JP4306653B2 - 撮像装置及びその信号処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置及びその信号処理方法に関し、特に、撮像デバイスに電荷結合素子を用い、さらに、メカシャッタを備えた、たとえば、電子スチルカメラ等の撮像装置及びその信号処理方法に関する。

近年、半導体技術の発展に伴い、電子スチルカメラやノート型パソコン等のモバイルツールが普及している。特に、電子スチルカメラは、写真レンズを透過した被写体の像を二次元のイメージセンサにより電気信号に変換し、その電気信号に基づいて生成される画像データを液晶ディスプレイに表示したり、不揮発性の半導体メモリカードに記憶させ、さらに、パソコン等に取り込んで画像処理を施すことができるため、身近な画像編集機器として急速に普及している。

従来の電子スチルカメラの概略構成及びその動作について、簡単に説明する。
一般に、電子スチルカメラは、撮像部、信号処理部、記憶部、表示部、操作部及び制御部を有して構成され、まず、撮像部において、アクチュエータによりメカシャッタを制御して開状態とし、写真レンズを介して、所望の被写体像をイメージセンサの受光面に結像させ、自動露出（ＡＥ）部からの出力に基づいて、ドライバ及びタイミング発生器（ＴＧ）により制御される露光時間に蓄積された電荷量に応じて被写体像の画像情報をアナログ電気信号として出力する。
そして、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）により、イメージセンサから時系列的に出力される電気信号をサンプリングするとともに、電気信号に含まれるノイズ成分を除去し、アナログ−ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）によりアナログ電気信号をディジタル信号に変換する。

次いで、信号処理部において、γ補正回路により、所定の非線形（非リニア）特性を有するγ補正テーブルに基づいてγ補正処理を施し、カラープロセス回路により、たとえば、Ｒ、Ｇ、Ｂ３原色の補間処理、露出計算（ＡＥ）、ホワイトバランス処理（ＡＷＢ）、ディジタル信号に変換された画像情報に基づいて輝度・色差マルチプレクス信号（ＹＵＶ信号）の生成等の周知の色信号処理を行い、被写体像の画像データをビデオトランスファー回路を介して、バッファメモリやフラッシュメモリを備えた記憶部、液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと略記する）等の表示部に出力する。なお、カラープロセス回路における色信号処理は、前述したγ補正回路を含む信号処理回路により実行するものであってもよいし、また、カラープロセス回路の後段に別の信号処理回路を設けて実行するものであってもよい。

ビデオトランスファー回路は、撮像部の出口に位置するカラープロセス回路、記憶部への入り口に位置する圧縮・伸張回路、及び、表示部への入り口に位置するディジタルビデオエンコーダの各構成間を行き来するデータの流れをコントロールする。
上述した各部の制御は、ＣＰＵ等により構成される制御部の内部ＲＯＭに格納されたプログラムにしたがって、あるいは、スイッチキー等により構成される操作部からの指示入力にしたがって実行される。

ここで、上述した電子スチルカメラに搭載されるイメージセンサは、一般に電荷結合素子（Charged Coupled Device：以下、ＣＣＤと略記する）を原形とし、光ダイオードやＭＯＳキャパシタなどからなる多数の光電変換素子を画素毎に配列して２次元的な感光部を構成したものである。このイメージセンサの画素信号の出力スタイルは、すべての画素信号を一気に出力するプログレッシヴ型（ノン・インターレース型ともいう）と、すべての画素信号を二回に分けて出力するインターレース型に分かれるが、４０万画素以上の高解像度ＣＣＤはインターレース型が主流である。近年の数百万画素の高機能の電子スチルカメラに搭載されるＣＣＤは、ほとんどがインターレース型であるので、以下、単にＣＣＤという場合はインターレース型のＣＣＤを指すことにする。詳しくは後述する。

ところで、上述した電子スチルカメラに搭載されるＣＣＤにおいては、入射光を遮蔽した状態においても出力電圧が生じる、いわゆる暗出力（暗電圧）特性を有し、これに伴って暗電流と呼ばれる微電流が発生することが知られている。このＣＣＤにおける暗電圧は、概ね８℃の周囲温度の変化（上昇）により暗電圧が約２倍に増大するという、温度依存性を有している。また、同一の温度条件下においては、露光時間が長いほど、暗電圧が増加する傾向を示す露光時間（電荷蓄積期間）依存性を有している。
このＣＣＤにおける暗電圧がノイズ成分となり、結果として、画像データに対して悪影響を及ぼし画質を劣化させる要因となっている。
したがって、従来の電子スチルカメラにおいては、ＣＣＤの上記特性により、以下のような問題点を有している。

（１）たとえば、夜景の撮影等、暗い環境下で撮影を行う場合、被写体の照度（光量）を確保するために露光時間を長くすると、暗電圧が増加して画質の劣化が著しくなるため、シャッター速度を十分に遅くすることができず、暗い環境下での撮影に適さないという問題を有している。
そこで、このような問題を解決するために、ＣＣＤから出力される微弱な電気信号を増幅するアンプの利得（ゲイン）を大きくすると、本来微小であった暗電圧が増幅されてしまい、やはり画質の劣化を招くという問題を有していた。

（２）また、暗電圧は本来、ＣＣＤを構成する各光電変換素子固有のものであるので、あらかじめ暗電圧の大きい画素の画面上でのアドレスを記憶しておき、撮影終了後に、該当するアドレスの画素データを隣接する画素データと置換することにより暗電圧の影響を抑制する手法が知られている。
しかしながら、暗電圧は、上述したように、周囲の温度や露光時間等の撮影条件に依存する特性を有しているため、置換の対象となる画素データの数が撮影環境に応じて大きく変動することになり、あらかじめ記憶された固定のアドレスの画素データを置換する方法では、十分な補正処理を実現することができないという問題を有している。

（３）さらに、撮影終了後に１画面の画像データをスキャンして、周辺の画素データに比較してデータレベルが際立って突出している孤立点を検出し、隣接する画素データと置換することにより暗電圧の影響を抑制する手法が知られている。ここで、孤立点は、暗電圧の大きい画素であって、明時白黒キズや暗時白キズ等がある。一般に、黒を背景とする白キズが目立つため、明時白黒キズの白キズを対象とするものとし、以下、代表して「白キズ」と記す。
しかしながら、撮影環境により白キズが広い領域にわたって連続して発生した場合等には、孤立点としての検出が困難となり、十分な画像データの補正処理を実現することができないという問題を有している。
（４）さらに、メカシャッタを開いた状態で撮影した画像データ（暗出力成分を含む被写体像データ）から、メカシャッタを閉じた状態で撮影した画像データ（暗出力成分）を減算することにより、画像データからノイズ成分を除去する手法が知られている。
しかしながら、このような手法においては、非線形特性を有するγ補正処理を行なった後の画像データや飽和状態の画像データを用いて減算処理を行なったり、暗出力成分のレベルが低いにもかかわらず減算処理を行なったりすると、良好な画像データを得ることができないという問題を有している。

そこで、本発明は、上記問題点を解決し、画像データからノイズ成分を除去するための補正処理を画質を劣化させることなく行なって、良好な画像データを得ることが可能な撮像装置及びその信号処理方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の撮像装置は、入射光に応じた電荷を蓄積し、該蓄積電荷を画像データに変換して出力する撮像手段と、この撮像手段への入射光路を開とした状態で、前記撮像手段から出力された第１の画像データを取得する第１の撮影制御手段と、前記撮像手段への入射光路を閉とした状態で、前記撮像手段から出力された第２の画像データを取得する第２の撮影制御手段と、前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データから前記第２の撮影制御手段により取得された第２の画像データを減算する処理を行うことにより、前記第１の画像データの補正を行う画像補正手段と、前記撮像手段周辺の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を行う必要性があるか否かを判断する第１の判断手段と、前記第２の撮影制御手段により取得された第２の画像データ中の各画素データについて所定レベル以上の画素データであるか否かを判断する第２の判断手段と、前記第１の判断手段により前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断され、且つ前記第２の判断手段により所定レベル以上の画素データであると判断された場合、所定レベル以上と判断された画素データを前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を前記画像補正手段に行わせることにより、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を実行させる第１の制御手段と、前記第１の判断手段により前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断され、且つ前記第２の判断手段により所定レベル以上の画素データでないと判断された場合、所定レベル以上でないと判断された画素データを前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を前記画像補正手段に行わせないことにより、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を禁止する第２の制御手段と、前記第１の判断手段により前記第１の画像データの補正を行う必要性がないと判断された場合、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を禁止する第３の制御手段とを備えたことを特徴としている。
請求項２記載の撮像装置は、請求項１記載の撮像装置において、前記第１の判断手段は、前記温度検出手段により検出された温度が基準温度以上か否かを判断し、前記基準温度以上と判断された場合に前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断することを特徴としている。

請求項３記載の撮像装置は、入射光に応じた電荷を蓄積し、該蓄積電荷を画像データに変換して出力する撮像手段と、この撮像手段への入射光路を開とした状態で、前記撮像手段から出力された第１の画像データを取得する第１の撮影制御手段と、前記撮像手段への入射光路を閉とした状態で、前記撮像手段から出力された第２の画像データを取得する第２の撮影制御手段と、前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データから前記第２の撮影制御手段により取得された第２の画像データを減算する処理を行うことにより、前記第１の画像データの補正を行う画像補正手段と、前記撮像手段の電荷蓄積時間を判定する電荷蓄積時間判定手段と、この蓄積時間判定手段により判定された電荷蓄積時間に基づいて、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を行う必要性があるか否かを判断する第１の判断手段と、前記第２の撮影制御手段により取得された第２の画像データ中の各画素データについて所定レベル以上の画素データであるか否かを判断する第２の判断手段と、前記第１の判断手段により前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断され、且つ前記第２の判断手段により所定レベル以上の画素データであると判断された場合、所定レベル以上と判断された画素データを前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を前記画像補正手段に行わせることにより、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を実行させる第１の制御手段と、前記第１の判断手段により前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断され、且つ前記第２の判断手段により所定レベル以上の画素データでないと判断された場合、所定レベル以上でないと判断された画素データを前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を前記画像補正手段に行わせないことにより、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を禁止する第２の制御手段と、前記第１の判断手段により前記第１の画像データの補正を行う必要性がないと判断された場合、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を禁止する第３の制御手段とを備えたことを特徴としている。
請求項４記載の撮像装置は、請求項３記載の撮像装置において、被写体の撮影環境から取得される情報に基づいて前記撮像手段の電荷蓄積時間を設定する設定手段を備え、前記電荷蓄積時間判定手段は、前記設定手段により設定された電荷蓄積時間を判定することを特徴としている。
請求項５記載の撮像装置は、請求項３又は４記載の撮像装置において、前記第１の判断手段は、前記電荷蓄積時間判定手段により判定された電荷蓄積時間が基準時間以上か否かを判断し、前記基準時間以上と判断された場合に前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断することを特徴としている。

請求項６記載の撮像装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の撮像装置において、前記第１の判断手段により前記第１の画像データの補正を行う必要性がないと判断された場合、前記第２の撮影制御手段による第２の画像データの取得を禁止する第４の制御手段を備えたことを特徴としている。
請求項７記載の撮像装置は、請求項６記載の撮像装置において、撮影モードとして特殊撮影モードを設定する撮影モード設定手段を備え、前記第４の制御手段は、前記撮影モード設定手段により特殊撮影モードが設定されており、且つ前記第１の判断手段により前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断された場合、前記第２の撮影制御手段による第２の画像データの取得を実行させる手段と、前記撮影モード設定手段により特殊撮影モードが設定されていない場合、および前記撮影モード設定手段により特殊撮影モードが設定されており、且つ前記第１の判断手段により前記第１の画像データの補正を行う必要性がないと判断された場合、前記第２の撮影制御手段による第２の画像データの取得を禁止する手段とを含むことを特徴としている。

請求項８記載の撮像装置は、請求項１乃至７のいずれかに記載の撮像装置において、前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データ中の各画素データについて飽和状態にあるか否かを判断する第３の判断手段を備え、前記第１の制御手段は、前記第１の判断手段により前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断され、且つ前記第２の判断手段により所定レベル以上の画素データであると判断され、且つ前記第３の判断手段により飽和状態にないと判断された場合、飽和状態にないと判断された画素データに対応する画素データであって、所定レベル以上と判断された画素データを、前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を前記画像補正手段に行わせることにより、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を実行させ、前記第２の制御手段は、前記第１の判断手段により前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断されるとともに、前記第２の判断手段により所定レベル以上の画素データでないと判断されるか、又は前記第３の判断手段により飽和状態にあると判断された場合、飽和状態にあると判断された画素データに対応する画素データ又は所定レベル以上でないと判断された画素データを、前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を前記画像補正手段に行わせないことにより、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を禁止することを特徴としている。
請求項９記載の撮像装置は、請求項１乃至８のいずれかに記載の撮像装置において、前記画像補正手段により補正された第１の画像データをメモリに記録する記録制御手段を備えたことを特徴としている。

請求項１０記載の撮像装置は、請求項９記載の撮像装置において、前記画像補正手段により補正された第１の画像データを圧縮する圧縮手段を備え、前記記録制御手段は、前記圧縮手段により圧縮された第１の画像データをメモリに記録することを特徴としている。
請求項１１記載の撮像装置は、請求項９又は１０記載の撮像装置において、前記記録制御手段は、前記第１の判断手段により前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を行う必要性がないと判断された場合、および前記第２の判断手段により全ての画素データが所定レベル以上の画素データでないと判断された場合、前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データをメモリに記録する手段を含むことを特徴としている。

請求項１２記載の撮像装置は、請求項１乃至１１のいずれかに記載の撮像装置において、前記画像補正手段により補正された第１の画像データ中に存在する孤立点の画素データを検出する検出手段と、この検出手段により検出された孤立点の画素データを補正する画素補正手段とを更に備えたことを特徴としている。

請求項１３記載の撮像装置は、請求項１２記載の撮像装置において、前記画素補正手段は、前記検出手段により検出された孤立点の画素データを隣接する画素データにより置換する手段を含むことを特徴としている。

請求項１４記載の撮像装置は、請求項１乃至１３のいずれかに記載の撮像装置において、前記第１及び第２の撮影制御手段による前記第１及び第２の画像データの取得を、連続的に行なわせる第３の撮影制御手段を備えたことを特徴としている。
請求項１５記載の撮像装置は、請求項１乃至１４のいずれかに記載の撮像装置において、前記撮像手段への入射光路を開閉する光路開閉手段を備え、前記第１の撮影制御手段は、前記光路開閉手段を用いて前記撮像手段への入射光路を開とし、前記第２の撮影制御手段は、前記光路開閉手段を用いて前記撮像手段への入射光路を閉とすることを特徴としている。

請求項１６記載の撮像装置の信号処理方法は、イメージセンサへの入射光路を開とした状態で、前記イメージセンサから出力された第１の画像データを取得する工程と、前記イメージセンサへの入射光路を閉とした状態で、前記イメージセンサから出力された第２の画像データを取得する工程と、温度検出センサにより検出された温度に基づいて、前記第１の画像データの補正を行う必要性があるか否かを判断する工程と、前記第２の画像データ中の各画素データについて所定レベル以上の画素データであるか否かを判断する工程と、前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断され、且つ所定レベル以上の画素データであると判断された場合、所定レベル以上と判断された画素データを前記第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を行う工程と、前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断され、且つ所定レベル以上の画素データでないと判断された場合、所定レベル以上でないと判断された画素データを前記第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を禁止する工程と、前記第１の画像データの補正を行う必要性がないと判断された場合、前記第１の画像データから前記第２の画像データを減算する処理を禁止する工程とからなることを特徴としている。

請求項１７記載の撮像装置の信号処理方法は、イメージセンサへの入射光路を開とした状態で、前記イメージセンサから出力された第１の画像データを取得する工程と、前記イメージセンサへの入射光路を閉とした状態で、前記イメージセンサから出力された第２の画像データを取得する工程と、前記イメージセンサの電荷蓄積時間に基づいて、前記第１の画像データの補正を行う必要性があるか否かを判断する工程と、前記第２の画像データ中の各画素データについて所定レベル以上の画素データであるか否かを判断する工程と、前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断され、且つ所定レベル以上の画素データであると判断された場合、所定レベル以上と判断された画素データを前記第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を行う工程と、前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断され、且つ所定レベル以上の画素データでないと判断された場合、所定レベル以上でないと判断された画素データを前記第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を禁止する工程と、前記第１の画像データの補正を行う必要性がないと判断された場合、前記第１の画像データから前記第２の画像データを減算する処理を禁止する工程とからなることを特徴としている。

本発明によれば、第２の画像データ中の各画素データについて所定レベル以上の画素データであるか否かを判断し、所定レベル以上でないと判断された画素データについては補正処理を必要としない有効なデータとして取り扱うことができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明に係る撮像装置の第１の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
図１において、１１は写真レンズ、１２はメカシャッタ、１３はＣＣＤ（撮像手段、イメージセンサ）、１４は相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、１５は、アナログ−ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）、１６はメカシャッタ１２用のアクチュエータ、１７はイメージセンサ１３駆動用のドライバ、１８はタイミング発生器（ＴＧ）、２１はγ補正回路（非線形処理手段）、２２はカラープロセス回路、２３はビデオトランスファー回路、２４は圧縮・伸長回路、２５はディジタルビデオエンコーダ、３１はバッファメモリ、３２はフラッシュメモリ、４０はＬＣＤ（表示手段）、５０はキー入力部（撮影モード設定手段）、６０はＣＰＵ（第１の撮影制御手段、第２の撮影制御手段、第３の撮影制御手段、画像補正手段、禁止手段、判定手段、第２の非線形処理手段）、７０はバスをそれぞれ示している。

これら各部の機能は、概ね以下の通りである。
・写真レンズ１１：
ＣＣＤ１３の受光面上に被写体の像を結ばせるためのものであり、自動焦点機能のための焦点合わせ機構を備えている。なお、ズーム機能を備えたり、沈胴式であったりしてもよい。
・メカシャッタ１２及びアクチュエータ１６：
ＣＣＤ１３の受光面への入射光を機械的に遮断するもので、アクチュエータ１６はＣＰＵ６０からの制御信号に従ってメカシャッタ１２を開閉駆動し、メカシャッタ１２はその開状態時にＣＣＤ１３の受光面への光路を開放し、閉状態時に同光路を閉鎖する。

・ＣＣＤ１３：
前述したインターレース型のＣＣＤであって、外部制御によってフィールド読み出しとフレーム読み出しを切替えることができるものである。フィールド読み出し時の露光時間は電子シャッタの開閉操作（ＳＵＢとＸＳＧの印加タイミング）でコントロールされ、フレーム読み出し時の露光時間は電子シャッタの開操作（ＳＵＢの印加タイミング）と上記メカシャッタ１２の閉操作でコントロールされる。なお、フィールド読み出し（フィールド蓄積ともいう）、及び、フレーム読み出し（フレーム蓄積ともいう）については、後述する。

ここで、本実施形態に係る撮像装置に良好に適用されるＣＣＤの具体的な構成について、図面を参照して説明する。
図２は、ｎ列×ｍ行の画素を有するＣＣＤの概略構成図である。
図２に示すように、ＣＣＤは、入射光量に応じた電荷を蓄積するｎ×ｍ個の光電変換素子１３１をマトリクス状に配列するとともに、各列間に１本ずつ、全部でｎ本の垂直転送部１３２を配置して撮像領域１３３を形成し、さらに、撮像領域１３３の図面に向かって下側に水平転送部１３４を配置して構成されている。
光電変換素子１３１に蓄積された信号電荷は、図示を省略した駆動回路から印加される読み出し信号ＸＳＧに応答して隣接する垂直転送部１３２に取り込まれ、垂直転送部１３２の内部を垂直転送クロックφＶに同期して図面下方向に順次転送される。

すべての垂直転送部１３２の出力端は水平転送部１３４に接続されており、水平転送部１３４には、垂直転送クロックφＶに同期して１ライン分の信号電荷が順次に取り込まれる。水平転送部１３４に取り込まれた信号電荷は、水平転送クロックφＨに同期して図面左方向に順次転送され、水平転送部１３４の出力端に到達した信号電荷は、電荷検出部１３５で電気信号に変換され、アンプ１３６により増幅された後、端子１３７からＣＣＤ出力として外部に取り出される。なお、ＳＵＢはすべての光電変換素子１３１の蓄積電荷を基板に引き抜くための信号電圧（いわゆる電荷掃き出しパルス）である。このＳＵＢの印加時点からＸＳＧの印加時点までがＣＣＤの電気的なシャッタ（以下「電子シャッタ」という）の露光時間になる。
上述したフィールド読み出しとは、図２に示したＣＣＤにおいて、光電変換素子１３１の奇数ラインＯ１と偶数ラインＥ１、奇数ラインＯ２と偶数ラインＥ２、…のように、奇数ラインと偶数ラインの画素信号を混合して一度に出力する方式であり、フレーム読み出しとは、奇数フレーム（Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、…）と偶数フレーム（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、…）の２回に分けてＣＣＤ出力を行う方式である。

近年のＬＣＤ搭載型の電子スチルカメラでは、被写体の画像をＬＣＤ画面にスルー画像として映し出して構図を調整するスルー画モードが採用されているが、このような動作モードにおいては、電子シャッタによる露光時間毎に、スルー画像が更新される。
一方、スルー画モードにおいて、所望の構図が得られた場合には、シャッターキーを押して被写体の画像をキャプチャー画像としてメモリ等に記録するキャプチャー動作が実行される。キャプチャー動作においては、ＣＣＤに結像された被写体像を固定するために、ＣＣＤへの入射光を遮断するための機械的なシャッタ機構（上述したメカシャッタ）が不可欠となり、シャッターキー（キー入力部５０）を押すことにより電子シャッタの露光が開始されてから、メカシャッタが閉じてＣＣＤへの入射光が遮断されるまでの時間がメカシャッタの露光時間となる。

・ドライバ１７とＴＧ１８：
ＣＣＤ１３の読み出しに必要な駆動信号（たとえば、図２のφＶ、ＸＳＧ、φＨ、ＳＵＢなど）を生成する部分であり、ＣＣＤ１３はこれらの駆動信号に同期して画像信号を出力する。
・ＣＤＳ１４：
ＣＣＤ１３から読み出された時系列の信号（この段階ではアナログ信号である）を、ＣＣＤ１３の解像度に適合した周波数で相関二重サンプリング処理を行うものである。なお、サンプリング後に自動利得調整を行うこともある。
・Ａ／Ｄ１５：
サンプリングされたアナログ信号をディジタル信号に変換するものである。

・γ補正回路２１：
デジタル変換された画像信号を、通常の非線形（非リニア）特性を有するγ補正テーブルに基づいて、γ補正処理（非線形処理）を行うとともに、本実施形態においては、ＣＰＵ６０からの制御信号にしたがって、γ補正テーブルを線形（リニア）特性に設定変更し、このγ補正テーブルに基づいてγ補正処理（線形処理）を行う機能を有している。
ここで、γ補正回路２１は、後述するように、デジタルクランプ回路やホワイトバランス補正処理回路等の他の信号処理回路とともに、一体的な回路構成（たとえば、ＬＳＩとして）で提供されるものであってもよい。

・カラープロセス回路２２：
カラープロセス回路２２は、γ補正回路２１からの出力信号に基づいて、Ｒ、Ｇ、Ｂ３原色の補間処理、露出計算（ＡＥ）、ホワイトバランス処理（ＡＷＢ）、ディジタル信号に変換された画像情報に基づいて輝度・色差マルチプレクス信号（ＹＵＶ信号）の生成等の周知の色信号処理を行うものである。
ここで、ＹＵＶ信号を生成する理由は、撮像系から出力される色データ（ＲＧＢデータ）のサイズが大きいため、限られたメモリ資源を有効に利用するとともに、処理時間の短縮を図る等の目的により、データ量削減信号として用いられるものである。なお、カラープロセス回路２２における色信号処理は、γ補正回路２１を含む信号処理回路により実行するものであってもよいし、また、カラープロセス回路２２の後段に別の信号処理回路を設けて実行するものであってもよい。

・ビデオトランスファー回路２３：
ビデオトランスファー回路２３は、カラープロセス回路２２、バッファメモリ３１、圧縮・伸張回路２４及びフラッシュメモリ３２、ディジタルビデオエンコーダ２５及びＬＣＤ４０の各構成間を行き来するデータの流れをコントロールするものである。
具体的には、圧縮・伸張回路２４を介して、カラープロセス回路２２により生成された画像データを保持するバッファメモリ３１と、フラッシュメモリ３２との間で、画像データを書き込み又は読み出す処理を実行し、また、ディジタルビデオエンコーダ２５を介して、バッファメモリ３１に保持された画像データをＬＣＤ４０に表示出力する処理を実行する。

・圧縮・伸長回路２４：
たとえばＪＰＥＧ符号化方式の圧縮処理と伸長処理を行う部分である。ＪＰＥＧの圧縮パラメータは固定であっても、圧縮処理の都度ＣＰＵ６０から与えるものであってもよい。
・ディジタルビデオエンコーダ２５：
ビデオトランスファー回路２３を介してバッファメモリ３１から読み出された画像データをアナログ電圧に変換するとともに、ＬＣＤ４０の走査方式に応じたタイミングで順次に出力するものである。

・バッファメモリ３１：
書き換え可能な半導体メモリの一種であるＤＲＡＭで構成されている。但し、本発明では、ＤＲＡＭに限定しない。書き換え可能な半導体メモリであればよい。
・フラッシュメモリ３２：
書き換え可能な読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ：programmable read only memory）のうち、電気的に全ビット（又はブロック単位）の内容を消して内容を書き直せるものであり、フラッシュＥＥＰＲＯＭ（flash electrically erasable ＰＲＯＭ）ともいう。本実施の形態におけるフラッシュメモリ３２は、カメラ本体に内蔵された固定型のものであってもよいし、カード型やパッケージ型のように着脱可能型のものであってもよい。

・ＣＰＵ６０：
所定のプログラムを実行してカメラ全体の動作を集中制御するものである。ここで、プログラムは、ＣＰＵ６０の内部のインストラクションＲＯＭに書き込まれており、記録モード時にはそのモード用のプログラムが内部ＲＡＭにロードされて実行されるほか、特に、シャッターキーを押す動作（半押し、全押し）に応じて、メカシャッタ１２を開閉駆動する制御信号、ＣＣＤ１３を駆動する制御信号、γ補正処理回路２１のγ補正テーブルの特性設定を変更する制御信号を出力する。
・バス７０：
上述した各部の間で共有されるデータ（及びアドレス）の転送路である。

次に、本実施形態に係る撮像装置の画像記録動作について、図面を参照して説明する。ここでは、上述したスルー画モードを備えた撮像装置（ＬＣＤ搭載型の電子スチルカメラ）に、本実施形態に係る画像記録動作を適用した場合について、詳しく説明する。
＜通常撮影モード＞
まず、通常の撮影モードについて、図面を参照して説明する。
図３は、本実施形態に係る撮像装置における通常撮影モードの処理動作を示すフローチャートである。ここで、図３では、画像記録動作のポイントのみを簡略化した用語により示す。

・スルー動作
まず、電子スチルカメラの使用者がキー入力部５０に備えられたモードスイッチ（撮影モード設定手段）を記録（ＲＥＣ）モードに切り替えた後に、ＬＣＤ４０に表示されるメニューの中から通常撮影モードを選択すると、メカシャッタ１２が開状態となり、ＣＣＤ１３の受光面に結像された被写体の画像情報が一定周期（露光時間）毎にＬＣＤ４０にスルー画像として表示出力される。
すなわち、記録モードへの切り替えにより、ＣＰＵ（第３の撮影制御手段）６０においてスルー画モードが設定され（Ｓ１０１）、被写体の撮影環境から取得される照度、焦点距離等の種々の情報に基づいて、露出時間Ｔ０が設定される（Ｓ１０２）。スルー画モードにおいては、ドライバ１７及びＴＧ１８により、露出時間Ｔ０の経過毎に（Ｓ１０３）、ＣＣＤ１３の電子シャッタが開閉駆動制御され、その都度ＣＣＤ１３から出力される電気信号（ＣＣＤデータ）を取り込んで（Ｓ１０４）、Ａ／Ｄ１５によるディジタル信号変換、及び、γ補正回路（非線形処理手段）２１による非線形γ補正処理が行われる（Ｓ１０５）。

次いで、カラープロセス回路２２により、Ｒ、Ｇ、Ｂ３原色の補間処理、自動露出計算（ＡＥ計算）／ホワイトバランス（ＡＷＢ）補正処理、輝度・色差マルチプレクス信号の生成等の色信号処理が実行され（Ｓ１０６、Ｓ１０７）、１画面分の画像データ（第３の画像データ）が生成される。
そして、カラープロセス回路２２により生成された画像データは、ビデオトランスファー回路２３によりバッファメモリ３１に転送された後、ディジタルビデオエンコーダ２５によりビデオ処理が施され（Ｓ１０８）、ＬＣＤ（表示手段）４０の表示方式に対応した信号形式に変換されてスルー画像（ファインダ画像）として表示出力される（Ｓ１０９）。

・キャプチャー動作
スルー画像動作において、カメラ本体又は写真レンズの向きを変えると、ＬＣＤ４０に表示されているスルー画像の構図が変化する。そして、所望の構図を有するスルー画像が得られた時点で、キー入力部５０に備えられたシャッターキーを“半押し”することにより（Ｓ１１０）、被写体の撮影環境から取得される情報に基づいて露出時間Ｔ１と焦点が設定され（Ｓ１１１）、“全押し”することにより電子シャッタを開駆動し（Ｓ１１２、Ｓ１１３）、ステップＳ１１１で設定された露出時間Ｔ１の経過後に（Ｓ１１４）、ドライバ１７及びＴＧ１８によりメカシャッタ１２を閉駆動し（Ｓ１１５）、ＣＣＤ１３から出力されるＣＣＤデータを取り込んで（Ｓ１１６）、Ａ／Ｄ１５によるディジタル信号変換、及び、γ補正回路２１による非線形γ補正処理が行われる（Ｓ１１７）。

次いで、カラープロセス回路２２により、Ｒ、Ｇ、Ｂ３原色の補間処理、ＡＥ計算／ＡＷＢ補正処理等の色信号処理が実行され（Ｓ１１８）、１画面分の画像データが生成され、ビデオトランスファー回路２３によりバッファメモリ３１に転送される。このとき、バッファメモリ３１に取り込まれる画像データは、メカシャッタ１２を閉じた時点のＣＣＤ１３に結像された被写体像で固定され、かつ、ＬＣＤ４０に表示されているスルー画像も同時点の画像で固定される。
さらに、ビデオトランスファー回路２３により、圧縮・伸長回路２３を介して、ＪＰＥＧ符号化等の圧縮処理が施された後（Ｓ１１９）、フラッシュメモリ３２に１画面分のキャプチャー画像として記録される（Ｓ１２０）。引き続き撮影を継続する場合、つまり通常撮影モードを解除しない場合には（Ｓ１２１）、ステップＳ１０１に戻って、再度、メカシャッタ１２が開状態となり、スルー画モードが設定され（Ｓ１０１）、上述したステップＳ１０１からＳ１２１の一連の処理動作が繰り返される。
このような一連の処理動作を有する撮像装置によれば、比較的明るい通常の撮影条件に適した露出時間（蓄積期間）Ｔ１が設定されて、被写体像の画像データが取り込まれた後、非線形γ補正処理等の所定の信号処理が実行されて、良好に撮影及び画像記録動作が行われる。

＜特殊撮影モード＞
次に、夜景等の撮影に適した特殊撮影モードについて、図面を参照して説明する。
図４は、本実施形態に係る撮像装置における特殊撮影モードの処理動作を示すフローチャートである。ここで、図４では、画像記録動作のポイントのみを簡略化した用語により示す。

・スルー動作
まず、電子スチルカメラの使用者がキー入力部５０に備えられたモードスイッチ（撮影モード設定手段）を記録（ＲＥＣ）モードに切り替えた後に、ＬＣＤ４０に表示されるメニューの中から特殊撮影モードを選択すると、メカシャッタ１２が開状態となり、ＣＰＵ（第３の撮影制御手段）６０においてスルー画モードが設定される（Ｓ２０１）。被写体の撮影環境から取得される照度、焦点距離等の種々の情報に基づいて、露出時間Ｔ０が設定され（Ｓ２０２）、スルー画モードにおいては、ドライバ１７及びＴＧ１８により、露出時間Ｔ０の経過毎に（Ｓ２０３）、ＣＣＤ１３の電子シャッタが開閉駆動制御され、その都度ＣＣＤ１３から出力される電気信号（ＣＣＤデータ）を取り込んで（Ｓ２０４）、Ａ／Ｄ１５によるディジタル信号変換、及び、γ補正回路（非線形処理手段）２１による非線形特性を有するγ補正テーブルに基づいて、通常の撮影モードと同様にγ補正処理が行われる（Ｓ２０５）。

次いで、カラープロセス回路２２により、Ｒ、Ｇ、Ｂ３原色の補間処理、自動露出計算（ＡＥ計算）／ホワイトバランス（ＡＷＢ）補正処理、輝度・色差マルチプレクス信号の生成等の色信号処理が実行され（Ｓ２０６、Ｓ２０７）、１画面分の画像データ（第３の画像データ）が生成される。
そして、カラープロセス回路２２により生成された画像データは、ビデオトランスファー回路２３によりバッファメモリ３１に転送された後、ディジタルビデオエンコーダ２５によりビデオ処理が施され（Ｓ２０８）、ＬＣＤ（表示手段）４０の表示方式に対応した信号形式に変換されてスルー画像（ファインダ画像）として表示出力される（Ｓ２０９）。

・キャプチャー動作
次いで、ＬＣＤ４０に所望の構図を有するスルー画像が表示された時点で、キー入力部５０に備えられたシャッターキーを“半押し”することにより（Ｓ２１０）、ＣＰＵ（第１の撮影制御手段、第２の撮影制御手段、禁止手段）６０が記録動作の開始を検知して、γ補正回路２１に制御信号を出力し、γ補正テーブルの特性設定を通常の非線形特性から線形特性に変更する（Ｓ２１１）。また、被写体の撮影環境から取得される情報に基づいて露出時間Ｔ１と焦点が設定される（Ｓ２１２）。

さらに、シャッターキーを押し込んで、“全押し”することにより電子シャッタを開駆動し、ステップＳ２１２で設定された露出時間Ｔ１の経過後に（Ｓ２１５）、ドライバ１７及びＴＧ１８によりメカシャッタ１２を閉駆動し（Ｓ２１６）、ＣＣＤ１３から出力される被写体像のＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１：第１の画像データ）を取り込んで（Ｓ２１７）、Ａ／Ｄ１５によるディジタル信号変換、及び、ステップＳ２１１で線形特性に設定変更されたγ補正テーブルに基づいて、γ補正回路２１による線形γ補正処理が行われる（Ｓ２１８）。なお、ステップＳ２１６、Ｓ２１７でメカシャッタ１２を閉駆動し、ＣＣＤ１３からＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１）を取り込む際には、電子シャッタは閉駆動される。

次いで、メカシャッタ１２を閉じた状態で（Ｓ２２０）、再び電子シャッタを開駆動し（Ｓ２１４）、ステップＳ２１２で設定された露出時間Ｔ１を用いて、上述したステップＳ２１４からＳ２１８までの各処理を実行することにより、被写体像を含まず、今回の撮影条件においてＣＣＤ１３が有する暗出力成分を含んだＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ２：第２の画像データ）を取り込んで、先に取り込んだＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１）の場合と同様に、線形特性を有するγ補正テーブルに基づいて、γ補正回路２１による線形γ補正処理を行う。なお、上述したステップＳ２１４からＳ２１８までの各処理により取り込まれ、γ補正処理を施されたＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）は、たとえば、バッファメモリ３１に一時的に記憶されるものであってもよいし、後述する減算処理を実行するＣＰＵ６０に付設されたＲＡＭ（図示を省略）に記憶されるものであってもよい。

上述したように、２回のＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）の取り込みが終了すると（Ｓ２１９）、ＣＰＵ（判定手段）６０により、２回目に取り込んだＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ２）中の画素データ（判定処理の対象となっている画素）が所定レベル以上の白キズであるか否かを判定し（Ｓ２２１）、さらに、その画素データが白キズであると判定された場合には、その画素に対応するＤＡＴＡ１中の画素データのレベルが飽和状態にあるか否かを判定する（Ｓ２２２）。

このような一連の判定処理（Ｓ２２１、Ｓ２２２）により、２回目に取り込んだＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ２）中の画素データが所定レベル以上の白キズではない場合には、ＤＡＴＡ１中の対応する画素データを、補正処理を必要としない有効なデータとして取り扱う。また、２回目に取り込んだＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ２）中の画素データが所定レベル以上の白キズである場合であっても、その画素に対応するＤＡＴＡ１中の画素データのレベルが飽和状態にある場合には、ＤＡＴＡ１中の対応する画素データを、補正処理の対象とならないデータとして取り扱う。なお、ステップＳ２２１、Ｓ２２２における判定処理の詳細については、後述する。

一方、２回目に取り込んだＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ２）中の画素データが所定レベル以上の白キズであり、かつ、その画素に対応するＤＡＴＡ１中の画素データのレベルが飽和状態にない場合には、ＤＡＴＡ１中の対応する画素データを、補正処理の対象となるデータと判定して、ＣＰＵ（画像補正手段）６０により、１回目に取り込んだＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１）から２回目に取り込んだＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ２）を画素単位で減算する補正処理（減算処理）、すなわち、ＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１）及びＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ２）に共通して含まれる、ＣＣＤ１３が有する暗出力成分を除去する補正処理を実行する（Ｓ２２３）。

以上の白キズの判定処理及び補正処理の対象となる画素を順次変更して（Ｓ２２５）、ＣＣＤ１３から出力される１画面分の全画素について実行した後（Ｓ２２４）、各画素データについて、非線形γ補正処理を実行し（Ｓ２２６）、さらに、Ｒ、Ｇ、Ｂ３原色の補間処理、ＡＥ計算／ＡＷＢ補正処理等の色信号処理を実行し（Ｓ２２７）、ビデオトランスファー回路２３によりバッファメモリ３１に１画面分の画像データが転送される。ここで、ステップＳ２２６における非線形γ補正処理は、上述したγ補正処理回路２１を用いるものではなく、たとえば、ＣＰＵ（第２の非線形処理手段）６０によりソフトウェア的に、スルー動作時と同等の非線形γ補正処理（Ｓ２０５）を実行するものである。

さらに、ビデオトランスファー回路２３により、圧縮・伸長回路２４を介して、ＪＰＥＧ符号化等の圧縮処理が施された後（Ｓ２２８）、フラッシュメモリ３２に１画面分のキャプチャー画像として記録される（Ｓ２２９）。引き続き撮影を継続する場合、つまり特殊撮影モードを解除しない場合には（Ｓ２３０）、ステップＳ２０１に戻って、再度、メカシャッタ１２が開状態となり、スルー画モード（γ補正テーブルの非線形特性への設定変更を含む）が設定され（Ｓ２０１）、上述したステップＳ２０１からＳ２３０の一連の処理動作が繰り返される。

次に、上述したγ補正処理の特性設定と減算処理（被写体像の画像データからＣＣＤの暗出力成分を除去する補正処理）との関係について、図面を参照して説明する。
図５は、前記ＤＡＴＡ１とＤＡＴＡ２に対してγ補正回路２１による非線形γ補正処理を施した場合、つまり図４のフローチャート中のステップＳ２１１においてγ補正回路２１のγ補正テーブルをリニア特性に設定変更しなかった場合の減算処理の効果を示す図であり、図６は、前記ＤＡＴＡ１とＤＡＴＡ２に対してγ補正回路２１による線形γ補正処理を施した場合、つまり図４のフローチャート中のステップＳ２１１においてγ補正回路２１のγ補正テーブルをリニア特性に設定変更した場合（本実施の形態）の減算処理の効果を示す図である。
まず、図５（ａ）に示すように、γ補正回路２１における入出力信号特性が非線形の場合、入力レベル＜ａ＞、＜ｂ＞に対する特性曲線上での傾きＰａ、Ｐｂは、Ｐａ＜Ｐｂの関係となる。

一方、図５（ｂ）に示すように、メカシャッタ１２を開状態として１回目に取り込んだＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１）のデータレベルは、被写体像本来のデータ成分Ｃに加え、ランダムノイズ成分Ａ及び暗電圧成分（又は、白キズ成分）Ｂを付加した総計［ａ］となる。また、メカシャッタ１２を閉状態として２回目に取り込んだＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ２）のデータレベルは、被写体のデータ成分Ｃを含まないので、ランダムノイズ成分Ａ´及び暗電圧成分Ｂ´の総計［ｂ］となる。
したがって、データレベルの大きいＤＡＴＡ１は、緩やかな傾き、すなわち小さいγ係数によりγ補正処理が行われるのに対して、データレベルの小さいＤＡＴＡ２は、急峻な傾き、すなわち大きいγ係数によりγ補正処理が行われるので、非線形γ補正処理により、暗電圧成分Ｂ、Ｂ´が不均一となり、上述したＤＡＴＡ１からＤＡＴＡ２を差し引く減算処理によっては、適正に暗電圧成分を除去することができないという問題が生じる。

これに対して、図６（ａ）に示すように、γ補正回路２１における入出力信号特性が線形の場合、入力レベル＜ａ＞、＜ｂ＞に対する特性線上での傾きは、常に等しく一定の関係となる。
そのため、図６（ｂ）に示すように、データレベルの大きいＤＡＴＡ１（総計［ａ］）においても、また、データレベルの小さいＤＡＴＡ２（総計［ｂ］）においても、一定のγ係数によりγ補正処理が行われるので、暗電圧成分Ｂ、Ｂ´は常に均一となり、上述したＤＡＴＡ１からＤＡＴＡ２を差し引く減算処理によって、適正に暗電圧成分を除去することができる。

次に、上述したγ補正処理回路２１について、図面を参照して説明する。
図７は、γ補正処理回路を含む信号処理用ＬＳＩの概略構成を示すブロック図である。
上述したように、γ補正回路２１は、γ補正テーブルの特性設定が可変に構成されたものであればよい。また、近年の電子スチルカメラ等の撮像装置においては、γ補正回路が他の信号処理回路とともに、１チップのＬＳＩに組み込まれて提供されることが多くなっている。

したがって、図７に示すように、信号処理用ＬＳＩ２０は、たとえば、ＣＣＤ１３から出力され、ＣＤＳ１４及びＡ／Ｄ１５によりサンプリング、デジタル信号化された信号（図中、ＣＣＤデータ）を入力とし、所定の黒レベルにクランプするデジタル・クランプ処理部Ａと、写真レンズ１１等の光学系においてシェーディングが発生する場合にシェーディング補正を行うシェーディング補正処理部Ｂと、ホワイトバランス補正処理部Ｃと、特性設定を変更可能なγ補正テーブルＥを備えたγ補正処理部Ｄを有して構成されている。そして、γ補正テーブルＥは、ＬＳＩ２０外部（すなわち、ＣＰＵ６０）からの制御信号に基づいて、γ特性を非線形、あるいは、線形に設定変更する（又は切り替える）ことが可能なように構成されている。

このような構成の信号処理用ＬＳＩ２０により、本実施の形態においては、スルー動作時及び通常撮影モードにおけるキャプチャー動作時にはＣＣＤから出力されるＣＣＤデータに対して通常の非線形γ補正処理を行う一方、特殊撮影モードにおけるキャプチャー動作時には線形γ補正処理を行うようにしている。さらに、上述したように、特殊撮影モードにおけるキャプチャー動作時には、後段の処理において、スルー動作時と同等の通常の非線形γ補正処理をソフトウェア的に実行している。

なお、本実施形態において、減算処理の実行の要否を決定する条件として、ＤＡＴＡ２中の白キズと判定された画素に対応する、ＤＡＴＡ１中の画素のレベルが飽和状態にあるか否かを判別する理由は、ＤＡＴＡ１における画素データの飽和状態に関わらず（たとえば、画素データのレベルが、飽和状態を判別するためのしきい値程度であっても、あるいは、しきい値を大きく越えている場合であっても）、上記減算処理においては、常に飽和レベルから対応するＤＡＴＡ２の白キズのレベルが減算されることになるため、飽和状態にある画素データから算出されるレベルが、画素データの本来のレベルよりも低くなって、周辺の画素に比較して階調が低く表示される等の、画質の劣化を招く問題を有しているためである。

特に、人間の視覚は、黒い（階調の低い）背景に微小な白い（階調の高い）点が存在する場合に比較して、白い（階調の高い）背景に微小な黒い（階調の低い）点が存在する場合の方を敏感に感知する性質があるため、上述したような飽和状態にある画素データを減算処理することにより、画素のレベルが周辺の画素に比較して黒く（階調が低く）表示されて、より敏感に画質の劣化が感じられる。
そのため、レベルが飽和状態にあるＤＡＴＡ１中の画素データを減算処理の対象から除外し、飽和状態にない画素データについてのみ、対応するＤＡＴＡ２の白キズ画素のレベルを減算することにより、ＤＡＴＡ１中の画素データのレベルを適正に本来のレベルに補正して、画質の劣化を抑制するものである。

このような一連の処理動作を有する撮像装置によれば、γ補正テーブルを線形特性に変更設定して、γ補正回路によるγ補正処理を実質的に禁止した状態（線形処理した状態）で、ＣＣＤ１３への入射光路（メカシャッタ１２）を開状態として取り込んだＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１）から、入射光路を閉状態として取り込んだＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ２）を減算処理することにより、露光時間の長い撮影であっても、暗電圧に起因するノイズ成分を良好に除去することができるので、夜景等の暗い環境下であっても良好に撮影を行うことができる。
また、撮影条件や撮影環境が変化した場合であっても、該条件や環境に応じたＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）を取り込むことができ、両者による減算処理により、変動する暗電圧成分を適正に除去する補正を行うことができるので、従来技術に示したようなＣＣＤを構成する各光電変換素子毎のアドレスデータを保持、記憶する必要がなく、簡易な構成により適正な被写体像の撮影及び画像記録を行うことができる。

さらに、ＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）について、白キズの有無及びデータレベルの飽和状態を判定して、白キズが本来の被写体像の画像データに及ぼす影響を低減するように減算処理が行われるので、暗電圧に起因する孤立点（白キズ）が除去されて、適正な被写体像の撮影及び画像記録を行うことができる。
なお、上述した実施形態においては、画素データ単位で白キズ判定（Ｓ２２１）やデータレベルの飽和の有無の判定（Ｓ２２２）を行い、減算処理（Ｓ２２３）の実行の要否を決定するようにしたが、このような処理（Ｓ２２１〜Ｓ２２５）を行わずに単純に（直接）ＤＡＴＡ１からＤＡＴＡ２を減算する処理を行うようにしてもよい。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明に係る撮像装置の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。
図８は、本発明に係る撮像装置の第２の実施形態の要部構成を示すブロック図であり、図９は、本発明に係る撮像装置の第２の実施形態の主要処理動作を示すフローチャートである。なお、上述した実施形態と同等の構成又は処理動作については、同一の符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
本実施形態に係る撮像装置は、上述した第１の実施形態の構成（図１）において、γ補正回路２１に代えて、図８に示すように、非線形処理を行うγ補正回路（非線形処理手段）２１ａを経由する信号経路Ｌｎ１と、γ補正回路２１ａを介さないバイパス経路Ｌｎ２と、信号経路Ｌｎ１とバイパス経路Ｌｎ２とを選択的に切り換えるスイッチＳＷ１とを備えたことを特徴としている。

ここで、スイッチＳＷ１は、ＣＰＵ（禁止手段）６０からの制御信号により制御される。すなわち、通常撮影モード、及び、スルー画モードにおいては、γ補正回路２１ａを経由する信号経路Ｌｎ１が選択されるように制御され、また、ＣＣＤ１３の暗電圧成分を除去する補正処理に用いられるＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）を取り込む場合には、γ補正回路２１ａを含まないバイパス経路Ｌｎ２が選択されるように制御される。また、γ補正回路２１ａは、予め固定的に設定された非線形特性を有するγ補正テーブルに基づいて、γ補正処理を実行するように構成されている。

以下に、特殊撮影モードにおける具体的な処理動作について、図９のフローチャートを参照して説明する。なお、必要に応じて、図４に示したフローチャートチャートを参照する。
・スルー動作
まず、電子スチルカメラの使用者がキー入力部５０に備えられたモードスイッチ（撮影モード設定手段）を記録（ＲＥＣ）モードに切り替えた後に、ＬＣＤ４０に表示されるメニューの中から特殊撮影モードを選択すると、メカシャッタ１２が開状態となり、ＣＰＵ（第３の撮影制御手段）６０においてスルー画モードが設定される。このとき、ＣＰＵ６０から制御信号が出力されて、スイッチＳＷ１がγ補正回路２１ａを経由する信号経路Ｌｎ１側を選択するように切り換え設定される。そして、スルー画モードにおいては、図４に示した処理動作（Ｓ２０１からＳ２０９）と同様に、所定の露出時間Ｔ０の経過毎に、被写体像に基づくＣＣＤデータが取り込まれ、γ補正回路２１ａによる非線形γ補正処理や、カラープロセス回路２２による色信号処理等が施されて取得された１画面分の画像データ（第３の画像データ）が、ＬＣＤ（表示手段）４０にスルー画像（ファインダ画像）として表示出力される。

・キャプチャー動作
次いで、ＬＣＤ４０に所望の構図を有するスルー画像が表示された時点で、キー入力部５０に備えられたシャッターキーを“半押し”することにより（Ｓ２１０）、図９に示すように、ＣＰＵ（第１の撮影制御手段、第２の撮影制御手段、禁止手段）６０が記録動作の開始を検知して、スイッチＳＷ１に制御信号を出力し、γ補正回路２１ａを経由しない第２の信号経路Ｌｎ２側を選択するように切り換え設定する（Ｓ３０１）。また、被写体の撮影環境から取得される情報に基づいて露出時間Ｔ１と焦点が設定される（Ｓ３０２）。
さらに、シャッターキーを押し込んで、“全押し”することにより（Ｓ３０３）電子シャッタを開駆動し（Ｓ３０４）、ステップＳ３０２で設定された露出時間Ｔ１の経過後に（Ｓ３０５）、ドライバ１７及びＴＧ１８によりメカシャッタ１２を閉駆動し（Ｓ３０６）、ＣＣＤ１３から出力される被写体像のＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１：第１の画像データ）を取り込んで（Ｓ３０７）、Ａ／Ｄ１５によるディジタル信号変換が行われる（Ｓ３０８）。なお、ステップＳ３０６、Ｓ３０７でメカシャッタ１２を閉駆動し、ＣＣＤ１３からＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１）を取り込む際には、電子シャッタは閉駆動される。

次いで、メカシャッタ１２を閉じた状態で（Ｓ３１０）、再び電子シャッタを開駆動し（Ｓ３０４）、ステップＳ３０２で設定された露出時間Ｔ１を用いて、上述したステップＳ３０４からＳ３０８までの各処理を実行することにより、被写体像を含まず、今回の撮影条件においてＣＣＤ１３が有する暗出力成分を含んだＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ２：第２の画像データ）を取り込んで、ディジタル信号変換を行う。
上述したように、２回のＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）の取り込みが終了すると（Ｓ３０９）、図４に示した処理動作（Ｓ２２１からＳ２３０）と同様に、ＣＰＵ（判定手段）６０により２回目に取り込んだＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ２）中の画素データが所定レベル以上の白キズであるか否か、その画素データに対応するＤＡＴＡ１中の画素データのレベルが飽和状態にあるか否かが判定され、ＣＰＵ（画像補正手段）６０による減算処理（暗出力成分を除去する補正処理）の実行の要否が決定される。

以上の減算処理の実行要否に基づく暗出力成分の除去を、ＣＣＤ１３から出力される１画面分の全画素について判定、実行した後、ＣＰＵ（第２の非線形処理手段）６０によりソフトウェア的に非線形γ補正処理、及び、所定の色信号処理を実行し、ＪＰＥＧ符号化等の圧縮処理が施された後、フラッシュメモリ３２にキャプチャー画像として記録される。引き続き撮影を継続する場合には、再度、スルー画モードが設定されることにより、スイッチＳＷ１がγ補正回路２１ａを経由する第１の信号経路Ｌｎ１側を選択するように切り換え設定される。
これにより、暗電圧成分を除去する補正処理においては、γ補正回路２１ａを経由しない第２の信号経路Ｌｎ２側が選択されて、ＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）へのγ補正処理が禁止され、上記図６において説明した場合と同様に、ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２への非線形処理が施されないので、ＤＡＴＡ１からＤＡＴＡ２を差し引く減算処理により、暗電圧に起因するノイズ成分が良好に除去される。

また、この場合、γ補正回路２１ａのγ補正テーブルを変更設定することなく、スイッチＳＷ１を切り換える制御のみで、ＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）へのγ補正処理を禁止することができるので、簡易な構成で暗電圧に起因するノイズ成分を除去する処理を良好に実行することができる。
なお、通常撮影モードにおいては、図３に示したフローチャートと同等の動作処理が実行され、スルー画モードが設定された時点（Ｓ１０１）で、ＣＰＵ６０から制御信号が出力されて、スイッチＳＷ１がγ補正回路２１ａを経由する第１の信号経路Ｌｎ１側に固定的に設定されることにより、良好にスルー動作及びキャプチャー動作が実行される。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明に係る撮像装置の第３の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１０は、本発明に係る撮像装置の第３の実施形態の要部構成を示すブロック図であり、図１１は、本発明に係る撮像装置の第３の実施形態の主要処理動作を示すフローチャートである。なお、上述した実施形態と同等の構成又は処理動作については、同一の符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
本実施形態に係る撮像装置は、上述した第１の実施形態の構成（図１）において、図１０に示すように、暗電圧成分を除去した画像データ（ＤＡＴＡ１からＤＡＴＡ２を減算した画像データ：補正された第１の画像データ）を、ビデオトランスファー回路２３を介して非線形処理を行うγ補正回路（非線形処理手段、第２の非線形処理手段）２１ｂに取り込む信号経路Ｌｎ３と、γ補正回路２１ｂに取り込む信号（ＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）、又は、信号経路Ｌｎ３を経由して取り込まれる暗電圧成分を除去した画像データ）を選択的に切り換えるスイッチＳＷ２とを備えたことを特徴としている。

ここで、ＣＰＵ（禁止手段）６０からの制御信号により、スイッチＳＷ２が切り換え制御されるとともに、γ補正回路２１ｂのγ補正テーブルの特性設定が変更制御される。すなわち、通常撮影モード、及び、スルー画モードにおいては、スイッチＳＷ２がＣＣＤデータを取り込む接点側に制御されるとともに、γ補正回路（非線形処理手段）２１ｂのγ補正テーブルが非線形特性を有するように設定される。また、特殊撮影モードにおいて、暗電圧成分を除去する処理においては、スイッチＳＷ２がＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）を取り込む接点側に制御されるとともに、γ補正回路２１ｂのγ補正テーブルが線形特性を有するように設定される。さらに、暗電圧成分を除去した後においては、スイッチＳＷ２が信号経路Ｌｎ３を介して入力される画像データを取り込む接点側に制御されるとともに、γ補正回路（第２の非線形処理手段）２１ｂのγ補正テーブルが非線形特性を有するように設定される。

以下に、特殊撮影モードにおける具体的な処理動作について、図１１のフローチャートを参照して説明する。なお、必要に応じて、図４に示したフローチャートチャートを参照する。
・スルー動作
まず、図１１（ａ）に示すように、電子スチルカメラの使用者がキー入力部５０に備えられたモードスイッチ（撮影モード設定手段）を記録（ＲＥＣ）モードに切り替えた後に、ＬＣＤ４０に表示されるメニューの中から特殊撮影モードを選択すると、メカシャッタ１２が開状態となり、ＣＰＵ（第３の撮影制御手段）６０においてスルー画モードが設定される（Ｓ４０１）。このとき、ＣＰＵ６０から制御信号が出力されて、スイッチＳＷ２がＣＣＤデータを取り込む接点側に制御される（Ｓ４０２）とともに、γ補正回路２１ｂのγ補正テーブルが非線形特性を有するように設定される（Ｓ４０３）。そして、スルー画モードにおいては、図４に示した処理動作（Ｓ２０２からＳ２０９）と同様に、所定の露出時間Ｔ０の経過毎に、被写体像に基づくＣＣＤデータが取り込まれ、γ補正回路２１ｂによる非線形γ補正処理や、カラープロセス回路２２による色信号処理等が施されて取得された１画面分の画像データ（第３の画像データ）が、ＬＣＤ（表示手段）４０にスルー画像（ファインダ画像）として表示出力される。

・キャプチャー動作
次いで、図４に示したキャプチャー動作（Ｓ２１０からＳ２２５）と同様に、ＬＣＤ４０に所望の構図を有するスルー画像が表示された時点で、キー入力部５０に備えられたシャッターキーを“半押し”することにより、ＣＰＵ６０（第１の撮影制御手段、第２の撮影制御手段、禁止手段）が記録動作の開始を検知して制御信号を出力し、γ補正回路２１ｂのγ補正テーブルが線形特性を有するように変更設定する。また、被写体の撮影環境から取得される情報に基づいて露出時間Ｔ１と焦点が設定される。
以下、上述した第１の実施形態における処理動作と同様に、メカシャッタ１２が開状態におけるＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１：第１の画像データ）と、閉状態におけるＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ２：第２の画像データ）を取り込んで、γ補正回路２１ｂにより線形γ補正処理を行い、さらに、ＣＰＵ（判定手段）６０により取り込んだＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ２）中の画素データが所定レベル以上の白キズであるか否か、その画素データに対応するＤＡＴＡ１中の画素データのレベルが飽和状態にあるか否かを判定して、ＣＰＵ（画像補正手段）６０による減算処理（暗出力成分を除去する補正処理）の実行の要否を決定する。そして、減算処理の実行要否の判定に基づいて暗出力成分が除去された画像データは、ビデオトランスファー回路２３を介して、たとえば、バッファメモリ３１に一時的に記憶される。

上記補正処理が１画面分の全画素について終了すると、図１１（ｂ）に示すように、ＣＰＵ６０から制御信号が出力されて、スイッチＳＷ２が信号経路Ｌｎ３を介してバッファメモリ３１に記憶された画像データを取り込む接点側に制御されるとともに（Ｓ４１１）、γ補正回路２１ｂのγ補正テーブルが非線形特性を有するように変更設定される（Ｓ４１２）。バッファメモリ３１に記憶された画像データは、ビデオトランスファー回路２３及び信号経路Ｌｎ３を介して、γ補正回路（第２の非線形処理手段）２１ｂに取り込まれ、ステップＳ４１２において非線形特性を有するように設定されたγ補正テーブルに基づいて、非線形γ補正処理（Ｓ４１３）が実行される。以後、図４に示したキャプチャー動作（Ｓ２２７からＳ２３０）と同様に、所定の色信号処理、ＪＰＥＧ符号化等の圧縮処理が施された後、フラッシュメモリ３２にキャプチャー画像として記録される。引き続き撮影を継続する場合には、再度、スルー画モードが設定されることにより、図１１（ａ）に示したように、スイッチＳＷ２がＣＣＤデータを取り込む接点側に制御されるとともに、γ補正回路２１ｂのγ補正テーブルが非線形特性を有するように設定変更される。

これにより、暗電圧成分を除去する補正処理の後に、γ補正テーブルが非線形特性に設定されたγ補正回路２１ｂａに、再び、画像データを取り込んで非線形γ補正を施すことができ、ソフトウェア的な非線形γ補正を行う必要がなくなるので、ＣＰＵ６０の制御処理上の負担を軽減することができる。
なお、通常撮影モードにおいては、図３に示したフローチャートと同等の動作処理が実行され、スルー画モードが設定された時点（Ｓ１０１）で、ＣＰＵ６０から制御信号が出力されて、スイッチＳＷ２がＣＣＤデータを取り込む接点側に固定的に制御されるとともに、γ補正回路２１ｂのγ補正テーブルが非線形特性を有するように固定的に設定されることにより、良好にスルー動作及びキャプチャー動作が実行される。

＜第４の実施形態＞
次に、本発明に係る撮像装置の第４の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１２は、本発明に係る撮像装置の第４の実施形態の要部構成を示すブロック図であり、図１３は、本発明に係る撮像装置の第４の実施形態の主要処理動作を示すフローチャートである。なお、上述した実施形態と同等の構成又は処理動作については、同一の符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
図１２に示すように、本実施形態に係る撮像装置は、上述した第１の実施形態の構成（図１）に加え、被写体像の撮影時、又は、電気信号（ＣＣＤデータ）の取り込み時におけるＣＣＤ１３周辺の温度情報を検出する温度センサ（温度検出手段）８０を備えたことを特徴としている。
ここで、温度センサ８０は、ＣＣＤ１３周辺の温度情報を検出してＣＰＵ６０に出力し、ＣＰＵ（補正制御手段）６０は、検出された温度に基づいて、第１の実施形態に示した暗電圧成分を除去する補正処理（図４のステップＳ２１１からＳ２２５）を実行するか否かを制御する。

具体的には、図４のステップＳ２０１からＳ２１０と同等のスルー動作が実行され、ステップＳ２１０のシャッターキーの半押しにより、図１３のフローチャートに示すように、温度センサ８０からの温度情報をＣＰＵ６０が受け取り（Ｓ５０１）、検出された温度とあらかじめ設定された基準温度を比較する（Ｓ５０２）。そして、暗電圧が増大する程度の温度変化を検出した場合には、画像データに含まれる暗電圧成分の影響が大きいものと判定して、ＣＰＵ（画像補正手段）６０により暗電圧成分を除去する上記補正処理（図４のステップＳ２１１からＳ２２５）を実行する。
一方、温度変化がないか、あるいは、比較的小さく、暗電圧の影響が大きくない場合には、上記補正処理を実行せず、図３に示した通常撮影モードにおけるキャプチャー動作（図３のステップＳ１１１からＳ１１６）を実行する。
これは、前述したように、約８℃度の温度上昇により暗電圧が２倍に増大するという暗電圧の温度依存性の影響を抑制するためのものである。なお、白キズも同様の温度依存性を有していることが知られているので、かかる工夫により、白キズの影響も回避できる。したがって、撮影時の環境変化（温度変化）に応じて補正処理の有無を切り換えることができるので、ＣＰＵ６０の制御処理上の負担を軽減することができる。

＜第５の実施形態＞
次に、本発明に係る撮像装置の第５の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１４は、本発明に係る撮像装置の第５の実施形態の主要処理動作を示すフローチャートである。なお、上述した実施形態と同等の構成又は処理動作については、同一の符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
本実施形態に係る撮像装置は、上述した実施形態の構成（図１）において、ＣＰＵ６０にＣＣＤ１３を駆動する電荷蓄積期間の監視機能（電荷蓄積期間判定手段）を設けたことを特徴としている。
ＣＰＵ（補正制御手段）６０は、撮影時のＣＣＤ１３の電荷蓄積期間、すなわち、露光時間に基づいて、第１の実施形態に示した補正処理（図４のステップＳ２１１からＳ２２５）を実行するか否かを制御する。

具体的には、図１４のフローチャートに示すように、ステップＳ２１０のシャッターキーの半押し状態で露光時間Ｔ１を設定し（Ｓ６０１）、該露光時間Ｔ１とあらかじめ設定された基準時間を比較する（Ｓ６０２）。そして、設定された露光時間Ｔ１が暗電圧が増大する程度の露光時間の変化があると判定した場合には、画像データに含まれる暗電圧成分の影響が大きいものと判定して、γ補正回路２１のγ補正テーブルを線形特性を有するように設定変更して（Ｓ６０３）、ＣＰＵ（画像補正手段）６０により暗電圧成分を除去する上記補正処理（図４のステップＳ２１３からＳ２２５）を含むキャプチャー動作（図４のステップＳ２１３からＳ２３０）を実行する。
一方、露光時間が基準値と同一か、あるいは、近似している場合には、上記補正処理を実行せず、図３に示した通常撮影モードにおけるキャプチャー動作（図３のステップＳ１１２からＳ１２１）を実行する。
これは、前述したように、暗電圧が露光時間に依存して増大するという特性の影響を抑制するためのものである。なお、白キズも同様の露光時間依存性を有していることが知られているので、かかる工夫により、白キズの影響も回避できる。したがって、撮影時の環境変化（露光時間の変化）に応じて補正処理の有無を切り換えることができるので、ＣＰＵ６０の制御処理上の負担を軽減することができる。

＜第６の実施形態＞
次に、本発明に係る撮像装置の第６の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１５は、本発明に係る撮像装置の第６の実施形態の主要処理動作を示すフローチャートである。なお、上述した実施形態と同等の構成又は処理動作については、同一の符号を付して、その説明を省略又は簡略化する。
本実施形態に係る撮像装置は、上述した実施形態の構成（図１）において、ＣＰＵ６０に、第１の実施形態に示した補正処理（図４のステップＳ２１１からＳ２２５）を施された画像データ中に存在する孤立点を検出する機能を設けたことを特徴としている。
ＣＰＵ（判定手段）６０は、上記補正処理（図４のステップＳ２１１からＳ２２５）後の画像データ中に含まれるデータレベルが突出した画素（孤立点；明時白黒キズ又は暗時白キズ）を検出し、その検出結果に基づいて、孤立点の画素データを補正する処理を行う。

具体的には、図４のステップＳ２２１からＳ２２５のＤＡＴＡ１とＤＡＴＡ２の減算処理の後に生成される画像データに対して、図１５のフローチャートに示すように、データレベルが周囲の画素に比較して突出した孤立点を検出する（Ｓ７０１）。そして、ＣＰＵ６０により検出された孤立点の画素データを不良データと判定して、当該孤立点のアドレスに基づいて隣接する画素データにより置換する処理を行う（Ｓ７０２）。以後、図４に示したキャプチャー動作（Ｓ２２６からＳ２３０）と同様に、非線形γ補正処理、所定の色信号処理、ＪＰＥＧ符号化等の圧縮処理が施された後、フラッシュメモリ３２にキャプチャー画像として記録される。
これにより、上述した暗電圧成分を除去する補正処理（減算処理）の対象とならず、かつ、不良なデータレベルを有する画素データ、たとえば、ＤＡＴＡ１の画素データが所定レベル以上であって、かつ、ＤＡＴＡ１のデータレベルが飽和状態にあると判定された画素データについても、孤立点と判定されて補正処理（置換処理）され、適正な被写体像の撮影及び画像記録を行うことができる。

なお、上述した各実施形態においては、ＤＡＴＡ１に含まれる暗出力成分を除去する補正処理の手法として、ＣＰＵ６０によりγ補正処理を禁止した状態で、メカシャッタ１２を開駆動して取り込んだ被写体像のＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ１）から、メカシャッタ１２を閉駆動して取り込んだＣＣＤデータ（ＤＡＴＡ２）を、ＣＰＵ６０内部で演算処理（減算処理）する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の補正処理の手法、たとえば、ソフトウェア的な処理や、減算回路を用いたハードウェア的な処理により暗出力成分を除去する処理方法を適用するものであってもよい。

以上、説明したように、本発明に係る撮像装置及びその信号処理方法は、次のような特徴及び作用効果を有している。
すなわち、本発明に係る撮像装置は、入射光に応じた電荷を蓄積し、該蓄積電荷を電気信号に変換して出力するイメージセンサと、前記イメージセンサへの入射光路を開閉する光路開閉手段と、前記光路開閉手段の開閉動作を制御する開閉制御手段と、前記イメージセンサから出力される前記電気信号に、少なくとも所定の特性を有するγ補正テーブルに基づいてγ補正処理を行うとともに、前記電気信号に基づいて画素データを生成する信号処理手段と、１画面分の前記画素データを画像データとして格納する記憶手段と、を有する撮像装置において、前記開閉制御手段により、前記光路開閉手段を開状態に保持し、前記イメージセンサから出力される前記電気信号に基づいて生成される第１の画素データ（ＤＡＴＡ１）と、前記光路開閉手段を閉状態に保持し、前記イメージセンサから出力される前記電気信号に基づいて生成される第２の画素データ（ＤＡＴＡ２）とに基づいて、前記第１の画素データに含まれる、前記イメージセンサによる暗出力成分を除去する補正を行う補正処理手段を備えたことを特徴としている。

したがって、本発明に係る撮像装置によれば、光路開閉手段を開状態に保持し、イメージセンサから出力される電気信号に基づいて第１の画素データを生成し、電荷蓄積期間の経過後、光路開閉手段を閉状態に保持し、先の電荷蓄積期間と同一の電荷蓄積期間にイメージセンサから出力される電気信号に基づいて第２の画素データを生成し、第２の画素データにより第１の画素データに含まれる暗出力成分を除去する補正を行うように構成されているので、イメージセンサを構成する各光電変換素子が有する固有の暗出力成分を、撮影の度に除去して、暗出力に伴う表示画質の劣化を良好に抑制することができ、従来、電子スチルカメラにおいて適用が困難とされていた夜景の撮影や長時間の露光によっても、暗出力成分の画像データへの混入を抑制して、電子スチルカメラの動作特性の向上を図ることができる。

また、本発明に係る撮像装置は、上記撮像装置の構成において、前記補正処理手段は、前記第１の画素データ（ＤＡＴＡ１）から前記第２の画素データ（ＤＡＴＡ２）を減算する処理を行い、前記第１の画素データに含まれる前記暗出力成分を除去することを特徴としている。
したがって、本発明に係る撮像装置によれば、第１の画素データから第２の画素データを減算するという簡易な処理方法により、ＣＣＤの暗出力の影響を抑制することができるので、ＣＰＵ等への負荷を軽減しつつ、良好な表示画質を実現することができる。

また、本発明に係る撮像装置は、上記撮像装置の構成において、前記補正処理手段は、前記第２の画素データ（ＤＡＴＡ２）に白キズ成分が含まれるか否かを判定し、該判定結果に基づいて前記減算処理を行うことを特徴としている。
また、上記撮像装置の構成において、前記補正処理手段は、前記第１の画素データ（ＤＡＴＡ１）のレベルが飽和状態にあるか否かを判定し、該判定結果に基づいて前記減算処理を行うことを特徴としている。
したがって、本発明に係る撮像装置によれば、第２の画素データに白キズ成分が含まれるか否か、また、第２の画素データの白キズに対応する第１の画素データのレベルが飽和状態にあるか否かを判定することにより、上記減算処理に先立って、暗出力成分を把握することができるので、不必要な補正処理を抑制して、ＣＰＵの負荷や処理時間の軽減を図ることができる。

また、本発明に係る撮像装置は、上記撮像装置の構成において、前記信号処理手段は、前記第１及び第２の画素データ（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）の生成に際し、線形特性を有するγ補正テーブルに基づいて、前記電気信号にγ補正処理を行うことを特徴としている。
したがって、本発明に係る撮像装置によれば、第１及び第２の画素データの生成に際し、線形γ補正処理を行うことにより、第１及び第２の画素データに含まれる暗出力成分を均一化することができるので、上記減算処理により、第１の画素データから良好に暗出力成分を除去することができ、良好な表示画質を実現することができる。

また、本発明に係る撮像装置は、上記撮像装置の構成において、前記信号処理手段は、前記γ補正テーブルの特性設定が変更可能に構成されていることを特徴としている。
したがって、本発明に係る撮像装置によれば、γ補正テーブルの特性設定を変更することにより、スルー動作時には非線形γ補正を行い、キャプチャー動作時には線形γ補正を行うことができるので、表示画質が重視されるキャプチャー動作時に画素データに含まれる暗出力成分を良好に除去することができる。
また、本発明に係る撮像装置は、上記撮像装置の構成において、前記補正処理手段は、前記第１の画素データ（ＤＡＴＡ１）に含まれる前記暗出力成分を除去する補正処理を行った後、前記第１の画素データ（ＤＡＴＡ１）に非線形特性を有するγ補正テーブルに基づいて、前記電気信号にγ補正処理を行うことを特徴としている。
したがって、本発明に係る撮像装置によれば、第１の画素データに含まれる暗出力成分を除去した後、第１の画素データに通常の非線形γ補正を行うことにより、補正処理を行った画素データと、補正処理を行わなかった画素データとを同等に扱うことができるので、従来と同等の処理により画像データを表示出力することができる。

また、本発明に係る撮像装置は、上記撮像装置の構成において、前記イメージセンサ周辺の温度を検出する温度検出手段を備え、前記イメージセンサから前記電気信号を出力する際に、前記温度検出手段により検出された前記温度に基づいて、前記補正処理手段による補正処理を実行するか否かを制御することを特徴としている。
したがって、本発明に係る撮像装置によれば、イメージセンサ周辺の温度を検出する温度検出手段を備え、撮影時に検出された温度に基づいて、上記補正処理を実行するか否かを制御することにより、暗出力成分の温度依存性に対応することができるので、不必要な補正処理を抑制して、ＣＰＵの負荷や処理時間の軽減を図ることができる。

また、本発明に係る撮像装置は、上記撮像装置の構成において、前記イメージセンサの電荷蓄積期間を判定する蓄積期間判定手段を備え、前記イメージセンサから前記電気信号を出力する際に、前記蓄積期間判定手段により判定された前記電荷蓄積期間に基づいて、前記補正処理手段による補正処理を実行するか否かを制御することを特徴としている。
したがって、本発明に係る撮像装置によれば、イメージセンサの電荷蓄積期間を判定する蓄積期間判定手段を備え、判定された電荷蓄積期間に基づいて、上記補正処理を実行するか否かを制御することにより、暗出力成分の露出時間依存性に対応することができるので、不必要な補正処理を抑制して、ＣＰＵの負荷や処理時間の軽減を図ることができる。

また、本発明に係る撮像装置は、上記撮像装置の構成において、前記補正処理手段により前記第１の画素データ（ＤＡＴＡ１）に含まれる前記暗出力成分を除去する補正処理を行った後、前記画像データを構成する１画面分の前記第１の画素データ（ＤＡＴＡ１）のうち、突出したデータレベルを有する画素データを検出する孤立点検出手段を備え、前記孤立点検出手段により検出された前記画素データを隣接データにより置換する処理を行うことを特徴としている。
したがって、本発明に係る撮像装置によれば、補正処理後の画像データに含まれる孤立点を検出する孤立点検出手段を備え、検出された孤立点を隣接データにより置換する処理を行うことにより、上記補正処理の対象にならなかった画素データを検出して補正することができるので、より一層表示画質の向上を図ることができる。

そして、本発明に係る撮像装置の信号処理方法は、入射光に応じた電荷を蓄積し、該蓄積電荷を電気信号に変換して出力するイメージセンサと、前記イメージセンサへの入射光路を開閉する光路開閉手段と、前記光路開閉手段の開閉動作を制御する開閉制御手段と、前記イメージセンサから出力される前記電気信号に、少なくとも所定の特性を有するγ補正テーブルに基づいてγ補正処理を行うとともに、前記電気信号に基づいて１画面分の画素データを生成する信号処理手段と、前記画像データを格納する記憶手段と、を有する撮像装置の信号処理方法において、前記開閉制御手段により、前記光路開閉手段を開状態に保持し、電荷蓄積期間に前記イメージセンサから出力される前記電気信号に基づいて第１の画素データ（ＤＡＴＡ１）を生成する第１のステップと、前記電荷蓄積期間の経過後、前記光路開閉手段を閉状態に保持し、前記電荷蓄積期間と同一の電荷蓄積期間に前記イメージセンサから出力される前記電気信号に基づいて第２の画素データ（ＤＡＴＡ２）を生成する第２のステップと、前記記憶手段に格納された前記第１及び第２の画素データ（ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２）に基づいて、前記第１の画素データ（ＤＡＴＡ１）に含まれる、前記イメージセンサによる暗出力成分を除去する補正を行う第３のステップと、を含むことを特徴としている。

したがって、本発明に係る撮像装置の信号処理方法によれば、光路開閉手段を開状態に保持し、イメージセンサから出力される電気信号に基づいて第１の画素データを生成し、電荷蓄積期間の経過後、光路開閉手段を閉状態に保持し、先の電荷蓄積期間と同一の電荷蓄積期間にイメージセンサから出力される電気信号に基づいて第２の画素データを生成し、第２の画素データにより第１の画素データに含まれる暗出力成分を除去する補正を行うので、イメージセンサを構成する各光電変換素子が有する固有の暗出力成分を、撮影の度に除去して、暗出力に伴う表示画質の劣化を良好に抑制することができ、従来、電子スチルカメラにおいて適用が困難とされていた夜景の撮影や長時間の露光によっても、暗出力成分の画像データへの混入を抑制して、電子スチルカメラの動作特性の向上を図ることができる。

また、本発明に係る撮像装置の信号処理方法は、上記信号処理方法において、前記第３のステップは、前記第１の画素データ（ＤＡＴＡ１）から前記第２の画素データ（ＤＡＴＡ２）を減算する処理を行い、前記第１の画素データに含まれる前記暗出力成分を除去することを特徴としている。
したがって、本発明に係る撮像装置の信号処理方法によれば、第１の画素データから第２の画素データを減算するという簡易な処理方法により、ＣＣＤの暗出力の影響を抑制することができるので、ＣＰＵ等への負荷を軽減しつつ、良好な表示画質を実現することができる。
また、本発明に係る撮像装置の信号処理方法は、上記信号処理方法において、前記第３のステップは、前記第２の画素データ（ＤＡＴＡ２）に含まれる白キズ成分に基づいて、前記減算処理を実行するか否かが制御されることを特徴としている。
したがって、本発明に係る撮像装置の信号処理方法によれば、第２の画素データに白キズ成分が含まれるか否か、また、第２の画素データの白キズに対応する第１の画素データのレベルが飽和状態にあるか否かを判定することにより、上記減算処理に先立って、暗出力成分を把握することができるので、不必要な補正処理を抑制して、ＣＰＵの負荷や処理時間の軽減を図ることができる。

また、本発明に係る撮像装置の信号処理方法は、上記信号処理方法において、前記第１及び第２のステップに先立って、前記信号処理手段に線形特性を有するγ補正テーブルを設定するステップを含むことを特徴としている。
したがって、本発明に係る撮像装置の信号処理方法によれば、第１及び第２の画素データの生成に際し、線形γ補正処理を行うことにより、第１及び第２の画素データに含まれる暗出力成分を均一化することができ、上記減算処理により、第１の画素データから良好に暗出力成分を除去することができるので、良好な表示画質を実現することができる。

また、本発明に係る撮像装置の信号処理方法は、上記信号処理方法において、前記第３のステップによる、前記第１の画素データ（ＤＡＴＡ１）に含まれる前記暗出力成分を除去する補正処理を行った後、前記第１の画素データ（ＤＡＴＡ１）に非線形特性を有するγ補正テーブルに基づいて、前記電気信号にγ補正処理を行うステップを含むことを特徴としている。
したがって、本発明に係る撮像装置の信号処理方法によれば、第１の画素データに含まれる暗出力成分を除去した後、第１の画素データに通常の非線形γ補正を行うことにより、補正処理を行った画素データと、補正処理を行わなかった画素データとを同等に扱うことができるので、従来と同等の処理により画像データを表示出力することができる。

また、本発明に係る撮像装置の信号処理方法は、上記信号処理方法において、前記第１及び第２のステップに先立って、前記イメージセンサから出力される前記電気信号に基づいて画像データを生成するステップを含み、該ステップは、前記信号処理手段に非線形特性を有するγ補正テーブルに基づいて、前記電気信号にγ補正処理を行うことを特徴としている。
したがって、本発明に係る撮像装置の信号処理方法によれば、スルー動作時には、画像データの生成に際し、非線形γ補正を施すことにより、被写体の構図を設定するためのスルー画像へのＣＰＵの負荷や処理時間の軽減を図ることができ、動作特性に優れた電子スチルカメラを提供することができる。

本発明に係る撮像装置の第１の実施形態の概略構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る撮像装置に適用されるｎ列×ｍ行の画素を有するＣＣＤの概略構成図である。 第１の実施形態に係る撮像装置における通常撮影モードの処理動作を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る撮像装置における特殊撮影モードの処理動作を示すフローチャートである。 非線形γ補正処理を施した場合の減算処理の効果を示す図である。 線形γ補正処理を施した場合の減算処理の効果を示す図である。 γ補正処理回路を含む信号処理用ＬＳＩの概略構成を示すブロック図である。 本発明に係る撮像装置の第２の実施形態の要部構成を示すブロック図である。 本発明に係る撮像装置の第２の実施形態の主要処理動作を示すフローチャートである。 本発明に係る撮像装置の第３の実施形態の要部構成を示すブロック図である。 本発明に係る撮像装置の第３の実施形態の主要処理動作を示すフローチャートである。 本発明に係る撮像装置の第４の実施形態の要部構成を示すブロック図である。 本発明に係る撮像装置の第４の実施形態の主要処理動作を示すフローチャートである。 本発明に係る撮像装置の第５の実施形態の主要処理動作を示すフローチャートである。 本発明に係る撮像装置の第６の実施形態の主要処理動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１１ 写真レンズ
１２ メカシャッタ
１３ ＣＣＤ（撮像手段、イメージセンサ）
１４ ＣＤＳ
１５ Ａ／Ｄ
１６ アクチュエータ
２１、２１ａ γ補正回路（非線形処理手段）
２１ｂ γ補正回路（第２の非線形処理手段）
２２ カラープロセス回路
２３ ビデオトランスファー回路
２４ 圧縮・伸長回路
２５ ディジタルビデオエンコーダ
３１ バッファメモリ
３２ フラッシュメモリ
４０ ＬＣＤ（表示手段）
５０ キー入力部（撮影モード設定手段）
６０ ＣＰＵ（第１の撮影制御手段、第２の撮影制御手段、第３の撮影制御手段、画像補正手段、禁止手段、判定手段、第２の非線形処理手段、補正制御手段、電荷蓄積期間判定手段）
８０ 温度センサ（温度検出手段）

Claims (17)

1. 入射光に応じた電荷を蓄積し、該蓄積電荷を画像データに変換して出力する撮像手段と、
   この撮像手段への入射光路を開とした状態で、前記撮像手段から出力された第１の画像データを取得する第１の撮影制御手段と、
   前記撮像手段への入射光路を閉とした状態で、前記撮像手段から出力された第２の画像データを取得する第２の撮影制御手段と、
   前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データから前記第２の撮影制御手段により取得された第２の画像データを減算する処理を行うことにより、前記第１の画像データの補正を行う画像補正手段と、
   前記撮像手段周辺の温度を検出する温度検出手段と、
   この温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を行う必要性があるか否かを判断する第１の判断手段と、
   前記第２の撮影制御手段により取得された第２の画像データ中の各画素データについて所定レベル以上の画素データであるか否かを判断する第２の判断手段と、
   前記第１の判断手段により前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断され、且つ前記第２の判断手段により所定レベル以上の画素データであると判断された場合、所定レベル以上と判断された画素データを前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を前記画像補正手段に行わせることにより、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を実行させる第１の制御手段と、
   前記第１の判断手段により前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断され、且つ前記第２の判断手段により所定レベル以上の画素データでないと判断された場合、所定レベル以上でないと判断された画素データを前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を前記画像補正手段に行わせないことにより、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を禁止する第２の制御手段と、
   前記第１の判断手段により前記第１の画像データの補正を行う必要性がないと判断された場合、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を禁止する第３の制御手段と、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記第１の判断手段は、前記温度検出手段により検出された温度が基準温度以上か否かを判断し、前記基準温度以上と判断された場合に前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 入射光に応じた電荷を蓄積し、該蓄積電荷を画像データに変換して出力する撮像手段と、
   この撮像手段への入射光路を開とした状態で、前記撮像手段から出力された第１の画像データを取得する第１の撮影制御手段と、
   前記撮像手段への入射光路を閉とした状態で、前記撮像手段から出力された第２の画像データを取得する第２の撮影制御手段と、
   前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データから前記第２の撮影制御手段により取得された第２の画像データを減算する処理を行うことにより、前記第１の画像データの補正を行う画像補正手段と、
   前記撮像手段の電荷蓄積時間を判定する電荷蓄積時間判定手段と、
   この蓄積時間判定手段により判定された電荷蓄積時間に基づいて、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を行う必要性があるか否かを判断する第１の判断手段と、
   前記第２の撮影制御手段により取得された第２の画像データ中の各画素データについて所定レベル以上の画素データであるか否かを判断する第２の判断手段と、
   前記第１の判断手段により前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断され、且つ前記第２の判断手段により所定レベル以上の画素データであると判断された場合、所定レベル以上と判断された画素データを前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を前記画像補正手段に行わせることにより、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を実行させる第１の制御手段と、
   前記第１の判断手段により前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断され、且つ前記第２の判断手段により所定レベル以上の画素データでないと判断された場合、所定レベル以上でないと判断された画素データを前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を前記画像補正手段に行わせないことにより、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を禁止する第２の制御手段と、
   前記第１の判断手段により前記第１の画像データの補正を行う必要性がないと判断された場合、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を禁止する第３の制御手段と、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
4. 被写体の撮影環境から取得される情報に基づいて前記撮像手段の電荷蓄積時間を設定する設定手段を備え、
   前記電荷蓄積時間判定手段は、前記設定手段により設定された電荷蓄積時間を判定することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
5. 前記第１の判断手段は、前記電荷蓄積時間判定手段により判定された電荷蓄積時間が基準時間以上か否かを判断し、前記基準時間以上と判断された場合に前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断することを特徴とする請求項３又は４記載の撮像装置。
6. 前記第１の判断手段により前記第１の画像データの補正を行う必要性がないと判断された場合、前記第２の撮影制御手段による第２の画像データの取得を禁止する第４の制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の撮像装置。
7. 撮影モードとして特殊撮影モードを設定する撮影モード設定手段を備え、
   前記第４の制御手段は、前記撮影モード設定手段により特殊撮影モードが設定されており、且つ前記第１の判断手段により前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断された場合、前記第２の撮影制御手段による第２の画像データの取得を実行させる手段と、
   前記撮影モード設定手段により特殊撮影モードが設定されていない場合、および前記撮影モード設定手段により特殊撮影モードが設定されており、且つ前記第１の判断手段により前記第１の画像データの補正を行う必要性がないと判断された場合、前記第２の撮影制御手段による第２の画像データの取得を禁止する手段とを含むことを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
8. 前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データ中の各画素データについて飽和状態にあるか否かを判断する第３の判断手段を備え、
   前記第１の制御手段は、前記第１の判断手段により前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断され、且つ前記第２の判断手段により所定レベル以上の画素データであると判断され、且つ前記第３の判断手段により飽和状態にないと判断された場合、飽和状態にないと判断された画素データに対応する画素データであって、所定レベル以上と判断された画素データを、前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を前記画像補正手段に行わせることにより、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を実行させ、
   前記第２の制御手段は、前記第１の判断手段により前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断されるとともに、前記第２の判断手段により所定レベル以上の画素データでないと判断されるか、又は前記第３の判断手段により飽和状態にあると判断された場合、飽和状態にあると判断された画素データに対応する画素データ又は所定レベル以上でないと判断された画素データを、前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を前記画像補正手段に行わせないことにより、前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を禁止することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の撮像装置。
9. 前記画像補正手段により補正された第１の画像データをメモリに記録する記録制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の撮像装置。
10. 前記画像補正手段により補正された第１の画像データを圧縮する圧縮手段を備え、
    前記記録制御手段は、前記圧縮手段により圧縮された第１の画像データをメモリに記録することを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
11. 前記記録制御手段は、前記第１の判断手段により前記画像補正手段による前記第１の画像データの補正を行う必要性がないと判断された場合、および前記第２の判断手段により全ての画素データが所定レベル以上の画素データでないと判断された場合、前記第１の撮影制御手段により取得された第１の画像データをメモリに記録する手段を含むことを特徴とする請求項９又は１０記載の撮像装置。
12. 前記画像補正手段により補正された第１の画像データ中に存在する孤立点の画素データを検出する検出手段と、
    この検出手段により検出された孤立点の画素データを補正する画素補正手段とを更に備えたことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の撮像装置。
13. 前記画素補正手段は、前記検出手段により検出された孤立点の画素データを隣接する画素データにより置換する手段を含むことを特徴とする請求項１２記載の撮像装置。
14. 前記第１及び第２の撮影制御手段による前記第１及び第２の画像データの取得を、連続的に行なわせる第３の撮影制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の撮像装置。
15. 前記撮像手段への入射光路を開閉する光路開閉手段を備え、
    前記第１の撮影制御手段は、
    前記光路開閉手段を用いて前記撮像手段への入射光路を開とし、
    前記第２の撮影制御手段は、
    前記光路開閉手段を用いて前記撮像手段への入射光路を閉とすることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の撮像装置。
16. イメージセンサへの入射光路を開とした状態で、前記イメージセンサから出力された第１の画像データを取得する工程と、
    前記イメージセンサへの入射光路を閉とした状態で、前記イメージセンサから出力された第２の画像データを取得する工程と、
    温度検出センサにより検出された温度に基づいて、前記第１の画像データの補正を行う必要性があるか否かを判断する工程と、
    前記第２の画像データ中の各画素データについて所定レベル以上の画素データであるか否かを判断する工程と、
    前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断され、且つ所定レベル以上の画素データであると判断された場合、所定レベル以上と判断された画素データを前記第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を行う工程と、
    前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断され、且つ所定レベル以上の画素データでないと判断された場合、所定レベル以上でないと判断された画素データを前記第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を禁止する工程と、
    前記第１の画像データの補正を行う必要性がないと判断された場合、前記第１の画像データから前記第２の画像データを減算する処理を禁止する工程と、
    からなる撮像装置の信号処理方法。
17. イメージセンサへの入射光路を開とした状態で、前記イメージセンサから出力された第１の画像データを取得する工程と、
    前記イメージセンサへの入射光路を閉とした状態で、前記イメージセンサから出力された第２の画像データを取得する工程と、
    前記イメージセンサの電荷蓄積時間に基づいて、前記第１の画像データの補正を行う必要性があるか否かを判断する工程と、
    前記第２の画像データ中の各画素データについて所定レベル以上の画素データであるか否かを判断する工程と、
    前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断され、且つ所定レベル以上の画素データであると判断された場合、所定レベル以上と判断された画素データを前記第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を行う工程と、
    前記第１の画像データの補正を行う必要性があると判断され、且つ所定レベル以上の画素データでないと判断された場合、所定レベル以上でないと判断された画素データを前記第１の画像データ中における対応する画素データから減算する処理を禁止する工程と、
    前記第１の画像データの補正を行う必要性がないと判断された場合、前記第１の画像データから前記第２の画像データを減算する処理を禁止する工程と、
    からなる撮像装置の信号処理方法。

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