JP2007329658A - 撮像装置及び撮像装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＣＭＯＳセンサでのローリングシャッタ動作において、フレーム内フリッカを抑止する。
【解決手段】 シャッター速度１／１００ｓｅｃと１／１２０ｄｅｃの画像を連続して撮影し、共通した複数の領域の輝度値を比較し、異なっている場合フリッカが発生していると判定する。フリッカが発生している場合、全ラインの一括リセット・一括ＦＤ転送を行う。
【選択図】 図３

Description

本発明は、撮像装置及び撮像装置の駆動方法に関するものである。

従来より、多くのＣＭＯＳ型イメージセンサは電子シャッタ機能を備えている。

ＣＭＯＳ型イメージセンサは、ＣＣＤ型イメージセンサと異なり、２次元配列された多数の画素を画素行毎に順次走査して信号のリセットを行うフォーカルプレインシャッタ（ローリングシャッタ）であるため、画面行ごとに露光期間がずれるという課題がある。

この場合、例えば室内など、光源として蛍光灯が使用されている場所で撮影を行った際、交流電源による蛍光灯の明滅のために、1つの画面内において、水平ライン方向の周期的な輝度ムラ（面内フリッカ）が発生する。

図９（ａ）に示すように、各行のリセット後、所定の露光時間後に転送出力（信号読み出し）する動作を各行で順番に行うことになる。

この結果、蛍光灯下で撮影した画像では、例えば図９（ｃ）に示すように、垂直方向で周期的な輝度ムラが映ることになる。

一方、上記輝度村の発生を防ぐ為に、全行同時にシャッタを切れるＣＭＯＳセンサが公知である。

その場合には、フォトダイオード（ＰＤ）をある時点で全行同時に電荷排出することによりリセットし、所定の露光時間後、ＰＤの電荷を全行同時にフローティングディフュージョン（ＦＤ）に転送し、このＦＤの信号を、１行ずつ順番に出力する。

図９（ｂ）は、その様子を示す説明図であり、全行の一括リセット後、全行同時転送し、その後、行毎に出力を行う。こうすれば、例えば図９（ｄ）に示すように、蛍光灯下で撮影した画像でも、垂直方向の輝度ムラが発生しない。

また、ＣＭＯＳ型イメージセンサで全画素のＰＤの信号電荷を同時リセットするための画素回路構成として、ＰＤの余剰電荷をＦＤを経由せずに直接ドレインに排出することのできるトランジスタを備えたものも提案されている。（特許文献１）
しかしながら、図９（ｂ）に示す全画素シャッタ方式のＣＭＯＳ型イメージセンサには、以下のような問題があった。

（１）全行の情報を出力した後にＰＤをリセットするので、全行同時に転送してから全行の情報を１行ずつ出力し終えるまでの間は露光を行えず、時間が無駄になる。また、露光時間を長くとることが困難であるため、被写体が暗い場合には適正露光が得られない。

（２）全行同時に転送した後、画素行毎に順番に出力するまでの間に、ＦＤに光が漏れ込み、その量が先に出力する行と後で出力する行で異なり、撮影画像を悪化させる。

（３）全行同時に転送した後、画素行毎に順番に出力するまでの間に、ＦＤで発生する暗電流や、電荷の再結合により、画質に劣化が見られ、かつ、この程度は垂直方向で大きく異なり、遅く読み出される画素ほど大きく劣化していた。

そこで、（１）、（２）を解決し、全行同時にシャッタを切るために、ＰＤの信号電荷を、ＦＤを介さずに排出できるようにし、ＦＤから信号電荷を画素単位で順次読み出す動作の途中からでも、ＰＤの信号電荷リセットして次フレームの露光を開始するように改善されたものも提案されている。（特許文献２）
しかしながら、上記手段においても、ＦＤ部に電荷が長時間放置されることによる、暗電流や電荷再結合による信号劣化を避けることは出来ない。
特開２００１−２３８１３２号公報 特開２００４−１４０１４９号公報

しかしながら、従来提案されてきた方法では、フリッカ光源下で撮影画像に輝度村を発生させず、かつ、前記（１）、（２）、（３）の課題を全て解決することは出来ない。

本発明は、２次元配列された多数の画素を持つ撮像装置で、画素行毎に順次走査して信号のリセットを行うフォーカルプレインシャッタを持ち、動画撮影又はＥＶＦ表示機能を有する。

さらに、被写体を照射している光の周期的な光量変化によるフリッカ量を検出するフリッカ検出手段と、前記フリッカ検出により得られたフリッカの量が所定値以上であるかを判定するフリッカ判定手段を有する。

さらに、撮像素子の所定領域の画素について、同時にＰＤから電荷排出を行う、一括リセット手段と、撮像素子の所定領域の画素について、同時にＰＤからＦＤに電荷転送を行う、一括ＦＤ転送手段を有する撮像装置である。

また、フリッカ検出により得られたフリッカの量が所定値以上であるかを判定するフリッカ判定を行い、その結果フリッカが発生していると判定された場合、動画の撮影あるいはＥＶＦ表示用フレームにおいて一括リセット、一括ＦＤ転送を行うことを特徴とする撮像装置およびその駆動方法である。

この発明に係る撮像装置のフリッカ検出手段は、任意の整数をｎとｍとして、シャッタースピードｎ／１００ｓｅｃとｍ／１２０ｓｅｃで撮影した２枚の画像を用いることを特徴とする。

この発明に係る撮像装置のフリッカ判定手段は、シャッタースピードｎ／１００ｓｅｃとｍ／１２０ｓｅｃで撮影した２枚の画像の、共通の複数領域の輝度値を検出して、その差分値が、ある一定値を超えるか否かで、撮像素子の駆動方法を変更するフリッカ量であるか否かを判定する。

この発明に係る撮像装置のフリッカ検出用フレームは、フォーカルプレインシャッタで露光する。

この発明に係る撮像装置のフリッカ検出手段は、フリッカ検出用のフレームを、動画の撮影あるいはＥＶＦ表示用のフレームと別に露光を行うことを特徴とする。

また、フリッカ検出用のフレームは、動画の撮影あるいはＥＶＦ表示用のフレームの前にシャッタースピードｎ／１００ｓｅｃの露光を先に行い、動画の撮影あるいはＥＶＦ表示用のフレームを挟んで、シャッタースピードｎ／１２０ｓｅｃの露光を行う。

この発明に係る撮像装置のフリッカ検出用のフレームは、動画の撮影あるいはＥＶＦ表示用のフレームの前にシャッタースピードｎ／１２０ｓｅｃの露光を先に行い、動画の撮影あるいはＥＶＦ表示用のフレームを挟んで、シャッタースピードｎ／１００ｓｅｃの露光を行う。

この発明に係る撮像装置のフリッカ検出用のフレームは動画の撮影あるいはＥＶＦ表示用のフレームの前にシャッタースピードｎ／１２０ｓｅｃの露光を先に行い、その直後、または直前にシャッタースピードｎ／１００ｓｅｃの露光を行う。

この発明に係る撮像装置のフリッカ検出用のフレームは、動画の撮影あるいはＥＶＦ表示用のフレームの後にシャッタースピードｎ／１００ｓｅｃの露光を先に行い、その直後、または直前にシャッタースピードｎ／１２０ｓｅｃの露光を行う。

この発明に係る撮像装置の任意の定数ｎとｍの値は１である。

すなわち、蛍光灯下などの光源が周期的に明滅を繰り返すような条件下におけるフリッカを抑止した撮影を行うために、全画素同時にシャッタ動作と転送動作（一括露光）を行った後、ＦＤ部から信号電荷を画素行単位で順次読み出す動作を行う。

さらに、一括露光の使用をフリッカ検出を行い、その結果フリッカが発生していると判定された場合に限定することにより、フリッカが発生する光源下以外では、ＦＤ部に電荷が長時間放置されることによる、暗電流や電荷再結合による信号劣化を避けられる。

このようにして、フリッカの検出を行い、かつ、フリッカ検出を動画の撮影あるいはＥＶＦの表示用のフレームとは別のフレームを用いて行うことにより、必要なときのみ、フリッカ抑止の為の一括露光を行い、それ以外では、ノイズの少ないライン露光を行う。

これによって、フリッカが発生していないときはノイズを減らせ、蛍光灯下等のフリッカの発生する光源下では、その発生を抑止することが出来る。

（実施例１）
以下において、本発明の実施例１を示す。

図1は、固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラおよびデジタルカムコーダーの撮像信号処理系と感度・露光制御系の構成とを説明するための回路ブロック図である。

１０１は被写体を像面に結像するためのレンズ、１０２はレンズからの像面光量を制御するための絞り、１０３はレンズからの光の像面への入射を必要時間のみ照射するためのメカニカルシャッターである。

１０４は結像された光の像を電気的な信号に変換するための固体撮像素子で、おもにＣＣＤエリアセンサが用いられるが、近年、Ｘ−Ｙアドレス方式のＣＭＯＳエリアセンサが用いられる事も増えている。

そこで、以下の説明はＣＭＯＳエリアセンサで説明する。

１０５はＣＭＯＳエリアセンサを駆動するための必要な振幅のパルスを供給する撮像素子駆動回路、１０６はＣＭＯＳエリアセンサの出力を二重相関サンプリングするＣＤＳ回路である。

１０７はＣＤＳ回路の出力信号を増幅するためのＡＧＣ回路であり、使用者が好みでカメラの感度設定を変える場合、あるいは、低輝度時にカメラが自動的にゲインアップする場合、この回路のゲイン設定が変えられることとなる。

１０８はＡＧＣ回路の出力信号のうち、後記するＯＢ電位を基準の電位にクランプするためのクランプ回路、１０９はクランプ回路から出力されるアナログ撮像信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路である。

１１０は映像処理回路であり、デジタル信号に変換された撮像信号を輝度と色（Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの色差信号か、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号）の映像信号に処理する映像信号処理回路１１１、ＣＭＯＳエリアセンサの信号のレベルから測光量を測定する測光回路１１２で構成される。

また、図示されていないが、入力されるＣＭＯＳエリアセンサの信号から被写体の色温度を測定して上記映像信号処理回路のホワイトバランスに必要な情報を引き出すＷＢ回路などにより構成される。

１１３はカメラ各部の回路に必要なタイミングパルスを発生するタイミングパルス発生回路である。

１１４はカメラを制御するＣＰＵで、上記の測光回路の情報に基づき、感度、露光を制御すべく、上記のＡＧＣ回路のゲインを変える命令を出したり、露光制御回路１１６に露出をどのようにするかの命令を出したりする機能などを有する。

また、図２は、従来のＣＭＯＳエリアセンサを用いた従来の固体撮像装置を示す回路構成図である。

フォトダイオード２０１の信号電荷をフローティング・ディフュージョン（ＦＤ）２０３に転送するための転送トランジスタ２０４と、検出信号を増幅する増幅トランジスタ２０２、信号を読み出すラインを選択する垂直選択トランジスタ２０５、信号電荷をリセットするリセットトランジスタ２０６からなる単位セルが行列２次元状に配列されている。

なお、図では３×３個のセルが配列されているが、実際にはこれより多くの単位セルが配列されている。

垂直シフトレジスタ２０７から水平方向に配線されている水平アドレス線２０８は垂直選択トランジスタ２０５のゲートに接続され、信号を読み出すラインを決めている。

同様に、垂直シフトレジスタ２０７から水平方向に配線されているリセット線２０９は、リセットトランジスタ２０６のゲートに接続されている。

増幅トランジスタ２０２のソースは列方向に配置された垂直信号線２１０に接続され、その一端には負荷トランジスタ２１１が設けられている。

垂直信号線２１０の他端は、水平シフトレジスタ２１２の選択パルスにより駆動される水平選択トランジスタ２１２を介して水平信号線２１３に接続されている。

続いて、本発明における、フリッカの検出方法について説明する。

後に述べるように、本発明では、フリッカ発生時には、動画の撮影あるいはＥＶＦ表示用フレームの露光方法をローリングシャッタから全画素同時露光に切り替える。

図３（ａ）は通常のＣＭＯＳにおけるローリングシャッタ駆動の様子である。垂直方向が、各水平ラインの読み出しタイミング、水平方向が経過時間となる。図３（ｂ）および図３（ｃ）は本発明の駆動の様子である。

図３（ａ）では、表示または記録用のフレームのみで駆動されるのに対し、本発明、図３（ｂ）では動画の撮影あるいはＥＶＦ表示用のフレームの間に、フリッカ検出用フレームを挿入する。

これにより、記録用フレームは、フリッカ検出に通常伴う様々な制約を受けない。

具体的には、通常のフリッカ検出では、６０Ｈｚの電源によるフリッカを検出する際では、露光時間を１／１２０ｓの倍数以外にする。同様に、５０Ｈｚの電源によるフリッカを検出する際では、露光時間を１／１００ｓの倍数以外にするなど、画面の明るさに制約が出来る。

また、フリッカを起こす要因が無い場合、通常のローリングシャッターを使用する、図３（ｂ）のほうがノイズの面で有利である。そこで、図３（ｃ）のように駆動している最中に、フリッカ判定により、所定量よりもフリッカが小さくなった場合には、駆動を図３（ｂ）に切り替える。

つぎに、このフリッカ検出用フレームについてさらに詳しく説明する。

フリッカ検出用フレームは２回の読み出しによって構成される。

話を簡単にする為、１度目の露光時間を１／１００ｓｅｃとし、その直後に露光時間を１／１２０ｓｅｃで２回目の読み出しを行う。ただし、この順番は逆となってもかまわない。

図４は、輝度量を測定する仕組みを持つフリッカ検出方法の説明図であり、図４（ａ）はフリッカ検波枠の構成を示し、図４（ｂ）、（ｃ）は画面に現れるフリッカと輝度の変化を示している。なお、図４ではフリッカ検波枠の総数が３２個であるが、この数は一例であり、限定するものではない。

続いて、フリッカ成分の抽出について説明する。

１度目の露光で得られたフリッカ検波枠それぞれのデータと２度目の露光で得られたフリッカ検波枠それぞれのデータとの差分を取ることにより、フリッカ成分のみを抽出することが出来る。

図５は、この抽出処理の様子を示す説明図である。

図５（ａ）に示す１度目の露光と、図５（ｂ）に示す２度目の露光とで、フリッカが５０Ｈｚまたは、６０Ｈｚの電源により発生している場合、どちらかの画面上にのみフリッカ成分が現れることから、その差分をとることによりフリッカの成分だけを抽出できる。

ただし、露光時間の違う二つの画像の差分を撮る為、露光時間の短い画像を露光時間の差分（６／５倍）だけゲインアップして、露光時間の長いものと同等の露光量にする必要がある。

または、露光時間の長い画像をその差分（５／６倍）だけゲインダウンすることにより、純粋にフリッカによる交流成分のみを抽出することができる。

図５（ｃ）が差分の画像となり、フリッカによる周期的な成分のみが残る。
このときの輝度は図５（ｄ）のように、一定の周期で変化し、この周期より電源周波数を特定することが出来る。

次に、以上のようにして抽出されたフリッカ成分より、フリッカの周波数を割り出す。

まず、画面全体の枠の数で等分割するので、設定値の計算式は以下のようになる。

枠の間隔／幅＝有効水平ライン数÷枠の個数
例えば、枠の数を３２個とし、画面全体の有効水平ライン数を２８８ラインとした場合の枠の間隔／幅は９となる。なお、単位はラインである。

枠の間隔／幅＝２８８÷３２＝９〔ライン〕
次に、画面上に何個のフリッカ成分の山（谷）が発生するかを計算する。

山（谷）が発生する個数の計算式は以下のようになる。

なお、無効水平ラインとは画面に表れない水平ライン数、即ち、読み出しの行われないダミーの時間を、１ラインを読み出す時間で割ったものである。

山（谷）が発生する個数＝読み出し時間÷フリッカ周期÷（無効ライン数＋有効ライン数）×有効ライン数
例えば、読み出し時間が１／１５ｓｅｃの場合で有効ライン数が２８８ラインで無効ライン数が４２ラインとすると、５０Ｈｚのフリッカの場合、
１／１５÷１／１００÷（２８８＋４２）×２８８＝５．８個
となる。また、例えば、上記の条件で６０Ｈｚのフリッカの場合、
１／１５÷１／１２０÷（２８８＋４２）×２８８＝６．９個となる。

次に、フリッカの山（谷）が発生する枠間隔の計算を行う。

山（谷）が発生する枠間隔は、以下の計算式になる。

山（谷）が発生する枠間隔＝枠の数÷画面上に現れる山（谷）の個数
上述した例をそのまま使用すると、５０Ｈｚの場合は、３２÷５．８で５．５となり、山（谷）は検波枠で見て５個ないしは６個おきに発生することになる。

また、６０Ｈｚの場合は、３２÷７で４．５となり、山（谷）は検波枠で見て４個ないしは５個おきに発生することになる。

次に、フリッカ判定回路による、フリッカの判定方法について述べる。

これまでの説明を元に判別論理を以下に示す。

なお、以下の各判定で（例）を付した説明は、前記の各例を利用して説明している。判別ａ＝山（谷）の数からフリッカがあるか／ないか判定する。

（例）フリッカが存在する場合は、山（谷）の数が５〜７個現れるはずなので多少マージンを持たせて山（谷）の数が４〜８個現れた時に、フリッカがある（ありそうだ）と判断する。

次に、山部と谷部があると判断された場合、それぞれの信号値の差分値を基に、フリッカ判定を行う。

例えば、蛍光灯のみの光源下で、露光期間がフリッカ周期の整数倍となる場合、すなわち、フリッカ周期で割ったときの余りが０になる場合では、山部と谷部の信号値の差分値は０となり,フリッカは発生してないと判定される。

つぎに、例えば、露光期間が、フリッカ周期の１／１０の場合（例えば、フリッカ周期１／１００ｓｅｃに対し、１／１０００ｓｅｃ）では、山部の信号値は谷部の約１０倍の大きさとなる。

露光期間が、フリッカ周期より長くなった場合では、山部と谷部の信号値の差分は、露光期間をフリッカ周期で割ったときの余りの時間に依存し、この時間が小さい時ほど山部と谷部の差分値は大きくなる。

ただし、フリッカ周期で割ったときの余りの時間が同じ場合でも、露光期間が長くなるほど、この余りの時間に依存する、フリッカによる信号値の差分値はトータルの信号値に比べ、相対的に小さくなる。

即ち、フリッカが発生しているか否かを、山部と谷部の平均値と、山部と谷部の差分値の、二つの値で、判定する。

このときの判定式は、（１）差分値が設定された閾値を超えるかで判断される。

例えば、信号値の最大値を２５５ＬＳＢとしたとき、フリッカによる信号値の山部と谷部の差分値の閾値をその２％程度である、５ＬＳＢとした場合について述べる。

前記検出方法より５０Ｈｚないし６０Ｈｚの光源下では検波枠で見て４個ないし５個ないしは６個の何れかの数の山が見られる。

山または谷の数が４個、５個ないし６個だった場合、図４に見られるような、信号値の垂直写像より、フリッカによる信号値の山部と谷部の差分値の閾値を求める。

具体的には、複数の山部の最大値と谷部の最低値をそれぞれ平均し、そのサ分値を求める。この値が閾値となり、５ＬＳＢ以上であった場合、フリッカが発生していると判定する。

以上のように、フリッカの判定は、検波枠内の山または谷の数と山部と谷部の信号値の差分値によって決定される。

続いて、フリッカが発生していると判定されたときの具体的な補正方法について述べる。

図６は、本例における固体撮像素子のＰＤとその周辺部の構造を示す断面図である。

この固体撮像素子は、シリコン基板６０１に設けたＰウェル領域６０２に各素子を形成したものであり、図６では、ＰＤ６０３、ＦＤ６０８、転送トランジスタ６０４、リセットトランジスタ６０５を形成した領域を示している。

Ｐウェル６０２は、シリコン基板３００の最表面に形成されたｐ＋領域６０６と、その下層に形成されたｎ領域６０７とを有する埋め込み型のＰＤとなっている。

ＦＤ６０８は、ＰＤ６０３の側方に転送ゲート部（転送トランジスタ６０４）を介して形成されたｎ＋領域より構成されている。

転送トランジスタ６０４は、ＰＤ６０３とＦＤ６０８の中間領域を転送ゲート部とし、そのシリコン基板６０１の上面にゲート絶縁膜６１０を介してポリシリコン膜よりなる転送電極を形成したものである。

リセットトランジスタ６０５は、ＦＤ６０８の転送トランジスタ６０４と反対側の領域をリセットゲート部とし、そのシリコン基板３００の上面にゲート絶縁膜６１０を介してポリシリコン膜よりなるリセット電極を形成したものであり、ＦＤ６０８の信号電荷をドレイン６０９に排出する。

このドレイン６０９が図示しないコンタクト等を介して電源Ｖｄｄの配線に接続されている。

なお、各電極の上層には、ゲート絶縁膜６１０を介してさらに上層の積層物が設けられているが、説明は省略する。

図３（ｃ）は、本例の固体撮像素子のフリッカを抑止した駆動時の露光状態を示すタイミングチャートである。

まず、全行同時にＦＤ６０８のリセットと、ＰＤ６０３の光電子のＦＤ６０８への転送を行う。

具体的には、例えば全行のリセット配線にパルスを入れて全画素のＦＤ６０８をリセットし、さらに全行の転送配線にパルスを入れて全画素のＰＤ６０３の光電子をＦＤ６０８に転送する。

それから、図には示さないが、ＦＤ６０８の信号を１行ずつ読み出す。

次に各ラインの読み出しを行った直後に、該ラインのリセットを行い、フリッカ検出の為の１度目の露光（ここでは、１／１００ｓｅｃ）を開始する。

さらに、１度目の露光が終了し、画素の電荷がＦＤ６０８へ転送された後、露光時間を変えた２度目の露光（ここでは、１／１２０ｓｅｃ）が開始される。

このとき、フリッカ検出用のフレームでは、ライン毎に露光の開始時間がずれることになり、フリッカをもたらす５０Ｈｚや、６０Ｈｚの光源の下では、面内フリッカが検出される。

ここで、１フレームの期間は１／３０秒等、ある一定期間に決まっているので、フリッカ検出の為の２度目の露光を行った後は、ダミー出力などで時間を調整する。

また、ここでは、露光の順番を、記録用フレーム、フリッカ検出用１／１００ｓｅｃ露光、フリッカ検出用１／１２０ｓｅｃ露光としたが、順番はこれに限定されるものではない。

図７は、このような固体撮像素子における電荷読み出し時のポテンシャル遷移を示す説明図であり、下方向に正電位を示している。

図７（ａ）は全画素リセット直後のポテンシャルであり、ＰＤ６０３に徐々に光電荷が蓄積されていく。

図７（ｂ）では転送トランジスタ６０４をＯＮして転送ゲートのチャネル電圧をＶａとし、ＰＤ６０３の光電荷をＦＤ６０８に移動する。

図７（ｃ）では転送後の非露光時間の状態を示しており、ＰＤ６０３に徐々に光電荷が蓄積されていく。また、このとき、ＦＤ６０８に移動した電荷量に応じた、画素の信号値を電圧として得ることが出来る。

図７（ｄ）ではＰＤ６０３とＦＤ６０８をリセットしている状態を示しており、転送ゲートとリセットゲートへ電圧印加することにより、電荷を排出することが出来る。電荷排出後、ゲート電圧をＯＦＦ状態にすることにより、図７（ａ）の状態へ戻る。

しかし、このような一括露光による、フリッカの抑止方法では、確実に面内フリッカを消すことが出来る反面、信号電荷を長時間ＦＤに放置することによる暗電流や、電荷再結合による画質の劣化を免れる事は出来ない。

そこで、フリッカが起きていると判断され、駆動モードが変更された後にも、フリッカ検出を続け、フリッカがないと判断された場合には、通常の駆動モードに戻すことにより、画質の劣化を最小限に抑えることが出来る。

本発明の、動作のフローチャートを図８に示す。

動画撮影開始後、動画の撮影あるいはＥＶＦの表示用フレームと、次フレームの間に、２枚の画像を撮影する（８０１）。

２枚の画像の明るさを、片側の画像をゲインアップすることにより合わせ、その後、差分をとりフリッカ成分を抽出（８０２）。

差分ファイルの垂直方向の輝度に周波数成分が存在し、その周波数が、フリッカによるものと思われる場合は、フリッカ発生と判断（８０３）。

フリッカが発生している場合は、全画素を一括でＦＤに転送する駆動モードに変更。

発生していないときは、通常のローリングシャッタ撮影の駆動モードで動作（８０４）。

８０１に戻り、スイッチがＯＦＦされるまで繰り返す。

このようにして、フリッカが起きていると判断され、駆動モードが変更された後にも、フリッカ検出を続け、フリッカがないと判断された場合には、通常の駆動モードに戻すことにより、画質の劣化を最小限に抑えることが出来る。

また、この動作の内容は、プログラムコードとしてデジタルカメラ内の図示していない任意の記憶媒体に格納されており、デジタルカメラ内のＣＰＵ等によって読み出されて実行される。

本発明の目的は前述したように、実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピィ（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれる。

更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含む。

実施例１における固体撮像素子の概略図。 実施例１における固体撮像素子の画素の概略図。 従来のローリングシャッタと本発明におけるフリッカ検出を行う場合の動画撮影方法。 本発明におけるフリッカの検出方法。 本発明におけるフリッカの判別方法。 ＣＭＯＳの断面構造。 ＣＭＯＳの電荷転送原理。 本発明の撮影フローチャート。 ＣＭＯＳにおける、ローリング露光と一括露光。

符号の説明

１０１ レンズ
１０２ 絞り
１０３ メカニカルシャッター
１０４ 固体撮像素子
１０５ 撮像素子駆動回路
１０６ ＣＤＳ回路
１０７ ＡＧＣ回路
１０８ クランプ回路
１０９ ＡＤ変換回路
１１０ 映像処理回路
１１１ 映像信号処理回路
１１２ 測光回路
１１３ タイミングパルス発生回路
１１４ ＣＰＵ
１１５ 感度、露光制御部
１１６ 露光制御回路
１１７ ＯＢ積分回路
１１８ ＯＢレベルブロック比較回路
２０１ フォトダイオード
２０２ 増幅トランジスタ
２０３ フローティングディフュージョン（ＦＤ）
２０４ 転送トランジスタ
２０５ 垂直選択トランジスタ
２０６ リセットトランジスタ
２０７ 垂直シフトレジスタ
２０８ 水平アドレス線
２０９ リセット線
２１０ 垂直信号線
２１１ 負荷トランジスタ
２１２ 水平シフトレジスタ
２１３ 水平信号線
６０１ Ｓｉ基板
６０２ Ｐウェル領域
６０３ フォトダイオード（ＰＤ）
６０４ 転送トランジスタ
６０５ リセットトランジスタ
６０６ ｐ＋領域
６０７ ｎ領域
６０８ フローティングディフュージョン（ＦＤ）
６０９ リセットドレイン
６１０ ゲート絶縁膜

Claims (10)

1. ２次元配列された光信号を電気信号に変換し、多数の画素を持ち、画素行毎に順次走査して信号のリセットを行うフォーカルプレインシャッタと、動画の撮影あるいはＥＶＦ表示手段と、被写体を照射している光の周期的な光量変化によるフリッカ量を検出するフリッカ検出手段と、前記フリッカ検出により得られたフリッカの量が所定値以上であるかを判定するフリッカ判定手段と、光情報を電気信号に変換するフォトダイオードを有し、撮像素子の所定領域の画素について、同時にフォトダイオード部から電荷排出を行う、一括リセット手段と、撮像素子の所定領域の画素について、同時にフォトダイオード部からフローティング・ディフュージョン部に電荷転送を行う、一括ＦＤ転送手段を有する撮像装置で、フリッカ検出を行い、フリッカが発生していると判定された場合、動画撮影又はＥＶＦ表示用フレームにおいて前記一括リセット、前記一括ＦＤ転送を行うことを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１におけるフリッカ検出手段は、任意の整数をｎとｍとして、シャッタースピードｎ／１００ｓｅｃとｍ／１２０ｓｅｃで撮影した２枚の画像を用いることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１におけるフリッカ判定手段は、シャッタースピードｎ／１００ｓｅｃとｍ／１２０ｓｅｃで撮影した２枚の画像の、共通の複数領域の輝度値を検出して、その差分値が、ある一定値を超えるか否かで、フリッカが発生しているか否かを判定することを特徴とする撮像装置。
4. 請求項１におけるフリッカ検出用フレームは、フォーカルプレインシャッタで露光することを特徴とする撮像装置。
5. 請求項１におけるフリッカ検出手段は、フリッカ検出用のフレームを、動画の撮影あるいはＥＶＦ表示用のフレームと別に露光を行うことを特徴とする撮像装置。
6. 請求項２におけるフリッカ検出用のフレームは、動画の撮影あるいはＥＶＦ表示用のフレームの前にシャッタースピードｎ／１００ｓｅｃの露光を先に行い、動画の撮影あるいはＥＶＦ表示用のフレームを挟んで、シャッタースピードｎ／１２０ｓｅｃの露光を行うことを特徴とする撮像装置。
7. 請求項２におけるフリッカ検出用のフレームは、動画の撮影あるいはＥＶＦ表示用のフレームの前にシャッタースピードｎ／１２０ｓｅｃの露光を先に行い、動画の撮影あるいはＥＶＦ表示用のフレームを挟んで、シャッタースピードｎ／１００ｓｅｃの露光を行うことを特徴とする撮像装置。
8. 請求項２におけるフリッカ検出用のフレームは、動画の撮影あるいはＥＶＦ表示用のフレームの前にシャッタースピードｎ／１２０ｓｅｃの露光を先に行い、その直後、または直前にシャッタースピードｎ／１００ｓｅｃの露光を行うことを特徴とする撮像装置。
9. 請求項２におけるフリッカ検出用のフレームは、動画の撮影あるいはＥＶＦ表示用のフレームの後にシャッタースピードｎ／１００ｓｅｃの露光を先に行い、その直後、または直前にシャッタースピードｎ／１２０ｓｅｃの露光を行うことを特徴とする撮像装置。
10. 請求項２、３におけるｎとｍの値は１であることを特徴とする撮像装置。

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