JP4885902B2 - 撮影装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ローリングシャッタ方式のイメージセンサを備えた撮影装置及びその制御方法に関する。

デジタルカメラやカメラ付き携帯電話等の撮影装置では、ＣＭＯＳ型イメージセンサを備えたものがある。ＣＭＯＳ型イメージセンサの露光方式は、ＣＣＤ型イメージセンサとは異なり、２次元状に画素が配列された撮像領域を画素行ごとに走査しながら撮像信号の出力及びリセットを行うローリングシャッタ（フォーカルプレインシャッタとも称される）方式であるため、画素行ごとに露光期間が異なるといった特徴がある。

撮影時にストロボ発光を行う場合には、上記のローリングシャッタにより、撮影画面内の列方向（走査方向）に露光ムラが生じるといった問題がある。このローリングシャッタによる露光ムラを軽減するための技術が種々提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
特開平１０−２０６９４０号公報 特開平１１−２１２１３６号公報 特開２００５−３４７９２８号公報

しかしながら、特許文献１〜３に記載の技術は、いずれも撮影装置自身のストロボ発光（自己発光）による露光ムラを軽減するための技術であり、他者のカメラ等からのストロボ発光（他者発光）による露光ムラを軽減することはできない。そこで、他者発光による露光ムラに対処すべく、他者発光を検出するための技術が望まれている。

本発明はこのような問題に対してなされたものであり、他者発光を検出することを可能とする撮影装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

本発明の撮影装置は、２次元状に画素が配列された撮像領域を画素行ごとに順に走査しながら撮像信号の出力とリセットとを行うローリングシャッタ方式のイメージセンサを備えた撮影装置において、前記走査方向に関する前記撮像信号の輝度変化を算出する輝度変化算出手段と、前記輝度変化算出手段により算出される輝度変化に基づき、連続する２フレームに跨ったほぼ１フレーム分の高輝度期間が存在するか否かを判定し、該高輝度期間を他者発光による期間として検出する他者発光検出手段と、を備えたことを特徴とする。

なお、前記輝度変化算出手段は、画素行ごとに撮像信号の輝度成分を積算するものであることが好ましい。

また、前記撮像領域の全画素行を一括してリセットする一括リセット手段と、前記撮像領域の光入射側に配されたメカシャッタと、前記他者発光が検出された後、前記イメージセンサ及び前記メカシャッタを制御し、前記メカシャッタを開状態とした状態で前記走査を最終画素行で停止した後、全画素行を一括してリセットさせることで露光を開始させ、所定時間経過後に前記メカシャッタを閉状態として露光を終了させた後、前記走査を先頭画素行から開始させる露光制御手段と、を備えたことが好ましい。これにより、露光の同時性が確保され、露光ムラの発生が防止される。

また、前記他者発光が検出された後、前記イメージセンサを制御し、前記走査を最終画素行で停止した後、所定時間経過後に前記走査を先頭画素行から開始させることでフレームレートを低下させる露光制御手段を備えたことも好ましい。これにより、露光時間が長くなり、露光ムラの発生が軽減される。

また、連写撮影機能を有する場合において、前記他者発光検出手段及び前記露光制御手段は、連写撮影時に作動することが好ましい。

また、スルー画表示機能と、スルー画表示中の撮影指示によって作動する単写または連写の撮影機能とを有する場合において、前記他者発光検出手段は、スルー画表示時に検出動作を行い、前記露光制御手段は、前記他者発光が検出された場合に、撮影指示後の撮影時に作動することが好ましい。

また、前記他者発光検出手段により前記他者発光が検出された際に、前記他者発光が検出されたことを知らせるメッセージを報知する報知手段と、前記露光制御手段をユーザが選択的に作動させることを可能とする選択操作手段とを備えたことも好ましい。

また、撮影シーンを設定する撮影シーン設定手段と、設定された撮影シーンに基づいて露出値を含む撮影条件を変更する撮影条件変更手段とを備える場合において、前記他者発光検出手段が、撮影シーンが所定の撮影シーンに設定されている場合に作動することも好ましい。

また、被写体輝度を検出する被写体輝度検出手段と、前記被写体輝度検出手段の検出結果に基づき被写体の露出が不足するか否かを判定する露出判定手段とを備える場合において、前記他者発光検出手段が、被写体の露出が不足する場合に作動することも好ましい。

また、本発明の撮影装置の制御方法は、２次元状に画素が配列された撮像領域を画素行ごとに順に走査しながら撮像信号の出力とリセットとを行うローリングシャッタ方式のイメージセンサを備えた撮影装置の制御方法において、前記走査方向に関する前記撮像信号の輝度変化を算出し、算出した輝度変化に基づき、連続する２フレームに跨ったほぼ１フレーム分の高輝度期間が存在するか否かを判定し、該高輝度期間を他者発光による期間として検出することを特徴とする。

本発明によれば、他者のカメラ等からのストロボ発光（他者発光）を、特殊な装置を追加することなく、容易に検出することができ、また、他者発光による輝度ムラの防止ないしは低減を図ることができる。

図１において、デジタルカメラ１０のカメラ本体１２の前面には、ズームレンズである撮影レンズ１４を収納する沈胴式のレンズユニット１６、ストロボ発光部１８、対物側ファインダ窓２０が設けられている。ストロボ発光部１８は、撮影を実行する際に被写体輝度に応じてストロボ光を照射する。対物側ファインダ窓２０は、光学ファインダを構成する。

図２において、カメラ本体１２の背面には、表示装置としての液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）２２、光学ファインダを構成するファインダ接眼窓２４、複数の操作部材からなる操作部２６が設けられている。ＬＣＤ２２は、撮影モード（静止画撮影モードまたは連写撮影モード）時には電子ビューファインダとして機能し、スルー画をリアルタイムに表示（スルー画表示）する。また、再生モード時にはメモリカード４４に記録されている画像データに基づき、ＬＣＤ２２に画像が再生表示される。

操作部２６は、ズーム操作ボタン２８、メニューボタン３０、十字キー３２、実行キー３４、モード切替スイッチ３６などから構成される。ズーム操作ボタン２８は、撮像レンズ１４のズームレンズを変倍する際に操作される。メニューボタン３０は、ＬＣＤ２２にメニュー画面を表示する際や選択内容を決定する際などに操作される。

十字キー３２の操作により、メニュー画面内に表示されるカーソルが移動する。実行キー３４は、十字キー３２の中央に設けられ、押圧されたときにカメラの操作が確定される。モード切替スイッチ３６は、デジタルカメラ１０の動作モードを切り替える際に操作される。動作モードとしては、撮影を１回だけ行う静止画（単写）撮影モード、複数回の撮影を連続して行う連写撮影モード、撮影により得られた画像をＬＣＤ２２に再生表示する再生モードなどがある。

また、メニューボタン３０、十字キー３２、及び実行キー３４の操作により、種々の撮影シーン（屋内、人物、夜景など）から所望とする撮影シーンが設定可能となっている。撮影シーン機能は、設定された撮影シーンに応じて、種々の撮影条件を自動的に設定する機能である。デジタルカメラ１０内のＣＰＵ５０（図３参照）は、設定された撮影シーンに応じて、露出値、撮影感度、ホワイトバランスの制御パラメータ、ストロボ発光の有無などの撮影条件を、当該撮影シーンに好適な値に自動的に設定する。本実施形態では、操作部２６が特許請求の範囲に記載の撮影シーン設定手段に相当し、ＣＰＵ５０が特許請求の範囲に記載の撮影条件変更手段に相当する。

カメラ本体１２の上面には、レリーズボタン３８及び電源ボタン４０が設けられている。レリーズボタン３８が半押し操作されたときに各種撮影準備処理が実行され、この状態でレリーズボタン３８が更に押し込まれる全押し操作によって撮影処理が実行される。電源ボタン４０は、デジタルカメラ１０の電源のオン／オフを切り替える際に操作される。

カメラ本体１２の側面には、開閉自在なカード装填蓋４２が設けられている。カード装填蓋４２を開くと、メモリカード４４が着脱自在に装填されるメモリカードスロット４６が露呈される。

デジタルカメラ１０の電気的構成を示す図３において、ＣＰＵ５０は、デジタルカメラ１０の動作を制御する制御部として機能し、操作部２６及びレリーズボタン３８からの入力信号に基づいてデジタルカメラ１０の各部を制御する。ＣＰＵ５０に接続されたＲＯＭ５２には、デジタルカメラ１０を動作させるための制御プログラムや各種設定情報が書き込まれており、ＣＰＵ５０はこのプログラムに従って各部を制御する。

ＲＡＭ５４及びＶＲＡＭ５６は、例えば、高速なデータ読み出しと書き込みが可能なＳＤＲＡＭからなる。ＲＡＭ５４は、ＣＰＵ５０による演算作業領域として利用される。ＶＲＡＭ５６は、スルー画表示用の画像データを順次に一時的に記憶する。

レンズユニット１６には、図示しないズーム機構及びフォーカス機構が組み込まれている。ズーム機構は、ズーム操作ボタン２８の操作に応答して、撮影レンズ１４を移動させてズーミングを行う。フォーカス機構は、撮影レンズ１４に組み込まれたフォーカスレンズを移動させてピント合せを行う。また、レンズユニット１６には、絞り装置５８が組み込まれている。絞り装置５８は、絞り開度を調節することで、ＣＭＯＳ型イメージセンサ６０（以下、ＣＭＯＳセンサ６０と称する）に入射する被写体光の光量を調節する。絞り装置５８は、モータ６２を介してＣＰＵ５０により動作制御される。

絞り装置５８とＣＭＯＳセンサ６０との間には、ＣＭＯＳセンサ６０に入射する被写体光を物理的に遮るメカシャッタ６４が設けられている。メカシャッタ６４は、モータ６６を介してＣＰＵ５０により動作制御される。詳しくは後述するが、ＣＭＯＳセンサ６０はローリングシャッタ方式の電子シャッタ機構を有し、通常の露光動作時にはこの電子シャッタが用いられる。メカシャッタ６４は、後述する所定の動作時に使用される。

ＣＭＯＳセンサ６０は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）６８から入力されるタイミング信号に基づいて撮像動作を行い、メカシャッタ６４を通過した被写体光を光電変換して信号電荷を生成し、生成した信号電荷を画素ごとに撮像信号に変換して出力する。ＣＰＵ５０は、ＴＧ６８を制御し、後述する所定の動作時に、フレームレート（単位時間にＣＭＯＳセンサ６０から出力されるフレーム数）の変更や、画素内の信号電荷のリセット方式の変更を行う。

図４において、ＣＭＯＳセンサ６０は、単位画素９０がマトリクス状に配置された撮像領域９１と、撮像領域９１の垂直方向（Ｙ方向）に関して走査する垂直走査回路９２と、撮像領域９１から読み出される撮像信号を行単位で保持してノイズ抑制処理を行なう相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路９３と、ＣＤＳ回路９３に列ごとに接続された列選択トランジスタ９４を水平方向（Ｘ方向）に関して走査する水平走査回路９５と、撮像信号をインピーダンス変換して出力する出力回路９６とから構成されている。

単位画素９０は、光電変換により信号電荷を生成して蓄積するフォトダイオードＤ１と、フォトダイオードＤに蓄積された信号電荷を撮像信号として増幅するドライブ用（増幅用）トランジスタＭ１と、撮像信号を単位画素９０外に出力するための画素選択用トランジスタＭ２と、フォトダイオードＤ１の信号電荷を破棄（リセット）するためのリセット用トランジスタＭ３とからなる。撮像領域９１には、垂直走査回路９２から水平方向に行選択線Ｌ１及び行リセット線Ｌ２が配線されており、ＣＤＳ回路９３から垂直方向に列信号線Ｌ３が配線されている。

行選択線Ｌ１は、画素選択用トランジスタＭ２のゲートに接続されている。行リセット線Ｌ２は、リセット用トランジスタＭ３のゲートに接続されている。列信号線Ｌ３は、画素選択用トランジスタＭ２のソースに接続されている。また、列信号線Ｌ３は、ＣＤＳ回路９３を介して、対応する列の列選択トランジスタ９４に接続されている。

垂直走査回路９２は、ＴＧ６８から入力されるタイミング信号に基づいて垂直走査信号を発生し、図５に示すように、行選択線Ｌ１を１行ずつ順に選択して、撮像信号を列信号線Ｌ３に出力させる画素行（以下、水平ラインと称する）を変更するとともに、撮像信号の出力が完了した水平ラインの行リセット線Ｌ２を１行ずつ順に選択して、信号電荷の破棄を行う水平ラインを変更する。垂直走査回路９２は、行選択線Ｌ１及び行リセット線Ｌ２の選択行が最終の水平ラインに達した場合には、次いで、先頭の水平ラインの選択を行う。この垂直走査回路９２の走査方式により、電荷蓄積時間（露光時間）を１フレーム周期としたローリングシャッタが構成されている。

また、垂直走査回路９２は、ＴＧ６８から入力されるタイミング信号に基づき、撮像領域９１の行リセット線Ｌ２を一括して全て選択することが可能となっており、行リセット線Ｌ２を全選択した場合には、全ての単位画素９０内の信号電荷が一括してリセットされる。この一括リセット動作は、後述する所定の動作時に実行される。本実施形態では、ＴＧ６８及び垂直走査回路９２が特許請求の範囲に記載の一括リセット手段に相当する。

ＣＤＳ回路９３は、垂直走査回路９２によって選択された行選択線Ｌ１に接続された各単位画素９２の撮像信号を、ＴＧ６８から入力されるタイミング信号に基づいて保持し、ノイズ除去を行う。列選択トランジスタ９４は、ＣＤＳ回路９３と、出力回路９６に接続された出力バスライン９７との間に設けられている。

水平走査回路９５は、ＴＧ６８から入力されるタイミング信号に基づいて水平走査信号を発生し、列選択トランジスタ９４のオン／オフ制御を行う。出力回路９６は、ＣＤＳ回路９３から出力バスライン９７に順次に転送される撮像信号をインピーダンス変換して出力する。

なお、図示は省略するが、撮像領域９１の光入射側には、複数の色セグメントからなるカラーフィルタ（例えば、ベイヤー配列の原色カラーフィルタ）が配置されている。

図３において、ＣＣＤ６２から出力された撮像信号は、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路７０に入力され、ＡＧＣ回路７０から出力された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器７１に入力される。ＡＧＣ回路７０及びＡ／Ｄ変換器７１は、ＴＧ６８からタイミング信号が入力されることで、ＣＭＯＳセンサ６０の信号出力動作と同期して作動する。ＡＧＣ回路７０は、ＣＰＵ５０によって設定される撮影感度に応じたゲインで撮像信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換器７１は、ＡＧＣ回路７０からのアナログの撮像信号を、例えば１２ビットのデジタル画像信号に変換する。

Ａ／Ｄ変換器７１から出力された画像信号は、バスライン７２を介して、画像信号処理回路７４、ＡＥ／ＷＢ検出回路７６、及びライン積算回路７８にそれぞれ入力される。画像信号処理回路７４は、入力された画像信号に対して階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正処理、ＹＣ変換処理などの各種画像処理を施すことで１フレームの画像に対応する画像データを生成し、これをＶＲＡＭ５６に記憶させる。

ＡＥ／ＷＢ検出回路７６は、入力された画像信号から輝度成分を抽出して被写体輝度値を算出するとともに、入力された画像信号から色成分を抽出して色バランス値を算出する。ＣＰＵ５０は、ＡＥ／ＷＢ検出回路７６により検出された被写体輝度値に基づいて撮影に最適な露出値を算出し、絞り装置５８の設定及びストロボ発光部１８のオン／オフ制御を行う。具体的には、ＣＰＵ５０は、該被写体輝度値が所定値より低い場合や、被写体が逆光状態である判定される場合に、静止画撮影動作に合わせてストロボ発光部１８から照明光を被写体に向けて発光させる。また、画像信号処理回路７４は、ＡＥ／ＷＢ検出回路７６により検出された色バランス値に基づいて、ホワイトバランス補正を行う。

ライン積算回路７８は、入力された画像信号から輝度成分を抽出して、これを前述の水平ラインごとに積算し、これをＣＰＵ５０に入力する。ＣＰＵ５０は、入力された水平ラインごとの輝度成分の積算値（垂直走査方向に関する輝度変化情報）に基づき、他者のカメラ等からのストロボ発光（他者発光）を検出する。本実施形態では、ライン積算回路７８が特許請求の範囲に記載の輝度変化算出手段に相当し、ＣＰＵ５０が特許請求の範囲に記載の他者発光検出手段に相当する。

具体的には、ＣＰＵ５０は、図６に示すフローチャートに従って他者発光検出処理を行う。まず、第Ｋフレームの画像信号において、ライン積算回路７８から水平ラインごとの輝度成分の積算値を取得し、図７（Ａ）に示すように、走査方向に関して、積算値が所定値Ｉ１より低い状態（低輝度状態）から所定値Ｉ２（ただし、Ｉ２＞Ｉ１）より高い状態（高輝度状態）へ遷移したか否かを判定し、低輝度状態から高輝度状態への遷移を検出した場合には、遷移を検出した水平ラインの位置Ｐ１を記憶する。次いで、続く第Ｋ＋１フレームにおいて、ライン積算回路７８から水平ラインごとの輝度成分の積算値を取得し、図７（Ｂ）に示すように、走査方向に関して、積算値が高輝度状態から低輝度状態へ遷移したか否かを判定し、高輝度状態から低輝度状態への遷移を検出した場合には、遷移を検出した水平ラインの位置Ｐ２を記憶する。そして、検出された遷移位置Ｐ１，Ｐ２がほぼ等しい場合（例えば、前後１水平ライン以内の場合）には、上記の高輝度状態は他者発光によるものであると判定する。つまり、ＣＰＵ５０は、連続する２つのフレームに跨ってほぼ１フレーム分の高輝度期間が存在するか否かを判定し、該高輝度期間を他者発光として検出する。ＣＰＵ５０は、連写撮影時にこの他者発光検出動作を行う。

この他者発光検出は、ストロボ発光の閃光時間が通常、１フレーム期間より極めて短いことに基づいている。例えば、１フレーム期間は１／６０秒であり、ストロボ発光の閃光時間は１／１０００秒である。ローリングシャッタでは、各水平ラインの露光時間は１フレーム期間であるため、ストロボ発光の閃光時間が水平ラインの１走査時間より短ければ、上記の高輝度状態の継続時間（高輝度期間：Ｐ１からＰ２までの走査時間）は１フレーム期間となる。ストロボ発光の閃光時間が１走査時間より長ければ、高輝度期間は、その分だけ、１フレーム期間より長くなる。

図３において、圧縮伸張処理回路８０は、静止画撮影モード時及び連写撮影モード時には、レリーズボタン３８からの撮影指示に応じてＶＲＡＭ５６から読み出された非圧縮の画像データに圧縮処理を行い、所定のファイル形式の圧縮画像データを生成する。また、圧縮伸張処理回路８０は、再生モード時には、メモリカード４４に記録された圧縮画像データに伸張処理を行い、非圧縮の画像データを生成する。メディアコントローラ８２は、メモリカード４４に対する画像データの記録、及び読み出しを制御する。

ＬＣＤドライバ８４は、ＶＲＡＭ５６からの画像データに対し所定の信号処理を施して画像表示用の信号を生成し、これを一定のタイミングでＬＣＤ２２へ出力する。これにより、ＬＣＤ２２には、ＣＭＯＳセンサ６０で撮像された画像がリアルタイムに表示（スルー画表示）される。また、ＬＣＤドライバ８４は、圧縮伸張処理回路８０で伸張された非圧縮画像データをＬＣＤ２２へ出力する。これにより、ＬＣＤ２２には、メモリカード４４から読み出された画像が再生表示される。

次に、連写撮影動作について説明する。ＣＰＵ５０は、図８に示すフローチャートに従って各部を制御し、連写撮影動作を実行させる。連写撮影モードでは、ＣＰＵ５０は、図９に示すように、メカシャッタ６４を開いた状態で、ローリングシャッタによる第１の連写撮影動作を実行させるとともに、ライン積算回路７８を作動させ、前述の他者発光検出処理を実行する。この第１の連写撮影中に他者発光がなされると、２フレーム期間に跨って１フレーム分の高輝度領域（露光ムラ）が生じることになる。ＣＰＵ５０は、この他者発光を検出した場合には、ＣＭＯＳセンサ６０及びメカシャッタ６４を制御して、一括リセット動作で露光を開始し、メカシャッタ６４の閉動作で露光を終了する第２の連写撮影動作を実行させる。

この第２の連写撮影では、メカシャッタ６４を開いた状態での第１の連写撮影による１フレーム分の撮像信号の出力後（最終水平ライン（ライン番号Ｎ）の信号出力後）に垂直走査を停止させ、前述の一括リセット動作を実行させて全水平ラインの信号電荷を同時に破棄させる。この一括リセット動作により、全水平ラインは同時に露光が開始される。次いで、所定時間経過後に、メカシャッタ６４を閉状態とし、垂直走査を先頭水平ライン（ライン番号１）から開始させる。一括リセット動作からメカシャッタ６４が閉状態となるまでの期間が露光期間となり、全水平ラインはこの露光期間の間に同時に露光が行われる（つまり、露光の同時性が保たれる）。そして、１フレーム分の撮像信号の出力後、メカシャッタ６４を開状態として一括リセット動作を実行させ、同様な露光動作を繰り返す。第２の連写撮影時のフレーム周期Ｔ２は、少なくとも露光期間の分だけ第１の連写撮影時のフレーム周期Ｔ１より長くなる。本実施形態では、ＣＰＵ５０が特許請求の範囲に記載の露光制御手段に相当する。

このように、他者発光の検出によって切り替えられる第２の連写撮影時には、露光の同時性が保たれるため、露光期間内に他者発光を再度受けたとしても、１フレーム分の画像全体の輝度レベルが上昇する結果となり、ローリングシャッタ時のような輝度ムラの発生は防止される。

以上のように構成されたデジタルカメラ１０の作用について説明する。電源ボタン４０を操作してデジタルカメラ１０の電源をオンにすると、ＣＰＵ５０がＲＯＭ５２から制御プログラムをロードし、各部の動作制御を開始する。

連写撮影を行う場合には、モード切替スイッチ３６を連写撮影モードに設定する。連写撮影モードでは、まず、スルー画表示が行われ、スルー画表示中にレリーズボタン３８が全押しされると、連写撮影が実行され、連続的に静止画撮影動作が行われる。得られた画像データは順次ＶＲＡＭ５６に取り込まれ、圧縮伸張処理回路８０において１フレームごとにデータ圧縮処理が施された後、圧縮画像データが順次メモリカード４４に記録される。

レリーズボタン３８が全押しされた直後は、ローリングシャッタによる第１の連写撮影動作が実行される。この第１の連写撮影動作中に、前述の他者発光検出処理が実行され、他者発光が検出された場合には、一括リセット動作で露光を開始し、メカシャッタ６４の閉動作で露光を終了する方式の第２の連写撮影動作に切り替えられ、輝度ムラの発生が防止される。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、連写撮影時に他者発光が検出された場合に、一括リセット動作及びメカシャッタ６４の閉動作は行わず、フレームレートのみを変更する点が上記第１実施形態とは異なる。

本実施形態では、連写撮影時に、ＣＰＵ５０は、図１０に示すフローチャートに従って各部を制御する。ＣＰＵ５０は、図１１に示すように、メカシャッタ６４を開いた状態で、ローリングシャッタによる第１の連写撮影動作を実行させるとともに、ライン積算回路７８を作動させ、前述の他者発光検出処理を実行する。ＣＰＵ５０は、第１の連写撮影中に他者発光を検出した場合には、低フレームレートの第２の連写撮影動作を実行させる。この第２の連写撮影では、１フレーム分の撮像信号の出力及びリセット後、垂直走査を所定期間停止させることにより、フレームレートを低下させる（第１のフレーム周期Ｔ１から第２のフレーム周期Ｔ２へ変更する）。

この第２の連写撮影動作中に他者発光がなされたとしても、図１１に示すように、垂直走査が停止された期間内に他者発光がなされたのであれば、輝度ムラの発生は防止される。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、静止画撮影モードまたは連写撮影モードのスルー画表示時に他者発光検出処理を行う点が上記第１及び第２実施形態とは異なる。

本実施形態では、ＣＰＵ５０は、図１２に示すフローチャートに従って各部を制御する。ＣＰＵ５０は、図９に示す第１の連写撮影動作と同様に、メカシャッタ６４を開いた状態で、ローリングシャッタにより撮像動作を実行させ、撮像された画像をＬＣＤ２２にスルー画表示させるとともに、ライン積算回路７８を作動させ、前述の他者発光検出処理を実行する。レリーズボタン３８が全押しされ、撮影指示がなされると、ＣＰＵ５０は、スルー画表示中に他者発光を検出しなかった場合には、ローリングシャッタによる通常撮影動作（連写撮影または静止画撮影）を実行させる。一方、スルー画表示中に他者発光を検出した場合には、図９に示す第２の連写撮影動作と同様に、ＣＭＯＳセンサ６０及びメカシャッタ６４を制御し、一括リセット動作で露光を開始し、メカシャッタ６４の閉動作で露光を終了する方式の撮影動作（連写撮影または静止画撮影）を実行させる。

このように、スルー画表示中に他者発光が検出された場合には、露光の同時性が保たれた状態で撮影が行われるため、この撮影時に他者発光を再度受けたとしても、ローリングシャッタ時のような輝度ムラの発生は防止される。なお、本実施形態においても、第２実施形態と同様に、他者発光が検出された場合に、一括リセット動作及びメカシャッタ６４の閉動作を行わず、フレームレートのみを変更しても良い。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、スルー画表示中に他者発光が検出された場合に、輝度ムラを防止する輝度ムラ防止モードで撮影を行うか否かをユーザに選択させ、輝度ムラ防止モードを行うと選択された場合に、一括リセット動作及びメカシャッタ６４を用いた撮影動作、または、低フレームレートでの撮影動作を実行する点が上記第３実施形態とは異なる。

本実施形態では、ＣＰＵ５０は、図１３に示すフローチャートに従って各部を制御する。ＣＰＵ５０は、上記第３実施形態と同様に、ＬＣＤ２２にスルー画を表示させるとともに、ライン積算回路７８を作動させ、前述の他者発光検出処理を実行する。ＣＰＵ５０は、スルー画表示中に他者発光を検出すると、ＬＣＤドライバ８４を制御してＬＣＤ２２に、「他者発光が検出されました。輝度ムラ防止モードに切り替えて下さい。」といったメッセージを表示させる。ユーザは、スルー画表示中に、操作部２６の操作によって、輝度ムラ防止モードに切り替えるか否かを選択設定することができる。

レリーズボタン３８が全押しされ、撮影指示がなされると、ＣＰＵ５０は、輝度ムラ防止モードが設定されているか否かを判定し、輝度ムラ防止モードが設定されていない場合には、スルー画用の撮像時と同様のローリングシャッタによる通常撮影動作を実行させる。一方、輝度ムラ防止モードが設定されている場合には、輝度ムラ防止モードによる撮影動作（第１実施形態で説明した一括リセット動作及びメカシャッタ６４を用いた撮影動作、または、第２実施形態で説明した低フレームレートでの撮影動作）を実行させる。本実施形態では、操作部２６が特許請求の範囲に記載の選択操作手段に相当し、ＬＣＤドライバ８４及びＬＣＤ２２が特許請求の範囲に記載の報知手段に相当する。

本実施形態によれば、ユーザは、周囲の状況を判断し、他者発光の頻度が高いと思われる場合には輝度ムラ防止モードをオン設定、他者発光の頻度が低いと思われる場合には輝度ムラ防止モードをオフ設定とするといった、周囲の状況に応じた対応を行うことができる。

次に、本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、スルー画表示時において他者発光検出処理を実行せず、ユーザにより設定された撮影シーンが所定の撮影シーンであるか否かに基づいて、輝度ムラ防止モードによる撮影動作を行うか、通常撮影動作を行うかを切り替える点が上記第３実施形態とは異なる。

本実施形態では、ＣＰＵ５０は、図１４に示すフローチャートに従って各部を制御する。ＣＰＵ５０は、上記第３実施形態と同様に、ＬＣＤ２２にスルー画を表示させる。ＣＰＵ５０は、スルー画表示中には、前述の他者発光検出処理は実行しない。レリーズボタン３８が全押しされ、撮影指示がなされると、ＣＰＵ５０は、操作部２６の操作により予めユーザによって設定されている撮影シーンが「屋内」または「夜景」（他者発光がなされやすい撮影シーン）であるか否かを判定し、該撮影シーンが設定されていない場合には、スルー画用の撮像時と同様のローリングシャッタによる通常撮影動作を実行させる。一方、該撮影シーンが設定されている場合には、輝度ムラ防止モードによる撮影動作（第１実施形態で説明した一括リセット動作及びメカシャッタ６４を用いた撮影動作、または、第２実施形態で説明した低フレームレートでの撮影動作）を実行させる。

次に、本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態は、スルー画表示時に、ユーザにより設定された撮影シーンに応じて他者発光検出処理を選択的に実行する点が上記第３実施形態とは異なる。

本実施形態では、ＣＰＵ５０は、図１５に示すフローチャートに従って各部を制御する。ＣＰＵ５０は、上記第３実施形態と同様に、ＬＣＤ２２にスルー画を表示させる。このスルー画表示中に、ＣＰＵ５０は、操作部２６の操作により予めユーザによって設定されている撮影シーンが「屋内」または「夜景」（他者発光がなされやすい撮影シーン）であるか否かを判定し、該撮影シーンが設定されている場合には、前述の他者発光検出処理を実行し、該撮影シーンが設定されていない場合には、前述の他者発光検出処理は実行しない。この後、レリーズボタン３８が全押しされ、撮影指示がなされると、ＣＰＵ５０は、上記第３実施形態と同様の処理を実行させる。

本実施形態によれば、他者発光がなされやすい場合にのみ他者発光検出処理が作動するため、撮影動作の効率化や、消費電力の低下を図ることができる。

次に、本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態は、スルー画表示時に、ストロボ発光が必要な撮影条件か否かに基づいて、他者発光検出処理を選択的に実行する点が上記第３実施形態とは異なる。

本実施形態では、ＣＰＵ５０は、図１６に示すフローチャートに従って各部を制御する。ＣＰＵ５０は、上記第３実施形態と同様に、ＬＣＤ２２にスルー画を表示させる。このスルー画表示中に、ＣＰＵ５０は、ＡＥ／ＷＢ検出回路７６による検出される被写体輝度値に基づき、ストロボ発光が必要な撮影条件（照明が暗い場合や逆光状態等、被写体の露出が不足する場合）であるか否かを判定し、ストロボ発光が必要な撮影条件である場合には、前述の他者発光検出処理を実行し、ストロボ発光が必要な撮影条件でない場合には、前述の他者発光検出処理は実行しない。この後、レリーズボタン３８が全押しされ、撮影指示がなされると、ＣＰＵ５０は、上記第３実施形態と同様の処理を実行させる。本実施形態では、ＡＥ／ＷＢ検出回路７６が特許請求の範囲に記載の被写体輝度検出手段に相当し、ＣＰＵ５０が特許請求の範囲に記載の露出判定手段に相当する。

本実施形態によれば、第６実施形態と同様に、他者発光がなされやすい場合にのみ他者発光検出処理が作動するため、撮影動作の効率化や、消費電力の低下を図ることができる。

次に、本発明の第８実施形態について説明する。本実施形態は、スルー画表示時において他者発光検出処理を実行せず、ストロボ発光が必要な撮影条件か否かに基づいて、輝度ムラ防止モードによる撮影動作を行うか、通常撮影動作を行うかを切り替える点が上記第３実施形態とは異なる。

本実施形態では、ＣＰＵ５０は、図１７に示すフローチャートに従って各部を制御する。ＣＰＵ５０は、上記第３実施形態と同様に、ＬＣＤ２２にスルー画を表示させる。ＣＰＵ５０は、スルー画表示中には、前述の他者発光検出処理は実行せず、ＣＰＵ５０は、ＡＥ／ＷＢ検出回路７６による検出される被写体輝度値に基づき、ストロボ発光が必要な撮影条件（照明が暗い場合や逆光状態等、被写体の露出が不足する場合）であるか否かを判定する。レリーズボタン３８が全押しされ、撮影指示がなされると、ＣＰＵ５０は、ストロボ発光が必要な撮影条件でない場合には、スルー画用の撮像時と同様のローリングシャッタによる通常撮影動作を実行させる。一方、ストロボ発光が必要な撮影条件である場合には、輝度ムラ防止モードによる撮影動作（第１実施形態で説明した一括リセット動作及びメカシャッタ６４を用いた撮影動作、または、第２実施形態で説明した低フレームレートでの撮影動作）を実行させる。

なお、上記実施形態では、ＣＰＵ５０は、ライン積算回路７８により積算される水平ラインごとの輝度成分の積算値を、所定値Ｉ１及び所定値Ｉ２（ただし、Ｉ２＞Ｉ１）を基準として、低輝度状態から高輝度状態、及び高輝度状態から低輝度状態への遷移を検出しているが、本発明はこれに限定されず、水平ラインを変更しながら、その水平ラインの走査方向上流側の全水平ラインの積算値の平均値と、走査方向下流側の全水平ラインの積算値とを比較し、その差が所定の閾値以上となる水平ラインを特定することにより、上記の遷移を検出するようにしても良い。

また、上記実施形態では、ライン積算回路７８は、１フレーム分の全水平ラインに対して輝度成分の積算を行っているが、本発明はこれに限定されず、輝度成分の積算を行う水平ラインを間引き、複数の水平ラインごとに１つの水平ラインについて輝度成分の積算を行うようにしても良い。これにより、他者発光検出処理の高速化を図ることが可能となる。また、他者発光検出処理の高速化を図るには、輝度成分を複数の水平ラインごとに積算するようにしても良い。さらに、特定の色成分の単位画素９０についてのみ輝度成分の積算を行うようにしても良い。つまり、ライン積算回路７８は、垂直走査方向に関する撮像信号の輝度変化を算出することが可能であれば、いかなる構成としても良い。

また、上記実施形態では、デジタルカメラを例に挙げて説明を行ったが、本発明はデジタルカメラに限定されるものではなく、カメラ付き携帯電話機などの各種撮影装置に適用することができる。

本発明の第１実施形態であるデジタルカメラの正面側斜視図である。 デジタルカメラの背面側斜視図である。 デジタルカメラの電気的構成を示すブロックである。 ＣＭＯＳ型イメージセンサの構成を示す回路図である。 垂直走査回路の動作を説明する説明図である。 他者発光の検出処理を説明するフローチャートである。 他者発光による水平ラインごとの輝度成分の積算値の遷移を説明する説明図であり、（Ａ）は低輝度状態から高輝度状態への遷移、（Ｂ）は高輝度状態から低輝度状態への遷移を示す。 連写撮影動作を説明するフローチャートである。 連写撮影動作時の露光制御を説明する説明図である。 本発明の第２実施形態を説明するフローチャートである。 本発明の第２実施形態における露光制御を説明する説明図である。 本発明の第３実施形態を説明するフローチャートである。 本発明の第４実施形態を説明するフローチャートである。 本発明の第５実施形態を説明するフローチャートである。 本発明の第６実施形態を説明するフローチャートである。 本発明の第７実施形態を説明するフローチャートである。 本発明の第８実施形態を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
２２ 液晶ディスプレイ
２６ 操作部
５０ ＣＰＵ
６０ ＣＭＯＳ型イメージセンサ
６４ メカシャッタ
６８ タイミングジェネレータ
７４ 画像信号処理回路
７６ ＡＥ／ＷＢ検出回路
７８ ライン積算回路
８４ ＬＣＤドライバ
９０ 単位画素
９１ 撮像領域
９２ 垂直走査回路
９５ 水平走査回路
Ｌ１ 行選択線
Ｌ２ 行リセット線
Ｌ３ 列信号線

Claims (10)

1. ２次元状に画素が配列された撮像領域を画素行ごとに順に走査しながら撮像信号の出力とリセットとを行うローリングシャッタ方式のイメージセンサを備えた撮影装置において、
   前記走査方向に関する前記撮像信号の輝度変化を算出する輝度変化算出手段と、
   前記輝度変化算出手段により算出される輝度変化に基づき、連続する２フレームに跨ったほぼ１フレーム分の高輝度期間が存在するか否かを判定し、該高輝度期間を他者発光による期間として検出する他者発光検出手段と、
   を備えたことを特徴とする撮影装置。
2. 前記輝度変化算出手段は、画素行ごとに撮像信号の輝度成分を積算するものであることを請求項１に記載の撮影装置。
3. 前記撮像領域の全画素行を一括してリセットする一括リセット手段と、
   前記撮像領域の光入射側に配されたメカシャッタと、
   前記他者発光が検出された後、前記イメージセンサ及び前記メカシャッタを制御し、前記メカシャッタを開状態とした状態で前記走査を最終画素行で停止した後、全画素行を一括してリセットさせることで露光を開始させ、所定時間経過後に前記メカシャッタを閉状態として露光を終了させた後、前記走査を先頭画素行から開始させる露光制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の撮影装置。
4. 前記他者発光が検出された後、前記イメージセンサを制御し、前記走査を最終画素行で停止した後、所定時間経過後に前記走査を先頭画素行から開始させることでフレームレートを低下させる露光制御手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の撮影装置。
5. 連写撮影機能を有し、
   前記他者発光検出手段及び前記露光制御手段は、連写撮影時に作動することを特徴とする請求項３または４に記載の撮影装置。
6. スルー画表示機能と、スルー画表示中の撮影指示によって作動する単写または連写の撮影機能とを有し、
   前記他者発光検出手段は、スルー画表示時に検出動作を行い、前記露光制御手段は、前記他者発光が検出された場合に、撮影指示後の撮影時に作動することを特徴とする請求項３または４に記載の撮影装置。
7. 前記他者発光検出手段により前記他者発光が検出された際に、前記他者発光が検出されたことを知らせるメッセージを報知する報知手段と、前記露光制御手段をユーザが選択的に作動させることを可能とする選択操作手段とを備えたことを特徴とする請求項６に記載の撮影装置。
8. 撮影シーンを設定する撮影シーン設定手段と、設定された撮影シーンに基づいて露出値を含む撮影条件を変更する撮影条件変更手段とを備え、
   前記他者発光検出手段は、撮影シーンが所定の撮影シーンに設定されている場合に作動することを特徴とする請求項６に記載の撮影装置。
9. 被写体輝度を検出する被写体輝度検出手段と、前記被写体輝度検出手段の検出結果に基づき被写体の露出が不足するか否かを判定する露出判定手段とを備え、
   前記他者発光検出手段は、被写体の露出が不足する場合に作動することを特徴とする請求項６に記載の撮影装置。
10. ２次元状に画素が配列された撮像領域を画素行ごとに順に走査しながら撮像信号の出力とリセットとを行うローリングシャッタ方式のイメージセンサを備えた撮影装置の制御方法において、
    前記走査方向に関する前記撮像信号の輝度変化を算出し、
    算出した輝度変化に基づき、連続する２フレームに跨ったほぼ１フレーム分の高輝度期間が存在するか否かを判定し、該高輝度期間を他者発光による期間として検出する
    ことを特徴とする撮影装置の制御方法。

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