(57)【要約】【課題】  装置の複雑化及び高価格化を招くことなく、スミア影響を除去し、高品位な画像形成を行うことができるようにする。【解決手段】  被写体光像を光電変換して画像信号を生成する撮像手段と、撮像手段に入射する光量を減光する減光手段と、撮像手段で取り込まれた画像信号を一時、記憶する記憶手段と、減光手段の下で撮影された画像信号と減光手段を使用しないで撮影した画像信号を比較して画像の相関性を検出する画像相関検出手段を有する撮像装置。【選択図】        図３
2006148645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光像を光電変換して画像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段に入射する光量を減光する減光手段と、
前記撮像手段で取り込まれた画像信号を一時、記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に一時、記憶された、前記減光手段の下で撮影された画像信号と前記減光手段を使用しなかった時に撮影された画像信号とを比較して、両画像の相関性を検出して、スミア情報を取得する画像相関検出手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像装置は、前記撮像手段で生成した画像信号に所定の処理を行う画像信号処理手段を有し、
前記画像信号処理手段は、
前記画像信号のホワイトバランスを制御するホワイトバランス制御部と、前記撮像手段の露出制御を行う露出制御部と、を有し、
前記画像相関検出手段で検出した画像の相関性に基づいて、前記ホワイトバランス制御部、露出制御部の動作を制御するものである、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記減光手段は、絞り、または、ＮＤフィルタであることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記画像相関検出手段による画像の相関性検出を、一定時間毎に行うように制御したものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記画像相関検出手段による画像の相関性検出は、
撮影待機時に前記撮像手段から繰り返し取り込まれる画像データに基づき演算された露出調整値の変化率、あるいは、焦点調整値の変化率が、予め設定されている露出調整値の変化率、あるいは、焦点調整値の変化率を超えた時に行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
被写体光像を光電変換して画像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段への入射光を遮る遮光手段と、
前記撮像手段で取り込まれた画像信号を一時、記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に一時、記憶された、前記遮光手段の下で撮影された画像信号と前記遮光手段を使用しなかった時に撮影された画像信号とを比較して、両画像の相関性を検出して、スミア情報を取得する画像相関検出手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
前記撮像装置は、前記撮像手段で生成した画像信号に所定の処理を行う画像信号処理手段を有し、
前記画像信号処理手段は、
前記画像相関検出手段で検出された画像の相関性を示す画像情報に基づいて、前記遮光手段の下で撮影された画像信号に処理を行う、
ことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記遮光手段が、機械的シャッタであることを特徴とする請求項６または７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、撮像装置に関し、特に、スミアの様なノイズが発生している状況でも画像信号処理を確実に行うことが可能な撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子カメラ、スキャナ、ビデオカメラ等の撮像装置では、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）に代表される撮像素子により、被写体光学像を画像信号化して画像形成が行われる。これらの撮像装置では、被写体の中に非常に高い輝度を有する領域が存在するものを撮影すると、スミアと呼ばれるノイズの影響が撮影画像中に発生することがある。スミアは、画像再現性や画質に大きな影響を与えるため、高品位な画像形成を実現するには補正等の操作を行ってその影響を除去しなくてはならない。
【０００３】
スミアは、太陽光やストロボ光、あるいは照明光などの光源から出る強い光や鏡に強く反射した光が撮像装置に入射する状態で撮影が行われた時に、ＣＣＤの受光領域に非常に強い光が入射することにより発生する。すなわち、ＣＣＤ撮像面上に強い光が入射すると、受光領域で許容量を超える量の電荷が発生し、受光領域で収容し切れなかった余剰電荷が垂直転送ライン（垂直ＣＣＤ）に入り込む。その結果、撮影画像上にスジ状あるいはゴースト状の画像不良が発生する。
【０００４】
また、スミアが発生すると、ＡＥ（Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ；自動露光）制御やＷＢ（Ｗｈｉｔｅ  Ｂａｌａｎｃｅ；ホワイトバランス）制御、あるいはＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）制御を適正に行うことが困難になる。たとえば、スミアが発生した状態でＡＥ制御を行うと、適正露出量よりも低い露出量が選択される。また、ＷＢ制御（ホワイトバランス制御）を行うと、ＣＣＤの各色成分に対してオフセットが均一に発生しているため白色の基準値がグレイと判定され、原色フィルタを併設したＣＣＤを使用したものではＷＢ調整ゲインが相対的に小さくなり緑色がかった画像になる傾向とある。また、ＡＦ制御の中で画像コントラストを検出して合焦位置を求める方式では、スミア発生領域とそうでない領域の境目にコントラストが発生するため、スミアを合焦した演算結果が得られてしまう。この様に、スミアの影響が存在する状態でＡＥ、ＷＢ、ＡＦ制御を行うと、誤差が発生した状態で制御が行われるので、撮像画像の基本性能に影響を与える。
【０００５】
この様に、補正操作等によりスミアの影響を除去する必要があり、スミアの影響を除去するための補正技術がこれまでも種々検討されてきた。
【０００６】
スミアの影響を除去するための補正技術には以下の様なものがある。すなわち、測光走査の前段で行う測光前走査時に、フォトダイオードの蓄積電荷を全て読み出し、その後、空走査を行ってスミア信号（情報）を検出する。続いて、測光走査で測光データを得、この測光データに測光前走査時に求めたスミア情報や測光情報を盛り込み、最適露出量を算出してスミアの影響を除去した測光データを得る技術（例えば、特許文献１参照）が挙げられる。この様に、撮像装置で発生したスミアによる影響をなくすためのスミア補正技術が検討されてきた。
【特許文献１】特開平５−７３３５号公報（段落０００９等参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、デジタルカメラの高性能化が進展するに伴い、撮像素子の性能も高解像度、高精細な画像再現が可能なものが求められる様になってきた。例えば、初期のデジタルカメラに搭載されていた撮像素子は、ＶＧＡ（Ｖｉｄｅｏ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ａｒｒａｙ；画素数＝６４０×４８０画素）が主流だったが、最近では、ＳＸＧＡ（Ｓｕｐｅｒ  Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ａｒｒａｙ；画素数＝１２８０×９６０画素）や５００万画素クラスという非常に高い画素密度を有する撮像素子が普及する様になった。そして、高い画素密度を有する撮像素子ほどスミアが発生し易く、高品位な画像再現や画質の向上を実現する上での懸念材料となっていた。
【０００８】
特許文献１に開示したスミア補正は、測光前走査時に空走査を行ってスミア情報を検出し、測光走査により測光情報を得、これらのスミア情報や測光情報に基づいて最適露出量を算出するものである。このスミア情報は、撮像画面全体に対するスミア量の平均値のみを示し、測光エリア内におけるスミア発生位置の情報まで開示したものではなかった。したがって、スミア情報から精度の高い最適露出量を算出することは極めて困難だった。
【０００９】
また、特許文献１には、スミアの影響を排除して、ＷＢ制御やＡＦ制御を適正に行うことについては記載されておらず、スミアの影響で低下したＷＢ性能やＡＦ性能を所定のものに戻すことを示唆するものではなかった。さらに、ＳＸＧＡなどの高い画素密度の撮像素子への対応を示唆するものでもなかった。
【００１０】
この様に、画素密度の高い撮像素子を有する撮像装置に対して、精度良くスミアを検出して安定したスミア補正を行う技術はまだ途上の段階にあった。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高い画素密度を有する撮像素子を用いた撮像装置に対し、装置の複雑化や高価格化を招くことなく、高輝度の被写体を撮影した時にスミアの影響を精度良く除去して、安定した画像信号処理が行え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】
【００１２】
上記目的は、下記の請求項１〜８に記載の発明によって達成される。
【００１３】
（請求項１）
被写体光像を光電変換して画像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段に入射する光量を減光する減光手段と、
前記撮像手段で取り込まれた画像信号を一時、記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に一時、記憶された、前記減光手段の下で撮影された画像信号と前記減光手段を使用しなかった時に撮影された画像信号とを比較して、両画像の相関性を検出して、スミア情報を取得する画像相関検出手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【００１４】
（請求項２）
前記撮像装置は、前記撮像手段で生成した画像信号に所定の処理を行う画像信号処理手段を有し、
前記画像信号処理手段は、
前記画像信号のホワイトバランスを制御するホワイトバランス制御部と、前記撮像手段の露出制御を行う露出制御部と、を有し、
前記画像相関検出手段で検出した画像の相関性に基づいて、前記ホワイトバランス制御部、露出制御部の動作を制御するものである、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【００１５】
（請求項３）
前記減光手段は、絞り、または、ＮＤフィルタであることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【００１６】
（請求項４）
前記画像相関検出手段による画像の相関性検出を、一定時間毎に行うように制御したものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【００１７】
（請求項５）
前記画像相関検出手段による画像の相関性検出は、
撮影待機時に前記撮像手段から繰り返し取り込まれる画像データに基づき演算された露出調整値の変化率、あるいは、焦点調整値の変化率が、予め設定されている露出調整値の変化率、あるいは、焦点調整値の変化率を超えた時に行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【００１８】
（請求項６）
被写体光像を光電変換して画像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段への入射光を遮る遮光手段と、
前記撮像手段で取り込まれた画像信号を一時、記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に一時、記憶された、前記遮光手段の下で撮影された画像信号と前記遮光手段を使用しなかった時に撮影された画像信号とを比較して、両画像の相関性を検出して、スミア情報を取得する画像相関検出手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【００１９】
（請求項７）
前記撮像装置は、前記撮像手段で生成した画像信号に所定の処理を行う画像信号処理手段を有し、
前記画像信号処理手段は、
前記画像相関検出手段で検出された画像の相関性を示す画像情報に基づいて、前記遮光手段の下で撮影された画像信号に処理を行う、
ことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【００２０】
（請求項８）
前記遮光手段が、機械的シャッタであることを特徴とする請求項６または７に記載の撮像装置。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明は、画像相関検出手段が撮像手段であるＣＣＤから取り込まれた撮影待機画像信号とＮＤフィルターや絞りといった減光手段の下で撮影した光量の異なる撮影待機画像信号とを比較してスミアの発生を検知するものである。そして、請求項２に記載の様に、画像信号処理手段は、画像相関検出手段の検知結果に基づいてＷＢ制御部やＡＥ制御部の動作を制御することで、スミアの影響を排除した状態で各制御が行える。
【００２２】
この様に、請求項１乃至請求項３に記載の発明によれば、太陽光線の様な強い光が入った状態で撮影を行った時、画像信号処理手段がスミアによるノイズが発生したことを反映した画像情報をＷＢ制御部やＡＥ制御部に提供することにより、これらの制御部でノイズの影響に起因する誤作動の発生を防止することを可能にした。即ち、スミアによるノイズが発生してもホワイトバランス調整や自動露光制御を正確に行えるので、特に、高画素ＣＣＤを用いた撮像装置では、その特性を反映した高解像度、高精細で美しい仕上がりの画像形成が確実に行える。
【００２３】
また、請求項４や請求項５に記載の発明は、撮影者のシャッタ操作を介さずに画像相関検出を行えるようにした。すなわち、請求項４のように予め設定された周期毎に行ったり、請求項５のように撮影待機画像の露出調整値や焦点調整値の変化率が設定値を超えたときに行うようにした。その結果、スミア検出が撮影者のシャッタ操作を介さずに随時行なえ、スミアの影響を排除する機会をより多く設定できる様になったので、スミアによる撮影不良の発生確率を低減させることが可能になった。
【００２４】
さらに、請求項６に記載の発明は、画像相関検出手段が撮像手段であるＣＣＤから取り込まれた撮影待機画像信号と機械的シャッタに代表される遮光手段の下で撮影した光量の異なる撮影画像信号とを比較することによりスミア発生を検知できるようにした。そして、請求項７に記載の様に、画像信号処理手段は、画像相関検出手段の検知結果に基づいてＷＢ制御部やＡＥ制御部の動作を制御することで、スミアの影響を排除した状態で各制御が行える。
【００２５】
この様に、請求項６乃至請求項８に記載の発明によれば、太陽光線の様な強い光が入った状態で撮影を行った時に機械的シャッタ（遮光手段）の下で撮影した撮影画像信号を用いることにより、画像信号処理手段がスミアによるノイズが発生したことを反映した画像情報をＷＢ制御部やＡＥ制御部に提供できるようにした。そして、これらの部位ではスミアの影響を排除した状態で各制御を精度よく行い、高画素ＣＣＤの特性を反映した高解像度、高精細で美しい仕上がりの画像形成が確実に行える様になった。
【００２６】
とりわけ、高い画素密度を有するＣＣＤを用いた撮像装置では、従来技術によるスミアによるノイズの影響を完全に除去した状態を実現することが難しかっただけに、本発明により、スミアが発生する様な高輝度領域を有する被写体を撮影しても適正な撮影条件下での撮影が行えるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明について詳細に説明する。本発明に係る撮像装置の具体的な実施形態としては、デジタルカメラが代表的であるが、この他にカメラ付きの携帯電話機やスキャナ、デジタルビデオカメラなども含まれる。
【００２８】
図１及び図２を用いて、本発明に係る撮像装置の代表的な実施形態の１つであるデジタルカメラの外観を説明する。図１（ａ）は、本発明に係るデジタルカメラ１の正面図、（ｂ）は背面図である。また、図２（ａ）は、デジタルカメラ１の上面図、（ｂ）は側面図である。図１、２に示す様に、デジタルカメラ１は、撮像部２とカメラ本体部３より構成される。
【００２９】
撮像部２は、マクロズームからなる撮影レンズ及びＣＣＤ等の光電変換素子からなる撮像手段を有し、被写体の光学像（被写体光像）を画像信号（ＣＣＤの各画素で光電変換された電荷信号により構成される画像信号）に変換して取り込むものである。
【００３０】
撮像部２の内部には、後述するマクロズームレンズ２０１が配設され、マクロズームレンズ２０１が配設された箇所の後方に後述するＣＣＤエリアセンサ２０２を備えた撮像回路（図示せず）が設けられている。
【００３１】
また、撮像部２の内部には、後述する機械的シャッタ（以下メカシャッタという）を兼用した絞り２１２、及びＣＣＤエリアセンサ２０２へ入射する光量を減光し、挿抜可能なＮＤフィルタ２１１が設けられている。
【００３２】
また、撮像部２の内部には、適所にフラッシュ光の被写体からの反射光を受光する調光センサを備えた調光回路（図示せず）が設けられている。
【００３３】
カメラ本体部３は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ；液晶表示素子）からなるＬＣＤ表示部６、ＥＶＦ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｖｉｅｗ  Ｆｉｎｄｅｒ；電子ビューファインダ）７、デジタルカメラ１を図示しないパーソナルコンピュータに接続する外部接続端子１２を有しており、撮像部２で取り込まれた画像信号に所定の信号処理を施し、ＬＣＤ表示部６やＥＶＦ７への画像表示、後述するメモリカード１３などの記録媒体への画像記録、あるいはパーソナルコンピュータへの画像の転送といった処理を行う。
【００３４】
図１（ａ）に示す様に、カメラ本体部３の前面には、上部適所にフラッシュ４が設けられている。また、図１（ｂ）に示す様に、カメラ本体部３の背面の略中央部には撮影画像の表示や記録画像の再生表示を行うＬＣＤ表示部６とＥＶＦ７が設けられている。
【００３５】
カメラ本体部３の上面には、図２（ａ）に示す様に、撮影画像をキャプチャしメモリカード１３に記録するシャッタボタン５が設けられている。シャッタボタン５は、押しストロークが２段階構成になっており、「半押し」によりＡＦ制御、及び、ＡＥ制御が作動してＡＦ及びＡＥがロックされる。また、「半押し」から更に押し込む「全押し」の状態で撮影（記録用の撮影）が実行される（ここで、「半押し」により作動するスイッチをＳ１、「全押し」により作動するスイッチをＳ２とする）。シャッタボタン５の近くに「記録モード」（図中のＲＥＣ）と「再生モード」（図中のＰＬＡＹ）とを切換設定する撮影モード切換スイッチ１１が設けられている。記録モードは、撮影待機状態から露光制御のプロセスを経て撮影にいたる写真撮影を行う時のモードであり、再生モードは、メモリカード１３に記録された撮影画像をＬＣＤ表示部６やＥＶＦ７に再生表示するモードである。
【００３６】
また、図２（ａ）に示す様に、カメラ本体部３の上面には、撮影感度を切り換えるための撮影感度切換スイッチ１０が設けられている。撮影感度切換スイッチ１０は、スイッチを押す度に、例えば、撮影感度がＩＳＯ１００からＩＳＯ８００までサイクリックに切りかわり、撮影時の状況に適した感度を選択することが可能である。
【００３７】
カメラ本体部３の背面には、図１（ｂ）に示す様に、再生画像のコマ送りや、撮影時にズーム操作を行うための再生コマ送りスイッチ／ズームスイッチ９が設けられている。再生コマ送りスイッチ／ズームスイッチ９における再生画像のコマ送りとは、カメラを再生モードに設定しメモリカード１３に記録された画像をコマ番号とともにＬＣＤ表示部６に順次表示する様にしたものである。なお、ＬＣＤ表示部６への画像表示を昇順方向（撮影順の方向）若しくは降順方向（撮影順と逆の方向）に変更指示することも可能である。また、撮影時のズーム操作は、再生コマ送りスイッチ／ズームスイッチ９を操作することにより、マクロズームレンズ２０１をテレ方向若しくはワイド方向にズーミングすることである。
【００３８】
さらに、カメラ本体部３の背面には、画像表示を行うための表示手段であるＬＣＤ表示部６とＥＶＦ７とを選択するＥＶＦ切換スイッチ８が設けられている。
【００３９】
次に、デジタルカメラ１の制御系について図３を用いて説明する。図３は、本発明に係るデジタルカメラ１の制御系のブロック図である。なお、図３では、図１及び図２に示した部材と同じ部材には同一の番号を付与した。
【００４０】
撮像部２内のマクロズームレンズ２０１は、本発明に係る撮像装置における減光手段に該当する開口量が固定された絞り２１２（固定絞り）、及びＣＣＤエリアセンサ２０２に入射する光量を減光し、挿抜可能なＮＤフィルタ２１１が設けられ、被写体光像を結像する。ＮＤフィルタ２１１は後述する、画像相関検出動作を行う時に、ＮＤドライバ２０８により光路内に挿入されるものである。また、絞り２１２はメカシャッタを兼用し、本発明に係る撮像装置における遮光手段としても機能するものである。
【００４１】
ＣＣＤエリアセンサ２０２（以下ＣＣＤ２０２という）は、Ｒ（赤）光、Ｇ（緑）光、Ｂ（青）光の各色透過フィルタをピクセル単位（画素単位）で市松模様状に配置させたカラーエリア撮像センサで、マクロズームレンズ２０１により結像された被写体光像をＲ（赤）光、Ｇ（緑）光、Ｂ（青）光の各色成分の画像信号（各画素単位で受光された画素信号の信号列からなる信号）に光電変換するものである。すなわち、ＣＣＤ２０２は、本発明に係る撮像装置における撮像手段として機能するものである。
【００４２】
撮像部２では、撮影待機状態で露出制御（ＣＣＤ２０２の露光量調節）が行えるが、撮影待機状態では絞りドライバ２０７により絞り２１２が開放固定絞りに設定されるので、ＣＣＤ２０２の電荷蓄積時間の調節により露出制御が行われる。すなわち、撮影待機状態における露出制御は、シャッタスピードに相当するＣＣＤ２０２の電荷蓄積時間の調節により行われるものである。
【００４３】
電荷蓄積時間の調節は以下のように行われる。先ず、ＣＣＤ２０２により測光された光量データより選択された測光エリアに基づいてカメラ本体部３に設けられたカメラ制御ＣＰＵ３１４で露出制御データが算出される。そして、算出された露出制御データと予め設定されているプログラム線図のデータに基づき、露光時間データが算出されタイミングジェネレータ２１０に送られる。これらのデータに基づいてタイミングジェネレータ２１０よりＣＣＤ２０２に適正な露光時間となる電荷蓄積時間の情報がフィードバックされて電荷蓄積時間が調節される。
【００４４】
なお、被写体輝度が低輝度の時、適切なシャッタスピードの設定ができず適正な露光制御を行うことができない場合があるが、この様な場合、シャッタスピードの調整とともにＡＧＣ回路２０５のゲイン調整を行うことで適正な露出制御を実現させることができる。すなわち、低輝度時の場合、信号処理回路２０３内のＡＧＣ回路２０５のゲイン調整をシャッタスピード調整と組み合わせることで、双方の調整による相乗的な効果が得られて画像信号のレベル調整が可能になり、適正な露出制御が実現される。
【００４５】
また、撮影時における露出制御は、前述したカメラ制御ＣＰＵ３１４で算出された露出制御データと予め設定されたプログラム線図に基づく情報により、絞り／シャッタドライバ２０７とタイミングジェネレータ２１０によりＣＣＤ２０２への適正な露光量が制御される。
【００４６】
タイミングジェネレータ２１０は、後述するカメラ本体部３の基準クロック発生部３１１から送信される基準クロックに基づいてＣＣＤ２０２の駆動制御信号を生成するものである。タイミングジェネレータ２１０で生成される駆動制御信号には、例えば、ＣＣＤ２０２における露出開始及び終了タイミングを制御する積分開始／終了のタイミング信号、各画素の受光信号の読出制御信号（水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等）等のクロック信号が挙げられ、これらのクロック信号がＣＣＤ２０２に供給されるとＣＣＤ２０２では各クロック信号に対応した駆動制御が行われる。
【００４７】
また、タイミングジェネレータ２１０は、基準クロック発生部３１１から供給された基準クロックに基づいて、後述する信号処理回路２０３内のＣＤＳ回路２０４で使用されるサンプリング信号やＯＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｂｌａｃｋ）クランプ信号を生成し、これらの信号をＣＤＳ回路２０４に供給するものである。
【００４８】
電荷蓄積が完了すると（すなわち、デジタルカメラ１の露出制御が完了すると）、光電変換により形成された画像信号は、遮光されたＣＣＤ２０２内の転送路にシフトされてバッファを介して読み出される。そして、ＣＣＤ２０２から読み出された画像信号は、信号処理回路２０３に取り込まれて所定の処理が施される。
【００４９】
図３に示す様に、信号処理回路２０３は、ＣＤＳ回路２０４、ＡＧＣ回路２０５より構成され、これらの構成部を介して画像信号に所定の処理が行われる。以下、信号処理回路２０３で行われる画像信号への所定の処理について説明する。
【００５０】
ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路２０４は、ＣＣＤ２０２から読み出された画像信号より読出し時に発生するノイズの低減や、ＯＢクランプ動作による暗ノイズの補正を行うものである。
【００５１】
ＡＧＣ回路２０５は、ＣＤＳ回路２０４で処理された画像信号に対し、前述した撮影感度切換スイッチ１０により選択された撮影感度に基づいてゲイン調整を行い、撮影感度の制御を行うものである。
【００５２】
Ａ／Ｄ変換器２０６は、ＡＧＣ回路２０５から入力された画像信号を構成する各画素信号を１４ビットのデジタル信号に変換するものである。Ａ／Ｄ変換器２０６は、基準クロック発生部３１１から入力されるＡ／Ｄ変換用クロックに基づき、アナログ信号の各画素信号を１４ビットのデジタル信号に変換する。
【００５３】
ＣＣＤ２０２で読み出された画像信号は、信号処理回路２０３、及びＡ／Ｄ変換器２０６で所定の処理が施されて、デジタル画像信号に変換される。デジタル画像信号は、本発明に係る撮像装置における画像信号処理手段に該当する画像処理ＣＰＵ３０１に取り込まれて所定の処理が行われる。
【００５４】
画像処理ＣＰＵ３０１は、マイクロコンピュータからなり、前述した撮像部２及びカメラ本体部３を構成する各部材の作動を制御することにより、デジタルカメラ１の撮影動作を統括的に制御するものである。以下、画像処理ＣＰＵ３０１で行われるデジタル画像信号への処理について説明する。
【００５５】
最初に、画像処理ＣＰＵ３０１に取り込まれた画像信号は、ＣＣＤ２０２から出力される画像信号の読出しに同期して、本発明に係る撮像装置における記憶手段に該当する画像メモリ３１６に書き込まれる。すなわち、画像処理ＣＰＵ３０１で行われる処理に使用されるデジタル画像信号は、画像メモリ３１６にいったん記録したものを画像メモリ３１６から取り出し、各ブロックにおける処理に使用される。
【００５６】
画像処理ＣＰＵ３０１は、画像メモリ３１６より取り出したデジタル画像信号に所定の処理を行うものであるが、図３に示す画素補間部３０２からマトリックス演算部３０６にかけての部位で所定の処理を行う。
【００５７】
画素補間部３０２は、画像メモリ３１６に記録された画像データをＲ、Ｇ、Ｂの各画素フィルタパターンでマスキングし、その後で平均補間（画素補間ともいう）を行うものである。このうち、高帯域にまで画素を有するＧの画素フィルタパターンは、周辺４画素の中間２値の平均値に置換して平均補間を行うメディアン（中間値）フィルタであり、ＲとＢの画素フィルタパターンは周辺９画素から同色に対して平均補間を行うものである。
【００５８】
解像度変換部３０３は、画素補間部３０２で画素補間を行った画像信号に対して、水平方向及び垂直方向に縮小処理や間引き処理を行い、デジタルカメラ１の撮像部２で設定された記録画像画素数に対応可能な解像度に変換するものである。同時にモニタ表示用の画像信号に対しても水平画素の間引き処理を行い、ＬＣＤ表示部６やＥＶＦ７に表示可能な低解像度の画像信号に変換することも可能である。
【００５９】
ホワイトバランス制御部（ＷＢ制御部）３０４は、解像度変換部３０３で解像度変換処理を行ったＲ、Ｇ、Ｂ各色成分の画像信号に対してレベル変換を行うもので、このレベル変換処理をホワイトバランス処理という。ホワイトバランス処理は、例えば、撮影待機時に画像メモリ３１６に書き込まれたデータより、予め設定されてある撮像面上の測色エリアに関する画像データを読み出し、この読み出された画像データの輝度や彩度のデータ等より、本来白と思われる部分を推測して、その部分のＲ、Ｇ、Ｂの各平均強度や、Ｇ／Ｒ比、Ｇ／Ｂ比を求め、Ｒ、Ｂの補正ゲインとして補正制御を行うものである。
【００６０】
また、ホワイトバランス制御部３０４は、撮影画像にスミアが発生している時、画像処理ＣＰＵ３０１から送出される後述するスミアエリア情報に基づき、予め設定されてある測色エリアよりスミアエリアを排除した新たな測色エリアを再設定することが可能である。そして、再設定された測色エリアの下でホワイトバランスの制御を行うことにより、スミアの影響を排除した適正なホワイトバランス制御が行える。
【００６１】
ガンマ補正部３０５は、画像信号のγ特性を補正して画像信号を出力機器の特性に適したものに変換するもので、具体的な処理方法としては、例えば、非線形変換処理を行い、８ビットの画像信号に変換するなどの方法が挙げられる。
【００６２】
マトリックス演算部３０６は、ガンマ補正処理した画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂを輝度信号（Ｙ信号）と色差信号（Ｃｒ（Ｒ−Ｙ）信号、Ｃｂ（Ｂ−Ｙ）信号）に変換するものである。
【００６３】
そして、これらの部位で所定の処理を施されたデジタル画像信号は、再度、画像メモリ３１６に格納される。
【００６４】
また、画像処理ＣＰＵ３０１は、ＡＥ制御部（自動露光制御部）３０９やＡＦ制御部（自動焦点制御部）３１０を有し、これらの部位は本発明に係るデジタルカメラ１で行われる露光制御や焦点制御に使用される信号をカメラ制御ＣＰＵ３１４に供給するものである。
【００６５】
ＡＥ制御部３０９は、画像メモリ３１６に書き込まれたデータより、予め設定されてある撮像面上の測光エリアに関する画像データを読み出し、この画像データをカメラ制御ＣＰＵ３１４に出力する。カメラ制御ＣＰＵ３１４は、ＡＥ制御部３０９より供給された測光エリアの画像データに基づき、タイミングジェネレータ２１０、ＡＧＣ回路２０５、絞り／シャッタードライバ２０７の作動を制御し、デジタルカメラ１における露出制御を行う。
【００６６】
また、撮影画像にスミアが発生している場合、本発明では、ＡＥ制御部３０９は画像処理ＣＰＵ３０１から送出されるスミアエリア情報に基づいて、予め設定されてある測光エリアよりスミアエリアを排除した新たな測光エリアを再設定することが可能である。そして、画像メモリ３１６に書き込まれたデータより、再設定された撮像面上の測光エリアに関する画像データを読み出し、このデータをカメラ制御ＣＰＵ３１４に出力する。その結果、カメラ制御ＣＰＵ３１４は、スミアの影響を排除した適正なＡＥ制御の実施が可能である。
【００６７】
ＡＦ制御部（自動焦点制御部）３１０は、画像メモリ３１６に書き込まれたデータより、予め設定されてある撮像面上の測距エリアに関する画像データを読み出し、このデータをカメラＣＰＵ３１４へ出力するものである。カメラ制御ＣＰＵ３１４は、ＡＦ制御部３１０で読み出された測距エリアに関する（画像）データに基づいて測距演算を行い、その結果に基づいてフォーカスモータードライバ２０９の作動を制御し、デジタルカメラ１におけるＡＦ制御を行う。
【００６８】
また、撮影画像にスミアが発生している場合、本発明では、ＡＦ制御部３１０は画像処理ＣＰＵ３０１から送出されるスミアエリア情報に基づき、予め設定されてある測距エリア内にスミアエリアが存在する時は、エラー信号をカメラ制御ＣＰＵ３１４に送出する。そしてカメラ制御ＣＰＵ３１４は、ＡＦエラー警告信号をビデオエンコーダ３１２に送出し、ＬＣＤ表示部６、またはＥＶＦ７にＡＦエラー警告表示を行う。
【００６９】
また、画像処理ＣＰＵ３０１には、本発明における画像相関検出手段に該当する画像相関検出部３０８を有し、ここではスミアの検出に使用される非相関エリアの検出を行っている。画像相関検出部３０８における非相関エリアの検出方法は以下のとおりである。
画像相関検出部３０８は、画像メモリ３１６に書き込まれた露出量の異なる２種類の画像データを比較し、双方の画像データで相関性のないエリアを非相関エリアとして検出する。具体的には、撮像手段により異なる露出量で撮影された同一被写体の撮像画像上における同一場所の画素データを比較し、その中から双方の画像データに相関性の見られない領域を検出し、この領域を非相関エリアとするものである。画像相関検出部３０８は、検出した非相関エリアの情報を画像処理ＣＰＵ３０１に出力する。非相関エリアは、ＣＣＤ２０２の受光面照度の差により発生するものでスミアエリアに相当する。
【００７０】
画像処理ＣＰＵ３０１は、この非相関エリアの総面積を算出し、非相関エリアの総面積が予め設定されている値を超えた場合をエラー発生判定の目安にしている。そして、このエラー発生の判定情報をスミアエリア情報としてホワイトバランス制御部３０４やＡＥ制御部３０９、ＡＦ制御部３１０に送出する。スミアエリア情報を受けたこれらの部位は、画像処理ＣＰＵ３０１から送出されたスミアエリア情報に基づいて前述した各処理を行うことにより、スミアの影響を排除して適正な制御を行っている。
【００７１】
再び、図３のブロック図を用いて本発明に係る撮像装置を説明する。画像処理ＣＰＵ３０１内の基準クロック発生部３１１は、デジタルカメラ１の駆動制御に使用される基準クロックを生成し、これを各回路に供給するものである。基準クロック発生部３１１で生成される基準クロックは、例えば、タイミングジェネレータ２１０に使用されるものやＡ／Ｄ変換器２０６で使用されるＡ／Ｄ変換用クロックなどが挙げられる。
【００７２】
また、画像処理ＣＰＵ３０１は、撮影画像の圧縮を行う画像圧縮部３０７を有しており、画像圧縮部３０７では撮影画像にＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）方式などの画像圧縮処理を施して、所定の圧縮率に圧縮した画像データを生成する。そして、この圧縮画像データはメモリカードドライバー３１３を介してメモリカード１３に記録される。
【００７３】
この様に、デジタルカメラ１では、画像処理ＣＰＵ３０１において撮像部２より取り込まれた画像信号に上述したような信号処理を行い、これらの処理を行った画像信号を画像メモリ３１６に記録するようになっている。
【００７４】
本発明に係るデジタルカメラ１は、撮影モード切換スイッチ１１で設定したモードの下で撮像部２で取り込んだ画像信号を、画像メモリ３１６に記録したり、あるいは、ＬＣＤ表示部６やＥＶＦ７に表示する。
【００７５】
撮影待機状態（撮影モード切換スイッチ１１で記録モード（ＲＥＣ）に設定した状態）では、撮像部２より画像信号が例えば１／３０秒毎などの所定間隔でカメラ本体部３に取り込まれている。取り込まれた画像信号は、前述した様に、画像処理ＣＰＵ３０１中の画素補間部３０２からマトリクス演算部３０６にかけての部位で所定の信号処理が施され、その後、デジタル画像信号として画像メモリ３１６に記録される。
【００７６】
そして、画像メモリ３１６に記録された画像信号を読み出し、読み出された画像信号をビデオエンコーダ３１２でＮＴＳＣ／ＰＡＬにエンコードし、これをフィールド画像としてＬＣＤ表示部６やＥＶＦ７で画像表示する。
【００７７】
また、画像記録時は、前述した様に、設定された記録解像度の画像とするために画像信号を画像圧縮部３０７で圧縮処理し、得られた圧縮画像はメモリカードドライバ３１３を介してメモリカード１３に記録される。
【００７８】
再生モード（撮影モード切換スイッチ１１で再生モード（ＰＬＡＹ）に設定した状態）では、メモリカード１３より読み出された画像信号は、画像処理ＣＰＵ３０１中の画素補間部３０２からマトリックス演算部３０６にかけての部位で所定の信号処理を施し、ビデオエンコーダ３１２を介してＬＣＤ表示部６やＥＶＦ７に表示する。
【００７９】
なお、図３中のスイッチ群３１５は、図１及び図２のシャッタボタン５、ＥＶＦ切換スイッチ８、再生コマ送りスイッチ／ズームスイッチ９、撮影感度切換スイッチ１０、撮影モード切換スイッチ１１、に対応するスイッチである。
【００８０】
ここで、本発明に係るデジタルカメラ１で行われるスミア検出動作を詳細に説明する。
【００８１】
スミア検出には、ＣＣＤ２０２から取り込まれた撮影待機画像信号とＮＤフィルター２１１で入射光量を減光されて撮影された光量の異なる撮影待機画像信号との画像状態を比較してスミアを検出する方法や、撮像手段であるＣＣＤ２０２から取り込まれた撮影待機画像信号とメカシャッター２１２の下で撮影された光量の異なる撮影画像信号との画像状態を比較してスミアを検出する方法とが挙げられる。以下、これらのスミア検出方法についてそれぞれ説明する。
【００８２】
最初に、ＣＣＤ２０２から取り込まれた撮影待機画像信号とＮＤフィルタ２１１で入射光量を減光させた状態で撮影された撮影待機画像信号とを比較することにより、スミアを検出する方法について、図４のフローチャートと図６の画像相関検出動作を示す模式図を用いて説明する。
【００８３】
ここで、図６の（ａ）から（ｉ）にかけての各図を説明する。図６（ａ）は、太陽光線の入射などにより輝度がとても高い領域が存在する被写体を撮影し、画像中にスミアが発生している撮影待機画像を示す模式図である。また、（ｂ）は、（ａ）の撮影条件と同一撮影条件下でＮＤフィルタ２１１を用いて減光した状態で撮影した撮影待機画像を示す模式図である。（ｃ）は、（ａ）の撮影条件と同一撮影条件下でメカシャッタ２１２を使用して撮影した撮影画像を示す模式図である。（ｄ）は、画像相関検出を行うために（ａ）の画像サイズを正規化した撮影待機画像を示す模式図である。（ｅ）は、画像相関検出を行うために（ｂ）の画像信号をゲインアップした撮影待機画像、または、（ｃ）の画像サイズを正規化した撮影画像を示す模式図である。
【００８４】
（ｆ）は、画像相関検出部３０８により検出されたスミア検知エリアを示す模式図である。さらに、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）は、ＷＢ測色エリア、ＡＥ測光エリア、ＡＦ測距エリア内にスミアが発生している状態を示す模式図である。
【００８５】
次に、図４のフローチャートを用いてスミアの検出手順と、スミアが発生した場合に行われるホワイトバランス制御、自動露出（ＡＥ）制御、及び自動焦点（ＡＦ）制御について説明する。
【００８６】
最初に、デジタルカメラ１を記録モードに設定して撮影待機状態にする。撮影待機状態にすると、デジタルカメラ１のＬＣＤ表示部６に撮影待機画像が表示される（ステップＳ１）。この時、被写体中に高輝度領域が存在すると、撮影待機画像は、図６（ａ）に示す様にスミアが発生した状態の画像が表示される。
【００８７】
次に、シャッタボタン５を「半押し」にすると（ステップＳ２）、ホワイトバランス制御部３０４でホワイトバランス制御が、ＡＥ制御部３０９で露出制御が、さらに、ＡＦ制御部３１０で焦点制御が行われ、撮影待機状態でのホワイトバランス調整値（図４中ではＷＢ調整値と表示）、露出調整値、及び焦点調整値が設定される（ステップＳ３）。
【００８８】
ホワイトバランス制御部３０４でのホワイトバランス制御は、撮影待機時に画像メモリ３１６に書き込まれたデータより、予め設定されてある撮像面上の測色エリアに関する画像データを読み出し、読み出された画像データの輝度や彩度のデータに基づき、本来白と判断される部分を推測して、その部分のＲ、Ｇ、Ｂの各平均強度や、Ｇ／Ｒ比、Ｇ／Ｂ比を求め、Ｒ、Ｂの補正ゲイン調整値を算出することにより行われている。
【００８９】
また、ＡＥ制御部３０９での露出制御は、撮影待機時に画像メモリ３１６に書き込まれたデータより、予め設定されてある撮像面上の測光エリアに関する画像データを読み出し、このデータをカメラ制御ＣＰＵ３１４に出力する。カメラ制御ＣＰＵ３１４では、ＡＥ制御部３０９で読み出された測光エリアの画像データに基づいて露出調整値が算出され、この露出調整値に基づいてタイミングジェネレータ２１０、ＡＧＣ回路２０５、絞り／シャッタドライバ２０７の作動が制御される。この様にして、ＡＥ制御部３０９での露出制御が行われる。
【００９０】
さらに、ＡＦ制御部（自動焦点制御部）３１０での焦点制御は、画像メモリ３１６に書き込まれたデータより、予め設定されてある撮像面上の測距エリアに関する画像データを読み出し、このデータをカメラ制御ＣＰＵ３１４へ出力する。カメラ制御ＣＰＵ３１４では、ＡＦ制御部３１０で読み出された測距エリアに関する（画像）データに基づいて測距演算が行われ、この演算により焦点調整値が算出される。この焦点調整値に基づいてフォーカスモータドライバ２０９の作動が制御される。この様にして、ＡＦ制御部３１０でのＡＦ制御が行われる。
【００９１】
ステップＳ３で設定されたホワイトバランス調整値、露出調整値、及び焦点調整値は、シャッタボタン５の「半押し」が解除されるまで保持される。そして、ステップＳ３で設定された各調整値の下で撮影して得た撮影待機状態におけるＲＡＷ画像（ここで、画像処理ＣＰＵ３０１内で行われる一連の所定画像処理を施す前の画像信号のことをＲＡＷ画像という）が画像メモリ３１６に記録される（ステップＳ４）。この様にして、ＣＣＤ２０２よりスミアの発生した状態の撮影待機画像信号が取り込まれる。これは、前述の図６（ａ）の状態に対応する。
【００９２】
次に、本発明における減光手段であるＮＤフィルタ２１１を光路に挿入し、ＣＣＤ２０２に入射する光量を減光させた状態で撮影を行う（ステップＳ５）ことにより、撮像面上でのスミア発生を防いだ撮影待機状態におけるＲＡＷ画像が得られ、これを画像メモリ３１６に記録する（ステップＳ６）。ここで取り込まれる撮影待機画像は、図６（ｂ）に示すスミア発生が見られないものである。
【００９３】
この様にして画像メモリ３１６に取り込んだ２種類の撮影待機ＲＡＷ画像を用いて、スミアの検出を行う。具体的には、両画像を比較して相関性を検出する画像相関検出の操作を行う。画像相関検出を行える様に、画像メモリ３１６に記録した２つの撮影待機ＲＡＷ画像の画像サイズや露出量を等しくして２種の画像サイズを正規化し、さらに、露出補正を行う（ステップＳ７）。この露出補正は、ＮＤフィルタ２１１により減光した状態で撮影した画像に対し、ホワイトバランス制御部３０４をゲインアップして減光分の光量に相当する露出量を補正するものである。なお、これらの操作は、図６中の（ｄ）と（ｅ）に対応する。
【００９４】
次に、画像相関検出部３０８は、画像メモリ３１６に書き込まれた２種類の画像データを読み出し、各撮像面上の同一場所における画素データを比較する（ステップＳ８）。そして、画像データに相関性の見られないエリア（以下、このエリアを非相関エリアという）を検出し（ステップＳ９）、非相関エリアの検出に関する情報を画像処理ＣＰＵ３０１に出力する（ステップＳ１０）。これらの操作は、図６中の（ｄ）、（ｅ）から（ｆ）に対応するものである。
【００９５】
なお、非相関エリアは、ＣＣＤ２０２の受光面照度の差により発生したもので、スミアが発生した領域に相当するエリアである。画像相関検出部３０８で検出した非相関エリア、すなわち、スミアエリアの様子は図６（ｆ）に示すものである。
【００９６】
次に、画像処理ＣＰＵ３０１では、画像相関検出部３０８から送出された非相関エリアに関する情報に基づいて非相関エリアの総面積を算出する（ステップＳ１１）。本発明では、非相関エリアの総面積について予め閾値（例えば、本発明においては、撮像面積の５％を閾値とする。）を設定しておき、算出値がこの閾値を超え得たか否かを判定し、その判定結果に基づいてスミア発生に伴う対応を行う（ステップＳ１２）。
【００９７】
算出値が閾値を超えた時（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）は、スミア発生に伴う対応が必要な場合で、画像処理ＣＰＵ３０１よりスミアエリアに関する情報がホワイトバランス制御部３０４、ＡＥ制御部３０９、ＡＦ制御部３１０に送出される（ステップＳ１３）。これらの部位では、画像処理ＣＰＵ３０１から送出されたスミアエリアに関する情報に基づいて、予め設定されていた測色エリアや測光エリアよりスミアエリアを排除して、新たな測色エリア及び測光エリアを再設定する（ステップＳ１４）。この操作は、図６の（ｇ）と（ｈ）に対応するものであり、図６の（ｇ）と（ｈ）には、スミアエリア分を排除したホワイトバランス測色エリアとＡＥ測光エリアが示されている。
【００９８】
すなわち、ホワイトバランス制御部３０４では、ステップＳ１４で画像メモリ３１６に書き込まれたスミアの発生した撮影待機ＲＡＷ画像よりスミアエリアの排除を行い、スミアエリアを排除した撮像面上の測色エリアに関する画像データを読み出し、読み出された画像データに基づいて、ホワイトバランス調整値を算出し、この様に再演算処理を行って得たホワイトバランス調整値を用いてホワイトバランス補正制御を行う。
【００９９】
また、ＡＥ制御部３０９では、上述のホワイトバランス補正制御と同様に、画像メモリ３１６に書き込まれたスミアの発生した撮影待機ＲＡＷ画像よりスミアエリアを排除したＲＡＷ画像データ上の測光エリアに関する画像データを読み出し、このデータをカメラ制御ＣＰＵ３１４に出力する。カメラ制御ＣＰＵ３１４ではＡＥ制御部３０９で読み出された測光エリアの画像データに基づいて露出調整値を算出し、再演算処理を行って得られた露出調整値を用いて露出補正制御を行う。
【０１００】
この様に、本発明では、スミアの影響を排除した撮影待機ＲＡＷ画像に基づくホワイトバランス調整値や露出調整値を算出し、これらの値を用いることにより、スミアの影響をなくした状態でのホワイトバランス制御や露出制御を行うことが可能である。
【０１０１】
また、本発明は、測距エリア内のスミアエリアの有無を判定するものである。すなわち、ステップＳ１３で画像処理ＣＰＵ３０１よりスミアエリアに関する情報がＡＦ制御部３１０に送出されると、ＡＦ制御部３１０は測距エリア内におけるスミアエリアの存在を検知する（ステップＳ１５）。
【０１０２】
測距エリア内にスミアエリアの存在を検知した場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、ＡＦ制御部３１０よりエラー信号がカメラ制御ＣＰＵ３１４に送出される（ステップＳ１７）。そして、カメラ制御ＣＰＵ３１４よりＡＦエラー警告信号がビデオエンコーダ３１２経由でＬＣＤ表示部６またはＥＶＦ７に送出され、ＡＦエラー警告が表示される（ステップＳ１８）。なお、図６（ｉ）は、測距エリア内にスミアエリアが存在する場合を示した模式図である。
【０１０３】
一方、測距エリア内でスミアエリアの存在が検知されなかった場合（ステップＳ１６；Ｎｏ）は、ＡＦ制御部３１０は、ＡＦ制御におけるスミアの影響が無いと判定して、終了する。
【０１０４】
この様に、本発明では、測距エリア内にスミアエリアの存在を検出し、スミアエリアを検出した時に、スミアエリアの存在を撮影者に警告する。
【０１０５】
一方、ステップＳ１２で非相関エリアの総面積が予め設定された閾値よりも小さい時は（ステップＳ１２；Ｎｏ）、スミアの影響を考慮せずにホワイトバランス制御、ＡＥ制御、ＡＦ制御が行えるものと判断して、補正制御をせずに処理を終了する。
【０１０６】
以上、シャッタボタン５の操作による画像相関検出部３０８でのスミア発生時における画像の相関性検出動作を説明したが、本発明では、シャッタボタンの操作を介さずに上記操作を行うことも可能である。具体的には、カメラ制御ＣＰＵ３１４などで、上記操作を一定周期で行う様に予め設定しておく方法が挙げられる。例えば、カメラ制御ＣＰＵ３１４に、タイマールチンプログラムを付与しておき、予め設定した時間を超えた時に相関性を検出する動作を行うように制御しておく。
【０１０７】
また、一定周期での操作に加え、連続して撮影される撮影待機画像の露出調整値や焦点調整値の変化率も追跡し、これらが予め設定しておいた値を超えた時にも同様の操作を行えるようにする方法も挙げられる。例えば、カメラ制御ＣＰＵ３１４には撮影待機状態における所定の露出調整値変化率（例えば、本発明においては、露出調整値変化率が２ＥＶ（Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｖａｌｕｅ）を閾値とする。）、や焦点調整値変化率（例えば、本発明においては、焦点位置が中間距離から無限遠に相当する距離を閾値とする。）を予め記憶させておき、撮影待機状態で連続して撮影される撮影待機画像の露出調整値変化率や焦点調整値変化率を算出して、記憶させておいた閾値と算出した値とを比較する。
【０１０８】
この様に、スミア検出を随時行える様にして、スミアの影響を排除する機会をより多く設定できる様にすることで、スミアによる撮影不良が発生する確率をより低減させることが可能である。
【０１０９】
次に、撮影待機画像信号とメカシャッタ２１２の下で撮影された光量の異なる撮影画像信号との比較によるスミアの検出手順と、スミアが発生した場合に行われるホワイトバランス制御、自動露出（ＡＥ）制御の再設定、及び、自動焦点（ＡＦ）設定における警告表示について、図５のフローチャートと図６の画像相関検出動作を示す模式図を用いて説明する。なお、この方法では、スミアが検出された場合に、メカシャッタ２１２で撮像された撮影ＲＡＷ画像に上書き記録を行う。
【０１１０】
先ず、図５中のステップＳ１からステップＳ３までの操作は、前述したＮＤフィルタを用いた時と同様のものなので、説明を省略する。
【０１１１】
次に、シャッタボタン５の「半押し」を解除して、「全押し」にすると（ステップＳ４）、シャッタボタン５の全押し直前時における撮影待機ＲＡＷ画像が画像メモリ３１６に取り込まれる（ステップＳ５）。続いて、メカシャッタ２１２による撮影が行われ（ステップＳ６）、撮影ＲＡＷ画像が画像メモリ３１６に記録される（ステップＳ７）。メカシャッタ２１２の撮影では、ＣＣＤ２０２を遮光することにより、ＣＣＤ２０２の転送路で発生したスミアを除去した状態で撮影が行われるため、撮像画像内にスミアが見られない。図６（ｃ）はメカシャッタ２１２による撮影画像を示す模式図である。以上の操作により、画像相関検出に使用する撮影待機ＲＡＷ画像と撮影ＲＡＷ画像が画像メモリ３１６に取り込まれる。
【０１１２】
次に、画像メモリ３１６に取り込まれた２種類の画像データのサイズを揃える正規化を行い（ステップＳ８）、前述のＮＤフィルタの時と同様の手順で非相関エリア（スミアエリア）を検出して、この情報を画像処理ＣＰＵ３０１に送出する（ステップＳ９〜Ｓ１１）。
【０１１３】
そして、画像処理ＣＰＵ３０１では、前述の図４のケースと同様に、画像相関検出部３０８から送出された非相関エリア情報に基づき、非相関エリアの総面積を算出する（ステップＳ１２）。
【０１１４】
非相関エリアの総面積が予め設定されている閾値を超えた場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）は、図４のケースと同様に、スミア発生に伴う対応が必要な場合で、画像処理ＣＰＵ３０１よりスミアエリアに関する情報がホワイトバランス制御部３０４、ＡＥ制御部３０９、ＡＦ制御部３１０に送出される（ステップＳ１４）。そして、ホワイトバランス制御部３０４とＡＥ制御部３０９では、画像処理ＣＰＵ３０１から送出されたスミアエリアに関する情報に基づいて、予め設定されていた測色エリアや測光エリアよりスミアエリアを排除して、新たな測色エリア及び測光エリアを再設定し、ホワイトバランス調整値と露出調整値の再設定を行う（ステップＳ１５）。なお、スミアエリアを排除して新たに設定したホワイトバランス測色エリアと自動露光測光エリアは前述したように、図６の（ｇ）、（ｈ）に示すとおりである。
【０１１５】
ホワイトバランス調整値と露出調整値の再設定後、画像メモリ３１６に書き込まれている撮影ＲＡＷ画像データ（メカシャッタ２１２により撮像された画像データ）を読み出し（ステップＳ１６）、再設定されたホワイトバランス調整値、及び露出調整値に基づいて、撮影ＲＡＷ画像データに対するホワイトバランス補正制御と露出補正制御を行い、撮影ＲＡＷ画像に上書き記録を行う（ステップＳ１７）。このようにしてスミアの影響を受けることのないホワイトバランス制御、及び露出制御が行われた撮影画像を得ることができるようになる。
【０１１６】
また、本発明は、測距エリア内のスミアエリアの有無を判定するものである。すなわち、ステップＳ１３で画像処理ＣＰＵ３０１よりスミアエリアに関する情報がＡＦ制御部３１０に送出されると、ＡＦ制御部３１０は測距エリア内におけるスミアエリアの存在を検知する（ステップＳ１８）。
【０１１７】
測距エリア内にスミアエリアの存在を検知した場合（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）、ＡＦ制御部３１０よりエラー信号がカメラ制御ＣＰＵ３１４に送出される（ステップＳ２０）。そして、カメラ制御ＣＰＵ３１４よりＡＦエラー警告信号がビデオエンコーダ３１２経由でＬＣＤ表示部６またはＥＶＦ７に送出され、ＡＦエラー警告が表示される（ステップＳ２１）。なお、図６（ｉ）は、測距エリア内にスミアエリアが存在する場合を示した模式図である。
【０１１８】
一方、測距エリア内でスミアエリアの存在が検知されなかった場合（ステップＳ１９；Ｎｏ）は、ＡＦ制御部３１０は、ＡＦ制御におけるスミアの影響が無いと判定して、終了する。
【０１１９】
この様に、本発明では、測距エリア内にスミアエリアの存在を検出し、スミアエリアを検出した時に、スミアエリアの存在を撮影者に警告する。
【０１２０】
一方、ステップＳ１３で非相関エリアの総面積が予め設定された閾値よりも小さい時は（ステップＳ１３；Ｎｏ）、スミアの影響を考慮せずにホワイトバランス制御、ＡＥ制御、ＡＦ制御が行えるものと判断して、補正制御をせずに処理を終了する。
【０１２１】
以上の様に、本発明に係る撮像装置では、ＣＣＤ撮像面上に強い光が入射することにより発生したスミアを高精度に検出することが可能である。また、スミア発生に関する情報を撮像装置内にフィードバックすることが可能なので、スミアの情報に基づいてホワイトバランス調整や、自動露光あるいは自動焦点制御の補正が行えるようになった。その結果、スミアの影響を受けずに画像信号処理が行えるため、高品位な撮影画像をいつでも安定して得られる様になった。
【０１２２】
とりわけ、本発明では、ＳＸＧＡや５００万画素クラスの高い画素密度を有する撮像素子を用いた撮像装置において、部品点数の増加やコストアップさせずにスミアの影響を排除することができたので、これらの撮像素子が本来有する性能が発揮され、より高度な解像力と精細性を有する画像が安定して得られる様になった。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明に係るデジタルカメラの正面図、及び、背面図である。
【図２】本発明に係るデジタルカメラの上面図、及び、側面図である。
【図３】本発明に係るデジタルカメラのブロック構成図である。
【図４】本発明に係るデジタルカメラの撮影待機画像とＮＤフィルターの下で撮影された撮影待機画像との画像相関検出、及びスミア補正の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明に係るデジタルカメラの撮影待機画像と機械的シャッターの下で撮影された撮影画像との画像相関検出、及びスミア補正の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明に係るデジタルカメラの画像相関検出動作を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１  デジタルカメラ
２  撮像部
２０１  マクロズームレンズ
２０２  ＣＣＤエリアセンサ
２０３  信号処理回路
２０４  ＣＤＳ回路
２０５  ＡＧＣ回路
２０６  Ａ／Ｄ変換器
２０７  絞り／シャッタドライバ
２０８  ＮＤドライバ
２０９  フォーカスモータドライバ
２１０  タイミングジェネレータ
２１１  ＮＤフィルタ
２１２  絞り
３  カメラ本体部
３０１  画像処理ＣＰＵ
３０２  画素補間部
３０３  解像度変換部
３０４  ホワイトバランス制御部
３０５  ガンマ補正部
３０６  マトリックス演算部
３０７  画像圧縮部
３０８  画像相関検出部
３０９  ＡＥ制御部
３１０  ＡＦ制御部
３１１  基準クロック発生部
３１２  ビデオエンコーダ
３１３  メモリカードドライバ
３１４  カメラ制御ＣＰＵ
３１５  スイッチ群
３１６  画像メモリ
４  フラッシュ
５  シャッタボタン
６  ＬＣＤ表示部
７  ＥＶＦ
８  ＥＶＦ切換スイッチ
９  再生コマ送りスイッチ／ズームスイッチ
１０  撮影感度切換スイッチ
１１  撮影モード切換スイッチ
１２  外部接続端子
１３  メモリカード
【図１】
2006148645.tif 000003
【図２】
2006148645.tif 000004
【図３】
2006148645.tif 000005
【図４】
2006148645.tif 000006
【図５】
2006148645.tif 000007
【図６】
2006148645.tif 000008