JP4066669B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体像を撮像して得られる画像信号に対して黒レベル補正を行う撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子カメラには、撮像素子の出力信号に含まれる光学的黒（ＯＢ：Optical Black）の領域（以下、ＯＢ領域と称する）に対する信号レベル（以下、ＯＢレベルと称する）を用いて黒レベル補正を行うものや、空転送時における撮像素子の出力信号のＤＣレベルを用いて黒レベル補正を行うものがある。
【０００３】
図４は、電子カメラの機能ブロック図である。
図４において、電子カメラ１００は、ＣＰＵ１１１、レンズ１１２、ミラーやシャッターなどの機構部１１３、モータ１１４、撮像素子１１５、コンデンサ１１６、ＣＤＳ（corelated double sampling：相関二重サンプリング回路）１１７、ＰＧＡ（programable gain amplifier：プログラマブルゲインアンプ）１１８、Ａ／Ｄ変換器１１９、比較器１２０、Ｄ／Ａ変換器１２１、積分器１２２、ＴＧ（timing generator：タイミングジェネレータ）１２３、ディジタル信号処理部１２４、圧縮記録部１２５、電源スイッチやレリーズボタン等に相当する操作部１２６を備えている。また、電子カメラ１００には、着脱可能なメモリカード（カード状のリムーバブルメモリ）１２７が装填されている。
【０００４】
ＣＰＵ１１１は、モータ１１４とＴＧ１２３とディジタル信号処理部１２４と圧縮記録部１２５と操作部１２６とに接続される。レンズ１１２と機構部１１３とは、モータ１１４に接続されて、ＣＰＵ１１１による指示に基づきモータ１１４によって駆動される。撮像素子１１５とＣＤＳ１１７とＰＧＡ１１８とＡ／Ｄ変換器１１９とは、ＴＧ１２３に接続されて、ＣＰＵ１１１による指示に基づきＴＧ１２３によって駆動のタイミングが制御される。ディジタル信号処理部１２４と圧縮記録部１２５とは、ＣＰＵ１１１による指示に基づいて駆動される。
【０００５】
撮像素子１１５の結像面には、レンズ１１２と機構部１１３とを介して被写体像が結像し、撮像素子１１５内の各々の画素（有効画素およびＯＢ領域の画素）では、被写体像に対する信号電荷が生成される。このような信号電荷は、各ライン毎に読み出されて画像信号として出力される。
図５は、撮像素子１１５における有効画素領域とＯＢ領域との配置を説明する図である。
【０００６】
図５に示すように、ＯＢ領域は、有効画素領域の周囲に配置されており、撮像素子１１５の各ラインにはＯＢ領域の画素が存在することになる。
撮像素子１１５から出力される画像信号は、コンデンサ１１６を介してＣＤＳ１１７に供給される。
ＣＤＳ１１７は、このようにして供給された画像信号に相関２重サンプリングを施して、ＰＧＡ１１８に供給する。
【０００７】
ＰＧＡ１１８は、ＣＤＳ１１７によって相関２重サンプリングが施された画像信号のゲインを制御し、Ａ／Ｄ変換器１１９に供給する。
Ａ／Ｄ変換器１１９では、画像信号がディジタル化される。Ａ／Ｄ変換器１１９から出力される画像信号は、比較器１２０、Ｄ／Ａ変換器１２１、積分器１２２を介してリファレンス値と差分がとられ、負帰還にかけられて補正される。そして、このようにして補正された画像信号は、ディジタル信号処理部１２４に供給される。
【０００８】
ディジタル信号処理部１２４は、このような画像信号に対して所定の画像処理を施し、圧縮記録部１２５に供給する。
圧縮記録部１２５は、ディジタル信号処理部１２４によって画像処理が施された画像信号に相当する画像データを所定の形式に圧縮して、メモリカード１２７に記録する。
【０００９】
図６は、電子カメラ１００によって実現可能な動作シーケンスの例を示す図である。
図６に示す動作シーケンスによれば、電子カメラ１００では、電源が投入されてレリーズボタンが押下されると、撮像素子１１５によって不要電荷の高速掃き出しが行われ、その後、予備撮影が行われる。
【００１０】
このような予備撮影に対する読み出しにより、撮像素子１１５から出力される画像信号は、コンデンサ１１６、ＣＤＳ１１７、ＰＧＡ１１８を介してＡ／Ｄ変換器１１９に供給され、ディジタル化される。そして、Ａ／Ｄ変換器１１９から出力される画像信号は、上述したように負帰還にかけられて補正される。
その結果、Ａ／Ｄ変換器１１９から出力されるＯＢレベルは、所定のレベル（図６では、１００ＬＳＢ）に収束する。なお、ＯＢ領域におけるノイズを平均化して画像信号のノイズを低減するためには、積分器１２２の時定数をある程度遅くする必要がある。そのため、例えば、ＯＢレベルの収束は、図６に示すように、数十ｍｓかけて行われることが望ましい。
【００１１】
このようにしてＯＢレベルが所定レベルに収束した状態では、ＯＢレベルにオフセットが存在しており、十分な黒レベル補正が実現されているとは言えない。例えば、このような状態でＡ／Ｄ変換器１１９から出力される画像信号に対し、ホワイトバランス調整などのような乗算を伴う信号処理を行っても、適切な結果が得られない。
【００１２】
そのため、オフセット量を除去する処理が必要であり、従来の電子カメラ１００では、オフセット量を除去する処理を、ディジタル信号処理部１２４で行っていた。
図７は、ディジタル信号処理部１２４の構成例を示す図である。
図７に示すように、ディジタル信号処理部１２４には、ＯＢレベル積算部１２８とＡＳＩＣ（application specific IC：特定用途向けＩＣ）１２９とが設けられている。
【００１３】
ＯＢレベル積算部１２８では、前フレームにおけるＯＢレベルの積算および平均が行われる。そして、その結果として得られる値が、現フレームの画像信号から減算され、上述したオフセット量が除去されて、黒レベル補正が完了する。そして、このようにして黒レベル補正が完了した画像信号は、ＡＳＩＣ１２９によって、ホワイトバランス調整、γ補正、補間処理、色変換、エッジ強調等の画像処理が施される。
【００１４】
図８は、電子カメラ１００によって実現可能な動作シーケンスの他の例を示す図である。
図８に示す動作シーケンスによれば、電子カメラ１００では、電源が投入されてレリーズボタンが押下されると、撮像素子１１５によって不要電荷の高速掃き出しが行われ、その後、空転送が行われる。
【００１５】
このような空転送時において、ＤＣレベルとＯＢレベルとは等レベルであり、上述した負帰還によってＤＣレベルを所定のレベル（図８では、１００ＬＳＢ）に収束させることは、Ａ／Ｄ変換器１１９から出力されるＯＢレベルを所定のレベルに収束させることになる。
そして、本読み出しが開始されると、ディジタル信号処理部１２４では、空転送時におけるＤＣレベルが、画像信号から減算されて、オフセット量の除去が実現されていた。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、本撮影のための露光が完了して本読み出しが行われる状態では、ＤＣレベルとＯＢレベルとには、電位差が生じる。そのため、図８に示す動作シーケンスによって動作する電子カメラ１００では、本読み出しが開始されると、ＯＢレベルは、所定のレベルから大幅に外れてしまうことになり、正確な黒レベル補正が行えないという問題が発生していた。
【００１７】
一方、図６に示す動作シーケンスによって動作する電子カメラ１００では、高精度の黒レベル補正が行えるが、図８に示す動作シーケンスでは不要であった予備撮影が必須である。そのため、レリーズボタンが押下されてから本撮像が行われるまでにタイムラグが生じ、このようなタイムラグによって、シャッターチャンスを逃してしまうという問題が発生するおそれがあった。また、本撮影が開始されるまでに時間がかかるため、多くの電力を消費するという問題が発生していた。
【００１８】
そこで、本発明は、黒レベル補正を速やかに、かつ、精度良く行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明の撮像装置は、各々の画素で生成される被写体像に対する信号電荷を読み出して画像信号を出力する撮像素子と、前記信号電荷の読み出しが行われる前における撮像素子からの出力信号の直流レベルを検出して保持し、該撮像素子から前記画像信号が出力されると、該画像信号から前記直流レベルを減算して該画像信号の補正を行う第１の補正手段と、前記第１の補正手段によって補正が行われた画像信号を用い、各々のラインにおける光学的黒の領域の平均的な信号レベルを示す「ライン内平均黒レベル」を順次算出するライン内平均黒レベル算出手段と、前記ライン内平均黒レベル算出手段によって「ライン内平均黒レベル」が順次算出される過程で、平均化の対象の数を変えつつ「ライン内平均黒レベル」を平均して、各々のラインに対する画像信号の基準レベルを算出する基準レベル算出手段と、前記第１の補正手段によって補正が行われた各々のラインに対する画像信号から、前記基準レベル算出手段によって算出された当該ラインに対する基準レベルを減算して、該画像信号の補正を行う第２の補正手段と、を備え、前記基準レベル算出手段は、前記ライン内平均黒レベル算出手段によって算出される「ライン内平均黒レベル」の個数が所定数に達するまでは、基準レベルを算出する際に平均する「ライン内平均黒レベル」の個数を順次増やし、該ライン内平均黒レベル算出手段によって前記所定数を上回る個数の「ライン内平均黒レベル」が算出されると、前記平均化の対象の数を前記所定数に維持しつつ、その対象を順次変えながら「ライン内平均黒レベル」を平均して基準レベルを算出することを特徴とする。
【００２０】
第２の発明は、第１の発明において、前記第１の補正手段は、前記撮像素子に電源が投入された後、一定の時間が経過した時点からの所定の期間内に、該撮像素子からの出力信号の直流レベルを検出することを特徴とする。
なお、第２の発明において、撮像素子に電源が投入された後、一定の時間が経過した時点からの所定の期間としては、例えば、撮像素子の電源投入後に不要電荷の掃き出しが完了してから露光が開始されるまでの期間や、撮像素子の電源投入後に撮像素子の出力信号が安定するまでに要する時間（例えば、数十ｍｓ）が経過した時点から出力信号の検出が完了するまでの期間などが挙げられる。
【００２２】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、外気の温度を検出する温度検出手段を備え、前記基準レベル算出手段は、前記温度検出手段によって検出された温度に応じて、前記所定数を設定することを特徴とする。
なお、第３の発明において、温度に応じた所定数の設定の仕方としては、例えば、温度の上昇に応じて所定数を大きくすることなどが挙げられる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細を説明する。
ただし、以下では、本発明の撮像装置の一例として、電子カメラを用いて説明を行う。
図１は、本発明の実施形態に対応する電子カメラの機能ブロック図である。
【００２４】
図１において、図４に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を示し、ここではその説明を省略する。
図１に示す電子カメラ１と図４に示す電子カメラ１００との相違点は、図４のＣＰＵ１１１に代えて図１のＣＰＵ１１が設けられ、図４のディジタル信号処理部１２４に代えて図１のディジタル信号処理部１２が設けられ、図１の温度センサ１３が新たに設けられた点である。なお、温度センサ１３は、ＣＰＵ１１に接続される。
【００２５】
図２は、本発明の実施形態に対応する電子カメラの動作シーケンスを示す図である。
図２に示す動作シーケンスによれば、電子カメラ１０では、図８に示す動作シーケンスと同様に、電源が投入されてレリーズボタンが押下されると、撮像素子１１５によって不要電荷の高速掃き出しが行われ、その後、空転送が行われる。
【００２６】
空転送時には、撮像素子１１５からの出力信号のＤＣレベルが検出され、比較器１２０におけるリファレンス値として保持される。なお、ＤＣレベルの検出は、空転送時に限らず、例えば、撮像素子１１５に電源が投入されて、５０ｍｓ程度経過してから行われても良い。
このようにしてＤＣレベルが保持された状態では、Ａ／Ｄ変換器１１９から出力されるＯＢレベルは、負帰還によって、所定のレベル（図２では、１００ＬＳＢ）に収束させることになる。
【００２７】
したがって、本読み出しが開始されると、撮像素子１１５から出力される画像信号は、空転送時におけるＤＣレベルによって補正され、ダイナミックレンジを有効に利用したディジタル化が実現される。そして、このようにして補正された画像信号は、ディジタル信号処理部１４に供給される。
すなわち、本実施形態では、空転送時におけるＤＣレベルによって補正された画像信号を、ディジタル信号処理部１４によって更に補正することにより、黒レベル補正が実現される。
【００２８】
図３は、ディジタル信号処理部１２における動作フローチャートである。
以下、図３を参照してディジタル信号処理部１２の動作を説明する。
ステップＳ１：ディジタル信号処理部１２は、温度センサ１３によって検出された外気の温度をＣＰＵ１１を介して取得し、その温度に応じて「最大平均ライン数ＬMAX」を設定する。
【００２９】
ここで、「最大平均ライン数ＬMAX」は、後述する画像信号の基準レベルの算出時に用いる「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の個数の最大値であり、「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」は、有効画素を含む各ライン毎の有効画素前のＯＢ領域における１画素当たりのＯＢレベルの平均値である。また、「最大平均ライン数ＬMAX」に設定する値は、撮像素子１１５の特性に基づき、外気の温度に対応付けて予め決められているものとする。
【００３０】
ステップＳ２：ディジタル信号処理部１２は、ｉに１を代入して初期化する。
ここで、ｉは、有効画素を含むラインのうち、処理対象のラインを示す変数である。
ステップＳ３：ディジタル信号処理部１２は、有効画素を含むラインに対する画像信号の供給が開始されたか否かを判定する。そして、ディジタル信号処理部１２は、有効画素を含むラインに対する画像信号の供給が開始されるまでステップＳ３の動作を繰り返し、このような画像信号が供給された場合にはステップＳ４に動作を移行する。
【００３１】
ステップＳ４：ディジタル信号処理部１２は、有効画素を含むラインに対する画像信号に基づき、ｉライン目の「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」を算出する。すなわち、ディジタル信号処理部１２は、ｉライン目の有効画素前のＯＢ領域における１画素当たりのＯＢレベルの平均値を算出する。
ステップＳ５：ディジタル信号処理部１２は、「ｉ≦ＬMAX」が成り立つか否かを判定する。
【００３２】
ここで、「ｉ≦ＬMAX」が成り立つか否かを判定することは、既に算出した「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の個数が「最大平均ライン数ＬMAX」以下であるか否かを判定していることに相当する。ディジタル信号処理部１２は、「ｉ≦ＬMAX」が成り立つ場合にはステップＳ６に動作を移行し、「ｉ≦ＬMAX」が成り立たない場合にはステップＳ７に動作を移行する。
【００３３】
ステップＳ６：ディジタル信号処理部１２は、１ライン目からｉライン目までの「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」を平均して、ｉライン目の画像信号の基準レベルを算出する。そして、ディジタル信号処理部１２は、ステップＳ８に動作を移行する。
例えば、「ＬMAX＝１２８」である場合、ステップ６において、１ライン目の画像信号の基準レベルは１ライン目の「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」となり、２ライン目の基準レベルは１ライン目と２ライン目との「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の平均値となり、３ライン目の画像信号の基準レベルは１ライン目から３ライン目までの「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の平均値となる。
【００３４】
すなわち、１ライン目からＬMAXライン目までは、画像信号の基準レベルの算出時に平均される「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の個数は、１つずつ増やされることになる。
【００３５】
ステップＳ７：ディジタル信号処理部１２は、（ｉ−ＬMAX＋１）ライン目からｉライン目までのＬMAX分の「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」を平均して、ｉライン目の画像信号の基準レベルを算出する。そして、ディジタル信号処理部１２は、ステップＳ８に動作を移行する。
例えば、「ＬMAX＝１２８」である場合、ステップ７において、１２９ライン目の画像信号の基準レベルは、２ライン目から１２９ライン目までの１２８ライン分の「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の平均値となり、１３０ライン目の画像信号の基準レベルは、３ライン目から１３０ライン目までの１２８ライン分の「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の平均値となる。
【００３６】
すなわち、ＬMAXライン目から最終ライン目までは、画像信号の基準レベルの算出時に平均される「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の個数は、「最大平均ライン数ＬMAX」に保たれることになる。
したがって、ディジタル信号処理部１２では、ｉの値によって基準レベルは、以下の式１、式２によって算出されることになる。
【数１】
ただし、式１、式２において、ｙnは、ｎライン目の「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」を示す。
ステップＳ８：ディジタル信号処理部１２は、ｉライン目の有効画素に対する画像信号から基準レベルを減算して出力する。
ステップＳ９：ディジタル信号処理部１２は、ｉをインクリメントする。
【００３７】
ステップＳ１０：ディジタル信号処理部１２は、「ｉ＞ｉLIM」が成り立つか否かを判定する。ここで、ｉLIMは、有効画素を含むラインの総数であり、「ｉ＞ｉLIM」が成り立つか否かを判定することは、有効画素を含む全てのラインに対する処理が完了したか否かを判定することに相当する。ディジタル信号処理部１２は、「ｉ＞ｉLIM」が成り立つ場合には処理を終了し、「ｉ＞ｉLIM」が成り立たない場合にはステップＳ４に動作を移行する。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態では、空転送時における撮像素子１１５からの出力信号のＤＣレベルによって補正された画像信号は、各ライン毎に算出された基準レベルの減算により補正される。その結果、このような補正後のＯＢレベルは、図２のように、本読み出し前の状態に維持される。
したがって、本実施形態に対応する電子カメラ１０による黒レベル補正は、図８に示す動作シーケンスによって動作する電子カメラ１００による従来の黒レベル補正（空転送時におけるＤＣレベルのみによって実現される黒レベル補正）と比べて高精度である。また、図６に示す動作シーケンスによって動作する電子カメラ１００による従来の黒レベル補正（予備撮像を行うことによって実現される黒レベル補正）と比べて短時間で完了する。
【００３９】
すなわち、本実施形態に対応する電子カメラ１０では、精度の良い黒レベル補正を速やかに行うことができる。
また、本実施形態に対応する電子カメラ１０では、上述したように、１ライン目からＬMAXライン目では、画像信号の基準レベルの算出時に平均される「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の個数は１つずつ増やされる。
【００４０】
すなわち、２ライン目からＬMAXライン目では、処理対象のラインに対する「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」と、既に算出された「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」とが平均されて、画像信号の基準レベルが算出される。そのため、ノイズによって生じる「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」のバラツキによる影響を抑制しつつ、各々のラインに対する画像信号の基準レベルを算出することができる。
【００４１】
さらに、（ＬMAX＋１）ライン目から最終ライン目では、画像信号の基準レベルの算出時に平均される「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の個数は「最大平均ライン数ＬMAX」に保たれ、必要以上に増やされることがない。そのため、ＯＢレベルの変動に追従しつつ、各々のラインに対する画像信号の基準レベルを算出することができると共に、画像信号の基準レベルの算出に要する時間を最小限に抑えることができる。
【００４２】
したがって、本実施形態に対応する電子カメラ１０によれば、黒レベル補正の精度が向上され、かつ、高速化が図られる。
ところで、撮像素子１１５からの出力信号は、電源の投入直後には不安定であるが、不要電荷の掃き出しが完了するまでに安定する。しかし、その後、露光が開始されると、光の漏れ等によって変動する可能性がある。本実施形態に対応する電子カメラ１０では、不要電荷の掃き出しが完了してから露光が開始されるまでの空転送時に、撮像素子１１５からの出力信号のＤＣレベルを検出するため、安定した状態のＤＣレベルをリファレンス値とすることができる。
【００４３】
したがって、本実施形態に対応する電子カメラ１０では、安定した状態のＤＣレベルによって補正された画像信号を、ディジタル信号処理部１２による補正の対象とすることができるため、黒レベル補正の精度が向上される。
また、本実施形態に対応する電子カメラ１０では、温度センサ１３によって検出された温度に応じて「最大平均ライン数ＬMAX」を設定するので、温度の上昇に応じて「最大平均ライン数ＬMAX」に設定する値を大きくし、画像信号の基準レベルの算出時に平均される「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の個数を増やすことができる。そのため、温度の上昇に伴う暗電流の増加により「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」にバラツキが生じる場合であっても、黒レベル補正の精度を高く維持することができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、ｉライン目の「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」として、ｉラインの有効画素前のＯＢ領域における１画素当たりのＯＢレベルの平均値が用いられることになるが、ｉライン目の「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」は、（ｉ−１）ラインの有効画素後のＯＢ領域における１画素当たりのＯＢレベルの平均値であっても良い。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の発明では、信号電荷の読み出しが行われる前における撮像素子の出力信号の直流レベルによって補正された画像信号から、基準レベルを減算して黒レベル補正が行われるが、このような基準レベルは、「ライン内平均黒レベル」が順次算出される過程で、平均化の対象の数を変えつつ「ライン内平均黒レベル」を平均することによって算出される。したがって、請求項１に記載の発明によれば、予備撮像を行うことなく、高精度の黒レベル補正を速やかに行うことができ、省電力化が可能となる。
【００４６】
また、算出済みの「ライン内平均黒レベル」の個数が所定数に達するまでは、基準レベルを算出する際に平均する「ライン内平均黒レベル」の個数が増やされ、所定数を上回る個数の「ライン内平均黒レベル」が算出されると、所定数の「ライン内平均黒レベル」を平均して基準レベルが算出される。そのため、ノイズによって生じる「ライン内平均黒レベル」のバラツキによる影響を抑制し、かつ、光学的黒の領域における信号レベルの変動に追従しつつ、各々のラインに対する画像信号の基準レベルを算出することができ、画像信号の基準レベルの算出に要する時間を最小限に抑えられる。したがって、黒レベル補正の精度が向上されると共に、黒レベル補正の高速化も図られる。
【００４７】
第２の発明では、撮像素子に電源が投入された後、一定の時間が経過した時点からの所定の期間内に、撮像素子の出力信号の直流レベルが検出され、その直流レベルによって画像信号の補正が行われる。そのため、例えば、不要電荷の掃き出しが完了してから露光が開始されるまでの期間のように、撮像素子の出力信号が安定した状態で検出される直流レベルによって画像信号の補正を行うことが可能である。したがって、請求項２に記載の発明によれば、黒レベル補正の精度が向上される。
【００４８】
第３の発明では、画像信号の基準レベルの算出時に平均される「ライン内平均黒レベル」の個数の最大値を、温度に応じて設定することができる。そのため、例えば、温度の上昇に伴って暗電流が増加する場合のように、温度の変化により「ライン内平均黒レベル」にバラツキが生じる場合には、画像信号の基準レベルの算出時に平均される「ライン内平均黒レベル」の個数を増やすことができ、「ライン内平均黒レベル」のバラツキによる影響を抑制しつつ画像信号の基準レベルを算出することができる。したがって、請求項４に記載の発明によれば、黒レベル補正の精度が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に対応する電子カメラの機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に対応する電子カメラの動作シーケンスを示す図である。
【図３】ディジタル信号処理部における動作フローチャートである。
【図４】電子カメラの機能ブロック図である。
【図５】撮像素子における有効画素領域とＯＢ領域との配置を説明する図である。
【図６】電子カメラによって実現可能な動作シーケンスの例を示す図である。
【図７】ディジタル信号処理部の構成例を示す図である。
【図８】電子カメラによって実現可能な動作シーケンスの他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０、１００ 電子カメラ
１１、１１１ ＣＰＵ
１２、１２４ ディジタル信号処理部
１３ 温度センサ
１１２ レンズ
１１３ 機構部
１１４ モータ
１１５ 撮像素子
１１６ コンデンサ
１１７ ＣＤＳ
１１８ ＰＧＡ
１１９ Ａ／Ｄ変換器
１２０ 比較器
１２１ Ｄ／Ａ変換器
１２２ 積分器
１２３ ＴＧ
１２５ 圧縮記録部
１２６ 操作部
１２７ メモリカード
１２８ ＯＢレベル積算部
１２９ ＡＳＩＣ
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体像を撮像して得られる画像信号に対して黒レベル補正を行う撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子カメラには、撮像素子の出力信号に含まれる光学的黒（ＯＢ：Optical Black）の領域（以下、ＯＢ領域と称する）に対する信号レベル（以下、ＯＢレベルと称する）を用いて黒レベル補正を行うものや、空転送時における撮像素子の出力信号のＤＣレベルを用いて黒レベル補正を行うものがある。
【０００３】
図４は、電子カメラの機能ブロック図である。
図４において、電子カメラ１００は、ＣＰＵ１１１、レンズ１１２、ミラーやシャッターなどの機構部１１３、モータ１１４、撮像素子１１５、コンデンサ１１６、ＣＤＳ（corelated double sampling：相関二重サンプリング回路）１１７、ＰＧＡ（programable gain amplifier：プログラマブルゲインアンプ）１１８、Ａ／Ｄ変換器１１９、比較器１２０、Ｄ／Ａ変換器１２１、積分器１２２、ＴＧ（timing generator：タイミングジェネレータ）１２３、ディジタル信号処理部１２４、圧縮記録部１２５、電源スイッチやレリーズボタン等に相当する操作部１２６を備えている。また、電子カメラ１００には、着脱可能なメモリカード（カード状のリムーバブルメモリ）１２７が装填されている。
【０００４】
ＣＰＵ１１１は、モータ１１４とＴＧ１２３とディジタル信号処理部１２４と圧縮記録部１２５と操作部１２６とに接続される。レンズ１１２と機構部１１３とは、モータ１１４に接続されて、ＣＰＵ１１１による指示に基づきモータ１１４によって駆動される。撮像素子１１５とＣＤＳ１１７とＰＧＡ１１８とＡ／Ｄ変換器１１９とは、ＴＧ１２３に接続されて、ＣＰＵ１１１による指示に基づきＴＧ１２３によって駆動のタイミングが制御される。ディジタル信号処理部１２４と圧縮記録部１２５とは、ＣＰＵ１１１による指示に基づいて駆動される。
【０００５】
撮像素子１１５の結像面には、レンズ１１２と機構部１１３とを介して被写体像が結像し、撮像素子１１５内の各々の画素（有効画素およびＯＢ領域の画素）では、被写体像に対する信号電荷が生成される。このような信号電荷は、各ライン毎に読み出されて画像信号として出力される。
図５は、撮像素子１１５における有効画素領域とＯＢ領域との配置を説明する図である。
【０００６】
図５に示すように、ＯＢ領域は、有効画素領域の周囲に配置されており、撮像素子１１５の各ラインにはＯＢ領域の画素が存在することになる。
撮像素子１１５から出力される画像信号は、コンデンサ１１６を介してＣＤＳ１１７に供給される。
ＣＤＳ１１７は、このようにして供給された画像信号に相関２重サンプリングを施して、ＰＧＡ１１８に供給する。
【０００７】
ＰＧＡ１１８は、ＣＤＳ１１７によって相関２重サンプリングが施された画像信号のゲインを制御し、Ａ／Ｄ変換器１１９に供給する。
Ａ／Ｄ変換器１１９では、画像信号がディジタル化される。Ａ／Ｄ変換器１１９から出力される画像信号は、比較器１２０、Ｄ／Ａ変換器１２１、積分器１２２を介してリファレンス値と差分がとられ、負帰還にかけられて補正される。そして、このようにして補正された画像信号は、ディジタル信号処理部１２４に供給される。
【０００８】
ディジタル信号処理部１２４は、このような画像信号に対して所定の画像処理を施し、圧縮記録部１２５に供給する。
圧縮記録部１２５は、ディジタル信号処理部１２４によって画像処理が施された画像信号に相当する画像データを所定の形式に圧縮して、メモリカード１２７に記録する。
【０００９】
図６は、電子カメラ１００によって実現可能な動作シーケンスの例を示す図である。
図６に示す動作シーケンスによれば、電子カメラ１００では、電源が投入されてレリーズボタンが押下されると、撮像素子１１５によって不要電荷の高速掃き出しが行われ、その後、予備撮影が行われる。
【００１０】
このような予備撮影に対する読み出しにより、撮像素子１１５から出力される画像信号は、コンデンサ１１６、ＣＤＳ１１７、ＰＧＡ１１８を介してＡ／Ｄ変換器１１９に供給され、ディジタル化される。そして、Ａ／Ｄ変換器１１９から出力される画像信号は、上述したように負帰還にかけられて補正される。
その結果、Ａ／Ｄ変換器１１９から出力されるＯＢレベルは、所定のレベル（図６では、１００ＬＳＢ）に収束する。なお、ＯＢ領域におけるノイズを平均化して画像信号のノイズを低減するためには、積分器１２２の時定数をある程度遅くする必要がある。そのため、例えば、ＯＢレベルの収束は、図６に示すように、数十ｍｓかけて行われることが望ましい。
【００１１】
このようにしてＯＢレベルが所定レベルに収束した状態では、ＯＢレベルにオフセットが存在しており、十分な黒レベル補正が実現されているとは言えない。例えば、このような状態でＡ／Ｄ変換器１１９から出力される画像信号に対し、ホワイトバランス調整などのような乗算を伴う信号処理を行っても、適切な結果が得られない。
【００１２】
そのため、オフセット量を除去する処理が必要であり、従来の電子カメラ１００では、オフセット量を除去する処理を、ディジタル信号処理部１２４で行っていた。
図７は、ディジタル信号処理部１２４の構成例を示す図である。
図７に示すように、ディジタル信号処理部１２４には、ＯＢレベル積算部１２８とＡＳＩＣ（application specific IC：特定用途向けＩＣ）１２９とが設けられている。
【００１３】
ＯＢレベル積算部１２８では、前フレームにおけるＯＢレベルの積算および平均が行われる。そして、その結果として得られる値が、現フレームの画像信号から減算され、上述したオフセット量が除去されて、黒レベル補正が完了する。そして、このようにして黒レベル補正が完了した画像信号は、ＡＳＩＣ１２９によって、ホワイトバランス調整、γ補正、補間処理、色変換、エッジ強調等の画像処理が施される。
【００１４】
図８は、電子カメラ１００によって実現可能な動作シーケンスの他の例を示す図である。
図８に示す動作シーケンスによれば、電子カメラ１００では、電源が投入されてレリーズボタンが押下されると、撮像素子１１５によって不要電荷の高速掃き出しが行われ、その後、空転送が行われる。
【００１５】
このような空転送時において、ＤＣレベルとＯＢレベルとは等レベルであり、上述した負帰還によってＤＣレベルを所定のレベル（図８では、１００ＬＳＢ）に収束させることは、Ａ／Ｄ変換器１１９から出力されるＯＢレベルを所定のレベルに収束させることになる。
そして、本読み出しが開始されると、ディジタル信号処理部１２４では、空転送時におけるＤＣレベルが、画像信号から減算されて、オフセット量の除去が実現されていた。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、本撮影のための露光が完了して本読み出しが行われる状態では、ＤＣレベルとＯＢレベルとには、電位差が生じる。そのため、図８に示す動作シーケンスによって動作する電子カメラ１００では、本読み出しが開始されると、ＯＢレベルは、所定のレベルから大幅に外れてしまうことになり、正確な黒レベル補正が行えないという問題が発生していた。
【００１７】
一方、図６に示す動作シーケンスによって動作する電子カメラ１００では、高精度の黒レベル補正が行えるが、図８に示す動作シーケンスでは不要であった予備撮影が必須である。そのため、レリーズボタンが押下されてから本撮像が行われるまでにタイムラグが生じ、このようなタイムラグによって、シャッターチャンスを逃してしまうという問題が発生するおそれがあった。また、本撮影が開始されるまでに時間がかかるため、多くの電力を消費するという問題が発生していた。
【００１８】
そこで、本発明は、黒レベル補正を速やかに、かつ、精度良く行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明の撮像装置は、各々の画素で生成される被写体像に対する信号電荷を読み出して画像信号を出力する撮像素子と、前記信号電荷の読み出しが行われる前における撮像素子からの出力信号の直流レベルを検出して保持し、該撮像素子から前記画像信号が出力されると、該画像信号から前記直流レベルを減算して該画像信号の補正を行う第１の補正手段と、前記第１の補正手段によって補正が行われた画像信号を用い、各々のラインにおける光学的黒の領域の平均的な信号レベルを示す「ライン内平均黒レベル」を順次算出するライン内平均黒レベル算出手段と、前記ライン内平均黒レベル算出手段によって「ライン内平均黒レベル」が順次算出される過程で、平均化の対象の数を変えつつ「ライン内平均黒レベル」を平均して、各々のラインに対する画像信号の基準レベルを算出する基準レベル算出手段と、前記第１の補正手段によって補正が行われた各々のラインに対する画像信号から、前記基準レベル算出手段によって算出された当該ラインに対する基準レベルを減算して、該画像信号の補正を行う第２の補正手段と、を備え、前記基準レベル算出手段は、前記ライン内平均黒レベル算出手段によって算出される「ライン内平均黒レベル」の個数が所定数に達するまでは、基準レベルを算出する際に平均する「ライン内平均黒レベル」の個数を順次増やし、該ライン内平均黒レベル算出手段によって前記所定数を上回る個数の「ライン内平均黒レベル」が算出されると、前記平均化の対象の数を前記所定数に維持しつつ、その対象を順次変えながら「ライン内平均黒レベル」を平均して基準レベルを算出することを特徴とする。
【００２０】
第２の発明は、第１の発明において、前記第１の補正手段は、前記撮像素子に電源が投入された後、一定の時間が経過した時点からの所定の期間内に、該撮像素子からの出力信号の直流レベルを検出することを特徴とする。
なお、第２の発明において、撮像素子に電源が投入された後、一定の時間が経過した時点からの所定の期間としては、例えば、撮像素子の電源投入後に不要電荷の掃き出しが完了してから露光が開始されるまでの期間や、撮像素子の電源投入後に撮像素子の出力信号が安定するまでに要する時間（例えば、数十ｍｓ）が経過した時点から出力信号の検出が完了するまでの期間などが挙げられる。
【００２２】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、外気の温度を検出する温度検出手段を備え、前記基準レベル算出手段は、前記温度検出手段によって検出された温度に応じて、前記所定数を設定することを特徴とする。
なお、第３の発明において、温度に応じた所定数の設定の仕方としては、例えば、温度の上昇に応じて所定数を大きくすることなどが挙げられる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細を説明する。
ただし、以下では、本発明の撮像装置の一例として、電子カメラを用いて説明を行う。
図１は、本発明の実施形態に対応する電子カメラの機能ブロック図である。
【００２４】
図１において、図４に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を示し、ここではその説明を省略する。
図１に示す電子カメラ１と図４に示す電子カメラ１００との相違点は、図４のＣＰＵ１１１に代えて図１のＣＰＵ１１が設けられ、図４のディジタル信号処理部１２４に代えて図１のディジタル信号処理部１２が設けられ、図１の温度センサ１３が新たに設けられた点である。なお、温度センサ１３は、ＣＰＵ１１に接続される。
【００２５】
図２は、本発明の実施形態に対応する電子カメラの動作シーケンスを示す図である。
図２に示す動作シーケンスによれば、電子カメラ１０では、図８に示す動作シーケンスと同様に、電源が投入されてレリーズボタンが押下されると、撮像素子１１５によって不要電荷の高速掃き出しが行われ、その後、空転送が行われる。
【００２６】
空転送時には、撮像素子１１５からの出力信号のＤＣレベルが検出され、比較器１２０におけるリファレンス値として保持される。なお、ＤＣレベルの検出は、空転送時に限らず、例えば、撮像素子１１５に電源が投入されて、５０ｍｓ程度経過してから行われても良い。
このようにしてＤＣレベルが保持された状態では、Ａ／Ｄ変換器１１９から出力されるＯＢレベルは、負帰還によって、所定のレベル（図２では、１００ＬＳＢ）に収束させることになる。
【００２７】
したがって、本読み出しが開始されると、撮像素子１１５から出力される画像信号は、空転送時におけるＤＣレベルによって補正され、ダイナミックレンジを有効に利用したディジタル化が実現される。そして、このようにして補正された画像信号は、ディジタル信号処理部１４に供給される。
すなわち、本実施形態では、空転送時におけるＤＣレベルによって補正された画像信号を、ディジタル信号処理部１４によって更に補正することにより、黒レベル補正が実現される。
【００２８】
図３は、ディジタル信号処理部１２における動作フローチャートである。
以下、図３を参照してディジタル信号処理部１２の動作を説明する。
ステップＳ１：ディジタル信号処理部１２は、温度センサ１３によって検出された外気の温度をＣＰＵ１１を介して取得し、その温度に応じて「最大平均ライン数ＬMAX」を設定する。
【００２９】
ここで、「最大平均ライン数ＬMAX」は、後述する画像信号の基準レベルの算出時に用いる「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の個数の最大値であり、「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」は、有効画素を含む各ライン毎の有効画素前のＯＢ領域における１画素当たりのＯＢレベルの平均値である。また、「最大平均ライン数ＬMAX」に設定する値は、撮像素子１１５の特性に基づき、外気の温度に対応付けて予め決められているものとする。
【００３０】
ステップＳ２：ディジタル信号処理部１２は、ｉに１を代入して初期化する。
ここで、ｉは、有効画素を含むラインのうち、処理対象のラインを示す変数である。
ステップＳ３：ディジタル信号処理部１２は、有効画素を含むラインに対する画像信号の供給が開始されたか否かを判定する。そして、ディジタル信号処理部１２は、有効画素を含むラインに対する画像信号の供給が開始されるまでステップＳ３の動作を繰り返し、このような画像信号が供給された場合にはステップＳ４に動作を移行する。
【００３１】
ステップＳ４：ディジタル信号処理部１２は、有効画素を含むラインに対する画像信号に基づき、ｉライン目の「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」を算出する。すなわち、ディジタル信号処理部１２は、ｉライン目の有効画素前のＯＢ領域における１画素当たりのＯＢレベルの平均値を算出する。
ステップＳ５：ディジタル信号処理部１２は、「ｉ≦ＬMAX」が成り立つか否かを判定する。
【００３２】
ここで、「ｉ≦ＬMAX」が成り立つか否かを判定することは、既に算出した「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の個数が「最大平均ライン数ＬMAX」以下であるか否かを判定していることに相当する。ディジタル信号処理部１２は、「ｉ≦ＬMAX」が成り立つ場合にはステップＳ６に動作を移行し、「ｉ≦ＬMAX」が成り立たない場合にはステップＳ７に動作を移行する。
【００３３】
ステップＳ６：ディジタル信号処理部１２は、１ライン目からｉライン目までの「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」を平均して、ｉライン目の画像信号の基準レベルを算出する。そして、ディジタル信号処理部１２は、ステップＳ８に動作を移行する。
例えば、「ＬMAX＝１２８」である場合、ステップ６において、１ライン目の画像信号の基準レベルは１ライン目の「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」となり、２ライン目の基準レベルは１ライン目と２ライン目との「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の平均値となり、３ライン目の画像信号の基準レベルは１ライン目から３ライン目までの「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の平均値となる。
【００３４】
すなわち、１ライン目からＬMAXライン目までは、画像信号の基準レベルの算出時に平均される「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の個数は、１つずつ増やされることになる。
【００３５】
ステップＳ７：ディジタル信号処理部１２は、（ｉ−ＬMAX＋１）ライン目からｉライン目までのＬMAX分の「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」を平均して、ｉライン目の画像信号の基準レベルを算出する。そして、ディジタル信号処理部１２は、ステップＳ８に動作を移行する。
例えば、「ＬMAX＝１２８」である場合、ステップ７において、１２９ライン目の画像信号の基準レベルは、２ライン目から１２９ライン目までの１２８ライン分の「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の平均値となり、１３０ライン目の画像信号の基準レベルは、３ライン目から１３０ライン目までの１２８ライン分の「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の平均値となる。
【００３６】
すなわち、ＬMAXライン目から最終ライン目までは、画像信号の基準レベルの算出時に平均される「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の個数は、「最大平均ライン数ＬMAX」に保たれることになる。
したがって、ディジタル信号処理部１２では、ｉの値によって基準レベルは、以下の式１、式２によって算出されることになる。
【数１】
ステップＳ８：ディジタル信号処理部１２は、ｉライン目の有効画素に対する画像信号から基準レベルを減算して出力する。
ステップＳ９：ディジタル信号処理部１２は、ｉをインクリメントする。
【００３７】
ステップＳ１０：ディジタル信号処理部１２は、「ｉ＞ｉLIM」が成り立つか否かを判定する。ここで、ｉLIMは、有効画素を含むラインの総数であり、「ｉ＞ｉLIM」が成り立つか否かを判定することは、有効画素を含む全てのラインに対する処理が完了したか否かを判定することに相当する。ディジタル信号処理部１２は、「ｉ＞ｉLIM」が成り立つ場合には処理を終了し、「ｉ＞ｉLIM」が成り立たない場合にはステップＳ４に動作を移行する。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態では、空転送時における撮像素子１１５からの出力信号のＤＣレベルによって補正された画像信号は、各ライン毎に算出された基準レベルの減算により補正される。その結果、このような補正後のＯＢレベルは、図２のように、本読み出し前の状態に維持される。
したがって、本実施形態に対応する電子カメラ１０による黒レベル補正は、図８に示す動作シーケンスによって動作する電子カメラ１００による従来の黒レベル補正（空転送時におけるＤＣレベルのみによって実現される黒レベル補正）と比べて高精度である。また、図６に示す動作シーケンスによって動作する電子カメラ１００による従来の黒レベル補正（予備撮像を行うことによって実現される黒レベル補正）と比べて短時間で完了する。
【００３９】
すなわち、本実施形態に対応する電子カメラ１０では、精度の良い黒レベル補正を速やかに行うことができる。
また、本実施形態に対応する電子カメラ１０では、上述したように、１ライン目からＬMAXライン目では、画像信号の基準レベルの算出時に平均される「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の個数は１つずつ増やされる。
【００４０】
すなわち、２ライン目からＬMAXライン目では、処理対象のラインに対する「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」と、既に算出された「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」とが平均されて、画像信号の基準レベルが算出される。そのため、ノイズによって生じる「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」のバラツキによる影響を抑制しつつ、各々のラインに対する画像信号の基準レベルを算出することができる。
【００４１】
さらに、（ＬMAX＋１）ライン目から最終ライン目では、画像信号の基準レベルの算出時に平均される「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の個数は「最大平均ライン数ＬMAX」に保たれ、必要以上に増やされることがない。そのため、ＯＢレベルの変動に追従しつつ、各々のラインに対する画像信号の基準レベルを算出することができると共に、画像信号の基準レベルの算出に要する時間を最小限に抑えることができる。
【００４２】
したがって、本実施形態に対応する電子カメラ１０によれば、黒レベル補正の精度が向上され、かつ、高速化が図られる。
ところで、撮像素子１１５からの出力信号は、電源の投入直後には不安定であるが、不要電荷の掃き出しが完了するまでに安定する。しかし、その後、露光が開始されると、光の漏れ等によって変動する可能性がある。本実施形態に対応する電子カメラ１０では、不要電荷の掃き出しが完了してから露光が開始されるまでの空転送時に、撮像素子１１５からの出力信号のＤＣレベルを検出するため、安定した状態のＤＣレベルをリファレンス値とすることができる。
【００４３】
したがって、本実施形態に対応する電子カメラ１０では、安定した状態のＤＣレベルによって補正された画像信号を、ディジタル信号処理部１２による補正の対象とすることができるため、黒レベル補正の精度が向上される。
また、本実施形態に対応する電子カメラ１０では、温度センサ１３によって検出された温度に応じて「最大平均ライン数ＬMAX」を設定するので、温度の上昇に応じて「最大平均ライン数ＬMAX」に設定する値を大きくし、画像信号の基準レベルの算出時に平均される「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」の個数を増やすことができる。そのため、温度の上昇に伴う暗電流の増加により「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」にバラツキが生じる場合であっても、黒レベル補正の精度を高く維持することができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、ｉライン目の「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」として、ｉラインの有効画素前のＯＢ領域における１画素当たりのＯＢレベルの平均値が用いられることになるが、ｉライン目の「ライン内平均ＯＢレベルＬOB」は、（ｉ−１）ラインの有効画素後のＯＢ領域における１画素当たりのＯＢレベルの平均値であっても良い。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の発明では、信号電荷の読み出しが行われる前における撮像素子の出力信号の直流レベルによって補正された画像信号から、基準レベルを減算して黒レベル補正が行われるが、このような基準レベルは、「ライン内平均黒レベル」が順次算出される過程で、平均化の対象の数を変えつつ「ライン内平均黒レベル」を平均することによって算出される。したがって、請求項１に記載の発明によれば、予備撮像を行うことなく、高精度の黒レベル補正を速やかに行うことができ、省電力化が可能となる。
【００４６】
また、算出済みの「ライン内平均黒レベル」の個数が所定数に達するまでは、基準レベルを算出する際に平均する「ライン内平均黒レベル」の個数が増やされ、所定数を上回る個数の「ライン内平均黒レベル」が算出されると、所定数の「ライン内平均黒レベル」を平均して基準レベルが算出される。そのため、ノイズによって生じる「ライン内平均黒レベル」のバラツキによる影響を抑制し、かつ、光学的黒の領域における信号レベルの変動に追従しつつ、各々のラインに対する画像信号の基準レベルを算出することができ、画像信号の基準レベルの算出に要する時間を最小限に抑えられる。したがって、黒レベル補正の精度が向上されると共に、黒レベル補正の高速化も図られる。
【００４７】
第２の発明では、撮像素子に電源が投入された後、一定の時間が経過した時点からの所定の期間内に、撮像素子の出力信号の直流レベルが検出され、その直流レベルによって画像信号の補正が行われる。そのため、例えば、不要電荷の掃き出しが完了してから露光が開始されるまでの期間のように、撮像素子の出力信号が安定した状態で検出される直流レベルによって画像信号の補正を行うことが可能である。したがって、請求項２に記載の発明によれば、黒レベル補正の精度が向上される。
【００４８】
第３の発明では、画像信号の基準レベルの算出時に平均される「ライン内平均黒レベル」の個数の最大値を、温度に応じて設定することができる。そのため、例えば、温度の上昇に伴って暗電流が増加する場合のように、温度の変化により「ライン内平均黒レベル」にバラツキが生じる場合には、画像信号の基準レベルの算出時に平均される「ライン内平均黒レベル」の個数を増やすことができ、「ライン内平均黒レベル」のバラツキによる影響を抑制しつつ画像信号の基準レベルを算出することができる。したがって、請求項４に記載の発明によれば、黒レベル補正の精度が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に対応する電子カメラの機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に対応する電子カメラの動作シーケンスを示す図である。
【図３】ディジタル信号処理部における動作フローチャートである。
【図４】電子カメラの機能ブロック図である。
【図５】撮像素子における有効画素領域とＯＢ領域との配置を説明する図である。
【図６】電子カメラによって実現可能な動作シーケンスの例を示す図である。
【図７】ディジタル信号処理部の構成例を示す図である。
【図８】電子カメラによって実現可能な動作シーケンスの他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０、１００ 電子カメラ
１１、１１１ ＣＰＵ
１２、１２４ ディジタル信号処理部
１３ 温度センサ
１１２ レンズ
１１３ 機構部
１１４ モータ
１１５ 撮像素子
１１６ コンデンサ
１１７ ＣＤＳ
１１８ ＰＧＡ
１１９ Ａ／Ｄ変換器
１２０ 比較器
１２１ Ｄ／Ａ変換器
１２２ 積分器
１２３ ＴＧ
１２５ 圧縮記録部
１２６ 操作部
１２７ メモリカード
１２８ ＯＢレベル積算部
１２９ ＡＳＩＣ
Claims (3)
- 各々の画素で生成される被写体像に対する信号電荷を読み出して画像信号を出力する撮像素子と、
前記信号電荷の読み出しが行われる前における撮像素子からの出力信号の直流レベルを検出して保持し、該撮像素子から前記画像信号が出力されると、該画像信号から前記直流レベルを減算して該画像信号の補正を行う第１の補正手段と、
前記第１の補正手段によって補正が行われた画像信号を用い、各々のラインにおける光学的黒の領域の平均的な信号レベルを示す「ライン内平均黒レベル」を順次算出するライン内平均黒レベル算出手段と、
前記ライン内平均黒レベル算出手段によって「ライン内平均黒レベル」が順次算出される過程で、平均化の対象の数を変えつつ「ライン内平均黒レベル」を平均して、各々のラインに対する画像信号の基準レベルを算出する基準レベル算出手段と、
前記第１の補正手段によって補正が行われた各々のラインに対する画像信号から、前記基準レベル算出手段によって算出された当該ラインに対する基準レベルを減算して、該画像信号の補正を行う第２の補正手段と、を備え、
前記基準レベル算出手段は、前記ライン内平均黒レベル算出手段によって算出される「ライン内平均黒レベル」の個数が所定数に達するまでは、基準レベルを算出する際に平均する「ライン内平均黒レベル」の個数を順次増やし、該ライン内平均黒レベル算出手段によって前記所定数を上回る個数の「ライン内平均黒レベル」が算出されると、前記平均化の対象の数を前記所定数に維持しつつ、その対象を順次変えながら「ライン内平均黒レベル」を平均して基準レベルを算出することを特徴とする撮像装置。 - 請求項１に記載の撮像装置において、
前記第１の補正手段は、
前記撮像素子に電源が投入された後、一定の時間が経過した時点からの所定の期間内に、該撮像素子からの出力信号の直流レベルを検出する
ことを特徴とする撮像装置。 - 請求項１又は２に記載の撮像装置において、
外気の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記基準レベル算出手段は、
前記温度検出手段によって検出された温度に応じて、前記所定数を設定する
ことを特徴とする撮像装置。
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