(57)【要約】  撮像素子によって撮像された画像データを画素毎にデジタル値に変換することにより得られるデジタル撮像信号が入力され、前記デジタル撮像信号に基づいて、撮像に用いられるパルスの位相を調整する自動位相調整装置であって、第１の画素領域内の複数の画素について、前記デジタル撮像信号の輝度を算出する輝度レベル検出部と、第２の画素領域内の複数の画素について、前記デジタル撮像信号の画素毎の信号ばらつきを示すばらつき値を算出するばらつき演算部と、前記輝度レベル検出部と、前記ばらつき演算部の演算結果に応じて、前記パルスの位相を調整するタイミング調整部と、を有する。
2007119483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子によって撮像された画像データを画素毎にデジタル値に変換することにより得られるデジタル撮像信号が入力され、前記デジタル撮像信号に基づいて、撮像に用いられるパルスの位相を調整する自動位相調整装置であって、
第１の画素領域内の複数の画素について、前記デジタル撮像信号の輝度を算出する輝度レベル検出部と、
第２の画素領域内の複数の画素について、前記デジタル撮像信号の画素毎の信号ばらつきを示すばらつき値を算出するばらつき演算部と、
前記輝度レベル検出部と、前記ばらつき演算部の演算結果に応じて、前記パルスの位相を調整するタイミング調整部と、を有することを特徴とする自動位相調整装置。
【請求項２】
前記輝度レベル検出部において算出される輝度とは、前記第１の画素領域内の前記デジタル撮像信号の信号レベルの平均値であることを特徴とする請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項３】
前記輝度レベル検出部は、前記第１の画素領域内の前記デジタル撮像信号のうち所定値以上の信号レベルを有する画素を除いて、前記デジタル撮像信号の平均値を求めることを特徴とする請求項２記載の自動位相調整装置。
【請求項４】
前記輝度レベル検出部において算出された輝度が所定値以下の場合には、補助光を使用することを特徴とする請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項５】
前記ばらつき演算部は、入射光を遮蔽した状態で、ばらつき値を算出することを特徴とする請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項６】
前記撮像素子のうち欠陥画素を検出する欠陥画素検出部をさらに有し、
前記輝度レベル検出部は、前記欠陥画素検出部によって検出された欠陥画素を除いて輝度を算出し、
前記ばらつき演算部は、前記欠陥画素検出部によって検出された欠陥画素を除いてばらつき値を算出することを特徴とする請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項７】
前記欠陥画素検出部によって検出された欠陥画素の位置を記憶する記憶手段をさらに有することを特徴とする請求項６記載の自動位相調整装置。
【請求項８】
撮像素子と、
前記撮像素子から出力された撮像信号について相関二重サンプリングを行うことにより画素毎の信号レベルを決定するＣＤＳと、
前記ＣＤＳから出力された撮像信号の振幅を調整するＡＧＣと、
前記ＡＧＣによって振幅が調整された撮像信号をデジタル値に変換してデジタル撮像信号とするＡＤ変換器と、
前記ＡＤ変換器によって変換されたデジタル撮像信号を入力とする請求項１記載の自動位相調整装置と、
請求項１記載の自動位相調整装置によって調整された位相に基づいて、撮像に用いられるパルスを生成するＴＧと、を有することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項９】
撮像素子から出力される撮像信号のレベルを検出するための第１のパルスと、相関二重サンプリングの基準となる信号レベルを検出するための第２のパルスと、ＡＤ変換器へ入力されるＡＤクロック信号とのうち、少なくとも１つの位相を調整するための位相調整方法であって、
前記第２のパルスと前記ＡＤクロック信号を初期値に固定した状態で、前記第１のパルスの位相を変化させ、輝度が最大となる第１の位相を検出するステップと、
検出された第１の位相を前記第１のパルスの位相として設定するステップとを備えたことを特徴とする位相調整方法。
【請求項１０】
前記第１のパルスの位相を設定された前記第１の位相に、前記ＡＤクロック信号を初期値に固定した状態で、前記第２のパルスの位相を変化させ、輝度の変化が少ない安定領域を検出するステップと、
検出された安定領域の中心を第２の位相とし、前記第２の位相を前記第２のパルスの位相として設定するステップと、をさらに備えたことを特徴とする請求項９記載の位相調整方法。
【請求項１１】
前記第１のパルスの位相を設定された前記第１の位相に、前記第２のパルスの位相を設定された第２の位相に固定し、かつ入射光を遮蔽した状態で、前記ＡＤクロック信号を変化させ、第３の位相を検出するステップと、
検出された第３の位相を前記ＡＤクロック信号の位相として設定するステップと、をさらに備えたことを特徴とする請求項１０記載の位相調整方法。
【請求項１２】
前記輝度とは、所定の画素領域内のデジタル撮像信号の信号レベルの平均値であることを特徴とする請求項１１記載の位相調整方法。
【請求項１３】
前記安定領域を検出するステップにおいて、第２のパルスの位相を変化させつつ、隣接位相の輝度の差分をとり、その差分が第１の閾値以下である場合には安定領域であると判断することを特徴とする請求項１２記載の位相調整方法。
【請求項１４】
前記安定領域が検出されなかった場合に、前記第１の閾値を増加させることを特徴とする請求項１３記載の位相調整方法。
【請求項１５】
前記第３の位相を検出するステップにおいて、前記ＡＤクロック信号の位相を変化させつつ、所定の画素領域内の信号レベルの分散を算出し、算出された分散が最小となる位相を第３の位相とすることを特徴とする請求項１１記載の位相調整方法。
【請求項１６】
前記第３の位相を検出するステップは、
前記ＡＤクロック信号の位相を変化させつつ、所定の画素領域内の信号レベルの分散を算出するステップと、
前記ＡＤクロック信号の位相を変化させつつ、所定の画素領域内の信号レベルの平均値である輝度を算出するステップと、を含み、
前記分散が最小である位相において、前記輝度と予め定められた期待値との差分が第２の閾値以下である場合に、前記分散が最小である位相を前記第３の位相とすることを特徴とする請求項１５記載の位相調整方法。
【請求項１７】
前記分散が最小である位相において、前記輝度と予め定められた期待値との差分が前記第２の閾値より大きい場合には、その次に分散が小さな位相において、前記輝度と前記予め定められた期待値との差分を、前記第２の閾値と比較し、
その差分が前記第２の閾値以下である場合には、前記その次に分散が小さな位相を前記第３の位相とすることを特徴とする請求項１６記載の位相調整方法。
【請求項１８】
前記第１のパルスの位相を変化させる範囲と、前記第２のパルスの位相を変化させる範囲と、前記ＡＤクロック信号の位相を変化させる範囲のうち少なくとも１つは、１周期より短い範囲に制限されていることを特徴とする請求項１１記載の位相調整方法。
【請求項１９】
前記第１の位相が設定されると、設定された前記第１の位相に基づいて、前記第２のパルスの位相を変化させる範囲と、前記ＡＤクロック信号の位相を変化させる範囲のうち少なくとも１つを、１周期より短い範囲に制限することを特徴とする請求項１８記載の位相調整方法。
【請求項２０】
以前に位相調整が行われたことがある場合には、調整された第１の位相、第２の位相、第３の位相を記憶させておき、記憶されている位相に基づいて、前記第１のパルスの位相を変化させる範囲と、前記第２のパルスの位相を変化させる範囲と、前記ＡＤクロック信号の位相を変化させる範囲のうち少なくとも１つを、１周期より短い範囲に制限することを特徴とする請求項１８記載の位相調整方法。
【請求項２１】
前記ばらつき値とは分散であることを特徴とする請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項２２】
さらに、所定の信号の分布を演算するヒストグラム演算部を備えることを特徴とする、請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項２３】
前記所定の信号とは、撮像素子から出力されるＲ信号、Ｇｒ信号、Ｂ信号、Ｇｂ信号、Ｇｂ信号とＧｒ信号を平均したもの、撮像素子から出力される信号から生成した輝度レベル、撮像素子のデータに画像処理を実施した後の輝度レベルまたはＲ成分またはＧ成分またはＢ成分のうち、少なくとも一つ以上を選択できることを特徴とする請求項２２記載の自動調整装置。
【請求項２４】
前記ばらつき演算部は、前記ヒストグラム演算部から出力される分布データを基に演算を行うことを特徴とする、請求項２３記載の自動位相調整装置。
【請求項２５】
前記輝度レベル検出部はヒストグラム演算部から出力される分布データを基に演算を行うことを特徴とする、請求項２３に記載の自動位相調整装置。
【請求項２６】
前記ヒストグラム演算部は、ヒストグラム演算に指定する画素領域が可変であることを特徴とする請求項２２記載の自動位相調整装置。
【請求項２７】
前記ヒストグラム演算部は、ヒストグラムを演算するデータ範囲および区間の分割数が可変であることを特徴とする請求項２２記載の自動位相調整装置。
【請求項２８】
前記ばらつき演算部および輝度レベル検出部は、前記ヒストグラム演算部のパラメータを自動調整に適した値に変更し、自動調整を行うことを特徴とした、請求項２６記載の自動位相調整装置。
【請求項２９】
前記ばらつき演算部および輝度レベル検出部は、前記ヒストグラム演算部のパラメータを自動調整に適した値に変更し、自動調整を行うことを特徴とした、請求項２７記載の自動位相調整装置。
【請求項３０】
さらに、指定した画素領域内における所定のデータを積算または平均した結果を出力するブロックメモリを備えることを特徴とする、請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項３１】
前記所定のデータとは、撮像素子から出力される画素の色別のデータを指し、少なくとも一つ以上を選択して出力できることを特徴とする請求項３０記載の自動位相調整装置。
【請求項３２】
前記ばらつき演算部はブロックメモリの出力結果を基に演算を行うことを特徴とする、請求項３１記載の自動位相調整装置。
【請求項３３】
前記輝度レベル検出部はブロックメモリの出力結果を基に演算を行うことを特徴とする、請求項３１に記載の自動位相調整装置。
【請求項３４】
指定した画素領域の画素データが第１の閾値以上の個数と第２の閾値以下の個数をそれぞれカウントして出力する閾値検出部を備え、前記分散演算部は閾値検出部から出力されるカウント値を基に演算を行うことを特徴とする請求項１に記載の自動位相調整装置。
【請求項３５】
さらに、指定画素領域の周波数成分を検波する周波数検波部を備えることを特徴とする請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項３６】
前記ばらつき演算部は前記周波数検波部から出力される周波数成分情報を基に演算を行うことを特徴とする請求項３５に記載の自動位相調整装置。
【請求項３７】
前記周波数検波部の出力をもとに、画像の低周波領域を検索し、その低周波領域を前記第１の画素領域に指定し、位相調整を行うことを特徴とする請求項３５記載の自動位相調整装置。
【請求項３８】
前記ばらつき演算部をハードウエア回路として構成することを特徴とする請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項３９】
画像データ取り込み中は、前記輝度レベル検出部、前記ばらつき演算部、前記タイミング調整部への供給クロックを停止することを特徴とする請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項４０】
画像取り込み以外のタイミングでは、撮像素子制御信号を生成する垂直転送ドライバへの供給電源を停止することを特徴とする請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項４１】
前記撮像素子を交換した場合に、
第１のパルスと、第２のパルスと、ＡＤクロック信号とのうち、少なくとも１つの位相を調整することを特徴とする請求項１１記載の位相調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラにおける撮像に用いるパルスの位相（タイミング）調整を行う自動位相調整装置、およびこの自動位相調整装置が組み込まれたデジタルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ（デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付き携帯等）は、ＣＣＤやＭＯＳセンサーといった撮像素子によって撮像されたアナログ撮像信号をデジタル撮像信号へと変換し、所定の処理を加えた上で記録するカメラである。撮像素子によって被写体を撮像するためには、撮像素子を駆動するパルスや信号レベルを検出するパルスなどが必要である。これらのパルスの位相（タイミング）については、製造に起因したばらつきもあるためにハードウェア設計時に調整することが難しい。そのため製造後に技術者が位相調整を行い、調整された位相を示す情報を記憶領域に格納することによって位相が設定されることが一般的である。【０００３】
なお、本発明に関連する先行技術文献としては特許文献１があり、特許文献１では、露光時間を最小として画像を取込み、ノイズ成分が最小となる、すなわち高周波成分が最小となるように位相を調整している。
【特許文献１】特開２００５−１５１０８１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、デジタルカメラの製造において、撮像素子のパルスの位相は製造後に調整を行い、同じ製造工程のデジタルカメラについては全てその情報を設定していた。しかし、この調整方法では撮像素子の特性ばらつきに対応できないため、特性ばらつきによる撮像信号のばらつきにより、最適ポイントからずれてしまい、最大信号レベルが得られないことや、Ｓ／Ｎ比が悪くなることがある。【０００５】
近年、特に医療用カメラなどの領域においては、デジタルカメラ製造後に撮像素子の交換を行う可能性が出てきている。撮像素子が異なると、当然に、それを駆動するパルスの位相も異なることになるため、位相を再調整することとなる。さらに、撮像素子と信号処理装置とを接続しているケーブルにおいても信号遅延が発生するため、ケーブルの交換などにより遅延量が変わると、位相の再調整が必要となる。しかしながら、技術者が位相を再調整していたのでは容易に撮像素子または接続ケーブルを交換することが難しい。【０００６】
また、特許文献１の方法では調整対象とするパルスの特性は考慮せず、複数のパルスに対して全て同じ方法により最適位相を求めているため、精度があまり高くない。【０００７】
本願発明は上記に鑑みて為された発明であり、人手による再調整なく自動で、かつ高精度に、撮像に用いられるパルスの位相を調整することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の自動位相調整装置は、撮像素子によって撮像された画像データを画素毎にデジタル値に変換して得られるデジタル撮像信号が入力され、前記デジタル撮像信号に基づいて、撮像に用いられるパルスの位相を調整する位相自動調整装置であって、第１の画素領域内の複数の画素について、前記デジタル撮像信号の輝度を算出する輝度レベル検出部と、第２の画素領域内の複数の画素について、前記デジタル撮像信号の画素毎の信号ばらつきを示すばらつき値を算出するばらつき演算部と、前記輝度レベル検出部と、前記ばらつき演算部の演算結果に応じて、前記パルスの位相を調整するタイミング調整部と、を有することを特徴とする。【０００９】
また、本発明の位相調整方法は、撮像素子から出力される撮像信号のレベルを検出するための第１のパルスと、相関二重サンプリングの基準となる信号レベルを検出するための第２のパルスと、ＡＤ変換器へ入力されるＡＤクロック信号のうち、少なくとも１つの位相を調整するための位相調整方法であって、前記第２のパルスと前記ＡＤクロック信号を初期値に固定した状態で、前記第１のパルスの位相を変化させ、輝度が最大となる第１の位相を検出するステップと、検出された第１の位相を前記第１のパルスの位相として設定するステップとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、撮像に用いるためにＴＧ（タイミングジェネレータ）から出力されるパルス（ＤＳ１、ＤＳ２、ＡＤＣＬＫ）の各位相を自動で調整することが可能となる。したがって、撮像素子自体を交換した場合や、外的要因（温度、電圧変化等）、経年劣化によって撮像素子の特性が変化した場合、撮像素子から信号処理部までの信号遅延量が変化した場合に、ＴＧから出力されるパルスの位相を自動調整することが可能となる。また、製造工程においては、撮像素子の固体ばらつきに応じてパルスの位相を最適な状態に自動調整することが可能となる。【００１１】
また、各パルスの特性を考慮した上で個別の方法でパルスの位相を調整することで、高精度な自動調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のデジタルカメラの全体構成図
【図２】撮像素子から出力される信号成分を時系列で表した図
【図３Ａ】本発明における位相調整の全体フローチャート
【図３Ｂ】本発明における調整時の各パルスの設定値を示す表
【図４】本発明においてＤＳ２の位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャート
【図５】本発明におけるＤＳ２の位相調整の詳細フローチャート
【図６】本発明においてＤＳ１の位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャート
【図７】本発明におけるＤＳ１の位相調整の詳細フローチャート
【図８Ａ】本発明においてＡＤＣＬＫの位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャート
【図８Ｂ】図８ＡのＳ部拡大図
【図９】本発明におけるＡＤＣＬＫの位相調整の詳細フローチャート
【図１０】本発明の改変例１におけるデジタルカメラの全体構成図
【図１１Ａ】信号品質が悪い場合に撮像素子から出力される信号成分を時系列で表した図
【図１１Ｂ】図１１ＡのＦ部拡大図
【図１２】位相調整の調整範囲の説明図
【図１３】ＤＳ２を用いてなるＤＳ１とＡＤＣＬＫの最適位置の予測図
【図１４】本発明の改変例５におけるデジタルカメラの全体構成図
【図１５Ａ】本発明の改変例５におけるヒストグラムの出力結果を示す図
【図１５Ｂ】本発明の改変例５におけるヒストグラムの出力結果を示す図
【図１５Ｃ】本発明の改変例５におけるヒストグラムの出力結果を示す図
【図１６】本発明の改変例６におけるデジタルカメラの全体構成図
【図１７】本発明の改変例６におけるブロックメモリの出力結果を示す図
【図１８】本発明の改変例７におけるデジタルカメラの全体構成図
【図１９Ａ】本発明の改変例７における閾値検出部の出力結果を示す図
【図１９Ｂ】本発明の改変例７における閾値検出部の出力結果を示す図
【図２０】本発明の改変例８におけるデジタルカメラの全体構成図
【符号の説明】
【００１３】
１０１  撮像素子
１０２  ＣＤＳ
１０３  ＡＧＣ
１０４  ＡＤＣ（ＡＤ変換器）
１０５  垂直ドライバ
１０６  ＴＧ
１０７  アナログフロントエンド
１０８  分散演算部（ばらつき演算部）
１０９  輝度レベル検出部
１１０  タイミング調整部
１１１  ＤＳＰ
１１２  光学レンズ
１１３  欠陥画素検出部
１１４  記憶部
１１５  欠陥画素アドレス
１１６  ヒストグラム演算部
１１７  ヒストグラム演算結果
１１８  ブロックメモリ回路
１１９  ブロックメモリ出力結果
１２０  閾値検出部
１２１  閾値検出結果
１２２  ＡＦ用周波数成分検波回路（周波数検波部）
１２３  周波数成分
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下で説明する実施の形態はあくまで一例であり、後述する改変例を含めて、様々な改変を行うことが可能である。【００１５】
（装置構成）
図１は本実施の形態におけるデジタルカメラの全体構成を示す図である。本実施の形態におけるデジタルカメラは、被写体像を撮像素子１０１上に集光するための光学レンズ１１２、光学レンズ１１２によって集光された被写体像を撮像する撮像素子１０１（以下はＣＣＤを例に説明）、撮像素子１０１から出力される撮像信号（画像データ）に所定の処理を加えてデジタル撮像信号に変換するアナログフロントエンド１０７、アナログフロントエンド１０７から出力されるデジタル撮像信号に所定の処理（色補正、ＹＣ処理、等）を加えて映像信号を生成するＤＳＰ１１１を備えている。撮像素子１０１は複数の画素を有しており、これらの複数の画素は被写体の撮像に用いられる有効画素領域、および有効画素領域の周辺に遮光された状態で配置され、ＯＢ（Optical Black）レベルの検出に用いられるＯＢ画素領域とから構成されている。【００１６】
さらにアナログフロントエンド１０７は、撮像素子１０１から出力されるアナログ撮像信号の信号レベルを確定するために相関二重サンプリングを行うＣＤＳ（Correlated Double Sampling）１０２、ＣＤＳ１０２から出力される信号を調整可能なゲインで増幅するＡＧＣ（Automatic Gain Control）１０３、ＡＧＣ１０３によって増幅された信号をデジタル撮像信号へと変換するＡＤ変換器（Analog Digital Converter）１０４、撮像に用いるためのパルスを生成するＴＧ（Timing Generator）１０６、ＴＧ１０６によって生成されたパルスを撮像素子１０１へと出力するための垂直ドライバ１０５を備えている。【００１７】
また、ＤＳＰ１１１は、本願発明に特徴的な構成要素として、画素毎の信号レベルの分散を演算することが可能なばらつき演算部としての分散演算部１０８、所定の領域内の画素の信号レベルの平均値を求めることにより輝度を検出する輝度レベル検出部１０９、及びこれら分散演算部１０８と輝度レベル検出部１０９の演算・検出結果に基づいて、ＴＧ１０６が生成するパルスの位相（タイミング）調整を行うタイミング調整部１１０を有している。また、撮像素子１０１から出力された信号は図示しないメモリ（ＳＤＲＡＭ）に格納されるものである。分散演算部１０８、輝度レベル検出部１０９は、ＳＤＲＡＭから各画素のデータを読み出し、その信号を基に演算を行っている。【００１８】
（撮像素子から出力される信号成分）
図２は、撮像素子１０１から出力される信号成分を時系列で表した図である。図２に示すように、アナログ撮像信号はリセット期間２０１、基準期間２０２、信号期間２０３とから構成されている。【００１９】
リセット期間２０１は撮像素子１０１をリセットするのに用いられる期間である。基準期間２０２は撮像素子１０１から基準電圧が出力される期間であり、ＣＤＳ１０２において相関二重サンプリングを行う際の基準となる信号を検出する期間である。信号期間２０３は信号電圧が出力される期間であり、信号期間２０３においてピークとなる信号電圧と基準期間２０２における基準電圧とをサンプリングし、差分をとることによってアナログ撮像信号の信号レベル２０４を得ることが可能となる。なお、図２では図中の下方向を信号成分が正の方向として規定している。【００２０】
（全体フローチャート）
図３Ａは本実施の形態における、各パルスの位相調整の全体フローチャートを示している。この位相調整は主に分散演算部１０８、輝度レベル検出部１０９、タイミング調整部１１０によって行われる。調整対象となるパルスはＤＳ２、ＤＳ１、ＡＤＣＬＫとなっている。ＤＳ２とは信号期間２０３においてピークとなる信号成分をサンプリングするためのパルスである。したがって、撮像素子１０１から出力される信号成分がピークとなるときに立ち上がりエッジがくるように位相調整されることが望ましい。ＤＳ１とは相関二重サンプリングで基準となる信号成分をサンプリングするためのパルスである。したがって、基準期間の中心において立ち上がりエッジがくるように位相調整されることが望ましい。ここで、ＣＤＳ１０２によって求められる信号レベルとはＤＳ２の立ち上がりにおけるピークの信号成分と、ＤＳ１の立ち上がりによって定まる基準期間内の信号成分との差分に他ならない。ＡＤＣＬＫはＡＤＣ１０４へ供給されるクロック信号であり、ＡＤＣ１０４から出力される信号の出力タイミングを決定付けるパルスである。そのため、ＡＤＣＬＫの位相が適当でないとアナログへのキックバックはもちろん、データのミスラッチが生じ、ＡＤ変換結果がばらついてしまう。したがって、ＡＤＣＬＫはＡＤ変換結果がばらつかないように位相調整されることが望ましい。ここで、ＡＤＣＬＫはＡＤ変換処理のタイミング信号を指す場合もあるが、本発明においてＡＤ変換処理のタイミングについては調整する必要がないものとする。【００２１】
本発明においては、まずＤＳ１、ＡＤＣＬＫを予め定められた初期値に固定したうえで、ＤＳ２の位相を初期値からずらしながら、ＤＳ２を決定するのに必要となるデータを測定する（Ｓ３０１）。次にそのデータを評価することによって、ＤＳ２としての最適な位相を決定する（Ｓ３０２）。ＤＳ２が決定されると、ＤＳ２を決定された最適値、ＡＤＣＬＫは初期値に固定したままで、ＤＳ１の位相を初期値からずらしながらＤＳ１を決定するのに必要となるデータを測定する（Ｓ３０３）。次にそのデータを評価することによって、ＤＳ１として最適な位相を決定する（Ｓ３０４）。ＤＳ１、ＤＳ２が決定されると、これらを最適値に固定したうえで、ＡＤＣＬＫの位相を初期値からずらしながらＡＤＣＬＫを決定するのに必要となるデータを測定する（Ｓ３０５）。次にそのデータを評価することによって、ＡＤＣＬＫとして最適な位相を決定する（Ｓ３０６）。ＤＳ１、ＤＳ２、ＡＤＣＬＫの最適な位相が決定されると、決定された最適な位相に関する情報をＴＧ１０６内のレジスタに設定することによって（Ｓ３０７）、最適な位相でパルスが発生される。【００２２】
調整時の各パルスの位相は図３Ｂの表に示すように遷移する。調整ステップＳ３０２では、ＤＳ１とＡＤＣＬＫは予め定められた初期値に固定され、調整対象パルスであるＤＳ２のみ変化する。調整ステップＳ３０４では、ＤＳ２はＳ３０３で決定された最適値に、ＡＤＣＬＫは初期値のまま固定され、ＤＳ１のみ変化する。調整ステップＳ３０６では、ＤＳ１、ＤＳ２は既に決定されている最適値が設定され、ＡＤＣＬＫのみが変化し、調整ステップＳ３０７では全てのパルスが最適値となる。【００２３】
次に各ステップの詳細について説明を行う。【００２４】
（ＤＳ２の調整）
図４、図５を用いてＤＳ２の位相調整について説明を行う。図４はＤＳ２の位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャートを示す図である。図５はＤＳ２の位相調整の詳細を示すフローチャートを示す図であり、図３ＡのＳ３０１とＳ３０２に対応している。【００２５】
図４において４０１は撮像素子出力信号を、４０３は輝度信号を示している。ここでＤＳ２の位相調整における輝度とは、撮像素子１０１の有効画素領域の部分領域、または全域（ＤＳ２検出領域と称す）における各画素の信号レベルの平均値として定義される。撮像素子出力信号４０１が図のように示されるとき、ＤＳ１、ＡＤＣＬＫを固定してＤＳ２を図中の４０２のようにずらしていくと輝度信号４０３はピークを持った凸形状で現れる。この輝度信号４０３が最も大きくなった場合の位相をＤＳ２の最適となる位相として決定する。ここで、画像データにおける画素毎の信号レベルとは、前述したように、ＤＳ２によって決定される信号成分のピーク値とＤＳ１によって決定される基準となる信号成分との差分である。したがって、ＤＳ２における信号成分とＤＳ１における信号成分が逆転している箇所では差分がマイナスとなるが、この例では信号レベルにマイナスは定義されていないので、図中においては０となっている。【００２６】
図５を用いてさらに詳細に説明する。まずＳ５０１において、輝度の最大値の初期値を定義する。輝度の最大値の初期値としては一定以上の大きさの信号成分があればすぐに更新される程度の小さな値を設定しておく。次にＳ５０２において、ＤＳ１、ＡＤＣＬＫを初期値とし、またＤＳ２はＤＳ１の初期値よりも少しだけ時系列が遅い点を初期値として、撮像素子１０１によって撮像された画像データを取り込む。次にＳ５０３において、取り込まれた画像データのＤＳ２検出領域内の輝度を算出する。すなわち、ＤＳ２検出領域内の各画素の信号レベルの平均値を算出する。ここで、信号レベルが所定の値以上の画素については、その画素が飽和しているものと考えられるので、その画素を除いてサンプリングを行うと良い。Ｓ５０３の処理は輝度レベル検出部１０９において行われる。次にＳ５０４において、算出された輝度を現在までの輝度の最大値と比較する。比較の結果、算出された輝度の方が大きい場合は、Ｓ５０５において、現在の最大値として設定する。現在までの輝度の最大値の方が大きい場合には輝度の最大値の更新は行わない。Ｓ５０４とＳ５０５の処理はタイミング調整部１１０によって行われる。次にＳ５０６において、ＤＳ１とＡＤＣＬＫを固定したまま、ＤＳ２の位相を１ステップ後へずらすようタイミング調整部１１０からＴＧ１０６に対して命令を送る。位相を１ステップずらすと、再度Ｓ５０２〜Ｓ５０６の処理を行い、輝度の最大値を比較する。この処理を１周期間繰り返して行い、輝度が最大となったときの位相を最適なＤＳ２として決定する。【００２７】
（ＤＳ１の調整）
図６、図７を用いてＤＳ１の位相調整について説明を行う。図６はＤＳ１の位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャートを示す図である。図７はＤＳ１の位相調整の詳細を示すフローチャートを示す図であり、図３ＡのＳ３０３とＳ３０４に対応している。【００２８】
図６において６０１は撮像素子出力信号を、６０３は輝度信号を示している。ＤＳ１の位相調整においても、輝度とは撮像素子１０１の有効画素領域の部分領域、または全域（ＤＳ１検出領域と称す）における各画素の信号レベルの平均値として定義される。撮像素子出力信号６０１が図のように示されるとき、ＤＳ２、ＡＤＣＬＫを固定してＤＳ１を初期値から図中の６０２のようにずらしていくと、輝度信号６０３は急峻に減少した後、基準期間においてほぼ一定となり、再び減少してＤＳ２と一致する点で０となる。この輝度信号６０３がほぼ一定となった区間（安定領域と称す）の中心に立ち上がりエッジがくるように、ＤＳ１の位相の最適値が決定される。【００２９】
図７を用いてさらに詳細に説明する。まずＳ７０１において、ＤＳ１、ＡＤＣＬＫを初期値として、ＤＳ２を前述した調整方法によって決定された最適値として、撮像素子１０１によって撮像された画像データを取り込む。次にＳ７０２において、取り込まれた画像データのＤＳ１検出領域内の輝度を算出する。すなわち、ＤＳ１検出領域内の各画素の信号レベルの平均値を算出する。ここで、信号レベルが所定の値以上の画素については、その画素が飽和しているものと考えられるので、その画素を除いてサンプリングを行うと良い。Ｓ７０２の処理は輝度レベル検出部１０９において行われる。次にＳ７０３において、ＤＳ２とＡＤＣＬＫを固定したまま、ＤＳ１の位相を１ステップ後へずらす。そして、Ｓ７０４において、撮像素子１０１によって撮像された画像データを取り込み、Ｓ７０５において取り込まれた画像データのＤＳ１検出領域内の輝度を算出する。次にＳ７０６において、１ステップ前のＤＳ１の位相で取り込まれた画像データから算出された輝度と、現在の位相で検出された画像データから算出された輝度との差分をとり、この差分が所定の閾値以下であるかどうかを判定する。差分が所定の閾値以下であった場合には、Ｓ７０７において、現在の位相は安定領域内にあると判断する。次にＳ７０８において、ＤＳ２とＡＤＣＬＫを固定したまま、ＤＳ１の位相を１ステップ後へずらす。位相を１ステップずらすと、再度、Ｓ７０４〜Ｓ７０８の処理を行い、ずらした位相が安定領域内であるかどうかを判断する。この処理を１周期間繰り返して行い、安定領域がどの位相からどの位相までであるかを判断する。最終的には、Ｓ７０９において、安定領域と判断された位相の中央値をＤＳ１の最適値として決定する。安定領域の最終的な判断において、安定領域と判断された位相が不連続な２区間以上存在する場合には、短い区間を無視する、あるいは安定領域と判断された位相が最も長く連続した区間を安定領域と判断しても良い。【００３０】
なお、ノイズ成分が大きい場合には、２画素の差分のみでは安定領域を誤って検出する、あるいは検出できない可能性がある。そのような場合には、例えば、フィルタ演算等を用いることにより、３つ以上の位相における輝度の平均値と現在の位相における輝度の平均値との差分を算出して、閾値と比較しても良い。あるいは、３つ以上の位相における輝度の分散を算出して、閾値と比較しても良い。【００３１】
また、ＤＳ１、ＤＳ２の各調整フローチャートで用いられるＤＳ１の初期値は同一であっても異なるものであっても構わない。例えば、ＤＳ２調整フローチャートにおけるＤＳ１の初期としては、設計仕様から予想される基準期間近辺となるように設定する一方、ＤＳ１調整フローチャートで最初の画像データを取り込むＤＳ１の初期値は、輝度信号の急峻な現象を検出するために、リセット期間内となるように設定され得る。【００３２】
（ＡＤＣＬＫの調整）
図８、図９を用いてＡＤＣＬＫの調整について説明を行う。図８はＡＤＣＬＫの位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャートを示す図である。図９はＡＤＣＬＫの位相調整の詳細を示すフローチャートを示す図であり、図３のＳ３０５とＳ３０６に対応している。【００３３】
図８において８０１は撮像素子出力信号を、８０３は分散を示している。分散とは、この例では、撮像素子１０１を遮光した状態において、有効画素領域または／およびＯＢ画素領域の、部分領域または全域（ＡＤＣＬＫ検出領域と称す）における各画素の信号レベルの分散として定義される。すなわち、分散とは各画素の信号レベルがどの程度ばらついているかを示す値であり、理想的な状況では一定となる遮光状態の信号を使用するのが効果的である。したがって、分散が小さくなるようにＡＤＣＬＫは設定される必要がある。なお、輝度を算出する画素領域と分散を算出する画素領域とは同じでも異なっていても構わない。撮像素子出力信号８０１が図のように示されるとき、ＤＳ１、ＤＳ２を最適値に固定してＡＤＣＬＫを初期値から図中の８０２のようにずらしていくと、分散は図中の８０３のような凹形状となる。この分散８０３が最も小さな値となるようにＡＤＣＬＫの位相は決定されるべきであるが、何らかの要因によって誤った位置で分散が最小となる可能性がある。したがって、分散８０３が最小と判断された位相において、ＡＤＣＬＫ検出領域内の輝度を所定の期待値と比較する。ＯＢ画素領域は遮光されているために、設計仕様におけるＤＣオフセットとしての期待値が存在する。ＡＤＣＬＫ検出領域内の輝度がこの期待値とかけ離れている場合には、ＡＤＣＬＫが最適であるとはいえない。したがって、分散８０３が最小と判断された位相において、輝度と所定の期待値との差分が一定の閾値以下である場合には、その位相をＡＤＣＬＫの最適値であるとして決定する。しかし、輝度と所定の期待値との差分が一定の閾値より大きい場合には、分散８０３がその次に小さな位相において、輝度と所定の期待値との差分が一定の閾値以下であるかを判断することになる。以上を繰り返すことにより、ＡＤＣＬＫの最小値は決定される。【００３４】
なお、撮像素子１０１を遮光する方法としては、メカシャッタを閉じることによって入射光を遮蔽することが考えられる。ＯＢ画素領域をＡＤＣＬＫ検出領域とする場合は、最初から遮光された状態であるために、メカシャッタを閉じる必要は必ずしもない。【００３５】
図９を用いてさらに詳細に説明する。ステップＳ９０１において、メカシャッタを閉じることによって入射光を遮蔽する。ＯＢ画素領域をＡＤＣＬＫ検出領域とする場合にはこのステップは必要ない。次にステップＳ９０２において、ノイズ成分のみを増幅させるためにアナログゲインを上げる。次にステップＳ９０３において、ＤＳ１、ＤＳ２を決定された最適値に設定し、ＡＤＣＬＫを初期値として、撮像素子１０１によって撮像された画像データを取り込む。次にＳ９０４において、取り込まれた画像データのＡＤＣＬＫ検出領域内の輝度を算出する。すなわち、ＡＤＣＬＫ検出領域内の各画素の信号レベルの平均値を算出する。Ｓ９０４の処理は輝度レベル検出部１０９において行われる。次にＳ９０５において、ＤＳ１とＤＳ２を固定したまま、ＡＤＣＬＫの位相を１ステップ後へずらす。位相を１ステップずらすと、再度、Ｓ９０３〜Ｓ９０４の処理を行い、１周期間これを繰り返して位相毎の輝度を算出する。算出された輝度は一旦メモリに格納される。次にＳ９０６において、ＤＳ１、ＤＳ２を決定された最適値に設定し、ＡＤＣＬＫを初期値として、撮像素子１０１によって撮像された画像データを再度取り込む。次にＳ９０７において、取り込まれた画像データのＡＤＣＬＫ検出領域内の分散σ（ｎ）を計算する。ｎは任意の正数であり、１周期内において設定可能な位相状態の数を表す。すなわち、ＡＤＣＬＫ検出領域内の各画素の信号レベルの分散を算出する。Ｓ９０７の処理は分散演算部１０８において行われる。次にＳ９０８において、ＤＳ１とＤＳ２を固定したまま、ＡＤＣＬＫの位相を１ステップ後へずらす。位相を１ステップずらすと、再度、Ｓ９０６〜Ｓ９０７の処理を行い、１周期間これを繰り返して位相毎の分散を算出する。算出された分散は一旦メモリに格納される。なお、この説明では輝度の分布と分散の分布は異なる画像取り込みで行っているが、１回の画像取り込みで双方を演算することも可能である。【００３６】
これまでの処理によって、輝度と分散の位相毎の分布がメモリに格納されたことになる。次にこのメモリに格納されたデータを用いて、最適なＡＤＣＬＫを求めていく。まず、ステップＳ９０９において、最初の位相の分散σ（１）を最小値σ（ｍｉｎ）として設定する。次にステップＳ９１０において、２番目以降の位相の分散をσ（ｎ）として、σ（ｍｉｎ）との比較を行う。σ（ｎ）の方が小さい場合には、ステップＳ９１１において、σ（ｎ）を新たな最小値σ（ｍｉｎ）とする。Ｓ９１０の処理を最後の位相まで繰り返すことにより、分散が最小となる位相が求められる。次にステップＳ９１２において、最小値となった位相における輝度と設計仕様によって定まるその期待値との差分が所定の閾値以下であるかどうかが判断される。所定の閾値以内に収まっている場合には、Ｓ９１４において、そのときの位相をＡＤＣＬＫの最適な位相として決定する。所定の閾値より大きくなった場合には、σ（ｍｉｎ）となる位相の次に分散の小さかった位相について、Ｓ９１３の処理を行う。最適な位相が決定されるまでＳ９１２、Ｓ９１３の処理は繰り返される。【００３７】
これまで説明してきた方法によって、ＤＳ１、ＤＳ２、ＡＤＣＬＫの各位相を自動で調整することが可能となる。したがって、撮像素子自体を交換した場合や、外的要因（温度、経年劣化等）によって撮像素子の特性が変化した場合に、ＴＧ１０６から出力されるパルスの位相を自動調整することが可能となる。しかも各パルスの特性を考慮した上で個別の方法でパルスの位相を調整しているので、高精度な自動調整が可能となる。【００３８】
なお、本発明の特徴となる構成要素である分散演算部１０８、輝度レベル検出部１０９、タイミング調整部１１０はハードウェアとして回路で構成することも可能であるし、マイコンを用いてソフトウェアで実現することも可能である。分散演算部１０８、輝度レベル検出部１０９をハードウェア回路で構成することでＣＰＵ負荷をかけずに実現することができる。調整フローチャートにおいても、図３に示した手順に則る必要はなく変更可能である。【００３９】
その他にも、これまで述べてきた実施の形態はあくまで一例に過ぎず、以下で説明する主な改変例以外にも様々な改変が可能であることは言うまでもない。【００４０】
（改変例１）
図１０は、欠陥画素についてはパルスの自動調整に利用しないようにした改変例におけるデジタルカメラの全体構成を示す図である。本改変例においては、欠陥画素検出部１１３と記憶部１１４を設けている点が特徴的である。なお、１１５は欠陥画素アドレスである。【００４１】
ＣＣＤやＭＯＳセンサーといった撮像素子１０１は製造に起因した欠陥画素を有している場合が多い。このような欠陥画素では入射光の光量によらず信号レベルが最大値か最小値近辺に固定されていることが多い。したがって、欠陥画素の値は仮に各パルスの検出領域内にあったとしても、位相調整には使用しないようにすることが望ましい。本改変例では、欠陥画素検出部１１３において欠陥画素を検出し、その欠陥画素のアドレスを予め記憶部１１４に記憶しておく。このようにすることにより、欠陥画素を位相調整に使用しないようにすることができ、位相調整の精度が向上する。【００４２】
欠陥画素の検出手段には様々な方法があり、例えば、デジタルカメラ起動時にメカシャッタを閉じた状態で一定時間の電荷の蓄積を行い、信号レベルが所定の閾値以上となっている画素を欠陥画素として検出する方法がある。なお、記憶部１１４は欠陥画素のアドレスを全て保持できるように構成する必要はなく、所定個数の欠陥画素のアドレスを記憶できるように構成しておけば良い。【００４３】
（改変例２）
ＤＳ１の設定においては、隣接画素との差分が所定の閾値以下である領域を安定領域として、その安定領域の中心にＤＳ１の立ち上がりエッジがくるようにパルス位相調整を行った。しかしながら、図１１に示すように、信号品質が低い場合には、安定領域となる位相期間を検出できない可能性がある。そのような場合であっても、信号成分の傾きが比較的小さな領域を擬似的に安定領域とみなすことができる。そのために改変例２においては、安定領域が検出できなかった場合には、閾値の値を増加させることで、信号成分が一定の傾きを持っている領域であっても擬似的な安定領域として検出するようにする。そのような擬似的な安定領域がある程度の長さ続く場合には、その中心に立ち上がりエッジがくるようにＤＳ１の位相調整を行う。【００４４】
また、前述したように安定領域の検出の仕方は必ずしも隣接画素との差分を求めるのみではない。したがって、１回目の安定領域の検出と２回目の安定領域の検出は異なる方法で行っても良い。例えば、１回目の検出は３つ以上の位相における輝度の平均値と現在の位相における輝度の平均値との差分を算出した上で、小さめに設定された閾値と比較し、２回目の検出では隣接２画素の差分を算出した上で、大きめに設定された閾値と比較しても良い。要は２回目の検出において、安定領域が検出しやすいようにその検出条件を緩和することが本改変例の趣旨であり、これによって信号品質が低い場合でもＤＳ１の設定を行うことが可能となる。【００４５】
（改変例３）
これまでの実施の形態の説明においては、ＤＳ１、ＤＳ２、ＡＤＣＬＫを位相調整するために１周期間について位相をずらしながら位相調整を行ってきた。しかしながら、撮像素子の設計仕様が予め分かっていれば、各々のパルスがどの辺りに位相調整されるべきかについてはある程度予想することが可能である。したがって、図１２に示すように調整範囲を１周期間よりも狭くとることが可能になる。これによって、位相調整に要する時間を短くすることが可能となる。【００４６】
また、本実施の形態においてはＤＳ２が最初に調整されるが、ＤＳ２の位相が調整されれば、ＤＳ１、ＡＤＣＬＫがどの辺りの位相に調整されるべきかについては予想することが可能である。図１３においては、撮像素子出力信号１３０１からＤＳ２（１３０２）の位相が決定されると、そこからの設計仕様上最適となる位相差の位相付近にＤＳ１（１３０３）、ＡＤＣＬＫ（１３０４）の位相が調整されるべきと予想し、その前後の所定範囲内のみについて、ＤＳ１（１３０３）、ＡＤＣＬＫ（１３０４）の位相調整を行っている。１３０５がＤＳ２−ＤＳ１の最適位相差、１３０６がＤＳ２−ＡＤＣＬＫの最適位相差を表わしている。事前に求められたパルスの位相からその他のパルスの位相を予測することによって、より調整範囲を狭くすることが可能となり、位相調整に要する処理時間を大幅に短くすることができる。【００４７】
もちろん、精度にこだわらないのであれば、ＤＳ１、ＤＳ２、ＡＤＣＬＫの全てのパルスの位相を調整する必要は必ずしもなく、最初に求めたパルスの位相からの固定位相でその他のパルスの位相を求めても良いし、２番目に求めたパルスの位相から３番目に求めるパルスの位相を決定しても良い。【００４８】
また、例えば、温度変化や経年劣化などの要因によって位相ずれが生じて位相調整を行う場合であっても、最適な位相は前回調整された位相の近辺に存在することが予想される。したがって、位相調整結果は、その都度メモリに記憶させておき、新たに位相調整を行う場合には、前回調整された位相の近辺のみを調整範囲として位相調整を行っても良い。【００４９】
（改変例４）
ＤＳ１、ＤＳ２のパルスの位相調整については、輝度の大きさから最適な位相を判断しているので、一定以上の輝度がないと位相調整を行うことが難しい。医療用のデジタルカメラなどはＬＥＤといった補助光がついていることが多いので、一度位相調整を行ってみてピークとなる輝度が所定の値以下である場合には補助光を使用すると良い。【００５０】
（改変例５）
本発明に用いるヒストグラムについて説明する。図１４にヒストグラム演算部を使用した自動位相調整装置の構成図を示す。【００５１】
ヒストグラム演算部１１６への入力信号は、撮像素子１０１から出力された、Ｒ画素、Ｇｒ画素、Ｂ画素、Ｇｂ画素の信号であるとする。ヒストグラム演算部１１６は、演算に使用する画素領域、ヒストグラムを演算する入力信号のレンジ、さらにレンジを区間に分割する分割数を指定できるものとする。また、ヒストグラムを演算する対象となる信号を選択でき、切り替えることができるものとする。【００５２】
ヒストグラム演算部１１６では、各信号に対して区間ごとの出現回数をカウントし、指定の画素領域全信号の演算が終了したら、各区間の出現回数を出力するものである。これが図１４の１１７に相当する。【００５３】
分散演算部１０８、輝度レベル検出部１０９ともに、信号のレンジと出現回数から、ばらつき値、輝度レベルをそれぞれ演算することが可能である。【００５４】
図１５にヒストグラム演算ブロックを用いてばらつきを演算するときの応用例について記載する。まずは図１５Ｂのように、ヒストグラムを演算するレンジを大きめにとっておき、入力信号がどのレンジにあるかを、ヒストグラム出力結果を見て判断する。その後図１５Ｃのように、入力信号のレンジを自動調整に適した値に変更し、自動調整を行う構成にしても良い。図１５Ａに図１５Ｂ，Ｃの出力結果を表にして示す。【００５５】
また、信号レンジと区間の組み合わせによって、自動調整の精度が変わってくるので、システムに応じて適切な値を設定するとよい。【００５６】
現在のデジタルスチルカメラには、画像処理後の画像のヒストグラムを表示できる機能があるため、このブロックを利用すれば、ヒストグラム演算部を新たに設けることなく実現可能になる。このブロックを利用する場合の入力信号は、撮像素子から出力された信号ではなく、画象処理実施後の信号になるため、画像処理の各パラメータは自動調整に適した値に変更しておく必要がある。【００５７】
なお、ヒストグラム演算部１１６の構成、またヒストグラム演算部１１６を利用した構成はこの限りではない。【００５８】
このようにヒストグラム演算部１１６を利用して自動調整を行うことによって、ＳＤＲＡＭを使用することなく、構成が可能になる。【００５９】
（改変例６）
図１６に、ブロックメモリを使用した自動位相調整装置の構成を示す。デジタルスチルカメラで露光調整やオートホワイトバランスの機能を実現するために、ブロックメモリ回路１１８が用意されている。本発明で使用するブロックメモリ回路１１８への入力信号は、撮像素子１０１から出力されたＲ画素、Ｇｒ画素、Ｂ画素、Ｇｂ画素の信号である。ブロックメモリ回路１１８では、演算する画素領域をブロックで構成し、１ブロックは水平方向ｎ×垂直方向ｍの画素で構成されており、１ブロック内の画素色ごとのデータを積算する。さらに、１枚の画像を取り込む間に（フレームとする）、水平方向ｉ×垂直方向ｊブロック分の積算結果を出力するものとする。また、ｉブロックの積算が完了したら、ｉブロック分のＲ画素、Ｇｒ画素、Ｂ画素、Ｇｂ画素それぞれの積算値を出力するものであるとする。【００６０】
図１７に、１ブロックサイズ２×２、ブロック数２×２のブロックメモリの例を示す。１ブロックサイズおよび、ブロック数は自動調整する際には適切な値に調整するとよい。また、１ブロックサイズを小さくすることで、高精度のデータを得ることが可能となる。【００６１】
自動位相調整装置の分散演算部１０８および輝度レベル検出部１０９では、ＳＤＲＡＭから画素データを取得する代わりに、ブロックメモリ回路１１８の出力結果１１９を利用することで、ＳＤＲＡＭを使用せず、ばらつき値、輝度レベルを求めることが可能となる。【００６２】
また、フレームごとに演算領域を変更しながら自動調整を行うようにしてもよい。【００６３】
（改変例７）
指定の画素領域内の入力信号レベルが、第１閾値以上、第２閾値以下の個数をカウントする閾値検出ブロックを備えた改変例を説明する。図１８に改変例７の構成図を示す。【００６４】
閾値検出部１２０には、撮像素子１０１から出力されたＲ画素、Ｇｒ画素、Ｂ画素、Ｇｂ画素の信号が入力される。閾値検出部１２０では、指定画素領域内における各画素の信号レベルから、第１閾値以上、第２閾値以下のそれぞれの個数を画素色ごとにカウントする。この二つの閾値を自動調整に適したパラメータに設定することによって、閾値検出部１２０の出力結果１２１をばらつき値と代用することも可能である。【００６５】
図１９Ａに画素領域を設定する。例えばＲ画素に着目した場合、画素領域の設定から、指定範囲にあるＲ画素の総数を割り出すことができる。閾値検出ブロックでは、図１９Ｂのように、二つの閾値で設定された範囲内か範囲外を検出し、出力する。この範囲外の個数の割合が多ければ、ばらつきが大きいと判断することができる。【００６６】
本改変例によって、ＳＤＲＡＭを使用することなく、自動位相調整装置を構成することが可能になる。【００６７】
（改変例８）
周波数検波ブロックを使用して自動調整を行う改変例を説明する。図２０に改変例８の構成図を示す。【００６８】
周波数検波部となる周波数成分検波回路１２２には、撮像素子１０１から出力されたＲ画素、Ｇｒ画素、Ｂ画素、Ｇｂ画素の信号が入力されるものとする。演算するブロックは複数指定できるものとする。周波数成分検波回路１２２では、入力された信号と近隣画素の信号をＨＰＦ（High Pass Filter）に通すことによって、高周波成分のエッジ情報を求め、演算ブロックごとに、エッジのピーク値を積算した周波数成分１２３を出力する。【００６９】
ＡＤＣＬＫは撮像素子１０１を遮光した状態で、ばらつきが小さくなるように調整する。遮光した状態で、高周波領域のピーク値が大きければ、ばらつきが大きいと判断できる。このように、周波数成分検波回路１２２を使用することによって、ばらつき値を求めることも可能である。【００７０】
また、周波数成分検波回路１２２は通常ＡＦ（ＡｕｔｏＦｏｃｕｓ）を実現するために、ＤＳＰ１１１に実装されているものが多い。そのブロックを使用すれば、新たな処理ブロックを追加する必要はない。また、自動調整を行う際には、ＡＦ用ではなく、自動調整用に適したパラメータ設定するとよい。【００７１】
（改変例９）
上記周波数成分検波回路１２２を利用し、画素領域の中から低周波成分の領域を特定し、その領域内で輝度レベルを演算するようにしてもよい。【００７２】
低周波成分の領域とは、ノイズ成分が少ない領域になるので、本改変例によって、精度の高い輝度レベルを演算できるようになる。【００７３】
（改変例１０）
自動位相調整装置において画像データ取り込み中は、前記分散演算部１０８、前記輝度レベル検出部１０９、前記タイミング調整部１１０への供給クロックを停止する。また、画像取り込み以外のタイミングでは撮像素子制御信号を生成する垂直転送ドライバへの供給電源を停止する。【００７４】
（改変例１１）
医療用デジタルカメラなどは、デジタルカメラ製造後に撮像素子や、撮像素子と信号処理部とを接続しているケーブルを交換する可能性がある。ここで、信号処理部は、アナログフロントエンド１０７やＴＧ１０６、ＤＳＰ１１１を備えている。このケーブルにおいても信号遅延が発生するため、ケーブルの交換やケーブル長の変更に伴い、信号の遅延量も異なってくる。交換する度に位相調整を行えば、使用する撮像素子およびケーブルに最適な位相でパルスを発生させることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明によって、デジタルカメラにおける撮像に用いるパルスのタイミング調整を自動で行うことが可能になるため、少なくともデジタルカメラにおいて利用可能性がある。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年9月8日(2008.9.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子によって撮像された画像データを画素毎にデジタル値に変換することにより得られるデジタル撮像信号が入力され、前記デジタル撮像信号に基づいて、撮像に用いられるパルスの位相を調整する自動位相調整装置であって、
第１の画素領域内の複数の画素について、前記デジタル撮像信号の輝度を算出する輝度レベル検出部と、
第２の画素領域内の複数の画素について、前記デジタル撮像信号の画素毎の信号ばらつきを示すばらつき値を算出するばらつき演算部と、
前記輝度レベル検出部と、前記ばらつき演算部の演算結果に応じて、前記パルスの位相を調整するタイミング調整部と、を有することを特徴とする自動位相調整装置。
【請求項２】
前記輝度レベル検出部において算出される輝度とは、前記第１の画素領域内の前記デジタル撮像信号の信号レベルの平均値であることを特徴とする請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項３】
前記輝度レベル検出部は、前記第１の画素領域内の前記デジタル撮像信号のうち所定値以上の信号レベルを有する画素を除いて、前記デジタル撮像信号の平均値を求めることを特徴とする請求項２記載の自動位相調整装置。
【請求項４】
前記輝度レベル検出部において算出された輝度が所定値以下の場合には、補助光を使用することを特徴とする請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項５】
前記ばらつき演算部は、入射光を遮蔽した状態で、ばらつき値を算出することを特徴とする請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項６】
前記撮像素子のうち欠陥画素を検出する欠陥画素検出部をさらに有し、
前記輝度レベル検出部は、前記欠陥画素検出部によって検出された欠陥画素を除いて輝度を算出し、
前記ばらつき演算部は、前記欠陥画素検出部によって検出された欠陥画素を除いてばらつき値を算出することを特徴とする請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項７】
前記欠陥画素検出部によって検出された欠陥画素の位置を記憶する記憶手段をさらに有することを特徴とする請求項６記載の自動位相調整装置。
【請求項８】
撮像素子と、
前記撮像素子から出力された撮像信号について相関二重サンプリングを行うことにより画素毎の信号レベルを決定するＣＤＳと、
前記ＣＤＳから出力された撮像信号の振幅を調整するＡＧＣと、
前記ＡＧＣによって振幅が調整された撮像信号をデジタル値に変換してデジタル撮像信号とするＡＤ変換器と、
前記ＡＤ変換器によって変換されたデジタル撮像信号を入力とする請求項１記載の自動位相調整装置と、
請求項１記載の自動位相調整装置によって調整された位相に基づいて、撮像に用いられるパルスを生成するＴＧと、を有することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項９】
撮像素子から出力される撮像信号のレベルを検出するための第１のパルスと、相関二重サンプリングの基準となる信号レベルを検出するための第２のパルスと、ＡＤ変換器へ入力されるＡＤクロック信号とのうち、少なくとも１つの位相を調整するための位相調整方法であって、
前記第２のパルスと前記ＡＤクロック信号を初期値に固定した状態で、前記第１のパルスの位相を変化させ、輝度が最大となる第１の位相を検出するステップと、
検出された第１の位相を前記第１のパルスの位相として設定するステップとを備えたことを特徴とする位相調整方法。
【請求項１０】
前記第１のパルスの位相を設定された前記第１の位相に、前記ＡＤクロック信号を初期値に固定した状態で、前記第２のパルスの位相を変化させ、輝度の変化が少ない安定領域を検出するステップと、
検出された安定領域の中心を第２の位相とし、前記第２の位相を前記第２のパルスの位相として設定するステップと、をさらに備えたことを特徴とする請求項９記載の位相調整方法。
【請求項１１】
前記第１のパルスの位相を設定された前記第１の位相に、前記第２のパルスの位相を設定された第２の位相に固定し、かつ入射光を遮蔽した状態で、前記ＡＤクロック信号を変化させ、第３の位相を検出するステップと、
検出された第３の位相を前記ＡＤクロック信号の位相として設定するステップと、をさらに備えたことを特徴とする請求項１０記載の位相調整方法。
【請求項１２】
前記輝度とは、所定の画素領域内のデジタル撮像信号の信号レベルの平均値であることを特徴とする請求項１１記載の位相調整方法。
【請求項１３】
前記安定領域を検出するステップにおいて、第２のパルスの位相を変化させつつ、隣接位相の輝度の差分をとり、その差分が第１の閾値以下である場合には安定領域であると判断することを特徴とする請求項１２記載の位相調整方法。
【請求項１４】
前記安定領域が検出されなかった場合に、前記第１の閾値を増加させることを特徴とする請求項１３記載の位相調整方法。
【請求項１５】
前記第３の位相を検出するステップにおいて、前記ＡＤクロック信号の位相を変化させつつ、所定の画素領域内の信号レベルの分散を算出し、算出された分散が最小となる位相を第３の位相とすることを特徴とする請求項１１記載の位相調整方法。
【請求項１６】
前記第３の位相を検出するステップは、
前記ＡＤクロック信号の位相を変化させつつ、所定の画素領域内の信号レベルの分散を算出するステップと、
前記ＡＤクロック信号の位相を変化させつつ、所定の画素領域内の信号レベルの平均値である輝度を算出するステップと、を含み、
前記分散が最小である位相において、前記輝度と予め定められた期待値との差分が第２の閾値以下である場合に、前記分散が最小である位相を前記第３の位相とすることを特徴とする請求項１５記載の位相調整方法。
【請求項１７】
前記分散が最小である位相において、前記輝度と予め定められた期待値との差分が前記第２の閾値より大きい場合には、その次に分散が小さな位相において、前記輝度と前記予め定められた期待値との差分を、前記第２の閾値と比較し、
その差分が前記第２の閾値以下である場合には、前記その次に分散が小さな位相を前記第３の位相とすることを特徴とする請求項１６記載の位相調整方法。
【請求項１８】
前記第１のパルスの位相を変化させる範囲と、前記第２のパルスの位相を変化させる範囲と、前記ＡＤクロック信号の位相を変化させる範囲のうち少なくとも１つは、１周期より短い範囲に制限されていることを特徴とする請求項１１記載の位相調整方法。
【請求項１９】
前記第１の位相が設定されると、設定された前記第１の位相に基づいて、前記第２のパルスの位相を変化させる範囲と、前記ＡＤクロック信号の位相を変化させる範囲のうち少なくとも１つを、１周期より短い範囲に制限することを特徴とする請求項１８記載の位相調整方法。
【請求項２０】
以前に位相調整が行われたことがある場合には、調整された第１の位相、第２の位相、第３の位相を記憶させておき、記憶されている位相に基づいて、前記第１のパルスの位相を変化させる範囲と、前記第２のパルスの位相を変化させる範囲と、前記ＡＤクロック信号の位相を変化させる範囲のうち少なくとも１つを、１周期より短い範囲に制限することを特徴とする請求項１８記載の位相調整方法。
【請求項２１】
前記ばらつき値とは分散であることを特徴とする請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項２２】
さらに、所定の信号の分布を演算するヒストグラム演算部を備えることを特徴とする、請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項２３】
前記所定の信号とは、撮像素子から出力されるＲ信号、Ｇｒ信号、Ｂ信号、Ｇｂ信号、Ｇｂ信号とＧｒ信号を平均したもの、撮像素子から出力される信号から生成した輝度レベル、撮像素子のデータに画像処理を実施した後の輝度レベルまたはＲ成分またはＧ成分またはＢ成分のうち、少なくとも一つ以上を選択できることを特徴とする請求項２２記載の自動調整装置。
【請求項２４】
前記ばらつき演算部は、前記ヒストグラム演算部から出力される分布データを基に演算を行うことを特徴とする、請求項２３記載の自動位相調整装置。
【請求項２５】
前記輝度レベル検出部はヒストグラム演算部から出力される分布データを基に演算を行うことを特徴とする、請求項２３に記載の自動位相調整装置。
【請求項２６】
前記ヒストグラム演算部は、ヒストグラム演算に指定する画素領域が可変であることを特徴とする請求項２２記載の自動位相調整装置。
【請求項２７】
前記ヒストグラム演算部は、ヒストグラムを演算するデータ範囲および区間の分割数が可変であることを特徴とする請求項２２記載の自動位相調整装置。
【請求項２８】
前記ばらつき演算部および輝度レベル検出部は、前記ヒストグラム演算部のパラメータを自動調整に適した値に変更し、自動調整を行うことを特徴とした、請求項２６記載の自動位相調整装置。
【請求項２９】
前記ばらつき演算部および輝度レベル検出部は、前記ヒストグラム演算部のパラメータを自動調整に適した値に変更し、自動調整を行うことを特徴とした、請求項２７記載の自動位相調整装置。
【請求項３０】
さらに、指定した画素領域内における所定のデータを積算または平均した結果を出力するブロックメモリを備えることを特徴とする、請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項３１】
前記所定のデータとは、撮像素子から出力される画素の色別のデータを指し、少なくとも一つ以上を選択して出力できることを特徴とする請求項３０記載の自動位相調整装置。
【請求項３２】
前記ばらつき演算部はブロックメモリの出力結果を基に演算を行うことを特徴とする、請求項３１記載の自動位相調整装置。
【請求項３３】
前記輝度レベル検出部はブロックメモリの出力結果を基に演算を行うことを特徴とする、請求項３１に記載の自動位相調整装置。
【請求項３４】
指定した画素領域の画素データが第１の閾値以上の個数と第２の閾値以下の個数をそれぞれカウントして出力する閾値検出部を備え、前記分散演算部は閾値検出部から出力されるカウント値を基に演算を行うことを特徴とする請求項１に記載の自動位相調整装置。
【請求項３５】
さらに、指定画素領域の周波数成分を検波する周波数検波部を備えることを特徴とする請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項３６】
前記ばらつき演算部は前記周波数検波部から出力される周波数成分情報を基に演算を行うことを特徴とする請求項３５に記載の自動位相調整装置。
【請求項３７】
前記周波数検波部の出力をもとに、画像の低周波領域を検索し、その低周波領域を前記第１の画素領域に指定し、位相調整を行うことを特徴とする請求項３５記載の自動位相調整装置。
【請求項３８】
前記ばらつき演算部をハードウエア回路として構成することを特徴とする請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項３９】
画像データ取り込み中は、前記輝度レベル検出部、前記ばらつき演算部、前記タイミング調整部への供給クロックを停止することを特徴とする請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項４０】
画像取り込み以外のタイミングでは、撮像素子制御信号を生成する垂直転送ドライバへの供給電源を停止することを特徴とする請求項１記載の自動位相調整装置。
【請求項４１】
前記撮像素子を交換した場合に、
第１のパルスと、第２のパルスと、ＡＤクロック信号とのうち、少なくとも１つの位相を調整することを特徴とする請求項１１記載の位相調整方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラにおける撮像に用いるパルスの位相（タイミング）調整を行う自動位相調整装置、およびこの自動位相調整装置が組み込まれたデジタルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ（デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ付き携帯等）は、ＣＣＤやＭＯＳセンサーといった撮像素子によって撮像されたアナログ撮像信号をデジタル撮像信号へと変換し、所定の処理を加えた上で記録するカメラである。撮像素子によって被写体を撮像するためには、撮像素子を駆動するパルスや信号レベルを検出するパルスなどが必要である。これらのパルスの位相（タイミング）については、製造に起因したばらつきもあるためにハードウェア設計時に調整することが難しい。そのため製造後に技術者が位相調整を行い、調整された位相を示す情報を記憶領域に格納することによって位相が設定されることが一般的である。
【０００３】
なお、本発明に関連する先行技術文献としては特許文献１があり、特許文献１では、露光時間を最小として画像を取込み、ノイズ成分が最小となる、すなわち高周波成分が最小となるように位相を調整している。
【特許文献１】特開２００５−１５１０８１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、デジタルカメラの製造において、撮像素子のパルスの位相は製造後に調整を行い、同じ製造工程のデジタルカメラについては全てその情報を設定していた。しかし、この調整方法では撮像素子の特性ばらつきに対応できないため、特性ばらつきによる撮像信号のばらつきにより、最適ポイントからずれてしまい、最大信号レベルが得られないことや、Ｓ／Ｎ比が悪くなることがある。
【０００５】
近年、特に医療用カメラなどの領域においては、デジタルカメラ製造後に撮像素子の交換を行う可能性が出てきている。撮像素子が異なると、当然に、それを駆動するパルスの位相も異なることになるため、位相を再調整することとなる。さらに、撮像素子と信号処理装置とを接続しているケーブルにおいても信号遅延が発生するため、ケーブルの交換などにより遅延量が変わると、位相の再調整が必要となる。しかしながら、技術者が位相を再調整していたのでは容易に撮像素子または接続ケーブルを交換することが難しい。
【０００６】
また、特許文献１の方法では調整対象とするパルスの特性は考慮せず、複数のパルスに対して全て同じ方法により最適位相を求めているため、精度があまり高くない。
【０００７】
本願発明は上記に鑑みて為された発明であり、人手による再調整なく自動で、かつ高精度に、撮像に用いられるパルスの位相を調整することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の自動位相調整装置は、撮像素子によって撮像された画像データを画素毎にデジタル値に変換して得られるデジタル撮像信号が入力され、前記デジタル撮像信号に基づいて、撮像に用いられるパルスの位相を調整する位相自動調整装置であって、第１の画素領域内の複数の画素について、前記デジタル撮像信号の輝度を算出する輝度レベル検出部と、第２の画素領域内の複数の画素について、前記デジタル撮像信号の画素毎の信号ばらつきを示すばらつき値を算出するばらつき演算部と、前記輝度レベル検出部と、前記ばらつき演算部の演算結果に応じて、前記パルスの位相を調整するタイミング調整部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の位相調整方法は、撮像素子から出力される撮像信号のレベルを検出するための第１のパルスと、相関二重サンプリングの基準となる信号レベルを検出するための第２のパルスと、ＡＤ変換器へ入力されるＡＤクロック信号のうち、少なくとも１つの位相を調整するための位相調整方法であって、前記第２のパルスと前記ＡＤクロック信号を初期値に固定した状態で、前記第１のパルスの位相を変化させ、輝度が最大となる第１の位相を検出するステップと、検出された第１の位相を前記第１のパルスの位相として設定するステップとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、撮像に用いるためにＴＧ（タイミングジェネレータ）から出力されるパルス（ＤＳ１、ＤＳ２、ＡＤＣＬＫ）の各位相を自動で調整することが可能となる。したがって、撮像素子自体を交換した場合や、外的要因（温度、電圧変化等）、経年劣化によって撮像素子の特性が変化した場合、撮像素子から信号処理部までの信号遅延量が変化した場合に、ＴＧから出力されるパルスの位相を自動調整することが可能となる。また、製造工程においては、撮像素子の固体ばらつきに応じてパルスの位相を最適な状態に自動調整することが可能となる。
【００１１】
また、各パルスの特性を考慮した上で個別の方法でパルスの位相を調整することで、高精度な自動調整が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下で説明する実施の形態はあくまで一例であり、後述する改変例を含めて、様々な改変を行うことが可能である。
【００１３】
（装置構成）
図１は本実施の形態におけるデジタルカメラの全体構成を示す図である。本実施の形態におけるデジタルカメラは、被写体像を撮像素子１０１上に集光するための光学レンズ１１２、光学レンズ１１２によって集光された被写体像を撮像する撮像素子１０１（以下はＣＣＤを例に説明）、撮像素子１０１から出力される撮像信号（画像データ）に所定の処理を加えてデジタル撮像信号に変換するアナログフロントエンド１０７、アナログフロントエンド１０７から出力されるデジタル撮像信号に所定の処理（色補正、ＹＣ処理、等）を加えて映像信号を生成するＤＳＰ１１１を備えている。撮像素子１０１は複数の画素を有しており、これらの複数の画素は被写体の撮像に用いられる有効画素領域、および有効画素領域の周辺に遮光された状態で配置され、ＯＢ（Optical Black）レベルの検出に用いられるＯＢ画素領域とから構成されている。
【００１４】
さらにアナログフロントエンド１０７は、撮像素子１０１から出力されるアナログ撮像信号の信号レベルを確定するために相関二重サンプリングを行うＣＤＳ（Correlated Double Sampling）１０２、ＣＤＳ１０２から出力される信号を調整可能なゲインで増幅するＡＧＣ（Automatic Gain Control）１０３、ＡＧＣ１０３によって増幅された信号をデジタル撮像信号へと変換するＡＤ変換器（Analog Digital Converter）１０４、撮像に用いるためのパルスを生成するＴＧ（Timing Generator）１０６、ＴＧ１０６によって生成されたパルスを撮像素子１０１へと出力するための垂直ドライバ１０５を備えている。
【００１５】
また、ＤＳＰ１１１は、本願発明に特徴的な構成要素として、画素毎の信号レベルの分散を演算することが可能なばらつき演算部としての分散演算部１０８、所定の領域内の画素の信号レベルの平均値を求めることにより輝度を検出する輝度レベル検出部１０９、及びこれら分散演算部１０８と輝度レベル検出部１０９の演算・検出結果に基づいて、ＴＧ１０６が生成するパルスの位相（タイミング）調整を行うタイミング調整部１１０を有している。また、撮像素子１０１から出力された信号は図示しないメモリ（ＳＤＲＡＭ）に格納されるものである。分散演算部１０８、輝度レベル検出部１０９は、ＳＤＲＡＭから各画素のデータを読み出し、その信号を基に演算を行っている。
【００１６】
（撮像素子から出力される信号成分）
図２は、撮像素子１０１から出力される信号成分を時系列で表した図である。図２に示すように、アナログ撮像信号はリセット期間２０１、基準期間２０２、信号期間２０３とから構成されている。
【００１７】
リセット期間２０１は撮像素子１０１をリセットするのに用いられる期間である。基準期間２０２は撮像素子１０１から基準電圧が出力される期間であり、ＣＤＳ１０２において相関二重サンプリングを行う際の基準となる信号を検出する期間である。信号期間２０３は信号電圧が出力される期間であり、信号期間２０３においてピークとなる信号電圧と基準期間２０２における基準電圧とをサンプリングし、差分をとることによってアナログ撮像信号の信号レベル２０４を得ることが可能となる。なお、図２では図中の下方向を信号成分が正の方向として規定している。
【００１８】
（全体フローチャート）
図３Ａは本実施の形態における、各パルスの位相調整の全体フローチャートを示している。この位相調整は主に分散演算部１０８、輝度レベル検出部１０９、タイミング調整部１１０によって行われる。調整対象となるパルスはＤＳ２、ＤＳ１、ＡＤＣＬＫとなっている。ＤＳ２とは信号期間２０３においてピークとなる信号成分をサンプリングするためのパルスである。したがって、撮像素子１０１から出力される信号成分がピークとなるときに立ち上がりエッジがくるように位相調整されることが望ましい。ＤＳ１とは相関二重サンプリングで基準となる信号成分をサンプリングするためのパルスである。したがって、基準期間の中心において立ち上がりエッジがくるように位相調整されることが望ましい。ここで、ＣＤＳ１０２によって求められる信号レベルとはＤＳ２の立ち上がりにおけるピークの信号成分と、ＤＳ１の立ち上がりによって定まる基準期間内の信号成分との差分に他ならない。ＡＤＣＬＫはＡＤＣ１０４へ供給されるクロック信号であり、ＡＤＣ１０４から出力される信号の出力タイミングを決定付けるパルスである。そのため、ＡＤＣＬＫの位相が適当でないとアナログへのキックバックはもちろん、データのミスラッチが生じ、ＡＤ変換結果がばらついてしまう。したがって、ＡＤＣＬＫはＡＤ変換結果がばらつかないように位相調整されることが望ましい。ここで、ＡＤＣＬＫはＡＤ変換処理のタイミング信号を指す場合もあるが、本発明においてＡＤ変換処理のタイミングについては調整する必要がないものとする。
【００１９】
本発明においては、まずＤＳ１、ＡＤＣＬＫを予め定められた初期値に固定したうえで、ＤＳ２の位相を初期値からずらしながら、ＤＳ２を決定するのに必要となるデータを測定する（Ｓ３０１）。次にそのデータを評価することによって、ＤＳ２としての最適な位相を決定する（Ｓ３０２）。ＤＳ２が決定されると、ＤＳ２を決定された最適値、ＡＤＣＬＫは初期値に固定したままで、ＤＳ１の位相を初期値からずらしながらＤＳ１を決定するのに必要となるデータを測定する（Ｓ３０３）。次にそのデータを評価することによって、ＤＳ１として最適な位相を決定する（Ｓ３０４）。ＤＳ１、ＤＳ２が決定されると、これらを最適値に固定したうえで、ＡＤＣＬＫの位相を初期値からずらしながらＡＤＣＬＫを決定するのに必要となるデータを測定する（Ｓ３０５）。次にそのデータを評価することによって、ＡＤＣＬＫとして最適な位相を決定する（Ｓ３０６）。ＤＳ１、ＤＳ２、ＡＤＣＬＫの最適な位相が決定されると、決定された最適な位相に関する情報をＴＧ１０６内のレジスタに設定することによって（Ｓ３０７）、最適な位相でパルスが発生される。
【００２０】
調整時の各パルスの位相は図３Ｂの表に示すように遷移する。調整ステップＳ３０２では、ＤＳ１とＡＤＣＬＫは予め定められた初期値に固定され、調整対象パルスであるＤＳ２のみ変化する。調整ステップＳ３０４では、ＤＳ２はＳ３０３で決定された最適値に、ＡＤＣＬＫは初期値のまま固定され、ＤＳ１のみ変化する。調整ステップＳ３０６では、ＤＳ１、ＤＳ２は既に決定されている最適値が設定され、ＡＤＣＬＫのみが変化し、調整ステップＳ３０７では全てのパルスが最適値となる。
【００２１】
次に各ステップの詳細について説明を行う。
【００２２】
（ＤＳ２の調整）
図４、図５を用いてＤＳ２の位相調整について説明を行う。図４はＤＳ２の位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャートを示す図である。図５はＤＳ２の位相調整の詳細を示すフローチャートを示す図であり、図３ＡのＳ３０１とＳ３０２に対応している。
【００２３】
図４において４０１は撮像素子出力信号を、４０３は輝度信号を示している。ここでＤＳ２の位相調整における輝度とは、撮像素子１０１の有効画素領域の部分領域、または全域（ＤＳ２検出領域と称す）における各画素の信号レベルの平均値として定義される。撮像素子出力信号４０１が図のように示されるとき、ＤＳ１、ＡＤＣＬＫを固定してＤＳ２を図中の４０２のようにずらしていくと輝度信号４０３はピークを持った凸形状で現れる。この輝度信号４０３が最も大きくなった場合の位相をＤＳ２の最適となる位相として決定する。ここで、画像データにおける画素毎の信号レベルとは、前述したように、ＤＳ２によって決定される信号成分のピーク値とＤＳ１によって決定される基準となる信号成分との差分である。したがって、ＤＳ２における信号成分とＤＳ１における信号成分が逆転している箇所では差分がマイナスとなるが、この例では信号レベルにマイナスは定義されていないので、図中においては０となっている。
【００２４】
図５を用いてさらに詳細に説明する。まずＳ５０１において、輝度の最大値の初期値を定義する。輝度の最大値の初期値としては一定以上の大きさの信号成分があればすぐに更新される程度の小さな値を設定しておく。次にＳ５０２において、ＤＳ１、ＡＤＣＬＫを初期値とし、またＤＳ２はＤＳ１の初期値よりも少しだけ時系列が遅い点を初期値として、撮像素子１０１によって撮像された画像データを取り込む。次にＳ５０３において、取り込まれた画像データのＤＳ２検出領域内の輝度を算出する。すなわち、ＤＳ２検出領域内の各画素の信号レベルの平均値を算出する。ここで、信号レベルが所定の値以上の画素については、その画素が飽和しているものと考えられるので、その画素を除いてサンプリングを行うと良い。Ｓ５０３の処理は輝度レベル検出部１０９において行われる。次にＳ５０４において、算出された輝度を現在までの輝度の最大値と比較する。比較の結果、算出された輝度の方が大きい場合は、Ｓ５０５において、現在の最大値として設定する。現在までの輝度の最大値の方が大きい場合には輝度の最大値の更新は行わない。Ｓ５０４とＳ５０５の処理はタイミング調整部１１０によって行われる。次にＳ５０６において、ＤＳ１とＡＤＣＬＫを固定したまま、ＤＳ２の位相を１ステップ後へずらすようタイミング調整部１１０からＴＧ１０６に対して命令を送る。位相を１ステップずらすと、再度Ｓ５０２〜Ｓ５０６の処理を行い、輝度の最大値を比較する。この処理を１周期間繰り返して行い、輝度が最大となったときの位相を最適なＤＳ２として決定する。
【００２５】
（ＤＳ１の調整）
図６、図７を用いてＤＳ１の位相調整について説明を行う。図６はＤＳ１の位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャートを示す図である。図７はＤＳ１の位相調整の詳細を示すフローチャートを示す図であり、図３ＡのＳ３０３とＳ３０４に対応している。
【００２６】
図６において６０１は撮像素子出力信号を、６０３は輝度信号を示している。ＤＳ１の位相調整においても、輝度とは撮像素子１０１の有効画素領域の部分領域、または全域（ＤＳ１検出領域と称す）における各画素の信号レベルの平均値として定義される。撮像素子出力信号６０１が図のように示されるとき、ＤＳ２、ＡＤＣＬＫを固定してＤＳ１を初期値から図中の６０２のようにずらしていくと、輝度信号６０３は急峻に減少した後、基準期間においてほぼ一定となり、再び減少してＤＳ２と一致する点で０となる。この輝度信号６０３がほぼ一定となった区間（安定領域と称す）の中心に立ち上がりエッジがくるように、ＤＳ１の位相の最適値が決定される。
【００２７】
図７を用いてさらに詳細に説明する。まずＳ７０１において、ＤＳ１、ＡＤＣＬＫを初期値として、ＤＳ２を前述した調整方法によって決定された最適値として、撮像素子１０１によって撮像された画像データを取り込む。次にＳ７０２において、取り込まれた画像データのＤＳ１検出領域内の輝度を算出する。すなわち、ＤＳ１検出領域内の各画素の信号レベルの平均値を算出する。ここで、信号レベルが所定の値以上の画素については、その画素が飽和しているものと考えられるので、その画素を除いてサンプリングを行うと良い。Ｓ７０２の処理は輝度レベル検出部１０９において行われる。次にＳ７０３において、ＤＳ２とＡＤＣＬＫを固定したまま、ＤＳ１の位相を１ステップ後へずらす。そして、Ｓ７０４において、撮像素子１０１によって撮像された画像データを取り込み、Ｓ７０５において取り込まれた画像データのＤＳ１検出領域内の輝度を算出する。次にＳ７０６において、１ステップ前のＤＳ１の位相で取り込まれた画像データから算出された輝度と、現在の位相で検出された画像データから算出された輝度との差分をとり、この差分が所定の閾値以下であるかどうかを判定する。差分が所定の閾値以下であった場合には、Ｓ７０７において、現在の位相は安定領域内にあると判断する。次にＳ７０８において、ＤＳ２とＡＤＣＬＫを固定したまま、ＤＳ１の位相を１ステップ後へずらす。位相を１ステップずらすと、再度、Ｓ７０４〜Ｓ７０８の処理を行い、ずらした位相が安定領域内であるかどうかを判断する。この処理を１周期間繰り返して行い、安定領域がどの位相からどの位相までであるかを判断する。最終的には、Ｓ７０９において、安定領域と判断された位相の中央値をＤＳ１の最適値として決定する。安定領域の最終的な判断において、安定領域と判断された位相が不連続な２区間以上存在する場合には、短い区間を無視する、あるいは安定領域と判断された位相が最も長く連続した区間を安定領域と判断しても良い。
【００２８】
なお、ノイズ成分が大きい場合には、２画素の差分のみでは安定領域を誤って検出する、あるいは検出できない可能性がある。そのような場合には、例えば、フィルタ演算等を用いることにより、３つ以上の位相における輝度の平均値と現在の位相における輝度の平均値との差分を算出して、閾値と比較しても良い。あるいは、３つ以上の位相における輝度の分散を算出して、閾値と比較しても良い。
【００２９】
また、ＤＳ１、ＤＳ２の各調整フローチャートで用いられるＤＳ１の初期値は同一であっても異なるものであっても構わない。例えば、ＤＳ２調整フローチャートにおけるＤＳ１の初期としては、設計仕様から予想される基準期間近辺となるように設定する一方、ＤＳ１調整フローチャートで最初の画像データを取り込むＤＳ１の初期値は、輝度信号の急峻な現象を検出するために、リセット期間内となるように設定され得る。
【００３０】
（ＡＤＣＬＫの調整）
図８、図９を用いてＡＤＣＬＫの調整について説明を行う。図８はＡＤＣＬＫの位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャートを示す図である。図９はＡＤＣＬＫの位相調整の詳細を示すフローチャートを示す図であり、図３のＳ３０５とＳ３０６に対応している。
【００３１】
図８において８０１は撮像素子出力信号を、８０３は分散を示している。分散とは、この例では、撮像素子１０１を遮光した状態において、有効画素領域または／およびＯＢ画素領域の、部分領域または全域（ＡＤＣＬＫ検出領域と称す）における各画素の信号レベルの分散として定義される。すなわち、分散とは各画素の信号レベルがどの程度ばらついているかを示す値であり、理想的な状況では一定となる遮光状態の信号を使用するのが効果的である。したがって、分散が小さくなるようにＡＤＣＬＫは設定される必要がある。なお、輝度を算出する画素領域と分散を算出する画素領域とは同じでも異なっていても構わない。撮像素子出力信号８０１が図のように示されるとき、ＤＳ１、ＤＳ２を最適値に固定してＡＤＣＬＫを初期値から図中の８０２のようにずらしていくと、分散は図中の８０３のような凹形状となる。この分散８０３が最も小さな値となるようにＡＤＣＬＫの位相は決定されるべきであるが、何らかの要因によって誤った位置で分散が最小となる可能性がある。したがって、分散８０３が最小と判断された位相において、ＡＤＣＬＫ検出領域内の輝度を所定の期待値と比較する。ＯＢ画素領域は遮光されているために、設計仕様におけるＤＣオフセットとしての期待値が存在する。ＡＤＣＬＫ検出領域内の輝度がこの期待値とかけ離れている場合には、ＡＤＣＬＫが最適であるとはいえない。したがって、分散８０３が最小と判断された位相において、輝度と所定の期待値との差分が一定の閾値以下である場合には、その位相をＡＤＣＬＫの最適値であるとして決定する。しかし、輝度と所定の期待値との差分が一定の閾値より大きい場合には、分散８０３がその次に小さな位相において、輝度と所定の期待値との差分が一定の閾値以下であるかを判断することになる。以上を繰り返すことにより、ＡＤＣＬＫの最小値は決定される。
【００３２】
なお、撮像素子１０１を遮光する方法としては、メカシャッタを閉じることによって入射光を遮蔽することが考えられる。ＯＢ画素領域をＡＤＣＬＫ検出領域とする場合は、最初から遮光された状態であるために、メカシャッタを閉じる必要は必ずしもない。
【００３３】
図９を用いてさらに詳細に説明する。ステップＳ９０１において、メカシャッタを閉じることによって入射光を遮蔽する。ＯＢ画素領域をＡＤＣＬＫ検出領域とする場合にはこのステップは必要ない。次にステップＳ９０２において、ノイズ成分のみを増幅させるためにアナログゲインを上げる。次にステップＳ９０３において、ＤＳ１、ＤＳ２を決定された最適値に設定し、ＡＤＣＬＫを初期値として、撮像素子１０１によって撮像された画像データを取り込む。次にＳ９０４において、取り込まれた画像データのＡＤＣＬＫ検出領域内の輝度を算出する。すなわち、ＡＤＣＬＫ検出領域内の各画素の信号レベルの平均値を算出する。Ｓ９０４の処理は輝度レベル検出部１０９において行われる。次にＳ９０５において、ＤＳ１とＤＳ２を固定したまま、ＡＤＣＬＫの位相を１ステップ後へずらす。位相を１ステップずらすと、再度、Ｓ９０３〜Ｓ９０４の処理を行い、１周期間これを繰り返して位相毎の輝度を算出する。算出された輝度は一旦メモリに格納される。次にＳ９０６において、ＤＳ１、ＤＳ２を決定された最適値に設定し、ＡＤＣＬＫを初期値として、撮像素子１０１によって撮像された画像データを再度取り込む。次にＳ９０７において、取り込まれた画像データのＡＤＣＬＫ検出領域内の分散σ（ｎ）を計算する。ｎは任意の正数であり、１周期内において設定可能な位相状態の数を表す。すなわち、ＡＤＣＬＫ検出領域内の各画素の信号レベルの分散を算出する。Ｓ９０７の処理は分散演算部１０８において行われる。次にＳ９０８において、ＤＳ１とＤＳ２を固定したまま、ＡＤＣＬＫの位相を１ステップ後へずらす。位相を１ステップずらすと、再度、Ｓ９０６〜Ｓ９０７の処理を行い、１周期間これを繰り返して位相毎の分散を算出する。算出された分散は一旦メモリに格納される。なお、この説明では輝度の分布と分散の分布は異なる画像取り込みで行っているが、１回の画像取り込みで双方を演算することも可能である。
【００３４】
これまでの処理によって、輝度と分散の位相毎の分布がメモリに格納されたことになる。次にこのメモリに格納されたデータを用いて、最適なＡＤＣＬＫを求めていく。まず、ステップＳ９０９において、最初の位相の分散σ（１）を最小値σ（ｍｉｎ）として設定する。次にステップＳ９１０において、２番目以降の位相の分散をσ（ｎ）として、σ（ｍｉｎ）との比較を行う。σ（ｎ）の方が小さい場合には、ステップＳ９１１において、σ（ｎ）を新たな最小値σ（ｍｉｎ）とする。Ｓ９１０の処理を最後の位相まで繰り返すことにより、分散が最小となる位相が求められる。次にステップＳ９１２において、最小値となった位相における輝度と設計仕様によって定まるその期待値との差分が所定の閾値以下であるかどうかが判断される。所定の閾値以内に収まっている場合には、Ｓ９１４において、そのときの位相をＡＤＣＬＫの最適な位相として決定する。所定の閾値より大きくなった場合には、σ（ｍｉｎ）となる位相の次に分散の小さかった位相について、Ｓ９１３の処理を行う。最適な位相が決定されるまでＳ９１２、Ｓ９１３の処理は繰り返される。
【００３５】
これまで説明してきた方法によって、ＤＳ１、ＤＳ２、ＡＤＣＬＫの各位相を自動で調整することが可能となる。したがって、撮像素子自体を交換した場合や、外的要因（温度、経年劣化等）によって撮像素子の特性が変化した場合に、ＴＧ１０６から出力されるパルスの位相を自動調整することが可能となる。しかも各パルスの特性を考慮した上で個別の方法でパルスの位相を調整しているので、高精度な自動調整が可能となる。
【００３６】
なお、本発明の特徴となる構成要素である分散演算部１０８、輝度レベル検出部１０９、タイミング調整部１１０はハードウェアとして回路で構成することも可能であるし、マイコンを用いてソフトウェアで実現することも可能である。分散演算部１０８、輝度レベル検出部１０９をハードウェア回路で構成することでＣＰＵ負荷をかけずに実現することができる。調整フローチャートにおいても、図３に示した手順に則る必要はなく変更可能である。
【００３７】
その他にも、これまで述べてきた実施の形態はあくまで一例に過ぎず、以下で説明する主な改変例以外にも様々な改変が可能であることは言うまでもない。
【００３８】
（改変例１）
図１０は、欠陥画素についてはパルスの自動調整に利用しないようにした改変例におけるデジタルカメラの全体構成を示す図である。本改変例においては、欠陥画素検出部１１３と記憶部１１４を設けている点が特徴的である。なお、１１５は欠陥画素アドレスである。
【００３９】
ＣＣＤやＭＯＳセンサーといった撮像素子１０１は製造に起因した欠陥画素を有している場合が多い。このような欠陥画素では入射光の光量によらず信号レベルが最大値か最小値近辺に固定されていることが多い。したがって、欠陥画素の値は仮に各パルスの検出領域内にあったとしても、位相調整には使用しないようにすることが望ましい。本改変例では、欠陥画素検出部１１３において欠陥画素を検出し、その欠陥画素のアドレスを予め記憶部１１４に記憶しておく。このようにすることにより、欠陥画素を位相調整に使用しないようにすることができ、位相調整の精度が向上する。
【００４０】
欠陥画素の検出手段には様々な方法があり、例えば、デジタルカメラ起動時にメカシャッタを閉じた状態で一定時間の電荷の蓄積を行い、信号レベルが所定の閾値以上となっている画素を欠陥画素として検出する方法がある。なお、記憶部１１４は欠陥画素のアドレスを全て保持できるように構成する必要はなく、所定個数の欠陥画素のアドレスを記憶できるように構成しておけば良い。
【００４１】
（改変例２）
ＤＳ１の設定においては、隣接画素との差分が所定の閾値以下である領域を安定領域として、その安定領域の中心にＤＳ１の立ち上がりエッジがくるようにパルス位相調整を行った。しかしながら、図１１に示すように、信号品質が低い場合には、安定領域となる位相期間を検出できない可能性がある。そのような場合であっても、信号成分の傾きが比較的小さな領域を擬似的に安定領域とみなすことができる。そのために改変例２においては、安定領域が検出できなかった場合には、閾値の値を増加させることで、信号成分が一定の傾きを持っている領域であっても擬似的な安定領域として検出するようにする。そのような擬似的な安定領域がある程度の長さ続く場合には、その中心に立ち上がりエッジがくるようにＤＳ１の位相調整を行う。
【００４２】
また、前述したように安定領域の検出の仕方は必ずしも隣接画素との差分を求めるのみではない。したがって、１回目の安定領域の検出と２回目の安定領域の検出は異なる方法で行っても良い。例えば、１回目の検出は３つ以上の位相における輝度の平均値と現在の位相における輝度の平均値との差分を算出した上で、小さめに設定された閾値と比較し、２回目の検出では隣接２画素の差分を算出した上で、大きめに設定された閾値と比較しても良い。要は２回目の検出において、安定領域が検出しやすいようにその検出条件を緩和することが本改変例の趣旨であり、これによって信号品質が低い場合でもＤＳ１の設定を行うことが可能となる。
【００４３】
（改変例３）
これまでの実施の形態の説明においては、ＤＳ１、ＤＳ２、ＡＤＣＬＫを位相調整するために１周期間について位相をずらしながら位相調整を行ってきた。しかしながら、撮像素子の設計仕様が予め分かっていれば、各々のパルスがどの辺りに位相調整されるべきかについてはある程度予想することが可能である。したがって、図１２に示すように調整範囲を１周期間よりも狭くとることが可能になる。これによって、位相調整に要する時間を短くすることが可能となる。
【００４４】
また、本実施の形態においてはＤＳ２が最初に調整されるが、ＤＳ２の位相が調整されれば、ＤＳ１、ＡＤＣＬＫがどの辺りの位相に調整されるべきかについては予想することが可能である。図１３においては、撮像素子出力信号１３０１からＤＳ２（１３０２）の位相が決定されると、そこからの設計仕様上最適となる位相差の位相付近にＤＳ１（１３０３）、ＡＤＣＬＫ（１３０４）の位相が調整されるべきと予想し、その前後の所定範囲内のみについて、ＤＳ１（１３０３）、ＡＤＣＬＫ（１３０４）の位相調整を行っている。１３０５がＤＳ２−ＤＳ１の最適位相差、１３０６がＤＳ２−ＡＤＣＬＫの最適位相差を表わしている。事前に求められたパルスの位相からその他のパルスの位相を予測することによって、より調整範囲を狭くすることが可能となり、位相調整に要する処理時間を大幅に短くすることができる。
【００４５】
もちろん、精度にこだわらないのであれば、ＤＳ１、ＤＳ２、ＡＤＣＬＫの全てのパルスの位相を調整する必要は必ずしもなく、最初に求めたパルスの位相からの固定位相でその他のパルスの位相を求めても良いし、２番目に求めたパルスの位相から３番目に求めるパルスの位相を決定しても良い。
【００４６】
また、例えば、温度変化や経年劣化などの要因によって位相ずれが生じて位相調整を行う場合であっても、最適な位相は前回調整された位相の近辺に存在することが予想される。したがって、位相調整結果は、その都度メモリに記憶させておき、新たに位相調整を行う場合には、前回調整された位相の近辺のみを調整範囲として位相調整を行っても良い。
【００４７】
（改変例４）
ＤＳ１、ＤＳ２のパルスの位相調整については、輝度の大きさから最適な位相を判断しているので、一定以上の輝度がないと位相調整を行うことが難しい。医療用のデジタルカメラなどはＬＥＤといった補助光がついていることが多いので、一度位相調整を行ってみてピークとなる輝度が所定の値以下である場合には補助光を使用すると良い。
【００４８】
（改変例５）
本発明に用いるヒストグラムについて説明する。図１４にヒストグラム演算部を使用した自動位相調整装置の構成図を示す。
【００４９】
ヒストグラム演算部１１６への入力信号は、撮像素子１０１から出力された、Ｒ画素、Ｇｒ画素、Ｂ画素、Ｇｂ画素の信号であるとする。ヒストグラム演算部１１６は、演算に使用する画素領域、ヒストグラムを演算する入力信号のレンジ、さらにレンジを区間に分割する分割数を指定できるものとする。また、ヒストグラムを演算する対象となる信号を選択でき、切り替えることができるものとする。
【００５０】
ヒストグラム演算部１１６では、各信号に対して区間ごとの出現回数をカウントし、指定の画素領域全信号の演算が終了したら、各区間の出現回数を出力するものである。これが図１４の１１７に相当する。
【００５１】
分散演算部１０８、輝度レベル検出部１０９ともに、信号のレンジと出現回数から、ばらつき値、輝度レベルをそれぞれ演算することが可能である。
【００５２】
図１５にヒストグラム演算ブロックを用いてばらつきを演算するときの応用例について記載する。まずは図１５Ｂのように、ヒストグラムを演算するレンジを大きめにとっておき、入力信号がどのレンジにあるかを、ヒストグラム出力結果を見て判断する。その後図１５Ｃのように、入力信号のレンジを自動調整に適した値に変更し、自動調整を行う構成にしても良い。図１５Ａに図１５Ｂ，Ｃの出力結果を表にして示す。
【００５３】
また、信号レンジと区間の組み合わせによって、自動調整の精度が変わってくるので、システムに応じて適切な値を設定するとよい。
【００５４】
現在のデジタルスチルカメラには、画像処理後の画像のヒストグラムを表示できる機能があるため、このブロックを利用すれば、ヒストグラム演算部を新たに設けることなく実現可能になる。このブロックを利用する場合の入力信号は、撮像素子から出力された信号ではなく、画象処理実施後の信号になるため、画像処理の各パラメータは自動調整に適した値に変更しておく必要がある。
【００５５】
なお、ヒストグラム演算部１１６の構成、またヒストグラム演算部１１６を利用した構成はこの限りではない。
【００５６】
このようにヒストグラム演算部１１６を利用して自動調整を行うことによって、ＳＤＲＡＭを使用することなく、構成が可能になる。
【００５７】
（改変例６）
図１６に、ブロックメモリを使用した自動位相調整装置の構成を示す。デジタルスチルカメラで露光調整やオートホワイトバランスの機能を実現するために、ブロックメモリ回路１１８が用意されている。本発明で使用するブロックメモリ回路１１８への入力信号は、撮像素子１０１から出力されたＲ画素、Ｇｒ画素、Ｂ画素、Ｇｂ画素の信号である。ブロックメモリ回路１１８では、演算する画素領域をブロックで構成し、１ブロックは水平方向ｎ×垂直方向ｍの画素で構成されており、１ブロック内の画素色ごとのデータを積算する。さらに、１枚の画像を取り込む間に（フレームとする）、水平方向ｉ×垂直方向ｊブロック分の積算結果を出力するものとする。また、ｉブロックの積算が完了したら、ｉブロック分のＲ画素、Ｇｒ画素、Ｂ画素、Ｇｂ画素それぞれの積算値を出力するものであるとする。
【００５８】
図１７に、１ブロックサイズ２×２、ブロック数２×２のブロックメモリの例を示す。１ブロックサイズおよび、ブロック数は自動調整する際には適切な値に調整するとよい。また、１ブロックサイズを小さくすることで、高精度のデータを得ることが可能となる。
【００５９】
自動位相調整装置の分散演算部１０８および輝度レベル検出部１０９では、ＳＤＲＡＭから画素データを取得する代わりに、ブロックメモリ回路１１８の出力結果１１９を利用することで、ＳＤＲＡＭを使用せず、ばらつき値、輝度レベルを求めることが可能となる。
【００６０】
また、フレームごとに演算領域を変更しながら自動調整を行うようにしてもよい。
【００６１】
（改変例７）
指定の画素領域内の入力信号レベルが、第１閾値以上、第２閾値以下の個数をカウントする閾値検出ブロックを備えた改変例を説明する。図１８に改変例７の構成図を示す。
【００６２】
閾値検出部１２０には、撮像素子１０１から出力されたＲ画素、Ｇｒ画素、Ｂ画素、Ｇｂ画素の信号が入力される。閾値検出部１２０では、指定画素領域内における各画素の信号レベルから、第１閾値以上、第２閾値以下のそれぞれの個数を画素色ごとにカウントする。この二つの閾値を自動調整に適したパラメータに設定することによって、閾値検出部１２０の出力結果１２１をばらつき値と代用することも可能である。
【００６３】
図１９Ａに画素領域を設定する。例えばＲ画素に着目した場合、画素領域の設定から、指定範囲にあるＲ画素の総数を割り出すことができる。閾値検出ブロックでは、図１９Ｂのように、二つの閾値で設定された範囲内か範囲外を検出し、出力する。この範囲外の個数の割合が多ければ、ばらつきが大きいと判断することができる。
【００６４】
本改変例によって、ＳＤＲＡＭを使用することなく、自動位相調整装置を構成することが可能になる。
【００６５】
（改変例８）
周波数検波ブロックを使用して自動調整を行う改変例を説明する。図２０に改変例８の構成図を示す。
【００６６】
周波数検波部となる周波数成分検波回路１２２には、撮像素子１０１から出力されたＲ画素、Ｇｒ画素、Ｂ画素、Ｇｂ画素の信号が入力されるものとする。演算するブロックは複数指定できるものとする。周波数成分検波回路１２２では、入力された信号と近隣画素の信号をＨＰＦ（High Pass Filter）に通すことによって、高周波成分のエッジ情報を求め、演算ブロックごとに、エッジのピーク値を積算した周波数成分１２３を出力する。
【００６７】
ＡＤＣＬＫは撮像素子１０１を遮光した状態で、ばらつきが小さくなるように調整する。遮光した状態で、高周波領域のピーク値が大きければ、ばらつきが大きいと判断できる。このように、周波数成分検波回路１２２を使用することによって、ばらつき値を求めることも可能である。
【００６８】
また、周波数成分検波回路１２２は通常ＡＦ（ＡｕｔｏＦｏｃｕｓ）を実現するために、ＤＳＰ１１１に実装されているものが多い。そのブロックを使用すれば、新たな処理ブロックを追加する必要はない。また、自動調整を行う際には、ＡＦ用ではなく、自動調整用に適したパラメータ設定するとよい。
【００６９】
（改変例９）
上記周波数成分検波回路１２２を利用し、画素領域の中から低周波成分の領域を特定し、その領域内で輝度レベルを演算するようにしてもよい。
【００７０】
低周波成分の領域とは、ノイズ成分が少ない領域になるので、本改変例によって、精度の高い輝度レベルを演算できるようになる。
【００７１】
（改変例１０）
自動位相調整装置において画像データ取り込み中は、前記分散演算部１０８、前記輝度レベル検出部１０９、前記タイミング調整部１１０への供給クロックを停止する。また、画像取り込み以外のタイミングでは撮像素子制御信号を生成する垂直転送ドライバへの供給電源を停止する。
【００７２】
（改変例１１）
医療用デジタルカメラなどは、デジタルカメラ製造後に撮像素子や、撮像素子と信号処理部とを接続しているケーブルを交換する可能性がある。ここで、信号処理部は、アナログフロントエンド１０７やＴＧ１０６、ＤＳＰ１１１を備えている。このケーブルにおいても信号遅延が発生するため、ケーブルの交換やケーブル長の変更に伴い、信号の遅延量も異なってくる。交換する度に位相調整を行えば、使用する撮像素子およびケーブルに最適な位相でパルスを発生させることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明によって、デジタルカメラにおける撮像に用いるパルスのタイミング調整を自動で行うことが可能になるため、少なくともデジタルカメラにおいて利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明のデジタルカメラの全体構成図
【図２】撮像素子から出力される信号成分を時系列で表した図
【図３Ａ】本発明における位相調整の全体フローチャート
【図３Ｂ】本発明における調整時の各パルスの設定値を示す表
【図４】本発明においてＤＳ２の位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャート
【図５】本発明におけるＤＳ２の位相調整の詳細フローチャート
【図６】本発明においてＤＳ１の位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャート
【図７】本発明におけるＤＳ１の位相調整の詳細フローチャート
【図８Ａ】本発明においてＡＤＣＬＫの位相調整に用いられる信号成分のタイミングチャート
【図８Ｂ】図８ＡのＳ部拡大図
【図９】本発明におけるＡＤＣＬＫの位相調整の詳細フローチャート
【図１０】本発明の改変例１におけるデジタルカメラの全体構成図
【図１１Ａ】信号品質が悪い場合に撮像素子から出力される信号成分を時系列で表した図
【図１１Ｂ】図１１ＡのＦ部拡大図
【図１２】位相調整の調整範囲の説明図
【図１３】ＤＳ２を用いてなるＤＳ１とＡＤＣＬＫの最適位置の予測図
【図１４】本発明の改変例５におけるデジタルカメラの全体構成図
【図１５Ａ】本発明の改変例５におけるヒストグラムの出力結果を示す図
【図１５Ｂ】本発明の改変例５におけるヒストグラムの出力結果を示す図
【図１５Ｃ】本発明の改変例５におけるヒストグラムの出力結果を示す図
【図１６】本発明の改変例６におけるデジタルカメラの全体構成図
【図１７】本発明の改変例６におけるブロックメモリの計算領域を示す図
【図１８】本発明の改変例７におけるデジタルカメラの全体構成図
【図１９Ａ】本発明の改変例７における閾値検出部の計算領域を示す図
【図１９Ｂ】本発明の改変例７における閾値検出部の出力結果を示す図
【図２０】本発明の改変例８におけるデジタルカメラの全体構成図
【符号の説明】
【００７５】
１０１  撮像素子
１０２  ＣＤＳ
１０３  ＡＧＣ
１０４  ＡＤＣ（ＡＤ変換器）
１０５  垂直ドライバ
１０６  ＴＧ
１０７  アナログフロントエンド
１０８  分散演算部（ばらつき演算部）
１０９  輝度レベル検出部
１１０  タイミング調整部
１１１  ＤＳＰ
１１２  光学レンズ
１１３  欠陥画素検出部
１１４  記憶部
１１５  欠陥画素アドレス
１１６  ヒストグラム演算部
１１７  ヒストグラム演算結果
１１８  ブロックメモリ回路
１１９  ブロックメモリ出力結果
１２０  閾値検出部
１２１  閾値検出結果
１２２  ＡＦ用周波数成分検波回路（周波数検波部）
１２３  周波数成分
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007119483.tif 000036
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
2007119483.tif 000046
【図１５Ｂ】
2007119483.tif 000047
【図１５Ｃ】
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【図１６】
2007119483.tif 000049
【図１７】
2007119483.tif 000050
【図１８】
2007119483.tif 000051
【図１９Ａ】
2007119483.tif 000052
【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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