(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写界を撮像して、被写界像を示す画像フレームを生成する撮像手段と、
前記画像フレームを信号処理する信号処理手段とを含み、
複数の前記画像フレームを連続的に撮影する固体撮像装置において、該装置は、前記複数の画像フレームの撮影を順次指示するフレーム制御手段を含み、
該フレーム制御手段は、前記被写界像を通常に撮像する通常フレームの撮影、またはスミアを表わすスミアフレームの撮影を選択的に指示するもので、
前記複数の画像フレームの撮影を所定の間隔ごとに指示し、
このとき、前記複数の画像フレームにおいて、手ぶれ補正の限界時間以下の指示間隔であって、前記所定の間隔に同期する指示間隔ごとに前記スミアフレームの撮影を指示し、それ以外の画像フレームとして前記通常フレームの撮影を指示し、
前記撮像手段は、前記フレーム制御手段の指示に応じて、前記画像フレームとして通常フレームまたはスミアフレームを撮影し、
前記信号処理手段は、前記スミアフレームを用いて前記通常フレームをスミア補正することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
被写界を撮像して、被写界像を示す画像フレームを生成する撮像手段と、
前記画像フレームを信号処理する信号処理手段とを含み、
複数の前記画像フレームを連続的に撮影する固体撮像装置において、該装置は、前記複数の画像フレームの撮影を順次指示するフレーム制御手段を含み、
該フレーム制御手段は、前記被写界像を通常に撮像する通常フレームの撮影、またはスミアを表わすスミアフレームの撮影を選択的に指示するもので、
前記通常フレームの撮影を所定の間隔ごとに指示し、
このとき、２つの連続する通常フレーム間を間隔期間として、手ぶれ補正の限界時間以下の指示間隔であって、前記間隔期間に同期する指示間隔ごとに前記スミアフレームの撮影を指示し、それ以外の画像フレームとして前記通常フレームの撮影を指示し、
前記撮像手段は、前記フレーム制御手段の指示に応じて、前記画像フレームとして通常フレームまたはスミアフレームを撮影し、
前記信号処理手段は、前記スミアフレームを用いて前記通常フレームをスミア補正することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の固体撮像装置において、前記信号処理手段は、前記スミアフレームを格納しておき、前記通常フレームを、当該フレームから時間的に前方で得たスミアフレームを用いてスミア補正することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の固体撮像装置において、前記信号処理手段は、前記スミアフレームを格納しておき、前記通常フレームを、当該フレームから時間的に最も近いスミアフレームを用いてスミア補正することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の固体撮像装置において、前記信号処理手段は、前記通常フレームおよび前記スミアフレームを記憶しておき、所定のスミアフレームから時間的に前後にある通常フレームを補間処理して前記所定のスミアフレームの位置における通常フレームとして生成することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項６】
請求項２に記載の固体撮像装置において、前記信号処理手段は、所定の前記通常フレームを格納しておき、当該フレームから時間的に後方で所定の前記スミアフレームを得て、前記所定の通常フレームを読み出して前記所定のスミアフレームを用いてスミア補正することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項７】
被写界を撮像して、被写界像を示す画像フレームを生成する撮像手段と、
前記画像フレームを信号処理する信号処理手段とを含み、
複数の前記画像フレームを連続的に撮影する固体撮像装置において、該装置は、前記複数の画像フレームの撮影を順次指示するフレーム制御手段を含み、
該フレーム制御手段は、前記被写界像を通常に撮像する通常フレームの撮影、またはスミアを表わすスミアフレームの撮影を選択的に指示するもので、
少なくとも２つ以上の前記スミアフレームの撮影を指示し、
前記撮像手段は、前記フレーム制御手段の指示に応じて、前記画像フレームとして通常フレームまたはスミアフレームを撮影するもので、
前記画像フレームとして少なくとも２つ以上の前記スミアフレームを撮影し、
前記信号処理手段は、前記スミアフレームを用いて前記通常フレームをスミア補正するもので、
前記少なくとも２つ以上のスミアフレームを平均化して第４のスミアフレームを得て、前記通常フレームを第４のスミアフレームを用いてスミア補正することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項８】
被写界を撮像して、被写界像を示す画像フレームを生成する撮像手段と、
前記画像フレームを信号処理する信号処理手段とを含み、
複数の前記画像フレームを連続的に撮影する固体撮像装置において、該装置は、前記複数の画像フレームの撮影を順次指示するフレーム制御手段を含み、
該フレーム制御手段は、前記被写界像を通常に撮像する通常フレームの撮影、またはスミアを表わすスミアフレームの撮影を選択的に指示するもので、
少なくとも２つ以上の前記スミアフレームの撮影を指示し、
前記撮像手段は、前記フレーム制御手段の指示に応じて、前記画像フレームとして通常フレームまたはスミアフレームを撮影するもので、
前記画像フレームとして少なくとも２つ以上の前記スミアフレームを撮影し、
前記信号処理手段は、前記スミアフレームを用いて前記通常フレームをスミア補正するもので、
所定の前記通常フレームを、その時間的に前方で得られる第１のスミアフレームと、後方で得られる第２のスミアフレームとを用いてスミア補正し、
このとき、第１のスミアフレームに係る時間的に右肩下がりの第１の係数によって第１のスミアフレームを乗算して第１の乗算結果を得て、第２のスミアフレームに係る時間的に右肩上がりの第２の係数によって第１のスミアフレームを乗算して第２の乗算結果を得て、第１の乗算結果および第２の乗算結果を加算して第３のスミアフレームを得て、所定の前記通常フレームを、第３のスミアフレームを用いてスミア補正することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の固体撮像装置において、前記フレーム制御手段は、前記複数の画像フレームの撮影を所定の間隔ごとに指示し、
このとき、前記複数の画像フレームにおいて、所定の枚数ごとに前記スミアフレームの撮影を指示し、それ以外の画像フレームとして前記通常フレームの撮影を指示することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の固体撮像装置において、前記信号処理手段は、前記通常フレームおよび前記スミアフレームを記憶しておき、所定のスミアフレームから時間的に前後にある通常フレームを補間処理して前記所定のスミアフレームの位置における通常フレームとして生成することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項１１】
請求項７または８に記載の固体撮像装置において、前記フレーム制御手段は、前記通常フレームの撮影を所定の間隔ごとに指示し、
このとき、２つの連続する通常フレーム間を間隔期間として、所定数の前記間隔期間ごとに前記スミアフレームの撮影を指示し、それ以外の画像フレームとして前記通常フレームの撮影を指示することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項１２】
請求項１、２、７または８に記載の固体撮像装置において、該装置は、複数の感度モードのいずれかを選択して撮影を行い、
前記フレーム制御手段は、該装置で選択されている前記感度モードが高感度であるか否かを判定し、その結果、高感度である場合には前記通常フレームの撮影または前記スミアフレームの撮影を選択的に指示し、それ以外の場合には前記通常フレームの撮影だけを指示することを特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連写モードまたは動画モードで複数の画像を連続的に撮影する固体撮像装置に関するものである
【背景技術】
【０００２】
従来から、固体撮像装置は、静止画を撮影するだけでなく、連写モードまたは動画モードに設定されて、複数の画像を連続的に撮影することができる。しかし、この装置の連写モードおよび動画モードでは、メカニカルシャッタを切らずにCCD（Charge Coupled Device）などの撮像素子で被写界像を撮像するので、とくに高輝度の被写体が画角に入ると、撮影画像にスミアが発生する。固体撮像装置では、このようなスミアを補正することが求められている。
【０００３】
たとえば、特許文献１に記載の固体撮像装置では、撮像素子における複数の垂直ラインにおいて、信号電荷ラインとスミアラインとを交互に読み出して垂直転送して、その後、差分器で、信号電荷ラインからなる画像からスミアラインからなる画像を画素ごとに差分してスミア補正画像を得ることができる。
【特許文献１】特開2002-57944号公報
【特許文献２】特開平11-17888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、特許文献１に記載の固体撮像装置は、信号電荷ラインとスミアラインとを分けて読み出すので、垂直解像度が劣化することがあり、また、画像を構成する垂直ライン数が減るために、生成画像に偽色などが発生することがある。
【０００５】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、スミアの発生および解像度の劣化を抑えて、複数の画像を連続的に撮影する固体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】
本発明によれば、被写界を撮像して、被写界像を示す画像フレームを生成する撮像手段と、この画像フレームを信号処理する信号処理手段とを含み、複数のこの画像フレームを連続的に撮影する固体撮像装置は、これら複数の画像フレームの撮影を順次指示するフレーム制御手段を含み、このフレーム制御手段は、この被写界像を通常に撮像する通常フレームの撮影、またはスミアを表わすスミアフレームの撮影を選択的に指示し、この撮像手段は、このフレーム制御手段の指示に応じて、この画像フレームとして通常フレームまたはスミアフレームを撮影し、この信号処理手段は、このスミアフレームを用いてこの通常フレームをスミア補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
このように本発明の固体撮像装置によれば、複数の画像を連続的に撮影する際に、生成画像に影響を及ぼさないフレーム位置でスミアフレームを撮影し、他の通常フレームをこのスミアフレームを用いてスミア補正することにより、スミアの発生および解像度の劣化を抑えて良好な画像を得ることができる。
【０００８】
また、本発明の固体撮像装置によれば、通常フレームを所定の間隔で撮影する際に、その間隔期間内のいずれかのタイミングでスミアフレームを撮影することにより、通常フレームの撮影を妨げることなくスミアフレームを得ることができる。
【０００９】
また、本発明の固体撮像装置によれば、スミアフレームの撮影を手ぶれ補正の限界時間に対応させることにより、手ぶれに影響することなくスミアフレームを得ることができる。
【００１０】
また、本発明の固体撮像装置によれば、２枚以上のスミアフレームを撮影する場合に、少なくとも２枚のスミアフレームを最適化または平均化することにより、より良好で低ノイズのスミアフレームを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に添付図面を参照して本発明による固体撮像装置の実施例を詳細に説明する。
【００１２】
実施例の固体撮像装置10は、図１に示すように、操作部12を操作することによりシステム制御部14、タイミング発生器16および駆動部18で制御されて、被写界からの入射光を光学系20において取り込み、この被写界像を撮像部22で撮像するもので、撮像した画像を前処理部24およびアナログ・ディジタル（A/D）変換部26で処理してディジタル画像信号を生成し、このディジタル画像信号を信号処理部28で信号処理し、とくにスミア補正部30で補正するものである。なお、本発明の理解に直接関係のない部分は、図示を省略し、冗長な説明を避ける。
【００１３】
本実施例において、本装置10は、静止画を通常撮影する静止画モード、静止画を連続的に撮影する連写モード、および動画を撮影する動画モードなどの複数の撮影モードのいずれかで動作して撮影を実行する。本装置10は、連写モードおよび動画モードにおける撮影において、複数の画像フレームを撮影するが、光学系20におけるメカニカルシャッタ36を作動しないことによって画像に生じるスミアを補正するために、複数の画像フレームのうち、被写界像を通常に撮像した通常フレームの他に、スミアを表わすスミアフレームを撮影し、スミアフレームを用いて通常フレームをスミア補正する。
【００１４】
操作部12は、操作者の指示を入力する手操作装置であり、操作者の手操作状態、たとえばシャッタボタン（図示せず）のストローク操作に応じて、操作信号102をシステム制御部14に供給する機能を有する。なお、以下の説明において、各信号はその現れる接続線の参照番号で特定する。
【００１５】
システム制御部14は、操作部12から供給される操作信号102に応動して、本装置全体の動作を制御、統括する制御機能部で、中央演算処理装置（Central Processing Unit：CPU）を有して構成される。本実施例において、システム制御部14は、操作信号102に応じて制御信号104および106を生成し、それぞれタイミング発生器16および信号処理部28に供給して制御する。
【００１６】
本実施例において、システム制御部14は、本装置10の撮影モードを判断して連写モードまたは動画モードである場合に複数の画像フレームの撮影を順次指示するフレーム制御部38を含む。フレーム制御部38は、通常フレームまたはスミアフレームの撮影を選択的に指示し、システム制御部14は、フレーム選択制御部38におけるフレーム撮影の指示に応じて制御信号104および106を生成する。
【００１７】
たとえば、フレーム選択制御部38は、複数のフレーム撮影を所定の間隔ごとに指示する場合に、所定数Ｎ枚ごとにスミアフレームの撮影を指示する。すなわち、この制御部38は、まず１枚のスミアフレームの撮影を指示し、その後に所定数の通常フレームの撮影を連続して指示し、再度スミアフレームの撮影の指示に戻って、これらを繰り返す。
【００１８】
タイミング発生器16は、本装置10を動作させる基本クロック（システムクロック）を発生する発振器を有して、図１に示していないが、この基本クロックを各部に供給してよい。また、本実施例のタイミング発生器16は、システム制御部14から供給される制御信号104に基づいてタイミング信号108、110および112を生成し、それぞれ駆動部18、前処理部24およびA/D変換部26に供給して制御する。
【００１９】
本実施例において、タイミング発生器16は、制御信号104に応じて通常フレームおよびスミアフレームのいずれを撮影するかを示すタイミング信号108を生成する。
【００２０】
駆動部18は、光学系20および撮像部20を駆動する機能を有し、本実施例では、タイミング発生器16からのタイミング信号108に応じて駆動信号114および116を生成し、光学系20および撮像部22に供給して駆動を制御する。
【００２１】
たとえば、駆動部18は、タイミング信号108に応じてレンズ駆動信号や電子シャッタパルスを含む駆動信号114を生成し、光学系20に供給してレンズ34やメカニカルシャッタ36の駆動を制御する。また、駆動部18は、タイミング信号108に応じて垂直駆動信号、水平駆動信号および読み出しパルスなどを含む駆動信号116を生成し、撮像部22に供給して垂直転送部、水平転送部およびトランスファゲートなどの各部の駆動を制御する。
【００２２】
本実施例において、駆動部18は、本装置10が静止画モードである場合、メカニカルシャッタ36が開閉し、連写モードまたは動画モードである場合、メカニカルシャッタ36を開放するように電子シャッタパルスを生成する。また、駆動部18は、タイミング信号108が通常フレーム撮影を示す場合、読み出しパルスをオンにし、スミアフレーム撮影を示す場合オフにして駆動信号116を生成する。
【００２３】
光学系20は、レンズ34およびメカニカルシャッタ36を含み、所望の被写界像を取り込んで撮像部22に入射する光入射機構である。光学系12は、駆動部18か羅供給される駆動信号116に応じて動作し、たとえば、駆動信号116における電子シャッタパルスに応じてメカニカルシャッタ36が動作する。本実施例のメカニカルシャッタ36は、本装置10が静止画モードである場合に開閉し、連写モードまたは動画モードである場合に開放する。
【００２４】
撮像部22は、図示しないが、撮影画像の１画面を形成する撮像面および水平転送路を含み、この撮像面は、複数の画素に対応する各感光部が行および列方向に配列されて形成され、各列に垂直転送路を備えて構成される。撮像部22は、駆動信号116に制御されて、その撮像面に結像される被写界像を電気信号118に光電変換する機能を有し、本実施例では、たとえば、電荷結合素子（Charge Coupled Device：CCD）などのイメージセンサでもよい。
【００２５】
本実施例において、撮像部22は、駆動信号116の読み出しパルスに応じて各感光部で光電変換によって得た信号電荷を垂直転送路に読み出し、駆動信号116の垂直駆動信号に応じて垂直転送路における信号電荷を垂直方向にシフトして行ごとに水平転送路に転送し、駆動信号116の水平駆動信号に応じて水平転送路42における各行の信号電荷を水平方向にシフトして、アナログ電気信号118を生成して出力する。撮像部22は、たとえば、駆動信号116の読み出しパルスがオンの場合、各感光部のトランスファゲートを開いて信号電荷を垂直転送路に読み出して通常フレームを示すアナログ電気信号118を生成し、オフの場合、各感光部のトランスファゲートを遮断したままで信号電荷を読み出さないでアナログ電気信号118を生成する。
【００２６】
前処理部22は、タイミング発生器16からのタイミング信号110に制御されて、相関二重サンプリング回路（Correlated Double Sampling：CDS）およびゲインコントロールアンプ（Gain Controlled Amplifier：GCA）などの回路によって、アナログ電気信号116にアナログ信号処理を施してアナログ画像信号120を生成する。
【００２７】
A/D変換器24は、前処理部22から入力したアナログ画像信号120の信号レベルを所定の量子化レベルにより量子化してディジタル画像信号122に変換して出力する。
【００２８】
信号処理部28は、システム制御部14から供給される制御信号106に応じて、A/D変換部24から供給されるディジタル画像信号122にディジタル信号処理を施すもので、信号処理後のディジタル画像信号をメモリ32に記憶する。信号処理部28は、たとえばオフセット補正、ホワイトバランス補正、ガンマ補正および同時化処理などのディジタル信号処理をディジタル画像信号122に施すものでよい。信号処理部28は、本実施例ではとくに、スミア補正部30を有して、通常フレームを示すディジタル画像信号122をスミア補正処理する。
【００２９】
スミア補正部30は、システム制御部14から供給される制御信号106にスミアフレーム撮影を指示されて、スミアフレームを示すディジタル画像信号をメモリ32に一時記憶する。他方、スミア補正部30は、制御信号106に通常フレーム撮影を指示されて、通常フレームを示すディジタル画像信号からメモリ32に記憶しているスミアフレームを差し引いて、すなわち、通常フレームにおける各画素の信号レベルから、スミアフレームにおける対応する画素の信号レベルを減算してスミア補正する。スミア補正部30は、スミア補正後の通常フレームを示すディジタル画像信号をメモリ32に記憶する。
【００３０】
次に、この実施例における固体撮像装置10のスミア補正処理にかかる動作を、図２のタイミングチャートを参照しながら説明する。
【００３１】
図２では、タイミング発生器16が出力するタイミング信号108における垂直同期信号、駆動部18が出力する駆動信号116における垂直転送信号、駆動部18が出力する駆動信号116における読み出しパルス、および光学系20により撮像部22に露光する露光期間が示されている。また、図２では、各露光期間で蓄積された信号電荷に対応するデータ、このデータに対するスミア補正、およびスミア補正後のデータが示されている。
【００３２】
本装置10では、撮影モードが連写モードまたは動画モードであって、複数のフレームの撮影が順次実行され、３枚ごとにスミアフレームを撮影して、すなわち１枚のスミアフレーム撮影および２枚の通常フレーム撮影が繰り返される。このとき、フレーム制御部38では、まず、スミアフレームの撮影が指示されて、システム制御部14においてスミアフレーム撮影を指示する制御信号104および106が生成されてタイミング発生器16および信号処理部28に供給される。
【００３３】
タイミング発生器16では、とくに、この制御信号104に応じて、垂直同期信号を含んでスミアフレーム撮影を指示するタイミング信号108が生成されて駆動部18に供給される。また、駆動部18では、このタイミング信号108における垂直同期信号に応じて駆動信号114が生成されて光学系20に供給され、タイミング信号108に応じて垂直転送信号およびオフを示す読み出しパルスを含む駆動信号116が生成されて撮像部22に供給される。
【００３４】
このとき、撮像部22では、垂直同期信号および垂直転送信号に応じて、露光期間162の間、撮像面が露光される。その後、露光が終了しても、時刻t152では読み出しパルスがオフを示して各画素の信号電荷が読み出されずに、露光期間162に対応するスミアフレーム172を示すアナログ電気信号118が生成される。
【００３５】
このスミアフレーム172を示すアナログ電気信号118は、前処理部24およびA/D変換部26において処理されてディジタル画像信号122が生成され、スミアフレーム172を示すディジタル画像信号122は、信号処理部28に供給されて、スミアフレーム撮影を指示する制御信号106に応じて、メモリ32に一時記憶される。
【００３６】
次に、フレーム制御部38では、通常フレームの撮影が指示されて、システム制御部14において通常フレーム撮影を指示する制御信号104および106が生成されてタイミング発生器16および信号処理部28に供給される。以下では、通常フレーム撮影において、スミアフレーム撮影と異なる点を説明する。
【００３７】
タイミング発生器16では、制御信号104に応じて通常フレーム撮影を指示するタイミング信号108が生成されて駆動部18に供給される。また、駆動部18では、このタイミング信号108に応じてオンを示す読み出しパルスを含む駆動信号116が生成されて撮像部22に供給される。
【００３８】
このとき、撮像部22では、露光期間164の間、撮像面が露光される。その後、露光が終了すると、時刻t154でオンを示す読み出しパルスに応じて各画素の信号電荷が読み出されて、露光期間164に対応する１枚目の通常フレーム174を示すアナログ電気信号118が生成される。
【００３９】
この通常フレーム174を示すアナログ電気信号118は、前処理部24およびA/D変換部26において処理されてディジタル画像信号122が生成され、通常フレーム174を示すディジタル画像信号122は、信号処理部28に供給される。
【００４０】
この信号処理部28では、通常フレーム撮影を指示する制御信号106に応じて、スミア補正部30において、通常フレーム174がメモリ32に記憶されたスミアフレーム172を差し引かれて、その結果補正後データ182が生成されてメモリ32に記憶される。
【００４１】
次に、フレーム制御部38では、通常フレーム撮影が同様に指示されて、本装置10における通常フレーム撮影が繰り返され、撮像部22において、時刻t156で露光期間166に対応する２枚目の通常フレーム176が生成され、スミア補正部30において、通常フレーム176がスミアフレーム172を差し引かれて、その結果補正後データ184が生成されてメモリ32に記憶される。
【００４２】
次に、フレーム制御部38では、スミアフレーム撮影が同様に指示されて、本装置10では新たなスミアフレームの撮影に移行し、上記の動作が繰り返される。
【００４３】
このように、本実施例の本装置10は、連写モードおよび動画モードの撮影において、連続的に撮影する複数のフレームのすべてを使用者に示さなくとも、連続的に撮影する複数のフレームのうち、所定数Ｎ枚ごとにスミアフレームを撮影し、このスミアフレームを用いてこれに続く通常フレームをスミア補正することができる。
【００４４】
本実施例では、信号処理部28において、撮影した通常フレームおよびスミアフレームをメモリ32に記憶しておき、その後、スミアフレームから時間的に前後にある通常フレームをメモリ32から読み出して補間処理し、その結果をこのスミアフレーム位置における通常フレームとして生成してもよい。
【００４５】
また、本実施例では、フレーム選択制御部38は、複数のフレーム撮影において、所定数Ｎ枚ごとにスミアフレームの撮影を指示するが、所定の指示間隔ごとにスミアフレーム撮影を指示してもよく、たとえば、手ぶれ補正の限界時間である1/30秒以下の指示間隔であって、複数のフレーム撮影における所定の間隔に同期する指示間隔ごとにスミアフレーム撮影を指示してよい。
【００４６】
また、本実施例では、信号処理部28は、通常フレームを、そこから時間的に前方で得たスミアフレームを用いてスミア補正しているが、通常フレームをその後で撮影したスミアフレームを用いてスミア補正をしてもよい。このとき、信号処理部28は、まず撮影した通常フレームをメモリ32に格納して記憶しておき、その後にスミアフレームを撮影する。ここで、メモリ32から通常フレームを読み出し、この通常フレームを最新のスミアフレームを用いてスミア補正する。したがって、信号処理部28は、通常フレームをその前方および後方に拘らず、時間的に最も近いスミアフレームを用いてスミア補正することができる。
【００４７】
また、信号処理部28は、通常フレームおよびスミアフレームを撮影して画像メモリ32に格納しておき、複数のフレームのすべてを撮影した後で、画像メモリ32から通常フレームおよびスミアフレームを読み出してスミア補正してもよい。
【００４８】
他の実施例として、固体撮像装置10におけるフレーム制御部38は、通常フレーム撮影を所定の間隔ごとに指示する。たとえば、２つの連続する通常フレーム間を間隔期間と称すると、Ｎ枚の通常フレームの撮影に対してＮ−１だけ間隔期間がある。フレーム制御部38は、この実施例ではとくに、複数の間隔期間のいずれかの間隔期間において、１枚のスミアフレーム撮影を指示する。この実施例の信号処理部28は、この１枚のスミアフレームを用いて通常フレームすべてをスミア補正する。
【００４９】
次に、この実施例における固体撮像装置10のスミア補正処理にかかる動作を、図３のタイミングチャートを参照しながら説明する。
【００５０】
本装置10では、撮影モードが連写モードまたは動画モードであって、複数のフレームの撮影が順次実行され、複数の通常フレームの撮影に対して、ほぼ中間に当たる間隔期間において、スミアフレームの撮影をする。図３では、時刻t202、t204、t206およびt208で等間隔に行われる４枚の通常フレームの撮影に対して、２つ目の間隔期間における時刻t210でスミアフレームの撮影をする。
【００５１】
まず、この実施例のフレーム制御部38では、通常フレーム撮影が指示されて、本装置10では図２に示す実施例と同様にして、時刻t202で１枚目の通常フレームが撮影され、この１枚目の通常フレームは、メモリ32に記憶される。
【００５２】
次に、本装置10では、１枚目の通常フレームと同様にして時刻t204で２枚目の通常フレームが撮影されてメモリ32に記憶される。
【００５３】
この時刻t204の後で時刻t206の前に、本装置10では、図２に示す実施例と同様にして、時刻t210でスミアフレームが撮影されてメモリ32に記憶される。
【００５４】
ここで、信号処理部28では、１枚目の通常フレームがメモリ32から読み出され、時刻t210で撮影したスミアフレームを用いてスミア補正され、再度メモリ32に記憶される。また、同様にして、２枚目の通常フレームもスミア補正されてメモリ32に記憶される。
【００５５】
次に、本装置10では、時刻t206で３枚目の通常フレームが撮影され、時刻t210で撮影したスミアフレームを用いてスミア補正されてメモリ32に記憶される。さらに、時刻t208で４枚目の通常フレームが撮影され、同様にスミア補正されてメモリ32に記憶される。
【００５６】
このようにして、本実施例の本装置10では、連写モードおよび動画モードの撮影が終了する。
【００５７】
また、他の実施例として、固体撮像装置10におけるフレーム制御部38は、通常フレーム撮影を所定の間隔ごとに指示し、さらに所定数の間隔期間ごとにスミアフレーム撮影を指示する。この実施例の信号処理部28は、通常フレームをその後に撮影したスミアフレームを用いてスミア補正する。
【００５８】
次に、この実施例における固体撮像装置10のスミア補正処理にかかる動作を、図４のタイミングチャートを参照しながら説明する。
【００５９】
本装置10では、撮影モードが連写モードまたは動画モードであって、複数のフレームの撮影が順次実行され、図４では、時刻t302、t304、t306およびt308で等間隔に行われる４枚の通常フレームの撮影に対して、２つの間隔期間ごとに、時刻t310および時刻t312でスミアフレームの撮影をする。
【００６０】
まず、この実施例のフレーム制御部38では、通常フレーム撮影が指示されて、本装置10では図３に示す実施例と同様にして、時刻t302で１枚目の通常フレームが撮影されてメモリ32に記憶され、さらに、時刻t304で２枚目の通常フレームが撮影されてメモリ32に記憶される。
【００６１】
この時刻t304の後で時刻t306の前に、本装置10では、図３に示す実施例と同様にして、時刻t310でスミアフレームが撮影されてメモリ32に記憶される。
【００６２】
ここで、信号処理部28では、１枚目の通常フレームがメモリ32から読み出され、時刻t310で撮影したスミアフレームを用いてスミア補正され、再度メモリ32に記憶される。また、同様にして、２枚目の通常フレームもスミア補正されてメモリ32に記憶される。
【００６３】
次に、本装置10では、時刻t306で３枚目の通常フレームが撮影されてメモリ32に記憶され、さらに、時刻t308で４枚目の通常フレームが撮影されてメモリ32に記憶される。
【００６４】
この時刻t308の後で、本装置10では、上記と同様にして、時刻t312でスミアフレームが撮影されてメモリ32に記憶される。
【００６５】
ここで、信号処理部28では、３枚目の通常フレームがメモリ32から読み出され、時刻t312で撮影したスミアフレームを用いてスミア補正され、再度メモリ32に記憶される。また、同様にして、４枚目の通常フレームもスミア補正されてメモリ32に記憶される。
【００６６】
このようにして、本実施例の本装置10では、連写モードおよび動画モードの撮影が終了する。
【００６７】
また、この実施例において、フレーム選択制御部38は、複数のフレーム撮影において、所定数の間隔期間ごとにスミアフレームの撮影を指示するが、所定の指示間隔ごとにスミアフレーム撮影を指示してもよく、たとえば、手ぶれ補正の限界時間である1/30秒以下の指示間隔であって、複数の間隔期間に同期する指示間隔ごとにスミアフレーム撮影を指示してよい。
【００６８】
他の実施例として、固体撮像装置10は、スミアフレームを２つ以上撮影する場合、信号処理部28において、これらのスミアフレームすべてを平均化したスミアフレームを用いて、すべての通常フレームをスミア処理する。
【００６９】
次に、この実施例における固体撮像装置10のスミア補正処理にかかる動作を、図５のタイミングチャートを参照しながら説明する。
【００７０】
本装置10では、撮影モードが連写モードまたは動画モードであって、複数のフレームの撮影が順次実行され、３枚ごとにスミアフレームを撮影する。図５では、時刻t522でスミアフレームを撮影して時刻t502およびt504で通常フレームを撮影し、これらを繰り返して、時刻t524におけるスミアフレーム撮影ならびに時刻t506およびt508における通常フレーム撮影がなされ、時刻t526におけるスミアフレーム撮影ならびに時刻t510およびt512における通常フレーム撮影がなされる。
【００７１】
本実施例の信号処理部28において、時刻t522、t524およびt526で撮影されたスミアフレームは、メモリ32に格納されて記憶され、最後のスミアフレームの撮影が確認されたときに、メモリ32から読み出されて平均化される。
【００７２】
また、信号処理部28では、時刻t502、t504、t506、t508、t510およびt512で撮影した通常フレームは、平均化スミアフレームを用いてスミア補正されてメモリ32に記憶される。
【００７３】
他の実施例として、固体撮像装置10は、スミアフレームを２つ以上撮影する場合、２つのスミアフレームを最適化したスミアフレームを用いて、これら２つのスミアフレーム間における通常フレームをスミア処理する。
【００７４】
この実施例では、たとえば、図６に示すように、本装置10は、５枚の通常フレーム402、404、406、408および410を撮影し、これらの前方でスミアフレーム412を、後方でスミアフレーム414を撮影する。
【００７５】
また、この実施例の本装置10は、時刻t432でスミアフレーム412を撮影し、時刻t434でスミアフレーム434を撮影する。すなわち、本装置10では、時刻t432から時刻t434までの期間426ごとにスミアフレーム撮影を行う。
【００７６】
この実施例ではとくに、信号処理部28は、期間426の間で時間変化する係数432および434をメモリ32に格納して保持しておく。図６に示すように、この係数432は、前方のスミアフレームに係る右肩下がりの係数で、係数434は、後方のスミアフレームに係る右肩上がりの係数である。
【００７７】
信号処理部28は、図７に示すように、前方のスミアフレーム412および係数432を乗算器442で乗算し、後方のスミアフレーム414および係数434を乗算器444で乗算し、これらの乗算結果を加算器446で加算して、最適化なスミアフレームを生成する。さらに、信号処理部28は、減算器448にて通常フレーム402、404、406、408または410から加算器446の加算結果である最適化なスミアフレームを減算することによりスミア補正を行い、その結果、スミア補正後フレームを生成する。
【００７８】
他の実施例として、固体撮像装置10は、ISO感度などの複数の感度モードのいずれかを選択して撮影を行う場合、その選択の結果、高感度である場合にのみ、上記のさまざまな実施例によるスミア補正を行う。
【００７９】
次に、この実施例における固体撮像装置10の感度モード判定にかかる動作を、図８のフローチャートを参照しながら説明する。
【００８０】
まず、本装置10では、複数の感度モードのいずれかが選択されて、撮影が実行され、ここでは撮影モードとしては連写モードまたは動画モードで撮影が行われる（S602）。
【００８１】
次に、この実施例におけるフレーム制御部38では、たとえば、本装置10の感度モードを判定し、その結果、高感度であるか否かを判定し、たとえばISO感度が1600以上であるか否かを判定する（S604）。
【００８２】
ステップS604の判定の結果、高感度である場合にはステップS606に進み、それ以外の場合には、ステップS608に進む。
【００８３】
ステップS606において、フレーム制御部38では、通常フレームまたはスミアフレームの撮影を選択的に指示するように制御されて、上記のさまざまな実施例によるスミア補正が行われ、他方、ステップS608では、スミアフレーム撮影が行われずに、複数のフレームはすべて通常フレームで撮影されて、連写モードまたは動画モードの撮影が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明に係る固体撮像装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す実施例の固体撮像装置の動作手順を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明に係る固体撮像装置の他の実施例の動作手順を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明に係る固体撮像装置の他の実施例の動作手順を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明に係る固体撮像装置の他の実施例の動作手順を示すタイミングチャートである。
【図６】図６に示す実施例の固体撮像装置におけるスミア補正処理を概要的に示す図である。
【図７】本発明に係る固体撮像装置の他の実施例の動作手順を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明に係る固体撮像装置の他の実施例の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８５】
10  固体撮像装置
12  操作部
14  システム制御部
16  タイミング発生器
18  駆動部
20  光学系
22  撮像部
24  前処理部
26  A/D変換部
28  信号処理部
30  スミア補正部
32  メモリ
34  レンズ
36  メカニカルシャッタ
38  フレーム制御部
【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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