(57)【要約】【課題】グローバルシャッタにより撮像を行う際に、高輝度被写体に起因してぶれにより発生する不自然なノイズを低減することができるカメラ等を提供する。【解決手段】光電変換部ＰＤを含む画素１８を２次元状に配列した画素部と、光電変換部ＰＤにより発生された信号電荷を蓄積する遮光された信号蓄積部ＦＤと、信号電荷を光電変換部ＰＤから信号蓄積部ＦＤへ一括して移送するトランジスタＭｔｘ１と、光電変換部ＰＤを一括してリセットするトランジスタＭｔｘ２と、信号蓄積部ＦＤをリセットするトランジスタＭｒと、信号蓄積部ＦＤに蓄積された信号電荷を読み出す選択トランジスタＭｂと、を有する撮像素子と、トランジスタＭｔｘ２によるリセット開始時（露光開始時）から選択トランジスタＭｂによる信号電荷の読出終了時まで、撮像素子上の光学像のぶれを軽減する動作を行うぶれ補正部と、を備えたカメラ。【選択図】図３
2010166159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光量に応じた信号電荷を発生させる光電変換部を含む画素を２次元状に配列した画素部と、前記光電変換部により発生された信号電荷を蓄積する蓄積部と、前記光電変換部により発生された信号電荷を前記蓄積部へ一括して移送するゲート部と、前記光電変換部を一括してリセットする第１リセット部と、前記蓄積部をリセットする第２リセット部と、前記蓄積部に蓄積された前記信号電荷を読み出す信号電荷読出部と、を有する撮像素子と、
少なくとも、前記第１リセット部によるリセット開始時と、前記第２リセット部によるリセット開始時と、の何れか遅くない方から、前記信号電荷読出部による前記信号電荷の読み出しが終了するまで、前記撮像素子によって光電変換される光学像のぶれを軽減する動作を行うぶれ補正部と、
を具備したことを特徴とするカメラ。
【請求項２】
被写界内に高輝度被写体が存在するか否かを検出する輝度検出部をさらに具備し、
前記ぶれ補正部は、前記輝度検出部により高輝度被写体が存在することが検出された場合に、前記光学像のぶれを軽減するための動作を行うものであることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項３】
前記蓄積部は、所定の遮光性能で遮光されたものであり、
前記輝度検出部は、被写界内に高輝度被写体が存在することを検出した場合には、さらに該高輝度被写体の絶対輝度値を検出するものであり、
前記ぶれ補正部は、前記高輝度被写体の絶対輝度値が前記遮光性能を超える場合に、前記光学像のぶれを軽減するための動作を行うものであることを特徴とする請求項２に記載のカメラ。
【請求項４】
被写界内に高輝度被写体が存在するか否かを検出する輝度検出部をさらに具備し、
前記信号電荷読出部は、前記高輝度被写体に対応する高輝度部の信号電荷を、該高輝度部以外の信号電荷よりも先に読み出すものであることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項５】
入射光量に応じた信号電荷を発生させる光電変換部を含む画素を２次元状に配列した画素部と、前記光電変換部により発生された信号電荷を蓄積する蓄積部と、前記光電変換部により発生された信号電荷を前記蓄積部へ一括して移送するゲート部と、前記光電変換部を一括してリセットする第１リセット部と、前記蓄積部をリセットする第２リセット部と、前記蓄積部に蓄積された前記信号電荷を読み出す信号電荷読出部と、を有する撮像素子によって光電変換される光学像のぶれを軽減するカメラのぶれ補正方法であって、
少なくとも、前記第１リセット部によるリセット開始時と、前記第２リセット部によるリセット開始時と、の何れか遅くない方から、前記信号電荷読出部による前記信号電荷の読み出しが終了するまで、前記撮像素子によって光電変換される光学像のぶれを軽減する動作を行うことを特徴とするカメラのぶれ補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ぶれ補正機能を備え、グローバルシャッタにより撮像を行い得るカメラ、カメラのぶれ補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等のカメラには、光学像を電気信号に変換する撮像素子が搭載されているが、この撮像素子は、近年、ＣＣＤからＣＭＯＳへとマーケットシェアーが移行しつつある。
【０００３】
ＣＭＯＳ等のＭＯＳ型撮像素子は、撮像面に多数配列された画素の電荷を順次読み出すが、そのままでは露光開始時刻および露光終了時刻が画素毎に（あるいはライン毎に）異なることになる。そこで、全画素の露光開始時刻と露光終了時刻とを同一にすることができるように（つまり、グローバルシャッタによる制御が可能となるように）構成されたＭＯＳ型撮像素子は、入射光量に応じた信号を発生させるフォトダイオード等の光電変換部を備えるとともに、光電変換部において発生した信号電荷を一時的に蓄積する蓄積部を備え、さらに、電荷の転送やリセットを行う際にスイッチとして機能するトランジスタ等を備えた構成となっている。そして、光が入射する必要がある光電変換部を除いて、撮像素子の撮像面を所定の遮光性能で遮光し、不要な電荷の発生等を防ぐようになっている。
【０００４】
このようにフォトダイオード以外の部分が遮光されているとはいえ、画素に強い光が当たっている場合には、漏れ光や漏れ電流などの影響で、遮光されている蓄積部等に雑音信号が発生することがある。そして、この雑音信号は、蓄積部がリセットされてからの経過時間などに応じて値が大きくなる傾向にある。
【０００５】
そこで例えば、特開２００８−４２７１４号公報には、全画素を一括して露光開始し、全画素の露光を一括して終了するグローバルシャッタにより撮像を行う際に、高輝度部の画素位置に応じて画素電荷の読み出し順序を制御し、蓄積部への雑音信号の漏れ込みを少なくする技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−４２７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、露光を終了してから信号電荷を読み出すまでの時間を０にすることは困難であるために、その間にカメラがぶれた場合には、高輝度部に起因するノイズが、ぶれに沿って残存する不自然な画像になってしまう（このときには、ぶれに沿った白い線としてノイズが残存すると考えられる）。特に、高輝度部が画像内の複数箇所に分散している場合には、露光を終了してから信号電荷を読み出すまでの時間を０にするのはほぼ不可能であるために、このような不自然な画像となるのを抑制することができない。
【０００８】
さらに、蓄積部をリセットするときに生じるＫＴＣノイズを除去するために、全画素のリセット電荷を読み出すことが行われているが、このリセット電荷の読み出し時にも高輝度部に起因するノイズが発生し、この読出期間のカメラのぶれに沿って不自然なノイズが残存してしまうことになる（リセットノイズは、信号電荷から減算されるものであるために、このときには、ぶれに沿った黒い線としてノイズが残存すると考えられる）。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、グローバルシャッタにより撮像を行う際に、高輝度被写体に起因してぶれにより発生する不自然なノイズを低減することができるカメラ、カメラのぶれ補正方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明のある態様によるカメラは、入射光量に応じた信号電荷を発生させる光電変換部を含む画素を２次元状に配列した画素部と、前記光電変換部により発生された信号電荷を蓄積する蓄積部と、前記光電変換部により発生された信号電荷を前記蓄積部へ一括して移送するゲート部と、前記光電変換部を一括してリセットする第１リセット部と、前記蓄積部をリセットする第２リセット部と、前記蓄積部に蓄積された前記信号電荷を読み出す信号電荷読出部と、を有する撮像素子と、少なくとも、前記第１リセット部によるリセット開始時と、前記第２リセット部によるリセット開始時と、の何れか遅くない方から、前記信号電荷読出部による前記信号電荷の読み出しが終了するまで、前記撮像素子によって光電変換される光学像のぶれを軽減する動作を行うぶれ補正部と、を具備したものである。
【００１１】
また、本発明の他の態様によるカメラのぶれ補正方法は、入射光量に応じた信号電荷を発生させる光電変換部を含む画素を２次元状に配列した画素部と、前記光電変換部により発生された信号電荷を蓄積する蓄積部と、前記光電変換部により発生された信号電荷を前記蓄積部へ一括して移送するゲート部と、前記光電変換部を一括してリセットする第１リセット部と、前記蓄積部をリセットする第２リセット部と、前記蓄積部に蓄積された前記信号電荷を読み出す信号電荷読出部と、を有する撮像素子によって光電変換される光学像のぶれを軽減するカメラのぶれ補正方法であって、少なくとも、前記第１リセット部によるリセット開始時と、前記第２リセット部によるリセット開始時と、の何れか遅くない方から、前記信号電荷読出部による前記信号電荷の読み出しが終了するまで、前記撮像素子によって光電変換される光学像のぶれを軽減する動作を行う方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のカメラ、カメラのぶれ補正方法によれば、グローバルシャッタにより撮像を行う際に、高輝度被写体に起因してぶれにより発生する不自然なノイズを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１におけるカメラの構成を示すブロック図。
【図２】上記実施形態１における撮像部のより詳細な構成を示す図。
【図３】上記実施形態１において、撮像素子の画素部における画素のある構成例をより詳細に示す回路図。
【図４】上記実施形態１において、半導体基板における画素の構成を基板厚み方向に示す図。
【図５】上記実施形態１において、高輝度部が存在しないときのカメラのグローバルシャッタ動作を示すタイミングチャート。
【図６】上記実施形態１において、被写界の左上に高輝度被写体があるときのリセットデータの読み出し順および画素データの読み出し順を説明するための図。
【図７】上記実施形態１において、図６に示すように高輝度部が存在するときのカメラのグローバルシャッタ動作を示すタイミングチャート。
【図８】上記実施形態１において、撮像素子の画素部における画素の他の構成例をより詳細に示す回路図。
【図９】上記実施形態１において、図８に示したような画素構成のカメラにおける、高輝度部が存在しないときのグローバルシャッタ動作を示すタイミングチャート。
【図１０】上記実施形態１におけるカメラの撮影時の処理を示すフローチャート。
【図１１】上記実施形態１におけるカメラの撮影時の処理の変形例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
［実施形態１］
図１から図１１は本発明の実施形態１を示したものであり、図１はカメラの構成を示すブロック図である。
【００１６】
このカメラは、図１に示すように、レンズ１と、撮像部２と、高輝度検出部４を含む画像処理部３と、表示部５と、手振れ検出部７と、手振れ補正部８と、カメラ操作部９と、カメラ制御部１０と、を備えた撮像装置である。なお、図面にはメモリカード６も記載されているが、このメモリカード６はカメラに対して着脱可能に構成されているために、カメラに固有の構成でなくても構わない。
【００１７】
レンズ１は、被写体の光学像を撮像部２の撮像素子１１（図２参照）の撮像面に結像するためのものである。
【００１８】
撮像部２は、レンズ１により結像された被写体の光学像を光電変換して、後述するようにデジタル信号に変換してから、出力するものである。この撮像部２は、ライン単位（または画素単位）で順次露光を行うローリングシャッタによる動作と、全画素の露光開始時刻および露光終了時刻を同一とするグローバルシャッタによる動作と、の両方を行い得るように構成されている。
【００１９】
画像処理部３は、撮像部２から出力される画像信号に、種々のデジタル的な画像処理（この画像処理は、例えば、表示用の画像データを作成する処理や、記録用に画像データを圧縮する処理、圧縮された画像データを伸長する処理なども含んでいる）を行うものである。
【００２０】
画像処理部３に含まれる高輝度検出部４は、撮像部２により取得された画像データ中に高輝度部が存在するか否かを検出することにより被写界内に高輝度被写体が存在するか否かを検出するとともに、存在することを検出したときにはさらに高輝度部の輝度値を検出するもの（輝度検出部）である。なお、ここでは高輝度検出部は撮像部２により取得された画像データに基づき高輝度検出を行っているが、これに限定されるものではなく、別途の測光部等を高輝度検出部として設けて、この測光部の測光結果に基づいて被写界内に高輝度被写体が存在するか否かを検出する構成であっても構わない。
【００２１】
表示部５は、画像処理部３により表示用に画像処理された信号に基づき、画像を表示するものである。
【００２２】
メモリカード６は、画像処理部３により記録用に画像処理された信号を保存するための記録媒体である。
【００２３】
手振れ検出部７は、このカメラの手振れを検出するものである。
【００２４】
手振れ補正部８は、手振れ検出部７により検出された手振れ情報に基づいて、撮像される画像への手振れの影響を相殺するように、レンズ１や撮像部２を駆動するもの（ぶれ補正部）である。
【００２５】
カメラ操作部９は、このカメラに対する各種の操作入力を行うためのものである。
【００２６】
カメラ制御部１０は、カメラ操作部９からの操作入力や手振れ検出部７からの手振れ情報などに基づいて、撮像部２、画像処理部３、メモリカード６、手振れ補正部８等を含むこのカメラ全体を制御するものである。また、このカメラ制御部１０は、高輝度検出部４により被写界内に高輝度被写体が存在することが検出されたときには、必要に応じて、高輝度被写体が結像した位置の高輝度部の輝度値に基づいて高輝度被写体の絶対輝度値を算出する処理も行う（つまり、カメラ制御部１０は、輝度検出部の機能を一部兼ねている）。
【００２７】
次に、図２は、撮像部２のより詳細な構成を示す図である。
【００２８】
この撮像部２は、例えばＭＯＳ型の固体撮像素子として構成された撮像素子１１と、Ａ／Ｄ変換部１２と、ＫＴＣノイズ除去部１３と、を備えている。
【００２９】
これらの内の撮像素子１１は、画素部１４と、ＣＤＳ部１５と、垂直走査回路１６と、水平走査回路１７と、を備えて構成されている。
【００３０】
画素部１４は、複数の画素１８を行方向および列方向に２次元状に配列して構成されている。
【００３１】
垂直走査回路１６は、画素部１４に配列された画素を行（ライン）単位で選択するものである。この垂直走査回路１６により選択された行の画素の信号は、列毎に設けられている垂直転送線ＶＴＬ（図３参照）へ出力されるようになっている。
【００３２】
ＣＤＳ部１５は、ローリングシャッタ時に、垂直転送線ＶＴＬから転送されてくる画素信号に相関二重サンプリングを行うものである。
【００３３】
水平走査回路１７は、垂直走査回路１６により選択されて垂直転送線ＶＴＬからＣＤＳ部１５を介して転送されてくる１行分の画素の信号を取り込み、その行の画素の信号を水平方向の画素並びの順で時系列に出力するものである。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換部１２は、撮像素子１１から出力されてくるアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換するものである。
【００３５】
ＫＴＣノイズ除去部１３は、グローバルシャッタ時に、Ａ／Ｄ変換部１２から出力されてくるデジタルの画像信号に、ＫＴＣノイズ除去の処理を行うものである。
【００３６】
続いて、図３は、撮像素子１１の画素部１４における画素１８のある構成例をより詳細に示す回路図である。
【００３７】
図３において、ＰＤは光電変換部であり、ＦＤは光電変換部ＰＤの信号を一時的に保持する信号蓄積部（フローティングディフュージョン）である。
【００３８】
Ｍｔｘ２は光電変換部ＰＤをリセットする第１リセット部として機能するトランジスタであり、電流源ＶＤＤに接続されると共に、ＰＤリセットパルスを印加するための信号線ＴＸ２に接続されている。
【００３９】
Ｍｔｘ１は光電変換部ＰＤの信号を信号蓄積部ＦＤへ転送するゲート部として機能するトランジスタであり、転送パルスを印加するための信号線ＴＸ１に接続されている。
【００４０】
Ｍａは増幅部として機能する増幅用トランジスタであり、電流源ＶＤＤとでソースフォロアンプを構成する。信号蓄積部ＦＤの信号は、増幅用トランジスタＭａにより増幅され、信号電荷読出部として機能する選択トランジスタＭｂを介して垂直転送線ＶＴＬに出力される。選択トランジスタＭｂは、選択パルスを印加するための信号線ＳＥＬに接続されている。
【００４１】
Ｍｒは信号蓄積部ＦＤおよび増幅用トランジスタＭａの入力部をリセットする第２リセット部として機能するトランジスタであり、ＦＤリセットパルスを印加するための信号線ＲＥＳに接続されている。なお、上述したトランジスタＭｔｘ１への転送パルスの印加と、このトランジスタＭｒへのＦＤリセットパルスの印加と、を同時に行えば、信号蓄積部ＦＤをリセットすることができるだけでなく、同時にさらに光電変換部ＰＤをリセットすることができる。従って、トランジスタＭｔｘ１およびトランジスタＭｒの組み合わせは、光電変換部ＰＤに対する第１リセット部としても機能するものとなっている。
【００４２】
次に、図４は、半導体基板における画素１８の構成を基板厚み方向に示す図である。
【００４３】
この図４に示す例においては、半導体基板としてＰ型基板を用いている。
【００４４】
光電変換部ＰＤは、ｎ−領域として形成されていて、その配線層側にはｐ領域が形成されている。また、このｐ領域に信号線ＴＸ２が接続されている。これにより光電変換部ＰＤは埋め込み型として形成され、暗電流を少なくすることが可能となっている。さらに、この光電変換部ＰＤに対応する部分以外の基板表面は、所定の遮光性能を備えた遮光膜により遮光されている。
【００４５】
信号蓄積部ＦＤは、光電変換部ＰＤと所定の間隔を離してｎ＋領域として形成されている。このｎ＋領域は、増幅用トランジスタＭａ側へ接続されるようになっている。このように信号蓄積部ＦＤは、配線層に直接接続されているために、暗電流を少なくすることは困難である。
【００４６】
また、光電変換部ＰＤと信号蓄積部ＦＤとの間の基板表面にはゲート電極が形成され、トランジスタＭｔｘ１が構成されている。このトランジスタＭｔｘ１のゲート電極は、信号線ＴＸ１に接続されている。
【００４７】
さらに、信号蓄積部ＦＤを構成するｎ＋領域から所定の間隔を離した位置に、他のｎ＋領域が形成されており、後者のｎ＋領域に電流源ＶＤＤが接続されている。そして、これら２つのｎ＋領域の間の基板表面にゲート電極が形成されて、トランジスタＭｒが構成されている。このトランジスタＭｒのゲート電極は、信号線ＲＥＳに接続されている。
【００４８】
続いて、図５は、高輝度部が存在しないときのカメラのグローバルシャッタ動作を示すタイミングチャートである。
【００４９】
グローバルシャッタ動作による露光を行う前に、まず、リセットデータ読出期間において、信号蓄積部ＦＤのリセットおよびリセットノイズの読み出しを行う。すなわち、まず、画素部１４の第１行目に配列された各画素１８のトランジスタＭｒに、信号線ＲＥＳからリセットパルスを印加して、第１行目の信号蓄積部ＦＤのリセットを行う。さらに、画素部１４の第１行目に配列された各画素１８の選択トランジスタＭｂに、信号線ＳＥＬから選択パルスを印加することにより、第１行目の信号蓄積部ＦＤからリセットノイズの読み出しを行う。
【００５０】
このような動作を、画素部１４の第１行目から第ｎ行目（最終行目）へ向かって順次行うことにより、全画素のリセットノイズを読み出す。ここで読み出されたリセットノイズは、ＣＤＳ部１５、水平走査回路１７、Ａ／Ｄ変換部１２を順に介して、ＫＴＣノイズ除去部１３に記憶される。
【００５１】
次に、このグローバルシャッタ動作時には、信号線ＴＸ２を介して全ラインの全画素のトランジスタＭｔｘ２を同時にオフにすることにより、全画素の光電変換部ＰＤへの電荷の蓄積を開始し、つまり全画素の露光を同時に開始する。
【００５２】
露光を開始してから所定の露光期間（この露光期間は、ＡＥ演算により決定されたシャッタ速度に対応する）が経過したところで、信号線ＴＸ１を介して全ラインの全画素のトランジスタＭｔｘ１に転送パルスを同時に印加することにより、光電変換部ＰＤに蓄積されていた電荷が信号蓄積部ＦＤへ転送され、つまり全画素の露光が同時に終了する。
【００５３】
そして、その後は画素データ読出期間に入って、信号蓄積部ＦＤに蓄積されている電荷が、増幅用トランジスタＭａおよび選択トランジスタＭｂを介して、第１行目から第ｎ行目（最終行目）へ向かってライン単位で垂直転送線ＶＴＬへ順次転送される。
【００５４】
そして、少なくともリセットデータ読出期間の開始時（第２リセット部であるトランジスタＭｒによるリセット開始時）から画素データ読出期間の終了時までは、手振れ検出部７の検出結果に基づく手振れ補正部８による手振れ補正を行うようになっている。このように手振れ補正を行っているのは、後述するように、被写界内に高輝度被写体があるときに、高輝度被写体が結像した位置の高輝度部の漏れ光や漏れ電流による影響範囲が広がるのを防ぐためである。
【００５５】
ここで、図６および図７を参照して、高輝度部が存在するときのリセットデータ読み出し、および画素データ読み出しについて説明する。図６は被写界（撮影画角）の左上に高輝度被写体があるときのリセットデータの読み出し順および画素データの読み出し順を説明するための図、図７は図６に示すように高輝度部が存在するときのカメラのグローバルシャッタ動作を示すタイミングチャートである。
【００５６】
高輝度検出部４は、撮像部２により取得された画像データに基づいて高輝度部があるか否か、すなわち被写界内に高輝度被写体があるか否かを判定し、高輝度被写体があると判定した場合には、この高輝度被写体が結像した位置の高輝度部が撮像素子１１上のどの位置に対応するかをカメラ制御部１０へ出力するとともに、さらに必要に応じて、高輝度部の輝度値をカメラ制御部１０へ出力する。
【００５７】
カメラ制御部１０は、高輝度部が撮像素子１１上のどの位置に対応するかに応じて、リセットデータの読み出し順および画素データの読み出し順を制御するようになっている。すなわち、カメラ制御部１０は、高輝度部が撮像素子１１上の上半分に位置する場合には第ｎ行目（最終行目）から第１行目へ向かってリセットデータの読み出しを行い、第１行目から第ｎ行目（最終行目）へ向かって画素データの読み出しを行うように制御する。一方、カメラ制御部１０は、高輝度部が撮像素子１１上の下半分に位置する場合には第１行目から第ｎ行目（最終行目）へ向かってリセットデータの読み出しを行い、第ｎ行目（最終行目）から第１行目へ向かって画素データの読み出しを行うように制御する。
【００５８】
このような制御を行うことにより、高輝度部については、信号蓄積部ＦＤのリセットを行ってから画素データが読み出されるまでの時間をなるべく短くすることができるために、高輝度部から漏れ光や漏れ電流が発生するのを抑制することができる。
【００５９】
具体的に例えば図６に示すように被写界の左上に高輝度被写体がある場合には、レンズ１を介して撮像素子１１上に結像される被写体像は、撮像素子１１の右下に高輝度部が存在することになる。
【００６０】
従って、この場合には、カメラ制御部１０は、第１行目から第ｎ行目（最終行目）へ向かってリセットデータの読み出しを行い、第ｎ行目（最終行目）から第１行目へ向かって画素データの読み出しを行うように制御する。
【００６１】
このときの制御信号の様子は、図７に示すようになっている。この図７に示す制御は、図５に示したような制御に対して、リセットデータ読出期間の動作は同一であるが、画素データ読出期間の動作が異なるものとなっている。
【００６２】
すなわち、画素データ読出期間においては、信号蓄積部ＦＤに蓄積されている電荷が、増幅用トランジスタＭａおよび選択トランジスタＭｂを介して、第ｎ行目（最終行目）から第１行目へ向かってライン単位で垂直転送線ＶＴＬへ順次転送される。なお、この図７に示した例では、行の並び順に沿った順方向または逆方向の制御のみを行っているが、これに限るものではなく、高輝度部がどの位置に存在しているかに関わらず、高輝度部が存在するラインのリセットデータを最後に読み出し、高輝度部が存在するラインの画素データを最初に読み出すように適応的に制御しても構わない。
【００６３】
このような制御を行うことにより、高輝度部における信号蓄積部ＦＤのリセットを行ってから画素データが読み出されるまでの時間を、上述したようになるべく短くして、高輝度部からの漏れ光や漏れ電流の発生を抑制しているが、高輝度被写体が例えば太陽などの極めて高輝度な被写体である場合には完全な抑制は困難である。つまり、通常の高輝度被写体は、例えば１２〜１３程度のＢＶ値を上限とすると考えられ、撮像素子１１の遮光膜の遮光性能もこの程度の高輝度被写体からの光を遮光することができるように設計されている。これに対して、被写体が太陽である場合にはＢＶ値が２７にも達することがあり、通常想定し得る範囲を超えた高輝度被写体であるということができる。このような場合には、遮光膜により遮光されている信号蓄積部ＦＤであっても、ある程度の漏れ光や漏れ電流が発生すると考えなければならないが、リセットデータ読出期間や画素データ読出期間において手振れが発生すると、漏れ光や漏れ電流の影響が広い範囲に広がる可能性がある。
【００６４】
そこで、図７（および上述した図５）に示すように、少なくともリセットデータ読出期間の開始時（第２リセット部によるリセット開始時）から画素データ読出期間の終了時までは、手振れ検出部７の検出結果に基づく手振れ補正部８による手振れ補正を行っている。これにより、漏れ光や漏れ電流の影響が広がるのを抑制することができ、画質がより劣化してしまうのを未然に防止することができる。
【００６５】
次に、図８は、撮像素子１１の画素部１４における画素１８の他の構成例をより詳細に示す回路図である。この図８においては、点線で囲んだ画素１８は、２画素分の画素領域を示している。すなわち、この図８に示す撮像素子１１は、例えば上下に隣接する２画素毎に、図示のような構成をとるようになっている。
【００６６】
図面上側に位置する第１の光電変換部ＰＤはトランジスタＭｔｘ２を介して、図面下側に位置する第２の光電変換部ＰＤはトランジスタＭｔｘ２’を介して、ＰＤリセットパルスを印加するための信号線ＴＸ２にそれぞれ接続されている。そして、この図８に示す構成においては、第１の光電変換部ＰＤのリセットはトランジスタＭｔｘ２により、第２の光電変換部ＰＤのリセットはトランジスタＭｔｘ２’により、それぞれ行われるようになっている。
【００６７】
第１の光電変換部ＰＤは、ゲート部として機能するトランジスタＭｔｘ１を介して、第１の電荷蓄積部Ｃ１へ接続されている。また、第２の光電変換部ＰＤは、ゲート部として機能するトランジスタＭｔｘ１’を介して、第２の電荷蓄積部Ｃ２へ接続されている。これらのトランジスタＭｔｘ１およびトランジスタＭｔｘ１’は、転送パルスを印加するための信号線ＴＸ１に接続されている。
【００６８】
第１の電荷蓄積部Ｃ１は、ゲート部として機能するトランジスタＭｔｘ３を介して、信号蓄積部ＦＤへ接続されている。ここに、トランジスタＭｔｘ３は、転送パルスを印加するための信号線ＴＸ３に接続されている。また、第２の電荷蓄積部Ｃ２は、ゲート部として機能するトランジスタＭｔｘ４を介して、信号蓄積部ＦＤへ接続されている。ここに、トランジスタＭｔｘ４は、転送パルスを印加するための信号線ＴＸ４に接続されている。
【００６９】
この信号蓄積部ＦＤ以降の構成は、図３に示したものと同様である。
【００７０】
次に、図９は、図８に示したような画素構成のカメラにおける、高輝度部が存在しないときのグローバルシャッタ動作を示すタイミングチャートである。図８に示したような画素構成の撮像素子１１は、グローバルシャッタ動作時に、まず最初に露光を行い、その後にリセットデータと画素データとを読み出すように制御される。
【００７１】
すなわち、カメラ操作部９のレリーズボタンが押圧されると、信号線ＴＸ２を介して全ラインの全画素のトランジスタＭｔｘ２，Ｍｔｘ２’を同時にオフにすることにより、全画素の光電変換部ＰＤへの電荷の蓄積を開始し、つまり全画素の露光を同時に開始する（露光期間の開始）。
【００７２】
露光を開始してから所定の露光期間が経過したところで、信号線ＴＸ１を介して全ラインの全画素のトランジスタＭｔｘ１，Ｍｔｘ１’に転送パルスを同時に印加することにより、光電変換部ＰＤに蓄積されていた画素電荷が第１の電荷蓄積部Ｃ１および第２の電荷蓄積部Ｃ２へ転送され、つまり全画素の露光が同時に終了する（露光期間の終了）。
【００７３】
続いて、リセットデータおよび画素データの読出期間が開始される。
【００７４】
すなわちまず、画素部１４の第１行目および第２行目に共通に設けられたトランジスタＭｒに、信号線ＲＥＳからリセットパルスを印加して、第１行目および第２行目に共通の信号蓄積部ＦＤのリセットを行う。さらに、画素部１４の第１行目および第２行目に共通に設けられた選択トランジスタＭｂに、信号線ＳＥＬから選択パルスを印加することにより、信号蓄積部ＦＤからリセットノイズの読み出しを行う。
【００７５】
その直後に、画素部１４の第１行目に設けられたトランジスタＭｔｘ３に信号線ＴＸ３を介して転送パルスを印加することにより、第１の電荷蓄積部Ｃ１に蓄積されている画素電荷を信号蓄積部ＦＤへ転送する。さらに、画素部１４の第１行目および第２行目に共通に設けられた選択トランジスタＭｂに、信号線ＳＥＬから選択パルスを印加することにより、信号蓄積部ＦＤから画素データの読み出しを行う。
【００７６】
そして、ＣＤＳ部１５において、画素データからリセットノイズを減算する処理を行って、水平走査回路１７へ出力する。従って、図８に示すような画素構成を採用した場合には、図２におけるＫＴＣノイズ除去部１３は必ずしも必要ではない。
【００７７】
このような動作を、画素部１４の奇数行について、第１行目から第ｎ行目（最終行目）へ向かって順次行うことにより、リセットノイズを除去した奇数ラインの画素データが出力される。
【００７８】
次に、同様の動作を偶数ラインに対して行う。
【００７９】
すなわちまず、画素部１４の第１行目および第２行目に共通に設けられたトランジスタＭｒに、信号線ＲＥＳからリセットパルスを印加して、第１行目および第２行目に共通の信号蓄積部ＦＤのリセットを行う。さらに、画素部１４の第１行目および第２行目に共通に設けられた選択トランジスタＭｂに、信号線ＳＥＬから選択パルスを印加することにより、信号蓄積部ＦＤからリセットノイズの読み出しを行う。
【００８０】
その直後に、画素部１４の第２行目に設けられたトランジスタＭｔｘ４に信号線ＴＸ４を介して転送パルスを印加することにより、第２の電荷蓄積部Ｃ２に蓄積されている画素電荷を信号蓄積部ＦＤへ転送する。さらに、画素部１４の第１行目および第２行目に共通に設けられた選択トランジスタＭｂに、信号線ＳＥＬから選択パルスを印加することにより、信号蓄積部ＦＤから画素データの読み出しを行う。
【００８１】
そして、ＣＤＳ部１５において、画素データからリセットノイズを減算する処理を行って、水平走査回路１７へ出力する。
【００８２】
このような動作を、画素部１４の偶数行について、第２行目から第ｎ行目（最終行目）へ向かって順次行うことにより、リセットノイズを除去した偶数ラインの画素データが出力される。
【００８３】
なお、高輝度部が存在する場合には、この図８に示すような構成においても、高輝度部の画素データおよびリセットデータを、リセットデータおよび画素データ読出期間におけるなるべく早い時点で読み出すように制御すると良い。
【００８４】
そして、少なくとも露光期間の開始時（第１リセット部によるリセット開始時）から画素データ読出期間の終了時までは、手振れ検出部７の検出結果に基づく手振れ補正部８による手振れ補正を行うようになっている。
【００８５】
こうして、図５や図７に示した処理と、図９に示した処理と、の両方を考慮すると、カメラ制御部１０は、第１リセット部によるリセット開始時（露光期間の開始時）と、第２リセット部によるリセット開始時（リセットデータ読出期間の開始時）と、の何れか遅くない方から、画素データ読出期間の終了時までは、少なくとも手振れ補正を行うように制御することになる。
【００８６】
次に、図１０はカメラの撮影時の処理を示すフローチャートである。なお、この図１０においては、ライブビュー（ＬＶ）モードにおいて撮影を行う場合を想定しているが、これに限るものではなく、光学ファインダ等を観察しながら撮影を行う場合であっても構わない。
【００８７】
この処理を開始すると、まず、カメラを撮影モードに設定して、表示部５へのライブビュー（ＬＶ）表示を行う（ステップＳ１）。
【００８８】
続いて、カメラ制御部１０は、カメラ操作部９の２段式の押圧ボタンとして構成されたレリーズボタンが半押しされたか否かを判定する（ステップＳ２）。ここでレリーズボタンが半押しされるまでは、ステップＳ１へ戻ってライブビュー表示を行いながら、レリーズボタンが半押しされるのを待機する。
【００８９】
そして、レリーズボタンが半押しされたと判定された場合には、高輝度検出部４により、撮像部２から取得された画像中の高輝度部を検出する（ステップＳ３）。
【００９０】
カメラ制御部１０は、高輝度検出部４からの情報に基づいて、画像中に高輝度部が存在するか否か（被写界内に高輝度被写体が存在するか否か）を判定する（ステップＳ４）。
【００９１】
ここで、高輝度部が存在しないと判定された場合には、レリーズボタンが全押しされたか否かを判定する（ステップＳ５）。ここでレリーズボタンが全押しされるまでは、ステップＳ１へ戻って、ステップＳ１からステップＳ４の処理を繰り返して行う。
【００９２】
こうしてレリーズボタンが全押しされたと判定された場合には、図５（図３に示したような画素構成の場合）または図９（図８に示したような画素構成の場合）に示したような電子シャッタ動作を行い（ステップＳ６）、撮像素子１１からのデータの読み出しが完了するのを待つ（ステップＳ７）。
【００９３】
一方、ステップＳ４において、高輝度部が存在すると判定された場合には、カメラ制御部１０は、高輝度検出部４からの情報に基づき、高輝度部の位置を検出する（ステップＳ８）。
【００９４】
そして、レリーズボタンが全押しされたか否かを判定する（ステップＳ９）。ここでレリーズボタンが全押しされるまでは、ステップＳ１へ戻って、ステップＳ１からステップＳ４、ステップＳ８の処理を繰り返して行う。
【００９５】
こうしてレリーズボタンが全押しされたと判定された場合には、手振れ検出部７によりカメラの動きを随時検出しながら、手振れ補正部８による手振れ補正を開始する（ステップＳ１０）。
【００９６】
その後、ステップＳ８において検出した高輝度部の位置に応じて、例えば図７（図３に示したような画素構成であって、かつ、図６に示したような撮像素子１１の下部に高輝度部が位置する場合）に示したような電子シャッタ動作を行う（ステップＳ１１）。
【００９７】
そして、撮像素子１１からのデータの読み出しが完了するのを待って（ステップＳ１２）、読み出しが完了した後に、ステップＳ１０において開始した手振れ補正の動作を終了する（ステップＳ１３）。
【００９８】
このステップＳ１３の処理が終了するか、またはステップＳ７において撮像素子１１からのデータの読み出しが完了した場合には、読み出した画像データに画像処理部３による画像処理を行い、メモリカード６への記録を行う（ステップＳ１４）。
【００９９】
その後、撮影を終了するか否かを判定して（ステップＳ１５）、終了しない場合には、次の撮影に備えてステップＳ１へ戻って上述したような処理を行い、撮影を終了すると判定された場合には、この一連の処理を終了する。
【０１００】
次に、図１１は、カメラの撮影時の処理の変形例を示すフローチャートである。なお、この図１１においては、上述した図１０に示す処理と異なる部分のみを図示している。
【０１０１】
図１０に示した処理においては、高輝度部が存在するか否かに応じて処理を異ならせていたが、この図１１に示す処理においては、単に高輝度部の有無のみを判定するのではなく、高輝度部に対応する被写体の絶対輝度値が遮光されている信号蓄積部ＦＤ等に影響を及ぼすか否かをさらに判定して、その判定結果に応じて処理を異ならせるようにしたものとなっている。
【０１０２】
すなわち、ステップＳ４において、高輝度部が存在すると判定された場合には、カメラ制御部１０は、電子シャッタのシャッタ速度（露光期間）を例えば２段分短くする（すなわち、露光期間を例えば１／４にする）（ステップＳ２１）。
【０１０３】
そして、このシャッタ速度を２段分短くした状態で撮像部２から得られた画像に基づいて、高輝度検出部４により高輝度部の検出を行う（ステップＳ２２）。なお、ここではシャッタ速度を調整することで露出量を調整しているが、これに代えて、あるいはこれに加えて、絞り値を調整することで露出量を調整するようにすることも可能である（ただし、絞り値の調整は、電子シャッタ速度の調整に比べて長い時間を要するために、ここでは露出量の調整を行う手段として電子シャッタ速度の調整を採用している）。
【０１０４】
さらに、カメラ制御部１０は、この高輝度検出部４からの情報（高輝度部の位置および輝度値）に基づいて、高輝度部の白飛びが解消したか否かを判定する（ステップＳ２３）。
【０１０５】
ここで、高輝度部の白飛びが解消していないと判定された場合には、ステップＳ２１へ戻ってさらにシャッタ速度を短くして、上述したような処理を繰り返して行う。
【０１０６】
こうして、ステップＳ２３において、高輝度部の白飛びが解消したと判定された場合には、カメラ制御部１０は、白飛びが解消したシャッタ速度および絞り値と、白飛びが解消した高輝度部の輝度値と、に基づいて、高輝度部に対応する高輝度被写体の絶対輝度値を算出する（ステップＳ２４）。
【０１０７】
続いて、カメラ制御部１０は、算出した絶対輝度値と、撮像素子１１の遮光性能とを比較して、高輝度部に対応する被写体の絶対輝度値が遮光性能を超えているか否かを判定する（ステップＳ２５）。
【０１０８】
ここで、遮光性能を超えていないと判定された場合には、図１０のステップＳ５の処理へ進み、また、遮光性能を超えていると判定された場合には、図１０のステップＳ８の処理へ進む。
【０１０９】
その他の処理については、図１０に示した処理と同様である。
【０１１０】
なお、この図１１に示した処理では、高輝度被写体の絶対輝度値を算出するために、白飛びがなくなるまで露出量を調整しながら繰り返して画像を取得することになるために、シャッタタイムラグが長くなってしまうことになる。そこで、この図１１に示した処理は、例えば上述したような、高輝度検出部として別途の測光部（特に、１回の測光を行うだけで被写界内の高輝度被写体の絶対輝度値を測定することができる測光部）を設ける構成において実行するようにしても良い。
【０１１１】
なお、上述では主としてカメラについてを説明しているが、カメラのぶれを上述したように補正する方法、つまりカメラのぶれ補正方法であっても構わないし、カメラのぶれ補正処理プログラム、カメラのぶれ補正処理プログラムを記録する記録媒体等であっても構わない。
【０１１２】
このような実施形態１によれば、高輝度被写体からの光が高輝度部として結像している場合であっても、電子シャッタが閉じられているときに撮像素子上に結像される画像がぶれることのないようにしているために、遮光された部分に漏れ込む電荷によって不自然な軌跡が生じるのを防止するとができる。これにより、画質の劣化を防いだ自然な画像を取得することができる。
【０１１３】
また、高輝度部の画素データを先に読み出すようにしたために、漏れ光や漏れ電荷の影響をなるべく小さく抑制することができる。さらに、高輝度部の画素リセットを後に行うようにしたために、漏れ光や漏れ電荷の影響をなるべく小さく抑制することができる。
【０１１４】
そして、高輝度部に対応する被写体の絶対輝度値に応じて、ぶれ補正を行うか否かを異ならせるようにしたために、不必要なぶれ補正を行うことがなくなり、カメラの消費電力を低減することも可能となる。
【０１１５】
なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【０１１６】
１…レンズ
２…撮像部
３…画像処理部
４…高輝度検出部（輝度検出部）
５…表示部
６…メモリカード
７…手振れ検出部
８…手振れ補正部（ぶれ補正部）
９…カメラ操作部
１０…カメラ制御部（輝度検出部を一部兼ねる）
１１…撮像素子
１２…Ａ／Ｄ変換部
１３…ＫＴＣノイズ除去部
１４…画素部
１５…ＣＤＳ部
１６…垂直走査回路
１７…水平走査回路
１８…画素
ＰＤ…光電変換部
ＦＤ…信号蓄積部（蓄積部）
Ｃ１…電荷蓄積部（蓄積部）
Ｃ２…電荷蓄積部（蓄積部）
Ｍａ…増幅用トランジスタ
Ｍｂ…選択トランジスタ（信号電荷読出部）
Ｍｒ…トランジスタ（第２リセット部）
Ｍｔｘ１，Ｍｔｘ１’…トランジスタ（ゲート部）
Ｍｔｘ２，Ｍｔｘ２’…トランジスタ（第１リセット部）
Ｍｔｘ３…トランジスタ（ゲート部）
Ｍｔｘ４…トランジスタ（ゲート部）
【図１】
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【図２】
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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８】
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【図９】
2010166159.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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