスＤＳ２およびＡＤクロック信号ＡＣＫとする。基準サンプルパルスＤＳ１とは、相関二重サンプリングで基準となる信号成分をサンプリングするためのパルスである。したがって、基準期間の中心において立ち上がりエッジがくるように位相調整されることが望ましい。ピークサンプルパルスＤＳ２とは、信号期間Ｔ３においてピークとなる信号成分をサンプリングするためのパルスである。したがって、撮像素子２から出力される信号成分がピークとなるときに立ち上がりエッジがくるように位相調整されることが望ましい。ここで、相関二重サンプリング部３によって求められる信号レベルＶｓとは、ピークサンプルパルスＤＳ２の立ち上がりにおけるピークの信号成分と、基準サンプルパルスＤＳ１の立ち上がりによって定まる基準期間内の信号成分との差分に他ならない。ＡＤクロック信号ＡＣＫはＡＤ変換器５の動作用のクロック信号であり、ＡＤ変換結果がばらつかないように位相調整されることが望ましい。

図４は高速位相調整モード時の動作を示すフローチャートである。図４において、高速位相調整モードは、粗調整サイクルＳ１と微調整サイクルＳ２で構成されている。

まず、粗調整サイクルＳ１では、各パルスの最適な位相を決定するために必要なデータ（輝度レベル、分散等）を算出し（ステップＳ１２）、位相を位相シフトの最小単位間隔τ０のＮ倍（Ｎ：２以上の整数）間隔で後ろにずらす（ステップＳ１３）。１周期の期間にわたってステップＳ１２とステップＳ１３を繰り返し、粗調整サイクルＳ１での一応の最適位相を検出する。

次に、微調整サイクルＳ２において、粗調整サイクルＳ１での一応の最適位相から位相シフトの最小単位間隔τ０のＬ倍（Ｌ：１以上の整数）前にずらす（ステップＳ１４）。さらに、最終的な最適位相を決定するために必要なデータ（輝度レベル、分散等）を算出し（ステップＳ１６）、位相を位相シフトの最小単位間隔τ０で後ろにずらす（ステップＳ１７）。ステップＳ１６とステップＳ１７を２Ｌ回繰り返し、微調整サイクルＳ２での最適位相を検出する。微調整サイクルＳ２での最適位相を各パルスの最終的な最適位相として決定する。２Ｌ回の繰り返しとするのは、粗調整サイクルＳ１での一応の最適位相を前後に挟む状態で対称的に調べるためである。一応の最適位相の前方でＬ回、一応の最適位相の後方でＬ回の、合計２Ｌ回である。

また、撮影条件Ｃ（シャッタースピード・温度等）に基づいて、粗調整サイクルＳ１と微調整サイクルＳ２の少なくとも１つを繰り返し（ステップＳ１１，Ｓ１５）、各パルスの最適な位相を決定する。粗調整サイクルＳ１の繰り返しをＭ回（Ｍ：２以上の整数）、微調整サイクルＳ２をＫ回（Ｋ：２以上の整数）としている。

以下、シフト間隔切替手段１４により高速位相調整モード２２が選択された場合の各パルスの最適位相の決定に関して説明する。

季節による気温の変化や自宅と旅行先の気温の違い等により、撮像時の温度に変化がある場合、基準サンプルパルスＤＳ１、ピークサンプルパルスＤＳ２およびＡＤクロック信号ＡＣＫの最適な位相が変化する。一定以上の温度変化が検出された場合、シフト間隔切替手段１４により高速位相調整モード２２が選択される。あるいは、シャッタースピードが速い高速撮影が要求された場合、シフト間隔切替手段１４により高速位相調整モード２２が選択される。

図５は各パルスの位相調整の全体的な動作を示すフローチャートを示す。

まず、基準サンプルパルスＤＳ１およびＡＤクロック信号ＡＣＫの位相をあらかじめ定められた初期値に固定した上で、ピークサンプルパルスＤＳ２の位相を初期値からずらしながら、ピークサンプルパルスＤＳ２の位相を決定するのに必要となるデータを測定する（ステップＳ２１）。次に、そのデータを評価することによって、ピークサンプルパルスＤＳ２の最適位相を決定する（ステップＳ２２）。ピークサンプルパルスＤＳ２の位相が決定されると、ピークサンプルパルスＤＳ２の位相を決定された最適値として固定するとともに、ＡＤクロック信号ＡＣＫの位相は初期値に固定したままで、基準サンプルパルスＤＳ１の位相を初期値からずらしながら、基準サンプルパルスＤＳ１の位相を決定するのに必要となるデータを測定する（ステップＳ２３）。次に、そのデータを評価することによって、基準サンプルパルスＤＳ１の最適位相を決定する（ステップＳ２４）。基準サンプルパルスＤＳ１およびピークサンプルパルスＤＳ２の位相が決定されると、これらを最適値として固定した上で、ＡＤクロック信号ＡＣＫの位相を初期値からずらしながら、ＡＤクロック信号ＡＣＫの位相を決定するのに必要となるデータを測定する（ステップＳ２５）。次に、そのデータを評価することによって、ＡＤクロック信号ＡＣＫの最適位相を決定する（ステップＳ２６）。基準サンプルパルスＤＳ１、ピークサンプルパルスＤＳ２およびＡＤクロック信号ＡＣＫの最適位相が決定されると、決定された最適位相に関する情報をタイミングジェネレータ６内のレジスタに設定する（ステップＳ２７）。これによって、最適位相でパルスが発生される。

次に、ピークサンプルパルスＤＳ２、基準サンプルパルスＤＳ１およびＡＤクロック信号ＡＣＫの位相調整の具体的内容について説明する。

（ピークサンプルパルスＤＳ２の位相調整）
図６はピークサンプルパルスＤＳ２の位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャートを示している。図６において、Ｗ１は撮像素子出力信号を、Ｗ２は輝度レベルを示しており、図４におけるＮをＮ＝３、ＬをＬ＝１としている。ここで、ピークサンプルパルスＤＳ２の位相調整における輝度とは、撮像素子２の有効画素領域の部分領域または全域（ピークサンプルパルス検出領域と称す）において選択された各画素の信号レベルの平均値として定義される。

粗調整サイクルＳ１では、基準サンプルパルスＤＳ１およびＡＤクロック信号ＡＣＫの位相を固定して、ピークサンプルパルスＤＳ２の位相をＰ１のＡ１〜Ａ４のように位相シフトの最小単位間隔τ０の３倍間隔τ３でずらしていき、輝度レベル算出（Ｓ１２）において輝度レベルＷ２が最大となる位相を検出し、この位相を粗調整サイクルＳ１での一応の最適位相とする。ここでは、Ｐ１のＡ４が粗調整サイクルＳ１での一応の最適位相として検出される。

次に、ピークサンプルパルスＤＳ２の位相を、粗調整サイクルＳ１で求めた一応の最適位相から前後に、Ｐ１のＡ５〜Ａ７のように位相シフトの最小単位間隔τ０でずらしていき、輝度レベル算出（Ｓ１２）において輝度レベルＷ２が最大となる位相を検出する。ここでは、Ｐ１のＡ６が微調整サイクルＳ２での最適位相として検出され、ピークサンプルパルスＤＳ２の最適位相として決定される。

上記において、粗調整サイクルＳ１で位相シフト間隔を３倍間隔τ３とするのは、ピークサンプルパルスＤＳ２の位相の予想位置が信号期間Ｔ３にあって、リセット期間Ｔ１や基準期間Ｔ２にはないと予想されることから、リセット期間Ｔ１や基準期間Ｔ２での探索は粗くしてもよいとの考え方に立ち、十分に大きい位相シフト間隔で位相を進めることとしている。そして、信号期間Ｔ３で一応の最適位相を求めても、その精度が低いことから、改めて微調整サイクルＳ２で位相シフト間隔を最小単位間隔τ０とし、密な状態で探索する。このとき、粗調整サイクルＳ１での一応の最適位相の前後を調べる必要があるので、最小単位間隔τ０のＬ倍前へいったん戻してから探索することとしている。そして、これを２Ｌ回繰り返すのは、粗調整サイクルＳ１での一応の最適位相を前後に挟む状態で対称的に調べるためであり、一応の最適位相の前方および後方でそれぞれＬ回の、合計２Ｌ回である。

上記において、位相を１回ずらすのに要する時間をＴとした場合、ピークサンプルパルスＤＳ２の位相調整に要する時間は、Ｐ１（Ａ１〜Ａ７）に示すように７Ｔとなる。従来の位相調整に要する時間は、１周期の期間にわたって位相シフトの最小単位間隔τ０でずらしていくため、Ｐ２（Ｂ１〜Ｂ１２）に示すように１２Ｔとなる。したがって、位相調整を粗調整サイクルＳ１、微調整サイクルＳ２の２段階にすることによって、所要時間を５Ｔ削減することができ、位相調整の高速化が実現されている。

（基準サンプルパルスＤＳ１の位相調整）
図７は基準サンプルパルスＤＳ１の位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャートを示している。図７においては、Ｎ＝２、Ｌ＝１としている。基準サンプルパルスＤＳ１の位相調整においても、輝度とは撮像素子２の有効画素領域の部分領域または全域（基準サンプルパルス検出領域と称す）において選択された各画素の信号レベルの平均値として定義される。

粗調整サイクルＳ１では、ピークサンプルパルスＤＳ２およびＡＤクロック信号ＡＣＫの位相を固定して、基準サンプルパルスＤＳ１の位相をＰ１１のＡ１〜Ａ６のように位相シフトの最小単位間隔τ０の２倍間隔τ２でずらしていき、輝度レベル算出（Ｓ１２）において算出された輝度レベルＷ２と前位相で算出された輝度レベルＷ２との差分が所定の値以下となった場合、この位相を安定領域内とする。位相を１周期ずらした後、検出した安定領域の中心の位相を粗調整サイクルＳ１での一応の最適位相とする。ここでは、Ｐ１１のＡ８が粗調整サイクルＳ１での一応の最適位相として検出される。

次に、基準サンプルパルスＤＳ１の位相を、粗調整サイクルＳ１で求めた一応の最適位相から前後に、Ｐ１１のＡ７〜Ａ９のように位相シフトの最小単位間隔τ０でずらしていき、輝度レベル算出（Ｓ１２）において算出された輝度レベルＷ２と前位相で算出された輝度レベルＷ２との差分が所定の値以下となった場合、この位相を安定領域内とする。位相を所定の回数ずらした後、検出した安定領域の中心の位相を微調整サイクルＳ２での最適位相とする。ここでは、Ｐ１１のＡ８が微調整サイクルＳ２での最適位相として検出され、基準サンプルパルスＤＳ１の最適位相として決定される。

上記において、粗調整サイクルＳ１で位相シフト間隔を２倍間隔τ２とするのは、基準サンプルパルスＤＳ１の位相の予想位置が基準期間Ｔ２にあって、リセット期間Ｔ１にはないとされることから、リセット期間Ｔ１での探索は粗くしてもよいとの考え方に立ち、大きい位相シフト間隔で位相を進めることとしている。そして、基準期間Ｔ２で一応の最適位相を求めても、その精度が低いことから、改めて微調整サイクルＳ２で位相シフト間隔を最小単位間隔τ０とし、密な状態で探索する。

上記において、位相を１回ずらすのに要する時間をＴとした場合、基準サンプルパルスＤＳ１の位相調整に要する時間は、Ｐ１１（Ａ１〜Ａ９）に示すように９Ｔとなる。従来の位相調整に要する時間は、１周期の期間にわたって位相シフトの最小単位間隔τ０でずらしていくため、Ｐ１２（Ｂ１〜Ｂ１２）に示すように１２Ｔとなる。したがって、位相調整を粗調整サイクルＳ１、微調整サイクルＳ２の２段階にすることによって、所要時間を３Ｔ削減することができ、位相調整の高速化が実現されている。

（ＡＤクロック信号ＡＣＫの位相調整）
図８はＡＤクロック信号ＡＣＫの位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャートを示している。図８において、Ｗ１は撮像素子出力信号を、Ｗ３は分散を示している。分散とは、この例では、撮像素子２を遮光した状態において、有効画素領域または／およびＯＢ画素領域の部分領域または全域（ＡＤクロック信号検出領域と称す）における各画素の信号レベルの分散として定義される。すなわち、分散とは、撮像素子２が遮光されているために理想的な状況では一定となる各画素の信号レベルがどの程度ばらついているかを示す値である。したがって、分散Ｗ３が小さくなるようにＡＤクロック信号ＡＣＫの位相は設定される必要がある。また、図８におけるＮをＮ＝３、ＬをＬ＝１としている。

粗調整サイクルＳ１では、基準サンプルパルスＤＳ１およびピークサンプルパルスＤＳ２の位相を最適値として固定して、ＡＤクロック信号ＡＣＫの位相をＰ２１のＡ１〜Ａ４のように位相シフトの最小単位間隔τ０の３倍間隔τ３でずらしていき、分散の算出（Ｓ１２）において、分散Ｗ３が最も小さな値となる位相を検出する。この分散Ｗ３が最も小さな値となるような位相をＡＤクロック信号ＡＣＫの最適位相に決定すべきであるが、何らかの要因によって誤った位置で分散Ｗ３が最小となる可能性がある。したがって、分散Ｗ３が最小と判断された位相において、ＡＤクロック信号検出領域内の輝度を所定の期待値と比較する。ＯＢ画素領域は遮光されているために、設計仕様におけるＤＣオフセットとしての期待値が存在する。ＡＤクロック信号検出領域内の輝度がこの期待値とかけ離れている場合には、ＡＤクロック信号ＡＣＫの位相が最適であるとはいえない。したがって、分散Ｗ３が最小と判断された位相において、輝度と所定の期待値との差分が一定の閾値以下である場合には、その位相を粗調整サイクルＳ１での一応の最適位相とする。しかし、輝度と所定の期待値との差分が一定の閾値より大きい場合には、分散Ｗ３がその次に小さな位相において、輝度と所定の期待値との差分が一定の閾値以下であるかを判断することになる。ここでは、Ｐ２１のＡ３が粗調整サイクルＳ１での一応の最適位相として検出される。

次に、ＡＤクロック信号ＡＣＫの位相をＰ２１のＡ５〜Ａ７のように位相シフトの最小単位間隔τ０でずらしていき、分散Ｗ３が最も小さな値となる位相を検出し、その位相における輝度を所定の期待値と比較する。輝度と所定の期待値との差分が一定の閾値以下である場合には、その位相を微調整サイクルＳ２での最適位相とし、輝度と所定の期待値との差分が一定の閾値より大きい場合には、分散Ｗ３がその次に小さな位相において、輝度と所定の期待値との差分が一定の閾値以下であるかを判断する。微調整サイクルＳ２での最適位相がＡＤクロック信号ＡＣＫの最適位相として決定される。ここでは、Ｐ２１のＡ７をＡＤクロック信号ＡＣＫの最適位相として決定される。

上記において、位相を１回ずらすのに要する時間をＴとした場合、ＡＤクロック信号ＡＣＫの位相調整に要する時間は、Ｐ２１（Ａ１〜Ａ７）に示すように７Ｔとなる。従来の位相調整に要する時間は、１周期の期間にわたって位相シフトの最小単位間隔τ０でずらしていくため、Ｐ２２（Ｂ１〜Ｂ１２）に示すように１２Ｔとなる。したがって、位相調整を粗調整サイクルＳ１、微調整サイクルＳ２の２段階にすることによって、所要時間を５Ｔ削減することができ、位相調整の高速化が実現されている。

基準サンプルパルスＤＳ１、ピークサンプルパルスＤＳ２およびＡＤクロック信号ＡＣＫの２段階位相調整にかかる時間Ｐ１，Ｐ１１，Ｐ２１の合計値は７Ｔ＋９Ｔ＋７Ｔ＝２３Ｔとなる。従来の位相調整の場合には１２Ｔ＋１２Ｔ＋１２Ｔ＝３６Ｔである。２段階位相調整を行うことにより、全体として所要時間を１３Ｔ削減することができ、位相調整の高速化が実現されている。

次に、ピークサンプルパルスＤＳ２の微調整サイクルＳ２を３回（ステップＳ１５のＫをＫ＝３）繰り返した場合について、図９を用いて説明する。図９は図６におけるＰ１の位相Ａ５〜Ａ７付近を拡大した図である。

微調整サイクルＳ２において、ピークサンプルパルスＤＳ２の位相をＰ３１のＡ５−１〜Ａ７−１のように位相シフトの最小単位間隔τ０でずらしていき、輝度レベル算出（Ｓ１２）において輝度レベルＷ２が最大となる位相を検出する。ここで、Ｐ３１では位相Ａ６−１が検出されたとする。

同様にして、Ｐ３２のＡ５−２〜Ａ７−２における輝度レベルＷ２が最大となる位相としてＡ５−２が検出され、Ｐ３３のＡ５−３〜Ａ７−３における輝度レベルＷ２が最大となる位相としてＡ５−３が検出されたとする。

この場合、Ａ５（２回）およびＡ６（１回）での輝度レベルＷ２の３回の平均を算出し、比較する。ここで、Ａ５の輝度レベルＷ２の平均値ＸとＡ６の輝度レベルＷ２の平均値Ｙの関係がＸ＞Ｙとなった場合、Ａ５を微調整サイクルＳ２での最適位相として検出し、ピークサンプルパルスＤＳ２の最適位相として決定される。このことは、Ａ６のピークがノイズに起因していると想像される。

この調整方法により、ノイズ等により瞬間的に輝度レベルが増大している位相を最適位相として誤決定することを防止することができる。つまり、ピークサンプルパルスＤＳ２の最適位相を本来どおりにＡ５と決定することができ、位相調整の精度向上を図ることができる。

ピークサンプルパルスＤＳ２の位相調整において、微調整サイクルＳ２を３回繰り返し、基準サンプルパルスＤＳ１およびＡＤクロック信号ＡＣＫの位相調整は各１回の調整により位相を決定した場合、位相調整に要する全時間は、位相を１回ずらすのに要する時間をＴとした場合、１３Ｔ＋９Ｔ＋７Ｔ＝２９Ｔとなる。したがって、従来の位相調整にかかる時間３６Ｔより７Ｔ速く調整することができる。さらに、ピークサンプルパルスＤＳ２の位相調整の精度が向上する。

基準サンプルパルスＤＳ１およびＡＤクロック信号ＡＣＫに関しても同じことがいえる。

これまで説明してきた方法によって、基準サンプルパルスＤＳ１、ピークサンプルパルスＤＳ２およびＡＤクロック信号ＡＣＫの各位相を自動で調整することが可能となる。したがって、組み込むシステムが変更された場合や、撮像素子２自体が交換された場合や、外的要因（温度、経年劣化等）によって撮像素子２の特性が変化した場合においても、ユーザ仕様および製品製造時に適切な信号（色）や周期と位相調整量を特定することにより、タイミングジェネレータ６から出力されるパルスの位相を自動調整することが可能となる。しかも、各パルスの特性を考慮した上で個別の方法でパルスの位相を画質面と速度面において最適な条件でを調整しているので、高精度・高速度な自動調整が可能となる。

以上で説明したように本実施の形態によれば、基準サンプルパルスＤＳ１、ピークサンプルパルスＤＳ２およびＡＤクロック信号ＡＣＫのすべてにおいて位相調整を行っており、しかも、各パルスの特性を考慮した上で個別の方法でパルスの位相を調整しているので、高精度な自動調整が可能となる。

また、外的要因（温度、経年劣化等）によって撮像素子２の特性が変化し、かつシャッタースピードが速い高速撮影が要求される場合においても、タイミングジェネレータ６から出力されるパルスの位相を自動調整することが可能となる。

なお、３つのパルスのうちいずれか１つまたはいずれか２つの位相を調整するのでもよい。

なお、構成要素である輝度レベル検出部１１、分散演算部１２、タイミング調整部１３はハードウェアとして回路で構成することも可能であり、マイコンを用いてソフトウェアで実現することも可能である。その他にも、これまで述べてきた実施の形態はあくまで一例に過ぎず、様々な変形が可能であることはいうまでもない。また、ＡＤクロック信号ＡＣＫの２段階位相調整の精度向上として、以下の変形も可能である。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、ＡＤクロック信号ＡＣＫの位相調整の精度をさらに向上させるものである。

図１０はＡＤクロック信号ＡＣＫの位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャートを示す図である。また、図４におけるＮをＮ＝３、ＬをＬ＝１としている。

粗調整サイクルＳ１では、基準サンプルパルスＤＳ１およびピークサンプルパルスＤＳ２の位相を最適値として固定してＡＤクロック信号ＡＣＫの位相をＰ４１のＡ１〜Ａ４のように位相シフトの最小単位間隔τ０の３倍間隔τ３でずらしていき、分散の算出（Ｓ１２）において、分散Ｗ３が最も小さな値となる位相を検出する。このとき、図１０に示すように分散Ｗ３が小さくなる分散値小部分３１，３２が２つある場合、各分散値小部分３１，３２での分散Ｗ３が最小となる位相（Ｐ４１のＡ２とＡ４）の両方に関して検出された各位相における輝度レベルと所定の期待値との比較を行い、各分散値小部分３１，３２においてそれぞれ１つずつの位相を粗調整サイクルＳ１での一応の最適位相として検出する。ここでは、Ｐ４１のＡ２とＡ４が検出される。

次に、ＡＤクロック信号ＡＣＫの位相をＰ４２のＡ５−１〜Ａ７−１とＡ５−２〜Ａ７−２のように位相シフトの最小単位間隔τ０でずらしていき、各分散値小部分３１，３２で分散Ｗ３の算出（Ｓ１２）を行い、分散Ｗ３が最小となる位相を各分散値小部分３１，３２で検出する。検出された各位相における輝度レベルと所定の期待値との比較を行い、各分散値小部分３１，３２においてそれぞれ１つずつの位相を微調整サイクルＳ２での最適位相として検出する。ここでは、Ｐ４２のＡ５−１とＡ７−２が検出される。

次に、微調整サイクルＳ２で検出された位相Ｐ４２のＡ５−１とＡ７−２においてＳ／Ｎを算出し、Ｓ／Ｎが大きい値となる位相をＡＤクロック信号ＡＣＫの最適位相として決定される。ここでは、位相Ｐ４２のＡ７−２がＡＤクロック信号ＡＣＫの最適位相として決定される。

しかし、仮に分散値小部分３１内の位相にＡＤクロック信号ＡＣＫを調整し、取り出した映像信号の色がＧ（緑）、分散値小部分３２内の位相にＡＤクロック信号ＡＣＫを調整し、取り出した映像信号の色がＲ（赤）とした場合、Ｐ４２のＡ５−１とＡ７−２のうちどちらをＡＤクロック信号ＡＣＫの最適位相とするかによって映像信号の色が変わってしまう。また、ＤＳＰ２０側でアナログフロントエンド１０から入力される映像信号の色の順番は決まっているため、色が反転するおそれがある。

そこで、各分散値小部分３１，３２で検出された位相の輝度レベルを比較することにより色を判断し、Ｓ／Ｎの比較によりＡＤクロック信号ＡＣＫの最適位相として決定された信号の色が、ＤＳＰ２０側で決まっている色と異なる場合は、ＤＳＰ２０側の設定を変えることにより映像信号の色反転を防止する。以上の方法により高精度にＡＤクロック信号ＡＣＫの位相を調整することができる。

以上の説明では撮像素子２および光学レンズ１の交換を必要としないデジタルスチルカメラを例としたが、撮像素子２および光学レンズ１の交換が必要となる医療カメラにおいても前述の位相調整方法により位相調整が可能である。

なお、以上で説明した実施の形態はあくまでも一例であり、発明の主旨の範囲内で様々に変更可能であることはいうまでもない。

本発明によって、デジタルスチルカメラまたは医療カメラにおける撮像に用いるパルスのタイミング調整を自動かつ高速に行うことが可能になるため、少なくともデジタルスチルカメラまたは医療カメラにおいて利用可能性がある。

本発明の実施の形態１における位相調整装置搭載のデジタルカメラの全体的な構成を示すブロック図 撮像素子から出力される信号成分を時系列で表した図 本実施の形態１における位相調整方法の切り替え部を示す図 本発明の実施の形態における高速位相調整モード時の動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態における位相調整の全体的な動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態１においてピークサンプルパルスの位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャート 本発明の実施の形態１において基準サンプルパルスの位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャート 本発明の実施の形態１においてＡＤクロック信号の位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャート 本発明の実施の形態１においてピークサンプルパルス位相調整の微調整サイクルを３回行った場合の例を示す図 本発明の実施の形態２においてＡＤクロック信号の位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャート 特許文献１の全体構成を示す図

符号の説明

１ 光学レンズ
２ 撮像素子
３ 相関二重サンプリング部（ＣＤＳ）
４ 自動利得制御部（ＡＧＣ）
５ ＡＤ変換器（ＡＤＣ）
６ タイミングジェネレータ（ＴＧ）
７ 垂直ドライバ
１０ アナログフロントエンド
１１ 輝度レベル検出部
１２ 分散演算部
１３ タイミング調整部
１４ シフト間隔切替手段
２１ 通常位相調整モード
２２ 高速位相調整モード
２３ 位相調整なしモード
ＡＣＫ ＡＤクロック信号
Ｃ 撮影条件
ＤＳ１ 基準サンプルパルス
ＤＳ２ ピークサンプルパルス
Ｅ１ 位相調整装置
Ｅ２ 位相調整駆動装置
Ｓ１ 粗調整サイクル
Ｓ２ 微調整サイクル
Ｓａ アナログ撮像信号
Ｓｄ デジタル撮像信号
Ｗ２ 輝度レベル
Ｗ３ 分散
τ０ 位相シフトの最小単位間隔
τ２ 最小単位間隔τ０の２倍間隔
τ３ 最小単位間隔τ０の３倍間隔

Claims (18)

1. 撮像素子で得られたアナログ撮像信号を画素毎にデジタル値に変換することにより得られるデジタル撮像信号が入力され、前記デジタル撮像信号に基づいて撮像に用いられるパルスの位相を調整する位相調整装置であって、
   所定の位相シフト間隔で検出対象の画素を順次に指定しながら複数の画素について前記デジタル撮像信号の輝度レベルを検出する輝度レベル検出部と、
   前記輝度レベル検出部による前記輝度レベルが所定値または所定範囲の位相を前記パルスの最適位相として位相調整を行うタイミング調整部と、
   撮影条件に応じて前記輝度レベル検出部の前記位相シフト間隔を切り替えるシフト間隔切替手段とを備えた位相調整装置。
2. 前記シフト間隔切替手段は、通常モードでは前記位相シフト間隔を小間隔に固定し、位相調整を高速で行う高速モードでは初期の粗調整サイクルとそれに続く微調整サイクルとの２段階に分け、前記位相シフト間隔を前記粗調整サイクルでは大間隔に設定し前記微調整サイクルでは小間隔に設定する請求項１に記載の位相調整装置。
3. 撮像素子で得られたアナログ撮像信号を画素毎にデジタル値に変換することにより得られるデジタル撮像信号が入力され、前記デジタル撮像信号に基づいて撮像に用いられるパルスの位相を調整する位相調整装置であって、
   粗調整サイクルにおいて大きい位相シフト間隔で検出対象の画素を順次に指定しながら複数の画素について前記デジタル撮像信号の輝度レベルを検出することにより輝度レベルが所定値または所定範囲となる位相を一応の最適位相に仮決定し、続く微調整サイクルにおいて前記一応の最適位相を基準にして小さい位相シフト間隔で検出対象の画素を順次に指定しながら複数の画素について前記デジタル撮像信号の輝度レベルを検出することにより輝度レベルが所定値または所定範囲となる位相を割り出す輝度レベル検出部と、
   前記輝度レベル検出部による前記微調整サイクルでの輝度レベルが所定値または所定範囲の位相を前記パルスの最適位相として位相調整を行うタイミング調整部とを備えた位相調整装置。
4. 前記小間隔は位相シフトの最小単位間隔であり、前記大間隔は前記位相シフトの最小単位間隔の２以上の整数倍の倍間隔である請求項２または請求項３に記載の位相調整装置。
5. 前記倍間隔の位相シフト間隔は可変可能である請求項４に記載の位相調整装置。
6. 前記粗調整サイクルと前記微調整サイクルのうち少なくともいずれか一方は複数回繰り返す請求項２から請求項５までのいずれかに記載の位相調整装置。
7. 前記位相調整対象のパルスは、前記撮像素子から出力されるアナログ撮像信号のレベルを検出するためのピークサンプルパルスと、相関二重サンプリングの基準となる信号レベルを検出するための基準サンプルパルスの少なくともいずれか一方のパルスである請求項１から請求項６までのいずれかに記載の位相調整装置。
8. さらに、所定の位相シフト間隔で検出対象の画素を順次に指定しながら複数の画素について前記デジタル撮像信号の画素間の信号ばらつきを示す分散を算出する分散演算部を備え、前記タイミング調整部は、前記輝度レベル検出部と前記分散演算部の演算結果に応じて前記パルスの最適位相を割り出すように構成されている請求項１から請求項７までのいずれかに記載の位相調整装置。
9. 前記シフト間隔切替手段は、撮影条件に応じて前記分散演算部の前記位相シフト間隔を切り替える請求項８に記載の位相調整装置。
10. 前記位相調整対象のパルスは、外部のＡＤ変換器へ供給されるＡＤクロック信号である請求項８または請求項９に記載の位相調整装置。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の位相調整装置と、
    前記パルスとして、前記撮像素子から出力される撮像信号のピークレベルを検出するためのピークサンプルパルスと、相関二重サンプリングの基準となる信号レベルを検出するための基準サンプルパルスと、外部のＡＤ変換器へ供給されるＡＤクロック信号の少なくともいずれか１つを生成するタイミングジェネレータとを備えた位相調整駆動装置。
12. 請求項１１に記載の位相調整駆動装置と、撮像素子と、レンズユニットとを備えたデジタルカメラ。
13. 撮像に用いられるパルスの位相を調整するための位相調整方法であって、
    前記パルスの位相を大きい位相シフト間隔で順次にシフトさせながら、各位相で輝度レベルを検出することにより、輝度レベルが所定値または所定範囲の位相を一応の最適位相に仮決定する粗調整サイクルと、
    前記一応の最適位相を基準にして前記パルスの位相を小さい位相シフト間隔で順次にシフトさせながら、各位相で輝度レベルを検出することにより、輝度レベルが所定値または所定範囲の位相を最終的な最適位相に決定する微調整サイクルとを含む位相調整方法。
14. 前記大きい位相シフト間隔は位相シフトの最小単位間隔の２以上の整数倍の倍間隔であり、前記小さい位相シフト間隔は前記最小単位間隔である請求項１３に記載の位相調整方法。
15. 前記粗調整サイクルと前記微調整サイクルのうち少なくともいずれか一方は複数回繰り返す請求項１３または請求項１４に記載の位相調整方法。
16. 前記位相調整対象のパルスは、前記撮像素子から出力されるアナログ撮像信号のレベルを検出するためのピークサンプルパルスと、相関二重サンプリングの基準となる信号レベルを検出するための基準サンプルパルスの少なくともいずれか一方のパルスである請求項１３から請求項１５までのいずれかに記載の位相調整装置。
17. 前記粗調整サイクルと前記微調整サイクルの組み合わせのモードに加えて、前記位相シフト間隔が固定のまま前記パルスの位相を順次にシフトさせながら前記輝度レベルを検出することにより、輝度レベルが所定値または所定範囲の位相を最終的な最適位相に決定するモードを有し、前記両モードを撮影条件に応じて切り替える請求項１３から請求項１６までのいずれかに記載の位相調整方法。
18. さらに、
    前記パルスの位相を大きい位相シフト間隔で順次にシフトさせながら、各位相で前記デジタル撮像信号の画素間の信号ばらつきを示す分散を算出することにより、分散が最小となる位相を一応の最適位相に仮決定する粗調整サイクルと、
    前記一応の最適位相を基準にして前記パルスの位相を小さい位相シフト間隔で順次にシフトさせながら、各位相で分散を算出ることにより、分散が最小となる位相を最終的な最適位相に決定する微調整サイクルとを含む請求項１３から請求項１７までのいずれかに記載の位相調整方法。

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