JP2005191641A - 画像入力方法および画像入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】限られたメモリ容量であっても、高階調の画像データを得ることができる画像入力方法および画像入力装置を提供する。
【解決手段】被写体の光量を測定し、測定結果から明画像を得るために必要な全体の露光時間を出力する。そして、出力された露光時間を予め決められた撮像枚数を基に複数の時間に分割し、各分割時間に明画像データを取得する。また、各暗画像の撮像も、出力された分割時間を基準に行う。最後に、明画像データから暗画像データを減算することにより、最終的な画像データを得る。
【選択図】 図２

Description

この発明は、電子スチルカメラ等の画像入力方法及び画像入力装置に関するものであり、さらに詳しくは、長時間露光を行う画像入力方法及び画像入力装置に関するものである。

通常、光量が十分でない被写体を撮像する場合は、画像入力装置内にある撮像素子の電荷蓄積時間を長くするために、シャッターを長時間開く長時間露光を行う。これにより低照度下でもストロボ等の補助照明を用いることなく撮像を行ったり、星空を撮像したりすることができるからである。しかし、長時間露光を行うと、ノイズの一種である暗電流が撮像素子上に多く発生するため、ダイナミックレンジが狭くなる、得られた撮像画像のノイズが多くなる等の問題が発生していた。

この問題に対する対策として、例えば下記特許文献１には、以下のような撮像方法が記載されている。まず、被写体の撮像に必要な明るさを確保するための全体の電荷蓄積時間、すなわち撮像時間を求める。次に１枚の画像の撮像時間を、暗電流の増加が問題にならない程度の短い時間に設定し、この設定された時間にて、それぞれの画像の撮像を行う。撮像は、各々の画像の撮像時間の合計が、先ほど求めた全体の撮像時間に達するまで行う。そして最後に、得られた画像データを積算することにより、最終的な画像データを得る方法である。

特開平９−１８７９３号公報（例えば、段落００６３から００６５）

しかし、上記の方法では、例えば、全体の撮像時間が１２８秒、暗電流の増加が問題とならない時間が２秒、画像を記憶するメモリ容量が８ｂｉｔ＝２５６階調の場合、１２８（秒）／２（秒／枚）＝６４（枚）の画像が必要となる。しかし、メモリ容量の制限から、２５６（階調）／６４（枚）＝４（階調／枚）となり、１枚に対し４階調しか割り当てることができない。このような４階調という低階調の画像を６４枚積算しても、得られる画像は、やはり低階調のものか、元の画像とは異なる画像となってしまう。

また、例えば、メモリ容量が８ｂｉｔ＝２５６階調、暗電流の増加が問題とならない時間が１秒の場合において、必要な画像枚数は、２５６（階調）／１（階調／枚）＝２５６（枚）である。したがって、１枚の画像に割り当てられる階調数は、２５６（階調）／２５６（枚）＝１（階調／枚）にしかならない。さらに、光量を確保するために必要な全体の撮像時間が２５６秒より長くなると、１枚の画像に割り当てることができる階調数が１以下となることから、撮像ができないことになる。これはすなわち、被写体の光量が非常に少なく、暗い画像は、撮像ができないことを意味する。

このように、従来の画像入力方法では、被写体の光量を測定した後撮像枚数を決めていたので、光量が十分でない暗い被写体を撮像する場合、得られた画像が低階調、あるいは元の画像とは異なる場合があり、さらに、撮像ができない場合もあった。この発明は、このような問題点を解消するためになされたものであり、従来の画像入力装置と同じメモリ容量であっても、高階調の画像データを得ることができる画像入力方法及び画像入力装置を提供することを目的とする。

この発明は、被写体の光量を測定し、測光結果を出力する測光ステップと、
当該測光結果に基づいて撮像時間を出力する第１の撮像時間出力ステップと、
当該撮像時間を予め決められた第１の撮像枚数にて除算し、画像１枚あたりの撮像時間を出力する第２の撮像時間出力ステップと、
メカニカルシャッターを閉じ、前記画像１枚あたりの撮像時間にて、予め決められた第２の撮像枚数の暗画像を撮像し、暗画像データを取得する暗画像撮像ステップと、
積算された当該各暗画像データを、前記第２の撮像枚数にて除算した平均暗画像データを記憶する第１のメモリステップと、
前記メカニカルシャッターを開き、前記画像１枚あたりの撮像時間にて、前記予め決められた第１の撮像枚数の明画像を撮像し、明画像データを取得する明画像撮像ステップと、
当該各明画像データの取得ごとに、前記各明画像データから平均暗画像データを減算し、さらに当該減算結果と既に記憶されている補正画像データとを加算し、当該加算結果を新たな補正画像データとして記憶する第２のメモリステップと
を備えることとしたものである。

この発明は、限られたメモリ容量であっても、高階調の画像データを得ることができる。

実施の形態１．
この発明に係る画像入力方法は、被写体の光量を測定し、測定結果から明画像を得るために必要な全体の露光時間を出力する。そして、出力された露光時間を予め決められた撮像枚数を基に複数の時間に分割し、各分割時間に明画像データを取得する。また、各暗画像の撮像も、出力された分割時間を基準に行う。最後に、明画像データから暗画像データを減算することにより、最終的な画像データを得ようとするものである。
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。

図１は、実施の形態１における画像入力装置２０の構成を示すブロック図である。図１を用いて、画像入力処理の概略を説明する。
まず、操作部１０内にあるレリーズボタンを押し下げることにより、処理がスタートする。レリーズボタンの押し下げは、操作部１０からシステムコントローラ７に入力される。システムコントローラ７は、タイミングジェネレータ（以下、「ＴＧ」と記す。）６を介し、ＣＣＤ３の駆動タイミングを見計らい、シャッター駆動部８を駆動し、メカニカルシャッター１の開閉動作を行う。なお、メカニカルシャッター１が開かれている露光時間は、測光部９から出力される被写体やその周辺の光量に基づいて、システムコントローラ７が決定する。レンズ２を介しＣＣＤ３上に結像した被写体のアナログ画像信号は、相関二重サンプリング部（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ。以下、「ＣＤＳ」と記す。）４とＡ／Ｄ変換器５を通り、内部メモリ１１上に原画像データとして保存される。内部メモリ１１に保存された原画像データは、画像処理機能も有するシステムコントローラ７において、カラー化や補正等の画像処理が行われる。画像処理が行われた画像データは、ＬＣＤ等により構成される表示部１３にて表示、または装置外部にデータを移送可能な記録媒体１２に記録される。

なお、測光部９にて行っている被写体やその周辺の光量の測定は、ＣＣＤ３により行うことも可能である。すなわち、ＣＣＤ３に入射される光量をＣＤＳ４、Ａ／Ｄ変換器５を通り出力される画像データから算出する方法である。また、測光方法には、その他、重点測光、マルチパターン測光等の方法があるが、本発明ではどの方法を採用してもよい。

図２は、実施の形態１における画像入力処理のフローを示す図である。画像処理フローは、ステップ１、２の明画像の露光時間を決定する工程と、ステップ３からステップ９までの暗画像データを取得する工程と、ステップ１０からステップ１４までの明画像データを取得する工程とに大別される。暗画像データは、各画像入力装置が持つ固有の固定パターンノイズの検出に用いられる。以下、図２を用いて詳細に説明する。

なお、本実施の形態では、例えば、メモリ容量８ｂｉｔ＝２５６階調、暗電流が問題とならない短い時間が２秒、光量を確保するために必要な全体の撮像時間が１２８秒とする。なお、このような条件の場合、従来の画像入力方法であれば、上記で説明したように、１枚につき４階調の画像しか得ることができない。

まず、操作部１０内にあるレリーズボタンを押し下げることにより、以下の一連の処理がスタートする。測光装置９により被写体及びその周辺の光量を測定し、システムコントローラ７は撮像に必要な光量を確保することができる露光時間Ｔを算出する（ステップ１）。今、上記で説明したように、Ｔ＝１２８秒である。さらに、Ａ／Ｄ変換器５のメモリ容量等、ハードウェアの制約により、あらかじめ決められている撮像枚数ｎを用い、各明画像Ａｉの露光時間、すなわち１枚の画像における光量を確保するための蓄積時間ＴｎをＴ／ｎとして求める（ステップ２）。今、ｎ＝８枚とすると、Ｔｎ＝１２８（秒）／８（枚）＝１６（秒／枚）である。また、１枚の画像データの階調は、２５６（階調）／８（枚）＝３２（階調／枚）となる。これは、従来の８倍の階調の画像データを得られることを意味する。

なお、取得する画像データの階調数を予め決めておき、この階調数とメモリ容量とから、撮像枚数ｎを決めることもできる。例えば、１枚の画像データの階調数を６４（階調／枚）、メモリ容量が１０ｂｉｔ＝１０２４（階調）の場合、撮像枚数ｎ＝１０２４（階調）／６４（階調／枚）＝１６（枚）となる。

次に、暗画像データの取得の工程である、ステップ３からステップ７について説明する。なお、暗画像データは、各画像入力装置が持つ固有の固定パターンノイズの検出に用いられる。まず、メカニカルシャッター１を閉じ（ステップ３）、ステップ２にて算出した蓄積時間Ｔｎにて暗画像を撮像する（ステップ４）。取得された暗画像データＢｊは、図４（Ｍ１１）に記載する動作により、メモリＢに記憶される（ステップ５）。なお、メモリＢは、図１の内部メモリ１１内の、ある領域である。同様に、後述するメモリＡ、及びメモリＢも、内部メモリ１１内の、ある領域をさす。

次に、暗画像の撮像枚数がｍ−１枚に達しているか否かを判定し（ステップ６）、達していなければステップ４に戻り（ステップ７）、さらに暗画像の撮像を行う。なお、暗画像の撮像枚数ｍも、明画像の撮像枚数ｎと同様、Ａ／Ｄ変換器５のメモリ容量等のハードウェアの制約により、あらかじめ決められている。暗画像の撮像枚数がｍ枚に達した場合は（ステップ８）、図４（Ｍ１２）に記載されているように、Ａ／Ｄ変換器５から新たに出力された暗画像データＢｍと、メモリＢに蓄積されていたｍ−１枚目までの暗画像データとを加算し、加算したデータを撮像枚数ｍで除算した後、この計算結果を平均暗画像データＢａｖｅとしてメモリＢに記憶する。今、例えば、ｍ＝６枚とすると、平均暗画像データＢａｖｅを得るのに必要な時間は、１６（秒／枚）×６（枚）＝９６（秒）以上となる。

次に、明画像データの取得の工程である、ステップ１０からステップ１５について説明する。メカニカルシャッター１を開いた後（ステップ１０）、ステップ２にて算出した蓄積時間Ｔｎにて明画像を撮像する（ステップ１１）。さらに、図４（Ｍ１３）に示すように、Ａ／Ｄ変換器５から新たに出力された明画像データＡｉから平均暗画像のデータＢａｖｅを減算し、さらに、すでにメモリＡに蓄積されていた補正画像データを加算した後、新たな補正画像データＹｉとしてメモリＡに記憶する（ステップ１２）。メモリＡから読み出された補正画像データＹｉは、画像処理機能を有するシステムコントローラ７により画像処理が行われた後、表示部１３に送られ画像として表示される（ステップ１３）。ステップ１４では、明画像Ａｉの撮像枚数がｎ枚に達しているか否かを判定し、達していなければステップ１０に戻り（ステップ１５）、さらに明画像の撮像を行う。明画像の撮像枚数がｎ枚に達した場合は処理を終了する。一連の処理が終了した段階では、補正画像データＹｉをｎ枚積算した、長時間露光画像データＹａｄｄがメモリＡに記憶された状態となり、この画像データＹａｄｄが表示部１３に表示されている。なお、この画像データの取得の工程には、Ｔｎ・ｎ＝１２８秒以上となる。

図３は、画像入力装置の動作と、明画像データ及び暗画像データの取得のタイミングを示したタイミングチャートである。図３（ａ）に示すように、画像入力装置はレリーズボタンの押し下げにより動作を開始する。システムコントローラ７は測光装置からの出力から全体の露光時間を決定し、蓄積時間Ｔｎを算出する（ステップ１、２）。図３（ｂ）に示すように、メカニカルシャッター１が閉じられた後、図３（ｃ）に示しように、撮像時間Ｔｎにて暗画像をｍ枚撮像する。撮像された暗画像は、図３（ｄ）に示すように、Ａ／Ｄ変換器５を介し暗画像データＢｊとしてメモリＢに出力される（ステップ３から９）。次に、メカニカルシャッター１を開き、電荷蓄積時間Ｔｎにて明画像をｎ枚撮像する。撮像された明画像はＡ／Ｄ変換器５を介し明画像データＡｉとしてメモリＡに出力される（ステップ１０から１５）。

本実施の形態における画像入力方法では、図４（Ｍ１３）に示すように、一回の処理により明画像データＡ１〜ＡｎがメモリＡに入力されるのではなく、電荷蓄積が行われた順にメモリＡに蓄積される。したがって、表示部１３に表示される画像データは、図５に示すように、時間経過とともに明るくなる。

このように、本実施の形態に係る画像入力方法は、例えば、メモリ容量が８ｂｉｔ＝２５６階調であっても、このメモリ容量で撮像が可能なように撮像枚数を予めｎ＝８枚と決めておくことにより、１枚の画像当たり３２階調という高階調な画像データを得ることができる。すなわち、限られたメモリ容量であっても、高階調の画像データを得ることができる。

ここでポイントとなる点は、従来の画像入力方法が被写体の光量を測定した後に撮像枚数を決定していたのに対し、本実施の形態に係る画像入力方法は、予め撮像枚数を決定しておく点にある。これにより、従来では撮像できないような暗い被写体であっても、撮像を可能となった。

なお、本実施の形態に係る画像入力方法は、説明に用いられた数値に限定されるのではなく、あらゆるメモリ容量、求められる階調数に適応可能であることはいうまでもない。

また、図３に示すタイミングチャートでは、暗画像データＢｍがメモリＢに取り込まれた後にメカニカルシャッター１を開き、明画像の電荷蓄積、明画像データＡ１の取り込みを始めている。しかし、図６に示すように、暗画像の撮像が終わった後、暗画像データＢｍのメモリＢへの取り込みを待たずにメカニカルシャッター１を開き、明画像の撮像を行ってもよい。これにより、全体の撮像時間をさらに短縮することが可能となる。

実施の形態２．
この実施の形態では、被写体やその周辺の光量が増大した場合への対応が可能な画像入力方法について説明する。すなわち、実施の形態１で説明した画像入力方法では、明画像の撮像中に被写体からの光量が増大した場合、最終的に得られる画像が明るくなりすぎる場合がある。本実施の形態では、このような、明画像の撮像中における光量の増大という現象が生じた場合にも対応可能な画像入力方法について説明する。

図７は、実施の形態２における画像入力処理のフローを示す図である。画像処理フローは、ステップ２１、２２の明画像の露光時間を決定する工程と、ステップ２３からステップ２９までの暗画像データを取得する工程と、ステップ３０からステップ３６までの明画像データを取得する工程とに大別される。実施の形態１における画像入力処理のフローと異なるのは、明画像データの取り込みを強制的に終了することできるように、ステップ３４が加えられた点である。

ステップ２１では、被写体の光量の測定を行い、適正な露光時間Ｔを算出する。しかし、その後、被写体からの光量が増大し、明画像の撮像時には、露光時間が算出された露光時間Ｔよりも短くてすむ場合がある。このような場合、図５に示すような徐々に明るくなる画像データを表示部１３により確認しながら、明画像データの取り込みを強制的に終了させることにより（ステップ３４）、適切な明るさの画像データを得ることが可能となる。また、システムコントローラ７に画像データＹａｄｄの明るさを確認させることにより、明画像データ取り込みをシステムコントローラ７による指令で強制的に終了させることも可能である。

実施の形態３．
この実施の形態では、被写体やその周辺の光量が増大、または低下した場合への対応が可能な画像入力方法について説明する。すなわち、実施の形態２では、適正な露光時間Ｔの算出後に被写体の光量が増大した場合のみに対応が可能な画像入力方法について説明した。しかし、本実施の形態では、適正な露光時間Ｔの算出後、被写体の光量が増大した結果、得られた画像データが明るすぎる場合や、適正な露光時間Ｔの算出後に被写体の光量が低下した場合への対応が可能な画像入力方法について説明する。

図８．１及び８．２は、実施の形態３における画像入力処理のフローを示す図である。画像処理フローは、ステップ４１、４２の明画像の露光時間を決定する工程と、ステップ４３から４９までの暗画像データを取得する工程と、ステップ５０から５６までの明画像データを取得する工程と、ステップ５７から６５までの画像データの明るさを調整する工程とに大別される。実施の形態２における画像入力処理のフローと異なるのは、ステップ５７から６５までの画像データの明るさを調整する工程が加えられた点である。

また、図９（Ｍ２１）から（Ｍ２５）は、図８．１及び図８．２に示した実施の形態３に係る画像処理フローの各ステップにおけるメモリ演算操作を示す。なお、図９（Ｍ２１）、（Ｍ２２）、（Ｍ２３）は、それぞれステップ４５、４９、５２におけるメモリ演算操作である。ところで、ステップ４５、４９、５２はそれぞれ図３におけるステップ５、９、１２に対応している。したがって、図９（Ｍ２１）、（Ｍ２２）、（Ｍ２３）のメモリ演算操作も図４（Ｍ１１）、（Ｍ１２）、（Ｍ１３）と同じであるので、詳細な説明は省略する。

まず、ステップ５６までにおいて、一旦、画像データＹａｄｄを取得する。しかしながら、例えば、露光時間Ｔの算出後、被写体の光量が低下し、得られた画像データが暗すぎる場合がある。また、被写体の光量が増大し、得られた画像が明るくなることが予想される場合は、ステップ５４において明画像データの取り込みを強制的に終了させることができる。しかし、適切なタイミングで強制終了が行われなかった結果、得られた画像データが明るすぎる場合がある。このような場合は、以下で説明するステップ５７から６５において、画像データの明るさを調整する。

まず、得られた画像データの明るさが適切かどうかを判断する（ステップ５７）。適切な場合は処理を終了する。画像データが明るすぎると判断した場合は、ステップ５８から６１に示すように、画像データの明るさを下げるための操作を行う。すなわち、まず、蓄積時間Ｔｎにて明画像を撮像する（ステップ５８）。そして、図９（Ｍ２４）に示すように、Ａ／Ｄ変換器５から新たに出力された明画像データＡｉから、メモリＢに記憶されている平均暗画像データＢａｖｅを減算し、この減算結果を、すでにメモリＡに蓄積されていた補正画像データから減算することにより、補正画像データＹの明るさを下げる（ステップ５９）。補正画像データＹは表示部１３に表示されるので（ステップ６０）、画像内容を確認しながらさらに明るさの調整を行うか否かを判断する（ステップ６１）。

ステップ５７において、画像データが暗すぎると判断した場合は、ステップ６２から６５に示すように、画像データの明るさを上げるための操作を行う。すなわち、蓄積時間Ｔｎにて明画像を撮像する（ステップ６２）。そして、図９（Ｍ２５）に示すように、Ａ／Ｄ変換器５から新たに出力された明画像データＡｉからメモリＢに記憶されている平均暗画像データＢａｖｅを減算し、さらに、すでにメモリＡに蓄積されていた補正画像データと加算することにより、補正画像データＹの明るさを上げる（ステップ６３）。補正画像データＹは表示部１３に表示されるので（ステップ６４）、画像内容を確認しながらさらに明るさの調整を行うか否かを判断する（ステップ６５）。

このように、本実施の形態に係る画像入力方法では、画像データの明るさを調整することが可能となる。すなわち、一旦得られた画像データが明るすぎる場合や暗すぎる場合でも、表示部１３を確認しながら画像データの明るさを調整することが可能となるので、適切な明るさの画像データとすることが可能となる。また、システムコントローラ７に画像データＹａｄｄの明るさを確認させることにより、明画像データ取り込みをシステムコントローラ７による指令で強制的に終了させることも可能である。

実施の形態４．
この実施の形態では、暗画像の撮像枚数ｍをＣＣＤ３の温度を考慮した数にすることができる画像入力方法について説明する。

実施の形態１において、暗画像の撮像枚数ｍは、ＣＤＳ４から出力される画像信号のＳ／ＮやＡ／Ｄ変換器５のビット精度等から予め決められていると説明した。しかしながら、装置周りの温度が変化した場合や、装置が動作することによる発生する熱により、ＣＣＤ３の温度が変化することも考えられる。図１０に示すように、ノイズの一種である暗電流は、温度の上昇に対し指数関数的に増加することが知られている。したがって、暗電流等による固定パターンノイズの検出に用いられる暗画像の撮像枚数も、温度変化に従い増減させてもよい。すなわち、暗画像の撮像枚数ｍをＣＣＤ３の温度を考慮した数とすることにより、暗画像データＢａｖｅの精度が向上し、最終的に得られる画像データＹａｄｄの精度も向上する。

図１１は、実施の形態４における画像入力装置の動作と、明画像データ及び暗画像データの取得のタイミングを示したタイミングチャートである。図１１（ａ）に示すように、まずレリーズボタンの押し下げにより動作を開始する。次に、図１１（ｂ）に示すように、メカニカルシャッター１が閉じられた後、撮像時間Ｃでサンプル画像の撮像を行う。なお、撮像時間Ｃは、ＣＣＤ３の電子シャッターが動作する場合の最短の時間である。そして、得られたサンプル画像データＣ１における全画素の画面平均輝度値Ｐ１を算出する。算出された平均輝度値Ｐ１と、例えば、この画像入力装置の出荷前に２５℃で測定され記録されているＰ０とを比較し、Ｐ０とＰ１との差分値から暗画像データの撮像枚数ｍを決定する。そして、暗画像をｍ枚撮像し、図１１（ｄ）に示すように、ｍ枚の暗画像データＢｊを得る。その後の明画像の撮像、明画像データの取得は図２に示す場合と同様であるので、説明を省略する。

なお、平均輝度値Ｐ０とＰ１から暗画像の撮像枚数を求める場合、Ｐ０とＰ１との差分値から演算により撮像枚数ｍを決定しているが、Ｐ０とＰ１との差分値からルックアップテーブルを参照することにより撮像枚数ｍを決定してもよい。

また、図１１では、サンプル画像の撮像回数が１回の場合について説明したが、図１２に示すように、サンプル画像の撮像回数を複数回としてもよい。これにより、複数の画像データＣｌを用いることが可能となり、平均輝度値Ｐ１の精度が向上し、暗画像の撮像枚数ｍを決定することができる。

さらに、撮像時間Ｃは、ＣＣＤ３の電子シャッターが動作する場合の最短の時間としたが、暗画像や明画像の撮像時間より短い時間であればよく、電子シャッターの最短動作時間より長くてもよい。

このように、本実施の形態に係る画像入力方法では、暗画像の撮像枚数ｍをＣＣＤ３の温度を考慮した数とすることができ、得られる暗画像データの精度が向上することから、画像データＹａｄｄの精度も向上する。

実施の形態５．
この実施の形態では、実施の形態１から４にて説明した画像入力方法において、メモリの容量を考慮した画像処理方法について説明する。

実施の形態１から４では、図４（Ｍ１１）、図９（Ｍ２１）に示すように、暗画像データＢｊをメモリＢに単純に積算した後、最後に撮像枚数ｍにて除算し、平均暗画像データＢａｖｅを求めている。したがって、暗画像データを単純に積算している途中でメモリ容量が不足する「桁あふれ」という現象が起こる可能性が高くなる。このような「桁あふれ」と呼ばれる現象が起こると、演算に割り当てるビット数を増やす等のメモリ操作が必要となる。このようなメモリ操作ためには、通常の演算時間以上に時間が必要となる。そこで、以下のような方法によりこの問題に対処する。

図１３．１及び図１３．２は、実施の形態５における画像入力処理のフローを示す図である。画像処理フローは、ステップ７１、７２の明画像の露光時間を決定する工程と、ステップ７３から７９までの画像データを取得する工程と、ステップ８０からステップ８５までの暗画像データを取得する工程と、ステップ８６から９１までの明画像データを取得する工程とに大別される。本実施の形態では、ステップ７３から７９、及びステップ８０から８５また、図１４（Ｍ３１）から（Ｍ３５）は、図１３．１及び図１３．２に示した本実施の形態の画像処理フローの各ステップにおけるメモリ演算操作を示す。なお、図１４（Ｍ３１）、（Ｍ３２）、（Ｍ３３）、（Ｍ３４）、（Ｍ３５）は、それぞれステップ７５、７９、８１、８５、８８におけるメモリ演算操作である。また、図１５は、実施の形態５における画像入力装置の動作と、明画像データ及び暗画像データの取得のタイミングを示したタイミングチャートである。

以下、フローを説明する。まず、図１５（ａ）に示すように、まず、レリーズボタンの押し下げにより動作を開始する。次に、明画像の露光時間を決定する（ステップ７１、７２）。そして、図１５（ｂ）に示すように、メカニカルシャッター１を閉じ（ステップ７３）、図１５（ｃ）に示すように、ＣＣＤ３の電子シャッターが動作する最短の電荷蓄積時間でサンプル画像の撮像を行う。次に、サンプル画像データＣ１から暗画像データＢｊの撮像枚数ｍを決定し、サンプル画像Ｃｋについても、ｍ枚の撮像を行う（ステップ７４から７９）。この際、ステップ７５におけるメモリ演算は、図１４（Ｍ３１）に示すように、新たに入力されたサンプル画像データＣｋに、すでにメモリＣに記憶されているデータを加算して、メモリＣに記憶される。

画像データＣｍに関するメモリ操作（ステップ７９）は、図１４（Ｍ３２）に示すように、Ａ／Ｄ変換器５から新たに出力されたサンプル画像データＣｍと、メモリＣに蓄積されてたｍ−１枚目までのサンプル画像データとを加算し、加算したデータを撮像枚数ｍで除算した後、その計算結果を平均サンプル画像データＣａｖｅとしてメモリＣに記憶する。

暗画像データを取得する工程（ステップ８０から８５）は、基本的に実施の形態１と同じであるので、詳細な説明は省略する。ただし、ステップ８１のメモリ操作は、図１４（Ｍ３３）に示すように、Ａ／Ｄ変換器５から新たに出力された暗画像データＢｊから平均サンプル画像データＣａｖｅを減算し、さらに、すでにメモリＢに蓄積されていた暗画像データを加算した後、暗画像データＢｊとしてメモリＢに記憶する。また、ステップ８５のメモリ操作は、図１４（Ｍ３４）に示すように、Ａ／Ｄ変換器５から新たに出力された暗画像データＢｍから、平均サンプル画像データＣａｖｅを減算し、この減算結果に、すでにメモリＢに蓄積されていた暗画像データを加算し、撮像枚数ｍで除算した後、暗画像データＢｊとしてメモリＢに記憶する。この操作により、画像データＢａｖｅを得る。

明画像データを取得する工程（ステップ８６から９１）については、実施の形態１と同じであるので詳細は省略する。

このように、本実施の形態では、メモリＢには、サンプル画像データＣａｖｅが減算された暗画像データが記憶されるので、実施の形態１よりもメモリＢの容量が少なくすむため、「桁あふれ」を起こす可能性を低くすることができる。

実施の形態６．
この実施の形態では、暗画像の撮像における蓄積時間を変化させる。

すなわち、上記実施の形態１から５においては、電荷蓄積時間をＴｎとして、各暗画像の撮像を行ってきたが、図１６に示すように、蓄積時間をＴｐ＝Ｔｎ×ｍとして、１度の撮像動作により撮像を行うことも可能である。このような撮像方法とすることにより、ＣＣＤ３の電子シャッターを開閉させる動作が不要となるので、暗画像ＢｊとＢｊ＋１との間にあるブランク期間を削減できることから、全体の露光時間を削減することが可能となる。

実施の形態１における画像入力装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１における画像入力処理のフローを示す図である。 実施の形態１における画像入力装置の動作のタイミングを示す図である。 実施の形態１におけるメモリ演算の動作を示す図である。 実施の形態１における表示部に表示される画像の時間経過を示す図である。 実施の形態１における画像入力装置の動作のタイミングを示す図である。 実施の形態２における画像入力処理のフローを示す図である。 実施の形態３における画像入力処理のフローを示す図である。 実施の形態３における画像入力処理のフローを示す図である。 実施の形態３におけるメモリ演算の動作を示す図である。 暗電流と温度との対応を示す図である。 実施の形態４における画像入力装置の動作のタイミングを示す図である。 実施の形態４における画像入力装置の動作のタイミングを示す図である。 実施の形態５における画像入力処理のフローを示す図である。 実施の形態５における画像入力処理のフローを示す図である。 実施の形態５におけるメモリ演算の動作を示す図である。 実施の形態６における画像入力装置の動作のタイミングを示す図である。 実施の形態６における画像入力装置の動作のタイミングを示す図である。

符号の説明

１ メカニカルシャッター、２ レンズ、３ ＣＣＤ、４ ＣＤＳ、５ Ａ／Ｄ変換器、６ タイミングジェネレータ、７ システムコントローラ、８ シャッター駆動部、９ 測光部、１０ 操作部、１１ 内部メモリ、１２ 記録媒体、１３ 表示部、１４ 圧縮伸長部、２０ 画像入力装置

Claims (7)

1. 被写体の光量を測定し、測光結果を出力する測光ステップと、
   当該測光結果に基づいて撮像時間を出力する第１の撮像時間出力ステップと、
   当該撮像時間を予め決められた第１の撮像枚数にて除算し、画像１枚あたりの撮像時間を出力する第２の撮像時間出力ステップと、
   メカニカルシャッターを閉じ、前記画像１枚あたりの撮像時間にて、予め決められた第２の撮像枚数の暗画像を撮像し、暗画像データを取得する暗画像撮像ステップと、
   積算された当該各暗画像データを、前記第２の撮像枚数にて除算した平均暗画像データを記憶する第１のメモリステップと、
   前記メカニカルシャッターを開き、前記画像１枚あたりの撮像時間にて、前記予め決められた第１の撮像枚数の明画像を撮像し、明画像データを取得する明画像撮像ステップと、
   当該各明画像データの取得ごとに、前記各明画像データから平均暗画像データを減算し、さらに当該減算結果と既に記憶されている補正画像データとを加算し、当該加算結果を新たな補正画像データとして記憶する第２のメモリステップと
   を備える画像入力方法。
2. 補正画像データを表示する表示ステップと、
   明画像の撮像を強制的に終了させる強制終了ステップと
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像入力方法。
3. 補正画像データの明るさを判断し、判断結果を出力するステップと、
   当該判断結果に基づいて、前記補正画像データの明るさを調整する画像調整ステップと
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の画像入力方法。
4. 画像調整ステップは、
   補正画像データが明るいと判断した場合は、
   メカニカルシャッターを開き、画像１枚あたりの撮像時間にて、予め決められた第１の撮像枚数の明画像を撮像し、明画像データを取得する第２の明画像撮像ステップと、
   当該各明画像データの取得ごとに、前記各明画像データから平均暗画像データを減算し、さらに当該減算結果と既に記憶されている補正画像データを減算し、当該減算結果を新たな補正画像データとして記憶する第３のメモリステップと、
   当該補正画像データを表示する第２の表示ステップと
   を備え、
   前記補正画像データが暗いと判断した場合は、
   前記メカニカルシャッターを開き、前記画像１枚あたりの撮像時間にて、前記予め決められた第１の撮像枚数の明画像を撮像し、明画像データを取得する第３の明画像撮像ステップと、
   当該各明画像データの取得ごとに、前記各明画像データから平均暗画像データを減算し、さらに当該減算結果と既に記憶されている補正画像データを加算し、当該加算結果を新たな補正画像データとして記憶する第４のメモリステップと、
   当該補正画像データを表示する第３の表示ステップと
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の画像入力方法。
5. メカニカルシャッターを閉じ、電子シャッターの最短動作時間の撮像時間にてサンプル画像を撮像し、サンプル画像データを取得するサンプル画像撮像ステップと、
   積算された当該各サンプル画像データを、前記サンプル画像の撮像枚数にて除算した平均サンプル画像データを記憶する第５のメモリステップとを備え、
   第１のメモリステップは、
   暗画像データの取得ごとに、当該各暗画像データから平均サンプル画像データを減算した減算結果を積算し、さらに当該積算結果を予め決められた第２の撮像枚数にて除算し、当該除算結果を平均暗画像データとして記憶すること
   を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像入力方法。
6. 暗画像撮像ステップは、
   メカニカルシャッターを閉じ、第１の撮像時間出力ステップから出力された撮像時間にて暗画像を１枚撮像し、暗画像データを取得し、
   第１のメモリステップは、
   前記暗画像データを、予め決められた第２の撮像枚数にて除算した平均暗画像データを記憶すること
   を特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像入力方法。
7. 被写体の光量を測定し、測光結果を出力する測光手段と、
   前記被写体の光学像を電気的な画像データに変換する撮像手段と、
   当該撮像手段に結像する前記光学像を遮光することが可能なメカニカルシャッターと、
   当該メカニカルシャッターを駆動するシャッター駆動部と、
   前記撮像手段から出力される画像データを記憶する記憶部と、
   当該記録部に記録されている画像データと、前記撮像手段から出力される画像データとに基づいて画像処理を処理し、当該処理画像データを前記記憶部に記憶させる画像処理部とを備え、
   画像処理部は、
   前記測光結果と予め決められた第１の撮像枚数とから、画像１枚あたりの撮像時間を決定し、
   前記シャッター駆動部により前記メカニカルシャッターを閉じた状態で、前記画像１枚あたりの撮像時間にて、予め決められた第２の撮像枚数の暗画像を撮像し、暗画像データを取得し、
   積算された当該各暗画像データを、前記第２の撮像枚数にて除算した平均暗画像データを前記記憶部に記憶させ、
   前記シャッター駆動部により前記メカニカルシャッターを開き、前記画像１枚あたりの撮像時間にて、前記予め決められた第１の撮像枚数の明画像を撮像し、明画像データを取得し、
   当該各明画像データの取得ごとに、前記各明画像データから平均暗画像データを減算し、さらに当該減算結果と既に記憶されている補正画像データとを加算し、当該加算結果を新たな補正画像データとして前記記憶部に記憶させること
   を特徴とする画像入力装置。

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