(57)【要約】【課題】ＣＭＯＳ撮像装置ではフラッシュ等の外部閃光が焚かれた場合に、白帯状の妨害が発生するという課題があった。この課題を解決できる撮像装置の提供を目的とする。【解決手段】外部からの閃光を検出し、検出信号を出力するフラッシュ光検出部と、レンズ部より結像される被写体の撮像信号を出力する撮像部と、フラッシュ光を発光するフラッシュ光発光部と、検出信号に基づいて撮像信号が閃光の影響を受けているかどうかを判定し、影響を受けていると判定した場合には、撮像部においてフラッシュ光による露光量が１画面の有効ラインの全ラインで同じとなる所定のタイミングおよび期間でフラッシュ光発光部を発光させる制御部とを備えて構成した。【選択図】図４
2010109805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの閃光を検出し、検出信号を出力するフラッシュ光検出部と、
レンズ部より結像される被写体の撮像信号を出力する撮像部と、
フラッシュ光を発光するフラッシュ光発光部と、
前記検出信号に基づいて前記撮像信号が前記閃光の影響を受けているかどうかを判定し、影響を受けていると判定した場合には、前記撮像部においてフラッシュ光による露光量が１画面の有効ラインの全ラインで同じとなる所定のタイミングおよび期間で前記フラッシュ光発光部を発光させる制御部と、
を備えた撮像装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記フラッシュ光発光部の発光タイミングに合わせて前記信号処理部における前記撮像信号のゲインを制御する請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
レンズ部より結像される被写体の撮像信号を出力する撮像部と、
前記撮像信号に所定の処理を施して処理信号として出力する信号処理部と、
フラッシュ光を発光するフラッシュ光発光部と、
前記処理信号に基づいて前記撮像信号が前記閃光の影響を受けているかどうかを判定し、影響を受けていると判定した場合には、前記撮像部においてフラッシュ光による露光量が１画面の有効ラインの全ラインで同じとなる所定のタイミングおよび期間で前記フラッシュ光発光部を発光させる制御部と、
を備えた撮像装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記フラッシュ光発光部の発光タイミングに合わせて前記信号処理部における前記撮像信号のゲインを制御する請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記信号処理部が出力する処理信号の明るさの状態に基づいて前記信号処理部に対するゲインを制御する請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記フラッシュ光発光部が、１フレーム毎もしくは数フレーム毎に複数回発光する請求項１および請求項３のいずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチルカメラ等のフラッシュがビデオ用の動画の撮像撮影時に及ぼす白帯状の妨害を緩和できる撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型、低消費電力、高速撮像等の特徴をもつＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）撮像素子を用いた撮像装置が、民生用ビデオカメラ及び業務用ビデオカメラの分野で躍進してきている。
【０００３】
ＣＭＯＳ撮像素子は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）に比べて種々の特徴をもつが、フォトダイオード（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ：以降ＰＤと記載）の電荷読み出しがＣＣＤのように全画素で同一タイミングでの読出し（所謂グローバルシャッター）でなく、ライン（画素）単位で読出しタイミングがずれていく（所謂ローリングシャッター）為、ＣＣＤにない弊害も発生する。それは読出しタイミングがずれる為、各画素の蓄積期間のタイミングがずれることに起因する。
【０００４】
その問題の一つに、スチルカメラ等のフラッシュ光が焚かれている被写体をＣＭＯＳ撮像素子のビデオカメラで撮像すると、白帯状の妨害が発生するという現象が挙げられる。白帯状の妨害とは、ここでは撮像した画像のあるフレームの一部だけがフラッシュ光の影響を受け、途中のラインから上、または下だけが明るくなる現象を指す。
【０００５】
以下その現象について、図１１〜図１３を用いて説明する。
【０００６】
図１１は、ビデオカメラとスチルカメラが混在する撮影風景、例えば記者会見等の撮影風景を示す図である。
【０００７】
図１１は、ビデオカメラ１００と、その撮像信号を映すモニター１０１、スチルカメラ１０２、１０３、および被写体１０４より構成される撮影風景を示している。ビデオカメラ１００はＣＭＯＳ撮像素子を用いている。
【０００８】
このような撮影風景においてスチルカメラ１０２、１０３でフラッシュが焚かれると、ビデオカメラ１００の撮像信号を映すモニター１０１の画面に白帯状の妨害が発生する。以下、その原理を説明する。
【０００９】
図１２は、ビデオカメラ１００の蓄積期間（露光期間）と、読み出し、走査期間を模式化した図である。図において、画面を構成する各走査ラインの電荷蓄積期間およびその電荷を読み出すための走査期間を、時間軸を横軸に取って表している。走査ラインの総数は、ＨＤカメラを想定して１１２５ラインとする。また、モニター画面０期間とは、フレーム０の撮像信号をモニター画面等に出力する期間であり、ここでは１／６０秒とする。モニター画面１期間等も同様である。
【００１０】
例えば画面の一番上のラインであるライン１は、ちょうどモニター画面０期間の開始タイミングと共にフレーム１のＰＤ蓄積を開始し、１フレーム期間、すなわちモニター画面０期間の終了タイミングと共にＰＤ蓄積を終了する。蓄積されたライン１のＰＤ信号はこの直後に読み出しの走査が開始され、これと同時に次のフレーム２のＰＤ蓄積が開始される。ＰＤ信号の読み出し走査の期間は、１フレーム期間（１／６０秒）に１１２５本のラインを走査することから、１／６０／１１２５≒１．４８×１０-5秒となる。
【００１１】
次にライン２は、ライン１のフレーム０に対するＰＤ読み出し走査の期間終了タイミングにあわせてＰＤ蓄積を開始する。すなわち、ライン２はライン１に対してＰＤ読み出し走査期間分遅れてＰＤ蓄積および読み出しの動作を行うことになる。ライン３以降も同様となる。
【００１２】
このようにローリングシャッター方式においては、１フレームを構成する各ラインの蓄積期間が図に示すように上から下へと少しずつずれている。これに伴い、各ラインの走査期間、すなわちＰＤ信号の読み出しタイミングも図のように各ラインの蓄積期間の直後となり、ライン１のＰＤ信号を読み出したら次にライン２のＰＤ信号を読み出すというように、順次行われる。
【００１３】
図１２に示すように、モニター画面１期間の中央付近でフラッシュが焚かれると、フレーム１後半のラインの蓄積期間とフレーム２前半のラインの蓄積期間にフラッシュの明るい光が影響する。モニター画面１期間に光ったフラッシュは図１２に示す様に、ラインＸおよびラインＹの間のラインではフレーム１とフレーム２の蓄積、読出しタイミングを跨ぐ。つまりフレーム１ではラインＸより前のラインａ１の部分はフラッシュ光の影響は受けない（蓄積期間はすでに終わっている）。ラインＸおよびラインＹの間の期間のラインａ２部分は、フレーム１ではフラッシュ光の影響を受け、徐々に蓄積光量が増える。そしてラインＹ以降のラインａ３の部分ではフラッシュ光の全光量の影響を受ける。フレーム２では逆に、ラインＸより前のラインｂ１の部分では、フラッシュ光の全光量の影響を受け、ラインＸおよびラインＹの間の期間のラインｂ２の部分は徐々にフラッシュ光の影響が小さくなる。そして、ラインＹ以降のラインｂ３の部分ではまだ蓄積期間が始まっていないので、フラッシュ光の影響は受けない。
【００１４】
故に、フラッシュ光の発光期間が一瞬であり、ａ２、ｂ２部分のトランジェント期間が存在しないものとするとモニター画面は、概略として図１３に示すようにモニター画面１（フレーム１の撮像信号）の下半分が明るく、そしてモニター画面２（フレーム２の撮像信号）の上半分が明るくなり、これが白帯状の妨害として映し出される。一方、フラッシュの発光時に本来望まれているモニター画面は、図１３の下段に示す理想のモニター画面のように全体が明るくなった画面である。ＣＣＤによる撮像装置の場合は、ＣＭＯＳとは異なり１フレームを構成する全ラインの蓄積タイミングが同じであるためにこのような問題は発生せず、フラッシュ発光時には常に図１３下段に示すような理想のモニター画面が映し出されていた。以上のように、ＣＭＯＳ撮像装置では、フラッシュ光等の外部の閃光が入ると、撮像信号に白帯状の妨害が発生するという課題があった。
【００１５】
この課題を解決する従来の撮像装置として、特許文献１に記載された撮像装置がある。
【００１６】
図１４は、従来の撮像装置の構成例を示すブロック図である。この撮像装置は所謂静止画像を主に記録するデジタルスチルカメラである。
【００１７】
図１４において、撮像装置１１１は、レンズ部１１２、撮像部１１３、画像処理部１１４、バッファ１１５、記録表示処理部１１６、バッファ１１７、記録部１１８、表示部１１９、評価部１２０、記憶部１２１、操作部１２２、および制御部１２３を備えている。
【００１８】
レンズ部１１２は、レンズ機構１３１、絞り（アイリス）機構１３２等の光学系を備え、そこに入射する被写体からの光を撮像部１１３の撮像素子１４１上に集光させる。
【００１９】
撮像部１１３は、撮像素子１４１、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ）回路１４２、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）回路１４３、シグナルジェネレータ（ＳＧ）１４４、およびタイミングジェネレータ（ＴＧ）１４５を備え、被写体を撮像し、その結果得られる画像を画像処理部１１４に供給する。撮像素子１４１は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等で構成され、レンズ部１１２を介して入射する被写体からの光を受光して光電変換することにより、電気信号としての画像信号を出力する。撮像素子１４１は、受光した光の量に応じて電荷を蓄積する複数の画素が、格子状の配置で平面状に敷き詰められて構成されており、タイミングジェネレータ１４５から供給される水平駆動信号と垂直駆動信号にしたがって、所定の露光時間だけレンズ部１１２からの光を受光する。撮像素子１４１の各画素には受光した光の量に応じた電荷が蓄積され、撮像素子１４１は、その電荷をアナログの画像信号としてＣＤＳ回路１４２に供給する。ＣＤＳ回路１４２は、撮像素子１４１から供給されたアナログの画像信号のノイズ成分を、相関２重サンプリングを施すことによって除去する。ＣＤＳ回路１４２は、ノイズ成分を除去した画像信号をＡ／Ｄ回路１４３に供給する。Ａ／Ｄ回路１４３は、ＣＤＳ回路１４２からのアナログの画像信号をＡ／Ｄ変換し、その結果得られるデジタルの画像データを画像処理部１１４に供給する。シグナルジェネレータ１４４は、制御部１２３の制御に基づいて、水平同期信号と垂直同期信号をそれぞれ発生し、タイミングジェネレータ１４５に出力する。タイミングジェネレータ１４５は、シグナルジェネレータ１４４から供給された水平同期信号と垂直同期信号に基づいて、撮像素子１４１を駆動させるための水平駆動信号と垂直駆動信号をそれぞれ発生し、撮像素子１４１に供給する。
【００２０】
画像処理部１１４は、Ｙ−Ｃ分離回路１５１、フィルタ回路１５２、ホワイトバランス（ＷＢ）回路１５３、およびアパコンガンマ回路１５４を備え、撮像部１１３のＡ／Ｄ回路１４３から供給される画像データに、所定の画像処理を施す。画像処理部１１４は、画像処理を施した画像（画像データ）を、記録表示処理部１１６および評価部１２０に供給する。Ｙ−Ｃ分離回路１５１は、撮像部１１３からの画像データを、輝度信号（Ｙ）とクロマ信号（Ｃ）とに分離するＹ−Ｃ分離処理を行う。フィルタ回路１５２は、撮像部１１３からの画像データをフィルタリングし、その画像データに含まれるノイズ成分をカットするノイズリダクション処理を行う。ＷＢ回路１５３は、例えば、白い被写体のＲ、Ｇ、Ｂレベルが等しくなるように撮像部１１３からの画像データにゲインを乗算し、画像のホワイトバランスを調整する処理を行う。アパコンガンマ回路１５４は、撮像部１１３からの画像データに対して、画像のエッジ部分を強調するアパーチャ補正や画像の色合いを調整するガンマ補正等の画質を調整する処理を行う。
【００２１】
バッファ１１５には、画像処理部１１４が画像処理を行う際に、一時的に記憶させる必要があるデータが記憶される。
【００２２】
記録表示処理部１１６には画像処理部１１４から画像処理が施された画像（データ）が供給され、その画像を記録部１１８に記録させる記録制御、および表示部１１９に表示させる表示制御を行う。
【００２３】
バッファ１１７には、記録表示処理部１１６が記録制御や表示制御を行う際に、一時的に記憶させる必要があるデータが記憶される。
【００２４】
表示部１１９は、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）パネル等からなり、撮像部１１３により撮像され、記録表示処理部１１６から供給される画像を表示する。
【００２５】
評価部１２０は、画像の明るさや色の分布を検波する検波回路１６１を備え、撮像素子１４１により撮像された画像が画像処理部１１４から供給される。検波回路１６１は、画像処理部１１４から供給された画像を検波し、その結果得られる情報、例えば、画像の所定の部分の明るさや色の分布を示す情報や、画像の所定の部分の空間周波数を示す情報等を、撮像素子１４１により撮像された画像に対する評価値として出力する。評価部１２０は、検波回路１６１が出力する評価値を、制御部１２３に供給する。
【００２６】
記憶部１２１は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、またはＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等からなり、制御部１２３の図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が実行するプログラムや、制御部１２３が処理を行う上で必要なデータ、撮像装置１１１の電源がオフにされたときも保持しておく必要があるデータ等を記憶する。
【００２７】
操作部１２２は、例えば、図示しないシャッタボタンや録画ボタン等を備え、ユーザによって操作される。操作部１２２は、ユーザの操作に応じて、静止画像の撮像を要求する信号や、動画像の撮像の開始または停止を要求する信号を制御部１２３に供給する。
【００２８】
制御部１２３は、図示しないＣＰＵと、差分値を演算する演算回路１７１とを備えている。制御部１２３には、撮像素子１４１により撮像された画像に対する評価値が評価部１２０から供給され、評価部１２０から供給される評価値を記憶部１２１に一時的に記憶させる。演算回路１７１は、所定の２つの評価値どうしの差分値を演算し、制御部１２３は、演算回路１７１により算出された差分値に基づいて、撮像装置１１１の各部を制御する。
【００２９】
例えば、制御部１２３は、ユーザの操作に応じて静止画像または動画像が撮像された場合において、演算回路１７１により算出された差分値に基づいて、撮像装置１１１の各部を制御し、外部の閃光による悪影響を受けた画像と判断したらその画像を排除し、外部の閃光による悪影響を受けていない画像であればその画像を記録部１１８に記録させる。
【００３０】
従来の撮像装置は、このようにして外部の閃光による白帯状の妨害の課題を解決している。
【特許文献１】特開２００７−３０６２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
しかしながら上記従来の撮像装置では、フラッシュ等の外部閃光による白帯状の妨害を除去することができるが、フラッシュ発光時に本来望まれていた、フラッシュ光による明るい撮像画像を得ることができないという課題があった。すなわち、外部でフラッシュが焚かれるような状況では、現在撮像中の場面が決定的瞬間であり、全画面が明るくなった画像を得たい場面である可能性が高い。しかしながら従来の撮像装置では、フラッシュ光が白帯状の妨害として画像に現れるか、そのような画像を記録しないようにするために、全画面が明るくなった画像を得ることは出来なかった。
【００３２】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、フラッシュ等の外部閃光による白帯状の妨害を抑え、かつ本来必要とするフラッシュ光による明るい撮像画像を得ることができる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
上記課題を解決するために本発明は、外部からの閃光を検出し、検出信号を出力するフラッシュ光検出部と、レンズ部より結像される被写体の撮像信号を出力する撮像部と、フラッシュ光を発光するフラッシュ光発光部と、検出信号に基づいて撮像信号が閃光の影響を受けているかどうかを判定し、影響を受けていると判定した場合には、撮像部においてフラッシュ光による露光量が１画面の有効ラインの全ラインで同じとなる所定のタイミングおよび期間でフラッシュ光発光部を発光させる制御部とを備えて構成されたものである。
【００３４】
また、本発明は、レンズ部より結像される被写体の撮像信号を出力する撮像部と、撮像信号に所定の処理を施して処理信号として出力する信号処理部と、フラッシュ光を発光するフラッシュ光発光部と、処理信号に基づいて撮像信号が閃光の影響を受けているかどうかを判定し、影響を受けていると判定した場合には、撮像部においてフラッシュ光による露光量が１画面の有効ラインの全ラインで同じとなる所定のタイミングおよび期間でフラッシュ光発光部を発光させる制御部とを備えて構成されたものである。
【発明の効果】
【００３５】
本発明は、外部のフラッシュ発光を検出し、１画面の有効ラインの全てのラインが同じ露光量になるようなタイミング、期間でフラッシュ発光を行うことができる為、ＣＣＤ撮像装置と同様に、白帯状の妨害が発生せず、全画面が明るくなった理想のフラッシュ撮像状態を得ることができるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における撮像装置の構成を示すブロック図である。図１において、レンズ部５０は、撮像部１０に被写体像からの光を結像させる。撮像部１０は、レンズ部５０からの光を受光して撮像信号を出力する。撮像部１０には、ＣＭＯＳ撮像素子が用いられている。また、撮像フレームレートは６０フレーム／秒、シャッタースピード（各ラインの蓄積期間）は１／６０秒、すなわち１フレーム期間に相当する時間であるものとする。信号処理部２０は、撮像部１０からの撮像信号を処理し、カメラの所定の処理、例えばブラックバランス、ホワイトバランス、ゲインコントロール、ガンマ補正等の処理回路を有すると共に、撮像信号からフラッシュ発光を検出するための処理信号（２）を生成する。記録部３０は、信号処理部２０から出力される撮像信号を受け、必要に応じて符号化等の処理を行った後に記録媒体に記録する。制御部４０は、各部に制御信号を出力して撮像装置全体の制御を行う。フラッシュ光検出部６０はフォトダイオード等の光センサを備え、外部のフラッシュ光等の閃光を検出して検出信号（１）を制御部４０に送る。フラッシュ光発光部７０は、制御部４０からのコントロール信号（トリガ信号（３））に同期してフラッシュを発光させる。
【００３８】
図２は、制御部４０の内部構成の一例を示すブロック図である。図２において、発光タイミングコントロール回路４１は、フラッシュ光検出部６０からの検出信号（１）と信号処理部２０からの処理信号（２）とが入力されて、これらに基づいてフラッシュ光発光部７０へ発光タイミングのトリガ信号（３）を出力している。例えばフラッシュ光検出部６０は、１フレーム期間内に所定値以上の光量を受光したときに検出信号（１）を出力するものとする。フラッシュ光発光部７０は、トリガ信号（３）にほぼ同期してその期間に発光する。
【００３９】
以上のように構成された実施の形態１による撮像装置の動作について、図３〜図７も用いて以下詳細に説明する。
【００４０】
図３および図４は、外部フラッシュ光が発生した場合の、撮像信号出力のフレームと対応するモニター画面、フラッシュ光検出部６０の出力信号、信号処理部２０の出力信号、およびフラッシュ光発光部７０へのトリガ出力信号を示した図である。なお、モニター画面とは、信号処理部２０で信号処理された撮像信号が、外部モニター（図示せず）等に表示された画面を指し、１フレームの撮像信号が表示される期間を１フレーム期間とする。図３および図４の各図において、横軸が時間軸である。各図（ｂ）は、撮像信号における各フレームの撮像期間を示しており、便宜上各フレームに時間順に番号を付与している。なお、各フレームにおけるライン毎の撮像期間が異なるため、例えばフレーム１の撮像期間は、モニター画面０の期間からモニター画面１にかけてライン順に行われることになる。各図（ａ）は、外部フラッシュ光の発光タイミングを示しており、この例ではモニター画面１の期間中に発光している。各図（ｃ）は、各フレーム期間における画像の外部フラッシュ光による白帯状の妨害の影響を示す模式図である。各フレームは、有効期間とその下に続く垂直ブランキング期間とからなり、有効期間の部分が実際にモニター画面に表示される。図中の白い部分は白帯状の妨害が発生している部分であり、他の暗い部分はその妨害を受けていない部分である。各図（ｄ）は、フラッシュ光検出部６０が出力する検出信号（１）の状態を示す。各図(ｅ）は、信号処理部２０が出力する処理信号（２）を示す。各図（ｆ）は、制御部４０からフラッシュ光発光部７０へ送られるトリガ信号（３）を示す。
【００４１】
図５は、撮像部１０のＣＭＯＳ撮像素子の蓄積および読み出しの詳細タイミングとモニター画面に対する外部フラッシュ光の影響を示す説明図である。図６、図７は本実施の形態の撮像装置が動作時のモニター画面の概略図である。図５（ａ）は、図１２と同様にフレームを構成する各ラインの蓄積（露光）および読み出しタイミングを示す模式図である。図５（ｂ）は、図３（ｃ）等と同様、各フレーム期間における画像の外部フラッシュ光による白帯状の妨害の影響を示す模式図である。
【００４２】
撮像装置が被写体を撮影中に、外部のスチルカメラ等からフラッシュが焚かれると、フラッシュ光検出部６０はこれを検出し、検出信号（１）を制御部４０へ出力する。また、信号処理部２０は撮像部１０の出力信号を受けて所定の信号処理を施し、例えば処理結果として輝度信号等の処理信号（２）を同じく制御部４０へ出力する。従来例で説明したように、ＣＭＯＳ撮像素子の場合はフラッシュ光により、撮像した画像に白帯状の妨害が発生する。図３および図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、フレーム１およびフレーム２の蓄積期間中にフラッシュが焚かれると、撮像信号のフレーム１およびフレーム２にその影響が及び、これに対応してモニター画面１の下部およびモニター画面２の上部に白帯状の妨害が発生する。ここで、撮像信号のフレームに対応したフラッシュ検出部６０および信号処理部２０の出力信号は図３、４の（ｄ）、（ｅ）のようになる。フラッシュ光検出部６０は、通常はローレベルを出力し外部のフラッシュ光を検出したときに所定期間だけハイレベルになるようなパルス信号を発生するものとすると、フラッシュが焚かれたモニター画面１の期間に、これを検出して検出信号（１）を出力する。また信号処理部２０は、１フレーム期間中に、そのフレームのライン毎の輝度平均値を順次出力するものとすると、図のように、モニター画面１の期間の後半は、前半に比べて高輝度となり、モニター画面２の期間の前半は、後半に比べて高輝度となり、さらにこれら輝度の変化点のライン位置がほぼ等しいような処理信号（２）を出力する。つまり、このフラッシュ検出部６０の出力する検出信号（１）および信号処理部２０の出力する処理信号（２）のうち少なくともいずれか一方の信号から、外部にフラッシュ光等の閃光が発生したことが検出できる。
【００４３】
制御部４０の発光タイミングコントロール回路４１がこれらの信号を受け、例えばフラッシュ光検出部６０の出力信号をトリガにしてカウント動作を行い、トリガ信号（３）のタイミングをコントロールする、あるいは信号処理部２０のレベルが所定の閾値以上となることを検出して、立下りの部分からのカウント動作でタイミングをコントロールすることにより、フラッシュ光発光部７０のトリガ信号（３）を図３、４（ｆ）に示すように出力する。点線のパルスは候補タイミングであり、図４（ｆ）の実線のパルスがこの例の場合のトリガ信号である。図３に示すように外部フラッシュを検出したフレーム期間の直後のフレーム期間にトリガパルスを発生してもいいし、図４に示すように２、３フレーム後に発生してもよくそれは自由に設定できる。トリガ信号（３）の詳細な出力タイミングについては後述する。
【００４４】
図４（ｆ）のトリガ信号により、フラッシュ光発光部７０は即座に発光し（この例の場合、トリガ信号に対するフラッシュ発光のディレイはないものとする）同図（ｃ）に示す様にモニター画面５がフラッシュ光により明るくなる。本実施の形態では、このフラッシュによる画面が従来のＣＣＤ撮像装置で撮影したかのように理想のフラッシュ画面、つまり画面一面が一様に明るくなった画面が得られている。この点に関して、図５を用いて説明する。
【００４５】
図５は、ＣＭＯＳ撮像素子の蓄積期間（露光期間）と各ラインの走査期間の関係を示している。ＣＭＯＳ撮像素子では前フレームのＰＤ信号を読み出し走査し始めると同時に、次のフレームのＰＤの電荷蓄積を開始するが、そのタイミングが各ラインでずれていく為、一番上のラインと一番下のラインでは約１フレーム（１／６０秒）のずれが生じる。図５では、ＨＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）解像度、すなわち有効ライン数１０８０ライン、総ライン数１１２５ラインのＣＭＯＳ撮像素子を想定してライン数を入れている。図５に示すように、フレーム５の撮像信号に対して画面全体が明るくなるようにフラッシュ発光部７０を発光させるためには、フラッシュ光による露光量が１画面の有効ラインの全ラインで同じとなる所定のタイミング、期間でフラッシュ光発光部７０を発光させればよい。図５の例に沿って説明すると、フラッシュ発光部７０によるフラッシュ発光の期間がフレーム５のすべての有効ラインの蓄積期間に含まれるようにフラッシュを発光させればよいことになる。より具体的には、フラッシュの発光期間が、フレーム５の有効ラインの先頭ラインであるライン１の蓄積期間中でかつ、有効ラインの最終ラインであるライン１０８０の蓄積期間となるように、フレーム５の垂直ブランキング期間中のラインＸからラインＹまでのラインの蓄積開始タイミングの期間でフラッシュを発光させる。ただし、１０８０＜Ｘ＜Ｙ≦１１２５である。このように、フラッシュ光発光部７０の発光タイミング及び発光期間が、有効ライン１０８０ライン以降でかつ総ラインの１１２５ライン以内のラインの蓄積開始タイミングとなるように、制御部４０の発光タイミングコントロール回路４１からのトリガ信号をコントロールする（分かりやすいように１ラインから１０８０ラインを有効期間と表示している）。
【００４６】
このようにすることでモニター画面３、４に示すように、トランジェント期間は垂直ブランキング期間に含まれ、モニター画面４の垂直ブランキング期間の途中からモニター画面５の有効期間全体を経て垂直ブランキング期間の途中まで、フラッシュによる明るさの影響を受け、モニター画面５では全面が明るくなった従来のＣＣＤ撮像装置と同じような撮像画面を得ることができる。
【００４７】
このようにすることで、図６の画面５に示すように、ＣＭＯＳ撮像装置でありながらフラッシュが焚かれ、全面が明るくなった画面が得られることになり、若干暗い環境下での撮影や、あるいは被写体を際立たせる撮影環境でのフラッシュ撮像による目的の画像を得ることが出来る。
【００４８】
また、図４のフラッシュ光発光部７０のトリガ信号を実線の信号だけなでなく、破線の信号もトリガ信号として出力し、フラッシュを発光させると、図７に示すように画面４から画面７まで全てフラッシュ撮像された明るい画像が得られ、適切なタイミングでの被写体のフラッシュ撮像画像を得ることができる。
【００４９】
以上のように本実施の形態によれば、従来のＣＭＯＳ撮像装置のようなフラッシュ撮像による白帯状の妨害がある画像でなく、ＣＣＤ撮像装置と同じように、画面一面が明るくなる本来のフラッシュ撮像信号を得ることが出来る。
【００５０】
なお、本実施の形態では、フラッシュ光発光部７０の発光タイミングおよび期間を上記のようなタイミングおよび期間としたが、トランジェント期間が有効期間に含まれない範囲で適切にそのタイミングおよび期間を設定してもよいことは言うまでもない。
【００５１】
また、フラッシュ光発光部７０の発光は、外部フラッシュ光検出後、１回の発光でもよいし、毎フレームもしくは数フレーム毎に数回の発光でも、被写体像の撮影やあるいはフラッシュ発光部の能力に合せて、適切に設定してもよいことは言うまでもない。
【００５２】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２における撮像装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態が実施の形態１の撮像装置と異なるところは、実施の形態１における制御部４０が制御部８０に置き換わり、制御部８０から信号処理部２０に対してゲインコントロール信号（４）を出力する点である。他の部分については実施の形態１と同様であり、同じ構成要素には同一の参照番号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５３】
図９は制御部８０の内部構成の一例を示すブロック図である。制御部８０は、発光タイミングコントロール回路８１と、フラッシュ光発光部７０へ出力する発光タイミングのトリガ信号（３）に連動して、信号処理部２０へゲインコントロール信号（４）を出力するゲイン連動回路８２とを備えている。発光タイミングコントロール回路８１は、フラッシュ光検出部６０からの検出信号（１）と信号処理部２０からの処理信号（２）とが入力され、フラッシュ光発光部７０へ発光タイミングのトリガ信号（３）を出力している。また、ゲイン連動回路８２は、フラッシュ光発光部７０へ出力する発光タイミングのトリガ信号（３）に連動して、信号処理部２０へゲインコントロール信号（４）を出力する。
【００５４】
以上のように構成された実施の形態２による撮像装置の動作について、図１０を用いて以下説明する。図１０は、フラッシュ光発光部へのトリガ出力信号（３）とゲイン連動回路８２から出力されるゲインコントロール信号（４）およびモニター画面の関係を示す説明図である。
【００５５】
以上のように構成された実施の形態２による撮像装置の動作について、以下説明する。
実施の形態１と同様に、フラッシュ光検出部６０からの検出信号（１）および信号処理部２０からの処理信号（２）のうちのいずれかまたはその両方の信号から外部フラッシュ光等の閃光を検出すると、制御部８０の発光タイミングコントロール回路８１は、実施の形態１と同様に所定のタイミングでフラッシュ発光部７０へトリガ信号（３）を出力する。例えば、図１０に示すようにフレーム２のブランキング期間にトリガ信号（３）を出力し、フレーム３が明るくなるような撮像画面を得るようにする。このように実施の形態１と同様に画面が一様に明るいフラッシュ撮像画像を得ることができるが、本実施の形態２では、さらにそのフラッシュ撮像画像の画面の明るさをコントロールすることが出来るものである。図１０の上段のフレーム３のように、若干明るい状態でのフラッシュ撮像になると、フラッシュ撮像画面は明るくなりすぎて、所謂白飛び状態になる。本実施の形態２では、発光タイミングコントロール回路８１が、フラッシュ光発光部７０に対してトリガ信号（３）を出力するのと同時に、ゲイン連動回路にもゲイン制御のための制御信号を出力する。ゲイン連動回路８２はこの制御信号を受けたフレーム期間(図１０においてはフレーム２の期間）の次のフレームの期間(フレーム３の期間）に信号処理部２０のゲインを下げるように、ゲインコントロール信号（４）を出力する。これにより、図１０の下段のフレーム３に示すように白飛びを抑えた適切な明るさの撮像画面が得られる。ゲインコントロール信号（４）の出力タイミングは、フラッシュ光発光部７０へのトリガ信号（３）の出力タイミングが制御信号により分かるのでその信号に連動すればよく、そのタイミングを逸することはない。また、ゲイン連動回路８２から信号処理部２０へのゲインコントロール信号（４）に含まれるコントロール値は、信号処理部２０の出力信号に基づいて制御部８０で適切に判断することができ、撮像状態が図１０のように比較的明るい状態あればゲインを落とし、逆に暗めであればゲインを大きくするようにして、適切な明るさの状態を得ることができる。
【００５６】
このように本実施の形態２によれば、従来のＣＭＯＳ撮像装置のようなフラッシュ撮像による白帯状の妨害がある画像でなく、ＣＣＤ撮像装置と同じように、画面一面が明るくなる本来のフラッシュ撮像の撮像信号を得ることが出来ると共に、そのフラッシュ撮像の撮像信号の明るさを、撮像状態に応じて適切な明るさにコントロールすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明にかかる撮像装置は、近年ビデオカメラでも使われるようになってきたＣＭＯＳ撮像素子を用いた撮像装置において、特に外部閃光となるフラッシュ等が焚かれる被写体の場合にも、従来のＣＣＤ撮像装置と同様に、画面が一様に明るい撮像画像を得ることができるため、ＣＭＯＳ撮像素子を用いるビデオカメラの撮像装置等にも幅広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１での撮像装置の構成を示すブロック図
【図２】同実施の形態１における制御部４０の内部構成の一例を示すブロック図
【図３】同実施の形態１における撮像装置の動作タイミングを示す図
【図４】同実施の形態１における撮像装置の動作タイミングを示す図
【図５】同実施の形態１における撮像部１０の蓄積、読み出しタイミングの概略図
【図６】同実施の形態１でのモニター画面の概略図
【図７】同実施の形態１でのモニター画面の概略図
【図８】同実施の形態２での撮像装置の構成を示すブロック図
【図９】同実施の形態２における制御部８０の内部構成の一例を示すブロック図
【図１０】同実施の形態２における各信号およびモニター画面の概略図
【図１１】ビデオカメラの撮像装置とスチルカメラが混在する撮影風景を示す概略図
【図１２】ＣＭＯＳ撮像素子を用いた撮像装置におけるフラッシュ撮影環境時の白帯状の妨害発生原理説明図
【図１３】ＣＭＯＳ撮像素子を用いた撮像装置におけるフラッシュ撮影環境時の白帯状の妨害を説明するモニター画面の概略図
【図１４】従来のＣＭＯＳ撮像素子を用いた撮像装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００５９】
１０  撮像部
２０  信号処理部
３０  記録部
４０、８０  制御部
５０  レンズ部
６０  フラッシュ光検出部
７０  フラッシュ光発光部
４１、８１  発光タイミングコントロール回路
８２  ゲイン連動回路
【図１】
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【図２】
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【図８】
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【図９】
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【図１４】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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