(57)【要約】      （修正有）【課題】フリッカレス撮影において、被写体が高速に移動する場合のフリッカーの周期と位相の検知精度を向上する手段を提供する。【解決手段】受光量に応じて光電荷を発生し蓄積する受光部を有する固体撮像素子Ａおよび固体撮像素子Ｂと、第一の蓄積時間を算出する手段と、第一の蓄積時間を用いて第一の蓄積開始タイミング信号と読出し開始タイミング信号を生成し、固体撮像素子Ａの光電荷の蓄積と読出しを制御する手段と、第一の蓄積時間より長い第二の蓄積時間を算出する手段と、第二の蓄積時間に第一の蓄積時間を内包させる第二の蓄積開始タイミング信号と読出し開始タイミング信号を生成し固体撮像素子Ｂの光電荷の蓄積と読出しを制御する手段と、固体撮像素子Ａから得られた画像をもとにフリッカーの光量変化の少ないタイミングを検出する検出手段と、検出されたフリッカーによる光量変化の少ないタイミングで静止画の撮影を行う撮影手段とを備える。【選択図】図１
2017126921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光量に応じて光電荷を発生し蓄積する受光部を有し、この複数の受光部が２次元に配列された固体撮像素子Ａ（１０６）および固体撮像素子Ｂ（１１６）と、
第一の蓄積時間を算出する手段（１０１）と、
前記第一の蓄積時間を用いて第一の蓄積開始タイミング信号と読出し開始タイミング信号を生成し、固体撮像素子Ａ（１０６）の光電荷の蓄積と読出しを制御する手段（１０８）と、
前記第一の蓄積時間より長い第二の蓄積時間を算出する手段（１０１）と、
前記第二の蓄積時間に前記第一の蓄積時間を内包させる第二の蓄積開始タイミング信号と読出し開始タイミング信号を生成し固体撮像素子Ｂ（１１６）の光電荷の蓄積と読出しを制御する手段（１１８）と、
固体撮像素子Ａ（１０６）から得られた画像Ａをもとにフリッカーの光量変化の少ないタイミングを検出する検出手段（１０１）と、
検出されたフリッカーによる光量変化の少ないタイミングで静止画の撮影を行う撮影手段（１０１）と、
を備えることを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
受光量に応じて光電荷を発生し蓄積する受光部を有し、この複数の受光部が２次元に配列された固体撮像素子Ａ（１０６）および固体撮像素子Ｂ（１１６）と、
第一の蓄積時間を算出する手段（１０１）と、
第一の読み出し時間を算出する手段（１０１）と、
第一の読み出し時間を所定値より長く算出する手段（１０１）と、
前記第一の蓄積時間と前記第一の読み出し時間を用いて第一の蓄積開始タイミング信号と読出し開始タイミング信号を生成し、固体撮像素子Ａ（１０６）の光電荷の蓄積と読出しを制御する手段（１０８）と、
第一の蓄積時間より長い第二の蓄積時間を算出する手段（１０１）と、
第二の読み出し時間を算出する手段（１０１）と、
前記第二の蓄積時間と前記第二の読み出し時間を用いて第二の蓄積開始タイミング信号と読出し開始タイミング信号を生成し固体撮像素子Ｂ（１１６）  の光電荷の蓄積と読出しを制御する手段（１１８）と、
固体撮像素子Ａ（１０６）から得られた画像Ａをもとにフリッカーの光量変化の少ないタイミングを検出する検出手段（１０１）と、
検出されたフリッカーによる光量変化の少ないタイミングで静止画の撮影を行う撮影手段（１０１）と、
を備えることを特徴とする撮影装置。
【請求項３】
前記所定値がフリッカー周期分の時間であることを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
【請求項４】
前記固体撮像素子Ｂ（１１６）から得られた画像Ｂを取得する手段（１０１）と、
前記固体撮像素子Ｂ（１１６）から得られた画像Ｂを表示に用いる手段（１０１）と、
を有し、表示部（１１２）への表示には前記固体撮像素子Ｂ（１１６）から得られた画像Ｂを用いることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の撮影装置。
【請求項５】
前記固体撮像素子Ａ（１０６）から得られた画像Ａと前記固体撮像素子Ｂ（１１６）から得られた画像Ｂを周期的に取得することを特徴とする請求項４に記載の撮影装置。
【請求項６】
前記固体撮像素子Ａ（１０６）から得られた画像Ａを間欠的に取得することを特徴とする請求項５に記載の撮影装置。
【請求項７】
前記固体撮像素子Ａ（１０６）から得られた画像Ａと前記固体撮像素子Ｂ（１１６）から得られた画像Ｂとの蓄積時間の違いによる露光量の差を画像取得時のゲインもしくは画像処理によるゲインで補正することを特徴とする請求項４乃至請求項６の何れか一項に記載の撮影装置。
【請求項８】
前記固体撮像素子Ａ（１０６）から得られた画像Ａと前記固体撮像素子Ｂ（１１６）から得られた画像Ｂの割り算結果からフリッカーの光量変化が少ないタイミングを検出する光源のフリッカーの有無を検出し、その結果からフリッカーの光量変化が少ないタイミングで撮影を行うかどうかを切り換えることを特徴とする請求項４乃至請求項６の何れか一項に記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラに代表される撮像装置に関し、特に撮影時に発生する外光の光量変化（一般的にはフリッカーと呼ばれる）による露光ムラを低減する撮影におけるフリッカー検知精度向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フリッカーを含んだ人工光源下では光量が足りず高速のシャッター速度での撮影が出来なかったため、フリッカーによる露光ムラという問題は発生していなかった。
【０００３】
しかし、近年、デジタルカメラの高ＩＳＯ化に伴いこの様なフリッカーを含んだ人工光源下でも、高速シャッター撮影時に適切な露出レベルが得られるようになったため、実際に使用されるようになってきた。
【０００４】
しかしながら、フリッカー光源下で高速シャッター撮影をすると外光の光量変化により、連続撮影でコマ毎の露出にバラツキが発生する。
【０００５】
この様な問題に対して、シャッターが走行するタイミングをフリッカーの光量変化が少ないタイミングに合わせることによりコマ毎の露出バラツキが発生しないように制御しているものもある。
【０００６】
また、この様なフリッカー光源において、特許文献１には、ライブビュー（以降、ＬＶ）からの静止画撮影時に、フリッカーの周期、ピークタイミングを検出し、ピークタイミングで静止画を撮影することで、フリッカーによる露光ムラを低減する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−０８８９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、フリッカーの周期と位相を検知するために比較する２枚の画像は異なる時刻に撮影するため、被写体が高速に移動するなどして画面にズレが生じた場合、フリッカーの周期と位相の検知精度が低下してしまう。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、フリッカーによる露光ムラを低減する技術において、被写体が高速に移動する場合の、フリッカーの周期と位相の検知精度を向上することを可能にした手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係る撮影装置は、
受光量に応じて光電荷を発生し蓄積する受光部を有し、この複数の受光部が２次元に配列された固体撮像素子Ａおよび固体撮像素子Ｂと、第一の蓄積時間を算出する手段と、前記第一の蓄積時間を用いて第一の蓄積開始タイミング信号と読出し開始タイミング信号を生成し、固体撮像素子Ａの光電荷の蓄積と読出しを制御する手段と、前記第一の蓄積時間より長い第二の蓄積時間を算出する手段と、前記第二の蓄積時間に前記第一の蓄積時間を内包させる第二の蓄積開始タイミング信号と読出し開始タイミング信号を生成し固体撮像素子Ｂの光電荷の蓄積と読出しを制御する手段と、固体撮像素子Ａから得られた画像Ａをもとにフリッカーの光量変化の少ないタイミングを検出する検出手段と、検出されたフリッカーによる光量変化の少ないタイミングで静止画の撮影を行う撮影手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＬＶからの静止画撮影時に、フリッカーの周期、ピークタイミングを検出し、フリッカーによる露光ムラを低減する技術において、被写体が高速に移動する場合の、フリッカーの周期と位相の検知精度を向上する手段を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るカメラのブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る交換レンズ、カメラおよび各ブロックの配置図である。
【図３】本発明の実施形態に係る撮像装置に用いられる撮像素子を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るスリットローリングシャッター駆動方法のタイミングチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係る電子先幕シャッター駆動方法のタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係るフリッカーの光量が高いタイミングで撮影した場合の撮影画像を示した図である。
【図７】本発明の実施形態に係るフリッカーの光量が低いタイミングで撮影した場合の撮影画像を示した図である。
【図８】本発明の第一の実施形態に係るフリッカーの光量変化とその時に撮影される画像の蓄積タイミングを示した図である。
【図９】本発明の実施形態に係るフリッカーの光量変化とその時に撮影される画像を示した図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るフリッカーによるシマのある画像とシマの無い画像とからフリッカーによるシマ成分を抽出するための演算を示した画像である。
【図１１】本発明の実施形態に係るフリッカーの周期及び光量が最大になるタイミングを検出するための手順を示した図である。
【図１２】本発明の第二の実施形態に係る２つの固定撮像素子の画素数と間引き量と読出し時間の関係を示した図である。
【図１３】本発明の第三の実施形態に係るフリッカーの光量変化とその時に撮影される画像の蓄積タイミングを示した図である。
【図１４】本発明の第四の実施形態に係るフリッカーの光量変化とその時に撮影される画像の蓄積タイミングを示した図である。
【図１５】本発明の第五の実施形態に係るフリッカーの光量変化とその時に撮影される画像の蓄積タイミングを示した図である。
【図１６】本発明の第六の実施形態に係るフリッカーの光量変化とその時に撮影される画像の蓄積タイミングを示した図である。
【図１７】本発明の第七の実施形態に係るフリッカーの光量変化とその時に撮影される画像の蓄積タイミングを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。ここで、本発明の実施形態においては、本発明に係る撮像装置として、デジタル一眼レフカメラを適用した例を挙げて説明を行う。
【００１４】
（第一の実施形態）
図１は本発明の実施形態に係るデジタル一眼レフカメラ（撮像装置）の概略構成を示す実施例１のブロック図であり、１００がカメラの本体、２００が交換式のレンズである。また、図２は図１で示したブロックのカメラ内での実際の配置について示した図となっている。
【００１５】
図１と図２において、１０１は各種の演算処理と当該撮像装置であるデジタル一眼レフカメラ１００と交換レンズ２００の全体を統括的に制御する全体制御・演算部である。
【００１６】
２００はデジタル一眼レフカメラ用の交換レンズであり、２０２は被写体の光学像を撮像素子Ａ１０６と撮像素子Ｂ１１６に結像させる撮像レンズで、２０３は撮影レンズをピント（焦点）が合うように駆動する駆動装置、２０４は被写体像からの反射光がレンズを通る光量を制御する絞り機構で、２０５は絞り機構を駆動する絞り駆動装置である。
【００１７】
撮影用の交換レンズ２００とデジタル一眼レフカメラ１００との間は、交換のため取り外すことが可能で、交換レンズ２００とデジタル一眼レフカメラ１００との間は情報交換のための通信を行っている。このときの通信はデジタル一眼レフカメラ１００に関しては、全体制御・演算部１０１とレンズ制御部２０１が通信をしていて、送信／受信の管理を行っている。
【００１８】
１００は撮像装置の本体であるデジタル一眼レフカメラで、１０２は撮影レンズ２０２を通った光学像を分光して、撮像素子Ａ１０６と撮像素子Ｂ１１６へと導くハーフミラーである。
【００１９】
１０４はいわゆる一眼レフカメラに使用されるフォーカルプレーン型の先幕／後幕に相当するシャッター幕を有するシャッター機構であり、撮像レンズ２０２を通ってきた光学像の露光時間の制御と遮光を行う。
【００２０】
１０５はシャッター機構１０４の駆動を行うシャッター駆動装置である。
【００２１】
１０６は撮像レンズ２０２により結像された被写体の光学像を画像信号として取り込むための（固体）撮像素子Ａである。  本実施形態の撮像素子Ａ１０６は例えば、ＣＭＯＳセンサーのような２次元のＸＹアドレス走査型で形成されている。撮像素子Ａ１０６は主に静止画の撮像を目的とする。
【００２２】
１０７は撮像素子Ａ１０６から出力される画像信号の増幅処理や、アナログからデジタルへの変換を行うＡ／Ｄ変換処理、Ａ／Ｄ変換後の画像データに対するキズ補正等の各種の補正処理、或いは、画像データを圧縮する圧縮処理等を行う撮像信号処理部Ａである。
【００２３】
１０８は撮像素子Ａ１０６と撮像信号処理部Ａ１０７に対して各種のタイミング信号を出力するタイミング発生部Ａである。
【００２４】
１０９は画像信号処理部Ａ１０７により処理された画像データ等を一時的に記憶し、また各種の調整値や全体制御・演算部１０１による各種の制御を実行させるためのプログラムなどを恒久的に記憶するためのメモリ部である。
【００２５】
１１０は記録媒体１１１に対する画像データ等の記録処理又は記録媒体１１１から画像データ等の読み出し処理を行うための記録媒体制御インターフェース（Ｉ／Ｆ）部である。
【００２６】
１１１は画像データ等の各種のデータを記録する半導体メモリ等からなる着脱可能な記録媒体である。
【００２７】
１１２は撮影した静止画像や動画像等を表示する表示部１１３を駆動する駆動部である。
【００２８】
１１４は外部インターフェースであり、コンピュータ１１５の用な外部機器と画像信号、制御信号等の情報のやりとりを行う。
【００２９】
１１６は撮像レンズ２０２により結像された被写体の光学像を画像信号として取り込むための（固体）撮像素子Ｂである。本実施形態の撮像素子Ｂ１１６は、本実施形態の撮像素子Ａ１０６と同じく、ＣＭＯＳセンサーのような２次元のＸＹアドレス走査型で形成されている。また、本実施形態の撮像素子Ｂ１１６は、撮像素子Ａ１０６と同じ画素数であり、読出し時間も同じである。撮像素子Ｂ１１６は主に動画やＬＶの撮像を目的とする。
【００３０】
１１７は撮像素子Ｂ１１６から出力される画像信号の増幅処理や、アナログからデジタルへの変換を行うＡ／Ｄ変換処理、Ａ／Ｄ変換後の画像データに対するキズ補正等の各種の補正処理、或いは、画像データを圧縮する圧縮処理等を行う撮像信号処理部Ｂである。
【００３１】
１１８は撮像素子Ｂ１１６と撮像信号処理部Ｂ１１７に対して各種のタイミング信号を出力するタイミング発生部Ｂである。
【００３２】
１２１は、位相差方式による測距部であり、ハーフミラー１０２を透過した光線により被写体のデフォーカス量により位相が変化する２つの１対の画像を取得する。この２画像のズレ量から被写体のデファーカス量を演算して、撮像レンズ２０２を移動させる。
【００３３】
１２０は、位相差測距部１２１を駆動する測距部駆動装置である。
【００３４】
図３は撮像装置に具備される固体撮像素子の概略構成図である。この図は２次元の走査方法を採る固体撮像素子Ａ１０６および固体撮像素子Ｂ１１６の構成を示したものである。
【００３５】
３０１は、駆動の単位である１つの画素を示している。
【００３６】
３０２は、光を電荷に変換するフォトダイオード（以下、このフォトダイオードを「ＰＤ」と称する）である。
【００３７】
３０６は、電荷を一時的に蓄積しておく領域であるフローティングディフュージョン（以下、このフローティングディフュージョンを「ＦＤ」と称する）である。
【００３８】
３０３は、転送パルスφＴＸによってＰＤ３０２で発生した電荷をＦＤ３０６に転送する転送スイッチである。
【００３９】
３０７は、ソースフォロアとして機能する増幅ＭＯＳアンプである。
【００４０】
３０８は、選択パルスφＳＥＬＶによって画素を選択する選択スイッチである。
【００４１】
３０９は、リセットパルスφＲＥＳによってＦＤ３０６に蓄積された電荷を除去するリセットスイッチである。
【００４２】
３１１は、増幅ＭＯＳアンプ３０７の負荷となる定電流源である。
【００４３】
３１５は、選択スイッチ３０８で選択された画素のＦＤ３０６に蓄積された電荷を、増幅ＭＯＳアンプ３０７と定電流源３１１による電荷・電圧変換で電圧に変換された後、信号出力線３１０を経て画素データとして読み出す読み出し回路である。
【００４４】
３１２は、読み出し回路３１５で読み出した画素データ（画素信号）を選択する選択スイッチであり、水平走査回路３１６によって駆動される。水平走査回路３１６によって選択された画素データは出力アンプ３１３で増幅されて固体撮像素子Ａ１０６から出力される。
【００４５】
３１４は、スイッチ３０３，３０８，３０９を選択するための垂直走査回路である。ここで、φＴＸ、φＲＥＳ、φＳＥＬＶのそれぞれにおいて、垂直走査回路３１４によって走査選択された第ｎ番目の走査ラインをφＴＸｎ、φＲＥＳｎ、φＳＥＬＶｎ、第ｎ＋１番目の走査ラインをφＴＸｎ＋１、φＲＥＳｎ＋１、φＳＥＬＶｎ＋１とする。図１には、便宜上、第ｎ番目の走査ラインから第ｎ＋６番目の走査ラインまでを示している。また、ＦＤ３０６、増幅ＭＯＳアンプ３０７及び定電流源３１１により、「フローティングディフュージョンアンプ」が構成される。
【００４６】
次に、図４を用いて、固体撮像素子Ａ１０６および固体撮像素子Ｂ１１６の露光量を制御するスリットローリングシャッター動作を説明する。
【００４７】
図４はスリットローリングシャッター撮影の際に電子の先幕シャッターと電子の後幕シャッターとを用いて露光量が適正となるように制御を行い、画素データを読み出す固体撮像素子の動作を示すシーケンス図である。
【００４８】
電子先幕シャッターの動作では、第ｎラインにおいて、まず時刻ｔ４０１からｔ４０２の間、φＲＥＳｎとφＴＸｎにパルスが印加されて、転送スイッチ３０３及びリセットスイッチ３０９がオンする。これにより、第ｎラインのＰＤ３０２とＦＤ３０６に蓄積されている不要電荷が除去されてリセット動作が行われる。
【００４９】
続いて、時刻ｔ４０２でφＲＥＳｎとφＴＸｎへのパルスの印加が解除されて、転送スイッチ３０３及びリセットスイッチ３０９がオフになり、第ｎラインのＰＤ３０２に発生する電荷の蓄積動作が開始される。
【００５０】
ｎ＋１ライン及びｎ＋２ラインは画像として使用しないので、ここでは何も処理を行わない。
【００５１】
本実施形ではｎ＋１ライン及びｎ＋２ラインに対して処理を行っていないが、ＰＤに電荷がたまり周辺の画素へと漏れ出す事を考慮するのであれば、ｎ＋１ライン及びｎ＋２ラインのφＲＥＳｎとφＴＸｎをオンし、ＰＤの電荷を常にリセットしておく必要がある。
【００５２】
時刻ｔ４０３で時刻ｔ４０２と同様に、第ｎ＋３ラインの蓄積動作が開始し、時刻ｔ４０４で第ｎ＋６ラインの蓄積動作が開始する。
【００５３】
この様に、一定間隔で順次ラインのリセットを解除し電荷の蓄積動作を開始する事で電子的な先幕シャッター動作を実現している。
【００５４】
ここで第ｎラインに戻り、時刻ｔ４０５からｔ４０６の間、φＴＸｎにパルスが印加されて、転送スイッチ３０３がオンし、ＰＤ３０２に蓄積された電荷をＦＤ３０６に転送する転送動作が行われる。
【００５５】
第ｎラインの転送動作の終了に続いて、時刻ｔ４０６からｔ４０７の間、φＳＥＬＶｎにパルスが印加されて選択スイッチ３０８がオンすることにより、ＦＤ３０６で保持した電荷が電圧に変換され、画素データ（画素信号）として読み出し回路３１５に出力される。
【００５６】
読み出し回路３１５で一時的に保持された画素データは、水平走査回路３１６によって時刻ｔ４０７より順次出力される。そして、時刻ｔ４０８で第ｎラインにおける画素からの画素データの読み出しが完了する。
【００５７】
第ｎ＋３ラインにおいて、時刻ｔ４０８からｔ４０９の間、φＴＸｎ＋３にパルスが印加されて、転送スイッチ３０３がオンし、ＰＤ３０２に蓄積された電荷をＦＤ３０６に転送する転送動作が行われる。
【００５８】
第ｎ＋３ラインの転送動作の終了に続いて、時刻ｔ４０９からｔ４１０の間、φＳＥＬＶｎ＋３にパルスが印加されて選択スイッチ３０８がオンすることにより、ＦＤ３０６で保持した電荷が電圧に変換され、画素データとして読み出し回路３１５に出力される。読み出し回路３１５で一時的に保持された画素データは、水平走査回路３１６によって時刻ｔ４１０より順次出力される。そして、時刻ｔ４１１で第ｎ＋３ラインにおける画素からの画素データの読み出しが完了する。
【００５９】
この様に、一定間隔で電荷の転送及び読出しを行う事により電子的な後幕シャッターを実現している。
【００６０】
各ラインのＰＤのリセットから転送まで時間が各画素の露光時間となっている。
【００６１】
次に、図５を用いて、電子の先幕シャッターとメカの後幕シャッターを用いて固体撮像素子Ａ１０６の露光量を制御する電子先幕シャッター動作を説明する。
【００６２】
図５は電子先幕シャッター撮影の際に電子の先幕シャッターとメカの後幕シャッターとを用いて露光量が適正となるように制御を行い、画素データを読み出す固体撮像素子の動作を示すシーケンス図である。
【００６３】
電子先幕シャッターの動作では、第ｎラインにおいて、まずＰＤとＦＤをリセットするためにφＲＥＳｎとφＴＸｎをオンする。これにより、転送スイッチ３０３及びリセットスイッチ３０９がオンする。これにより、第ｎラインのＰＤ３０２とＦＤ３０６に蓄積されている不要電荷が除去されてリセット動作が行われる。
【００６４】
続いて、時刻ｔ５０２でφＲＥＳｎとφＴＸｎが解除されて、転送スイッチ３０３及びリセットスイッチ３０９がオフになり、第ｎラインのＰＤ３０２に発生する電荷の蓄積動作が開始される。
【００６５】
同様に、時刻ｔ５０３で第ｎ＋１ラインの蓄積動作が開始し、時刻ｔ５０４で第ｎ＋２ラインの蓄積動作、時刻ｔ５０５で第ｎ＋３ラインの蓄積動作、時刻ｔ５０８で第ｎ＋４ラインの蓄積動作、時刻ｔ５１０で第ｎ＋５ラインの蓄積動作、時刻ｔ５１３で第ｎ＋６ラインの蓄積動作が開始する。
【００６６】
この様に、順次ラインのリセットを解除し電荷の蓄積動作を開始する事で電子的な先幕シャッター動作を実現している。
【００６７】
これに続いて、メカの後幕シャッターを走行する。
【００６８】
電子的な先幕シャッターとメカの後幕シャッターの間が露光時間となり、各ラインの露光量が適切になるように電子的な先幕シャッターのリセットタイミングを制御している。
【００６９】
ここで第ｎラインに戻り、後幕シャッターが走行し終えた後、時刻ｔ５１５からｔ５１６の間、φＴＸｎにパルスが印加されて、転送スイッチ３０３がオンし、ＰＤ３０２に蓄積された電荷をＦＤ３０６に転送する転送動作が行われる。
【００７０】
第ｎラインの転送動作の終了に続いて、時刻ｔ５１６からｔ５１７の間、φＳＥＬＶｎにパルスが印加されて選択スイッチ３０８がオンすることにより、ＦＤ３０６で保持した電荷が電圧に変換され、画素データ（画素信号）として読み出し回路３１５に出力される。
【００７１】
読み出し回路３１５で一時的に保持された画素データは、水平走査回路３１６によって時刻ｔ５１７より順次出力される。そして、時刻ｔ５１９で第ｎラインにおける画素からの画素データの読み出しが完了する。
【００７２】
第ｎ＋１ラインにおいて、時刻ｔ５１９からｔ５２１の間、φＴＸｎ＋１にパルスが印加されて、転送スイッチ３０３がオンし、ＰＤ３０２に蓄積された電荷をＦＤ３０６に転送する転送動作が行われる。
【００７３】
第ｎ＋１ラインの転送動作の終了に続いて、時刻ｔ５２１からｔ５２２の間、φＳＥＬＶｎ＋１にパルスが印加されて選択スイッチ３０８がオンすることにより、ＦＤ３０６で保持した電荷が電圧に変換され、画素データとして読み出し回路３１５に出力される。読み出し回路３１５で一時的に保持された画素データは、水平走査回路３１６によって時刻ｔ５２２より順次出力される。そして、時刻ｔ５２３で第ｎ＋１ラインにおける画素からの画素データの読み出しが完了する。
【００７４】
図６と図７はフリッカー光源下で撮影される静止画の一例としてフリッカー光源の光量変化、シャッターの切れるタイミング、そのタイミングで撮影される静止画画像を示している。
【００７５】
シャッターの切れるタイミングに関して、図５では固体撮像素子の走査方向に合わせて上から下に動いているが、図６、図７では実際のシャッターがカメラに対して下から上に走行するため、この方向に合わせて下から上に動いている。そして、図５と図６、図７は同じ動作を示している。
【００７６】
近年、デジタルカメラはどんどん高感度化され、体育館といった人工光源下で従来は高速シャッターで撮影した場合、適正な露光が得られなかった環境でも、１／４０００秒、１／８０００秒といった高速シャッターでの撮影で、適正な露光を得ることが可能になってきている。
【００７７】
これにより、例えば蛍光灯いった光量の変化する光源下で高速シャッターでの撮影を行うと、図６の様に光量が多いタイミングでシャッターが走行すると露光量が多めの静止画が撮影され、逆に図７の様に光量が少ないタイミングでシャッターが走行すると露光量の足りない超アンダーの静止画が撮影されてしまう。
【００７８】
このシャッターが走行するタイミングは人間が意図的に合わせることは出来ない程高速なので、実際にはキリムラとして露光量のバラバラな静止画が撮影されることになる。
【００７９】
図８は本実施形態におけるシーケンスをセンサーの蓄積と読出しで示している。点線がセンサーのリセットで、実線が読出し、点線から実線の横方向の間がその画像の蓄積時間、縦方向はその画像の垂直位置となっている。固体撮像素子Ｂ１１６は、フリッカーの周期よりも十分に長い時間で蓄積した画像を取得する。そして、この画像をＬＶの表示として使用する。ここで、静止画撮影のトリガ信号がＬｏｗになると、固体撮像素子Ａ１０６はフリッカーの周期よりも短い蓄積時間でＡを取得する。このＡはＬＶの表示としては使用しない。
【００８０】
この、ＡとＢとで取得された画像を元に図１０および図１１で示す演算（詳細は後述する）を行い、フリッカーの光量がピークとなるタイミングを求めて、光量がピークとなるタイミングで（図５で示した）電子先幕シャッター走行が始まるように、タイミング発生部Ａ１０８が転送スイッチとリセットスイッチを制御して撮影を行う。
【００８１】
本発明の特徴として、固体撮像素子Ａ１０６の読出し時間と画素数は、固体撮像素子Ｂ１１６と同じである。画像Ａと画像Ｂの一致度を上げるために、固体撮像素子Ｂ１１６の蓄積時間は、固体撮像素子Ａ１０６の蓄積時間を内包するように制約を設けている。
【００８２】
ここで、静止画撮影時のシャッター走行している時間が長いように示されているが、これは図示するために幅を広げている。
【００８３】
実際の走行時間はフリッカー周期と比較して非常に短いため、光量がピークの間にシャッターの走行は完了する。
【００８４】
これは、以降の図でも同様である。
【００８５】
図９は図８のシーケンスで撮影した固体撮像素子Ａの画像と固体撮像素子Ｂの画像を示している。固体撮像素子Ｂは、フリッカーの周期よりも十分に長い時間で蓄積しているため、フリッカーによる露光ムラを軽減した画像が得られる。本実施例では、この画像を通常のＬＶ画像として取得して表示している。また、固体撮像素子Ａは、フリッカーの周期よりも短い時間で蓄積しているため、フリッカーによる露光ムラが発生した画像が得られる。この画像はＬＶ表示されない。
【００８６】
図１０は図９で取得された画像に対する演算処理を示した図である。
【００８７】
図１０−Ａはフリッカーによる露光ムラが発生するように撮影された画像、図１０−Ｂは露光ムラを軽減するように撮影した画像、この２つの画像に対して割り算を行い図１０−Ｃを取得する。図１０−Ｃはフリッカーによる露光ムラが発生している画像をフリッカーによる露光ムラを軽減した画像で割ることにより、フリッカーによる露光ムラ成分だけを抽出することが出来る。ただし、図１０−Ａの様にフリッカーによる露光ムラが発生した画像はフリッカーによる露光ムラを出やすくするために短い露光時間で撮影していて、反対に図１０−Ｂの様にフリッカーによる露光ムラを軽減した画像はフリッカーによる露光ムラが出ないようにフリッカーの周期の整数倍もしくはそれ以上の露光時間で撮影しているため、そのままでは露光量に差が出てしまう。
【００８８】
そこで、画像取得時のゲインを調整したり、取得された画像にゲインをかけたりして、露光量を一致させる必要がある。また、画像Ａと画像Ｂの間に被写体の位置が移動したり、カメラの向きが変わっていた場合には、画像の画面を分割しそれぞれの画像の一致度を計算して画像の位置合わせを行ってから割り算を行う必要がある。
【００８９】
この様にして得られたフリッカーによる露光ムラ成分だけの画像Ｃを元にしてＶＤからのフリッカー光量がピークとなるタイミングを見つける。また、この画像を元にしてフリッカーの周期も求める。
【００９０】
図１１は図１０−Ｃで示した垂直方向の光量変化（実線）と、この光量変化データの隣接差分（破線）とを示した図であり、図１０−ＣでＰｅａｋを検出する方法を示す図となっている。
【００９１】
ここで、破線の値が“０”の時が光量変化の極大値もしくは極小値を示している。特に、破線の値が正から負へ変化する時の“０”値は極大値になる。このＰｅａｋが画面の何行目か分かれば、ＨＤの周期を元にしてＶＤからＰｅａｋまでの時間を求める事が出来る。また、破線の“０”から“０”までの時間を求める事によりフリッカーの周期を求める事が可能となる。ここで求めたＰｅａｋの時間とフリッカーの周期から、次の撮影タイミングをいつにすれば良いかを求める事が出来る。
【００９２】
本実施形態の固有の効果として、このように２枚のセンサーを使って画像Ａと画像Ｂを読み出すことで、画像Ａと画像Ｂの一致度が上がり、フリッカーの周期と位相を検知する精度を向上することが可能になる。また、画像の一致度が上がることで、図１０に示した演算を行う際の画像一致度計算や位置合わせの処理が不要になり、シャッター走行タイミングを計算する時間が短くなり、レリーズタイムラグを短くすることが可能になる。
【００９３】
（第二の実施形態）
第一の実施形態では、固体撮像素子Ａ１０６と固体撮像素子Ｂ１１６の画素数と読出し時間が同じであることを前提としている。しかしながら、固体撮像素子Ａ１０６は主に静止画撮像、固体撮像素子Ｂ１１６は主にＬＶや動画を撮像するため、固体撮像素子Ｂ１１６は固体撮像素子Ａ１０６に比べて画素数が少なく、読出し時間も短い場合がある。本実施形態では、このような場合で同様の効果を得られる手段について説明する。
【００９４】
図１２で示すように、固体撮像素子Ａ１０６の読み出し時間は固体撮像素子Ｂ１１６と比較して長いが、読み出す画素数を水平方向または垂直方向（もしくはその両方）について間引くことで、固体撮像素子Ｂ１１６のフリッカーによる露光ムラを軽減した画像を読出す時間と、固体撮像素子Ａ１０６のフリッカーによる露光ムラが発生している画像の読出し時間を同じにする。それ以外の動作は第一の実施形態と同じである。図８の説明と同様に、画像Ａの蓄積時間を画像Ｂの蓄積時間に内包するように制約を設ける。
【００９５】
本実施形態の固有の効果として、固体撮像素子Ｂ１１６の画素数と固体撮像素子Ａ１０６の画素数が異なる場合で、フリッカーの周期と位相を検知する精度を向上することが可能になる。また、レリーズタイムラグを短くすることが可能になる。
【００９６】
（第三の実施形態）
第二の実施形態では、固体撮像素子Ａ１０６の読み出す画素数を間引いた結果、読出し時間が同じになることを前提としている。しかしながら、間引いた結果の読み出し時間が同じにならない場合がある。本実施形態では、この課題を解決するための手段とシーケンスについて説明する。
【００９７】
固体撮像素子Ａ１０６の読出し時間が、固体撮像素子Ｂ１１６の読出す時間より短くなるように、固体撮像素子Ａ１０６の読み出す画素数を間引く。これにより、固体撮像素子Ａ１０６の蓄積時間を固体撮像素子Ｂ１１６の蓄積時間に内包しやすくなる。それ以外の動作は第二の実施形態と同じである。
【００９８】
図１３は固体撮像素子Ａ１０６の読出し時間を、固体撮像素子Ｂ１１６の読出し時間より短くした場合のシーケンスである。図８の説明と同様に、画像Ａの蓄積時間を画像Ｂの蓄積時間に内包するように制約を設ける。
【００９９】
本実施形態の固有の効果として、読み出す画素数を間引いても読出し時間が同じにならない場合で、フリッカーの周期と位相を検知する精度を向上することが可能になる。また、レリーズタイムラグを短くすることが可能になる。
【０１００】
（第四の実施形態）
第一の実施形態では、固体撮像素子Ａ１０６が画像Ａを読み出すタイミングは、静止画撮影のトリガ信号がＬｏｗになった直後としている。しかしながら、固体撮像素子Ｂ１１６は静止画撮影のトリガ信号と関係なく動作しているため、固体撮像素子Ａ１０６の蓄積時間が、固体撮像素子Ｂ１１６の蓄積時間に内包されない場合がある。本実施形態では、この課題を解決するための手段とシーケンスについて説明する。
【０１０１】
固体撮像素子Ａ１０６の読み出し開始タイミングと固体撮像素子Ｂ１１６の読み出し開始タイミングは、それぞれタイミング発生部Ａ１０８とタイミング発生部Ｂ１１８で制御している。タイミング発生部Ａ１０８とタイミング発生部Ｂ１１８が制御信号を出力するタイミングは、全体制御・演算部１０１が決定している。画像Ａの読み出し開始タイミングの制御信号と画像Ｂの読み出し開始タイミングの制御信号が同時に出力されるように、全体制御・演算部１０１で制御する。それ以外の動作は第一の実施形態と同じである。
【０１０２】
図１４は画像Ａの読み出し開始タイミングの制御信号と画像Ｂの読み出し開始タイミングの制御信号が同時に出力する場合のシーケンスである。画像Ａの読み出し開始タイミングの制御信号と画像Ｂの読み出し開始タイミングの制御信号が同時に出力されるように制御することで、固体撮像素子Ａ１０６の蓄積時間が固体撮像素子Ｂ１１６の蓄積時間に内包されることがわかる。
【０１０３】
本実施形態の固有の効果として、固体撮像素子Ａ１０６の蓄積時間が、固体撮像素子Ｂ１１６の蓄積時間に内包が容易になる。
【０１０４】
（第五の実施形態）
第四の実施形態では、固体撮像素子Ａ１０６が画像Ａを読み出すのは、静止画撮影のトリガ信号がＬｏｗになった後に一回だけだが、本実施形態では固体撮像素子Ａ１０６は静止画撮影のトリガ信号がＬｏｗになる前から画像Ａの読出しを繰り返す。それ以外の動作は第四の実施形態と同じである。
【０１０５】
図１５は固体撮像素子Ａ１０６は静止画撮影のトリガ信号がＬｏｗになる前から画像Ａの読出しを繰り返す場合のシーケンスである。また、図１０および図１１で示した演算を画像Ａと画像Ｂを読み出すごとに毎回実施することで、フリッカーの周期と位相を静止画撮影のトリガ信号がＬｏｗになる前から検知することができる。静止画撮影のトリガ信号がＬｏｗになった後に、最後の検知結果を使用して静止画撮影のタイミングを決定する。
【０１０６】
本実施形態の固有の効果として、レリーズタイムラグをさらに短くすることが可能になる。
【０１０７】
（第六の実施形態）
第五の実施形態では、固体撮像素子Ａ１０６は固体撮像素子Ｂ１１６の読み出しと同じタイミングで、毎回画像Ａを読み出していたが、本実施形態では固体撮像素子Ａ１０６は間欠的に読出している。それ以外の動作は第五の実施形態と同じである。
【０１０８】
図１６は間欠的に読み出す場合のシーケンスである。
【０１０９】
本実施形態の固有の効果として、第五の実施形態の動作と比較すると、消費電力を抑えることができる。
【０１１０】
（第七の実施形態）
第一の実施形態では、固体撮像素子Ａ１０６の読出し時間の中に、フリッカー光量のピークが複数回内包されることを前提としている。しかしながら、ＬＶのフレームレートが高速化して固体撮像素子Ａ１０６と固体撮像素子Ｂ１１６の読み出し時間を高速化するなどして、フリッカー光量のピークが複数回内包しない場合がある。本実施形態では、この課題を解決するための手段とシーケンスについて説明する。
【０１１１】
ＬＶのフレームレートを高速化するために、固体撮像素子Ａ１０６と固体撮像素子Ｂ１１６の読み出し時間を高速化することで、固体撮像素子Ａ１０６の読出し時間内にフリッカー周期を複数回内包できなくなった場合、フリッカーによる露光ムラ成分だけの画像にピークの数が少なくなり、図１０および図１１で示した演算からフリッカー光量がピークとなるタイミングを見つけることができなくなる。それを解決するために、固体撮像素子Ａ１０６の読み出し期間中にフリッカー周期を複数回内包するために、図４で示した行ごとの転送スイッチおよびリセットスイッチを、ｎ行目オンするタイミングとｎ＋１行目オンするタイミングの間隔を広くするように制御することで、固体撮像素子Ａ１０６の読み出し時間を長くしている。それ以外の動作は第一の実施形態と同じである。
【０１１２】
図１７はＬＶのフレームレートが高速である場合のシーケンスを示している。ＬＶのフレームレートが高速化して、固体撮像素子Ｂ１１６の読出し時間が高速化していることがわかる。この場合、固体撮像素子Ｂ１１６と同じ時間で固体撮像素子Ａ１０６を読み出すと、画像Ａにフリッカー周期を複数回内包できないことがわかる。よって、固体撮像素子Ａ１０６の読出し時間を長くして、画像Ａにフリッカー周期を複数回内包させる。
【０１１３】
本実施形態の固有の効果として、ＬＶのフレームレートが高速である場合も、フリッカーの周期と位相を検知することができる。
【０１１４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。  この説明ではＬＶ撮影における実施形として説明を行ったが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【０１１５】
１００  カメラ、１０１  全体制御部・演算部、１０２  ハーフミラー、
１０４  シャッター、１０５  シャッター駆動装置、１０６  撮像素子Ａ、
１０７  撮像信号処理部Ａ、１０８  タイミング発生部Ａ、１０９  メモリ部、
１１０  記録媒体制御Ｉ／Ｆ部、１１１  記録媒体、１１２  表示駆動・外部Ｉ／Ｆ部、
１１３  表示装置、１１４  外部Ｉ／Ｆ、１１５  マクロコンピューター、
１１６  撮像素子Ｂ、１１７  撮像信号処理部Ｂ、１１８  タイミング発生部Ｂ、
１２０  測距部駆動装置、１２１  位相差測距部（ＡＦセンサー）、
２００  交換レンズ、２０１  レンズ制御部、２０２  撮像レンズ部、
２０３  レンズ駆動装置、２０４  絞り機構、２０５  絞り駆動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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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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