JPH08307775A

JPH08307775A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH08307775A
Application number: JP7114546A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kondo; 健一近藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-05-12
Filing date: 1995-05-12
Publication date: 1996-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】撮像素子の暗電流やノイズの影響を除去して
画像データをクランプする。【構成】最初にシャッタ２を閉じた状態で撮像を行
い、このとき得られる画像データは、撮像素子４の遮光
領域の信号レベルをクランプ回路９で所定レベルにクラ
ンプされた後、演算器１９において撮像素子４の有効領
域内の複数部分のデータの平均値を求めて記憶して置
く。次にシャッタ２を開閉して本撮影を行い、このとき
得られる画像データは、その遮光領域の信号レベルをク
ランプ回路９で上記所定レベルにクランプされた後、演
算器１９において上記記憶された平均値が減算されるこ
とによりクランプされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はデジタルスチル電子カメ
ラ等の撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタル技術を成り立たせるのに
重要な役割を担っているメモリＩＣやアナログ−デジタ
ル変換ＩＣの性能の向上及びコストの低下が目覚まし
く、このため、ビデオカメラや電子スチルカメラなども
デジタル化された製品が普及しつつある。図５は従来の
デジタル電子スチルカメラの構成を示すブロック図であ
る。図において、１は被写体の光学像を結像するための
光学レンズ、２は絞り機能とシャッタ機能とを備えるレ
ンズシャッタ、３はメカ系各部の駆動回路、４は被写体
の光学像を電気信号に変換するＣＣＤを用いた撮像素
子、５は撮像素子４を駆動させるために必要なタイミン
グ信号を発生するタイミング信号発生回路（以下Ｔ
Ｇ）、６はＴＧ５からの信号を撮像素子４の駆動に必要
なレベルに増幅する撮像素子駆動回路、７は撮像素子４
の出力ノイズ除去のためのＣＤＳ回路、８はＣＤＳ回路
７の出力信号を増幅するためのＡＧＣ回路、９は増幅さ
れた信号のゼロ（黒）レベルを固定するためのクランプ
回路である。

【０００３】１０はアナログ信号をデジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換器、１１は撮像信号処理回路、１２は記
録媒体で、例えば、メモリカードやハードディスクが用
いられる。１３は記録媒体１２に信号を記録するための
インターフェース回路、１４は撮像信号処理回路１１の
制御のための信号処理制御用ＣＰＵ、１５はメカおよび
操作部の制御のためのＣＰＵ、１６は操作補助のための
表示やカメラの状態を表わす操作表示部、１７はカメラ
を外部からコントロールするための操作部、１８は撮像
素子４に適正な露光を行うための絞り値とシャッタ秒時
とを求めるために被写体の輝度を測定するＡＥ用受光器
である。

【０００４】図６は図５の撮像信号処理１１の構成を詳
細に示すブロック図であり、１０１は撮像素子４の出力
信号を各色毎の信号ｃ１、ｃ２に分離する色分離回路、
１０２は色分離された信号ｃ１、ｃ２からＲＯ、ＧＯ、
ＢＯの各原色信号を導出する色マトリクス回路、１０３
はＲＯ、ＧＯ、ＢＯの各原色信号のレベルを、被写体に
照射する光源の色温度に応じて補正するホワイトバラン
ス補正回路、１０４は補正されたＲ、Ｇ、Ｂ信号から色
差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを導出する色差信号導出回路、１
０５は同じく補正されたＲ、Ｇ、Ｂ信号から輝度信号の
色成分を補正する信号ＹＬを導出する低周波輝度信号補
正値導出回路、１０６は撮像信号に重畳している色変調
信号を除去する色変調分トラップ回路、１０７は水平方
向の輪郭を強調する水平アパーチャ回路、１０８は垂直
方向の輪郭を強調する垂直アパーチャ回路、１０９は輪
郭強調された各信号とスルーの信号とを加算して信号Ｙ
Ｏを得る加算器、１１０は信号ＹＯからＹＬを減算する
減算器である。

【０００５】次に従来例の動作について図５、６を用い
て説明する。撮影者が操作部１７で撮影開始を命令する
とカメラは撮影動作を始める。まず、ＡＥ用受光器１８
によって被写体の輝度を測定し、その測定値をもとにレ
ンズシャッタ２の絞り値とシャッタスピードをメカ、操
作部制御用ＣＰＵ１５により求める。メカ、操作部制御
用ＣＰＵ１５は求められた制御値をもとにメカ系駆動回
路３を制御してレンズシャッタを駆動する。このように
して、被写体の光学像は適正な光量で撮像素子４のイメ
ージエリア上に結ばれる。撮像素子４は、ＴＧ５の出力
を撮像素子駆動回路６で増幅した駆動信号により動作さ
れる。なお、ＴＧ５はメカ、操作部制御用ＣＰＵ１５に
よりその動作を制御されている。

【０００６】このようにして駆動された撮像素子４の出
力はＣＤＳ回路７によりノイズの低減を行った後、ＡＧ
Ｃ回路８で適当なレベルに増幅される。次にクランプ回
路９においてＡＧＣ回路８の出力の黒レベル部を適当な
電位にクランプする。このような処理がなされた後に撮
像信号出力はＡ／Ｄ変換器１０によりデジタル信号に変
換されて撮像信号処理回路１１に入力される。撮像信号
処理回路１１では、以下に述べる所定の輝度信号処理、
色信号処理が行われ、さらに、不図示の所定フォーマッ
トへの信号変換処理を経て画像信号が得られ、この画像
信号は記録媒体Ｉ／Ｆ１３を介して記録媒体１２に記録
される。

【０００７】図６において、撮像信号処理回路１１には
Ａ／Ｄ変換器１０から撮像素子出力信号（撮像信号）が
入力される。この信号は、一般に用いられる補色市松フ
ィルタ配列の撮像素子４の場合は、ＯＤＤフィールドの
撮像素子信号出力は（Ｍｇ＋Ｙ１）と（Ｇ＋Ｃｙ）の点
順次信号を、ＥＶＥＮフィールドの撮像素子信号出力は
（Ｇ＋Ｙ１）（Ｍｇ＋Ｃｙ）の点順次信号を、それぞれ
線順次化した信号となる。撮像信号処理回路１１におい
てまず色分離回路１０１で撮像信号を各色信号ｃ１
（（Ｍｇ＋Ｙ１）と（Ｇ＋Ｙ１）の線順次信号）とｃ２
（（Ｇ＋Ｃｙ）と（ＭＧ＋Ｃｙ）の線順次信号とに分離
する。

【０００８】分離された信号ｃ１、ｃ２は色マトリクス
回路１０２で線同時化及びマトリクス演算により各原色
信号ＲＯ、ＧＯ、ＢＯに変換され、ＷＢ補正回路１０３
に送られる。ＷＢ補正回路１０３では信号処理制御用Ｃ
ＰＵ１４から送られてくるＷＢ制御信号により被写体を
照射している光の色温度補正を行う。補正されたＲＧＢ
信号から色差信号Ｒ−ＹとＢ−Ｙとを色差信号導出回路
１０４により導出する。一方、低周波輝度信号補正値導
出回路１０５では、各色毎の明るさの再現性を向上させ
るために、輝度信号を構成する色成分比を補正する補正
信号ＹＬをＲＧＢ信号をもとに導出する。

【０００９】一方、Ａ／Ｄ変換器１０からの撮像信号は
色変調分トラップ回路１０６にも入力され、輝度信号に
重畳されている変調された色信号を減衰する。その出力
から水平アパーチャ回路１０７と垂直アパーチャ回路１
０８とによりそれぞれ輪郭が強調されたアパーチャ信号
が導出され、スルーの輝度信号と加算器１０９で加算さ
れる。この加算された信号ＹＯから減算器１１０で補正
値ＹＬが減算されることにより、補正された輝度信号Ｙ
が得られる。

【００１０】図７は撮像素子４の構成を示す図である。
７１は光電変換のためのホトダイオード、７２はホトダ
イオードの電荷を転送するための垂直ＣＣＤ、７３は垂
直ＣＣＤ７２から転送されてきた１ライン毎の電荷を転
送する水平ＣＣＤ、７４は水平ＣＣＤ７３から転送され
てきた１画素毎の電荷を電圧信号とするための出力アン
プである。ホトダイオード７１と垂直画素とで形成され
る全画素領域は二つの領域よりなり、７５で示される領
域は結像される光学像を電荷信号に変換するための有効
領域、７６で示される領域は黒レベル基準を明確にする
ために画素表面をアルミ層で遮光することで形成される
遮光領域である。この図７はインターライン方式とよば
れるＣＣＤ撮像素子の構成図であるが、その他の撮像素
子、例えばフレームトランスファＣＣＤ撮像素子、ＭＯ
Ｓ型撮像素子、増幅型撮像素子等においても、これと同
様にして有効領域と遮光領域とが構成される。

【００１１】このような撮像素子を使った従来のデジタ
ルスチル電子カメラにおいては、クランプ回路９により
撮像信号の遮光領域７６部分の信号をクランプし、任意
の電位に固定してからＡＤ変換器１０に入力される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来のデジタルスチル電子カメラにおいては次のような
問題があった。撮像素子を完全に遮光した状態で撮影を
行った場合は、有効領域７５と遮光領域７６の信号レベ
ルは本来同一となるはずであるが、高温下においては二
つの領域の信号レベルが異なることがある。これは、画
素表面にアルミ層が形成されることから画素の半導体表
面の状態がアルミ層のない部分と異なった状態となり、
このために二つの領域における暗電流の発生量が異なる
ことや、あるいは増幅型の撮像素子では二つの領域の電
位に差が生ずるなどが原因で起きるものである。このよ
うな遮光領域と有効領域とのダークレベルの差のある信
号を処理して画像信号を作ると、黒バランスやホワイト
バランスがずれるため、色再現の正しい画像を得ること
はできない。

【００１３】本発明は上記のような問題に対処するもの
であり、色再現性に優れ、かつノイズの少ない、品位の
高い画像を得ることのできるデジタルスチル電子カメラ
等の撮像装置を実現することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明においては、被写
体像をシャッタを通じて撮像し画像データを得る撮像素
子と、上記シャッタを閉じた状態で行われる撮像により
上記撮像素子から得られる第１の画像データを記憶する
記憶手段と、上記シャッタを開閉して行われる撮像によ
り上記撮像素子から得られる第２の画像データのゼロレ
ベルを上記記憶手段に記憶した上記第１の画像データを
用いてクランプするクランプ手段とを設けている。

【００１５】

【作用】本発明によれば、シャッタを閉じたままでなさ
れる最初の撮影で得られた第１の画像データは記憶手段
に蓄えられ、次にシャッタの開閉により得られる第２の
画像データは、そのゼロレベルが記憶手段に蓄えられた
データ値となるようにクランプ処理される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の第１〜第８の実施例について
図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例
によるデジタル電子カメラの構成を示すブロック図であ
る。図中、従来例を示す図５と同一の機能を持つ要素は
同一の番号を付してあり、重複する説明は省略する。図
１においては、Ａ／Ｄ変換器１０と撮像信号処理回路１
１との間に演算器１９が追加されている。この演算器１
９は任意のデータの平均処理、加算、減算すると共に、
任意のデータを記憶するメモリを記憶手段として有する
演算器である。

【００１７】図２はデジタル電子カメラの動作を説明す
るタイミング図である。撮影者が操作部１７で撮影開始
を命令すると、図２の撮影開始トリガ信号がメカ、操作
部制御用ＣＰＵ１５に送られてカメラは撮影動作を始め
る。まず、撮像素子４の各垂直ＣＣＤをクリアし、その
間にＡＥ用受光器１７によって被写体の輝度を測定し、
その測定値をもとにレンズシャッタ２の絞り値とシャッ
タースピードをメカ、操作部制御用ＣＰＵ１５により求
める。続いて、シャッタを閉じたままで、上記求められ
た絞り値とシャッタースピードで実際に撮影されるのと
同様の電荷蓄積時間が与えられて電子シャッタパルスと
電荷読み出しパルスにより撮像素子４が駆動される。こ
のようにして蓄積、読み出しされた撮像素子４の出力は
ＣＤＳ回路７によりノイズの低減を行い、適当な出力レ
ベルとなるようにＡＧＣ回路８で増幅を行い、黒レベル
が適当な電位となるようにクランプ回路９により出力信
号中の遮光領域７６の信号をクランプする。

【００１８】このような処理がなされた後に撮像信号出
力はＡ／Ｄ変換器１０でデジタル信号に変換される。Ａ
／Ｄ変換されたダークデータのうち有効領域７５内の複
数の領域のデータが演算器１９のメモリに取り込まれる
と共に、これらのデータの平均値Ｘが算出される。従っ
てこの平均値Ｘは暗電流、ノイズを示すものとなる。

【００１９】次に本撮影が行われる。先に求められたシ
ャッタースピードと絞り値で撮像素子４に被写体像が露
光される。撮像素子４はこれを電荷に変換して順次電圧
信号として出力する。このようにして駆動された撮像素
子４の出力はＣＤＳ回路７によりノイズの低減を行い、
適当な出力レベルとなるようにＡＧＣ回路８で増幅を行
い、黒レベルが適当な電位となるようにクランプ回路９
により遮光領域７６の信号を上記１回目のクランプと同
一レベルにクランプする。

【００２０】このような処理がなされた後に撮像信号出
力はＡ／Ｄ変換器１０によりデジタル信号に変換され
る。変換された各画素データは演算器１９に入力され、
先に算出された平均値Ｘが引かれる。すなわち、デジタ
ルデータの演算上のクランプがなされたことになる。こ
こで、実際には、Ｘより低いデータも存在するので、例
えば１０ビットのデータであれば、引き算された各画素
のデータに対して例えばプラス３０程度の加算がなされ
る。このように演算処理されたデータは撮像信号処理回
路１１に入力され、従来例と同様に所定の輝度信号処
理、色信号処理が行われ、さらに、不図示の所定フォー
マットへの信号変換処理を経て、記録媒体Ｉ／Ｆ１３を
介して記録媒体１２に記録される。

【００２１】上述のようにデジタルクランプ動作を行う
ことにより、画像データのゼロレベルは必ず固定される
ことになり、このため黒バランス、白バランスが正し
く、色再現性のよい画像が得られる。

【００２２】尚、上記説明では、１回目の撮像でのダー
クデータの抽出は有効領域７５内の複数の領域とした
が、任意の１ヶ所としても充分に効果を得ることができ
る。また、ダークデータの平均値Ｘを小数点１桁まで演
算し、これをビット拡張してデジタルクランプを行うこ
とによって、より高い精度のクランプを行うことができ
る。これは、以下に述べる各実施例においても有効であ
り、特に１ライン毎に行うクランプでは有効性を発揮す
る。

【００２３】次に第２の実施例について説明する。撮像
信号処理回路１１内で再度ダークレベルのクランプを行
うように構成された撮像信号処理回路がある。このよう
な構成の撮像信号処理回路１１では、第１の実施例の場
合はダーク領域の値は画像データのゼロレベルと異なる
ので正しいクランプが行われない。そこで、この第２の
実施例では、ダークレベルと有効レベルの黒レベルとの
差を同一にする手段を設けている。

【００２４】第１の実施例と同様に１回目の遮光状態で
の撮影が行われ、撮像素子４の出力信号は、ＣＤＳ、増
幅、クランプ処理がなされた後、Ａ／Ｄ変換器１０によ
りデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換されたデータ
のうち有効領域７５内の複数の領域のデータと遮光領域
７６内の複数領域のデータとが演算器１９のメモリに取
り込まれ、それぞれに遮光領域７６のデータの平均値Ｘ
ｄ、有効領域７５のデータの平均値Ｘｅが算出される。

【００２５】次に本撮影が従来例と同様に行われ、撮像
素子４よりの撮像信号はＣＤＳ、増幅、クランプ処理さ
れた後、Ａ／Ｄ変換器１０によりデジタル信号に変換さ
れる。各画素データは演算回路１９に入力され、遮光領
域７６のデータからは先に求められたＸｄが引かれ、有
効領域７５のデータからは先に求められたＸｅが引かれ
る。ここで、実際には、Ｘｄ、Ｘｅより低いデータも存
在することから、例えば１０ビットのデータであれば引
き算された各画素データにプラス３０程度の加算がなさ
れる。このように演算処理されたデータは撮像信号処理
回路１１に入力され、従来例と同様に所定の輝度信号処
理、色信号処理が行われ、さらに、不図示の所定フォー
マットへの信号変換処理を経て、記録媒体Ｉ／Ｆ１３を
介して記録媒体１２に記録される。

【００２６】次に第３の実施例について説明する。第１
の実施例と同様に１回目の遮光状態の撮影が行われ、撮
像素子４の出力信号は、ＣＤＳ、増幅、クランプ処理が
なされた後、Ａ／Ｄ変換器１０によりデジタル信号に変
換される。Ａ／Ｄ変換されたデータのうち有効領域７５
内の複数領域のデータと遮光領域７６内の複数領域のデ
ータとが演算器１９のメモリに取り込まれ、それぞれに
遮光領域７６のデータの平均値Ｘｄ、有効領域７５のデ
ータの平均値Ｘｅが算出され、さらにその差Ｘｓ＝Ｘｅ
−Ｘｄが算出される。

【００２７】次に本撮影が従来例と同様に行われ、撮像
素子４よりの撮像信号はＣＤＳ、増幅、クランプ処理さ
れた後、Ａ／Ｄ変換器１０によりデジタル信号に変換さ
れる。各画素データは演算器１９に入力され、遮光領域
７６のデータには先に求められたＸｓが加算される。こ
のように演算処理されたデータは撮像信号処理回路１１
に入力され、従来例と同様に所定の輝度信号処理、色信
号処理が行われ、さらに、不図示の所定フォーマットへ
の信号変換処理を経て、記録媒体Ｉ／Ｆ１３を介して記
録媒体１２に記録される。

【００２８】なお、ここでは遮光領域７６のゼロレベル
と有効領域７５との差を遮光領域７６において補正（ク
ランプ）したが、逆に有効領域７５において補正（クラ
ンプ）することも可能である。しかし遮光領域７６で補
正（クランプ）したほうが処理量が少なく有利である。

【００２９】次に第４の実施例について説明する。図３
は本実施例のデジタル電子カメラの構成を示すブロック
図である。２０は演算器１９より命令されるクランプレ
ベル値のデータを実際に電圧に変換しクランプ回路９に
入力するためのＤ／Ａ変換器である。他の部分は図１と
同一構成されている。

【００３０】第１の実施例と同様に１回目の遮光状態で
の撮影が行われ、撮像素子４の出力信号は、ＣＤＳ、増
幅処理された後、黒レベルが適当な電位Ｖ１となるよう
に、クランプ回路９により遮光領域７６の信号をクラン
プする。クランプ処理がされた撮像信号はＡ／Ｄ変換器
１０によりデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換され
たデータのうち有効領域７５内の複数領域のデータと遮
光領域７６内の複数領域のデータとが演算器１９のメモ
リに取り込まれ、それぞれに遮光領域７６のデータの平
均値Ｘｄ、有効領域７５のデータの平均値Ｘｅが算出さ
れ、さらにその差Ｘｓ＝Ｘｅ−Ｘｄが算出される。この
値をもととしてクランプレベル補正電圧量をデータとし
てＤ／Ａ変換器２０に入力し、Ｄ／Ａ変換器２０はこの
データに応じた電圧Ｖ２を出力する。

【００３１】次に本撮影が従来例と同様に行われ、撮像
素子４の出力信号は、ＣＤＳ、増幅処理された後、黒レ
ベルが電位Ｖ２となるようにクランプ回路９により遮光
領域７６の信号をクランプする。クランプ処理がされた
撮像信号出力はＡ／Ｄ変換器１０によりデジタル信号に
変換される。そのデジタル画像データはそのまま撮像信
号処理回路１１に入力され、従来例と同様に所定の輝度
信号処理、色信号処理が行われ、さらに、不図示の所定
フォーマットへの信号変換処理を経て、記録媒体Ｉ／Ｆ
１３を介して記録媒体１２に記録される。

【００３２】次に第５の実施例について説明する。図７
のようなインターライン型ＣＣＤを用いた撮像素子４に
おいては、画素開口部から入った光が垂直ＣＣＤ７２内
に達し、垂直ＣＣＤ７２で光電変換することによる、い
わゆるスミア現象が存在する。電子スチルカメラでは、
メカニカルシャッタが用いられることから、メカニカル
シャッタが閉じた後、撮像素子４のホトダイオード７１
から垂直ＣＣＤ７２への電荷読み出し直前に垂直ＣＣＤ
７２を高速転送することによって、スミア成分となる不
要電荷を履き捨てることが行われる。

【００３３】先に従来の電子スチルカメラの問題点とし
て指摘した撮像素子４の遮光領域７６の０レベルと有効
領域７５の０レベルとの差は、主として両領域の垂直Ｃ
ＣＤ７２における暗電荷の発生に起因する。このため
に、ホトダイオード７１から垂直ＣＣＤ７２への電荷読
み出し直前に垂直ＣＣＤ７２の高速電荷除去を行う電子
スチルカメラでは、ホトダイオード７１から垂直ＣＣＤ
７２への電荷読み出しから水平ＣＣＤ７３を介して読み
出されるまでの時間に比例して遮光領域７６の０レベル
と有効領域７５の０レベルとの差は大きくなることか
ら、読み出されるのが遅いラインほど遮光領域７６の０
レベルと有効領域７５の０レベルとの差は大きくなる。

【００３４】従ってこのように垂直ＣＣＤ７３への読み
出し直前に高速クリアされる撮像素子４においては、本
実施例ではこれまで述べてきた各実施例の動作を各ライ
ンごとに行うようにする。すなわち、演算器１９で計算
され記憶される補正（クランプ）量は各ラインごとの補
正（クランプ）量であり、補正（クランプ）も各ライン
ごとに行われる。

【００３５】次に第６の実施例について説明する。最
近、高画素数の撮像素子が多く製造されるようになって
きたがこのような撮像素子においては高速で電荷読み出
しが行われねばならない。しかしながら高速電荷読み出
しで充分な特性が得られないことから、出力線（水平Ｃ
ＣＤ７３）を複数設けることがよく行われる。このよう
な撮像素子においては、各出力線の出力アンプ７４のゲ
インが一致しない等の原因によって、撮像素子の遮光領
域７６と有効領域７５のゼロレベルの差が出力毎に異な
る。従って、本実施例ではこれまで述べてきた各実施例
の動作を各出力系ごとに行うようにする。すなわち、演
算器１９で計算され記憶される補正（クランプ）量は各
出力系ごとの補正（クランプ）量であり、補正（クラン
プ）も各出力系ごとに行われる。

【００３６】次に第７の実施例について説明する。撮像
素子の高温下の特性で問題となるのは遮光領域７６と有
効領域７５のゼロレベルの差のみではない。先にも述べ
たが、遮光領域７６と有効領域７５のゼロレベルの差は
各領域の垂直ＣＣＤ７２の暗電荷の発生量が異なること
にあるが同領域内においても各垂直ＣＣＤ毎の暗電荷の
発生量は、遮光領域７６と有効領域７５の垂直ＣＣＤ７
２の暗電荷の発生量の差よりはるかに少ないが、わずか
な差を持つ。このために、このような撮像素子を用いた
撮像装置で高温下で撮影して得られた画像に薄い縦スジ
が現われることになり、品位の低い画像となってしま
う。

【００３７】このような撮像素子に対して適用されるの
が本実施例であり、演算器１９において用いられる補正
（クランプ）データは複数のラインのダーク時のデータ
の平均値である。図４は本実施例による撮像素子の駆動
タイミングを示す。撮影者が操作部１７で撮影開始を命
令するとカメラは撮影動作を始める。まず、撮像素子４
の垂直ＣＣＤ７２と水平ＣＣＤ７３の駆動が始まる。同
時に駆動ＡＥ用受光器１７によって被写体の輝度を測定
し、その測定値をもとにレンズシャッタ２の絞り値とシ
ャッタスピードをメカ、操作部制御用ＣＰＵ１５にて算
出する。

【００３８】垂直ＣＣＤ駆動パルスがちょうど全転送段
数を送るパルス数を越えると、ＣＤＳ、増幅、クランプ
処理がなされた撮像信号出力はＡ／Ｄ変換器１０におい
てデジタル信号に変換される。デジタル化された画像デ
ータは、複数のライン分のデータが演算器１９のメモリ
に取り込まれ、それぞれのラインの同順位の画素のデー
タの平均値が計算される。言い代えるとそれぞれの縦ラ
インの平均ダークレベルを求めることになる。この場
合、平均値を求めるのに必要なライン数は多いほどよ
く、１００ライン位の平均値を求めれば有効な補正（ク
ランプ）ができることが確認されている。

【００３９】このようにして水平ｎライン分のデータの
取り込みが行われ、その平均値の演算が終了すると、先
に求められた絞り値、シャッタースピードで、撮影が従
来例と同様に行われる、撮像素子４よりの撮像信号はＣ
ＤＳ、増幅、クランプ処理され、さらにＡ／Ｄ変換され
る。そのデジタル各画素データは演算器１９に入力さ
れ、ダーク領域のデータは先に求められた対応する垂直
ラインの平均ダーク値が減算される。このように演算処
理されたデータは撮像信号処理回路１１に入力され、従
来例と同様に所定の輝度信号処理、色信号処理が行わ
れ、さらに、不図示の所定フォーマットへの信号変換処
理を経て、記録媒体Ｉ／Ｆ１３を介して記録媒体１２に
記録される。

【００４０】ここではこれまでの各実施例と異り、本実
施例のダークデータの取り込みタイミングが異なってい
る。それは、ここで補正対象としている縦スジが垂直Ｃ
ＣＤに起因する現象であり、かつレベル的には極めて低
いレベルの現象を扱っていることにより、ホトダイオー
ド７１の白キズ等が誤差要因として強く影響する、とい
った理由で純粋に垂直ＣＣＤ７２の暗電荷分だけを取り
出すようにしたためである。本実施例のダークデータ読
み出しでは、本撮影時と、垂直ＣＣＤ７２においての蓄
積時間とが等しく、必要とする補正のためのデータはこ
れで得ることができる。かつ、本撮影までに要する時間
を短縮する事ができる。

【００４１】先の各実施例で問題にしていた、遮光領域
７６と有効領域７５の０レベルの差もインターライン型
ＣＣＤではそのほとんどが垂直ＣＣＤ７２に起因するも
のであり、先の各実施例においても、本実施例と同様の
動作タイミングとすることで期待する効果が得られる。
ただし、インターライン型ＣＣＤ以外の撮像素子、例え
ば、フレームトランスファ型ＣＣＤ、Ｘ−Ｙアドレス型
センサ等においては、やはり、第１〜第７の実施例で述
べてきたような動作タイミングとしなければならない。

【００４２】次に第８の実施例について説明する。ＣＣ
Ｄ型撮像素子ではあまりないが、増幅型撮像素子では遮
光時のエリア内の出力ムラがみられる。これは通常ダー
クシェーディングと呼ばれる現象であり、なめらかな変
化カーブを描く。このような撮像素子のクランプは、第
１回目の遮光時の画像データとしてエリア内の複数の部
分から複数のデータを取り込み、それぞれの部分のデー
タの平均値を演算し、平均された領域内の複数部分のダ
ークデータからエリア内のダークシェーディングの状態
を推測した各画素の補正値、あるいは、エリア内をブロ
ックに分けて、ブロック別の補正値として補正値を記憶
し、２回目の本撮像画像の信号をそれぞれ該当する補正
値で補正（クランプ）するものである。このようにする
ことで、ダーク出力にうねり（シェーディング）をもつ
撮像素子においても黒のレベルの確かな画像データを得
ることができる。

【００４３】これまで述べてきた各実施例では、最初に
ダーク情報を得、引き続き本撮影が行われる。もし、全
画像を一旦記憶する画像メモリを本体に内蔵するなら
ば、この順序は逆でもよい。撮影時のブレに対して防御
するという意味では、むしろ、この方が望ましい方法と
いえる。そしてこの場合、全画像を記憶するメモリとし
ては全画像分よりもやや多い容量のメモリを持つこと
で、クランプのために必要なデータをこのメモリの特定
のアドレスに格納することができ、特にクランプ用のメ
モリを別個に持つ必要がなくなる。クランプ専用のメモ
リを持つか持たないかはシステム構成によって決めれば
よい。

【００４４】また、本発明において解決しようという問
題点の遮光領域７６と有効領域７５との出力差は高温時
の問題であることから、上述の各実施例は撮像素子また
は撮像装置内の温度があらかじめ設定された温度以上と
なる時に動作するようにしてもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、遮
光状態での撮像素子の画像データをゼロ基準として、本
撮影の画像データをクランプすることにより、色再現性
に優れた、ノイズの少ない画像を得ることのできる撮像
装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図２】実施例の動作を示すタイミングチャートであ
る。

【図３】本発明の他の実施例を示すブロック図である。

【図４】他の実施例の動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図５】従来のデジタルスチル電子カメラの構成を示す
ブロック図である。

【図６】撮像信号処理回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図７】撮像素子の構成図である。

【符号の説明】

２絞り兼用シャッタ４撮像素子９クランプ回路１９演算器２０Ｄ／Ａ変換器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体像をシャッタを通じて撮像し画像
データを得る撮像素子と、上記シャッタを閉じた状態で行われる撮像により上記撮
像素子から得られる第１の画像データを記憶する記憶手
段と、上記シャッタを開閉して行われる撮像により上記撮像素
子から得られる第２の画像データのゼロレベルを上記記
憶手段に記憶した上記第１の画像データを用いてクラン
プするクランプ手段とを備えた撮像装置。
【請求項２】上記第１の画像データが上記撮像素子の
一部の領域の画像データであり、上記第２の画像データ
のゼロレベルをクランプするための基準として上記第１
の画像データの平均値を用いた請求項１記載の撮像装
置。
【請求項３】上記第１の画像データが上記撮像素子の
全領域中の複数部分の各々１つ以上の画素の画像データ
であり、上記第２の画像データのゼロレベルをクランプ
するための基準として上記第１の画像データの平均値を
用いた請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】上記第１の画像データが上記撮像素子の
遮光領域の一部の領域又は全体の画像データと上記撮像
素子の有効領域の一部の領域又は全体の画像データとか
ら成るデータであり、上記第２の画像データのゼロレベ
ルをクランプするための基準として上記有効領域の画像
データの平均値と遮光領域の画像データの平均値との差
分を用いると共に上記有効領域、遮光領域のいずれか一
方のデータをクランプするようにした請求項１記載の撮
像装置。
【請求項５】上記第１の画像データが複数水平ライン
の画像データであり、上記第２の画像データのゼロレベ
ルをクランプするための基準として上記第１の画像デー
タの同一の縦ラインの画像データの平均値を用い、それ
ぞれに対応する縦位置の信号に対してクランプするよう
にした請求項１記載の撮像装置。
【請求項６】上記第１の画像データが上記撮像素子の
全領域中の複数部分における各々複数の画素の画像デー
タであり、各部分のデータはそれぞれに平均され、平均
されたデータより全領域の遮光時の信号レベルを形状推
測することで求め、上記第２の画像データのゼロレベル
をクランプするための基準として上記第１の画像データ
から形状推測することで得られた各画素に対応するデー
タを用いるようにした請求項１記載の撮像装置。
【請求項７】上記クランプが上記撮像素子の各ライン
毎に行われる請求項１記載の撮像装置。
【請求項８】上記撮像素子は複数の出力線を有する撮
像素子であり、上記クランプは各出力線のそれぞれの出
力画像データ毎に行われる請求項１記載の撮像装置。
【請求項９】被写体の光学像をシャッタを通じて撮像
し画像データを得る撮像素子と、上記シャッタを閉じた状態で行われる撮像により上記撮
像素子から得られる第１の画像データを記憶する記憶手
段と、上記シャッタを開閉して行われる撮像により上記撮像素
子から得られる第２の画像データから上記記憶手段に記
憶した上記第１の画像データを減算するクランプ手段と
を備えた撮像装置。
【請求項１０】上記第１の画像データが上記撮像素子
の一部の領域の画像データであり、上記第２の画像デー
タから減算される数値は上記第１の画像データの平均値
である請求項９記載の撮像装置。
【請求項１１】上記第１の画像データが上記撮像素子
の全領域中の複数部分の各々１つ以上の画素の画像デー
タであり、上記第２の画像データから減算される数値は
上記第１の画像データの平均値である請求項９記載の撮
像装置。
【請求項１２】上記第１の画像データが上記撮像素子
の遮光領域の一部の領域又は全体の画像データと上記撮
像素子の有効領域の一部の領域又は全体の画像データと
から成るデータであり、上記第２の画像データの遮光領
域の画像データに対して上記第１の画像データの有効領
域の画像データの平均値から遮光領域の画像データの平
均値を引いた値を加算するか又は上記第２の画像データ
の遮光領域の画像データに対して上記第１の画像データ
の遮光領域の画像データの平均値から有効領域の画像デ
ータの平均値を引いた値を減算するようにした請求項９
記載の撮像装置。
【請求項１３】上記第１の画像データが複数水平ライ
ンの画像データであり、上記第２の画像データから減算
される数値は上記第１のデータの同一の縦ラインの画像
データの平均値であり、上記クランプ手段がそれぞれに
対応する縦位置の信号に対してクランプするようにした
請求項９記載の撮像装置。
【請求項１４】上記第１の画像データが上記撮像素子
の全領域中の複数部分の各々複数の画素の画像データで
あり、各部分のデータはそれぞれに平均され、その平均
データより全領域の遮光時の信号レベルを形状推測する
ことで求め、上記第２の画像データから減算される数値
は上記第１の画像データから形状推測することで得られ
た各画素に対応するデータを用いる請求項９記載の撮像
装置。
【請求項１５】上記クランプ手段で行われるクランプ
は上記撮像素子の各ライン毎に行われる請求項９記載の
撮像装置。
【請求項１６】上記撮像素子は複数の出力線を有する
撮像素子であり、上記クランプ手段は各出力線のそれぞ
れの出力画像データ毎にクランプを行う請求項９記載の
撮像装置。
【請求項１７】１回目に上記シャッタを開閉して画像
データを記憶手段に記憶し、２回目にシャッタを閉じた
状態でクランプの基準となる画像データを記憶手段に記
憶し、上記記憶された２つの画像データによりクランプ
が行われる請求項９記載の撮像装置。
【請求項１８】被写体像をシャッタを通じて撮像し第
１の画像データを得る撮像素子と、上記撮像素子の遮光領域の信号レベルをクランプするク
ランプ手段と、上記シャッタを閉じた状態で行われる撮像により上記撮
像素子から得られる第２の画像データのうちの有効領域
から得られる画像データの平均値と遮光領域から得られ
る画像データの平均値との差のデータを算出して記憶す
る演算手段とを備え、上記演算手段は、上記シャッタを開閉して行われる撮像
により得られる上記遮光領域の信号レベルを上記クラン
プ手段がクランプする際のクランプレベルを上記記憶さ
れた差のデータに応じて変化させるようにした撮像装
置。
【請求項１９】上記第１、第２の画像データを共通の
メモリの別々のアドレスに記憶するようにした請求項１
〜１８の何れか１項記載の撮像装置。
【請求項２０】上記第１、第２の画像データを別々の
メモリに記憶するようにした請求項１〜１８の何れか１
項記載の撮像装置。
【請求項２１】上記シャッタ開閉によって得られた画
像データの平均値によって得られたクランプの基準デー
タはビット拡張されたデータであり、このビット拡張さ
れたデータを用いてクランプが行われる請求項１〜１８
の何れか１項記載の撮像装置。
【請求項２２】上記クランプが特定温度以上で行われ
る請求項１〜１８の何れか１項記載の撮像装置。