JP2002290841A - 撮像装置および電子カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像装置に強い光が入射すると、黒レベル補
正後の画像信号が部分的にレベル低下する。この現象を
改善することを目的とする。 【解決手段】 受光面に配列した受光素子から構成され
て画像信号を生成する実効画素領域と、遮光された状態
で配列された受光素子から構成されて黒レベルの基準信
号を生成するオプチカルブラック領域と、実効画素領域
およびオプチカルブラック領域から信号を読み出す信号
読み出し部とを備える。本発明は、このオプチカルブラ
ック領域を、実効画素領域の近辺の複数箇所に設けて、
撮像装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オプチカルブラッ
ク領域を有する撮像装置に関する。本発明は、この撮像
装置を搭載する電子カメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、オプチカルブラック領域を有する
撮像装置が知られている。図１２Ａは、この種の撮像装
置８０を示す図である。この図に示すように、撮像装置
８０の受光面には、実効画素領域８１およびオプチカル
ブラック領域８２が、互いに境界を接して配置される。

【０００３】この実効画素領域８１は、受光素子を２次
元配列した領域であり、被写体像を光電変換して画像信
号を生成する。この画像信号の黒レベルは、素子の温度
変化等に応じてレベル変動する。

【０００４】一方、オプチカルブラック領域８２は、遮
光状態の受光素子を２次元配列して構成される。このオ
プチカルブラック領域８２は、黒レベルの基準信号を生
成する。この基準信号には、画像信号の黒レベルと同様
のレベル変動が生じる。したがって、この基準信号に基
づいて、画像信号のレベル変動を同相除去することによ
り、画像信号の黒レベルを適正に補正することが可能に
なる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、撮像装置８
０に強い光（図１２Ａに示すＳ）が入射すると、黒レベ
ル補正後の画像信号が部分的にレベル低下する。そのた
め、図１２Ｂに示すように、画面の一部が暗く沈むとい
った不具合（以下『暗転現象』という）が発生する。本
発明は、このような暗転現象を改善することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明は下記のように構成される。

【０００７】《請求項１》請求項１の撮像装置は、受光
面に配列した受光素子から構成されて画像信号を生成す
る実効画素領域と、遮光された状態で配列された受光素
子から構成されて黒レベルの基準信号を生成するオプチ
カルブラック領域と、実効画素領域およびオプチカルブ
ラック領域から信号を読み出す信号読み出し部とを備え
る。本発明は、このオプチカルブラック領域を、実効画
素領域の近辺の複数箇所に設けたことを特徴とする。

【０００８】《請求項２》請求項２の撮像装置は、請求
項１に記載の撮像装置において、オプチカルブラック領
域を、実効画素領域の対向する両辺にそれぞれ設けたこ
とを特徴とする。

【０００９】《請求項３》請求項３の撮像装置は、請求
項１または請求項２に記載の撮像装置において、複数箇
所のオプチカルブラック領域の内から、より暗い基準信
号を選択する選択部と、選択部で選択された基準信号に
基づいて画像信号の黒レベル補正を行う黒レベル補正部
とを備えたことを特徴とする。

【００１０】《請求項４》請求項４の撮像装置は、請求
項１または請求項２に記載の撮像装置において、実効画
素領域の輝度分布に基づいてオプチカルブラック領域を
選択する選択部と、選択部で選択されたオプチカルブラ
ック領域の基準信号に基づいて画像信号の黒レベル補正
を行う黒レベル補正部とを備えたことを特徴とする。

【００１１】《請求項５》請求項５の撮像装置は、受光
面に配列した受光素子から構成されて画像信号を生成す
る実効画素領域と、遮光膜により遮光された受光素子の
配列から構成されて黒レベルの基準信号を生成するオプ
チカルブラック領域と、実効画素領域およびオプチカル
ブラック領域から信号を読み出す信号読み出し部とを備
え、オプチカルブラック領域の実質的な受光素子は、遮
光膜の端から侵入する迷光が到達しない位置に配置され
ることを特徴とする。

【００１２】《請求項６》請求項６の電子カメラは、請
求項１または請求項２に記載の撮像装置と、撮像装置を
制御して被写界を撮像する撮像制御部と、被写界の分割
測光を行う分割測光部と、分割測光部の分割測光結果に
基づいてオプチカルブラック領域を選択する選択部と、
選択部で選択されたオプチカルブラック領域の基準信号
に基づいて画像信号の黒レベル補正を行う黒レベル補正
部とを備えたことを特徴とする。

【００１３】《請求項７》請求項７の電子カメラは、請
求項１または請求項２に記載の撮像装置と、撮像装置を
制御して被写界を撮像する撮像制御部と、撮像装置で生
成される画像信号をモニタ表示する表示部と、ユーザー
操作に基づいてオプチカルブラック領域を選択する選択
部と、選択部で選択されたオプチカルブラック領域の基
準信号に基づいて画像信号の黒レベル補正を行う黒レベ
ル補正部とを備えたことを特徴とする。

【００１４】《請求項８》請求項８に記載の発明は、請
求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置
と、撮像装置を制御して被写界を撮像する撮像制御部と
を備えたことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。

【００１６】《第１の実施形態》第１の実施形態は、請
求項１，２，５，６，８に対応した実施形態である。

【００１７】［電子カメラの構成］図１は、本実施形態
に係わる電子カメラ１１の構成を示す図である。以下、
図１を用いて、電子カメラ１１の構成を説明する。ま
ず、電子カメラ１１には、撮影レンズ１２が装着され
る。この撮影レンズ１２の像空間には、撮像素子１３の
受光面が配置される。この撮像素子１３の出力は、Ａ／
Ｄ変換部１５および信号処理部１６を介して、バス１７
に信号接続される。

【００１８】このバス１７には、画像信号等を一時記憶
するバッファメモリ１８、画像信号に画像処理を施す画
像処理部１９、画像信号をモニタ表示するモニタ表示部
２０、画像信号を圧縮記録する記録部２１、およびシス
テム制御用のマイクロプロセッサ２３も信号接続され
る。このマイクロプロセッサ２３には、分割測光部２４
が信号接続される。例えば一眼レフ式の電子カメラの場
合、この分割測光部２４は、ファインダ光学系（例えば
ペンタプリズム）の近傍に配置され、ファインダ像の分
割測光を実行する。

【００１９】また、マイクロプロセッサ２３には、操作
部２５が信号接続される。この操作部２５は、電子カメ
ラ１１に設けられる各種の操作部材であり、レリーズ釦
やエリアセレクタなどに該当する。さらに、マイクロプ
ロセッサ２３は、撮像素子１３および信号処理部１６の
動作を制御する。

【００２０】［撮像素子１３の構成］図２は、上述した
撮像素子１３の構成を示す図である。以下、図２を用い
て、撮像素子１３の構成を説明する。まず、撮像素子１
３の受光面Ｐには、受光素子を２次元配列した実効画素
領域３１が設けられる。この実効画素領域３１は、受光
面Ｐに投影される被写体像を光電変換して画像信号を生
成する領域である。

【００２１】この実効画素領域３１の左右には、受光素
子を２次元配列したオプチカルブラック領域３３ａ，３
３ｂがそれぞれ設けられる。このオプチカルブラック領
域３３ａ，３３ｂの表面は、遮光膜３２によって覆われ
る。このオプチカルブラック領域３３ａ，３３ｂは、黒
レベルの基準信号を生成する領域である。これら領域３
１，３３ａ，３３ｂには、受光素子の列単位に、垂直Ｃ
ＣＤ３５が設けられる。これら垂直ＣＣＤ３５の出力端
には、水平ＣＣＤ３６が設けられる。

【００２２】［オプチカルブラック領域３３ａ，３３ｂ
の素子配置］図３は、オプチカルブラック領域３３ａ，
３３ｂの素子配置を模式的に示す図である。図３に示す
ように、オプチカルブラック領域３３ａ，３３ｂの受光
素子４２は、遮光膜３２の端から奥まった位置に配置さ
れる。その結果、遮光膜３２の端から侵入する迷光は、
受光素子４２に到達しない。

【００２３】このような素子配置は、本発明者による暗
転現象の原因解析に基づくものである。以下、この暗転
現象の原因解析を説明する。本発明者は、受光面Ｐの様
々な位置に強い光を実験的に照射して、暗転現象の発生
状況を調べた。その結果、遮光膜の端に強い光を照射し
た場合に、暗転現象が高い確率で発生することを突き止
めた。一方、実効画素領域３１およびオプチカルブラッ
ク領域３３ａ、３３ｂのどちらかに強い光を照射した場
合は、暗転現象は発生しなかった。

【００２４】このような実験結果から、本発明者は、図
４に示すような原因推定を行った。すなわち、遮光膜３
２の端に強い光が照射されると、遮光膜３２の下の酸化
膜４１に迷光が侵入する。この迷光は、遮光膜３２の裏
面などで反射を繰り返し、遮光膜３２の奥に潜り込む。
そのため、遮光膜３２の端近くでは受光素子４２に迷光
が到達し、黒レベルの基準信号を引き上げる。このよう
な基準信号の上昇により、黒レベル補正後の画像信号が
相対的に暗く沈み、暗転現象が発生する。

【００２５】本発明者は、この原因推定を検証するた
め、受光素子４２の出力レベルを観察した。その結果、
遮光膜３２の端近くにおいて、受光素子４２の出力レベ
ルが上昇することを確認した。

【００２６】本実施形態では、この暗転現象の原因解析
に基づいて、遮光膜３２の端から所定間隔（実験的には
２０画素程度が好ましい）だけ奥まった位置に、実質的
な受光素子４２を配置する。

【００２７】［電子カメラ１１の動作説明］図５は、電
子カメラ１１の動作を説明する流れ図である。以下、図
５に示すステップ番号に沿って、電子カメラ１１の動作
説明を行う。

【００２８】ステップＳ１： マイクロプロセッサ２３
は、ユーザーによるシャッタレリーズを待機する。シャ
ッタレリーズに応じて、マイクロプロセッサ２３はステ
ップＳ２に動作を移行する。

【００２９】ステップＳ２： マイクロプロセッサ２３
は、分割測光部２４から被写界の分割測光結果を取得す
る。図６は、この分割測光部２４の測光エリア５１ａ〜
ｆを示す図である。この内、測光エリア５１ａ〜ｅは、
実効画素領域３１に光学的に対応する測光エリアであ
る。一方、測光エリア５１ｆは、オプチカルブラック領
域３３ａに光学的に対応する測光エリアである。（な
お、測光エリア５１ｆについては、遮光膜３２の端に対
応する箇所を含ませることが特に好ましい。）マイクロ
プロセッサ２３は、この測光エリア５１ａ〜ｅの測光結
果に基づいて公知の露出計算を実行し、露出条件を決定
する。

【００３０】ステップＳ３： 続いて、マイクロプロセ
ッサ２３は、測光エリア５１ｆの測光値を閾値判定す
る。ここでの閾値は、暗転現象を生起する程度の測光値
に予め調整される。ここで、測光エリア５１ｆの測光値
が閾値未満の場合（ＮＯ側）、マイクロプロセッサ２３
はステップＳ４に動作を移行する。一方、測光エリア５
１ｆの測光値が閾値以上の場合（ＹＥＳ側）、マイクロ
プロセッサ２３はステップＳ５に動作を移行する。

【００３１】ステップＳ４： ここでは、測光エリア５
１ｆの測光値が閾値未満なので、オプチカルブラック領
域３３ａの使用に支障がない。そこで、マイクロプロセ
ッサ２３は、信号処理部１６に対して、オプチカルブラ
ック領域３３ａの使用を指示する。このような指示動作
の後、マイクロプロセッサ２３は、ステップＳ６に動作
を移行する。

【００３２】ステップＳ５： 一方、ここでは測光エリ
ア５１ｆの測光値が閾値以上なので、オプチカルブラッ
ク領域３３ａに迷光が侵入する虞が生じる。そこで、マ
イクロプロセッサ２３は、信号処理部１６に対して、オ
プチカルブラック領域３３ｂの使用を指示する。

【００３３】ステップＳ６： マイクロプロセッサ２３
は、ステップＳ２で決定した露出条件に従って撮像素子
１３を制御し、被写体像の光電変換を実行する。

【００３４】ステップＳ７： マイクロプロセッサ２３
は、撮像素子１３内の垂直ＣＣＤ３５および水平ＣＣＤ
３６を駆動し、図７に示す画像信号Ｖおよび基準信号Ｒ
ａ、Ｒｂを読み出す。この画像信号Ｖは、実効画素領域
３１から読み出された信号である。また、基準信号Ｒ
ａ，Ｒｂは、オプチカルブラック領域３３ａ，３３ｂか
らそれぞれ読み出された信号である。さらに、同期信号
ＳＹは撮像素子１３内で信号挿入される一定電圧レベル
の信号である。なお、これらの信号は、Ａ／Ｄ変換部１
５および信号処理部１６をリアルタイムまたはパイプラ
イン式に通過する。その際、信号の読み出し順に従っ
て、後述するステップＳ８〜１０の信号処理が逐次に実
施される。

【００３５】ステップＳ８： Ａ／Ｄ変換部１５は、同
期信号ＳＹの電圧レベル（ＤＣクランプレベル）に基づ
いて、この画像信号Ｖおよび基準信号Ｒａ，Ｒｂをクラ
ンプし、信号伝送中のＤＣ変動をうち消す。Ａ／Ｄ変換
部１５は、ＤＣクランプ後の画像信号Ｖおよび基準信号
Ｒａ，ＲｂをＡ／Ｄ変換する。

【００３６】ステップＳ９： 信号処理部１６は、ステ
ップＳ３〜５で選択指示されたオプチカルブラック領域
の基準信号（ＲａまたはＲｂ）を、所定の処理単位（こ
こでは水平行の単位）に平均化し、基準信号の平均値を
算出する。

【００３７】ステップＳ１０： 信号処理部１６は、こ
の基準信号の平均値を、画像信号Ｖの値から順次減算
し、画像信号Ｖの黒レベル補正を実行する。なお、同一
行の基準信号Ｒｂについては、画像信号Ｖよりも後に出
力される。そのため、この黒レベル補正をリアルタイム
に処理する場合には、１行前の基準信号Ｒｂ′を基準信
号Ｒｂの代わりに使用することが好ましい。

【００３８】ステップＳ１１： 黒レベル補正された画
像信号は、バス１７を介してバッファメモリ１８に順次
記録される。画像処理部１９は、このバッファメモリ１
８から画像信号を処理単位ごとに読み出し、色補間処理
などの画像処理を施す。

【００３９】ステップＳ１２： 記録部２１は、画像処
理後の画像信号を圧縮符号化して、メモリカード２２に
記録する。上述した一連の動作により、電子カメラ１１
による撮像動作が完了する。

【００４０】［第１の実施形態の効果など］以上説明し
たように、第１の実施形態では、分割測光結果に基づい
てオプチカルブラック領域３３ａ，３３ｂを選択的に使
用する。したがって、強い光が侵入したオプチカルブラ
ック領域を適切に避けて、黒レベル補正を実行すること
が可能になる。その結果、暗転現象を確実に改善するこ
とが可能になる。

【００４１】さらに、第１の実施形態では、オプチカル
ブラック領域３３ａ，３３ｂを、実効画素領域３１の左
右に離して配置する。したがって、両方の領域に強い光
が同時に侵入する可能性が極めて低くなる。その結果、
暗転現象をより確実に改善することが可能になる。

【００４２】また、第１の実施形態では、オプチカルブ
ラック領域３３ａ，３３ｂの実質的な受光素子４２を、
遮光膜３２の端から奥まった位置に配置する。したがっ
て、通常の使用状態では、受光素子４２に迷光が到達す
る虞がなく、暗転現象を一段と確実に改善することが可
能になる。次に、別の実施形態について説明する。

【００４３】《第２の実施形態》第２の実施形態は、請
求項１〜３，５，８に対応した実施形態である。なお、
第２の実施形態の装置構成については、第１の実施形態
（図１〜３）と同様であるため、ここでの説明を省略す
る。図８は、第２の実施形態における黒レベル補正を説
明する流れ図である。以下、図８に示すステップ番号に
沿って、動作説明を行う。

【００４４】ステップＳ２１： マイクロプロセッサ２
３は、撮像素子１３を制御して被写体像の光電変換を実
行する。

【００４５】ステップＳ２２： マイクロプロセッサ２
３は、撮像素子１３から、図７に示す信号を読み出す。

【００４６】ステップＳ２３： Ａ／Ｄ変換部１５は、
画像信号Ｖおよび基準信号Ｒａ，ＲｂをＡ／Ｄ変換す
る。

【００４７】ステップＳ２４： 信号処理部１６は、基
準信号Ｒａ，Ｒｂ′を、同期信号ＳＹのタイミングに基
づいて同期分離する。信号処理部１６は、これら基準信
号Ｒａ，Ｒｂ′を所定の処理単位（ここでは行単位）に
平均化し、平均値を算出する。

【００４８】ステップＳ２５： 信号処理部１６は、基
準信号Ｒａ、Ｒｂ′の平均値の内、いずれか低い値を選
択する。なおこのとき、信号処理部１６は、基準信号Ｒ
ａ、Ｒｂ′に有意差があるか否かを判断し、有意差が無
い場合には基準信号Ｒａ、Ｒｂ′について平均値を算出
し、その平均値を選択することが好ましい。このような
処理により、平均値に残存するノイズ成分を更に平滑化
することができる。一方、オプチカルブラック領域が３
つ以上の場合（例えば、後述する第５の実施形態の場
合）には、信号処理部１６は、メディアン演算または多
数決演算を実行して、基準信号の選択を行うことが好ま
しい。更にこの場合には、複数領域の基準信号から有意
差の無いものを選別し、選別した基準信号の平均値を算
出して選択することが好ましい。このような処理によっ
ても、平均値に残存するノイズ成分を更に平滑化するこ
とができる。

【００４９】ステップＳ２６： 信号処理部１６は、選
択された平均値を、画像信号Ｖの値から順次減算して、
画像信号Ｖの黒レベル補正を実行する。

【００５０】［第２の実施形態の効果など］以上説明し
たように、第２の実施形態においても、第１の実施形態
と同様の効果を得ることが可能になる。特に、第２の実
施形態に特有な点は、最も明るい基準信号を排除するこ
とにより、適正な基準信号を選択している点である。こ
のような処理により、暗転現象を確実に改善することが
可能になる。次に、別の実施形態について説明する。

【００５１】《第３の実施形態》第３の実施形態は、請
求項１，２，４，５，８に対応した実施形態である。な
お、第３の実施形態の装置構成については、第１の実施
形態（図１〜３）と同様であるため、ここでの説明を省
略する。図９は、第３の実施形態における黒レベル補正
を説明する流れ図である。以下、図９に示すステップ番
号に沿って、動作説明を行う。

【００５２】ステップＳ２１〜Ｓ２３： 第２の実施形
態と同じため、説明を省略する。

【００５３】ステップＳ３１： 信号処理部１６は、画
像信号Ｖおよび基準信号Ｒａ，Ｒｂ′を、バッファメモ
リ１８に一時記録する。続いて、信号処理部１６は、画
像信号Ｖをサンプリングして画面の輝度分布を求める。
信号処理部１６は、この輝度分布のより暗い側に位置す
るオプチカルブラック領域を選択する。

【００５４】ステップＳ３２： 信号処理部１６は、選
択したオプチカルブラック領域の基準信号に基づいて、
画像信号Ｖの黒レベル補正を実行する。

【００５５】［第３の実施形態の効果など］以上説明し
たように、第３の実施形態においても、第１の実施形態
と同様の効果を得ることが可能になる。特に、第３の実
施形態に特有な点は、画面のより暗い側に位置するオプ
チカルブラック領域を選択的に使用している点である。
このような処理により、異常な基準信号を適切に排除す
ることが可能になり、暗転現象を確実に改善することが
可能になる。次に、別の実施形態について説明する。

【００５６】《第４の実施形態》第４の実施形態は、請
求項１，２，５，７，８に対応した実施形態である。な
お、第４の実施形態の装置構成については、第１の実施
形態（図１〜３）と同様であるため、ここでの説明を省
略する。図１０は、第４の実施形態における黒レベル補
正を説明する流れ図である。以下、図１０に示すステッ
プ番号に沿って、動作説明を行う。

【００５７】ステップＳ２１〜Ｓ２３： 第２の実施形
態と同じため、説明を省略する。

【００５８】ステップＳ４１： 信号処理部１６は、画
像信号Ｖおよび基準信号Ｒａ，Ｒｂを、バッファメモリ
１８に一時記録する。モニタ表示部２０は、このバッフ
ァメモリ１８内から画像信号Ｖを読み出し、モニタ表示
を実行する。

【００５９】ステップＳ４２： ユーザーは、このモニ
タ表示を観察しながら、使用するオプチカルブラック領
域を決定する。例えば、ユーザーは、太陽などの高輝度
物体が位置する方向をモニタ画面上で確認し、その方向
を避けてオプチカルブラック領域を選択する。また例え
ば、ユーザーは、画面内のより暗い側をモニタ画面上で
確認し、なるべく暗い側に位置するオプチカルブラック
領域を選択する。ユーザーは、このように決定したオプ
チカルブラック領域を操作部２５（十字キー式のエリア
セレクタなど）を介してマイクロプロセッサ２３に伝達
する。マイクロプロセッサ２３は、この結果を信号処理
部１６に伝達する。

【００６０】ステップＳ４３： 信号処理部１６は、ユ
ーザーによって選択されたオプチカルブラック領域の基
準信号に基づいて、画像信号Ｖの黒レベル補正を実行す
る。

【００６１】［第４の実施形態の効果など］以上説明し
たように、第４の実施形態においても、第１の実施形態
と同様の効果を得ることが可能になる。特に、第４の実
施形態に特有な点は、ユーザーが、使用するオプチカル
ブラック領域を選択している点である。したがって、ユ
ーザーの意志に従って、黒レベル補正を適正に実行する
ことが可能になる。その結果、暗転現象を柔軟に改善す
ることが可能になる。なお、ステップＳ４１のモニタ表
示においては、多様な表示態様が可能である。例えば、
信号処理部１６が、バッファメモリ１８上に、『基準信
号Ｒａで黒レベル補正した補正画像』と『基準信号Ｒｂ
で黒レベル補正した補正画像』をそれぞれ生成する。モ
ニタ表示部２０は、これらの補正画像をモニタ上に並列
表示または切替表示する。この場合、ユーザーは、各基
準信号による補正画像をモニタ上で確認しながら、より
良好な補正画像（すなわち、使用するオプチカルブラッ
ク領域）を選択することが可能になる。

【００６２】《第５の実施形態》第５の実施形態は、請
求項１〜８に対応した実施形態である。なお、第５の実
施形態の装置構成については、撮像素子１３を撮像素子
１３ａに置き換えた点を除いて、第１の実施形態（図
１，図３）と同様である。そのため、ここでの重複説明
を省略する。また、オプチカルブラック領域の選択手法
についても、上述した第１〜４の実施形態のいずれかの
選択手法を採用すればよいため、ここでの重複説明を省
略する。

【００６３】図１１は、この撮像素子１３ａを示す概略
図である。この図１１に示すように、第５の実施形態で
は、３つのオプチカルブラック領域３３ａ，３３ｃ，３
３ｄが、実効画素領域３１の近辺に分散して配置され
る。この内、オプチカルブラック領域３３ｃは、実効画
素領域３１と水平ＣＣＤ３６との間に配置される。その
ため、オプチカルブラック領域３３ｃの基準信号は、実
効画素領域３１の画像信号に先だって、外部に読み出さ
れる。

【００６４】一方、オプチカルブラック領域３３ｄは、
実効画素領域３１を間に挟んで、オプチカルブラック領
域３３ｃと対向する位置に配置される。そのため、オプ
チカルブラック領域３３ｄの基準信号は、実効画素領域
３１の画像信号の読み出しを完了した後に、外部にまと
めて読み出される。なお、オプチカルブラック領域３３
ａの基準信号については、上述した実施形態と同様であ
る。

【００６５】したがって、信号処理部１６は、オプチカ
ルブラック領域３３ａ，３３ｃの基準信号を、実効画素
領域３１の画像信号に先行して取得することができる。
その結果、これらのオプチカルブラック領域３３ａ，３
３ｃが選択される場合には、黒レベル補正をほぼリアル
タイルに実施することが可能になる。

【００６６】一方、オプチカルブラック領域３３ｄの基
準信号を使用する場合には、画像信号の読み出しが先に
完了してしまう。そのため、黒レベル補正をリアルタイ
ムに実施することは困難になる。そこで、この場合に
は、下記のいずれかの処理が好ましい。

【００６７】信号処理部１６は、バッファメモリ１８
内に、黒レベル補正前の画像信号および基準信号を一旦
記録する。信号処理部１６は、使用する基準信号が選択
された後、選択された基準信号に基づいてバッファメモ
リ１８内の画像信号に黒レベル補正を実施する。

【００６８】マイクロプロセッサ２３は、撮像素子１
３ａを連続的に駆動して、２コマ分の信号を生成する。
このとき、１コマ目の信号読み出し時に際して、信号処
理部１６は、使用する基準信号を選択する。続く２コマ
目の信号読み出しに際して、信号処理部１６は、選択さ
れた基準信号に基づく黒レベル補正を実施する。

【００６９】［第５の実施形態の効果など］以上説明し
たように、第５の実施形態においても、第１の実施形態
と同様の効果を得ることが可能になる。特に、第５の実
施形態に特有な点は、３つのオプチカルブラック領域３
３ａ，３３ｃ，３３ｄを選択使用している点である。そ
のため、たとえ２箇所のオプチカルブラック領域に強い
光が侵入しても、残りのオプチカルブラック領域から、
正確な黒レベルの基準信号を得ることが期待できる。こ
の正確な基準信号を使用することにより、黒レベル補正
を適正に実行することが可能になり、従来の暗転現象を
より確実に改善することが可能になる。

【００７０】《実施形態の補足事項》なお、上述した実
施形態では、オプチカルブラック領域の配置パターンを
具体的に図示して説明した。しかしながら、本発明はこ
れらの配置パターンに限定されるものではない。一般的
には、実効画素領域の近辺に、選択的に使用可能なオプ
チカルブラック領域を複数設ければよい。なおこのと
き、複数のオプチカルブラック領域を互いに接して設け
ることにより、見掛け上１つのオプチカルブラック領域
にしてもかまわない。

【００７１】また、上述した実施形態では、１つの画像
読み出し部（垂直ＣＣＤ３５，水平ＣＣＤ３６）を用い
て、画像信号と基準信号を時分割に読み出している。し
かしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、画像信号および基準信号のそれぞれに、専用の
画像読み出し部を設けてもよい。この場合には、両信号
の読み出しタイミングを独立に設定することが可能にな
るため、黒レベル補正の処理順序や処理タイミングを容
易に最適化できる。

【００７２】また、上述した実施形態では、撮像素子１
３の外部において、使用するオプチカルブラック領域を
選択している。しかしながら、本発明はこれに限定され
るものではない。例えば、このような選択機能の一部ま
たは全部を、撮像素子１３内に内蔵してももちろんかま
わない。

【００７３】なお、上述した実施形態では、ＣＣＤ方式
の撮像素子１３について説明した。しかしながら、本発
明はこれに限定されるものではない。例えば、ＸＹアド
レス方式（ＣＭＯＳ方式など）の撮像素子を用いて、本
発明の撮像装置を実現してもよい。

【００７４】また、上述した実施形態では、基準信号を
行単位に平均化するケースを主に説明した。しかしなが
ら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、
基準信号を列単位に平均化してもよい。また、オプチカ
ルブラック領域の単位に基準信号を平均化してもよい。

【００７５】

【発明の効果】《請求項１》請求項１の撮像装置は、複
数のオプチカルブラック領域を、実効画素領域の近辺に
設ける。そのため、１箇所のオプチカルブラック領域に
強い光が侵入しても、残りのオプチカルブラック領域か
らは、正確な黒レベルの基準信号を得ることが期待でき
る。この正確な基準信号を使用することにより、黒レベ
ル補正を適正に実行することが可能になる。その結果、
本発明において、従来の暗転現象を改善することが可能
になる。

【００７６】《請求項２》請求項２の撮像装置は、オプ
チカルブラック領域を、実効画素領域の対向する両辺に
設ける。このようにオプチカルブラック領域を対向位置
に離すことにより、強い光が両方同時に侵入する可能性
が極めて小さくなる。したがって、１箇所のオプチカル
ブラック領域に強い光が侵入しても、残りのオプチカル
ブラック領域からは、黒レベルの基準信号を正確に得る
可能性が非常に高くなる。その結果、従来の暗転現象を
更に確実に改善することが可能になる。

【００７７】《請求項３》請求項３の撮像装置では、複
数箇所のオプチカルブラック領域から、より暗い基準信
号を選択的に取得し、この基準信号に基づいて画像信号
の黒レベル補正を実行する。このような処理により、強
い光の侵入によって異常に明るくなった基準信号を適切
に排除することが可能になり、黒レベル補正を適正に実
行することが可能になる。

【００７８】《請求項４》請求項４の撮像装置は、実効
画素領域の輝度分布に基づいてオプチカルブラック領域
を選択し、選択したオプチカルブラック領域の基準信号
に基づいて画像信号の黒レベル補正を行う。このような
選択により、強い光から離れたオプチカルブラック領域
を的確に選択し、正確な黒レベルの基準信号を確実に得
ることが可能になる。この正確な黒レベルの基準信号を
使用することにより、黒レベル補正を適正に実行するこ
とが可能になる。

【００７９】《請求項５》請求項５の撮像装置は、オプ
チカルブラック領域の実質的な受光素子を、遮光膜の端
から侵入する迷光が到達しない位置に配置する。したが
って、オプチカルブラック領域の実質的な受光素子に迷
光は到達せず、黒レベルの基準信号が異常に明るくなる
ことがない。この基準信号を使用することにより黒レベ
ル補正を適正に実行することが可能になる。

【００８０】《請求項６》請求項６の電子カメラは、分
割測光結果に基づいて、使用するオプチカルブラック領
域を選択する。このような選択により、強い光から離れ
たオプチカルブラック領域を的確に選択し、正確な黒レ
ベルの基準信号を確実に得ることが可能になる。この正
確な黒レベルの基準信号を使用することにより、黒レベ
ル補正を適正に実行することが可能になる。

【００８１】《請求項７》請求項７の電子カメラでは、
ユーザーがモニタ表示を観察して、使用するオプチカル
ブラック領域を選択することができる。したがって、ユ
ーザーが、オプチカルブラック領域を適宜に選択するこ
とが可能になる。その結果、ユーザーの意志に沿って、
黒レベル補正を適正に実行することが可能になる。

【００８２】《請求項８》請求項８に記載の発明は、請
求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置
と、撮像装置を制御して被写界を撮像する撮像制御部と
を備えたことを特徴とする。上述したように、請求項１
〜５の撮像装置では、従来の暗転現象を改善することが
可能になる。したがって、このような撮像装置を電子カ
メラに搭載することにより、暗転現象の改善された画像
信号を得ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子カメラ１１の構成を示す図である。

【図２】撮像素子１３の構成を示す図である。

【図３】オプチカルブラック領域３３ａ，３３ｂの素子
配置を模式的に示す図である。

【図４】暗転現象の主な原因を説明する図である。

【図５】電子カメラ１１の動作を説明する流れ図であ
る。

【図６】この分割測光部２４の測光エリア５１ａ〜ｆを
示す図である。

【図７】撮像素子１３から読み出される信号波形を示す
図である。

【図８】第２の実施形態における黒レベル補正を説明す
る流れ図である。

【図９】第３の実施形態における黒レベル補正を説明す
る流れ図である。

【図１０】第４の実施形態における黒レベル補正を説明
する流れ図である。

【図１１】第５の実施形態におけるオプチカルブラック
領域の配置パターンを示す図である。

【図１２】従来の暗転現象を示す図である。

【符号の説明】

１１ 電子カメラ １２ 撮影レンズ １３ 撮像素子 １５ Ａ／Ｄ変換部 １６ 信号処理部 １７ バス １８ バッファメモリ １９ 画像処理部 ２０ モニタ表示部 ２１ 記録部 ２２ メモリカード ２３ マイクロプロセッサ ２４ 分割測光部 ２５ 操作部 ３１ 実効画素領域 ３２ 遮光膜 ３３ａ，３３ｂ オプチカルブラック領域 ３５ 垂直ＣＣＤ ３６ 水平ＣＣＤ ４１ 酸化膜 ４２ 受光素子

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受光面に受光素子を配列して構成され、
   被写体像を光電変換して画像信号を生成する実効画素領
   域と、 遮光された状態の受光素子を配列して構成され、黒レベ
   ルの基準信号を生成するオプチカルブラック領域と、 前記実効画素領域および前記オプチカルブラック領域か
   ら信号を読み出す信号読み出し部とを備え、 前記オプチカルブラック領域は、前記実効画素領域の近
   辺の複数箇所に配置されていることを特徴とする撮像装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の撮像装置において、 前記オプチカルブラック領域は、前記実効画素領域の対
   向する両辺に配置されていることを特徴とする撮像装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の撮像装
   置において、 複数箇所の前記オプチカルブラック領域の内から、より
   暗い前記基準信号を選択する選択部と、 前記選択部で選択された前記基準信号に基づいて、前記
   画像信号の黒レベル補正を行う黒レベル補正部とを備え
   たことを特徴とする撮像装置。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の撮像装
   置において、 前記画像信号から前記実効画素領域の輝度分布を求め、
   前記輝度分布に基づいて前記オプチカルブラック領域を
   選択する選択部と、 前記選択部で選択された前記オプチカルブラック領域の
   前記基準信号に基づいて、前記画像信号の黒レベル補正
   を行う黒レベル補正部とを備えたことを特徴とする撮像
   装置。
5. 【請求項５】 受光面に受光素子を配列して構成され、
   被写体像を光電変換して画像信号を生成する実効画素領
   域と、 遮光膜により遮光された受光素子を配列して構成され、
   黒レベルの基準信号を生成するオプチカルブラック領域
   と、 前記実効画素領域および前記オプチカルブラック領域か
   ら信号を読み出す信号読み出し部とを備え、 前記オプチカルブラック領域の実質的な受光素子は、前
   記遮光膜の端から侵入する迷光が到達しない位置に配置
   されることを特徴とする撮像装置。
6. 【請求項６】 請求項１または請求項２に記載の撮像装
   置と、 前記撮像装置を制御して、被写界を撮像する撮像制御部
   と、 前記被写界の分割測光を行う分割測光部と、 前記分割測光部の分割測光結果に基づいて前記オプチカ
   ルブラック領域を選択する選択部と、 前記選択部で選択された前記オプチカルブラック領域の
   前記基準信号に基づいて、前記画像信号の黒レベル補正
   を行う黒レベル補正部とを備えたことを特徴とする電子
   カメラ。
7. 【請求項７】 請求項１または請求項２に記載の撮像装
   置と、 前記撮像装置を制御して、被写界を撮像する撮像制御部
   と、 前記撮像装置で生成される前記画像信号をモニタ表示す
   る表示部と、 ユーザー操作に基づいて前記オプチカルブラック領域を
   選択する選択部と、 前記選択部で選択されたオプチカルブラック領域の前記
   基準信号に基づいて、前記画像信号の黒レベル補正を行
   う黒レベル補正部とを備えたことを特徴とする電子カメ
   ラ。
8. 【請求項８】 請求項１ないし請求項５のいずれか１項
   に記載の撮像装置と、 前記撮像装置を制御して、被写界を撮像する撮像制御部
   とを備えたことを特徴とする電子カメラ。