(57)【要約】【課題】  撮像素子で蓄積された電荷またはその信号を水平方向に加算する際に、特定の信号のノイズが増大するのを防ぐこと。【解決手段】  原色フィルタに覆われ、マトリクス状に２次元配列された複数の画素と、前記複数の画素に蓄積された同色の電荷を、各行毎に重み付け加算して電気信号を出力する出力手段とを有する撮像素子（１０３）と、前記加算を、重み付け加算後の電気信号の空間的な重心位置が等間隔になる、少なくとも第１の加算方法と第２の加算方法とを含む複数の加算方法により制御するタイミング発生回路（１０５）と、光源の色温度を検出する色温度検出部（１２６）と、検出された色温度が閾値よりも高い場合に前記第１の加算方法を選択し、前記色温度が閾値以下の場合に、前記第２の加算方法を選択するシステム制御部（１０７）とを有し、前記第１の加算方法は、加算する赤の画素数が、青の画素数よりも多く、前記第２の加算方法は、加算する青の画素数が、赤の画素数よりも多い。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原色フィルタに覆われ、マトリクス状に２次元配列された複数の画素と、前記複数の画素に蓄積された同色の電荷を、各行毎に重み付け加算して電気信号を出力する出力手段とを有する撮像素子と、
前記出力手段による加算を、重み付け加算後の電気信号の空間的な重心位置が等間隔になる、少なくとも第１の加算方法と第２の加算方法とを含む複数の加算方法により制御する制御手段と、
光源の色温度を検出する色温度検出手段と、
前記色温度検出手段により検出された色温度が閾値よりも高い場合に前記第１の加算方法を選択し、前記色温度が閾値以下の場合に、前記第２の加算方法を選択する選択手段とを有し、
前記第１の加算方法は、加算する赤の画素数が、青の画素数よりも多く、前記第２の加算方法は、加算する青の画素数が、赤の画素数よりも多いことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記出力手段は、各行毎に、前記撮像素子に蓄積された電荷を等量ずつ分割して保持する複数の保持手段を有し、
前記第１の加算方法では、前記青の画素に対応する前記複数の保持手段の一部に蓄積された電荷を加算し、前記第２の加算方法では、前記赤の画素に対応する前記複数の保持手段の一部に蓄積された電荷を加算し、上記以外の画素からは、前記複数の保持手段に蓄積された全ての電荷を加算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】
原色フィルタに覆われ、マトリクス状に２次元配列された複数の画素と、前記複数の画素に蓄積された同色の電荷を、各行毎に重み付け加算して電気信号を出力する出力手段とを有する撮像素子の駆動方法であって、
光源の色温度を検出する色温度検出工程と、
前記色温度検出工程で検出された色温度が閾値よりも高い場合に、第１の加算方法を選択し、前記色温度が閾値以下の場合に、第２の加算方法を選択する選択工程と、
前記選択工程で選択された加算方法により、前記出力手段から重み付け加算して電荷を読み出す読み出し工程とを有し、
前記第１の加算方法は、加算する赤の画素数が、青の画素数よりも多く、前記第２の加算方法は、加算する青の画素数が、赤の画素数よりも多く、加算後の電荷の信号の空間的な重心位置が等間隔になるように重み付けされることを特徴とする撮像素子の駆動方法。
【請求項４】
原色フィルタに覆われ、マトリクス状に２次元配列された複数の画素に蓄積された電荷に応じた電気信号を出力する撮像素子と、
光源の色温度を検出する色温度検出手段と、
前記撮像素子から出力された電気信号を、少なくとも第１の加算方法と第２の加算方法を含む複数の加算方法のいずれかを用いて、加算後の電気信号の空間的な重心位置が等間隔になるように重み付け加算する加算手段と、
前記色温度検出手段により検出された色温度が閾値よりも高い場合に前記第１の加算方法を選択し、前記色温度が閾値以下の場合に、前記第２の加算方法を選択する選択手段とを有し、
前記第１の加算方法は、加算する赤の画素数が、青の画素数よりも多く、前記第２の加算方法は、加算する青の画素数が、赤の画素数よりも多いことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
原色フィルタに覆われ、マトリクス状に２次元配列された複数の画素に蓄積された電荷に応じて、撮像素子から出力された電気信号を処理する信号処理方法であって、
光源の色温度を検出する色温度検出工程と、
前記色温度検出工程で検出された色温度が閾値よりも高い場合に、第１の加算方法を選択し、前記色温度が閾値以下の場合に、第２の加算方法を選択する選択工程と、
前記撮像素子から出力された電気信号を、前記選択工程で選択された加算方法により重み付け加算する加算工程とを有し、
前記第１の加算方法は、加算する赤の画素数が、青の画素数よりも多く、前記第２の加算方法は、加算する青の画素数が、赤の画素数よりも多く、加算後の電荷の信号の空間的な重心位置が等間隔になるように重み付けされることを特徴とする信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び撮像素子の駆動方法、及び信号処理方法に関し、更に詳しくは、画素加算を行う撮像素子及びその駆動方法、及び信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、静止画撮像用に撮像素子を構成する画素全てを順次読み出すモードや、動画などに用いられる画素加算や間引きによって高速読みだしが可能なモードを搭載した撮像装置の開発が進んでいる。
【０００３】
ここで、図５に示す構成を有する撮像素子における画素加算を行って読み出す方法について簡単に説明する。撮像素子内の垂直転送部により、各画素の信号値が撮像素子内の水平転送部５０１、５０２に転送される。水平転送部５０１、５０２では、図６に示すように、転送された各行について、N列目とＮ＋２列目の信号、Ｎ＋１列目とＮ＋３列目の信号と言うように、同色の画素の信号値を加算して出力する。
【０００４】
しかし、このような水平方向の加算方法により出力された信号の空間的な重心位置は図７に示すような配置になるためにジャギなどの画像劣化を起こしやすい。
【０００５】
上記問題を解決するために、特許文献１に記載された画素加算方法がある。図８及び図１０は特許文献１に記載された画素加算方法を示す図である。なお、図８及び図１０において、「ｘ１」、「ｘ２」は画素ごとに付与される重み（ゲイン）を示している。図８に示す画素加算方法では、出力される信号の空間的な重心位置は図９に示すように等間隔になり、また、図１０に示す画素加算方法でも、重心位置は図１１に示すように等間隔になるため、上述した画像劣化の問題を解決することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２６１７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載された方法では次の問題点がある。先ず、図８で示す加算方法では、加算後の画素の空間的な重心位置が等間隔となるように、図８に示すゲインの付与方法を採用している。このとき、加算によりノイズが低減されるため、加算に用いられる画素の数が多いほどこの効果が大きい。しかし、図８に示す画素加算方法では、加算に用いられる画素の比がＲ：Ｂ＝３：２であるため、Ｒ信号と比較して、Ｂ信号のノイズが大きくなる。ここで、撮像環境の光源色温度が低い場合には、得られた画像信号をホワイトバランス補正する時に、Ｂ信号に、Ｒ信号よりも大きいホワイトバランス係数をかける必要があるため、Ｂ信号のノイズがＲ信号と比較して更に大きくなる。
【０００８】
逆に、図１０に示す画素加算方法では、加算に用いられる画素の比はＲ：Ｂ＝２：３であり、Ｂ信号よりもＲ信号のノイズが大きくなる。ここで、撮像環境の光源色温度が高い場合には、得られた画像信号をホワイトバランス補正する時に、Ｒ信号にＢ信号よりも大きいホワイトバランス係数をかける必要があるため、Ｒ信号のノイズがＢ信号と比較して更に大きくなる。
【０００９】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、撮像素子で蓄積された電荷またはその信号を加算する際に、特定の信号のノイズが増大するのを防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、原色フィルタに覆われ、マトリクス状に２次元配列された複数の画素と、前記複数の画素に蓄積された同色の電荷を、各行毎に重み付け加算して電気信号を出力する出力手段とを有する撮像素子と、前記出力手段による加算を、重み付け加算後の電気信号の空間的な重心位置が等間隔になる、少なくとも第１の加算方法と第２の加算方法とを含む複数の加算方法により制御する制御手段と、光源の色温度を検出する色温度検出手段と、前記色温度検出手段により検出された色温度が閾値よりも高い場合に前記第１の加算方法を選択し、前記色温度が閾値以下の場合に、前記第２の加算方法を選択する選択手段とを有し、前記第１の加算方法は、加算する赤の画素数が、青の画素数よりも多く、前記第２の加算方法は、加算する青の画素数が、赤の画素数よりも多いことを特徴とする。
【００１１】
また、原色フィルタに覆われ、マトリクス状に２次元配列された複数の画素と、前記複数の画素に蓄積された同色の電荷を、各行毎に重み付け加算して電気信号を出力する出力手段とを有する撮像素子の本発明の駆動方法は、光源の色温度を検出する色温度検出工程と、前記色温度検出工程で検出された色温度が閾値よりも高い場合に、第１の加算方法を選択し、前記色温度が閾値以下の場合に、第２の加算方法を選択する選択工程と、前記選択工程で選択された加算方法により、前記出力手段から重み付け加算して電荷を読み出す読み出し工程とを有し、前記第１の加算方法は、加算する赤の画素数が、青の画素数よりも多く、前記第２の加算方法は、加算する青の画素数が、赤の画素数よりも多く、加算後の電荷の信号の空間的な重心位置が等間隔になるように重み付けされることを特徴とする。
【００１２】
また、別の構成によれば、本発明の撮像装置は、原色フィルタに覆われ、マトリクス状に２次元配列された複数の画素に蓄積された電荷に応じた電気信号を出力する撮像素子と、光源の色温度を検出する色温度検出手段と、前記撮像素子から出力された電気信号を、少なくとも第１の加算方法と第２の加算方法を含む複数の加算方法のいずれかを用いて、加算後の電気信号の空間的な重心位置が等間隔になるように重み付け加算する加算手段と、前記色温度検出手段により検出された色温度が閾値よりも高い場合に前記第１の加算方法を選択し、前記色温度が閾値以下の場合に、前記第２の加算方法を選択する選択手段とを有し、前記第１の加算方法は、加算する赤の画素数が、青の画素数よりも多く、前記第２の加算方法は、加算する青の画素数が、赤の画素数よりも多いことを特徴とする。
【００１３】
また、原色フィルタに覆われ、マトリクス状に２次元配列された複数の画素に蓄積された電荷に応じて、撮像素子から出力された電気信号を処理する本発明の信号処理方法は、光源の色温度を検出する色温度検出工程と、前記色温度検出工程で検出された色温度が閾値よりも高い場合に、第１の加算方法を選択し、前記色温度が閾値以下の場合に、第２の加算方法を選択する選択工程と、前記撮像素子から出力された電気信号を、前記選択工程で選択された加算方法により重み付け加算する加算工程とを有し、前記第１の加算方法は、加算する赤の画素数が、青の画素数よりも多く、前記第２の加算方法は、加算する青の画素数が、赤の画素数よりも多く、加算後の電荷の信号の空間的な重心位置が等間隔になるように重み付けされることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、撮像素子で蓄積された電荷またはその信号を水平方向に加算する際に、特定の信号のノイズが増大するのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
【００１６】
＜第１の実施形態＞
画像処理装置の一例として、本第１の実施形態における撮像装置１の概略構成について、図１を参照して説明する。
【００１７】
１０１は、ズームレンズ、フォーカスレンズを含む光学系、１０２は絞り機能を備えたシャッターである。１０３は、一例として、光電変換素子と原色ベイヤーフィルタとで構成される、被写体光学像を電気的な画像信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳセンサに代表される、マトリクス状に２次元配列された複数の画素から成る撮像素子である。撮像素子１０３は、例えば、図５に示すような構成を有する。１０４は撮像素子１０３から出力されるアナログ出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。
【００１８】
１０５は撮像素子１０３、Ａ／Ｄ変換器１０４、Ｄ／Ａ変換器１１０にクロック信号や制御信号を供給するタイミング発生回路であり、メモリ制御回路１０９およびシステム制御部１０７により制御される。
【００１９】
撮像素子１０３からは、タイミング発生回路１０５により、静止画撮影時と動画撮影時とで異なる方式の電荷読み出しを行う。撮像素子１０３からは、撮像素子１０３を構成する全ての画素から蓄積された電荷を独立に読み出したり、画素加算や間引きなどを行うことによって、解像度を落として読み出すことができる。本第１の実施形態は、画素加算により解像度を落として読み出す方法に特徴があるが、その方法について詳細に後述する。
【００２０】
１０６は画像処理回路であり、Ａ／Ｄ変換器１０４からの画像データ或いはメモリ制御回路１０９からの画像データに対して所定の画素補間処理や色変換処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理を行う。また、画像処理回路１０６は光源の色温度を判定する色温度検出部１２６を含み、画像データから光源の色温度を検出して、検出結果をシステム制御部１０７に送る。なお、この色温度の検出方法の詳細については後述する。また、画像処理回路１０６においては、撮像した画像データを用いて所定の演算処理等を行う。そして、得られた演算結果に基づいてシステム制御部１０７が、ＡＦ（オートフォーカス）処理、及び、ＡＥ（自動露出）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理を行う。
【００２１】
Ａ／Ｄ変換器１０４から出力されたデジタル画像データは、画像処理回路１０６及びメモリ制御回路１０９を介して、或いはＡ／Ｄ変換器１０４から直接メモリ制御回路１０９を介して、画像メモリ１０８、あるいは画像表示メモリ１１１に書き込まれる。
【００２２】
１０８は撮影した静止画像や動画像を格納するための画像メモリであり、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像を格納するのに十分な記憶容量を備えている。これにより、複数枚の静止画像を連続して撮影する連写撮影やパノラマ撮影の場合にも、高速かつ大量の画像書き込みをメモリ１０８に対して行うことが可能となる。また、メモリ１０８はシステム制御部１０７の作業領域としても使用することが可能である。
【００２３】
１１１は画像表示メモリであり、画像表示メモリ１１１に書き込まれた表示用の画像データはＤ／Ａ変換器１１０を介して表示部１１２に表示される。表示部１１２は、システム制御部１０７の指示により任意に表示をＯＮ／ＯＦＦすることが可能であり、表示をＯＦＦにした場合には撮像装置１の電力消費を大幅に低減することができる。
【００２４】
１１３は、シャッターボタンに代表される各種スイッチ、モードダイヤルやスライダ等の操作部材、ズーム倍率を指示するための操作部材、表示部１１２を利用したソフトスイッチなどを含む操作部である。操作部１１３を用いて入力されたユーザーの指示がシステム制御部１０７に送られる。
【００２５】
次に、上記構成を有する撮像装置１における図５に示す構成を有する撮像素子１０３の駆動方法について詳細に説明するが、上述したように、本第１の実施形態は、画素加算により解像度を落として読み出す方法に特徴があるため、この点について説明する。
【００２６】
本第１の実施形態では、図８及び図１０を参照して上述した画素加算のいずれかの方法により、電荷を読み出す。以下、図８に示す画素加算の方法を「第１の加算方法」、図１０に示す画素加算の方法を「第２の加算方法」と呼ぶ。ここで、第１及び第２の加算方法について、詳しく説明する。
【００２７】
図８と図１０においては、Ｒは赤、Ｇ１とＧ２は緑、Ｂは青の画素の色をそれぞれ表し、各画素に示されている数値「ｘ１」、「ｘ２」はそれぞれの画素にかけられる重み（ゲイン）を示している。
【００２８】
まず、２行分の画素信号が垂直転送部を介して、水平転送部５０１、５０２に順次転送される。そして、水平方向のＲとＧ１により構成されるライン（以下、「Ｒ−Ｇ１ライン」と呼ぶ。）とＧ２とＢにより構成されるライン（以下、「Ｇ２−Ｂライン」と呼ぶ。）からそれぞれ出力される、同色画素同士の信号加算がそれぞれの水平転送部５０１、５０２においてなされる。
【００２９】
図８に示す第１の加算方法では、Ｒ−Ｇ１ラインで、Ｇ１については隣接する２画素を加算平均する。例えば、図８に示すように、Ｇ１[N+3]、Ｇ１[N+5]が加算平均され、画素Ｇ１[P+2]が生成される。ここで、Ｇ１[P+2]の信号値は次の式（１）で表すことができる。
【００３０】
2009177647.tif 000003
【００３１】
一方、Ｒについては、隣接する３画素が加算平均される。例えば、図８に示すように、Ｒ[N]、Ｒ[N+2]、Ｒ[N+4]が加算平均され、画素Ｒ[P+1]が生成される。ここで、Ｒ[P+1]の信号値は次の式（２）で表すことができる。
【００３２】
2009177647.tif 000004
【００３３】
また、Ｇ２−Ｂラインにおいても同様に加算平均が行われる。Ｂについては隣接する２画素を加算平均する。例えば、図８に示すように、Ｂ[N+3]、Ｂ[N+5]が加算平均され、画素Ｂ[P+2]が生成される。ここで、Ｂ[P+2]の信号値は次の式（３）で表すことができる。
【００３４】
2009177647.tif 000005
【００３５】
また、Ｇ２については、隣接する３画素が加算平均される。例えば、図８に示すように、Ｇ２[N]、Ｇ２[N+2]、Ｇ２[N+4]が加算平均され、画素Ｇ２[P+1]が生成されることを示している。Ｇ２[P+1]の信号値は次の式（４）で表すことができる。
【００３６】
2009177647.tif 000006
【００３７】
図８に示す第１の加算方法を行うと、加算後の画素の重心は図９に示すようになる。
【００３８】
次に、図１０に示す第２の加算方法について説明する。
【００３９】
図１０に示す第２の加算方法では、Ｒ−Ｇ１ラインで、Ｒについては隣接する２画素を加算平均する。例えば、図１０に示すように、Ｒ[N+2]、Ｒ[N+4]が加算平均され、画素Ｒ[P+2]が生成される。ここで、Ｒ[P+1]の信号値は式（５）で表すことができる。
【００４０】
2009177647.tif 000007
【００４１】
一方、Ｇ１については隣接する３画素が加算平均される。例えば、図１０に示すように、Ｇ１[N+3]、Ｇ１[N+5]、Ｇ１[N+7]が加算平均され、画素Ｇ１[P+2]が生成される。ここで、Ｇ１[P+２]の信号値は式（６）で表すことができる。
【００４２】
2009177647.tif 000008
【００４３】
また、Ｇ２−Ｂラインにおいても同様の加算平均が行われる。Ｇ２については隣接する２画素を加算平均する。例えば、図１０に示すように、Ｇ２[N+2]、Ｇ２[N+4]が加算平均され、画素Ｇ２[P+1]が生成される。ここで、Ｇ２[P+1]の信号値は式（７）で表すことができる。
【００４４】
2009177647.tif 000009
【００４５】
また、Ｂについては、隣接する３画素が加算される。例えば、図１０に示すように、Ｂ[N+3]、Ｂ[N+5]、Ｂ[N+7]が加算平均され、画素Ｂ[P+2]が生成される。ここで、Ｂ[P+2]の信号値は式（８）で表すことができる。
【００４６】
2009177647.tif 000010
【００４７】
図１０に示す第２の加算方法を行うと、加算後の画素の重心は図１１に示すようになる。
【００４８】
上述した第１及び第２の加算方法により、Ｒ信号とG１信号、及びＧ２信号とＢ信号の水平方向の配置に関して重心ずれが無くなる。
【００４９】
しかし、図８の第１の加算方法では、加算に用いられる画素の個数比がＲ：Ｂ＝３：２になるため、Ｂの画素数がＲの画素数に比して少なく、Ｂ信号のノイズが大きくなる。ここで、撮像環境の光源色温度が低い場合には、得られた画像信号をホワイトバランス補正する時に、Ｂ信号に、Ｒ信号よりも大きいホワイトバランス係数をかける必要があるため、Ｂ信号のノイズがＲ信号と比較して更に大きくなる。
【００５０】
また、図１０の第２の加算方法では、加算に用いられる画素の個数比がＲ：Ｂ＝２：３になるため、Ｒの画素数がＢの画素数に比して少なく、Ｒ信号のノイズが大きくなる。ここで、撮像環境の光源色温度が高い場合には、得られた画像信号をホワイトバランス補正する時に、Ｒ信号に、Ｂ信号よりも大きいホワイトバランス係数をかける必要があるため、Ｒ信号のノイズがＢ信号と比較して更に大きくなる。
【００５１】
そこで、本第１の実施形態では、光源色温度に応じて、第１の加算方法と第２の加算方法を切り替える。
【００５２】
図２は、本第１の実施形態における加算方法の切り替え手順を示すフローチャートである。
【００５３】
先ず、ステップＳ１０において画像信号を取得する。ここでの読み出しは設定された読み出しを行えば良く、方法はこだわらない。次に、取得した画像信号から色温度検出部１２６により光源の色温度を求める。なお、ここで求めるのは色温度そのものではなく、色温度を表す何らかの指標であっても構わない（ステップＳ１１）。求められた色温度はシステム制御部１０７に送られ、システム制御部１０７は求めた色温度が閾値Ｔｈより高いかどうかを判断する（ステップＳ１２）。
【００５４】
求めた色温度が閾値Ｔｈを超える場合、即ち、画像が高色温度環境下で撮影された場合には、ステップＳ１３において、図８に示す第１の加算方法を選択し、第１の加算方法で撮像素子１０３を駆動するようにタイミング発生回路１０５を切り替え制御する。第１の加算方法では、上述したようにＲ信号のノイズがＢ信号のノイズよりも少なくなる。従って、ホワイトバランス補正でより高いホワイトバランス係数がＲ信号に掛けられたとしても、第２の加算方法で読み出す場合と比較して、Ｒ信号のノイズを抑えることができる。
【００５５】
一方、求めた色温度が閾値以下の場合、即ち、画像が低色温度環境下で撮影された場合には、ステップＳ１４において、図１０に示す第２の加算方法を選択し、第２の加算方法で撮像素子１０３を駆動するようにタイミング発生回路１０５を制御する。第２の加算方法では、上述したようにＢ信号のノイズがＲ信号のノイズよりも少なくなる。従って、ホワイトバランス補正でより高いホワイトバランス係数がＢ信号に掛けられたとしても、第１の加算方法で読み出す場合と比較して、Ｂ信号のノイズを抑えることができる。
【００５６】
そして、選択された第１または第２の加算方法を用いて画像信号を取得する（ステップＳ１５）。次に、撮影を終了するかどうかを判断し（ステップＳ１６）、続ける場合にはステップＳ１１に戻って上記処理を繰り返し、終了する場合には、このルーチンを抜ける。
【００５７】
このように、光源色温度に応じて第１または第２の加算方法を切り替えるため、ノイズを軽減することが可能になる。
【００５８】
次に、ステップＳ１１における光源色温度を求める方法の一例について説明する。ここでは、色温度検出部１２６は、ホワイトバランスの補正値を求めるために行われる白色画素の検出及び、検出した白色画素の値に基づく光源色温度の検出を利用する場合について説明する。
【００５９】
図３は撮像素子１０３の各画素が主に光電変換を行う波長（色）を示している。図３に示すような原色信号を出力する撮像素子１０３は、Ｒ、Ｇ１、Ｇ２、Ｂを単位としたブロックに分割される。撮像素子１０３からＲ、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ各信号値を読み込むと、Ａ／Ｄ変換器１０４を介して、画像処理回路１０６に送られる。画像処理回路１０６では、画像中の白が、白を表す信号となるようなホワイトバラス係数および光源の色温度を求める。以降、色判定用の色評価値をCx、Cy（下記式（９）参照）とする。
【００６０】
先ず、Cx、Cyをブロック毎に算出する。このCx、Cy値の算出式（９）を示す。
【００６１】
2009177647.tif 000011
【００６２】
図４に示すように、あらかじめ白色を高色温度下から低色温度下まで撮影し、それぞれの色評価値Cx、Cyをプロットすることで白軸２０１を設定する。実際の光源により白色には若干ばらつきがあるため、白を示す領域２０２に幅をもたせている。この範囲を白検出範囲と呼ぶ。このとき、図３に示す原色フィルタを有する撮像素子１０３の各ブロックについて算出したCx、Cy値が白検出範囲２０２に含まれる場合はそのブロックが白色であると判定する。そして、画像全体から検出された、白検出範囲２０２に含まれる全ての白色ブロックのCx、Cy値の平均値を算出する。Cx値が低いほど色温度は高く、Cx値が高いほど色温度は低い。従って、このCx値を予め設定した閾値Ｔcxと比較することにより、光源色温度の判定を行うことができる。この場合、Cx＜Ｔcxが図２の色温度＞Ｔｈに対応し、Cx≧Ｔcxが色温度≦Ｔｈに対応することになる。
【００６３】
なお、上述した例では、撮影した画像から光源色温度を検出する場合について説明したが、別途、光源色温度の検出回路を設けるなど、光源色温度を検出することができるのであれば、どのような構成及び方法を用いても構わない。
【００６４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００６５】
図１２は撮像素子１０３の水平転送部５０１、５０２に具備された、読み出された各画素の電荷を蓄積するコンデンサの配置と水平方向の画素配置との関係を示す図である。ひとつの画素から読み出された電荷を２つのコンデンサ（保持手段）に等量蓄積することを可能にした構成である。例えば、Ｒ[N]の画素から電荷２Qが出力されたとすると、コンデンサC_1とC_2にはそれぞれ電荷Qが蓄積される。Ｒ[N]の画素同様、他の画素からも同様の電荷蓄積が行われる。また、備えられたコンデンサは電荷蓄積の可否を切り替えるスイッチを有する。
【００６６】
なお、ここではコンデンサが一例として水平転送部５０１、５０２に具備されているものとして説明するが、本発明はこれに限られるものではない。
【００６７】
次に、上記構成を有する撮像素子１０３において水平方向の画素加算を行うときの画素加算方法について説明する。なお、撮像され、各画素に蓄積された電荷は、２行ずつ、水平転送部５０１、５０２のコンデンサに転送される。
【００６８】
以下、本発明の第２の実施形態における画素加算方法について説明する。本第２の実施形態では、高色温度環境下で撮像された場合には、図１３に示すような方法で、コンデンサに具備されたスイッチによりOn/Offを切り替える。そして、Onと選択されたコンデンサからの信号値を利用して、各色がそれぞれ同一色の画素同士で加算される。図１３に示す画素加算方法（第３の加算方法）は、Ｇ２−Ｂラインで、Ｂ信号についてはそれぞれ半分の電荷のみを加算するところが異なるが、それ以外は、図８に示す第１の加算方法と同様である。
【００６９】
一方、低色温度環境下で撮影された場合には、図１４に示すような方法で、コンデンサに具備されたスイッチによりOn/Offを切り替える。そして、Onと選択されたコンデンサからの信号値を利用して、各色がそれぞれ同一色の画素同士で加算される。図１４に示す画素加算方法（第４の加算方法）は、Ｒ−Ｇ１ラインで、Ｒ信号についてはそれぞれ半分の電荷のみを加算するところが異なるが、それ以外は、図１０に示す第２の加算方法と同様である。
【００７０】
なお、第３の加算方法と、第４の加算方法の切り替え手順は、図２を参照にして説明した手順において、第１の加算方法を第３の加算方法に、また、第２の加算方法を第４の加算方法に変更すればよい。
【００７１】
このように、高色温度時にはＢ信号を、低色温度時にはＲ信号のレベルを半分にしておくことにより、ホワイトバランス係数の差を小さくすることができるため、Ｒ信号及びＢ信号のノイズを更に低減することが可能になる。
【００７２】
なお、上記第２の実施形態においては、画素加算時に、ＢまたはＲの電荷を半分のみ加算する場合について説明したが、Ｒ−Ｇ１、Ｂ−Ｇ２ラインの両方で、両方のコンデンサから電荷を読み出すようにしても良い。その場合には実質的に、第１の実施形態で図８及び図１０の加算方式により得られる信号と同等になる。
【００７３】
そして、図８と図１３は、適用される色温度範囲が共通である。したがって、図８と図１３は、それぞれの加算方法により得られる信号出力値は同等になる。また、図１０と図１４も、適用される色温度範囲が共通である。
【００７４】
なお、上記第２の実施形態ではコンデンサ（保持手段）が各行毎に２つずつ備えられている場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、３つ以上であってもよい。その場合、いくつのコンデンサから電荷を読み出すかを、光源色温度に応じて決定し、複数のコンデンサの内、決定された一部から読み出すことにより、より適切にノイズを減らすことが可能となる。
【００７５】
＜第３の実施形態＞
上記第１及び第２の実施形態では、撮像素子１０３において電荷を読み出すときに、水平転送部５０１、５０２により第１〜第４のいずれかの加算方法により電荷を加算して読み出す場合について説明した。
【００７６】
これに対し、本第３の実施形態では、撮像素子１０３からは全画素の信号がそれぞれ独立して出力された場合に、信号処理により加算を行う場合について説明する。なお、撮像装置１の基本的な構成は図１に示すものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７７】
本第３の実施形態では、撮像素子１０３から読み出された全画素の電気信号に対して、画像処理回路１０６において加算処理を行う。図１５は、本第３の実施形態において特徴的な処理の機能構成を示すブロック図であり、ハードウエアにより構成しても、ソフトウエアにより構成しても、その一部をハードウエア及びソフトウエアにより構成しても構わない。図１５において、１２６は色温度検出部、３０２は切り替え部、３０３は、上述した第１の加算方式により信号の加算処理を行う第１の加算処理部、３０４は上述した第２の加算方式により信号の加算処理を行う第２の加算処理部である。
【００７８】
画像処理回路１０６の処理手順は、図２に示したものとほぼ同様であり、色温度検出部１２６による検出結果に応じて（ステップＳ１１）、切り替え部３０２は第１の加算処理部３０３または第２の加算処理部３０４を選択する（ステップＳ１２〜Ｓ１４）。そして、選択された第１の加算処理部３０３または第２の加算処理部３０４に画像信号が入力される。ただし、本第３の実施形態では、ステップＳ１５で画像読み出しを行う代わりに、選択された第１の加算処理部３０３または第２の加算処理部３０４により、画像処理を行う。
【００７９】
上記の通り本第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８０】
なお、上記第１〜第３の実施形態では、加算する画素数が２または３である場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、縮小率や、撮像素子１０３の総画素数と動画の規格が求める画素数との比率などに応じて、より多くの画素を加算しても良い。また、上記第１〜第３の実施形態では、原色ベイヤー配列のカラーフィルタにより撮像素子１０３が覆われている場合について説明したが、本発明はベイヤー配列に限られるものではない。別の配列であっても、原色フィルタにより覆われていれば、本発明を適用することが可能である。いずれの場合にも、第１及び第３の加算方法では、Ｒ信号の画素加算数を、Ｂ信号の画素加算数よりも多くし、第２及び第４の加算方法では、Ｂ信号の画素加算数を、Ｒ信号の画素加算数よりも多くすればよい。ただし、加算方法としては、加算後の信号の空間的な重心位置が等間隔となるように制御する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１及び第２の実施形態における撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における加算方法の切り替え手順を示すフローチャートである。
【図３】原色フィルタ配列の一例を示す図である。
【図４】白検出範囲を示す図である。
【図５】撮像素子の構成を示す概略図である。
【図６】従来の画素加算方法を示す図である。
【図７】従来の画素加算方法により得られた信号の空間的な重心位置を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態で利用する第１の加算方法を示す図である。
【図９】第１の加算方法を行って得られた信号の空間的な重心位置を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態で利用する第２の加算方法を示す図である。
【図１１】第２の加算方法を行って得られた信号の空間的な重心位置を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態における水平方向の画素と、コンデンサの配置との関係を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態における第３の加算方法を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態における第４の加算方法を示す図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態における画像処理回路の機能構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  撮像装置
１０１  光学系
１０２  シャッター
１０３  撮像素子
１０４  Ａ／Ｄ変換器
１０５  タイミング発生回路
１０６  画像処理回路
１０７  システム制御部
１０８  画像メモリ
１０９  メモリ制御回路
１１０  Ｄ／Ａ変換器
１１１  メモリ
１１２  表示部
１１３  操作部
１２６  色温度検出部
３０２  切り替え部
３０３  第１の加算処理部
３０４  第２の加算処理部
【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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【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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