JP2012095176A - 撮像装置、撮像方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】撮像タイミングと発光装置の発光タイミングとを合わせて適切な撮像動作を行う。
【解決手段】発光部１４０は、被写体に対して光を発光させるＬＥＤである。イメージセンサ２２０は、被写体を撮像して画像データを生成するＣＭＯＳセンサである。メカニカルシャッタ２７０は、被写体からの入射光を遮光する。制御部１１５は、発光部遅延時間保持部１１６に保持されている遅延時間（発光部１４０の遅延時間）に基づいて、シャッタ操作に応じて生成される画像データの露光期間のタイミングを決定する。また、制御部１１５は、その決定された露光期間のタイミングに基づいて、イメージセンサ２２０によるグローバルシャッタにより画像データの露光を開始させ、メカニカルシャッタ２７０を閉じることによりその露光を終了させる。また、制御部１１５は、シャッタ操作に基づいて発光部１４０に光を発光させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に、被写体に対して光を発光させて撮像動作を行う撮像装置および撮像方法ならびに当該方法をコンピュータに実行させるプログラムに関する。

近年、人物等の被写体を撮像して画像データを生成し、この生成された画像データを画像コンテンツ（画像ファイル）として記録するデジタルスチルカメラ等の撮像装置が普及している。また、画像データを生成するためのカメラモジュール（例えば、撮像装置）を備え、その生成された画像データを扱うことが可能な携帯電話装置が普及している。

また、夜間や室内等のように十分な明るさが期待できない環境において撮像装置を用いて撮像動作を行うため、キセノン管等の発光装置を備える撮像装置が広く普及している。

ここで、例えば、各機器を内蔵するスペースが限られている携帯電話装置に発光装置を設ける場合を想定する。例えば、発光装置としてキセノン管を用いる場合には、比較的大きなコンデンサが必要となるため、このコンデンサによる占有容積に応じて携帯電話装置を大きくする必要がある。そこで、例えば、大きなコンデンサを必要としないＬＥＤ（Light Emitting Diode）を発光装置として用いることが考えられる。

例えば、カメラモジュールのイメージセンサの露光期間に同期させて高輝度ＬＥＤを点灯制御する画像撮影装置が提案されている（例えば、特許文献１（図４）参照。）。

特開２００６−２４３３１０号公報

上述の従来技術によれば、大きなコンデンサを必要としないＬＥＤを撮像装置に設け、発光装置としてＬＥＤを用いて撮像動作を行うことができる。

ここで、ＬＥＤは、キセノン管と比較して、発光ピークとなるまでの時間（遅延時間）が比較的長い。このため、例えば、発光装置としてＬＥＤを用いる場合には、その遅延時間に応じた適切な撮像処理を行うことが重要となる。すなわち、撮像タイミングと発光装置の発光タイミングとを合わせることが重要である。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、撮像タイミングと発光装置の発光タイミングとを合わせて適切な撮像動作を行うことを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の側面は、被写体を撮像して画像データを生成する撮像部と、上記被写体からの入射光を遮光するための遮光部と、上記被写体に対して光を発光させる発光部の遅延時間に基づいて撮像動作の指示操作により生成される上記画像データの露光期間のタイミングを決定して上記決定された露光期間のタイミングにより上記撮像部に上記画像データの露光を開始させて上記遮光部により当該露光を終了させ、上記指示操作に基づいて上記発光部に光を発光させる制御部とを具備する撮像装置および撮像方法ならびに当該方法をコンピュータに実行させるプログラムである。これにより、発光部の遅延時間に基づいて画像データの露光期間のタイミングを決定し、この決定された露光期間のタイミングにより、撮像部に画像データの露光を開始させ、遮光部によりその露光を終了させ、指示操作に基づいて発光部に光を発光させるという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記遮光部は、メカニカルシャッタであり、上記撮像部は、ＣＭＯＳセンサであり、上記制御部は、上記決定された露光期間のタイミングに基づいて上記ＣＭＯＳセンサによるグローバルシャッタにより上記画像データの露光を開始させて上記メカニカルシャッタを閉じることにより当該露光を終了させるようにしてもよい。これにより、決定された露光期間のタイミングに基づいて、ＣＭＯＳセンサによるグローバルシャッタにより画像データの露光を開始させ、メカニカルシャッタを閉じることによりその露光を終了させるという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記発光部は、ＬＥＤであり、上記発光部の遅延時間は、上記ＬＥＤの発光後の色温度のピークに達するまでの遅延時間であり、前制御部は、上記ＬＥＤの発光後の色温度のピークが上記露光期間に含まれるように上記露光期間のタイミングを決定するようにしてもよい。これにより、ＬＥＤの発光後の色温度のピークが露光期間に含まれるようにその露光期間のタイミングを決定するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記発光部は、ＬＥＤであり、上記発光部の遅延時間は、上記ＬＥＤを発光させるための駆動部による点灯指示により発生する遅延時間であり、上記制御部は、上記点灯指示に基づく上記ＬＥＤの発光開始タイミングに基づいて上記露光期間のタイミングを決定するようにしてもよい。これにより、駆動部による点灯指示に基づくＬＥＤの発光開始タイミングに基づいて露光期間のタイミングを決定するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記制御部は、上記画像データの露光開始タイミングを上記遅延時間だけ遅らせることにより上記露光期間のタイミングを決定するようにしてもよい。これにより、画像データの露光開始タイミングを発光部の遅延時間だけ遅らせることにより、露光期間のタイミングを決定するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記制御部は、上記指示操作に基づく上記発光部の発光期間に上記露光期間が含まれるように上記露光期間のタイミングを決定するようにしてもよい。これにより、指示操作に基づく発光部の発光期間に露光期間が含まれるようにその露光期間のタイミングを決定するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記制御部は、上記指示操作に基づく上記発光部の発光期間と上記露光期間との少なくとも一部が重複するように上記露光期間のタイミングを決定するようにしてもよい。これにより、指示操作に基づく発光部の発光期間と露光期間との少なくとも一部が重複するようにその露光期間のタイミングを決定するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記発光部から上記遅延時間を取得する取得部をさらに具備し、上記制御部は、上記取得された遅延時間に基づいて上記露光期間のタイミングを決定するようにしてもよい。これにより、発光部から取得された遅延時間に基づいて露光期間のタイミングを決定するという作用をもたらす。

また、この第１の側面において、上記指示操作として静止画データの生成を指示するシャッタ操作を受け付ける操作受付部をさらに具備するようにしてもよい。これにより、指示操作として静止画データの生成を指示するシャッタ操作を受け付けるという作用をもたらす。

また、本発明の第２の側面は、被写体を撮像して画像データを生成する撮像部と、上記被写体に対して光を発光させる発光部の遅延時間に基づいて撮像動作の指示操作により生成される上記画像データの露光期間のタイミングを決定して上記決定された露光期間のタイミングにより上記撮像部に上記画像データを生成させ、上記指示操作に基づいて上記発光部に光を発光させる制御部とを具備する撮像装置および撮像方法ならびに当該方法をコンピュータに実行させるプログラムである。これにより、発光部の遅延時間に基づいて画像データの露光期間のタイミングを決定し、この決定された露光期間のタイミングにより、撮像部に画像データを生成させ、指示操作に基づいて発光部に光を発光させるという作用をもたらす。

本発明によれば、撮像タイミングと発光装置の発光タイミングとを合わせて適切な撮像動作を行うことができるという優れた効果を奏し得る。

本発明の第１の実施の形態における携帯電話装置１００のシステム構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における携帯電話装置１００の機能構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における発光部１４０として用いられるＬＥＤと、他の発光装置との遅延時間を簡略化して示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるイメージセンサ２２０における受光部２２１と、受光部２２１における各ラインの露光期間との関係を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるイメージセンサ２２０における受光部２２１と、受光部２２１における各ラインの露光期間との関係を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるメカニカルシャッタ２７０を閉鎖する場合における駆動例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるメカニカルシャッタ２７０の閉鎖遅延と、閉鎖トリガのタイミングとの関係例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における制御部１１５による露光制御例を模式的に示す図である。 本発明の第１の実施の形態における制御部１１５による露光制御例を模式的に示す図である。 本発明の第１の実施の形態における携帯電話装置１００による撮像制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態における携帯電話装置１００による撮像制御処理の処理手順のうちの露光タイミング決定処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態における携帯電話装置１００による撮像制御処理の処理手順のうちの撮像処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態における撮像システム８００の機能構成例を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（撮像制御：発光部の遅延時間に基づいて露光期間のタイミングを決定し、そのタイミングで発光部を用いた撮像動作を行う例）
２．第２の実施の形態（撮像制御：交換可能な発光装置を用いて撮像動作を行う例）

＜１．第１の実施の形態＞
［携帯電話装置のシステム構成例］
図１は、本発明の第１の実施の形態における携帯電話装置１００のシステム構成例を示すブロック図である。携帯電話装置１００は、ホスト１１０と、カメラモジュール１２０と、発光駆動部１３０と、発光部（ＬＥＤ（Light Emitting Diode））１４０とを備える。なお、携帯電話装置１００は、特許請求の範囲に記載の撮像装置の一例である。

ホスト１１０は、携帯電話装置側のＣＰＵ（Central Processing Unit）に対応するものである。また、ホスト１１０は、ＤＳＰ２００に内蔵されているＣＰＵ２３０との間でＩ^２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）通信を行うことにより、コマンドやレスポンスのやりとりを行う。このコマンドで撮像条件の設定や撮像の指示等のコマンドを発行する。

カメラモジュール１２０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２００と、イメージセンサ２２０と、レンズ駆動部２８２とを備える。また、カメラモジュール１２０は、メカニカルシャッタ駆動部２６０と、メカニカルシャッタ２７０と、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）２０３とを備える。また、カメラモジュール１２０は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）２０４を備える。なお、図１では、携帯電話装置１００における他の構成（例えば、イメージセンサ２２０およびＤＳＰ２００間におけるアナログ信号処理部やＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換部）についての図示および説明を省略する。

イメージセンサ２２０は、光学系２１０（図２に示す）から供給された光を光電変換するものであり、その光電変換された画素の電荷を蓄積して信号処理部２４０に画像信号（画像データ）として出力する。本発明の第１の実施の形態では、イメージセンサ２２０として、最上段画素および最下段画素間で電荷転送に遅延が生じる固体撮像素子を用いる例を示す。この固体撮像素子として、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor（相補性金属酸化膜半導体））センサを用いることができる。ここで、ＣＭＯＳセンサは、高電圧アナログ回路を備えるＣＣＤセンサと比較して安価であり、素子が小さいことから消費電力も少なく、原理的にスミアやブルーミングが発生しないという特徴を有する。また、ＣＭＯＳセンサは、数百ＭＨｚでの高速読み出しを行うことができるという特徴がある。ただし、ＣＭＯＳセンサは、電荷化を同時に行うことができないという構造上、高速に動く物体を撮像対象とする場合には、進行方向に向かって像が歪む現象（フォーカルプレーン（動体歪））が生じる。このフォーカルプレーン対策として、本発明の第１の実施の形態では、ＣＭＯＳセンサにおけるグローバルリセットによる露光開始と、メカニカルシャッタ２７０による露光終了（遮蔽）とを行う例を示す。

また、イメージセンサ２２０は、ＣＰＵ２３０からのＩ^２Ｃ通信により、露光期間の切り替え、ローリングシャッタモード、グローバルシャッタモードの切り替え、指定されたタイミングでのグローバルリセット動作等を行う。例えば、イメージセンサ２２０は、ＣＰＵ２３０から撮像動作の開始指示が出力された場合には、被写体を撮像して画像データを生成する。なお、イメージセンサ２２０は、特許請求の範囲に記載の撮像部の一例である。

ＥＥＰＲＯＭ２０４は、ＣＰＵ２３０がプログラムを実行する際に用いられる各種設定データを格納するメモリであり、３線のシリアル通信を用いてＣＰＵ２３０により読み書きが行われる。

レンズ駆動部２８２は、オートフォーカス機能のためにレンズ駆動を行うアクチュエータであり、Ｉ^２Ｃ通信を用いてＣＰＵ２３０により制御される。

ＤＳＰ２００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０２とを備える。また、ＤＳＰ２００は、ＣＰＵ２３０と、信号処理部２４０と、ＥＤＣ（External Device Controller）２５０とを備える。そして、これらが内部バス２３１により接続されている。また、ＥＤＣ２５０は、発光タイミング信号生成部２５１およびメカシャッタ（メカニカルシャッタ）タイミング信号生成部２５２を備える。具体的には、ＤＳＰ２００は、ホスト１１０の制御に基づいて、イメージセンサ２２０から供給される画像信号（画像データ）に対して、各種の画像処理を行うものである。また、ＤＳＰ２００は、例えば、ホスト１１０の制御に基づいて、イメージセンサ２２０に対する撮像制御、発光部１４０に対する発光制御、メカニカルシャッタ２７０に対する遮蔽制御を行う。

ＣＰＵ２３０は、ＲＯＭ２０１に格納されているプログラムを実行するものである。また、ＣＰＵ２３０は、イメージセンサ２２０の垂直同期信号に同期して各種制御を実行する。例えば、ＣＰＵ２３０は、発光部１４０を用いた撮像動作（いわゆる、フラッシュ撮影）を行う場合には、露光の直前のフレーム期間において各種設定を予め行っておくことにより露光期間の制御を行う。これらの各種設定は、例えば、発光タイミング信号生成部２５１、メカシャッタタイミング信号生成部２５２、イメージセンサ２２０におけるグローバルリセット位置等の設定である。

信号処理部２４０は、ＳＤＲＡＭ２０３と接続され、ＣＰＵ２３０の制御に基づいて、イメージセンサ２２０から供給される画像信号（画像データ）についてカメラ信号処理を行うものである。

ＲＯＭ２０１は、ＣＰＵ２３０が実行するプログラム等を格納するメモリである。

ＲＡＭ２０２は、各種演算結果を一時記憶するメモリである。

ＳＤＲＡＭ２０３は、イメージセンサ２２０から読み出された画素毎の画像信号（画像データ）や、信号処理部２４０による信号処理結果等の画像データを格納するための一時記憶領域である。

発光タイミング信号生成部２５１は、ＣＰＵ２３０の制御に基づいて、発光部１４０を制御するためのＳＴＲＢ信号（ＬＥＤ発光タイミング信号）を、指定されたタイミングで生成するものである。そして、発光タイミング信号生成部２５１は、その生成されたＳＴＲＢ信号をカメラモジュール１２０のＩ／Ｏ（Input/Output）ポートを介して発光駆動部１３０に出力する。具体的には、発光タイミング信号生成部２５１は、ＣＰＵ２３０の設定に基づいて、イメージセンサ２２０における１ライン時間に相当するライン単位や動作クロック単位でＳＴＲＢ信号の立ち上がりタイミングや立下りタイミングを制御する。

メカシャッタタイミング信号生成部２５２は、ＣＰＵ２３０の制御に基づいて、メカニカルシャッタ２７０を制御するためのＭＳＨＴＭＶ信号（メカニカルシャッタ駆動タイミング信号）を、指定されたタイミングで生成するものである。そして、メカシャッタタイミング信号生成部２５２は、その生成されたＭＳＨＴＭＶ信号をカメラモジュール１２０のＩ／Ｏポートを介してメカニカルシャッタ駆動部２６０に出力する。具体的には、メカシャッタタイミング信号生成部２５２は、ＣＰＵ２３０の設定に基づいて、イメージセンサ２２０における１ライン時間に相当するライン単位や動作クロック単位でＭＳＨＴＭＶ信号の立ち上がりタイミングや立下りタイミングを制御する。

メカニカルシャッタ駆動部２６０は、メカニカルシャッタ２７０の開閉に関する制御を行うものである。具体的には、メカニカルシャッタ駆動部２６０は、Ｉ^２Ｃ通信によりメカニカルシャッタ２７０の開閉方向の指示をＣＰＵ２３０から受ける。また、メカニカルシャッタ駆動部２６０は、カメラモジュール１２０のＩ／ＯポートのＭＳＨＴＭＶ信号（「Ｈ（high）」レベル）をトリガとして、ＣＰＵ２３０からの指示に応じた方向（指示方向）にメカニカルシャッタ２７０を開放または閉鎖させる。

メカニカルシャッタ２７０は、イメージセンサ２２０へ入射する被写体光の光路上に配置され、被写体からの入射光を遮光するためのメカニカルシャッタであり、先幕および後幕により構成される。すなわち、メカニカルシャッタ２７０は、メカニカルシャッタ駆動部２６０の制御に基づいて、開閉することにより被写体からの入射光を遮光する。なお、メカニカルシャッタ２７０は、特許請求の範囲に記載の遮光部の一例である。

ここで、メカニカルシャッタ２７０を用いて撮像動作を行う場合について説明する。メカニカルシャッタ２７０を用いて撮像動作を行う場合には、イメージセンサ２２０における撮像モード（ローリングシャッタモード、グローバルシャッタモード）をグローバルシャッタモードにする必要がある。このグローバルリセットのタイミングは、通常は露光フレーム期間の開始直後の数ライン後であり、ＣＭＯＳセンサによっても異なるが、一般に１００μｓ（マイクロセック）に満たないことが多い。また、グローバルリセット後に全ラインにおいて同時に露光を開始し、露光終了は、メカニカルシャッタ２７０を閉鎖することにより行われる。このように、グローバルシャッタモードによるＣＭＯＳセンサの露光と、メカニカルシャッタ２７０とを併用することにより、動体歪を抑えた露光をＣＭＯＳセンサにおいて実現することができる。また、メカニカルシャッタ２７０により確実に遮光が可能であり、発光部（ＬＥＤ）１４０が、まだ消光しきれていない場合（消灯遅延）であっても、読み出し時の光漏れ防止を確実に行うことができる。一方、メカニカルシャッタ２７０を用いない場合には、ライン毎の露光期間のズレによる動体歪が残る可能性がある。

発光駆動部１３０は、発光部１４０の発光に関する制御を行う駆動回路（ＬＥＤドライバ）である。具体的には、発光駆動部１３０は、カメラモジュール１２０のＩ／ＯポートのＳＴＲＢ信号が「Ｈ」レベルの期間に、発光部１４０に対して電流を流すことにより、発光部１４０を発光させる。

発光部１４０は、発光駆動部１３０の制御に基づいて、被写体に対して光を発光させるＬＥＤ（高輝度ＬＥＤ）である。なお、高輝度ＬＥＤについては、図３を参照して詳細に説明する。

［携帯電話装置の機能構成例］
図２は、本発明の第１の実施の形態における携帯電話装置１００の機能構成例を示すブロック図である。携帯電話装置１００は、制御部１１５と、発光部遅延時間保持部１１６と、操作受付部１５０と、光学系２１０と、フォーカス制御部２８１と、記憶部２９１と、表示部２９２とを備える。なお、図２では、図１と同一のものについては、同一の符号を付してこれらの説明の一部を省略する。また、制御部１１５およびフォーカス制御部２８１は、例えば、図１に示すホスト１１０およびＤＳＰ２００に対応し、発光部遅延時間保持部１１６は、例えば、図１に示すＥＥＰＲＯＭ２０４に対応する。

光学系２１０は、複数のレンズ（フォーカスレンズ２１１等）と絞り（図示せず）とを備え、被写体からの光を集光して、この集光された光を絞りを介してイメージセンサ２２０に供給するものである。フォーカスレンズ２１１は、レンズ駆動部２８２の駆動により光軸方向に移動することによりフォーカスを調整するものである。

操作受付部１５０は、ユーザによる操作入力を受け付ける操作受付部であり、受け付けられた操作入力の内容に応じた操作信号を制御部１１５に供給する。例えば、操作受付部１５０は、静止画データの生成を指示するためのシャッタボタン（図示せず）が押下された場合には、その押下に関する信号（撮像動作の指示操作に係る信号）を、操作信号として制御部１１５に供給する。また、操作受付部１５０は、発光部１４０による発光を用いた撮像動作（いわゆる、フラッシュ撮影）を指示するための指示操作が行われた場合には、その指示操作に関する信号を、操作信号として制御部１１５に供給する。

制御部１１５は、携帯電話装置１００における各部動作を制御するものである。例えば、制御部１１５は、発光部遅延時間保持部１１６に保持されている遅延時間情報を取得する。そして、制御部１１５は、その遅延時間情報に含まれる発光部１４０の遅延時間に基づいて、撮像動作の指示操作（シャッタボタンの押下操作）に応じてイメージセンサ２２０により生成される画像データの露光期間のタイミングを決定する。続いて、制御部１１５は、その決定された露光期間のタイミングにより、イメージセンサ２２０に画像データを生成させる。具体的には、制御部１１５は、その決定された露光期間のタイミングにより、イメージセンサ２２０に画像データの露光を開始させ、メカニカルシャッタ２７０によりその露光を終了させる制御を行う。すなわち、制御部１１５は、その決定された露光期間のタイミングに基づいて、イメージセンサ２２０によるグローバルシャッタにより画像データの露光を開始させ、メカニカルシャッタ２７０を閉じることによりその露光を終了させる制御を行う。また、制御部１１５は、撮像動作の指示操作（シャッタボタンの押下操作）に基づいて、発光部１４０に光を発光させる制御を行う。

ここで、制御部１１５は、発光部１４０の発光後の色温度のピーク（発光ピーク）が露光期間に含まれるように、この露光期間のタイミングを決定することができる。また、制御部１１５は、発光駆動部１３０による点灯指示に基づく発光部１４０の発光開始タイミングに基づいて、露光期間のタイミングを決定するようにしてもよい。すなわち、発光駆動部１３０による点灯指示に基づく発光部１４０の発光開始の遅延に応じて、露光期間のタイミングを遅延させる。また、制御部１１５は、撮像動作の指示操作（シャッタボタンの押下操作）に応じた画像データの露光開始タイミングを、発光部１４０の遅延時間だけ遅らせることにより、発光部１４０を用いた撮像動作時の露光期間のタイミングを決定する。また、制御部１１５は、発光部１４０の発光期間に露光期間が含まれるように、発光部１４０を用いた撮像動作時の露光期間のタイミングを決定する。また、制御部１１５は、発光部１４０の発光期間と、露光期間との少なくとも一部が重複するように、発光部１４０を用いた撮像動作時の露光期間のタイミングを決定する。

発光部遅延時間保持部１１６は、発光部１４０の遅延時間に関する遅延時間情報を保持するものであり、保持されている遅延時間情報を制御部１１５に供給する。そして、発光部遅延時間保持部１１６に保持されている遅延時間情報を用いて、制御部１１５が露光期間のタイミングを決定する。この遅延時間情報として、例えば、発光部（ＬＥＤ）１４０の発光後の色温度のピーク（発光ピーク）に達するまでの遅延時間に関する情報を発光部遅延時間保持部１１６に保持させることができる。また、この遅延時間情報として、例えば、発光部（ＬＥＤ）１４０を発光させるための発光駆動部１３０による点灯指示により発生する遅延時間に関する情報を発光部遅延時間保持部１１６に保持させることができる。また、発光部遅延時間保持部１１６に保持される遅延時間情報は、制御部１１５（ホスト１１０）からの指示により書き換えることができるものとする。

信号処理部２４０は、イメージセンサ２２０から供給される画像信号（画像データ）についてカメラ信号処理（画像処理）を行い、この画像処理が施された画像データを、記憶部２９１および表示部２９２に供給する。例えば、信号処理部２４０は、画像処理が施された画像データについて圧縮処理を施し、この圧縮処理が施された画像データ（圧縮画像データ）を記憶部２９１に供給する。また、信号処理部２４０は、記憶部２９１に記憶されている圧縮画像データについて伸張処理を施し、この伸張処理が施された画像データを表示部２９２に供給する。なお、圧縮方式として、例えばＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）方式を採用することができる。

また、信号処理部２４０は、画像処理が施された画像データからＡＦ評価値（コントラスト信号）を生成し、この生成されたＡＦ評価値をフォーカス制御部２８１に出力する。すなわち、信号処理部２４０は、画像処理が施された画像データ（撮像画像）に配置される複数の測距エリアにおいて、各測距エリア内の画像の空間周波数の高周波成分を抽出する。そして、信号処理部２４０は、その抽出された高周波成分の輝度差分（ＡＦ評価値）を生成する。このように生成されたＡＦ評価値に基づいて合焦位置が検出される。すなわち、その抽出された高周波成分の輝度差分が最も大きくなる位置にフォーカスレンズ２１１を移動させることにより、フォーカスが合った撮像画像を生成することができる。

フォーカス制御部２８１は、信号処理部２４０から出力されたＡＦ評価値に基づいて、フォーカス制御（いわゆる、コントラストＡＦ（Auto Focus））を行うものである。すなわち、フォーカス制御部２８１は、測距エリアに含まれる被写体に合焦するようにフォーカス制御を行う。具体的には、フォーカス制御部２８１は、信号処理部２４０から供給されたＡＦ評価値に基づいて、測距エリアに含まれる被写体（合焦対象物）に対してフォーカスが合っているか否か判定する。そして、フォーカス制御部２８１は、その判定結果に基づいて、フォーカスレンズ２１１を駆動させる駆動量信号を生成し、この生成された駆動量信号をレンズ駆動部２８２に供給する。なお、フォーカス制御部２８１は、例えば、シャッタボタンの半押し操作または全押し操作が行われた際に、フォーカス制御を行う。

レンズ駆動部２８２は、光学系２１０を構成する各レンズ（フォーカスレンズ２１１等）を駆動させるものである。例えば、レンズ駆動部２８２は、フォーカス制御部２８１から供給される駆動量信号に基づいて、フォーカスレンズ２１１を移動させる。

記憶部２９１は、信号処理部２４０により画像処理が施された画像データを記録する記録デバイスである。また、記憶部２９１は、記録されている画像データを信号処理部２４０に供給する。なお、記憶部２９１は、携帯電話装置１００に内蔵するようにしてもよく、携帯電話装置１００から着脱可能とするようにしてもよい。また、記憶部２９１として、半導体メモリ、光記録媒体、磁気ディスク、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の種々の記録媒体を用いることができる。なお、光記録媒体として、例えば、記録可能なＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、記録可能なＣＤ（Compact Disc）、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標））等を用いることができる。

表示部２９２は、信号処理部２４０から供給される画像データを表示する表示装置である。表示部２９２は、例えば、静止画撮像モードの設定時における撮影待機状態では、信号処理部２４０により画像処理が施された画像データを撮像画像（いわゆる、スルー画像）として表示する。また、例えば、表示部２９２は、記憶部２９１に記憶されている画像データを一覧画像として表示させ、その画像データを再生することができる。表示部２９２として、例えば、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示パネルを用いることができる。

［発光装置の比較例］
図３は、本発明の第１の実施の形態における発光部１４０として用いられるＬＥＤ（高輝度ＬＥＤ）と、他の発光装置との遅延時間を簡略化して示す図である。図３では、他の発光装置（発光デバイス）としてキセノン管を比較例として示す。

図３（ａ）には、駆動回路（ＬＥＤドライバ）からの供給駆動電流の立ち上がり特性（ＬＥＤ立ち上がり電流特性４０１）を示す。また、図３（ｂ）には、図３（ａ）に示す供給駆動電流に対応するＬＥＤの発光波形（立ち上がり発光強度（ＬＥＤ閃光特性４０２））を示す。また、図３（ｃ）には、駆動回路（例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor））からの供給駆動電流の立ち上がり特性（キセノン管立ち上がり電流特性４０３）を示す。また、図３（ｄ）には、図３（ｃ）に示す供給駆動電流に対応するキセノン管の発光波形（立ち上がり発光強度（キセノン管閃光特性４０４））を示す。なお、図３（ａ）および（ｃ）に示すグラフでは、横軸を時間軸とし、縦軸を、駆動回路から発光デバイスへの供給電流を示す軸とする。また、図３（ｂ）および（ｄ）に示すグラフでは、横軸を時間軸とし、縦軸を発光強度を示す軸とする。

ここで、本発明の第１の実施の形態では、発光強度（発光ピーク）として、光強度の測定（すなわち、光強度の絶対値の測定）と、分光特性（すなわち、発光スペクトルの相対強度）とを組み合わせて算出される値を用いる例を示す。具体的には、得られる分光特性Ｓ（λ）は相対値であるため、分光特性Ｓ（λ）を規格化する。すなわち、ａ＝∫Ｓ（λ）ｄλとし、これにより、ｆ（λ）＝Ｓ（λ）／ａが算出される。

また、光強度の測定としては、分光しない場合には各種の測定方法を用いることができる。そして、何れかの測定方法により光強度Ｉ［ｍＷ／ｍ２］が取得され、その光強度Ｉの中の波長λの光強度ＯＰ１は、次の式で表すことができる。
ＯＰ１＝Ｉ×ｆ（λ）

このように、特定波長の絶対強度（すなわち、発光強度）は、２つの測定を組み合わせて算出される。また、発光強度は、単位のない値（すなわち、単なる強度に比例する数値）であるため、図３（ｂ）および（ｄ）に示す縦軸の単位を［％］として表す。

また、図３では、ＬＥＤ立ち上がり電流特性４０１、ＬＥＤ閃光特性４０２、キセノン管立ち上がり電流特性４０３、キセノン管閃光特性４０４を太線で示す。また、図３では、発光指示４００から発光ピーク（発光強度１００％）までの時間を、ＬＥＤ発光遅延時間ｔ１およびキセノン管発光遅延時間ｔ２として示す。なお、撮像処理においてはホワイトバランスを考慮する必要があるため、外部光源となる発光装置についてもホワイトバランスを考慮する必要がある。例えば、撮像動作の状況によっては、発光装置の明るさよりも光源の色温度が重要になることがある。このため、発光ピーク（発光強度１００％）として、測定された発光色温度のセンター値（Ｔｙｐｉｃａｌ値）を用いることが多い。そこで、本発明の第１の実施の形態では、発光ピーク（発光強度１００％（ＬＥＤの発光後の色温度のピーク））として、測定された発光色温度のセンター値（Ｔｙｐｉｃａｌ値）を用いる例を示す。

次に、高輝度ＬＥＤを用いて発光をする場合におけるＬＥＤ発光遅延時間について説明する。本発明の第１の実施の形態では、ＬＥＤの発光遅延時間として、次の４要素（（１）乃至（４））の時間を考慮する例を示す。
（１）ＬＥＤの電流切替入力（Ｉ^２Ｃ通信）に要する時間（例えば、トーチモード（Torch Mode）およびフラッシュ発光モードの切替に要する時間）…約数百μｓ（マイクロセック）（例えば、２００μｓ程度）
（２）ＬＥＤ駆動回路（定電流生成）の立ち上がり時間…約数十〜数百μｓ（例えば、１５０μｓ程度）
（３）ＬＥＤ発光自体の供給電流値に応じた遅延時間…約数μｓ（例えば、２μｓ程度）
（４）ＬＥＤの発光ピーク（強度）後の色温度安定（例えば、白色ＬＥＤである場合には、５５００Ｋ）までに要する時間…約数μｓ（例えば、５μｓ程度）

なお、トーチモードは、低電流（例えば、フラッシュ発光モードにおける電流の１／１０以下の電流）でＬＥＤを長時間発光（連続点灯）させて撮像動作を行う撮像モードである。すなわち、トーチモードは、動画撮像動作モードや静止画の撮像動作前のオートフォーカス設定における補助光を目的とする撮像モードである。また、フラッシュ発光モードは、静止画撮像モードの設定時において短時間だけ高電流・高出力でＬＥＤを発光させて撮像動作を行う撮像モードである。

以上の４要素（（１）乃至（４））に示すように、ＬＥＤ発光遅延時間としては、ＬＥＤの発光遅延そのものよりも、駆動回路から高輝度ＬＥＤへの供給される所定電流値に到達するまでの立ち上がり時間の比重が大きい。これに対して、ＬＥＤ素子そのものは、大きな遅延が無く、電流に追従することができる。すなわち、ＬＥＤの発光遅延は、ＬＥＤ自体による発光遅延ではなく、ＬＥＤドライバ（ＬＥＤに電流を供給するドライバ）の遅延が主な原因となっている。このように、ＬＥＤドライバの遅延によりＬＥＤの発光が遅延するが、ＬＥＤ自体は、ＬＥＤドライバからの電流値に対して数μｓ程度（例えば、２μｓ程度）の遅れで追従することができる。例えば、図３（ａ）および（ｂ）の矢印４０５および４０６に示すように、ＬＥＤドライバからの電流値に対して２μｓ程度の遅れでＬＥＤが追従することができる。なお、図３（ａ）および（ｂ）では、説明の容易のため、２μｓに相当する横軸の長さを比較的大きくして示す。

このように、高輝度ＬＥＤを用いて発光をする場合において、トーチモードおよびフラッシュ発光モードの切替等をＩ^２Ｃ通信により行う場合等を考慮すると、ＬＥＤ発光遅延時間として、数百μｓ〜数ｍｓ（ミリセック）程度を要する。例えば、図３（ｂ）に示すように、ＬＥＤ発光遅延時間ｔ１として、４００μｓ〜５００μｓ程度を要する。これに対して、キセノン閃光装置を用いて発光をする場合には、図３（ｄ）に示すように、キセノン管発光遅延時間ｔ２として、一般に２０μｓ程度を要する。すなわち、高輝度ＬＥＤを用いて発光をする場合には、キセノン閃光装置を用いる場合と比較して、１０倍〜１００倍以上の時間を要する。

ここで、ＬＥＤについて、主にキセノン管との比較（発光時間の遅延以外の比較）により説明する。ＬＥＤは、電流値を変化させることにより、発光量を制御することが可能である。すなわち、ＬＥＤは、キセノン管と比較して、発光量の制御が容易である。また、ＬＥＤは、大きなコンデンサが不要であるため、キセノン管を用いる場合と比較して装置の小型化が容易である。また、キセノン管の場合には、コンデンサの充電に比較的長い時間を要するのに対し、ＬＥＤの場合には、その充電が不要である。また、キセノン管は、一瞬の閃光しかできないため、閃光時間が短い。このため、キセノン管は、光量補充という本来の目的以外の用途に、その閃光を用いることができない。これに対して、ＬＥＤを用いる場合には、トーチモードおよびフラッシュ発光モードの切替が容易であり、２つのモードを１つの発光源のみで実現することができる（すなわち、兼用が可能である）。

このように、発光装置としてＬＥＤを用いることにより発光量の制御を容易とし、装置の小型化を容易とする等を実現することができるが、上述したように、発光装置としてＬＥＤを用いる場合には、撮像動作時における遅延時間が長くなる。そこで、本発明の第１の実施の形態では、ＬＥＤの遅延時間だけ、露光期間のタイミングを遅らせて、そのタイミングでＬＥＤを用いた撮像動作を行う。

［イメージセンサの露光例］
図４および図５は、本発明の第１の実施の形態におけるイメージセンサ２２０における受光部２２１と、受光部２２１における各ラインの露光期間との関係を示す図である。

図４（ａ）には、受光部２２１を構成する画素を矩形で模式的に示す。なお、図４（ａ）では、説明の容易のため、画素の数を比較的少なくして示す。また、図４（ａ）における水平方向（図４（ａ）に矢印で示す方向）を、イメージセンサ２２０における読出方向とする。また、受光部２２１における各ラインには、各ラインを識別するための識別番号（ライン番号１乃至１３）を付して説明する。

ここで、イメージセンサ２２０として用いられるＣＭＯＳセンサの露光方法について説明する。ＣＭＯＳセンサの露光方法（いわゆる、シャッタの切り方）としては、ローリングシャッタおよびグローバルシャッタ（一括電子シャッタ）の２種類が存在する。

ローリングシャッタは、ＣＭＯＳセンサを構成するライン毎に露光開始タイミングが異なる露光方法である。すなわち、ローリングシャッタは、ライン毎に順次シャッタを切る方式である。このローリングシャッタの例を図４（ｂ）に示す。

これに対して、グローバルシャッタは、ＣＭＯＳセンサを構成する全ラインの露光開始タイミングを同一とする露光方法である。すなわち、グローバルシャッタは、一画面について同時にシャッタを切る方式である。このグローバルシャッタの例を図５（ｂ）に示す。

図４（ｂ）には、イメージセンサ２２０の露光方法としてローリングシャッタを行う場合における受光部２２１の各ラインと、これらの各露光期間との関係を模式的に示す。すなわち、図４（ｂ）において、横軸を時間軸とし、縦軸を受光部２２１における各ラインにおける露光期間を示す軸とする。また、縦軸に付す値１乃至１３は、図４（ａ）に示すライン番号１乃至１３に対応するものとする。

例えば、受光部２２１を構成する各ライン１乃至１３のうち、一番上側のライン１３の露光開始タイミングをＴ１３とし、ライン１３の露光期間をＥＰ１とする。この場合に、ライン１３の１つ下のライン１２の露光開始タイミングＴ１２は、ライン１３の露光開始タイミングＴ１３の直後となり、ライン１２の露光期間は露光期間ＥＰ１と同一となる。以降の各ライン１１乃至１についても同様に、１つ上のラインの露光開始タイミングの直後が、次のラインの露光開始タイミングとなり、各ラインの露光期間は露光期間ＥＰ１となる。このように、ローリングシャッタは、ライン毎に順次シャッタを切る方式であるため、画面の上部と下部でライン毎に露光タイミングが異なる。このため、動いている被写体に対して歪が生じるおそれがある。

図５（ａ）には、受光部２２１を構成する画素を矩形で模式的に示す。なお、図５（ａ）に示す例は、図４（ａ）と同様であるため、ここでの説明を省略する。

図５（ｂ）には、イメージセンサ２２０の露光方法としてグローバルシャッタを行う場合における受光部２２１の各ラインと、これらの各露光期間との関係を示す。すなわち、図５（ｂ）において、横軸を時間軸とし、縦軸を受光部２２１における各ラインを示す軸とする。また、縦軸に付す値１乃至１３は、図５（ａ）に示すライン番号１乃至１３に対応するものとする。

例えば、図４（ｂ）に示す例と同様に、受光部２２１を構成する各ライン１乃至１３のうち、一番上側のライン１３から順次露光が開始される。ここで、グローバルシャッタは、一画面について同時にシャッタを切るため、露光開始タイミングを合わせる必要がある。このため、全てのラインについて露光が開始された後に、各ラインにおいてそれまで露光してきた電荷をはき捨てる必要がある。この電荷をはき捨てる動作は、一般にグローバルリセット（Ｇｌｏｂａｌ Ｒｅｓｅｔ）と称される。

例えば、受光部２２１を構成する各ライン１乃至１３のうち、一番下側のライン１の露光開始タイミングＴ１の位置を、グローバルリセットのタイミングＧＲ１とすることができる。この場合に、ライン１３の露光開始タイミングＴ１３からグローバルリセットのタイミングＧＲ１（ライン１の露光開始タイミングＴ１）までの期間（はき捨て期間ＤＰ１）において露光された電荷は、はき捨てられる。

また、グローバルシャッタでは、グローバルリセットのタイミングＧＲ１からメカニカルシャッタ２７０の閉鎖のタイミングＭＳ１までの期間が、各ラインの露光期間ＥＰ２となる。すなわち、メカニカルシャッタ２７０の閉鎖により露光が遮断される。なお、図５（ｂ）では、ライン１３の露光終了タイミングの位置を、メカニカルシャッタ２７０の閉鎖のタイミングＭＳ１とする例を示す。なお、メカニカルシャッタ２７０の駆動例については、図６および図７を参照して詳細に説明する。

このように、グローバルシャッタでは、各ラインの露光期間を同一とすることができるため、動いている被写体について歪の発生を防止することができる。

［メカニカルシャッタの駆動例］
図６は、本発明の第１の実施の形態におけるメカニカルシャッタ２７０を閉鎖する場合における駆動例を示す図である。なお、図６（ａ）および（ｂ）において、横軸を時間軸とする。

図６（ａ）には、メカシャッタタイミング信号生成部２５２により生成されるＭＳＨＴＭＶ信号に対応する波形（メカニカルシャッタ閉鎖パルス）４１０を時系列で示す。具体的には、ＭＳＨＴＭＶ信号を「Ｈ」レベルとすることにより、シャッタトリガ（閉鎖指示）を発生させる（シャッタトリガの発生タイミングＣＴ１）。

また、メカニカルシャッタ２７０を全閉させた直後には、メカニカルシャッタ２７０の跳ね返りが発生する。このメカニカルシャッタ２７０の跳ね返りによる再露光は、バウンド（図６（ｂ）に示すバウンド４１１）と称させる。このように、メカニカルシャッタ２７０の跳ね返りが発生するため、この跳ね返りを考慮して通電幅（ＭＳＨＴＭＶ信号を「Ｈ」レベルとする期間ＥＷ１）が決定される。すなわち、通電幅（期間ＥＷ１）として、バウンド４１１が収束するまでの期間が決定される。

図６（ｂ）には、露光開始のタイミング（グローバルリセットのタイミング）ＥＳ１から、ＭＳＨＴＭＶ信号が「Ｌ（Low）」レベルとなるまでの期間と、照度との関係を時系列で示す。すなわち、図６（ｂ）において、横軸を時間軸とし、縦軸を照度の割合（露光期間の最大照度Ｅ０を１００％とする場合における照度の割合）を示す軸とする。

具体的には、露光開始のタイミングＥＳ１からの露光による最大照度をＥ０とする。また、露光開始のタイミングＥＳ１からシャッタトリガの発生タイミングＣＴ１までの露光期間を露光期間Ｒ１とする。なお、図６（ｂ）では、説明の容易のため、露光期間Ｒ１における照度を最大照度Ｅ０とする場合を例にして示す。

また、シャッタトリガの発生タイミングＣＴ１からの始動遅れ（メカニカルシャッタ駆動部２６０による始動遅れ）時間を始動遅れ期間ＴＡとする。この例では、シャッタトリガの発生タイミングＣＴ１から、最大照度Ｅ０の９０％の照度となる位置（Ａ点）までの期間を始動遅れ期間ＴＡとする。

また、メカニカルシャッタ２７０の始動時（Ａ点）からの閉鎖（Ｂ点）までの期間を期間ＴＢとする。この例では、Ａ点に対応する位置から、最大照度Ｅ０の１０％の照度となる位置（Ｂ点）までの期間を期間ＴＢとする。

また、期間ＥＷ１における積分値（太線で囲まれている面積）をＨとする。この場合に、シャッタトリガ発生時（シャッタトリガの発生タイミングＣＴ１）からの露光期間をＴｅ（＝Ｈ／Ｅ０）と定義し、露光期間Ｔｅに対応する位置（矢印４１２で示す位置）を露光終了のタイミング（閉鎖タイミング）と定義する。また、期間ＴＢを２で除算した値を期間Ｔｓｅ（ＴＢ／２）とする。すなわち、期間Ｔｓｅ＝始動遅れ期間ＴＡ＋期間ＴＢ−露光期間Ｔｅとなる。

図６（ｃ）には、図６（ｂ）に示す露光期間における積分値と同一面積の矩形を模式的に示す。すなわち、図６（ｃ）では、露光期間における積分値と同一面積の矩形について、最大照度Ｅ０を一辺として示す。また、図６（ｃ）に示す太線で囲まれている矩形は、図６（ｂ）において太線で囲まれている領域に対応し、図６（ｃ）に示す細線で囲まれている矩形は、図６（ｂ）における露光期間Ｒ１の領域に対応する。また、図６（ｃ）では、図６（ｂ）に示す符号と同一の符号を付して示す。

上述したように、シャッタトリガを発生させてからバウンドが収束するまで、一定時間が必要であるため、これらを考慮して、シャッタトリガを発生させるタイミングを決定することが重要となる。そこで、上述したように、露光終了のタイミング（閉鎖タイミング）が、露光期間Ｔｅに対応する位置（矢印４１２で示す位置）となるように、シャッタトリガ（シャッタトリガの発生タイミングＣＴ１）を調整することが好ましい。

図７は、本発明の第１の実施の形態におけるメカニカルシャッタ２７０の閉鎖遅延と、閉鎖トリガのタイミングとの関係例を示す図である。図７では、メカニカルシャッタ２７０のアクチュエータとして主に用いられる２種のモータを例にして示す。また、これらのモータに関する各期間は、アクチュエータ種別に応じて異なるが、この例では、説明の容易のため、おおよその時間を示す。なお、この例では、シャッタースピード（露光期間）が、１／２５０ｓ（４ｍｓ）、１／５００ｓ（２ｍｓ）よりも長い時間である場合を例にして説明する。

図７（ａ）には、メカニカルシャッタ２７０を駆動するアクチュエータとしてステッピングモータを用いる場合における関係例を示す。また、図７（ｂ）には、メカニカルシャッタ２７０を駆動するアクチュエータとしてムービングマグネットモータ（可動磁石型）を用いる場合における関係例を示す。

具体的には、図７では、図６（ａ）および（ｂ）と同様に、横軸を時間軸とする。また、図７（ａ）および（ｂ）における上側には、図６（ａ）と同様に、ＭＳＨＴＭＶ信号に対応する波形（メカニカルシャッタ閉鎖パルス）４２０および４３０を時系列で示す。なお、波形４２０および４３０には、シャッタトリガを矢印４２１および４３１で示す。また、図７（ａ）および（ｂ）における下側には、露光開始のタイミングから、ＭＳＨＴＭＶ信号が「Ｌ（Low）」レベルとなるまでの期間と、照度との関係（実線４２２および４３２）を時系列で示す。すなわち、図６（ｂ）と同様に、横軸を時間軸とし、縦軸を照度の割合（露光期間の最大照度を１００％とする場合における照度の割合）を示す軸とする。

また、図７（ａ）および（ｂ）において、シャッタトリガの発生タイミング（矢印４２１および４３１で示す）からの始動遅れ時間（図６（ｂ）に示す始動遅れ時間ＴＡに対応する）を始動遅れ期間ＴＡ１およびＴＡ２とする。また、図６（ｂ）に示す期間ＴＢに対応する期間を期間ＴＢ１およびＴＢ２とする。また、バウンドを抑えるために必要となる期間を期間ＴＣ１およびＴＣ２とする。

また、通電幅（ＭＳＨＴＭＶ信号を「Ｈ」レベルとする期間）は、始動遅れ期間ＴＡ１およびＴＡ２、期間ＴＢ１およびＴＢ２、期間ＴＣ１およびＴＣ２のそれぞれの合計期間により決定される。

例えば、ステッピングモータ（図７（ａ）に示す）は、動きだしは比較的早いが、動き出してから閉まるまでの時間が比較的長い。このため、例えば、始動遅れ期間ＴＡ１は、３００μｓとなり、期間ＴＢ１は、１．５ｍｓ〜３．５ｍｓとなる。

また、例えば、ムービングマグネットモータ（図７（ｂ）に示す）は、動きだしは比較的鈍いが、動き出してから閉まるまでの時間が比較的短い。このため、例えば、始動遅れ期間ＴＡ２は、２ｍｓとなり、期間ＴＢ２は、１ｍｓとなる。

なお、この例は、シャッタースピード（露光期間）が、１／２５０ｓ（４ｍｓ）、１／５００ｓ（２ｍｓ）よりも長い時間である場合を例にして説明した。ただし、シャッタースピード（露光期間）が、１／２５０ｓ（４ｍｓ）、１／５００ｓ（２ｍｓ）よりも短い時間であることも想定される。このように、シャッタースピード（露光期間）が、１／２５０ｓ（４ｍｓ）、１／５００ｓ（２ｍｓ）よりも短い時間である場合には、グローバルリセットによる露光開始のタイミングよりも先にメカニカルシャッタ２７０の閉鎖指示を出す必要がある。この例を図９に示す。

［露光制御例］
図８および図９は、本発明の第１の実施の形態における制御部１１５による露光制御例を模式的に示す図である。図８では、メカニカルシャッタ２７０の閉鎖パルス（ＭＳＨＴＭＶ信号）から、メカニカルシャッタ２７０の実際の閉鎖までの期間（閉鎖期間）よりも露光期間が長い場合の例を示す。また、図９では、メカニカルシャッタ２７０の閉鎖パルス（ＭＳＨＴＭＶ信号）から、メカニカルシャッタ２７０の実際の閉鎖までの期間（閉鎖期間）よりも露光期間が短い場合の例を示す。

図８（ａ）には、発光部１４０の発光遅延および消灯遅延がある場合の例を示す。図８（ｂ）には、発光部１４０の発光遅延および消灯遅延がないと仮定した場合の比較例を示す。なお、図８（ａ）および（ｂ）では、垂直同期信号５０１、５２１と、ＳＴＲＢ信号５０２、５２２と、ＬＥＤ発光期間５０３、５２３と、ＭＳＨＴＭＶ信号５０４、５２４とをそれぞれ時系列で並べて示す。また、図８（ａ）および（ｂ）では、ローリングシャッタモード５１１、５３１と、グローバルシャッタモード５１２、５３２とが制御部１１５により切り替えられる場合を例にして説明する。また、図８（ａ）および（ｂ）では、ローリングシャッタモード５１１、５３１における平行四辺形、グローバルシャッタモード５１２、５３２における矩形、台形により、露光期間を模式的に示す。また、ユーザからの撮像動作の指示操作に基づく撮像処理に係る露光フレーム期間を露光フレーム期間５１３、５３３とし、その撮像処理に係る読出フレーム期間を読出フレーム期間５１４、５３４とする。

例えば、図８（ｂ）に示すように、発光部１４０の発光遅延および消灯遅延がないと仮定した場合には、ＳＴＲＢ信号５２２の「Ｈ」レベル期間に同期して発光部１４０の発光および消灯を行うことができる（ＬＥＤ発光期間５２３）。すなわち、露光開始のタイミング（グローバルリセットのタイミング）５２５については、ＳＴＲＢ信号５２２の「Ｈ」レベル期間の先端とすることができる。また、シャッタトリガ（閉鎖指示）５２６についても、ＳＴＲＢ信号５２２の「Ｈ」レベル期間の後端で発生させることができる。

しかしながら、発光部１４０は、発光遅延および消灯遅延が発生するため、露光タイミングと発光タイミングとを合わせる必要がある。そこで、本発明の第１の実施の形態では、発光部１４０の発光遅延および消灯遅延に合わせて、露光開始のタイミング（グローバルリセットのタイミング）５０５と、シャッタトリガ（閉鎖指示）５０６とを遅延させる。なお、図８では、説明の容易のため、発光部１４０の発光遅延および消灯遅延が、同一の遅延時間となる場合を例にして示す。

具体的には、ＳＴＲＢ信号５０２の立ち上がりタイミングから、発光遅延時間の経過後に（矢印５４１）、発光部１４０が発光を開始する（ＬＥＤ発光期間５０３）。また、露光開始のタイミング（グローバルリセットのタイミング）５０５が遅延される（矢印５４２）。

また、露光フレーム期間５１３が、発光部１４０の発光遅延時間に相当する期間分だけ遅延（伸長）される（矢印５４３）。すなわち、露光フレーム期間５１３が、図８（ｂ）に示す露光フレーム期間５３３よりも遅延（伸長）される（矢印５４３）。

また、シャッタトリガ（閉鎖指示）５０６が遅延され（矢印５４６）、露光終了期間が遅延される（矢印５４４）。また、ＳＴＲＢ信号５０２の立ち下がり後に、消灯遅延時間分だけ遅れて発光部１４０が消灯する（矢印５４５）。

ここで、制御部１１５により決定される露光期間のタイミングについて説明する。

最初に、制御部１１５が、ホスト１１０から指定されたパラメータ（各種撮像パラメータ）または調光結果（信号処理部２４０による）に基づいて、基本露光期間Ｔｏを算出する。続いて、制御部１１５が、ホスト１１０から指定された遅延時間Ｄｌ（例えば、ライン単位）を加味した実際の露光期間Ｔｏ１を算出する。具体的には、基本露光期間Ｔｏを遅延時間Ｄｌだけ遅らせた時間を実際の露光期間Ｔｏ１として算出し、露光期間のタイミングが決定される。なお、遅延時間Ｄｌは、発光部遅延時間保持部１１６に保持されている。

続いて、制御部１１５が、算出された露光期間Ｔｏ１からメカニカルシャッタ２７０の閉鎖パルス位置Ｍｃを決定する。続いて、制御部１１５が、基本露光期間Ｔｏに基づく基本グローバルリセット位置Ｇｌ０に遅延時間Ｄｌを加算してグローバルリセット位置Ｇｌ１を算出する。すなわち、遅延時間Ｄｌを加味して決定された露光期間のタイミングに対応する各位置（イメージセンサ２２０に画像データの露光を開始させる位置、メカニカルシャッタ２７０によりその露光を終了させる位置）が決定される。

続いて、制御部１１５が、イメージセンサ２２０にグローバルシャッタモードを設定し、グローバルリセット位置Ｇｌ１および露光期間Ｔｏ１を設定する。また、制御部１１５が、発光タイミング信号生成部２５１に、基本露光期間Ｔｏに基づく発光開始パルス位置Ｇｌ２を設定する。また、制御部１１５が、メカシャッタタイミング信号生成部２５２に、メカニカルシャッタ２７０の閉鎖パルス位置Ｍｃを設定する。

このように設定された設定内容に基づいて、制御部１１５が、イメージセンサ２２０によるグローバルシャッタにより画像データの露光を開始させ、メカニカルシャッタ２７０を閉じることによりその露光を終了させる制御を行う。この場合に、露光期間と、発光部１４０による発光期間とが同期する。

次に、メカニカルシャッタ２７０の閉鎖パルス（ＭＳＨＴＭＶ信号）から、メカニカルシャッタ２７０の実際の閉鎖までの期間（閉鎖期間）よりも露光期間が短い場合について説明する。

図９（ａ）には、発光部１４０の発光遅延および消灯遅延がある場合の例を示す。図９（ｂ）には、発光部１４０の発光遅延および消灯遅延がないと仮定した場合の比較例を示す。なお、図９（ｂ）は、図８（ｂ）に示す例と同様であるため、ここでの説明を省略する。

図９（ａ）では、垂直同期信号５５１と、ＳＴＲＢ信号５５２と、ＬＥＤ発光期間５５３と、ＭＳＨＴＭＶ信号５５４とをそれぞれ時系列で並べて示す。また、図９（ａ）では、ローリングシャッタモード５６１と、グローバルシャッタモード５６２とが制御部１１５により切り替えられる場合を例にして説明する。また、図９（ａ）では、ローリングシャッタモード５６１における平行四辺形、グローバルシャッタモード５６２における矩形、台形により、露光期間を模式的に示す。また、ユーザからの撮像動作の指示操作に基づく撮像処理に係る露光フレーム期間を露光フレーム期間５６３とし、その撮像処理に係る読出フレーム期間を読出フレーム期間５６４とする。

具体的には、ＳＴＲＢ信号５５２の立ち上がりタイミングから、発光遅延時間の経過後に（矢印５７１）、発光部１４０が発光を開始する（ＬＥＤ発光期間５５３）。また、露光開始のタイミング（グローバルリセットのタイミング）５５５が前に設定される（矢印５７２）。

また、露光フレーム期間５６３が、露光期間、閉鎖期間、発光部１４０の発光期間および発光遅延時間を考慮して設定される（矢印５７３）。この例では、閉鎖期間よりも露光期間が短いため、露光フレーム期間５６３が、図９（ｂ）に示す露光フレーム期間５３３よりも短縮（圧縮）される（矢印５７３）。

また、シャッタトリガ（閉鎖指示）５５６が、閉鎖までの時間を考慮して設定される（矢印５７６）。この例では、閉鎖期間よりも露光期間が短いため、シャッタトリガ（閉鎖指示）５５６が、露光開始前に設定される（矢印５７６）。また、この例では、閉鎖期間よりも露光期間が短いため、露光終了期間が短縮（圧縮）される（矢印５７４）。また、ＳＴＲＢ信号５５２の立ち下がり後に、消灯遅延時間分だけ遅れて発光部１４０が消灯する（矢印５７５）。

なお、以上では、ライン単位の制御のみを示したが、１ライン未満の制御についても、本発明の第１の実施の形態を適用することができる。例えば、次の（１）および（２）の何れかのように構成することにより実施可能である。
（１）グローバルリセットのライン単位での調整後にＬＥＤの発光開始指示を１ライン未満の必要時間だけ早いタイミングでＳＴＲＢ信号として出力できるようにＥＤＣを設定する。
（２）グローバルリセットタイミングを１ライン未満の位置に設定可能なようにイメージセンサを構成する。

このように、本発明の第１の実施の形態では、発光部１４０の発光期間の変更はせずに、露光期間を遅延させることにより、露光期間と発光期間との同期をとることが可能となる。これにより、所望するシャッタスピードに相当する露光期間を確実に確保することができるとともに、ＬＥＤの光量、色温度が安定したタイミングで露光の開始および終了を行うことができる。すなわち、撮像タイミングと発光装置の発光タイミングとを合わせて適切な撮像動作を行うことができる。

［携帯電話装置の動作例］
次に、本発明の第１の実施の形態における携帯電話装置１００の動作について図面を参照して説明する。

図１０は、本発明の第１の実施の形態における携帯電話装置１００による撮像制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。

最初に、撮像モードが設定されているか否かが判断され（ステップＳ９０１）、撮像モードが設定されていない場合には、監視を継続して行う。一方、撮像モードが設定されている場合には（ステップＳ９０１）、発光部１４０を用いて撮像動作を行う撮像モードが設定されているか否かが判断される（ステップＳ９０２）。発光部１４０を用いて撮像動作を行う撮像モードの設定は、ユーザ操作により手動で行うようにしてもよく、携帯電話装置１００の使用環境に応じて、自動で設定されるようにしてもよい。

発光部１４０を用いて撮像動作を行う撮像モードが設定されていない場合には（ステップＳ９０２）、通常の撮像処理が行われる（ステップＳ９０３乃至Ｓ９０５）。すなわち、シャッタボタンの全押し操作が行われたか否かが判断され（ステップＳ９０３）、シャッタボタンの全押し操作が行われた場合には、露光タイミング決定処理が行われ（ステップＳ９０３）、撮像処理が行われる（ステップＳ９０５）。これらの露光タイミング決定処理（ステップＳ９０４）および撮像処理（ステップＳ９０５）は、発光部１４０を用いない場合における各処理が行われる。また、シャッタボタンの全押し操作が行われていない場合には（ステップＳ９０３）、ステップＳ９０２に戻る。

また、発光部１４０を用いて撮像動作を行う撮像モードが設定されている場合には（ステップＳ９０２）、露光期間を遅延させて撮像処理が行われる（ステップＳ９０６、Ｓ９１０、Ｓ９２０）。すなわち、シャッタボタンの全押し操作が行われたか否かが判断され（ステップＳ９０６）、シャッタボタンの全押し操作が行われた場合には、露光タイミング決定処理が行われ（ステップＳ９１０）、撮像処理が行われる（ステップＳ９２０）。これらの露光タイミング決定処理（ステップＳ９１０）および撮像処理（ステップＳ９２０）は、発光部１４０を用いる場合における各処理が行われる。なお、決定処理については、図１１を参照して詳細に説明し、撮像処理については、図１２を参照して詳細に説明する。また、シャッタボタンの全押し操作が行われていない場合には（ステップＳ９０６）、ステップＳ９０２に戻る。

図１１は、本発明の第１の実施の形態における携帯電話装置１００による撮像制御処理の処理手順のうちの露光タイミング決定処理（図１０に示すステップＳ９１０の処理手順）の一例を示すフローチャートである。

最初に、制御部１１５が、各種撮像パラメータ等に基づいて基本露光期間Ｔｏを算出し（ステップＳ９１１）、発光部１４０の遅延時間Ｄｌを取得する（ステップＳ９１２）。なお、ステップＳ９１１は、特許請求の範囲に記載の露光期間決定手順の一例である。続いて、制御部１１５が、取得された遅延時間Ｄｌに基づいて、実際の露光期間Ｔｏ１を算出し、露光期間のタイミングを決定する（ステップＳ９１３）。すなわち、基本露光期間Ｔｏを遅延時間Ｄｌだけ遅らせた時間が実際の露光期間Ｔｏ１として算出され、露光期間のタイミングが決定される。なお、ステップＳ９１３は、特許請求の範囲に記載の露光タイミング決定手順の一例である。

続いて、制御部１１５が、算出された露光期間Ｔｏ１からメカニカルシャッタ２７０の閉鎖パルス位置Ｍｃを決定する（ステップＳ９１４）。続いて、制御部１１５が、基本露光期間Ｔｏに基づく基本グローバルリセット位置Ｇｌ０に遅延時間Ｄｌを加算してグローバルリセット位置Ｇｌ１を決定する（ステップＳ９１５）。

続いて、制御部１１５が、イメージセンサ２２０にグローバルシャッタモードを設定し、グローバルリセット位置Ｇｌ１、露光期間Ｔｏ１を設定する（ステップＳ９１６）。続いて、制御部１１５が、発光タイミング信号生成部２５１に、基本露光期間Ｔｏに基づく発光開始パルス位置Ｇｌ２を設定する（ステップＳ９１７）。続いて、制御部１１５が、メカシャッタタイミング信号生成部２５２に、メカニカルシャッタ２７０の閉鎖パルス位置Ｍｃを設定する（ステップＳ９１８）。

図１２は、本発明の第１の実施の形態における携帯電話装置１００による撮像制御処理の処理手順のうちの撮像処理（図１０に示すステップＳ９２０の処理手順）の一例を示すフローチャートである。

最初に、イメージセンサ２２０が露光を開始する（ステップＳ９２１）。続いて、発光タイミング信号生成部２５１が、設定されたタイミングで発光開始パルスを発行する（ステップＳ９２２）。なお、ステップＳ９２２は、特許請求の範囲に記載の第２制御手順の一例である。

続いて、イメージセンサ２２０が、設定されたタイミングでグローバルリセット処理を行う（ステップＳ９２３）。続いて、メカニカルシャッタ駆動部２６０が、設定されたタイミングでメカニカルシャッタ２７０の閉鎖処理を行う（ステップＳ９２４）。なお、ステップＳ９２３およびＳ９２４は、特許請求の範囲に記載の第１制御手順の一例である。

＜２．第２の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態では、携帯電話装置に発光装置を内蔵する例を示した。しかしながら、デジタル一眼カメラ等の撮像装置を用いて撮像動作を行う場合には、発光装置を外部機器として用いることも想定される。そこで、本発明の第２の実施の形態では、外部機器として発光装置が装着可能な撮像装置（撮像システム）を例にして示す。なお、本発明の第２の実施の形態における撮像システムの構成については、図２に示す例と略同様である。このため、本発明の第１の実施の形態と共通する部分については、同一の符号を付して、これらの説明の一部を省略する。

［撮像システムの構成例］
図１３は、本発明の第２の実施の形態における撮像システム８００の機能構成例を示すブロック図である。撮像システム８００は、発光装置８１０と、発光装置遅延時間取得部８２０と、制御部８３０とを備える。すなわち、撮像システム８００は、撮像装置本体と、外部機器としての発光装置８１０とにより構成される。撮像システム８００は、例えば、発光装置を交換することが可能なデジタルスチルカメラ（例えば、デジタル一眼カメラ）により実現される。

発光装置８１０は、発光駆動部８１１と、発光部８１２と、発光遅延時間保持部８１３とを備える。なお、発光駆動部８１１は、図２に示す発光駆動部１３０に対応し、発光部８１２は、図２に示す発光部１４０に対応する。

発光遅延時間保持部８１３は、発光部８１２の遅延時間に関する遅延時間情報を保持するものであり、保持されている遅延時間情報を発光装置遅延時間取得部８２０に供給する。

発光装置遅延時間取得部８２０は、制御部８３０の制御に基づいて、通信インタフェース（図示せず）を介して発光装置８１０から遅延時間情報を取得するものであり、取得された遅延時間情報を制御部１１５に供給する。なお、発光装置遅延時間取得部８２０は、特許請求の範囲に記載の取得部の一例である。

制御部８３０は、発光装置遅延時間取得部８２０により取得された遅延時間情報を用いて、露光期間のタイミングを決定する。

このように、本発明の第２の実施の形態によれば、交換可能な発光装置を撮像装置に装着する場合でも、発光装置８１０の発光期間の変更はせずに、露光期間を遅延させることにより、露光期間と発光期間との同期をとることが可能となる。すなわち、撮像タイミングと発光装置の発光タイミングとを合わせて適切な撮像動作を行うことができる。

なお、発光装置の発光遅延時間保持部には、遅延時間情報とともに発光装置の種類（例えば、ＬＥＤ、キセノン管）を示す種類情報を保持させておくようにしてもよい。この場合には、制御部８３０は、種類情報および遅延時間情報を用いて、露光期間のタイミングを決定する。すなわち、装着された発光装置がＬＥＤである場合（種類情報がＬＥＤの場合）には、露光期間を遅延させて露光期間のタイミングを決定する。一方、装着された発光装置がＬＥＤ以外の場合（種類情報がキセノン管等の場合）には、露光期間を遅延させない基準露光期間のタイミングを決定する。

また、本発明の実施の形態では、撮像装置の一例として携帯電話装置について説明したが、他の撮像装置や撮像システムに本発明の実施の形態を適用することができる。例えば、撮像機能付き携帯端末通信装置、撮像機能付き携帯型メディアプレイヤー等の撮像装置に本発明の実施の形態を適用することができる。

なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、本発明の実施の形態において明示したように、本発明の実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本発明の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。

また、本発明の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital VersatiＬＥＤisk）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標））等を用いることができる。

１００ 携帯電話装置
１１０ ホスト
１１５、８３０ 制御部
１１６ 発光部遅延時間保持部
１２０ カメラモジュール
１３０、８１１ 発光駆動部
１４０、８１２ 発光部
１５０ 操作受付部
２００ ＤＳＰ
２０１ ＲＯＭ
２０２ ＲＡＭ
２０３ ＳＤＲＡＭ
２０４ ＥＥＰＲＯＭ
２１０ 光学系
２１１ フォーカスレンズ
２２０ イメージセンサ
２２１ 受光部
２３０ ＣＰＵ
２３１ 内部バス
２４０ 信号処理部
２５０ ＥＤＣ
２５１ 発光タイミング信号生成部
２５２ メカシャッタタイミング信号生成部
２６０ メカニカルシャッタ駆動部
２７０ メカニカルシャッタ
２８１ フォーカス制御部
２８２ レンズ駆動部
２９１ 記憶部
２９２ 表示部
８００ 撮像システム
８１０ 発光装置
８１３ 発光遅延時間保持部
８２０ 発光装置遅延時間取得部

Claims (12)

1. 被写体を撮像して画像データを生成する撮像部と、
   前記被写体からの入射光を遮光するための遮光部と、
   前記被写体に対して光を発光させる発光部の遅延時間に基づいて撮像動作の指示操作により生成される前記画像データの露光期間のタイミングを決定して前記決定された露光期間のタイミングにより前記撮像部に前記画像データの露光を開始させて前記遮光部により当該露光を終了させ、前記指示操作に基づいて前記発光部に光を発光させる制御部と
   を具備する撮像装置。
2. 前記遮光部は、メカニカルシャッタであり、
   前記撮像部は、ＣＭＯＳセンサであり、
   前記制御部は、前記決定された露光期間のタイミングに基づいて前記ＣＭＯＳセンサによるグローバルシャッタにより前記画像データの露光を開始させて前記メカニカルシャッタを閉じることにより当該露光を終了させる
   請求項１記載の撮像装置。
3. 前記発光部は、ＬＥＤであり、
   前記発光部の遅延時間は、前記ＬＥＤの発光後の色温度のピークに達するまでの遅延時間であり、
   前制御部は、前記ＬＥＤの発光後の色温度のピークが前記露光期間に含まれるように前記露光期間のタイミングを決定する
   請求項１記載の撮像装置。
4. 前記発光部は、ＬＥＤであり、
   前記発光部の遅延時間は、前記ＬＥＤを発光させるための駆動部による点灯指示により発生する遅延時間であり、
   前記制御部は、前記点灯指示に基づく前記ＬＥＤの発光開始タイミングに基づいて前記露光期間のタイミングを決定する
   請求項１記載の撮像装置。
5. 前記制御部は、前記画像データの露光開始タイミングを前記遅延時間だけ遅らせることにより前記露光期間のタイミングを決定する請求項１記載の撮像装置。
6. 前記制御部は、前記指示操作に基づく前記発光部の発光期間に前記露光期間が含まれるように前記露光期間のタイミングを決定する請求項１記載の撮像装置。
7. 前記制御部は、前記指示操作に基づく前記発光部の発光期間と前記露光期間との少なくとも一部が重複するように前記露光期間のタイミングを決定する請求項１記載の撮像装置。
8. 前記発光部から前記遅延時間を取得する取得部をさらに具備し、
   前記制御部は、前記取得された遅延時間に基づいて前記露光期間のタイミングを決定する
   請求項１記載の撮像装置。
9. 前記指示操作として静止画データの生成を指示するシャッタ操作を受け付ける操作受付部をさらに具備する請求項１記載の撮像装置。
10. 被写体を撮像して画像データを生成する撮像部と、
    前記被写体に対して光を発光させる発光部の遅延時間に基づいて撮像動作の指示操作により生成される前記画像データの露光期間のタイミングを決定して前記決定された露光期間のタイミングにより前記撮像部に前記画像データを生成させ、前記指示操作に基づいて前記発光部に光を発光させる制御部と
    を具備する撮像装置。
11. 撮像動作の指示操作により生成される画像データの露光期間を決定する露光期間決定手順と、
    被写体に光を発光させる発光部の遅延時間に基づいて前記露光期間のタイミングを決定する露光タイミング決定手順と、
    前記決定された露光期間のタイミングにより撮像部に前記画像データの露光を開始させてメカニカルシャッタにより当該露光を終了させる第１制御手順と、
    前記指示操作に基づいて前記発光部に光を発光させる第２制御手順と
    を具備する撮像方法。
12. 撮像動作の指示操作により生成される画像データの露光期間を決定する露光期間決定手順と、
    被写体に光を発光させる発光部の遅延時間に基づいて前記露光期間のタイミングを決定する露光タイミング決定手順と、
    前記決定された露光期間のタイミングにより撮像部に前記画像データの露光を開始させてメカニカルシャッタにより当該露光を終了させる第１制御手順と、
    前記指示操作に基づいて前記発光部に光を発光させる第２制御手順と
    をコンピュータに実行させるプログラム。

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