(57)【要約】【課題】電源投入直後、又は撮像モード変更直後に画像が暗くなることを防止する撮像装置を提供する。【解決手段】ＣＰＵはユーザによる撮像モード変更の指示操作を監視し、撮像モード変更されていない場合には、黒レベル生成部が後ＯＢ部の画素の信号レベルを取り込み、黒レベル生成するように制御し、撮像モード変更が行われると、後ＯＢ部ではない固定値に設定されたダミーの信号を取り込み、黒レベル生成するように制御することにより、撮像モード変更直後に画像が暗くなることを防止する。【選択図】図４
2010199864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示に用いられる有効画素部と、画像の黒レベルに対応した信号を出力するためのオプティカルブラック部とからなる光電変換部を備えた撮像素子と、
該撮像素子の上記有効画素部及び上記オプティカルブラック部の画素から読み出された信号を読み出す信号読出部と、
上記有効画素部及び上記オプティカルブラック部の画素から読み出された信号を相関ニ重サンプリングする相関ニ重サンプリング部と、
上記オプティカルブラック部の画素から読み出された信号を基に黒レベルを生成する黒レベル生成部を備え、上記相関ニ重サンプリング部の出力信号を上記黒レベルの信号でクランプして出力するクランプ部と、
該クランプ部の出力信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部と、
上記有効画素部の画素の信号を加算して読み出す制御を行う画素加算制御部と、
電源の投入及び上記画素加算制御部により加算する画素数の変更を伴う撮像モードの変更の指示操作を行うための操作部と、
該操作部により電源投入又は撮像モード変更を行った直後から所定期間、上記黒レベルを予め定めた固定値に設定し、その後は上記黒レベルを上記オプティカルブラック部の画素から読み出された信号を基に設定する制御を行う黒レベル設定制御部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記操作部によって撮像モード変更が行われた直後から、上記オプティカルブラック部の画素の信号レベルが所定の範囲内か否かを判定するレベル判定部をさらに備え、
上記レベル判定部によって上記信号レベルが上記所定の範囲内と判定した直後に、上記黒レベル生成部は、上記オプティカルブラック部の画素から読み出された信号に基づいて、上記黒レベルを生成することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
上記レベル判定部は、上記オプティカルブラック部の画素の信号が所定の範囲内にあるか否かの判定を、上記撮像素子の光電変換部の１フレームを形成する上記オプティカルブラック部の全画素単位で行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
上記黒レベル生成部は、上記レベル判定部によって上記信号レベルが上記所定の範囲内にあるとの判定直後と、電源投入又は撮像モード変更を行った直後から上記所定期間の経過直後との一方を優先して、上記オプティカルブラック部の画素から読み出された信号に基づいて、上記黒レベルを生成可能にしたことを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を撮像する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像素子が搭載された撮像装置が電子機器において広く採用されている。撮像素子においては、光電変換して画像表示する情報として利用される有効画素部に近接して、遮光された遮光画素部としてのオプティカルブラック部（ＯＢ部と略記）が設けられている。  
そして、撮像装置は、このＯＢ部の信号レベルを黒レベルの基準信号に利用して有効画素部の画素の輝度レベルを決定し、画像表示に利用する。  
このような撮像装置において、高輝度の被写体を有効画素部内で撮像した場合には、有効画素部から漏れた電荷がＯＢ部に漏れ込み、黒レベルの基準に用いたレベルが上がるため、例えば有効画素部の画像データが異常に小さくなる、所謂ブラックアウト等の問題が発生する。
【０００３】
図９はこの現象が起こる様子を示す。被写体を撮像した場合、有効画素部内に高輝度の画素領域があると、その画素領域から漏れた電荷がＯＢ部（例えば両側の前後ＯＢ部における後ＯＢ部）に流れ込み、ＯＢ部の本来の黒レベルが持ち上がってしまう。このため、この持ち上がった黒レベルを、黒レベルの基準信号として用いると、有効画素の信号レベルが下がってしまうので、表示される画像が黒く沈んだものになってしまう。  
このような問題を解決するものとして特開２００８−２６３３３９号公報、特開平１０−２５６５２３公報がある。
【０００４】
第１の従来技術としての特開２００８−２６３３３９号公報は、ＯＢ部における撮像素子の出力信号レベルを検出手段によりフレーム毎に検出する。その検出手段により検出された出力信号レベルが所定のレベルよりも小さい時には、その出力信号を黒レベルの基準に用いるが、大きい時には、その出力信号を黒レベルの基準に用いることを禁止する。これにより、上記問題を解決する。  
第２の従来技術としての特開平１０−２５６５２３公報は、フレーム・インターライン・トランスファ型ＣＣＤにおいて、ＯＢ部における電荷を、有効画素部の電荷を転送する方向と反対方向に転送して、電源に吸収させるようにしている。これにより、上記問題を解決する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、第２の従来技術は、撮像素子の型が制約されてしまい、汎用の撮像素子の場合に適用できない。  
一方、第１の従来技術のような場合は、ＯＢ部の信号検出を行い、その出力信号レベルが高輝度に対応した所定のレベルよりも高いか否かの検出処理を行う。このため、画素加算数の変化を伴う撮像モード変更直後や、電源投入直後に高輝度の被写体がある場合には、その検出処理を行った結果が得られるまでにタイムラグが発生し、そのタイムラグの時間、目的とする結果が得られていないため、暗い画面状態になってしまう欠点がある。  
画素加算数の変化が伴う撮像モード変更時には、撮像素子の水平転送路において画素加算数に応じて図１０に示すように基板バイアス電圧としてのＳＵＢレベルを変化させる。基板バイアス電圧は、光電変換する画素を形成するフォトダイオード（ＰＤ）の底部側に隣接する例えばＰウェアルと、その底部側のｎ型基板との間に印加される。  
画素加算数の変化が伴う撮像モード変更時には、このＳＵＢレベルを変化させる制御により、ＰＤでの電荷の飽和レベルを維持しつつ、水平転送効率も維持するように制御される。
【０００６】
しかし、この図１０に示すようにＳＵＢレベルの変化により、ＰＤの電荷漏れに対する特性が変化する。例えば図１０の左側にはＳＵＢレベルを基板電位に近い値に設定された例を示す。  
一方、図１０の右側ではＳＵＢレベルを基板電位から離した設定となっている。このように画素加算数の変化が伴う撮像モード変更時には、電荷漏れが発生し易い。その電荷漏れにより急にＯＢ部の黒レベルが上昇する変動により、黒く沈む画像になることがある。  従って、電源投入直後における高輝度の状態の場合や、撮像モード変更直後に関しては、即時に画像が暗くなることを防止するような対応が望まれる。  
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、電源投入直後、又は撮像モード変更直後に画像が暗くなることを防止できる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の撮像装置は、画像表示に用いられる有効画素部と、画像の黒レベルに対応した信号を出力するためのオプティカルブラック部とからなる光電変換部を備えた撮像素子と、  該撮像素子の上記有効画素部及び上記オプティカルブラック部の画素から読み出された信号を読み出す信号読出部と、
上記有効画素部及び上記オプティカルブラック部の画素から読み出された信号を相関ニ重サンプリングする相関ニ重サンプリング部と、
上記オプティカルブラック部の画素から読み出された信号を基に黒レベルを生成する黒レベル生成部を備え、上記相関ニ重サンプリング部の出力信号を上記黒レベルの信号でクランプして出力するクランプ部と、
該クランプ部の出力信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換部と、
上記有効画素部の画素の信号を加算して読み出す制御を行う画素加算制御部と、
電源の投入及び上記画素加算制御部により加算する画素数の変更を伴う撮像モードの変更の指示操作を行うための操作部と、
該操作部により電源投入又は撮像モード変更を行った直後から所定期間、上記黒レベルを予め定めた固定値に設定し、その後は上記黒レベルを上記オプティカルブラック部の画素から読み出された信号を基に設定する制御を行う黒レベル設定制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電源投入直後、又は撮像モード変更直後に画像が暗くなることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は本発明の実施例１ の撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】図２は実施例１における撮像素子の光電変換部を構成する有効画素部及びＯＢ部を示す図。
【図３】図３は撮像素子の出力信号に対して撮像モード変更直後に黒レベルをクランプする信号期間を変更する動作等を説明するためのタイミング図。
【図４】図４は黒レベル設定制御の処理を示すフローチャート。
【図５】図５は後ＯＢ部の信号レベルが所定の範囲内にあるか否かの判定を行う処理の１例を示すフローチャート。
【図６】図６は図５とは異なる判定の処理例を示すフローチャート。
【図７】図７は変形例における黒レベル設定部分の構成を示すブロック図。
【図８】図８は変形例における動作説明用のタイミング図。
【図９】図９は高輝度の被写体を撮像した場合の説明図。
【図１０】図１０は撮像モード変更に伴う画素加算制御の際に基板バイアス電圧のレベルが変更されることと電荷漏れが発生する様子を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。  
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の撮像装置１の構成を示す。この撮像装置１は、被写体の光学像を結ぶレンズ２を有し、このレンズ２の結像位置には、電荷結合素子（ＣＣＤと略記）等の撮像素子３が配置されている。  
また、この撮像装置１には、ユーザが操作する電源投入（電源ＯＮ）及び電源ＯＦＦの指示操作を行う電源ボタン４ａ、撮像モード（撮影モード）の変更を行うモード変更ボタン４ｂ、図示しないシャッタボタン、ズームボタン等を備えた操作部４が設けてある。この操作部４による操作信号は、この撮像装置１全体の制御を行う制御手段としてのＣＰＵ５に入力される。  
このＣＰＵ５は、操作部４の操作に応じて発生する操作信号により、いずれの操作であるかを判定し、操作信号に応じて各部の制御を行う。  
また、この撮像装置１は、各部の駆動タイミングを決める駆動タイミング生成部６を有し、この駆動タイミング生成部６はＣＰＵ５により制御される。
【００１１】
また、この駆動タイミング生成部６は、撮像素子３から後述する有効画素部とＯＢ部からその画素の信号を読み出す信号読出部の機能を持つ。この駆動タイミング生成部６は、信号読み出し信号としての撮像素子駆動信号を生成し、撮像素子３に印加する。  
撮像素子駆動信号の印加により、撮像素子３は、光電変換部（撮像面とも言う）に結像された光学像を光電変換して出力する。この撮像素子３から出力される撮像信号は、相関二重サンプリング（ＣＤＳと略記）部７に入力される。このＣＤＳ部７は撮像信号に対して、ＣＤＳ処理を行うことによりベースバンドの信号成分を抽出して、クランプ部（又はクランプ回路部）８を構成する加算器９に出力する。  
加算器９は、ＣＤＳ部７から出力される信号のゼロレベルを、このクランプ部８（のＤ／Ａ変換部１３）により生成される黒レベルでクランプして、黒レベルの直流再生をする。つまり、ＣＤＳ部７から出力される信号のゼロレベルは、このクランプ部８により生成される黒レベルとなるように黒レベルの直流再生が行われる。
【００１２】
そして、黒レベルの直流再生がされたＣＤＳ部７からの出力信号は、Ａ／Ｄ変換部１０に入力される。  
Ａ／Ｄ変換部１０は、入力されるアナログの信号をデジタルの信号に変換して画像処理部１１に出力すると共に、クランプ部８を構成する黒レベル生成部１２に出力する。  
この黒レベル生成部１２は、ＣＰＵ５の黒レベル制御により、Ａ／Ｄ変換部１０の出力信号における所定の信号をクランプパルスにより取り込み、黒レベルの基準信号を生成する。  
黒レベル生成部１２は、通常の動作時にはＣＰＵ５からの制御信号により、Ａ／Ｄ変換部１０の出力信号におけるオプティカルブラック部（ＯＢ部と略記）の出力信号を所定の信号としてクランプパルスにより取り込み、その信号から、又はその信号を基に黒レベルの基準信号を生成する。  
この場合、ＣＰＵ５は、上記制御信号として、黒レベル生成部１２がＯＢ部の出力信号をクランプするようにクランプパルスを黒レベル生成部１２に印加しても良い。又はＣＰＵ５による制御信号を、黒レベル生成部１２内部のクランプパルス発生回路に対してクランプパルスを発生させるタイミングを制御する構成にしても良い。
【００１３】
これに対して、例えばモード変更ボタン４ｂが操作された直後には黒レベル生成部１２は、ＣＰＵ５からの制御信号により、後述する固定値をクランプパルスにより取り込み、その信号から黒レベルの基準信号を生成する。  
この黒レベルの基準信号は、Ｄ／Ａ変換部１３によりアナログの基準信号に変換されて加算器９に出力される。  
画像処理部１１は、表示用の映像信号（画像信号）を生成するための各種の画像処理を行う。この画像処理部１１は、画像表示を行う表示装置１４，ＡＥ（Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）ｒとＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）のためのＡＥ評価値とＡＦ評価値の算出処理を行うＡＥ／ＡＦ処理部１５，各種の画像処理を行う際の画像データなどの一時記憶に用いられるメモリ１６，撮像された画像データを圧縮等して記録する記録用メモリ１７と接続されている。
【００１４】
また、画像処理部１１は、この他にホワイトバランス調整、ノイズ除去、エッジ強調等の各種の画像処理を行う。そして、この画像処理部１１により各種の画像処理がされた画像データは、表示装置１４により表示される。  
この画像処理部１１は、ＣＰＵ５と接続され、ＣＰＵ５により画像処理の動作が制御される。また、ＣＰＵ５は、画像処理部１１から画像データを取り込み、例えばクランプ部８の動作を制御する画像処理を行う（図４にて後述）。  
図２は撮像素子３の光電変換部２１の構成を示す。この光電変換部２１は、被写体を撮像する場合、画像表示に用いられる画素領域としての有効画素部２２と、この有効画素部２２の例えば水平方向の前後に設けられた遮光画素部により形成され、黒レベルに対応した信号を生成（出力）するための画素領域としての前ＯＢ部２３ａ及び後ＯＢ部２３ｂと、が設けられている。
【００１５】
撮像素子駆動信号の印加により、光電変換部２１を形成する有効画素部２２と前ＯＢ部２３ａ及び後ＯＢ部２３ｂの各画素の信号は、水平方向のラインに沿って順次読み出される。その場合、通常は、前ＯＢ部２３ａ又は後ＯＢ部２３ｂの画素の信号をクランプ部８の黒レベル生成部１２がクランプパルスにより取り込み、黒レベルの基準信号を生成する。  
以下、本実施例においては、後ＯＢ部２３ｂを用いて黒レベルの基準信号を生成する例で説明するが、前ＯＢ部２３ａで行う場合にも同様に適用できる。また、前ＯＢ部２３ａ及び後ＯＢ部２３ｂとを１つのＯＢ部として適用しても良い。  
電源投入時に被写体に高輝度部がある場合には、その高輝度部に対応して図２に示すように有効画素部２２において高輝度画素領域２４が発生する。すると、電源投入時にその高輝度画素領域２４の電荷が後ＯＢ部２３ｂに流れ込み、上述したように黒レベルが上昇してしまうために、表示される画像が黒ずんでしまう。
【００１６】
本実施例は、後述するように電源投入時には、黒レベル生成部１２が、（後ＯＢ部２３ｂの画素の信号でなく）固定レベル（つまり固定値）を黒レベルとして出力（生成）する構成とすることにより、この不具合を防止する。  
また、通常の明るさのシーンの撮像モードから暗いシーンに対応した撮像モードへと、撮像モード変更（単にモード変更とも言う）を行った直後においても、後ＯＢ部２３ｂの信号を基に黒レベルを生成すると、黒レベルが持ち上がってしまうことがある。その場合、上述したようにその黒レベルのために有効画素部２２の信号のレベルが下がり、黒く沈んで表示される画像ようになってしまう。  
このため、ＣＰＵ５は、モード変更の操作が行われた場合に対応した制御、つまり黒レベル設定制御を行う黒レベル設定制御部５ａの機能を持つ。  
この場合、ＣＰＵ５は、駆動タイミング生成部６に対して画素加算の制御を行うと共に、クランプ部８における黒レベル生成部１２に対する（図４にて説明する）黒レベル設定制御を行う。
【００１７】
また、ＣＰＵ５は、黒レベル設定制御を行うと共に、後述するように後ＯＢ部２３ｂの信号レベルが所定の範囲内か否かの判定を行うレベル判定部５ｂの機能を有する。  
また、ＣＰＵ５は、上述したモード変更時には、撮像素子３から信号読み出しを行う駆動タイミング生成部６に対する画素加算制御を行う画素加算制御部５ｃの機能を持つ。    例えばユーザがモード変更ボタン４ｂによりモード変更の指示操作をした場合、ＣＰＵ５は、駆動タイミング生成部６に対して画素換算制御を行うための制御信号を送る。  
駆動タイミング生成部６は、制御信号に対応して基板バイアス電圧を変更すると共に、例えば各水平ブランキング期間に（通常は１つである）垂直転送パルスを複数、撮像素子３に印加して、垂直転送路から水平転送路に複数画素の信号を出力させるように駆動する。  
そして、水平転送路を経て出力される複数の画素の信号を加算することにより、暗いシーンに対して感度を増大することができるようにしている。
【００１８】
次に図３を参照して、ＣＰＵ５による黒レベル設定制御の概略の動作の説明を行う。
【００１９】
画像処理部１１及び黒レベル生成部１２には、図３（Ａ）に示すように垂直同期信号、水平同期信号と同期して、撮像素子３の出力信号が入力される。なお、この出力信号は、実際にはＣＤＳ部７，加算器９，Ａ／Ｄ変換部１０を経たデジタルの出力信号であるが、図３（Ａ）、図３（Ｂ）においては、その信号元で示している。  
また、図３（Ａ）においては、撮像素子出力信号に関して、符号Ｔ１（Ｔ３）で示す一部の期間を拡大して示している。図３（Ａ）の拡大図における１ラインは、図２における光電変換部２１における水平方向の１ラインの信号期間を示す。  
ＣＰＵ５は、モード変更の操作を監視しており、モード変更が行われていない期間、具体的には図３（Ａ）における期間Ｔ１，Ｔ３においては、黒レベル生成部１２に対して図３（Ａ）の拡大図に示すように後ＯＢ部２３ｂにおける信号（信号データ）をクランプパルスにより取り込む。
【００２０】
クランプパルスにより取り込まれた後ＯＢ部２３ｂの信号レベルにより、黒レベル生成部１２は黒レベルを生成し、Ｄ／Ａ変換部１３を介して加算器９に出力し、この加算器９にＣＤＳ部７から入力される信号に対して、次の後ＯＢ部２３ｂが入力されるまで黒レベルでクランプし、黒レベルの直流再生をする。  
そして、モード変更（モード切替）の操作が行われ場合、例えば図３（Ａ）におけ期間Ｔ２中の始めの期間に示すようにモード変更の操作が行われるとする。この期間Ｔ２におけるモード変更直後の拡大図としての図３（Ｂ）に示すようにＣＰＵ５は、黒レベル生成部１２に対して後ＯＢ部２３ｂと前ＯＢ部２３ａとの間の信号を黒レベルに用いるようにクランプパルスで取り込むように制御する。  
なお、後ＯＢ部２３ｂと前ＯＢ部２３ａとの間では、撮像素子３からの出力信号が欠落する期間であり、画像処理部１１においてはこの欠落する期間の信号を図３（Ｂ）においてダミーとして示している。なお、図２では図３（Ａ）のダミーの信号期間に相当する部分を２点鎖線により仮想的に示している。
【００２１】
このダミーの信号は、ＣＰＵ５によるプログラムに応じて決定される（撮像素子３の画素の信号に依存しない）固定値（固定レベル）として設定することができ、ＣＰＵ５の制御によって、例えば０に近い値、又は通常動作時における後ＯＢ部２３ｂの平均の信号値に設定することもできる。  
このように、このダミーの信号を黒レベルとして用い、有効画素部２２の各画素の信号（画素信号）をこのダミーの信号でクランプした場合、モード変更により後ＯＢ部２３ａの信号レベルが上昇した場合においても、その影響を解消ないしは低減できる。  
このようにしてＣＰＵ５は、モード変更が行われた直後に、黒レベル設定制御を行うことにより、モード変更の直後に画像が黒く沈んで表示されるような不具合を防止する。
【００２２】
なお、モード変更の指示操作が行われた場合、ＣＰＵ５は、モード変更の制御信号を駆動タイミング生成部６に送り、この駆動タイミング生成部６は撮像素子３に対して画素加算して読み出すように制御する。つまり、ＣＰＵ５は画素加算制御する画素加算制御部５ｃの機能を持つ。  
次に本実施例における撮像装置１が動作している状態での黒レベル設定制御の動作を図４を参照して説明する。  
最初のステップＳ１において、ＣＰＵ５は、ユーザにより操作部４からモード変更の操作が行われたか否かの判定を行う。ＣＰＵ５は、モード変更の操作が行われていない場合にはステップＳ１に戻る。なお、モード変更が行われていない場合には、ＣＰＵ５は、黒レベル生成部１２が図３（Ａ）に示した後ＯＢ部２３ｂの画素の信号レベルをクランプするように制御する。
【００２３】
一方、モード変更の操作が行われると、ステップＳ２に示すようにＣＰＵ５は、駆動タイミング生成部６に対して、モード変更に対応した画素加算の制御を行わせると共に、黒レベル生成部１２が、ダミー（の信号レベル）をクランプパルスにより取り込み、このダミーの信号レベルでクランプするように制御する。  
この場合には、ＣＰＵ５は、黒レベル生成部１２が、図３（Ｂ）のダミーの信号レベルをクランプパルスで取り込み、その信号レベルで（ＣＤＳ部７の出力信号を）クランプするように制御する。  
このように黒レベル生成部１２は、モード変更直後にダミーの信号レベルを取り込むように切り替えられるので、モード変更に伴い、基板バイアス電圧が変更される場合に後ＯＢ部２３ｂの信号レベル変動による画像が暗くなることを防止することができる。  
ステップＳ２の次のステップＳ３においてＣＰＵ５は、例えば１フレーム毎に、後ＯＢ部２３ｂの画素の信号レベル（以下、Ｖｏｂ）の検出を行う。なお、１フレーム単位で後ＯＢ部２３ｂの画素の信号レベル（以下、Ｖｏｂ）の検出を行うため、その判定結果により、黒レベルを生成する信号を切り替える場合にも、少なくと１フレームを所定期間として、切り替える前の黒レベルの信号状態を維持する。  
ステップＳ３の次のステップＳ４においてＣＰＵ５は、１フレーム単位で、後ＯＢ部２３ｂの画素の信号レベルＶｏｂが所定の範囲内にあるか否かの判定を行う。具体的にはＣＰＵ５は、２つの閾値をＶｔｈ１、Ｖｔｈ２として場合、Ｖｔｈ１＜Ｖｏｂ＜Ｖｔｈ２の範囲内に有るか否かの判定を行う。  
そして、１フレーム単位で後ＯＢ部２３ｂの信号レベルＶｏｂが所定の範囲内に無い場合にはステップＳ３に戻り、ＣＰＵ５はこの動作を繰り返す。  
一方、所定の範囲内にあると判定した場合には、ステップＳ５に示すようにＣＰＵ５は、黒レベル生成部１２が後ＯＢ部２３ｂの信号レベルＶｏｂをクランプパルスで取り込むように制御する。  
つまり、ＣＰＵ５は後ＯＢ部２３ｂの信号レベルＶｏｂが所定の範囲内となる安定した状態と判定して、図３（Ａ）に示すように黒レベル生成部１２が、後ＯＢ部２３ｂの画素の信号レベルＶｏｂをクランプパルスで取り込むように制御する。
【００２４】
この場合には、クランプ部８は、後ＯＢ部２３ｂの信号レベルＶｏｂを基に生成した黒レベルでＣＤＳ部７の出力信号をクランプして黒レベルの直流再生を行う。  
次のステップＳ６においてＣＰＵ５は、ユーザにより操作部４から電源ＯＦＦの指示操作がされたか否かを判定する。電源ＯＦＦの操作がされていない場合には、ステップＳ１に戻る。一方、電源ＯＦＦの操作がされた場合には、ＣＰＵ５は電源をＯＦＦにして、図４の処理を終了する。  
図５はステップＳ３及びＳ４による判定の処理の詳細を示す。  
最初のステップＳ１１においてＣＰＵ５は、初期設定として、ＣＰＵ５内部の２つの比較器（第１の比較器、第２の比較器）に対しての閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２の設定と、後ＯＢ部２３ｂの各水平ラインの垂直方向の番号に対するパラメータｉを初期値１（つまりｉ＝１）に設定する。
【００２５】
なお、閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２は、例えば（高輝度領域を持たない被写体を撮像したような状態）、換言すると有効画素部２２からの信号電荷が後ＯＢ部２３ｂに流れる電荷漏れが発生しない状態での標準的な後ＯＢ部２３ｂの信号レベルＶｏｂの下限側の値と上限側の値である。なお、後ＯＢ部２３ｂの水平ライン数をｎとする。  
次のステップＳ１２においてＣＰＵ５は、画像処理部１１を通して後ＯＢ部２３ｂのｉ番目（最初の場合には、１番目）の水平ラインの画素の信号を順次取り込む（その信号レベルを、ｉ番目の意味を含めてＶ（ｉ）ｏｂと表す）。  
この場合、ＣＰＵ５は、図１におけるＡ／Ｄ変換部１０の出力信号からゲート等を用いて後ＯＢ部２３ｂのｉ番目の水平ラインの画素の信号を順次取り込むようにしても良い。  次のステップＳ１３においてＣＰＵ５は、取り込んだｉ番目の画素の各信号レベルＶ（ｉ）ｏｂをＣＰＵ５内部の２つの比較器により閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２と比較する。
【００２６】
そして、ステップＳ１４に示すようにＣＰＵ５内の２つの比較器は、信号レベルＶ（ｉ）ｏｂが所定の範囲内にある条件を満たすか否かの判定を行う。具体的には、Ｖｔｈ１＜Ｖ（ｉ）ｏｂ＜Ｖｔｈ２の条件を満たすか否かの判定を行う。  
この条件を満たさないと判定した場合には、ステップＳ１５においてＣＰＵ５は、ｉをリセットして初期値１にしてステップＳ１２に戻る。この場合には、次のフレームにおける後ＯＢ部２３ｂの最初の水平ラインから同じ処理を行う。  
一方、ステップＳ１４の条件を満たす判定結果の場合には、ステップＳ１６においてＣＰＵ５は、ｉが１フレームの最後の第ｎ番目の水平ライン（又は水平ライン数ｎ）に達したか否かを判定する。最後の第ｎ番目の水平ラインに達していない場合には、ステップＳ１７において、ｉを１つ大きくしてステップＳ１２に戻る。つまり、次の水平ラインに対して同様の処理を行う。
【００２７】
一方、ステップＳ１６の判定処理においてｉがｎに達した場合には、１フレーム分の後ＯＢ部２３ｂの全画素の信号レベルが安定したと判定して、図５の処理を終了して、図４のステップＳ５の処理に移る。  
このように、後ＯＢ部２３ｂの信号レベルＶ（ｉ）ｏｂが安定した場合には、後ＯＢ部２３ｂの信号レベルＶ（ｉ）ｏｂをクランプパルスで取り込み、黒レベル生成を行うように変更する。  
従って、後ＯＢ部２３ｂの信号レベルを基に黒レベルを生成し、この黒レベルによりＣＤＳ部７の出力信号をクランプすることによって、忠実に黒レベルの再生が可能になり、表示装置１４には画質の良い画像を表示できる。
【００２８】
また、１フレーム単位で後ＯＢ部２３ｂの全画素の信号レベルが安定したか否かの判定を行うようにすると以下の効果がある。  
１フレーム単位で後ＯＢ部２３ｂの全画素の信号レベルが安定した判定結果が得られた場合、ＣＰＵ５は、次のフレームの最初から後ＯＢ部２３ｂの信号レベルをクランプパルスにより取り込みを開始させて、その信号を用いて黒レベル生成を行うように制御すると、１フレームの途中で黒レベルが変化することを防止できる。  
従って、画質の良い画像を表示等することができる。  
なお、図５に示した処理においては、後ＯＢ部２３ｂにおける各水平ラインの画素の信号レベルＶ（ｉ）ｏｂを比較器により比較して所定の範囲内となるか否かを判定した。
【００２９】
これに対して、図６に示す処理により１フレーム分の後ＯＢ部２３ｂの全ての水平ラインの画素に対して、比較器と比較してその信号レベルが所定の範囲内となるか否かを判定するようにしても良い。  
図６における最初のステップＳ２１においてＣＰＵ５は、初期設定として、ＣＰＵ５内部の２つの比較器に対しての閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２の設定を行う。また、後ＯＢ部２３ｂのｉ番目の水平ラインにおける、水平方向のｊ番目の画素の位置を示すパラメータｉ，ｊを初期値１（つまりｉ＝１、ｊ＝１）に設定する。なお、後ＯＢ部２３ｂの水平ラインの画素数をｍとする。  
次のステップＳ２２においてＣＰＵ５は、画像処理部１１を介して１フレーム分の後ＯＢ部２３ｂの全ての水平ラインの画素データを例えば図１のメモリ１６内に例えばアドレスＡ１１〜Ａ１ｍ、Ａ２１〜Ａ２ｍ、…、Ａｎ１〜Ａｎｍのメモリ領域に格納する。
【００３０】
次のステップＳ２３からステップＳ２９までの処理により、メモリ１６から位置（ｉｊ）の画素の信号レベルＶ（ｉｊ）ｏｂを順次読み出して、所定の範囲内にあるか否かの判定を行う。  
ステップ２３においてＣＰＵ５は、メモリ領域からアドレスＡｉｊを指定してアドレスＡｉｊ、つまり水平ライン位置（ｉｊ）の画素の信号レベルＶ（ｉｊ）ｏｂを読み出す。  次のステップＳ２４においてＣＰＵ５は、その信号レベルＶ（ｉｊ）ｏｂが所定の範囲内にある条件を満たすか否かの判定を行う。具体的には、ＣＰＵ５内の比較器は、Ｖｔｈ１＜Ｖ（ｉｊ）ｏｂ＜Ｖｔｈ２の条件を満たすか否かの判定を行う。  
この条件を満たさない場合には、ステップＳ２５においてＣＰＵ５は、メモリ領域の１フレーム分の後ＯＢ部２３ｂの画素データをリセットしてステップＳ２２に戻る。この場合には、次のフレームの後ＯＢ部２３ｂの画素データがメモリ領域に再設定される。そして、そのメモリ領域の画素に対して同様の処理が行われることになる。
【００３１】
一方、ステップＳ２４における条件を満たすと判定した場合には、ステップＳ２６においてＣＰＵ５は、ｉ＝ｍの条件を満たすか否かの判定を行う。この条件に該当しない場合にはステップＳ２７においてＣＰＵ５は、ｉを１つ大きくして、ステップＳ２３の処理に戻る。この場合には、同じｉ番目の水平ラインにおける次の画素に対して同様の処理が繰り返される。  
そして、ｉ＝ｍになった場合には、ステップＳ２８に進む。ステップＳ２８においてＣＰＵ５はｊ＝ｎの条件を満たすか否かの判定を行う。この条件に該当しない場合にはステップＳ２９においてＣＰＵ５は、ｊを１つ大きくして、ステップＳ２３の処理に戻る。この場合には、同じｊ番目の次の水平ラインにおける最初の画素から同様の処理が繰り返される。
【００３２】
このようにして、ｊ＝ｎになった場合には、（図５におけるステップＳ１６の条件に該当する場合と同様に）ＣＰＵ５は、１フレーム分の後ＯＢ部２３ｂの全画素の信号レベルが安定したと判定して、図６の処理を終了して、図４のステップＳ５の処理に移る。  
このように動作する本実施例によれば、モード変更の操作が行われた直後に、表示装置１４に表示される画像が暗くなるような不具合を防止ないしは低減できる。  
また、本実施例におけるＣＰＵ５は、電源がＯＦＦからＯＮにされた場合にも、このＯＮを検出すると、図４におけるステップＳ２に示すようにダミーの信号をクランプするように制御する（なお、ステップＳ２におけるモード変更に伴って行う画素加算の制御は行わない）。  
この場合にも、電源ＯＮ（電源投入）時に被写体に高輝度部分が存在して、その画像が黒ずんで表示されることを解消ないしは低減することができる。
【００３３】
なお、電源ＯＮ時の場合に対して、図７に示す変形例の黒レベル生成部１２Ｂを設けた構成にしても良い。  
Ａ／Ｄ変換部１０の出力信号は、黒レベル生成部１２Ｂを構成するクランプ回路３１に入力される。このクランプ回路３１は、例えばＣＰＵ５からのクランプパルスの印加により、後ＯＢ部２３ｂの信号レベルを取り込む。そして、取り込んだ信号レベルを基に生成した黒レベルの信号を次のクランプパルスが入力されるまで保持する。  
このクランプ回路３１の出力信号は、切替スイッチ３２の接点ａを介してＤ／Ａ変換部１３に出力される。  
また、この黒レベル生成部１２Ｂには固定値を発生する固定値発生部３３が設けてある。この固定値発生部３３から出力される固定値は、切替スイッチ３２の接点ｂを介してＤ／Ａ変換部１３に出力される。
【００３４】
ＣＰＵ５は、モード変更直後には、例えばオア回路３４を介して切替スイッチ３２の切替を制御し、固定値発生部３３で発生した固定値をＤ／Ａ変換部１３に出力させるように制御する。  
なお、固定値発生部３３は、ＣＰＵ５からの制御により、発生する固定値の値（レベル）を調整することができる。この固定値は、例えば標準的な使用時における後ＯＢ部２３ｂの平均レベルに近い値である。  
また、黒レベル生成部１２Ｂに設けたタイマ３５は、電源がＯＮされた場合、予め設定された所定期間、例えば１フレーム、又は２フレーム期間だけ、オア回路３４を介して切替スイッチ３２が接点ｂを選択するように設定されている。
【００３５】
従って、電源がＯＮされると、固定値発生部３３の固定値が黒レベルとして出力され、加算器９に入力されるＣＤＳ部７からの出力信号に対して、この黒レベルでクランプして黒レベルの直流再生を行う。  
また、ＣＰＵ５は、タイマ３５に対して、タイマ出力のＯＮ／ＯＦＦを制御することができる。  
例えば、電源がＯＮされた直後、タイマ３５の出力により、切替スイッチ３２は所定期間、接点ｂがＯＮするように設定される。しかし、電源がＯＮされた直後から図４に示した後ＯＢ部２３ｂの信号レベルが所定の範囲内にあるか否かの判定の処理の結果により、所定期間の経過前に、接点ｂを接点ａがＯＮするように設定する選択もできる。  
この選択は、例えば操作部４によるユーザからの設定により、いずれを優先するかの選択設定ができる。そして、ＣＰＵ５は、ユーザによる選択設定に対応した制御を行う。
【００３６】
以下の例では所定期間を優先させた場合で説明する。  
このような構成によるその動作を図８を参照して説明する。図８は、例えばモード変更が、電源ＯＮから所定期間よりも後に操作される場合を示している。  
また、図７の構成の場合、電源ＯＮの直後に図４に示したステップＳ３及びＳ４の処理を行うこともできるが、タイマ３５による所定期間を優先させた場合で示している。  
図８に示すように電源がＯＮすると、タイマ３５の出力によって接点ｂがＯＮする状態に設定され、その状態が所定期間、継続する。接点ｂがＯＮとなることにより、固定値がＤ／Ａ変換部１３から黒レベルの基準信号として加算器９に出力される。  
従って、電源ＯＮ時に被写体に高輝度部分が存在しても、黒ずんで表示されることを解消ないしは低減できる。所定期間が経過すると、切替スイッチ３２は、接点ａがＯＮするように切り替えられる。そして、クランプ回路３１によりクランプされた後ＯＢ部２３ｂの信号が黒レベルの基準信号として加算器９に出力されるようになる。
【００３７】
また、モード変更の操作が行われると、ＣＰＵ５はタイマ３５を起動させて、その出力で切替スイッチ３２の接点ｂがＯＮとなるように切り替える。  
この場合にもモード変更に伴う画像が黒ずんで暗い画像として表示されることを解消ないしは低減することができる。  
また、モード変更又は電源ＯＮ後に、図４のステップＳ３及びＳ４（つまり、図５又は図６）の処理を行うことにより、後ＯＢ部２３ｂの信号レベルが安定したと判定した場合、タイマ３５による所定期間の経過前においても、後ＯＢ部２３ｂの信号レベルを用いて黒レベルを生成し、クランプを行うようにしても良い。  
また、上述したように、タイマ３５による所定期間を優先させるようにしても良い。    本変形例によれば、実施例１の効果を有すると共に、さらにユーザによる黒レベルを生成する条件の選択肢を拡げることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
被写体を撮像素子を用いて撮像し、撮像した画像を表示装置に表示する。
【符号の説明】
【００３９】
１…撮像装置、３…撮像素子、４…操作部、４ａ…電源ボタン、４ｂ…モード変更ボタン、５…ＣＰＵ、５ａ…黒レベル設定制御部、５ｂ…レベル判定部、５ｃ…画素加算制御部、７…ＣＤＳ部、８…クランプ部、９…加算器、１０…Ａ／Ｄ変換部、１１…画像処理部、１２…黒レベル生成部、１３…Ｄ／Ａ変換部、１４…表示装置、２１…光電変換部、２２…有効画素部、２３ａ…前ＯＢ部、２３ｂ…後ＯＢ部、３１…クランプ回路、３３…固定値発生部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４０】
【特許文献１】特開２００８−２６３３３９号公報
【特許文献２】特開平１０−２５６５２３公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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