JP4388146B2 - デジタルカメラ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、撮像素子を使用し、その撮像素子より被写体像を取込む、デジタルカメラに関し、より詳細には固体撮像素子を用いたデジタルカメラに発生する固定パターンノイズを除去したデジタルカメラに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子撮像装置に於いて、従来より用いられているCCD等の撮像素子では、光を受光していない状態でも電流が発生することがあり、このような電流が発生する主たる要因の一つは暗電流と称されるものである。
【0003】
この暗電流は、半導体の熱励起による電子−正孔対の発生に起因するものであり、その発生要因もあらゆる欠陥に起因し、発生も素子毎に不均一であって固定パターンとして現れ、これがデバイス感度とダイナミックレンジを制限していた。
【0004】
この暗電流は、光信号電荷の蓄積時間が長くなると影響が大きくなる性質を有しており、また、温度依存性が大きい性質がある。後者の温度依存性に関しては、例えば温度が8〜10℃程度上昇すると、一般にはその値が約2倍となる。
【0005】
このような暗電流の影響を軽減する手段として、撮像素子の一部に光学的遮光部分となるオプティカルブラック部(光学的な黒)を設けて、通常の露光部分からセンサ出力を得ると同時にこのオプティカルブラック部からも出力を得て、これらの出力を比較等することにより、遮光出力基準に黒レベルを固定(クランプ)する方法が用いられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の方法によれば、遮光された画素と略々同一の暗電流特性を有する露光部の画素に対しては、温度特性を含めて補正を行うことが可能であるが、固定パターンノイズや画素毎の暗電流の温度特性のぱらつきに対しては補正を行うことができない。
【0007】
そのため、例えば特開平8−51571号公報には、撮影のための撮像素子の積分を行い画像データを得た後に、撮像素子を遮光して積分を行い、暗出力の補正データを求め、画像データと暗出力の補正データから補正演算を行って、暗出力の補正を行う技術が開示されている。
【0008】
しかしながら、上述した特開平8−5171号公報の技術では、撮影後に暗出力の測定を行い、更に暗出力の補正演算を行う必要があるため、そのための時間が必要になる。したがって、次の撮影までの待ち時間が長くなるので、シャッタチャンスを逃す可能性がある。
【0009】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、撮影と撮影の間に発生する暗出力の補正演算にかかる時間により、撮影間隔が長くなることを防ぐことのできるデジタルカメラを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
すなわちこの発明は、撮影レンズからの光束を受光して被写体に対応した電気信号に変換するための撮像素子を有するデジタルカメラに於いて、上記撮像素子に対して露出を行い、上記撮像素子からの上記電気信号に基いて画像データを取得するための露出手段と、上記撮像素子への被写体光の透過若しくは遮光を制御する遮光手段と、上記撮像素子から得られた画像データを画像記録媒体に記録する記録手段と、上記遮光手段を遮光状態にして、上記撮像素子からの暗出力データを取得するための暗出力測定手段と、上記撮像素子の温度を測定するための測温手段と、上記画像データ及び上記暗出力データに、上記画像データ及び上記暗出力データの各々を取得した時の上記温度を表すデータを付与すると共に、上記画像データと、上記暗出力データの両方を上記画像記録媒体に記録するための制御手段と、を具備することを特徴とする。
【0012】
この発明は、撮影レンズからの光束を受光して被写体に対応した電気信号に変換するための撮像素子を有するデジタルカメラに於いて、露出手段により上記撮像素子に対して露出が行われて、上記撮像素子からの上記電気信号に基いて画像データが取得される。また、遮光手段によって、上記撮像素子への被写体光の透過若しくは遮光が制御され、上記撮像素子から得られる画像データは、記録手段によって画像記録媒体に記録される。そして、上記遮光手段が遮光状態にされて、上記撮像素子からの暗出力データが暗出力測定手段によって取得される。また、測温手段によって上記撮像素子の温度が測定される。そして、上記画像データ及び上記暗出力データに、上記画像データ及び上記暗出力データの各々を取得した時の上記温度を表すデータが制御手段によって付与される。更に、上記画像データと、上記暗出力データの両方は、制御手段により上記画像記録媒体に記録される。
【0014】
この発明によれば、撮像素子の各画素毎に異なる暗出力の補正を行うにあたり、暗出力の補正データをカメラ内部で求め、画像記録媒体に記録し、カメラ外部の演算装置で画像記録媒体に記録された、画像データと暗出力の補正データより、補正演算を行うようにした。したがって、撮影の間の待ち時間の中で、暗出力の補正演算にかかる時間を短縮することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
図1は、この発明の第1の実施の形態の構成を示すもので、デジタルカメラのブロック構成図である。
【0016】
図1に於いて、図示されない被写体像からの撮影光束が、撮影レンズ1及び光量を調節するための露出手段である絞り2を介して、図示矢印方向に回動可能なクイックリターンミラー3に導かれる。クイックリターンミラー3の中央部はハーフミラーになっており、該クイックリターンミラー3のダウン時に一部の光束が透過する。そして、この透過した光束は、クイックリターンミラー3に設置されたサブミラー4で反射され、AFセンサ5に導かれる。
【0017】
一方、クイックリターンミラー3で反射された撮影光束は、ペンタプリズム6、接眼レンズ7を介して撮影者の目に至る。
また、クイックリターンミラー3のアップ時には、上記撮影レンズ1からの光束は、光学的フィルタ9、フォーカルプレーンシャッタ10を介して撮像手段としてのCCD11に至る。上記光学的フィルタ9は、CCD11上で発生するモアレを対策するためのもので、光学的ローパスフィルタと赤外カットフィルタが貼り合わされて構成される。また、フォーカルプレーンシャッタ10は、先幕及び後幕を有して成るもので、撮影レンズ1からの光束を透過、遮断を制御する遮光手段である。
【0018】
尚、クイックリターンミラー3のアップ時には、サブミラー4は折り畳まれる。
CPU15は、システムコントローラとしての機能を有している。そして、このCPU15には、撮影レンズ1を光軸方向に移動してピント合わせを行うためのレンズ駆動機構16と、絞り2を駆動するための絞り駆動機構17と、クイックリターンミラー3のアップダウンの駆動を行うためのミラー駆動回路18と、シャッタチャージ機構19と、フォーカルプレーンシャッタ9の先幕、後幕の走行を制御するためのシャッタ制御回路20と、CCD11の近傍に設置された温度センサ21と、接眼レンズ7の近傍に設置された測光センサ22とが接続されている。
【0019】
上記フォーカルプレーンシャッタ9の先幕、後幕は、駆動源がバネにより構成されており、シャッタ走行後が次の動作のためにバネチャージが必要である。シャッタチャージ機構19は、そのバネチャージのために設けられている。
【0020】
また、上記CPU15には、画像データコントローラ25が接続されている。この画像データコントローラ25には、CCD11から出力される各画素に対応したアナログ信号に対して電圧増幅を行うための増幅器(AMP)26と、CCD11と共にタイミングパルス発生回路27で発生されたタイミングパルスを受けて、上記増幅器26からの出力信号をA/D変換するためのA/D変換回路28と、得られた画像データを一時的に記憶しておくための画像メモリ29と、画像モニタドライバ30と、画像記録回路32とが接続されている。
【0021】
上記画像データコントローラ25は、該CPU15からの命令に基いてタイミングパルス発生回路27を介してCCD11を駆動制御する。また、CCD11からのアナログ信号に対して適当な処理を行った後、画像モニタドライバ30を経由して画像モニタ31に表示したり、画像記録回路32を経由してカメラ内部に装填された記録手段としての画像データ記録媒体33に記録を行う。
【0022】
上記増幅器26は、CCD11から出力される各画素に対応したアナログ信号に対して電圧増幅を行うためのものである。この増幅器26は、CPU15からのゲインコントロール信号によって、増幅率が2段階に変更可能になっている。この増幅率を可変にする理由については、後述する。
【0023】
更に、CPU15には、カメラの撮影モード等を表示するための動作表示部35と、CPU15のI/Oポートに入力されているスイッチ状態により電源のオン、オフを切換えるカメラの電源スイッチであるパワースイッチ(PW SW)36と、図示されないレリーズ釦の第1ストロークによってオン状態になるファーストレリーズスイッチ(1R SW)37と、図示されないレリーズ釦の第2ストロークによってオン状態になるセカンドレリーズスイッチ(2R SW)38と、暗出力補正を行って画質を向上させるための撮影モード HQ(ハイクオリティ)モードを設定するためのハイクオリティモードスイッチ(HQM SW)39とが接続されている。
【0024】
ここで、上述した増幅器26の増幅率を可変にする理由について、図2を参照して説明する。
図2は、CCD11の画素内部のフォトダイオードセルの積分時間に対する積分電圧の関係を示した特性図である。
【0025】
図2に於いて、aは被写体が明るい場合の特性であり、bは被写体が暗い場合の特性を示している。そして、VS はフォトダイオードセルの飽和電圧レベルであり、VH は被写体が明るい場合の積分制御レベルである。測光センサ22の出力に応じて、CPU15に於いて露出演算が行われて、CCD11の露出時間(積分時間)が決定されるが、CCD11の積分レベルがVH になるように積分時間が決定される。したがって、図示aの被写体が明るい場合は、積分時間はT1 となる。
【0026】
一方、VL は被写体が暗い場合の積分制御レベルである。この場合、測光センサ22の出力に応じて、CPU15に於いて露出演算が行われてCCD11の露出時間(積分時間)が決定されるが、CCD11の積分レベルがVL になるように積分時間が決定される。
【0027】
被写体が暗い場合(図示b)に於いて、明るい場合(図示a)と同じように積分制御レベルをVH にすると、積分時間はT2 となりかなり長くなってしまう。それ故、実際の撮影に際して手ブレの問題が発生する。したがって、積分制御レベルをVH からVL にすることによって、積分時間をT2 からT3 に短縮することができる。
【0028】
【表1】
【0029】
上記表1により、露出演算で求められたシャッタ秒時SS(シフト前のSS)に対して、SS≦1/30secでは、積分制御レベルをVH にして、SSのシフトは行われない。したがって、SS′=SSとされる。ここで、SS′は実制御のシャッタ秒時である。また、増幅器26の増幅率はAとする。1/30<SSでは、積分制御レベルをVL にして、露出時間SSのシフトが行われる。SS′=SS×1/4とする。更に、増幅器26の増幅率は4×Aとする。
【0030】
図3は、増幅器26の内部構成を示した回路図である。
図3に於いて、オペアンプ261及び262の正入力端子側はCCD21からの入力電圧VINが供給され、負入力端子側は分圧抵抗R1、R2の接続点及びR3、R4の接続点に接続されている。そして、オペアンプ261及び262の出力端子は、アナログスイッチ263に接続されている。このアナログスイッチ263は、CPU15からのゲインコントロール信号に応じて、オペアンプ261及び262の出力を選択して、出力端子VOUT に接続するためのものである。
【0031】
また、上記分圧抵抗R3の抵抗値は抵抗R1と同じであり、抵抗R4の抵抗値は、R4=3R1+4R2の関係式で表される値となっている。したがって、オペアンプ261、分圧抵抗R1、R2で構成されている非反転増幅器は、増幅率をAとした場合に、オペアンプ262、分圧抵抗R3、R4で構成されている非反転増幅器は、増幅率は4×Aとなる。
【0032】
次に、このように構成されたデジタルカメラの動作について説明する。
図4は、この発明の第1の実施の形態の動作シーケンスを説明するフローチャートである。
【0033】
先ず、ステップS1にて、リセット・スタート後の初期設定により、内部メモリの初期化が行われる。次いで、ステップS2に於いて、パワースイッチ36がモニタされる。ここで、パワースイッチ36がオンならばステップS4に進み、オフならばステップS3に進む。
【0034】
ステップS3では、動作表示部35の表示がオフにされる。この動作表示部35が、もともとオフ状態であった場合は、その状態が保持される。その後、上記ステップS2に戻る。
【0035】
ステップS4では、動作表示部35の表示がオン、または表示内容が更新される。次いで、ステップS5に於いて、ハイクオリティモードスイッチ39がモニタされる。ここで、ハイクオリティモードスイッチ39がオンであればステップS6に進み、オフならばステップS7に進む。
【0036】
ステップS6では、モード変更処理が行われる。ここでは、ハイクオリティモードに対応した内部メモリの状態が、セット状態→リセット状態、またはリセット状態→セット状態に切換えられる。このステップS6の後は、上記ステップS2に戻る。
【0037】
ステップS7では、ファーストレリーズスイッチ37の状態がモニタされる。ここで、ファーストレリーズスイッチ37がオンならばステップS8に進み、オフならば上記ステップS2に戻る。
【0038】
ステップS8では、AFセンサ5が使用されて測距が行われ、その測距結果によりレンズの駆動量が演算される。次いで、ステップS9にて、レンズ駆動機構16が使用されて、ピント合わせのためのレンズ駆動が行われる。
【0039】
そして、ステップS10では、測光センサ22が使用されて測光が行われる。また、ステップS11では、測光結果を基にして露出演算が行われて、制御すべき絞り値、AV値及びシャッタ秒時SSが演算される。
【0040】
次いで、ステップS12では、絞り駆動機構17が使用されて絞り込みが行われる。そして、ステップS13にて、ミラー駆動回路18が使用されてミラーアップが行われると、続くステップS14にて、シャッタ制御回路20が使用されてフォーカルプレーンシャッタ10の先幕がスタートされる。
【0041】
そして、ステップS15に於いて、先幕走行が完了したか否かが判定され、先幕走行が完了したならばステップS16に進む。このステップS16では、CCD11の積分制御が行われる。露出演算結果SSより、上記表1に従って、実制御のシャッタ秒時SS′が求められる。このシャッタ秒時SS′に従って、タイミングパルス発生回路27が使用されて、CCD11の積分制御が行われる。
【0042】
続くステップS17では、シャッタ制御回路20が使用されて、フォーカルプレーンシャッタ10の後幕がスタートされる。そして、ステップS18に於いて、後幕走行が完了したと判定されたならば、ステップS19に進む。
【0043】
このステップS19では、CCD11から画像データの読出しが行われる。このとき、増幅器26の増幅率の設定は、上記表1に従って、CPU15からのゲインコントロール信号によって行われる。
【0044】
ステップS20では、絞り駆動機構17によって絞り開放駆動が行われ、続くステップS21ではミラー駆動回路18が使用されて、ミラーダウンが行われる。次いで、ステップS22により、シャッタチャージ機構19が使用されてシャッタチャージが行われる。
【0045】
そして、ステップS23にて、画像記録回路32によって画像データ記録媒体33に対して画像データの記録が行われる。ステップS24では、画像モニタドライバ30が使用されて画像モニタ31上に画像の表示が行われる。
【0046】
更に、ステップS25に於いて、ハイクオリティモードであるか否かが判定される。ここで、ハイクオリティモードである場合は、続くステップS26にて、サブルーチン“暗出力測定”が行われ、その後上記ステップS2に戻る。また、上記ステップS25にて、ハイクオリティモードでない場合は、そのまま上記ステップS2に戻る。
【0047】
次に、図5のフローチャートを参照して、図4のフローチャートのステップS26に於けるサブルーチン“暗出力測定”の詳細な動作を説明する。
先ず、ステップS31にて、温度センサ21が使用されて測温が行われると、続くステップS32にて、下記表2から判定値(SS1)が入力される。
【0048】
【表2】
【0049】
同実施の形態では、露出演算で求められたシャッタ秒時SS(シフト前の)及び、CCD11近傍の温度データによって、測定が実行されるか否かが決定される。暗出力の測定を実行する判断基準は、上記表2に示される通りである。
【0050】
すなわち、温度によって異なる判定値SS1より、長秒時の場合には、暗出力による影響が大きいと判断されて暗出力の測定が実行される。ここで、暗出力は、露出時間(積分時間)が長い程その影響が大きく、その影響度は露出時間に比例する。また暗出力は、温度に依存し、温度が約10度上がるにつれて暗出力の大きさは倍になる。したがって、温度に応じて、SS1は異なる。
【0051】
次に、ステップS33に於いて、露出演算によって求められたSS(シフト前のSSであり、上記表1の最左段に相当)とSS1とが比較される。ここで、SS≧SS1の場合はステップS34に進み、そうでない場合にはリターンする。
【0052】
ステップS34では、シャッタ10が動作されないで、遮光状態でCCD11の積分が行われる。この時の積分時間は、図4のフローチャートに於ける上記ステップS16での露出時間SS′と同じである。すなわち、露出の時と同じ条件で暗出力の測定が行われる。
【0053】
そして、ステップS35では、暗出力データの読出しが行われ、ステップS36では、画像記録回路32が使用されて画像データ記録媒体33に対して暗出力データの記録が行われる。その後、リターンする。
【0054】
【表3】
【0055】
【表4】
【0056】
上記表3及び表4は、画像データ記録媒体33に画像データ、または暗出力データを記録する時のデータ構造を示したものである。このうち、表3は1駒分の撮像素子データの構造を示し、その詳細は表4に示される通りである。
【0057】
図6は、撮影後にカメラから取出した画像データ記録媒体33、及び暗出力補正ソフト51をパーソナルコンピュータ50に装填して暗出力補正を行うためのシステムを示した図である。
【0058】
暗出力補正データは、ユーザが実際にカメラ52を操作して暗出力測定を行い、画像データ記録媒体33に記録されたものが使用される。
次に、図7のフローチャートを参照して、図6に示されるシステムを使用して暗出力補正を行う時の、暗出力補正ソフトのシーケンスについて説明する。
【0059】
先ず、ステップS41にて、画像データ記録媒体33から、全画像データ及び全暗出力データが読出され、パーソナルコンピュータ50のハードディスクにセーブされる。次いで、ステップS42にて、ループカウンタIがI=0に設定され、ステップS43にてI番目の画像データが読出される。
【0060】
そして、ステップS44に於いて、画像データの内部にある撮像素子データ種別(表3、表4参照)が読出される。ここで、読出された画像データの種別がタイプ1(暗出力補正データ有り)の場合にはステップS45に進み、タイプ0(暗出力補正データ無し)の場合にはステップS48に進む。
【0061】
次いで、ステップS45では、画像データの内部にある、対応暗出力データNo.(表3、4参照)が読出されて、その対応暗出力データNo.の暗出力データが読出される。そして、ステップS46にて、画素補正が行われる。この詳細については、図8を用いて後述する。
【0062】
ステップS47では、補正後の画像データが、パーソナルコンピュータ50のハードディスクにセーブされる。そして、ステップS48では、ループカウンタIが+1だけ加算される。この後、ステップS49に於いて、全画像データが終了したか否かが判定される。全画像データが終了していれば終了し、そうでないならば上記ステップS43に戻る。
【0063】
図8は、図7のフローチャートのステップS46に於けるサブルーチン“画素補正”の詳細な動作を説明するフローチャートである。このサブルーチンでは、1つの画像データの中で、各画素毎に暗出力の補正演算が行われる。
【0064】
先ず、ステップS51にて、ループカウンタJが、J=0に設定される。そして、ステップS52に於いて、画像データの中でJ番目の画素のデータGDATA(J)から、対応した暗出力データの中でJ番目の画素のデータADATA(J)が減算され、その結果が補正画素データのJ番目の画素のデータHDATA(J)とされる。
【0065】
ステップS53では、ループカウンタJが、+1だけ加算される。そして、ステップS54に於いて、全画素終了したか否かが判定される。ここで、全画素終了したならばリターンし、そうでないならば上記ステップS52に戻る。
【0066】
次に、第1の実施の形態の変形例について説明する。
上述した第1の実施の形態では、ハイクオリティ(HQ)モードという暗出力測定のための特別なモードを設定しているが、これに限られることなく、例えば他の撮影モードに連動して暗出力測定をするようにしても良い。例えば、夜景を撮影するための夜景モードに連動するようにしても良い。或いは、プログラム撮影モードとマニュアル撮影モードを有して、そのマニュアル撮影モードが設定された時に連動するようにしても良い。
【0067】
また、上述した第1の実施の形態は、ハイクオリティモードに設定された上に、更に露出秒時や温度の条件により暗出力測定を行うようにしているが、ハイクオリティモード等の撮影モードのみによって、露出秒時や温度の条件に関わり無く暗出力測定を行うようにしても良い。
【0068】
更に、上述した第1の実施の形態では、ハイクオリティモードに設定された上に、更に露出秒時や温度の条件により暗出力測定を行うようにしているが、露出秒時や、温度の条件のみによって、ハイクオリティモード等の撮影モード関わり無く暗出力測定を行うようにしても良い。
【0069】
次に、この発明の第2の実施の形態について説明する。
この第2の実施の形態に於けるシステムの構成は、上述した図1の第1の実施の形態と同じであるので説明は省略する。
【0070】
図9は、第2の実施の形態に於ける動作シーケンスを説明するフローチャートである。
尚、図9のフローチャートに於いて、ステップS61〜S62、ステップS64〜S66、ステップS71、ステップS72〜S87、ステップS90〜S91は、それぞれ図4のフローチャートに於けるステップS1〜S2、ステップS4〜S6、ステップS3、ステップS7〜S22、ステップS23〜S24と同じであるので、説明は省略する。
【0071】
そして、ステップS62に於いて、パワースイッチ36がオンの場合は、ステップS63に進んで、PWフラグがセットされる。一方、上記ステップS62にて、パワースイッチ36がオフの場合は、次にステップS67にて上記PWフラグの状態が判定される。ここで、PWフラグ=1の場合、すなわちパワースイッチ36が、オン状態→オフ状態に変化した場合はステップS68に進み、PWフラグ=1でない場合には、上記ステップS62に戻る。
【0072】
ステップS68では、上記PWフラグがクリアされる。次いで、ステップS69にて、ハイクオリティ(HQ)モードであるか否かが判定される。その結果、ハイクオリティモードの場合はステップS70に進み、そうでない場合はステップS71に進む。
【0073】
ステップS70では、サブルーチン“暗出力測定”が実行される。このサブルーチンの詳細については、図10を参照して後述する。
また、ステップS87にてシャッタチャージが成されると、続くステップS88に於いて、ハイクオリティモードであるか否かが判定される。ここで、ハイクオリティモードの場合はステップS89に進み、そうでない場合はステップS90に進む。
【0074】
ステップS89では、温度センサ21によって測温が行われる。そして、ステップS90にて、画像記録回路32が使用されて、画像データ記録媒体33に対して画像データの記録が行われる。
【0075】
【表5】
【0076】
【表6】
【0077】
上記表5、表6は、画像データ記録媒体33に画像データ、または暗出力データを記録する時のデータ構造を示したものである。表5は、1駒分の撮像素子データの構造を示しており、その詳細は、表6に示される通りである。
【0078】
図10は、図9のフローチャートに於けるステップS70のサブルーチン“暗出力測定”の詳細な動作を説明するフローチャートである。
先ず、ステップS101にて、温度センサ21によって測温が行われる。次いで、ステップS102にて、暗出力測定を行うための積分時間、SSa=1secとされる。
【0079】
次に、ステップS103にて、増幅器26のゲインが低倍率(増幅率A)に設定される。そして、ステップS104にて、シャッタ10が動作されずに、遮光状態でCCD11の積分制御が行われる。
【0080】
ステップS105では、CCD11から暗出力データが読出され、続くステップS106にて、画像記録回路32が使用されて、画像データ記録媒体33に対して、暗出力データの記録が行われる。
【0081】
暗出力データを記録する時のデータ構造は、上述したように、上記表5、表6に示される通りである。また、暗出力補正を行うためのシステムは、図6に示される通りで、上述した第1の実施の形態と同じである。
【0082】
上記システムを使用して、暗出力の補正を行う、暗出力補正ソフトのシーケンスは、図7に示される通りで、上述した第1の実施の形態と同じである。
ここで、図7のフローチャートに於けるステップS46の画素補正の処理は、上述した第1の実施の形態と異なり、図11に示される通りとなる。
【0083】
図11は、第2の実施の形態に於いて図7のフローチャートに於けるステップS46のサブルーチン“画素補正”の詳細な動作を説明するフローチャートである。
【0084】
ステップS111では、先ず、画像データの中から増幅器26のゲインデータが読出されてモニタされる。ここで、上記ゲインデータが0(増幅率A)の場合はステップS113に進み、1(増幅率4×A)の場合にはステップS112に進む。
【0085】
ステップS113では、アンプゲインが低倍率であるので、図10のフローチャートに於けるステップS103の「暗出力測定」と同一条件であるので、画像データの中から秒時データSS′が読出されて、SSg=SS′とされる。
【0086】
一方、ステップS112では、アンプゲインが高倍率であるので、図10のフローチャートに於けるステップS103の「暗出力測定」とは異なる条件となる。したがって、ここで「暗出力測定」と同一条件にするために、SSg=SS′×4とされる。
【0087】
次に、ステップS114では、暗出力の大きさが積分秒時に比例するので、この積分秒時に起因する暗出力のスケーリングファクタ(暗出力測定時の暗出力の大きさに対する、露出の時の暗出力の大きさの比)F1が、F1=SSg/SSaによる求められる。
【0088】
そして、ステップS115にて、暗出力の大きさが温度に関連するので、温度に起因する暗出力のスケーリングファクタF2が、F2=2^{(TEMPg−TEMPa)/10}により求められる。ここで、TEMPgは、画像データから読取られた温度データ(露出時のCCD温度)であり、またTEMPaは、暗出力データから読取った温度データ(暗出力測定時のCCD温度)である。
【0089】
ステップS116では、ループカウンタJが、J=0に設定される。そして、ステップS117に於いて、画像データの中でJ番目の画素のデータGDATA(J)から、対応した暗出力データの中でJ番目の画素のデータADATA(J)にF1×F2倍されたものが減算され、その結果が補正画素データのJ番目の画素のデータHDATA(J)とされる。
【0090】
ステップS118では、ループカウンタJが、+1だけ加算される。そして、ステップS119に於いて、全画素終了したか否かが判定される。ここで、全画素終了したならばリターンし、そうでないならば上ステップS117に戻る。
【0091】
尚、この第2の実施の形態は、以下のような変形が可能である。
上述した第2の実施の形態では、パワースイッチのオフ時に暗出力測定を行っているが、パワースイッチのオン時に暗出力測定を行うようにしても良い。
【0092】
また、画像データの構造は、上記表5、表6に示される通りであり、秒時データを記録する上で、実制御のシャッタ秒時SS′を記録しているが、露出演算にて求めたシャッタ秒時SSを記録するようにしても良い
尚、この発明の上記実施の形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【0093】
(1) 被写体像を電気信号に変換するための撮像素子と、
上記撮像素子への被写体光の透過若しくは遮光を制御する遮光手段と、
上記撮像素子から読出された、出力信号を記録するための撮像素子データ記録手段と、
上記撮像素子に対して適正な露出条件を決定し、露出を行い、上記撮像素子から画像データを得るための露出手段と、
上記露出実行手段の動作に対応して、上記遮光手段を遮光状態にして、上記撮像素子からの暗出力データを得るための暗出力測定手段と、
レリーズ動作に応答して、露出手段と暗出力測定手段の両方を動作させる撮影実行手段と、
を具備することを特徴とするデジタルカメラ。
【0094】
(2) 被写体像を電気信号に変換するための撮像素子と、
上記撮像素子への被写体光の透過若しくは遮光を制御する遮光手段と、
上記撮像素子から読出された、出力信号を記録するための撮像素子データ記録手段と、
上記撮像素子に対して適正な露出条件を決定し、露出を行い、上記撮像素子から画像データを得るための露出手段と、
上記露出実行手段の動作に対応して、上記遮光手段を遮光状態にして、上記撮像素子からの暗出力データを得るための暗出力測定手段と、
レリーズ動作に応答して、露出手段のみ動作させる第1の撮影モードと、レリーズ動作に応答して、露出手段と暗出力測定手段の両方を動作させる第2の撮影モードを有する撮影実行手段と、
上記第1の撮影モードと第2の撮影モードを切換える撮影モード切換え手段と、
を具備することを特徴とするデジタルカメラ。
【0095】
(3) 被写体像を電気信号に変換するための電子撮像素子を有するデジタルカメラに於いて、
上記撮像素子に対して露出を行い、撮像素子から画像データを得るための露出手段と、
上記撮像素子への被写体光の透過若しくは遮光を制御する遮光手段と、
上記撮像素子から得られる画像データを記録する記録手段と、
上記露出手段の露出動作のみを行う第1の撮影モードと、上記遮光手段で遮光した状態で、上記撮像素子の出力から暗出力データを得る動作及び上記露出手段の露出動作の両方を行う第2の撮影モードとを切換えるモード切換え手段と、
を具備することを特徴とするデジタルカメラ。
【0096】
(4) 上記第1の撮影モードと上記第2の撮影モードの何れかを設定するモード設定手段を更に具備し、
上記モード切換え手段は、上記モード設定手段からの信号に応じて、上記第1の撮影モードと第2の撮影モードの何れかに切換わることを特徴とする上記(3)に記載のデジタルカメラ。
【0097】
(5) 上記記録手段は、上記画像データと上記暗出力データを記録するときに、そのデータが上記画像データであるのか或いは上記暗出力データであるのかを識別するための識別データを記録することを特徴とする上記(3)に記載のデジタルカメラ。
【0098】
(6) 上記記録手段は、上記画像データと上記暗出力データを記録するときに、どの画像データに上記暗出力データを使用するかを識別するための対応関係を示すデータを記録することを特徴とする上記(3)若しくは(5)に記載のデジタルカメラ。
【0099】
(7) 被写体像を電気信号に変換するための電子撮像素子を有するデジタルカメラに於いて、
上記撮像素子に対して露出を行い、撮像素子から画像データを得るための露出手段と、
上記撮像素子への被写体光の透過若しくは遮光を制御する遮光手段と、
上記撮像素子から得られる画像データを記録する記録手段と、
上記露出手段の露出動作に連動して、上記遮光手段によって遮光し、上記撮像素子の出力から暗出力データを測定する暗出力測定手段と、
上記暗出力測定手段に対して動作信号を出力する命令手段と、
を具備することを特徴とするデジタルカメラ。
【0100】
(8) 上記命令手段は、カメラ操作部材を操作することによって、上記暗出力測定手段に対して動作信号を出力することを特徴とする上記(7)に記載のデジタルカメラ。
【0101】
(9) 上記カメラの操作部材は、電源スイッチであることを特徴とする上記(8)に記載のデジタルカメラ。
(10) 上記記録手段は、上記画像データと上記暗出力データを記録するときに、そのデータが上記画像データであるのか或いは上記暗出力データであるのかを識別するための識別データを記録することを特徴とする上記(7)に記載のデジタルカメラ。
【0102】
(11) 上記記録手段は、上記画像データと上記暗出力データを記録するときに、どの画像データに上記暗出力データを使用するかを識別するための対応関係を示すデータを記録することを特徴とする上記(7)若しくは(10)に記載のデジタルカメラ。
【0103】
(12) 上記撮像素子近傍の温度を測定する測温手段を更に具備し、
上記記録手段は、上記画像データと上記暗出力データを記録するときに、撮影時の上記温度も記録することを特徴とする上記(7)若しくは(11)に記載のデジタルカメラ。
【0104】
(13) 撮影時の撮影秒時を測定する測定手段を更に具備し、
上記記録手段は、上記画像データと上記暗出力データを記録するときに、上記撮影秒時も記録することを特徴とする上記(7)若しくは(11)に記載のデジタルカメラ。
【0105】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、画像データと暗出力データの両方を画像記録媒体に記録するようにしたので、撮影と撮影の間に発生する暗出力の補正演算にかかる時間を省略することができ、撮影間隔を短縮することができる。
また、画像データ及び暗出力データに、このデータが画像データであるか、或いは暗出力データであるかの種別を表すデータを付与するようにしたので、撮影後の後処理で暗出力の補正演算を行う際に、画像記録媒体に記録されたデータが画像データであるのか暗出力データであるのかを容易に識別することができる。
更に、画像データに対して、この画像データに対応する暗出力データを示す情報を付与するようにしたので、撮影後の後処理で暗出力の補正演算を行う際に、画像データに対応した暗出力データを容易に探し出すことができる。
また、画像データ及び上記暗出力データの各々に、上記画像データ及び暗出力データの各々を取得した時の温度を表すデータや、撮像素子の電荷の蓄積に対応した秒時を表すデータ、或いは増幅器の増幅率を表すデータを付与するようにしたので、画像データを取得する時と暗出力データを取得する時に於いて上記の諸条件が異なっていても、撮影後の後処理で暗出力の補正演算を行う際に暗出力の補正演算を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態の構成を示すもので、デジタルカメラのブロック構成図である。
【図2】図1のCCD11の画素内部のフォトダイオードセルの積分時間に対する積分電圧の関係を示した特性図である。
【図3】図1の増幅器26の内部構成を示した回路図である。
【図4】この発明の第1の実施の形態の動作シーケンスを説明するフローチャートである。
【図5】図4のフローチャートのステップS26に於けるサブルーチン“暗出力測定”の詳細な動作を説明するフローチャートである。
【図6】撮影後にカメラから取出した画像データ記録媒体33、及び暗出力補正ソフト51をパーソナルコンピュータ50に装填して、暗出力補正を行うためのシステムを示した図である。
【図7】図6に示されるシステムを使用して暗出力補正を行う時の、暗出力補正ソフトのシーケンスについて説明するフローチャートである。
【図8】図7のフローチャートのステップS46に於けるサブルーチン“画素補正”の詳細な動作を説明するフローチャートである。
【図9】この発明の第2の実施の形態の動作シーケンスについて説明するフローチャートである。
【図10】図9のフローチャートに於けるステップS70のサブルーチン“暗出力測定”の詳細な動作を説明するフローチャートである。
【図11】第2の実施の形態に於いて図7のフローチャートに於けるステップS46のサブルーチン“画素補正”の詳細な動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
1 撮影レンズ、
2 絞り、
3 クイックリターンミラー、
5 AFセンサ、
10 フォーカルプレーンシャッタ、
11 CCD、
15 CPU、
16 レンズ駆動機構、
17 絞り駆動機構、
18 ミラー駆動回路、
19 シャッタチャージ機構、
20 シャッタ制御回路、
21 温度センサ、
22 測光センサ、
25 画像データコントローラ、
26 増幅器(AMP)、
27 タイミングパルス発生回路、
28 A/D変換回路、
29 画像メモリ、
30 画像モータドライバ、
31 画像モニタ、
32 画像記録回路、
33 画像データ記録媒体、
35 動作表示部、
36 パワースイッチ(PW SW)、
37 ファーストレリーズスイッチ(1R SW)、
38 セカンドレリーズスイッチ(2R SW)、
39 ハイクオリティモードスイッチ(HQM SW)、
40 暗出力測定開始スイッチ(ANS SW)、
50 パーソナルコンピュータ、
51 暗出力補正ソフト、
52 カメラ。
Claims (6)
- 撮影レンズからの光束を受光して被写体に対応した電気信号に変換するための撮像素子を有するデジタルカメラに於いて、
上記撮像素子に対して露出を行い、上記撮像素子からの上記電気信号に基いて画像データを取得するための露出手段と、
上記撮像素子への被写体光の透過若しくは遮光を制御する遮光手段と、
上記撮像素子から得られた画像データを画像記録媒体に記録する記録手段と、
上記遮光手段を遮光状態にして、上記撮像素子からの暗出力データを取得するための暗出力測定手段と、
上記撮像素子の温度を測定するための測温手段と、
上記画像データ及び上記暗出力データに、上記画像データ及び上記暗出力データの各々を取得した時の上記温度を表すデータを付与すると共に、上記画像データと、上記暗出力データの両方を上記画像記録媒体に記録するための制御手段と、
を具備することを特徴とするデジタルカメラ。 - 上記制御手段は、上記画像データ及び上記暗出力データに、このデータが画像データであるか、或いは暗出力データであるかの種別を表すデータを付与することを特徴とする請求項1に記載のデジタルカメラ。
- 当該デジタルカメラは、上記露出手段による画像データの取得のみを行う第1の撮影シーケンスと、上記画像データの取得に対応した暗出力データの取得を併せて行う第2の撮影シーケンスとを切り換えて動作可能であり、
上記制御手段は、上記画像データ及び上記暗出力データに、このデータが画像データであって且つ対応する暗出力データの無い画像データであるのか、またはこのデータが画像データであって且つ対応する画像データの有る画像データであるのか、或いはこのデータが暗出力データであるのか、の種別を表すデータを付与することを特徴とする請求項1に記載のデジタルカメラ。 - 上記制御手段は、上記画像データに対して、この画像データに対応する暗出力データを示す情報を付与することを特徴とする請求項1に記載のデジタルカメラ。
- 上記制御手段は、上記画像データ及び上記暗出力データの各々に、上記画像データ及び上記暗出力データの各々を取得した時の上記撮像素子の電荷の蓄積に対応した秒時を表すデータを付与することを特徴とする請求項1に記載のデジタルカメラ。
- 当該デジタルカメラは、更に上記撮像素子から得られた上記電気信号を増幅するための増幅率可変の増幅器を具備し、
上記制御手段は、上記画像データ及び上記暗出力データの各々を取得した時の上記増幅器の増幅率を表すデータを付与することを特徴とする請求項1に記載のデジタルカメラ。
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