JP2010045495A - 撮像装置及びそのスミア補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高速演算手段を使用しなくても、スミア発生に起因するアンダー露出を簡単な構成、処理により防止できる撮像装置のスミア補正方法を提供する。
【解決手段】予め、前記撮像装置を基準露出条件でモニタモード撮影動作させて、基準輝度の平面被写体にスミア発生原因を配置した状態で撮影した映像信号出力から基準スミア出力を取得する段階、スミア発生原因の無い状態で前記基準輝度の平面被写体を撮影した映像信号出力から基準映像信号出力を取得する段階、前記基準映像信号出力と基準スミア出力から基準補正量を取得して記憶する段階を含み、前記撮像装置の使用状態において、モニタモード撮影中の映像信号出力を前記記憶した基準補正量により補正して、スチル撮影時の露出補正量を求める段階を含む。
【選択図】図８

Description

本発明は、デジタルカメラなどの撮像装置及び撮像装置におけるスミア補正方法に関する。

従来のデジタルカメラ等の露出装置として、インターライン転送型のＣＣＤイメージセンサが使用されている。ＣＣＤイメージセンサは、高輝度の被写体光が入射した場合、電荷転送部を遮光する遮光膜開口縁で反射・回折した被写体光により受光部の深部での電荷発生、拡散により電荷が電荷転送部に蓄積されて画像の垂直方向の信号電荷がオフセットされることや、高輝度被写体で飽和したときは帯状の白飛びが発生するスミア現象を生じることがあった。

このスミア現象を信号処理により補正する従来方式としては、スミアとなる固定パターンノイズ信号を検出してこの固定パターンノイズ信号をライン情報として記憶し、このＣＣＤイメージセンサの有効画素部分の出力信号（映像データ）からこの固定パターンノイズ信号を減算することにより、この固定パターンノイズを除去する方法（特許文献１）や、スミア成分を含む現フィールドの映像データから、前フィールドのスミア成分のみの映像データを基に演算処理で求めた現フィールドのスミア成分に相当する映像データを減算する方法（特許文献２）が知られている。
特開平７-６７０３８号公報 特開平１１-１７７８８８号公報

しかしながら従来は、撮像する毎にスミア成分を演算により求めて画素データから減算しているので、演算量が多く、高速の演算手段が必要であった。

また、コンパクトデジタルカメラは、機械シャッタを開放した状態で撮像を繰り返して映像をディスプレイに表示するモニタモード（スルーモード）撮影機能を備えている。このモニタモード撮影中にレリーズボタンが押されると、モニタモード撮影で取得した映像データに基づいて露出値を設定し、その露出値でスチル撮影して、映像データをメモリに書き込んでいる。モニタモード撮影では機械的シャッタを開放に保持しているのに対して、スチル撮影では、機械シャッタを一旦閉じてから開閉して撮像している。したがって、機械シャッタを開放しているモニタモード撮影時に発生するスミア成分は、機械シャッタを開閉するスチル撮影時にはほぼ無くなる。そのため、スミアが発生した状態のモニタモード撮影中にモニタモードで撮影した映像信号から求めた露出条件でスチル撮影すると、アンダー露出になってしまう。また、モニタモード撮影時のスミア成分に基づいてスチル撮影時の映像データを除去すると、スチル撮影時には実際のスミア成分よりも過多な成分を除去してしまうおそれがあった。

本発明はかかる従来のスミア補正技術に鑑みてなされたものであって、高速演算手段を使用しなくても、スミア発生に起因するアンダー露出を簡単な構成、処理により防止できる撮像装置のスミア補正方法を提供することを目的とする。

本発明は、モニタモード撮影時のスミアに比してスチル撮影時のスミアの方が少ない点を見いだしてなされたものである。かかる観点に基づき、前記目的を達成するために本発明は、受光素子が蓄積した電荷を列毎に垂直ＣＣＤに転送し、出力するＣＣＤイメージセンサを備えた撮像装置のスミア補正方法であって、予め、前記撮像装置を基準露出条件でモニタモード撮影動作させて、基準輝度の平面被写体にスミア発生原因を配置した状態で撮影した映像信号出力から基準スミア出力を取得する段階、スミア発生原因の無い状態で前記基準輝度の平面被写体を撮影した映像信号出力から基準映像信号出力を取得する段階、及び前記基準映像信号出力と基準スミア出力から基準補正量を取得して記憶する段階を含み、前記撮像装置の使用状態において、モニタモード撮影中の映像信号出力を前記記憶した基準補正量により補正して、スチル撮影時の露出補正量を求める段階を含むことに特徴を有する。

本発明の撮像装置のスミア補正方法にあってはさらに、予め、前記撮像装置を基準露出条件でモニタモード撮影動作させているときに、前記基準輝度の平面被写体にスミア発生原因を配置した状態で前記ＣＣＤイメージセンサを露光して垂直ＣＣＤ上の電荷のみを出力させて基準スミア出力を求める段階と、基準輝度の平面被写体を基準フレームレートでモニタモード撮影し、前記ＣＣＤイメージセンサを遮光してから画素電荷を出力させて基準映像信号出力を得る段階と、前記基準補正量として、前記基準スミア出力と基準映像信号出力から基準補正比を求める段階とを有し、前記基準補正比と前記基準露出条件を記憶する段階を含むことが好ましい。

より実際的にはさらに、前記撮像装置の使用状態において、モニタモード撮影により駆動されている前記ＣＣＤイメージセンサから出力された映像信号出力からＡＥ用データを取得し、スミアが発生していると判断したときは、前記ＡＥ用データを取得したときの現露出条件と前記記憶した前記基準露出条件及び前記基準補正比から現補正比を求める段階と、列ごとに、映像信号出力と前記現補正比から現スミア出力を求めて現補正量を設定する段階とを含む。

撮像装置に関する本発明の特徴は、受光素子が蓄積した電荷を列毎に垂直ＣＣＤに転送し、出力するＣＣＤイメージセンサを備えた撮像装置であって、予め前記撮像装置を、基準露出条件によりモニタモード撮影動作させながら、基準輝度の平面被写体にスミア発生原因を配置した状態で前記ＣＣＤイメージセンサを露光して垂直ＣＣＤ上の電荷を出力させた基準スミア出力と、前記基準輝度の平面被写体を前記基準露出条件でモニタモード撮影し、前記ＣＣＤイメージセンサを遮光してから画素電荷を出力させた基準映像信号出力とから求めた基準補正比と、前記基準露出条件を記憶した記憶手段と、前記撮像装置の使用状態において：モニタモード撮影により駆動されている前記ＣＣＤイメージセンサから出力された映像信号出力からＡＥ用データを取得し、スミアが発生していると判断したときは、前記ＡＥ用データを取得したときの現露出条件と前記記憶手段に記憶した前記基準露出条件及び前記基準補正比から現補正比を求め、列ごとに、映像信号出力と前記現補正比から現スミア出力を求めてスチル撮影用の現補正量を設定する制御手段を備えたことに特徴を有する。

本発明は、前記ＣＣＤイメージセンサはインタレース転送型のＣＣＤイメージセンサを使用した撮像装置に適している。

以上の通り本発明によれば、モニタモード撮影時に発生したスミア成分を除いた映像データに基づいてスチル撮影時の露出値を設定できるので、スチル撮影時に露出値がアンダーになるのを防止できる。

本発明について、添付図に示した実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明を適用する撮像装置の一実施形態の主要構成をブロックで示した図である。この撮像装置は、撮影レンズＬによって形成された被写体像をＣＣＤイメージセンサ１１で撮影するコンパクトデジタルカメラである。撮影レンズＬの途中には、機械的なシャッタ及び絞りとして機能する絞り・シャッタユニット３１が設けられている。

このＣＣＤイメージセンサ１１は、制御部１５の制御下で動作するＣＣＤ駆動回路１３によって、モニタモード撮影及びスチル撮影動作する。制御部１５には、各種データを格納するフラッシュＲＯＭ１５ａ、ＡＥ用データなどを一時的に格納するＲＡＭ１５ｂが搭載されている。

ＣＣＤイメージセンサ１１が撮像し、出力した映像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）１７でノイズが除去され、Ａ／Ｄ変換器１９でデジタル信号に変換されてＲＡＷデータが生成され、ＲＡＷデータ回路２１に一時的にメモリされる。そうしてＲＡＷデータ回路２１から、画像処理回路２３とＡＥデータ処理回路２５に送られる。画像処理回路（ＤＳＰ）２３は、ＲＡＷデータに所定の画像信号処理（ホワイトバランス調整、ガンマ補正等）を施してモニタ表示用の映像データに変換してモニタ３５に表示し、また、ＲＡＷデータのまま、あるいはＪＰＥＧデータ等に変換してメモリ３７に書き込む。

ＡＥデータ処理回路２５に送られたＲＡＷデータは、ＡＥ演算に使用する領域のデータがＡＥ用データに変換されて、ＡＥ演算回路２７によって露出値が演算され、露出値が制御部１５に送られる。制御部１５では、撮影モード、露出値等に応じて、絞り値及びシャッタ速度等の現露出条件を設定する。例えば、モニタモード撮影の場合は、フレームレート、開放絞り値における電子シャッタ速度を設定してそのフレームレート、電子シャッタ速度でＣＣＤ駆動回路１３を介してＣＣＤイメージセンサ１１を駆動して撮像し、撮像した映像をモニタ３５に表示する。スチル撮影の場合は、絞り・シャッタユニット３１による絞り値及び機械シャッタ速度、高輝度等の場合はさらに電子シャッタ速度を設定して、絞り・シャッタ駆動回路３３を介して絞り・シャッタユニット３１を駆動するとともにＣＣＤ駆動回路１３を介してＣＣＤイメージセンサ１１を駆動して撮像し、撮像した映像データをメモリ３７に書き込む。

このＣＣＤイメージセンサ１１は、インターライン転送型である。図２には、ＣＣＤイメージセンサ１１において、スミア発生原因となる高輝度点光源からの光を受けてスミアが発生した様子を模式化して示した。このＣＣＤイメージセンサ１１は、各フォトダイオードＰＤ１１ａが受けた被写体光を光電変換して蓄積し、蓄積した電荷を画素単位で一斉に垂直ＣＣＤ１１ｂに転送し、各垂直ＣＣＤ１１ｂから水平ＣＣＤ１１ｃに１水平ライン単位で転送して、水平ＣＣＤ１１ｃから１水平ラインの画素毎に逐次電圧に変換して画素単位の映像信号として出力する。

ここで、一部のフォトダイオードＰＤ１１ａ、垂直ＣＣＤ１１ｂに高輝度光が入射すると、その垂直ＣＣＤ１１ｂにスミアとなる電荷が蓄積されてしまう。そのため、垂直ＣＣＤ１１ｂのスミア発生部分を通って転送される電荷には、そのスミア成分の電荷が加算されてしまう。

モニタモード撮影の場合は、絞り・シャッタユニット３１が開放状態に保持されているので、ＣＣＤイメージセンサ１１のフォトダイオードＰＤ１１ａ、垂直ＣＣＤ１１ｂは常に被写体光を受けていて、垂直転送中も垂直ＣＣＤ１１ｂにスミア成分の蓄積が継続されて、スミア成分が多くなる。

一方、スチル撮影の場合は、絞り・シャッタユニット３１が一端閉じて、フォトダイオードＰＤ１１ａ、垂直、水平ＣＣＤ１１ｂ、１１ｃの電荷が掃き出された後、絞り・シャッタユニット３１が設定された絞り値、シャッタ速度で開閉駆動されるので、ＣＣＤイメージセンサ１１は絞り・シャッタユニット３１が開放されている間のみ被写体光を受ける。そうして、絞り・シャッタユニット３１が閉じてから、フォトダイオードＰＤ１１ａが光電変換して蓄積された電荷が垂直ＣＣＤ１１ｂに転送され、水平ＣＣＤ１１ｃから読み出される。このように制御されるスチル撮影の場合、ＣＣＤイメージセンサ１１は露出時間中しか被写体光を受けないので、モニタモード撮影の場合に比較してスミアの量が少ない。モニタモード撮影時のＣＣＤ出力レベルとスチル撮影時のＣＣＤ出力レベルの違いを図３にグラフ化して示した。

以上の通り、モニタモード撮影時にスミアが発生すると、スミアが発生した垂直ＣＣＤ１１ｂによって転送される全画素の信号電荷に加算されてしまう。そのため、モニタモード撮影時の映像信号の出力レベルに基づいてスチル撮影時の露出値を設定すると、実際のスチル撮影時にはモニタモード撮影時に加算されたスミア相当分アンダー露出設定になってしまう。

本発明は、モニタモード撮影においてスミアを検出し、スミアを検出した場合は、予め設定した露出補正値により、スチル撮影における露出値を補正することにより、スチル撮影においてアンダー露出となるのを防止することに特徴を有する。この発明の特徴について、さらに図４乃至図６に示した実施形態を参照して説明する。

この実施形態では予め、例えばデジタルカメラの製造工程において、そのデジタルカメラにおけるスミアの発生状態を測定する。ここではまず、スミアの無い状態で基準輝度の平面被写体を撮影した映像データから基準出力を取得し、さらにスミアを発生させた状態で撮影した映像データから基準スミア出力を取得して、これらの基準出力と基準スミア出力から基準補正量を取得する。

この基準補正量取得システムの概要を図４に示した。この基準補正量取得システムでは、基準撮影条件（基準絞り値、基準フレームモード、（基準シャッタ速度）、及び基準ＩＳＯ感度な）で拡散面光源１１１を撮影する。拡散面光源１１１は基準輝度の白色平面被写体を構成し、この拡散面光源１１１から、基準輝度の測定光を発散させる。拡散面光源１１１から射出した測定光は、撮影レンズＬ、基準絞り値の絞り・シャッタユニット３１を通って、ＣＣＤイメージセンサ１１に入射する。つまり、輝度分布が均一な拡散面光源１１１の像がＣＣＤイメージセンサ１１上に投影される。絞り・シャッタユニット３１は、絞り・シャッタ駆動回路３３によって、基準の絞り値となるように駆動制御され、ＣＣＤイメージセンサ１１は、ＣＣＤ駆動回路１３によって、モニタモード及びスチルモードのいずれかのモードで撮影駆動される。モニタモードでは、設定された基準フレームモード及び基準絞り値で駆動され、スチルモードでは基準絞り値及び基準シャッタ速度で駆動される。

モニタモードでは、基準絞り値において、ＣＣＤイメージセンサ１１を基準フレームレート（fps）、で駆動してモニタモード撮影する。ＣＣＤイメージセンサ１１がモニタモード撮影して出力した映像信号は、アナログフロントエンド部１０１において基準のＩＳＯ感度用のゲインで増幅され、ＡＥ用データが取得され、演算部１０３において、基準露出量が算出されてメモリされる。
なお、アナログフロントエンド部１０１、演算部１０３は、デジタルカメラに搭載されたアナログフロントエンド部を利用してもよいが、別途、基準補正量取得システムとして用意した回路をＣＣＤイメージセンサ１１に接続する構成とする方が一般的である。

次に、前記モニタモード撮影中に、拡散面光源１１１の前にスミア発生原因（高輝度の点光源）を入れてスミアを発生させ、スミアが含まれた映像信号から、前記同様にＡＥ用データが取得され、スミア出力が取得される。

図５（Ａ）、（Ｂ）に、モニタモードで拡散面光源１１１を撮影したとき及び拡散面光源１１１にスミア発生原因となる高輝度被写体１１３を配置してスミアを発生させて撮影したときのＡＥ用データを画素マトリックスとして示した。高輝度被写体１１３としては、ハロゲン電球、ＬＥＤなどの高輝度光源を使用できる。この実施形態では、ＡＥ用データとしてｎ列ｍ行分の画素データを使用する。図５（Ａ）はスミアの発生が無い面光源像のＡＥデータ（露出値）、図５（Ｂ）はスミアが発生した場合のＡＥデータ（露出値）を示している。なお、拡散面光源１１１だけでも、ある程度明るい場合は基準スミア出力を得ることができる。スミアには、以下の特徴(ｉ）、（ii）がある。

(ｉ）スミアの発生は垂直ＣＣＤ１１ｂの転送に起因し、スミアが発生した垂直ＣＣＤ１１ｂによって転送される出力に含まれるスミア量は等しい、という特徴を有する。
（ii）さらに図５（Ｃ）にグラフで示したように、スミアの量はその輝度に比例する、という特徴を有する。

以上のスミアの特徴（ｉ）、（ii）に基づきなされた本発明の撮像装置のスミア補正方法について、さらに詳細に説明する。基準補正量及び基準補正比は、図４に示した基準補正量取得システムを使用して、予め製造段階において求め、撮像装置に搭載されるメモリ、この実施形態ではフラッシュＲＯＭ１５ａに書き込む。

「モニタモードによる撮影」
モニタモード撮影しながら、以下の処理を実行する。ここで、絞り値は基準絞り値、フレームレートは基準フレームレート、ＩＳＯ感度は基準ＩＳＯ感度に設定してある。

「基準補正量」
１-１ ＣＣＤイメージセンサ１１を遮光せず、フォトダイオードＰＤ１１ａ上の電荷を垂直ＣＣＤ１１ｂに転送しないで、垂直ＣＣＤ１１ｂのみを出力する。つまり、絞り・シャッタユニット３１を基準絞りに開いた状態で、基準フレームレートに対応する時間露光した後に、垂直ＣＣＤ１１ｂ上の電荷のみ出力する。ＡＥデータ領域内（測光領域内）の垂直ＣＣＤ１１ｂの出力中、スミアが発生している垂直ＣＣＤ１１ｂの出力を基準スミア出力（そのレベル）とする。この処理によって得られた基準スミア出力が基準補正量となる。
基準スミア出力＝基準補正量 ・・・式１-１

なお、スミアが発生しているか否か、発生している列は、例えば、隣り合う列の画素単位で求めた出力の差の和、または列単位で出力の和をとって隣り合う列の和の差の絶対値を求めることにより判別できる。また、スミアの発生は複数列に及ぶこともあるので、スミアが発生した全ての列について求め、平均値をとる等の処理を行う。

「基準ＰＤ出力」
１-２ 次に、ＣＣＤイメージセンサ１１を遮光して、フォトダイオードＰＤ１１ａ上の電荷のみ転送する。つまり、１フレーム分のフォトダイオードＰＤ１１ａの電荷を、スチル撮影同様に、絞り・シャッタユニット３１を閉鎖してから（垂直ＣＣＤ１１ｂ上の電荷を掃き出してから）、垂直ＣＣＤ１１ｂに転送して出力する。ＣＣＤイメージセンサ１１は遮光されているので、フォトダイオードＰＤ１１ａが光電変換した電荷のみからなる映像信号が出力される。出力された映像信号出力を、基準ＰＤ出力（レベル）とする。この基準ＰＤ出力には垂直ＣＣＤ１１ｂ上のスミア成分が含まれていない。

「基準補正比」
１-３ 上記１-１及び１-２の処理によって得られた二つの出力の比、基準スミア出力と基準ＰＤ出力の比（レベル比）をとって、基準補正比とする。
基準補正比＝基準スミア出力／基準ＰＤ出力 ・・・式１-３

「現補正量算」
スミアの特徴(ｉ)に基づき、通常のモニタモード撮影により得られたＡＥデータから、列ごとに現補正量を算出する。この現補正量は、現スミア出力と略等しい。
現補正量＝現スミア出力

前記１-３の処理で求めた基準補正比、基準露出条件である基準露出データ（基準ＩＳＯ感度、基準絞り値、基準フレームレート）と、ＡＥデータを取得したときの現露出条件である現露出データ（現ＩＳＯ感度、現絞り値、現フレームレート）に基づき、現補正比を下記式により求める。
現補正比
＝基準補正比×（現ＩＳＯ感度／基準ＩＳＯ感度）×（基準絞り値²）／（現絞り値²）×（基準フレームレート／現フレームレート） ・・・式１-４
ここで、現ＩＳＯ感度は現在設定されている実際のＩＳＯ感度、現絞り値は現在設定されている実際の絞り値、現フレーレートは現在駆動中の実際のフレームレート（fps）である。

実際に得られるＡＥ用データのｘ-ｙマトリックスのｘ列目の内訳を図６（Ａ）に示し、電荷が一行移動する毎に加算されるスミア出力を図６（Ｂ）に示し、ＰＤ出力とスミア出力それぞれの和を棒グラフ化して図６（Ｃ）に示した。ここで、
図６（Ｂ）と特徴（ii）より、同一の垂直ＣＣＤ１１ｂを転送されるＰＤ出力とスミアの比はどの行でも等しく、
図６（Ａ）と特徴（ｉ）より、各行のスミア発生の総和が、各行のＰＤ出力に加算されている（各行のスミアの量が略等しい）ことが分かる。
かかる分析に基づき、以下の方法により現スミア出力を求めることができる。

「現スミア出力」
２-１ 特徴（ｉ）、（ii）に着目すると、ｘ列目の現スミア出力は下記式によって表すことができる。
現スミア出力
＝Σy行目のＰＤ出力（y=1, 2, ・・・, m）×現補正比 ・・・式２-１
ただし、ｙは行を表し、mは正の整数を表す。
なお、本願において、Σy行目のＰＤ出力（y=1, 2, ・・・, m） は、ある一列におけるｙ=１乃至ｍ、すなわち、１行乃至ｍ行までの各行のＰＤ出力の和を表す。

「列の全出力和」
２-２ 各行の現スミア出力の総和を考慮すると、ＰＤ出力及び現スミア出力を含む列の全出力は、下記式によって表すことができる。
Σy行目の出力（y=1, 2, ・・・, m）
＝Σy行目のＰＤ出力（y=1, 2, ・・・, m）＋現スミア出力×m ・・・式２-２

「現スミア出力」
２-３ 上記式２-１、式２-２より、Σy行目の出力（y=1, 2, ・・・, m）と現補正比は既知なので、現スミア出力を下記式２-３によって求めることができる。
まず、ＰＤ出力の和は、全出力と現補正比により下記式によって表すことができる。
Σy行目のＰＤ出力（y=1, 2, ・・・, m）
＝Σy行目の出力（y=1, 2, ・・・, m）／(1＋m）×現補正比）
したがって、下記式により現スミア出力を求めることができる。
現スミア出力
＝Σy行目の出力（y=1, 2, ・・・, m）×現補正比／(1＋m）×現補正比） ・・・式２-３

「補正後のＡＥ用データ」
補正後のＡＥ用データは、下記の方法により求めることができる。
３-１ 現補正量と現スミア出力は等しいという関係により、ｘ列目の各出力の和から現補正量を減算して各ＰＤ出力が求まる。
ｙ行目のＰＤ出力（y=1, 2, ・・・, m）
＝ｙ行目の出力（y=1, 2, ・・・, m）−現補正量 ・・・式３-１

以上の通りスミアが発生した列のＰＤ出力は、その列の全出力から現補正量を減算して求めることができる。このようにモニタモード撮影による映像データからスミア成分を除いたＡＥデータを求めて、このＡＥデータに基づいてスチル撮影時の露出値を設定すると、露出がアンダーになるのを防止することができる。

このデジタルカメラにおけるスミア補正を伴う撮影動作について、図７乃至図９に示したフローチャートを参照して説明する。

図４に示した基準補正量取得システムにより予め、このデジタルカメラの基準補正量を取得する。基準補正量の取得処理ではまず、垂直ＣＣＤ１１ｂ上の電荷のみを転送する（Ｓ１０１）。つまり、垂直ＣＣＤ１１ｂ上の電荷を掃き出す。

次に、拡散面光源輝度、絞り値及びフレームレートを各々基準値に設定して（Ｓ１０３）、これらの基準値でＣＣＤイメージセンサ１１を露光し、撮影動作させて（Ｓ１０５）、フレーム単位でＲＡＷデータを取得する（Ｓ１０７）。

１フレーム分のＲＡＷデータから所定領域内のＡＥ用データを取得し（Ｓ１０９）、基準補正量を算出して（Ｓ１１１）終了する。つまり、処理１-１、式１-１に示したように、基準スミア出力を算出し、基準補正量として設定する。設定された基準補正量は、対応するデジタルカメラのフラッシュＲＯＭ１５ａなどに書き込まれる。

以上の基準補正量取得処理は、デジタルカメラの製造工程において実施される。各デジタルカメラ、または一定のロット毎に実施することで、デジタルカメラ個体毎またはロット毎に適切な基準補正量を取得できる。

次に、デジタルカメラによる実際の撮影処理において実施されるスミア補正動作について、図８及び図９のフローチャートを参照して説明する。

モニタモードでは、ＣＣＤイメージセンサ１１を所定のフレームレートで駆動して露光し（Ｓ２０１）、ＲＡＷデータを取得する(Ｓ２０３）。次に、スチル撮影用測光するか否かチェックする（Ｓ２０５）。スチル撮影用測光しない場合（Ｓ２０５；ＮＯ）は、ＲＡＷデータからＡＥ用データを取得して露出値を演算し（Ｓ２１１）、次回露出設定をして（Ｓ２１３）、ステップＳ２０１に戻る。ここで、次回露出設定は、電子シャッタ速度の設定、フレームレート、ホワイトバランス設定、絞り設定等である。

スチル撮影測光する場合（Ｓ２０５；ＹＥＳ）は、ＲＡＷデータからＡＥ用データを取得してスミア補正処理を実行し（Ｓ２０７）、スミア補正したＡＥ用データによりＡＥ処理を実行する（Ｓ２０９）。そうして、次回露出設定を実行して（Ｓ２１３）、ステップＳ２０１に戻る。ステップＳ２０９のＡＥ処理は、スミア補正した映像データに基づき露出値を演算する処理である。

「ＡＥデータ取得・スミア補正」
ステップＳ２０７において実行されるＡＥデータ取得・スミア補正処理について、図９に示したフローチャートを参照してより詳細に説明する。ＡＥデータ取得・スミア補正処理は、前述の処理２-１乃至２-３及び３-１に示した方法に基づいている。

ステップＳ２０３で取得したＲＡＷデータからＡＥ用データを取得し（Ｓ３０１）、現露出データ（現ＩＳＯ感度、現絞り値、現フレームレート）と予めフラッシュＲＯＭ１５ａに書き込んである基準露出量に関するデータ（基準補正比）を使用して、現補正比を算出する（Ｓ３０３）。
現補正比
＝基準補正比×（現ＩＳＯ感度／基準ＩＳＯ感度）×（基準絞り値²）／（現絞り値²）×（基準フレームレート／現フレームレート） ・・・式１-４
次に、ＡＥ用データのスミア発生列につき、ＰＤ出力の和と現補正比とにより、現補正量となる現スミア出力を算出する（Ｓ３０５）。
現スミア出力
＝Σy行目の出力（y=1, 2, ・・・, m）×現補正比／(1＋m）×現補正比） ・・・式２-３

そうしてスミアが発生した列のＡＥ用データから現補正量を減算して（Ｓ３０７）、リターンする。
ｙ行目のＰＤ出力（y=1, 2, ・・・, m）
＝ｙ行目の出力（y=1, 2, ・・・, m）−現補正量 ・・・式３-１
この処理により、モニタモード撮影中に得られたＡＥ用データからスミア成分を除去した、スチル撮影用のＡＥ用データが得られる。

リターンした後のステップＳ２０９では、スミア成分が除去されたＡＥ用データに基づいて、スチル撮影用のシャッタ速度及び絞り値が設定される。

以上の処理により、モニタモード撮影時にスミアが発生していたとしても、モニタモード撮影時に発生したスミア成分を補正したスチル撮影時の露出値が設定されるので、スチル撮影時には適正露出値による撮影が可能になる。

モニタモード撮影処理中のステップＳ２０５のチェック処理は、実際のデジタルカメラでは、モニタモード撮影処理中にレリーズボタンが半押しされたかどうかをチェックする構成とする。また通常は、レリーズボタンが半押しされるとさらに、撮影レンズＬ中の焦点調節レンズ群を移動しながら被写体像のコントラストを検出するいわゆるコントラストＡＦ処理を実行して被写体に合焦させる。そうしてレリーズボタンが全押しされると、ステップＳ２０９で設定した絞り値及びシャッタ速度でスチル撮影する。

なお、この実施形態では使用状態においてスミアの発生を前提とした処理を示したが、通常は、スミアの発生の有無を判断して、スミアが発生している場合にスミア補正処理を実行する。例えば、スミアの発生をステップＳ２０７に入る前、またはステップＳ２０７、図９のＡＥ用データ取得・スミア補正処理においてスミア補正する前に、スミアが発生しているか否かをチェックし、スミアが発生していない場合は、スミア補正処理をしないＡＥ用データに基づいてＡＥ処理を実行する。

本発明のスミア補正方法を適用する撮像装置としてのデジタルカメラの実施形態の要部をブロックで示した図である。 同デジタルカメラに搭載された、インタレース転送型のＣＣＤイメージセンサにおいてスミアが発生する様子を説明する図である。 同ＣＣＤイメージセンサのモニタモード撮影時の出力とスチルモード撮影時の出力をグラフで説明する図である。 同デジタルカメラにおいて基準補正量を取得するシステム構成図である。 同基準量補正量取得システムにおいて取得した、（Ａ）はスミアを含まないＡＥ用データのマトリックス図、（Ｂ）はスミアを含むＡＥ用データのマトリックス図、（Ｃ）はスミアと輝度との関係をグラフで示す図である。 同基準補正量取得システムにおいて、（Ａ）は実際に取得されるＡＥ用データのｘ列目のＰＤ出力及びスミア出力の状態を示す図、（Ｂ）は同電荷が一行移動する毎に発生するスミア出力の状態を示す図、（Ｃ）はＰＤ出力とスミア出力それぞれの和を棒グラフ化して示した図である。 同基準補正量取得システムにより基準補正量を取得する方法をフローチャートで示した図である。 前記デジタルカメラのモニタモード撮影処理をフローチャートで示した図である。 図８に示したモニタモード撮影処理における、ＡＥ用データ取得及びスミア補正処理の詳細をフローチャートで示した図である。

符号の説明

１１ ＣＣＤイメージセンサ
１１ａ フォトダイオードＰＤ
１１ｂ 垂直ＣＣＤ
１１ｃ 水平ＣＣＤ
１３ ＣＣＤ駆動回路
１５ 制御部
１５ａ フラッシュＲＯＭ
１７ 相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）
１９ Ａ／Ｄ変換器
２１ ＲＡＷデータ回路
２３ 画像処理回路（ＤＳＰ）
２５ ＡＥデータ処理回路
３１ 絞り・シャッタユニット
３３ 絞り・シャッタ駆動回路
３５ モニタ
３７ メモリ
１０１ アナログフロントエンド部
１０３ 演算部
１１１ 拡散面光源
１１３ 高輝度被写体

Claims (5)

1. 受光素子が蓄積した電荷を列毎に垂直ＣＣＤに転送し、出力するＣＣＤイメージセンサを備えた撮像装置のスミア補正方法であって、
   予め、前記撮像装置を基準露出条件でモニタモード撮影動作させて、
   基準輝度の平面被写体にスミア発生原因を配置した状態で撮影した映像信号出力から基準スミア出力を取得する段階、
   スミア発生原因の無い状態で前記基準輝度の平面被写体を撮影した映像信号出力から基準映像信号出力を取得する段階、及び
   前記基準映像信号出力と基準スミア出力から基準補正量を取得して記憶する段階を含み、
   前記撮像装置の使用状態において、
   モニタモード撮影中の映像信号出力を前記記憶した基準補正量により補正して、スチル撮影時の露出補正量を求める段階を含むことを特徴とする撮像装置のスミア補正方法。
2. 請求項１記載の撮像装置のスミア補正方法はさらに、予め、
   前記撮像装置を基準露出条件でモニタモード撮影動作させているときに、前記基準輝度の平面被写体にスミア発生原因を配置した状態で前記ＣＣＤイメージセンサを露光して垂直ＣＣＤ上の電荷のみを出力させて基準スミア出力を求める段階と、基準輝度の平面被写体を基準フレームレートでモニタモード撮影し、前記ＣＣＤイメージセンサを遮光してから画素電荷を出力させて基準映像信号出力を得る段階と、前記基準補正量として、前記基準スミア出力と基準映像信号出力から基準補正比を求める段階とを有し、
   前記基準補正比と前記基準露出条件を記憶する段階を含むことを特徴とする撮像装置のスミア補正方法。
3. 請求項２記載の撮像装置のスミア補正方法はさらに、前記撮像装置の使用状態において、
   モニタモード撮影により駆動されている前記ＣＣＤイメージセンサから出力された映像信号出力からＡＥ用データを取得し、スミアが発生していると判断したときは、
   前記ＡＥ用データを取得したときの現露出条件と前記記憶した前記基準露出条件及び前記基準補正比から現補正比を求める段階と、
   列ごとに、映像信号出力と前記現補正比から現スミア出力を求めて現補正量を設定する段階とを含むことを特徴とする撮像装置のスミア補正方法。
4. 受光素子が蓄積した電荷を列毎に垂直ＣＣＤに転送し、出力するＣＣＤイメージセンサを備えた撮像装置であって、
   予め前記撮像装置を、基準露出条件によりモニタモード撮影動作させながら、基準輝度の平面被写体にスミア発生原因を配置した状態で前記ＣＣＤイメージセンサを露光して垂直ＣＣＤ上の電荷を出力させた基準スミア出力と、前記基準輝度の平面被写体を前記基準露出条件でモニタモード撮影し、前記ＣＣＤイメージセンサを遮光してから画素電荷を出力させた基準映像信号出力とから求めた基準補正比と、前記基準露出条件を記憶した記憶手段と、
   前記撮像装置の使用状態において：
   モニタモード撮影により駆動されている前記ＣＣＤイメージセンサから出力された映像信号出力からＡＥ用データを取得し、スミアが発生していると判断したときは、
   前記ＡＥ用データを取得したときの現露出条件と前記記憶手段に記憶した前記基準露出条件及び前記基準補正比から現補正比を求め、
   列ごとに、映像信号出力と前記現補正比から現スミア出力を求めてスチル撮影用の現補正量を設定する制御手段を備えたことを特徴とする撮像装置。
5. 請求項４記載の撮像装置において、前記ＣＣＤイメージセンサはインタレース転送型のＣＣＤイメージセンサであることを特徴とする撮像装置。

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