(57)【要約】【課題】  簡単な構成で反転現象の発生を防止または低減することのできる撮像装置を提供する。【解決手段】  反転現象が発生している場合には、水平方向に画素の画素データを着目したとき、最大の画素データを出力する画素（飽和している画素）の間に画素データの極めて小さい画素（所定の閾値より小さい画素データを出力する画素）が存在することから、これに基づいて、反転現象の発生の有無を判断し、反転現象が発生している場合には、画素データが反転している画素のその画素データを飽和値に置換する。【選択図】      図９
2006324843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を交差する２つの方向に配列してなるＣＭＯＳ型の撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記撮像素子に導かれる被写体の光像の輝度分布を検出するための輝度分布検出部と、
前記輝度分布検出部により検出された輝度分布のうち、所定の高輝度領域における輝度分布に基づき、画素の出力値を所定値に補正する画像処理部と
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記画像処理部は、撮像素子の画素の出力値について、第１の閾値以上の出力値を有する領域の中に第２の閾値以下の出力値を有する領域が存在するとき、前記第２の閾値以下の出力値を前記所定値に補正す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】
前記第１の閾値は、前記画素が出力し得る最大の出力値であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
被写体の光像を前記撮像素子に導く撮影光学系を有するとともに、
前記輝度分布検出部は、前記撮影光学系から導かれる被写体の光像を受光して被写体輝度を検出するための、前記撮像素子よりダイナミックレンジが広い測光センサを備えており、
前記画像処理部は、前記測光センサの検出信号を用いて、前記撮像素子により得られる画像の中から、前記補正の要否を判断する対象の領域を限定し、この限定した領域に対応する撮像素子の画素の出力値に対して、前記補正の要否を判断することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
電子シャッター方式により前記画素から画素信号を読み出すことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像素子における第１の画素に所定時間の露光動作を所定の周期で行わせる第１の撮像制御部と、
各周期において、前記第１の画素による露光動作と並行して、前記所定時間より短い時間の露光動作を前記第１の画素の近傍に位置する第２の画素に行わせる第２の撮像制御部とを有し、
前記輝度分布検出部は、前記第２の画素による露光動作で得られた出力値のうち所定の閾値以上の出力値を有する領域を検出し、
前記画像処理部は、前記輝度分布検出部により検出された領域における前記第２の画素の近傍に位置する前記第１の画素による露光動作で得られた画素信号について前記補正の要否を判断し、補正が必要であると判断した画素の出力値を前記所定値に補正することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像素子における第１の画素に所定時間の露光動作を所定の周期で行わせる第１の撮像制御部と、
各周期において、当該周期における前記第１の画素による露光動作の前に、前記所定時間より短い時間の露光動作を第２の画素に行わせる第２の撮像制御部とを有し、
前記輝度分布検出部は、前記第２の画素による前記露光動作で得られた出力値のうち所定の閾値以上の出力値を有する領域を検出し、
前記画像処理部は、前記輝度分布検出部により検出された領域に属する前記第１の画素による露光動作で得られた画素信号について前記補正の要否を判断し、補正が必要と判断した画素の出力値を前記所定値に補正することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮像素子における第１の画素に第１の所定時間の露光動作を所定の周期で行わせる第１の撮像制御部と、
前記各周期において、前記第１の画素により前記露光動作が行われる第１の期間の前の第２の期間に、前記第１の画素に第２の所定時間の露光動作を行わせる第２の撮像制御部と、
前記第１の画素の近傍に位置する第２の画素に、前記第２の所定時間より短い時間の露光動作を、前記第２の期間における第１の画素の露光動作と並行して行わせる第３の撮像制御部とを備え、
前記輝度分布検出部は、前記第２の期間における前記第１、第２の画素の露光動作によりそれぞれ得られた２の出力値の差を検出し、
前記画像処理部は、前記２の出力値の差が所定値を超えるとき、該第２の期間の直後の前記第１の期間における前記第１の画素の露光動作により得られる出力値を所定値に補正することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれかに記載の撮像装置は、メカニカルシャッターを備えるとともに、前記所定の周期で行われた露光動作により得られる画素信号を前記電子シャッター方式により読み出して被写体の画像を所定の周期で得る第１のモードと、前記メカニカルシャッターを用いて被写体の画像を得る第２のモードとを有し、
前記画像処理部は、前記補正を前記第１のモード時に実行することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
前記所定値は、前記画素が出力し得る最大の出力値であることを特徴とする請求項１ないし９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、ＣＭＯＳ型の撮像素子を搭載する撮像装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を利用した撮像素子は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）を利用した撮像素子と比較して、画素信号の読出し動作の高速化、省電力化及び高集積化が可能であり、撮像装置に対するサイズや性能等の点での要求に合致することから、撮像装置に搭載する撮像素子として注目されている。以下、ＣＭＯＳを利用した撮像素子をＣＭＯＳセンサという。
【０００３】
このＣＭＯＳセンサを搭載した撮像装置においては、高輝度の領域が黒色として表現される反転現象が発生する場合がある。下記特許文献１には、この問題に対し、コンデンサ、スイッチ素子及びオペアンプ等を備えて構成された回路（高輝度潰れ回路）によって、素子のリセットレベル（第２の信号）を常にモニタしておき、このリセットレベルが基準信号レベルに対して所定量以上超えたレベルにある素子について、白レベルの信号を採用する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１８７０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術にあっては、素子のリセットレベル（第２の信号）を常にモニタするべく、コンデンサ、スイッチ素子及びオペアンプ等を備えて構成された回路（高輝度潰れ回路）を備えるため、センサの構成が複雑化し、コストアップを招来することとなる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、反転現象の発生を防止または低減することの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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、複数の画素を交差する２つの方向に配列してなるＣＭＯＳ型の撮像素子を備えた撮像装置であって、前記撮像素子に導かれる被写体の光像の輝度分布を検出するための輝度分布検出部と、前記輝度分布検出部により検出された輝度分布のうち、所定の高輝度領域における輝度分布に基づき、画素の出力値を所定値に補正する画像処理部とを備えることを特徴とする撮像装置である。
【０００７】
この発明によれば、検出された被写体の光像の輝度分布のうち、所定の高輝度領域における輝度分布に基づき、画素の出力値を所定値に補正するようにしたので、高輝度の領域が黒色として表現される反転現象を解消又は低減することが可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記画像処理部は、撮像素子の画素の出力値について、第１の閾値以上の出力値を有する領域の中に第２の閾値以下の出力値を有する領域が存在するとき、前記第２の閾値以下の出力値を前記所定値に補正することを特徴とするものである。
【０００９】
この発明によれば、反転現象は、撮像素子の画素の出力値について、第１の閾値以上の出力値を有する領域の中に第２の閾値以下の出力値を有する領域が存在する態様で発生することに基づき、前記第２の閾値以下の出力値を前記所定値に補正するようにしたので、反転現象が発生した領域を簡単に且つ確実に検出することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の撮像装置において、前記第１の閾値は、前記画素が出力し得る最大の出力値であることを特徴とするものである。
【００１１】
この発明によれば、撮像素子の画素が出力し得る最大の出力値（以下、飽和値という）を有する領域において反転現象が発生することが多いことに基づき、前記第１の閾値を前記飽和値とすることで、前記第１の閾値を前記飽和値より小さい値に設定する場合に比して、より正確な反転現象の発生形態を想定することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の撮像装置において、被写体の光像を前記撮像素子に導く撮影光学系を有するとともに、前記輝度分布検出部は、前記撮影光学系から導かれる被写体の光像を受光して被写体輝度を検出するための、前記撮像素子よりダイナミックレンジが広い測光センサを備えており、前記画像処理部は、前記測光センサの検出信号を用いて、前記撮像素子により得られる画像の中から、前記補正の要否を判断する対象の領域を限定し、この限定した領域に対応する撮像素子の画素の出力値に対して、前記補正の要否を判断することを特徴とするものである。
【００１３】
この発明によれば、撮影光学系から導かれる被写体の光像を受光して被写体輝度を検出するための測光センサを設け、この測光センサの検出信号を用いて、前記撮像素子により得られる画像の中から、前記補正の要否を判断する対象の領域を限定し、この限定した領域に対応する撮像素子の画素の出力値に対して、前記補正の要否を判断するようにしたので、前記補正が必要な領域を速やかに検出することができる。
【００１４】
また、前記測光センサは、前記撮像素子よりダイナミックレンジが広いため、撮像素子では、或る異なる輝度の被写体について同一の出力値を出力する場合であっても、前記測光センサでは、異なる出力値を出力し得る。したがって、反転現象が発生しない被写体と反転現象が発生し得る被写体との識別を正確に行うことができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の撮像装置において、電子シャッター方式により前記画素から画素信号を読み出すことを特徴とするものである。
【００１６】
この発明によれば、電子シャッター方式により前記画素から画素信号を読み出すものにおいて、請求項１ないし４のいずれかに記載の発明を採用することで、請求項１ないし４のいずれかに記載の発明が特に有効なものとなる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記撮像素子における第１の画素に所定時間の露光動作を所定の周期で行わせる第１の撮像制御部と、各周期において、前記第１の画素による露光動作と並行して、前記所定時間より短い時間の露光動作を前記第１の画素の近傍に位置する第２の画素に行わせる第２の撮像制御部とを有し、前記輝度分布検出部は、前記第２の画素による露光動作で得られた出力値のうち所定の閾値以上の出力値を有する領域を検出し、前記画像処理部は、前記輝度分布検出部により検出された領域における前記第２の画素の近傍に位置する前記第１の画素による露光動作で得られた画素信号について前記補正の要否を判断し、補正が必要と判断した画素の出力値を前記所定値に補正することを特徴とするものである。
【００１８】
この発明によれば、第１の画素により所定時間の露光動作が所定の周期で行われる。また、各周期において、前記第１の画素による露光動作と並行して、前記所定時間より短い時間の露光動作が前記第１の画素の近傍に位置する第２の画素により行われる。そして、前記第２の画素による露光動作で得られた出力値のうち所定の閾値以上の出力値を有する領域が、反転現象が発生している可能性がある領域として検出され、その領域における前記第２の画素の近傍に位置する前記第１の画素による露光動作で得られた画素信号について前記補正の要否が判断され、補正が必要であると判断された画素の出力値が前記所定値に補正される。
【００１９】
これにより、請求項４に記載の発明のような測光センサを備えることなく、例えば表示や記録を行うための露光動作により得られる画素信号の反転現象を解消又は低減することができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記撮像素子における第１の画素に所定時間の露光動作を所定の周期で行わせる第１の撮像制御部と、各周期において、当該周期における前記第１の画素による露光動作の前に、前記所定時間より短い時間の露光動作を第２の画素に行わせる第２の撮像制御部とを有し、前記輝度分布検出部は、前記第２の画素による前記露光動作で得られた出力値のうち所定の閾値以上の出力値を有する領域を検出し、前記画像処理部は、前記輝度分布検出部により検出された領域に属する前記第１の画素による露光動作で得られた画素信号について前記補正の要否を判断し、補正が必要と判断した画素の出力値を前記所定値に補正することを特徴とするものである。
【００２１】
この発明によれば、第１の画素により所定時間の露光動作が所定の周期で行われる。また、各周期において、当該周期における前記第１の画素による露光動作の前に、前記所定時間より短い時間の露光動作が前記第２の画素により行われる。そして、前記第２の画素による前記露光動作で得られた出力値のうち所定の閾値以上の出力値を有する領域が検出され、その領域に属する前記第１の画素による露光動作で得られた画素信号について前記補正の要否が判断され、補正が必要と判断された画素の出力値が前記所定値に補正される。
【００２２】
これにより、請求項４に記載の発明のような測光センサを備えることなく、例えば表示や記録を行うための露光動作により得られる画素信号の反転現象を解消又は低減することができる。なお、前記第２の画素は、前記第１の画素と同一としてもよいし、異なるものとしてもよい。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記撮像素子における第１の画素に第１の所定時間の露光動作を所定の周期で行わせる第１の撮像制御部と、前記各周期において、前記第１の画素により前記露光動作が行われる第１の期間の前の第２の期間に、前記第１の画素に第２の所定時間の露光動作を行わせる第２の撮像制御部と、前記第１の画素の近傍に位置する第２の画素に、前記第２の所定時間より短い時間の露光動作を、前記第２の期間における第１の画素の露光動作と並行して行わせる第３の撮像制御部とを備え、前記輝度分布検出部は、前記第２の期間における前記第１、第２の画素の露光動作によりそれぞれ得られた２の出力値の差を検出し、前記画像処理部は、前記２の出力値の差が所定値を超えるとき、該第２の期間の直後の前記第１の期間における前記第１の画素の露光動作により得られる出力値を所定値に補正することを特徴とするものである。
【００２４】
この発明によれば、第１の画素により第１の所定時間の露光動作が所定の周期で行われる。また、前記各周期において、前記第１の画素により前記露光動作が行われる第１の期間の前の第２の期間に、前記第１の画素により第２の所定時間の露光動作が行われる。さらに、前記第１の画素の近傍に位置する第２の画素により、前記第２の所定時間より短い時間の露光動作が、前記第２の期間における第１の画素の露光動作と並行して行われる。そして、前記第２の期間における前記第１、第２の画素の露光動作によりそれぞれ得られた２の出力値の差が所定値を超えるとき、該第２の期間の直後の前記第１の期間における前記第１の画素の露光動作により得られる出力値は反転しているものとみなされて該出力値が所定値に補正される。
【００２５】
これにより、請求項４に記載の発明のような測光センサを備えることなく、例えば表示や記録を行うための露光動作により得られる画素信号の反転現象を解消又は低減することができる。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、請求項６ないし８のいずれかに記載の撮像装置は、メカニカルシャッターを備えるとともに、前記所定の周期で行われた露光動作により得られる画素信号を前記電子シャッター方式により読み出して被写体の画像を所定の周期で得る第１のモードと、前記メカニカルシャッターを用いて被写体の画像を得る第２のモードとを有し、前記画像処理部は、前記補正を前記第１のモード時に実行することを特徴とする撮像装置である。
【００２７】
この発明によれば、撮像装置が、所定の周期で行われた露光動作により得られる画素信号を前記電子シャッター方式により読み出して被写体の画像を所定の周期で得る第１のモードと、前記メカニカルシャッターを用いて被写体の画像を得る第２のモードとを有する場合には、前記第１のモード時に請求項６ないし８のいずれかに記載の発明における出力値の補正が実行される。
【００２８】
請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の撮像装置において、前記所定値は、前記画素が出力し得る最大の出力値であることを特徴とするものである。
【００２９】
この発明によれば、前記画像処理部による補正を、画素が出力し得る最大の出力値に置換する補正としたので、輝度が高いものとして表されるべき部分を、確実に輝度が高いものとして表すことができる。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１に記載の発明によれば、輝度が高いものとして表されるべき部分が黒色として表される不自然な画像が生成されるのを回避または抑制することができる。
【００３１】
請求項２に記載の発明によれば、反転現象は、第１の閾値以上の出力値を有する領域の中に第２の閾値以下の出力値を有する領域が存在する形態で発生することに基づいて前記補正を行うようにしたので、反転現象が発生する領域を簡単に且つ確実に検出することができ、その結果、該反転現象を確実に解消又は低減することができる。
【００３２】
請求項３に記載の発明によれば、前記第１の閾値を前記飽和値より小さい値に設定する場合に比して、より正確な反転現象の発生形態を想定することができる。
【００３３】
請求項４に記載の発明によれば、前記補正が必要な領域を速やかに検出することができるとともに、反転現象が発生しない被写体と反転現象が発生し得る被写体との識別を正確に行うことができるため、前記補正の要否を判断する対象の領域の限定を正確に行うことができる。
【００３４】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１ないし４のいずれかに記載の発明を効果的なものとすることができる。
【００３５】
請求項６〜８に記載の発明によれば、測光センサを備えていない撮像装置であっても反転現象を解消又は低減することができる。
【００３６】
請求項９に記載の発明によれば、撮像素子による所定周期の露光動作で得られる画像の反転現象を確実に解消又は低減することができる。
【００３７】
請求項１０に記載の発明によれば、輝度が高いものとして表されるべき領域を最大輝度で表すことができるから、被写体に忠実な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明に係る撮像装置の第１の実施形態について説明する。図１は、撮像装置の第１の実施形態の構成を示す正面図、図２は、撮像装置の構成を示す背面図、図３は、撮像装置の内部構成を示す図である。なお、図１〜図３において、同一の部材等については、同一の符号を付している。
【００３９】
図１，図２に示すように、本実施形態に係る撮像装置１は、箱形の装置本体１Ａにレンズユニット（交換レンズ）２が交換可能（着脱可能）に取り付けられる一眼レフレックスタイプのカメラである。
【００４０】
撮像装置１は、装置本体１Ａの前面略中央に取り付けられるレンズユニット２と、上面適所に配設された第１モード設定ダイヤル３と、上方角部に配設されたシャッターボタン４と、背面左側に配設されたＬＣＤ（Liquid Crystal Display）５と、ＬＣＤ５の下方に配設された設定ボタン群６と、ＬＣＤ５の側方に配設されたジョグダイヤル７と、ジョグダイヤル７の内側に配設されたプッシュボタン８と、ＬＣＤ５の上方に配設された光学ファインダー９と、光学ファインダー９の側方に配設されたメインスイッチ１０と、メインスイッチ１０の近傍に配設された第２モード設定ダイヤル１１と、光学ファインダー９の上方に配設された接続端子部１２とを備えている。
【００４１】
レンズユニット２は、光学素子としてのレンズを鏡胴内において図１の紙面に垂直な方向に複数配置して構成されている。レンズユニット２に内蔵される光学素子として、変倍を行うズームレンズ３５（図４参照）と、焦点の調節を行うためのフォーカスレンズ３６（図４参照）とが備えられており、それぞれ光軸方向に駆動されることで、変倍や焦点調節が行われる。
【００４２】
本実施形態のレンズユニット２には、その鏡胴の外周適所に該鏡胴の外周面に沿って回転可能な図略の操作環が備えられており、ズームレンズ３５は、前記操作環の回転方向及び回転量に応じて光軸方向に移動し、その移動先の位置に応じたズーム倍率（撮影倍率）に設定される手動式のズームレンズである。なお、レンズユニット２は、取外しボタン１３を押圧操作することで、装置本体１Ａから取り外すことができる。
【００４３】
第１モード設定ダイヤル３は、撮像装置１の上面と略平行な面内で回動可能な略円盤状の部材であり、静止画や動画を撮影する撮影モードや記録済みの画像を再生する再生モード等、撮像装置１に搭載されたモードや機能を択一的に選択するためのものである。図示はしないが、第１モード設定ダイヤル３の上面には、その外周縁に沿って各機能を示すキャラクターがそれぞれ所定の間隔で表記されていて、装置本体１Ａ側の適所に設けられた指標と対向する位置にセットされたキャラクターに対応する機能が実行される。
【００４４】
シャッターボタン４は、途中まで押し込む半押し操作と完全に押し切る全押し操作との２段階で押圧操作されるボタンであり、主に後述する撮像素子１９（図３、図４参照）による露光動作のタイミングを指示するためのものである。シャッターボタン４の半押し操作が行われることで、後述する測光センサ１４（図３参照）の検出信号を用いて露出制御値（シャッタースピード及び絞り値）等の設定が行われる撮像待機状態に設定され、全押し操作が行われることで、後述する画像記憶部５６（図４参照）に記録する被写体の画像を生成するための撮像素子１９による露光動作が開始される。シャッターボタン４の半押し操作は、図略のスイッチＳ１がオンされることにより検出され、シャッターボタン４の全押し操作は、図略のスイッチＳ２がオンされることにより検出される。
【００４５】
ＬＣＤ５は、カラー液晶パネルを備えてなり、撮像素子１９により撮像された画像の表示や記録済みの画像の再生表示等を行うとともに、撮像装置１に搭載される機能やモードの設定画面を表示するものである。なお、ＬＣＤ５に代えて、有機ＥＬやプラズマ表示装置であってもよい。設定ボタン群６は、撮像装置１に搭載された各種の機能に対する操作を行うボタンである。
【００４６】
ジョグダイヤル７は、円周方向に一定間隔で配置された複数の押圧部（図中の三角印の部分）を備える環状の部材を有し、各押圧部に対応して備えられた図略の接点（スイッチ）により押圧部の押圧操作が検出されるように構成されている。また、プッシュボタン８は、ジョグダイヤル７の中央に配置されている。ジョグダイヤル７及びプッシュボタン８は、ＬＣＤ５に再生する記録画像のコマ送り、及び撮影条件（絞り値、シャッタースピード、フラッシュ発光の有無等）の設定等の指示を入力するためのものである。
【００４７】
光学ファインダー９は、被写体が撮影される範囲を光学的に表示するものである。メインスイッチ１０は、左右にスライドする２接点のスライドスイッチからなり、左にセットすると撮像装置１の主電源がオンされ、右にセットすると主電源がオフされる。
【００４８】
第２モード設定ダイヤル１１は、第１モード設定ダイヤル３と同様の機械的構成を有し、撮像装置１に搭載された各種の機能に対する操作を行うものである。接続端子部１２は、図略のフラッシュ等の外部装置を当該撮像装置１と接続するための端子である。
【００４９】
図３に示すように、装置本体１Ａの内部には、ＡＦ駆動ユニット１５と、撮像素子１９と、光学ファインダー９と、位相差ＡＦモジュール２５と、ミラーボックス２６と、測光センサ１４と、制御部３０とが備えられている。
【００５０】
ＡＦ駆動ユニット１５は、ＡＦアクチュエータ１６と、エンコーダ１７と、出力軸１８とを備えてなる。ＡＦアクチュエータ１６は、駆動源を発生するＤＣモータ、ステッピングモータ、超音波モータ等のモータ及びモータの回転数を減速するための図略の減速系を含むものである。
【００５１】
エンコーダ１７は、詳細には説明しないが、ＡＦアクチュエータ１６から出力軸１８に伝達される回転量を検出するもので、検出した回転量は、レンズユニット２内の撮影光学系２０の位置算出に用いられる。出力軸１８は、ＡＦアクチュエータ１６から出力される駆動力をレンズユニット２内のレンズ駆動機構３２に伝達するものである。
【００５２】
撮像素子１９は、装置本体１Ａの背面側の領域において該背面に略平行に配設されている。撮像素子１９は、詳細な構成は後述するが、例えばフォトダイオード４１（図５参照）で構成される複数の画素４０（図５参照）がマトリックス状に２次元配列され、各画素５０の受光面に、それぞれ分光特性の異なる例えばＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のカラーフィルタが１：２：１の比率で配設されてなるベイヤー配列のＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）カラーエリアセンサである。撮像素子１９は、撮影光学系２０により結像された被写体の光像をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）各色成分のアナログの電気信号（画像信号）に変換し、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号として出力する。
【００５３】
光学ファインダー９は、装置本体１Ａの略中央に配設されたミラーボックス２６の上部に配設されており、焦点板２１と、プリズム２２と、接眼レンズ２３と、ファインダー表示素子２４とを備えて構成されている。プリズム２２は、焦点板２１上の像の左右を反転させ接眼レンズ２３を介して撮影者の目に導き、被写体像を視認できるようにするものである。ファインダー表示素子２４は、ファインダー視野枠９ａ内（図２参照）に形成される表示画面の下部に、シャッター速度、絞り値、露出補正値等を表示する。
【００５４】
位相差ＡＦモジュール２５は、ミラーボックス２６の底部に配設されており、周知の位相差検出方式により合焦位置を検出するものである。位相差ＡＦモジュール２５は、本出願人が提案した例えば特開平１１−８４２２６号に開示されている構成を有するものであり、詳細な構成の説明は省略する。
【００５５】
ミラーボックス２６は、クイックリターンミラー２７とサブミラー２８とを備えてなる。クイックリターンミラー２７は、回動支点２９を中心として、図３の実線で示すように、撮影光学系２０の光軸Ｌに対して略４５度傾斜した姿勢（以下、傾斜姿勢という）と、図３の仮想線で示すように、装置本体１Ａの底面と略平行な姿勢（以下、水平姿勢という）との間で回動自在に構成されている。
【００５６】
サブミラー２８は、クイックリターンミラー２７の背面側（撮像素子１９側）に配設されており、図３の実線で示すように、傾斜姿勢にあるクイックリターンミラー２７に対して略９０度傾斜した姿勢（以下、傾斜姿勢という）と、図３の仮想線で示すように、水平姿勢にあるクイックリターンミラー２７と略平行な姿勢（以下、水平姿勢という）との間で、クイックリターンミラー２７に連動して変位可能に構成されている。クイックリターンミラー２７及びサブミラー２８は、後述のミラー駆動機構５１（図４参照）により駆動される。
【００５７】
クイックリターンミラー２７及びサブミラー２８が傾斜姿勢のとき（シャッターボタン４の全押し操作が行われるまでの期間）、クイックリターンミラー２７は、撮影光学系２０による光束の大部分を焦点板２１方向に反射するとともに、残りの光束を透過させ、サブミラー２８は、クイックリターンミラー２７を透過した光束を位相差ＡＦモジュール２５に導く。このとき、光学ファインダー９による被写体像の表示と位相差ＡＦモジュール２５による位相差検出方式の焦点調節動作とが行われる一方、撮像素子１９には光束が導かれないため、ＬＣＤ５による被写体の画像の表示は行われない。
【００５８】
一方、クイックリターンミラー２７及びサブミラー２８が水平姿勢のときには（シャッターボタン４が全押しされたとき）、クイックリターンミラー２７及びサブミラー２８は光軸Ｌから退避するため、撮影光学系２０を透過した光束は略全て撮像素子１９に導かれる。このとき、ＬＣＤ５による被写体の画像表示が行われる一方、光学ファインダー９による被写体の画像表示や位相差ＡＦモジュール２５による位相差検出方式の焦点調節動作は行われない。
【００５９】
測光センサ１４は、マトリックス状に配列された複数の測光領域を有し、各測光領域に対応した複数個の集光レンズ及び光電変換素子、たとえばフォトダイオードを含む多分割測光ユニットであり、被写体の輝度をＴＴＬ（Through The Lens）方式で検出するためのものである。測光センサ１４は、撮像面にＩＲカットフィルタを有し、その分光感度が可視領域となるように調整されている。また、測光センサ１４には、クイックリターンミラー２７及びサブミラー２８が傾斜姿勢のときに、撮影光学系２０による光束の一部が導かれる。
【００６０】
制御部３０は、例えば制御プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するフラッシュメモリ等の記憶部が内蔵されたマイクロコンピュータからなるものであり、詳細な機能については後述する。
【００６１】
次に、装置本体１Ａに装着されるレンズユニット２について説明する。
【００６２】
図３に示すように、レンズユニット２は、撮影光学系２０と、鏡胴３１と、レンズ駆動機構３２と、レンズエンコーダ３３と、記憶部３４とを備える。
【００６３】
撮影光学系２０は、撮影倍率（焦点距離）を変更するためのズームレンズ３５（図４参照）と、焦点位置を調節するためのフォーカスレンズ３６（図４参照）と、装置本体１Ａに備えられる後述の撮像素子１９等へ入射される光量を調節するための絞り３７とが、鏡胴３１内において光軸Ｌ方向に保持されてなり、被写体の光像を取り込んで該光像を撮像素子１９等に結像するものである。焦点調節動作は、撮影光学系２０が装置本体１Ａ内のＡＦアクチュエータ１６により光軸Ｌ方向に駆動されることで行われる。なお、撮影倍率（焦点距離）の変更（ズーム動作）は、図略のズームリングにより手動で行われる。
【００６４】
レンズ駆動機構３２は、例えばヘリコイド及びヘリコイドを回転させる図略のギヤ等で構成され、カプラー３８を介してＡＦアクチュエータ１６からの駆動力を受けて、撮影光学系２０を一体的に光軸Ｌと平行な矢印Ａ方向に移動させるものである。撮影光学系２０の移動方向及び移動量は、それぞれＡＦアクチュエータ１６の回転方向及び回転数に従う。
【００６５】
レンズエンコーダ３３は、撮影光学系２０の移動範囲内において光軸Ｌ方向に複数個のコードパターンが所定ピッチで形成されたエンコード板と、このエンコード板に摺接しながら鏡胴３１と一体的に移動するエンコーダブラシとを備えてなり、撮影光学系２０の焦点調節時の移動量を検出するためのものである。
【００６６】
記憶部３４は、当該レンズユニット２が装置本体１Ａに装着され、装置本体１Ａ内の制御部３０からデータの要求があった場合に、該装置本体１Ａ内の制御部３０に記憶内容を提供するものである。記憶部３４は、レンズエンコーダ３３から出力される撮影光学系２０の移動量の情報等を記憶する。
【００６７】
次に、本実施形態に係る撮像装置１の電気的な構成について説明する。図４は、装置本体１Ａにレンズユニット２が装着された状態での撮像装置１全体の電気的な構成を示すブロック図である。また、図１〜図３と同一の部材等については、同一の符号を付している。また、図４の点線は、レンズユニット２内に搭載される部材等であることを示している。
【００６８】
図４に示すように、撮影光学系２０は、図３に示す撮影光学系２０に相当するものであり、撮影倍率（焦点距離）を変更するためのズームレンズ３５と、焦点位置を調節するためのフォーカスレンズ３６とを備えてなる。ＡＦアクチュエータ１６、エンコーダ１７、出力軸１８、レンズ駆動機構３２及びレンズエンコーダ３３は、それぞれ図３に示すＡＦアクチュエータ１６、エンコーダ１７、出力軸１８、レンズ駆動機構３２及びレンズエンコーダ３３に相当するものである。記憶部３４は、図３に示す記憶部３４に相当するものである。ミラーボックス２６は、クイックリターンミラー２７及びサブミラー２８を備えてなり、また、位相差ＡＦモジュール２５は、図３に示す位相差ＡＦモジュール２５に相当するものである。
【００６９】
撮像素子１９は、図３に示す撮像素子１９に相当するものである。図５は、撮像素子１９の概略構成を示す図である。
【００７０】
図５に示すように、撮像素子１９は、マトリックス状に配列された複数の画素４０を有してなり、各画素４０は、光電変換動作を行う光電変換素子としてのフォトダイオード４１と、画素信号を出力させる画素４０を選択するための垂直選択スイッチ４２と、リセットスイッチ（Ｒｓｔ）３９と、増幅素子６１とを備えて構成されている。
【００７１】
また、撮像素子１９は、画素４０のマトリックスにおける各行において、垂直選択スイッチ４２の制御電極が共通に接続された垂直走査線４３に垂直走査パルスφＶｎを出力する垂直走査回路４４と、列ごとに垂直選択スイッチ４２の主電極が共通に接続された水平走査線４５と、各画素４０のリセットスイッチ３９が共通に接続されたリセット線６２と、各水平走査線４５に接続されたサンプリング回路５０と、サンプリング回路５０と水平走査回路４８とに接続された水平スイッチ４７と、水平スイッチ４７の制御電極に接続された水平走査回路４８と、水平信号線４６に接続されたアンプ４９と、水平スイッチ４７の出力端子とアンプ４９の出力端子とに接続された水平信号線４６とを備える。増幅素子６１及びリセットスイッチ３９は、電源Ｖｐに接続されている。
【００７２】
サンプリング回路５０は、各画素４０から出力されるアナログの画素信号をサンプリングし、この画素信号に対し、画素信号のノイズの低減を行うものである。サンプリング回路５０の動作については後述する。アンプ４９は、サンプリング回路５０の出力信号を電圧に変換するものである。
【００７３】
このような構成を有する撮像素子１９においては、画素に蓄積された電荷の出力動作を、１画素ずつ出力させるとともに、垂直走査回路４４及びサンプリング回路５０の動作を制御することで、画素を指定してその画素に電荷を出力させることができる。
【００７４】
すなわち、垂直走査回路４４により、或る画素のフォトダイオード４１で光電変換された電荷を、増幅素子６１及び垂直選択スイッチ４２を介して水平走査線４５に出力させ、または、リセットスイッチ３９を介してリセット電位に固定し、その後、サンプリング回路５０により、その水平走査線４５の光電変換された電荷とリセットに固定された電荷との差が、アナログの画素信号としてサンプリングされる。この動作を各画素について行うことで、画素を指定しつつ全ての画素に順番に電荷を出力させることができる。なお、サンプリング回路５０の出力信号は、水平スイッチ４７を介してアンプ４９に出力され、該アンプ４９で増幅された後、後述のA／D変換部５２に出力される。
【００７５】
撮像素子１９は、後述のタイミング制御回路５３により、撮像素子１９の露出動作の開始及び終了や、撮像素子１９における各画素の画素信号の読出し等の撮像動作が制御される。
【００７６】
図４に戻り、ミラー駆動機構５１は、クイックリターンミラー２７やサブミラー２８を傾斜姿勢と水平姿勢との間で駆動するものであり、制御部３０により制御される。
【００７７】
Ａ／Ｄ変換部５２は、撮像素子１９により出力されたアナログのＲ，Ｇ，Ｂの画素信号を、複数のビット（例えば１０ビット）からなるデジタルの画素信号（以下、画素データ）にそれぞれ変換するものである。
【００７８】
タイミング制御回路５３は、制御部３０から出力される基準クロックＣＬＫ０に基づいてクロックＣＬＫ１，ＣＬＫ２を生成し、クロックＣＬＫ１を撮像素子１９に、クロックＣＬＫ２をＡ／Ｄ変換部５２にそれぞれ出力することにより、撮像素子１９及びＡ／Ｄ変換部５２の動作を制御する。
【００７９】
画像メモリ５４は、撮影モード時には、Ａ／Ｄ変換部５２から出力される画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対し制御部３０により後述の処理を行うための作業領域として用いられるメモリである。また、再生モード時には、後述の画像記憶部５６から読み出した画像データを一時的に記憶するメモリである。
【００８０】
画像処理部５５は、画像メモリ５４に記憶された画像データの黒レベルを基準の黒レベルに補正する黒レベル補正部、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色成分の画素データのレベル変換を行うホワイトバランス補正部及び画素データのγ特性を補正するγ補正部等を備えるものである。
【００８１】
画像記憶部５６は、メモリカードやハードディスクなどからなり、制御部３０で生成された画像を保存するものである。入力操作部５７は、前述の第１モード設定ダイヤル３、シャッターボタン４、設定ボタン群６、ジョグダイヤル７、プッシュボタン８、メインスイッチ１０及び第２モード設定ダイヤル１１等を含み、操作情報を制御部３０に入力するためのものである。ＶＲＡＭ６０は、ＬＣＤ５の画素数に対応した画像信号の記録容量を有し、ＬＣＤ５に再生表示される画像を構成する画素データのバッファメモリである。ＬＣＤ５は、図２に示すＬＣＤ５に相当するものである。
【００８２】
制御部３０は、図３に示す制御部３０に相当するものであり、図４に示す撮像装置１内の各部材の駆動を関連付けて制御するものである。
【００８３】
ところで、ＣＭＯＳカラーエリアセンサからなる撮像素子１９は、次のような問題を有している。すなわち、図６（ａ）に示すように、撮像素子１９が極めて輝度の高い被写体（主に太陽）を撮像した場合に、この被写体の画像のうち輝度が高いはずの部分（図６（ａ）では太陽の画像）の一部に、矢印Ｐに示すように黒色として表される現象（以下、反転現象という）が発生する場合がある。この反転現象が発生する原因の１つとして、次に述べるような原因が考えられる。
【００８４】
すなわち、本実施形態では、撮影光学系２０から導かれた光を、該撮影光学系２０と撮像素子１９との間で遮光するメカニカルシャッターが搭載されていないため、画素１９の露光動作の終了及び該露光動作により生成された画素信号の読出しは、制御部３０からの指示に基づく該画素１９内の各素子の動作による所謂電子シャッター方式で行われる。
【００８５】
この電子シャッター方式における画素の動作を説明する。図７は、撮像素子１９の画素の動作を示すタイムチャートであり、垂直走査回路４４からリセットスイッチ３９に出力されるリセットパルス（Ｒｅｓｅｔ）と、画素１９におけるフォトダイオード４１の陰極の電圧ＶＰＤと、リセット動作後の電圧ＶＰＤをサンプリング回路５０によりサンプリングするタイミングを決定するリセットサンプルホールドパルス（以下、ＳＨＲと表す）と、画像を構成する画素信号に相当する電圧ＶＰＤをサンプリング回路５０によりサンプリングするタイミングを決定するシグナルサンプルホールドパルス（以下、ＳＨＳと表す）とを示す。なお、ＳＨＲ及びＳＨＳは、それらを合わせて図４ではタイミングパルスＣＬＫ２として表記している。
【００８６】
図７（ａ）に示すように、被写体像を撮像するときには、まず、垂直走査回路４４によりリセットスイッチ３９をオンにしてフォトダイオード４１に蓄積されている電荷を排出（廃棄）させる（時刻Ｔ＝Ｔ１）。
【００８７】
そして、時刻Ｔ＝Ｔ１から所定時間経過後に制御部３０はＳＨＳを出力することで、サンプリング回路５０は、フォトダイオード４１の陰極電圧ＶＰＤをサンプリングする（時刻Ｔ＝Ｔ２）。このサンプリング動作により得られた電圧ＶＰＤを電圧ＶＰＤ１と表すものとする。時刻Ｔ＝Ｔ１からＴ２までの時間が露光時間Ｔｐとなる。
【００８８】
さらに、時刻Ｔ＝Ｔ２から所定時間経過後の時刻Ｔ＝Ｔ３に、リセットスイッチ３９をオンにしてフォトダイオード４１に蓄積されている電荷を排出させ、また、その直後に制御部３０はＳＨＲを出力する。これにより、サンプリング回路５０は、リセットされたフォトダイオード４１の陰極電圧ＶＰＤをサンプリングする（時刻Ｔ＝Ｔ４）。このサンプリング動作により得られた電圧ＶＰＤを電圧ＶＰＤ２と表すものとする。
【００８９】
そして、サンプリング回路５０は、この２回のサンプリング動作により得られた電圧ＶＰＤ１と電圧ＶＰＤ２との差分（ＶＰＤ２−ＶＰＤ１）を導出する。この差分（ＶＰＤ２−ＶＰＤ１）が、当該画素の露光動作により得られた被写体像の画素信号に相当するものとして設定される。
【００９０】
以上のような動作を、図５において例えば上側に位置する水平画素列から下側に位置する水平画素列に向けて、且つ各水平画素列において左上に位置する画素から右側に位置する画素に向けて行う。このような処理を行うことで、撮像素子１９が例えば時刻Ｔ＝Ｔ１でのリセット動作を行っても画素に残存するノイズに近似するノイズが、画像を構成する画素信号から除去されることとなり、これにより、被写体像により忠実な画像を得ることができる。
【００９１】
このように画素を動作させるとき、フォトダイオード４１の陰極の電電圧ＶＰＤは、リセットスイッチ３９がオンされると所定値まで一旦上昇したのち低下することとなるが、その際、画素に入射する光の強さに応じて、電圧ＶＰＤの低下の態様が異なる。
【００９２】
すなわち、画素に入射される光がそれほど強いものではないときには、図７（ａ）に示すように、リセットスイッチ３９が再度オンされるまで電圧ＶＰＤは漸減していく。これに対し、画素に入射される光が非常に強いものであるときには、非常に短い時間の間でも画素に多くの電荷が蓄積するため、図７（ｂ）に示すように、電圧ＶＰＤが図７（ａ）で示す場合に比して急激に低下し、換言すれば瞬間的に画素が飽和することとなる。
【００９３】
ここで、前述したように、各画素について導出した前記差分（ＶＰＤ２−ＶＰＤ１）を当該画素の画素信号とすることから、前述のように画素に入射される光が非常に強いものであるときには、画素に入射する光がそれほど強いものではない場合に比して、前記差分（ＶＰＤ２−ＶＰＤ１）が小さくなる。
【００９４】
図７（ｃ）は、画素に入射する光が図７（ｂ）に示す場合に比してより一層強いものである場合の電圧ＶＰＤの変化等を示すものであり、この場合には、リセットスイッチ３９をオンにしても、電圧ＶＰＤが上昇すべき値まで上昇しないまま画素が瞬間的に飽和するため、図７（ｂ）に示す場合に比してさらに前記差分（ＶＰＤ２−ＶＰＤ１）が小さくなる。
【００９５】
このように、前記差分（ＶＰＤ２−ＶＰＤ１）が非常に小さくなると、当該画素による露光動作により得られる被写体像の画像は、輝度が極めて小さいもの、すなわち黒色として表されることとなる。本実施形態は、このような反転現象により、輝度が高いものとして表されるべき部分が黒色として表される不自然な画像が生成されるのを回避または抑制する技術を提案するものである。
【００９６】
なお、本実施形態に係る撮像装置１は、前述のように、シャッターボタン４の全押し操作が行われるまでの期間は、クイックリターンミラー２７が傾斜姿勢となることにより撮像素子１９には光束が導かれず、撮像素子１９による撮像動作は行われないから、反転現象の問題は生じ得ない。
【００９７】
したがって、本実施形態では、反転現象に対する補正の対象は、シャッターボタン４の全押し操作により生成される記録用画像であり、この記録用画像に生じる反転現象に係る問題を解決すべく、図４に示すように、制御部３０は、機能的に、判断部５８と、データ補正部５９とを有する。
【００９８】
反転現象は、極めて輝度の高い被写体（主に太陽）を撮像したときに発生し得るが、撮像素子１９は、ダイナミックレンジ（出力信号の強度）がそれほど広くないため、所定の輝度を超える被写体であれば、異なる輝度を有する被写体（例えば太陽と電灯）であっても、同一の画素信号（出力値）を出力する場合があり、撮像素子１９の出力値でそれらの被写体を識別することが困難である。
【００９９】
そこで、本実施形態では、撮像素子１９に比してダイナミックレンジが広い測光センサ１４を備えていることから、この測光センサ１４の検出信号を用い、撮像素子１９の出力値では識別が困難な高輝度の被写体について、反転現象が発生しない被写体であるか反転現象が発生し得る被写体であるかを識別し、反転現象が発生し得る被写体のみを抽出するようにしている。
【０１００】
判断部５８は、シャッターボタン４の全押し操作により生成される記録用画素データに反転現象が生じるか否かにつき、測光センサ１４の検出信号を用いて判断するものである。
【０１０１】
図６（ａ）は、撮像素子１９の撮像領域を示し、図６（ｂ）は、測光センサ１４の測光領域を示し、図６（ｃ）は、撮像素子１９の撮像領域と測光センサ１４の測光領域との対応関係を示す図である。図６（ｂ）に示すように、測光センサ１４は、前述したようにマトリックス状に配列された複数の測光領域を有しており、ここでは、図６（ｃ）に示すように、測光センサ１４の測光領域と撮像素子１９の撮像領域とが略一致しているものとする。
【０１０２】
判断部５８は、シャッターボタン４の全押し操作が行われるまでの期間において、測光センサ１４から測光領域毎の出力データを受け取って測光領域毎に被写体輝度を導出し、各被写体輝度に基づいて反転現象が発生し得ると考えられる測光領域を求める、すなわち被写体輝度についての所定の閾値を超える被写体輝度を含む測光領域を導出する。本実施形態では、前記所定の閾値は、画素が出力し得る最大の出力値（以下、飽和値という）に設定されている。
【０１０３】
そして、判断部５８は、反転現象が発生し得る領域として導出された前記測光領域に対応する撮像素子１９の撮像領域を、反転現象が発生し得ると考えられる撮像領域として抽出する。ここでは、図６（ｃ）に示す撮像領域Ａ〜Ｄが抽出されたものとする。
【０１０４】
データ補正部５９は、シャッターボタン４の全押し操作が行われ記録用画素データが撮像素子１９から出力されると、その記録用画素データのうち、判断部５８により抽出された撮像領域の記録用画素データに対して、次のような補正処理を行うものである。
【０１０５】
すなわち、データ補正部５９は、図８に示すように、抽出された撮像領域Ａ〜Ｄに対して、画素データ（出力値）の変化を所定の画素配列方向に検出していく。例えば、データ補正部５９は、撮像領域Ａ〜Ｄに属する各画素について、上側に位置する水平画素列から順に、且つ水平方向、例えば左から右側に向けて順番に画素データ（出力値）の変化を検出していく。
【０１０６】
その際、水平方向に並ぶ画素の画素データの変化をみたとき、画素データの変化パターンとして、図９（ａ）〜（ｃ）に示すような３通りの変化パターンが考えられる。なお、図９（ａ）〜（ｃ）において、数値は画素データの値を示し、画素が出力し得る最小値は０、飽和値は１０２３である。また、図９（ａ）〜（ｃ）における「Ａ」，「Ｂ」は、図６，８に示す撮像領域「Ａ」，「Ｂ」に相当するものである。
【０１０７】
図９（ａ）は、図８に示す水平画素列Ｌ１及び該水平画素列Ｌ１に属する画素が出力した画素データの並びを示すものであり、飽和値が存在しない変化パターンである。図９（ｂ）は、図８に示す水平画素列Ｌ２及び該水平画素列Ｌ２に属する画素が出力した画素データの並びを示すものであり、飽和値の間に該飽和値より小さい画素データが存在しない変化パターンである。図９（ｃ）は、図８に示す水平画素列Ｌ３及び該水平画素列Ｌ３に属する画素が出力した画素データの並びを示すものであり、飽和値の間に該飽和値より小さい画素データが存在する変化パターンである。
【０１０８】
ここで、水平方向に並ぶ画素が出力する各画素データ（出力値）に着目したとき、反転現象が発生している場合には、飽和値の間に該飽和値より小さい画素データが存在する。したがって、図９（ｃ）に示す変化パターンが存在するとき、反転現象が発生しているものと考えられる。
【０１０９】
データ補正部５９は、これに基づいて反転現象の発生の有無を判断し、図９（ｃ）に示す変化パターンが存在することを検知すると、その変化パターンのうち飽和値の間に存在する、前記飽和値より小さい画素データを出力した画素に反転現象が発生しているものと判断し（以下、この画素を反転画素という）、シャッターボタン４の全押し操作により行われる記録用露光動作によって画素データ（記録用画素データ）が得られると、前記反転画素の画素データを飽和値に置換する。
【０１１０】
例えば図９（ｃ）に示す変化パターンにおいては、「９２６」、「５２」、「３」の画素データを飽和値「１０２３」の画素データに置換する。なお、本実施形態では、飽和値の間に該飽和値より小さい画素データが存在する変化パターンが検出した場合には、前記飽和値より小さい画素データを全て飽和値に置換するようにしたが、これに限らず、画素データの置換を行うための画素データについての閾値を設定し、その閾値より小さい画素データを飽和値に置換するようにしてもよい。この場合、前記閾値として、例えば前記飽和値の１％に相当する値だけその飽和値より小さい値に設定するとよい。
【０１１１】
すなわち、或る水平画素列に属する各画素から、例えば図１０に示すような出力値が得られたものとすると、前記閾値を、例えば飽和値Ｇmax×９９％に設定するのが好ましく、この図１０においては、矢印Ｍに示すように、前記第２の閾値を示す点線より下の部分に相当する領域の画素信号について前記補正が行われる。
【０１１２】
これにより、図６（ａ）の矢印Ｐに示すような黒点の発生を防止又は抑制し、この部分の画像を周囲の被写体の明るさと略同一の明るさで表すことができる。なお、図９（ａ），（ｂ）に示す変化パターンの場合には、データ補正部５９は、前述のような画素データの置換は実行しない。
【０１１３】
次に、本実施形態の撮像装置１による補正処理を、図１１に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１１４】
図１１に示すように、制御部３０は、測光センサ１４の検出信号を取り込むと（ステップ♯１）、この検出信号において、所定の閾値を超える検出信号が存在するか否かを判断する（ステップ♯２）。その結果、所定の閾値を超える検出信号が無い場合には（ステップ♯２でＮＯ）、制御部３０は、処理を終了する一方、所定の閾値を超える検出信号が存在する場合には（ステップ♯２でＹＥＳ）、この所定の閾値を超える検出信号を有する高輝度領域を含む測光領域を抽出する（ステップ♯３）。
【０１１５】
そして、制御部３０は、記録用画素データを受け取ると（ステップ♯４でＹＥＳ）、ステップ♯３で抽出された測光領域に対応する撮像素子１９の撮像領域から出力された記録用画素データを抽出する（ステップ♯５）。
【０１１６】
次に、制御部３０は、図８に示すように、上側に位置する水平画素列から順に且つ各水平画素列において左側の画素から順に画素データの変化を検出していく。すなわち、制御部３０は、注目画素は飽和しているか否かを判断し（ステップ♯６）、飽和していない場合には（ステップ♯６でＮＯ）、注目画素を次の順番の画素に設定し（ステップ♯７）、抽出した撮像領域に属する全ての画素について飽和の有無の判断を行ったか否かを判断する（ステップ♯８）。前記飽和の有無の判断が全て終了していない場合には（ステップ♯８でＮＯ）、制御部３０は、ステップ♯６の処理に戻る。
【０１１７】
一方、ステップ♯６において、制御部３０は、注目画素が飽和している場合には（ステップ♯６でＹＥＳ）、注目画素を次の順番の画素に設定し（ステップ♯９）、抽出した撮像領域（ブロック）に属する全ての画素について飽和の有無の判断を行ったか否かを判断する（ステップ♯１０）。そして、前記飽和の有無の判断が全て終了すると（ステップ♯１０でＹＥＳ）、制御部３０は、処理を終了する一方、前記飽和の有無の判断が全て終了していない場合には（ステップ♯１０でＮＯ）、ステップ♯９で新たに設定された注目画素は飽和しているか否かを判断する（ステップ♯１１）。
【０１１８】
その結果、制御部３０は、注目画素が飽和している場合には（ステップ♯１１でＹＥＳ）、ステップ♯９の処理に戻る一方、前記注目画素が飽和していない場合には（ステップ♯１１でＮＯ）、当該注目画素を反転画素の候補として記憶する（ステップ♯１２）。
【０１１９】
そして、制御部３０は、注目画素を次の順番の画素に設定し（ステップ♯１３）、抽出した撮像領域に属する全ての画素について飽和の有無の判断を行ったか否かを判断する（ステップ♯１４）。前記飽和の有無の判断が全て終了すると（ステップ♯１４でＹＥＳ）、処理を終了し、前記飽和の有無の判断が全て終了していない場合には（ステップ♯１４でＮＯ）、注目画素は飽和しているか否かを判断する（ステップ♯１５）。
【０１２０】
その結果、制御部３０は、前記注目画素が飽和していない場合には（ステップ♯１５でＮＯ）、ステップ♯１２の処理に戻る一方、注目画素が飽和している場合には（ステップ♯１５でＹＥＳ）、反転画素の候補として記憶された画素に対応する記録用画素データを飽和値に補正した後（ステップ♯１６）、注目画素を次の順番の画素に設定して（ステップ♯１７）、ステップ♯６の処理に戻る。
【０１２１】
そして、ステップ♯６において、注目画素が飽和している場合には（ステップ♯６でＹＥＳ）、ステップ♯９以降の処理を実行し、注目画素が飽和しておらず（ステップ♯６でＮＯ）、ステップ♯７の処理後、抽出した撮像領域に属する全ての画素について飽和の有無の判断を行うと（ステップ♯８でＹＥＳ）、制御部３０は、処理を終了する。
【０１２２】
以上のように、反転現象が発生している場合には、水平方向に並ぶ画素の画素データに着目したときに、飽和値の間に該飽和値より小さい画素データが存在することに基づいて反転現象の発生の有無を検出し、反転現象が発生しているときには、反転画素の画素データを飽和値に補正（置換）するようにしたので、前述のように太陽の画像が中心部に黒点を有する画像となるような不自然な画像が生成されるのを回避することができ、被写体により忠実な画像を得ることができる。
【０１２３】
また、ダイナミックレンジが撮像素子１９よりも広い測光センサ１４の検出信号を用いて、反転現象が発生し得る高輝度の部分を抽出するようにしたから、反転現象が発生しない被写体と反転現象が発生し得る被写体との識別を正確に行うことができる。
【０１２４】
図１２は、被写体の輝度（横軸）とその輝度に対応する測光センサ１４の出力（縦軸）との関係を示す図である。
【０１２５】
例えば、蛍光灯、タングステン電球、水銀灯及び太陽からの各光を撮像素子１９が受光したとき、撮像素子１９は、いずれの光についても飽和値となる場合がある。しかし、測光センサ１４は、ダイナミックレンジが撮像素子１９よりも広いため、図１２に示すように、それらの光に応じて出力データが異なる。すなわち、図１２に示すように、測光センサ１４の出力は、被写体の輝度の増大に略比例して小さくなっていくという特性を有し、輝度が異なる蛍光灯、タングステン電球、水銀灯及び太陽からの各光に応じて、出力が異なる。
【０１２６】
したがって、蛍光灯、タングステン電球、水銀灯及び太陽からの各光のうち、反転現象を発生させ得る光が太陽光のみであると考えた場合には、図１２に示すように、測光センサ１４からの出力についての閾値を５００（ｍＶ）に設定することで、測光センサ１４の各測光領域に対応する撮像素子１９の各画素が受光した被写体光が、太陽光であるのかそれとも太陽光以外の光であるのかを識別することができる。その結果、撮像素子１９では飽和値として出力される被写体が、反転現象が発生しない被写体であるのか反転現象が発生し得る被写体であるのかの識別を正確に行うことができる。
【０１２７】
また、前記画素データの補正（置換）の要否を、撮像素子１９の全ての画素について判断するようにしてもよいが、前述のように、測光センサ１４の検出信号を用いて、反転現象が発生し得る高輝度の部分を抽出し、この抽出した高輝度の部分について画素データの補正の要否を判断するようにしたので、前記画素データの補正（置換）の要否を、撮像素子１９の全ての画素について判断する形態に比して前記補正を要する画素を速やかに検出することができる。
【０１２８】
そして、前記抽出部分に反転現象が発生している場合には、反転画素の画素データを飽和値に補正（置換）するだけであるから、従来の構成に比して簡単な構成で、反転現象の発生を防止または低減することができる。
【０１２９】
［第２の実施形態］
図１３は、第２実施形態の撮像装置の構成を示す正面図、図１４は、当該撮像装置の構成を示す背面図である。
【０１３０】
図１３、図１４に示すように、本実施形態の撮像装置１０１は、前記第１の実施形態のような一眼レフタイプの撮像装置ではなく所謂コンパクトカメラと呼ばれる撮像装置であり、装置本体１０２に、撮影光学系１０３、シャッターボタン１０４、光学ファインダー１０５、フラッシュ１０６、ＬＣＤ１０７、機能スイッチ群１０８、電源ボタン１０９及びモード設定スイッチ１１０を備えている。
【０１３１】
撮影光学系１０３は、装置本体１０２の前面右側に配設されており、被写体の光像を形成するものである。撮影光学系１０３は、撮影画角を変更するためのズームレンズ群１１１（図１５参照）や焦点調節を行うためのフォーカスレンズ群１１２（図１５参照）及びレンズシャッター１１３（図１５参照）等を有し、焦点距離の変更や焦点位置の調節を行う。
【０１３２】
シャッターボタン１０４は、２段階（半押し及び全押し）で押圧操作されるボタンであり、露光制御のタイミングを指示するためのものである。撮像装置１０１は、静止画を撮影する静止画撮影モードと、動画を撮影する動画撮影モードとを有し、静止画撮影モード及び動画撮影モードの設定時において、シャッターボタン１０４が操作されていない状態では、所定の周期例えば１／３０（秒）毎に、電子シャッター方式により画素信号が各画素から読み出され、被写体の画像（ライブビュー画像）が更新的にＬＣＤ１０７に表示される。
【０１３３】
なお、ライブビュー画像は、被写体の画像を記録するまでの期間（撮影準備期間）、一定の周期（例えば１／３０秒）でＬＣＤ１０７に切換表示される、撮像素子１１６で撮像された画像をいい、このライブビュー画像により、被写体の状態が略リアルタイムでＬＣＤ１０７に表示され、撮影者は被写体の状態をＬＣＤ１０７で確認することができる。
【０１３４】
また、静止画撮影モードにおいては、シャッターボタン１０４の半押し操作が行われることで、前記ライブビュー画像の表示処理に加えて、露出制御値（後述のレンズシャッター１１３のシャッタースピード及び絞り値）等の設定が行われる撮像待機状態に設定される。さらに、静止画撮影モードでは、全押し操作が行われると、後述する画像記憶部１２２（図１５参照）に記録する被写体の画像を生成するための撮像素子１１６による露光動作（記録用露光動作）が開始される。一方、動画撮影モードにおいては、シャッターボタン１０４の全押し操作が行われることで記録用露光動作が開始され、所定の周期例えば１／３０（秒）毎に、電子シャッター方式により画素信号が各画素から読み出されて逐次画像が生成され、再度全押し操作が行われることで、その記録用露光動作が停止される。
【０１３５】
光学ファインダー１０５は、装置本体１０２の背面左側上部に配設されており、被写体が撮影される範囲を光学的に表示するものである。フラッシュ１０６（内蔵フラッシュ）は、装置本体１０２の前面中央上部に配設されており、被写体からの光量が不足する場合などに図略の放電灯を放電させることにより被写体に照明光を照射するものである。
【０１３６】
ＬＣＤ１０７は、装置本体１０２の背面略中央部に配設されており、カラー液晶パネルを備えてなり、撮像素子１１６により撮像された画像の表示や記録済みの画像の再生表示等を行うとともに、撮像装置１０１に搭載される機能やモードの設定画面を表示するものである。
【０１３７】
機能スイッチ群１０８は、ＬＣＤ１０７の右側方に配設されており、ズームレンズ群１１１（図１５参照）のワイド方向又はテレ方向の駆動を行うためのズームスイッチ１０８ａや、焦点調節を行う（フォーカスレンズ群１１２を光軸方向に駆動する）ためのフォーカススイッチ１０８ｂ等からなる。
【０１３８】
電源ボタン１０９は、装置本体１０２の背面上部であって機能スイッチ群１０８の左側に配設されており、押圧する毎に主電源のＯＮ／ＯＦＦが交互に切り換わるようになっている。
【０１３９】
モード設定スイッチ１１０は、装置本体１０２の背面上部に配設されており、被写体像の静止画撮影を行う「静止画撮影モード」と、被写体像の動画撮影を行う「動画撮影モード」と、後述の画像記憶部１２２（図１５参照）に記録された撮影画像をＬＣＤ１０７に再生表示する「再生モード」との間でモードの切換設定を行うためのスイッチである。モード設定スイッチ１１０は、上下にスライドする３接点のスライドスイッチからなり、下にセットすると撮像装置１０１が再生モードに設定され、中央にセットすると静止画撮影モードに設定され、上にセットすると動画撮影モードに設定される。
【０１４０】
次に、図１５を参照して、撮像装置１０１の電気的な構成について説明する。なお、図１３，図１４と同一の部材等については、同一の符号を付している。
【０１４１】
ＬＣＤ１０７は、図１３に示すＬＣＤ１０７に相当するものである。また、撮影光学系１０３は、図１３に示す撮影光学系１０３に相当するものであり、ズームレンズ群１１１、フォーカスレンズ群１１２及びレンズシャッター１１３等を有する。
【０１４２】
レンズ駆動部１１４は、撮影光学系１０３のズームレンズ群１１１及びフォーカスレンズ群１１２を光軸方向に駆動するアクチュエータを備えて構成されている。シャッター駆動部１１５は、レンズシャッター１１３を駆動するアクチュエータを備えて構成されている。
【０１４３】
撮像素子１１６、Ａ／Ｄ変換部１１７及びタイミング制御回路１２８は、前記第１の実施形態における撮像素子１９、Ａ／Ｄ変換部５２及びタイミング制御回路５３と略同様の構成を有するものである。画像メモリ１１８、画像処理部１１９及びＶＲＡＭ１２０は、前記第１の実施形態における画像メモリ５４、画像処理部５５及びＶＲＡＭ６０と略同様の構成を有するものである。入力操作部１２１は、前述のシャッターボタン１０４、機能スイッチ群１０８、電源ボタン１０９及びモード設定スイッチ１１０を含むものであり、これらの操作情報を制御部１２３に入力するものである。画像記憶部１２２は、前記第１の実施形態における画像記憶部５６と略同様の構成を有するものである。
【０１４４】
制御部１２３は、マイクロコンピュータからなり、上述した装置本体１０２内の各部材の駆動を関連付けて制御して撮像装置１０１の撮影動作を統括制御するものである。制御部１２３は、ＣＰＵのワーク用としてのＲＡＭと、撮像装置１０１に備えられる各種機能を実行するプログラム等を記憶するＲＯＭとを有してなる図略の記憶部を備える。
【０１４５】
ところで、本実施形態は、レンズシャッター１１３を搭載しており、記録画像の生成時には、撮像素子１１６への光が該レンズシャッター１１３により遮断されることから前述のような反転現象は発生し得ない。一方、記録画像の生成指示が行われるまで（シャッターボタン１０４の全押し操作が行われるまで）の期間において生成されるライブビュー画像及び動画撮影モードにおいて生成される動画像は、前記電子シャッター方式により生成されるため、反転現象が発生し得る。このことから、本実施形態では、反転現象に対する補正の対象は、前記ライブビュー画像及び動画像である。
【０１４６】
その際、撮像装置１０１は、前記第１の実施形態のような測光センサ１４を具備していないため、測光センサ１４の出力データを用いて反転現象が発生し得る高輝度の被写体と反転現象が発生しない高輝度の被写体との識別を行うことができない。そこで、本実施形態では、次のような方法により、反転現象が発生し得る高輝度の被写体と反転現象が発生しない高輝度の被写体との識別を正確に行いつつ、反転現象を解消または低減するようにしている。以下、反転現象を解消又は低減する対象を前記ライブビュー画像として説明する。
【０１４７】
ライブビュー画像は、撮像素子１１６の画素から出力される画素データの一部を用いて（間引き読出しにより）生成され、残りの画素で生成された画素データは、ライブビュー画像の生成に関与しないことから、本実施形態では、この残りの画素で生成された画素データを用いて、ライブビュー画像を生成するための画素（前記一部の画素）から出力される画素データにおける反転現象の有無を判断し、その判断結果に応じて、ライブビュー画像生成用の画素データの補正を行う。
【０１４８】
この機能を実現するべく、制御部１２３は、機能的に、撮像制御部１２４と、ライブビュー画像生成部１２５と、判断部１２６と、データ補正部１２７とを備える。
【０１４９】
撮像制御部１２４は、撮像素子１１６の撮像動作を制御するものである。ライブビュー画像生成部１２５は、撮像素子１１６の画素から出力される画素データの一部を用いて（間引き読出しにより）、ライブビュー画像を生成するものである。
【０１５０】
以下、撮像制御部１２４及びライブビュー画像生成部１２５の処理を、図１６〜図１８を用いて説明する。図１６は、撮像素子１１６の画素の配列を示す図である。
【０１５１】
図１６に示すように、マトリックス状に配置される画素に対して、左上の画素を基準として水平方向及び垂直方向に番号を付して２次元座標系を設定したとき、ライブビュー画像生成部１２５は、例えば、（１０ｍ−５，１０ｎ−５）、（１０ｍ−４，１０ｎ−５）、（１０ｍ−５，１０ｎ−４）、（１０ｍ−４，１０ｎ−４）（ｍ，ｎは自然数）で表される位置に位置する画素（図１６の点線で囲まれた画素）の画素データを用いてライブビュー画像を生成する。以下、ライブビュー画像を構成する画素データを生成する画素を、撮影準備期間においてＬＶ画像生成用画素から得られる画素データをＬＶ画像生成用画素データというものとする。
【０１５２】
ここで、本実施形態の撮像装置１０１は、前記第１の実施形態のような測光センサ１４を備えておらず、該測光センサ１４の出力データを用いた、反転現象が発生し得る高輝度の被写体と反転現象が発生しない高輝度の被写体との識別が困難であり、また、前記第１の実施形態のように、水平方向に並ぶ画素の画素データを着目したときに飽和値の間に該飽和値より小さい画素データが存在することに基づいて反転現象の発生の有無を判断する処理を、各フレーム画像に対して行うことは、処理スピードの点から限界がある。
【０１５３】
そこで、本実施形態では、前記ＬＶ画像生成用画素の近傍に位置する画素には、隣接するＬＶ画像生成用画素と同様の光が入力されるものとの着想から、ＬＶ画像生成用画素の近傍に位置する画素に、短い時間の露光動作を行わせ、短い露光時間でも反転判断画素が飽和する場合には、ＬＶ画像生成用画素も飽和するものとみなし、その画素の近傍に位置するＬＶ画像生成用画素の画素データを、実際の画素データの如何に拘わらず飽和値に置換するようにしている。
【０１５４】
その際、各画素が受光した被写体光が、太陽光であるのか、それとも太陽光以外の光であるのか、延いては、反転現象が発生しない高輝度の被写体と反転現象が発生し得る高輝度の被写体との識別をできるだけ正確に行うため、前述のように、反転現象を生じさせる被写体光は、画素の露光時間が短くても十分に大きな画素データが得られることに基づき、ＬＶ画像生成用画素の近傍に位置する前記画素の露光時間を非常に短時間に設定する。以下、この反転現象の有無の判断に用いる画素を反転判断画素という。
【０１５５】
図１６は、ＬＶ画像生成用画素に隣接する画素、例えば（１０ｍ−６，１０ｎ−５）、（１０ｍ−６，１０ｎ−４）（ｍ，ｎは自然数）で表される位置に位置する画素（図１６の丸印で囲まれた画素）を反転判断画素として設定した例を示す。
【０１５６】
撮像制御部１２４は、例えば矢印Ｓで示すＬＶ画像生成用画素（以下、ＬＶ画像生成用画素Ｓという）及び矢印Ｔで示す反転判断画素（以下、反転判断画素Ｔという）の露光動作及び画素信号の出力動作を次のように行わせる。図１７（ａ）〜（ｃ）は、周期的に行われるライブビュー画像の生成処理のうち１フレームのライブビュー画像を生成する場合におけるＬＶ画像生成用画素Ｓの露光動作及び画素信号の出力動作を示し、図１７（ｄ）〜（ｆ）は、前記ＬＶ画像生成用画素Ｓの露光動作及び画素信号の出力動作に関連して行われる反転判断画素Ｔの露光動作及び画素信号の出力動作を示す。
【０１５７】
図１７（ａ）〜（ｃ）に示すように、撮像制御部１２４は、リセットスイッチ３９（図５参照）をオンし、時刻Ｔ＝Ｔ１１にＬＶ画像生成用の露光動作をＬＶ画像生成用画素Ｓに開始させ、また、リセットスイッチ３９を再度オンしてその露光動作を時刻Ｔ＝Ｔ１４に終了させ、時刻Ｔ＝Ｔ１７にリセットスイッチ３９をオンする（リセット動作）ものとすると、時刻Ｔ＝Ｔ１４とリセット動作直後の時刻Ｔ＝Ｔ１８とにおいてサンプリング回路５０にサンプリング動作を行わせる。これにより、ライブビュー画像を構成する画素信号が得られる。
【０１５８】
また、撮像制御部１２４は、反転判断画素Ｔには、ＬＶ画像生成用画素Ｓの露光動作の終了直前である時刻Ｔ＝Ｔ１２から時刻Ｔ＝Ｔ１３までの間、反転現象判断用の露光動作を行わせる。すなわち、撮像制御部１２４は、リセットスイッチ３９をオンし、時刻Ｔ＝Ｔ１２に反転現象判断用の露光動作を反転判断画素Ｔに開始させ、また、ＳＨＳをオンにしてその露光動作を時刻Ｔ＝Ｔ１３に終了させる。
【０１５９】
その後、撮像制御部１２４は、リセットスイッチ３９を再度オンしてリセット動作を時刻Ｔ＝Ｔ１５を行わせ、時刻Ｔ＝Ｔ１６にＳＨＲをオンにしてリセット電圧を読出し、サンプリング回路５０にサンプリング動作を行わせる。時刻Ｔ＝Ｔ１２から時刻Ｔ＝Ｔ１３までの時間は、例えば１／１００００（秒）に設定される。
【０１６０】
これにより、ライブビュー画像を構成する画素信号に、反転現象が発生するか否かの判断を行うための画素信号が得られる。
【０１６１】
また、撮像素子１１６の画素のうち、全てのＬＶ画像生成用画素及び該ＬＶ画像生成用画素と隣接する全ての反転判断画素の画素信号の出力順は次のようになる。図１８（ａ）は、図１６に示されている撮像素子１１６の画素のうち、全てのＬＶ画像生成用画素及び該ＬＶ画像生成用画素と隣接する全ての反転判断画素のみを抽出して表した図であり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示す画素の画素信号の出力順を示す図である。
【０１６２】
図１８（ｂ）に示すように、全てのＬＶ画像生成用画素及び反転判断画素の画素信号の出力動作は、これらの画素のうち、上側に位置する水平画素列から下側に位置する水平画素列に向かう順番で、且つ各水平画素列において左上に位置する画素から右側に位置する画素に向かう順番で行われる。
【０１６３】
判断部１２６は、前記反転判断画素が飽和状態であるか否かを検出し、飽和状態である反転判断画素が存在することを検出した場合には、その反転判断画素の近傍に位置するＬＶ画像生成用画素の画素データに反転現象が発生するものと判断する。
【０１６４】
データ補正部１２７は、判断部１２６により反転現象が発生するものと判断されたＬＶ画像生成用画素の画素データを飽和値に置換するものである。
【０１６５】
次に、本実施形態の撮像装置１０１による補正処理を、図１９に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１６６】
図１９に示すように、電源ボタン１０９により主電源がオンされると（ステップ♯２１でＹＥＳ）、制御部１２３は、ＬＶ画像生成用画素に例えば１／３０（秒）の記録用露光動作を開始させる（ステップ♯２２）。また、制御部１２３は、反転判断画素に例えば１／１００００（秒）の露光動作を実行させ（ステップ♯２３）、ＬＶ画像生成用画素及び反転判断画素から画素信号を読み出す（ステップ♯２４）。
【０１６７】
次に、制御部１２３は、読み出した画素信号のうち反転判断画素から読み出した画素信号に基づいて、反転現象が発生する可能性のあるＬＶ画像生成用画素（反転画素）の有無を判断する（ステップ♯２５）。
【０１６８】
その結果、制御部１２３は、反転現象が発生する可能性のあるＬＶ画像生成用画素が存在すると判断した場合には（ステップ♯２６でＹＥＳ）、反転現象が発生するものと予測したＬＶ画像生成用画素の画素データを飽和値に置換した上で（ステップ♯２７）、ライブビュー画像を生成し、該ライブビュー画像をＬＣＤ１０７に表示する（ステップ♯２８）一方、反転現象が発生する可能性のあるＬＶ画像生成用画素が存在しないと判断した場合には（ステップ♯２６でＮＯ）、ステップ♯２７の処理をとばしてステップ♯２８の処理を実行する。
【０１６９】
シャッターボタン１０４の全押し操作が行われるまで（ステップ♯２９でＮＯ）、ステップ♯２２〜♯２８の処理を繰り返し実行し、シャッターボタン１０４の全押し操作が行われると（ステップ♯２９でＹＥＳ）、制御部１２３は、レンズシャッター１１３を用いた記録画像の生成処理を行って（ステップ♯３０）、処理を終了する。
【０１７０】
以上のような処理を行うことで、第１の実施形態のような測光センサ１４を搭載していなくても、反転現象の無い又は低減したライブビュー画像をＬＣＤ５に表示することができる。なお、動画撮影モードにおける動画も、これと同様の処理を行うようにすることで、動画に生じる反転現象を解消または低減することができる。
【０１７１】
なお、本発明は、前記第１、第２の実施形態の内容に加えて、あるいは前記第１、第２の実施形態に代えて次の変形形態［１］〜［４］も採用可能である。
【０１７２】
［１］前記第２の実施形態においては、反転現象の発生の有無の判断を行うための画素と、ライブビュー画像または動画像の生成を行うための画素とを分けたが、次のように処理することで、同一の画素を用いて、反転現象の発生の有無の判断とライブビュー画像又は動画像の生成との両方を行うようにすることもできる。
【０１７３】
図２０に示すように、制御部１２３（撮像制御部１２４）は、例えばライブビュー画像の表示更新処理の各周期を２つの期間に分割する。
【０１７４】
本実施形態では、ごく短い時間だけ時間的にずれても同一の画素には同様の光が入射するものとの着想から、前記ＬＶ画像生成用画素において前半の期間に非常に短時間の露光動作を行って得られる画素データが飽和している場合には、後半の期間に当該ＬＶ画像生成用画素のライブビュー画像生成用の露光動作によって得られる画素データについて、その実際の出力値の如何に拘わらず飽和値に置換する。
【０１７５】
具体的には、制御部１２３は、前半の期間において、ＬＶ画像生成用画素から非常に短時間（例えば１／１００００（秒））の露光動作により生成された画素信号を読出す。すなわち、制御部１２３は、前半の期間において、ＬＶ画像生成用画素のリセットスイッチ３９をオンにしてフォトダイオード４１（図５参照）に蓄積されている電荷を排出させる動作を、２回、例えば１／１００００（秒）だけ間隔をあけて行わせ、この２回のサンプリング動作により得られた２の電圧の差分を導出し、この差分に基づき画素データを生成する。そして、制御部１２３は、飽和値を出力したＬＶ画像生成用画素を記憶しておく。
【０１７６】
次に、制御部１２３は、後半の期間において、一旦、ＬＶ画像生成用画素から所定の時間（例えば１／６０（秒））の露光動作により生成された画素信号を読出す。換言すれば、制御部１２３は、ＬＶ画像生成用画素のリセットスイッチ３９をオンにしてフォトダイオード４１（図５参照）に蓄積されている電荷を排出させる動作を、２回、例えば１／６０（秒）だけ間隔をあけて行わせ、この２回のサンプリング動作により得られた２の電圧の差分を導出し、この差分に基づき画素データを生成する。
【０１７７】
そして、制御部１２３は、これらの画素データのうち、前半の期間において飽和値を出力したＬＶ画像生成用画素から後半の期間で得られる画素データについて、その出力値の如何に拘わらず、飽和値に置換する補正を行った上で、ライブビュー画像をＬＣＤ１０７に表示する。
【０１７８】
これにより、ＬＶ画像生成用画素が後半の期間において出力して得られる画素データに、反転現象が発生している場合には、この反転現象を解消することができ、その結果、ライブビュー画像及び動画像に発生し得る反転現象を解消または低減することができる。なお、第２の実施形態では、本変形形態［１］に比して、ライブビュー画像や動画像を生成するための露光時間をより長く確保することができるため、綺麗なライブビュー画像や動画像を生成することができる。
【０１７９】
例えば、ライブビュー画像を１／３０（秒）の周期で行う場合、本変形形態［１］では、ライブビュー画像を生成するための露光時間は、１／３０（秒）より短いものとなる（例えば１／６０（秒））が、前記第２の実施形態においては、１／３０（秒）の露光時間が確保されるため、綺麗なライブビュー画像や動画像を生成することができる。
【０１８０】
なお、本実施形態では、前述したように、後半の期間において、一旦、ＬＶ画像生成用画素から所定の時間（例えば１／６０（秒））の露光動作による画素信号を読出すようにしたが、前半の期間において飽和値を出力した画素として記憶されたＬＶ画像生成用画素については、リセットスイッチ３９のオン動作やサンプリング回路５０によるサンプリング動作を行うことなく、そのＬＶ画像生成用画素の画素値を飽和値に設定するようにしてもよい。
【０１８１】
［２］前記変形形態［１］では、ごく短い時間だけ時間的にずれても同一の画素には同様の光が入射するものとの着想から、前記ＬＶ画像生成用画素において前半の期間に非常に短時間の露光動作を行って得られる画素データが飽和している場合には、後半の期間において当該ＬＶ画像生成用画素のライブビュー画像生成用の露光動作によって得られる画素データについて、その実際の値の如何に拘わらず飽和値に置換するようにしたが、ごく短い時間だけ時間的にずれても隣接する画素には同様の光が入射するものと考えられることから、例えば図２１に示すように、ＬＶ画像生成用画素Ｘと該画素Ｘに隣接する隣接画素Ｙとにおいて、前半の期間において前記隣接画素Ｙに非常に短時間の露光動作を行わせるとともに、後半の期間において前記ＬＶ画像生成用画素Ｘに所定時間の露光動作を行わせ、隣接画素Ｙの露光動作により得られる画素データが飽和している場合には、該隣接画素Ｙに隣接するＬＶ画像生成用画素Ｘのライブビュー画像生成用の露光動作によって得られる画素データについて、その実際の値の如何に拘わらず飽和値に置換するようにしてもよい。
【０１８２】
またこの方法とは別に、前半の期間において前記隣接画素Ｙに非常に短時間の露光動作を行わせるとともに、ＬＶ画像生成用画素Ｘに所定時間（例えば１／６０（秒））の露光動作を行わせる。また、後半の期間において前記ＬＶ画像生成用画素Ｘに所定時間（例えば１／６０（秒））の露光動作を行わせる。
【０１８３】
そして、前半の期間において前記隣接画素Ｙから得られる出力値が飽和値となり、同じく前半の期間において前記ＬＶ画像生成用画素Ｘから得られる出力値が前記飽和値より小さい場合や所定の閾値より小さい場合には、後半の期間において当該ＬＶ画像生成用画素Ｘから得られる画素データには反転現象が発生しているものと考えられることから、後半の期間において当該ＬＶ画像生成用画素Ｘから得られる画素データについて、その実際の値の如何に拘わらず飽和値に置換するようにしてもよい。
【０１８４】
［３］前記レンズシャッター１１３を備えていないコンパクトカメラにおいて、記録する静止画像に発生し得る反転現象を解消又は低減するときには、次のように処理するとよい。
【０１８５】
制御部１２３は、シャッターボタン１０４の半押し操作が行われるまでの撮影準備期間において、撮像素子１１６による周期的な撮像動作により得られる画素データから、反転現象が発生する可能性がある領域を導出しておき、記録用画素データのうち前記導出した領域に対して、前記第１の実施形態で説明した画素データの補正の要否を判断し、補正が必要であると判断した画素データを最大の画素データに置換したり、あるいは、前記撮影準備期間において導出された反転現象が発生する可能性がある領域の記録用画素データを、その出力値の如何に拘わらず飽和値に置換したりするようにしてもよい。
【０１８６】
［４］前記第２の実施形態のようなコンパクトカメラにおいて、撮影光学系とは別の光学系を介して測光動作を行う外光パッシブ方式の測光ユニットが搭載されている場合には、前記第１の実施形態と略同様の方法により反転現象を解消又は低減するようにしてもよい。
【０１８７】
なお、撮像装置１０１がズームレンズを備えている場合、測光領域の大きさは、撮影光学系により導かれる被写体像に対し撮影倍率に応じて相対的に変化することから、或る撮影倍率のときには、例えば測光領域が、撮像素子の撮像領域より小さくなるという状態が発生し、反転現象が発生する領域が測光領域から逸脱することが発生し得る。
【０１８８】
これに対処するべく、例えば、反転現象が発生し得る被写体（主に太陽）が配置されることが多いと考えられる領域（例えばＬＣＤ５の表示画面の上部に相当する領域）に測光領域を有する測光ユニットを搭載したり、あるいは撮像素子１９の撮像領域に対して測光ユニットの測光領域が最も小さいときでも、前記撮像領域の大部分の領域が測光可能な測光ユニットを設けたりするようにするとよい。
【図面の簡単な説明】
【０１８９】
【図１】本発明に係る撮像装置の第１の実施形態の構成を示す正面図である。
【図２】撮像装置の構成を示す背面図である。
【図３】撮像装置の内部構成を示す図である。
【図４】カメラ本体にレンズユニットが装着された状態での撮像装置全体の電気的な構成を示すブロック図である。
【図５】撮像素子の概略構成を示す図である。
【図６】（ａ）は、撮像素子の撮像領域を示し、（ｂ）は、測光センサの測光領域を示し、（ｃ）は、撮像素子の撮像領域と測光センサの測光領域との関係を示す図である。
【図７】撮像素子における１の画素の動作を示すタイムチャートである。
【図８】データ補正部による反転現象の発生の有無の判断処理を説明するための図である。
【図９】データ補正部による反転現象の発生の有無の判断処理を説明するための図である。
【図１０】画素データの置換を行うための画素データについての閾値を設定する方法を説明するための図である。
【図１１】第１の実施形態の撮像装置による補正処理を示すフローチャートである。
【図１２】被写体の輝度とその輝度に対応する測光センサの出力との関係を示す図である。
【図１３】撮像装置の第２実施形態の構成を示す正面図である。
【図１４】撮像装置の第２の実施形態の構成を示す背面図である。
【図１５】撮像装置の第２の実施形態の電気的な構成を示す図である。
【図１６】マトリックス状に配置される画素に対するＬＶ画像生成用画素及び反転判断画素の設定例を示す図である。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）は、周期的に行われるライブビュー画像の生成処理のうち１フレームのライブビュー画像を生成する場合におけるＬＶ画像生成用画素Ｓの露光動作及び画素信号の出力動作を示し、（ｄ）〜（ｆ）は、前記ＬＶ画像生成用画素Ｓの露光動作及び画素信号の出力動作に関連して行われる反転判断画素Ｔの露光動作及び画素信号の出力動作を示す。
【図１８】（ａ）は、図１６に示されている撮像素子の画素のうち、全てのＬＶ画像生成用画素及び該ＬＶ画像生成用画素と隣接する全ての反転判断画素のみを抽出して表した図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す画素の画素信号の出力順を示す図である。
【図１９】第２の実施形態の撮像装置による補正処理を示すフローチャートである。
【図２０】変形形態［１］における補正処理を説明するための図である。
【図２１】変形形態［２］における補正処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１９０】
４，１０４    シャッターボタン
５，１０７    ＬＣＤ
１４    測光センサ
１９，１１６    撮像素子
４１    フォトダイオード
３０，１２３    制御部
５０  サンプリング回路
５８，１２６    判断部
５９，１２７    データ補正部
３９    リセットスイッチ
１２４    撮像制御部
１２５    ライブビュー画像生成部
【図１】
2006324843.tif 000003
【図２】
2006324843.tif 000004
【図３】
2006324843.tif 000005
【図４】
2006324843.tif 000006
【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】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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