JP2008034902A - 電子カメラ - Google Patents

Abstract

【構成】電子カメラ１０は、ＣＣＤイメージャ１６を含み、ＣＣＤイメージャ１６は、被写界の光学像に対応する生画像信号を生成する撮像面を有する。撮像面で生成された生画像信号は、Ｄｒ１４ａによって撮像面から読み出される。Ｄｒ１４ａによって読み出された生画像信号は、ＡＧＣ回路２４によって増幅される。加算器２６および第２クランプ回路３０は、ＡＧＣ回路２４によって増幅された生画像信号から暗電流ノイズを除去する。加算器２６および第２クランプ回路３０によって除去される暗電流ノイズのレベルは、黒レベル測定回路４４によって検出される。ＣＰＵ５４は、黒レベル測定回路４４によって検出されたレベルの上昇に応じてＡＧＣ回路２４の最低増幅率を増大させる。
【効果】ダイナミックレンジの縮小を抑えることができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、電子カメラに関し、特にたとえば被写界を表す画像信号の基準レベルを調整する、電子カメラに関する。

従来のこの種の電子カメラの一例が、特許文献１に開示されている。この従来技術によれば、ＣＣＤイメージャから出力された画像信号は、ダミークランプ回路およびＣＤＳ回路を経た後、ＡＧＣ回路によって増幅される。ＡＧＣ回路から出力された画像信号は、暗電流レベルが設定レベルと一致するように加算器によってクランプされる。
特開２００４−３１２５５１号公報[H04N 5/335,5/16]

しかし、ＣＣＤイメージャの温度が上昇すると、撮像面で発生する暗電流ノイズが増大する。このため、ＡＧＣ回路の設定によっては、ＣＣＤイメージャの温度上昇に起因する暗電流ノイズの増大に起因して、加算器から出力される画像信号のダイナミックレンジが縮小する。

それゆえに、この発明の主たる目的は、画像信号のダイナミックレンジの縮小を抑えることができる、電子カメラを提供することである。

請求項１の発明に従う電子カメラ(10)は、被写界の光学像に対応する画像信号を生成する撮像面を有する撮像手段(16)、撮像面で生成された画像信号を撮像手段から読み出す読み出し手段(14a)、読み出し手段によって読み出された画像信号を増幅する増幅手段(24)、調整手段によって増幅された画像信号から暗電流ノイズを除去する除去手段(26,30)、除去手段によって除去された暗電流ノイズのレベルを検出する検出手段(44)、および検出手段によって検出されたレベルの上昇に応じて増幅手段の最低増幅率を増大させる制御手段(S11)を備える。

撮像手段は、被写界の光学像に対応する画像信号を生成する撮像面を有する。撮像面で生成された画像信号は、読み出し手段によって撮像面から読み出される。読み出し手段によって読み出された画像信号は、増幅手段によって増幅される。除去手段は、増幅手段によって増幅された画像信号から暗電流ノイズを除去する。除去手段によって除去される暗電流ノイズのレベルは、検出手段によって検出される。制御手段は、検出手段によって検出されたレベルの上昇に応じて増幅手段の最低増幅率を増大させる。

被写界が明るいとき、撮像面の露光量は十分に確保され、増幅手段の増幅率は低く抑えられる。したがって、最低増幅率は、被写界が十分に明るいときに注目される。ただし、被写界が明るいと、撮像面で生成される画像信号が飽和する。また、撮像手段の温度が上昇すると、撮像面で発生する暗電流ノイズが増大する。この結果、最低増幅率を固定とすると、撮像手段の温度上昇に起因する暗電流ノイズの増大によって、除去手段から出力される画像信号の最大レベル（飽和レベルに相当）が低下する。換言すると、高温になる程、電子の熱運動が活性化するため、電子がオーバフローバリアを乗り越える確率が増加し、飽和信号量（飽和レベルに相当）が減少する。つまり、画像信号のダイナミックレンジが縮小する。

そこで、請求項１の発明では、暗電流ノイズのレベルを検出し、検出されたレベルの上昇に応じて最低増幅率を増大させるようにしている。これによって、除去手段から出力される画像信号の最大レベルの低下、すなわち画像信号のダイナミックレンジの縮小が抑えられる。

請求項２の発明に従う電子カメラは、請求項１に従属し、除去手段から出力された画像信号にＡ／Ｄ変換を施すＡ／Ｄ変換手段(28)をさらに備える。この結果、画像信号に対応するディジタルデータが得られる。

請求項３の発明に従う電子カメラは、請求項１または２に従属し、撮像面は、露出した第１受光素子および第１電荷転送路が設けられる第１エリアと、遮蔽された第２受光素子および第２電荷伝送路が設けられる第２エリアとを有し、検出手段は第２エリアに対応するタイミングで検出処理を行う。この結果、暗電流ノイズのレベルが適切に検出される。

請求項４の発明に従う電子カメラは、請求項３に従属し、読み出し手段は周期的に読み出し処理を実行し、除去手段から出力された画像信号に基づく動画像を再現する再現手段(38)をさらに備える。この結果、撮影条件が調整された画像を視覚で捉えることができる。

請求項５の発明に従う電子カメラは、請求項１または２に従属し、撮像面を覆うシャッタ部材(60)、およびシャッタ部材が閉状態にあるときに読み出し手段に読み出し処理を要求する要求手段(S31)をさらに備え、検出手段は要求手段の要求処理に関連して検出処理を実行する。この結果、暗電流ノイズのレベルが適切に検出される。

請求項６の発明に従う電子カメラは、請求項１ないし５のいずれかに従属し、制御手段による制御の後に除去手段から出力された画像信号に記録処理を施す記録手段(S23)をさらに備える。この結果、所望の被写界像を記録することができる。

この発明によれば、暗電流ノイズのレベルを検出し、検出されたレベルの上昇に応じて最低増幅率を増大させるようにしている。これによって、除去手段から出力される画像信号の最大レベルの低下、すなわち画像信号のダイナミックレンジの縮小が抑えられる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１を参照して、この実施例のディジタルカメラ１０（電子カメラ）は、光学レンズ１２を含む。被写界の光学像は、光学レンズ１２を介してＣＣＤイメージャ１６の撮像面に照射される。光学特性上、撮像面に照射された光学像は上下方向において反転する。

電源が投入されると、スルー画像処理つまり被写界のリアルタイム動画像（スルー画像）をＬＣＤ４０に表示する処理が実行される。具体的には、ＣＰＵ５４はまず、プリ露光時間および間引き読み出しの繰り返しをドライバ（Ｄｒ）１４ａに命令する。Ｄｒ１４ａは、タイミングジェネレータ（ＴＧ）／シグナルジェネレータ（ＳＧ）１８から出力されたタイミング信号に応答して、ＣＣＤイメージャ１６にプリ露光を施し、かつプリ露光によって生成された電荷（生画像信号）を間引き態様でＣＣＤイメージャ１６から読み出す。

この実施例のＣＣＤイメージャ１６はインタレース走査型であり、本露光によって生成された１フレームの生画像信号は複数フィールドに分けてＣＣＤイメージャ１６から読み出される。これによって、被写界の光学像に対応する生画像信号が、３０ｆｐｓのフレームレートでＣＣＤイメージャ１６から出力される。

ＣＣＤイメージャ１６は、図２に示すように、撮像面に平面状に配列された複数の受光素子１６ａ，１６ａ，・・・と、複数の受光素子列にそれぞれ割り当てられた複数の垂直転送レジスタ１６ｂ，１６ｂ，・・・と、複数の垂直転送レジスタ１６ｂ，１６ｂ，・・・の終端に設けられた水平転送レジスタ１６ｃとを有する。

図３を参照して、撮像面は、有効画素エリア，第１ＯＢエリア（光学的黒エリア）および第２ＯＢエリアを有する。有効画素エリアは第１ＯＢエリアによって囲まれ、第２ＯＢエリアはラスタ走査方向において第１ＯＢエリアに隣接する。クランプエリア１はダミーエリアに属するように撮像面に割り当てられ、クランプエリアは第２ＯＢエリアに属するように撮像面に割り当てられる。図２に示す受光素子１６ａ，１６ａ,・・・および垂直転送レジスタ１６ｂ，１６ｂ，・・・は、有効画素エリアおよび第１ＯＢエリアに存在する。

ただし、有効画素エリア上の受光素子１６ａは被写界の光学像を受けるべく露出するものの、第１ＯＢエリア上の受光素子１６ａは図示しない遮光材によって覆われる。つまり、遮蔽された受光素子１６ａが第１ＯＢエリアに存在する。ダミーエリア上には、受光素子１６ａおよび垂直転送レジスタ１６ｂのいずれも存在しない。したがって、有効画素エリアは“被写界像エリア”と定義することができ、第１ＯＢエリアおよび第２ＯＢエリアの各々は“黒画像エリア”と定義することができる。

なお、ＣＣＤイメージャ１６から出力される電荷は、垂直転送レジスタ１６ｂで発生した暗電流ノイズに相当する成分を含む。暗電流ノイズ成分の量は、垂直転送の距離が長いほど増大する。したがって、水平転送レジスタ１６ｃから離れた受光素子１６ａに対応する電荷ほど、多くの暗電流ノイズ成分を含む。

図３に示す撮像面を垂直方向中央で水平方向に眺めると、有効画素エリア，第１ＯＢエリア，第２ＯＢエリアおよびクランプエリアは、図４（Ａ）に示すように分布する。第１クランプ回路２０は、ＳＧ／ＴＧ１８からのタイミング信号に基づいて、図４（Ｂ）に示すクランプパルスがＨレベルとなる期間にクランプ処理を実行する。この結果、ＣＣＤイメージャ１６から出力された各ラインの生画像信号の基準レベルは、第２ＯＢエリアに対応するクランプレベルに固定される。

図１に戻って、第１クランプ回路２０から出力された生画像信号は、ＣＤＳ回路２２およびＡＧＣ回路２４で相関２重サンプリングおよび自動ゲイン調整を施される。ＣＤＳ回路２２およびＡＧＣ回路２４のいずれの処理も、ＳＧ／ＴＧ１８から出力されたタイミング信号に応答して実行される。ＣＰＵ５４は、キー入力装置５６の感度設定操作に応答して後述するゲインテーブルＴ１（図６または図１０参照）から最適ゲインを選択する。選択された最適ゲインはＡＧＣ回路２４に付与される。

加算器２６は、ＡＧＣ回路２４から出力された生画像信号と第２クランプ回路３０から出力されたオフセット信号（後述）とを互いに加算する。Ａ／Ｄコンバータ２８は、加算器２６から出力された生画像信号をディジタル信号である生画像データに変換する。

Ａ／Ｄコンバータ２８は、図５に示すように構成される。加算器２６からの生画像信号が印加される入力端子Ｔ１は、４０９５個のコンパレータＣ１〜Ｃ４０９５の一方入力端子に接続される。電源電圧Ｖｃｃが印加される入力端子Ｔ２とアースとの間には直接接続された４０９６個の抵抗Ｒ１〜Ｒ４０９６が介挿され、抵抗Ｒ１〜Ｒ４０９６の一方端（電源Ｖｃｃ側）は、コンパレータＣ１〜Ｃ４０９５の他方入力端子にそれぞれ接続される。

コンパレータＣ１〜Ｃ４０９５の各々は、画像信号レベルを異なる直流電圧と比較し、“１”または“０”の比較結果を出力する。画像信号レベルが直流電圧未満であれば“０”が出力され、画像信号レベルが直流電圧以上であれば“１”が出力される。エンコーダ２８ａは、コンパレータＣ１〜Ｃ４０９５から４０９５個の比較結果つまり画像信号レベルの評価結果を取り込み、この評価結果に対応する１２ビット値を出力端子Ｔ３１〜Ｔ４３からそれぞれ出力する。

Ａ／Ｄコンバータ２８ではまた、ディジタル信号への変換と同時にクリップ処理が実行される。この実施例では、抵抗Ｒ１の端子電圧すなわちコンパレータＣ１の他方入力端子の印加電圧を１．０Ｖとする。画像信号レベルが１．０Ｖに満たないとき、コンパレータＣ１〜Ｃ４０９５の全ての比較結果が“０”となる。すると、エンコーダ２８ａは出力端子Ｔ３１〜Ｔ４３の全てに“０”を印加する。これによって、１．０Ｖを基準レベルとするクリップ処理が施された生画像データが得られる。

図１に戻って、第２クランプ回路３０は、図４（Ｃ）に示す第２クランプパルスＰ２がＨレベルとなる期間に、Ａ／Ｄコンバータ２８から出力される生画像データを取り込む。第２クランプ回路３０はまた、取り込んだ生画像データに基づいて、生画像信号の基準レベルが第２クランプレベル（＝１．０Ｖ）を示すようにオフセット信号を生成する。このようなフィードバックループが形成されることにより、生画像データの基準レベルが調整される。

信号処理回路３２は、バスＢ１を通して所定量の画像データをメモリ制御回路３４に与え、この所定量の画像データの書き込みリクエストをメモリ制御回路３４に向けて発行する。所定量の画像データは、メモリ制御回路３４によってＳＤＲＡＭ３６に書き込まれる。こうして、画像データは所定量ずつＳＤＲＡＭ３６に格納される。

ビデオエンコーダ３８は、ＳＤＲＡＭ３６に格納された画像データを１／３０秒に１フレームの割合で読み出すべく、読み出しリクエストをメモリ制御回路３６に向けて繰り返し発行する。メモリ制御回路３４は、ＳＤＲＡＭ３６から所定量の画像データを読み出す。読み出された画像データは、バスＢ１を通してビデオエンコーダ３８に与えられる。ＳＤＲＡＭ３６に格納された画像データは、こうして所定量ずつビデオエンコーダ３８に与えられる。

ビデオエンコーダ３８は、メモリ制御回路３４から与えられた画像データをＮＴＳＣフォーマットに従うコンポジットビデオ信号に変換し、変換されたコンポジットビデオ信号をＬＣＤ４０に出力する。この結果、被写界を表すスルー画像がＬＣＤ４０に再現され、撮影条件が調整された画像を視覚で捉えることができる。なお、以下では説明を適宜省略するが、ＳＤＲＡＭ３６へのアクセスは必ずメモリ制御回路３４を通して行われる。

ＡＥ／ＡＦ評価回路４２は、信号処理回路３２から出力された画像データに基づいて、被写界の明るさを示す輝度評価値と被写界の合焦度を示すフォーカス評価値とを作成する。作成された輝度評価値およびフォーカス評価値は、ＣＰＵ５４に与えられる。

キー入力装置５６に設けられたシャッタボタン５６ｓが操作されていないとき、スルー画像用ＡＥ処理が実行される。ＣＰＵ５４はこのとき、ＡＥ／ＡＦ評価回路４２からの輝度評価値に基づいてＴＧ／ＳＧ１８に与えるプリ露光時間およびＡＧＣ回路２４に与える最適ゲインを制御する。これによって、スルー画像の明るさが適度に調整される。

図６を参照して、ゲインテーブルＴ１には、ＩＳＯ感度５０（最低ゲイン）からＩＳＯ感度８００（最高ゲイン）に対応する最適ゲインが登録される。ＣＣＤイメージャ１８の周辺温度が２５°を示すとき、ＡＧＣ回路２４に与えるべき最適ゲインは、ＩＳＯ感度８００の場合は１６倍に設定され、ＩＳＯ感度４００の場合は１２倍に設定され、ＩＳＯ感度２００の場合は８倍に設定され、ＩＳＯ感度１００の場合は６倍に設定され、そしてＩＳＯ感度５０の場合は４倍に設定される。

ＣＣＤイメージャ１６の周辺温度が２５°を示すときの第１クランプ回路２０，ＡＧＣ回路２４，加算器２６およびＡ／Ｄコンバータ２８の出力について、図７（Ａ）〜図７（Ｄ）を参照して説明する。ここでは、飽和レベルが０．５５Ｖでかつ第２クランプエリアで発生する暗電流ノイズレベルが０．０５Ｖの生画像信号が図７（Ａ）に示す要領で第１クランプ回路２０から出力されることを想定する。

撮像面で生成される生画像信号が飽和すると、ＣＰＵ５４は、明るい被写界でＩＳＯ感度５０に相当する最適ゲインを選択するべく、ゲインテーブルＴ１に注目し、ＩＳＯ感度５０に対応する４倍を最適ゲインとしてＡＧＣ回路２４に付与する。このとき、生画像信号および暗電流ノイズレベルはそれぞれ、２．０Ｖおよび０．２Ｖを示す（図７（Ｂ）参照）。

−０．２Ｖを示すオフセット信号が第２クランプ回路３０から加算器２６に与えられると、図７（Ｃ）に示すように、暗電流ノイズレベルが１．０Ｖを示す生画像信号が加算器２６から出力される。Ａ／Ｄコンバータ２８は、このような生画像信号を生画像データに変換するともに、クランプエリア１に属する生画像データにクリップ処理を施す。この結果、図７（Ｄ）に示すような波形に相当する生画像データがＡ／Ｄコンバータ２８から出力される。

シャッタボタン５６ｓが半押しされると、ＡＧＣ回路２４に与える最適ゲインの調整可能範囲の微調整が行われる。たとえば、ＣＣＤイメージャ１６の周辺温度が５０°を示すとき、ゲインテーブルＴ１は図８に示すように変更される。つまり、ＩＳＯ感度５０に相当する最適ゲインは５倍に設定される。

具体的には、黒レベル測定回路４４はまず、ＳＧ／ＴＧ１８からのタイミング信号に基づいて、図４（Ｃ）に示す第２クランプパルスＰ２がＨレベルとなる期間でＡＧＣ回路２４から出力される生画像信号を検出する。黒レベル測定回路４４は続いて、検出された生画像信号の平均値を測定する。ＣＰＵ５４は、黒レベル検出回路４４から測定値を取り込み、数１に従う演算処理を実行する。取り込んだ測定値は、数１の変数ｘに割り当てられる。
［数１］
Ｙ＝αｘ＋β（α＞０，β＞０）
図９を参照して、線Ｌ１は数１に対応し、数１は以下に示す要領で作成される。ＣＣＤイメージャ１６の周辺温度が異なる２つのタイミングでそれぞれ得られた２つの生画像信号は、黒レベル測定回路４４で検出される。検出された２つの生画像信号から測定値Ｉｙ１およびＩｙ２がそれぞれ得られる。ＩＳＯ感度５０に相当するゲインＧ１およびＧ２が測定値Ｉｙ１およびＩｙ２に基づいてそれぞれ割り出される。座標（Ｉｙ１，Ｇ１）および（Ｉｙ２，Ｇ２）の間を結ぶ近似直線が線Ｌ１となる。求められた変数Ｙの値は、最低ゲインに割り当てられる。こうして、調整可能範囲の微調整が行われる。

ＣＣＤイメージャ１６の周辺温度が５０°を示すときの第１クランプ回路２０，ＡＧＣ回路２４，加算器２６およびＡ／Ｄコンバータ２８の出力について、図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）を参照して説明する。ここでは、飽和レベルが０．５５Ｖでかつ第２クランプエリアで発生する暗電流ノイズレベルが０．１５Ｖの生画像信号が図１０（Ａ）に示す要領で第１クランプ回路２０から出力されることを想定する。

ＣＰＵ５４はこのとき、明るい被写界でＩＳＯ感度５０に相当する最適ゲインを選択するべく、暗電流ノイズレベルに応じて変更されたゲインテーブルＴ１に注目し、ＩＳＯ感度５０に対応する５倍を最適ゲインとしてＡＧＣ回路２４に付与する。生画像信号および暗電流ノイズレベルはそれぞれ、２．０Ｖおよび０．７５Ｖを示す（図１０（Ｂ）参照）。

−０．７５Ｖを示すオフセット信号が第２クランプ回路３０から加算器２６に与えられると、図１０（Ｃ）に示すように、暗電流ノイズレベルが１．０Ｖを示す生画像信号が加算器２６から出力される。この結果、図１０（Ｄ）に示すような波形に相当する生画像データがＡ／Ｄコンバータ２８から出力される。

調整可能範囲の微調整が完了すると、ＣＰＵ５４は、記録用ＡＥ処理およびＡＦ処理を実行する。記録用ＡＥ処理の結果、Ｄｒ１４ａに設定されたプリ露光時間は上述の輝度評価値に基づいてより厳密に調整され、ＡＧＣ回路２４に設定された最適ゲインは変更されたゲインテーブルＴ１に基づいてより厳密に調整される。また、ＡＦ処理の結果、光学レンズ１２はＤｒ１４ｂによって合焦位置に設定される。なお、記録用ＡＥ処理によってＤｒ１４ａに設定された最適露光時間は、シャッタボタン５６ｓの半押し状態が継続される限り、変更されることはない。

シャッタボタン５６ｓが全押しされると、撮影処理が実行される。具体的には、ＣＰＵ５４は、最適露光時間に従う本露光及び全画素読み出しの実行をＤｒ１４ａに命令する。Ｄｒ１４ａは、ＴＧ／ＳＧ１８から出力された複数のタイミング信号に応答して、記録用ＡＥ処理によって算出された最適露光時間に従う本露光をＣＣＤイメージャ１６に施し、これによって生成された電荷の全てをラスタ走査態様で読み出す。この結果、全ての電荷によって形成される高解像度の生画像信号がＣＣＤイメージャ１６から出力される。

ＣＣＤイメージャ１６から出力された生画像信号は上述と同様の処理を施され、高解像度の生画像信号に基づく画像データがＳＤＲＡＭ３６に与えられる。画像データがＳＤＲＡＭ３６に格納されると、記録処理が実行される。ＣＰＵ５４はこのとき、ＪＰＥＧコーデック４６およびＩ／Ｆ回路４８に命令を与える。ＪＰＥＧコーデック４６は、ＳＤＲＡＭ３６に格納された画像データを読み出す。読み出された画像データは、バスＢ１を介してＪＰＥＧコーデック４６に与えられ、ＪＰＥＧ圧縮を施される。これによって生成された圧縮画像データはＳＤＲＡＭ３６に書き込まれる。Ｉ／Ｆ回路４８は、ＳＤＲＡＭ３６に格納された圧縮画像データを読み出し、読み出された圧縮画像データをファイル形式で記録媒体５０に記録する。なお、記録媒体４８は、着脱自在であり、図示しないスロットに装着されたときにＣＰＵ５４によってアクセス可能となる。

なお、バスＢ１上での画像データの転送速度は、信号処理回路３２，メモリ制御回路３４，ビデオエンコーダ３８，ＪＰＥＧコーデック４８およびＩ／Ｆ回路５０の各々の処理速度よりも格段に速い。このため、画像データがバスＢ１上で衝突することなく、データ転送処理が破綻することもない。

このように、ＣＣＤイメージャ１６は、被写界の光学像に対応する生画像信号を生成する撮像面を有する。撮像面で生成された生画像信号は、Ｄｒ１４ａによって撮像面から読み出される。Ｄｒ１４ａによって読み出された生画像信号は、ＡＧＣ回路２４によって増幅される。加算器２６および第２クランプ回路３０は、ＡＧＣ回路２４によって増幅された生画像信号から暗電流ノイズを除去する。加算器２６および第２クランプ回路３０によって除去される暗電流ノイズのレベルは、黒レベル測定回路４４によって検出される。ＣＰＵ５４は、黒レベル測定回路４４によって検出されたレベルの上昇に応じてＡＧＣ回路２４の最低増幅率を増大させる。

被写界が明るいとき、撮像面の露光量は十分に確保され、ＡＧＣ回路２４の最適ゲインは低く抑えられる。したがって、ＩＳＯ感度５０は、被写界が明るいときに注目される。ただし、被写界が明るいと、撮像面で生成される生画像信号が飽和する。また、ＣＣＤイメージャ１６の温度が上昇すると、撮像面で発生する暗電流ノイズが増大する。この結果、ＩＳＯ感度５０に相当する最適ゲインを固定とすると、ＣＣＤイメージャ１６の温度上昇に起因する暗電流ノイズの増大によって、加算器２６から出力される生画像信号の最大レベル（飽和レベルに相当）が低下する。換言すると、高温になる程、電子の熱運動が活性化するため、電子がオーバフローバリアを乗り越える確率が増加し、飽和信号量（飽和レベルに相当）が減少する。つまり、生画像信号のダイナミックレンジが縮小する。

そこで、暗電流ノイズのレベルを検出し、検出されたレベルの上昇に応じて最低増幅率を増大させるようにしている。これによって、加算器２６から出力される生画像信号の最大レベルの低下、すなわち生画像信号のダイナミックレンジの縮小が抑えられる。

ＣＰＵ５４は、具体的には、図１１に示すフロー図に従う処理を実行する。なお、このフロー図に対応する撮影制御プログラムは、フラッシュメモリ５２に記憶される。

図１１を参照して、ステップＳ１では、スルー画像処理を行う。これによって、被写界のスルー画像がＬＣＤ４０に表示される。ステップＳ３では、シャッタボタン５６ｓが半押しされたか否かを判別する。判別結果がＮＯであればステップＳ５でスルー画像用のＡＥ処理を実行し、ステップＳ１に戻る。

判別結果がＹＥＳであればステップＳ７で黒レベル測定回路４４から測定値を取り込む。ステップＳ９では、算出処理を実行する。つまり、取り込んだ測定値を数１に示す変数ｘに割り当てる。ステップＳ１１では、算出処理によって得られた変数Ｙの値を調整可能範囲の最低値に変更する。この結果、ゲインテーブルＴ１が変更される。

ステップＳ１３では、記録用のＡＥ処理を実行し、ステップＳ１５でＡＦ処理を実行する。つまり、ＡＥ／ＡＦ評価回路４２からフォーカス評価値を取り込み、取り込んだフォーカス評価値に基づいてＤｒ１４ｂを制御する。この結果、光学レンズ１２の光軸方向の位置が調整される。

ステップＳ１７では、シャッタボタン５６ｓが全押しされたか否か判別する。判別結果が否定的であれば、ステップＳ１９でシャッタボタン５６ｓが解除されたか否か判別する。シャッタボタン５６ｓの半押し状態が解除されると、ステップＳ１に戻り、シャッタボタン５６ｓの半押し状態が継続すれば、ステップＳ１７に戻る。一方、ステップＳ１７の判別結果が肯定的であれば、ステップＳ２１で撮影／記録処理を行い、この処理が完了すると、ステップＳ１に戻る。

このように、明るい被写界を撮影するときには十分な光量が得られるため、ＡＧＣ回路２４のゲイン調整の優先度は露光時間の調整および光量の絞り機構（図示せず）の調整よりも低い。つまり、最低ゲインは、被写界が明るいときに注目される。ただし、被写界が明るいと、撮像面で生成される生画像信号が飽和する。また、ＣＣＤイメージャ１６の周辺温度が上昇すると、生画像信号に含まれる暗電流ノイズレベルも増大する。最低ゲインが固定されていれば、ＣＣＤイメージャ１６の周辺温度の上昇に起因する暗電流ノイズレベルの増大によって、加算器２６から出力される生画像信号の飽和レベルが低下する。換言すると、生画像信号のダイナミックレンジが縮小する。この結果、ＬＣＤ４０に再現された画像にムラまたは偽色が生じる。

したがって、暗電流ノイズレベルを検出し、検出されたレベルの上昇に応じて最低ゲインを増大させるようにしている。これによって、加算器２６から出力される生画像信号の最大レベルの低下、すなわち生画像信号のダイナミックレンジの縮小が抑えられる。

なお、この実施例では、ＣＣＤイメージャ１６の撮像面に有効画素エリア，第１ＯＢエリアおよび第２ＯＢエリアが割り当てられていると説明した。これに限らず、ＣＣＤイメージャ１６の黒画像エリアにＯＢエリアのみ割り当てることも可能である。

その他の実施例のディジタルカメラ１０は、以下で述べる点を除き、図１〜図１１実施例と同じであるため、同じ構成に関する説明は省略する。

図１２を参照して、被写界の光学像は、光学レンズ１２およびＣＣＤイメージャ１６を覆うメカニカルシャッタ６０を経てＣＣＤイメージャ１６の撮像面に照射される。ＣＣＤイメージャ１６の撮像面は、図１３に示すように、有効画素エリアおよびＯＢエリアを有する。有効画素エリアはラスタ走査方向においてＯＢエリアに隣接する。クランプエリアはＯＢエリアに属するように撮像面に割り当てられる。

図１３に示す撮像面を垂直方向中央で水平方向に眺めると、有効画素エリア，ＯＢエリアおよびクランプエリアは、図１４（Ａ）に示すように分布する。第１クランプ回路２０は、ＳＧ／ＴＧ１８からのタイミング信号に基づいて、図１４（Ｂ）に示すクランプパルスＰ１がＨレベルとなる期間にクランプ処理を実行する。この結果、ＣＣＤイメージャ１６から出力された各ラインの生画像信号の基準レベルは、ＯＢエリアに対応するクランプレベルに固定される。

シャッタボタン５６ｓが半押しされると、ＣＰＵ５４はまず、ＳＧ／ＴＧ１８に起動命令を与える。ＳＧ／ＴＧ１８は、この命令に応答して、複数のタイミング信号を発生する。続いて、ＡＧＣ回路２４に与える最適ゲインの調整可能範囲の微調整が行われる。具体的には、黒レベル測定回路４４は、ＳＧ／ＴＧ１８からのタイミング信号に基づいて、図１４（Ｃ）に示す第２クランプパルスＰ２がＨレベルとなる期間でＡＧＣ回路２４から出力される生画像信号を検出する。黒レベル測定回路４４は続いて、検出された生画像信号の平均値を測定する。ＣＰＵ５４は、黒レベル検出回路４４から測定値を取り込み、数１に従う演算処理を実行する。演算結果に基づいてゲインテーブルＴ１が変更される。

調整可能範囲の微調整が完了すると、ＣＰＵ５４は次に、メカニカルシャッタ６０を開口させる命令をＤｒ５８に命令する。Ｄｒ５８は、この命令に応答してメカニカルシャッタ６０を開ける。この結果、ＣＣＤイメージャ１６の撮像面は、遮光状態から受光状態に遷移する。

シャッタボタン５６ｓが全押しされると、撮影処理が実行される。ＣＰＵ５４はこのとき、撮影処理に起因する最適露光時間に対応するタイミングでメカニカルシャッタ６０を閉口させる命令をＤｒ５８に与える。この結果、最適露光時間で得られる露光量を有する生画像信号がＣＣＤイメージャ１６から出力される。

ＣＰＵ５４は、撮影制御プログラムを図１５に示す処理順序で実行する。なお、このフロー図に対応する撮影制御プログラムは、フラッシュメモリ５４に記憶される。

電源が投入されると、ステップＳ３でシャッタボタン５６ｓが半押し操作されるまで待機する。シャッタボタン５６ｓの半押し操作が行われると、ステップＳ３１でＳＧ／ＴＧ１８を起動させる。ゲインテーブルＴ１の変更が完了すると、ステップＳ３３でメカニカルシャッタ６０を開口させる命令をＤｒ５８に与える。この結果、ＣＣＤイメージャの撮像面は受光状態に遷移する。ステップＳ２１で撮影処理が実行されると、ステップＳ３５で最適露光時間に従うタイミングでメカニカルシャッタ６０を閉口させる命令をＤｒ５８に与える。この結果、最適露光時間で得られる露光量を有する生画像信号がＣＣＤイメージャ１６から出力される。

この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。 図１実施例に適用されるＣＣＤイメージャが有する撮像面のマッピング状態の一例を示す図解図である。 図１実施例に適用されるＣＣＤイメージャが有する撮像面の構造の一例を示す図解図である。 （Ａ）は図２に示す撮像面の水平方向におけるエリア区分の一例を示す図解図であり、（Ｂ）はクランプパルスＰ１の一例を示す波形図であり、（Ｃ）はクランプパルスＰ２の一例を示す波形図であり、そして（Ｄ）は生画像信号の一例を示す波形図である。 図１実施例に適用されるＡ／Ｄコンバータの構成の一例を示すブロック図である。 図１実施例に適用されるＡＧＣ回路に与えるゲインテーブルＴ１の一例を示す図解図である。 （Ａ）は図１実施例に適用される第１クランプ回路の出力波形の一例を示す図解図であり、（Ｂ）は図１実施例に適用されるＡＧＣ回路の出力波形の一例を示す図解図であり、（Ｃ）は図１実施例に適用される加算器の出力波形の一例を示す図解図であり、そして（Ｄ）は図１実施例に適用されるＡ／Ｄコンバータの出力波形の一例を示す図解図である。 図１実施例に適用されるＡＧＣ回路に与えるゲインテーブルＴ１の一例を示す図解図である。 図１実施例に適用される［数１］の一例を示す図解図である。 （Ａ）は図１実施例に適用される第１クランプ回路の出力波形の一例を示す図解図であり、（Ｂ）は図１実施例に適用されるＡＧＣ回路の出力波形の一例を示す図解図であり、（Ｃ）は図１実施例に適用される加算器の出力波形の一例を示す図解図であり、そして（Ｄ）は図１実施例に適用されるＡ／Ｄコンバータの出力波形の一例を示す図解図である。 図１実施例に適用されるＣＰＵ５４の動作の一例を示すフロー図である。 この発明の他の実施例の構成を示すブロック図である。 他の実施例に適用されるＣＣＤイメージャが有する撮像面の構造の一例を示す図解図である。 （Ａ）は図１１に示す撮像面の水平方向におけるエリア区分の一例を示す図解図であり、（Ｂ）はクランプパルスＰ１の一例を示す波形図であり、（Ｃ）はクランプパルスＰ２の一例を示す波形図であり、そして（Ｄ）は生画像信号の一例を示す波形図である。 他の実施例に適用されるＣＰＵ５４の動作の一例を示すフロー図である。

符号の説明

１０ … ディジタルカメラ
１２ … 光学レンズ
１４ａ，１４ｂ，５８ … ドライバ
１６ … ＣＣＤイメージャ
１８ … ＴＧ／ＳＧ
２４ … ＡＧＣ
４４ … 黒レベル測定回路
５０ … 記録媒体
５４ … ＣＰＵ
６０ … メカニカルシャッタ

Claims (6)

1. 被写界の光学像に対応する画像信号を生成する撮像面を有する撮像手段、
   前記撮像面で生成された画像信号を前記撮像手段から読み出す読み出し手段、
   前記読み出し手段によって読み出された画像信号を増幅する増幅手段、
   前記増幅手段によって増幅された画像信号から暗電流ノイズを除去する除去手段、
   前記除去手段によって除去された暗電流ノイズのレベルを検出する検出手段、および
   前記検出手段によって検出されたレベルの上昇に応じて前記増幅手段の最低増幅率を増大させる制御手段を備える、電子カメラ。
2. 前記除去手段から出力された画像信号にＡ／Ｄ変換を施すＡ／Ｄ変換手段をさらに備える、請求項１記載の電子カメラ。
3. 前記撮像面は、露出した第１受光素子および第１電荷転送路が設けられる第１エリアと、遮蔽された第２受光素子および第２電荷伝送路が設けられる第２エリアとを有し、
   前記検出手段は前記第２エリアに対応するタイミングで検出処理を行う、請求項１または２記載の電子カメラ。
4. 前記読み出し手段は周期的に読み出し処理を実行し、
   前記除去手段から出力された画像信号に基づく動画像を再現する再現手段をさらに備える、請求項３記載の電子カメラ。
5. 前記撮像面を覆うシャッタ部材、および
   前記シャッタ部材が閉状態にあるときに前記読み出し手段に読み出し処理を要求する要求手段をさらに備え、
   前記検出手段は前記要求手段の要求処理に関連して検出処理を実行する、請求項１または２記載の電子カメラ。
6. 前記制御手段による制御の後に前記除去手段から出力された画像信号に記録処理を施す記録手段をさらに備える、請求項１ないし５のいずれかに記載の電子カメラ。

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