JP2011044835A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スミア抑圧駆動とスミア補正が同時に行われると、過補正になって、液晶モニター等に表示される被写体が暗く沈んでしまうという課題がある。
【解決手段】スミア抑圧駆動が可能な固体撮像素子１０２と、前記固体撮像素子１０２が出力する画素データに対してスミア補正を行うスミア補正手段１０４ａと、前記固体撮像素子がスミア抑圧駆動を開始してから所定の時間が経過するまでは、前記スミア補正手段の補正の程度を固定する制御手段１０４ａと、を備える、ことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、固体撮像素子を用いた撮像装置に関するものである。

固体撮像素子としてよく知られたものにＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）がある。ＣＣＤは、ベイヤー配列の色フィルタが配された光電変換部と、光電変換部を構成する各画素の電荷を垂直方向に転送する複数の垂直転送部と、垂直転送部によって転送された電荷を水平方向に転送する水平転送部と、水平転送部によって転送された電荷を出力する出力部から構成される。

デジタルスチルカメラ等のＣＣＤを用いた撮像装置では、被写体を液晶モニター等に表示して撮影の構図を決定するための動作と、決定した構図の下で記録のための撮像を行う動作が可能である。前者をモニター動作、後者を撮影動作と呼ぶ。

近年、ＣＣＤの技術進歩は著しく、１千万を超える画素を備えるＣＣＤが広く使用されている。そこで、撮影動作ではＣＣＤが備えるすべての画素の電荷を読み出す一方、モニター動作ではＣＣＤが備える画素のうち一部の画素の電荷のみを読み出すことが行なわれる。これを間引き読み出しという。

モニター動作では、毎秒３０フレーム程度の動画を表示するので、ＣＣＤが備えるすべての画素の電荷を読み出していたのでは、表示のための処理が間に合わない。そのため、間引き読み出しが行なわれるのである。

また、モニター動作によって撮影の構図が決定すると、撮影者はシャッターボタンを半押しする。そうすると、デジタルスチルカメラは被写体に対して合焦動作を行なう。合焦動作は、ＣＣＤから出力された電荷に基づく画像データを評価することによって行なわれる。したがって、単位時間当たりに生成される画像データの数が多いほど、合焦に要する時間は短くなる。そのため、合焦動作中は、間引きの程度をさらに上げるとともに、毎秒６０フレーム程度でＣＣＤを駆動することが行なわれる。

しかしながら、ＣＣＤの駆動周波数を高くすると露光時間が不足するので、特に、撮影環境が暗い場合には、合焦動作ができなかったり、合焦動作に時間がかかったりするときがある。そこで、間引き読み出しに加えて、周辺の画素の電荷を一つの画素の電荷と混合して読み出す画素混合読み出しが行なわれる。

ところで、ＣＣＤに入射する光量が非常に大きい場合には、光が画素以外の信号線や垂直転送部等に当たって電荷が発生するスミアという現象が知られている。

特許文献１には、スミアの発生を防止する固体撮像素子の駆動方法が開示されている。スミアの発生を防止する固体撮像素子の駆動方法をスミア抑圧駆動と呼ぶ。ここで、スミア抑圧駆動は、特許文献１に開示された固体撮像素子の駆動方法のみならず、同様の効果を発生する固体撮像素子の駆動方法を広く含むものとする。

特開２００８−０７９０２５号公報

さて、スミア抑圧駆動とは別に、スミア補正が行われることがある。スミア補正とは、有効行の後にＣＣＤから出力されるダミー行の画素の電荷を各列で平均し、ゲインを乗じた後に、有効行の画素の電荷から一律に減算する処理である。ダミー行の画素にはスミア成分の電荷のみが蓄積されているので、有効行の画素の電荷からスミア成分の電荷を減算することでスミア成分の電荷を除去することができる。ここで、減算量は、フォードバック制御によって段階的に目標値に近づく。

スミア抑圧駆動とスミア補正が同時に行われると、過補正になって、液晶モニター等に表示される被写体が暗く沈んでしまうという課題がある。

本発明は、前記課題を解決し、スミア抑圧駆動とスミア補正が同時に行われても、過補正に陥ることなく、液晶モニター等に表示される被写体が暗く沈んでしまうということの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、本発明の撮像装置は、スミア抑圧駆動が可能な固体撮像素子と、前記固体撮像素子が出力する画素データに対してスミア補正を行うスミア補正手段と、前記固体撮像素子がスミア抑圧駆動を開始してから所定の時間が経過するまでは、前記スミア補正手段の補正の程度を固定する制御手段と、を備えることを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、固体撮像素子がスミア抑圧駆動を開始してから所定の時間が経過するまでは、スミア補正手段の補正の程度を固定するので、過補正に陥ることなく、液晶モニター等に表示される被写体が暗く沈んでしまうということのない撮像装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係るデジタルスチルカメラのブロック図 合焦動作の処理の一例を示すフローチャート モニター動作期間から合焦動作期間への遷移を示すタイミングチャート 合焦動作期間からモニター動作期間への遷移を示すタイミングチャート 画像信号を混合して読み出す場合の画素の組み合わせの例を示した模式図 過補正の防止を説明するフローチャート 不具合が発生するタイミングチャート 不具合が発生しないタイミングチャート

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態に係るデジタルスチルカメラについて図面を参照しながら説明する。
（１．構成）
図１は、本発明の実施の形態に係るデジタルスチルカメラのブロック図である。光学系１０１は、被写体の像をＣＣＤ１０２上に結像する。光学系１０１は、図示しないレンズを含む複数のレンズ群で構成されており、フォーカスレンズ１０１ａを含む。フォーカスレンズ１０１ａは、レンズ群を保持する鏡筒内を光軸Ｌ方向に移動することによって、被写体の像をＣＣＤ１０２上に合焦させる。

ＣＣＤ１０２は、結像した被写体の像に基づく画像信号を出力する。ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）１０３は、ＣＣＤ１０２の出力するアナログ信号である画像信号をデジタル信号である画像データに変換して、バス１０９を経由してＳＤＲＡＭ１０５に格納する。ＡＦＥ１０３は、画像信号のノイズ成分を除去するＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）回路、画像信号の大きさを調整するＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アンプ、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ（いずれも図示せず）等を含むＬＳＩである。

信号処理ＬＳＩ１０４は、ＣＰＵ１０４ａ、信号処理部１０４ｂ、ＣＣＤ駆動制御部１０４ｃ、合焦制御部１０４ｄで構成されている。ＣＰＵ１０４ａは、信号処理ＬＳＩ１０４内のＲＯＭ（図示せず）に記憶された命令によって、信号処理ＬＳＩ１０４全体の制御を行う。信号処理部１０４ｂは、ＡＦＥ１０３によってＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データをＬＣＤ１０７での表示に適した表示データに変換してＬＣＤ１０７に出力する。信号処理部１０４ｂは、ＡＦＥ１０３によってＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データに対してスミア補正を行うことができる。

シャッターボタン１０８の半押しによって合焦動作期間が開始され、全押しによって撮影が行われる。信号処理部１０４ｂは、ＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データが、シャッターボタン１０８の全押しによって撮影された画像データである場合は、記録データに変換してメモリカード１０６に記録する。メモリカード１０６に記録された記録データは、信号処理部１０４ｂによって表示データに変換されてＬＣＤ１０７に表示される。

シャッターボタン１０８の半押しによって合焦動作期間が開始されると、信号処理部１０４ｂは、ＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データの高周波成分の強度を求める。画像データの高周波成分は、フーリエ変換、ディスクリートコサイン変換、ウェーブレット変換などによって、画像データを空間周波数データに変換することで得られる。

合焦制御部１０４ｄは、モータ駆動ＩＣ１１１に駆動信号を送って、フォーカスレンズ１０１ａを望遠側または広角側へ微小距離移動させる。再度、信号処理部１０４ｂが、ＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データの高周波成分の強度を求める。以上の動作を繰り返して、フォーカスレンズ１０１ａを画像データの高周波成分の強度が極大になる合焦位置に移動させる。

ＣＣＤ駆動制御部１０４ｃは、ＣＣＤ１０２の画像信号を間引いて読み出したり、混合して読み出したりするように制御する。また、その間引き率や混合率を変更する機能を有する。ＣＣＤ１０２の画像信号を間引いて読み出すと、読み出す画像信号が減少するために高速に読み出すことができる。また、ＣＣＤ１０２の画像信号を混合して読み出すと、露光時間を長く取ったのと同じ効果が得られる。

ＣＣＤ駆動制御部１０４ｃは、ＣＣＤ１０２の読み出しフレームレートを変更する機能も有する。露出計１１２は、被写体の明るさを検出して、ＣＰＵ１０４ａに報知する。ＣＣＤ駆動制御部１０４ｃは、ＣＣＤ駆動ＩＣ１１０に駆動信号を送って、混合する画素数の変更を指示する。
（２.合焦動作）
図２は、合焦動作の処理の一例を示すフローチャートである。シャッターボタン１０８の半押しによって、合焦動作が開始される（Ｓ２０１でＹの場合）。合焦動作期間も、ＣＣＤ１０２は定期的に画像信号を出力し、ＡＦＥ１０３は画像データをＳＤＲＡＭ１０５に更新格納している。

現在の画像データの高周波成分の強度を求める（Ｓ２０２）。フォーカスレンズ１０１ａを望遠側に微小距離移動させて（Ｓ２０３）、再度、画像データの高周波成分の強度を求める（Ｓ２０４）。フォーカスレンズ１０１ａ移動後の強度が移動前の強度よりも大きい場合は（Ｓ２０５でＮの場合）、Ｓ２０３、Ｓ２０４を繰り返す。

一方、フォーカスレンズ１０１ａ移動後の強度が移動前の強度よりも小さい場合は（Ｓ２０５でＹの場合）、フォーカスレンズ１０１ａを広角側に微小距離移動させて（Ｓ２０６）、再度、画像データの高周波成分の強度を求める（Ｓ２０７）。フォーカスレンズ１０１ａ移動後の強度が移動前の強度よりも大きい場合は（Ｓ２０８でＮの場合）、Ｓ２０６、Ｓ２０７を繰り返す。

フォーカスレンズ１０１ａ移動後の強度が移動前の強度よりも小さくなると（Ｓ２０８でＹの場合）、一度、フォーカスレンズ１０１ａを望遠側に微小距離移動させて（Ｓ２０９）、処理を終了する。以上のようにして、画像データの高周波成分の強度が極大になるフォーカスレンズ１０１ａの合焦位置を求める。
（３．遷移）
（３．１ モニター動作から合焦動作への遷移）
図３は、モニター動作期間から合焦動作期間への遷移を示すタイミングチャートである。フレーム１の途中でシャッターボタン１０８が半押しされたものとする。フレーム１からフレーム３はモニター動作期間、フレーム４からフレーム７は合焦動作期間である。

モニター動作期間では、ＣＣＤ１０２の読み出しフレームレートは３０ｆｐｓ（ｆｒａｍｅ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）であるが、合焦動作期間では、合焦を高速に行うために、読み出しフレームレートを６０ｆｐｓに上げる。フレーム７以降（図示せず）も、合焦動作が完了するまで合焦動作期間が継続する。

読み出しフレームレートの設定は垂直同期期間、即ち、読み出しフレームレート／間引き率設定の右に斜線で示した期間に行われ、次フレームから有効になる。フレーム１とフレーム２では、３０ｆｐｓを設定しているが、フレーム３では、フレーム４以降６０ｆｐｓにするために、６０ｆｐｓの設定を行っている。フレーム４以降も引き続き６０ｆｐｓの設定を行っている。

読み出しフレームレート／間引き率設定の下段には、ＣＣＤ１０２から出力され、ＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データのイメージを示している。間引きの程度をストライプの細かさで示しており、間引き率が大きいほどストライプは粗くなる。

フレーム１とフレーム２では、間引き率１／３で画像信号を読み出している。合焦動作期間の直前のフレームであるフレーム３では、間引き率１／６で画像信号を読み出している。合焦動作期間であるフレーム４からフレーム７では、間引き率１／９で画像信号を読み出している。

合焦動作期間では、読み出しフレームレートが６０ｆｐｓになることによって、全画素の画像データを処理するために十分な時間が取れない。そこで、画像信号を間引いて読み出している。また、合焦動作期間の直前のフレームであるフレーム３においても、画像信号を間引いて読み出している。

間引き率の設定も垂直同期期間、即ち、読み出しフレームレート／間引き率設定の右に斜線で示した期間に行われ、次フレームから有効になる。フレーム１では、間引き率１／３を設定しているが、フレーム２では、間引き率１／６を設定している。また、フレーム３以降は、間引き率１／９を設定している。

画像データのイメージの下段には、信号処理部１０４ｂが画像データを表示データに変換する信号処理のタイミングを縦線で示している。一般に、ＣＣＤ１０２の画素数は、数百万から多いものでは一千万を超えるのに対して、ＬＣＤ１０７の画素数は、数十万にとどまる。したがって、間引き率１／３から１／９の間引き読み出しを行なったとしても、ＣＣＤ１０２から出力される画像信号の画素数は、ＬＣＤ１０７の画素数と比較してはるかに多い。そのため、被写体の画像をＬＣＤ１０７に表示する場合は、モニター動作期間、合焦動作期間に係わらず、ＹＣ分離と縮小処理を行って表示データを生成する。

表示データの生成は、画像データが格納された次のフレームで行われる。即ち、フレーム２では、フレーム１で格納された画像データを表示データに変換する。フレーム３も同様である。

フレーム４では、フレーム３において間引き率１／６で読み出された画像データを表示データに変換する。フレーム４は合焦動作期間のため６０ｆｐｓの読み出しフレームレートになっているが、フレーム３で格納された画像データが間引き率１／６で読み出されているので、処理対象データが減っており、処理可能である。
（３．２ 合焦動作からモニター動作への遷移）
図４は、合焦動作期間からモニター動作期間への遷移を示すタイミングチャートである。フレーム１０で合焦が確認されたものとする。フレーム１１では、撮影者に合焦が完了したことを画面右上の丸印とシステム音で報知する。画面右上の丸印は、使用者がシャッターボタン１０８の半押しを解除するか、全押しに移行して撮影を行うまで表示する。

フレーム８からフレーム１１は合焦動作期間、フレーム１２からフレーム１４はモニター動作期間である。合焦動作期間では、ＣＣＤ１０２の読み出しフレームレートは６０ｆｐｓであるが、モニター動作期間では、３０ｆｐｓに下げる。

読み出しフレームレートの設定は垂直同期期間、即ち、読み出しフレームレート／間引き率設定の右に斜線で示した期間に行われ、次フレームから有効になる。フレーム８からフレーム１０では、６０ｆｐｓを設定しているが、フレーム１０で合焦が確認できたので、フレーム１１では、フレーム１２以降３０ｆｐｓにするために、３０ｆｐｓの設定を行っている。フレーム１２以降も引き続き３０ｆｐｓの設定を行っている。

読み出しフレームレート／間引き率設定の下段には、ＣＣＤ１０２から出力され、ＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データのイメージを示している。間引きの程度をストライプの細かさで示しており、間引き率が大きいほどストライプは粗くなる。

フレーム８からフレーム１１では、間引き率１／９で画像信号を読み出している。モニター動作期間であるフレーム１２からフレーム１４では、間引き率１／３で画像信号を読み出している。

合焦動作期間では、読み出しフレームレートが６０ｆｐｓになることによって、全画素の画像データを処理するために十分な時間が取れない。そこで、画像信号を間引いて読み出している。

間引き率の設定も垂直同期期間、即ち、読み出しフレームレート／間引き率設定の右に斜線で示した期間に行われ、次フレームから有効になる。フレーム８からフレーム１０では、間引き率１／９を設定しているが、フレーム１０で合焦が確認できたので、フレーム１１では、フレーム１２以降間引き率１／３にするために、間引き率１／３の設定を行っている。フレーム１２以降も引き続き間引き率１／３の設定を行っている。

画像データのイメージの下段には、信号処理部１０４ｂが画像データを表示データに変換する信号処理のタイミングを縦線で示している。表示データの生成は、画像データが格納された次のフレームで行われる。フレーム１２では、フレーム１１において間引き率１／９で読み出された画像データを表示データに変換する。フレーム１２はモニター動作期間のため３０ｆｐｓの読み出しフレームレートになっており、フレーム１１で格納された画像データが間引き率１／９で読み出されているので、処理対象データが減っており、余裕を持って処理可能である。
（４．画素混合読み出し）
図５は、周辺の画素の電荷を一つの画素の電荷と混合して読み出す場合の画素の組み合わせの例を示した模式図である。この例の場合、画素３０１〜３０６を中心に２画素離れた周辺８画素の電荷が混合された後に読み出される。即ち、画素３０１については、画素３０１と直線で結び画素３０１と同じ模様を付した８つの画素の電荷が、画素３０１の電荷と混合された後に画素３０１の電荷として読み出される。画素３０２〜３０６についても同様である。

複数の画素の電荷を混合して読み出すと、各画素の電荷は混合した画素数分大きくなるので、露光時間を長くしたのと同じ効果が得られる。なお、図３は、周辺８画素の電荷を混合した後に読み出す例であるが、周辺何画素分の電荷を混合するかを変更することができる。

合焦動作では、画像データのコントラストが極大になるフォーカスレンズ１０１ａの位置を合焦位置とするので、撮影環境が明るい方が、合焦動作に有利である。そこで、露出計１１２で検出された撮影環境の明るさを利用して、撮影環境が暗い場合は、周辺の画素の電荷を一つの画素の電荷と混合して読み出す画素混合読み出しを行なう。これによって、露光時間を長く取ったのと同じ効果が得られる。なお、撮影環境の明るさの判断は、露出計１１２で検出された撮影環境の明るさに基づいて行なってもよいし、画像データの輝度に基づいて行なってもよい。
（５．過補正の防止）
（５．１ スミア補正）
図６は、過補正の防止を説明するフローチャートである。図６に示す過補正の防止を説明するフローチャートについて説明する前に、スミア補正について説明する。スミア補正は、モニター動作においても、合焦動作においても、常に行なわれている。したがって、図６に示すフローチャートのいずれの状態においてもスミア補正は行われている。

スミア補正とは、有効行の後にＣＣＤ１０２から出力されるダミー行の画素の電荷を各列で平均し、ゲインを乗じた後に、有効行の画素の電荷から一律に減算する処理である。ダミー行の画素にはスミア成分の電荷のみが蓄積されているので、有効行の画素の電荷からスミア成分の電荷を減算することでスミア成分の電荷を除去することができる。

ここで、減算量は、フォードバック制御によって段階的に最適値に近づく。減算量が最適値に至るまでの時間は、フィードバック制御を行なう回路やソフトウェアにも依存するが、少なくとも、２から３フレーム分の時間を要する。ＣＣＤ１０２の読み出しフレームレートが６０ｆｐｓであれば、３フレーム分の時間は約５０ｍｓであり、ＣＣＤ１０２の読み出しフレームレートが３０ｆｐｓであれば、３フレーム分の時間は約１００ｍｓである。
（５．２ スミア抑圧駆動）
図６に示す過補正の防止を説明するフローチャートについて説明する前に、さらに、スミア抑圧駆動について説明する。スミア抑圧駆動は、撮影環境が非常に明るい場合に、スミアの発生を抑圧するために行なわれる。特に、撮影環境がある程度明るい場合に、画素混合読み出しを行っているときは、スミアが発生する可能性が高いので、スミア抑圧駆動を行なうことが望ましい。

スミア抑圧駆動の一例について説明する。スミア抑圧駆動で動作しているＣＣＤ１０２では、有効な電荷とスミア成分の電荷を蓄積したパケット（以下、パケット１）とスミア成分の電荷のみを蓄積したパケット（以下、パケット２）が対の状態で存在する。ここで、パケットとは、ＣＣＤ１０２の垂直転送部において、画素の電荷を蓄積して垂直方向に順次転送するための受け皿であって、ＣＣＤ１０２の垂直転送部に複数設けられている。

通常の駆動では、パケット１の電荷とパケット２の電荷が加算されて出力されるが、スミア抑圧駆動では、パケット１の電荷とパケット２の電荷が別々に出力される。信号処理ＬＳＩ１０４の信号処理部１０４ｂは、パケット１の電荷からパケット２の電荷を減算する。これによって、パケット１の電荷からスミア成分の電荷が減算されるので、スミアの発生を抑圧することができる。

スミア抑圧駆動は、消費電力が通常の駆動よりも大きくなる。パケット１の電荷とパケット２の電荷を別々に出力するためである。また、スミア抑圧駆動では、減算処理に伴ってＳ／Ｎが悪化するので、モニター動作では使用しない。

また、スミア補正とスミア抑圧駆動が同時に行なわれると、過補正に至る可能性がある。前述のように、スミア補正は常に行われているが、この状態からＣＣＤ１０２がスミア抑圧駆動に入ると、スミア抑圧駆動によって既にスミア成分の電荷の減算が行なわれているにもかかわらず、スミア補正によって、再度、スミア成分の電荷の減算を行なうからである。また、スミア補正の減算量がフィードバック制御によって最適値に至るまでには、前述のように、１００ｍｓ程度の時間を要してしまう。そうすると、その時間は、ＬＣＤ１０７に表示される被写体が暗く沈んでしまうという不具合が発生する。
（５．３ 過補正の発生）
続いて、図６に示す過補正の防止を説明するフローチャートについて説明する。モニター動作時には、ＣＣＤ１０２の読み出しフレームレートは３０ｆｐｓである（Ｓ４０１）。撮影者によって、シャッターボタン１０８が半押しされた（Ｓ４０２）。そこで、高速な合焦動作を行なうために、ＣＣＤ１０２の読み出しフレームレートを６０ｆｐｓに上げる（Ｓ４０３）。合焦動作が開始される（Ｓ４０４）。画像データの高周波成分の強度が極大になるフォーカスレンズ１０１ａの合焦位置が求まり、合焦動作が終了する（Ｓ４０５）。合焦動作が終了したので、ＣＣＤ１０２の読み出しフレームレートを３０ｆｐｓに下げる（Ｓ４０６）。

ここで、撮影環境の明るさが閾値以上であるか否かを確認する（Ｓ４０７）。撮影環境の明るさの判断は、露出計１１２で検出された撮影環境の明るさに基づいて行なってもよいし、画像データの輝度に基づいて行なってもよい。

撮影環境の明るさが閾値以上である場合（Ｓ４０７でＹ）は、スミアが発生する可能性があるので、スミア抑圧駆動を行なう（Ｓ４０８）。このとき、スミア補正とスミア抑圧駆動が同時に行なわれるので、前述の不具合が発生する可能性がある。また、シャッターボタン１０８が半押しされている間は絞りが開放になっているので、前述の不具合が発生する可能性は高い。一方、撮影環境の明るさが閾値未満である場合（Ｓ４０７でＮ）は、スミア抑圧駆動を行なわず、通常の駆動を行なう（Ｓ４０９）。シャッターボタン１０８の半押しが終了する（Ｓ４１０）。
（６．本発明）
（６．１ 不具合）
図７は、前述の不具合が発生するタイミングチャートである。最上段の矢印は、合焦動作期間と合焦動作後の期間を示す。最上段の矢印の下段には、垂直同期信号を示す。垂直同期信号の１区間が１フレームである。合焦動作期間のＣＣＤ１０２の読み出しフレームレートは６０ｆｐｓである。一方、合焦動作後の期間のＣＣＤ１０２の読み出しフレームレートは３０ｆｐｓである。

垂直同期信号の下段には、ＣＣＤ１０２の駆動方法を示す。ＣＣＤ１０２は、合焦動作期間において通常の駆動がされ、撮影環境の明るさが閾値以上である場合は、合焦動作後の期間においてスミア抑圧駆動がされる。ＣＣＤ１０２の駆動方法の下段には、発生しているスミアの量を示す。最下段の両矢印Ａで示す期間では、ＣＣＤ１０２が通常の駆動をされているので、発生しているスミア量は大きい。一方、最下段の両矢印Ｂ、Ｃで示す期間では、ＣＣＤ１０２がスミア抑圧駆動をされているので、発生しているスミア量は小さい。

発生しているスミア量の下段には、スミア補正の減算量を示す。最下段の両矢印Ａで示す期間では、発生しているスミア量が大きいので、スミア補正の減算量も大きい。最下段の両矢印Ｂで示す期間では、スミア抑圧駆動によって発生しているスミア量が小さくなったが、スミア補正は、スミア量の減少にすぐには追従できないので、スミア補正の減算量は中としている。スミア補正の減算量は、実際には、フレームごとに減少していく。最下段の両矢印Ｃで示す期間では、スミア量の減少に対するスミア補正の追従が完了したので、スミア補正の減算量は小さい。

最下段の両矢印Ｂで示す期間では、発生しているスミア量が小さいのに対して、スミア補正の減算量が大きいので、前述の不具合が発生する。また、スミア補正のフィードバック制御において帰還係数を大きくしたとしても、フレームごとにフィードバック制御を行なうから、スミア量の減少に対してスミア補正が追従するためには、少なくとも、２から３フレームを要する。したがって、前述の不具合の発生は不可避であった。なお、最下段の両矢印Ｂで示す期間において、スミア補正を停止させたとしても、最下段の両矢印Ｃで示す期間にスミア補正を再開させれば同様の不具合が発生する。
（６．２ 本発明）
図８は、前述の不具合が発生しないタイミングチャートである。ＣＣＤ１０２の駆動方法とスミア補正の減算量の間にスミア補正のゲインを記載した。その他の項目は、図７で説明したものと同じであるから、ここでは説明を省略する。また、最下段の両矢印Ａ’、Ｂ’、Ｃ’で示す期間は、それぞれ図７の最下段の両矢印Ａ、Ｂ、Ｃで示す期間に対応する。

スミア補正のゲインとは、前述したダミー行の画素の電荷を各列で平均したものに乗ぜられるゲインである。最下段の両矢印Ａ’で示す期間では、発生しているスミア量が大きいので、スミア補正の減算量も大きい。このときのスミア補正のゲインを１とする。即ち、ゲイン１は、最下段の両矢印Ｂ’、Ｃ’との比較のための相対値であることにご留意いただきたい。

最下段の両矢印Ｂ’で示す期間では、ＣＣＤ１０２がスミア抑圧駆動をされているので、発生しているスミア量は小さい。そこで、ＣＣＤ１０２の駆動方法が通常の駆動からスミア抑圧駆動に切り替わった直後から一定の期間（最下段の両矢印Ｂ’で示す期間）は、スミア補正のゲインを例えば０．２５に固定する。そうすると、スミア量の減少に対してスミア補正が追従するのを待つことなく、スミア補正の減算量が小さくなる。したがって、前述の不具合を回避することができる。

最下段の両矢印Ｃ’で示す期間でも、ＣＣＤ１０２がスミア抑圧駆動をされているので、発生しているスミア量は小さい。ここで、スミア補正のゲインの固定を解除する。そうすると、スミア補正のゲインは、すぐに最適値、例えば０．２７に至ることができる。

なお、最下段の両矢印Ｂ’で示す期間では、スミア補正のゲインを固定しながらも、信号処理ＬＳＩ１０４の信号処理部１０４ｂの内部においては最適なゲインの演算を継続していてもよい。そうすると、スミア補正のゲインの固定が解除されたときに、固定のゲインから内部において演算しておいた最適なゲインに切り替えることができる。したがって、スミア補正のゲインの固定が解除されたときに、スミア補正のゲインは、即時に最適値となる。

なお、ＣＣＤ１０２の駆動方法が通常の駆動からスミア抑圧駆動に切り替わった直後からスミア補正のゲインを固定する一定の期間は、本実施の形態では２フレーム分としているが、これに限るものではない。また、最下段の両矢印Ｂ’で示す期間のスミア補正のゲインの固定値である０．２５は、例示である。

本発明によれば、固体撮像素子がスミア抑圧駆動を開始してから所定の時間が経過するまでは、スミア補正手段の補正の程度を固定するので、過補正に陥ることなく、液晶モニター等に表示される被写体が暗く沈んでしまうということがない。したがって、デジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用して有用である。

１０１ 光学系
１０１ａ フォーカスレンズ
１０２ ＣＣＤ
１０３ ＡＦＥ
１０４ 信号処理ＬＳＩ
１０４ａ ＣＰＵ
１０４ｂ 信号処理部
１０４ｃ ＣＣＤ駆動制御部
１０４ｄ 合焦制御部
１０５ ＳＤＲＡＭ
１０６ メモリカード
１０７ ＬＣＤ
１０８ シャッターボタン
１０９ バス
１１０ ＣＣＤ駆動ＩＣ
１１１ モータ駆動ＩＣ
１１２ 露出計

Claims (5)

1. スミア抑圧駆動が可能な固体撮像素子と、
   前記固体撮像素子から出力される画素データに対してスミア補正を行うスミア補正手段と、
   前記固体撮像素子がスミア抑圧駆動を開始してから所定の時間が経過するまでの期間は、前記スミア補正手段の補正の程度を固定する制御手段と、
   を備える、
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記スミア抑圧駆動は、
   前記固体撮像素子に対して、
   有効電荷とスミア電荷を含む画素データと、
   スミア電荷のみを含む画素データと、
   を別々に出力するように前記固体撮像素子を駆動させる駆動方法である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記スミア補正手段は、
   前記固体撮像素子から出力される有効行の画素データから、
   前記固体撮像素子から出力されるダミー行の画素データに基づく画素データを、
   減算する減算量をフィードバック制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、
   前記固体撮像素子がスミア抑圧駆動を開始してから所定の時間が経過するまでの期間は、前記減算量を固定する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記スミア補正手段は、
   前記固体撮像素子がスミア抑圧駆動を開始してから所定の時間が経過するまでの期間においても、内部において前記減算量をフィードバック制御しながら保持する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。

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